JP5397330B2 - ウェハレベルパッケージ構造体の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、センシング部を有するセンサ本体を複数形成したセンサウェハと、各センサ本体に電気的に接続される配線が形成されたパッケージウェハとを接合してウェハレベルパッケージ構造体を製造するウェハレベルパッケージ構造体の製造方法に関する。

従来、磁石の吸引力を利用して２枚の半導体基板を接合し、１枚の貼り合わせ基板を製造する方法が知られている。具体的には、一方の半導体基板を磁性盤に取付け、他方の半導体基板の裏面側に電磁石を配置し、磁性盤および電磁石の吸引力によって両半導体基板の各外面を押圧して貼り合わせる方法である（特許文献１）。

特開平６−８４７３５号公報（第１４〜１５段落、図１）。

ところで、センシング部を有するセンサ本体を複数形成したセンサウェハと、各センサ本体に電気的に接続される配線が形成されたパッケージウェハとを接合して成るウェハレベルパッケージ構造体では、パッケージウェハの外面には電気配線や端子などが形成されているため、パッケージウェハの外面を押圧すると、その電気配線や端子などが破損するおそれがある。

しかし、前述した貼り合わせ基板の製造方法をウェハレベルパッケージ構造体の製造方法に適用すると、磁性盤によってパッケージウェハの外面を押圧することになるため、パッケージウェハの外面に形成されている電気配線や端子などが破損するおそれがある。

そこでこの発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、パッケージウェハの外面に形成された電気配線や端子などが破損するおそれのないウェハレベルパッケージ構造体の製造方法を実現することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、センシング部（２０ｇ，２０ｈ）を有するセンサ本体（２１）を複数形成したセンサウェハ（２０）と、各センサ本体に電気的に接続される配線（１０ｄ，１０ｅ）が形成されたパッケージウェハ（１０）とを接合してウェハレベルパッケージ構造体（３０）を製造するウェハレベルパッケージ構造体の製造方法において、内層に磁性層（１０ａ，２０ａ）をそれぞれ有するパッケージウェハおよびセンサウェハと、磁界を印加する磁界印加装置（３，６，７）とを用意し、前記パッケージウェハおよびセンサウェハを接合面（１０ｂ，２０ｂ）同士が相対向するように配置する第１工程と、前記パッケージウェハおよびセンサウェハの各磁性層における磁化方向が同一となるように前記磁界印加装置によって各磁性層に磁界（Ｂ）を印加し、磁化された各磁性層間に作用する吸引力（Ｆ）によって前記パッケージウェハおよびセンサウェハの接合面同士を接触させる第２工程と、を有することを技術的特徴とする。

請求項１に係る発明を実施すれば、磁界印加装置によってパッケージウェハおよびセンサウェハの各磁性層に磁界を印加したときの磁性層間に作用する吸引力によって両ウェハの接合面同士を接触させることができる。
したがって、パッケージウェハの外面を押圧しなくて済むので、パッケージウェハの外面に形成された電気配線や端子などが破損するおそれがない。また、センサウェハの外面も押圧しないため、センサウェハの外面に電気配線や端子などが形成されている場合であっても、その電気配線や端子などが破損するおそれがない。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のウェハレベルパッケージ構造体（３０）の製造方法において、前記パッケージウェハ（１０）およびセンサウェハ（２０）の少なくとも一方は、その中心軸を回転中心にして回転可能に配置されており、前記パッケージウェハおよびセンサウェハの各磁性層１０ａ，２０ａは、それぞれ複数の領域に分割されており、かつ、前記パッケージウェハおよびセンサウェハの接合面１０ｂ，２０ｂ同士が相対向したときにウェハ上の同じ位置に形成されていることを技術的特徴とする。

請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のウェハレベルパッケージ構造体（３０）の製造方法において、前記パッケージウェハ（１０）およびセンサウェハ（２０）の少なくとも一方は、その中心軸を回転中心にして回転可能に配置されており、前記パッケージウェハおよびセンサウェハの各磁性層１０ａ，２０ａは、それぞれ横断面の形状が非円形の同一形状に形成されており、かつ、前記パッケージウェハおよびセンサウェハの接合面１０ｂ，２０ｂ同士が相対向したときにウェハ上の同じ位置に形成されていることを技術的特徴とする。

