JP3846094B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動部としての梁構造体を有する半導体チップにおいて、構造体が保護キャップで覆われてなる半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体加速度センサや半導体圧力センサなどの半導体力学量センサにおいては、シリコンチップに可動部が形成され、可動部の変位により加速度や圧力等の物理量を電気信号に変換して取り出すようになっている。
例えば、特開平９−２１１０２２号公報には、加速度を受けて変位する可動部としての梁構造体がシリコン基板上に形成され、梁構造体に設けられた可動電極と、可動電極に対向してシリコン基板上に形成された固定電極との間の変位に基づいて加速度を検出する加速度センサが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような半導体装置においては、可動部を保護するために、保護キャップで可動部を覆うことが行われている。
この保護キャップとしては、特開平６−３４７４７５号公報に記載されているようにガラス基板を用いるものがある。この場合、半導体ウェハ上にガラス基板が陽極接合法により接合される。ガラス基板を保護キャップとして用いた場合、半導体ウェハとガラス基板の間の接合部において、例えば接合面の表面荒さなどによって隙間ができると、ダイシングカット時にその隙間から研削水が侵入し、水の表面張力により可動部が動かなくなるなどの問題が発生する。
【０００４】
また、特開平９−２７４６６号公報には、ガラス基板ではなく、ＵＶ硬化性シートを保護キャップとして用いるものが記載されている。このＵＶ硬化性シートを用いればダイシングカット時の研削水の侵入という問題は回避されるが、ＵＶ硬化性シートは、８０〜９０℃程度の温度で形状が変化してしまうため、それよりも高い温度を必要とするワイヤボンディングなどの後工程までには、ＵＶ硬化性シートを取り外しておく必要がある。このため、工程数が増えるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記した問題を解決することを第１の目的とする。
さらに、センシング部である梁構造体（可動部）がチップの表面だけでなく裏面からも露出する構造（両面露出タイプ）もある。このようなセンサ構造においては、チップをリードフレームにダイマウントする際や、チップをパッケージ内に収納し接着剤で固定する際に、チップとリードフレームあるいはパッケージとを接着させるための接着剤が、チップの裏面からセンシング部（可動部）へ這い上がり、センシング部が動かなくなるという問題が発生する。
【０００６】
また、上記両面露出タイプのチップを樹脂モールドする構造においては、樹脂がセンシング部へ付着したり、また、リードフレームやパッケージに接着された上記両面露出タイプのチップを樹脂モールドする構造であっても、樹脂が、チップの裏面の接着部分の隙間からセンシング部へ這い上がる恐れがある。
本発明は両面露出タイプのチップを用いる半導体装置において、上記第１の目的を達成しつつ、上記の接着剤またはモールド樹脂の這い上がりを防止することを第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１〜請求項３記載の発明は上記第１の目的を達成するため成されたものである。即ち、請求項１に記載の発明においては、可動部としての梁構造体（１ａ）を有し、表面に外部と電気接続するためのパッド（１ｂ）が形成された半導体ウェハ（１０）を用意する工程と、前記梁構造体（１ａ）を覆うための凹部（２０ａ、２０ｃ）を有する耐熱性樹脂シート（２、２’）を、耐熱性粘着剤（３）を用いて前記半導体ウェハ（１０）の上に貼り合わせる工程と、前記耐熱性樹脂シート（２、２’）に前記パッド（１ｂ）を露出させるための開口部（２０ｂ、２０ｄ）を形成する工程と、前記耐熱性樹脂シート（２、２’）が貼り合わされた前記半導体ウェハ（１０）をダイシングカットしてチップ化する工程と、前記ダイシングカットにより得られた半導体チップ（１）において前記耐熱性樹脂シート（２、２’）の前記開口部（２０ｂ、２０ｅ）によって露出されている前記パッド（１ｂ）をワイヤ（４）にてボンディングする工程とを有することを特徴としている。
【０００８】
このように耐熱性樹脂シート（２、２’）を耐熱性粘着剤（３）を用いて半導体チップ（１）の上に接着することにより、ダイシングカット時の研削水の侵入といった問題が回避された構造のものとすることができ、また耐熱性樹脂シート（２、２’）を残したままワイヤボンディングが行われた構造の半導体装置を製造することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明においては、可動部としての梁構造体（１ａ）を有する半導体ウェハ（１０）を用意する工程と、前記梁構造体（１ａ）を覆うための凹部（２０ａ、２０ｃ）を有する耐熱性樹脂シート（２、２’）を、耐熱性粘着剤（３）を用いて前記半導体ウェハ（１０）の上に貼り合わせる工程と、前記耐熱性樹脂シート（２、２’）が貼り合わされた前記半導体ウェハ（１０）をダイシングカットしてチップ化する工程と、前記ダイシングカットにより得られた半導体チップ（１）を前記耐熱性樹脂シート（２、２’）を残したまま樹脂モールドする工程とを有することを特徴としている。