JP2001332746A - 半導体圧力センサの製造方法 - Google Patents
半導体圧力センサの製造方法Info
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- JP2001332746A JP2001332746A JP2000154137A JP2000154137A JP2001332746A JP 2001332746 A JP2001332746 A JP 2001332746A JP 2000154137 A JP2000154137 A JP 2000154137A JP 2000154137 A JP2000154137 A JP 2000154137A JP 2001332746 A JP2001332746 A JP 2001332746A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チップサイズを大きくすることなく、微小圧
力を検知ができる高感度な半導体圧力センサを製造する
ことが可能となる半導体圧力センサの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 シリコンウェハに歪受感素子を形成する
工程、歪受感素子を覆う空隙部を形成しているキャップ
用基板とシリコンウェハとを接合する工程、キャップ用
基板と接合したシリコンウェハの、歪受感素子を形成し
た面と反対側の面をエッチング又は研磨して、シリコン
ウェハの厚みを薄肉化する工程、シリコンウェハの、歪
受感素子を形成した面と反対側の面に、台座用基板を接
合する工程、チップ単位にダイシングする工程を備える
ことを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。
力を検知ができる高感度な半導体圧力センサを製造する
ことが可能となる半導体圧力センサの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 シリコンウェハに歪受感素子を形成する
工程、歪受感素子を覆う空隙部を形成しているキャップ
用基板とシリコンウェハとを接合する工程、キャップ用
基板と接合したシリコンウェハの、歪受感素子を形成し
た面と反対側の面をエッチング又は研磨して、シリコン
ウェハの厚みを薄肉化する工程、シリコンウェハの、歪
受感素子を形成した面と反対側の面に、台座用基板を接
合する工程、チップ単位にダイシングする工程を備える
ことを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピエゾ抵抗等の歪
受感素子を形成したセンサチップと圧力導入孔を形成し
た台座とが接合されてなるセンサ本体を備える半導体圧
力センサの製造方法に関する。
受感素子を形成したセンサチップと圧力導入孔を形成し
た台座とが接合されてなるセンサ本体を備える半導体圧
力センサの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、エアコンや空調機等の微圧領域
の圧力検知等に使用される半導体圧力センサの従来例の
一例を示す断面図である。
の圧力検知等に使用される半導体圧力センサの従来例の
一例を示す断面図である。
【０００３】図３に示す半導体圧力センサでは、圧力に
よって生ずるダイヤフラム（薄肉部）７の歪みを電気信
号として取り出す働きを有する歪受感素子６を形成した
センサチップ１とガラス等よりなる台座２が接合されて
なるセンサ本体が、金属パイプ１２を備えているパッケ
ージ３内に固定されていて、センサチップ１の表面には
保護樹脂を塗布してオーバーコート１１が形成されてい
る。ここで、センサ本体をガラス台座２付きの構造とし
ているのは、パッケージ３からの応力の影響を抑えて、
センサチップ１の精度を高めるためである。そして、液
体のオイル、水、空気等の圧力検知対象が金属パイプ１
２及びガラス台座２内の圧力導入孔（貫通孔）５を経由
して半導体圧力センサ内に導入され、導入された流体
（検知対象）の圧力によって生じるセンサチップ１のダ
イヤフラム７のたわみ量の変化（歪み）を、ダイヤフラ
ム７に形成されているピエゾ抵抗素子（歪受感素子６）
が電気信号に変換することによって、この半導体圧力セ
ンサでは圧力の検知が行われる。
よって生ずるダイヤフラム（薄肉部）７の歪みを電気信
号として取り出す働きを有する歪受感素子６を形成した
センサチップ１とガラス等よりなる台座２が接合されて
なるセンサ本体が、金属パイプ１２を備えているパッケ
ージ３内に固定されていて、センサチップ１の表面には
保護樹脂を塗布してオーバーコート１１が形成されてい
る。ここで、センサ本体をガラス台座２付きの構造とし
ているのは、パッケージ３からの応力の影響を抑えて、
センサチップ１の精度を高めるためである。そして、液
体のオイル、水、空気等の圧力検知対象が金属パイプ１
２及びガラス台座２内の圧力導入孔（貫通孔）５を経由
して半導体圧力センサ内に導入され、導入された流体
（検知対象）の圧力によって生じるセンサチップ１のダ
イヤフラム７のたわみ量の変化（歪み）を、ダイヤフラ
ム７に形成されているピエゾ抵抗素子（歪受感素子６）
が電気信号に変換することによって、この半導体圧力セ
