JP2003059995A

JP2003059995A - 陽極接合基板の評価方法

Info

Publication number: JP2003059995A
Application number: JP2001249423A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yokoyama; 賢一横山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2001-08-20
Publication date: 2003-02-28
Anticipated expiration: 2021-08-20
Also published as: JP4569058B2

Abstract

(57)【要約】【課題】シリコン基板とガラス基板とが陽極接合され
た陽極接合基板における接合界面の接合状態を評価する
にあたって、干渉縞の発生にいたらない程度の接合界面
の不具合までも、簡便且つ低コストで検出できるように
する。【解決手段】シリコン基板１０とガラス基板２０とが
陽極接合された陽極接合基板３０において接合界面５０
の断面が露出した露出面３１を形成した状態で、陽極接
合基板３０を、ガラス基板２０をエッチング可能なフッ
酸系水溶液等のエッチング液６０に浸漬させた後、ガラ
ス基板２０がガラス基板単独の状態でエッチングされた
量に相当する量ａと露出面３１から接合界面５０にエッ
チング液６０がしみ込んだ量ｂとの差の絶対値を｜ｂ−
ａ｜とし、この絶対値｜ｂ−ａ｜と量ｂとの比である界
面しみ込み率｜ｂ−ａ｜／ｂの大きさに基づいて接合界
面５０の接合状態を評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板とガラ
ス基板とが陽極接合された陽極接合基板における接合界
面の接合状態を評価する陽極接合基板の評価方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】陽極接合によって、半導体基板とガラス
基板とを接着した陽極接合基板として、半導体圧力セン
サや加速度センサ、それを応用した構造体等がいくつか
提案されている。従来、これらの加工技術である陽極接
合により接合界面の状態が良好であるか否かの評価は、
例えば次のような方法が実施されている。

【０００３】シリコンウェハとガラス基板とが陽極接合
された基板へ、ガラス基板の裏面側から光を照射し、接
合界面に未接合部分（ボイド、ギャップ）が存在する場
合に出現する干渉縞（ニュートンリング）を、目視もし
くは光学顕微鏡で観察するといった方法である。

【０００４】ただし、ガラス基板の裏面がすりガラス状
態であり、観察光が散乱してしまうような場合には、特
開２０００−１４６７３３号公報や特開２０００−１４
６７３４号公報に記載されているように、ガラス基板の
裏面に鏡面部分を設けて改善するといった方法が採られ
る。

【０００５】また、特開平９−２８９２３８号公報にお
いては、上記両公報のような干渉縞情報を定量的な数値
として算出する方法も採られている。さらに、特開平１
０−２２３５４号公報においては、接合界面のシリコン
ウェハ側にＰＮ接合を用いたフォトダイオードを形成し
ておいて、光を照射して未接合部がある場合とない場合
との光起電流の流れ度合の相違によって検出する方法が
採られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の評価方法では次のような問題点がある。ある光源から
照射して干渉縞を検出する方法では、照射された光強度
や光の入射角度、干渉縞を検出する観察角度、波長によ
って干渉縞の状態が変化したり、また、接合界面の未接
合部のギャップが干渉縞検出限界以下であったり、さら
に、密着はしていても陽極接合していないすなわち共有
結合していない不具合状態であったりすれば、検出は不
可能である。

【０００７】言い換えれば、未接合部は、干渉縞が発生
している、もしくは、ある高さを持ったギャップを持っ
ていることが検出のためには必須条件であり、干渉縞が
発生しないような原子レベルのギャップ、詳しくは陽極
接合されていないすなわち共有結合に至っていないが密
着しているような不具合の場合は検出することができな
い。

【０００８】さらに、上記した特開２０００−１４６７
３３号公報、特開２０００−１４６７３４号公報や特開
平１０−２２３５４号公報では、鏡面加工やフォトダイ
オードの形成等といった手間がかかる前処理、加工が必
要であり、また、特開平９−２８９２３８号公報や特開
平１０−２２３５４号公報に用いられている光学系や電
流測定回路を備えた測定装置は高額であり、安価に製造
することはできない。

