WO2008029654A1

WO2008029654A1 - Semiconductor sensor device and method for manufacturing same

Info

Publication number: WO2008029654A1
Application number: PCT/JP2007/066552
Authority: WO
Inventors: Takanori Aono; Ryoji Okada; Atsushi Kazama; Yoshiaki Takada
Original assignee: Hitachi Metals, Ltd.
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2008-03-13
Also published as: EP2065929A4; TW200821559A; HK1132584A1; TWI348020B; US20090050990A1; CN101427365A; KR20080105097A; KR101004574B1; CN101427365B; EP2065929A1; US8022433B2

Description

明細書

半導体センサー装置およびその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、 MEMS (Micro— Electro— Mechanical Systems)チップを有する半導体センサー装置およびその製造技術に関し、特に、可動部を有する MEMSチップを備えた半導体センサー装置およびその製造に関する。

背景技術

[0002] 半導体製造プロセス技術に機械加工技術および/あるいは材料技術を組み合わせて半導体基板上に三次元的な微細構造を有するシステムを実現する MEMS技術は極めて広汎な分野に応用できる。特に、 MEMS技術で製作した半導体センサー装置は自動車、航空機、携帯端末機器、玩具などの分野で加速度、角速度、圧力等物理量検出への適用が注目されている。

[0003] これらの半導体センサー装置は、 MEMS技術で形成された可動部を有しているのが特徴である。可動部の動き量をピエゾ抵抗素子の抵抗変化ある!/、は静電容量変化で検知し、データー処理して、加速度、角速度、圧力等を測定する。特許文献 1から 3に加速度センサー装置、特許文献 4から 6に角速度センサー装置、特許文献 7から 8に圧力センサー装置が開示されている。

[0004] 特許文献 1の加速度センサーの構造を図 14に示し、その図を参照して簡単に述べる。半導体センサー装置を特に断りの無い限り加速度センサー装置を用いて説明する。また、半導体センサー装置に用いる半導体センサーチップの構造、構成等は、特許文献 1から 8に準じたものなので詳細な説明を省くことがある。図 14Aに MEMS技術で製作された可動部を持った半導体 3軸加速度センサーの分解斜視図を示す。半導体 3軸加速度センサー 10hは、ケース 71h内に加速度センサーチップ 20hと IC 規制板 30hが所定の間隔を持って樹脂などの接着剤で固定されて!/、る。加速度センサーチップ 20hのチップ端子 24hがワイヤ 51hで IC規制板端子 34hに、 IC規制板端子 34hがワイヤ 51hでケース端子 74hに接続され、センサー信号を外部端子 75hから取り出す。ケース 71h上部にケース蓋 72hが接着剤で固定されている。図 14Bは、加速度センサーチップ 20hをセンサー上面から見た平面図である。加速度センサーチップ 20hには、半導体 3軸加速度センサー素子 20 とチップ端子 24hが形成されている。半導体 3軸加速度センサー素子 20h' 力 S枠 27hと錘 26hと対を成す梁 25 hで構成され、錘 26hが 2対の梁 25hで枠 27hの中央に保持されている。梁 25hにはピエゾ抵抗素子が形成されて!/、る。一対の梁に X軸ピエゾ抵抗素子 2 lhと Z軸ピエゾ抵抗素子 21 力 S、他の一対の梁に Y軸ピエゾ抵抗素子 21h〃が形成されている。

[0005] 図 14に示した半導体 3軸加速度センサー 10hでは、ケース 71hとケース蓋 72hがアルミナ等のセラミックで形成されている。セラミックのため、ケース 71hとケース蓋 72 hの肉厚を薄くするには限度があり、小型化が難しいだけでなく軽量化も難しかった。セラミック製ケース 71hに金属のケース端子 74hと外部端子 75hを形成し、これらをセラミックを通して接続するため、セラミック製ケースは原価高となり、セラミック製ケースを使用する限り安価な加速度センサーの実現は難しかった。ケース 71hとケース蓋 7 2hを接着樹脂で接着し封止して!/、る。樹脂を用いるため周囲環境変化で気密が低下することがあった。

[0006] 気密性を上げた構造力特許文献 9に記載されている。図 15Aに示す様に、 ME MS技術で製作された半導体センサーチップ 20iが多数形成された半導体センサー基板 2iの上下にキャップチップ 30i, 30i' が多数形成されたキャップ基板 3i, 3i' を接合し、半導体センサーチップ 20iの可動部を上下のキャップチップ 30i, 30i' で密封した半導体センサー組立基板 4iとして!/、る。半導体センサー組立基板 4iに一点鎖線で示したカッティングライン 90i, 90i' のところをダイヤモンド砥石で切断して、図 1 5Bに示す半導体センサー組立体 40iとしている。密封する部分を半導体センサーチップ 20iの可動部に限定して気密を確保し易くしている。図 15Cに示す様に、半導体センサー組立体 40iをケース 71iの内底部に接着し、ケース 71iの上辺にケース蓋 72 iを接着し半導体センサー装置 10iとしている。しかし、この様に半導体センサー組立体をケースに入れたのでは、小型化や低価格化を図ることが難しかった。

[0007] 特許文献 10に開示されているような、半導体の樹脂封止技術を応用し、半導体センサ一組立体を樹脂で覆った半導体センサー装置が実用化され始めている。図 15 Dに半導体センサー組立体 40jを樹脂封止した半導体センサー装置 10jの例を示す。半導体センサー組立体 40jと配線 51jが外気に直接触れない程度に、モールド樹脂 70jを薄くして、半導体センサー装置の小型化と軽量化が実現できる。また、図 15 Cに示す半導体センサー装置 10iでは必要としたケースの接着作業等が図 15Dに示す樹脂封止した半導体センサー装置 10jでは不要となるため、製造コストの低減ができる。

特許文献 1 :特開 2006— 133123号公報

特許文献 2 :特開平 8— 233851号公報

特許文献 3：特開平 11 160348号公報

特許文献 4 :特開 2006— 175554号公報

特許文献 5：特開 2003— 194545号公報

特許文献 6：特表 2005— 524077号公報

特許文献 7：特開 2004— 132947号公報

特許文献 8：特開平 10— 98201号公報

特許文献 9 :特開平 3— 2535号公報

特許文献 10 :特開平 10— 170380号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

数多くの半導体センサー組立体 40iを製造する過程で、半導体センサーチップ 20i とキャップチップ 30i, 30i' に気密性の問題があることが明らかになつてきた。図 16 Aに気密を損なった箇所を破線で示した。キャップチップ 30iに入ったキャップチップクラック 8 liと、半導体センサーチップ 20iとキャップチップ 30i, 30i' の接合領域もしくは接合領域近くに入った接合領域クラック 82iである。これらクラックの発生の様子と原因を詳細に調査したところ、キャップチップクラック 81iは、（a)キャップ基板と半導体センサー基板を接合する際の加圧力に対し、キャップ基板の厚みが薄すぎたとき、 (b)厚いキャップ基板を用い接合後に研削（グラインデイング)してキャップを薄く加工した時、（c)キャップ基板をダイヤモンド砥石により個々のチップにダイシングした時、に発生していた。接合領域クラック 82iは主に、（d)キャップ基板のカッティングラインをダイヤモンド砥石でダイシングして個々のチップに分割した時に発生して!/、た。 [0009] また、半導体センサー組立体 40jや配線 51jが外気に直接触れない程度までモールド樹脂を薄くして樹脂封止した半導体センサー装置 10jで、図 16Bに示す様に、モ一ルド樹脂 70jに破線で示す様なクラック 8¾が入ることがあった。クラック 8¾はキヤップチップ 30jの側面にあるモールド樹脂 70jに生じた。半導体を樹脂モールドしたものでは、半導体基板とモールド樹脂の熱膨張係数の違いから応力が発生し、応力により半導体基板からモールド樹脂が剥離し、剥離した部分からクラックが発生することがあった。そのクラック発生を防ぐために半導体基板とモールド樹脂間にポリイミドキノン等の樹脂層を形成して応力を緩和し、半導体基板と熱膨張係数の近い高価な溶融シリカ等のフィラーをモールド樹脂に混練して、モールド樹脂の熱膨張係数を半導体基板の熱膨張係数に近づけ、熱膨張係数の差による発生する応力を小さくしている。しかし、半導体センサー組立体では半導体基板に比べ表面の凹凸が非常に大きぐ半導体センサー組立体表面にポリイミドキノン等の樹脂層を形成することが難しい。また、モールド樹脂にフィラーを混練することは、電気絶縁の困難さやコスト上昇の点で採用することは難し力、つた。

[0010] 更に、半導体センサー組立体 40jを樹脂 70jで覆った数多くの半導体センサー装置 10jのうちには、図 17に示すように、半導体センサー組立体のセンサー端子 24j以外の部位にワイヤ 51jが接触して、ノイズの発生、ワイヤの線間短絡などの不具合が低い率であるが発生することがあった。ワイヤ 51jの接触は全てキャップチップ 30jとの間で発生し、半導体センサーチップ 20jとの接触は起こらな力た。センサー端子 24jに溶接したワイヤ 51jは立ち上がり、ある曲率を持って立ち下がって基板端子 6¾ に接続されている。このワイヤ 51jの立ち上がり部分が樹脂モールド時に、樹脂の流動によって変形してキャップチップ端 3 と接触して!/、た。半導体センサーチップ側面は単純な形状をしているため、樹脂モールド時の樹脂の動きが単純化されワイヤ 5 ljを変形させることが無いと考えられる。

[0011] キャップチップ端 3 とセンサー端子 24jの間隔を大きくすればキャップチップ端とヮィャの接触を防ぐことができる力半導体センサー装置が大きくなり小型化するという要求に反することとなる。逆にキャップチップ端とワイヤが接触しても、ノイズや線間短絡が発生しないように、電気絶縁性のキャップチップを採用するか、導電性のキヤップチップ端を絶縁することで対応できる。もしくは、絶縁被覆されたワイヤを使用することが考えられる。しかし、超音波ワイヤボンディング、ボールボンドには絶縁被覆ワイャを使用することができない。また、絶縁被覆ワイヤを用いるとワイヤの曲率半径が大きくなり、小型化の要求に反する。また、裸線に比べ絶縁被覆ワイヤは高価なので製造コストの上昇につながる。

