JPH0419712B2 - - Google Patents

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JPH0419712B2
JPH0419712B2 JP56134118A JP13411881A JPH0419712B2 JP H0419712 B2 JPH0419712 B2 JP H0419712B2 JP 56134118 A JP56134118 A JP 56134118A JP 13411881 A JP13411881 A JP 13411881A JP H0419712 B2 JPH0419712 B2 JP H0419712B2
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JP
Japan
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silicon
forming
diaphragm
silicon wafer
tape
Prior art date
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JP56134118A
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English (en)
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JPS5835982A (ja
Inventor
Minoru Takahashi
Hitoshi Minorikawa
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS5835982A publication Critical patent/JPS5835982A/ja
Publication of JPH0419712B2 publication Critical patent/JPH0419712B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D48/00Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
    • H10D48/50Devices controlled by mechanical forces, e.g. pressure

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Dicing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体圧力センサに係り、特に自動
車用基準型圧力センサの製造方法に関する。
〔従来の技術〕
一般に、自動車用の基準圧型圧力センサは、例
えば特開昭55−52925号公報に示されているよう
に、シリコンダイヤフラムの一方の面にボロン等
の不純物を拡散し、ひずみ計を形成し、このひず
み計の基準圧を定めるために、朋珪酸ガラスで作
られたキヤツプを気密に接合して基準圧室が設け
られている。このシリコンダイヤフラムと朋珪酸
ガラスキヤツプとの接合の気密さは、長期間に亘
る基準圧(通常は真空であるが、熱膨張係数が極
端に小さい不活性ガスであつてもよい)の保持が
できるかに重大な影響を与えるものである。した
がつて、ダイヤフラムの材質であるシリコンの熱
膨張係数と、キヤツプの材質である朋珪酸ガラス
の熱膨張係数とがほぼ同一であるところより、両
者を約400℃に加熱し、両材質間に約1000Vの電
圧を印加することにより接着剤なしに気密で強固
に、しかも無歪状態で接合することのできる静電
接合によつて、シリコンダイヤフラムと朋珪酸ガ
ラスキヤツプを接合するのが最も優れている。そ
こで、この静電接合といつた接合法にあつては、
接合する両者の接合面の表面粗さが1μm以下で
なくてはならないという接合面の平坦さが要求さ
れている。また、朋珪酸ガラスキヤツプを接合し
ない場合であつても、歪ゲージ形成面にゴミ等が
付着すると、所望の精度を出すことができないた
め、所定表面粗さが要求される。
このようなセンサチツプは、従来、次の如き方
法によつて製造されている。すなわち、まず、第
1に、丸い半導体(シリコン)ウエハの両面に、
酸化膜を形成する。シリコンウエハの表面がパツ
シベーシヨン膜であり、裏面がマスキング用であ
る。第2に、シリコンウエハに数百個の圧力セン
サのチツプが形成され、各チツプの一方の面に歪
ゲージが形成される。第3に、このシリコンウエ
ハの他方の面にシリコンダイヤフラム用の窓の部
分の酸化膜を除去する。この窓が開けられると、
第4にアルカリエツチングによりダイヤフラムを
形成する。このアルカリエツチングによつて例え
ば、100面のシリコン単結晶であれば、エツチン
グ速度が速いが、111面の方位に対してはエツチ
ング速度が遅いことを利用して、円垂台の如きエ
ツチング形状を得ている。
ダイヤフラムを形成すると第5に、シリコンウ
エハから1個1個のチツプに分ける。この分ける
方法としては、いくつかの方法がとられている。
その1つは、スクライバによつてスクライビング
といつてウエハにキズをつけてブレーキングする