この発明によれば、耐熱性樹脂シート（２、２’）を耐熱性粘着剤（３）を用いて半導体チップ（１）の上に接着することにより、ダイシングカット時の研削水の侵入といった問題が回避された構造のものとすることができ、、また耐熱性樹脂シート（２、２’）を残したまま樹脂モールドされた構造の半導体装置を製造することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明においては、可動部としての梁構造体（１ａ）を有する半導体ウェハ（１０）を用意する工程と、前記梁構造体（１ａ）を覆うための凹部（２０ａ、２０ｃ）を有する耐熱性樹脂シート（２、２’）を、耐熱性粘着剤（３）を用いて前記半導体ウェハ（１０）の上に貼り合わせる工程と、前記耐熱性樹脂シート（２、２’）が貼り合わされた前記半導体ウェハ（１０）をダイシングカットしてチップ化する工程と、前記ダイシングカットにより得られた半導体チップ（１）を前記耐熱性シート（２、２’）を残したままパッケージ（３０〜３３）内に収納固定する工程とを有することを特徴としている。この発明によれば、耐熱性樹脂シート（２、２’）を耐熱性粘着剤（３）を用いて半導体チップ（１）の上に接着することにより、ダイシングカット時の研削水の侵入といった問題が回避された構造のものとすることができ、、また耐熱性樹脂シート（２、２’）を残したままパッケージ（３０〜３３）内に収納固定された構造の半導体装置を製造することができる。
【００１２】
また、請求項４〜請求項６記載の発明は上記第２の目的を達成するために、上記両面露出タイプの半導体チップを有する半導体装置の製造方法に関して成されたものである。即ち、請求項４記載の発明においては、可動部としての梁構造体（１００ａ）が表面及び裏面に露出しており、表面に外部と電気接続するためのパッド（１００ｂ）が形成された半導体ウェハ（１１０）を用意する工程と、前記梁構造体を覆うための凹部（２０ａ、２０ｃ）を有する第１の耐熱性樹脂シート（２、２’）を、耐熱性粘着剤（３）を用いて前記半導体ウェハの表面に貼り合わせる工程と、前記第１の耐熱性樹脂シートに前記パッドを露出させるための開口部（２０ｂ、２０ｄ）を形成する工程と、前記梁構造体の裏面を覆うための第２の耐熱性樹脂シート（１０２）を、前記半導体ウェハの裏面に貼り合わせる工程と、前記第１および第２の耐熱性樹脂シートが貼り合わされた前記半導体ウェハをダイシングカットしてチップ化する工程と、前記ダイシングカットにより得られた半導体チップを、前記第２の耐熱性樹脂シートを前記リードフレームに接着することによって固定する工程と、前記リードフレームに固定された半導体チップにおいて前記第１の耐熱性樹脂シートの前記開口部によって露出されている前記パッドと、前記リードフレームとをワイヤにてボンディングする工程とを有することを特徴としている。
【００１３】
それによって、ダイシングカット時の研削水の侵入といった問題が回避された構造のものとでき、第１及び第２の耐熱性樹脂シート（２、２’、１０２）を残したままワイヤボンディング及び半導体チップ（１００）のリードフレーム（５）への固定が行われた構造の半導体装置を製造できるとともに、該半導体チップの裏面側の梁構造体（１００ａ）は、該第２の耐熱性樹脂シートによって該リードフレームに接着されているから接着剤が不要であり、そもそも接着剤の這い上がりという問題が無くなる。また、該半導体チップの裏面は該第２の耐熱性樹脂シートによって覆われているから、リードフレームと接着剤を介して接着した場合でも接着剤の這い上がりを防止できる。
【００１４】
また、請求項５記載の発明においては、可動部としての梁構造体（１００ａ）が表面及び裏面に露出している半導体ウェハ（１１０）を用意する工程と、前記梁構造体を覆うための凹部（２０ａ、２０ｃ）を有する第１の耐熱性樹脂シート（２、２’）を、耐熱性粘着剤（３）を用いて前記半導体ウェハの表面に貼り合わせる工程と、前記梁構造体の裏面を覆うための第２の耐熱性樹脂シート（１０２）を、前記半導体ウェハの裏面に貼り合わせる工程と、前記第１および第２の耐熱性樹脂シートが貼り合わされた前記半導体ウェハをダイシングカットしてチップ化する工程と、前記ダイシングカットにより得られた半導体チップを、前記第１及び第２の耐熱性樹脂シートを残したまま樹脂モールドする工程とを有することを特徴としている。この発明によれば、第１及び第２の耐熱性樹脂シートを残したまま樹脂モールドされた構造の半導体装置を製造できるとともに、該第２の耐熱性樹脂シートによって樹脂（７）の這い上がりを防止できる。
【００１５】
また、請求項６記載の発明においては、可動部としての梁構造体（１００ａ）が表面及び裏面に露出している半導体ウェハ（１１０）を用意する工程と、前記梁構造体を覆うための凹部（２０ａ、２０ｃ）を有する第１の耐熱性樹脂シート（２、２’）を、耐熱性粘着剤（３）を用いて前記半導体ウェハの表面に貼り合わせる工程と、前記梁構造体の裏面を覆うための第２の耐熱性樹脂シート（１０２）を、前記半導体ウェハの裏面に貼り合わせる工程と、前記第１および第２の耐熱性樹脂シートが貼り合わされた前記半導体ウェハをダイシングカットしてチップ化する工程と、前記ダイシングカットにより得られた半導体チップを、前記第１及び第２の耐熱性樹脂シートを残したままパッケージ（３０〜３３）内に収納するとともに、前記第２の耐熱性樹脂シートを前記パッケージに接着することによって前記パッケージに固定する工程とを有することを特徴としている。
