JP2002050772A - 半導体センサの製造装置および半導体センサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 陽極接合工程の煩雑化及び半導体センサ１の
コスト上昇を抑制する。 【解決手段】 親シリコン基板２２と蓋用親ガラス基板
２３を陽極接合するための装置２４は、ステージ電極２
５と電極ピン２６を有する。ステージ電極２５上に蓋用
親ガラス基板２３を載置し、蓋用親ガラス基板２３の上
側に親シリコン基板２２を積層配置して親シリコン基板
２２と蓋用親ガラス基板２３に高電圧を印加して陽極接
合するが、ステージ電極２５の上面には蓋用親ガラス基
板２３の貫通孔１７に対向する部位に凹部４５を設け、
凹部４５内に放電防止用ガラス基板４６を収容配置す
る。放電防止用ガラス基板４６の上部はステージ電極２
５の上面よりも引っ込んでおり、放電防止用ガラス基板
４６と蓋用親ガラス基板２３は非接触状態となってい
る。放電防止用ガラス基板４６は放電防止用の専用部材
となり、高電圧印加には関与しないものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板と絶縁
基板の陽極接合部位を有する角速度センサや圧力センサ
等の半導体センサを製造するための装置および半導体セ
ンサの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５（ａ）には半導体センサである角速
度センサの一例が斜視図により模式的に示され、図５
（ｂ）には図５（ａ）に示すＡ−Ａ部分の断面図が示さ
れている。これら図５（ａ）、（ｂ）に示す角速度セン
サ１は、センサ部２が形成されているシリコン基板（半
導体基板）３を基台用ガラス基板（絶縁基板）４と蓋用
ガラス基板（絶縁基板）５によって挟み込み、陽極接合
して一体化した形態と成している。

【０００３】上記シリコン基板３はエッチング技術等に
よって図５（ａ）に示すような形状に加工されている。
つまり、シリコン基板３にはセンサ部２と、該センサ部
２を囲むシール部６とが形成されている。上記センサ部
２は、四角形状の振動体７と、振動体支持固定部８（８
ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）と、電極支持固定部９（９ａ，
９ｂ）と、検出用電極パット形成部１０と、梁１１（１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）と、櫛歯形状の可動電
極部１２（１２ａ，１２ｂ）と、櫛歯形状の固定電極部
１３とを有して構成されている。

【０００４】上記シール部６と振動体支持固定部８（８
ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）と電極支持固定部９（９ａ，９
ｂ）と検出用電極パット形成部１０は基台用ガラス基板
４および蓋用ガラス基板５に陽極接合されている。上記
振動体７は梁１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）
によって前記振動体支持固定部８（８ａ，８ｂ，８ｃ，
８ｄ）にそれぞれ連通接続されている。また、上記振動
体７の側端縁部から上記櫛歯形状の可動電極部１２（１
２ａ，１２ｂ）が図５のＸ方向に沿って突出形成されて
おり、この可動電極部１２と噛み合うように櫛歯形状の
固定電極部１３（１３ａ，１３ｂ）が電極支持固定部９
（９ａ，９ｂ）から上記Ｘ方向に沿って伸長形成されて
いる。

【０００５】上記基台用ガラス基板４と蓋用ガラス基板
５にはそれぞれ上記振動体７と梁１１（１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄ）と可動電極部１２（１２ａ，１２
ｂ）の形成領域に対向する部位に図５（ｂ）に示すよう
な凹部１４，１５が形成されている。これら凹部１４，
１５によって、前記振動体７と梁１１（１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄ）と可動電極部１２（１２ａ，１２
ｂ）は基台用ガラス基板４、蓋用ガラス基板５に対して
浮いた状態と成し、可動可能となっている。

【０００６】図５（ａ）に示すように、上記振動体支持
固定部８（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）と電極支持固定部
９（９ａ，９ｂ）と検出用電極パット形成部１０の各上
面には金属膜である電極パット１６（１６ａ，１６ｂ，
１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇ）がそれぞれ
形成されている。上記蓋用ガラス基板５には上記各電極
パット１６に対向する部位に貫通孔１７（１７ａ，１７
ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ，１７ｆ，１７ｇ）がそれ
ぞれ形成されている。この貫通孔１７によって、上記各
電極パット１６は外部に露出した状態となり、ワイヤー
ボンディング等によって、外部の回路と導通接続するこ
とができる。

【０００７】図５（ｂ）に示すように、基台用ガラス基
板４の凹部１４の底面には上記振動体７に間隔を介して
対向する検出用電極部１８が形成されている。また、基
台用ガラス基板４にはその検出用電極部１８と検出用電
極パット形成部１０を導通接続させるための配線パター
ン１９が形成されている。