方法がそれである。ブレーキングは、スクライビ
ングしたウエハをテープに垂せてローラをその上
より押圧して割つていた。
また、別な方法として、ダイヤフラムを形成し
た後、ウエハをシリコン台座にワツクスで取り付
けて、この台座までダイサで切る方法がそれであ
る。これらの方法によつてチツプに分けられる
と、第6にテープによつてカツトした場合は、粘
着剤を、また、シリコン台座を用いたときはワツ
クスを溶かす溶剤につけてテープあるいは、台座
よりチツプを1個1個取り外す。各チツプに分け
られた後、第7に、再びダミーのシリコン板にワ
ツクスをかけて、その上にチツプを配列して機械
洗浄を両面やり、所定表面粗さを出す。
〔発明が解決しようとする課題〕
このように、従来の半導体圧力センサは、その
製造に際し上記の各工程をふんでいた。このよう
な従来の方法によるとスクライブのあとブレーキ
ングする方法では、ブレーキングした際にチツピ
ング(クラツクの入つた切り口のざらつき)が生
じ、ダイオードの如き素子の場合は、さほど問題
にならないが、圧力センサの如き場合は、残留歪
などが問題となり、完全に切りとる方法が優れて
いる。すなわち、シリコン台座にワツクスをぬつ
て、その上にウエハ置いて、シリコン台座まで切
り込みを入れて完全に切り取る方法である。
しかし、この方法によると、圧力センサとして
の精度を出すことは可能であるが、ブレード
(刃)がウエハを切り、その下のワツクスの部分
までくると、ワツクスがブレードの回転による摩
擦熱で溶け、シリコンウエハを切つた時に生じた
シリコン、コンタミ(シリコンの切りくず)がワ
ツクスの中に混り込み、ブレードで切つている時
にかける水によつて再びワツクスがシリコン・コ
ンタミを含んだまま固化してしまう。この後、シ
リコンウエハをシリコン台座より離すため、有機
溶剤でワツクスを溶かすのであるが、この際に、
ワツクス内に混入していたシリコン・コンタミ
が、有機溶剤中に混じり、チツプのいたるところ
に付着するという現象を生じる。このため、チツ
プを取り出した後、機械的に研磨する必要が生じ
て問題となつている。
本発明の目的は、製造工程を少なくすることが
でき、かつ、チツピングが少なく、シリコンのコ
ンタミネーシヨンを少なくすることのできる半導
体圧力センサの製造方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明は、シリコン
ウエハの両面に酸化膜を形成する第1のステツプ
と、該酸化膜の形成されているシリコンウエハの
一方の面に歪ゲージを形成する第2のステツプ
と、該シリコンウエハの他方の面にダイヤフラム
を形成する分とシリコンダイヤフラムの周囲に所
定幅のV溝を形成する分の酸化膜を除去する第3
のステツプと、アルカリエツチングによりダイヤ
フラムとV溝を同時に形成する第4のステツプ
と、該アルカリエツチングされたシリコンウエハ
の前記ダイヤフラム側の面をテープに取付ける第
5のステツプと、シリコンウエハのテープと反対
側の面の前記V溝と対応する位置にカツテングに
より深さ方向にほぼ一定幅で且つシリコンウエハ
の厚さの略半分の深さの切溝を形成する第6のス
テツプと、応力をかけてブレーキングしてチツプ
を形成する第7のステツプと、ブレーキングした
後、チツプをテープより有機溶剤中で離脱する第
8のステツプと、を含む半導体圧力センサの製造
方法である。
〔作用〕
ダイヤフラムをエツチング形成するとき、それ
と同時にブレーキングを容易にし、またチツプ形
状のバラツキを防止し、クラツク発生を防止し、
さらに残留応力の発生を防止できるようにするV
溝を形成すると共に、該V溝を対応する位置の反
対側の面より機械的なカツテングによるほぼ一定
幅の切溝を形成した状態でブレーキングするた
め、製造工程を少なくすることができる。更に、
チツピング(クラツクの入つた切り口のざらつ
き)が少なくでき、シリコンのコンタミネーシヨ
ンを少なくすることができる。
特に、「V溝」の最深部の尖鋭形状と一定幅の
「切溝」とが形成された状態でブレーキングされ
るため、尖鋭部分にブレーキングの際の力が集中
し、きれいな切断面となるブレーキングをするこ
とができ、無理なブレーキングをした場合の残留
歪などの問題発生の恐れが少ない。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について説明する。
第1図には、本発明に係る基準圧型圧力センサ
の製造方法の一実施例を示す一工程が示されてい
る。
図において、シリコン基板1の一方の面に形成
されるダイヤフラム5の上面には、ボロン等の拡
散抵抗が拡散されており、この拡散抵抗は、ダイ
ヤフラム5の上面において歪ゲージ2を形成して
いる。このシリコン基板1の他方の面には、酸化
膜であるパツシベーシヨン3aが形成されてい
る。また、シリコン基板1の一方の面にも、酸化
膜であるパツシベーシヨン3bが形成されてい
る。また、歪ゲージ2には電極4が設けられてい
る。さらにまた、シリコン基板1のダイヤフラム
形成側にはチツプ形成分の大きさのところにV溝
6が設けられている。
ここまでの製造方法を示すと次の如くなる。
(1) シリコン基板1の両面に酸化膜であるパツシ
ベーシヨンを形成する。
(2) シリコン基板1の一方の面に歪ゲージ2を形
