JP4506553B2 - Method for manufacturing diaphragm type semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、複数個のダイヤフラム部が形成された半導体ウエハとガラス基板の接合体から、ダイヤフラム部を含む所定領域を切り出して製造するダイヤフラム式半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a diaphragm type semiconductor device in which a predetermined region including a diaphragm portion is cut out from a bonded body of a semiconductor wafer and a glass substrate on which a plurality of diaphragm portions are formed.
メンブレン状のダイヤフラム部が形成されてなるダイヤフラム式半導体装置として、半導体圧力センサ(特許文献1,2)、半導体加速度センサ、赤外線センサ、流量センサ等が知られている。また、これら半導体装置の製造方法の一例が、例えば、特許第3613838号公報(特許文献3)に開示されている。 As a diaphragm type semiconductor device in which a membrane-like diaphragm portion is formed, a semiconductor pressure sensor (Patent Documents 1 and 2), a semiconductor acceleration sensor, an infrared sensor, a flow rate sensor, and the like are known. An example of a manufacturing method of these semiconductor devices is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 3613838 (Patent Document 3).
図3(a),(b)は、それぞれ特許文献1,2に開示された半導体圧力センサの模式的な断面図である。 3A and 3B are schematic cross-sectional views of the semiconductor pressure sensor disclosed in Patent Documents 1 and 2, respectively.
図3(a),(b)に示す半導体圧力センサ90a,90bは、いずれも、半導体基板3a,3bの裏面側をエッチングしてメンブレン状のダイヤフラム部9a,9bが形成された、ダイヤフラム式半導体圧力センサである。ダイヤフラム部9a,9bにおけるn型半導体基板3a,3b表面には、ブリッジ接続されたp型ピエゾ抵抗部5a,5bが配置されている。このブリッジ接続されたp型ピエゾ抵抗部5a,5bにより、ダイヤフラム部9a,9bの変形歪を検出して、ダイヤフラム部9a,9bに印加される被測定媒体の圧力を検出する。尚、半導体圧力センサ90a,90bでは、それぞれ、半導体基板3a,3bの裏面側に台座としてのガラス基板1a,1bが接合されている。
The
図3(a)の半導体圧力センサ90aは、裏面受圧のダイヤフラム式半導体圧力センサである。裏面受圧の半導体圧力センサ90aにおいては、裏面側に形成されたエッチングによる空洞部8aに対応して、ガラス基板1aに貫通穴haが形成されており、貫通穴haを介して空洞部8aに導入される空気、水、油等の被測定媒体の圧力を検出する。
The
一方、図3(b)に示す半導体圧力センサ90bは、表面受圧のダイヤフラム式半導体圧力センサである。表面受圧の半導体圧力センサ90bにおいては、半導体基板3bの裏面側に形成されたエッチングによる空洞部8bがガラス基板1bにより真空封じされており、半導体基板3bの表側面に導入される空気、水、油等の被測定媒体の圧力を検出する。表面受圧の半導体圧力センサ90bにおいては、空洞部8bが真空封じされているため、被測定媒体の絶対圧を測定することができる。
On the other hand, the
図4(a)〜(d)は、図3(a)に示す半導体圧力センサ90aの従来の製造方法を示す図である。図3(a)の半導体圧力センサ90aに限らず、半導体装置の製造においては、一般的に、半導体ウエハに半導体装置の繰り返し構造を形成し、最後にチップに切り出して半導体装置を製造する。図3(a)に示す半導体圧力センサ90aは、半導体基板3aの裏面側にガラス基板1aが接合されており、その製造は以下のようにして行う。
4A to 4D are views showing a conventional manufacturing method of the
図4(a),(b)は、それぞれ、半導体圧力センサ90aの製造に用いられる、個別に製造された半導体ウエハ30aとガラス基板10aの上面図である。
4A and 4B are top views of the individually manufactured
図4(a),(b)に示す半導体ウエハ30aとガラス基板10aは、図4(c),(d)に示すように位置決めして互いに貼り合わせた後、細い破線で示した格子状に直交するライン沿って切断し、半導体圧力センサ90aの各チップを製造する。
The semiconductor wafer 30a and the
図4(a)に示す半導体ウエハ30aの全面には、細い破線で囲まれた領域を周期とする半導体圧力センサ90aの繰り返し構造が形成されている。図では、簡単化のために、裏面側をエッチングしてメンブレン状に形成された半導体ウエハ30aの中央部分にあるダイヤフラム部9aのみを、点線で示している。また、切断の目安となる細い破線で示したラインは、アルミニウム配線形成時のフォトリソグラフィ工程を用いて、半導体ウエハ30aにおけるアルミニウム配線と同時に形成する。
On the entire surface of the semiconductor wafer 30a shown in FIG. 4A, a repeated structure of the
