JP2007114064A - センサの製造方法及びセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】接続信頼性を向上することができるセンサの製造方法及びセンサを提供すること。
【解決手段】センサ１００の製造方法であって、半導体ウエハ１１４の接着部位１１３とキャップ部材１２３の接着部位１２２の少なくとも一方を凹凸状とし、キャップ部材１２３を所定形状の成形面を有する一組の型１４０に倣わせて形成し、キャップ部材１２３を一方の型１４１に保持した状態で半導体ウエハ１１４に位置決め接着するようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、センサ素子をキャップ部材にて保護する構成のセンサの製造方法及びセンサに関するものである。

従来、センサ素子を保護するために、センサ素子が形成された半導体基板上にキャップ部材を接着固定し、この固定状態で構成される気密に封止された空洞部内にセンサ素子を配置してなるセンサが知られている。

このようなセンサは、例えば特許文献１，２に開示された製造方法によって形成することができる。具体的には、複数のセンサ素子及び当該センサ素子の接続用電極が形成された半導体ウエハと、センサ素子に対応する領域に第１の凹部を有し、接続用電極に対応する領域に第２の凹部を有するキャップ部材を準備する。そして、第１の凹部がセンサ素子に一致し、第２の凹部が接続用電極に一致するように、半導体ウエハのセンサ素子形成面上にキャップ部材を位置決めして接着固定し、接着された半導体ウエハとキャップ部材とを、第２の凹部を通る面で切り離す（ダイシングする）。以上により、気密に封止された空洞部内にセンサ素子を配置してなる複数個のチップ（センサ）が一括して形成することができる。
特開昭５５−２２８１８号公報 特開平１０−２０９４７０号公報

しかしながら、特許文献１，２に示すセンサの製造方法の場合、ダイシング時に半導体ウエハとキャップ部材をそれぞれ切断する応力が接着部位に伝達される。特にセンサの小型化に際して、半導体ウエハとキャップ部材の接着部位（接着面積）を小さくした場合、上記応力によって、少なくとも一部の接着が剥がれて、空洞部が外部と通じた状態となる恐れがある。また、キャップ部材が脱落する恐れがある。

本発明は上記問題点に鑑み、接続信頼性を向上することができるセンサの製造方法及びセンサを提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に請求項１に記載の発明は、半導体ウエハに、複数のセンサ素子及び当該センサ素子の接続用電極を形成するウエハ加工工程と、センサ素子に対応する領域に第１の凹部を有し、接続用電極に対応する領域に第２の凹部を有するキャップ部材を形成するキャップ形成工程と、第１の凹部がセンサ素子に一致し、第２の凹部が接続用電極に一致するように、半導体ウエハのセンサ素子形成面上にキャップ部材を位置決めし、接続材料を介して接着する接着工程と、接着工程後に、接着された半導体ウエハとキャップ部材とを、第２の凹部に対応する領域で切り離して複数個のチップとする切離工程を備えるセンサの製造方法であって、ウエハ加工工程及びキャップ形成工程の少なくとも一方において、半導体ウエハの接着部位及びキャップ部材の接着部位の少なくとも一方を、凹凸状とすることを特徴とする。

このように本発明によると、半導体ウエハの接着部位及びキャップ部材の接着部位の少なくとも一方を凹凸状とするので、接続材料との接着面積が増加する。従って、接続信頼性を向上することができる。

請求項２に記載のように、キャップ形成工程において、キャップ部材を所定形状の成形面を有する一組の型に倣わせて形成し、接着工程において、キャップ部材を一方の型に保持した状態で半導体ウエハに位置決めしつつ接着固定し、接着固定後に型をキャップ部材から外して切離工程を実施すると良い。

このように本発明によると、キャップ部材を形成する際の型を、キャップ部材を半導体ウエハに接着固定する際の支持部材として適用する。従って、支持部材なしでキャップ部材を半導体ウエハに接着固定する場合よりも、キャップ部材と半導体ウエハの接着部位同士の位置決め精度を向上することができる。すなわち、接続信頼性を向上することができる。また、位置ずれによる接着部位外への接続材料のはみ出しを抑制することができる。

請求項３に記載のように、キャップ形成工程において、第２の凹部の底面を構成する底面構成部と第２の凹部の側面を構成する側面構成部との連結部位の機械的強度が、他の部位よりも弱くなるようにキャップ部材を形成し、切離工程の前に、キャップ部材を連結部位にて分離して底面構成部を除去する除去工程を備えることが好ましい。

このように本発明によると、キャップ部材の連結部位を他の部位よりも弱く形成することで、少ない圧力の印加によって連結部位にてキャップ部材を分離し、底面構成部を除去することができる。すなわち、切離工程で切断しなくともキャップ部材をチップ単位に分離することができる（切離工程において接着部位に伝達される応力を低減できる）ので、接続信頼性を向上することができる。

また、切離工程においては、半導体ウエハのみを第２の凹部に対応する底面構成部を除去された領域で切断すれば良い。従って、キャップ部材を切断しなくとも良いので、切屑（パーティクル）の飛散量を低減することができる。尚、底面構成部の除去によって接続電極が露出するので、切離工程の前に電気的な試験を実施することも可能である。

次に、請求項４に記載の発明は、半導体ウエハに、複数のセンサ素子及び当該センサ素子の接続用電極を形成するウエハ加工工程と、所定形状の成形面を有する一組のプレス型に倣わせて、センサ素子に対応する領域に凹部を有し、接続用電極に対応する領域で分離してなるキャップ部材を形成するキャップ形成工程と、凹部がセンサ素子に一致し、分離領域が接続用電極に一致するように、キャップ部材を一方の型に保持した状態で半導体ウエハのセンサ素子形成面上に位置決めし、接続材料を介して接着する接着工程と、型をキャップ部材から外し、分離領域で、キャップ部材の接着された半導体ウエハを切り離して複数個のチップとする切離工程とを備えることを特徴とする。

