JP2017049237A - 石英ウエハの接合のためのシステム及び方法 - Google Patents

石英ウエハの接合のためのシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】石英ウエハの接合のためのシステム及び方法を提供する。
【解決手段】一実施形態では、接合型石英ウエハパッケージは、１以上の石英系デバイスを備える第１の石英ウエハと、第１の石英ウエハの上方に配置された第２の石英ウエハと、第１及び第２の石英ウエハを互いに接合する第１及び第２の石英ウエハの間に配置された液晶ポリマー（ＬＣＰ）接合層とを備える。
【選択図】図１Ａ

Description

本明細書に開示される主題は、電気デバイスに関し、より詳しくは、石英系表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスなど、ウエハ接合の石英系デバイスに適した技術に関する。
ＳＡＷデバイスは、様々な用途に使用可能である。例えば、電子回路において、ＳＡＷデバイスを、フィルタ、発信器、及び／又は変換器として使用することができる。さらに、ＳＡＷデバイスを、トルク、温度、圧力、及び／又は他のパラメータのためのセンサとして使用することができる。エンジン、トランスミッションなどの特定のプロセスを、ＳＡＷデバイスセンサからのフィードバックを使用してより精密に制御することができる。ＳＡＷデバイスをこれらの環境に置くために、ＳＡＷデバイスをパッケージする必要がある。典型的には、これらのパッケージは、ＳＡＷが内部に配置されて封止された密封型の個別のパッケージである。ＳＡＷをこれらのパッケージに配置するとき、感度が低くなり、したがってＳＡＷをひずみの地点に直接取り付けることが望ましい。この理由で、ウエハレベルパッケージが望ましい。ＳＡＷデバイスとして、機械的な応力に応答して電気信号を生成し、弾性波の検出を可能にする単結晶石英ウエハなどの圧電材料を挙げることができる。これらの弾性波を、例えば回転軸のトルクを割り出すために使用することができる。しかしながら、単結晶石英の特性は、石英系パッケージの製造時に、接合を困難にする可能性がある。さらに、単結晶石英ウエハは、きわめて薄いため、一様でない熱及び／又は機械的応力が加わった場合に容易に破損しうる。接合時のこれらの課題を克服するプロセスが望まれる。
米国特許第８，７４８，７５５号明細書
最初に請求される主題と同等の技術的範囲の特定の実施形態を、下記に要約する。これらの実施形態は、請求される主題の技術的範囲を限定しようとするものではなく、むしろこれらの実施形態は、それらの主題について考えられる形態の概要を提示しようとするものにすぎない。実際、本明細書に開示される主題は、後述される実施形態と同様であってよく、或いは後述される実施形態から相違してよい種々の形態を包含することができる。
一実施形態では、接合型石英ウエハパッケージは、１以上の石英系デバイスを備える第１の石英ウエハと、第１の石英ウエハの上方に配置された第２の石英ウエハと、第１及び第２の石英ウエハを互いに接合する第１及び第２の石英ウエハの間に配置された液晶ポリマー（ＬＣＰ）接合層とを備える。
一実施形態では、一方法が、第１のケイ素（Ｓｉ）ハンドリングウエハの上方に第１の石英ウエハを配置すること、第１の石英ウエハの上方に第２の石英ウエハを配置すること、第１及び第２の石英ウエハの間に液晶ポリマーシート材料を配置すること、及び第２の石英ウエハの上方に第２のＳｉハンドリングウエハを配置することによって、材料のスタックを配置するステップと、材料のスタックを接合して、接合型石英ウエハパッケージを形成するステップとを含む。第１の石英ウエハは、ＬＣＰシート材料を介して第２の石英ウエハへと接合される。
一実施形態では、石英ウエハパッケージの接合のための方法が、第１の石英ウエハを第２の石英ウエハへと、第１及び第２の石英ウエハの間に配置された接合層を使用して接合し、石英ウエハパッケージを形成するステップを含む。接合層は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）材料を含む。
一実施形態では、表面弾性波（ＳＡＷ）センサが、１以上の石英系ＳＡＷデバイスを備える第１の石英ウエハと、第１の石英ウエハの上方に配置された第２の石英ウエハと、第１及び第２の石英ウエハを互いに接合する第１及び第２の石英ウエハの間に配置された液晶ポリマー（ＬＣＰ）接合層とを備える。
本開示のこれらの特徴、態様、及び利点、並びに他の特徴、態様、及び利点が、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を検討することによって、よりよく理解されると考えられ、添付の図面において、類似の文字は、図面の全体を通して類似の部分を表している。
本開示の実施形態によるケイ素（Ｓｉ）ハンドリングウエハを備える接合型石英ウエハパッケージの断面図である。 本開示の実施形態によるＳｉハンドリングウエハが取り除かれた後の図１Ａの接合型石英ウエハパッケージの断面図である。 本開示の実施形態による図１Ａ及び１Ｂの接合型石英ウエハパッケージのパッケージングに適した全体的方法のフロー図である。 本開示の実施形態による接合のための液晶ポリマー（ＬＣＰ）接合層並びに第１及び第２の石英ウエハの準備に適した方法のフロー図である。 本開示の実施形態によるＬＣＰ接合層の第１の石英ウエハとの整列に適した方法のフロー図である。 本開示の実施形態による第１の石英ウエハの第２の石英ウエハとの整列に適した方法のフロー図である。 本開示の実施形態による図１Ａ及び１Ｂの接合型石英ウエハパッケージを形成するための接合に適した全体的方法のフロー図である。 本開示の実施形態による陽極ピン上部プレートを含むウエハボンダツールを用いる図１Ａ及び１Ｂの接合型石英ウエハパッケージを形成するための接合に適した典型的な方法のフロー図である。 本開示の実施形態による陽極ピン上部プレートを含むウエハボンダツールを用いる図１Ａ及び１Ｂの接合型石英ウエハパッケージを形成するための接合に適した典型的な方法のフロー図である。 本開示の実施形態による平坦な上部プレートを含むウエハボンダツールを用いる図１Ａ及び１Ｂの接合型石英ウエハパッケージを形成するための接合に適した典型的な方法のフロー図である。 本開示の実施形態による平坦な上部プレートを含むウエハボンダツールを用いる図１Ａ及び１Ｂの接合型石英ウエハパッケージを形成するための接合に適した典型的な方法のフロー図である。 本開示の実施形態による図１Ａ及び１Ｂの接合型石英ウエハパッケージの切り分けに適した典型的な方法のフロー図である。 本開示の実施形態による多数のＳＡＷデバイスを備える図１Ａの石英ウエハパッケージの上面図である。 本開示の実施形態によるダイス接合型石英ウエハパッケージの斜視図である。 本開示の実施形態によるシャフト上に配置されたトルクセンサとして動作する石英ＳＡＷデバイスの図である。 本開示の実施形態による図１２の石英ＳＡＷデバイス及びシャフトに影響を及ぼす力のモデルである。 本開示の実施形態によるダイ付着接着剤の粘弾性特性に反対に整合するＬＣＰの粘弾性特性を示すグラフである。