【０００９】その他、接合界面の状態を間接的にではあ
るが評価可能な方法としては、引張強度といったような
接合強度を測定する方法も公知であり、実施されてい
る。ただし、この評価方法は接合面積の大きさに依存性
を有し、ある接合面積が存在するサンプル形状でなくて
はならず、評価すべき接合界面領域の内の局部的な不具
合箇所の検出には不向きである。

【００１０】また、比較的広範囲な不具合領域が存在し
たとしても、シリコンウェハやガラス基板といった陽極
接合基板の母材強度で破壊に至ってしまう場合、すなわ
ち、接合界面に不具合な部分が存在していても接合界面
全体の面積が比較的大きく、接合界面全体の接合強度が
母材破壊強度に打ち勝ってしまう場合等があり、やは
り、正確な接合界面の評価は困難である。

【００１１】そこで、本発明は上記問題に鑑み、半導体
基板とガラス基板とが陽極接合された陽極接合基板にお
ける接合界面の接合状態を評価するにあたって、干渉縞
の発生にいたらない程度の接合界面の不具合までも、簡
便且つ低コストで検出できるようにすることを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】陽極接合基板の接合界面
においては、半導体基板中の原子（Ｓｉ等）とガラス中
の酸素原子との共有結合（Ｓｉ−Ｏ等）が形成されるこ
とで接合がなされる。良好な接合状態（良好接合状態）
では、その共有結合の結合密度が比較的大きく、良好で
ない接合状態（不良接合状態）では、共有結合の結合密
度が比較的小さい。

【００１３】本発明者の実験検討によれば、このような
共有結合の結合密度の大小による接合状態の相違は、ガ
ラス基板における接合界面の断面を、エッチング可能な
エッチング液にさらしたときのエッチング状態の相違と
して発現することがわかった。

【００１４】つまり、干渉縞の発生の有無に関わらず不
良接合状態では、良好接合状態に比べ、接合界面の上記
エッチング液に対する耐性が低く、接合界面のエッチン
グが進行しやすいことがわかった。本発明は、この知見
に基づいて創出されたものである。

【００１５】すなわち、請求項１に記載の発明では、半
導体基板（１０）とガラス基板（２０）とを陽極接合し
てなる陽極接合基板（３０）の接合界面（５０）の接合
状態を評価する方法であって、陽極接合基板において接
合界面の断面が露出した露出面（３１）を形成した状態
で、陽極接合基板を、ガラス基板をエッチング可能なエ
ッチング液に浸漬させた後、このエッチング液への浸漬
中において、ガラス基板がガラス基板単独の状態でエッ
チングされた量に相当する量をａ、露出面から接合界面
にエッチング液がしみ込んだ量をｂとしたとき、量ａお
よび量ｂの差の絶対値｜ｂ−ａ｜と量ｂとの比である界
面しみ込み率｜ｂ−ａ｜／ｂの大きさに基づいて、接合
界面の接合状態を評価することを特徴としている。

【００１６】本発明によれば、陽極接合基板の接合界面
が不良接合状態である場合には、界面しみ込み率｜ｂ−
ａ｜／ｂが大きく、良好接合状態である場合には、界面
しみ込み率｜ｂ−ａ｜／ｂが小さくなる。また、接合不
良の有無によって、界面しみ込み率｜ｂ−ａ｜／ｂの大
きさは大きく相違する。

【００１７】また、ガラス基板をエッチング可能なエッ
チング液を用いたエッチングは、通常の半導体プロセス
において容易に実行可能な加工方法であり、上述した従
来の鏡面加工やフォトダイオードの形成等といった処理
や加工に比べて手間がかからない。また、エッチングに
よるエッチング量やしみ込み量の測定は、光学または電
子顕微鏡等の観察により容易に実行することができる。