請求項２または請求項３に係る発明を実施すれば、パッケージウェハおよびセンサウェハの接合面同士を相対向させれば、両ウェハの各磁性層間に作用する吸引力により、両ウェハの各磁性層同士が相対向する位置になるようにパッケージウェハおよびセンサウェハの少なくとも一方が回転するため、両ウェハの接合位置のアライメントを自動的に行うことができる。
したがって、アライメントを調節するための装置が不要であるため、ウェハレベルパッケージ構造体の製造コストを低減することができる。

請求項４に記載の発明では、センシング部（２０ｇ，２０ｈ）を有するセンサ本体（２１）を複数形成したセンサウェハ（２０）と、各センサ本体に電気的に接続される配線（１０ｄ，１０ｅ）が形成されたパッケージウェハ（１０）とを接合してウェハレベルパッケージ構造体（３０）を製造するウェハレベルパッケージ構造体の製造方法において、内層に磁性層（１０ａ）を有するパッケージウェハと、内層に磁性層を有しないセンサウェハと、磁界を発生する磁界発生体（８）と、磁界（Ｂ）を印加する磁界印加装置（３，６，７）とを用意し、前記パッケージウェハおよびセンサウェハを接合面１０ｂ，２０ｂ同士が相対向するように配置し、かつ、前記パッケージウェハと磁界発生体との間に前記センサウェハが存在し、さらに、前記磁界発生装置および磁界発生体が発生する各磁界の中に前記磁性層が入るように前記パッケージウェハを配置する第１工程と、前記磁性層の方を向く前記磁界発生体の面に現れる磁極と異なる磁極が、前記磁界発生体の方を向く前記磁性層の面に現れるように前記磁界印加装置によって前記磁性層に磁界を印加して磁化し、その磁化された磁性層と前記磁界発生体との間に作用する吸引力（Ｆ）によって前記パッケージウェハおよびセンサウェハの接合面同士を接触させる第２工程と、を有することを技術的特徴とする。

請求項４に係る発明を実施すれば、センサウェハが磁性層を有しない場合であっても、磁界印加装置によってパッケージウェハの磁性層に磁界を印加したときの磁性層および磁界発生体間に作用する吸引力によって両ウェハの接合面同士を接触させることができる。
したがって、パッケージウェハの外面を押圧しなくて済むので、パッケージウェハの外面に形成された電気配線や端子などが破損するおそれがない。

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載のウェハレベルパッケージ構造体（３０）の製造方法において、前記第２工程では、前記磁界印加装置（３）が前記磁性層（１０ａ，２０ａ）に印加する磁界（Ｂ）の強度を調節することにより前記吸引力（Ｆ）を調節しながら前記パッケージウェハ（１０）およびセンサウェハ（２０）の接合面（１０ｂ，２０ｂ）同士を接触させることを技術的特徴とする。

請求項５に係る発明を実施すれば、パッケージウェハおよびセンサウェハの接合面間に作用する吸引力を調節することができるため、接合面に掛かる荷重および両ウェハの内部に作用する応力が小さくなるように調節することができるので、両ウェハが変形しないようにすることができる。

請求項６に記載の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載のウェハレベルパッケージ構造体（３０）の製造方法において、前記磁界印加装置（３，６，７）は、前記各磁性層（１０ａ，２０ａ）に磁界（Ｂ）を印加するコイル（３）と、前記コイルに電流を流すとともにその流す電流の大きさを制御する電流制御装置（６）と、を備えることを技術的特徴とする。

請求項７に記載の発明では、請求項６に記載のウェハレベルパッケージ構造体の製造方法において、前記コイル（３）は、その中心軸（３ａ）が接合面（１０ｂ，２０ｂ）同士を相対向して配置された前記パッケージウェハ（１０）およびセンサウェハ（２０）の各接合面を貫通し、かつ、前記パッケージウェハおよびセンサウェハを包囲するように構成されており、前記第１工程は、前記パッケージウェハおよびセンサウェハを接合面同士が相対向し、かつ、前記コイルの中心軸が前記パッケージウェハおよびセンサウェハの各接合面を貫通するように前記コイルの内部に配置する工程であることを技術的特徴とする。