１以上の具体的な実施形態を、以下で説明する。それらの実施形態の簡潔な説明を提供する努力において、必ずしも実際の実施例におけるすべての特徴は、明細書において説明されないことがある。そのようなあらゆる実際の実施例の開発において、あらゆる工学又は設計プロジェクトと同様に、実施例ごとに様々でありうるシステム関連及び事業関連の制約の順守などの開発者の具体的な目標を達成するために、実施例に特有の多数の決定を行なわなければならないことを、理解すべきである。さらに、そのような開発の努力が、複雑且つ時間を必要とするものでありうるが、それでもなお本明細書の開示の恩恵を被る当業者にとって設計、製作、及び製造の日常的な取り組みにすぎないと考えられることを、理解すべきである。
本開示の種々の実施形態の構成要素を紹介するとき、冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「この（ｔｈｅ）」、及び「（ｓａｉｄ）」は、その構成要素が１以上存在することを意味するように意図される。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包含であるように意図され、そこに挙げられた構成要素以外のさらなる構成要素が存在してもよいことを意味する。さらに、以下の検討におけるあらゆる数値の例は、限定を意図したものではなく、したがってさらなる数値、範囲、及び割合が、開示される実施形態の技術的範囲に包含される。
単結晶石英は、電気デバイスにおいて圧電材料として機能するときに、特定の利益（例えば、機械的応力の周波数の正確な測定）を提供することができる。例えば、単結晶石英は、１以上の相互に噛み合う構造体を使用し、単結晶石英の圧電効果をチャンネリングすることによって弾性波を電気信号へと変換する表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスを含むことができる。しかしながら、上述のように、単結晶石英のいくつかの特性が、接合における課題をもたらす。１つのそのような課題は、単結晶石英の熱膨張係数（ＣＴＥ）が、特定の接合材料（例えば、ガラスフリット材料）のＣＴＥよりも低くなりうることである。さらに、別の課題は、単結晶石英が、典型的には壊れやすく、一様でない応力が加わったときに容易に破損しうることである。
したがって、本開示のいくつかの実施形態は、これらの課題を克服する単結晶石英ウエハの接合方法に関する。例えば、単結晶石英のＣＴＥに密接に調和するＣＴＥを有する接合層を使用することができる。いくつかの実施形態では、接合層は、機械的強度及び気密な封止の両方を提供することができる液晶ポリマー（ＬＣＰ）材料を含むことができる。ＬＣＰ接合層を、２つの単結晶石英ウエハ（例えば、デバイスウエハ及びキャップウエハ）の間に挿入し、気密なウエハパッケージへのウエハの効果的な接合を促進することができる。さらに、ここに開示されるとおりのＬＣＰを用いた２つの単結晶石英ウエハの接合は、ウエハ間の間隔を定めるためのスペーサ又はスタンドオフを使用しないウエハの接合を可能にする。加えて、単結晶石英の壊れやすさを克服するために、ハンドリングウエハ（例えば、Ｓｉハンドリングウエハ）を、取り扱いの容易さ及び耐久性を改善するために、単結晶石英ウエハの上方及び下方に配置することができる。下記で詳しく検討されるとおり、接合力、温度、及び力の継続時間を、接合プロセスの最中に、石英ウエハパッケージの効果的な接合を可能にするように、ウエハボンダツールによって制御することができる。本開示の残りの部分においては、とくに石英系ＳＡＷデバイスに着目するが、ここに開示される接合技術が、石英系あらゆるデバイスの接合に適用可能であることを、理解できるであろう。
図１Ａ及び１Ｂが、本開示の実施形態による接合型石英ウエハパッケージ１０の断面図である。図１Ａの接合型石英ウエハパッケージ１０は、以下で詳しく説明されるように、互いに接合された材料のスタック１１を備える。スタック１１は、接合の前に並べられ、第１のＳｉハンドリングウエハ１２と、第１のＳｉハンドリングウエハ１２の上方に配置された第１の単結晶石英ウエハ又は層１４と、第１の単結晶石英ウエハ１４の上方に配置された第２の単結晶石英ウエハ１６と、第２の単結晶石英ウエハ１６の上方に配置された第２のＳｉハンドリングウエハ１８とを含んでいる。さらに詳しく後述されるように、ＬＣＰ接合層２０が、スタック１１における第１の石英ウエハ１４と第２の石英ウエハ１６との間に配置される。さらに、石英ウエハ１４は、任意の数の石英系デバイス（例えば、石英ＳＡＷデバイス）を含むことができ、したがって第１の石英ウエハ１４を、本明細書においては、デバイスウエハ１４と称することができる。第２の石英ウエハ１６は、デバイス構造体を含んでおらず、したがって本明細書において、デバイスウエハ１４の石英系デバイスの周囲の空洞にキャップ又は天井をもたらすがゆえに、キャップ用ウエハ１６と称することが可能である。図１Ｂが、後述のようにＳｉハンドリングウエハ１２及び１８が取り除かれた後の接合型石英ウエハパッケージ１０の構造を示している。
ウエハ１２、１４、１６、及び１８、並びにＬＣＰ接合層２０の厚さは、特定の実施形態では、異なってよい。いくつかの実施形態では、第１及び第２のＳｉハンドリングウエハ１２及び１８は、厚さ１００μｍ〜厚さ２０００μｍの範囲内の厚さを有することができ、デバイスウエハ１４及びキャップ用ウエハ１６は、厚さ５０μｍ〜厚さ１０００μｍの範囲内の厚さを有することができ、ＬＣＰ接合層２０は、厚さ１０μｍ〜厚さ２００μｍの範囲内の厚さを有することができる。１つの典型的な実施形態では、第１及び第２のＳｉハンドリングウエハ１２及び１８は、それぞれ約５００μｍの厚さであってよく、デバイスウエハ１４及びキャップ用ウエハ１６は、約２００μｍの厚さであってよく、ＬＣＰ接合層２０は、約５０μｍの厚さであってよい。ＬＣＰ接合層２０を、最終的な空洞高さ（例えば、デバイスウエハ１４とキャップ用ウエハ１６との間の間隙）を定めるための所定の厚さを有するフィルムから切り出すことができる。また、ＬＣＰ接合層２０は、他の接合材料（例えば、ガラスフリット）よりも低いＣＴＥを有することができ、したがって接合の際に単結晶石英の材料特性により良好に一致することができる。