このように、キャップ形成時に、プレス加工によって接続用電極に対応する領域で分離されたキャップ部材を形成しても良い。この場合、切離工程で切断しなくともキャップ部材をチップ単位に分離することができる（切離工程において接着部位に伝達される応力を低減できる）ので、接続信頼性を向上することができる。

また、キャップ部材を形成する際の型を、キャップ部材を半導体ウエハに接着固定する際の支持部材として適用する。従って、キャップ形成工程でチップ単位に分離するものの、一括して接着することができる。また、支持部材なしでキャップ部材を半導体ウエハに接着固定する場合よりも、キャップ部材と半導体ウエハの接着部位同士の位置決め精度を向上することができる。すなわち、接続信頼性を向上することができる。また、位置ずれによる接着部位外への接続材料のはみ出しを抑制することができる。

また、切離工程においては、半導体ウエハのみを分離領域で切断すれば良い。従って、キャップ部材を切断しなくとも良いので、切屑（パーティクル）の飛散量を低減することができる。尚、切離工程の前に電気的な試験を実施することも可能である。

請求項５に記載の発明の作用効果は、請求項１に記載の発明の作用効果と同様であるのでその記載を省略する。

請求項６に記載のように、接続材料として塗布時に液状の接着剤を適用し、接着部位に溝を形成すると良い。

このように本発明によると、溝内に液状の接着剤が導入されるので、接着面積を増加させることができる。また、溝が接着剤の溜り部としての機能を果たすので、接着時に接着部位外（例えばセンサ素子が配置される空洞部側）への接着剤のはみ出しを抑制することができる。すなわち、はみ出した接着剤がセンサ素子や接続用電極へ影響を及ぼすのを抑制することができる。

請求項７に記載のように、ウエハ加工工程において、半導体ウエハの、センサ素子、接続用電極、及びセンサ素子と接続用電極とを電気的に接続する配線部の周囲領域に、絶縁分離用溝を形成する構成を採用しても良い。このような構成においては、絶縁分離用溝によって、キャップ部材と半導体ウエハとの間に隙間が生じる。従来は、センサ素子が配置される、半導体ウエハとキャップ部材からなる空洞部を気密に封止する場合、キャップ部材と半導体ウエハの重なる部分における絶縁分離用溝の少なくとも一部を例えばポリシリコン等により埋め込んで、閉塞させていた。これに対し、本発明によれば、請求項８に記載のように、絶縁分離用溝の一部を溝の少なくとも一部として適用し、接着工程において、絶縁分離用溝の一部を接着剤で閉塞することができる。すなわち、接着工程において気密に封止することができるので、別途絶縁分離用溝を閉塞する（埋める）埋め込み工程を必要としない。従って、絶縁分離用溝を有し、当該溝を閉塞させる構成において、製造工程を簡素化することができる。

請求項９に記載の発明は、半導体ウエハに、複数のセンサ素子及び当該センサ素子の接続用電極を形成するウエハ加工工程と、センサ素子に対応する領域に第１の凹部を有し、接続用電極に対応する領域に第２の凹部を有するキャップ部材を、所定形状の成形面を有する一組の型に倣わせて、第２の凹部の底面を構成する底面構成部と第２の凹部の側面を構成する側面構成部との連結部位の機械的強度が、他の部位よりも弱くなるように形成するキャップ形成工程と、第１の凹部が前記センサ素子に一致し、第２の凹部が前記接続用電極に一致するように、前記キャップ部材を一方の前記型に保持した状態で前記半導体ウエハのセンサ素子形成面上に位置決めし、接着する接着工程と、キャップ部材を連結部位にて分離し、キャップ部材の底面構成部を除去する除去工程と、底面構成部の除去された部位で、キャップ部材の接着された半導体ウエハを切り離して複数個のチップとする切離工程とを備えることを特徴とする。

本発明の作用効果は、請求項２，３に記載の発明の作用効果と同様であるので、その記載を省略する。

請求項１０に記載のように、連結部位を薄肉に形成することが好ましい。この場合、少ない圧力の印加により、連結部位にてキャップ部材を分離し、底面構成部を除去することができる。尚、薄肉であっても支持部材としての型に保持された状態で位置決め接着されるので、接続信頼性を向上することができる。

除去方法としては、例えば請求項１１に記載のように、除去工程において、キャップ部材を保持する型をキャップ部材から外すとともに底面構成部を除去する方法を採用すると良い。このように、型を外すとともに底面構成部を除去すると、製造工程を簡素化することができる。その際、請求項１２に記載のように、キャップ部材を保持する型の、底面構成部との接触面を除く成形面に離型材を塗布した状態で、キャップ部材を形成すると、底面構成部のみを除去しやすくなる。

また、請求項１３に記載のように、キャップ形成工程後、キャップ部材を保持する型と対をなす側の型を外す際に底面構成部を除去する方法を採用することもできる。この場合も、製造工程を簡素化することができる。また、接着工程の前に底面構成部を除去しても、キャップ部材が支持部材としての型に保持された状態で位置決め接着されるので、接続信頼性を向上することができる。尚、型を外すタイミング以外において、連結部位に応力を印加してキャップ部材を分離し、底面構成部を除去することが可能である。

キャップ形成工程において、キャップ部材を所定形状の成形面を有する一組の型に倣わせて形成する場合、例えば請求項１４に記載のように、プレス加工により形成する方法を採用することができる。
可能である。

請求項１〜１４いずれかに記載の発明は、キャップ部材を接着固定することで形成される気密に封止された空洞部内にセンサ素子を配置してなるセンサの形成に適用することができる。例えば請求項１５に記載のように、物理量の印加に応じて変位する可動部を有するセンサ素子を備えたセンサの形成に好適である。