請求項６または請求項７に係る発明を実施すれば、コイルに流す電流の大きさを制御することにより、パッケージウェハおよびセンサウェハの接合面間に作用する吸引力を調節することができるため、コイルに流す電流の大きさを高精度に制御すれば、パッケージウェハおよびセンサウェハの接合面における押圧力を高精度に調節することができる。

なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（ａ）はパッケージウェハの平面図、（ｂ）はパッケージウェハの側面図、（ｃ）はセンサウェハの平面図、（ｄ）はセンサウェハの側面図である。 加速度センサを構成する蓋およびセンサ本体の縦断面図である。 加速度センサの縦断面図である。 第１実施形態に係る加速度センサの製造方法に用いる製造装置の概略を示す縦断面図である。 製造装置の主な電気的構成を示す説明図である。 パッケージウェハおよびセンサウェハに作用する磁界の説明図である。 第２実施形態に係る加速度センサの製造方法に用いる製造装置の概略を示す縦断面図である。 第２実施形態の変更例に係る加速度センサの製造方法に用いる製造装置の概略を示す縦断面図である。 （ａ）は第３実施形態に係る加速度センサの製造方法に用いるパッケージウェハの平面説明図であり、（ｂ）はパッケージウェハおよびセンサウェハの断面図である。 第３実施形態の変更例に係る加速度センサの製造方法に用いるパッケージウェハの平面説明図である。 第３実施形態の変更例に係る加速度センサの製造方法に用いるパッケージウェハの平面説明図である。

〈第１実施形態〉
この発明に係る第１実施形態について図を参照して説明する。以下の各実施形態では、この発明に係るウェハレベルパッケージ構造体の製造方法として、ウェハレベルパッケージ構造の加速度センサの製造方法を例に挙げて説明する。なお、以下においてパッケージウェハおよびセンサウェハの両方に共通する事項を説明する場合は、ウェハと略すこともある。

［加速度センサの構造］
加速度センサの主な構造について説明する。図１（ａ）はパッケージウェハの平面図、（ｂ）はパッケージウェハの側面図、（ｃ）はセンサウェハの平面図、（ｄ）はセンサウェハの側面図である。図２は、加速度センサを構成する蓋およびセンサ本体の縦断面図である。図３は、加速度センサの縦断面図である。

図１（ｃ）に示すように、センサウェハ２０には、加速度センサ３０を構成するセンサ本体２１が複数形成されている。また、図１（ａ）に示すように、パッケージウェハ１０には、センサ本体２１の開口部を閉塞するための蓋１１が複数形成されている。パッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０を接合した後に、その接合されたウェハをスクライブラインに沿って分断することにより、ウェハレベルパッケージ構造の複数の加速度センサ３０を得る。

図２，３に示すように、加速度センサ３０は、センサ本体２１と、このセンサ本体２１の開口部を閉塞するための蓋１１とから構成されている。センサ本体２１は、シリコン層２０ｃの表面にシリコン酸化膜２０ｄを介してシリコン層２０ｅを形成して成るＳＯＩ（silicon on insulator）基板を加工して形成されている。

シリコン層２０ｅの表面に形成された凹部２０ｆには、エッチング加工により形成された可動電極２０ｇおよび固定電極２０ｈが交互に櫛歯状に形成されている。これらの可動電極２０ｇおよび固定電極２０ｈが、センシング部を構成している。センサ本体２１の表面には、蓋１１を接合するための接合面２０ｂが形成されている。シリコン層２０ｃの内層には、接合面２０ｂと平行に磁性層２０ａが形成されている。

蓋１１は、シリコン基板１０ｃを加工して形成されている。シリコン基板１０ｃには、基板面を上下方向に貫通する貫通電極１０ｄが形成されており、貫通電極１０ｄの上端には、貫通電極１０ｄと電気的に接続された端子１０ｅが形成されている。蓋１１の裏面には、センサ本体２１を接合するための接合面１０ｂが形成されている。シリコン基板１０ｃの内層には、接合面１０ｂと平行に磁性層１０ａが形成されている。

