JP2000346648A - 半導体デバイスとその製造方法 - Google Patents
半導体デバイスとその製造方法Info
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Abstract
スにおいて、基板に発生する応力のコーナー部への集中
に伴う性能に変動や劣化を防止し得る構成と、これを従
来の縦横にダイシングする方法で、量産性良く提供する
方法。 【解決手段】 異材質基板を積層したセンサ用半導体振
動子など基板状の半導体デバイスにおいて、熱膨張係数
の違いに伴い発生する基板コーナー部への応力の集中
を、基板外形を正多角形とすることにより低減し、温度
特性にすぐれた半導体デバイスを提供し、ウェーハの上
面に設定する縦横の切断予定ダイシングラインに囲まれ
た矩形枠内に正八角形を想定し、設定した矩形枠内の正
八角形と隣接する矩形枠内の正多角形との間で想定され
る余剰部形状に相当する形状を、隙間形状としてウェー
ハに予め除去する加工を行うことにより、従来の縦横の
ダイシングラインによる切断で、所定の正八角形板状の
半導体デバイスを簡単に製造できる。
Description
振動子などの半導体基板と他の異材質基板とを積層した
基板状の半導体デバイスの改良に係り、該振動子などに
おいて、熱膨張係数の違いに伴い発生する基板コーナー
部への応力の集中を、基板外形を正多角形とすることに
より低減し、センサ性能の低下を防止した半導体デバイ
スとその製造方法に関する。
バイスは多種多様を究めるが、例えば、振動ジャイロに
使用されるセンサ用半導体振動子は、カーナビゲーショ
ンの自律航法センサやハンディービデオの手振れ検出セ
ンサ、あるいはVDC(Vehicle Dynamics Control)とよば
れる自動車シャーシコントロールシステムにおけるヨー
レート検出センサなど、従来の振動ジャイロよりさらに
高精度な性能を要求されるセンサの用途に使用される。
ング1aの径方向に生じる振動モードを利用したレートジ
ャイロである。検出原理は、リング1aの直行する直径方
向をX軸、Y軸とし、中心軸方向をZ軸方向とすると、リ
ング1aのXY軸に沿った駆動振動に対しZ軸回りに加わっ
た角速度ωにより生じるコリオリ力により駆動振動から
45度ずれた位置に発生する検出振動から角速度を得るも
のである。かかる振動の駆動にはローレンツ力により、
また、その検出は誘導起電力を利用している。
コンウェーハを使用して、絶縁膜を成膜し、また配線用
導電膜を形成し、配線パターンを形成するのために、フ
ォトリソグラフィーとエッチング技術を用い、さらに、
リング1aとリング1aを支えるサスペンションとなる梁1b
を形成するため、フォトリソグラフィーをマスクにし
て、ドライエッチングにて、図3Aに示すごときウェーハ
貫通パターンを形成する。
を縦横に多数形成し、また同様に配線パターンを形成し
ておき、別途、前記リング外径より大径の円形孔を所定
間隔で穿孔配置したガラスウェーハを作製し、このシリ
コンウェーハとガラスウェーハを積層して陽極接合し、
前記パターンに沿って縦横に行うダイシングにより矩形
のデバイスチップ、すなわちシリコン振動子1の裏面外
周部にガラス製台座2を積層配置した半導体振動子3を分
割成形することができる。
ール4を載置したガラス板5上に積層接着され、上部ポー
ル6などの磁気回路構成部品と共に組み立てられて図3B
に示す振動子チップセンサ、振動ジャイロセンサ10に組
み立てられ、さらに、例えば、金属パッケージ内に組立
てられて封止され、センサパッケージとなる。
作用するように、すなわちマグネットの上下磁極面にヨ
ークとなる上部・下部ポール6,4を設けてマグネットと
同心外円状にポールが配置されて振動子のリング1aに磁
束が通過するように構成されている。
動モードを利用するために設計値通りの共振周波数を有
する必要があり、リング1aを支える梁1bからなるサスペ
ンションの構成、すなわちその形状やリングとの接続ロ
ケーションが極めて重要になり、所定の共振周波数とそ
の時のQ値が得られるように各部が設定される。
おいて、経時的にリングの共振特性に変化が生じ、セン
サ性能に変動や劣化が見られるという問題があった。
振動子は、積層されたウェーハよりダイシングにて正方
形の基板に切り出されており、また熱膨張率に差がある
シリコン基板とガラス基板を積層した構成からなるた
め、基板に発生する応力が四隅に集中していることを知
見した。
導体デバイスにおいて、基板に発生する応力のコーナー
部への集中に伴う性能に変動や劣化を防止し得る構成か
らなる半導体デバイスの提供と、そのデバイスを従来の
縦横にダイシングする方法で、量産性良く提供可能な製
造方法の提案を目的としている。
発生する応力のコーナー部への集中緩和を目的種々検討
したところ、半導体振動子などの積層基板の外形形状を
六角形や八角形以上の正多角形にすることにより、スト
レスの集中を緩和でき、特にデバイスの温度特性の向上
効果が顕著であることを知見した。
角形の半導体デバイスを従来の縦横にダイシングする製
造工程で簡単に製造する方法について種々検討したとこ
ろ、積層基板ウェーハに予め設定する縦横の切断予定ダ