【００１６】
それによって、該第１及び第２の耐熱性樹脂シートを残したままパッケージされた構造の半導体装置を製造できるとともに、請求項５記載の発明と同様の理由から、該第２の耐熱性樹脂シートによって接着剤の這い上がりを防止できる。
【００１７】
なお、上記した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態にかかる半導体加速度センサの断面構成を示す。この半導体加速度センサは、センサチップ１が樹脂モールドされた構造になっている。
【００１９】
センサチップ１は、特開昭９−２１１０２２号公報に記載されたものと同様の構成のもので、加速度を受けて変位する可動部としての梁構造体がシリコン基板上に形成され、この梁構造体に設けられた可動電極とシリコン基板上に形成された固定電極との間の変位に基づいて加速度を検出するように構成されている。なお、図には、梁構造体１ａのみが示されている。また、このセンサチップ１の表面には、可動電極、固定電極を外部と電気接続するためのパッド１ｂが形成されている。
【００２０】
センサチップ１の表面には、梁構造体１ａを保護するための保護キャップとして耐熱性樹脂シート２が設けられている。この耐熱性樹脂シート２は、耐熱性粘着剤３によってセンサチップ１の上に接着されている。耐熱性樹脂シート２および耐熱性粘着剤３は、後述するワイヤボンディング時、樹脂モールド時などの工程における熱処理温度（例えば１５０℃〜１８０℃）より高い耐熱性を有している。具体的には、耐熱性樹脂シート２としては４００℃程度の耐熱性を有するポリイミド基材を用いることができ、耐熱性粘着剤３としては２３０℃程度の耐熱性を有するシリコーン粘着剤を用いることができる。
【００２１】
この耐熱性樹脂シート２には、センサチップ１の表面に形成されたパッド１ｂを露出させるための開口部としてコンタクトホール２０ｂが形成されており、パッド１ｂは、ワイヤ４によりリードフレーム５とボンディングされている。また、センサチップ１は、リードフレーム５の上に銀ペースト６によって接着固定されており、全体が樹脂７でモールドされている。
【００２２】
次に、図１に示す加速度センサの製造方法について説明する。図２にその製造工程を示す。
〔図２（ａ）の工程〕
ポリイミド基材２上にシリコーン粘着剤３を塗布した耐熱性粘着シート２０を用意する。この耐熱性粘着シート２０において、後工程でのダイシングカットを容易にするため、ポリイミド基材２の厚みは５０〜１５０μｍとし、シリコーン粘着剤３の厚みは１０〜２０μｍとする。
〔図２（ｂ）の工程〕
耐熱性粘着シート２０に凹部２０ａを設ける。これは、図２（ｄ）の工程において耐熱性粘着シート２０を半導体ウェハ１０に貼り合わせたとき、梁構造体１ａが耐熱性粘着シート２０と接触しないようにするためである。凹部２０ａの加工は、エキシマレーザを用いて行う。この場合、そのショット回数によって深さ方向の制御を行う。また、加工時のスループットを向上させるために、マスクを使用しレーザ光を多少ブロードにしたり、レーザ光を数本に分散あるいはレーザ発振器の台数を増やしたりする。
【００２３】
また、半導体ウェハ１０のパッド１ｂが形成される位置にコンタクトホール２０ｂを開ける。コンタクトホール２０ｂの加工はエキシマレーザでもよいし、打ち抜きでもよい。また、その開口の大きさは、ワイヤボンディングできる大きさであれば、パッド１ｂより小さくても大きくてもよい。なお、凹部２０ａとコンタクトホール２０ｂは、どちらを先に加工しても問題はない。
【００２４】
図３に、耐熱性粘着シート２０の平面構成を示す。半導体ウェハ１０の各センサチップの位置に対応して凹部２０ａとコンタクトホール２０ｂが形成されている。
また、半導体ウェハ１０との位置合わせのためにアライメントキー２０ｃを形成する。このアライメントキー２０ｃは、貫通孔であって、エキシマレーザを用いて形成される。
〔図２（ｃ）の工程〕
次に、梁構造体１ａおよびアルミ（Ａｌ）のパッド１ｂが形成された半導体ウェハ１０を用意する。
【００２５】
図４に、半導体ウェハ１０の平面構成を示す。図に示すように、各センサチップの位置に梁構造体１ａが形成され、さらに耐熱性粘着シート２０との位置合わせのためにＡｌによってアライメントキー１ｃが形成されている。なお、この図４には、パッド１ｂが省略して図示されている。
〔図２（ｄ）の工程〕
半導体ウェハ１０の表面上に耐熱性粘着シート２０を貼り合わせる。この場合、耐熱性粘着シート２０に形成されたアライメントキー２０ｃと半導体ウェハ１０に形成されたアライメントキー１ｃが合うように耐熱性粘着シート２０と半導体ウェハ１０を貼り合わせ、梁構造体１ａが耐熱性粘着シート２０の凹部２０ａ内に収まるようにする。
【００２６】
この貼り合わせにおいては、接着時に発生し易いボイドの低減や接着剤の粘着力を向上させるために、加熱したローラ等で耐熱性粘着シート２０上を転がし、耐熱性粘着シート２０を加熱して行うようにしてもよい。また、半導体ウェハ１０を加熱してローラを転がすようにしてもよい。
