JPH104199A - 半導体加速度センサの製造方法 - Google Patents
半導体加速度センサの製造方法Info
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- JPH104199A JPH104199A JP9035313A JP3531397A JPH104199A JP H104199 A JPH104199 A JP H104199A JP 9035313 A JP9035313 A JP 9035313A JP 3531397 A JP3531397 A JP 3531397A JP H104199 A JPH104199 A JP H104199A
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- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
- Micromachines (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウェハー１枚あたり多数の半導体加速度セン
サーを製造する方法を提供する。 【解決手段】 １枚の半導体ウェハーから多数のセンサ
を製造するために、センサの側面に拡散抵抗を配置し
た。そして、このようにセンサ側面に変位量の検出手段
を設ける構成で、エッチング工程を使用せず、ダイシン
グを用いる製造方法で、半導体ウェハーの固定に冷凍す
る手段を用いることにより高精度のセンサを提供するこ
とができるようにした。
サーを製造する方法を提供する。 【解決手段】 １枚の半導体ウェハーから多数のセンサ
を製造するために、センサの側面に拡散抵抗を配置し
た。そして、このようにセンサ側面に変位量の検出手段
を設ける構成で、エッチング工程を使用せず、ダイシン
グを用いる製造方法で、半導体ウェハーの固定に冷凍す
る手段を用いることにより高精度のセンサを提供するこ
とができるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンなどの半
導体結晶のもつピエゾ抵抗効果を利用して変位を電気信
号に変換する半導体加速度センサを含む半導体装置に係
わる。
導体結晶のもつピエゾ抵抗効果を利用して変位を電気信
号に変換する半導体加速度センサを含む半導体装置に係
わる。
【０００２】
【従来の技術】近年、マイクロマシニング技術の発展に
より、半導体ウェハー上に薄膜形成、エッチングによ
り、半導体加速度センサが作製されている。（例えば、
IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-26,
No.12, Dec 1979参照） 図３は、従来のマイクロマシニングによる半導体加速度
センサを示す図であり、図３（ａ）は上面図、図３
（ｂ）は断面図である。半導体ウェハー１をエッチング
し、片持ち梁５１と重り２２を形成したものである。こ
こで、片持ち梁５１の厚みは、エッチングにより他の部
分より薄く形成され、片持ち梁５１は図３（ｂ）の矢印
方向の加速度に対して変形する。そして、片持ち梁５１
の変形量は、片持ち梁５１の上面に形成された拡散抵抗
２１ａのピエゾ抵抗効果により検出され、拡散抵抗２１
ｂとの比較により加速度を求める。ここで、拡散抵抗２
１ａと２１ｂは高濃度拡散領域５５と出力端子２３に接
続されている。また、片持ち梁５１の破壊を防止するた
めに上部ストッパ５３と下部ストッパ５４を配置し、さ
らに全体をセラミック基板５２上に配置している。
より、半導体ウェハー上に薄膜形成、エッチングによ
り、半導体加速度センサが作製されている。（例えば、
IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-26,
No.12, Dec 1979参照） 図３は、従来のマイクロマシニングによる半導体加速度
センサを示す図であり、図３（ａ）は上面図、図３
（ｂ）は断面図である。半導体ウェハー１をエッチング
し、片持ち梁５１と重り２２を形成したものである。こ
こで、片持ち梁５１の厚みは、エッチングにより他の部
分より薄く形成され、片持ち梁５１は図３（ｂ）の矢印
方向の加速度に対して変形する。そして、片持ち梁５１
の変形量は、片持ち梁５１の上面に形成された拡散抵抗
２１ａのピエゾ抵抗効果により検出され、拡散抵抗２１
ｂとの比較により加速度を求める。ここで、拡散抵抗２
１ａと２１ｂは高濃度拡散領域５５と出力端子２３に接
続されている。また、片持ち梁５１の破壊を防止するた
めに上部ストッパ５３と下部ストッパ５４を配置し、さ
らに全体をセラミック基板５２上に配置している。
【０００３】図４は、特開平１−３０２１６７号公報に