請求項１６に記載の発明は、一面側に、センサ素子及び当該センサ素子の接続用電極が設けられた半導体基板と、凹部を有し、半導体基板のセンサ素子形成面に接続材料を介して接着固定された状態で、半導体基板との間に空洞部を構成するキャップ部材とを有し、センサ素子が空洞部内に配置され、電極がキャップ部材の外部に配置された構成のセンサであって、空洞部を取り囲むように設けられたキャップ部材の接着部位及び半導体基板の接着部位の少なくとも一方が凹凸状に設けられ、その表面に前記接続材料が配置されていることを特徴とする。

本発明の作用効果は、請求項１に記載の発明の作用効果と同様であるので、その記載を省略する。

請求項１７〜１９に記載の発明の作用効果は、それぞれ請求項６〜８に記載の発明の作用効果と同様であるので、その記載を省略する。

また、請求項２０に記載の発明の作用効果は、請求項１５に記載の発明の作用効果と同様であるので、その記載を省略する。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施形態に係るセンサの概略構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の接着部位に設けられた溝の形状を示す平面図である。

図１に示すように、本実施形態におけるセンサ１００は、一面側にセンサ素子１１１が設けられた半導体基板１１０と、キャップ部材１２０とを、接続材料１３０を介して接着固定してなるものである。

本実施形態において、シリコンからなる半導体基板１１０に、センサ素子１１１として、加速度の作用に応じて変位する可動部を有し、可動部の変位を容量変化として出力する構成の素子が設けられている。すなわち、本実施形態に係るセンサ１００は、加速度を検出する加速度センサとして構成されている。

また、半導体基板１１０には、センサ素子形成面にセンサ素子１１１の外部接続用電極１１２（以下電極１１２と示す）が設けられ、センサ素子１１１と電気的に接続されている。この電極１１２が、特許請求の範囲に示す接続用電極に相当する。

キャップ部材１２０は、合成樹脂を熱プレス加工することによって形成されており、半導体基板１１０との接着面側に、センサ素子１１１に対応して第１の凹部１２１が設けられている。また、第１の凹部１２１を取り囲むように半導体基板１１０に対する接着部位１２２が設けられ、当該接着部位１２２と半導体基板１１０の接着部位１１３との間に接続材料１３０が配置されている。

そして、この接着状態で、第１の凹部１２１（キャップ部材１２０）と半導体基板１１０との間に、センサ素子１１１を保護するように気密に封止された空洞部Ｃが構成されている。すなわち、空洞部Ｃ内にセンサ素子１１１が配置されている。また、電極１１２は、キャップ部材１２０から露出し、外部との接続が可能となっている。

また、キャップ部材１２０の接着部位１２２と半導体基板１１０の接着部位１１３が、それぞれ凹凸状となっている。本実施形態においては、接着部位１２２（１１３）にそれぞれ溝１２２ａ（１１３ａ）が設けられている。図１（ｂ）に示すように、溝１２２ａ（１１３ａ）は、格子状に設けられ、その格子の環状部分にて空洞部Ｃを取り囲んでいる。そして、溝１２２ａ（１１３ａ）内に、接続材料１３０が配置されている。

次に、上記構成のセンサ１００の製造方法の一例について、図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。図２は、センサ１００の製造工程の内、キャップ形成工程を示す工程別断面図であり、（ａ）はプレス前、（ｂ）はプレス時、（ｃ）はプレス後の状態を示す図である。図３はキャップ形成工程後の工程別断面図であり、（ａ）は接着工程前の接続材料１３０の塗布、（ｂ）は接着工程、（ｃ）は除去工程、（ｄ）は切離工程を示す図である。

先ずキャップ形成工程について説明する。図２（ａ）に示すように、キャップ部材１２０を形成する基材１２３（本実施形態においては所定厚さを有する合成樹脂フィルム）を、所定形状の成形面を有する一組の型１４０（本実施形態においては一対のプレス型１４１，１４２）の間に配置する。尚、プレス型１４１が雌型であり、他方のプレス型１４２が雄型である。

そして、図２（ｂ）に示すように、基材１２３を所定温度に加温した状態で、プレス型１４１，１４２によってプレス加工する。すなわち、基材１２３をプレス型１４１，１４２に倣わせて形成する。これにより、基材１２３が複数のキャップ部材１２０を含んだ状態となる。このような個別のキャップ部材１２０に分離される前の基材１２３も、特許請求の範囲に示すキャップ部材に相当する。尚、一方のプレス型１４１を接着工程における支持部材として適用するため、図２（ｃ）に示すように片方のプレス型１４２のみをプレス加工後に外す。以上がキャップ形成工程である。

本実施形態においては、基材１２３をプレス加工し、キャップ部材１２０を形成するので、キャップ部材１２０の厚さを薄くすることができる。例えば２５〜２００μｍ（本実施形態においては５０μｍ）程度の厚さを有する基材１２３を適用することができる。

キャップ形成工程においては、基材１２３に、センサ素子１１１に対応する第１の凹部１２１、電極１１２に対応する第２の凹部１２４、及び接着部位の溝１２２ａを形成する。その際、第２の凹部１２４の底面を構成する底面構成部１２５（言い換えればキャップ部材１２０を連結する連結部）と第２の凹部１２４の側面を構成する側面構成部１２６（キャップ部材１２０に相当）との連結部位の機械的強度が、他の部位よりも弱くなるように基材１２３を加工する。具体的には、上記連結部位を薄肉（例えば数μｍ程度の厚さ）とする。このように連結部位の機械的強度を弱くすると、後述する分離工程において、少ない圧力の印加により基材１２３を分離し、底面構成部１２５を除去して個別のキャップ部材１２０とすることができる。

尚、プレス加工する前に、基材１２３を保持する型１４１の底面構成部１２５との接触面を除く成形面に、離型材を塗布しておくと良い。このように離型材を選択的に塗布することで、後述する分離工程において、基材１２３のうち底面構成部１２５のみを除去しやすくなる。

