JP3325133B2 - 容量型加速度センサの製造方法 - Google Patents

容量型加速度センサの製造方法

Info

Publication number
JP3325133B2
JP3325133B2 JP25924094A JP25924094A JP3325133B2 JP 3325133 B2 JP3325133 B2 JP 3325133B2 JP 25924094 A JP25924094 A JP 25924094A JP 25924094 A JP25924094 A JP 25924094A JP 3325133 B2 JP3325133 B2 JP 3325133B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass substrate
axis direction
semiconductor substrate
groove
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP25924094A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0894666A (ja
Inventor
則岳 裏
富夫 永田
止水城 桜井
正喜 江刺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Koki KK filed Critical Toyoda Koki KK
Priority to JP25924094A priority Critical patent/JP3325133B2/ja
Publication of JPH0894666A publication Critical patent/JPH0894666A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3325133B2 publication Critical patent/JP3325133B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は微細加工技術を用いた直
列容量型の半導体加速度センサの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、シリコン基板の微細加工により加
速度を受けて変位するウエイトをカンチレバーで支持
し、ウエイトの可動電極に対して微小間隙を隔てて形成
された固定電極とで直列接続の静電容量を形成した静電
容量型加速度センサが知られている(特開平1−152
369号公報)。このセンサでは、ウエイトとカンチレ
バーとを微細加工で製作した半導体基板を両面からガラ
ス基板で接合している。この時、両ガラス基板の裏面に
形成されている固定電極に対する配線層の引出しに際
し、配線層が半導体基板とガラス基板との接合部で半導
体と接触しないように、配線層が通過する溝が形成され
ている。従って、各チップにスクライビングする時、こ
の溝を通して砥粒や切削液がセンサの内部空間に侵入す
る。
【0003】このことを防止するために、スクライビン
グの前にガラス基板の溝に対応する位置に縦穴を形成
し、その縦穴から軟質の接着剤を充填して、配線層と溝
との隙間を封止した後、スクライビングしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】よって、この構造の加
速度センサの製造には、スクライビングの前に配線層と
溝との間の隙間を樹脂で気密封止するという特別の工程
を必要とし、製造工程を複雑としていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】ウエイトと梁の形成され
た半導体基板をガラス基板で両面から接合した直列容量
型の加速度センサでは、ガラス基板の裏面に形成された
固定電極の配線層をガラス基板で覆われていないセンサ
の周辺部に引き出す必要がある。この時、この配線層は
ガラス基板と半導体基板との接合部を周辺部に向かって
通過する必要がある。しかも、配線層を半導体基板に対
して絶縁する必要があるため、ガラス基板と半導体基板
との間に配線層を案内する溝を形成する必要がある。
又、固定電極に対するパッド部の半導体基板は他のウエ
イト等の半導体基板と絶縁分離する必要があるため、こ
のパッド部の半導体基板を溝で島に分離している。この
溝は、必然的に、半導体基板とガラス基板との接合面に
形成された溝(配線層を案内する)と連続することにな
り、スクライビング時に、端面にその溝が開口し、セン
サの内部空間が外部と連通することになる。
【0006】本発明はこのような配線層を案内させるた
めの溝が半導体基板とガラス基板との接合面に形成され
た加速度センサに関する。上記センサでは、溝がX軸方
向に形成され、X軸方向に配線層が引き出されている。
各チップに切断後にはガラス基板で覆われなくなる半導
体基板のY軸方向に延びた電極取出面には配線層に延長
したパッド部が形成されている。
【0007】このような構造のチップパターンが繰り返
し形成され、半導体基板を両面からガラス基板で接合し
たウエハを各チップに切断する。この場合に、次の特徴