【０００８】図５に示す角速度センサ１では、例えば、
外部の回路から上記電極パット１６ｅ，１６ｆを介して
固定電極部１３ａ，１３ｂにそれぞれ駆動用の交流電圧
が印加されると、固定電極部１３ａと可動電極部１２ａ
間、固定電極部１３ｂと可動電極部１２ｂ間に生じる静
電力が上記交流電圧に応じて変化して上記振動体７は図
５に示すＸ方向に駆動振動を行う。このように振動体７
が駆動振動している状態で、Ｙ軸回りに回転すると、Ｚ
方向のコリオリ力が発生する。このコリオリ力が上記振
動体７に加えられて該振動体７はＺ方向に検出振動す
る。

【０００９】この振動体７のＺ方向の振動によって、該
振動体７と検出用電極部１８間の間隔が変化して当該振
動体７と検出用電極部１８間の静電容量が変化する。こ
の静電容量の変化を上記検出用電極部１８から配線パタ
ーン１９と電極パット１６ｇを介して外部に取り出す。
このようにして検出した検出値に基づいて、前記Ｙ軸回
りの回転の角速度の大きさ等を検出することができる。

【００１０】このような角速度センサ１は次に示すよう
に製造することができる。例えば、複数の上記シリコン
基板３を作製するための親シリコン基板と、上記基台用
ガラス基板４を複数作製するための基台用親ガラス基板
と、上記蓋用ガラス基板５を複数作製するための蓋用親
ガラス基板とを用意し、図６（ａ）に示すように、ま
ず、上記基台用親ガラス基板２０における各基台用ガラ
ス基板４の形成領域にそれぞれ前記凹部１４を形成す
る。また、上記基台用親ガラス基板２０には例えばほぼ
中央領域に貫通孔２１を形成する。この貫通孔２１は基
台用ガラス基板４形成領域の境界部となる位置に形成さ
れる。次に、上記各凹部１４の内周面にそれぞれ成膜形
成技術を利用して金属膜である検出用電極部１８および
配線パターン１９を形成する。

【００１１】その後に、上記凹部１４の開口部を塞ぐよ
うに上記基台用親ガラス基板２０と上記親シリコン基板
２２を積層配置して、それら基台用親ガラス基板２０と
親シリコン基板２２を陽極接合する。

【００１２】然る後に、図６（ｂ）に示すように、上記
振動体支持固定部８と電極支持固定部９と検出用電極パ
ット形成部１０の各形成領域上面にそれぞれ成膜形成技
術等を利用して電極パット１６を形成する。次に、上記
親シリコン基板２２をエッチング加工して各シリコン基
板３形成領域毎に図５（ａ）に示すようなパターン形状
を形成する。

【００１３】その後に、図６（ｃ）に示すように、蓋用
親ガラス基板２３を陽極接合装置２４のステージ電極２
５上に載置し、その蓋用親ガラス基板２３の上側に上記
基台用親ガラス基板２０と親シリコン基板２２の陽極接
合体を上記親シリコン基板２２を蓋用親ガラス基板２３
側にして積層配置する。なお、上記蓋用親ガラス基板２
３には、前記親シリコン基板２２の振動体７、電極パッ
ト１６にそれぞれ対応する位置に凹部１５、貫通孔１７
が予め形成されており、上記の如く、蓋用親ガラス基板
２３と親シリコン基板２２と基台用親ガラス基板２０と
を積層配置する際には、上記蓋用親ガラス基板２３の凹
部１５と親シリコン基板２２の振動体７との位置合わ
せ、および、蓋用親ガラス基板２３の貫通孔１７と親シ
リコン基板２２の電極パット１６との位置合わせが成さ
れる。

【００１４】次に、上記基台用親ガラス基板２０の貫通
孔２１から、上記ステージ電極２５と対を成す電極ピン
２６を挿入して親シリコン基板２２に接触させる。その
後に、スイッチ手段２８をオンして電圧印加手段２７に
よる陽極接合用の高電圧を上記親シリコン基板２２とス
テージ電極２５間に印加して、上記親シリコン基板２２
と蓋用親ガラス基板２３を陽極接合する。これにより、
上記基台用親ガラス基板２０と親シリコン基板２２と蓋
用親ガラス基板２３の積層体は一体化する。

【００１５】然る後に、その基台用親ガラス基板２０と
親シリコン基板２２と蓋用親ガラス基板２３の積層接合
体を設定のダイシングラインに沿って切断して、各角速
度センサ１毎に切り離す。このようにして、前記チップ
状の角速度センサ１が作製される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に、親シリコン基板２２と蓋用親ガラス基板２３を陽極
接合するために、ステージ電極２５上に蓋用親ガラス基
板２３と親シリコン基板２２を積層配置した際には、上
記蓋用親ガラス基板２３に貫通孔１７が形成されている
ために、図６（ｃ）に示す如く親シリコン基板２２上に
形成されている電極パット１６と、ステージ電極２５と
が直接的に対向してしまうこととなる。このことによ
り、上記親シリコン基板２２とステージ電極２５間に陽
極接合用の高電圧を印加したときに、上記電極パット１
６とステージ電極２５間に放電が発生し、この放電によ
って電極パット１６が損傷する虞があった。