なお、耐熱性粘着シート２０と半導体ウェハ１０の位置合わせは、上記したもの以外に、ＣＣＤカメラを接着前に耐熱性粘着シート２０と半導体ウェハ１０の間に入れ、ＣＣＤカメラを用いて位置合わせを行うようにすることもできる。また、場合によっては、貼り合わせた後に所定の位置に確実に搭載されたか否かを調べたり、後の工程をスムーズに行うようにするために、耐熱性粘着シート２０の幅を半導体ウェハ１０より狭くして、半導体ウェハ１０のスクライブなどのパターンを露出させておくようにしてもよい。
〔図２（ｅ）の工程〕
コンタクトホール２０ｂによって露出されたパッド１ｂなどを基準にして、半導体ウェハ１０に形成されたスクライブパターンに沿ってダイシングカットを行う。図５に、ダイシングブレード８を用いてダイシングカットを行っている状態を示す。なお、図２（ｅ）において、９は、ダイシングブレード８によってダイシングカットされた切断部を示している。
【００２７】
この後、ダイシングカットによってチップ化されたセンサチップ１を、図１に示すように、リードフレーム５の上に銀ペースト６で接着固定し、さらにワイヤ４によりパッド１ｂとリードフレーム５をボンディングした後、樹脂７でモールドして半導体加速度センサを完成させる。
上記した製造方法において、センサチップ１をリードフレーム５の上に銀ペースト６で固定するとき１５０℃程度の熱処理が必要であり、またワイヤ４によるボンディング時に１５０℃程度の熱処理が必要であり、さらに樹脂モールド時に１８０℃程度の熱処理が必要であるが、耐熱性粘着シート２０におけるポリイミド基材２の耐熱温度は４００℃程度であり、シリコーン粘着剤３の耐熱温度は２３０℃程度であるため、耐熱性粘着シート２０の形状を維持したまま、半導体加速度センサを完成させることができる。
【００２８】
なお、上記した製造方法においては、ダイシングカット時に半導体ウェハ１０の裏面に貼り付ける粘着シートを省略して説明している。
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、耐熱性粘着シート２０にコンタクトホール２０ｂを形成した後に、耐熱性粘着シート２０を半導体ウェハ１０に貼り付けるものを示したが、耐熱性粘着シート２０を半導体ウェハ１０に貼り付けた後に、コンタクトホール２０ｂを形成してもよい。
【００２９】
この場合の半導体加速度センサの製造方法を図６に示す。
まず、第１実施形態と同様に、ポリイミド基材２上にシリコーン粘着剤３を塗布した構成の耐熱性粘着シート２０を用意し（図６（ａ）参照）、耐熱性粘着シート２０に凹部２０ａを形成する（図６（ｂ）参照）。この後、耐熱性粘着シート２０を半導体ウェハ１０の表面上に貼り合わせる（図６（ｃ）参照）。その際、梁構造体１ａが耐熱性粘着シート２０の凹部２０ａ内に収まるように位置合わせしてから接着する。
【００３０】
次に、ワイヤボンディングするためにパッド１ｂ上にコンタクトホール２０ｂを開ける。開口はエキシマレーザにより実施する。パッド１ｂの材料としてＡｌを用いた場合、耐熱性粘着シート２０とＡｌでは加工しきい値が異なる（選択性がよい）ことから、Ａｌが露出した時点でエキシマレーザによるエッチング速度が著しく低下あるいはエッチングが止まる。
【００３１】
この後は、第１実施形態と同様に、ダイシングカットを行ってチップ化し、最終的に図１に示す半導体加速度センサを完成させる。
（第３実施形態）
第１、第２実施形態では、耐熱性粘着シート２０に凹部２０ａを形成するものを示したが、耐熱性粘着シート２０に貫通孔を形成して凹部を形成するようにしてもよい。
【００３２】
この場合の半導体加速度センサの製造方法を図７に示す。
まず、ポリイミド基材２上にシリコーン粘着剤３を塗布した第１の耐熱性粘着シート２０を用意する。ポリイミド基材２の厚みは５０〜１５０μｍとし、シリコーン粘着剤３の厚みは１０〜２０μｍとする（図７（ａ）参照）。そして、半導体ウェハ１０の梁構造体１ａが第１の耐熱性粘着シート２０と接触しないように第１の耐熱性粘着シート２０に貫通部２０ｃとパッド１ｂのコンタクトホール２０ｄを設ける（図７（ｂ）参照）。貫通部２０ｃとコンタクトホール２０ｄの加工は、エキシマレーザでも打ち抜きでもよい。
【００３３】
次に、図７（ａ）と同一構成の第２の耐熱性粘着シート２１を用意し、その上に第１の耐熱性粘着シート２０を接着し一体化して、耐熱性粘着シート２２を形成する（図７（ｃ）参照）。この耐熱性粘着シート２２において、ポリイミド基材２と第２の耐熱性粘着シート２１の部分が、耐熱性樹脂シート２’になる。
そして、耐熱性粘着シート２２を半導体ウェハ１０の表面上に接着し、エキシマレーザによりコンタクトホール２０ｅを形成する（図７（ｄ）参照）。このコンタクトホール２０ｅの形成は、ダイシングブレードを用いた切断により行うようにしてもよい。具体的には、ワイヤボンディングに支障を与えない程度のカット幅となるようなブレード幅で第２の耐熱性粘着シート２１をダイシングカットする。
【００３４】
この後は、第１実施形態と同様に、ダイシングカットを行ってチップ化し、最終的に図１に示す半導体加速度センサを完成させる。
この第３実施形態のように貫通孔を用いることによって、耐熱性樹脂シートに容易に凹部を形成することができる。
なお、上記した第１乃至第３実施形態においては、耐熱性樹脂シートに耐熱性粘着剤が塗布された構成の耐熱性粘着シートを用いて、耐熱性樹脂シートを半導体ウェハに接着するものを示したが、スクリーン印刷等により耐熱性樹脂シートあるいは半導体ウェハ上に耐熱性粘着剤を塗布して両者を接着するようにしてもよい。