【００１８】したがって、本発明によれば、陽極接合基
板に対して上記エッチング液による加工を施し、界面し
み込み率｜ｂ−ａ｜／ｂの大きさに基づいて接合界面の
接合状態を評価することにより、干渉縞の発生にいたら
ない程度の接合界面の不具合までも、簡便且つ低コスト
で検出することができる。

【００１９】ここで、上述したように、接合界面におい
て接合不良が存在すると、接合界面にてエッチングが進
行しやすく界面しみ込み率｜ｂ−ａ｜／ｂは大きくなる
が、本発明者の実験検討によれば、不良接合状態と良好
接合状態との分別は、界面しみ込み率｜ｂ−ａ｜／ｂが
おおよそ０．３を境にして具体的に行うことができる。

【００２０】また、陽極接合されたガラス基板における
接合界面近傍部には、ガラス中の陽イオンが欠乏した空
乏層が存在する。この空乏層は、それ以外のガラス基板
の部位よりもエッチング液によるエッチングレートが大
きい。つまり、陽極接合されたガラス基板においては、
上記量ｂは上記量ａよりも大きい。

【００２１】逆に言えば、上記界面しみ込み率が０であ
るということは、上記空乏層が形成されていない、すな
わち、陽極接合がなされていないことになる。本発明者
の実験検討によれば、陽極接合されたガラス基板におい
ては、通常、上記界面しみ込み率は０．１以上になる。

【００２２】したがって、上記請求項１の評価方法にお
いてより具体的には、請求項２に記載の発明のように、
界面しみ込み率｜ｂ−ａ｜／ｂが、０．１以上０．３以
下の場合に、接合界面（５０）の接合状態が良好である
と判定することができる。

【００２３】また、請求項３に記載の発明のように、エ
ッチング液としては、フッ酸系の水溶液を用いることが
できる。

【００２４】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。

【００２５】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
図に示す実施形態について説明する。図１は本発明の第
１実施形態に係る陽極接合基板の製造方法を示す概略断
面図であり、図２は、陽極接合の方法を示す説明図であ
る。

【００２６】図１（ａ）に示す陽極接合基板３０は、例
えば直径が１５０ｍｍのウェハとしてのシリコン基板
（半導体基板）１０とガラス基板２０とを陽極接合した
基板である。また、図１（ａ）中の破線ＤＬは、陽極接
合基板３０をチップ単位に分断するためのダイシングラ
イン（スクライブライン）を示す。

【００２７】具体的には、陽極接合は、図２に示すよう
に行われる。真空中にて、陰極電極４０上に、ガラス基
板２０、シリコン基板１０を順次、搭載し、その上に陽
極電極４１を押し当てた積層状態とする。シリコン基板
１０には、Ａｌ（アルミニウム）等よりなるウェハ電極
１１（図１では省略）が形成されており、陽極電極４１
はウェハ電極１１に接している。

【００２８】陰極電極４０はカーボン等により構成さ
れ、陽極電極４１はステンレス（ＳＵＳ）等より構成さ
れている。また、積層体１０、２０、４０、４１を加熱
して高温状態とするためのヒータ４２が、例えば当該積
層体の上下にそれぞれ設けられている。

【００２９】そして、ヒータ４２によって上記積層体を
加熱しながら、陰極電極４０および陽極電極４１によっ
てシリコン基板１０とガラス基板２０との間に電圧を印
加することにより、シリコン基板１０とガラス基板２０
とを陽極接合する。例えば、加熱温度は３６０℃程度、
印加電圧は６００Ｖ程度、真空度は１×１０^-5Ｔｏｒｒ
程度とすることができる。

【００３０】このようにして形成した陽極接合基板３０
は、次に、図１（ｂ）に示すように、ダイシングライン
ＤＬに沿って、ダイシングカットを実施することによ
り、チップ単位に分断される。それにより、シリコン基
板１０ａとガラス基板２０とが接合界面５０を介して陽
極接合されてなる陽極接合基板３０が、個々のチップと
して形成される。