【００１７】その問題を防止するために次に示すような
手法が提案されている。その手法とは、例えば、図７
（ａ）に示すように、上記ステージ電極２５の上に、放
電防止用のアルカリ系のガラス基板２９を載置し、その
ガラス基板２９の上側に上記同様に蓋用親ガラス基板２
３と親シリコン基板２２と基台用親ガラス基板２０を積
層配置して、親シリコン基板２２と蓋用親ガラス基板２
３の陽極接合を行うというものである。

【００１８】この提案の手法では、上記放電防止用のガ
ラス基板２９によって、上記ステージ電極２５と電極パ
ット１６が直接的に対向することが阻止されるので、親
シリコン基板２２とステージ電極２５間に高電圧を印加
した際に、前記のような放電現象の発生を防止すること
ができる。

【００１９】しかしながら、上記提案の手法では、上記
放電防止用のガラス基板２９を用いるために、上記親シ
リコン基板２２と蓋用親ガラス基板２３の陽極接合工程
が煩雑になるという問題や、製造コストが高くなるとい
う問題が発生してしまう。

【００２０】それというのは、次のような理由に因る。
つまり、上記親シリコン基板２２と蓋用親ガラス基板２
３を良好に陽極接合するためには、上記親シリコン基板
２２とステージ電極２５間に高い電圧を印加する必要が
あるが、上記の如く、放電防止用のガラス基板２９がス
テージ電極２５上に配置されている場合には、その放電
防止用のガラス基板２９の内部において、ガラス基板２
９の構成成分であるナトリウムイオン等のアルカリイオ
ン成分がステージ電極２５側へ移動するというイオンの
流れがなければ、所望の高電圧を上記親シリコン基板２
２とステージ電極２５間に印加することができない。

【００２１】上記放電防止用のガラス基板２９が未使用
であるときには該ガラス基板２９中にアルカリイオン成
分が点在している状態であるために、未使用のガラス基
板２９を用いて親シリコン基板２２とステージ電極２５
間に高電圧を印加した際には、上記放電防止用のガラス
基板２９に前記アルカリイオン成分のステージ電極２５
側への流れが生じて、放電発生を防止しながら、親シリ
コン基板２２と蓋用親ガラス基板２３を良好に陽極接合
することができる。

【００２２】しかし、放電防止用のガラス基板２９が一
度使用されてしまうと、上記アルカリイオン成分がガラ
ス基板２９のステージ電極２５側に偏在している状態と
なり、そのままの状態で引き続いて、次の親シリコン基
板２２と蓋用親ガラス基板２３の陽極接合を上記同様に
行おうとしても、上記ガラス基板２９の内部でアルカリ
イオン成分のステージ電極２５側への流れが殆ど発生し
ない。このため、親シリコン基板２２と蓋用親ガラス基
板２３を殆ど陽極接合できない、あるいは、陽極接合で
きたとしても、その接合強度は非常に弱いものとなって
しまう。

【００２３】その問題を回避するためには、例えば、上
記放電防止用のガラス基板２９を使用する度に、該ガラ
ス基板２９の表裏を反転させて、ガラス基板２９の内部
に上記のようなアルカリイオン成分のステージ電極２５
側への流れを発生させるという手間が必要となる。

【００２４】また、上記のようにガラス基板２９の表裏
を反転させても、ガラス基板２９を繰り返し使用してい
るうちに、高電圧印加のために上記ガラス基板２９から
前記アルカリイオン成分を含む化合物が徐々に析出して
ガラス基板２９のアルカリイオン成分が減少するため
に、前記ガラス基板２９の内部におけるアルカリイオン
成分のステージ電極２５側への流れが弱くなってくるの
で、親シリコン基板２２とステージ電極２５間に印加さ
れる電圧が低くなり、親シリコン基板２２と蓋用親ガラ
ス基板２３の陽極接合強度が弱くなってくる。

【００２５】そのように、親シリコン基板２２と蓋用親
ガラス基板２３の陽極接合強度が弱くなると、その後の
ダイシング工程において、上記親シリコン基板２２と蓋
用親ガラス基板２３が剥離してしまい、歩留まりが悪化
してしまうという問題や、製品使用中に上記陽極接合部
が剥離して製品の信頼性を低下させてしまうという問題
が生じる。このような問題を防止するためには、上記放
電防止用のガラス基板２９を若干回数使用しただけで、
交換する必要があり、これにより、ガラス基板２９のコ
ストが嵩み、製造コストが増加するという問題が生じ
る。

【００２６】なお、半導体センサには様々な種類があ
り、例えば、上記したような角速度センサ１以外にも、
図８（ａ）に示すような圧力センサ３０がある。この圧
力センサ３０は、ダイヤフラム３１が形成されたシリコ
ン基板３２に、貫通孔３３が形成されたガラス基板３４
を陽極接合して作製されるものである。この圧力センサ
３０では、上記ガラス基板３４の貫通孔３３を通して受
圧室３５に導かれた流体の圧力を上記ダイヤフラム３１
によって検出するものである。