ンサでは圧力の検知が行われる。
【０００４】パッケージ３はＰＰＳやＰＢＴ等のプラス
チックで形成され、その中心にコバール製等の金属パイ
プ２０が配置されていて、この金属パイプ２０と、下面
にメタライズ１３が施されているガラス台座２とが、半
田等（錫、錫−アンチモン合金、鉛、錫−鉛合金、金−
シリコン合金、錫−銀合金等）の接合用金属４により接
合される。ガラス台座２の下面のメタライズ１３層は、
最下層Ｃｒ／Ｐｔ／最上層Ａｕ、最下層Ｔｉ／Ｎｉ／最
上層Ａｕ、最下層Ｔｉ／Ｐｔ／最上層Ａｕなどの構成と
することが可能であり、最上層のＡｕの表面に半田が塗
れるようになっている。また、図３で、符号９はリード
を、符号１０はふたを示している。
チックで形成され、その中心にコバール製等の金属パイ
プ２０が配置されていて、この金属パイプ２０と、下面
にメタライズ１３が施されているガラス台座２とが、半
田等（錫、錫−アンチモン合金、鉛、錫−鉛合金、金−
シリコン合金、錫−銀合金等）の接合用金属４により接
合される。ガラス台座２の下面のメタライズ１３層は、
最下層Ｃｒ／Ｐｔ／最上層Ａｕ、最下層Ｔｉ／Ｎｉ／最
上層Ａｕ、最下層Ｔｉ／Ｐｔ／最上層Ａｕなどの構成と
することが可能であり、最上層のＡｕの表面に半田が塗
れるようになっている。また、図３で、符号９はリード
を、符号１０はふたを示している。
【０００５】なお、上記の半導体圧力センサに組み込
む、歪受感素子６を形成したセンサチップ１とガラス等
よりなる台座２が接合されてなるセンサ本体の製造方法
としては、複数のセンサチップ１に分割予定の歪受感素
子を形成しているシリコンウェハと、複数の台座２に分
割予定の圧力導入孔を形成している台座用基板とを接合
した後、この接合したものを、チップ単位にダイシング
して製造するという加工プロセスで行われるのが一般的
である。
む、歪受感素子６を形成したセンサチップ１とガラス等
よりなる台座２が接合されてなるセンサ本体の製造方法
としては、複数のセンサチップ１に分割予定の歪受感素
子を形成しているシリコンウェハと、複数の台座２に分
割予定の圧力導入孔を形成している台座用基板とを接合
した後、この接合したものを、チップ単位にダイシング
して製造するという加工プロセスで行われるのが一般的
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような半導体圧
力センサの場合、圧力を検知する感度は、センサチップ
１に形成するダイヤフラム７の厚みの２乗に反比例し、
ダイヤフラム７の面積に比例する。そのため、より微小
圧力を検知するために高感度なものとするには、センサ
チップ１に形成するダイヤフラム７の厚みをより薄くし
なければならないが、センサチップ１を得るためのウェ
ハ加工プロセスで次のような問題が生じるためダイヤフ
ラム７の厚みをより薄くすることは従来困難であった。
すなわち、ダイヤフラム７の厚みを薄くした場合には、
ウェハ加工プロセスにおいて、真空でウェハを吸着する
際に、吸着圧でダイヤフラム７の部分が破損するという
問題や、ウェハを搬送する際等に、機械的衝撃でダイヤ
フラム７の部分が破損するという問題や、ウェハをダイ
シングする際に、切削水の水圧によりダイヤフラム７の
部分が破損するという問題等が生じていた。
力センサの場合、圧力を検知する感度は、センサチップ
１に形成するダイヤフラム７の厚みの２乗に反比例し、
ダイヤフラム７の面積に比例する。そのため、より微小
圧力を検知するために高感度なものとするには、センサ
チップ１に形成するダイヤフラム７の厚みをより薄くし
なければならないが、センサチップ１を得るためのウェ
ハ加工プロセスで次のような問題が生じるためダイヤフ
ラム７の厚みをより薄くすることは従来困難であった。
すなわち、ダイヤフラム７の厚みを薄くした場合には、
ウェハ加工プロセスにおいて、真空でウェハを吸着する
際に、吸着圧でダイヤフラム７の部分が破損するという
問題や、ウェハを搬送する際等に、機械的衝撃でダイヤ
フラム７の部分が破損するという問題や、ウェハをダイ
シングする際に、切削水の水圧によりダイヤフラム７の
部分が破損するという問題等が生じていた。
【０００７】また、従来ダイヤフラム７は、ＫＯＨ水溶
液等を用いる異方性エッチングにより、シリコンウェハ
［平坦面の結晶方位が（１１０）又は（１００）のウェ
ハを用いる。］に、チップ単位で掘り込みを行って形成
しており、そのため、ダイヤフラム７の周囲にシリコン
の結晶方位（１１１）面の傾斜面が形成されていた。そ
のため、圧力検知の感度を高めるために、ダイヤフラム
７の面積を大きくしようとすると、この傾斜面の部分が
あるため、チップサイズが大きくなり、小型化すること
ができないという問題が生じていた。
液等を用いる異方性エッチングにより、シリコンウェハ
［平坦面の結晶方位が（１１０）又は（１００）のウェ
ハを用いる。］に、チップ単位で掘り込みを行って形成
しており、そのため、ダイヤフラム７の周囲にシリコン
の結晶方位（１１１）面の傾斜面が形成されていた。そ
のため、圧力検知の感度を高めるために、ダイヤフラム
７の面積を大きくしようとすると、この傾斜面の部分が
あるため、チップサイズが大きくなり、小型化すること
ができないという問題が生じていた。
