JP3385894B2 - 半導体装置の製造方法及び装置 - Google Patents

半導体装置の製造方法及び装置

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JP3385894B2 JP4116297A JP4116297A JP3385894B2 JP 3385894 B2 JP3385894 B2 JP 3385894B2 JP 4116297 A JP4116297 A JP 4116297A JP 4116297 A JP4116297 A JP 4116297A JP 3385894 B2 JP3385894 B2 JP 3385894B2
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英夫 室
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体加速
度センサ等の半導体装置の製造方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の技術としては、例えば図
4や出典特開平7−209105号公報に記載されたも
のがある。図4は、半導体センサの製造方法において、
ウェーハ工程終了後のダイシング直前の状態のウェーハ
20断面を示している。21はシリコン基板、22は溝
状の空隙部、23は可動部であり、少なくとも一端が肉
薄の梁構造によりフレーム24に支持されている。可動
部23は、梁構造以外の部分が空隙部22及びこの空隙
部22に連なるキャビティ部25に囲まれるように形成
されて変位可能になっている。ウェーハ工程終了後のウ
ェーハ20上には、このような可動部23等のセンサ主
体が、縦、横方向に所定間隔をおいて、繰り返し形成さ
れている。ダイシングソー等を用いたダイシング工程
は、切断時の発熱の抑え、摩擦を低減するため、切断部
分へ圧力水の注水等をしながら行われる。このとき、梁
構造を含む可動部23をダイシングストレスから保護
し、またキャビティ部25等への異物の浸入を防ぐため
に、一時的に、固定材料26を用いた可動部23の被覆
及び空隙部22、キャビティ部25等への充填が行われ
ている。固定材料26としては、ナフタレン/IPA溶
液等が用いられ、滴下方式又はハケ等によるウェーハ表
面への塗付け方式等で充填を行った後、ウェーハ20表
面を上にして固定材料26を乾燥させる方法がとられて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体センサの製造方法にあっては、固定材料を滴下方
式等で充填していたため、空隙部及びキャビティ部等内
へ十分に充填することが難しく、また充填後はウェーハ
表面を上にして乾燥させていたため、可動部の被覆及び
空隙部の充填が不十分になりやすく、さらには、ナフタ
レン/IPA溶液は粘性が低く空隙部の充填が一層不十
分になりやすい。このため、ダイシング時の可動部の保
護及びキャビティ部等への異物の浸入防止が不十分とな
ってダイシング歩留まりが低下するという問題点があっ
た。
【0004】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、ダイシング時の可動部の破損及び
キャビティ部等への異物の浸入を確実に防止してダイシ
ング歩留まりを向上させることのできる半導体装置の製
造方法及び装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の半導体装置の製造方法は、半導体基
板の一主面上に形成された溝状の空隙部と、前記半導体
基板で形成されたフレームに少なくとも一端が支持さ
れ、前記空隙部及び該空隙部に連なるキャビティ部に囲
まれて変位可能に形成された可動部とを有する半導体装
置をウェーハ工程終了後にダイシングする半導体装置の
製造方法において、減圧下で前記可動部周りを保護する
固定材料の充填を行った後に、前記ダイシングを行うこ
とを要旨とする。この構成により、減圧下の処理で固定
材料の充填が極めて効果的に進行し、ダイシングストレ
スに弱い可動部が固定材料で確実に保護され、また空隙
部が固定材料で埋められる。この結果、ダイシング時の
可動部の破損が防止されるとともにキャビティ部等への
切削粉等の異物の浸入が防止される。
【0006】請求項2記載の半導体装置の製造方法は、
上記請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前
記固定材料の充填方法は、前記半導体装置が形成された
ウェーハを前記固定材料の液内に浸漬させることを要旨
とする。この構成により、浸漬時間の経過に伴い、空隙
部を介してキャビティ部への液状固定材料の浸入が進
み、ウェーハ上の全キャビティ部へ固定材料が充填され
る。