【００３１】次に、本実施形態に係る陽極接合基板の評
価方法について述べる。この評価は、上記ダイシングカ
ットにより分断された陽極接合基板３０を用いて行うこ
とができる。このダイシングカットにより、図１（ｂ）
に示すように、陽極接合基板３０は、接合界面５０の断
面が露出した露出面３１を形成した状態となっている。

【００３２】ここで、評価に用いる陽極接合基板（評価
サンプル）３０は、上記ダイシングカットによってチッ
プ状（通常、矩形状）となったものでも良いし、チップ
にまで分断せずにダイシングラインＤＬに沿って所望の
寸法の短冊状に分断したものでも良い。

【００３３】つまり、評価したい接合界面の断面が露出
していれば、いかなる状態、形状となっていても良い
が、一般的な半導体基板の最終加工工程であるダイシン
グカット工程で個々のチップ形状になったものを評価サ
ンプルとすれば非常に簡便である。

【００３４】なお、本評価は、各チップ（評価サンプ
ル）毎に評価する全数チェックで行っても良いし、ロッ
ト（複数枚のウェハ）毎に１〜数個のチップについてチ
ェックしたり、１枚のウェハ毎に１〜数個のチップにつ
いてチェックする等、一般的な品質管理手法に基づき抜
き取り検査数を決定する方法で行っても良い。

【００３５】そして、接合界面５０の断面が露出した露
出面３１を形成した状態で、陽極接合基板３０を、ガラ
ス基板２０をエッチング可能なエッチング液に浸漬させ
る。このエッチング液としては、フッ酸系水溶液等の半
導体プロセスにおいてガラスエッチング可能なエッチン
グ液を用いることができる。

【００３６】図３は、露出面３１が形成された陽極接合
基板３０をエッチング液６０に浸漬させた状態におい
て、陽極接合基板３０の端面近傍におけるエッチング状
態を示している。エッチング液６０としての上記フッ酸
系水溶液等では、通常、シリコンウェハはほとんどエッ
チングされないので、ガラス基板２０のみがエッチング
される。

【００３７】ある程度、陽極接合基板３０をエッチング
液６０に浸漬させ、陽極接合基板３０を純水洗浄・乾燥
処理した後、光学顕微鏡や比較的簡便なＳＥＭ等の電子
顕微鏡観察によって、接合界面５０の断面部のエッチン
グ状態を露出面３１の側方から観察する。

【００３８】すると、図３に示すように、各部のエッチ
ングレートの相違により、ガラス基板２０がガラス基板
２０単独の状態でエッチングされた量に相当する量（ガ
ラスエッチング量）をａ、露出面３１から接合界面５０
にエッチング液がしみ込んだ量（界面エッチング量）を
ｂとしたとき、ａ＜ｂとなるようにエッチングされた状
態が観察される。

【００３９】ここで、図４は、接合界面５０における接
合状態を模式的に示す図である。陽極接合では、イオン
導電性固体であるガラスにおいて、酸素含有成分（Ｎａ
₂Ｏ等）中の陽イオンがシリコンとの接触界面とは逆に
移動し、それにより、当該接触界面では、負の電荷であ
った酸素イオンとシリコンとの共有結合（Ｓｉ−Ｏ）が
なされる。

【００４０】このＳｉ−Ｏの共有結合がなされること
で、接合界面５０の接合が達成されるが、図４中の×印
に示すように、Ｓｉ−Ｏの共有結合に至らない部位が発
生すると、この部位は接合不良となる。

【００４１】つまり、良好な接合状態（良好接合状態）
では、Ｓｉ−Ｏの共有結合の結合密度が比較的大きく、
上記した干渉縞として発生しない、あるいは、ボイドの
ように干渉縞として発生するような良好でない接合状態
（不良接合状態）では、当該共有結合の結合密度が比較
的小さい。