【０００８】本発明は、上記のような従来の問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、チップサイズを
大きくすることなく、微小圧力を検知ができる高感度な
半導体圧力センサを製造することが可能となる半導体圧
力センサの製造方法を提供することにある。
みてなされたものであり、その目的は、チップサイズを
大きくすることなく、微小圧力を検知ができる高感度な
半導体圧力センサを製造することが可能となる半導体圧
力センサの製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の半
導体圧力センサの製造方法は、歪受感素子を形成したセ
ンサチップと圧力導入孔を形成した台座が接合されてな
るセンサ本体を備える半導体圧力センサを製造する際
に、複数のセンサチップに分割予定の歪受感素子を形成
しているシリコンウェハと複数の台座に分割予定の圧力
導入孔を形成している台座用基板とを接合する工程と、
この接合されたものを、チップ単位にダイシングする工
程とを有する半導体圧力センサの製造方法において、
（１）シリコンウェハに歪受感素子を形成する工程、
（２）前記歪受感素子を覆う空隙部を形成しているキャ
ップ用基板と前記シリコンウェハとを、同一センサチッ
プ用の歪受感素子の形成領域の周囲を接合面として接合
する工程、（３）キャップ用基板と接合したシリコンウ
ェハの、歪受感素子を形成した面と反対側の面をエッチ
ング又は研磨して、シリコンウェハの厚みを薄肉化する
工程、（４）前記薄肉化する工程を終えたシリコンウェ
ハの、歪受感素子を形成した面と反対側の面に、圧力導
入孔を形成した台座用基板を接合する工程、（５）キャ
ップ用基板及び台座用基板と接合しているシリコンウェ
ハを、チップ単位にダイシングする工程を備えることを
特徴とする半導体圧力センサの製造方法である。
導体圧力センサの製造方法は、歪受感素子を形成したセ
ンサチップと圧力導入孔を形成した台座が接合されてな
るセンサ本体を備える半導体圧力センサを製造する際
に、複数のセンサチップに分割予定の歪受感素子を形成
しているシリコンウェハと複数の台座に分割予定の圧力
導入孔を形成している台座用基板とを接合する工程と、
この接合されたものを、チップ単位にダイシングする工
程とを有する半導体圧力センサの製造方法において、
（１）シリコンウェハに歪受感素子を形成する工程、
（２）前記歪受感素子を覆う空隙部を形成しているキャ
ップ用基板と前記シリコンウェハとを、同一センサチッ
プ用の歪受感素子の形成領域の周囲を接合面として接合
する工程、（３）キャップ用基板と接合したシリコンウ
ェハの、歪受感素子を形成した面と反対側の面をエッチ
ング又は研磨して、シリコンウェハの厚みを薄肉化する
工程、（４）前記薄肉化する工程を終えたシリコンウェ
ハの、歪受感素子を形成した面と反対側の面に、圧力導
入孔を形成した台座用基板を接合する工程、（５）キャ
ップ用基板及び台座用基板と接合しているシリコンウェ
ハを、チップ単位にダイシングする工程を備えることを
特徴とする半導体圧力センサの製造方法である。
【００１０】請求項２に係る発明の半導体圧力センサの
製造方法は、シリコンウェハの厚みを薄肉化する工程
で、シリコンウェハの圧力受圧面となる部分の厚みが３
〜２０μｍとなるように薄肉化することを特徴とする請
求項１記載の半導体圧力センサの製造方法である。
製造方法は、シリコンウェハの厚みを薄肉化する工程
で、シリコンウェハの圧力受圧面となる部分の厚みが３
〜２０μｍとなるように薄肉化することを特徴とする請
求項１記載の半導体圧力センサの製造方法である。
【００１１】請求項３に係る発明の半導体圧力センサの
製造方法は、キャップ用基板がシリコン基板であること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体圧力セ
ンサの製造方法である。
製造方法は、キャップ用基板がシリコン基板であること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体圧力セ
ンサの製造方法である。
【００１２】請求項４に係る発明の半導体圧力センサの
製造方法は、キャップ用基板がガラス基板であることを
特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体圧力セン
サの製造方法である。
製造方法は、キャップ用基板がガラス基板であることを
特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体圧力セン
サの製造方法である。
【００１３】請求項５に係る発明の半導体圧力センサの
製造方法は、シリコンウェハと接合する前のキャップ用
基板に、チップ単位にダイシングした際に歪受感素子を
覆う空隙部と外気との通気孔となる溝を形成しているこ
とを特徴とする請求項１から請求項４までの何れかに記
載の半導体圧力センサの製造方法である。
製造方法は、シリコンウェハと接合する前のキャップ用
基板に、チップ単位にダイシングした際に歪受感素子を
覆う空隙部と外気との通気孔となる溝を形成しているこ
とを特徴とする請求項１から請求項４までの何れかに記
載の半導体圧力センサの製造方法である。