半導体ウエハ30aの外周における一つの直線カット部Woはオリフラであり、残る二つの直線カット部Kw1,Kw2は、ガラス基板10aと位置決めするための基準カット部である。基準カット部Kw1,Kw2は、格子状に直交する切断の目安となる細い破線で示したラインに沿って形成されており、基準カット部Kw1,Kw2は、互いに直交する。尚、切断の目安となる細い破線はオリフラWoに対してわずかに回転して形成されており、基準カット部Kw1,Kw2もオリフラWoに対してわずかに回転して形成されている。
One straight cut portion Wo on the outer periphery of the
図4(b)に示すガラス基板10aの全面にも、半導体ウエハ30aに形成される半導体圧力センサ90aの繰り返し構造に対応して、細い破線で囲まれた領域を周期とする繰り返し構造が形成されている。図では、簡単化のために、半導体ウエハ30aに形成されたダイヤフラム部9aに対応するガラス基板10aの中央部分にある貫通穴haのみを、実線で示している。尚、ガラス基板10aの外周における二つの直線カット部Kg1,Kg2は、半導体ウエハ30aと位置決めするために、半導体ウエハ30aの基準カット部Kw1,Kw2に対応して形成された、ガラス基板10aの基準カット部である。また、ガラス基板10aにおける基準カット部Kg1,Kg2も、半導体ウエハ30aにおける基準カット部Kw1,Kw2と同様に、フォトリソグラフィ工程を用いて形成された細い破線で示したラインに沿って、ウエハダイサによりカットして形成される。
On the entire surface of the
図4(c)と図4(d)は、半導体ウエハ30aとガラス基板10aの位置決め工程と接合工程を示す図である。
FIG. 4C and FIG. 4D are diagrams showing a positioning process and a bonding process of the
図4(c)に示すように、半導体ウエハ30aとガラス基板10aの位置決めは、保持冶具Jを用いて行う。保持冶具Jには、半導体ウエハ30aとガラス基板10aの基準カット部Kw1,Kg1および基準カット部Kw2,Kg2に対応する、互いに直交する基準ガイド面K1,K2が形成されている。この基準ガイド面K1,K2に半導体ウエハ30aとガラス基板10aの基準カット部Kw1,Kg1および基準カット部Kw2,Kg2を当接させて重ね合わせ、半導体ウエハ30aとガラス基板10aを位置決めする。
As shown in FIG. 4C, the positioning of the
図4(d)は、保持冶具Jの上で重ね合わされた半導体ウエハ30aとガラス基板10aを示している。図4(d)の状態で、陽極接合により、半導体ウエハ30aとガラス基板10aを互いに接合する。
FIG. 4D shows the
最後に、貼り合わされた半導体ウエハ30aとガラス基板10aの接合体を、図の細い破線で示したライン沿って切断し、半導体圧力センサ90aの各チップを製造する。
Lastly, the bonded assembly of the
尚、図3(b)に示す表面受圧のダイヤフラム式半導体圧力センサについても、図4(a)〜(d)に示す製造方法を用いて、同様に製造することができる。
図4(a)〜(d)に示す半導体圧力センサ90aの製造方法において、半導体ウエハ30aとガラス基板10aを位置決めするためには、半導体ウエハ30aとガラス基板10aに、それぞれ、基準カット部Kw1,Kw2および基準カット部Kg1,Kg2を形成する必要がある。また、基準カット部Kw1,Kw2形成のために当初の半導体ウエハとガラス基板から切り取られる部分は、半導体圧力センサ90aの製造に利用されず、半導体ウエハとガラス基板の利用効率が低い。
In the method of manufacturing the
さらに、図4(a),(b)のようにカットされた半導体ウエハ30aとガラス基板10aは、SEMI(Semiconductor Equipments and Materials International)規格の「ウエハ最小寸法」が満足されない形状となってしまう。このため、図4(c),(d)に至る洗浄工程、ウェットエッチング工程、あるいは遠心力を用いた乾燥工程において、半導体ウエハ30aやガラス基板10aがテフロン(登録商標)キャリアから浮き上がったり落下したりして、割れ等の不具合が発生し易い。
Furthermore, the semiconductor wafer 30a and the
そこで本発明の目的は、複数個のダイヤフラム部が形成された半導体ウエハとガラス基板の接合体から、ダイヤフラム部を含む所定領域を切り出して製造するダイヤフラム式半導体装置の製造方法であって、半導体ウエハとガラス基板の利用効率が高く、これらを容易に位置決めすることができて安価に製造することができ、製造途中の落下等による不具合が発生し難い、ダイヤフラム式半導体装置の製造方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is a method for manufacturing a diaphragm type semiconductor device, in which a predetermined region including a diaphragm portion is cut out from a bonded body of a semiconductor wafer and a glass substrate on which a plurality of diaphragm portions are formed. And a method for manufacturing a diaphragm-type semiconductor device, in which the use efficiency of the glass substrate is high, these can be easily positioned and can be manufactured at low cost, and troubles due to dropping or the like during the manufacturing are unlikely to occur. It is in.