開示されるマイクロマシニングによる半導体加速度セン
サを示す図であり、片持ち梁５１の支持体６１近傍にエ
ッチングにより溝部６２を形成し、薄肉部を設けたもの
である。センサの上面には拡散抵抗２１があり、ブリッ
ジ回路を構成している。拡散抵抗２１ｃと２１ｄは、参
照抵抗として働き支持体６１の上部に配置される。拡散
抵抗２１ｅと２１ｆは、薄肉部の変形量を検出する可変
抵抗として働き、参照抵抗と直交する位置に配置され
る。
開示されるマイクロマシニングによる半導体加速度セン
サを示す図であり、片持ち梁５１の支持体６１近傍にエ
ッチングにより溝部６２を形成し、薄肉部を設けたもの
である。センサの上面には拡散抵抗２１があり、ブリッ
ジ回路を構成している。拡散抵抗２１ｃと２１ｄは、参
照抵抗として働き支持体６１の上部に配置される。拡散
抵抗２１ｅと２１ｆは、薄肉部の変形量を検出する可変
抵抗として働き、参照抵抗と直交する位置に配置され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体加速度セ
ンサにおいては、エッチングにより作製する。特に拡散
抵抗の裏面を検出感度を上げるため薄肉部を形成する必
要があるが、エッチングにより薄肉部を形成するため、
均一な厚みを得るために、エッチング液の組成、温度、
攪拌条件を厳密に管理する必要があり、マスキングのパ
ターン形成など製造工程が増す。
ンサにおいては、エッチングにより作製する。特に拡散
抵抗の裏面を検出感度を上げるため薄肉部を形成する必
要があるが、エッチングにより薄肉部を形成するため、
均一な厚みを得るために、エッチング液の組成、温度、
攪拌条件を厳密に管理する必要があり、マスキングのパ
ターン形成など製造工程が増す。
【０００５】また図３（ａ）のように加速度センサの上
面に拡散抵抗２１ａと２１ｂを配置し、重り２２を形成
するために、加速度センサの上面の面積が大きく、例え
ばシリコンウェハ１枚からのセンサの取り個数は限定さ
れ、製造コストを低下させることが困難であった。また
図４の加速度センサにおいても薄肉部の強度を保つため
に片持ち梁５１の幅、図面の手前から奥行き方向の幅は
所定の値が必要である。従って、図３（ａ）の加速度セ
ンサと同様にセンサ上面の面積を小さくすることが出来
ず、半導体ウェハー１からの取り個数が限定され、コス
トダウンが困難である。
面に拡散抵抗２１ａと２１ｂを配置し、重り２２を形成
するために、加速度センサの上面の面積が大きく、例え
ばシリコンウェハ１枚からのセンサの取り個数は限定さ
れ、製造コストを低下させることが困難であった。また
図４の加速度センサにおいても薄肉部の強度を保つため
に片持ち梁５１の幅、図面の手前から奥行き方向の幅は
所定の値が必要である。従って、図３（ａ）の加速度セ
ンサと同様にセンサ上面の面積を小さくすることが出来
ず、半導体ウェハー１からの取り個数が限定され、コス
トダウンが困難である。
【０００６】さらに、加速度検出のための拡散抵抗２１
が、加速度センサの加速度を受ける面にあるため、支持
体６１の上部にある参照抵抗と可変抵抗の抵抗値の差が
大きくなるように拡散抵抗２１の配置を行う必要があっ
た。本発明は、上記の問題を解決するためのものであ
り、製造が容易で、１枚の半導体ウェハー１から多数の
センサを製造することができ安価な半導体加速度センサ
および圧力センサを得る製造方法を提供することを目的
とする。
が、加速度センサの加速度を受ける面にあるため、支持
体６１の上部にある参照抵抗と可変抵抗の抵抗値の差が
大きくなるように拡散抵抗２１の配置を行う必要があっ
た。本発明は、上記の問題を解決するためのものであ
り、製造が容易で、１枚の半導体ウェハー１から多数の
センサを製造することができ安価な半導体加速度センサ
および圧力センサを得る製造方法を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は１枚の半導体ウェハー１から多数のセ
ンサを製造するために、センサの側面１００に拡散抵抗
２１を配置した構成とした。そして、このようにセンサ
側面１００に変位量の検出手段を設けることにより、エ
ッチング工程を使用せず、製造工程の少ない、高精度で
安価なセンサを得ることができる。
ために、本発明は１枚の半導体ウェハー１から多数のセ
ンサを製造するために、センサの側面１００に拡散抵抗
２１を配置した構成とした。そして、このようにセンサ
側面１００に変位量の検出手段を設けることにより、エ
ッチング工程を使用せず、製造工程の少ない、高精度で
安価なセンサを得ることができる。
【０００８】このような素子を作製する手段として、ダ
イシングによりセンサ素子１２を切り出す方法により行