【００１４】請求項１〜請求項５に係る発明の半導体圧
力センサの製造方法では、キャップ用基板と接合してい
ることで、キャップ用基板に支持された状態にあるシリ
コンウェハの、歪受感素子を形成した面と反対側の面を
エッチング又は研磨して、シリコンウェハの圧力受圧面
となる部分の厚みを薄肉化する。従って、歪受感素子を
形成したシリコンウェハに対し、チップ単位で掘り込み
を行ってダイヤフラム（薄肉部）を形成していた方法に
比べ、請求項１〜請求項５に係る発明の製造方法によれ
ば、シリコンウェハの圧力受圧面となる部分の厚みを薄
肉化した際の加工時のトラブル発生が防止でき、且つ、
分割後のチップ全体が薄肉化した形状に加工することが
可能となる。
力センサの製造方法では、キャップ用基板と接合してい
ることで、キャップ用基板に支持された状態にあるシリ
コンウェハの、歪受感素子を形成した面と反対側の面を
エッチング又は研磨して、シリコンウェハの圧力受圧面
となる部分の厚みを薄肉化する。従って、歪受感素子を
形成したシリコンウェハに対し、チップ単位で掘り込み
を行ってダイヤフラム（薄肉部）を形成していた方法に
比べ、請求項１〜請求項５に係る発明の製造方法によれ
ば、シリコンウェハの圧力受圧面となる部分の厚みを薄
肉化した際の加工時のトラブル発生が防止でき、且つ、
分割後のチップ全体が薄肉化した形状に加工することが
可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１６】図１及び図２は、本発明の半導体圧力セン
サの製造方法に係る一実施形態を説明するための各工程
毎の断面図を示している。図１及び図２に示す実施形態
では、まず、シリコンウェハ２１に歪受感素子６ａ、６
ｂとしてピエゾ抵抗を形成する（図１−（ａ））。な
お、シリコンウェハ２１は後工程で複数のセンサチップ
に分割を予定していて、各センサチップ用の歪受感素子
６ａ、６ｂ、…を形成している。１個のセンサチップ当
たり形成する歪受感素子の個数については、特に限定は
ないが、通常４個程度（２〜６個程度）の歪受感素子を
１個のセンサチップ当たり形成する。
サの製造方法に係る一実施形態を説明するための各工程
毎の断面図を示している。図１及び図２に示す実施形態
では、まず、シリコンウェハ２１に歪受感素子６ａ、６
ｂとしてピエゾ抵抗を形成する（図１−（ａ））。な
お、シリコンウェハ２１は後工程で複数のセンサチップ
に分割を予定していて、各センサチップ用の歪受感素子
６ａ、６ｂ、…を形成している。１個のセンサチップ当
たり形成する歪受感素子の個数については、特に限定は
ないが、通常４個程度（２〜６個程度）の歪受感素子を
１個のセンサチップ当たり形成する。
【００１７】次に、シリコンウェハ２１に形成してい
る、各センサチップ用の歪受感素子６ａ、６ｂ、…を覆
う空隙部２３ａ、２３ｂ、…をエッチングにより形成し
ているキャップ用基板２２と前記シリコンウェハ２１と
を、各センサチップ用の歪受感素子６ａ、６ｂ、…の形
成領域毎の周囲を接合面として、アルミ、ポリシリコ
ン、ガラス薄膜等を介して接合する（図１−（ｂ））。
キャップ用基板２２として使用する素材については、特
に限定はないが、例えばガラス基板、シリコン基板等の
無機基板を用いることが、耐熱性が優れるので望まし
い。そして、キャップ用基板２２としてガラス基板を用
いる場合には、接合のためにシリコンウェハ２１の接合
面に形成する接合層２６をアルミ又はポリシリコンとす
ると、キャップ用基板２２とシリコンウェハ２１を陽極
接合で接合できる。この場合の陽極接合は、例えば、ガ
ラス基板がアルカリイオン含有ガラスの場合、温度４０
０℃、真空中で、シリコンウェハ２１側を正極とし、キ
ャップ用基板２２となるガラス基板側を負極として、直
流電圧を約６００〜９００Ｖ印加する条件で行うことが
できる。なお、ガラス基板が鉛系非晶質ガラスの場合、
数１００Ｖの電圧で、約１００〜３００℃の温度で接合
できる。また、キャップ用基板２２としてシリコン基板
を用いる場合には、接合のためにシリコンウェハ２１の
接合面に形成する接合層２６をガラス薄膜とすると、キ
ャップ用基板２２とシリコンウェハ２１を陽極接合で接
合できる。キャップ用基板２２とシリコンウェハ２１の
接合のために接合面に介在させる接合層２６の形成方法
については、接合層２６がアルミの場合は、スパッタ又
は蒸着等により形成することができ、接合層２６がポリ
シリコンの場合は減圧ＣＶＤ等により形成することがで
き、接合層２６がガラス薄膜の場合は高周波スパッタ等
により形成することができる。
る、各センサチップ用の歪受感素子６ａ、６ｂ、…を覆
う空隙部２３ａ、２３ｂ、…をエッチングにより形成し
ているキャップ用基板２２と前記シリコンウェハ２１と
を、各センサチップ用の歪受感素子６ａ、６ｂ、…の形
成領域毎の周囲を接合面として、アルミ、ポリシリコ
ン、ガラス薄膜等を介して接合する（図１−（ｂ））。
キャップ用基板２２として使用する素材については、特
に限定はないが、例えばガラス基板、シリコン基板等の
無機基板を用いることが、耐熱性が優れるので望まし
い。そして、キャップ用基板２２としてガラス基板を用
いる場合には、接合のためにシリコンウェハ２１の接合
面に形成する接合層２６をアルミ又はポリシリコンとす