成する。
(3) シリコン基板1の他方の面のアルカリエツチ
ングする大きさの酸化膜を除去する。すなわ
ち、アルカリエツチングで形成するダイヤフラ
ム5の分と、V溝6の分の窓開けを行なう。
(4) シリコン基板1の酸化膜を除去した箇所をア
ルカリエツチングにより、ダイヤフラム5と、
このダイヤフラム5の周囲に形成する深さ50μ
m以下のV溝6を形成する。
以上の工程まで進んだものが第1図に示され
たものである。これは、チツプ1個分示してあ
るがシリコンウエハ全体をダイヤフラム形成側
より見ると第2図に示す如くなる。
次に、第1図に示されたシリコンウエハをテ
ープ8に粘着剤7によつて貼り付け、ダイサで
カツテングをして、カツテング溝9が形成され
た状態を示すのが第3図である。この第3図ま
での工程を第1図に示した工程に続けて示すと
次の如くなる。
(5) シリコン基板1のダイヤフラム5形成面を粘
着剤7の付着しているテープ8に取り付ける。
(6) ダイシング等によりハーフカツテングを行な
い、約180μmの厚さを有するシリコン基板1
の約半分、90μmの切り込み、すなわちカツテ
ング溝9を形成する。カツテング溝9の位置は
V溝6と対応する位置である。
このあとの工程は、 (7) テープ8に応力をかけて削り、各チツプを形
成する。
(8) 各チツプに付着しているテープの粘着剤を有
機溶剤で除去する。
である。
このようにして形成された半導体圧力センサは
第4図に示す如く用いられる。すなわち、シリコ
ン基板1を圧力導入口を有するダイ10上に取り
付け、リードフレーム14が取付けられているケ
ーシング11に接着剤12によつてダイ10が固
着されている。このケーシング11の上部には、
キヤツプ15が取付けられている。また、シリコ
ン基板1に形成されている電極4とリードフレー
ム14とは、ワイヤ13によつて接続されてい
る。
したがつて、本実施例によれば、ダイシングに
よつてシリコンウエハを完全に切り取らないため
シリコン・コンタミがワツクス内に溶け込むこと
がない。したがつて、ワツクス除去工程時にシリ
コンチツプを汚ごすことがなく、機械研磨工程を
必要としない。
〔発明の効果〕
本発明によればダイヤフラムをエツチング形成
するとき、それと同時にブレーキングを容易に
し、またチツプ形状のバラツキを防止し、クラツ
ク発生を防止し、さらに残留応力の発生を防止で
きるようにするV溝を形成すると共に、該V溝と
対応する位置の反対側の面より機械的なカツテン
グによるほぼ一定幅の切溝を形成した状態でブレ
ーキングするため、製造工程を少なくすることが
できる。更に、チツピング(クラツクの入つた切
り口のざらつき)が少なくでき、シリコンのコン
タミネーシヨンを少なくすることができる。
特に、「V溝」の最深部の尖鋭形状と一定幅の
「切溝」とが形成された状態でブレーキングされ
るため、尖鋭部分にブレーキングの際の力が集中
し、きれいな切断面となるブレーキングをするこ
とができ、無理なブレーキングをした場合の残留
歪などの問題発生の恐れが少ない。
以上説明したように、本発明によれば、製造工
程を少なくすることができ、かつ、チツピングが
少なく、シリコンのコンタミネーシヨンを少なく
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す一工程の圧力セ
ンサの構造図、第2図は第1図に示した工程のシ
リコンウエハの全体図、第3図は第1図に示した
工程の後の工程を示す圧力センサの構造図、第4
図は本発明の実施例によつて製造された圧力セン
サを装置に組み込んだ全体構成図である。 1……シリコン基板、2……歪ゲージ、3a,
3b……パツシベーシヨン、4……電極、5……
ダイヤフラム、6……V溝、9……カツテング
溝。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 シリコンウエハの両面に酸化膜を形成する第
    1のステツプと、該酸化膜の形成されているシリ
    コンウエハの一方の面に歪ゲージを形成する第2
    のステツプと、該シリコンウエハの他方の面にダ
    イヤフラムを形成する分とシリコンダイヤフラム
    の周囲に所定幅のV溝を形成する分の酸化膜を除
    去する第3のステツプと、アルカリエツチングに
    よりダイヤフラムとV溝を同時に形成する第4の
    ステツプと、該アルカリエツチングされたシリコ
    ンウエハの前記ダイヤフラム側の面をテープに取
    付ける第5のステツプと、シリコンウエハのテー
    プと反対側の面の前記V溝と対応する位置にカツ
    テングにより深さ方向にほぼ一定幅で且つシリコ
    ンウエハの厚さの略半分の深さの切溝を形成する
    第6のステツプと、応力をかけてブレーキングし
    てチツプを形成する第7のステツプと、ブレーキ
    ングした後、チツプをテープより有機溶剤中で離
    脱する第8のステツプと、を含む半導体圧力セン
    サの製造方法。
JP56134118A 1981-08-28 1981-08-28 半導体圧力センサの製造方法 Granted JPS5835982A (ja)

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