また、本実施形態においては、プレス加工時の応力を低減するために、雌型であるプレス型１４１の成形面を雄型であるプレス型１４２の成形面の突起に対応して凹ませ、プレス加工時における基材１２３の逃げとしている。従って、基材１２３には、プレス型１４１との接触面側に、第１の凹部１２１、溝１２２ａに対応した突起が形成される。

キャップ形成工程後、図３（ａ）に示すように、溝部１２２ａが形成された基材１２３の接着部位１２２に接続材料１３０を塗布する。本実施形態においては、接続材料１３０として、塗布時に液状の接着剤（例えばＵＶ硬化型や湿気硬化型の接着剤）を適用した。塗布方法としては、特に限定されるものではない。例えばスクリーン印刷法や、ディスペンサによる塗布等を適用することができる。

また、キャップ部材１２０を構成する基材１２３とは別に、半導体ウエハ１１４の一面側に複数のセンサ素子１１１と当該センサ素子１１１の電極１１２を形成する。すなわち、ウエハ加工工程を実施する。その製造方法としては公知の技術を適用することができる。尚、本実施形態においては、図３（ｂ）に示すように、半導体ウエハ１１４の基材１２３（キャップ部材１２０）との接着部位１１３にも、溝１１３ａを形成する。

そして、上記準備の完了後、基材１２３の第１の凹部１２１がセンサ素子１１１に一致し、第２の凹部１２４が電極１１２に一致するように、半導体ウエハ１１４のセンサ素子形成面上にキャップ部材１２０を位置決めし、この位置決め状態で接続材料１３０を介して相互に接着する接着工程を実施する。これにより、周囲を接着部位１１３，１２２に取り囲まれ、気密に封止された内部にセンサ素子１１１を配置した空洞部Ｃが形成される。

ここで、本実施形態においては、プレス型１４１によって保持された状態で半導体ウエハ１１４と基材１２３とを位置決めし、接着固定する。すなわち、基材１２３を加工する（キャップ部材１２０を形成する）際のプレス型１４１を、基材１２３を半導体ウエハ１１４に接着固定する際の支持部材として適用している。従って、第１の凹部１２１及び第２の凹部１２４の形成により形成前よりも機械的強度の弱くなった基材１２３を、支持部材なしで半導体ウエハ１１４に接着固定する場合よりも、接着部位１１３，１２２同士の位置決め精度を向上することができる。すなわち、接着面積を確保し、接続信頼性を向上することができる。本実施形態に係る基材１２３は、底面構成部１２５と側面構成部１２６の連結部位が薄肉であるが、このように基材１２３が薄肉部を有しても支持部材としてのプレス型１４１に保持された状態で位置決め接着されるので、接続信頼性を向上することができる。

また、位置決め精度を向上することができるので、位置ずれによる接着部位外（例えば空洞部Ｃ側）への接続材料１３０のはみ出しを抑制することができる。すなわち、はみ出した接続材料１３０がセンサ素子１１１や電極１１２に与える影響を抑制することができる。尚、プレス型１４１を支持部材として使用するので、別途支持部材を準備しなくとも良い。

また、本実施形態においては、接着部位１１３，１２２に溝１１３ａ，１２２ａを形成しており、接着時に、液状の接続材料１３０が溝１１３ａ，１２２ａ内に導入される。従って、接着面積が増加し、接続信頼性を向上することができる。また、溝１１３ａ，１２２ａが接続材料１３０の溜り部としての機能を果たすので、接着時に接着部位外への接続材料１３０のはみ出しを抑制することができる。

次に、接着工程後、基材１２３を底面構成部１２５と側面構成部１２６の連結部位にて分離し、底面構成部１２５を除去して個別のキャップ部材１２０に分離する除去工程を実施する。本実施形態においては、図３（ｃ）に示すように、基材１２３を保持するプレス型１４１を基材１２３から外す際の力を利用して基材１２３を連結部位にて分離し、プレス型１４１とともに底面構成部１２５を除去する方法を採用している。このとき、連結部位における分離によって生じる応力は、従来のように接着後の基材（キャップ部材）をダイシングする際に生じる応力よりも小さいので、接続信頼性を向上することができる。

また、プレス型１４１を外すとともに底面構成部１２５を除去するので、型を外してから所定の応力を加えて底面構成部１２５を除去するよりも、製造工程を簡素化することができる。尚、本実施形態においては、上記したようにプレス型１４１の底面構成部１２５との接触面を除く成形面に離型材を塗布している。従って、プレス型１４１の外しとともに、底面構成部１２５のみを除去しやすい。

この除去工程により、基材１２３が個別のキャップ部材１２０に分離され、電極１１２がキャップ部材１２０の外部に露出される。従って、切離工程の前に電気的な試験を実施することも可能である。

そして、除去工程終了後、図３（ｄ）に示すように、底面構成部１２５が除去された二点鎖線の位置で、半導体ウエハ１１４のみを切り離す切離工程（所謂ダイシング）を実施する。本実施形態においては、切離工程の前に、基材１２３をチップ単位のキャップ部材１２０に分離している。従って、切離工程においては、半導体ウエハ１１４のみを切断すればチップ単位に分離することができるので、切断時に接着部位１１３，１２２に伝達される応力を低減することができる。すなわち、接続信頼性を向上することができる。また、基材１２３（キャップ部材１２０）を切断しなくとも良いので、切屑（パーティクル）の飛散量を低減することができる。これにより、電極１１２の接続不良等の発生を低減することができる。以上により、図１に示すセンサ１００を形成することができる。

尚、図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）〜（ｄ）にて示した配置は特に限定されるものではない。上下逆の配置にて製造しても良い。また、除去工程において、プレス型１４１を外す際に、プレス型１４１を通して底面構成部１２５の部分を吸引することで、底面構成部１２５を除去しやすくしても良い。