この実施形態では、各磁性層１０ａ，２０ａは、ＮｉＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金などの強磁性材料により形成されている。また、各磁性層１０ａ，２０ａは、スパッタリングにより形成されている。

センサ本体２１から出力される信号は、センサ本体２１の接合面２０ｂに形成されたパッド２０ｉから、蓋１１に形成された貫通電極１０ｄおよび端子１０ｅを介して外部へ取り出される。また、センサ本体２１の動作電源は、蓋１１の端子１０ｅおよび貫通電極１０ｄからセンサ本体２１の接合面２０ｂに形成されたパッド２０ｉを介して供給される。

パッケージウェハ１０の接合面１０ｂおよびセンサウェハ２０の接合面２０ｂ同士が接合されると、各蓋１１の貫通電極１０ｄと、接合された各センサ本体２１の表面に形成されたパッド２０ｉとが電気的に接続される。
センサ本体２１に加速度が印加されると、各可動電極２０ｇが変位し、可動電極２０ｇおよび固定電極２０ｈ間の静電容量が変化し、センサ本体２１の出力電圧が変化する。

［製造装置の構造］
製造装置の主な構造について説明する。図４は、この第１実施形態に係る加速度センサの製造方法に用いる製造装置の概略を示す縦断面図である。図５は、製造装置の主な電気的構成を示す説明図である。図６は、パッケージウェハおよびセンサウェハに作用する磁界の説明図である。

図４に示すように、製造装置１は、基台５と、この基台５に配置されたコイル３と、センサウェハ２０の裏面を保持する保持装置２と、パッケージウェハ１０の表面を保持する保持装置４とを備える。保持装置２は矢印Ｄ１で示す方向に昇降可能であり、保持装置４は矢印Ｄ２で示す方向に昇降可能である。

パッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０は、各接合面１０ｂ，２０ｂを相対向させた状態で配置される。コイル３は、そのように配置されたパッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０の各周面を包囲する大きさに形成されている。保持装置２，４は、各接合面１０ｂ，２０ｂがコイル３の内部において相対向するように各ウェハを保持する。図６（ａ）に示すように、パッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０は、コイル３の中心軸３ａが、各ウェハの各磁性層１０ａ，２０ａを貫通するようにコイル３の内部に配置される。

この実施形態では、図示のように、磁界Ｂが各磁性層１０ａ，２０ａを上から下に貫通するように両ウェハを配置する。また、パッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０は、コイル３から発生して各磁性層１０ａ，２０ａを貫通する磁界Ｂの分布が、各磁性層において均一になるようにコイル３の内部に配置される。保持装置２，４としては、たとえば、ウェハを吸着して保持する公知のウェハチャックテーブルなどを用いることができる。

パッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０をコイル３の内部において接合面１０ｂ，２０ｂ同士を相対向させて配置し、コイル３に電流を流すと、図６に示すように、コイル３の周囲に磁界Ｂが発生し、その磁界Ｂが両ウェハを上から下へ貫通する。これにより、図６（ｂ）に示すように、パッケージウェハ１０の磁性層１０ａの表面にはＮ極が現れ、裏面にはＳ極が現れる。また、センサウェハ２０の磁性層２０ａの表面にはＮ極が現れ、裏面にはＳ極が現れる。つまり、磁性層１０ａ，２０ａのうち、相対向する面には異なる磁極が現れる。

したがって、磁性層１０ａ，２０ａ間には、異なる磁極間に発生する吸引力Ｆが作用するため、その吸引力Ｆを利用してパッケージウェハ１０の接合面１０ｂおよびセンサウェハ２０の接合面２０ｂを相互に接触させることができる。

図５に示すように、製造装置１は、コイル３に流す電流の大きさを制御する電流制御装置６と、この電流制御装置６に電力を供給する電源７とを備える。電流制御装置６が、コイル３に流す電流を小さくすると、コイル３から発生する磁界Ｂの強度が減少し、コイル３に流す電流を大きくすると、コイル３から発生する磁界Ｂの強度が増大する。