請求項1に記載の発明は、半導体ウエハの裏面側をエッチングしてメンブレン状のダイヤフラム部を複数個形成すると共に、前記半導体ウエハの裏面側にガラス基板を接合し、前記半導体ウエハとガラス基板の接合体から、前記ダイヤフラム部を含む所定領域を切り出して、各半導体装置のチップとするダイヤフラム式半導体装置の製造方法であって、前記複数個のダイヤフラム部における裏面側に形成された前記エッチングによる空洞部に対応して、前記ガラス基板に貫通穴が形成されてなり、前記半導体ウエハの裏面側にある空洞部もしくは前記ガラス基板にある貫通穴の上にビーズをばら撒いた後、接合相手のガラス基板もしくは半導体ウエハを重ねて、前記空洞部と貫通穴の間に前記ビーズを挿入し、該ビーズが挿入されて特定される前記空洞部と貫通穴をそれぞれ位置決めのための基準空洞部とガラス基準部とし、2個以上の前記基準空洞部と前記ガラス基準部により、前記半導体ウエハと前記ガラス基板を位置決め固定した状態で、前記半導体ウエハと前記ガラス基板を接合することを特徴としている。 According to the first aspect of the present invention, the back surface side of the semiconductor wafer is etched to form a plurality of membrane-like diaphragm portions, and a glass substrate is bonded to the back surface side of the semiconductor wafer. A method of manufacturing a diaphragm type semiconductor device by cutting out a predetermined region including the diaphragm portion from a joined body to form a chip of each semiconductor device, wherein the etching cavity formed on the back surface side of the plurality of diaphragm portions A through hole is formed in the glass substrate corresponding to the portion , and after dispersing beads on the cavity on the back side of the semiconductor wafer or the through hole in the glass substrate, the glass to be bonded The substrate or semiconductor wafer is stacked, and the beads are inserted between the cavity and the through hole, and the beads are inserted and specified. The through hole and the cavity and a reference cavity and the glass reference portion for positioning respectively, by two or more of the reference cavity the glass reference portion, while positioning and fixing the glass substrate and the semiconductor wafer, The semiconductor wafer and the glass substrate are bonded together.
これによれば、一枚の半導体ウエハから多数個取りされるダイヤフラム式半導体装置の裏面側のエッチングによる空洞部を利用して、半導体ウエハの裏面側に複数個形成された空洞部もしくは該空洞部に対応するガラス基板に形成された貫通穴の上にビーズをばら撒いた後、接合相手のガラス基板もしくは半導体ウエハを重ねて、空洞部と貫通穴の間にビーズを挿入し、該ビーズが挿入されて特定される空洞部と貫通穴をそれぞれ位置決めのための基準空洞部とガラス基準部として、2個以上の基準空洞部とガラス基準部により、半導体ウエハとガラス基板の位置決め・接合を行う。従って、従来の半導体ウエハとガラス基板のように、位置決めのための基準カット部を形成する必要がない。従って、カット工程が不要となり安価に製造できると共に、半導体ウエハとガラス基板の利用効率を高めることができる。また、半導体ウエハとガラス基板に基準カット部を形成しないため、半導体ウエハとガラス基板は、SEMI(Semiconductor Equipments and Materials International)規格の「ウエハ最小寸法」を満足している。このため、半導体ウエハとガラス基板の製造途中におけるテフロン(登録商標)キャリアからの落下等による不具合を防止することができる。
また、上記製造方法においては、位置決め点を予め設定された位置に特定する必要がなく、ビーズを半導体ウエハの空洞部もしくはガラス基板の貫通穴上にばら撒いた後、ガラス基板もしくは半導体ウエハを重ねて位置決めする。従って、半導体ウエハとガラス基板が2個以上の任意の多数点で位置決めされるため、安定した位置決め・接合を行うことができ、これによっても製造途中における落下等の不具合を抑制することができる。
According to this, a plurality of cavities formed on the back surface side of the semiconductor wafer using the cavities formed by etching on the back surface side of the diaphragm type semiconductor device obtained from a single semiconductor wafer, or the cavity portions After dispersing the beads on the through holes formed in the glass substrate corresponding to the above, the glass substrate or semiconductor wafer to be joined is overlaid, and the beads are inserted between the cavity and the through holes, and the beads are inserted. Then, the semiconductor wafer and the glass substrate are positioned and joined by two or more reference cavities and glass reference parts, respectively, with the cavity part and the through hole specified as the reference cavity part and glass reference