また、本実施形態においては、キャップ部材１２０の形成に、プレス加工を適用している。従って、肉厚が薄く小型のキャップ部材１２０を形成することができる。このような構成は、例えば切離工程において、センサ素子形成面側からレーザ光を照射し、半導体ウエハ１１４のセンサ素子形成面の裏面側から切り離す際に、キャップ部材１２０にレーザ光が当たりにくくなるので好適である。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を、図４に基づいて説明する。図４は、本実施形態に係るセンサ１００の製造方法のうち、除去工程を説明するための図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。尚、図４（ａ）は図３（ｃ）に対応しており、図３（ｃ）とは上下逆で図示している。

第２の実施形態におけるセンサ１００の製造方法は、第１の実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。

本実施形態に係るセンサ１００の製造方法は、底面構成部１２５の除去方法（すなわち基材１２３の分離方法）に特徴がある。尚、形成するセンサ１００の構成は、第１の実施形態と同じとする。除去工程以外は第１の実施形態同様である。

本実施形態においては、図４（ａ）に示すように、プレス型１４１を外してから、所定の応力（例えば引っ張り力）を底面構成部１２５に加えて、底面構成部１２５を除去する。尚、図４（ｂ）に示すように、底面構成部１２５は側面構成部１２６を取り囲むように設けられており、一括で除去することができる。

このように、本実施形態に係る製造方法によっても、少ない力で連結部位を分離することができるので、接続信頼性を向上することができる。しかしながら、第１の実施形態に比べて工程が１つ増加することとなる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を、図５に基づいて説明する。図５は、本実施形態に係るセンサ１００の製造方法を説明する概略断面図であり、（ａ）はキャップ形成工程後、（ｂ）は接着材料１３０の塗布、（ｃ）は接着工程、（ｄ）は接着工程後を示している。

第３の実施形態におけるセンサ１００の製造方法は、第１の実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。

本実施形態おいては、キャップ形成工程後、プレス型１４２を外す際に底面構成部１２５を除去する点を特徴とする。尚、形成するセンサ１００の構成は、第１の実施形態と同じとする。

例えば図５（ａ）に示すように、基材１２３（キャップ部材１２０）を保持するプレス型１４１と対をなす側のプレス型１４２を外す際に、保持する側のプレス型１４１の底面構成部１２５に接触する部位からエアを噴出し、その勢いによって、底面構成部１２５と側面構成部１２６を薄肉の連結部位にて分離し、底面構成部１２５のみを吹き飛ばして除去する。

そして、除去工程後、接続材料１３０の塗布（図５（ｂ）参照）、接着工程（図５（ｃ）参照）を経たのち、プレス型１４１を外し（図５（ｄ）参照）て、切離工程が実施される。尚、図５（ｂ）〜（ｄ）に示す工程において、底面構成部１２５が存在しない点以外、第１の実施形態に示すものと同様である。それ以外の工程は、第１の実施形態と同様である。

このように、本実施形態に係る製造方法によっても、少ない力で連結部位を分離することができるので、接続信頼性を向上することができる。また、プレス型１４２を外すタイミングで底面構成部１２５を除去するので、製造工程を簡素化することができる。

また、接着工程の前に底面構成部１２５を除去する手順でありながら、プレス型１４１にて基材１２３（キャップ部材１２０）を保持し、接着工程を実施するので、接続信頼性を向上することができる。

尚、除去工程において、プレス型１４２を外す際に、プレス型１４１を通して底面構成部１２５の部分にエアを噴出しつつ、それ以外の基材１２３の部分を吸引することで、底面構成部１２５のみを吹き飛ばしやすくしても良い。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を、図６に基づいて説明する。図６は、本実施形態に係るセンサ１００の製造方法を説明する概略断面図であり、（ａ）はキャップ形成工程におけるプレス時、（ｂ）はキャップ形成工程におけるプレス後、（ｃ）は接着工程、（ｄ）は接着工程後を示している。

第４の実施形態におけるセンサ１００の製造方法は、第１の実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。

本実施形態おいては、キャップ形成工程において、基材１２３を個々のキャップ部材１２０に分離する点を特徴とする。例えば図６（ａ）に示すように、プレス時において、雄型であるプレス型１４２の分離領域（電極１１２に対応する領域）に対応する突起先端が雌型であるプレス型１４１の溝内に挿入配置され、それにより基材１２３が個々のキャップ部材１２０に分離されるように、予め各プレス型１４１，１４２の成形面を規定しておく。尚、図６（ａ）において、符号１２７は、プレス加工によりキャップ部材１２０と分離した分離部である。

これにより、プレス加工後の基材１２３は、図６（ｂ）に示すように、分離領域１２８によって個々のキャップ部材１２０に分離される。尚、分離領域１２８は、第１の実施形態に示す第２の凹部１２４に対応している。

キャップ形成工程後、基材１２３（分離されたキャップ部材１２０及び分離部１２７）をプレス型１４１に保持した状態で接続材料１３０の塗布（図略）、接着工程（図６（ｃ）参照）を実施する。そして、プレス型１４１を外すとともに余分な分離部１２７を除去（図６（ｄ）参照）し、切離工程を実施する。以上により、センサ１００が形成される。

このように本実施形態に係る製造方法によると、プレス加工によって基材１２３を成形するとともに、個々のキャップ部材１２０に分離する。従って、切離工程において、半導体ウエハ１１４のみを切断すれば良いので、接続信頼性を向上することができる。また、分離された複数のキャップ部材１２０をプレス型１４１にて保持し、位置決め接着する。これにより、接着部位１１３，１２２を精度良く位置決めすることができる。すなわち、これによっても接続信頼性を向上することができる。また、接着工程の前に分離しながらも、一括で位置決め接着することができるので、製造工程を簡素化することができる。