（第４実施形態）
図１に示す半導体加速度センサにおいては、センサチップ１を樹脂モールドしたものであるが、センサチップ１をセラミックパッケージ内に収納固定して構成することもできる。
【００３５】
図８に、その場合の半導体加速度センサの断面構成を示す。
耐熱性樹脂シート２によって梁構造体１ａが保護されたセンサチップ１の部分の構成は、図１に示すものと同じである。このセンサチップ１は、セラミックのパッケージ本体部３０における凹部内に収納固定されている。パッケージ本体部３０には、外部と電気接続するための金属配線３１が内部を貫通して形成されており、金属配線３１とセンサチップ１におけるパッド１ｂがワイヤ４によってボンディングされている。また、セラミックの蓋部３２が、接着剤３３によってパッケージ本体部３０に取り付けられており、このことによってパッケージ内部が気密封止される。なお、センサチップ１は、銀ペースト３４によってパッケージ本体部３０内に固定されている。
【００３６】
このようにセラミックパッケージされた構成の半導体加速度センサにおいて、センサチップ１をパッケージ本体部３０内に銀ペースト３４で固定するときに１５０℃程度の熱処理が必要であり、またワイヤ４によるボンディング時に１５０℃程度の熱処理が必要であり、さらにセラミック本体部３０に蓋部３２を接着剤３３で固定するときに１８０℃程度の熱処理が必要であるが、この実施形態においても、ポリイミド基材２、シリコーン粘着剤３の耐熱温度が、上記した熱処理温度の最高温度よりも高いため、ポリイミド基材２の形状を維持したまま、半導体加速度センサを完成させることができる。
【００３７】
なお、この実施形態においても、耐熱性樹脂シートの製造方法およびその構成は、上記した第２、第３実施形態のものを適用することができる。
また、シリコーン接着剤としてシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）を有する分子構造のものであれば、耐熱性を向上させることができる。そして、シリコーン粘着剤の代わりに、ポリイミド接着剤を使用してもよい。
【００３８】
以下、第５ないし第８実施形態は、本発明を半導体にて構成され表面及び裏面に露出した構造体を有する半導体チップ（両面露出タイプ）を有する半導体装置に適用したものである。
（第５実施形態）
図９に、本発明の第５実施形態にかかる半導体加速度センサの断面構成を示す。この半導体加速度センサは、センサチップ１００が樹脂モールドされた構造になっている。なお、本実施形態及び以下の各実施形態においては、上記第１〜第４実施形態と同一部分には図中同一符号を付してある。
【００３９】
センサチップ１００はＳＯＩ基板等からなり、該基板に上記図１等に示した梁構造体１ａと同様の構成を有する梁構造体１００ａがマイクロマシン技術やホトリソグラフ技術等を用いて形成されたものであって、梁構造体１００ａはセンサチップ１００の表面（図９中の上面）側及び裏面側（図９中の下面）側に露出している。
【００４０】
センサチップ１００の表面には、梁構造体１００ａを保護するための表面保護キャップとして上記図１等に示した耐熱性樹脂シート２が設けられている。この耐熱性樹脂シート２は、上記図１等に示した耐熱性粘着剤３によってセンサチップ１００の表面に接着されている。なお、本実施形態及び以下の各実施形態においては、後述の第２の耐熱性樹脂シート１０２との区別のため、耐熱性樹脂シート２を第１の耐熱性樹脂シート２ということとする。
【００４１】
第１の耐熱性樹脂シート２には、センサチップ１００の表面に形成されたパッド１００ｂを露出させるための開口部としてコンタクトホール２０ａが形成されおり、パッド１００ｂはワイヤ４によりリードフレーム５とボンディングされている。なお、該パッド１００ｂは上記図１等に示すパッド１ｂと同様のものである。
【００４２】
また、センサチップ１００の裏面には、梁構造体１００ａを保護するための裏面保護キャップとして第２の耐熱性樹脂シート１０２が設けられている。この第２の耐熱性樹脂シート１０２は、加熱して軟化させることで接着力を発揮するもので、センサチップ１００の裏面に接着されている。第２の耐熱性樹脂シート１０２は梁構造体１００ａを保護するようにセンサチップ１００の裏面の略全域を覆っている。
【００４３】
これら第１及び第２の耐熱性樹脂シート２、１０２及び耐熱性接着剤３は、上記第１実施形態にて述べた耐熱性樹脂シート及び耐熱性接着剤と同様の耐熱性を有し、具体的には同じく上記ポリイミド基材、上記シリコーン粘着剤あるいはポリイミド接着剤を採用できる。
そして、センサチップ１００は、第２の耐熱性樹脂シート１０２をリードフレーム５に接着することによって固定されており、全体が樹脂７でモールドされている。
【００４４】
ここで、第２の耐熱性樹脂シート１０２は、加熱すれば軟化して接着剤となるポリイミドフィルム接着剤でもよい。
次に、図９に示す加速度センサの製造方法について説明する。図１０にその製造工程を示す。本製造方法は、上記図２に示した第１実施形態の製造方法に対して、両面露出タイプの半導体チップを用いること、及び、該チップの裏面側を覆う第２の耐熱性樹脂シート１０２を設けることが主な相違点である。
【００４５】
図１０（ａ）の工程では、表面及び裏面に露出した梁構造体１００ａおよびアルミ（Ａｌ）のパッド１００ｂが形成された半導体ウェハ１１０を用意する。