part for positioning. Therefore, it is not necessary to form a reference cut portion for positioning unlike the conventional semiconductor wafer and glass substrate. Accordingly, the cutting process is not required and the manufacturing can be performed at a low cost, and the utilization efficiency of the semiconductor wafer and the glass substrate can be increased. Further, since the reference cut portion is not formed in the semiconductor wafer and the glass substrate, the semiconductor wafer and the glass substrate satisfy the “minimum wafer size” of SEMI (Semiconductor Equipments and Materials International) standard. For this reason, the malfunction by the fall from the Teflon (trademark) carrier in the middle of manufacture of a semiconductor wafer and a glass substrate can be prevented.
Further, in the above manufacturing method, it is not necessary to specify the positioning point at a preset position. After the beads are scattered over the cavity of the semiconductor wafer or the through hole of the glass substrate, the glass substrate or the semiconductor wafer is overlaid. Position. Therefore, since the semiconductor wafer and the glass substrate are positioned at two or more arbitrary multiple points, stable positioning and bonding can be performed, and this can also prevent problems such as dropping during the manufacturing.
以上のようにして、上記製造方法は、複数個のダイヤフラム部が形成された半導体ウエハとガラス基板の接合体から、ダイヤフラム部を含む所定領域を切り出して製造するダイヤフラム式半導体装置の製造方法であって、半導体ウエハとガラス基板の利用効率が高く、安価に製造することができ、製造途中の落下等による不具合が発生し難い製造方法となっている。 As described above, the above manufacturing method is a method for manufacturing a diaphragm type semiconductor device in which a predetermined region including a diaphragm portion is cut out and manufactured from an assembly of a semiconductor wafer and a glass substrate on which a plurality of diaphragm portions are formed. Thus, the use efficiency of the semiconductor wafer and the glass substrate is high, the manufacturing method can be inexpensively performed, and the manufacturing method is unlikely to cause problems due to dropping or the like during the manufacturing.
請求項1に記載したダイヤフラム式半導体装置の製造方法は、請求項2に記載のように、前記ダイヤフラム式半導体装置が、裏面受圧のダイヤフラム式半導体圧力センサである場合に好適である。裏面受圧のダイヤフラム式半導体圧力センサにおいては、半導体ウエハにおける前記複数個の空洞部のそれぞれに対応して、前記ガラス基板に複数個の貫通穴が形成されている。従って、位置決めのための前記基準空洞部と前記ガラス基準部を、前記複数個の空洞部とそれに対応する貫通穴とすることができる。以上のように、裏面受圧のダイヤフラム式半導体圧力センサについては、上記製造方法におけるガラス基準部の新たな形成工程を必要としないため、特に効果的である。 Method of manufacturing a diaphragm semiconductor device according to claim 1, as claimed in claim 2, wherein the diaphragm semiconductor device is suitable when a diaphragm type semiconductor pressure sensor of the back pressure. In the diaphragm pressure type semiconductor pressure sensor of the back pressure receiving, a plurality of through holes are formed in the glass substrate corresponding to each of the plurality of cavities in the semiconductor wafer. Therefore, it is possible to the said glass reference portion as a reference cavity, wherein the plurality of cavities and through holes corresponding to the positioning. As described above, the diaphragm-type semiconductor pressure sensor receiving pressure on the back surface is particularly effective because it does not require a new step of forming the glass reference portion in the manufacturing method.