を有している。 1)半導体基板の電極取出面に対応する上部ガラス基板
の内表面には、ガラス基板が半導体基板に接合しないよ
うにY軸方向に凹部が形成されている。 2)半導体基板はチップのX軸に垂直な端面に当たる位
置に、チッピングの可能な肉厚を残してY軸方向に延び
た端面溝が形成されている。 3)Y軸方向の切断に対して、上部ガラス基板の外表面
から、凹部のウエイトの形成されている側に近いエッジ
位置で、Y軸方向に沿って、チッピング可能な肉厚を残
してハーフカットの切断溝を形成する。 4)Y軸方向の切断に対して、下部ガラス基板の外表面
から、半導体基板に形成された端面溝に該当する位置
に、Y軸方向に沿って、チッピング可能な肉厚を残して
ハーフカットの切断溝を形成する。 5)X軸方向に上部ガラス基板、半導体基板、下部ガラ
ス基板の接合板をスクライビングした後、Y軸方向には
チッピングにより、各チップに分離する。
【0008】
【作用及び発明の効果】上記の半導体基板とガラス基板
との接合面に形成されている溝及びその溝に連続し、パ
ッド部を島に分離する溝は、チップが連続して形成され
ている半導体ウエハとガラス基板ウエハとの接合状態で
は、ウエハの端面には開口していない。この状態でX軸
方向にスクライビングしても、その溝は端面に開口して
いないので、その溝を介して研削粒、研削水等が侵入す
ることはない。Y軸方向に対しては、上記の様に上部ガ
ラス基板と下部ガラス基板とにハーフカットの切断溝が
形成される。その後、上部ガラス基板の切断溝と予め上
部ガラス基板に形成されている凹部との間の薄肉部が割
られ、下部ガラス基板の切断溝と半導体基板に予め形成
されている端面溝との間の薄肉部と半導体基板の端面溝
における薄肉部とが割られる。従って、ガラス基板と半
導体基板との接合面に形成されている溝はこのチッピン
グ後に初めて、端面に開口することになるので、各チッ
プの分割に際して水分子、研削粒子がセンサ内部の空間
に侵入することがない。
【0009】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図1は加速度センサ1の構成を示した断面図で
あり、図2はその平面図である。2は上部ガラス基板、
3は下部ガラス基板であり、微細加工されたシリコン基
板4がそれらのガラス基板2、3に接合されている。十
分に不純物が拡散され、導電性の高いシリコン基板4に
は、微細加工により十字状に形成された4本の梁5と、
それによって支持され、梁5の周囲に形成されたウエイ
ト6とが形成されている。このウエイト6の両平面には
可動電極7a、7bが形成されている。この可動電極7
a、7bは導電性のあるシリコン基板4の表面が兼ねて
いる。又、その可動電極7a、7bに対する配線もシリ
コン基板4が兼ねている。
【0010】ウエイト6の両表面の可動電極7a、7b
は、それぞれ、微小ギャップ8a、8bを隔てて、上部
ガラス基板2に形成された上部固定電極9a、下部ガラ
ス基板3に形成された下部固定電極9bと対面してい
る。この可動電極7aと上部固定電極9aとで第1の静
電容量C1が、可動電極7bと下部固定電極9bとで第
2の静電容量C2とが、それぞれ、構成される。尚、4
2a,42bは、それぞれ、可動電極7a、7bが上部
固定電極9a、下部固定電極9bに接触しないようにす
るための絶縁ストッパーである。
【0011】上部固定電極9aと下部固定電極9bと
は、それぞれ、配線層11a、11bにより、上部ガラ
ス基板2で覆われていないシリコン基板4の上面4aで
ある電極取出面12に形成されたパッド10a、10b
に接続されている。又、可動電極7a、7bは導電性の
シリコン基板4の梁5を介して上部ガラス基板2で覆わ
れていないシリコン基板4の上面4aに形成されたパッ
ド13に電気的に接続されている。
【0012】配線層11a,11bは、それぞれ、シリ
コン基板4と上部ガラス基板2,3との接合部14に形
成された溝15a,15bに案内されて、電極取出面1
2に延びている。又、固定電極9a,9bに対するパッ
ド10a,10bが形成されるシリコン基板4の部分は
島16a,16bとして、溝17a,17bで絶縁分離
されている。尚、下部ガラス基板3の内表面に形成され
ている配線層11bは、シリコン基板4の島16bに裏
面で接合し、シリコン基板4の導電性を利用して、島1
6bの表面のパッド10bと電気的に接続されている。
【0013】次に、上記の加速度センサ1の製造方法に
ついて、図3、図4を参照して説明する。図3の(a)
に示すように、(100)面、n+ 型、厚さ220μm
のシリコン基板4の熱酸化膜41a,41bの上に図1
に示す絶縁ストッパー42a,42bとなるSi3N4 膜4
2a,42bを形成する。次に、図3の(b)に示すよ
うに、熱酸化膜41a,41bがフォトリソグラフィに
より所定パターンにエッチングされる。この所定パター
ンの熱酸化膜41a,41bはシリコン基板4をエッチ
ングするための第2マスクとなる。この熱酸化膜41
a,41bのマスクは、シリコン基板4のウエイト6、
及び、上部ガラス基板2、下部ガラス基板3との接合面
を形成するためのものである。
【0014】次に、図3の(b)に示すように、フォト
リソグラフィにより所定パターンのPSG膜43a,4