電流制御装置６は、保持装置２，４を制御する制御装置とシンクロしており、保持装置２，４が特定の位置に到達し、パッケージウェハ１０の接合面１０ｂとセンサウェハ２０の接合面２０ｂとの距離が特定の距離に到達すると、コイル３に流す電流を大きくし、磁界Ｂの強度を増大させる。このとき、保持装置２がセンサウェハ２０を保持している保持力をなくすことにより、センサウェハ２０は吸引力Ｆによってパッケージウェハ１０に吸着される。たとえば、保持装置２がウェハチャックテーブルである場合は、センサウェハ２０の吸着面の負圧状態を解除すれば良い。

［製造方法］
加速度センサの製造方法について説明する。
保持装置４によってパッケージウェハ１０を保持し、図４に示すように、接合面１０ｂが下を向くようにコイル３の内部上方に配置する。続いて、保持装置２によってセンサウェハ２０を保持し、図４に示すように、接合面２０ｂがパッケージウェハ１０の接合面１０ｂと対向するようにコイル３の内部下方に配置する。つまり、パッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０を接合面１０ｂ，２０ｂ同士が相対向するように配置する（第１工程）。このとき、保持装置２がセンサウェハ２０を保持している力を解除する。なお、先にセンサウェハ２０をコイル３の内部下方に配置しても良い。

続いて、電流制御装置６によってコイル３に電流を流し、コイル３に磁界Ｂを発生させる。続いて、保持装置２を徐々に上昇させ、センサウェハ２０をパッケージウェハ１０に近付け、吸引力Ｆによってセンサウェハ２０の接合面２０ｂをパッケージウェハ１０の接合面１０ｂに吸着させる。つまり、パッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０の各磁性層１０ａ，２０ａにおける磁化方向が同一となるようにコイル３によって各磁性層１０ａ，２０ａに磁界を印加し、磁化された各磁性層１０ａ，２０ａ間に作用する吸引力Ｆによってパッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０の接合面１０ｂ，２０ｂ同士を接触させる（第２工程）。

このとき、パッケージウェハ１０は保持装置４によって保持されているだけであり、下方に押圧されないため、パッケージウェハ１０の表面に形成されている電気配線や端子１０ｅなどが破損するおそれがない。また、センサウェハ２０は、保持装置２によって下方から押圧されるのではなく、磁性層１０ａ，２０ａ間に作用する吸引力Ｆのみによってパッケージウェハ１０に自動的に引き寄せられるため、センサウェハ２０の裏面に電気配線や端子などが形成されている場合であっても、それらが破損するおそれがない。

なお、接合面１０ｂ，２０ｂ間の距離が特定の距離に達したときに保持装置２の上昇を中断し、コイル３に流す電流を徐々に増加して磁界Ｂの強度を徐々に増大させ、吸引力Ｆによってセンサウェハ２０の接合面２０ｂをパッケージウェハ１０の接合面１０ｂに吸着させても良い。また、保持装置４を下降させても良いし、保持装置４の下降と保持装置２の上昇とを同時に行っても良い。

［第１実施形態の効果］
（１）上述した第１実施形態に係る加速度センサ３０の製造方法を実施すれば、コイル３によってパッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０の各磁性層１０ａ，２０ａに磁界Ｂを印加したときの磁性層間に作用する吸引力Ｆによって両ウェハの接合面１０ｂ，２０ｂ同士を接触させることができる。
したがって、パッケージウェハ１０の表面を押圧しなくて済むので、パッケージウェハ１０の表面に形成された電気配線や端子１０ｅなどが破損するおそれがない。また、センサウェハ２０の底面も押圧しないため、センサウェハ２０の底面に電気配線や端子などが形成されている場合であっても、その電気配線や端子などが破損するおそれがない。

（２）また、コイル３に流す電流の大きさを電流制御装置６によって制御することにより、パッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０の接合面１０ｂ，２０ｂ間に作用する吸引力Ｆを調節することができる。
したがって、接合面１０ｂ，２０ｂに掛かる荷重および両ウェハの内部に作用する応力が小さくなるように調節することができるため、両ウェハが変形しないようにすることができる。
（３）さらに、コイル３に流す電流の大きさを高精度に制御すれば、接合面１０ｂ，２０ｂにおける押圧力を高精度に調節することができる。