【００４２】また、例えば、エッチング液６０としてフ
ッ酸を用いる場合、フッ酸は一般的に、ＳｉＯ₂＋６Ｈ
Ｆ→Ｈ₂ＳｉＦ₆＋Ｈ₂Ｏ、の式で表されるように、Ｓｉ
Ｏ₂すなわちガラス基板２０を溶解する。

【００４３】よって、この共有結合の結合密度の大小に
よる接合状態の相違は、上記エッチングにおいて、界面
エッチング量ｂとガラスエッチング量ａとの差の絶対値
であるしみ込み量｜ｂ−ａ｜（つまり、（ｂ−ａ）また
は（ａ−ｂ））の相違として発現する。

【００４４】つまり、Ｓｉ−Ｏの結合密度が比較的大と
なっていて接合界面５０が良好接合状態である場合に
は、Ｓｉ−Ｏの結合密度が比較的小となっていて接合界
面５０が不良接合状態である場合に比較して、エッチン
グ液６０による接合界面５０へのエッチングは進行せ
ず、しみ込み量｜ｂ−ａ｜が小さい。

【００４５】本実施形態では、このしみ込み量｜ｂ−ａ
｜と界面エッチング量ｂとの比である界面しみ込み率｜
ｂ−ａ｜／ｂの大きさに基づいて接合界面５０の接合状
態を評価する。

【００４６】本評価はエッチング加工を伴うため、エッ
チング液６０の濃度ばらつき等によるエッチング速度の
ばらつきによって、エッチング量｜ｂ−ａ｜、ａ、ｂが
多少ばらつくことは避けられない。その点、界面しみ込
み率にて評価すれば、絶対量であるしみ込み量｜ｂ−ａ
｜に比較して、評価ロット毎のエッチング速度に対する
ばらつきを除外することができるため、より正確な評価
を実現できる。

【００４７】そして、陽極接合基板の接合界面が不良接
合状態である場合には、界面しみ込み率｜ｂ−ａ｜／ｂ
が大きく、良好接合状態である場合には、界面しみ込み
率｜ｂ−ａ｜／ｂが小さくなる。また、接合不良の有無
によって、界面しみ込み率｜ｂ−ａ｜／ｂの大きさは大
きく相違する。

【００４８】また、ガラス基板２０をエッチング可能な
エッチング液６０を用いたエッチングは、通常の半導体
プロセスにおいて容易に実行可能な加工方法であり、上
述した従来の鏡面加工やフォトダイオードの形成等とい
った処理や加工に比べて手間がかからない。また、エッ
チングによるエッチング量やしみ込み量の測定は、光学
または電子顕微鏡等の観察により容易に実行することが
できる。

【００４９】したがって、本実施形態の評価方法によれ
ば、陽極接合基板３０に対して上記エッチング液６０に
よる加工を施し、界面しみ込み率｜ｂ−ａ｜／ｂの大き
さに基づいて接合界面５０の接合状態を評価することに
より、干渉縞の発生にいたらない程度の接合界面５０の
不具合までも、簡便且つ低コストで検出することができ
る。

【００５０】本評価方法の一具体例を示す。本例では、
評価に用いる陽極接合基板３０は、チップにまで分断せ
ずにダイシングラインＤＬに沿って所望の寸法の短冊状
に分断したものを用いた。

【００５１】エッチング液６０として、一般的な半導体
用フッ酸水溶液（４９ｗｔ％フッ酸）と純水とを１：１
で混合したフッ酸系水溶液を使用し、陽極接合基板３０
をエッチング液６０に浸漬した。このフッ酸系水溶液６
０の場合、浸漬時間は１０分、エッチング速度として
は、今回使用したガラス基板２０では１０μｍ／分程度
である。

【００５２】陽極接合基板３０をフッ酸系水溶液に浸漬
させた後、陽極接合基板３０を純水洗浄・乾燥処理し、
光学顕微鏡にて接合界面５０の断面部を観察した。本フ
ッ酸水溶液６０では、シリコン基板（シリコンウェハ）
１０はほとんどエッチングされず、ガラス基板２０のみ
がエッチングされた。