ＬＣＰ接合層２０の別の利益は、その弾性係数に関する。荷重は、デバイスウエハ１４とデバイスウエハ１４の上方に配置された材料（例えば、ＬＣＰ接合層２０）との間で分担されうる。すなわち、例えば石英系ＳＡＷトルクセンサにおいて、接合層２０がより堅いと、ひずみがより堅い接合層２０へと部分的に移されるため、ＳＡＷデバイスによるひずみの測定値が、一見したところ低くなる。したがって、ここに開示されるＬＣＰ接合層２０は、いくつかの他の接合材料（例えば、ガラスフリット）よりも低い弾性係数を有し、したがって、ひずみのうちのより多くの量が、デバイスウエハ１４のＳＡＷデバイスに到達でき、デバイスウエハ１４のＳＡＷデバイスによって検出されうる。結果として、ＬＣＰ接合層２０は、特定の種類の石英系デバイス（例えば、石英ＳＡＷデバイス）において、他の種類の接合材料と比べて、より高い感度及び高い精度を可能にする。
すでに述べたように、Ｓｉハンドリングウエハ１２及び１８を、スタック１１に厚さ及び機械的強度を加えることによって、接合の際に壊れやすい単結晶石英の亀裂を抑制するために使用することができる。しかしながら、スタック１１の接合後に、第１及び第２のＳｉハンドリングウエハ１２及び１８を取り除き、図１Ｂに示される接合型石英ウエハパッケージ１０をもたらすことができる。図１Ｂに示した接合型石英ウエハパッケージ１０を、個々のダイス接合型石英ウエハパッケージ２１へと切り分けることができ、ダイ付着接着剤層２２を、各々のダイス接合型石英ウエハパッケージ２１へと適用できることに、注意すべきである。ダイ付着接着剤層２２を、ダイス接合型石英ウエハパッケージ２１をヘリコプタ、飛行機、自動車、ボート、トランスミッションなどのシャフトなどの監視対象部品へと取り付けるために使用することができる。ダイ付着接着剤層２２が、任意の適切な基板に結合できることに、注意すべきである。下記で詳しく検討されるとおり、特定の実施形態では、ダイ付着接着剤層２２及びＬＣＰ接合層２０の粘弾性特性を、自己補償のダイス接合型石英ウエハパッケージ２１をもたらすように整合させることができる。図示のとおり、ダイ付着接着剤層２２は、露出しており、ダイス接合型石英ウエハパッケージ２１の一部分を適切な構造体へと結合させるために使用されてよい。
いくつかの実施形態では、デバイスウエハ１４内に存在する石英系デバイスは、ＳＡＷトルクセンサとして機能することができる。例えば、上述のように、切り分け後に、パッケージされたＳＡＷトルクセンサを、シャフトなど、飛行機、自動車、又は機械の任意の適切な部分に配置することができる。トルクがシャフトへと加えられるとき、シャフト上に外部ひずみが存在し、これがダイ付着接着剤２２を介してダイス接合型石英ウエハパッケージ２１のデバイスウエハ１４へと伝えられる。ひずみを表す表面弾性波が、単結晶石英材料を伝播し、弾性波の周波数が、デバイスウエハ１４のＳＡＷデバイスの相互に噛み合う構造体の間で、相互に噛み合う構造体の間隔に基づいて増加及び減少しうる。すなわち、単結晶石英材料にひずみが生じるとき、相互に噛み合う構造体の間隔が変化でき、周波数が変化しうる。トルクセンサからの弾性波を表す電気信号を受け取るプロセッサが、弾性波（例えば、ひずみ）の周波数及び相互に噛み合う構造体の向きを割り出すためにプロセッサによって分析されてよい。
図２が、本開示の実施形態による図１Ａ及び１Ｂの接合型石英ウエハパッケージ１０のパッケージングに適した全体的方法３０のフロー図である。方法３０の各々のステップの詳細が、後述される別のフロー図においてさらに詳しく説明されることに、注意すべきである。他の実施形態では、方法３０は、図２に提示の実施形態と比べ、より少数のステップを含んでもよく、さらには／或いは違う順序で実行されるステップを含んでもよい。
図２に示される方法３０の実施形態は、ＬＣＰ接合層２０、デバイスウエハ１４、及びキャップ用ウエハ１６を接合に向けて準備するステップを含む（方法ブロック３２）。図示の方法３０は、ＬＣＰ接合層２０をスタック１１においてデバイスウエハ１４に整列させるステップ（方法ブロック３４）と、デバイスウエハ１４をスタック１１においてキャップ用ウエハ１６に整列させるステップ（方法ブロック３６）とをさらに含む。図示の方法３０は、スタック１１を接合して、接合型石英ウエハパッケージ１０を形成するステップ（方法ブロック３８）と、接合型石英ウエハパッケージ１０を個々のダイス接合型石英ウエハパッケージ２１へと切り分けるステップ（方法ブロック４０）とをさらに含む。
より詳しくは、図３が、ＬＣＰ接合層２０、デバイスウエハ１４、及びキャップ用ウエハ１６の接合に向けた準備（図２の方法ブロック３２）に適した方法４２の実施形態のフロー図である。図３に示される方法４２は、ＬＣＰ接合層２０のためのＬＣＰシート材料を得るステップ（方法ブロック４４）と、ＬＣＰシート材料がデバイスウエハ１４とキャップ用ウエハ１６との間に配置されたときにデバイスウエハ１４のデバイスの周囲にフィットするようにシート材料に開口を切断するステップ（方法ブロック４６）とを含む。さらに、図３に示される方法４２は、所望の温度（例えば、１００、１０５、１１０、１１５、又は１２０℃）で所望の時間期間（例えば、１、２、３、４、又は５時間）にわたってＬＣＰシート材料を真空焼成するステップ（方法ブロック４８）を含む。図３に示される方法４２は、任意の適切な構造体（例えば、たる）において所望の時間期間（例えば、１、２、３、４、５、又は６分間）にわたってウエハ１４及び１６をプラズマ灰化するステップ（方法ブロック５０）をさらに含む。
図４が、本開示の実施形態によるＬＣＰ接合層２０のデバイスウエハ１４との整列（図２の方法ブロック３４）に適した方法５２の実施形態のフロー図である。図４に示される方法５２は、デバイスウエハ１４を第１のＳｉハンドリングウエハ１２へと配置するステップ（方法ブロック５４）を含む。いくつかの実施形態では、厚さ５００μｍのＳｉハンドリングウエハを、第１のＳｉハンドリングウエハ１２に使用することができる。しかしながら、必要に応じて、任意の所望の厚さを使用することができる（例えば、４００、４５０、５００、５５０、又は６００μｍ）。図示の方法５２は、焼成されたＬＣＰ接合層２０をデバイスウエハ１４へとかぶせるステップ（方法ブロック５６）を含む。次いで、図示の方法５２は、ＬＣＰ接合層２０の基準マーカをデバイスウエハ１４の基準マーカに整列させるステップ（方法ブロック５８）を含む。特定の実施形態では、方法ブロック５８の整列を、拡大鏡を使用して手作業で実行することができ、或いは整列装置を使用して自動的に実行することができる。図示の方法５２は、ガラスのカバー片を使用してＬＣＰ接合層２０をデバイスウエハ１４上の所定の場所に保持するステップ（方法ブロック６０）をさらに含むことができる。ＬＣＰ接合層２０を、所望の間隔（例えば、１〜５ミリメートル（ｍｍ）、５〜１０ｍｍ、又は１０〜１５ｍｍ）でＬＣＰ接合層２０の周囲を巡ってデバイスウエハ１４へと留めることができる（方法ブロック６２）。いくつかの実施形態では、ＬＣＰ接合層２０をデバイスウエハ１４へと留めるためにはんだごてを使用することができ、はんだごてを、所望の温度（例えば、６４０、６５０、６６０、６７０、又は６８０°Ｆ）に設定することができる。図示の方法５２は、カバーガラスを取り除くステップ（方法ブロック６４）をさらに含む。