ると、キャップ用基板２２とシリコンウェハ２１を陽極
接合で接合できる。この場合の陽極接合は、例えば、ガ
ラス基板がアルカリイオン含有ガラスの場合、温度４０
０℃、真空中で、シリコンウェハ２１側を正極とし、キ
ャップ用基板２２となるガラス基板側を負極として、直
流電圧を約６００〜９００Ｖ印加する条件で行うことが
できる。なお、ガラス基板が鉛系非晶質ガラスの場合、
数１００Ｖの電圧で、約１００〜３００℃の温度で接合
できる。また、キャップ用基板２２としてシリコン基板
を用いる場合には、接合のためにシリコンウェハ２１の
接合面に形成する接合層２６をガラス薄膜とすると、キ
ャップ用基板２２とシリコンウェハ２１を陽極接合で接
合できる。キャップ用基板２２とシリコンウェハ２１の
接合のために接合面に介在させる接合層２６の形成方法
については、接合層２６がアルミの場合は、スパッタ又
は蒸着等により形成することができ、接合層２６がポリ
シリコンの場合は減圧ＣＶＤ等により形成することがで
き、接合層２６がガラス薄膜の場合は高周波スパッタ等
により形成することができる。
【００１８】次に、キャップ用基板２２と接合したシリ
コンウェハ２１の、歪受感素子６ａ、６ｂ、…を形成し
た面と反対側の面をエッチング又は研磨して、シリコン
ウェハ２１の厚みを薄肉化する（図１−（ｃ））。この
場合のエッチングは、ＫＯＨ水溶液やＴＭＡＨ溶液（te
tra methyl ammonium hydro oxide solution）等を用い
て平坦にエッチングし、また、研磨する場合は、平坦面
を形成するように研磨する。なお、シリコンウェハ２１
の厚みを薄肉化する場合、センサチップの圧力受圧面と
なる部分は平坦面であることが必要であるが、台座との
接合部となる面と圧力受圧面とに段差を設けるようにし
ても構わない。その場合、台座との接合部となる位置の
シリコンウェハ２１の厚みの方を、圧力受圧面となる部
分のシリコンウェハ２１の厚みより厚くなるように形成
する。また、このシリコンウェハ２１の厚みを薄肉化す
る工程で、シリコンウェハ２１の圧力受圧面となる部分
の厚みが３〜２０μｍとなるように薄肉化することが、
高感度の半導体圧力センサを得るには望ましい。
コンウェハ２１の、歪受感素子６ａ、６ｂ、…を形成し
た面と反対側の面をエッチング又は研磨して、シリコン
ウェハ２１の厚みを薄肉化する（図１−（ｃ））。この
場合のエッチングは、ＫＯＨ水溶液やＴＭＡＨ溶液（te
tra methyl ammonium hydro oxide solution）等を用い
て平坦にエッチングし、また、研磨する場合は、平坦面
を形成するように研磨する。なお、シリコンウェハ２１
の厚みを薄肉化する場合、センサチップの圧力受圧面と
なる部分は平坦面であることが必要であるが、台座との
接合部となる面と圧力受圧面とに段差を設けるようにし
ても構わない。その場合、台座との接合部となる位置の
シリコンウェハ２１の厚みの方を、圧力受圧面となる部
分のシリコンウェハ２１の厚みより厚くなるように形成
する。また、このシリコンウェハ２１の厚みを薄肉化す
る工程で、シリコンウェハ２１の圧力受圧面となる部分
の厚みが３〜２０μｍとなるように薄肉化することが、
高感度の半導体圧力センサを得るには望ましい。
【００１９】次に、薄肉化する工程を終えたシリコンウ
ェハ２１の、歪受感素子６ａ、６ｂ、…を形成した面と
反対側の面に、圧力導入孔５ａ、５ｂ、…を形成した台
座用基板２４を接合する（図２（ａ））。台座用基板２
４がガラス基板の場合には、圧力導入孔５ａ、５ｂ、…
は超音波ホーン加工、サンドブラスト加工、フッ酸によ
るエッチング等で形成でき、台座用基板２４とシリコン
ウェハ２１の接合は、例えば温度４００℃、真空中で、
シリコンウェハ２１側を正極とし、台座用基板２４とな
るガラス基板側を負極として、直流電圧を約６００〜９
００Ｖ印加する条件で陽極接合する方法で行うことがで
きる。
ェハ２１の、歪受感素子６ａ、６ｂ、…を形成した面と
反対側の面に、圧力導入孔５ａ、５ｂ、…を形成した台
座用基板２４を接合する（図２（ａ））。台座用基板２
４がガラス基板の場合には、圧力導入孔５ａ、５ｂ、…
は超音波ホーン加工、サンドブラスト加工、フッ酸によ
るエッチング等で形成でき、台座用基板２４とシリコン
ウェハ２１の接合は、例えば温度４００℃、真空中で、
シリコンウェハ２１側を正極とし、台座用基板２４とな
るガラス基板側を負極として、直流電圧を約６００〜９
００Ｖ印加する条件で陽極接合する方法で行うことがで
きる。
【００２０】次に、キャップ用基板２２及び台座用基板
２４と接合しているシリコンウェハ２１を、チップ単位
にダイシングする（図２（ｂ））。切断位置は符号２７
で示す位置であり、この実施形態の場合、薄肉化された
シリコンウェハ２１はキャップ用基板２２で支持してい
るので、薄肉化された部分が、吸着圧や、機械的衝撃等
で破損するという現象は発生しにくくなる。
２４と接合しているシリコンウェハ２１を、チップ単位
にダイシングする（図２（ｂ））。切断位置は符号２７
で示す位置であり、この実施形態の場合、薄肉化された
シリコンウェハ２１はキャップ用基板２２で支持してい
るので、薄肉化された部分が、吸着圧や、機械的衝撃等