【0007】請求項3記載の半導体装置の製造方法は、
上記請求項1又は2記載の半導体装置の製造方法におい
て、前記固定材料は、レジストを含む高粘性の液体を用
いることを要旨とする。この構成により、可動部周りへ
の固定材料の良好な被覆・充填性及び固化性が得られ、
また、ダイシング処理後は、固定材料の良好な除去性が
得られる。
【0008】請求項4記載の半導体装置の製造方法は、
上記請求項1,2又は3記載の半導体装置の製造方法に
おいて、液状の前記固定材料充填後の前記ウェーハを前
記半導体基板の一主面を下向きにして乾燥することを要
旨とする。この構成により、浸漬等でキャビティ部等に
充満した液状固定材料がウェーハの表面側に流動し、液
状固定材料が空隙部付近に局所的に集中して空隙部が埋
められるとともに可動部が確実に厚く被覆される。
【0009】請求項5記載の半導体装置の製造装置は、
半導体基板の一主面上に形成された溝状の空隙部と、前
記半導体基板で形成されたフレームに少なくとも一端が
支持され、前記空隙部及び該空隙部に連なるキャビティ
部に囲まれて変位可能に形成された可動部とを有する半
導体装置における前記可動部周りを保護する固定材料の
充填を行う半導体装置の製造装置であって、液状の前記
固定材料を収容してウェーハ工程終了後の前記半導体装
置を浸漬する液槽、該液槽を気密状態に保持する真空チ
ャンバー及び該真空チャンバー内を減圧する真空ポンプ
を備えた被覆装置と、前記液状の固定材料充填後の前記
半導体装置の形成されたウェーハを前記半導体基板の一
主面側を下向きにして保持するウェーハマガジン及び該
ウェーハマガジンに保持された前記ウェーハを乾燥させ
る熱乾燥炉を備えたウェーハ乾燥装置とを有することを
要旨とする。この構成により、真空チャンバー内の真空
度がキャビティ部の容積の大きさに応じて設定され、減
圧下で半導体装置の形成されたウェーハが液槽内に浸漬
されてウェーハ上の全キャビティ部へ液状固定材料が充
填される。次いで、浸漬処理後のウェーハが半導体基板
の一主面側を下向きにしてウェーハマガジンに保持さ
れ、熱乾燥炉内で加温されて液状固定材料の乾燥が促進
される。この結果、固定材料が空隙部付近に局所的に集
中して空隙部が埋められるとともに可動部が確実に厚く
被覆される。
【0010】
【発明の効果】請求項1記載の半導体装置の製造方法に
よれば、減圧下で可動部周りを保護する固定材料の充填
を行った後に、ダイシングを行うようにしたため、ダイ
シング時の可動部の破損が確実に防止されるとともにキ
ャビティ部等への切削粉等の異物の浸入が防止されて、
ダイシング歩留りを向上させることができる。
【0011】請求項2記載の半導体装置の製造方法によ
れば、前記固定材料の充填方法は、前記半導体装置が形
成されたウェーハを前記固定材料の液内に浸漬させるよ
うにしたため、ウェーハ上の全キャビティ部等へ固定材
料を充填して全可動部周りを確実に保護することができ
て、ダイシング歩留りを一層向上させることができる。
【0012】請求項3記載の半導体装置の製造方法によ
れば、前記固定材料は、レジストを含む高粘性の液体を
用いたため、可動部周りへの固定材料の良好な被覆・充
填性及び固化性を得ることができる。また、ダイシング
処理後は、固定材料の良好な除去性を得ることができ
る。
【0013】請求項4記載の半導体装置の製造方法によ
れば、液状の前記固定材料充填後の前記ウェーハを前記
半導体基板の一主面を下向きにして乾燥するようにした
ため、キャビティ部等に充満した液状固定材料がウェー
ハの表面側に流動して空隙部付近に局所的に集中し、固
定材料で空隙部を埋めることができるとともに可動部を
確実に厚く被覆することができて、可動部周りの保護性
を一層高めることができる。
【0014】請求項5記載の半導体装置の製造装置によ
れば、液状の固定材料を収容してウェーハ工程終了後の
半導体装置を浸漬する液槽、該液槽を気密状態に保持す
る真空チャンバー及び該真空チャンバー内を減圧する真
空ポンプを備えた被覆装置と、前記液状の固定材料充填
後の前記半導体装置の形成されたウェーハを半導体基板
の一主面側を下向きにして保持するウェーハマガジン及
び該ウェーハマガジンに保持された前記ウェーハを乾燥
させる熱乾燥炉を備えたウェーハ乾燥装置とを具備させ
たため、減圧下で半導体装置の形成されたウェーハを液
状固定材料内へ浸漬する処理及び浸漬処理後のウェーハ
を半導体基板の一主面側を下向きにして加温しながら乾
燥する処理を効率良く確実に実行することができて、ダ
イシングストレスに対する固定材料による可動部周りの
保護を容易、確実に行うことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
乃至図3に基づいて説明する。本実施の形態は、半導体
容量式加速度センサの製造方法及び装置に適用されてい