っている。その際、半導体ウェハー１を固定する手段と
して半導体ウェハと固定部を氷による固定を行った。こ
れにより、本発明のセンサを理想的な直方体を得ること
ができ、センサの固定、離脱が容易になるため、、歩留
りの良い、コストが安い半導体加速度センサを含む半導
体装置を供給することができる。
イシングによりセンサ素子１２を切り出す方法により行
っている。その際、半導体ウェハー１を固定する手段と
して半導体ウェハと固定部を氷による固定を行った。こ
れにより、本発明のセンサを理想的な直方体を得ること
ができ、センサの固定、離脱が容易になるため、、歩留
りの良い、コストが安い半導体加速度センサを含む半導
体装置を供給することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の製造方法について、具体
的に説明する。本発明の製造方法を適用した半導体加速
度センサの構成を図５に示す。半導体加速度センサは半
導体ウェハー１から切り出した拡散抵抗２１および出力
端子などが形成された直方体の構造体がある。この構造
体のことを以降センサ素子１２と呼ぶ。このセンサ素子
１２には、重り２２が接着されている。また、出力端子
２３には、支持体６１との電気的接触を得るためバンプ
が形成されている。このバンプは、金または半田バンプ
が用いられる。なお、バンプを用いない電気的接続でも
良い。
的に説明する。本発明の製造方法を適用した半導体加速
度センサの構成を図５に示す。半導体加速度センサは半
導体ウェハー１から切り出した拡散抵抗２１および出力
端子などが形成された直方体の構造体がある。この構造
体のことを以降センサ素子１２と呼ぶ。このセンサ素子
１２には、重り２２が接着されている。また、出力端子
２３には、支持体６１との電気的接触を得るためバンプ
が形成されている。このバンプは、金または半田バンプ
が用いられる。なお、バンプを用いない電気的接続でも
良い。
【００１０】詳細な製造方法を図６を用いて説明する。
半導体ウェハー１の表面に拡散抵抗２１と出力端子２３
をパターンニング（ａ）したセンサ素子パターン１１を
作製する。拡散抵抗２１と出力端子２３を同一平面に有
するように半導体ウェハー１を切断し、直方体のセンサ
素子１２を得る（ｂ）。最後に直方体のセンサ素子１２
に重り２２と接合する（ｃ）。半導体ウェハー１の切断
にはダイシングで行うとよい。ダイシングは、センサ素
子パターン１１の外形部にスクライブするためのライン
を設け、このスクライブラインを基準にダイシングによ
り切削する。加速度センサ素子１２が半導体ウェハー１
内にレイアウトされている。（Ｃ）の工程後、アセンブ
ルして、パッケージされる。
半導体ウェハー１の表面に拡散抵抗２１と出力端子２３
をパターンニング（ａ）したセンサ素子パターン１１を
作製する。拡散抵抗２１と出力端子２３を同一平面に有
するように半導体ウェハー１を切断し、直方体のセンサ
素子１２を得る（ｂ）。最後に直方体のセンサ素子１２
に重り２２と接合する（ｃ）。半導体ウェハー１の切断
にはダイシングで行うとよい。ダイシングは、センサ素
子パターン１１の外形部にスクライブするためのライン
を設け、このスクライブラインを基準にダイシングによ
り切削する。加速度センサ素子１２が半導体ウェハー１
内にレイアウトされている。（Ｃ）の工程後、アセンブ
ルして、パッケージされる。
【００１１】本実施例では、低加速度の素子を作製し
た。低加速度とは、１から２Ｇ（Ｇ＝９．８ｍ／ｓ２）
を示す。素子全体の長さは、９ｍｍ（可動部＝６ｍｍ、
支持部＝３ｍｍ）、幅Ｗが０．６ｍｍ、高さＺが０．１
ｍｍとした。ちなみに、低加速度用の加速度センサは、
地震検知のためや、バーチャルリアリティなどの用途に
用いられる。
た。低加速度とは、１から２Ｇ（Ｇ＝９．８ｍ／ｓ２）
を示す。素子全体の長さは、９ｍｍ（可動部＝６ｍｍ、
支持部＝３ｍｍ）、幅Ｗが０．６ｍｍ、高さＺが０．１
ｍｍとした。ちなみに、低加速度用の加速度センサは、
地震検知のためや、バーチャルリアリティなどの用途に
用いられる。
【００１２】図６の（ｂ）の工程は、半導体ウェハー１
から直方体のセンサ素子１２をダイシングで作製する
が、本発明では冷凍チャック６を使用した製造方法によ
りおこなった。
から直方体のセンサ素子１２をダイシングで作製する
が、本発明では冷凍チャック６を使用した製造方法によ
りおこなった。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の具体的実施例を図１に基づ
いて説明する。図１は、本発明の半導体加速度センサの
製造を行うための製造装置の断面図である。構成は、ダ
イシング装置のステージ１０上に、冷凍チャック６が設
置され、冷凍チャック６上に半導体ウェハー１が冷凍さ