[0012] 電気絶縁性の材料でキャップチップを製作することが可能である力 S、半導体センサ一チップはシリコンで製作されており、半導体センサーチップとキャップチップの熱膨張率が異なる。シリコンと熱膨張率が一致した絶縁材を選択し採用することは難しぐ熱膨張率の差によるクラック等の発生の問題がある。絶縁材としてシリコンの熱膨張率とほぼ等し!/、ガラスを使用した場合でも、ガラスの加ェ精度や接合した後の薄肉化、電極パッドの露出加工が困難で、製造コスト高となることは避けられない。

[0013] シリコン製のキャップチップを用いて半導体センサー組立体を作製した後、キャップチップ側面を電気絶縁性材料で被覆するには、電極端子の上をフォトレジスト等でマスキングする必要がある。マスキングする部位がキャップチップから数十〜数百 m 程度窪んだところにあるため、フォトリソグラフィを用いてレジストマスクを作製することが非常に難しい。フォトリソグラフィに代えてテープ等でマスキングすることはマスキングの位置精度や作業工数の点で採用することは難しい。また、被覆の柔軟性が高い樹脂材料を用いることも考えられる。しかし、半導体センサーチップを配線基板もしくは回路基板に実装する時にリフロー等の加熱工程があり、加熱時に樹脂が劣化する危険性がある。

[0014] 本発明の目的は、 MEMS技術で製作された半導体センサーチップとキャップチップ間の気密を確保でき、また、キャップチップに生じるクラックを防ぐとともにモールド樹脂に発生する樹脂クラックをなくした、小型軽量な半導体センサー装置およびその製造方法を提供することである。

[0015] 本発明の他の目的は、ノイズ発生と線間短絡の原因であるキャップチップとワイヤとの間の電気絶縁を確保できる小型軽量な半導体センサー装置およびその製造方法を提供することである。

課題を解決するための手段 [0016] 本発明の半導体センサー装置は、

可動部とその可動部の周りに設けられた接合領域とを持った半導体センサーチップと、半導体センサーチップの上下面の少なくとも一面に積層されており、四辺形べ一スと、ベース周辺に沿ってバンク状に設けられ半導体センサーチップの接合領域と接合されて!/、る接合領域とを持って半導体センサーチップの可動部をシールして!/、るキャップチップとからなる半導体センサー組立体と、

半導体センサー組立体をその上に固定保持している基板と、

半導体センサーチップと基板との間を接続している配線と、

基板上で半導体センサー組立体をモールドしている樹脂とからなり、

キャップチップの周囲側面がウエットエッチングされた面である。

[0017] 前記半導体センサーチップとキャップチップとが平板状であることが好ましレ、。

[0018] 半導体センサーチップは、加速度、角速度、圧力等の物理量を検出する加速度センサ一、ジャイロセンサー、圧力センサー等である。半導体センサーチップに外部から加速度、角速度、圧力等が加わると、半導体センサーチップの可動部上に形成された抵抗素子、容量素子等が電流、電圧、静電容量等の物理量に変換して出力す

[0019] 雰囲気あるいは圧力が出力に影響を及ぼすのを避けるために半導体センサーチップの可動部がキャップチップで気密封止されている。例えば、静電容量を検出する静電容量素子で、静電容量 Cが C = ε ε S/dで表される。ここで、 ε は真空の誘電

0 0

率、 εは半導体センサー組立体内の気体の誘電率、 Sは電極面積、 dは電極間隔である。半導体センサー組立体内の誘電率すなわち雰囲気 (ガス)や圧力（真空度）により静電容量が変化するため、半導体センサー組立体内を気密封止することが好ましい。また、電流あるいは電圧として出力する抵抗素子では、抵抗素子の抵抗が大気中の水分や温度の影響を受けることがある。そこで、半導体センサー組立体内に水分等が浸入して測定に与える影響を小さくするため気密封止することが好ましい

〇

[0020] キャップチップがシリコンで作られて!/、る。それは微細加工がし易い単結晶シリコンが好ましい。半導体センサーチップは、単結晶シリコンに製膜、エッチング、パター二ング等の半導体技術を適用して作製されている。半導体センサーチップと同じ材質でキャップチップを作製して、それらの線熱膨張係数を合わせることができる。そうすることで、半導体センサー基板とキャップ基板の接合時および他の製造工程で加わる温度変化に対しても壊れ難!/、。キャップチップが平板の様な単純な形状であれば、半導体センサーチップの材料と略同じ線熱膨張係数のガラス、多結晶シリコン、セラミック等をキャップチップに用いることができる。平板ではなく凹凸を有する様なキヤップチップの場合は、半導体センサーチップ作製時に用いるウエットエッチング液が使用できる材料をキャップチップ材として選択することが好ましレ、。この様な材質をキヤップチップに用いることで、使用するウエットエッチング液の種類を増やすことなくェ程の簡略化が図れる。半導体センサー基板を上下から挟んで設けられるキャップ基板で、上下のキャップ基板の材質を変えることもできる。例えば、上側のキャップ基板は単結晶シリコンで、下側のキャップ基板はセラミックとすることができる。

[0021] キャップチップの半導体センサーチップと対向する面に、半導体センサーチップに固定する接合領域、可動部の駆動を抑制する凹部、電極パッド開口溝が形成される。電極パッド開口溝の深さを可動部の駆動を抑制する凹部よりも深く形成すると、キヤップチップの個片化が容易となる。半導体センサー基板とキャップ基板が接合された半導体センサー組立基板で、キャップ基板をエッチングで分離し個片化してキャップチップとする際に、電極パッド開口溝を深くしておくと、短時間のエッチングでキヤップチップへの個片化ができる。接合領域、凹部、開口溝をフォトリソグラフィ、ウエットエッチング、ドライエッチング技術を用いて形成することができる。

[0022] キャップチップの接合領域には、低融点金属や樹脂等の接合材料層を形成する。

接合材料で半導体センサー基板とキャップ基板を密封接合する。接合材料がリフトオフ、イオンミリング、エッチング、めっき等で接合領域に形成される。接合材料として低融点金属や樹脂等の様に加熱時に流れ易い材料を用いる場合、接合領域に接合材料の流れを堰き止める溝等を形成して置くことが好ましい。

[0023] 半導体センサーチップ上の検出素子、配線、電極パッド等が耐高温特性ではな!/、ため、半導体センサーチップとキャップチップとの接合として、陽極接合、低融点材料接合 (低融点金属接合、共晶接合、低融点ガラス接合、樹脂接合等を含む）、拡散接合、表面活性化接合のいずれ力、を用いることが好ましい。半導体センサー基板とキャップ基板とを低融点材料で接合するのが好ましレ、。半導体センサー基板とキヤップ基板を位置合わせした後、加圧と加熱により接合する。半導体センサー基板とキヤップ基板のうねり等により発生する隙間を、低融点材料が流れることで隙間を埋め気密を上げることができる。このため、大きな圧力を加えて基板のうねりを矯正する必要がないので、キャップ基板等を破損する危険が低くなる。半導体センサー組立体内の空間を真空 (減圧下）に保つ、もしくは乾燥窒素や不活性ガス等を充填気密するため、真空 (減圧)雰囲気下、乾燥窒素あるいは不活性ガス雰囲気中で接合することが好ましい。

[0024] 本発明の半導体センサー装置で、半導体センサーチップの周囲側面がウエットェツチングされた面であることが好ましレ、。

[0025] 半導体センサー基板をウエットエッチングによって個片化する。厚みの厚い半導体センサー基板を個片化するには、長時間エッチングする必要があるだけでなぐサイドエッチング量を制御する必要がある。そのため、少ないエッチング量で個片化できる様に、予め半導体センサー基板の分離部に溝を形成しておくことが好ましい。溝はダイヤモンド砥石を用いて形成することができる。あるいは、半導体センサー基板形成時にドライエッチングで形成することができる。半導体センサー基板形成時に分離部の溝を同時にドライエッチングで形成することが、工程数や使用装置を増やさなレ、点でコスト的に有利である。

[0026] 半導体センサーチップとキャップチップからなる半導体センサー組立体は基板上に保持固定されてレ、る。基板として配線基板あるレ、は回路基板を用いることができる。基板として配線基板上に樹脂接着剤や金属ペースト等で接着された回路基板を用 V、ること力 S好まし!/、。回路基板上に半導体センサー組立体が樹脂接着剤等で接着されていること力 Sできる。半導体センサー組立体と回路基板、配線基板の電極パッドを金属の極細線 (ワイヤ）等で接続する。電極パッドと金属の極細線の接続を超音波溶接もしくは半田溶接で行うこと力できる。金属の極細線による接続の代わりに、半田ボールゃボールボンドによる接続をすることができる。

[0027] 本発明の半導体センサー装置では、半導体センサー組立体が基板上で樹脂モールドされている。樹脂モールドには、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、フエノール樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。樹脂モールドは、液状樹脂を用いたポッティング法もしくは粉体樹脂を用いたトランスファーモールド法を用いることができる。トランスファーモールド法では、半導体センサー組立体と基板とワイヤとが一体化されたものを金型内に入れて、モールド機のポッドにタブレット状に成型された樹脂を装填しポッドの押出し部を加熱して樹脂を軟化させ、プランジャー (押圧機構)でポッド内の軟化した樹脂を金型内に押圧する。金型内で樹脂を硬化させた後、金型から樹脂モ一ルド品を取り出し半導体センサー装置を得る。ポティング法は、半導体センサー組立体と基板とワイヤとが一体化されたものを金型内に設置し、液状樹脂を金型内に流し込み樹脂を硬化させた後、金型から樹脂モールド品を取り出し半導体センサー装置を得る。

キャップ基板の薄肉化や個片化を水酸化カリウム水溶液、ヒドラジン、エチレンジァミン、水酸化アンモニゥム系水溶液等のアルカリ性水溶液を用いたウエットエッチングで行う。半導体センサー組立基板をアルカリ性水溶液に浸漬させてウエットエツチングを行う。ウエットエッチング量は、アルカリ性水溶液の濃度、温度、浸漬時間を変えて調整すること力 Sできる。また、アルカリ性水溶液中にアルコール等の有機溶剤を混ぜることで、結晶方位のエッチングレートを調整できる。キャップ基板に格子状の溝を形成しておくと、キャップ基板の薄肉化と個片化を同時に行うことができる。キャップ基板を個片化してキャップチップとすると、半導体センサー基板の分離部が現れる。分離部をウエットエッチングすると、半導体センサー基板も個片化され半導体センサ一組立体とすること力 Sできる。半導体センサー基板の分離部には予め溝を形成しておくと、短時間に個片化でき、半導体センサーチップの側面からのエッチング量を小さくすること力できる。また、アルカリ性水溶液中に有機溶剤を混ぜることで、結晶方位のエッチングレートを調整して、側面からのエッチング量を抑えて、半導体センサ一チップの横方向の寸法変化を小さくすることができる。半導体センサー基板をゥェットエッチングで個片化する時、既に個片化されているキャップチップの角部はォーバーエッチングされて、キャップチップの周囲側面が厚さ方向に隣り合った少なくとも 2面のウエットエッチングされた面となる。厚さ方向に隣り合った 2面の間の角度が 90 ° あるいはそれよりも大きい、すなわち鈍角であることが好ましい。

[0029] 接合したウェファをアルカリ性水溶液に浸漬するので、ウエットエッチングによって半導体センサー基板の上下それぞれに接合したキャップ基板を同時に同じ厚さだけ薄肉化すること力 Sできる。略同じ厚さのキャップ基板を接合してとウエットエッチングした時に上下のキャップ基板を略同じ厚さに加工できる。上下のキャップ基板の厚さを同じにして半導体センサー基板に生じる応力等のバランスをとることが可能となり、応力で発生するクラックを低減すること力 Sできる。ウエットエッチングと言う化学反応を用いて、キャップ基板の切断と薄肉化をすることは、物理的なダイヤモンド砥石による切断や研削と比較すると、加工時に加わる力や振動が極端に少ないことが明らかである。ウエットエッチングは、キャップ基板の切断と薄肉化を行う上で、クラック等が発生し難!/、ソフトな加工方法である。

[0030] キャップチップの側面にキャップチップの上面に対して、逆方向傾きを持ったシリコンの結晶面 { 111 }が現れ、 2面以上の結晶面で構成された側面とすることができる。キャップチップの側面がシリコンの結晶面 { 111 }で、角部が高次の結晶面で構成され、側面の表面粗さを Ra ^ lOOnmにすることができる。

[0031] 従来のキャップ基板の個片化はハーフダイシングで行っており、上下面のキャップ基板を別々に加工していたので、切断に時間が掛かった。また、薄肉のキャップ基板を用いた場合、切断時にキャップ基板にクラックが入り易かった。本発明のように、キヤップ基板をウエットエッチングで個片化すると、半導体センサー基板の上下面に接合したキャップ基板を同時に個片化することができる。上下 2枚のキャップ基板の薄肉化を同時に行うことができる。

[0032] 本発明の半導体センサー装置は、半導体センサーチップの側面全周に渡り略連続した一本の略三角畝状の突起が形成されて!/、ることが好まし!/、。

[0033] 半導体センサー基板のカッティングラインに形成した溝の残り部分 (連結部）をゥェットエッチング行い、半導体センサーチップに個片化すると、連結部の厚み方向にシリコン結晶面 { 111 }が現れる。半導体センサー基板の上下の両面からエッチングするため、半導体センサーチップ側面全周に渡り断面が略三角形の突起を形成できる。断面が略三角形をした突起が半導体センサーチップ側面全周に渡り形成されるので、略三角畝が張り付いた様になる。略三角畝の断面形状は、略二等辺三角形状に限定されるものではなぐ斜辺は曲面とすることができる。また、略三角畝はオーバーエッチングすることで、ほぼ消失した状態とすることもできる。

[0034] 略三角畝状の突起を形成しておくことで、後の工程で、樹脂封止したときに樹脂材料と半導体センサーチップとのずれや剥離を防止することができる。また、略三角畝の位置や形状は、半導体センサー基板のカッティングラインに設けた連結部の位置と連結部の厚さで調整することができる。略三角畝の位置や形状を、半導体センサーチップのロットや仕様等を表す識別マーカーとして使用することができる。半導体センサーチップ側面に形成された略三角畝は、肉眼や実体顕微鏡で容易に認識できるので、識別マーカーとして用いることができる。

[0035] 本発明の半導体センサー装置で、キャップチップの周囲側面がキャップチップの厚さ方向に隣り合った少なくとも 2面からなっていることが好ましい。そして、厚さ方向に隣り合った 2面間の角度が 90° あるいはそれよりも大き!/、こと力 Sより好ましレ、。

[0036] キャップ基板の薄肉化と個片化は、水酸化カリウム水溶液、ヒドラジン、エチレンジァミン、水酸化アンモニゥム系水溶液等のアルカリ性水溶液を用いたウエットエツチングで行う。キャップ基板側面にシリコン結晶面 { 1 1 1 }を用いた場合、キャップ基板の個片化が終了した時点で、キャップチップの側面角部はシリコン結晶面 { 100 }と側面の結晶面 { 1 1 1 }との交わる鈍角となる。次に、ウエットエッチングで半導体センサー基板を個片化するときに、キャップチップの側面にあるキャップチップ厚さ方向に隣り合った 2面間の角で角落ちが起こり、結晶面 { 1 1 1 }と結晶面 { 1 1 1 }とが厚さ方向に隣り合って、それらの間の角度を 90° あるいはそれよりも大きくすること力 Sできる。

[0037] キャップ基板の分離部を、アルカリ水溶液でウエットエッチングすることで、キャップチップの側面角部はシリコン結晶面 { 100 }と結晶面 { 1 1 1 }もしくは結晶面 { 1 1 1 }と結晶面 { 1 1 1 }が交わった形状とでき、角部が鈍角となる。また、半導体センサー基板の個片化時にもキャップチップの側面がウエットエッチングされるため、キャップチップ側面を少なくとも 2面とすることができる。ダイヤモンド砥石で切断した時の角部が直角となったキャップチップ側面と比較して、キャップチップ側面角部を鈍角とすることで、樹脂封止したときに角部に力、かる応力を緩和することができるため、モールド樹脂にクラックが入り難くすることができる。

[0038] キャップ基板側面にシリコン結晶面 { 100}を用いることもできる。キャップ基板面とキヤップ基板の側面に結晶面 { 100 }を用いると、結晶面 { 111 }を用!/、た場合と比較して、逆方向傾きを持った側壁箇所がなくなるため、モールド樹脂が入り難いデッドスペースを減少させることができる。半導体センサー基板の錘と対向する駆動抑制溝の角部は、キャップ基板の結晶面 { 100 }とキャップ側面の結晶面 { 100 }の交わる部位となり、角落ちして結晶面 { 100}と結晶面 { 111 }で囲まれた八角形とすることができる。キャップ基板の薄肉化と個片化を水酸化カリウム水溶液、ヒドラジン、エチレンジァミン、水酸化アンモニゥム系水溶液等のアルカリ性水溶液を用いたウエットエツチングで行う。キャップ基板の個片化が終了した時点のキャップ基板の結晶面 { 100}とキヤップチップ側面の結晶面 { 100}の交わる角度を直角とすることができる。更に、ゥェットエッチングを行い、キャップチップ側面角部に角落ちを起こさせることで、キャップ基板の結晶面 { 100 }とキャップ側面の結晶面 { 100 }との角部を、高次結晶面を挟んで交わる鈍角とすること力 Sできる。

[0039] 本発明の半導体センサー装置でキャップチップの周囲側面がウエットエッチングされた面の上に絶縁性保護膜で被覆されて!/、ることが好まし!/、。またその絶縁性保護膜が耐アルカリ性であることが好ましぐ 0. 1 mあるいはそれよりも厚いことが更に好ましい。

[0040] ワイヤと接触する恐れがあるキャップチップ側面に絶縁性保護膜が形成されていることが好ましい。キャップチップ側面以外の面、すなわち半導体センサーチップとの対向面およびその対向面の背面への絶縁性保護膜の形成は任意である。キャップチップの背面にワイヤが接触することがないので、ウエットエッチングで薄肉化と個片化を行ったままとし、絶縁性保護膜の形成は必要ない。キャップチップの半導体センサーチップとの対向面に絶縁性保護膜を形成することで、その背面以外の部位をゥエツトエッチング液力も保護することができ、キャップチップの形状と寸法の安定化が図れる。キャップチップの半導体センサーチップとの対向面と側面に形成された絶縁性保護膜は連続した膜であることが好ましい。半導体センサーチップとの接合領域に絶縁性保護膜が形成されていても接合や気密に問題は無い。キャップ基板の半導体センサー基板に対向する面の全面に絶縁性保護膜を形成することで、レジストパターンの作製等を行う必要がなぐ製造コストの低減を図ることができる。

[0041] 本発明のキャップチップの半導体センサーチップと対向する面は、半導体センサーチップと接合する接合領域、可動部の駆動を抑制する凹部、キャップチップ側面および電極パッド開口溝で構成される。ウエットエッチングでキャップチップの薄肉化と個片化を行う時、キャップ側面の一部と電極パッド開口溝はエッチングで除去される。電極パッド開口溝の深さを、可動部の駆動を抑制する凹部よりも深くすることで、キヤップチップの個片化が容易となる。半導体センサー基板とキャップ基板を接合して製作された半導体センサー組立基板で、キャップ基板をエッチングで薄肉化して、電極ノッド開口溝のところで完全に分離する。キャップ側面の一部と電極パッド開口溝の絶縁性保護膜のみが残った部位にある絶縁性保護膜を機械的に除去して、キャップチップを個片化できる。薄肉化でエッチング除去する量 (厚み)は、電極パッド開口溝のところのシリコン厚さよりも大きいことが必要である。なお、シリコンは鋭角となるが機械的に除去された絶縁性保護膜端と合わさって鈍角となる。

[0042] 本発明の半導体センサー装置でキャップチップの周囲側面に形成された絶縁性保護膜が電気抵抗率 10^1(> ( Ω ' cm)以上で、耐アルカリ性を有することが好ましい。

[0043] キャップチップにワイヤが触れてもノイズの発生や線間短絡を起こさせないため、絶縁性保護膜の電気抵抗率は大きい程好ましい。また、キャップチップの薄肉化と個片化を行う際に、絶縁性保護膜がアルカリ性のエッチング液でエッチングされな!/、ことが必要である。また、絶縁性保護膜を通してエッチング液が侵入しないように、緻密で欠陥のなレ、膜である必要がある。スパッターや CVDで製膜できる絶縁性保護膜として、酸化シリコン（〉10¹⁴ Q ' cm)、窒化シリコン（〉10¹⁴ Q ' cm)、アルミナ（〉10¹⁴ Ω - cm)、ジルコニァ（10¹³ Ω ' cm)等の材質を用いることができる。また、これらの材料を積層した膜を用いることができる。キャップ基板に単結晶シリコンを使用するため、可動部の駆動を抑制する凹部と電極開口溝を形成した後、熱酸化により酸化シリコン膜を形成すること力できる。

[0044] 絶縁性保護膜の厚みを 0· 1 a mあるレ、はそれ以上とすることで緻密な膜となり、絶縁性の確保とエッチング液の侵入を防止できる。キャップチップ側面の一部と電極パッド開口溝の絶縁性保護膜のみの残った部位にある絶縁性保護膜は機械的に容易に除去でき、キャップチップ側面の絶縁性保護膜が剥がれな!/、膜強度と膜付着強度であること力 S望まれる。絶縁性保護膜の材質によって僅かであるが上限の膜厚は異なってくるが、概略 3 a mを上限とすること力 Sできる。

[0045] キャップ基板をウエットエッチングで薄肉化と個片化を行うと、キャップ側面の一部と電極パッド開口溝に絶縁性保護膜のみが残った部位ができる。この絶縁性保護膜は薄いため、エッチング液内もしくは洗浄液内での揺動や超音波印加で容易に除去することできる。また、ブラシで軽く擦るようにしても除去することができる。絶縁性保護膜が除去された時点で、キャップチップの実質的な個片化が成されたことになる。キヤップ側面の絶縁性保護膜はウエットエッチング面上に形成されているので膜の密着力は強ぐ超音波やブラシで除去すべき部位の絶縁性保護膜を除去しても、キヤップ側面の残すべき絶縁性保護膜が除去されることはない。

[0046] 絶縁性保護膜の厚さの違いで絶縁性保護膜の除去方法を変えることが出来る。膜材質によっても異なるが目安として、絶縁性保護膜の厚み 0. ；!〜 0. 5 111ではエツチング液もしくは洗浄液内での揺動、 0. 3〜； 1. 0 mでは洗浄液内で超音波印加、 1. 0 m以上ではブラシによる機械的除去方法が適している。絶縁性保護膜の厚みが厚くなるに従い、除去が難しくなるのと除去に用いる機械設備の費用が高くなる。そのため、絶縁性保護膜を出来る限り薄くすることが、製造コスト的にも好ましい。

[0047] 本発明の半導体センサー装置で、半導体センサーチップの側面以外の表面が耐アルカリ性水溶液材で被覆されて!/、ること力 S好ましレ、。

[0048] 半導体センサー基板とキャップ基板をアルカリ性水溶液でウエットエッチングして薄肉化と個片化をする。ウエットエッチング時、半導体センサーチップの可動部はキヤップチップで密封固着されているため、ウエットエッチング液に曝されないが、半導体センサーチップの可動部以外の部位は、ウエットエッチング液に曝されるため、ゥエツトエッチングされなレ、様に耐アルカリ性水溶液材で被覆することが好ましレ、。耐アルカリ性水溶液材としては、電極パッド上には貴金属材料を、それ以外の箇所には酸化シリコンあるいは窒化シリコン等を 0. 05 m以上被覆しておく。半導体センサーチップ可動部上も耐アルカリ性水溶液材で被覆しておくことができる。 CVD (Chemical Vapor Deposition)、スパッター等で酸化シリコンあるいは窒化シリコンを製膜被覆する。貴金属材料は、スパッター、真空蒸着等で製膜被覆することができる。製膜した酸化シリコン、窒化シリコンおよび貴金属材料は、フォトリソグラフィ、ドライエッチング等でパターンを形成することができる。キャップ基板と半導体センサー基板を接合する接合材料と、耐アルカリ性水溶液材料に用いる貴金属材料が同じである場合は、同時に製膜でき製作工数の低減となる。ウエットエッチング作業の終了後、耐ァルカリ性水溶液材料を除去する必要がない。

[0049] 本発明の半導体センサー装置で半導体センサーチップの周囲側面が機械加工切断面あるいはレーザー切断面であることができる。

[0050] 半導体センサーチップの側面は砥石切断面（ダイシング面）で、上下のキャップチップ側面がウエットエッチングした面で形成されて!/、ること力 Sできる。キャップ基板をゥェットエッチングで薄肉化と個片化した後、半導体センサー基板をダイヤモンド砥石で切断して半導体センサー組立体を得ることができる。あるいは半導体センサーチップ側面はレーザー切断面で、上下キャップチップ側面がウエットエッチング面で形成されていることができる。半導体センサー基板の個片化に用いるレーザーは、エキシマレーザー、 YAGレーザー、フェムト秒レーザーあるいは炭酸ガスレーザーを用いることができる。レーザーパワーの大きい炭酸ガスレーザーを用いると短時間で半導体センサ一基板の切断ができるので、工数低減が図れる。また、レーザーを用いることで、研削液を吹き付ける必要がないので接合領域でクラックの発生を防ぐことができる。また、半導体センサー基板をレーザーで切断することで、チッビングの発生も防止できる。

[0051] 本発明の半導体センサー装置の製造方法は、可動部とその可動部の周りに設けられた接合領域とを持った複数の半導体センサーチップを有する半導体センサー基板と、四辺形ベースとベース周辺に沿ってバンク状に設けられた接合領域とを持つ複数のキャップチップを有するキャップ基板とを用い、

キャップ基板を半導体センサー基板の上下面の少なくとも一面に積層して、キャップチップの接合領域を半導体センサーチップの接合領域に接合してキャップチップで半導体センサーチップの可動部を封止した半導体センサー組立基板とし、半導体センサー組立基板をウエットエッチング液に浸漬して、キャップ基板をその厚さ方向にウエットエッチングして薄肉化して、キャップ基板をキャップチップに分割し、キャップ基板の薄肉化とともにあるいはその後、半導体センサー基板を半導体センサ一チップに分割して、半導体センサーチップにキャップチップが取り付けられた半導体センサー組立体として、

そして基板上に半導体センサー組立体を接着固定して半導体センサーチップと基板との間を配線で接続し、基板上の半導体センサー組立体を樹脂でモールドする。半導体センサーチップは、接合領域外の上下面にアルカリ性水溶液に耐える被覆が施されていることが好ましい。

[0052] 本発明の半導体センサー装置の製造方法で、半導体センサー組立基板をウエットエッチング液に浸漬している間に半導体センサー基板の複数の半導体センサーチップ周辺を上面と下面からウエットエッチングして半導体センサー基板を半導体センサ一チップに分割して、半導体センサーチップにキャップチップが取り付けられた半導体センサー組立体とすることが好まし!/、。

[0053] 本発明の半導体センサー装置の製造方法で、半導体センサー組立基板をウエットエッチング液に浸漬してキャップ基板をその厚さ方向にウエットエッチングして薄肉化した後、半導体センサー基板を機械加工あるいはレーザー加工して半導体センサーチップに分割して、半導体センサーチップにキャップチップが取り付けられた半導体センサー組立体とすることができる。

[0054] 本発明の半導体センサー装置の製造方法で、キャップ基板が接合領域以外の表面に絶縁性保護膜を持つ複数のキャップチップを有することができる。

発明の効果

[0055] 本発明の半導体センサー装置は、キャップチップへの個片化の際の切断をウエットエッチングで行ってレ、るので、キャップチップ及びモールド樹脂に生じるクラックを防ぐことができ、半導体センサーチップとキャップチップ間の気密を確保できる。また、キャップチップの側面に絶縁性保護膜を被覆しているので、キャップチップ側面にヮィャが接触しても絶縁不良となることがない。

図面の簡単な説明 [図 1]図 1は、本発明の実施例 1の半導体センサー装置に用いている半導体センサーチップを示し、図 1 Aは半導体センサーチップを上から見た斜視図で、図 1Bはその底面斜視図で、

[図 2]図 2は、図 1に示す複数の半導体センサーチップを有する半導体センサー基板を示し、図 2Aはその平面図で、図 2Bはその断面図で、

[図 3]図 3は、実施例 1の半導体センサー装置に用レ、る複数のキャップチップを有するキャップ基板を示し、図 3Aはその平面図で、図 3Bはその断面図で、

[図 4]図 4で、図 4Aから図 4Gは実施例 1の半導体センサー装置の製造プロセスを説明する図で、

[図 5]図 5は、実施例 2の半導体センサー装置に用いる複数の半導体センサーチップを有する半導体センサー基板を示し、図 5Aはその平面図で、図 5Bはその断面図で

[図 6]図 6で、図 6Aから図 6Gは実施例 2の半導体センサー装置の製造プロセスを説明する図で、

[図 7]図 7で、図 7Aは実施例 3の半導体センサー装置に用いるキャップ基板の平面図で、図 7Bはその断面図で、図 7Cから図 7Fは実施例 3の半導体センサー装置の製造プロセスを説明する図で、

[図 8]図 8は、実施例 8のジャイロセンサー装置の断面図で、

[図 9]図 9は、実施例 9で用いるキャップ基板を断面図で示し、

[図 10]図 10で、図 10Aから図 10Gは実施例 10の半導体センサー装置の製造プロセスを説明する図で、

[図 11]図 11は実施例 10で用いるキャップ基板を示し、図 11 Aはその平面図で図 11 Bはその断面図で、

[図 12]図 12は実施例 11の半導体センサー装置の分解斜視図で、

[図 13]図 13で、図 13Aから図 13Fは実施例 11の半導体センサー装置の製造プロセスを説明する図で、

[図 14]図 14は文献に記載されて!/、る加速度センサーの構造を示し、図 14Aはその分解斜視図で、図 14Bはそれに用いている加速度センサーチップの平面図で、 [図 15]図 15で、図 15Aは文献に記載されて!/、る半導体センサー組立基板を示す断面図で、図 15Bはその半導体センサー組立体の断面図で、図 15Cはその組立体を用いた半導体センサー装置の断面図で、そして図 15Dはその組立体を樹脂モールドした半導体センサー装置の断面図で、

[図 16]図 16で、図 16Aと図 16Bは、従来の半導体センサー装置に生じたクラックの状況を説明する図、そして

[図 17]図 17は従来の半導体センサー装置におけるワイヤと半導体センサーチップとの接触を説明する図である。

符号の説明

[0057] 2a, 2b, 2c, 2e， 2g :半導体センサー基板

3a, 3a' , 3b, 3b' ， 3c, 3c' , 3e, 3e' ， 3f， 3g :キャップ基板

4a, 4b, 4c, 4e, 4g：半導体センサー組立基板

10a, 10b, lOe, lOg：半導体センサー装置

lOd :ジャイロセンサー装置

20a, 20b, 20g :半導体センサーチップ

20d：ジャイロセンサーチップ

23a, 23a ， 23e, 23e' , 23g, 33a, 33b, 33e， 33f, 33g :接合領域

30a, 30a , 30b, 30b' ， 30c, 30c , 30d, 30d' ， 30e, 30g :キャップチップ

35b, 35c :側面

37e, 37f, 37g :絶縁性保護膜

40a, 40b, 40c, 40d， 40e, 40g :半導体センサー組立体

51 a, 51b, 51g :ワイヤ

発明を実施するための最良の形態

[0058] 以下図面を参照しながら、実施例を使って本発明を詳細に説明する。説明を判り易くするため、同一の部品、部位には同じ符号を用いることもある。

実施例 1

[0059] 本発明の実施例 1について、図 1から図 4を用いて、半導体センサー装置の構造と製造プロセスを加速度センサー装置の例で説明する。以下の説明では、 MEMS技術で製作した半導体センサー基板を加速度センサー基板と、 MEMS技術で製作した半導体センサーチップを加速度センサーチップと同義で用いている。図 1Aと図 1B それぞれは半導体センサーチップを上から見た斜視図と底から見た斜視図である。図 2Aと図 2Bそれぞれは半導体センサー基板の平面図および断面図、図 3Aと図 3B それぞれはキャップ基板の平面図および断面図、そして図 4A〜図 4Gが半導体センサー装置の製造プロセスを説明する図である。

[0060] 図 1Aと図 1Bに示すように、半導体センサーチップ（加速度センサーチップ） 20aはピエゾ抵抗素子 21a、配線 22a、電極パッド 24a、 2点鎖線で示した接合領域 23a, 2 3a' 、梁 25a、錘 26aおよび枠 27aから構成されている。半導体センサーチップ 20a の製作には、約 400 μ m厚のシリコン板上に数 μ m厚のシリコン酸化層と約 6 μ m厚のシリコン層を積層した SOI (Silicon on Insulator)ウェファを使用した。多数の半導体センサーチップ 20aが作製されたウェファからなる半導体センサー基板 (加速度センサー基板） 2aの一部分を図 2Aに平面図で図 2Bにその断面図で示している。半導体センサー基板 2aで、複数の半導体センサーチップ 20aが連結部 29aで接合されている。一点鎖線で示したカッティングライン 90aで分離し個片化した。半導体センサ一基板 2aの上下面にキャップ基板と接合する接合領域 23a, 23a を設けた。接合領域に Crと Niと Auの順で積層されていて表面に Au層が形成されている。半導体センサーチップ 20aの周辺にある分割溝 28aを梁 25aと錘 26aを形成するときに同時に形成した。

[0061] 以下に半導体センサー基板 2aの製作プロセスを詳しく述べる。 SOIウェファのシリコン層上面にピエゾ抵抗素子 21aの形状にフォトレジストのパターンを形成し、シリコン層にボロンを 1〜3χ10¹⁸原子 /cm³打ち込んでピエゾ抵抗素子 21aを形成した。ピェゾ抵抗素子 2 laに接続する配線 22aを、金属スパッタリングとドライエッチングで形成した。

[0062] 半導体センサー（加速度センサー）のピエゾ抵抗素子 21 a、配泉 22aおよび電極パッド 24aを形成した後、それらの上に窒化シリコンを CVDで 0. 1 μ m積層し、そして電極パッド上の窒化シリコンをフォトリソグラフィ、エッチングで除去した。次にフオトレジスト膜を全面に付けて、電極パッド 24aおよび接合領域 23a, 23a のフォトレジスト膜を開口した後、金属スパッターで、 0· 1 ^ 111厚じと0. Z ^ mJ^N O. 5 ^ m厚 A uをそれらの順に積層して積層膜を形成した。次にフォトレジスト膜を除去して電極パッド 24aと接合領域 23a, 23a 以外の金属膜を除去し、電極パッド 24aと接合領域 2 3a, 23a に金属積層膜を残した。ウエットエッチング液に曝される部位に窒化シリコン膜を残して保護した。

[0063] SOIウェファのシリコン層をフォトリソグラフィとドライエッチングで加工し梁と枠の間の溝と枠と錘の間の溝を形成し、シリコン層に梁 25a、錘 26aおよび枠 27aを残して溝を形成するとともに、分割溝 28aを形成した。ドライエッチングは SF、酸素混合ガ

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スと C Fガスとを交互に導入するプラズマ内で行った。シリコン酸化層はシリコンのド

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ライエッチングの際にエッチングストッパーとして機能する。ドライエッチングされるのはシリコンのみでシリコン酸化層は残つている。

[0064] 次に、 SOIウェファを反転させてシリコン板の裏面に錘と枠の間が開いたレジストパターンを形成して、シリコン板の裏面から錘 26aと枠 27aの間の溝、梁と枠の間の溝及び梁の部分を 100 mドライエッチングした後、分割溝 28a形状にフォトレジストをパターユングした。そしてドライエッチングにより錘 26a、枠 27a、梁 25aと分割溝 28a を形成した。これにより、分割溝 28aが錘 26aと枠 27aの間と梁 25aと枠 27aの間の溝よりも 100 [I m浅くなり、分割溝 28aに連結部 29aを残した。連結部 29aは 100 μ m厚で 80 m長となった。ドライエッチング後、弗酸、弗化アンモニム水溶液に漬けシリコン酸化層をウエットエッチングで除去した。

[0065] 図 3にキャップ基板 3aの一部分を示す。図 3Aはキャップ基板 3aを接合領域 33aの側から見た平面図、図 3Bは図 3Aの断面図である。キャップ基板 3aでは 400 m厚のシリコン平板の片面に四辺形ベースとなった駆動抑制溝 31aと分離溝 32aを凹状に、駆動抑制溝 31aの周辺に沿ってバンク状に設けられた接合領域 33aを凸状に形成した。シリコン平板の片面に、 0. 5 m厚の酸化シリコンを積層した後に、錘に対向する駆動抑制溝 31aのレジストパターンを形成してその部分にある酸化シリコンをエッチングして除去した。その後、 CVDでキャップ基板全面に窒化シリコン膜を 0. 1 a m厚に積層し、その上にレジストパターンを形成してキャップ基板の分離溝 32aに対応する部分の窒化シリコン膜を除去した。次に 67°Cの温度で、水酸化カリウム水溶液（40wt. %)でウエットエッチングして分離溝 32aを 85 in深さに形成した。次に、キャップ基板の全面の窒化シリコン膜を除去した後、駆動抑制溝 3 laを深さ 15 in に、分離溝 32aを 15 m追加ウエットエッチングし、分離溝 32aの深さを 100 mとした。分離溝 32aと駆動抑制溝 3 laの間に形成されたバンク状の接合領域 33aに Au —Sn合金膜を 3 ΐη厚に真空蒸着で形成した。

[0066] 接合領域 23a, 23a' , 33aを気密封止できるように 60 m幅とした。キャップ基板 3aは厚さ 400 μ mだったので、キャップ基板 3aと加速度センサー基板 2aを加圧接合する時の圧力約 10kNに対して十分な強度を有しており、加圧接合時に割れたりクラックが入ったりするような問題は起きな力、つた。

[0067] 図 4を用いて、本実施例の半導体センサー装置 (加速度センサー装置）の製造プロセスを説明する。半導体センサー基板 2aの上下面にキャップ基板 3a, 3a を接合し、半導体センサー組立基板 (加速度センサー組立基板) 4aとした（図 4A)。 67°Cに加熱した水酸化カリウム水溶液 (40wt. %)に半導体センサー組立基板 4aを浸漬して、キャップ基板 3a, 3a' を厚さ方向に 300 mエッチングした。キャップ基板 3a, 3 Ά' を薄くしてカッティングライン 90a' のところで分離溝 32aを除去し、キャップ基板の薄肉化によって分離されたキャップチップ 30a, 30a' を得た（図 4B)。水酸化カリゥム水溶液（40wt. %)にイソプロピルアルコールを飽和させた水溶液を用いて、半導体センサー基板 2aの個片化と、キャップチップ 30a, 30a の更なる薄肉化とその側面角部のエッチングを行レ、、半導体センサー組立体（加速度センサー組立体） 40 aを得た（図 4C)。半導体センサー基板の連結部 29aは 100 m厚なので、上と下の両側から 50 μ mウエットエッチングして半導体センサーチップ 20aに分離した。このとき、キャップチップ 30a, 30a も 50 μ m追加エッチングされ、キャップチップの,区動抑制溝 31 aのところの厚みが 50 mとなった。イソプロピルアルコールを飽和させたウエットエッチング液を使用したため、半導体センサーチップの側面に約 30 m高さの略三角畝状の突起 46aを生じた。略三角畝状の突起 46aは肉眼や実体顕微鏡で容易に視認できるため、半導体センサー組立体 40aのロットや仕様等を区別する識別マーカーとして使用できる。

[0068] 厚さ 200 μ mの配線基板 60a上に半導体センサー素子からの信号の増幅や温度補正等を行う回路基板 65aをエポキシ接着剤で接着固定した（図 4D)。回路基板 65 aの上に半導体センサー組立体 40aをエポキシ系樹脂で接着固定した（図 4E)。半導体センサー組立体 40aの電極パッド 24aと回路基板 65aの電極パッド 66a、回路基板 65aの電極パッド 67aと配線基板 60aの電極パッド 6 laを直径 25 mの金の裸ヮィャ 51aで接続した（図 4F)。

[0069] 半導体センサー組立体 40aと回路基板 65aと配線基板 60aが組立てられた構造体をトランスファーモールド法によってエポキシ樹脂 70aでモールドした。トランスファーモールド作業は次の手順、条件で行った。半導体センサー組立体 40aと回路基板 6 5aと配線基板 60aが組立てられた構造体を成型用金型内に保持した。モールド機のポッドにタブレット状に成型された樹脂を装填し、ポッドの押出し部を加熱して樹脂を軟化させ、プランジャー (押圧機構)でポッド内の軟化した 175°Cの樹脂を金型内に 5 MPaの圧力で押圧した。成型時間は 2分であった。金型内で樹脂を硬化させた後、金型から樹脂モールド品を取り出し半導体センサー装置 10aを得た（図 4G)。一度のトランスファーモールド作業で、 50個の半導体センサー装置 10aが得られる金型を用いた。

実施例 2

[0070] 本発明の実施例 2の半導体センサー装置 (加速度センサー装置）について図 5、図

6を参照して説明する。図 5に半導体センサー基板 (加速度センサー基板） 2bの一部を示す。図 5Aは半導体センサー基板 2bのピエゾ抵抗素子 21b側の平面図、図 5B は図 5Aの断面図である。図 6A〜図 6Gは、本実施例の半導体センサー装置 10bの製造プロセスを説明する図である。図 5の半導体センサー基板 2bは、実施例 1の半導体センサー基板で設けられてレ、た分割溝 28aと連結部 29aが設けられて!/、な!/、以外は、実施例 1の半導体センサー基板と同じ構造と構成で、製法も同じなので詳細な説明を省略する。また、キャップ基板 3b, 3b の形状と材質は実施例 1のキャップ基板 3aと同じである。

[0071] 図 6を参照しながら、本実施例の半導体センサー装置 10bの製造プロセスを説明する。駆動抑制溝 31bと分離溝 32bが凹状に、接合領域 33bが凸状に形成された 40 C^ m厚のシリコン平板からなるキャップ基板 3b, 3b' を、半導体センサー基板 2bの上下に接合して半導体センサー組立基板 (加速度センサー組立基板) 4bとした（図 6 A)。 67°Cに加熱した水酸化カリウム水溶液 (40wt. %)に半導体センサー組立基板 4bを浸漬して、キャップ基板 3b, 3b' をウエットエッチングし薄肉化してキャップチップ 30b, 30b' に分割した。実施例 1では半導体センサー基板 2aの個片化をウエットエッチングで行って!/、たので、半導体センサー基板 2aの個片化時にキャップ基板 3a , 3a' に追加の薄肉化を行うことができた。し力、しこの実施例では、半導体センサー基板 2bの個片化をダイヤモンド砥石切断で行うので、ウエットエッチングによるキヤップ基板の薄肉化を実施例 1より多く行った。キャップ基板 3b, 3b を厚さ方向に 340 H mウエットエッチングして駆動抑制溝 31bのところでのシリコン厚を 60 H mとした。キャップ基板 3b, 3b' の分離溝 32bにあるシリコンが除去されて、個々のキャップチップ 30b, 30b' に分割した。その後、水酸化カリウム水溶液（40wt. %)にイソプロピルアルコールを飽和させた水溶液で、キャップチップ 30b, 30b' を 10 mウエットエッチングして駆動抑制溝 31bの背面のシリコン厚を 50 H mとした。この 10 mの追加ウエットエッチングで、キャップチップ 30b, 30b の側面 35bが 2面以上となり、 2 面間の角度が 90° あるいはそれよりも大きくなつた（図 6B)。

キャップ基板 3b, 3 が個々のキャップチップ 30b, 301/ に分割された後、半導体センサー基板 2bをカッティングライン 90bのところで 2000番のダイヤモンド砥石を用いて半導体センサーチップ (加速度センサーチップ） 20bに切断した。切断を砥石回転数 20000rpmで行った。切断時、ダイヤモンド砥石と半導体センサー組立基板 4bに 3〜5リツター/分の研削液をかけた。半導体センサー側面の表面粗さが Ra≤ 200nmとなった。表面粗さ Raの測定を JISB0601に従って行った。半導体センサー基板 2bを分割して、半導体センサー組立体 40bを得た（図 6C)

配線基板 60b上に回路基板 65bを接着固定（図 6D)して、配線基板 60bと回路基板 65bの組立体としてその上に半導体センサー組立体 40bを接着（図 6E)した後、配線基板 60bと回路基板 65b、半導体センサー組立体 40bの間をワイヤ 51bで電気的に接続（図 6F)し、半導体センサー組立体 40bと回路基板 65bと配線基板 60bが組立てられた構造体をポッティング法でエポキシ樹脂 70b中に完全にモールドし、半導体センサー装置 1 Obを得た（図 6G)。図 6Dから図 6Fの工程を実施例 1と同じ製造条件で実施したので説明を省略する。図 6Gの工程で半導体センサー組立体 40bと回路基板 65bと配線基板 60bが組立てられた構造体を成型用金型内に配し、約 180 °Cに加熱溶融したエポキシ樹脂を金型内に流し込み硬化させた。硬化時にエポキシ樹脂の形状が得られる程度の圧力を加えた。

実施例 3

実施例 3は、キャップチップの結晶方位を実施例 1および 2から変えたもので、キヤップチップをウエットエッチングで薄肉化と分割を行!/、、砥石で切断して半導体センサーチップに分割した。図 7を参照して、本実施例の半導体センサー装置 (加速度センサー装置）の製造プロセスを説明する。図 7Aはキャップ基板 3c, 3c' を半導体センサ一基板 (加速度センサー基板） 2cに接合する側から見た平面図で、図 7Bは図 7 Aの断面図である。キャップ基板 3c, 3c' の側面をシリコン結晶面 { 100 }とした。半導体センサー基板の錘と対向する部位にある駆動抑制溝 31cは、面 { 100 }と面 { 11 1 }で囲まれた八角形状で、オーバーエッチングすることで角部 311cが丸くなり、鈍角状となっている。また、角部 311cと対応する外側の角部 312cも面 { 100 }と面 { 10 0 }の交差する部位で角落ちが生じている（図 7A)。半導体センサー基板 2cの上下にキャップ基板 3c, 3c' を接合し、半導体センサー組立基板 (加速度センサー組立基板) 4cを得た（図 7C)。 67°Cに加熱した水酸化カリウム水溶液 (40wt. %)に半導体センサー組立基板 4cを浸漬して、キャップ基板 3c, 3c' を 300 mエッチングして、キャップ基板 3c, 3c' を薄くして分離溝 32cでキャップチップ 30cに分離した。キヤップチップの側面 35cの角部 351cで面 { 100 }と面 { 100 }とが交わっている（図 7D )。ウエットエッチングを更に行い、側面 35cの角部 351cを角落ちさせ高次結晶面を形成し、面 { 100 }—高次結晶面一面 { 100 }で構成された側面 35cに角部 352cを得た（図 7E)。このようにしてキャップ基板 3c, 3c' をキャップチップ 30c, 30c' に分割した後、半導体センサー基板 2cをカッティングライン 90cのところで 2000番のダイャモンド砥石で切断して半導体センサーチップに分離し、半導体センサー組立体 40 cとした（図 7F)。切断条件は実施例 2と同じであった。半導体センサー組立体 40cに樹脂モールドを実施例 1と同じ製造条件のトランスファーモールド法で実施して半導体センサー装置とした。実施例 4

[0074] 実施例 4では、図 6で説明した実施例 2の半導体センサー装置の製造プロセスにおいて、半導体センサー基板の分離工程（図 6C)でレーザーを用いて切断した。レーザ一として定格出力 800Wの炭酸ガスレーザーを用いた。加工送り速度を l〜2m/ 分とした。切断工程以外は、実施例 2と同じで、樹脂モールドをトランスファーモールド法で実施例 1と同じ条件で実施した。

実施例 5

[0075] 実施例 1から 4で作製した半導体センサー組立体（基板に取り付けて!/、な!/、組立体で、樹脂モールドをしてレ、なレ、）それぞれ 1000個とキャップチップを砥石で切断して作製した比較用半導体センサー組立体 1000個の気密試験を行った。供試数は各 1 000個であるが、半導体センサー組立体にはキャップチップが 2個あるので、実質的に気密試験個数が 2000個となり、合格率の計算で母数を 2000とした。気密試験をスニッファータイプの Heリークディテクターを用いて実施した。気密試験結果を以下に述べる。キャップ基板と半導体センサー基板をウエットエッチングで個片化した実施例 1の半導体センサー組立体では、不具合発生数がゼ口で合格率 100 %であった。キャップ基板をウエットエッチングで半導体センサー基板をダイヤモンド砥石切断で個片化した実施例 2の半導体センサー組立体では、不具合発生数が 8個で合格率力 6%であった。方位を変えたキャップ基板をウエットエッチングで、半導体センサー基板をダイヤモンド砥石切断で個片化した実施例 3の半導体センサー組立体では、不具合発生数がゼロで合格率が 100%であった。キャップ基板をウエットエッチングで半導体センサー基板をレーザー切断で個片化した実施例 4の半導体センサ一組立体では、不具合がゼロで合格率が 100%であった。比較用半導体センサー組立体では、不具合発生数が 618個で合格率が 69. 1 %であった。上下キャップチップとも不具合のある半導体センサー組立体もあったので、半導体センサー組立体（母数 1000個）で見たときの合格率が 78. 8%であった。本発明の半導体センサー組立体の気密試験合格率が 99. 6〜； 100%と、比較用半導体センサー組立体の気密試験合格率の 69. 1 %に比べ、大幅に改善されたことが確認できた。

[0076] 実施例 2の半導体センサー組立体で発生した 8個の不具合品を調査した。気密漏れの原因は、 8個ともキャップチップと半導体センサーチップの接合部に入った接合部クラックであり、シリコンと接合材間、接合部近傍のシリコン部分にクラックが入っていた。シリコン厚が 50 πιの駆動抑制溝にはクラックが見られなかった。比較用半導体センサー組立体の不具合品のうち約 20%が接合部クラック、約 80%が駆動抑制溝に入ったキャップチップクラックであった。この結果から、駆動抑制溝のキャップチップクラックを防止するには、キャップ基板をウエットエッチングで薄肉化と個片化すること力 S有効であること力 S確認できた。実施例 2と比較用の試料で発生した接合部クラックは、半導体センサー基板をダイヤモンド砥石で切断する時の振動あるいは研削液がキャップチップを引き剥がすような力を与えたために生じたと考えられる。半導体センサー基板をダイヤモンド砥石で研削液をかけながら切断する個片化では、クラック発生の危険性をゼロにするのは難しいと考えられる。

実施例 6

[0077] トランスファーモールドした樹脂部分のクラックについて評価した。実施例 1、 3および 4に従って製作した半導体センサー装置それぞれ 1000個とキャップチップと加速度センサーチップをともに砥石で切断して作製した比較用半導体センサー装置 100 0個につ!/、て評価した。各試料の樹脂部分のクラックの有無を実体顕微鏡で予め検查し、クラックの無いものを用いた。各試料を— 80°Cから 80°Cまで温度を変化させ、これを 1熱サイクルとした。 100熱サイクル試験後、実体顕微鏡で観察して樹脂部分のクラック有無を検査した。実施例 1、 3および 4の試料では、クラックの発生は認められず合格率が 100%であった。比較用半導体センサー装置では 42個の試料にクラックが発生し合格率は 95. 8%であった。クラックの発生した半導体センサー装置を分解調査したところ、クラックの発生起点はキャップチップ側面角部であった。このことから、キャップチップ側面を 2面以上とし側面角部を鈍角としたことの効果が確認できた。

実施例 7

[0078] ポッティングモールドした樹脂部分のクラックにつ!/、て評価した。実施例 2に従って製作した半導体センサー装置 1000個について、実施例 6の試験と同様に熱サイクルをかけた後、実体顕微鏡で観察して樹脂部分のクラックの有無を検査したが、実施例 2の試料にはクラックの発生は認められず合格率 100%であった。実施例 6の結果と合わせて考察すると、モールド樹脂に発生する樹脂クラックは、樹脂モールド法に係わらず、キャップチップ側面角部形状によって発生するものと考えられる。これから、キャップチップ側面を 2面以上とし側面角部を鈍角とすることは、樹脂クラックの発生防止に多大の効果がある。

実施例 8

図 8に、ジャイロセンサー装置の断面図を示す。実施例 1で用いた加速度センサー基板に代えてジャイロセンサー基板を用いている。キャップ基板の構造とその製造プ口セスは実施例 1で用いたものと同じであった。ジャイロセンサー装置 10dで、ジャィ口センサーチップ 20dの可動部がキャップチップ 30d, 30d' で密封され、半導体センサ一組立体（ジャイロセンサー組立体） 40dとなって!/、る。配線基板 60dの上に回路基板 65dと半導体センサー組立体 40dを接着剤で固定して、半導体センサー組立体 40dの端子 24dと回路基板 65dの電極パッド 66dの間および回路基板 65dの電極パッド 67dと配線基板 60dの電極パッド 61dの間をワイヤ 51dで接続した。半導体センサー組立体 40dと回路基板 65dと配線基板 60dが組立てられた構造体をェポキシ樹脂 70d中に完全に封止し、ジャイロセンサー装置 10dとした。ジャイロセンサーチップは錘、検出部および接合領域で構成されている。ジャイロセンサーチップに角速度が加わると錘が動き、検出部で錘の動!/、た量を静電容量の変化として検出する。図 8で、錘、検出部、接合領域等の詳細を省略した。フォトリソグラフィ、エッチング技術、製膜技術等のマイクロマシユングで形成した錘、検出部、接合領域、分割溝を持つたジャイロセンサー基板を得た。ジャイロセンサー基板とキャップ基板を真空中で接合して半導体センサー組立基板 (ジャイロセンサー組立基板)を得た。半導体センサー組立基板を水酸化アンモニゥム系水溶液の一種のテトラメチルアンモニゥム水溶液中に浸漬してウエットエッチングを行い、キャップ基板の薄肉化と個片化、更にジャイロセンサー基板連結部をウエットエッチングし個片化して半導体センサー組立体 40dを得た。樹脂モールドする前の半導体センサー組立体 40dを気密試験した。気密試験をスニッファータイプの Heリークディテクターを用いて実施した。 1000個供試したところ、不具合発生数はゼロで合格率 100%であった。また、トランスファーモ一ルドした樹脂部分のクラックについて 1000個検査した力 s、クラックの発生したものはゼロであった。

実施例 9

[0080] この実施例においては、実施例 1で製作したのと同じ構成のキャップ基板を用いその半導体センサー基板と対向する面に窒化シリコンの絶縁性保護膜 37eを 0. 3 m 厚に CVDで形成した。ここで製作したキャップ基板 3eを図 9に断面図で示す。キヤップ基板 3eの駆動抑制溝 31eと分離溝 32eの間にある接合領域 33eに Au— Sn合金膜を 4 ,i m厚に真空蒸着で形成した。

[0081] 実施例 2で用いたのと同じ構成をした半導体センサー基板 (加速度センサー基板） 2eを用い、その上下にキャップ基板 3e, 3e を接合して、図 10Aに示す半導体センサー組立基板（加速度センサー組立基板） 4eとした。なお、キャップ基板 3e, 3e' の接合領域 33eに蒸着した Au— Sn合金膜 (4 !11厚)を半導体センサー基板 2eの接合領域 23e、 23e' にある Au層に接触加圧しながら約 320°Cに加熱して、半導体センサ一基板 2eの両面にキャップ基板 3e, 3e を接合した。 67°Cに加熱した水酸化カリウム水溶液 (40wt. %)に半導体センサー組立基板 4eを浸漬して、 2点鎖線で示すエッチングライン 90e" までキャップ基板 3e, 3e' を厚さ方向に 300 mエツチングした。このキャップ基板の薄肉化で分離溝 32eのシリコンは完全に除去され、絶縁性保護膜 37eのみとなった（図 10B)。エッチング液内で半導体センサー組立基板 4e を 10回程度上下左右に揺動させて、キャップチップ 30e間の絶縁性保護膜 37eを除去した（図 4C)。半導体センサー基板 2eのカッティングライン 90eに沿って 2000番のダイヤモンド砥石を用い、砥石回転数 20000rpmで切断し、半導体センサー組立体 (加速度センサー組立体） 40eを得た（図 4D)。この組立体 40eを回路基板 65eと配線基板 60eの上に固定して、配線の接続を行った後、樹脂モールドして半導体センサー装置 (加速度センサー装置） 10eとした。半導体センサー組立体 40eの回路基板 65eと配線基板 60eの上への固定以降の工程については、実施例 1と同じなので、ここでは説明を省略する。なお、キャップチップ端はエッチングで鋭角となる力機械的に除去したことで生じた絶縁性保護膜端と合わさって鈍角となる。鈍角となるので、モールド樹脂クラックを防ぐことができる。実施例 10

[0082] この実施例では、図 11に示すキャップ基板 3fを用いた。図 11Aはキャップ基板 3f の平面図で、図 11Bはその断面図である。キャップ基板 3fは 400 m厚のシリコン平板の片面に駆動抑制溝 31fと分離溝 32fを凹状に、接合領域 33fを凸状に形成した。シリコン平板の片面に熱酸化で 1. Ο πι厚の酸化シリコンを形成した後に、駆動抑制溝 31fのレジストパターンを形成してその部分にあるシリコンをエッチングして除去した。更に、熱酸化で 0. 7 ^ 111厚に酸化シリコンを形成し、その上にレジストパターンを形成してキャップ基板の分離溝 32fに対応する部分の酸化シリコンを除去した。次に、 67°Cに加熱した水酸化カリウム水溶液（40wt. %)でウエットエッチングして分離溝 32fを 90 m深さに形成した。次にキャップ基板の全面の酸化シリコンを除去した後、駆動抑制溝 31fを深さ 10 mに、分離溝 32fを 10 m追加エッチングし、分離溝 32fの深さを 100 mとした。駆動抑制溝 31fと分離溝 32fを形成した面の全面に熱酸化で 0. 6 in厚の酸化シリコンを絶縁性保護膜 37fとして形成した。接合領域上が開いたレジストフレームを作り、そこに 4 m厚の Au— Sn合金膜を形成した。