【００２７】このような圧力センサ３０を製造する際に
は、例えば、まず、図８（ｂ）に示すように、親シリコ
ン基板３６に多数の上記ダイヤフラム３１を例えばエッ
チング加工により形成し、また一方で、親ガラス基板３
７に上記ダイヤフラム３１に対応する多数の貫通孔３３
を形成する。そして、上記貫通孔３３が形成された親ガ
ラス基板３７を陽極接合装置２４のステージ電極２５上
に載置し、その上側に上記親シリコン基板３６を上記親
ガラス基板３７の貫通孔３３と親シリコン基板３６のダ
イヤフラム３１とを位置合わせして載置する。

【００２８】その後、上記親シリコン基板３６の上側に
半導体基板側電極部である上部側電極部３８を接触さ
せ、該上部側電極部３８とステージ電極２５によって上
記親シリコン基板３６と親ガラス基板３７の積層体に高
電圧を印加して親シリコン基板３６と親ガラス基板３７
を陽極接合する。然る後に、上記親シリコン基板３６と
親ガラス基板３７の陽極接合体を所定のダイシングライ
ンに沿って切断して各圧力センサ３０毎に分離する。こ
のようにして、圧力センサ３０が作製される。

【００２９】ところで、上記のような圧力センサ３０を
作製するための陽極接合時にも、前記したような親シリ
コン基板３６とステージ電極２５間に放電現象が発生し
てダイヤフラム３１が損傷してしまうという問題が発生
する。そこで、前記同様に、図７（ｂ）に示すように、
上記ステージ電極２５と親ガラス基板３７間に放電防止
用のガラス基板２９を介在させる手法が採用される場合
がある。この場合にも上記したような問題、つまり、陽
極接合工程が煩雑になるという問題や、ガラス基板２９
のコストが嵩み、製造コストが増加するという問題等が
発生する。

【００３０】本発明は上記課題を解決するために成され
たものであり、その目的は、半導体基板と陽極接合用の
ステージ電極間の放電発生を防止し、その上、陽極接合
工程の煩雑化を防止でき、また、製造コストの増加を抑
制することができる半導体センサの製造装置および半導
体センサの製造方法を提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は次に示すような構成をもって前記課題を
解決するための手段としている。すなわち、第１の発明
の半導体センサの製造装置は、センサ部が形成されてい
る半導体基板と、貫通孔が形成されている絶縁基板とを
積層配置して陽極接合する半導体センサの製造装置にお
いて、上記絶縁基板を載置するステージ電極と、該ステ
ージ電極と対を成す半導体基板側電極部とを有し、上記
ステージ電極に上記絶縁基板を載置し、この絶縁基板の
上側に上記半導体基板を積層配置して該半導体基板に上
記半導体基板側電極部を接触させ、上記ステージ電極と
半導体基板側電極部によって上記絶縁基板と半導体基板
の積層体に陽極接合用の高電圧を印加して上記絶縁基板
と半導体基板を陽極接合させる構成を備え、上記ステー
ジ電極上には上記陽極接合用の高電圧の印加時に上記絶
縁基板の貫通孔を通して上記ステージ電極と半導体基板
間に放電が発生することを防止するための放電防止用絶
縁部材が設けられており、この放電防止用絶縁部材と、
ステージ電極上に載置される絶縁基板とを非接触状態と
するための非接触手段が設けられている構成をもって前
記課題を解決する手段としている。

【００３２】第２の発明の半導体センサの製造装置は、
第１の発明の構成を備え、ステージ電極には放電防止用
絶縁部材を収容配置するための凹部が形成されており、
この凹部に収容配置された放電防止用絶縁部材の上部は
ステージ電極の表面よりも引っ込んだ形態と成し、上記
凹部によって、ステージ電極に載置される絶縁基板と放
電防止用絶縁部材との間に隙間を形成して絶縁基板と放
電防止用絶縁部材を非接触にする非接触手段が構成され
ていることを特徴として構成されている。

【００３３】第３の発明の半導体センサの製造装置は、
上記第１又は第２の発明の構成を備え、放電防止用絶縁
部材は透明な材料により形成されており、放電防止用絶
縁部材が設けられているステージ電極部位には上記放電
防止用絶縁部材を介して絶縁基板と半導体基板との位置
合わせを目視により行うための窓が形成されていること
を特徴として構成されている。

【００３４】第４の発明の半導体センサの製造装置は、
上記第１又は第２又は第３の発明の構成を備え、放電防
止用絶縁部材はガラス材料により構成されていることを
特徴として構成されている。

【００３５】第５の発明の半導体センサの製造方法は、
貫通孔が形成されている絶縁基板と、センサ部が形成さ
れている半導体基板とをステージ電極上に積層配置し、
上記ステージ電極と半導体基板間に電圧を印加して陽極
接合する半導体センサの製造方法において、前記絶縁基
板の貫通孔形成領域に対向するステージ電極上には、上
記絶縁基板の貫通孔を通して上記ステージ電極と半導体
基板間に放電が発生することを防止するための放電防止
用絶縁部材を形成し、この放電防止用絶縁部材と上記絶
縁基板との間に隙間を形成して非接触にした状態でステ
ージ電極と半導体基板間に電圧を印加して上記絶縁基板
と半導体基板を陽極接合することを特徴として構成され
ている。