で破損するという現象は発生しにくくなる。
【００２１】また、シリコンウェハ２１と接合する前の
キャップ用基板２５に、チップ単位にダイシングした際
に歪受感素子６ａ，６ｂ、…を覆う空隙部と外気との通
気孔となる溝２４ａ、２４ｂ、…を形成しておくと（図
１（ｂ）参照）、切断位置２７でチップ単位にダイシン
グすれば、この溝２４ａ、２４ｂ、…がそれぞれのセン
サチップ本体において、歪受感素子６ａ，６ｂを覆う空
隙部と外部との通気孔となる。このように、外部との通
気孔を備えると、外部の大気圧が歪受感素子６に加わ
り、ゲージ圧の検出が可能となる。なお、絶対圧力を測
定する場合は、特に上記の外気との通気孔となる溝は必
要ないが、その場合には、歪受感素子６を覆う空隙部を
真空にすることが必要であり、キャップ用基板２５シリ
コンウェハ２１とを接合する際に真空中で行うことが必
要となる。
キャップ用基板２５に、チップ単位にダイシングした際
に歪受感素子６ａ，６ｂ、…を覆う空隙部と外気との通
気孔となる溝２４ａ、２４ｂ、…を形成しておくと（図
１（ｂ）参照）、切断位置２７でチップ単位にダイシン
グすれば、この溝２４ａ、２４ｂ、…がそれぞれのセン
サチップ本体において、歪受感素子６ａ，６ｂを覆う空
隙部と外部との通気孔となる。このように、外部との通
気孔を備えると、外部の大気圧が歪受感素子６に加わ
り、ゲージ圧の検出が可能となる。なお、絶対圧力を測
定する場合は、特に上記の外気との通気孔となる溝は必
要ないが、その場合には、歪受感素子６を覆う空隙部を
真空にすることが必要であり、キャップ用基板２５シリ
コンウェハ２１とを接合する際に真空中で行うことが必
要となる。
【００２２】以上のようにして、図２（ｃ）に示すよう
な、歪受感素子６を形成したセンサチップ１と圧力導入
孔５を形成した台座２が接合されてなるセンサ本体であ
って、歪受感素子を覆う空隙部２３を有していて、歪受
感素子６の形成領域の周囲でセンサチップ１に接合され
ているキャップ８を備えるセンサ本体を製造することが
でき、このキャップ８を備えるセンサ本体を使用して、
図８に示されるような半導体圧力センサを製造する。
な、歪受感素子６を形成したセンサチップ１と圧力導入
孔５を形成した台座２が接合されてなるセンサ本体であ
って、歪受感素子を覆う空隙部２３を有していて、歪受
感素子６の形成領域の周囲でセンサチップ１に接合され
ているキャップ８を備えるセンサ本体を製造することが
でき、このキャップ８を備えるセンサ本体を使用して、
図８に示されるような半導体圧力センサを製造する。
【００２３】以上述べた実施形態では、キャップ用基板
とシリコンウェハとを接合ていて、キャップ用基板に支
持された状態にあるシリコンウェハの、歪受感素子を形
成した面と反対側の面をエッチング又は研磨して、シリ
コンウェハの厚みを薄肉化する。従って、歪受感素子を
形成したシリコンウェハに対し、チップ単位で掘り込み
を行ってダイヤフラム（薄肉部）を形成していた方法に
比べ、この実施形態の製造方法によれば、シリコンウェ
ハの厚みを薄肉化した際の加工時のトラブル発生が防止
でき、且つ、分割後のチップ全体が薄肉化した形状に加
工することが可能となり、チップサイズを大きくするこ
となく、圧力受圧面の面積を大きくとることが可能とな
る。
とシリコンウェハとを接合ていて、キャップ用基板に支
持された状態にあるシリコンウェハの、歪受感素子を形
成した面と反対側の面をエッチング又は研磨して、シリ
コンウェハの厚みを薄肉化する。従って、歪受感素子を
形成したシリコンウェハに対し、チップ単位で掘り込み
を行ってダイヤフラム（薄肉部）を形成していた方法に
比べ、この実施形態の製造方法によれば、シリコンウェ
ハの厚みを薄肉化した際の加工時のトラブル発生が防止
でき、且つ、分割後のチップ全体が薄肉化した形状に加
工することが可能となり、チップサイズを大きくするこ
となく、圧力受圧面の面積を大きくとることが可能とな
る。
【００２４】
【発明の効果】請求項１〜請求項５に係る発明の半導体
圧力センサの製造方法では、キャップ用基板と接合して
いることで、キャップ用基板に支持された状態にあるシ
リコンウェハの、歪受感素子を形成した面と反対側の面
をエッチング又は研磨して、シリコンウェハの圧力受圧
面となる部分の厚みを薄肉化する。従って、歪受感素子
を形成したシリコンウェハに対し、チップ単位で掘り込
みを行ってダイヤフラム（薄肉部）を形成していた方法
に比べ、請求項１〜請求項５に係る発明の製造方法によ
れば、シリコンウェハの圧力受圧面となる部分の厚みを
薄肉化した際の加工時の破損等のトラブル発生が防止で
き、且つ、分割後のチップ全体が薄肉化した形状に加工
することが可能となり、従って、チップサイズを大きく
することなく、微小圧力を検知ができる高感度な半導体
圧力センサを製造することが可能となる。
圧力センサの製造方法では、キャップ用基板と接合して
いることで、キャップ用基板に支持された状態にあるシ
リコンウェハの、歪受感素子を形成した面と反対側の面
をエッチング又は研磨して、シリコンウェハの圧力受圧
面となる部分の厚みを薄肉化する。従って、歪受感素子
を形成したシリコンウェハに対し、チップ単位で掘り込
みを行ってダイヤフラム（薄肉部）を形成していた方法