【００５３】そして、観察の結果、エッチング後の陽極
接合基板３０としては、フッ酸エッチングにより接合界
面５０のエッチングが進行して、比較的接合界面５０に
しみ込んでエッチングされたもの（以下、サンプルＡと
いう）と、比較的接合界面５０にしみ込まないでエッチ
ングされたもの（以下、サンプルＢという）とに２分さ
れた。

【００５４】図５は、しみ込み量として（ｂ−ａ）を用
い、サンプルＡ（ｎ＝８）とサンプルＢ（ｎ＝２０）に
ついて、界面しみ込み率（ｂ−ａ）／ｂを求めた結果を
示す図である。なお、本例では、評価した陽極接合基板
３０は、すべて干渉縞が光学顕微鏡観察にて検出できな
かったものを用いた。

【００５５】図５から、サンプルＡとサンプルＢとで
は、界面しみ込み率（ｂ−ａ）／ｂの大きさは大きく相
違し、界面しみ込み率（ｂ−ａ）／ｂの小さいサンプル
Ｂは良好接合状態を実現していると考えられ、界面しみ
込み率（ｂ−ａ）／ｂの大きいサンプルＡは不良接合状
態であると考えられる。

【００５６】このことを確認するため別の評価方法によ
って検証した。ピンセット等によって各サンプルにおけ
るシリコン基板１０とガラス基板２０との引き剥がしを
試みた結果、比較的簡単に引き剥がされてしまうのは上
記サンプルＡであり、上記サンプルＢはまったく引き剥
がされなかった。

【００５７】また、破壊試験として引張試験を実施し接
合界面５０を観察してみると、接合界面５０の状態が良
好である可能性の高いサンプルＢでは、ガラス基板２０
もしくはシリコン基板１０が破壊するといった母材破壊
であったのに対して、接合界面５０の状態が良好でない
可能性のあるサンプルＡでは、接合界面５０が引き剥が
された部位が観察できた。

【００５８】こうして、実験的に、図５に示される界面
しみ込み率（ｂ−ａ）／ｂによって２分されたサンプル
Ａ、Ｂにおいては、サンプルＡは不良接合状態であり、
サンプルＢは良好接合状態であることが確認された。そ
して、本実施形態による界面しみ込み率は、明らかに一
般的な別評価手法（引張試験等）と対応がとれることが
わかる。

【００５９】ここで、図５において、良好接合状態を実
現しているサンプルＢにおける界面しみ込み率は、その
平均値の４σまで採ったとしても０．１３〜０．２９で
ある。このことから、界面しみ込み率が０．１以上０．
３以下ならば、良品と判定して差し支えないと言える。

【００６０】ちなみに、界面しみ込み率｜ｂ−ａ｜／ｂ
が小さすぎる場合、極端には０の場合（つまりｂ＝ａの
場合）は、陽極接合が実現されていないことになる。こ
れは、次の理由による。

【００６１】上記図３に示すように、陽極接合されたガ
ラス基板２０において、接合界面５０の近傍部にはガラ
ス中の陽イオン（Ｎａ⁺等）が欠乏した空乏層５１が存
在する。この空乏層５１は、上記図４を参照して述べた
ように、接合界面５０にてＳｉ−Ｏの共有結合を実現す
るために、ガラス基板２０中の陽イオンが接合界面５０
とは反対側へ移動することから形成される。

【００６２】そして、この空乏層５１は、それ以外のガ
ラス基板２０の部位よりもエッチング液６０によるエッ
チングレートが大きい。そのため、接合界面５０の接合
状態が完全なものであっても、図３に示すように、ガラ
ス基板２０のうち空乏層５１を含む接合界面５０近傍部
は、それ以外の部位に比べて大きくエッチングされる。