〈第２実施形態〉
次に、この発明の第２実施形態について図を参照して説明する。図７は、この第２実施形態に係る加速度センサの製造方法に用いる製造装置の概略を示す縦断面図である。なお、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を用い、その説明を省略する。

図７に示すように、製造装置１を構成する基台５の内部には、電磁石８が配置されている。電磁石８が磁界を発生する部分は、センサウェハ２０の面積と略同じ面積であり、センサウェハ２０の裏面と対向して配置されている。電磁石８は、電磁石８から発生する磁界の強度を調節する制御装置（図示せず）に電気的に接続されている。また、基台５にはセンサウェハ２０が載置されている。パッケージウェハ１０の内層には磁性層１０ａが形成されているが、センサウェハ２０には磁性層が形成されていない。

保持装置４によってセンサウェハ２０をコイル３の内部における基台５の表面に載置する。次に、保持装置４によって接合面１０ｂ，２０ｂ同士が相対向するようにパッケージウェハ１０をコイル３の内部に配置する。このとき、パッケージウェハ１０と電磁石８との間にセンサウェハ２０が存在し、かつ、コイル３および電磁石８が発生する各磁界の中にパッケージウェハ１０の磁性層１０ａが入るようにパッケージウェハ１０を配置する。

つまり、パッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０を接合面１０ｂ，２０ｂ同士が相対向するように配置し、かつ、パッケージウェハ１０と電磁石８との間にセンサウェハ２０が存在し、さらに、コイル３および電磁石８が発生する各磁界の中にパッケージウェハ１０の磁性層１０ａが入るようにパッケージウェハ１０を配置する（第１工程）。

次に、コイル３および電磁石８に電流を流す。このとき、パッケージウェハ１０の磁性層１０ａの方を向く電磁石８の面に現れる磁極と異なる磁極が、電磁石８の方を向く磁性層１０ａの面に現れるようにコイル３によって磁性層１０ａに磁界Ｂを印加して磁化する。そして、その磁化された磁性層１０ａと電磁石８との間に作用する吸引力Ｆによってセンサウェハ２０の接合面２０ｂをパッケージウェハ１０の接合面１０ｂに吸着させる。

つまり、磁性層１０ａの方を向く電磁石８の面に現れる磁極と異なる磁極が、電磁石８の方を向く磁性層１０ａの面に現れるようにコイル３によって磁性層１０ａに磁界を印加して磁化し、その磁化された磁性層１０ａと電磁石８との間に作用する吸引力Ｆによってパッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０の接合面１０ｂ，２０ｂ同士を接触させる（第２工程）。なお、吸引力Ｆは、コイル３および電磁石８の少なくとも一方に流す電流の大きさを制御することにより、調節することができる。また、電磁石８に代えて永久磁石を用いることもできる。

上述したように、第２実施形態に係る加速度センサの製造方法を実施すれば、センサウェハ２０が磁性層を有しない場合であっても、コイル３によってパッケージウェハ１０の磁性層１０ａに磁界を印加したときの磁性層１０ａおよび電磁石８間に作用する吸引力Ｆによって両ウェハの接合面１０ｂ，２０ｂ同士を接触させることができる。
したがって、パッケージウェハ１０の表面を押圧しなくて済むので、パッケージウェハ１０の表面に形成された電気配線や端子１０ｅなどが破損するおそれがない。

〈変更例〉
第２実施形態の変更例について図を参照して説明する。図８は、この変更例に係る加速度センサの製造方法に用いる製造装置の概略を示す縦断面図である。図８に示すように、製造装置１を構成する基台５の内部には、複数の電磁石８が配置されている。各電磁石８は、制御装置（図示せず）と電気的に接続されており、その制御装置によって各電磁石８が発生する磁界の強度を個別に調節することができるように構成されている。