に比べ、請求項１〜請求項５に係る発明の製造方法によ
れば、シリコンウェハの圧力受圧面となる部分の厚みを
薄肉化した際の加工時の破損等のトラブル発生が防止で
き、且つ、分割後のチップ全体が薄肉化した形状に加工
することが可能となり、従って、チップサイズを大きく
することなく、微小圧力を検知ができる高感度な半導体
圧力センサを製造することが可能となる。
【００２５】請求項５に係る発明の製造方法では、シリ
コンウェハと接合する前のキャップ用基板に、チップ単
位にダイシングした際に歪受感素子を覆う空隙部と外気
との通気孔となる溝を形成しているので、請求項５に係
る発明の製造方法によれば、センサチップ本体を、歪受
感素子を覆う空隙部と外部との通気孔を備えるキャップ
付きの構造とすることができる。
コンウェハと接合する前のキャップ用基板に、チップ単
位にダイシングした際に歪受感素子を覆う空隙部と外気
との通気孔となる溝を形成しているので、請求項５に係
る発明の製造方法によれば、センサチップ本体を、歪受
感素子を覆う空隙部と外部との通気孔を備えるキャップ
付きの構造とすることができる。
【図１】本発明の実施形態における工程を説明する図で
あり、（ａ）〜（ｃ）は各工程における部分断面図であ
る。
あり、（ａ）〜（ｃ）は各工程における部分断面図であ
る。
【図２】本発明の実施形態における図１以降の工程を説
明する図であり、（ａ）〜（ｃ）は各工程における部分
断面図である。
明する図であり、（ａ）〜（ｃ）は各工程における部分
断面図である。
【図３】従来の半導体圧力センサの構造を説明するため
の断面図である。
の断面図である。
１ センサチップ ２ 台座 ３ パッケージ ４ 接合用金属 ５、５ａ、５ｂ 圧力導入孔 ６、６ａ、６ｂ 歪受感素子 ７ ダイヤフラム ８ キャップ ９ リード １０ ふた １１ オーバーコート １２ 金属パイプ １３ メタライズ ２１ シリコンウェハ ２２ 台座用基板 ２３、２３ａ、２３ｂ 空隙 ２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 溝 ２５ キャップ用基板 ２６ 接合層 ２７ 切断位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 万士 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 2F055 AA40 BB01 BB03 CC02 DD05 EE14 FF11 FF23 GG01 GG13 GG14 HH05 4M112 AA01 BA01 CA15 DA04 DA05 DA16 DA18 EA02 EA13 GA01
Claims (5)
- 【請求項１】 歪受感素子を形成したセンサチップと圧
力導入孔を形成した台座が接合されてなるセンサ本体を
備える半導体圧力センサを製造する際に、複数のセンサ
チップに分割予定の歪受感素子を形成しているシリコン
ウェハと複数の台座に分割予定の圧力導入孔を形成して
いる台座用基板とを接合する工程と、この接合されたも
のを、センサチップ単位にダイシングする工程とを有す
る半導体圧力センサの製造方法において、（１）シリコ
ンウェハに歪受感素子を形成する工程、（２）前記歪受
感素子を覆う空隙部を形成しているキャップ用基板と前
記シリコンウェハとを、同一センサチップ用の歪受感素
子の形成領域の周囲を接合面として接合する工程、
（３）キャップ用基板と接合したシリコンウェハの、歪
受感素子を形成した面と反対側の面をエッチング又は研
磨して、シリコンウェハの厚みを薄肉化する工程、
（４）前記薄肉化する工程を終えたシリコンウェハの、
歪受感素子を形成した面と反対側の面に、圧力導入孔を
形成した台座用基板を接合する工程、（５）キャップ用
基板及び台座用基板と接合しているシリコンウェハを、
チップ単位にダイシングする工程を備えることを特徴と
する半導体圧力センサの製造方法。 - 【請求項２】 前記シリコンウェハの厚みを薄肉化する
工程で、シリコンウェハの圧力受圧面となる部分の厚み
が３〜２０μｍとなるように薄肉化することを特徴とす
る請求項１記載の半導体圧力センサの製造方法。 - 【請求項３】 前記キャップ用基板がシリコン基板であ
ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体
圧力センサの製造方法。 - 【請求項４】 前記キャップ用基板がガラス基板である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体圧
力センサの製造方法。 - 【請求項５】 シリコンウェハと接合する前のキャップ
用基板に、チップ単位にダイシングした際に歪受感素子
を覆う空隙部と外気との通気孔となる溝を形成している
ことを特徴とする請求項１から請求項４までの何れかに
