JPH09321317A - Force converting element and manufacture thereof - Google Patents

Force converting element and manufacture thereof

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JPH09321317A
JPH09321317A JP13673596A JP13673596A JPH09321317A JP H09321317 A JPH09321317 A JP H09321317A JP 13673596 A JP13673596 A JP 13673596A JP 13673596 A JP13673596 A JP 13673596A JP H09321317 A JPH09321317 A JP H09321317A
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JP
Japan
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wafer
electrode
force
glass
forming
Prior art date
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Application number
JP13673596A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidemi Senda
英美 千田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH09321317A publication Critical patent/JPH09321317A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate troublesome works applied to a force transmitting part wafer to avoid contacting electrodes to the wafer in a production process of a force converting element. SOLUTION: Protrusions 31b for forming gauges, etc., and those 31c for forming electrodes 29 are formed on the surface of a Si wafer 31 by dry etching. The protrusions 31c with the electrodes 29 are lower than those 31b with a step difference. This serves for contacting a glass wafer 40 with the tops of the protrusions 31b, without striking against the electrodes 29. After bonding both wafers 31, 40, the surface of the wafer 40 is diced to form matrix grooves 40a, a less adhesive tape is pasted and peeled to remove undesired parts of the wafer 40, and the Si wafer 31 is cut in elements.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば力センサや
圧力センサとして使用され、付加された圧縮力等の機械
エネルギーを電気エネルギーに変換してその圧縮力に応
じた電気信号を出力する力変換素子の製造方法及び力変
換素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used as a force sensor or a pressure sensor, for example, and is a force converter for converting mechanical energy such as added compression force into electric energy and outputting an electric signal according to the compression force. The present invention relates to a method for manufacturing an element and a force conversion element.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の力変換素子が、例えば特公平6
−82847号公報、特公平7−14069号公報、特
開平6−34456号公報に開示されている。力変換素
子は、ピエゾ効果を有する単結晶シリコンからなる基体
と、基体上に接合された例えばガラスブロックからなる
力伝達部と、基体上に形成された入出力端子となる電極
とを備えている。力伝達部の接合部であるゲージ部の抵
抗値は、ピエゾ効果により力伝達部に加えられた力(圧
力)に応じて変化する。2つの入力端子には一定電流が
流されており、2つの出力端子間には加えられた圧縮力
に応じて変化するゲージ抵抗値に応じた電位差が発生
し、その信号値(電圧値)からその加えられた圧縮力の
大きさが検出される。
2. Description of the Related Art A force conversion element of this type is disclosed, for example, in Japanese Patent Publication No.
-82847, Japanese Patent Publication No. 7-14069, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-34456. The force conversion element includes a base body made of single crystal silicon having a piezo effect, a force transmission part made of, for example, a glass block bonded on the base body, and electrodes serving as input / output terminals formed on the base body. . The resistance value of the gauge portion, which is the joint portion of the force transmission portion, changes according to the force (pressure) applied to the force transmission portion by the piezo effect. A constant current flows through the two input terminals, and a potential difference according to the gauge resistance value that changes according to the compressive force applied is generated between the two output terminals, and from the signal value (voltage value) The magnitude of the applied compression force is detected.

【0003】例えば特公平7−14069号公報、特開
平6−34456号公報には、シリコンウェハ上に多数
個の力変換素子を形成しておき、各素子を個々に切り離
すことにより力変換素子の量産を図るようにした力変換
素子の製造方法が開示されている。この製造方法による
と、シリコンウェハの表面に力変換素子複数個分の電極
を形成しておき、このシリコンウェハの表面に力伝達部
用のガラスウェハを接合し、両ウェハの接合体から個々
の力変換素子ごとに切り離すことにより、多数の力変換
素子が一度に量産される。
For example, in Japanese Examined Patent Publication No. 7-14069 and Japanese Patent Laid-Open No. 6-34456, a large number of force conversion elements are formed on a silicon wafer, and each element is individually cut to separate the force conversion elements. A method of manufacturing a force conversion element intended for mass production is disclosed. According to this manufacturing method, electrodes for a plurality of force conversion elements are formed on the surface of a silicon wafer, a glass wafer for a force transmitting portion is bonded to the surface of the silicon wafer, and the bonded bodies of both wafers are individually separated. By separating each of the force conversion elements, a large number of force conversion elements can be mass-produced at once.

【0004】このガラスウェハを接合する以降の工程
は、図9に示す手順で行われていた。同図(a)に示す
ように、電極形成工程まで終えたシリコンウェハ71で
は、力伝達部が接合されるゲージ部72よりも、電極7
3がその厚み分だけ上方に突出した状態にある。そのた
め、ガラスウェハ74に電極73と対向する部位に逃げ
部74aを形成し、ガラスウェハ74がゲージ部72に
て当接するようにしていた。また、接合後の切り離し時
にガラスウェハ74の不要部分(力伝達部75として使
用されない部分)を除去し易いように、ガラスウェハ7
4に切り込み(マトリクス溝)74bを形成していた。
そして、ガラスウェハ74をシリコンウェハ71に対
し、電極73のパターンと逃げ部74aやマトリクス溝
74bとを位置決めしてから、陽極接合法等により両ウ
ェハ71,74を接合していた。
The steps subsequent to the bonding of the glass wafers were performed according to the procedure shown in FIG. As shown in FIG. 3A, in the silicon wafer 71 that has been subjected to the electrode forming step, the electrode 7 has a larger diameter than the gauge portion 72 to which the force transmitting portion is joined.
3 is in a state of protruding upward by the thickness thereof. Therefore, the escape portion 74a is formed on the glass wafer 74 at a portion facing the electrode 73 so that the glass wafer 74 contacts the gauge portion 72. Further, in order to easily remove an unnecessary portion of the glass wafer 74 (a portion which is not used as the force transmitting portion 75) at the time of separation after joining, the glass wafer 7
The notch (matrix groove) 74b was formed in No. 4.
Then, the glass wafer 74 is positioned on the silicon wafer 71 with the pattern of the electrodes 73 and the escape portions 74a and the matrix grooves 74b, and then the two wafers 71 and 74 are bonded by an anodic bonding method or the like.

【0005】ガラスウェハ74が例えば結晶化ガラスで
あると白色不透明であるため、シリコンウェハ71とガ
ラスウェハ74との位置合わせが困難となる。そこで、
セラミック製の治具を用いて両ウェハ71,74を治具
の所定位置に突き当てることにより位置合わせを行い、
事前にシリコンウェハ71とガラスウェハ74に直角出
しと位置決めのためのダイシング処理が行われていた。
If the glass wafer 74 is, for example, crystallized glass, it is white and opaque, so that it is difficult to align the silicon wafer 71 and the glass wafer 74. Therefore,
Positioning is performed by abutting both wafers 71 and 74 at predetermined positions on the jig using a ceramic jig.
The silicon wafer 71 and the glass wafer 74 have been previously subjected to the dicing process for vertical alignment and positioning.