また、請求項3に記載のように、上記ダイヤフラム式半導体装置の製造方法は、前記ダイヤフラム式半導体装置が、表面受圧のダイヤフラム式半導体圧力センサであり、前記ガラス基板において、前記ビーズをばら撒いた後、前記ガラス基準部として特定される前記貫通穴が形成された領域を除いた領域には、前記貫通穴が形成されていない場合にも、適用することができる。 According to a third aspect of the present invention, in the manufacturing method of the diaphragm type semiconductor device, the diaphragm type semiconductor device is a surface pressure-receiving diaphragm type semiconductor pressure sensor, and the beads are dispersed on the glass substrate . after, to the area except the through hole is formed that is identified as the glass reference portion, when the penetrations holes are not formed can also be applied.
尚、前記半導体ウエハと前記ガラス基板の接合には、例えば請求項4に記載のように、陽極接合を用いることができる。 In addition, anodic bonding can be used for bonding the semiconductor wafer and the glass substrate, for example, as described in claim 4 .
本発明は、半導体ウエハの裏面側をエッチングしてメンブレン状のダイヤフラム部を複数個形成すると共に、半導体ウエハの裏面側にガラス基板を接合し、半導体ウエハとガラス基板の接合体から、ダイヤフラム部を含む所定領域を切り出して各半導体装置のチップとする、ダイヤフラム式半導体装置の製造方法である。メンブレン状のダイヤフラム部が形成されてなるダイヤフラム式半導体装置として、例えば、図3(a),(b)に示す半導体圧力センサや、半導体加速度センサ、赤外線センサ、流量センサ等がある。以下、図3(a)の半導体圧力センサ90aを例にして、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。
The present invention etches the back surface side of a semiconductor wafer to form a plurality of membrane-like diaphragm portions, bonds a glass substrate to the back surface side of the semiconductor wafer, and forms a diaphragm portion from the joined body of the semiconductor wafer and the glass substrate. This is a method for manufacturing a diaphragm type semiconductor device, in which a predetermined region is cut out to form a chip of each semiconductor device. As a diaphragm type semiconductor device in which a membrane-like diaphragm portion is formed, for example, there are a semiconductor pressure sensor, a semiconductor acceleration sensor, an infrared sensor, a flow rate sensor and the like shown in FIGS. Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings, taking the
図1(a)〜(d)は、本発明による図3(a)の半導体圧力センサ90aの製造方法を示す図で、本発明によるダイヤフラム式半導体装置の製造方法の基本部分を説明する図である。
FIGS. 1A to 1D are views showing a method of manufacturing the
図1(a),(b)は、それぞれ、半導体圧力センサ90aの製造に用いられる、個別に製造された半導体ウエハ31aとガラス基板11aの上面図である。
FIGS. 1A and 1B are top views of a
図1(a),(b)に示す半導体ウエハ31aとガラス基板11aは、図1(c),(d)に示すように位置決めして互いに貼り合わせた後、細い破線で示した格子状に直交するライン沿って切断し、半導体圧力センサ90aの各チップを製造する。
The
図1(a)に示す半導体ウエハ31aの全面においても、図4(a)に示す半導体ウエハ30aと同様に、細い破線で囲まれた領域を周期とする半導体圧力センサ90aの繰り返し構造が形成されている。図では、簡単化のために、裏面側をエッチングしてメンブレン状に形成された半導体ウエハ31aの中央部分にあるダイヤフラム部9aのみを、点線で示している。また、切断の目安となる細い破線で示したラインは、アルミニウム配線形成時のフォトリソグラフィ工程を用いて、半導体ウエハ31aにおけるアルミニウム配線と同時に形成する。
Similar to the
図1(a)の半導体ウエハ31aでは、従来の製造方法に用いられる図4(a)の半導体ウエハ30aにあった、位置決めのための基準カット部Kw1,Kw2が形成されていない。従って、図1(a)の半導体ウエハ31aの外周には、オリフラの直線カット部Woのみが存在する。
In the
図1(b)に示すガラス基板11aの全面にも、半導体ウエハ31aに形成される半導体圧力センサ90aの繰り返し構造に対応して、細い破線で囲まれた領域を周期とする繰り返し構造が形成されている。図では、簡単化のために、半導体ウエハ31aに形成されたダイヤフラム部9aに対応するガラス基板11aの中央部分にある貫通穴haのみを、実線で示している。