図５が、第１の石英ウエハの第２の石英ウエハとの整列（図２の方法ブロック３６）に適した方法６６の実施形態のフロー図である。図示の方法６６は、第１のＳｉハンドリングウエハ１２及びデバイスウエハ１４を、取り付けられたＬＣＰ接合層２０と一緒に、ウエハボンダ搬送具へと配置するステップ（方法ブロック６８）を含む。方法ブロック６８の戴置は、第１のＳｉハンドリングウエハ１２及びデバイスウエハ１４がウエハボンダ搬送具において水平な向きを有することを確認するステップを含むことができる。いくつかの実施形態では、ＬＣＰ接合層２０の使用の結果として、接合型石英ウエハパッケージ１０は、デバイスウエハ１４とキャップ用ウエハ１６との間に配置されるスペーサを含まなくてよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、図示の方法６６は、デバイスウエハ１４上の空洞位置（例えば、８、９、又は１０箇所）へとスペーサ（例えば、４０ミクロン）を配置するステップ（随意による方法ブロック７０）を含むことができる。
さらに、図示の方法６６は、キャップ用ウエハ１６及び第２のＳｉハンドリングウエハ１８のフラットを互いに整列させるステップ（方法ブロック７２）をさらに含む。第２のＳｉハンドリングウエハは、５００μｍの厚さであってよい。しかしながら、任意の適切な厚さ（例えば、４００、４５０、５００、５５０、又は６００μｍ）を、第２のＳｉハンドリングウエハ１８に使用することができる。次いで、キャップ用ウエハ１６及び第２のＳｉハンドリングウエハ１８を、ウエハボンダ搬送具内のデバイスウエハ１４の上に配置し、スタック１１を形成することができる（方法ブロック７４）。図示の方法６６は、ウエハボンダ搬送具のクランプを適用し、スタック１１を所定の位置に保持するステップ（方法ブロック７６）をさらに含む。
ひとたびスタック１１がウエハボンダ搬送具内に配置されると、ウエハボンダ搬送具をボンダツールへと装てんすることができ、接合プロセスを表す一式のインストラクション（例えば、「レシピ」）を、ウエハボンダツールへとロードすることができる。インストラクションを、接合プロセスを実行すべくウエハボンダツールによって実行することができる。図６〜８が、ＬＣＰ接合層２０を介してデバイスウエハ１４及びキャップ用ウエハ１６を接合して接合型石英ウエハパッケージ１０を形成するためのインストラクションを含む方法の典型的な実施形態のフロー図を示している。
図６から始まり、図１Ａ及び１Ｂの接合型石英ウエハパッケージを形成するためのスタック１１の接合（図２の方法ブロック３８）に適した全体的方法８０の実施形態のフロー図を説明する。図示の方法８０は、石英ウエハパッケージ（例えば、スタック１１）を含むウエハボンダ搬送具をウエハボンダツールへと装てんするステップ（方法ブロック８２）と、ウエハボンダツールのコンタクトピンを適用するステップ（方法ブロック８４）とを含む。ウエハボンダツールのコンタクトピンは、スタック１１の構成要素を移動及び整列の喪失がないように保つクランプ力をもたらすことができる。次に、方法８０は、チッ素又は他の所望の雰囲気によってスタック１１を含むウエハボンダツールの密封されたチャンバをポンプでパージするステップ（方法ブロック８６）を含むことができる。密封されたチャンバのポンプでのパージは、チャンバ内の環境並びにデバイスの空洞も、望ましくない要素（例えば、水分）から制御することを可能にできる。
図示の方法８０は、所望の時間期間（例えば、８００、８５０、９００、又は９５０秒）を通じてチャンバの内部を第１の温度（例えば、２５０、２７５、３００、３２５、又は３５０℃）へと傾斜させる（例えば、上昇させる）ステップをさらに含む。第１の温度は、ＬＣＰ及び／又は石英材料の熱膨張を可能にして、接合を促進することができる。次いで、ひとたび第１の温度に達すると、第１の力（例えば、１、２、３、又は４ｐｓｉ）を、コンタクトピンによって加えることができる（方法ブロック９０）。いくつかの場合、コンタクトピンの力は、デバイスウエハ１４及びキャップ用ウエハ１６内の石英材料の曲がりを最小限にすることができる。第１の力が加えられた後に、図示の方法８０は、所望の時間期間（例えば、１３、１４、１５、１６、１７分間）にわたって第１の温度及び第１の力にとどまり、石英層１４及び１６、ＬＣＰ接合層２０、並びにＳｉハンドリングウエハ１２及び１８の平衡を可能にするステップ（方法ブロック９２）を含む。
さらに図６に示されている方法８０において、所望の時間期間の経過後に、図示の方法８０は、所望の時間期間（例えば、１３、１４、１５、１６、１７分間）における第１の温度よりも低い第２の温度（例えば、２００、２２５、２５０、２７５、又は３００℃）への冷却を含む（方法ブロック９４）。第２の温度へのゆっくりとした冷却は、平衡しつつの石英層１４及び１６並びにＬＣＰ接合層２０の移動を可能にでき、単結晶石英材料の亀裂を抑制することができる。次いで、コンタクトピンからの力を取り除くことができ（方法ブロック９６）、チャンバを、所望の時間期間（例えば、５００、５５０、６００、又は６５０秒）において第１及び第２の温度よりも低い第３の温度（例えば、３０、３５、４０、又は４５℃）へと冷却することができる。次いで、接合プロセスが終わり、ウエハボンダ搬送具が、ボンダツールから下ろされる（方法ブロック１００）。図示の方法８０の終わりにおいて、デバイスウエハ１４及びキャップ用ウエハ１６はＬＣＰ接合層２０を介して接合され、接合型石英ウエハパッケージ１０を形成する。
図７Ａ及び７Ｂが、陽極ピン上部プレートを含むウエハボンダツールを用いる図１Ａ及び１Ｂの接合型石英ウエハパッケージ１０を形成するためのスタック１１の接合（図２の方法ブロック３８）に適した方法１１０の実施形態のフロー図である。図示の方法１１０は、石英ウエハパッケージ（例えば、スタック１１）を含むウエハボンダ搬送具をウエハボンディングツールへと装てんするステップ（方法ブロック１１２）を含む。ボンダツールのチャンバを、水分がデバイスウエハ１４のデバイス（例えば、ＳＡＷデバイス）の空洞の内部の環境に影響を及ぼすことを防止するために、チッ素でパージすることができる（方法ブロック１１４）。次いで、上部ピンを適用してスタック１１に接触させることができ（方法ブロック１１６）、上部ピンがスタック１１の材料を所定の場所に保持しているため、ウエハボンダ搬送具のクランプを取り除くことができる（方法ブロック１１８）。方法１１０は、スタック１１の内部及び周囲の環境をさらに制御するために、所望の回数（例えば、１、２、３、４、５回）だけチャンバをポンプでパージするステップ（方法ブロック１２０）を含むことができる。