る。まず、図2を用いて、完成された半導体容量式加速
度センサチップの構成から説明する。シリコンからなる
半導体基板1aの一主面上に溝状の空隙部2が形成され
ている。3は可動部(重り部)であり、両持ち梁又は片
持ち梁からなる肉薄の梁構造(図示せず)によりフレー
ム4に支持されている。可動部3は、梁構造以外の部分
が空隙部2及びこの空隙部2に連なるキャビティ部5に
囲まれるように形成され、外力に応じて変位する。空隙
部2は、両持ち梁の場合、可動部3の略両側部に形成さ
れ、片持ち梁の場合は可動部3の周囲略3方に形成され
ており、半導体基板1aの一主面側等からの選択エッチ
ングにより形成されている。このように、可動部3等の
センサ主体が形成された半導体基板1aの裏面に、パイ
レックスガラス製のガラス台座7aが陽極接合により接
合されている。ガラス台座7a上の可動部3に対向する
部位には、対向電極8が形成され、可動部3底面部との
間に静電容量が形成されている。この静電容量により、
可動部3の変位が静電容量値の変化として検出される。
6は対向電極8からのリード取り出し用空隙部である。
【0016】次に、図1を用いて、上述した半導体容量
式加速度センサの製造方法及び作用を説明する。
【0017】(a)ウェーハ処理工程の終了した半導体
基板ウェーハ1とガラス台座ウェーハ7とが陽極接合に
より接合されて複合ウェーハ10とされている。半導体
基板ウェーハ1には、可動部3等のセンサ主体が、縦、
横方向に所定間隔をおいて、繰り返し形成され、これに
対応してガラス台座ウェーハ7上には、多数個の対向電
極8が繰り返し形成されている。
【0018】(b)複合ウェーハ10を、減圧下で、粘
性の高い固定材料用の液、例えばレジスト9の液中に浸
漬し、空隙部2,6を介してキャビティ部5に充填す
る。減圧下で浸漬を行うと、本実施の形態のように、キ
ャビティ部5の容積が比較的大きいバルクマイクロマシ
ーンの半導体装置等の場合、そのキャビティ部5へ極め
て有効にレジスト9が充填される。即ち、減圧の度合
い、時間の経過に伴い、可動部3を変位可能にするため
の空隙部2とリード取り出し用の空隙部6とを介してキ
ャビティ部5へレジスト9の浸入が進み、半導体基板ウ
ェーハ1上に形成された全キャビティ部5へ、図3
(b)のように完全に充填することができる。
【0019】(c)充填後のレジスト9の乾燥は、半導
体基板1aの一主面が下向き、即ち、キャビティ部5に
対して空隙部2が下になるようにして行う。この下向き
乾燥により、キャビティ部5に充満したレジスト9が自
重により空隙部2,6を介して半導体基板ウェーハ1の
表面側に流動し、レジスト9が空隙部2付近に局所的に
集中して空隙部2が埋められるとともに梁構造を含む可
動部3が確実に厚く被覆される。また、このとき、レジ
スト9の半導体基板ウェーハ1表面側への流動により、
キャビティ部5内には、図3(c)に示すように、レジ
スト9の中空部が生じる。レジスト9が感光材入りの場
合、乾燥後にUV照射により光硬化処理が行われるが、
この光硬化処理によりレジスト9等に体積の変化が生じ
ても中空部の存在により梁構造等へのストレスの加わる
のが抑えられる。
【0020】(d)複合ウェーハ10に対し、ダイシン
グソー等を用いたダイシング処理を行って半導体容量式
加速度センサチップに分離する。ダイシングソー等を用
いたダイシング処理時には、切断時の発熱を抑え、摩擦
を低減するために切断部分へ圧力水の注水を行う。この
とき、ダイシングストレスに最も弱い梁構造を含む可動
部3はその周りがレジスト9を用いた固定材料で厚く被
覆され、空隙部2は固定材料で埋められているので、梁
構造を含む可動部3の破損が防止される。また、空隙部
2は固定材料で埋められているため、キャビティ部5等
内へのダイシング処理時の異物の浸入が防止される。し
たがって、半導体基板ウェーハ1とガラス台座ウェーハ
7との複合材により複合ウェーハ10が厚くなっている
場合でも、ダイシング水量、水圧を大にし、切削粉等を
十分に除去して確実なダイシング処理を行うことができ
る。ダイシング処理後、固定材料であるレジスト9は剥
離液等で完全に除去する。
【0021】図3は、上記工程を行うための製造装置を
示している。図3(a)は、レジスト9を空隙部2,6
及びキャビティ部5に充填するとともに可動部3を含む
半導体基板1aをレジスト9で被覆するための被覆装置
である。レジスト9が収容されて複合ウェーハ10を浸
漬する液槽11と、液槽11を気密状態に保持する真空
チャンバー12と、真空チャンバー12内を減圧する真
空ポンプ13とを備えている。キャビティ部5の容積の
大きさに応じて、真空度は自在に設定することが可能で
あり、それと同時に空隙部2,6及びキャビティ部5へ
のレジスト9の完全充填は液槽11への浸漬時間で制御
する。図3(b)は、浸漬処理後の複合ウェーハ10を