さらには、切離工程において、半導体ウエハ１１４のみを分離領域１２８で切断すれば良いので、切屑（パーティクル）の飛散量を低減することができる。すなわち、電極１１２の接続不良等の発生を低減することができる。この場合も、切離工程の前に電気的な試験を実施することが可能である。

尚、本実施形態においては、プレス加工によって、基材１２３をキャップ部材１２０と分離部１２７に分離する例を示した。しかしながら、分離部１２７が生じないようにプレス型１４１，１４２を構成し、プレス加工しても良い。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態を、図７に基づいて説明する。図７は、本実施形態に係るセンサ１００の製造方法を説明する概略断面図であり、接着工程後の除去工程を示している。

第５の実施形態におけるセンサ１００の製造方法は、第１〜４の実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。

本実施形態に係るセンサ１００の製造方法は、第１〜４の実施形態に示した製造工程において、接着部位１１３，１２２に溝１１３ａ，１２２ａを形成せず、基材１２３をプレス型１４１にて保持して位置決め接着し、切離工程の前に基材１２３を個々のキャップ部材１２０に分離して、切離工程においては半導体ウエハ１１４のみを切断する点を特徴とする。図７には、その一例として、第１の実施形態に係る製造方法において、溝１１３ａ，１２２ａを形成しない例を示している。尚、図７は、接着工程後の除去工程を示している。

このように本実施形態に係るセンサ１００の製造方法によると、第１〜４の実施形態に示した製造方法同様、切離工程において、半導体ウエハ１１４のみを切断すれば良いので、接続信頼性を向上することができる。また、基材１２３（キャップ部材１２０）をプレス型１４１にて保持し、位置決め接着する。これにより、接着部位１１３，１２２を精度良く位置決めすることができる。すなわち、これによっても接続信頼性を向上することができる。

さらには、切離工程において、半導体ウエハ１１４のみを切断すれば良いので、切屑（パーティクル）の飛散量を低減することができる。すなわち、電極１１２の接続不良等の発生を低減することができる。また、切離工程の前に電気的な試験を実施することが可能である。

尚、本実施形態に係る製造方法は、第１の実施形態に示した製造方法だけでなく、第２〜４のいずれかに記載の製造方法にも適用が可能である。

以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施することができる。

上記各実施形態においては、プレス型１４１にて基材１２３（キャップ部材１２０）を保持した状態で位置決め接着し、切離工程において半導体ウエハ１１４のみを切断する工程を含む例を示した。しかしながら、ウエハ加工工程及びキャップ形成工程の少なくとも一方において、半導体ウエハ１１４の接着部位１１３及び基材１２３の接着部位１２２に溝１１３ａ，１２２ａを形成することを特徴とし、プレス型１４１で基材１２３を保持せずに位置決め接着し、切離工程で半導体ウエハ１１４と基材１２３を切断して、図１に示す構成のセンサ１００を形成しても良い。少なくともこのようにセンサ１００を形成すれば、接着部位１１３，１２２と接続材料１３０との接着面積が増加するので、接続信頼性を向上することができる。

また、本実施形態においては、半導体ウエハ１１４の接着部位１１３及び基材１２３の接着部位１２２に溝１１３ａ，１２２ａを形成する例を示した。しかしながら、接着部位１１３，１２２の少なくとも一方を凹凸状とすれば良い。これにより接続材料１３０との接触面積が増加し、接続信頼性を向上することができる。例えば、図８に示すように、キャップ部材１２０（基材１２３）側にのみ突起１２２ｂを形成しても良い。また、一方の接着部位に溝を形成し、他方の接着部位に突起を形成しても良い。また、本実施形態においては、非貫通の溝１１３ａ，１２２ａを形成する例を示したが、例えば図９に示すように貫通孔１２２ｃを形成しても良い。図８，９はそれぞれ変形例を示す断面図である。

また、本実施形態においては、溝１１３ａ，１２２ａが格子状に設けられ、その格子の環状部分にて空洞部Ｃを取り囲む例を示した。しかしながら、溝（突起）の配置は特に限定されるものではない。また、接着部位１１３，１２２で異なる配置としても良い。例えば、図１０（ａ）に示すように、空洞部Ｃ及び外部に連通する複数の溝１２２ａ（１１３ａ）を、矩形状の空洞部Ｃの各辺に設けても良いし、図１０（ｂ）に示すように、角部に設けても良い。図１０（ａ），（ｂ）は溝１２２ａ（１１３ａ）の変形例を示す平面図であり、図１（ｂ）に対応している。

特に塗布時に液状の接着剤を接続材料１３０として適用する場合、溝１２２ａ（１１３ａ）を介して接続材料１３０が多少なりとも流れ出ることが考えられる。また、溝１２２ａ（１１３ａ）内に接続材料１３０を配置するためには、エア抜きのためにキャップ部材１２０の外部又は空洞部Ｃに連通させることが好ましい。従って、電極１１２の形成位置を考慮しつつ、図１（ｂ）に示すように、キャップ部材１２０の外部にのみ連通するように溝１２２ａ（１１３ａ）を形成すると良い。

また、図１１に示すように、半導体ウエハ１１４の、センサ素子１１１、電極１１２、及びセンサ素子１１１と電極１１２とを電気的に接続する配線部１１５の周囲領域に、絶縁分離用溝１１６を形成する構成を採用した場合、キャップ部材１２０と半導体ウエハ１１４との間に絶縁分離用溝１１６による隙間が生じる。すなわち、空洞部Ｃがこの隙間によって気密に封止された状態ではなくなる。従って、空洞部Ｃを気密に封止する必要がある場合、従来は絶縁分離用溝１１６の一部１１６ａにポリシリコンや酸化膜等を埋め込んで、上記隙間を解消するようにしていた。しかしながら、埋め込み工程を別途必要とするため、製造工程数が増加するという問題があった。