つまり、各電磁石８が発生する磁界の強度を個別に調節することにより、パッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０の接触部分に作用する荷重および両ウェハの内部に作用する応力を複数の接触領域に分けて調節することができる。
各電磁石８の配置パターンは、直線または格子状または円形の配置パターンなど、限定されるものではなく、パッケージウェハ１０の磁性層１０ａの形状に合わせて設定することができる。なお、各電磁石８に代えて永久磁石を用いることもできる。

〈第３実施形態〉
次に、この発明の第３実施形態について図を参照して説明する。図９（ａ）は、この第３実施形態に係る加速度センサの製造方法に用いるパッケージウェハの平面説明図であり、（ｂ）はパッケージウェハおよびセンサウェハの断面図である。なお、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を用い、その説明を省略する。

パッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０の各磁性層１０ａ，２０ａは、それぞれ複数の領域に分割されており、かつ、パッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０の接合面１０ｂ，２０ｂ同士が相対向したときにウェハ上の同じ位置に形成されている。この実施形態では、各磁性層１０ａ，２０ａは、それぞれ４つの領域に分割されており、各磁性層は横断面の形状が＋型に形成されている。

図４に示した製造装置１を用い、図９（ｂ）に示すように、パッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０を接合面１０ｂ，２０ｂ同士を相対向させて配置したときに、相対向する磁性層１０ａ，２０ａの位置が僅かにずれているとする。このとき、保持装置２の保持力を解除すると、センサウェハ２０は磁性層１０ａ，２０ａ間に作用する吸引力Ｆにより、センサウェハ２０は、各磁性層１０ａ，２０ａが正対する位置まで自転し、配置位置のずれが補正される。つまり、両ウェハの接合位置のアライメントを自動的に行うことができる。

上述したように、第３実施形態に係る加速度センサの製造方法を実施すれば、両ウェハの接合位置のアライメントを調節するための装置が不要であるため、加速度センサの製造コストを低減することができる。
また、保持装置２自身を回転可能に構成し、センサウェハ２０を保持した状態で吸引力Ｆによって保持装置２を自転させても良い。さらに、保持装置４を回転可能に構成し、パッケージウェハ１０を保持した状態で吸引力Ｆによって保持装置４を自転させても良い。さらに、各磁性層１０ａ，２０ａの横断面の形状は、円形など＋型以外の形状でも良い。

〈変更例〉
第３実施形態の変更例について図を参照して説明する。図１０，１１は、この変更例に係る加速度センサの製造方法に用いるパッケージウェハの平面説明図である。図１０に示すように、パッケージウェハ１０の磁性層１０ａをウェハの中心から四方に延びる帯状に形成し、全体の横断面の形状が＋型になるように形成し、センサウェハ２０の磁性層２０ａも同じ形状に形成しても良い。また、図１１に示すように、磁性層１０ａを横断面の形状が格子状となるように形成し、センサウェハ２０の磁性層２０ａも同じ形状に形成しても良い。

つまり、パッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０の各磁性層１０ａ，２０ａを、それぞれ横断面の形状が非円形の同一形状に形成し、かつ、パッケージウェハ１０およびセンサウェハ２０の接合面１０ｂ，２０ｂ同士が相対向したときにウェハ上の同じ位置に形成する。これらの構成の場合も前述の第３実施形態と同じように、両ウェハの接合位置のアライメントを自動的に行うことができる。

前述の各実施形態では、この発明に係るウェハレベルパッケージ構造体の製造方法として、ウェハレベルパッケージ構造の加速度センサを例に挙げて説明したが、この発明に係るウェハレベルパッケージ構造体の製造方法は、ウェハレベルパッケージ構造の衝突センサ、ヨーレートセンサ、圧力センサなどのセンサにも適用することができる。また、センサ以外のウェハレベルパッケージ構造体にも適用することができる。

１・・製造装置、２・・保持装置、３・・コイル（磁界印加装置）、４・・保持装置、
１０・・パッケージウェハ、１０ａ・・磁性層、１０ｂ・・接合面、
２０・・センサウェハ、２０ａ・・磁性層、２０ｂ・・接合面、
３０・・加速度センサ（ウェハレベルパッケージ構造体）。