【００６３】また、本実施形態の評価方法と引張試験と
を比較すると次のようなことも言える。

【００６４】引張試験のように、破壊試験を実施し、そ
の界面の状態を観察する方法では、先に母材が破壊して
しまう場合には検出できない。また、ある程度の接合面
積を持たせて総合的に引き剥がすため、局部的に良好で
ない接合界面が存在する場合には必ずしも不良箇所を検
出できるとは限らない。

【００６５】しかし、本実施形態の評価方法では、評価
サンプルの接合面積の大きさには依存せずに評価可能で
あるため、接合面積の小さいサンプルを用いることで、
局部的に良好でない接合界面をも比較的容易に検出可能
である。

【００６６】そして、本実施形態では、非破壊検査であ
るため、良品（良好接合状態）と判定された陽極接合基
板３０およびそれと同じウェハやロットから製造された
陽極接合基板３０は、出荷することができる。

【００６７】なお、本評価方法のエッチング加工ではガ
ラス基板２０が多少エッチングされるが、評価され且つ
良品と判定された陽極接合基板（チップ）３０について
は、最終的な製品寸法仕様と比較検査した上で出荷すれ
ばよい。上記例のフッ酸系エッチング液６０では、浸漬
時間は１０分、ガラス基板のエッチング速度は１０μｍ
／分であり、製品としては１００μｍ程度のガラスエッ
チング量ｂ（図３参照）であり、製品として問題はな
い。

【００６８】（第２実施形態）ところで、実際の陽極接
合基板では、シリコン基板に保護膜や配線等が形成され
ており、上記第１実施形態の評価方法では、フッ酸系水
溶液等のエッチング液により、これら保護膜や配線等が
エッチングされる恐れがある。

【００６９】本第２実施形態は、上記評価方法におい
て、シリコン基板１０に形成された素子上の保護膜や配
線等をエッチング液６０から保護する工程を追加するよ
うにしたものである。本実施形態は、シリコン基板１０
側に保護膜や配線等が形成されているもの、例えば、半
導体圧力センサや赤外線センサ、フローセンサ、ガスセ
ンサ、湿度センサ等に用いて好適である。

【００７０】図６は、本第２実施形態に係る陽極接合基
板の製造方法を示す概略断面図である。図６では、上記
した各センサに備えられる構成として、シリコン基板１
０に薄肉部としてのダイアフラム１２を形成した陽極接
合基板３０について示してある。

【００７１】図６（ａ）に示すように、通常の半導体プ
ロセスにより、ウェハとしてのシリコン基板１０の表面
側に素子（図示せず）、層間膜１３、配線１４、保護膜
１５を形成するとともに、シリコン基板１０の裏面側に
異方性エッチング等により凹部を形成することでダイア
フラム１２を形成する。そして、上記第１実施形態と同
様にして、このシリコン基板１０の裏面側にガラス基板
２０を陽極接合する。

【００７２】次に、図６（ｂ）に示すように、陽極接合
後ダイシングカットする前に、上記エッチング液に対し
て耐性を有する表面保護材１６により、シリコン基板１
０の最表面を被覆する。この表面保護材１６は、例えば
レジスト等のフッ酸系水溶液に対する材料を用いて構成
することができ、一般的なレジスト塗布工程と同様にス
ピンコート等にて塗布することで形成することができ
る。

【００７３】その後、図６（ｃ）に示すように、ダイシ
ングラインＤＬに沿ってダイシングカットし、陽極接合
基板３０を複数個のチップに分断する。そして、図６
（ｄ）に示すように、分断され露出面３１が形成された
チップについて、全数チェックまたは抜き取りチェック
により、上記第１実施形態と同様にして接合界面５０の
評価を行う。

【００７４】この際、表面保護材１６により保護されて
いないチップ断面（露出面３１）から、保護膜１５や層
間膜１３等が若干エッチングされるが、製品には影響な
い程度となるようにエッチング液濃度やエッチング時間
を調整する。また、ガラス基板２０についても同様であ
る。ただし、ガラス基板２０では断面のみではなく裏面
（接合界面５０とは反対側の面）もエッチングされるの
で、これについても製品に影響のないようなエッチング
条件とする。