3bが形成される。このPSG膜43a,43bはシリ
コン基板4をエッチングするための第1マスクとなる。
この第1マスクは梁5及び薄肉部50を形成するための
ものである。次に、所定部分に、Cr-Au を蒸着してパッ
ド10a,10b,11を形成する。
【0015】次に、90℃、22%のTMAH(テトラ
メチルアンモニウムハイドライド)液を用いて、シリコ
ン基板4をエッチングする。この時、全くマスクされて
いない部分は、シリコン基板4が残留部なしに完全にエ
ッチングされた、ウエイト6を可動可能とするための溝
60、島16a、16bを分離するための溝17a,1
7bとなる。又、PSG膜43a,43bによる第1マ
スクだけが形成されている部分は、梁5及び後述するチ
ッピングのための薄肉部50が形成される。この薄肉部
50の両側がチッピングのための端面溝51a、51b
となる。又、熱酸化膜41a,41bの第2マスクとP
SG膜43a,43bによる第1マスクとが2層に形成
されている部分は、シリコン基板4はエッチングされず
に、エッチング終了時に、熱酸化膜41a,41bはエ
ッチングされて、シリコン基板4の表面が露出する。梁
5及び薄肉部50の厚さは25μmである。
【0016】厚さ500μmの上部ガラス基板2、下部
ガラス基板3は、図3の(d)に示すように加工され
る。上部ガラス基板2の固定電極9a,9bが形成され
る部分は深さ2.5μmにエッチングされてキャビティ
54が形成され、電極取出面12に該当する位置は、深
さ10μmにエッチングされ凹部53が形成される。
又、パッド10aに連続する位置に溝15a(図2)が
形成される。尚、図4の(e)では、下部ガラス基板3
の溝16bが図示されている。
【0017】次に、キャビティ54に該当する上部ガラ
ス基板2の内面に、0.15μmのチタン、0.1μの
アルミニウムを蒸着して、固定電極9aを形成する。こ
の時、配線層11a(図2)も同時に形成される。尚、
図4の(e)では、下部ガラス基板3の配線層11bが
図示されている。下部ガラス基板3も上部ガラス基板2
と同様に形成される。
【0018】次に、図4の(e)に示すように、上部ガ
ラス基板2、シリコン基板4、下部ガラス基板3を、そ
れぞれ、陽極接合により接合する。次に、X軸方向には
スクライビングにより切断され、Y軸方向には、ハーフ
カットにより、上部ガラス基板2及び下部ガラス基板3
に、それぞれ、切断溝55、56が形成される。この切
断溝55は、図4の(e)に示すように、上部ガラス基
板2の外表面から、上部ガラス基板2の凹部53の固定
電極9a側のエッジ位置53aに、Y軸方向に沿って、
薄肉部57を残して形成される。又、切断溝56は、図
4の(e)に示すように、下部ガラス基板3の外表面か
ら、シリコン基板4の端面溝51b、薄肉部50の位置
に、Y軸方向に沿って、薄肉部58を残して形成され
る。
【0019】次に、上部ガラス基板2は切断溝55の位
置で、シリコン基板4と下部ガラス基板3は切断溝56
の位置で、機械的に荷重を与えることで、それぞれ、図
4の(f)に示すように、上部ガラス基板2の薄肉部5
7と下部ガラス基板3の薄肉部58及びシリコン基板4
の薄肉部50が割られる。このようにして、加速度セン
サの各チップに分離される。又、上部ガラス基板2は図
4の(f)のように割られることから、シリコン基板4
の電極取出面12は露出することになる。
【0020】上記のX軸方向のスクライビング工程と、
Y軸方向のハーフカット工程においては、溝15a、1
5b、17a、17bは、切断面に開口しないため、切
削時において、砥粒や切削液がセンサ内部に侵入するこ
とはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の具体的な一実施例にかかる容量型加速
度センサの構成を示した側面断面図。
【図2】同実施例にかかる容量型加速度センサの構成を
示した平面図。
【図3】同実施例にかかる容量型加速度センサの製造方
法を示した断面図。
【図4】同実施例にかかる容量型加速度センサの製造方
法を示した断面図。
【符号の説明】
C1…第1の静電容量 C2…第2の静電容量 2…上部ガラス基板 3…下部ガラス基板 4…シリコン基板 5…梁 6…ウエイト 7a,7b…可動電極 8a,8b…微小ギャップ 9a,9b…固定電極 11a,11b…配線層 12…電極取出面 10a,10b,13…パッド 15a,15b,17a,17b…溝 16a,16b…島 51a,51b…端面溝 53…凹部 55,56…切断溝 50,57,58…薄肉部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜井 止水城 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田 工機株式会社内 (72)発明者 江刺 正喜 宮城県仙台市太白区八木山南1丁目11番 地9 (56)参考文献 特開 平5−203669(JP,A) 特開 平3−134570(JP,A) 特開 平5−273231(JP,A) 特開 平4−299267(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01P 15/125 H01L 29/84