図示の方法１１０は、所望の時間期間（例えば、８００、８５０、９００、９５０秒）を通じてチャンバの内部を第１の温度（例えば、１３５、１４０、１４５、１５０、１５５℃）へと傾斜させるステップ（方法ブロック１２２）を含む。次いで、ひとたび第１の温度に達すると、図示の方法１１０は、石英材料、ＬＣＰ、及びＳｉの平衡を可能にするために、所望の時間期間（例えば、１３、１４、１５、１６、１７分間）にわたって第１の温度にとどまるステップ（方法ブロック１２４）を含む。所望の時間期間が経過した後に、方法１１０は、所望の時間期間（例えば、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００秒）にわたる第１の温度よりも高い第２の温度（例えば、２８０、２９０、３００、３１０、３２０℃）への傾斜（方法ブロック１２６）を含むことができる。ひとたび第２の温度に達すると、図示の方法１１０は、所望の時間期間（例えば、２５、３０、３５、４０、４５分間）にわたって第２の温度にとどまるステップ（方法ブロック１２８）を含む。ウエハボンダツールは、ＬＣＰ接合層２０、デバイスウエハ１４、及びキャップ用ウエハ１６が接合を促進すべく押し合わせられるように陽極上部ピンを介して力（例えば、１３５、１５０、１６５ミリバール）を加えることができる（方法ブロック１３０）。
図示の方法１１０は、所望の時間期間（例えば、５００、５５０、６００、６５０秒）での第３の温度（例えば、２４０、２５０、２６０℃）への冷却（方法ブロック１３２）を含む。次いで、ウエハボンダツールの力を取り除くことができ（方法ブロック１３４）、温度を所望の時間期間（例えば、１１００、１２００、１３００秒）で第４の温度（例えば、９０、１００、１１０℃）へと冷却することができる（方法ブロック１３６）。ひとたび第４の温度になると、温度を所望の時間期間（例えば、５５０、６００、６５０秒）で第４の温度（例えば、３０、４０、５０℃）へと再び冷却することができる（方法ブロック１３８）。その後に、接合プロセスを終えることができ、ウエハボンダ搬送具を、ボンダツールから下ろすことができる（方法ブロック１４０）。図示の方法８０の終わりにおいて、デバイスウエハ１４及びキャップ用ウエハ１６はＬＣＰ接合層２０を介して接合され、図１Ａ及び１Ｂに示した接合型石英ウエハパッケージ１０を形成する。
図８Ａ及び８Ｂが、平坦な上部プレートを含むウエハボンダツールを用いる図１Ａ及び１Ｂの接合型石英ウエハパッケージ１０（例えば、スタック１１）を形成するためのスタック１１の接合（図２の方法ブロック３８）に適した方法１５０の実施形態のフロー図である。平坦な上部プレートは、陽極ピン上部プレートよりも広い表面積を有し、したがって図８の方法１５０と図７の方法１１０との間の相違は、より大きなプレートを使用して圧力／力を加える場合を含むことができる。図示の方法１５０は、石英ウエハパッケージ（例えば、スタック１１）を含むウエハボンダ搬送具をボンダツールへと装てんするステップ（方法ブロック１５２）を含む。ボンダツールのチャンバを、水分がデバイスウエハ１４のデバイスの空洞の内部の環境に影響を及ぼすことを防止するために、チッ素でパージすることができる（方法ブロック１５４）。方法１５０は、スタック１１の内部及び周囲並びに内側の環境をさらに制御するために、所望の回数（例えば、１、２、３、４、５回）だけチャンバをポンプでパージするステップ（方法ブロック１２０）をさらに含むことができる。
次いで、図示の方法１５０は、所望の時間期間（例えば、８００、８５０、９００、９５０秒）でチャンバの内部を第１の温度（例えば、１３５、１４０、１４５、１５０、１５５℃）へと傾斜させるステップ（方法ブロック１５８）を含む。ひとたび第１の温度に達すると、方法１５０は、石英材料、ＬＣＰ、及びＳｉの平衡を可能にするために、所望の時間期間（例えば、１３、１４、１５、１６、１７分間）にわたって第１の温度にとどまるステップ（方法ブロック１６０）を含む。所望の時間期間が経過した後に、方法１５０は、所望の時間期間（例えば、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００秒）にわたる第１の温度よりも高い第２の温度（例えば、２８０、２９０、３００、３１０、３２０℃）への傾斜（方法ブロック１６２）を含むことができる。ひとたび第２の温度に達すると、方法１５０は、所望の時間期間（例えば、３３、３４、３５、３６、又は３７分間）にわたって第２の温度にとどまるステップ（方法ブロック１６４）を含む。次いで、上部プレートを適用してスタック１１に接触させることができ（方法ブロック１６６）、上部プレートがスタック１１の材料を所定の場所に保持しているため、ウエハボンダ搬送具のクランプを取り除くことができる（方法ブロック１６８）。力（例えば、１４０、１４５、１５０、１５５、又は１６０ｍＢａｒ）を、ウエハボンディングツールによって加えることができる（方法ブロック１７０）。
図示の方法１１０は、チャンバを所望の時間期間（例えば、５００、５５０、６００、６５０秒）で第３の温度（例えば、２４０、２５０、２６０℃）へと冷却するステップ（方法ブロック１７２）をさらに含む。次いで、ウエハボンダツールの力を取り除くことができ（方法ブロック１７４）、チャンバを所望の時間期間（例えば、１１００、１２００、１３００秒）で第４の温度（例えば、９０、１００、１１０℃）へと冷却することができる（方法ブロック１７６）。ひとたび第４の温度になると、チャンバを所望の時間期間（例えば、５５０、６００、６５０秒）で第４の温度（例えば、３０、４０、５０℃）へと再び冷却することができる（方法ブロック１７８）。その後に、接合プロセスを終えることができ、ウエハボンダ搬送具をボンダツールから下ろすことができる（方法ブロック１８０）。方法１５０の終わりにおいて、デバイスウエハ１４及びキャップ用ウエハ１６はＬＣＰ接合層２０を介して接合され、接合型石英ウエハパッケージ１０を形成する。
いくつかの実施形態では、接合型石英ウエハパッケージ１０の石英層１４又は１６を、接合後に薄くすることができる。例えば、ＳＡＥトルクセンサに関して、接合型石英ウエハパッケージ１０を薄くすることで、伝達されるひずみを吸収することができる材料の量を減らすことによって、デバイス層１４のＳＡＷデバイスのひずみ感度を高めることができる。