図１１に、半導体ウェハ１１０の平面構成を示す。図に示すように、各センサチップの位置に梁構造体１００ａが形成され、さらに耐熱性粘着シート２０との位置合わせのためにＡｌによってアライメントキー１００ｃが形成されている。なお、この図１１には、パッド１００ｂが省略して図示されている。
【００４６】
図１０（ｂ）の工程では、上記図２（ａ）及び（ｂ）の工程により得られたポリイミド基材からなる第１の耐熱性樹脂シート２上にシリコーン粘着剤からなる耐熱性接着剤３を塗布した耐熱性粘着シート２０に凹部２０ａとコンタクトホール２０ｂとアライメントキー２０ｃとが形成されたものを、上記図２（ｃ）の工程と同様の要領にて、半導体ウェハ１１０の表面上に貼り合わせる。こうして、第１の耐熱性樹脂シート２が耐熱性接着剤３を用いて半導体ウェハ１１０ａの表面に貼り合わせられる。
【００４７】
次に、図１０（ｃ）の工程では、半導体ウェハ１１０の裏面を覆うだけの大きさを有するポリイミド基材からなる第２の耐熱性樹脂シート１０２を加熱して軟化させ半導体ウェハ１１０の裏面に貼り付ける。ここで、ウェハ１１０の表面は耐熱性粘着シート２０によって梁構造体（センシング部）１００ａが保護されているため、ウェハ１１０を裏返しにして容易に貼り付けることができる。
【００４８】
次に、図１０（ｄ）の工程では、第１および第２の耐熱性樹脂シート２、１０２が貼り合わされた半導体ウェハ１１０をダイシングカットしてチップ化する。この工程は上記図２（ｅ）の工程と同様の要領にて行うことができる。図１２に、ダイシングブレード８を用いてダイシングカットを行っている状態を示す。
この後、ダイシングカットによりチップ化されたセンサチップ１００を、図９に示す様に、第２の耐熱性樹脂シート１０２を加熱して軟化させリードフレーム５に接着固定し、更に、ワイヤ４によりパッド１００ｂとリードフレーム５とをボンディングした後、樹脂７でモールドして半導体加速度センサを完成させる。
【００４９】
上記した製造方法において、センサチップ１００をリードフレーム５の上に固定するとき１８０℃程度の熱処理が必要であり、またワイヤ４によるボンディング時に１５０℃程度の熱処理が必要であり、さらに樹脂モールド時に１８０℃程度の熱処理が必要であるが、上記第１実施形態と同様、耐熱性粘着シート２０の形状は維持したままであり、また、第２の耐熱性樹脂シート１０２であるポリイミド基材の耐熱温度は４００℃程度であるため、耐熱性樹脂シート１０２の形状も維持したまま、半導体加速度センサを完成させることができる。
【００５０】
また、本実施形態においては、センサチップ１００の裏面側の構造体１００ａは第２の耐熱性樹脂シート１０２によってリードフレーム５に接着されているから、チップ１００をリードフレーム５にダイマウントする際に接着剤が不要であり、接着剤の這い上がりという問題が無くなる。また、第２の耐熱性樹脂シート１０２の介在によって、樹脂モールドの際に、樹脂７が、チップ１００の裏面から梁構造体１００ａへ付着したり、チップ１００の裏面の接着部分の隙間から侵入し梁構造体１００ａへ這い上がるのを防止することができる。
【００５１】
また、本実施形態では耐熱性樹脂シート２、１０２としてポリイミド基材を用いており、ポリイミド基材は透明性を有するので、各シート２、１０２を透かして梁構造体１００ａの可動電極及び固定電極を確認でき、シート即ち保護キャップをつけたままの状態で目視検査が可能となる。
（第６実施形態）
上記図９に示す半導体加速度センサの別の製造方法を図１３に示す。本製造方法は、上記第２実施形態に示した製造方法（図６参照）に対して、両面露出タイプの半導体チップを用いること、及び、該チップの裏面側を覆う第２の耐熱性樹脂シート１０２を設けることが主な相違点である。
【００５２】
まず、図１３（ａ）の工程では、上記図６（ａ）及び（ｂ）の工程により得られた凹部２０ａが形成された耐熱性粘着シート２０を、半導体ウェハ１１０の表面に貼り合わせる。要領は上記図６（ｃ）の工程と同様である。
次に、図１３（ｂ）の工程では、上記図６（ｄ）と同様にして、ワイヤボンディングするためにパッド１００ｂ上にコンタクトホール２０ｂを開ける。
【００５３】
次に、図１３（ｃ）の工程では、上記第５実施形態で述べた図１０（ｃ）の工程と同様にして、半導体ウェハ１００の裏面に、第２の耐熱性樹脂シート１０２を貼り付ける。
この後は、第５実施形態と同様に、ダイシングカットを行ってチップ化し、最終的に図９に示す半導体加速度センサを完成させる。本実施形態においても、上記第５実施形態と同様の効果を奏する。
（第７実施形態）
図９に示す半導体加速度センサの上記第５及び第６実施形態とは異なる製造方法を図１４に示す。本製造方法は、上記第３実施形態に示した製造方法（図７参照）に対して、両面露出タイプの半導体チップを用いること、及び、該チップの裏面側を覆う第２の耐熱性樹脂シート１０２を設けることが主な相違点である。
【００５４】
まず、図１４（ａ）の工程では、上記図７（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の工程により得られた耐熱性粘着シート２２を、半導体ウェハ１１０の表面に貼り合わせる。要領は上記図７（ｄ）の工程と同様である。なお、耐熱性粘着シート２２における耐熱性樹脂シート２’は、本実施形態では第１の耐熱性樹脂シート２’に相当する。