イシングラインに囲まれる複数の矩形枠内に切断予定の
正多角形を設定した際、隣接する矩形枠内の正多角形と
の間で想定される余剰部形状に相当する形状を隙間形状
とし、予め積層前の各基板ウェーハに穿孔形成してから
積層、切断して正多角形基板(四角以下を除く)を得るこ
とが可能であることを知見し、この発明を完成した。
体デバイスの外形は、通常の正四角形を除く正多角形で
あり、実施例のごとき正八角形の他、正十角形、正十二
角形など適宜選定できる。
成は、リング型の半導体振動子のほか、熱膨張率の異な
る基板を積層した板状の半導体デバイスであればいずれ
の構成のものも採用できる。
リコンウェーハを用いた半導体デバイスの製造方法で使
用されている、ウェーハを縦横にダイシングして正四角
形基板を多数個作製する方法において、通常の一回のダ
イシング工程で正多角形のデバイスを多数個作製するこ
とに特徴がある。
断予定ダイシングライン21,22を予め設定するが、縦横
に設定したダイシングライン21,22に囲まれた矩形枠内
に切断予定の正多角形、ここでは正八角形を想定する。
内の正多角形との間で想定される余剰部形状に相当する
形状、ここでは菱形24を隙間形状と設定する。この菱形
24を予め除去しておけば、ダイシングライン21,22での
切断後は正多角形が得られることになる。
八角形内には所要の貫通パターン、ここでは円形のウェ
ーハ貫通パターン23を形成する。貫通パターン23の形成
と共に、ダイシング時の余剰部形状に相当する、隙間形
状の菱形24を貫通除去する。
ーハ貫通パターン23と隙間形状の菱形24を形成してお
き、これらを積層接着した後、予定のダイシングライン
21,22で切断すれば、図2Bに示すごとく、ウェーハ貫通
パターン23有する正八角形デバイス25が多数個、形成さ
れる。
に相当する、隙間形状は上記の菱形24の他、ウェーハの
ダイシングパターンに応じて三角形26,27となる場合も
あり、切断後は正多角形、ダイシングパターンなどに応
じて適宜変更されるものである。
導体振動子を製造する方法を説明する。なお、図1に示
す半導体振動子は、外形が正八角形である以外、図3の
構成からなる正四角形のリング型の半導体振動子と同等
の構成を有している。
晶シリコンウェーハを使用し、フォトリソグラフィーと
エッチング技術を用いて、絶縁膜を成膜し、配線用導電
膜を形成して配線パターンを形成する。
グラフィーをマスクにして、ドライエッチングを行う方
法にて、図1に示すごとき正八角形状のウェーハ貫通パ
ターンによりリング1aとリング1aを支えるサスペンショ
ンとなる梁1bを形成する。
ハ貫通パターン形成と共に、図2に示すごときダイシン
グ時の余剰部形状に相当する、隙間形状の菱形24を穿孔
配置する。
のウェーハ貫通パターンの外径より大径の円形の貫通パ
ターンと、ダイシング時の余剰部形状に相当する、隙間
形状の菱形を穿孔配置する。なお、加工方法としては、
ブラスト、超音波、ジェット水などの公知のいずれの加
工方法も採用可能であった。
ェーハとガラスウェーハを、接着、ここでは陽極接合し
て積層を完了し、その後、予定の切断ダイシングライン
21,22のとおりに切断を行ったところ、図1に示す外形が
正八角形のリング型の半導体振動子を多数個、作製する
ことができた。
サ用半導体振動子など基板状の半導体デバイスにおい
て、熱膨張係数の違いに伴い発生する基板コーナー部へ
の応力の集中を、基板外形を正多角形とすることにより
低減し、センサ性能の低下を防止でき、特に、温度特性
にすぐれた半導体デバイスを提供できる。
縦横の切断予定ダイシングラインに囲まれた矩形枠内に
正八角形を想定し、設定した矩形枠内の正八角形と隣接
する矩形枠内の正多角形との間で想定される余剰部形状
に相当する形状を、隙間形状としてウェーハに予め除去
する加工を行うことにより、従来の縦横のダイシングラ
インによる切断で、所定の正八角形板状の半導体デバイ
スを簡単に製造できる。
動子を示す上面説明図である。
造方法を示すウェーハの上面説明図である。
明図であり、Bは振動ジャイロセンサを示す斜視説明図
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 熱膨張率の異なる基板を積層した板状の
半導体デバイスであり、外形が正多角形(四角以下を除
く)のからなる半導体デバイス。 - 【請求項2】 少なくとも半導体基板とガラス板を積層
した板状の半導体振動子であり、外形が正多角形(四角
以下を除く)からなる半導体デバイス。 - 【請求項3】 熱膨張率の異なる基板を積層した後、こ
れを縦横にダイシングして矩形板状の半導体デバイスを
製造する方法において、積層ウェーハに予め設定する縦
横の切断予定ダイシングラインに囲まれる複数の矩形枠
内に切断予定の正多角形を設定した際、隣接する矩形枠
内の正多角形との間で想定される余剰部形状に相当する
形状を隙間形状とし、予め積層前の各ウェーハに穿孔形
成してから積層、切断して正多角形基板(四角以下を除
く)を得る半導体デバイスの製造方法。
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