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加速度による力を受けるウエイトとこのウ
    エイトを撓み可能に支持する梁とからなる1チップの微
    細パターンが、相互に直行するX軸方向とY軸方向に繰
    り返し形成された半導体基板と、表面に固定電極とその
    固定電極に対してX軸方向に引き出された配線層とが形
    成され、前記ウエイトに対して微小間隔を隔てて、前記
    半導体基板の両面に接合する上部ガラス基板、下部ガラ
    ス基板とを有し、前記半導体基板と前記両ガラス基板と
    の接合面には、前記配線層を前記半導体基板に非接触で
    案内する前記X軸方向に延びた溝が形成され、各チップ
    に切断後には前記ガラス基板で覆われなくなる前記半導
    体基板の前記Y軸方向に延びた電極取出面には前記配線
    層に接続するパッド部が形成され、固定電極に対するパ
    ッド部は前記溝に連続した溝により島に分離された容量
    型加速度センサであって、 前記半導体基板の両面に前記上部ガラス基板と前記下部
    ガラス基板とを接合した後、前記X軸方向及び前記Y軸
    方向に分離して多数の容量型加速度センサのチップを得
    る方法において、 前記半導体基板の前記電極取出面に対応する前記上部ガ
    ラス基板の内表面には、ガラス基板が半導体基板に接合
    しないように前記Y軸方向に凹部が形成されており、 前記半導体基板は前記チップの前記X軸に垂直な端面に
    当たる位置に、チッピングの可能な肉厚を残して前記Y
    軸方向に延びた端面溝が形成されており、 前記Y軸方向の切断に対して、前記上部ガラス基板の外
    表面から、前記凹部の前記ウエイトの形成されている側
    に近いエッジ位置で、Y軸方向に沿って、チッピング可
    能な肉厚を残してハーフカットの切断溝を形成し、 前記Y軸方向の切断に対して、前記下部ガラス基板の外
    表面から、前記半導体基板に形成された端面溝に該当す
    る位置に、前記Y軸方向に沿って、チッピング可能な肉
    厚を残してハーフカットの切断溝を形成し、 前記X軸方向に前記上部ガラス基板、前記半導体基板、
    前記下部ガラス基板の接合板をスクライビングした後、
    前記Y軸方向にはチッピングにより、各チップに分離す
    ることを特徴とする容量型加速度センサの製造方法。
JP25924094A 1994-09-28 1994-09-28 容量型加速度センサの製造方法 Expired - Fee Related JP3325133B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25924094A JP3325133B2 (ja) 1994-09-28 1994-09-28 容量型加速度センサの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25924094A JP3325133B2 (ja) 1994-09-28 1994-09-28 容量型加速度センサの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0894666A JPH0894666A (ja) 1996-04-12
JP3325133B2 true JP3325133B2 (ja) 2002-09-17