【００３６】上記構成の発明において、例えば、貫通孔
が形成されている絶縁基板をステージ電極上に載置す
る。この際、上記絶縁基板の貫通孔をステージ電極に形
成されている放電防止用絶縁部材に対向配置させる。次
に、上記絶縁基板の上側に半導体基板を積層配置する。
そして、その半導体基板に半導体基板側電極部を接触さ
せて、該半導体基板側電極部とステージ電極によって上
記絶縁基板と半導体基板の積層体に陽極接合用の高電圧
を印加する。この高電圧印加によって絶縁基板と半導体
基板は陽極接合することができる。この高電圧印加時に
は、上記の如くステージ電極上には上記絶縁基板の貫通
孔形成領域に対向する部位に放電防止用絶縁部材が設け
られ、絶縁基板の貫通孔を通してステージ電極と半導体
基板とが直接的に対向することが阻止されているので、
ステージ電極と半導体基板間に放電が発生することが防
止される。これにより、放電発生に起因した半導体基板
等の損傷問題を回避することができる。

【００３７】その上、この発明では、上記絶縁基板と放
電防止用絶縁部材は非接触であり、放電防止用絶縁部材
は上記半導体基板と絶縁基板の陽極接合のための高電圧
印加には直接的に関与するものではないので、前記した
ような問題、つまり、上記陽極接合工程において放電防
止用絶縁部材の表裏を反転するという手間や、放電防止
用絶縁部材のコストが嵩んで製造コストが増加するとい
う問題等を回避することができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下に、この発明に係る実施形態
例を図面に基づいて説明する。

【００３９】図１には第１実施形態例の半導体センサの
製造装置である陽極接合装置が製造途中の前記図５に示
す半導体センサである角速度センサと共に示されてい
る。なお、この第１実施形態例の説明において、前記従
来例と同一名称部分には同一符号を付し、その共通部分
の重複説明は省略する。

【００４０】この第１実施形態例に示す陽極接合装置２
４は前記従来例と同様に、ステージ電極２５と、半導体
基板側電極部である電極ピン２６と、電圧印加手段２７
と、スイッチ手段２８とを有して構成されており、この
第１実施形態例において特徴的なことは、図１に示すよ
うに、上記ステージ電極２５には絶縁基板である蓋用親
ガラス基板２３の貫通孔１７の形成領域に対向する部位
に凹部４５が形成されており、この凹部４５の内部には
放電防止用絶縁部材である放電防止用ガラス基板４６が
収容配置されている。

【００４１】この放電防止用ガラス基板４６の上部は上
記ステージ電極２５の表面よりも引っ込んだ形態と成
し、これにより、ステージ電極２５上に載置される蓋用
親ガラス基板２３と放電防止用ガラス基板４６との間に
隙間Ｓが生じて、上記蓋用親ガラス基板２３と放電防止
用ガラス基板４６とは非接触状態となる。この第１実施
形態例では、上記凹部４５によって、蓋用親ガラス基板
２３と放電防止用ガラス基板４６を非接触状態とするた
めの非接触手段が構成されている。

【００４２】この第１実施形態例に示す陽極接合装置２
４は上記のように構成されている。次に、角速度センサ
１の製造工程の一例を簡単に説明する。まず、図２
（ａ）に示すように、前記従来例と同様に、基台用親ガ
ラス基板２０における各基台用ガラス基板４の形成領域
毎に凹部１４を形成し、また、基台用親ガラス基板２０
の例えば中央領域に貫通孔２１を形成する。そして、上
記各基台用ガラス基板４の形成領域の凹部１４の内周面
に検出用電極部１８および配線パターン１９を形成す
る。

【００４３】次に、基台用親ガラス基板２０と半導体基
板である親シリコン基板２２を積層して陽極接合する。
その後に、図２（ｂ）に示すように、上記親シリコン基
板２２における各シリコン基板３の形成領域の振動体支
持固定部８と電極支持固定部９と検出用電極パット形成
部１０の各形成領域上面にそれぞれ電極パット１６を形
成する。そして、その親シリコン基板２２をエッチング
加工して親シリコン基板２２における各シリコン基板３
の形成領域毎に図５に示すようなパターン形状を形成す
る。

【００４４】然る後に、図２（ｃ）に示すように、凹部
１５と貫通孔１７が予め形成された絶縁基板である蓋用
親ガラス基板２３を陽極接合装置２４のステージ電極２
５上に載置する。この際、蓋用親ガラス基板２３の貫通
孔１７がステージ電極２５の放電防止用ガラス基板４６
に対向配置させるための位置合わせが行われる。この第
１実施形態例では、前述したように、放電防止用ガラス
基板４６と蓋用親ガラス基板２３間には隙間Ｓがあり、
放電防止用ガラス基板４６と蓋用親ガラス基板２３は非
接触状態と成す。