これに対し、本実施形態に示した製造方法によれば、絶縁分離用溝１１６の一部１１６ａを溝１１３ａの少なくとも一部として適用することで、接着工程において、絶縁分離用溝１１６の一部１１６ａを接続材料１３０で閉塞することができる。すなわち、接着工程において気密に封止することができるので、製造工程を簡素化することができる。尚、図１１は、変形例を示す半導体ウエハ１１４を素子形成面側から見た平面図である。図１１においては、他との区別のために、接続材料１３０にて閉塞される絶縁分離用溝１１６の一部１１６ａ（閉塞領域）をハッチングしている。

また、本実施形態においては、一対のプレス型１４１，１４２に倣わせて基材１２３（キャップ部材１２０）を加工し、一方のプレス型１４１を基材１２３の支持部材として位置決め接着する例を示した。しかしながら、プレス型１４１，１４２に限定されるものではない。キャップ形成工程において、基材１２３を個別のキャップ部材１２０に分離する方法以外の場合（すなわち、底面構成部１２５と側面構成部１２６を連結させる場合）には、基材１２３（キャップ部材１２０）を射出成形によって形成し、射出成形時の型を支持部材として適用することも可能である。この射出成形によっても、肉厚が薄く小型のキャップ部材１２０を形成することができる。

また、キャップ部材１２０の構成材料としても、合成樹脂に限定されるものではない。それ以外にも、所定の成形面を有する型に倣わせて加工が可能な材料であれば適用が可能である。例えばガラスを適用することができる。また、センサ素子１１１（電極１１２、配線部１１５）との間に電気的な絶縁状態を確保できるのであれば、絶縁材料だけでなく、導電材料を適用することも可能である。

また、本実施形態においては、接続材料１３０として塗布時に液状の接着剤を適用する例を示した。しかしながら、接続材料１３０は上記例に限定されるものではない。半導体ウエハ１１４と基材１２３（キャップ部材１２０）とを接着固定できるものであれば適用が可能である。例えば接着テープを適用しても良い。接着部位１１３（１２２）を凹凸状とする場合には、凹凸に接触して接着面積を稼ぐことのできる流動性を有したものを適用することが好ましい。また、センサ素子１１１（電極１１２、配線部１１５）との間に電気的な絶縁状態を確保できるのであれば、絶縁材料だけでなく、導電材料を適用することも可能である。

本発明の第１の実施形態に係るセンサの概略構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の接着部位に設けられた溝の形状を示す平面図である。 センサの製造工程の内、キャップ形成工程を示す工程別断面図であり、（ａ）はプレス前、（ｂ）はプレス時、（ｃ）はプレス後の状態を示す図である。 キャップ形成工程後の工程別断面図であり、（ａ）は接着工程前の接続材料の塗布、（ｂ）は接着工程、（ｃ）は除去工程、（ｄ）は切離工程を示す図である。 第２の実施形態に係るセンサの製造方法のうち、除去工程を説明するための図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。 第３の実施形態に係るセンサの製造方法を説明する概略断面図であり、（ａ）はキャップ形成工程後、（ｂ）は接着材料の塗布、（ｃ）は接着工程、（ｄ）は接着工程後を示している。 第４の実施形態に係るセンサの製造方法を説明する概略断面図であり、（ａ）はキャップ形成工程におけるプレス時、（ｂ）はキャップ形成工程におけるプレス後、（ｃ）は接着工程、（ｄ）は接着工程後を示している。 第５の実施形態に係るセンサの製造方法を説明する概略断面図であり、接着工程後の除去工程を示している。 変形例を示す断面図である。 変形例を示す断面図である。 溝の変形例を示す平面図である。 変形例を示す平面図である。

符号の説明

１００・・・センサ
１１０・・・半導体基板
１１１・・・センサ素子
１１２・・・電極（接続用電極）
１１３・・・接着部位
１１３ａ・・・溝
１１４・・・半導体ウエハ
１１５・・・配線部
１１６・・・絶縁分離用溝
１２０・・・キャップ部材
１２１・・・第１の凹部
１２２・・・接着部位
１２２ａ・・・溝
１２３・・・基材（キャップ部材）
１２４・・・第２の凹部
１２５・・・底面構成部
１２６・・・側面構成部
１３０・・・接続材料
１４０・・・型
１４１，１４２・・・プレス型
Ｃ・・・空洞部

Claims (20)