[0083] 実施例 2で用いたのと同じ半導体センサー基板を用い、その上下に図 11に示すキヤップ基板 3fを接合して、半導体センサー組立基板とした。ここで、キャップ基板の接合領域に蒸着した Au— Sn合金膜を半導体センサー基板の接合領域にある Au層に接触加圧しながら約 320°Cに加熱して、半導体センサー基板の両面にキャップ基板を接合した。その後、 67°Cに加熱した水酸化カリウム水溶液 (40wt. %)に半導体センサ一組立基板を浸漬してキャップ基板の薄肉化で分離溝にあったシリコンを完全に除去した。キャップチップ間に残った酸化シリコンからなる絶縁性保護膜は、イソプ口ピルアルコールと水との混合液中に浸漬させて超音波をかけることで完全に除去すること力 Sできた。イソプロピルアルコールと水との混合液を用いることによって、除去した酸化シリコンが再付着することがな力、つた。半導体センサー基板を 2000番のダィャモンド砥石を用い切断して半導体センサー組立体とした。この組立体を回路基板と配線基板の上に固定して、配線の接続を行った後、樹脂モールドして半導体センサー装置とした。

[0084] なお、この実施例では、分離溝 32fの側壁がシリコンの結晶面 { 100 }となるようにしたので、側壁がキャップ基板に対して垂直となり、電極とキャップチップ側面との距離を大きくすること力でき、ワイヤと側面との接触を防ぐことができた。また、駆動抑制溝 31 fの側面を結晶面 { 111 }と結晶面 { 100 }とした。

実施例 11

[0085] 実施例 11を図 12と図 13を用いて説明する。この実施例の半導体センサー装置は、静電容量型のジャイロセンサーである。静電容量型のジャイロセンサーの検知部はシリコン基板の片面に形成されているので、キャップチップは 1個である。図 12はジャイロセンサーの分解斜視図、図 13Aから図 13Fはジャイロセンサーに適用した半導体センサー装置の製造プロセスを説明する図である。

[0086] 図 12に示すように、半導体センサーチップ（ジャイロセンサーチップ） 20gは、静電容量検出部 21g、回路素子 28g、配線 22g、電極パッド 24g、接合領域 23gから構成されている。半導体センサーチップ 20gの製作には、約 500 m厚のシリコン板上に数 mのシリコン酸化層と数 10 H mのシリコン層を積層した SOIウェファを使用した。シリコン層側の面に半導体プロセス技術とフォトリソグラフィ、製膜技術を用い、信号の増幅等を行う回路素子 28g、静電容量検出部 21g、接合領域 23g及び電極パッド 24gを形成した。キャップチップ 30gは実施例 1で説明したものと同じ構成で、その半導体センサー基板と対向する面に熱酸化で 1. 0 m厚に酸化シリコンの絶縁性保護膜 37gが形成されて!/、る。キャップチップ 30gの半導体センサーチップ 20gと対向する面に四辺形ベース状となった駆動抑制溝 31gとその周辺にバンク状に設けられた接合領域 33gがある。接合領域 33gに Au— Sn合金膜が 4 !11厚に真空蒸着で形成されている。

[0087] この実施例の半導体センサー装置（ジャイロセンサー装置） 10gの製造プロセスを、図 13Aから図 13Fを参照して説明する。半導体センサー基板 (ジャイロセンサー基板 ) 2gの回路素子 28gと静電容量検出部 21gを形成した面にキャップ基板 3gを接合し、半導体センサー組立基板 (ジャイロセンサー組立基板) 4gを得る（図 13A)。 70°C に加熱したテトラメチルアンモニゥム水溶液（25wt. %)に半導体センサー組立基板 4gを浸漬して、 2点鎖線で示すエッチングライン 90g までキャップ基板 3gと半導体センサー基板 2gをエッチングして薄肉化した。エッチングで除去した厚みは 300〃 m である。このキャップ基板薄肉化で分離溝 32gのシリコンは完全に除去され、絶縁性保護膜 37gのみとなっている（図 13B)。エッチング液内と洗浄液内で半導体センサ一組立基板 4gを揺動させて、キャップチップ間の絶縁性保護膜 37gをほぼ除去することができる力残渣分を数回ブラッシングすることで完全に除去した。（図 13C)。半導体センサー基板 2gのカッティングライン 90gに沿ってレーザー照射を行い切断した。レーザーには定格出力 800Wの炭酸ガスレーザーを用いた。 l〜2m/分の送り速度で切断加工を行い、半導体センサー組立体（ジャイロセンサー組立体） 40gを得た（図 13D)。

[0088] 厚さ 200 μ mの配線基板 60g上に、半導体センサー組立体 40gをエポキシ系樹脂で接着し、半導体センサー組立体 40gの電極パッド 24gと配線基板 60gの電極パッド 61g間を直径 25 111の金裸ワイヤ 51gで接続した（図 13E)。半導体センサー組立体 40gと配線基板 60gが組立てられた構造体を、トランスファーモールド法を用いェポキシ樹脂 70gでモールド成型して、半導体センサー装置 10gを得た（図 13F)。実施例 12

[0089] 実施例 9から 11の絶縁性保護膜 37e, 37f, 37gを有するシリコンキャップを用いた半導体センサー装置と、絶縁性保護膜の無いシリコンキャップを用いた比較用半導体センサー装置を用い、ノイズの発生および線間短絡の有無を評価した。比較用半導体センサー装置 2000個のうち不良数は 8個で、不良率は 0. 4%であった。キヤップチップ側面に絶縁性保護膜を形成した実施例 9から 11の半導体センサー装置では、それぞれ 2000個のうち不良数は 0個、不良率 0%であった。キャップチップ側面に絶縁性保護膜を形成することで、ノイズの発生や線間短絡の不具合を解決できた

〇

産業上の利用可能性

[0090] MEMS技術で製作した本発明の半導体センサー装置は、キャップチップの周囲側面をウエットエッチングした面としてレ、るので、キャップチップおよびモールド樹脂に切断時に生じるクラックを防ぐことができ、半導体センサーチップとキャップチップ間の気密を確保できる。更に、キャップチップ側面に絶縁性保護膜を被覆して絶縁性を確保している。そのために、加速度、各速度、圧力等の物理量を検出測定するのに用いる本発明の半導体センサー装置で、不良の発生の少なレ、信頼性の高!/、ものとなる。

Claims

請求の範囲

[1] 可動部とその可動部の周りに設けられた接合領域とを持った半導体センサーチップと、半導体センサーチップの上下面の少なくとも一面に積層されており、四辺形べ一スと、ベース周辺に沿ってバンク状に設けられ半導体センサーチップの接合領域と接合されて!/、る接合領域とを持って半導体センサーチップの可動部をシールして!/、るキャップチップとからなる半導体センサー組立体と、

キャップチップの周囲側面がウエットエッチングされた面である半導体センサー装置

〇

[2] キャップチップの周囲側面がキャップチップの厚さ方向に隣り合った少なくとも 2面からなって!/、る請求項 1記載の半導体センサー装置。

[3] キャップチップの周囲側面がキャップチップの厚さ方向に隣り合った 2面の間の角度力 S90° ある!/、はそれよりも大き!/、請求項 2記載の半導体センサー装置。

[4] キャップチップの周囲側面がウエットエッチングされた面の上に絶縁性保護膜で被覆されてレ、る請求項 1記載の半導体センサー装置。

[5] 前記絶縁性保護膜が耐アルカリ性である請求項 4記載の半導体センサー装置。

[6] 前記絶縁性保護膜が 0. 1 a mあるレ、はそれよりも厚!/、請求項 4記載の半導体センサ一装置。

[7] 半導体センサーチップの周囲側面がウエットエッチングされた面である請求項 1記載の半導体センサー装置。

[8] 半導体センサーチップの周囲側面が機械加工切断面あるいはレーザー切断面である請求項 1記載の半導体センサー装置。

[9] 半導体センサーチップの側面以外の表面が耐アルカリ性の被覆で覆われて!/、る請求項 1記載の半導体センサー装置。

[10] 可動部とその可動部の周りに設けられた接合領域とを持った複数の半導体センサーチップを有する半導体センサー基板と、四辺形ベースとベース周辺に沿ってバンク状に設けられた接合領域とを持つ複数のキャップチップを有するキャップ基板とを用い、

そして基板上に半導体センサー組立体を接着固定して半導体センサーチップと基板との間を配線で接続し、基板上の半導体センサー組立体を樹脂でモールドする半導体センサー装置の製造方法。

[11] 半導体センサー組立基板をウエットエッチング液に浸漬している間に半導体センサ一基板の複数の半導体センサーチップ周辺を上面と下面からウエットエッチングして半導体センサー基板を半導体センサーチップに分割して、半導体センサーチップにキャップチップが取り付けられた半導体センサー組立体とする請求項 10記載の半導体センサー装置の製造方法。

[12] 半導体センサー組立基板をウエットエッチング液に浸漬してキャップ基板をその厚さ方向にウエットエッチングして薄肉化した後、半導体センサー基板を機械加工あるいはレーザー加工して半導体センサーチップに分割して、半導体センサーチップにキヤップチップが取り付けられた半導体センサー組立体とする請求項 10記載の半導体センサー装置の製造方法。

[13] キャップ基板が接合領域以外の表面に絶縁性保護膜を持つ複数のキャップチップを有する請求項 10記載の半導体センサー装置の製造方法。