【0006】ガラスウェハ74の接合後、図9(b)に
示すように、ガラスウェハ74の不要部分をダイシング
により切り捨てる。このときマトリクス溝74bに沿っ
て不要部分が取り除かられることにより力伝達部75が
形成される。そして、図9(c)に示すように、次にシ
リコンウェハ71をダイシングにより基体76毎に切断
し、各力変換素子77に切り離す。
After the glass wafer 74 is bonded, as shown in FIG. 9B, unnecessary portions of the glass wafer 74 are cut off by dicing. At this time, the force transmitting portion 75 is formed by removing the unnecessary portion along the matrix groove 74b. Then, as shown in FIG. 9C, the silicon wafer 71 is then diced into individual substrates 76 and separated into force conversion elements 77.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガラス
ウェハ74にダイシング等により形成する逃げ部74a
の製作に多くの工数がかかっていた。つまり、このガラ
スウェハ74のダイシング工程は、チッピング(欠け)
防止のため非常に低速で実施されている。その切削速度
は例えばシリコンで10mm/sec.以上であるのに対
し、ガラスは2mm/sec.程度と5分の1以下の速度で
あった。そのため、例えば3インチのガラスウェハ74
のダイシングによる加工作業に半日程度の時間を要して
いた。
However, the relief portion 74a formed on the glass wafer 74 by dicing or the like.
It took a lot of man-hours to produce. That is, the dicing process of the glass wafer 74 is chipped (broken).
It is carried out at a very low speed to prevent it. The cutting speed is, for example, 10 mm / sec. Or more for silicon, while it is about 2 mm / sec. Or less for glass, which is 1/5 or less. Therefore, for example, a 3 inch glass wafer 74
It took about half a day to process by dicing.

【0008】また、セラミック製の治具に突き当てて2
枚のウェハ71,74を位置決めする位置決め方法によ
ると、治具に突き当てるときばらつきなどのため、比較
的大きな位置合わせ誤差(例えば50μm程度)が生じ
ていた。
[0008] Further, by abutting against a jig made of ceramic, 2
According to the positioning method for positioning the wafers 71 and 74, a relatively large alignment error (for example, about 50 μm) occurs due to variations in abutting against the jig.

【0009】さらに、ガラスウェハ74の不要部分をダ
イシングで除去する際、切断されて落下や飛散したガラ
スの破片が電極73に当たって電極73を傷つけること
があった。電極73が傷つくと、ワイヤボンド不良を招
く恐れがあった。そのため、力変換素子の歩留りの低下
の原因となっていた。
Furthermore, when the unnecessary portion of the glass wafer 74 is removed by dicing, the broken pieces of the glass that have been cut and dropped or scattered may hit the electrode 73 and damage the electrode 73. If the electrode 73 is damaged, there is a possibility that wire bond failure may occur. Therefore, it has been a cause of lowering the yield of the force conversion element.

【0010】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その第1の目的は、力伝達部用ウェ
ハに電極との接触を避けるための面倒な加工を施す必要
がない力変換素子の製造方法及び力変換素子を提供する
ことにある。また第2の目的は、力伝達部用ウェハの不
要部分の除去作業時に電極を傷つける心配をなくすこと
にある。
The present invention has been made to solve the above problems, and a first object thereof is that it is not necessary to perform troublesome processing for avoiding contact with electrodes on a wafer for force transmitting portion. It is to provide a method of manufacturing a force conversion element and a force conversion element. A second object is to eliminate the fear of damaging the electrodes during the work of removing the unnecessary portion of the force transmitting portion wafer.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め請求項1に記載の発明では、半導体ウェハ上に力変換
素子複数個分の電極を形成しておき、該半導体ウェハに
力伝達部用ウェハを接合させた後、個々の力変換素子を
切り離す力変換素子の製造方法において、前記電極が前
記力伝達部用ウェハの接合面となるゲージ部より突出し
ないように、前記半導体ウェハに該電極を形成するため
の段差部を形成する段差形成工程と、前記段差形成工程
で形成された段差部に電極を形成する電極形成工程と、
前記電極形成後の半導体ウェハに対し力伝達部用ウェハ
を前記ゲージ部側表面にて接合するウェハ接合工程と、
前記電極上方に位置する前記力伝達部用ウェハの不要部
分を除去するウェハ除去工程とを備えている。
In order to solve the above problems, according to the invention of claim 1, electrodes for a plurality of force conversion elements are formed on a semiconductor wafer, and a force transmitting portion is formed on the semiconductor wafer. In the method for manufacturing a force transducing element in which individual force transducing elements are separated after joining the wafers for use in the semiconductor wafer, the electrodes are not protruded from a gauge portion which is a joint surface of the force transmitting wafer. A step forming step of forming a step portion for forming an electrode, an electrode forming step of forming an electrode on the step portion formed in the step forming step,
A wafer bonding step of bonding the force transmitting portion wafer to the semiconductor wafer after the electrode formation on the surface of the gauge portion side;
And a wafer removing step of removing an unnecessary portion of the force transmitting portion wafer located above the electrode.

【0012】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の力変換素子の製造方法において、前記ウェハ除去工
程では、前記力伝達部用ウェハの不要部分に切り込みを
施した後、該不要部分を粘着手段により粘着除去するよ
うにした。
According to a second aspect of the invention, in the method of manufacturing the force conversion element according to the first aspect, in the wafer removing step, the unnecessary portion of the force transmitting wafer is cut and then the unnecessary portion is removed. The portion was adapted to be detackified by an adhering means.

【0013】請求項3に記載の発明では、力変換素子
は、前記請求項1又は請求項2に記載の力変換素子の製
造方法で製造され、その基体に形成された前記段差部に
電極が形成されることで、該電極が前記ゲージ部より突
出していない。
According to a third aspect of the present invention, the force transducing element is manufactured by the method for producing a force transducing element according to the first or second aspect, and an electrode is provided on the stepped portion formed on the substrate. By being formed, the electrode does not protrude from the gauge portion.

【0014】(作用)請求項1に記載の発明によれば、
段差形成工程において、電極をゲージ部より突出させな
いように形成するための段差部が半導体ウェハに形成さ
れ、電極形成工程において、段差形成工程で形成された
段差部上に電極が形成される。そして、ウェハ接合工程
では、電極形成後の半導体ウェハに力伝達部用ウェハを
ゲージ部側表面にて接合する。このとき、電極がゲージ
部より突出していないため、力伝達部用ウェハは電極に
妨げられることなくゲージ部で接触する。そのため、力
伝達部用ウェハに逃げ部等の余分な加工を施さなくて済
む。また、逃げ部等の加工部分を半導体ウェハ側の電極
等の所定箇所に相対させる位置合わせが不要となること
から、半導体ウェハに対する力伝達部用ウェハの位置合
わせにある程度の誤差が許容される。両ウェハの接合
後、ウェハ除去工程において、力伝達部用ウェハの電極
上方の不要部分が除去される。
(Operation) According to the invention described in claim 1,
In the step forming step, a step portion is formed on the semiconductor wafer for forming the electrode so as not to protrude from the gauge portion, and in the electrode forming step, the electrode is formed on the step portion formed in the step forming step. Then, in the wafer joining step, the force transmitting portion wafer is joined to the semiconductor wafer after the electrodes are formed on the surface of the gauge portion side. At this time, since the electrode does not protrude from the gauge portion, the force transmitting wafer is in contact with the gauge portion without being hindered by the electrode. Therefore, it is not necessary to subject the wafer for force transmitting portion to extra processing such as a relief portion. In addition, since it is not necessary to align the processed portion such as the relief portion with a predetermined portion such as an electrode on the semiconductor wafer side, a certain degree of error is allowed in the alignment of the force transmitting portion wafer with respect to the semiconductor wafer. After joining the two wafers, an unnecessary portion above the electrodes of the force transmitting wafer is removed in the wafer removing step.

【0015】請求項2に記載の発明によれば、ウェハ除
去工程では、力伝達部用ウェハの不要部分に切り込みが
施された後、その不要部分が粘着手段により粘着除去さ
れる。そのため、除去するときにその不要部分が電極に
当たって電極を傷つける心配がなくなる。
According to the second aspect of the present invention, in the wafer removing step, after the unnecessary portion of the force transmission wafer is cut, the unnecessary portion is adhesively removed by the adhesive means. Therefore, there is no need to worry that the unnecessary portion may hit the electrode and damage the electrode during removal.

【0016】請求項3に記載の発明では、力変換素子の
基体に形成された段差部に形成されている電極がゲージ
部より突出していないため、その製造時において、請求
項1に記載の発明と同様の作用が得られる。また、力伝
達部用ウェハの接合後にその不要部分に切り込みを施
し、その不要部分を粘着手段により粘着除去する製造方
法を採れば、請求項2に記載の発明と同様の作用が得ら
れる。
In the invention according to claim 3, since the electrode formed in the step portion formed on the base of the force conversion element does not protrude from the gauge portion, the invention according to claim 1 is produced at the time of manufacturing the electrode. The same effect as can be obtained. Further, if the manufacturing method in which the unnecessary portion is cut after the wafer for the force transmitting portion is bonded and the unnecessary portion is adhesively removed by the adhesive means, the same effect as that of the invention according to claim 2 can be obtained.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図1〜図6に基づいて説明する。図1は本実施形
態における力変換素子11の一部破断平面図である。力
変換素子11を構成する基体12には、一対ずつの入力
電極部13,14及び出力電極部15,16と、4つの
ゲージ部17〜20と、保護部21〜24と、応力調整
部25,26とがそれぞれ凸状に形成されている。基体
2の表面中央には、力伝達部としてのガラスブロック2
7が各部17〜26に支持された状態で接合されてい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a partially cutaway plan view of a force conversion element 11 according to this embodiment. The base 12 constituting the force conversion element 11 includes a pair of input electrode portions 13 and 14 and output electrode portions 15 and 16, four gauge portions 17 to 20, a protective portion 21 to 24, and a stress adjusting portion 25. , 26 are each formed in a convex shape. At the center of the surface of the base body 2, a glass block 2 serving as a force transmitting portion is provided.
7 is joined while being supported by the respective parts 17 to 26.

【0018】基体12はN型の〈110〉面方位の単結
晶シリコンからなり、図1における上方向がシリコンの
結晶軸〈11バー0〉方向に相当し、右方向が同じく
〈001〉方向に相当している。図1において斜線(但
し、ガラスブロック27に覆われた部分は省略)を施し
た各部13〜26の上層部には、ボロン(B)がインプ
ラントされたP型拡散層28(図2に図示)が形成され
ている。
The substrate 12 is made of N-type <110> plane-oriented single crystal silicon. The upward direction in FIG. 1 corresponds to the crystal axis <11 bar 0> direction of silicon, and the rightward direction is the same as <001> direction. It is equivalent. P-type diffusion layers 28 (illustrated in FIG. 2) in which boron (B) is implanted in the upper layers of the respective portions 13 to 26 which are shaded in FIG. 1 (however, the portions covered by the glass block 27 are omitted). Are formed.

【0019】図1,図2に示すように、基体12の表面
から略四角環状に凸設されたゲージ部17〜20は、こ
の略四角環状の4つの角部にて各電極部13〜16と連
接されている。各電極部13〜16上にはアルミニウム
からなる電極29が接合されており、各電極29と各ゲ
ージ部17〜20とはP型拡散層28を介した接続状態
にある。
As shown in FIGS. 1 and 2, the gauge portions 17 to 20 projecting from the surface of the substrate 12 in a substantially square ring shape have electrode portions 13 to 16 at the four corner portions of the substantially square ring shape. It is connected with. An electrode 29 made of aluminum is bonded onto each of the electrode portions 13 to 16, and each electrode 29 and each of the gauge portions 17 to 20 are in a connected state via the P-type diffusion layer 28.

【0020】また、保護部21〜24および応力調整部
25,26は、ゲージ部17〜20および各電極部13
〜16に対して分断されて凸設されており、上部に形成
されたP型拡散層28も、ゲージ部17〜20および各
電極29に対して分断されている。基体12の表面は電
極29を除いて絶縁酸化膜30で覆われている。
The protective portions 21 to 24 and the stress adjusting portions 25 and 26 are the gauge portions 17 to 20 and the electrode portions 13.
16 to 16 are divided and protruded, and the P-type diffusion layer 28 formed on the upper portion is also divided to the gauge portions 17 to 20 and each electrode 29. The surface of the base 12 is covered with an insulating oxide film 30 except for the electrodes 29.

【0021】力変換素子11は、各ゲージ部17〜20
のゲージ抵抗により図6に示すようなホイートストンブ
リッジ回路を形成している。各ゲージ部17〜20に加
えられた圧縮力に応じたそのゲージ抵抗の変化率は、各
ゲージ部17〜20のP型拡散層28におけるピエゾ抵
抗係数により決まる。ピエゾ抵抗係数は結晶方位による
異方性を有し、〈001〉方位に延設されたゲージ部1
7,19のピエゾ抵抗係数πa ,πc が共に等しく、
〈11バー0〉方位に延設されたゲージ部18,20の
ピエゾ抵抗係数πb ,πd が共に等しい(πa =πc ≠
πb =πd )。
The force conversion element 11 includes the gauge portions 17 to 20.
The gauge resistance of 1 forms a Wheatstone bridge circuit as shown in FIG. The rate of change of the gauge resistance according to the compressive force applied to each of the gauge portions 17 to 20 is determined by the piezoresistance coefficient of the P-type diffusion layer 28 of each of the gauge portions 17 to 20. The piezoresistive coefficient has anisotropy due to the crystal orientation, and the gauge portion 1 extending in the <001> orientation is used.
Piezoresistance coefficients πa and πc of 7 and 19 are the same,
Piezoresistive coefficients πb and πd of the gauge portions 18 and 20 extending in the <11 bar 0> direction are both equal (πa = πc ≠
πb = πd).

【0022】入力電極部13,14間に一定電流Iが通
電された状態において、ガラスブロック27を介して各
ゲージ部17〜20に圧縮力が作用すると、その圧縮力
に応じて〈001〉方位のゲージ部17,19のゲージ
抵抗値(R)と、〈11バー0〉方位のゲージ部18,
20のゲージ抵抗値(R+Δr)とが、それぞれのピエ
ゾ抵抗係数に応じた異なる値を採る。そのため、出力電
極部15,16間にその圧縮力に応じた電位差が生じる
ことになり、この電位差を測定することにより圧縮力の
大きさが検出される。
When a compressive force is applied to each of the gauge parts 17 to 20 through the glass block 27 in the state where a constant current I is applied between the input electrode parts 13 and 14, the <001> direction according to the compressive force. Gage resistance values (R) of the gage parts 17 and 19 of <11 bar 0> direction,
The gauge resistance value (R + Δr) of 20 has a different value according to each piezo resistance coefficient. Therefore, a potential difference occurs between the output electrode portions 15 and 16 according to the compression force, and the magnitude of the compression force is detected by measuring this potential difference.

【0023】図2に示すように、各電極部13〜16
は、ゲージ部17〜20の上面より一段低く凸設されて
おり、電極部13〜16上に形成された電極29は、ガ
ラスブロック27の接合面となる各部17〜26の上面
より突出しないように低く位置している。本実施形態で
は、電極29の上面とガラスブロック27の下面(つま
り各部17〜26の上面)との間に約3μm程度の距離
が確保されるように、電極29の厚み分を考慮して電極
部13〜16の高さが設定されている。なお、P型拡散
層28の膜厚は約1μm、絶縁酸化膜30の膜厚が約1
00nm、ガラスブロック27の厚みが約1mmとなっ
ている。
As shown in FIG. 2, each electrode portion 13-16
Are projected one step lower than the upper surfaces of the gauge portions 17 to 20, and the electrodes 29 formed on the electrode portions 13 to 16 do not protrude from the upper surfaces of the respective portions 17 to 26 which are the bonding surfaces of the glass block 27. It is located low on. In the present embodiment, the thickness of the electrode 29 is taken into consideration so that a distance of about 3 μm is ensured between the upper surface of the electrode 29 and the lower surface of the glass block 27 (that is, the upper surface of each portion 17 to 26). The height of the parts 13 to 16 is set. The P-type diffusion layer 28 has a thickness of about 1 μm, and the insulating oxide film 30 has a thickness of about 1 μm.
The thickness of the glass block 27 is 00 nm and the thickness of the glass block 27 is about 1 mm.

【0024】次に、この力変換素子11の製造方法を図
3〜図5に基づいて説明する。なお、図3,図4に示す
半導体ウェハとしてのシリコンウェハ31の断面は図2
の力変換素子11の断面に相当し、図5は電極部13〜
16を通らないように切断した同じ断面である。
Next, a method of manufacturing the force conversion element 11 will be described with reference to FIGS. The cross section of the silicon wafer 31 as a semiconductor wafer shown in FIGS.
5 corresponds to the cross section of the force conversion element 11 of FIG.
16 is the same cross section cut so as not to pass through 16.

【0025】図3(a)に示すシリコンウェハ31は、
N型の〈110〉面方位の単結晶シリコンからなる例え
ば5インチウェハであり、約600μm程度の厚みを有
する。図3(b)に示すように、まずシリコンウェハ3
1の表面(上面)にCVD(化学蒸着法)によりシリコ
ン酸化膜(SiO2 膜)32を形成し、その後、シリコ
ンウェハ31の表面にレジスト33を塗布(スピンコー
ト)してパターニングをする。レジスト33は、ガラス
ブロック27で覆われることになる全領域を被覆するよ
うにパターニングされる。
The silicon wafer 31 shown in FIG.
The wafer is, for example, a 5-inch wafer made of N-type <110> plane-oriented single crystal silicon and has a thickness of about 600 μm. As shown in FIG. 3B, first, the silicon wafer 3
A silicon oxide film (SiO2 film) 32 is formed on the surface (upper surface) of 1 by CVD (Chemical Vapor Deposition), and then a resist 33 is applied (spin coating) on the surface of the silicon wafer 31 for patterning. The resist 33 is patterned so as to cover the entire area to be covered with the glass block 27.

【0026】次に、図3(c)に示すように、シリコン
ウェハ31の表面をドライエッチング処理し、レジスト
33のパターニング形状に掘り込む。まずSiO2 膜3
2をパターニング形状にドライエッチングにより除去
し、アッシング(灰化)によりレジスト33を除去した
後、残ったSiO2 膜32をマスクとしてシリコンウェ
ハ31を所定深さ(約3〜4μm)までエッチングす
る。このドライエッチングによりシリコンウェハ31上
には段差部31aが形成される。2段階でドライエッチ
ングを行ったのは、レジスト33ではシリコン約3μm
程度のドライエッチングに耐え切れないためである。
Next, as shown in FIG. 3C, the surface of the silicon wafer 31 is dry-etched to form a pattern of the resist 33. First, SiO2 film 3
2 is removed by dry etching into a patterned shape, the resist 33 is removed by ashing (ashing), and then the silicon wafer 31 is etched to a predetermined depth (about 3 to 4 .mu.m) using the remaining SiO2 film 32 as a mask. By this dry etching, a step portion 31a is formed on the silicon wafer 31. Dry etching was performed in two steps because the resist 33 has a silicon of about 3 μm.
This is because it cannot withstand some degree of dry etching.

【0027】次に、SiO2 膜32を一旦除去し、図3
(d)に示すようにシリコンウェハ31を熱酸化処理し
てその表面に熱酸化膜(SiO2 膜)34を形成する前
処理を行う。その後、インプラント処理を実施してボロ
ン(B)イオンをシリコンウェハ31の表面に打ち込
み、さらに拡散のため熱処理を施してボロンを電気的に
活性化させる。こうしてP型拡散層28が形成される。
Next, the SiO2 film 32 is once removed, and then, as shown in FIG.
As shown in (d), the silicon wafer 31 is subjected to a thermal oxidation treatment to perform a pretreatment for forming a thermal oxide film (SiO2 film) 34 on the surface thereof. After that, an implant process is performed to implant boron (B) ions into the surface of the silicon wafer 31, and a heat treatment for diffusion is performed to electrically activate the boron. Thus, the P type diffusion layer 28 is formed.

【0028】次に、熱酸化膜34を一旦除去した後、図
4(a)に示すようにシリコンウェハ31の表面にCV
Dにより新たなシリコン酸化膜(SiO2 )35を形成
する。そして、レジスト36を塗布(スピンコート)し
た後、ゲージ部17〜20,保護部21〜24,応力調
整部25,26及び入出力電極部13〜16を形成する
ためのパターニングを施す。
Next, after the thermal oxide film 34 is once removed, CV is formed on the surface of the silicon wafer 31 as shown in FIG.
A new silicon oxide film (SiO2) 35 is formed by D. Then, after applying (spin coating) the resist 36, patterning for forming the gauge portions 17 to 20, the protecting portions 21 to 24, the stress adjusting portions 25 and 26, and the input / output electrode portions 13 to 16 is performed.

【0029】そして、図4(b)に示すようにシリコン
ウェハ31の表面をドライエッチングにより掘り込む。
まずレジスト36のパターニング形状にSiO2 膜35
をドライエッチングし、一旦アッシングによりレジスト
36を除去した後、残ったSiO2 膜35をマスクとし
てシリコンウェハ31を所定深さ(例えば約3μm)ま
でエッチングする。このドライエッチングにより、ゲー
ジ部17〜20,保護部21〜24及び応力調整部2
5,26となる凸部31bと、入出力電極部13〜16
となる凸部31cとがシリコンウェハ31上に形成され
る。
Then, as shown in FIG. 4B, the surface of the silicon wafer 31 is dug by dry etching.
First, the patterned pattern of the resist 36 is formed on the SiO2 film 35.
Is dry-etched and the resist 36 is once removed by ashing, and then the silicon wafer 31 is etched to a predetermined depth (for example, about 3 .mu.m) using the remaining SiO2 film 35 as a mask. By this dry etching, the gauge parts 17 to 20, the protection parts 21 to 24, and the stress adjusting part 2
5, 31 and the convex portion 31b and the input / output electrode portions 13 to 16
And a convex portion 31 c that will be formed on the silicon wafer 31.

【0030】次に、SiO2 膜35を一旦除去し、図4
(c)に示すようにシリコンウェハ31の表面全体にC
VDにより新たな絶縁酸化膜(SiO2 膜)37を形成
する。そして、凸部31c上の絶縁酸化膜37の一部を
ウェットエッチングにより除去し、電極29とのコンタ
クトを取るためのコンタクト部38を形成する。コンタ
クト部38形成後、ウェットエッチングに使用したレジ
ストをアッシングにより除去する。
Next, the SiO2 film 35 is once removed, and then, as shown in FIG.
As shown in (c), C is formed on the entire surface of the silicon wafer 31.
A new insulating oxide film (SiO2 film) 37 is formed by VD. Then, a part of the insulating oxide film 37 on the convex portion 31c is removed by wet etching to form a contact portion 38 for making contact with the electrode 29. After forming the contact portion 38, the resist used for wet etching is removed by ashing.

【0031】続いて図4(d)に示すように、コンタク
ト部38を形成した後の凸部31cの上面にアルミニウ
ムからなる電極29を接合する。まずシリコンウェハ3
1の表面にスパッタ法もしくは真空蒸着法によりアルミ
ニウム膜(Al)39を形成し、次にレジスト(図示せ
ず)を塗布して電極29を形成するためのパターニング
を行う。その後、シリコンウェハ31をウェットエッチ
ングにより不要なアルミニウム膜39を除去し電極29
が形成される。そして、レジストをアッシングにより除
去した後、アルミニウム膜39(電極29)とシリコン
ウェハ31とのコンタクトを確実に取るためシンタリン
グ処理を実施する。
Subsequently, as shown in FIG. 4D, an electrode 29 made of aluminum is bonded to the upper surface of the convex portion 31c after the contact portion 38 is formed. First, silicon wafer 3
An aluminum film (Al) 39 is formed on the surface of 1 by a sputtering method or a vacuum deposition method, and then a resist (not shown) is applied to perform patterning for forming an electrode 29. After that, the silicon wafer 31 is wet-etched to remove the unnecessary aluminum film 39 to remove the electrode 29.
Is formed. Then, after removing the resist by ashing, a sintering process is performed in order to surely make a contact between the aluminum film 39 (electrode 29) and the silicon wafer 31.

【0032】電極29の接合工程まで終えることにより
シリコンウェハ31側の工程が完了し、次にガラスブロ
ック27となる力伝達部用ウェハとしてのガラスウェハ
40の接合工程に移る。ここで、ガラスウェハ40との
接合面となるゲージ部17〜20などの凸部31bの上
面は、電極29の上面より上方へ突出しており、両者間
には約3μm程度の距離が確保されている。
When the process of bonding the electrodes 29 is completed, the process on the side of the silicon wafer 31 is completed, and then the process of bonding the glass wafer 40 as the force transmitting portion wafer which becomes the glass block 27 is performed. Here, the upper surfaces of the convex portions 31b such as the gauge portions 17 to 20 which are the bonding surfaces with the glass wafer 40 protrude upward from the upper surfaces of the electrodes 29, and a distance of about 3 μm is secured between them. There is.

【0033】次に、図5(a)に示すように、このシリ
コンウェハ31(5インチ)の表面に3インチのガラス
ウェハ40を接合させる。ガラスウェハ40はシリコン
ウェハ31に熱膨張係数を合わせた結晶化ガラスからな
る。まず3インチのガラスウェハ40を5インチのシリ
コンウェハ31上に重ね合わせるように載置する。ガラ
スウェハ40は電極29に当たることなく、ゲージ部な
どの各部17〜26を構成する凸部31bに当接する状
態で、シリコンウェハ31の表面に形成された全パター
ンを覆うようにシリコンウェハ31上に載置される。こ
の状態でガラスウェハ40の下面と電極29との間に約
3μm程度の間隔が確保される。
Next, as shown in FIG. 5A, a glass wafer 40 of 3 inches is bonded to the surface of the silicon wafer 31 (5 inches). The glass wafer 40 is made of crystallized glass having a thermal expansion coefficient matched to that of the silicon wafer 31. First, the 3-inch glass wafer 40 is placed on the 5-inch silicon wafer 31 so as to be superposed. The glass wafer 40 is placed on the silicon wafer 31 so as to cover the entire pattern formed on the surface of the silicon wafer 31 in a state where the glass wafer 40 does not hit the electrodes 29 but abuts on the convex portions 31b forming the respective portions 17 to 26 such as the gauge portion. Placed. In this state, a space of about 3 μm is secured between the lower surface of the glass wafer 40 and the electrode 29.

【0034】そして、シリコンウェハ31とガラスウェ
ハ40とを陽極接合法により接合する。この陽極接合時
には両ウェハ31,40間に約600〜1000ボルト
の電圧が印加されるが、ガラスウェハ40と電極29と
の間に約3μm程度の間隔が確保されているため、この
接合時に電極29を介したリーク電流が発生することは
ない。ガラスウェハ40は凸部31bの上面で絶縁酸化
膜37を介して接合される(図5(a))。
Then, the silicon wafer 31 and the glass wafer 40 are bonded by the anodic bonding method. At the time of this anodic bonding, a voltage of about 600 to 1000 V is applied between the two wafers 31 and 40, but since a space of about 3 μm is secured between the glass wafer 40 and the electrode 29, the electrode at the time of this bonding. There is no leakage current through 29. The glass wafer 40 is bonded on the upper surface of the convex portion 31b through the insulating oxide film 37 (FIG. 5A).

【0035】次に、図5(b)に示すように、ガラスウ
ェハ40の表面(上面)にガラスブロック27の寸法形
状に合わせたハーフカットをダイシングにより入れ、マ
トリクス溝40aを形成する。マトリクス溝40aを形
成するときのダイシングブレードの位置合わせは、3イ
ンチのガラスウェハ40からはみ出して見えるシリコン
ウェハ31のパターンを実際に見ながら、そのパターン
に合わせて行われるので、マトリクス溝40aはシリコ
ンウェハ31側のパターンに対して位置精度良く形成さ
れる。
Next, as shown in FIG. 5B, a half-cut corresponding to the size and shape of the glass block 27 is formed by dicing on the surface (upper surface) of the glass wafer 40 to form a matrix groove 40a. The alignment of the dicing blade when forming the matrix groove 40a is performed according to the pattern while actually observing the pattern of the silicon wafer 31 which is projected from the 3-inch glass wafer 40, and therefore the matrix groove 40a is formed by silicon. It is formed with high positional accuracy with respect to the pattern on the wafer 31 side.

【0036】次に、ガラスウェハ40の上面に粘着力の
比較的弱い粘着手段としてのテープを貼り付けた後、そ
のテープを剥がすことによりガラスウェハ40の不要部
分をそのテープの粘着力により粘着除去する(図5
(c))。このとき必要に応じて貼着後のテープ上をロ
ーラで押圧して不要部分を破断する。ガラスウェハ40
の不要部分はテープに付着されるので、除去すべきガラ
ス破片が電極29に当たってそれを傷つけることがな
い。また、ガラスウェハ40の不要部分は位置精度良く
形成されたマトリクス溝40aに沿って破断除去される
ので、ガラスブロック27はシリコンウェハ31側のパ
ターンに対して誤差少なく所定位置に正しく配置され
る。なお、粘着除去用のテープとしては、比較的粘着力
の弱い再剥離型ダイシングテープや、紫外線照射により
粘着力が低下(約10〜100分の1程度)するUV硬
化型ダイシングテープを使用するとよい。
Next, after attaching a tape as an adhesive means having a relatively weak adhesive force to the upper surface of the glass wafer 40, the tape is peeled off to remove unnecessary portions of the glass wafer 40 by the adhesive force of the tape. Yes (Fig. 5
(C)). At this time, if necessary, the adhered tape is pressed by a roller to break the unnecessary portion. Glass wafer 40
Since the unnecessary portion of is adhered to the tape, the glass fragments to be removed do not hit the electrode 29 and damage it. Further, the unnecessary portion of the glass wafer 40 is broken and removed along the matrix groove 40a formed with high positional accuracy, so that the glass block 27 is correctly arranged at a predetermined position with respect to the pattern on the silicon wafer 31 side. As the tape for removing the adhesive, it is preferable to use a re-peelable dicing tape having a relatively weak adhesive force or a UV curable dicing tape whose adhesive force is reduced by ultraviolet irradiation (about 10 to 1/100). .

【0037】以上の工程により、シリコンウェハ31に
は多数の力変換素子11がマトリクス状に製造される。
そして、図5(d)に示すようにシリコンウェハ31を
ダイシングにより個々の素子毎に切り離すことにより、
多数の力変換素子11が得られる。
Through the above steps, a large number of force conversion elements 11 are manufactured in a matrix on the silicon wafer 31.
Then, as shown in FIG. 5D, the silicon wafer 31 is separated into individual elements by dicing,
A large number of force conversion elements 11 are obtained.

【0038】以上詳述したように本実施形態によれば、
以下に列記する効果が得られる。 (a)シリコンウェハ31に段差部31aを形成し、ガ
ラスウェハ40と接合されるゲージ部17〜20などの
凸部31bを、電極29より上方へ突出して形成した。
そのため、シリコンウェハ31への接合時の電極29と
の接触を避けるため、ガラスウェハ40に施していた逃
げ部などの面倒な加工を無くすことができる。ここで、
段差部31aを形成するための工程が増えるものの、逃
げ部形成のための工程に比較すれば、その工程数は大幅
に低減される。
As described above in detail, according to the present embodiment,
The effects listed below can be obtained. (A) A step portion 31 a is formed on the silicon wafer 31, and a convex portion 31 b such as the gauge portions 17 to 20 joined to the glass wafer 40 is formed so as to protrude above the electrode 29.
Therefore, in order to avoid contact with the electrode 29 during bonding to the silicon wafer 31, it is possible to eliminate troublesome processing such as a relief portion provided on the glass wafer 40. here,
Although the number of steps for forming the step portion 31a is increased, the number of steps is significantly reduced as compared with the step for forming the relief portion.

【0039】(b)ガラスウェハ40にマトリクス溝4
0aを形成しておき、その不要部分を粘着力の比較的弱
いテープを用いて粘着除去するようにしたので、ガラス
ウェハ40の不要部分が落下や飛散などして電極29を
傷つけることを防止することができる。従って、力変換
素子11の歩留り向上に寄与し、ひいてはワイヤボンド
不良の低減に寄与する。
(B) Matrix grooves 4 on the glass wafer 40
0a is formed in advance, and the unnecessary portion of the glass wafer 40 is adhesively removed by using a tape having a relatively weak adhesive force, so that the unnecessary portion of the glass wafer 40 is prevented from being dropped or scattered and damaging the electrode 29. be able to. Therefore, it contributes to the improvement of the yield of the force conversion element 11, and eventually to the reduction of wire bond defects.

【0040】(c)マトリクス溝40aを形成するとき
のダイシングブレードの位置合わせは、シリコンウェハ
31上のパターンを実際に見てそれに合わせなら行われ
るので、ガラスブロック27の切断位置を決めるマトリ
クス溝40aを位置精度良く形成することができ、ひい
ては基体12に対するガラスブロック27の位置精度を
高くすることができる。
(C) The alignment of the dicing blade when forming the matrix groove 40a is performed by actually seeing the pattern on the silicon wafer 31, and if it is aligned therewith, the matrix groove 40a which determines the cutting position of the glass block 27 is formed. Can be formed with high positional accuracy, which in turn can increase the positional accuracy of the glass block 27 with respect to the base 12.

【0041】これに対し、従来技術ではガラスウェハに
予め形成しておいた逃げ部等の加工部を、電極に対向さ
せるように位置合わせする必要があり、しかもその位置
合わせに生じた約50μm程度の誤差がそのままガラス
ブロックの誤差となっていた。しかし、本実施形態では
ダイシングブレードの位置合わせ誤差(従来に比較して
約5〜10分の1程度)だけで済ませることができる。
力変換素子11の検出精度はガラスブロック27の位置
精度に影響されるので、本実施形態によれば、検出精度
の一層高い力変換素子11を提供することができる。
On the other hand, in the prior art, it is necessary to align the processed portion such as a relief portion formed in advance on the glass wafer so as to face the electrode, and about 50 μm caused by the alignment. The error of was the error of the glass block as it was. However, in the present embodiment, it is possible to make only the alignment error of the dicing blade (about 5 to 1/10 of the conventional one).
Since the detection accuracy of the force conversion element 11 is affected by the position accuracy of the glass block 27, the present embodiment can provide the force conversion element 11 with higher detection accuracy.

【0042】(d)ガラスブロック27の位置精度は、
両ウェハ31,40を接合した後にガラスウェハ40の
不要部分を除去するダイシング精度により決まるので、
ガラスウェハ40をシリコンウェハ31に接合するとき
に誤差があってもその誤差をダイシング工程で吸収する
ことができる。そのため、ガラスウェハ40をシリコン
ウェハ31に接合するときの位置合わせを簡単に済ませ
ることができる。
(D) The positional accuracy of the glass block 27 is
Since it is determined by the dicing accuracy for removing the unnecessary portion of the glass wafer 40 after joining the two wafers 31 and 40,
Even if there is an error in joining the glass wafer 40 to the silicon wafer 31, the error can be absorbed in the dicing process. Therefore, the alignment when bonding the glass wafer 40 to the silicon wafer 31 can be easily completed.

【0043】(e)シリコンウェハ31にガラスウェハ
40を載置したときに、ガラスウェハ40と電極29と
の間に約3μm程度の隙間が開くように、電極部13〜
16(段差部31a)形成のためのドライエッチング深
さを決めたので、陽極接合法による高電圧印加時に電極
29を介したリーク電流の発生を防止することができ
る。従って、接合不良の発生を低減することができ、力
変換素子11の歩留りの向上に寄与する。
(E) When the glass wafer 40 is placed on the silicon wafer 31, the electrode portions 13 to 13 are arranged so that a gap of about 3 μm is opened between the glass wafer 40 and the electrode 29.
Since the dry etching depth for forming 16 (step portion 31a) is determined, it is possible to prevent the generation of leak current through the electrode 29 when a high voltage is applied by the anodic bonding method. Therefore, the occurrence of defective bonding can be reduced, which contributes to an improvement in the yield of the force conversion element 11.

【0044】(f)段差部31aの深さを約3〜4μm
程度と比較的小さくしたので、段差部31a形成後のレ
ジスト塗布工程(例えば図4(a))におけるレジスト
のスピンコート時にも、レジストを段差に妨げられるこ
となくシリコンウェハの表面全体に確実にコートするこ
とができる。
(F) The depth of the step portion 31a is set to about 3 to 4 μm.
Since it is relatively small, even when the resist is spin-coated in the resist coating step after forming the step portion 31a (for example, FIG. 4A), the resist is surely coated on the entire surface of the silicon wafer without being obstructed by the step. can do.

【0045】尚、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で例えば次の
ように構成することもできる。 (1)メサ段差構造の力変換素子11に本発明を適用し
たが、メサ段差構造を有しない図7に示すような力変換
素子51に本発明の製造方法を適用することもできる。
図7に示すように力変換素子51は、例えばP型シリコ
ン単結晶からなる基体52と、基体52のゲージ部53
にて接合された力伝達部(ガラスブロック)54と、一
対の入力電極55a,55bと、一対の出力電極56
a,56bとを備える。
The present invention is not limited to the above embodiment, but may be configured as follows, for example, without departing from the spirit of the invention. (1) Although the present invention is applied to the force conversion element 11 having the mesa step structure, the manufacturing method of the present invention can also be applied to the force conversion element 51 having no mesa step structure as shown in FIG. 7.
As shown in FIG. 7, the force conversion element 51 includes a base 52 made of, for example, P-type silicon single crystal, and a gauge portion 53 of the base 52.
, A pair of input electrodes 55a and 55b, and a pair of output electrodes 56 joined together by
a and 56b.

【0046】図8に力変換素子51の製造方法を示す。
この図は図7の力変換素子51の III−III 線断面に相
当する。図8(a)に示すように、P型シリコン単結晶
からなるシリコンウェハ61の表面にドライエッチング
により段差部61aを形成し、この段差部61aの上面
に電極62(電極55a〜56bに相当)を形成する。
電極62はガラスウェハ63と接合されるゲージ部53
より低く位置している。このシリコンウェハ61の表面
にガラスウェハ63を載置し、陽極接合法により両ウェ
ハ61,63を接合する。このときガラスウェハ63と
電極62との間隔を適度に確保することにより、陽極接
合時にリーク電流が発生しない。
FIG. 8 shows a method of manufacturing the force conversion element 51.
This figure corresponds to a cross section taken along line III-III of the force conversion element 51 of FIG. 7. As shown in FIG. 8A, a step portion 61a is formed on the surface of a silicon wafer 61 made of P-type silicon single crystal by dry etching, and an electrode 62 (corresponding to the electrodes 55a to 56b) is formed on the upper surface of the step portion 61a. To form.
The electrode 62 is a gauge portion 53 that is joined to the glass wafer 63.
It is located lower. A glass wafer 63 is placed on the surface of this silicon wafer 61, and both wafers 61 and 63 are bonded by an anodic bonding method. At this time, by ensuring an appropriate gap between the glass wafer 63 and the electrode 62, a leak current does not occur during anodic bonding.

【0047】次に図8(b)に示すように、ガラスウェ
ハ63の上面にダイシングにより切り込み(マトリクス
溝)63aを形成する。そして、粘着テープによりガラ
スウェハ63の不要部分を粘着除去し、図8(c)のよ
うにガラスブロック54が形成される。そして、図8
(d)に示すように、シリコンウェハ61をダイシング
により基体52毎に切断し、各力変換素子51に切り離
す。
Next, as shown in FIG. 8B, cuts (matrix grooves) 63a are formed on the upper surface of the glass wafer 63 by dicing. Then, the unnecessary portion of the glass wafer 63 is adhesively removed by the adhesive tape, and the glass block 54 is formed as shown in FIG. 8C. And FIG.
As shown in (d), the silicon wafer 61 is cut into each of the bases 52 by dicing, and then cut into the force conversion elements 51.

【0048】この製造方法を採用することにより、メサ
段差構造でない力変換素子51においても、前記実施形
態と同様の効果が得られる。すなわち、(イ) 接合前のガ
ラスウェハ63に逃げ部の面倒な加工を施さずに済むこ
と、(ロ) ガラスウェハ61の接合時に位置決めが不要な
こと、(ハ) ガラスブロック54の位置精度がガラスウェ
ハ61のダイシング精度により決まるため、従来方法よ
りもガラスブロック54の位置精度を向上できること、
(ニ) (ハ) により力変換素子51の検出精度を向上できる
こと、(ホ) ガラスウェハ63の不要部分が粘着除去され
るため、電極62を傷つける心配がなくなり歩留りの向
上に寄与するなどの効果が得られる。
By adopting this manufacturing method, the same effect as that of the above embodiment can be obtained even in the force conversion element 51 having no mesa step structure. That is, (a) it is not necessary to subject the glass wafer 63 before bonding to a troublesome machining of the escape portion, (b) no positioning is required when bonding the glass wafer 61, and (c) the positional accuracy of the glass block 54 is high. Since it is determined by the dicing accuracy of the glass wafer 61, the positional accuracy of the glass block 54 can be improved as compared with the conventional method.
(D) The effect that the detection accuracy of the force conversion element 51 can be improved by (c), and (e) the unnecessary portion of the glass wafer 63 is adhesively removed, so that there is no fear of damaging the electrode 62 and the yield is improved. Is obtained.

【0049】さらに従来製造方法では、シリコンウェハ
とガラスウェハとの接合部面積(つまり受圧部面積)の
面積誤差が、マトリクス溝形成時のダイシング精度によ
り決まっていたが、この製造方法ではその面積誤差がダ
イシング精度より十分高い精度をもつ段差部形成時のド
ライエッチング精度により決まるため、この面積誤差を
従来方法に比較して縮小することができる。
Further, in the conventional manufacturing method, the area error of the bonding area between the silicon wafer and the glass wafer (that is, the pressure receiving area) is determined by the dicing accuracy when the matrix groove is formed. Is determined by the dry etching accuracy when forming the step portion having a sufficiently higher accuracy than the dicing accuracy, so that this area error can be reduced as compared with the conventional method.

【0050】(2)段差部を形成するための方法は適宜
の方法を採用することができる。例えば、ドライエッチ
ングに代えてアルカリ溶解液等によるウェットエッチン
グにより段差部を形成してもよい。また、必要な寸法精
度が得られればエッチング以外の方法を用いてもよい。
(2) As a method for forming the step portion, an appropriate method can be adopted. For example, the step portion may be formed by wet etching with an alkali solution or the like instead of dry etching. A method other than etching may be used as long as the required dimensional accuracy is obtained.

【0051】(3)マトリクス溝が形成されたガラスウ
ェハからその不要部分を除去する方法は、テープによる
粘着除去に限定されない。例えば吸引除去しても構わな
い。吸引除去しても、ガラス破片が電極を傷つける心配
はない。また、粘着除去方法もテープを用いた方法に限
定されず、ガラス破片を粘着除去できればテープに限定
されない。
(3) The method of removing the unnecessary portion from the glass wafer in which the matrix groove is formed is not limited to the adhesive removal by the tape. For example, it may be removed by suction. Even if removed by suction, there is no concern that the glass fragments will damage the electrode. Further, the method for removing the adhesive is not limited to the method using the tape, and is not limited to the tape as long as the glass fragments can be removed by the adhesive.

【0052】(4)マトリクス溝をガラスウェハに形成
してその不要部分を粘着除去する方法に代え、ダイシン
グによりガラスウェハの不要部分を直接切り落とす構成
としてもよい。ガラスウェハと電極との間隔をある程度
確保すれば、ダイシングブレードが電極に当たることは
ない。この方法によっても、ガラスブロック(力伝達
部)の位置精度を向上させることができ、力変換素子の
歩留りを向上させることができる。
(4) Instead of the method of forming the matrix groove in the glass wafer and adhesively removing the unnecessary portion, the unnecessary portion of the glass wafer may be directly cut off by dicing. If a certain distance is secured between the glass wafer and the electrode, the dicing blade will not hit the electrode. With this method as well, the positional accuracy of the glass block (force transmitting portion) can be improved, and the yield of the force conversion element can be improved.

【0053】(5)力変換素子の基体12(52)を構
成するウェハは、シリコンウェハに限定されず、他の半
導体ウェハを用いることもできる。また、力伝達部用ウ
ェハもガラスウェハに限定されず、圧縮強度の高いその
他の材料を使用することができる。例えば結晶化されて
いないガラスウェハや、Al2 O3 等のセラミックウェ
ハとしてもよい。
(5) The wafer forming the substrate 12 (52) of the force conversion element is not limited to the silicon wafer, and other semiconductor wafers can be used. Further, the wafer for the force transmitting portion is not limited to the glass wafer, and other materials having high compressive strength can be used. For example, it may be an uncrystallized glass wafer or a ceramic wafer such as Al2 O3.

【0054】(6)本発明を適用する力変換素子は、前
記実施形態や(1)の実施形態に示したものに限定され
ない。電極形成後の半導体ウェハに対し、力伝達部用ウ
ェハを接合させてから、個々の素子に切り離して量産す
る製造方法により製造される力変換素子に広く本発明を
適用することができる。なお、本発明においては、力伝
達部と接合される半導体ウェハ上の部位をゲージ部とす
る。
(6) The force conversion element to which the present invention is applied is not limited to those shown in the above-mentioned embodiment and the embodiment of (1). The present invention can be widely applied to a force conversion element manufactured by a manufacturing method in which a wafer for a force transmitting portion is bonded to a semiconductor wafer after electrodes are formed, and then separated into individual elements for mass production. In the present invention, the portion on the semiconductor wafer that is joined to the force transmitting portion is the gauge portion.

【0055】前記実施の形態から把握され、特許請求の
範囲に記載されていない発明(又は考案)を、その効果
とともに以下に記載する。 (イ)請求項1〜請求項3のいずれか一項の発明におい
て、前記電極と力伝達部用ウェハとの間隔が、両ウェハ
接合のための電圧印加時にリークが発生しない値に設定
されている。この構成によれば、陽極接合法などの手法
により半導体ウェハに対して力伝達部用ウェハを接合す
る際に、電極と力伝達部用ウェハとの間に適度な間隔が
保持されているため、リークの発生を防止することがで
きる。従って、接合不良を低減することができる。
The invention (or invention) which is grasped from the above-mentioned embodiment and is not described in the scope of claims is described below together with its effect. (A) In the invention according to any one of claims 1 to 3, the distance between the electrode and the wafer for force transmitting portion is set to a value that does not cause a leak when a voltage is applied for bonding both wafers. There is. According to this configuration, when the wafer for force transmitting portion is bonded to the semiconductor wafer by a method such as the anodic bonding method, since an appropriate space is maintained between the electrode and the wafer for force transmitting portion, It is possible to prevent the occurrence of leak. Therefore, defective bonding can be reduced.

【0056】(ロ)請求項1〜請求項3のいずれか一項
の発明において、前記段差部はレジストのスピンコート
を妨げない高さに設定されている。この構成によれば、
段差部形成後の半導体ウェハの表面にレジストをスピン
コートしたとき、段差に妨げられることなく半導体ウェ
ハの表面全体にレジストを確実にコートすることができ
る。
(B) In the invention according to any one of claims 1 to 3, the step portion is set to a height that does not hinder the spin coating of the resist. According to this configuration,
When a resist is spin-coated on the surface of the semiconductor wafer after forming the step portion, the resist can be surely coated on the entire surface of the semiconductor wafer without being obstructed by the step.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、電
極を形成するための段差部を半導体ウェハに形成し、こ
の段差部上に形成した電極がゲージ部より突出しないよ
うにしたので、半導体ウェハに接合する力伝達部用ウェ
ハに、電極を避けるための逃げ部等の面倒な加工を施さ
ずに済む。
As described above in detail, according to the present invention, the step portion for forming the electrode is formed on the semiconductor wafer, and the electrode formed on the step portion is prevented from protruding from the gauge portion. Therefore, it is not necessary to perform troublesome processing such as a relief portion for avoiding the electrodes on the wafer for force transmitting portion to be bonded to the semiconductor wafer.

【0058】請求項2に記載の発明によれば、ウェハ除
去工程において、力伝達部用ウェハの不要部分に切り込
みを施した後、その不要部分を粘着手段により粘着除去
するようにしたので、除去すべき不要部分が電極に当た
ってそれを傷つける心配を無くすことができる。
According to the second aspect of the present invention, in the wafer removing step, after the unnecessary portion of the force transmitting wafer is cut, the unnecessary portion is adhesively removed by the adhesive means. It is possible to eliminate a fear that an unnecessary portion which should be contacted with the electrode and damages it.

【0059】請求項3に記載の発明によれば、力変換素
子は、その基体に形成された段差部に電極が形成される
ことで、電極がゲージ部より突出していないので、その
製造時に請求項1に記載の発明と同様の効果を得ること
ができる。また、力伝達部用ウェハの接合後にその不要
部分に切り込みを施し、その不要部分を粘着手段により
粘着除去する製造方法を採れば、請求項2に記載の発明
と同様の効果を得ることができる。
According to the invention described in claim 3, in the force conversion element, since the electrode is not projected from the gauge portion because the electrode is formed on the stepped portion formed on the substrate, The same effect as that of the invention described in Item 1 can be obtained. Further, by adopting a manufacturing method in which the unnecessary portion is cut after the wafer for force transmitting portion is bonded and the unnecessary portion is adhesively removed by an adhesive means, the same effect as that of the invention according to claim 2 can be obtained. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】一実施形態の力変換素子の一部破断平面図。FIG. 1 is a partially cutaway plan view of a force conversion element according to an embodiment.

【図2】図1のII−II線断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.

【図3】力変換素子の製造工程を示す模式断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the force conversion element.

【図4】同じく模式断面図。FIG. 4 is a schematic sectional view of the same.

【図5】同じく模式断面図。FIG. 5 is a schematic sectional view of the same.

【図6】力変換素子の電気回路図。FIG. 6 is an electric circuit diagram of the force conversion element.

【図7】別例の力変換素子の平面図。FIG. 7 is a plan view of a force conversion element according to another example.

【図8】別例の力変換素子の製造工程を示す模式断面
図。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the force conversion element of another example.

【図9】従来技術における力変換素子の製造工程を示す
模式断面図。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of a force conversion element according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,51…力変換素子、12,52…基体、16〜2
0,72…ゲージ部、31,61…半導体ウェハとして
のシリコンウェハ、31a,61a…段差部、40,6
3…力伝達部用ウェハとしてのガラスウェハ、29,6
2…電極。
11, 51 ... Force conversion element, 12, 52 ... Base, 16-2
0, 72 ... Gauge portion, 31, 61 ... Silicon wafer as a semiconductor wafer, 31a, 61a ... Step portion, 40, 6
3 ... Glass wafer as wafer for force transmitting portion, 29, 6
2 ... Electrode.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体ウェハ上に力変換素子複数個分の
電極を形成しておき、該半導体ウェハに力伝達部用ウェ
ハを接合させた後、個々の力変換素子を切り離す力変換
素子の製造方法において、 前記電極が前記力伝達部用ウェハの接合面となるゲージ
部より突出しないように、前記半導体ウェハに該電極を
形成するための段差部を形成する段差形成工程と、 前記段差形成工程で形成された段差部に電極を形成する
電極形成工程と、 前記電極形成後の半導体ウェハに対し力伝達部用ウェハ
を前記ゲージ部側表面にて接合するウェハ接合工程と、 前記電極上方に位置する前記力伝達部用ウェハの不要部
分を除去するウェハ除去工程とを備えたことを特徴とす
る力変換素子の製造方法。
1. A method of manufacturing a force conversion element in which electrodes for a plurality of force conversion elements are formed on a semiconductor wafer, a wafer for force transmission section is bonded to the semiconductor wafer, and then the individual force conversion elements are separated. In the method, a step forming step of forming a step portion for forming the electrode on the semiconductor wafer so that the electrode does not protrude from a gauge portion serving as a bonding surface of the force transmitting portion wafer; and the step forming step. An electrode forming step of forming an electrode on the step formed by the step, a wafer bonding step of bonding the force transmitting portion wafer to the gauge portion side surface of the electrode-formed semiconductor wafer, and a wafer bonding step above the electrode. And a wafer removing step of removing an unnecessary portion of the force transmitting portion wafer.
【請求項2】 前記ウェハ除去工程では、前記力伝達部
用ウェハの不要部分に切り込みを施した後、該不要部分
を粘着手段により粘着除去することを特徴とする請求項
1に記載の力変換素子の製造方法。
2. The force conversion according to claim 1, wherein, in the wafer removing step, after cutting an unnecessary portion of the force transmitting wafer, the unnecessary portion is adhesively removed by an adhesive means. Device manufacturing method.
【請求項3】 前記請求項1又は請求項2に記載の力変
換素子の製造方法で製造され、その基体に形成された前
記段差部に電極が形成されることで、該電極が前記ゲー
ジ部より突出していないことを特徴とする力変換素子。
3. The force converting element manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein an electrode is formed on the stepped portion formed on the base body of the force converting element, so that the electrode is the gauge portion. A force conversion element characterized in that it does not project further.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007081418A (en) * 1997-07-18 2007-03-29 Kavlico Corp Fusion-bond electrical feed-through structure

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