【００５５】
次に図１４（ｂ）の工程では、上記第５実施形態で述べた図１０（ｃ）の工程と同様にして、半導体ウェハ１００の裏面に、第２の耐熱性樹脂シート１０２を貼り付ける。
この後は、第５実施形態と同様に、ダイシングカットを行ってチップ化し（図１４（ｃ）参照）、最終的に図９に示す半導体加速度センサを完成させる。本実施形態においても、上記第５実施形態と同様の効果を奏する。
（第８実施形態）
本実施形態は、図９に示す半導体加速度センサにおけるセンサチップ１００を、樹脂モールドではなく、セラミックパッケージ内に収納固定して構成したものであり、両面露出タイプのセンサチップ１００を上記第４実施形態に適用した変形例である。図１５に本実施形態の半導体加速度センサの断面構成を示す。
【００５６】
第１及び第２の耐熱性樹脂シート２、１０２によって梁構造体１００ａが保護されたセンサチップ１００の部分の構成は、上記図９に示すものと同じである。センサチップ１００は、パッケージ本体部３０における凹部内に収納され、該凹部の内壁面と第２の耐熱性樹脂シート１０２とを接着することによって固定されている。
【００５７】
このようにセラミックパッケージされた構成の半導体加速度センサにおいて、センサチップ１００をパッケージ本体部３０内に固定するときに１８０℃程度の熱処理が必要であり、またワイヤ４によるボンディング時に１５０℃程度の熱処理が必要であり、さらにセラミック本体部３０に蓋部３２を接着剤３３で固定するときに１８０℃程度の熱処理が必要であるが、この実施形態においても、耐熱性樹脂シート２、１０２であるポリイミド基材、耐熱性接着剤３であるシリコーン粘着剤の耐熱温度が、上記した熱処理温度の最高温度よりも高いため、両耐熱性樹脂シート２、１０２の形状を維持したまま、半導体加速度センサを完成させることができる。
【００５８】
そして、本実施形態においても、第２の耐熱性樹脂シート１０２によって、接着剤の這い上がりという問題は無くなる。
なお、この実施形態においても、耐熱性樹脂シートの製造方法およびその構成は、上記した第６、第７実施形態のものを適用することができる。
また、シリコーン接着剤としてシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）を有する分子構造のものであれば、耐熱性を向上させることができる。そして、シリコーン粘着剤の代わりに、ポリイミド接着剤を使用してもよい。
【００５９】
また、第２の耐熱性接着剤１０２は、耐熱性接着剤３と同様の耐熱性接着剤によって半導体ウェハ１１０の裏面に接着しても良い。
また、第２の耐熱性樹脂シート１０２とリードフレーム５及びパッケージ本体部３０における凹部との接着も、耐熱性接着剤を介して行っても良い。この場合、該耐熱性接着剤の這い上がりは、第２の耐熱性樹脂シート１０２の介在によって、防止することができる。
【００６０】
さらに、本発明は、梁構造体などの可動部を有するセンサ素子に限らず、エアーブリッジ配線構造のように機械的強度が低い構造体を有する半導体素子に対しても、同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す半導体加速度センサの断面構成図である。
【図２】図１に示す半導体加速度センサの製造方法を示す工程図である。
【図３】耐熱性粘着シート２０の平面構成を示す図である。
【図４】半導体ウェハ１０の平面構成を示す図である。
【図５】ダイシングブレード８を用いてダイシングカットを行っている状態を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態にかかる半導体加速度センサの製造方法を示す工程図である。
【図７】本発明の第３実施形態にかかる半導体加速度センサの製造方法を示す工程図である。
【図８】本発明の第４実施形態を示す半導体加速度センサの断面構成図である。
【図９】本発明の第５実施形態を示す半導体加速度センサの断面構成図である。
【図１０】図９に示す半導体加速度センサの製造方法を示す工程図である。
【図１１】半導体ウェハ１１０の平面構成を示す図である。
【図１２】第１および第２の耐熱性樹脂シート２、１０２が貼り合わされた半導体ウェハ１１０をダイシングブレード８を用いてカットしている状態を示す図である。
【図１３】本発明の第６実施形態にかかる半導体加速度センサの製造方法を示す工程図である。
【図１４】本発明の第７実施形態にかかる半導体加速度センサの製造方法を示す工程図である。
【図１５】本発明の第８実施形態を示す半導体加速度センサの断面構成図である。
【符号の説明】
１、１００…センサチップ、１ａ、１００ａ…梁構造体、
２…耐熱性樹脂シート、３…耐熱性粘着剤、４…ワイヤ、５…リードフレーム、
６…銀ペースト、７…樹脂、２０…耐熱性粘着シート、２０ａ…凹部、
２０ｂ、１００ｂ…コンタクトホール、３０…パッケージ本体部、
３１…金属配線、３２…蓋部、３３…接着剤、
１０２…第２の耐熱性樹脂シート、１１０…半導体ウェハ。

Claims (6)

  1. 可動部としての梁構造体（１ａ）を有し、表面に外部と電気接続するためのパッド（１ｂ）が形成された半導体ウェハ（１０）を用意する工程と、
    前記梁構造体（１ａ）を覆うための凹部（２０ａ、２０ｃ）を有する耐熱性樹脂シート（２、２’）を、耐熱性粘着剤（３）を用いて前記半導体ウェハ（１０）の上に貼り合わせる工程と、