記載の半導体圧力センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000154137A JP4265083B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 半導体圧力センサの製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP2000154137A JP4265083B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 半導体圧力センサの製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001332746A true JP2001332746A (ja) | 2001-11-30 |
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|---|---|---|---|
| JP2000154137A Expired - Fee Related JP4265083B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 半導体圧力センサの製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4265083B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008508110A (ja) * | 2004-08-09 | 2008-03-21 | アナログ デバイシス， インコーポレイテッド | Ｍｅｍｓデバイスの製造方法 |
| JP2009258075A (ja) * | 2008-03-17 | 2009-11-05 | Denso Corp | 圧力センサチップおよびその製造方法並びに圧力センサ |
| JP2009258044A (ja) * | 2008-04-21 | 2009-11-05 | Denso Corp | 圧力センサおよびその製造方法 |
| JP2010177280A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Fujikura Ltd | 半導体センサの製造方法、及び半導体センサ |
| JP2010175296A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Fujikura Ltd | 半導体センサの製造方法、及び半導体センサ |
| JP2010530545A (ja) * | 2007-10-05 | 2010-09-09 | シュルンベルジェ ホールディングス リミテッド | 粘性測定 |
| WO2015045779A1 (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 力学量測定装置及びその製造方法 |
| US9207137B2 (en) | 2013-12-18 | 2015-12-08 | Seiko Epson Corporation | Physical quantity sensor, pressure sensor, altimeter, electronic apparatus, and moving object |
| US9360312B2 (en) | 2012-12-11 | 2016-06-07 | Seiko Epson Corporation | MEMS element, electronic device, altimeter, electronic apparatus, and moving object |
| JP2017512307A (ja) * | 2014-02-28 | 2017-05-18 | メジャメント スペシャリティーズ， インコーポレイテッド | 差圧検知ダイ |
-
2000
- 2000-05-25 JP JP2000154137A patent/JP4265083B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4809838B2 (ja) * | 2004-08-09 | 2011-11-09 | アナログ デバイシス， インコーポレイテッド | Ｍｅｍｓデバイスの製造方法 |
| JP2008508110A (ja) * | 2004-08-09 | 2008-03-21 | アナログ デバイシス， インコーポレイテッド | Ｍｅｍｓデバイスの製造方法 |
| US8343369B2 (en) | 2004-08-09 | 2013-01-01 | Analog Devices, Inc. | Method of producing a MEMS device |
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| US9360312B2 (en) | 2012-12-11 | 2016-06-07 | Seiko Epson Corporation | MEMS element, electronic device, altimeter, electronic apparatus, and moving object |
| WO2015045779A1 (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 力学量測定装置及びその製造方法 |
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