ひとたびスタック１１が成功裏に接合されると、接合型石英ウエハパッケージ１０を、個々のデバイスダイ（例えば、ダイス接合型石英ウエハパッケージ２１）へと切り分けることができる。したがって、図９が、本開示の実施形態による図１Ａ及び１Ｂの接合型石英ウエハパッケージ１０の切り分け（図２の方法ブロック４０）に適した方法１９０の実施形態のフロー図である。図示の方法１９０は、シールリングの下方に突き出す配線パッド領域を露出させるための特定の角度（例えば、４５°）での斜面切断を実行するステップ（方法ブロック１９２）を含む。方法ブロック１９２で実行される斜面切断は、キャップ用ウエハ１６だけを貫く切断であってよい。次いで、デバイスウエハ１４へと途中まで切れ込む別の斜面切断を、個々のデバイスを囲む４つの辺に沿って特定の角度（例えば、４５°）で実行することができる（方法ブロック１９４）。最後に、接合型石英ウエハパッケージ１０を最後まで貫く直線切断が、接合型石英ウエハパッケージ１０の個々のデバイスの４つの辺の各々について実行される（方法ブロック１９６）。方法ブロック１９６の後で、接合型石英ウエハパッケージ１０のデバイスの各々は、ダイス接合型石英ウエハパッケージ２１となりうる。図示の方法１９０は、接合型石英ウエハパッケージ１０を露出されるデバイスウエハ１４の量を最小にするやり方で切り分けることを可能にする。加えて、バリアコーティング（例えば、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、金属、チタニウム）を、さらなる気密性のためにダイス接合型石英ウエハパッケージ２１を覆って適用することができる。
図１０は、本開示の実施形態による多数のＳＡＷデバイス２００が表面に配置された接合型石英ウエハパッケージ１０の上面図である。理解すべきとおり、接合型石英ウエハパッケージ１０の図示の実施形態は、スペーサを含んでいないため、スペーサが使用される場合よりも多くのＳＡＷデバイス２００を接合型石英ウエハパッケージ１０へとフィットさせることができる。拡大斜視図２０１に示されるとおり、ＳＡＷデバイス２００は、デバイスウエハ１４とキャップ用ウエハ１６との間に形成された空洞２０２を含む。３つの相互に噛み合う構造体２０４が、空洞２０２の内部に配置され、表面弾性波を電気信号へと変換することができる。さらに、各々のＳＡＷデバイス２００は、空洞２０２内に配置された相互接続２０６を備える。加えて、各々のＳＡＷデバイス２００は、デバイス２００への電気的結合を可能にする配線パッド２０８を備えることができる。
図１１が、本開示の実施形態によるダイス接合型石英ウエハパッケージ２１の斜視図である。ダイス接合型石英ウエハパッケージ２１は、上述のように、接合型石英ウエハパッケージ１０の単体化（例えば、接合型石英ウエハパッケージ１０を個々のデバイスダイへと切り分ける）からもたらされる。図示のとおり、ダイス接合型石英ウエハパッケージ２１は、ＬＣＰ接合層２０を介して接合されたデバイスウエハ１４及びキャップ用ウエハ１６を備える。また、ＳＡＷデバイス２００は、デバイスウエハ１４とキャップ用ウエハ１６との間に形成された空洞２０２に配置された相互に噛み合う構造体２０４を備える。さらに、図示のとおり、配線パッド２０８（例えば、Ｉ／Ｏパッド）が、ダイス接合型石英ウエハパッケージ２１のＳＡＷデバイス２００への電気的結合を可能にするために露出させられている。
図１２が、本開示の実施形態によるシャフト２１０上に配置されたトルクセンサ２０９として働くダイス接合型石英ウエハパッケージ２１（すなわち、切り分けされた後の接合型石英ウエハパッケージ１０のダイ）の図である。図１３が、本開示の実施形態による図１２のトルクセンサ２０９及びシャフト２１０に影響を及ぼす力のモデル２１２である。図１４が、ダイ付着接着剤２２の粘弾性特性に反対に整合して反対に作用するＬＣＰ接合層２０の粘弾性特性を示すグラフ２１４である。分かりやすさのために、これらの図は、下記でまとめて検討される。図１２及び１３が、「Ｓ」によって示されるばねの略語、及び「ＳＤ」によって示されるばねダンパの略語を含んでいることに、注意すべきである。
図１２に示されるとおり、トルクセンサ２０９を、ダイ付着接着剤２２を介してシャフト２１０（例えば、鋼）へと取り付けることができる。すでに述べたように、シャフト２１０にトルクが加えられるとき、応力又はひずみがシャフト２１０上に存在し、この応力又はひずみが、ダイ付着接着剤２２を介してＳＡＷデバイスを含むデバイスウエハ１４の単結晶石英、ＬＣＰ接合層２０、及びキャップ用ウエハ１６の単結晶石英へと伝達されうる。このように、シャフト２１０は、応力又はひずみをトルクセンサ２０９へともたらすばねとして機能することができる。ダイ付着接着剤２２は、ばねダンパとして機能することができ、デバイスウエハ１４は、ばねとして機能することができ、ＬＣＰ接合層２０は、ばねダンパとして機能することができ、キャップ用ウエハ１６は、ばねとして機能することができる。
図１３の力モデル２１２は、トルクセンサ２０９の接着剤の粘弾性特性の時間依存性を説明する役に立つ。トルクセンサ２０９について、ダイ付着接着剤２２及びＬＣＰ接合層２０という２つの接着剤が存在する。図示のとおり、ｄｅｌｔａ Ｘというひずみが、鋼製のシャフトによって加えられうる。時刻０において、荷重が、全体としての変位ゆえにダイ付着接着剤２２へと伝えられる。デバイスウエハ１４の上部のばねにおけるひずみが、ひずみの周波数を割り出すためにプロセッサによって処理することができるＳＡＷ出力２１６である。ひずみがダイ付着接着剤２２を介して伝えられるとき、ばねダンパが効力を生じ、ダイ付着接着剤２２のばね定数が、接着剤２２の両側において小さくなり、時間につれてひずみを減少させる。すなわち、ダイ付着接着剤２２の粘弾性特性が、ひずみを時間とともに減少させ、これがトルクセンサ２０９によるひずみの測定に影響を及ぼしうる。しかしながら、ＬＣＰ接合層２０の粘弾性特性が、反対の釣り合い効果をもたらし、ひずみを時間とともに増加させて、ダイ付着接着剤２２の上述のひずみの減少を打ち消す。ＬＣＰを接合層として用いることは、ＬＣＰ接合層２０及びダイ付着接着剤２２の粘弾性の時間依存性の挙動を整合させることができるという利益をもたらす。組合せにおいて、ダイ付着接着剤２２及びＬＣＰ接合層２０は、自己補償の構造をもたらすことができる。
ダイ付着接着剤の効果２１８及びＬＣＰの効果２２０は、図１４のグラフ２１４にも示されている。図示のとおり、ダイ付着接着剤の効果２１８が、時間につれて減少するひずみを示す一方で、ＬＣＰの効果２２０は、時間につれて増加するひずみを示す。したがって、トルクセンサ２０９に関して、２つの効果は互いに反対に作用することができ、正確なトルクの測定値を得ることを可能にする。
本技術の技術的効果は、ＬＣＰ接合層を介して一体に接合された石英系デバイスを提供することを含む。本明細書に開示の接合方法は、壊れやすさ及び小さい熱膨張係数（ＣＴＥ）などの単結晶石英に典型的に関連する課題を克服することができる。上述のように、ＬＣＰ接合材料は、単結晶石英と同様のＣＴＥを有し、ＳＡＷデバイスの感度を向上させる低い弾性係数を有し、ダイ付着接着剤２２の粘弾性特性に反対に整合する時間依存性の粘弾性特性を有するなどのいくつかの利点をもたらし、ＳＡＷデバイスによるより正確なひずみの測定を可能にする。