    前記耐熱性樹脂シート（２、２’）に前記パッド（１ｂ）を露出させるための開口部（２０ｂ、２０ｄ）を形成する工程と、
    前記耐熱性樹脂シート（２、２’）が貼り合わされた前記半導体ウェハ（１０）をダイシングカットしてチップ化する工程と、
    前記ダイシングカットにより得られた半導体チップ（１）において前記耐熱性樹脂シート（２、２’）の前記開口部（２０ｂ、２０ｅ）によって露出されている前記パッド（１ｂ）をワイヤ（４）にてボンディングする工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 可動部としての梁構造体（１ａ）を有する半導体ウェハ（１０）を用意する工程と、
    前記梁構造体（１ａ）を覆うための凹部（２０ａ、２０ｃ）を有する耐熱性樹脂シート（２、２’）を、耐熱性粘着剤（３）を用いて前記半導体ウェハ（１０）の上に貼り合わせる工程と、
    前記耐熱性樹脂シート（２、２’）が貼り合わされた前記半導体ウェハ（１０）をダイシングカットしてチップ化する工程と、
    前記ダイシングカットにより得られた半導体チップ（１）を前記耐熱性樹脂シート（２、２’）を残したまま樹脂モールドする工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 可動部としての梁構造体（１ａ）を有する半導体ウェハ（１０）を用意する工程と、
    前記梁構造体（１ａ）を覆うための凹部（２０ａ、２０ｃ）を有する耐熱性樹脂シート（２、２’）を、耐熱性粘着剤（３）を用いて前記半導体ウェハ（１０）の上に貼り合わせる工程と、
    前記耐熱性樹脂シート（２、２’）が貼り合わされた前記半導体ウェハ（１０）をダイシングカットしてチップ化する工程と、
    前記ダイシングカットにより得られた半導体チップ（１）を前記耐熱性シート（２、２’）を残したままパッケージ（３０〜３３）内に収納固定する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 可動部としての梁構造体（１００ａ）が表面及び裏面に露出しており、表面に外部と電気接続するためのパッド（１００ｂ）が形成された半導体ウェハ（１１０）を用意する工程と、
    前記梁構造体を覆うための凹部（２０ａ、２０ｃ）を有する第１の耐熱性樹脂シート（２、２’）を、耐熱性粘着剤（３）を用いて前記半導体ウェハの表面に貼り合わせる工程と、
    前記第１の耐熱性樹脂シートに前記パッドを露出させるための開口部（２０ｂ、２０ｄ）を形成する工程と、
    前記梁構造体の裏面を覆うための第２の耐熱性樹脂シート（１０２）を、前記半導体ウェハの裏面に貼り合わせる工程と、
    前記第１および第２の耐熱性樹脂シートが貼り合わされた前記半導体ウェハをダイシングカットしてチップ化する工程と、
    前記ダイシングカットにより得られた半導体チップを、前記第２の耐熱性樹脂シートを前記リードフレームに接着することによって固定する工程と、
    前記リードフレームに固定された半導体チップにおいて前記第１の耐熱性樹脂シートの前記開口部によって露出されている前記パッドと、前記リードフレームとをワイヤにてボンディングする工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 可動部としての梁構造体（１００ａ）が表面及び裏面に露出している半導体ウェハ（１１０）を用意する工程と、
    前記梁構造体を覆うための凹部（２０ａ、２０ｃ）を有する第１の耐熱性樹脂シート（２、２’）を、耐熱性粘着剤（３）を用いて前記半導体ウェハの表面に貼り合わせる工程と、
    前記梁構造体の裏面を覆うための第２の耐熱性樹脂シート（１０２）を、前記半導体ウェハの裏面に貼り合わせる工程と、
    前記第１および第２の耐熱性樹脂シートが貼り合わされた前記半導体ウェハをダイシングカットしてチップ化する工程と、
    前記ダイシングカットにより得られた半導体チップを、前記第１及び第２の耐熱性樹脂シートを残したまま樹脂モールドする工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  6. 可動部としての梁構造体（１００ａ）が表面及び裏面に露出している半導体ウェハ（１１０）を用意する工程と、
    前記梁構造体を覆うための凹部（２０ａ、２０ｃ）を有する第１の耐熱性樹脂シート（２、２’）を、耐熱性粘着剤（３）を用いて前記半導体ウェハの表面に貼り合わせる工程と、
    前記梁構造体の裏面を覆うための第２の耐熱性樹脂シート（１０２）を、前記半導体ウェハの裏面に貼り合わせる工程と、
    前記第１および第２の耐熱性樹脂シートが貼り合わされた前記半導体ウェハをダイシングカットしてチップ化する工程と、
    前記ダイシングカットにより得られた半導体チップを、前記第１及び第２の耐熱性樹脂シートを残したままパッケージ（３０〜３３）内に収納するとともに、前記第２の耐熱性樹脂シートを前記パッケージに接着することによって前記パッケージに固定する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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