Also on the entire surface of the
図1(a)の半導体ウエハ31aの場合と同様に、図1(b)のガラス基板11aにおいても、従来の製造方法に用いられる図4(b)のガラス基板10aにあった、位置決めのための基準カット部Kg1,Kg2が形成されていない。
As in the case of the
図1(c)と図1(d)は、半導体ウエハ31aとガラス基板11aの位置決め工程と接合工程を示す図である。
FIG. 1C and FIG. 1D are diagrams showing a positioning process and a bonding process of the
半導体ウエハ31aとガラス基板11aの位置決めは、半導体ウエハ31aにある複数個のダイヤフラム部9aにおける裏面側に形成されたエッチングによる空洞部のうち、例えば図1(c)に示す3個の約120度の位置関係にある空洞部K8a1〜K8a3を位置決めのための基準空洞部としておこなう。図3(a)に示す半導体圧力センサ90aは裏面受圧のダイヤフラム式半導体圧力センサであり、図1(b)に示すガラス基板11aにおいても、基準空洞部K8a1〜K8a3に対応する貫通穴Kha1〜Kha3が形成されており、これをガラス基準部として用いる。この基準空洞部K8a1〜K8a3とガラス基準部Kha1〜Kha3により位置決めして、図1(c)に示すように半導体ウエハ31aとガラス基板11aを重ね合わせる。尚、基準空洞部とガラス基準部の選択は、3個に限らず、2個以上の任意の複数個であってよい。
The positioning of the
図1(d)は、重ね合わされた半導体ウエハ31aとガラス基板11aを示している。図1(d)の状態で、陽極接合により、半導体ウエハ31aとガラス基板11aを互いに接合する。
FIG. 1D shows the
最後に、貼り合わされた半導体ウエハ31aとガラス基板11aの接合体を、図の細い破線で示したライン沿って切断し、半導体圧力センサ90aの各チップを製造する。
Finally, the bonded assembly of the
図1(a)〜(d)に示す製造方法によれば、一枚の半導体ウエハ31aから多数個取りされる図3(a)の半導体圧力センサ90aの裏面側のエッチングによる空洞部8aを利用して、半導体ウエハ31aの裏面側に複数個形成された空洞部8aから2個以上を基準空洞部K8a1〜K8a3として選択し、半導体ウエハ31aとガラス基板11aの位置決め・接合を行う。従って、図4(a),(b)に示す従来の半導体ウエハ30aとガラス基板10aのように、位置決めのための基準カット部Kw1,Kw2,Kg1,Kg2を形成する必要がない。従って、カット工程が不要となり安価に製造できると共に、半導体ウエハ31aとガラス基11aの利用効率を高めることができる。また、半導体ウエハ31aとガラス基板11aに基準カット部Kw1,Kw2,Kg1,Kg2を形成しないため、半導体ウエハとガラス基板は、SEMI(Semiconductor Equipments and Materials International)規格の「ウエハ最小寸法」を満足している。このため、図4(a),(b)に示す従来の半導体ウエハ30aおよびガラス基板10aと異なり、半導体ウエハ31aとガラス基板11aの製造途中におけるテフロン(登録商標)キャリアからの落下等による不具合を防止することができる。
According to the manufacturing method shown in FIGS. 1 (a) to 1 (d), the
尚、上記したダイヤフラム式半導体装置の製造方法は、表面受圧のダイヤフラム式半導体圧力センサにも適用可能である。表面受圧のダイヤフラム式半導体圧力センサは、例えば、図1(a)〜(d)に示すガラス基板11aにおいて、半導体ウエハ31aの基準空洞部K8a1〜K8a3を除いた複数個の空洞部8aのそれぞれに対応する領域には、ガラス基板11aを貫通する貫通穴haが形成されていない場合に相当する。この場合も、半導体ウエハ31aの基準空洞部K8a1〜K8a3と、それに対応するガラス基板11aに形成されたのガラス基準部により、後述する図2(a)〜(c)に示す方法で、同様に位置決めすることができる。
The above-described method for manufacturing a diaphragm type semiconductor device can also be applied to a surface pressure receiving diaphragm type semiconductor pressure sensor. For example, the diaphragm-type semiconductor pressure sensor of surface pressure is provided in each of a plurality of
以上のようにして、上記図1(a)〜(d)に示す製造方法は、複数個のダイヤフラム部9aが形成された半導体ウエハ31aとガラス基板11aの接合体から、ダイヤフラム部9aを含む所定領域を切り出して製造するダイヤフラム式半導体装置90aの製造方法であって、半導体ウエハ31aとガラス基板11aの利用効率が高く、安価に製造することができ、製造途中の落下等による不具合が発生し難い製造方法となっている。
As described above, the manufacturing method shown in FIGS. 1A to 1D described above includes a predetermined portion including the
また、上記したように、裏面受圧のダイヤフラム式半導体圧力センサ90aにおいては、半導体ウエハにおける複数個の空洞部8a(ダイヤフラム部9a)のそれぞれに対応して、ガラス基板11に複数個の貫通穴haが形成されている。従って、位置決めのための基準空洞部とガラス基準部を、複数個の空洞部8a(ダイヤフラム部9a)とそれに対応する貫通穴haから選択される、2個以上の空洞部K8a1〜K8a3とそれに対応する貫通穴Kha1〜Kha3とすることができる。以上のように、裏面受圧のダイヤフラム式半導体圧力センサ90aについては、上記製造方法におけるガラス基準部Kha1〜Kha3の新たな形成工程を必要としないため、特に効果的である。
Further, as described above, in the diaphragm-type