【００４５】次に、その蓋用親ガラス基板２３の上側
に、前記基台用親ガラス基板２０と親シリコン基板２２
の接合体を上記蓋用親ガラス基板２３の貫通孔１７と親
シリコン基板２２の電極パット１６との位置を合わせて
積層配置する。その後に、基台用親ガラス基板２０の貫
通孔２１から電極ピン２６を挿入して、該電極ピン２６
を親シリコン基板２２に接触させて、該電極ピン２６を
利用して親シリコン基板２２とステージ電極２５間に電
圧印加手段２７による陽極接合用の高電圧を印加し、蓋
用親ガラス基板２３と親シリコン基板２２を陽極接合さ
せる。

【００４６】その後に、上記蓋用親ガラス基板２３と親
シリコン基板２２と基台用親ガラス基板２０の陽極接合
体を設定のダイシングラインに沿って切断して各角速度
センサ１毎に分離する。このようにして角速度センサ１
を作製することができる。

【００４７】この第１実施形態例によれば、ステージ電
極２５に配設された放電防止用ガラス基板４６と、ステ
ージ電極２５上に載置される蓋用親ガラス基板２３とを
非接触な状態にするための特有な構成を設けた。この構
成によって、上記放電防止用ガラス基板４６は、放電防
止用、つまり、蓋用親ガラス基板２３の貫通孔１７を通
して親シリコン基板２２とステージ電極２５間に放電が
発生することを防止するための専用の部材となり、この
放電防止用ガラス基板４６は蓋用親ガラス基板２３と親
シリコン基板２２の陽極接合用の高電圧印加には全く関
与しないものとなる。

【００４８】このために、この第１実施形態例では、ス
テージ電極２５と親シリコン基板２２間に陽極接合用の
高電圧を印加する際に、上記放電防止用ガラス基板４６
によって、上記放電発生が防止されて電極パット１６の
破損問題を回避することができて歩留まり低下を抑制す
ることができる上に、前記したような陽極接合を行う度
に放電防止用ガラス基板４６の表裏を反転させるという
手間を無くすことができて、陽極接合工程の煩雑化を防
止することができる。

【００４９】また、放電防止用ガラス基板４６を若干回
数毎に交換するということも必要なく、放電防止用ガラ
ス基板４６のコストが嵩んで製造コストが増加するとい
う問題をも回避することができる。

【００５０】さらに、この第１実施形態例では、ステー
ジ電極２５に蓋用親ガラス基板２３が直接接触した状態
で高電圧印加が成されるので、前記提案例の如くステー
ジ電極２５と蓋用親ガラス基板２３間にガラス基板２９
が介在する場合に比べて、ステージ電極２５と親シリコ
ン基板２２間に印加する電圧が高くなり、かつ、安定す
る。これにより、親シリコン基板２２と蓋用親ガラス基
板２３を強固に製品ばらつき無く陽極接合することがで
きる。

【００５１】上記のことから、この第１実施形態例にお
いて特有な構成を持つ陽極接合装置２４および特有な陽
極接合の手法を利用して角速度センサ１を作製すること
によって、低コストで、シリコン基板３と蓋用ガラス基
板５の剥離問題が殆ど無い信頼性の高い角速度センサ１
を提供することができることとなる。

【００５２】以下に、第２実施形態例を説明する。この
第２実施形態例では、前記第１実施形態例に示した半導
体センサの製造装置である陽極接合装置２４とほぼ同様
な構成を備えているが、前記第１実施形態例と異なる特
徴的なことは、図３に示すように、ステージ電極２５に
窓４８が形成されていることである。なお、この第２実
施形態例では、上記窓４８以外の構成は前記第１実施形
態例と同様であり、前記第１実施形態例と同一構成部分
には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略す
る。

【００５３】この第２実施形態例において特徴的な窓４
８は、図３に示すように、放電防止用ガラス基板４６が
配設されるステージ電極２５部位に形成されている。ま
た、この第２実施形態例では、上記放電防止用ガラス基
板４６は透明な部材により構成されている。このため、
外部から上記窓４８と放電防止用ガラス基板４６を透し
て、親シリコン基板２２と蓋用親ガラス基板２３の位置
合わせを目視により行うことができることとなる。

【００５４】この第２実施形態例によれば、ステージ電
極２５には放電防止用ガラス基板４６が配設される部位
に窓４８を形成したので、前記の如く、窓４８と放電防
止用ガラス基板４６を透して親シリコン基板２２と蓋用
親ガラス基板２３との位置合わせを目視により行うこと
ができることとなり、親シリコン基板２２と蓋用親ガラ
ス基板２３の位置ずれに起因した歩留まり低下を抑制す
ることができる。また、親シリコン基板２２と蓋用親ガ
ラス基板２３の陽極接合の状況も目視することができる
ので、良好な陽極接合が得易くなる。