本明細書においては、本技術を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆる装置又はシステムの製作及び使用並びにあらゆる関連の方法の実行を含む本技術の実施を当業者にとって可能にするために、いくつかの実施例を使用している。主題の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者であれば想到できる他の例を含むことができる。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を有しており、或いは特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含むならば、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
以下に、本願の実施態様を示す。
［実施態様１］
１以上の石英系デバイスを備える第１の石英ウエハ（１４）と、
第１の石英ウエハ（１４）の上方に配置された第２の石英ウエハ（１６）と、
第１及び第２の石英ウエハ（１４、１６）を互いに接合する第１及び第２の石英ウエハ（１４、１６）の間に配置された液晶ポリマー（ＬＣＰ）接合層（２０）と
を備える接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
［実施態様２］
接合型石英ウエハパッケージ（１０）は、ダイス接合型石英ウエハパッケージ（２１）を形成するように単体化される、実施態様１に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
［実施態様３］
１以上の石英系デバイスは、表面弾性波（ＳＡＷ）デバイス（２００）を備える、実施態様１に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
［実施態様４］
ＳＡＷデバイス（２００）は、トルクセンサを備える、実施態様３に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
［実施態様５］
第１の石英ウエハ（１４）の下方に配置された第１のケイ素（Ｓｉ）ハンドリングウエハ（１２）と、第２の石英ウエハ（１６）の上方に配置された第２のＳｉハンドリングウエハ（１８）とを備える、実施態様１に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
［実施態様６］
ダイス接合型石英ウエハパッケージ（２１）の第１の石英ウエハ（１４）と基板との間に配置されたダイ付着接着剤（２２）を備える、実施態様２に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
［実施態様７］
ダイ付着接着剤（２２）の粘弾性特性が、ＬＣＰ接合層（２０）の粘弾性特性によって反対に整合される、実施態様６に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
［実施態様８］
第１及び第２の石英ウエハ（１４、１６）の間にスペーサが配置されていない、実施態様１に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
［実施態様９］
ＬＣＰ接合層（２０）の厚さは、第１及び第２の石英ウエハ（１４、１６）の間の間隙を定める、実施態様１に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
［実施態様１０］
第１及び第２の石英ウエハ（１４、１６）は、５０μｍ〜１，０００μｍの範囲内の厚さを有し、ＬＣＰ接合層（２０）は、１０μｍ〜２００μｍの範囲内の厚さを有する、実施態様１に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
［実施態様１１］
第１のケイ素（Ｓｉ）ハンドリングウエハ（１２）の上方に第１の石英ウエハ（１４）を配置すること、
第１の石英ウエハ（１４）の上方に第２の石英ウエハ（１６）を配置すること、
第１及び第２の石英ウエハ（１４、１６）の間に液晶ポリマー（ＬＣＰ）シート材料を配置すること、及び
第２の石英ウエハ（１６）の上方に第２のＳｉハンドリングウエハ（１８）を配置すること
によって材料のスタック（１１）を配置するステップと、
材料のスタック（１１）を接合して、接合型石英ウエハパッケージ（１０）を形成するステップと
を含んでおり、
第１の石英ウエハ（１４）は、ＬＣＰシート材料を介して第２の石英ウエハ（１６）へと接合される方法。
［実施態様１２］
第１の石英ウエハ（１４）は、１以上の表面弾性波（ＳＡＷ）デバイス（２００）を備える、実施態様１１に記載の方法。
［実施態様１３］
ＬＣＰシート材料は、第１の石英ウエハ（１４）の１以上のデバイスの周囲にフィットするように該ＬＣＰシート材料に開口を切り抜き、次いで該ＬＣＰシート材料を真空で焼成することによって、接合に向けて準備される、実施態様１１に記載の方法。
［実施態様１４］
接合に先立ち、ＬＣＰシート材料をはんだごてを使用して第１の石英ウエハ（１４）の周囲を巡って第１の石英ウエハ（１４）へと留めるステップ
を含む実施態様１１に記載の方法。
［実施態様１５］
接合の後で、接合型石英ウエハパッケージ（１０）を単体化して、ダイス接合型石英ウエハパッケージ（２１）を形成するステップ
を含む実施態様１１に記載の方法。
［実施態様１６］
接合の後で、
第１の角度で斜面切断を実行し、デバイスダイの配線パッドを露出させること、
デバイスダイの４つの辺へと第１の角度で斜面切断を実行すること、及び
デバイスダイの４つの辺を通って直線切断を実行すること
によって接合型石英ウエハパッケージ（１０）を単体化するステップ
を含む実施態様１５に記載の方法。
［実施態様１７］
ダイス接合型石英ウエハパッケージ（２１）を覆ってバリアコーティングを適用するステップ
を含む実施態様１５に記載の方法。
［実施態様１８］
バリアコーティングは、窒化ケイ素又は酸化アルミニウムを含む、実施態様１７に記載の方法。
［実施態様１９］
ダイス接合石英ウエハパッケージ（２１）の第１の石英ウエハ（１４）と第１の基板との間にダイ付着接着剤（２２）を配置するステップ
を含む実施態様１５に記載の方法。
［実施態様２０］
接合の後で、第１及び第２のＳｉハンドリングウエハ（１２、１８）を取り除くステップ
を含む実施態様１１に記載の方法。
［実施態様２１］
接合の後で、接合型石英ウエハパッケージ（１０）を薄くするステップ
を含む実施態様１１に記載の方法。
［実施態様２２］
石英ウエハパッケージの接合のための方法であって、
第１の石英ウエハ（１４）を第２の石英ウエハ（１６）へと、第１及び第２の石英ウエハ（１４、１６）の間に配置された接合層（２０）を使用して接合し、石英ウエハパッケージを形成するステップ