図2(a)〜(c)は、半導体ウエハとガラス基板を位置決め固定する具体的な方法を説明する図で、半導体ウエハ31aの基準空洞部K8aと各ガラス基板12〜14のガラス基準部の周りを拡大して示した模式的な断面図である。
FIGS. 2A to 2C are diagrams illustrating a specific method for positioning and fixing the semiconductor wafer and the glass substrate. The reference cavity K8a of the
図2(a)は、本発明ではないが参考とする製造方法の例で、図2(a)では、半導体ウエハ31aとガラス基板12を位置決め固定するため、ガラス基準部を、図1(c)におけるガラス基準部Kha1〜Kha3と同様に、ガラス基板12を貫通する貫通穴Kh12としている。この貫通穴Kh12を介して、半導体ウエハ31aの基準空洞部K8aにピンPを挿入して、半導体ウエハ31aとガラス基板12を位置決め固定している。このように、ピンPを用いることで、半導体ウエハ31aとガラス基板12を容易に位置決めすることができ、これから切り出されて製造されるダイヤフラム式半導体装置を安価に製造することができる。
FIG. 2A is an example of a manufacturing method which is not the present invention but is a reference . In FIG. 2A, in order to position and fix the
図2(b)は、本発明に係る製造方法の例で、図2(b)についても、半導体ウエハ31aとガラス基板13を位置決め固定するため、ガラス基準部を、図1(c)におけるガラス基準部Kha1〜Kha3と同様に、ガラス基板13を貫通する貫通穴Kh13としている。図2(b)では、この貫通穴Kh13と半導体ウエハ31aの基準空洞部K8aの間にボール状のビーズBを挿入して、半導体ウエハ31aとガラス基板13を位置決め固定している。
FIG. 2B is an example of the manufacturing method according to the present invention . In FIG. 2B as well, in order to position and fix the
このように、ビーズBを用いた位置決め固定では、位置決め点を予め設定された位置に特定する必要がない。例えば、図1(a),(b)に示す半導体ウエハ31aやガラス基板11aのように、半導体ウエハ31aの裏面側に多数ある空洞部8aもしくはガラス基板11aに多数ある貫通穴ha上にビーズBをばら撒いた後、ガラス基板11aもしくは半導体ウエハ31aを重ねて位置決めすることができる。従って、半導体ウエハ31aとガラス基板11aが任意の多数点で位置決めされるため、安定した位置決め・接合を行うことができ、製造途中における落下等の不具合をより抑制することができる。尚ビーズBは、半導体ウエハ31aとガラス基板11aの接合後に、熱や溶剤を用いて除去すればよい。
As described above, in the positioning and fixing using the beads B, it is not necessary to specify the positioning point at a preset position. For example, like the
図2(c)は、本発明ではないが参考とする製造方法の例で、図2(c)では、半導体ウエハ31aとガラス基板14を位置決め固定するため、ガラス基準部を、ガラス基板14における半導体ウエハ31aとの接合面側に設けられ、半導体ウエハ31aの基準空洞部K8aに挿入可能な、凸状部K14としている。この凸状部K14を基準空洞部K8aに挿入して、半導体ウエハ31aとガラス基板14を位置決め固定している。これによれば、ガラス基準部として、ガラス基板14に図2(a),(b)のような貫通穴を形成できない場合にも対応することができる。
FIG. 2C is an example of a manufacturing method which is not the present invention but is a reference . In FIG. 2C, in order to position and fix the
以上のようにして、上記したダイヤフラム式半導体装置の製造方法は、複数個のダイヤフラム部が形成された半導体ウエハとガラス基板の接合体から、ダイヤフラム部を含む所定領域を切り出して製造するダイヤフラム式半導体装置の製造方法であって、半導体ウエハとガラス基板の利用効率が高く、これらを容易に位置決めすることができて安価に製造することができ、製造途中の落下等による不具合が発生し難い、ダイヤフラム式半導体装置の製造方法とすることができる。 As described above, the above-described method for manufacturing a diaphragm type semiconductor device includes a diaphragm type semiconductor manufactured by cutting out a predetermined region including a diaphragm portion from a bonded body of a semiconductor wafer and a glass substrate on which a plurality of diaphragm portions are formed. A method for manufacturing an apparatus, in which the use efficiency of a semiconductor wafer and a glass substrate is high, these can be easily positioned and manufactured at low cost, and troubles due to dropping during the manufacturing are unlikely to occur. It can be set as a manufacturing method of a type semiconductor device.