【００５５】以下に、第３実施形態例を説明する。この
第３実施形態例において特徴的なことは、図４に示すよ
うに、ステージ電極２５を平板状電極４９と台座５０の
二段構造としたことである。それ以外の構成は前記各実
施形態例と同様であり、この第３実施形態例の説明にお
いて、前記各実施形態例と同一構成部分には同一符号を
付し、その共通部分の重複説明は省略する。

【００５６】この第３実施形態例において特徴的な前記
平板状電極４９と台座５０は両方共に金属により構成さ
れており、図４に示すように、平板状電極４９の上側に
台座５０が積層されて一体化し、この台座５０の上面に
前記蓋用親ガラス基板２３が載置される。上記台座５０
には上記蓋用親ガラス基板２３の貫通孔１７の形成領域
に対向する部位に凹部５１が形成されており、この凹部
５１に放電防止用ガラス基板４６が該放電防止用ガラス
基板４６の上部を台座５０の表面よりも引っ込ませた形
態で収容配置されている。

【００５７】この第３実施形態例では、上記台座５０お
よび該台座５０に形成された凹部５１によって、台座５
０の上側に載置される蓋用親ガラス基板２３と、放電防
止用ガラス基板４６とを非接触とする非接触手段が構成
されている。

【００５８】この第３実施形態例によれば、ステージ電
極２５を平板状電極４９と台座５０の二段構成とし、こ
のステージ電極２５の台座５０に前記各実施形態例と同
様に凹部５１を形成して該凹部５１の内部に放電防止用
ガラス基板４６を引っ込み収容配置した構成としたの
で、前記各実施形態例と同様に、前記ステージ電極２５
と親シリコン基板２２間の放電発生を防止することがで
きる上に、親シリコン基板２２と蓋用親ガラス基板２３
の陽極接合工程の煩雑化を防止するという効果や、放電
防止用ガラス基板４６に起因した製造コスト増加問題を
抑制することができるという効果を得ることができる。

【００５９】なお、この発明は上記各実施形態例に限定
されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例
えば、上記各実施形態例では、図５に示すような角速度
センサ１を作製する例を説明したが、上記各実施形態例
と同様の構成を備えた陽極接合装置を用いて、図８
（ａ）に示すような半導体センサである圧力センサ３０
を作製することもできる。この場合にも、上記各実施形
態例と同様の優れた効果を奏することができる。このよ
うに、本発明の装置及び製造方法は、様々な半導体セン
サの製造装置及び製造方法に適用することができるもの
である。

【００６０】また、上記第３実施形態例に示したような
二段構成のステージ電極２５にも上記第２実施形態例に
示したような窓を形成してもよい。さらに、上記各実施
形態例では、放電防止用絶縁部材としてガラス基板４６
を用いていたが、放電防止用絶縁部材はガラス基板以外
の絶縁材料により構成してもよい。

【００６１】

【発明の効果】この発明の半導体センサの製造装置によ
れば、陽極接合用のステージ電極には放電防止用絶縁部
材が設けられ、この放電防止用絶縁部材と、ステージ電
極上に載置される絶縁基板とを非接触状態とするための
非接触手段が設けられているので、上記放電防止用絶縁
部材は、陽極接合用の高電圧印加時に絶縁基板の貫通孔
を通してステージ電極と半導体基板間に放電が発生する
ことを防止するための専用の部材となり、陽極接合用の
高電圧印加には関与しないものとなる。このために、前
述したような問題、つまり、使用する度に放電防止用絶
縁部材の表裏を反転させるという手間が必要で陽極接合
工程が煩雑化するという問題や、放電防止用絶縁部材を
頻繁に交換しなければならず、放電防止用絶縁部材のコ
ストが嵩んで半導体センサの製造コストが増加するとい
う問題を回避することができる。

【００６２】ステージ電極には放電防止用絶縁部材を収
容配置するための凹部が形成されており、この凹部に収
容配置された放電防止用絶縁部材の上部はステージ電極
の表面よりも引っ込んだ形態と成している発明にあって
は、簡単な構成で、上記のような陽極接合工程が簡素化
できるという効果や、半導体センサの製造コスト増加を
抑制できるという効果等を奏することができる。

【００６３】放電防止用絶縁部材は透明な材料により構
成されており、放電防止用絶縁部材が設けられているス
テージ電極部位には窓が形成されている発明にあって
は、上記窓と透明な放電防止用絶縁部材を透して、絶縁
基板と半導体基板との位置合わせを目視により行うこと
ができる。このことから、絶縁基板と半導体基板の位置
ずれ発生を抑制することができる。また、陽極接合の状
況を監視することができ、良好な陽極接合状態を得るこ
とが容易となる。

【００６４】放電防止用絶縁部材はガラス材料により構
成されているものにあっては、放電防止用絶縁部材を低
コストで作製することが可能となり、半導体センサの製
造装置を安価で構成することができるので、このことに
起因して半導体センサのコスト低下につなげることがで
きる。