Family

ID=17331361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25924094A Expired - Fee Related JP3325133B2 (ja) 1994-09-28 1994-09-28 容量型加速度センサの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3325133B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9377484B2 (en) 2012-04-11 2016-06-28 Seiko Epson Corporation Physical quantity sensor and electronic apparatus

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI329930B (en) * 2003-05-22 2010-09-01 Seiko Instr Inc Capacitance-type dynamic-quantity sensor and manufacturing method therefor
DE102005015584B4 (de) 2005-04-05 2010-09-02 Litef Gmbh Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauteils
JP2006297543A (ja) * 2005-04-20 2006-11-02 Sumitomo Precision Prod Co Ltd Memsデバイス及びその製造方法
EP2053413B1 (en) * 2006-11-14 2013-05-22 Panasonic Corporation Sensor
US9837935B2 (en) * 2013-10-29 2017-12-05 Honeywell International Inc. All-silicon electrode capacitive transducer on a glass substrate
CN105182005B (zh) * 2015-10-15 2018-02-27 华东光电集成器件研究所 一种加速度计
CN105137121B (zh) * 2015-10-15 2018-02-27 华东光电集成器件研究所 一种低应力加速度计的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9377484B2 (en) 2012-04-11 2016-06-28 Seiko Epson Corporation Physical quantity sensor and electronic apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0894666A (ja) 1996-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101004574B1 (ko) 반도체 센서 장치 및 그 제조 방법
US7274079B2 (en) Sensor design and process
KR101158829B1 (ko) 반도체장치의 개편화 방법
US7463454B2 (en) Micro-actuator for hard drive utilizing insulating portions to separate biasing regions from adjacent regions of the micro-actuator and simplified manufacture process therefore
US8785231B2 (en) Method of making semiconductor device
JP2002539460A (ja) センサの設計およびプロセス
EP2346083B1 (en) Mems sensor
JP2658949B2 (ja) 半導体加速度センサ
JP3325133B2 (ja) 容量型加速度センサの製造方法
US8030180B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
US5411919A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
TW201205689A (en) Method of etching and singulating a cap wafer
EP0752159B1 (en) Semiconductor device provided with a microcomponent having a fixed and a movable electrode
US5245504A (en) Methodology for manufacturing hinged diaphragms for semiconductor sensors
US6319729B1 (en) Method for manufacturing an angular rate sensor
KR20060112644A (ko) 3축 가속도계
US20020104379A1 (en) Accelerometer with re-entrant grooves
JP2000040831A (ja) 半導体力学量センサの製造方法
JP4178575B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2003287551A (ja) 機械的マイクロストラクチャの補強方法
GB2304903A (en) An electromechanical sensor device and a method of manufacturing it
JP2000082824A (ja) 半導体力学量センサの製造方法
RU2114489C1 (ru) Емкостной акселерометр и способ его изготовления
JPH1151966A (ja) 半導体加速度センサおよびその製造方法
JP2000150915A (ja) 半導体加速度センサチップ及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070705

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080705

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080705

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090705

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090705

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100705

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110705

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees