JPWO2009081763A1 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2007年12月25日に出願された日本国特許出願第2007−331695号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
伊藤達也、「電子材料」2007年1月号、p.60-64 S.Yamamoto他、ICEP2006予稿集、p.259-264
本発明の半導体装置の製造方法では、前記貼り合わせ工程において、前記第一基板と前記第二基板とを、貼り合わせ部分に感光性樹脂を供給し、この感光性樹脂を露光して硬化させることによって貼り合わせ;前記貫通孔形成工程において、硬化後の前記感光性樹脂の所定部分を除去することによって前記キャビティを形成することが望ましい。
本発明の半導体装置の製造方法では、前記貫通孔形成工程において、前記第一基板の所定位置にレーザー光を照射して改質部を形成し、この改質部を除去することによって、前記キャビティを形成することが望ましい。
本発明の半導体装置の製造方法において、前記工程貫通孔形成の後に、前記キャビティを気密封止する封止部を形成する封止部形成工程を、さらに備えることが望ましい。
本発明に係る半導体装置は、光透過性を有する第一基板と;一面に機能素子を備え、この機能素子が前記第一基板と対向するように貼り合わされた第二基板と;前記第一基板と前記第二基板の貼り合せ部であって前記機能素子に対応する部分に配されたキャビティと;このキャビティに連通して配された貫通孔と;を備える。
本発明の半導体装置において、前記機能素子は、撮像素子であることが望ましい。
本発明の半導体装置において、前記機能素子は、圧力センサ素子であることが望ましい。
11,21 第一基板
12,22 第二基板
13,23 機能素子
14 感光性樹脂
15,24 キャビティ
16,25 貫通孔
17,26 封止部
まず、本発明の第一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態の半導体装置の一例を示す模式的断面図である。
この半導体装置1A(1)は、光透過性を有する第一基板11と、一面に機能素子13を備え、この機能素子13が前記第一基板11と対向するように第一基板11と貼り合わせられてなる第二基板12と、前記第一基板11と前記第二基板12の貼り合せ部であって前記機能素子13に対応する部分に配されたキャビティ15と、このキャビティ15に連通して配された貫通孔16と、キャビティ15及び貫通孔16を封止する封止部17と、を備えている。
この半導体装置1Aでは、第一基板11と第二基板12とは、感光性樹脂14によって貼り合わせられている。
また、機能素子13の他の例としては、例えばICチップ、光素子、マイクロリレー、マイクロスイッチ、加速度センサ、高周波フィルタ、マイクロミラー、マイクロリアクター、μ−TAS、DNAチップ、MEMSデバイス、マイクロ燃料電池等を用いることができる。
本発明の半導体装置の製造方法は、光透過性を有する第一基板11と、一面に機能素子13を備えた第二基板12とを、この機能素子13が第一基板11と対向するように貼り合わせる工程αと、前記第一基板11及び前記第二基板12の少なくとも一方(ここでは第二基板12)を薄板化する工程βと、前記第一基板11と前記第二基板12の貼り合せ部の少なくとも一部に、キャビティ15及びこのキャビティ15に連通する貫通孔16を形成する工程γと、を順に備える。
これにより、従来よりもパッケージの厚さをより薄くすることが可能となる。その結果、本発明ではデバイス及びそれらが搭載される電子機器の小型化に貢献できる半導体装置を、より簡便な工程で製造可能である。
図2A〜2Eは、本実施形態の製造方法において各工程を示す模式的断面図である。
以下、各工程について詳細に説明する。なお、以下の説明では、具体的な例を挙げて説明しているが、本発明はこれらに限定されるものではない。
第一基板11としては、イメージセンサパッケージにも適用できるように可視領域において透明なガラス基板(パイレックス(登録商標)、4インチ、厚さ500μm)を用いた。
第二基板12としては、一面に機能素子13としてMEMSデバイスやイメージセンサを配したSi基板 (4インチ、厚さ525μm)を用いた。
なお、第一基板11には、キャビティ15が形成される箇所に予め貫通孔16が1本形成されている。
樹脂の塗布方法は特に限定されるものでないが、例えばスタンピング、ディスペンス、スピンコート、スプレーコート等の手法を用いることが可能である。
ここでは感光性樹脂14として、露光された箇所が硬化するネガタイプのものを用いた。
第一基板11と第二基板12とを貼り合せた後、第二基板12の研削をおこない薄板化する。本実施例においては、第二基板12(Si基板)を機械的に研削した後、ポリッシュ加工をおこない、第二基板12の厚さが100μmとなるようにした。
ここで、本実施形態においては、硬化後の感光性樹脂14の所定部分を除去することによって前記キャビティ15を形成する。
キャビティ15の形成後、上記貫通孔16を低融点ガラスや樹脂などからなる封止部17により閉塞してもよい。これによりキャビディ15を気密封止することができる。また、研削により薄板化されたキャビティ15上の第二基板12を、可撓性のあるダイアフラムとして利用することもでき、圧力のセンシングなど新たな機能を付加することもできる。
以上のようにして図1に示したような半導体装置1Aが得られる。
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
図3は、本実施形態の半導体装置の一例を示す模式的断面図である。
この半導体装置1B(1)は、光透過性を有する第一基板21と、一面に機能素子23を備え、この機能素子23が前記第一基板21と対向するように第一基板21と貼り合わせられてなる第二基板22と、前記第一基板21と前記第二基板22の貼り合せ部であって前記機能素子23に対応する部分に配されたキャビティ24と、このキャビティ24に連通して配された貫通孔25と、キャビティ24及び貫通孔25を封止する封止部26と、を備えている。
第一基板21、第二基板22及び機能素子23は、それぞれ上述した第一基板11、第二基板22及び機能素子13と同様のものを用いることができる。
本発明の半導体装置の製造方法は、光透過性を有する第一基板21と、一面に機能素子23を備えた第二基板22とを、この機能素子23が第一基板21と対向するように貼り合わせる工程αと、前記第一基板21及び第二基板22の少なくとも一方(ここでは第二基板22)を薄板化する工程βと、前記第一基板21と前記第二基板22の貼り合せ部の少なくとも一部に、キャビティ24及びこのキャビティ24に連通する貫通孔25を形成する工程γと、を順に備える。
その結果、本発明ではデバイス及びそれらが搭載される電子機器の小型化に貢献できる半導体装置を、より簡便な工程で製造可能である。
図4A〜4Eは、本実施形態の製造方法において各工程を示す模式的断面図である。
以下、各工程について詳細に説明する。なお、以下の説明では、具体的な例を挙げて説明しているが、本発明はこれらに限定されるものではない。
まず、第二基板22と第一基板21を貼り合せる。本実施例においては、第一基板21としてパイレックス(登録商標)ガラス基板(4インチ、厚さ500μm)を用い、第二基板22として一面に機能素子23としてMEMSデバイスやイメージセンサを配したSi基板 (4インチ、厚さ525μm)を用い、陽極接合により両者を貼り合せた。
第一基板21と第二基板22の貼り合せ後、第二基板22の研削を行い薄板化する。本実施例においては、第二基板22を機械的に研削した後、ポリッシュ加工をおこない、第二基板22の厚さが100μmとなるようにした。
ここで本実施形態では、前記第一基板21の所定位置にレーザー光Lを照射して改質部21a,21bを形成し、この改質部21a,21bを除去することによって、貫通孔25及びキャビティ24をそれぞれ形成する。
キャビティ24の形成後、上記貫通孔25を低融点ガラスや樹脂などからなる封止部26により閉塞してもよい。これによりキャビディ24を気密封止することができる。また、研削により薄板化されたキャビティ24上の第一基板21を、可撓性のあるダイアフラムとして利用することもでき、圧力のセンシングなど新たな機能を付加することもできる。
以上のようにして図3に示したような半導体装置1Bが得られる。
Claims (7)
- 光透過性を有する第一基板と、一面に機能素子を備えた第二基板とを、前記機能素子が前記第一基板と対向するように貼り合わせる、貼り合わせ工程と;
前記第一基板及び前記第二基板の少なくとも一方を薄板化する、薄板化工程と;
前記第一基板と前記第二基板の貼り合せ部の少なくとも一部に、キャビティ及びこのキャビティに連通する貫通孔を形成する、貫通孔形成工程と;を備える半導体装置の製造方法。 - 前記貼り合わせ工程において、前記第一基板と前記第二基板とを、貼り合わせ部分に感光性樹脂を供給し、この感光性樹脂を露光して硬化させることによって貼り合わせ;
前記貫通孔形成工程において、硬化後の前記感光性樹脂の所定部分を除去することによって前記キャビティを形成する請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記貫通孔形成工程において、前記第一基板の所定位置にレーザー光を照射して改質部を形成し、この改質部を除去することによって、前記キャビティを形成する請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記貫通孔形成工程の後に、前記キャビティを気密封止する封止部を形成する、封止部形成工程を、さらに備える請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 光透過性を有する第一基板と;
一面に機能素子を備え、この機能素子が前記第一基板と対向するように貼り合わされた第二基板と;
前記第一基板と前記第二基板の貼り合せ部であって前記機能素子に対応する部分に配されたキャビティと;
このキャビティに連通して配された貫通孔と;を備える半導体装置。 - 前記機能素子は、撮像素子である請求項5に記載の半導体装置。
- 前記機能素子は、圧力センサ素子である請求項5に記載の半導体装置。
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