【００６５】この発明に係る半導体センサの製造方法に
よれば、ステージ電極上には該ステージ電極に載置され
る絶縁基板の貫通孔に対向する部位に放電防止用絶縁部
材を設け、上記ステージ電極上に上記絶縁基板を上記放
電防止用絶縁部材との間に隙間を形成して非接触にした
状態で載置し、さらに、上記絶縁基板の上側に半導体基
板を積層配置し、その後に、ステージ電極と半導体基板
間に電圧を印加して上記絶縁基板と半導体基板を陽極接
合するので、上記放電防止用絶縁部材は前述したよう
に、放電発生防止用専用の部材となり、陽極接合用の高
電圧印加には関与しないものとなる。このために、上記
絶縁基板と半導体基板を陽極接合する工程において、放
電発生が防止できて半導体基板等の損傷を回避すること
ができる上に、陽極接合工程の煩雑化や、製造コストの
上昇を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態例の半導体センサの製造装置を示
すモデル図である。

【図２】図１に示す半導体センサの製造装置を利用した
半導体センサの製造工程の一例を示す説明図である。

【図３】第２実施形態例の半導体センサの製造装置を示
すモデル図である。

【図４】第３実施形態例の半導体センサの製造装置を示
すモデル図である。

【図５】半導体センサである角速度センサの一例を示す
説明図である。

【図６】図５に示す角速度センサの製造工程を示す説明
図である。

【図７】半導体センサの製造装置の提案例を示す説明図
である。

【図８】半導体センサのその他の例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 角速度センサ ２ センサ部 ３ シリコン基板 ４ 基台用ガラス基板 ５ 蓋用ガラス基板 １７ 貫通孔 ２０ 基台用親ガラス基板 ２２ 親シリコン基板 ２３ 蓋用親ガラス基板 ２４ 陽極接合装置 ２５ ステージ電極 ２６ 電極ピン ３０ 圧力センサ ３２ シリコン基板 ３４ ガラス基板 ３６ 親シリコン基板 ３７ 親ガラス基板 ３８ 上部側電極部 ４５ 凹部 ４６ 放電防止用ガラス基板 ４８ 窓 ４９ 平板状電極 ５０ 台座 ５１ 凹部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサ部が形成されている半導体基板
   と、貫通孔が形成されている絶縁基板とを積層配置して
   陽極接合する半導体センサの製造装置において、上記絶
   縁基板を載置するステージ電極と、該ステージ電極と対
   を成す半導体基板側電極部とを有し、上記ステージ電極
   に上記絶縁基板を載置し、この絶縁基板の上側に上記半
   導体基板を積層配置して該半導体基板に上記半導体基板
   側電極部を接触させ、上記ステージ電極と半導体基板側
   電極部によって上記絶縁基板と半導体基板の積層体に陽
   極接合用の高電圧を印加して上記絶縁基板と半導体基板
   を陽極接合させる構成を備え、上記ステージ電極には上
   記陽極接合用の高電圧の印加時に上記絶縁基板の貫通孔
   を通して上記ステージ電極と半導体基板間に放電が発生
   することを防止するための放電防止用絶縁部材が設けら
   れており、この放電防止用絶縁部材と、ステージ電極上
   に載置される絶縁基板とを非接触状態とするための非接
   触手段が設けられていることを特徴とした半導体センサ
   の製造装置。
2. 【請求項２】 ステージ電極には放電防止用絶縁部材を
   収容配置するための凹部が形成されており、この凹部に
   収容配置された放電防止用絶縁部材の上部はステージ電
   極の表面よりも引っ込んだ形態と成し、上記凹部によっ
   て、ステージ電極に載置される絶縁基板と放電防止用絶
   縁部材との間に隙間を形成して絶縁基板と放電防止用絶
   縁部材を非接触にする非接触手段が構成されていること
   を特徴とした請求項１記載の半導体センサの製造装置。
3. 【請求項３】 放電防止用絶縁部材は透明な材料により
   形成されており、放電防止用絶縁部材が設けられている
   ステージ電極部位には上記放電防止用絶縁部材を介して
   絶縁基板と半導体基板との位置合わせを目視により行う
   ための窓が形成されていることを特徴とした請求項１又
   は請求項２記載の半導体センサの製造装置。
4. 【請求項４】 放電防止用絶縁部材はガラス材料により
   構成されていることを特徴とした請求項１又は請求項２
   又は請求項３記載の半導体センサの製造装置。
5. 【請求項５】 貫通孔が形成されている絶縁基板と、セ
   ンサ部が形成されている半導体基板とをステージ電極上
   に積層配置し、上記ステージ電極と半導体基板間に電圧
   を印加して陽極接合する半導体センサの製造方法におい
   て、前記絶縁基板の貫通孔形成領域に対向するステージ
   電極上には、上記絶縁基板の貫通孔を通して上記ステー
   ジ電極と半導体基板間に放電が発生することを防止する
   ための放電防止用絶縁部材を形成し、この放電防止用絶
   縁部材と上記絶縁基板との間に隙間を形成して非接触に
   した状態でステージ電極と半導体基板間に電圧を印加し
   て上記絶縁基板と半導体基板を陽極接合することを特徴
   とした半導体センサの製造方法。