1. 半導体ウエハに、複数のセンサ素子及び当該センサ素子の接続用電極を形成するウエハ加工工程と、
   前記センサ素子に対応する領域に第１の凹部を有し、前記接続用電極に対応する領域に第２の凹部を有するキャップ部材を形成するキャップ形成工程と、
   前記第１の凹部が前記センサ素子に一致し、前記第２の凹部が前記接続用電極に一致するように、前記半導体ウエハのセンサ素子形成面上に前記キャップ部材を位置決めし、接続材料を介して接着する接着工程と、
   接着工程後に、接着された前記半導体ウエハと前記キャップ部材とを、前記第２の凹部に対応する領域で切り離して複数個のチップとする切離工程を備えるセンサの製造方法であって、
   前記ウエハ加工工程及び前記キャップ形成工程の少なくとも一方において、前記半導体ウエハの接着部位及び前記キャップ部材の接着部位の少なくとも一方を、凹凸状とすることを特徴とするセンサの製造方法。
2. 前記キャップ形成工程において、前記キャップ部材を所定形状の成形面を有する一組の型に倣わせて形成し、
   前記接着工程において、前記キャップ部材を一方の前記型に保持した状態で前記半導体ウエハに位置決めしつつ接着固定し、
   接着固定後に前記型を前記キャップ部材から外して前記切離工程を実施することを特徴とする請求項１に記載のセンサの製造方法。
3. 前記キャップ形成工程において、前記第２の凹部の底面を構成する底面構成部と前記第２の凹部の側面を構成する側面構成部との連結部位の機械的強度が、他の部位よりも弱くなるように前記キャップ部材を形成し、
   前記切離工程の前に、前記キャップ部材を前記連結部位にて分離して前記底面構成部を除去する除去工程を備えることを特徴とする請求項３に記載のセンサの製造方法。
4. 半導体ウエハに、複数のセンサ素子及び当該センサ素子の接続用電極を形成するウエハ加工工程と、
   所定形状の成形面を有する一組のプレス型に倣わせて、前記センサ素子に対応する領域に凹部を有し、前記接続用電極に対応する領域で分離してなるキャップ部材を形成するキャップ形成工程と、
   前記凹部が前記センサ素子に一致し、前記分離領域が前記接続用電極に一致するように、前記キャップ部材を一方の前記型に保持した状態で前記半導体ウエハのセンサ素子形成面上に位置決めし、接続材料を介して接着する接着工程と、
   前記型を前記キャップ部材から外し、前記分離領域で、前記キャップ部材の接着された前記半導体ウエハを切り離して複数個のチップとする切離工程とを備えることを特徴とするセンサの製造方法。
5. 前記ウエハ加工工程及び前記キャップ形成工程の少なくとも一方において、前記半導体ウエハの接着部位及び前記キャップ部材の接着部位の少なくとも一方を、凹凸状とすることを特徴とする請求項４に記載のセンサの製造方法。
6. 前記接続材料は塗布時に液状の接着剤であり、
   前記凹凸状として、溝を形成することを特徴とする請求項１〜３、５いずれか１項に記載のセンサの製造方法。
7. 前記ウエハ加工工程において、前記半導体ウエハの、前記センサ素子、前記接続用電極、及び前記センサ素子と前記接続用電極とを電気的に接続する配線部の周囲領域に、絶縁分離用溝を形成することを特徴とする請求項６に記載のセンサの製造方法。
8. 前記絶縁分離用溝の一部を前記溝の少なくとも一部として適用し、
   前記接着工程において、前記絶縁分離用溝の一部を前記接着剤で閉塞することを特徴とする請求項７に記載のセンサの製造方法。
9. 半導体ウエハに、複数のセンサ素子及び当該センサ素子の接続用電極を形成するウエハ加工工程と、
   前記センサ素子に対応する領域に第１の凹部を有し、前記接続用電極に対応する領域に第２の凹部を有するキャップ部材を、所定形状の成形面を有する一組の型に倣わせて、前記第２の凹部の底面を構成する底面構成部と前記第２の凹部の側面を構成する側面構成部との連結部位の機械的強度が、他の部位よりも弱くなるように形成するキャップ形成工程と、
   前記第１の凹部が前記センサ素子に一致し、前記第２の凹部が前記接続用電極に一致するように、前記キャップ部材を一方の前記型に保持した状態で前記半導体ウエハのセンサ素子形成面上に位置決めし、接着する接着工程と、
   前記キャップ部材を前記連結部位にて分離し、前記キャップ部材の前記底面構成部を除去する除去工程と、
   前記底面構成部の除去された部位で、前記キャップ部材の接着された前記半導体ウエハを切り離して複数個のチップとする切離工程とを備えることを特徴とするセンサの製造方法。
10. 前記連結部位を薄肉に形成することを特徴とする請求項３又は請求項９に記載のセンサの製造方法。
11. 前記除去工程において、前記キャップ部材を保持する型を前記キャップ部材から外すとともに前記底面構成部を除去することを特徴とする請求項３，９，１０いずれか１項に記載のセンサの製造方法。
12. 前記キャップ部材を保持する型の、前記底面構成部との接触面を除く前記成形面に離型材を塗布した状態で、前記キャップ部材を形成することを特徴とする請求項１１に記載のセンサの製造方法。
13. 前記キャップ形成工程後、前記キャップ部材を保持する型と対をなす側の型を外す際に前記底面構成部を除去することを特徴とする請求項３，９，１０いずれか１項に記載のセンサの製造方法。
14. 前記キャップ部材を、プレス加工により形成することを特徴とする請求項２，３，９〜１３いずれか１項に記載のセンサの製造方法。
15. 前記センサ素子は、物理量の印加に応じて変位する可動部を有することを特徴とする請求項１〜１４いずれか１項に記載のセンサの製造方法。
16. 一面側に、センサ素子及び当該センサ素子の接続用電極が設けられた半導体基板と、
    凹部を有し、前記半導体基板のセンサ素子形成面に接続材料を介して接着固定された状態で、前記半導体基板との間に空洞部を構成するキャップ部材とを有し、
    前記センサ素子が前記空洞部内に配置され、前記電極が前記キャップ部材の外部に配置された構成のセンサであって、
    前記空洞部を取り囲むように設けられた前記キャップ部材の接着部位及び前記半導体基板の接着部位の少なくとも一方が凹凸状に設けられ、その表面に前記接続材料が配置されていることを特徴とするセンサ。
17. 前記接続材料は塗布時に液状の接着剤であり、
    前記凹凸状として前記接着部位に溝が設けられ、前記溝内に前記接続材料が配置されていることを特徴とする請求項１６に記載のセンサ。
18. 前記半導体基板には、前記センサ素子、前記接続用電極、及び前記センサ素子と前記接続用電極とを電気的に接続する配線部の周囲領域に、絶縁分離用溝が設けられていることを特徴とする請求項１７に記載のセンサ。
19. 前記絶縁分離用溝の一部を前記溝として適用し、
    前記絶縁分離用溝の一部が前記接着剤で閉塞され、前記空洞部内が気密に封止されていることを特徴とする請求項１８に記載のセンサ。
20. 前記センサ素子は、物理量の印加により変位する可動部を有することを特徴とする請求項１６〜１９いずれか1項に記載のセンサ。

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