を含んでおり、
接合層（２０）は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）材料を含む、方法。
［実施態様２３］
接合は、
石英ウエハパッケージを収容するウエハボンダツールのチャンバをパージするステップと、
チャンバの内部を所望の時間期間で第１の温度へと傾斜させるステップと、
ウエハボンダツールの上部プレートを使用して石英ウエハパッケージへと第１の力を加えるステップと、
所望の時間期間にわたって第１の温度及び第１の力にとどまるステップと、
チャンバの内部を所望の時間期間で第２の温度へと冷却ステップと、
石英ウエハパッケージから第１の力を取り除くステップと、
チャンバの内部を所望の時間期間で第３の温度へと冷却ステップと
を含む、実施態様２２に記載の方法。
［実施態様２４］
第１の温度は、約３００℃である、実施態様２２に記載の方法。
［実施態様２５］
上部プレートは、陽極ピン上部プレート又は平坦な上部プレートを備える、実施態様２２に記載の方法。
［実施態様２６］
１以上の石英系表面弾性波（ＳＡＷ）デバイス（２００）を備える第１の石英ウエハ（１４）と、
第１の石英ウエハ（１４）の上方に配置された第２の石英ウエハ（１６）と、
第１及び第２の石英ウエハ（１４、１６）を互いに接合する第１及び第２の石英ウエハ（１４、１６）の間に配置された液晶ポリマー（ＬＣＰ）接合層（２０）と
を備えるＳＡＷセンサ。
［実施態様２７］
ＳＡＷセンサは、トルクセンサ（２０９）を備える、実施態様２６に記載のＳＡＷセンサ。
［実施態様２８］
電気的結合のための入力／出力接続部をもたらすように構成された配線パッド（２０８）を備える、実施態様２６に記載のＳＡＷセンサ。
１０ 石英ウエハパッケージ
１２ Ｓｉハンドリングウエハ
１４ 石英ウエハ（デバイスウエハ）
１６ 石英ウエハ（キャップ用ウエハ）
１８ Ｓｉハンドリングウエハ
２０ ＬＣＰ接合層
２１ ダイス接合型石英ウエハパッケージ
２２ ダイ付着接着剤層
２００ ＳＡＷデバイス
２０２ 空洞
２０４ 相互に噛み合う構造体
２０６ 相互接続
２０８ 配線パッド
２０９ トルクセンサ
２１０ シャフト

Claims (15)

  1. １以上の石英系デバイスを備える第１の石英ウエハ（１４）と、
    第１の石英ウエハ（１４）の上方に配置された第２の石英ウエハ（１６）と、
    第１及び第２の石英ウエハ（１４、１６）を互いに接合する第１及び第２の石英ウエハ（１４、１６）の間に配置された液晶ポリマー（ＬＣＰ）接合層（２０）と
    を備える接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
  2. 接合型石英ウエハパッケージ（１０）は、ダイス接合型石英ウエハパッケージ（２１）を形成するように単体化される、請求項１に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
  3. １以上の石英系デバイスは、表面弾性波（ＳＡＷ）デバイス（２００）を備える、請求項１に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
  4. ＳＡＷデバイス（２００）は、トルクセンサを備える、請求項３に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
  5. 第１の石英ウエハ（１４）の下方に配置された第１のケイ素（Ｓｉ）ハンドリングウエハ（１２）と、第２の石英ウエハ（１６）の上方に配置された第２のＳｉハンドリングウエハ（１８）とを備える、請求項１に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
  6. ダイス接合型石英ウエハパッケージ（２１）の第１の石英ウエハ（１４）と基板との間に配置されたダイ付着接着剤（２２）を備える、請求項２に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
  7. ダイ付着接着剤（２２）の粘弾性特性が、ＬＣＰ接合層（２０）の粘弾性特性によって反対に整合される、請求項６に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
  8. 第１及び第２の石英ウエハ（１４、１６）の間にスペーサが配置されていない、請求項１に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
  9. ＬＣＰ接合層（２０）の厚さは、第１及び第２の石英ウエハ（１４、１６）の間の間隙を定める、請求項１に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
  10. 第１及び第２の石英ウエハ（１４、１６）は、５０μｍ〜１，０００μｍの範囲内の厚さを有し、ＬＣＰ接合層（２０）は、１０μｍ〜２００μｍの範囲内の厚さを有する、請求項１に記載の接合型石英ウエハパッケージ（１０）。
  11. 第１のケイ素（Ｓｉ）ハンドリングウエハ（１２）の上方に第１の石英ウエハ（１４）を配置すること、
    第１の石英ウエハ（１４）の上方に第２の石英ウエハ（１６）を配置すること、
    第１及び第２の石英ウエハ（１４、１６）の間に液晶ポリマー（ＬＣＰ）シート材料を配置すること、及び
    第２の石英ウエハ（１６）の上方に第２のＳｉハンドリングウエハ（１８）を配置すること
    によって材料のスタック（１１）を配置するステップと、
    材料のスタック（１１）を接合して、接合型石英ウエハパッケージ（１０）を形成するステップと
    を含んでおり、
    第１の石英ウエハ（１４）は、ＬＣＰシート材料を介して第２の石英ウエハ（１６）へと接合される方法。
  12. 第１の石英ウエハ（１４）は、１以上の表面弾性波（ＳＡＷ）デバイス（２００）を備える、請求項１１に記載の方法。
  13. ＬＣＰシート材料は、第１の石英ウエハ（１４）の１以上のデバイスの周囲にフィットするように該ＬＣＰシート材料に開口を切り抜き、次いで該ＬＣＰシート材料を真空で焼成することによって、接合に向けて準備される、請求項１１に記載の方法。
  14. 接合に先立ち、ＬＣＰシート材料をはんだごてを使用して第１の石英ウエハ（１４）の周囲を巡って第１の石英ウエハ（１４）へと留めるステップ
    を含む請求項１１に記載の方法。
  15. 接合の後で、接合型石英ウエハパッケージ（１０）を単体化して、ダイス接合型石英ウエハパッケージ（２１）を形成するステップ
    を含む請求項１１に記載の方法。
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