90a,90b 半導体圧力センサ(ダイヤフラム式半導体装置)
31a 半導体ウエハ
8a,8b 空洞部
9a,9b ダイヤフラム部
K8a1〜K8a3,K8a 基準空洞部
11a,12〜14 ガラス基板
ha 貫通穴
Kha1〜Kha3,Kh12,Kh13 ガラス基準部(貫通穴)
Kh14 ガラス基準部(凸状部)
P ピン
B ビーズ
90a, 90b Semiconductor pressure sensor (diaphragm type semiconductor device)
Kh14 Glass reference part (convex part)
P pin B beads
Claims (4)
前記半導体ウエハとガラス基板の接合体から、前記ダイヤフラム部を含む所定領域を切り出して、各半導体装置のチップとするダイヤフラム式半導体装置の製造方法であって、
前記複数個のダイヤフラム部における裏面側に形成された前記エッチングによる空洞部に対応して、前記ガラス基板に貫通穴が形成されてなり、
前記半導体ウエハの裏面側にある空洞部もしくは前記ガラス基板にある貫通穴の上にビーズをばら撒いた後、接合相手のガラス基板もしくは半導体ウエハを重ねて、前記空洞部と貫通穴の間に前記ビーズを挿入し、該ビーズが挿入されて特定される前記空洞部と貫通穴をそれぞれ位置決めのための基準空洞部とガラス基準部とし、
2個以上の前記基準空洞部と前記ガラス基準部により、前記半導体ウエハと前記ガラス基板を位置決め固定した状態で、前記半導体ウエハと前記ガラス基板を接合することを特徴とするダイヤフラム式半導体装置の製造方法。 Etching the back side of the semiconductor wafer to form a plurality of membrane-like diaphragm parts, and bonding a glass substrate to the back side of the semiconductor wafer,
A method for manufacturing a diaphragm type semiconductor device, wherein a predetermined region including the diaphragm portion is cut out from a bonded body of the semiconductor wafer and the glass substrate, and used as a chip of each semiconductor device,
The plurality of corresponding to the cavity portion by the etching is formed on the back surface side of the diaphragm portion, a through hole is formed on the glass substrate,
After dispersing beads on the cavity on the back side of the semiconductor wafer or on the through hole in the glass substrate, the glass substrate or semiconductor wafer to be bonded is overlapped, and the gap between the cavity and the through hole is Inserting beads, the cavity and the through hole specified by the insertion of the beads as a reference cavity and a glass reference part for positioning, respectively,
2. Manufacturing a diaphragm type semiconductor device, wherein the semiconductor wafer and the glass substrate are bonded together with the semiconductor wafer and the glass substrate positioned and fixed by the two or more reference cavities and the glass reference portion. Method.
前記複数個の空洞部のそれぞれに対応して、前記ガラス基板に複数個の貫通穴が形成されてなることを特徴とする請求項1に記載のダイヤフラム式半導体装置の製造方法。 The diaphragm type semiconductor device is a back surface pressure-receiving diaphragm type semiconductor pressure sensor,
2. The method of manufacturing a diaphragm type semiconductor device according to claim 1 , wherein a plurality of through holes are formed in the glass substrate corresponding to each of the plurality of cavities .
前記ガラス基板において、前記ビーズをばら撒いた後、前記ガラス基準部として特定される前記貫通穴が形成された領域を除いた領域には、前記貫通穴が形成されていないことを特徴とする請求項1に記載のダイヤフラム式半導体装置の製造方法。 The diaphragm type semiconductor device is a surface pressure sensing diaphragm type semiconductor pressure sensor,
In the glass substrate, after the beads are dispersed, the through hole is not formed in a region except the region in which the through hole specified as the glass reference portion is formed. A manufacturing method of a diaphragm type semiconductor device according to Item 1.
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