乾燥するウェーハ乾燥装置である。浸漬処理後の複合ウ
ェーハ10を半導体基板1aの一主面側を下向きにして
水平に保持するウェーハマガジン14と、ウェーハマガ
ジン14に保持された複合ウェーハ10を加温してレジ
スト9の乾燥を促進させる熱乾燥炉15とを備えてい
る。本装置は、可動部3部位のレジスト9の被覆膜を局
所的に厚くして被覆性を良くする効果をもたらす機能が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の製造方法の実施の形
態を示す工程図である。
【図2】上記実施の形態で製造された半導体容量式加速
度センサチップの縦断面図である。
【図3】本発明に係る半導体装置の製造装置の実施の形
態を示す構成図である。
【図4】従来の半導体装置の形成されたウェーハのダイ
シング直前の状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板ウェーハ 1a 半導体基板 2 空隙部 3 可動部 5 キャビティ部 6 リード取出し用空隙部 9 レジスト(固定材料) 10 複合ウェーハ 11 液槽 12 真空チャンバー 13 真空ポンプ 14 ウェーハマガジン 15 熱乾燥炉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 文紀 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−302690(JP,A) 特開 平8−116070(JP,A) 特開 平10−221363(JP,A) 特開 平8−258035(JP,A) 特開 平7−83707(JP,A) 実開 昭62−195736(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01P 15/08 - 15/125 G01L 1/18 H01L 21/301

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の一主面上に形成された溝状
    の空隙部と、前記半導体基板で形成されたフレームに少
    なくとも一端が支持され、前記空隙部及び該空隙部に連
    なるキャビティ部に囲まれて変位可能に形成された可動
    部とを有する半導体装置をウェーハ工程終了後にダイシ
    ングする半導体装置の製造方法において、減圧下で前記
    可動部周りを保護する固定材料の充填を行った後に、前
    記ダイシングを行うことを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 前記固定材料の充填方法は、前記半導体
    装置が形成されたウェーハを前記固定材料の液内に浸漬
    させることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製
    造方法。
  3. 【請求項3】 前記固定材料は、レジストを含む高粘性
    の液体を用いることを特徴とする請求項1又は2記載の
    半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 液状の前記固定材料充填後の前記ウェー
    ハを前記半導体基板の一主面を下向きにして乾燥するこ
    とを特徴とする請求項1,2又は3記載の半導体装置の
    製造方法。
  5. 【請求項5】 半導体基板の一主面上に形成された溝状
    の空隙部と、前記半導体基板で形成されたフレームに少
    なくとも一端が支持され、前記空隙部及び該空隙部に連
    なるキャビティ部に囲まれて変位可能に形成された可動
    部とを有する半導体装置における前記可動部周りを保護
    する固定材料の充填を行う半導体装置の製造装置であっ
    て、液状の前記固定材料を収容してウェーハ工程終了後
    の前記半導体装置を浸漬する液槽、該液槽を気密状態に
    保持する真空チャンバー及び該真空チャンバー内を減圧
    する真空ポンプを備えた被覆装置と、前記液状の固定材
    料充填後の前記半導体装置の形成されたウェーハを前記
    半導体基板の一主面側を下向きにして保持するウェーハ
    マガジン及び該ウェーハマガジンに保持された前記ウェ
    ーハを乾燥させる熱乾燥炉を備えたウェーハ乾燥装置と
    を有することを特徴とする半導体装置の製造装置。
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JP5109293B2 (ja) * 2006-06-02 2012-12-26 大日本印刷株式会社 加速度センサの製造方法
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