【００７５】このようなエッチング条件として具体的に
は、上記第１実施形態の具体例に示したフッ酸系水溶液
６０の条件を採用することができる。または、素子形成
領域外であるスクライブ幅で調整しても良い。また、ガ
ラス基板２０の裏面については、シリコン基板１０の表
面側と同様に、表面保護材１６により保護しても良い。

【００７６】その後、エッチング加工が施された陽極接
合基板３０について、上記第１実施形態と同様、界面し
み込み率｜ｂ−ａ｜／ｂを求め、その大きさに基づいて
接合界面５０の接合状態を評価する。例えば、界面しみ
込み率が０．１以上０．３以下のものを良品（良好接合
状態）と判定する。

【００７７】その後、図６（ｅ）に示すように、良品と
判定されたチップ（陽極接合基板３０）およびそれと同
じウェハやロットから製造された陽極接合基板３０のみ
について、表面保護材１６を除去し、出荷する。表面保
護材１６の除去は一般的なレジスト除去工程と同様な剥
離液を用いて行うことができる。こういった工程で製造
すれば、陽極接合の信頼性の高い製品を出荷可能とな
る。

【００７８】こうして本第２実施形態においても、上記
第１実施形態と同様な効果を得ることができる。特に、
本実施形態は、シリコン基板１０側に保護膜や配線等が
形成されているものに用いて好適である。なお、表面保
護材１７を用いない上記第１実施形態の評価方法は、こ
れら製品の製造工程において評価サンプル専用の陽極接
合基板として用いる方が好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る陽極接合基板の製
造方法を示す概略断面図である。

【図２】陽極接合の方法を示す説明図である。

【図３】上記第１実施形態に係る陽極接合基板の評価方
法における陽極接合基板のエッチング状態を示す図であ
る。

【図４】陽極接合による接合界面の接合状態を模式的に
示す図である。

【図５】上記第１実施形態に係る陽極接合基板の評価方
法によって界面しみ込み率を求めた結果を示す図であ
る。

【図６】本発明の第２実施形態に係る陽極接合基板の製
造方法を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１０…シリコン基板（半導体基板）、２０…ガラス基
板、３０…陽極接合基板、３１…露出面、５０…接合界
面、６０…エッチング液。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F055 AA40 BB20 CC60 DD05 DD07 EE40 FF43 GG12 4M106 AA20 BA10 CA51 CA70 CB30 DB18 DH55 4M112 AA01 AA02 CA01 CA03 CA13 CA14 CA15 DA04 DA13 DA16 DA18 EA13 FA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板（１０）とガラス基板（２
０）とを陽極接合してなる陽極接合基板（３０）の接合
界面（５０）の接合状態を評価する方法であって、前記陽極接合基板において前記接合界面の断面が露出し
た露出面（３１）を形成した状態で、前記陽極接合基板
を、前記ガラス基板をエッチング可能なエッチング液
（６０）に浸漬させた後、このエッチング液への浸漬中において、前記ガラス基板
が前記ガラス基板単独の状態でエッチングされた量に相
当する量をａ、前記露出面から前記接合界面に前記エッ
チング液がしみ込んだ量をｂとしたとき、前記量ａおよ
び前記量ｂの差の絶対値｜ｂ−ａ｜と前記量ｂとの比で
ある界面しみ込み率｜ｂ−ａ｜／ｂの大きさに基づい
て、前記接合界面の接合状態を評価することを特徴とす
る陽極接合基板の評価方法。
【請求項２】前記界面しみ込み率｜ｂ−ａ｜／ｂが、
０．１以上０．３以下の場合に、前記接合界面（５０）
の接合状態が良好であると判定することを特徴とする請
求項１に記載の陽極接合基板の評価方法。
【請求項３】前記エッチング液として、フッ酸系の水
溶液を用いることを特徴とする請求項１または２に記載
の陽極接合基板の評価方法。