Claims (7)

1. センシング部を有するセンサ本体を複数形成したセンサウェハと、各センサ本体に電気的に接続される配線が形成されたパッケージウェハとを接合してウェハレベルパッケージ構造体を製造するウェハレベルパッケージ構造体の製造方法において、
   内層に磁性層をそれぞれ有するパッケージウェハおよびセンサウェハと、磁界を印加する磁界印加装置とを用意し、
   前記パッケージウェハおよびセンサウェハを接合面同士が相対向するように配置する第１工程と、
   前記パッケージウェハおよびセンサウェハの各磁性層における磁化方向が同一となるように前記磁界印加装置によって各磁性層に磁界を印加し、磁化された各磁性層間に作用する吸引力によって前記パッケージウェハおよびセンサウェハの接合面同士を接触させる第２工程と、
   を有することを特徴とするウェハレベルパッケージ構造体の製造方法。
2. 前記パッケージウェハおよびセンサウェハの少なくとも一方は、その中心軸を回転中心にして回転可能に配置されており、
   前記パッケージウェハおよびセンサウェハの各磁性層は、それぞれ複数の領域に分割されており、かつ、前記パッケージウェハおよびセンサウェハの接合面同士が相対向したときにウェハ上の同じ位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のウェハレベルパッケージ構造体の製造方法。
3. 前記パッケージウェハおよびセンサウェハの少なくとも一方は、その中心軸を回転中心にして回転可能に配置されており、
   前記パッケージウェハおよびセンサウェハの各磁性層は、それぞれ横断面の形状が非円形の同一形状に形成されており、かつ、前記パッケージウェハおよびセンサウェハの接合面同士が相対向したときにウェハ上の同じ位置に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウェハレベルパッケージ構造体の製造方法。
4. センシング部を有するセンサ本体を複数形成したセンサウェハと、各センサ本体に電気的に接続される配線が形成されたパッケージウェハとを接合してウェハレベルパッケージ構造体を製造するウェハレベルパッケージ構造体の製造方法において、
   内層に磁性層を有するパッケージウェハと、内層に磁性層を有しないセンサウェハと、磁界を発生する磁界発生体と、磁界を印加する磁界印加装置とを用意し、
   前記パッケージウェハおよびセンサウェハを接合面同士が相対向するように配置し、かつ、前記パッケージウェハと磁界発生体との間に前記センサウェハが存在し、さらに、前記磁界発生装置および磁界発生体が発生する各磁界の中に前記磁性層が入るように前記パッケージウェハを配置する第１工程と、
   前記磁性層の方を向く前記磁界発生体の面に現れる磁極と異なる磁極が、前記磁界発生体の方を向く前記磁性層の面に現れるように前記磁界印加装置によって前記磁性層に磁界を印加して磁化し、その磁化された磁性層と前記磁界発生体との間に作用する吸引力によって前記パッケージウェハおよびセンサウェハの接合面同士を接触させる第２工程と、
   を有することを特徴とするウェハレベルパッケージ構造体の製造方法。
5. 前記第２工程では、前記磁界印加装置が前記磁性層に印加する磁界の強度を調節することにより前記吸引力を調節しながら前記パッケージウェハおよびセンサウェハの接合面同士を接触させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載のウェハレベルパッケージ構造体の製造方法。
6. 前記磁界印加装置は、
   前記磁性層に磁界を印加するコイルと、
   前記コイルに電流を流すとともにその流す電流の大きさを制御する電流制御装置と、を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載のウェハレベルパッケージ構造体の製造方法。
7. 前記コイルは、
   その中心軸が接合面同士を相対向して配置された前記パッケージウェハおよびセンサウェハの各接合面を貫通し、かつ、前記パッケージウェハおよびセンサウェハを包囲するように構成されており、
   前記第１工程は、
   前記パッケージウェハおよびセンサウェハを接合面同士が相対向し、かつ、前記コイルの中心軸が前記パッケージウェハおよびセンサウェハの各接合面を貫通するように前記コイルの内部に配置する工程であることを特徴とする請求項６に記載のウェハレベルパッケージ構造体の製造方法。

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