れ固定される。冷凍チャック６と半導体ウェハー１の間
が氷の層２により固定される。本発明には既存のダイシ
ング装置により行っているため、ステージ１０上に冷凍
チャック６をのせる方式で行っているが、ステージ１０
を冷凍チャック６にする構成でももちろん良い。
いて説明する。図１は、本発明の半導体加速度センサの
製造を行うための製造装置の断面図である。構成は、ダ
イシング装置のステージ１０上に、冷凍チャック６が設
置され、冷凍チャック６上に半導体ウェハー１が冷凍さ
れ固定される。冷凍チャック６と半導体ウェハー１の間
が氷の層２により固定される。本発明には既存のダイシ
ング装置により行っているため、ステージ１０上に冷凍
チャック６をのせる方式で行っているが、ステージ１０
を冷凍チャック６にする構成でももちろん良い。
【００１４】冷凍チャック６とは、熱電変換半導体素子
５により構成される。図８を用い熱電変換素子の原理を
説明する。熱電変換半導体素子５とは、Ｐ型素子７３と
Ｎ型素子７４からなる２種類の熱電半導体を、金属電極
（板）４で接合したπ型直列回路において、直流電流を
Ｎ型半導体７４からＰ型半導体７３に流すとＮ型では電
流の向きと逆方向に、Ｐ型では順方向にそれぞれ熱の移
動が起こり上部の金属片は冷却され、周囲から吸熱７２
するものである。
５により構成される。図８を用い熱電変換素子の原理を
説明する。熱電変換半導体素子５とは、Ｐ型素子７３と
Ｎ型素子７４からなる２種類の熱電半導体を、金属電極
（板）４で接合したπ型直列回路において、直流電流を
Ｎ型半導体７４からＰ型半導体７３に流すとＮ型では電
流の向きと逆方向に、Ｐ型では順方向にそれぞれ熱の移
動が起こり上部の金属片は冷却され、周囲から吸熱７２
するものである。
【００１５】熱電変換半導体素子５は、主としてビスマ
ス、テルルの半導体で、不純物ドーピングによる過剰電
子Ｎ型と不足電子Ｐ型の２種類の構成である。熱電変換
半導体素子５の場合、吸熱側の対向側が、低温側から流
入する熱に加えて、モジュール内部で消費される電力に
相当する熱の合計量が放散させ発熱７１するための放熱
機構が必要である。本発明に使用した冷凍チャック６に
おいては、水冷機構により行っている。
ス、テルルの半導体で、不純物ドーピングによる過剰電
子Ｎ型と不足電子Ｐ型の２種類の構成である。熱電変換
半導体素子５の場合、吸熱側の対向側が、低温側から流
入する熱に加えて、モジュール内部で消費される電力に
相当する熱の合計量が放散させ発熱７１するための放熱
機構が必要である。本発明に使用した冷凍チャック６に
おいては、水冷機構により行っている。
【００１６】本発明の各構成の大きさは、ステージ１０
がφ３００ｍｍ、冷凍チャック６がＬ２００ｍｍ×Ｗ２
００ｍｍ×ｔ１５ｍｍ、半導体ウェハー１がφ６インチ
である。冷凍チャック６を用いた製造方法について以下
記述する。ダイシング装置のステージ１０上に、冷凍チ
ャック６を設置する。冷凍チャック６には直流電源と、
放熱を冷却するための水冷の冷却プレート８により構成
される。冷凍チャック６上にまず図示しないダミー用の
半導体ウェハーをのせ、さらにその上に拡散抵抗２１等
をパターン形成した半導体ウェハー１（ワーク）をのせ
る。ダミー用半導体ウェハーはダイシングの際、ワーク
を完全に切り出すため、ダミー用半導体ウェハーがない
と冷凍チャック６を切断してしまうためにこのようにダ
ミー用半導体ウェハーを中間にいれる。このようにセッ
ティングした後、直流電源より電流をながすことにより
冷凍を開始し、冷凍チャック６と半導体ウェハー１との
間を冷凍により固定される。冷凍チャック６と半導体ウ
ェハー１の間が氷の層２により固定される。
がφ３００ｍｍ、冷凍チャック６がＬ２００ｍｍ×Ｗ２
００ｍｍ×ｔ１５ｍｍ、半導体ウェハー１がφ６インチ
である。冷凍チャック６を用いた製造方法について以下
記述する。ダイシング装置のステージ１０上に、冷凍チ
ャック６を設置する。冷凍チャック６には直流電源と、
放熱を冷却するための水冷の冷却プレート８により構成
される。冷凍チャック６上にまず図示しないダミー用の
半導体ウェハーをのせ、さらにその上に拡散抵抗２１等
をパターン形成した半導体ウェハー１（ワーク）をのせ
る。ダミー用半導体ウェハーはダイシングの際、ワーク
を完全に切り出すため、ダミー用半導体ウェハーがない
と冷凍チャック６を切断してしまうためにこのようにダ
ミー用半導体ウェハーを中間にいれる。このようにセッ
ティングした後、直流電源より電流をながすことにより
冷凍を開始し、冷凍チャック６と半導体ウェハー１との
間を冷凍により固定される。冷凍チャック６と半導体ウ
ェハー１の間が氷の層２により固定される。
【００１７】図２は、本発明の切削方法を説明する正面
図、側面図である。図２からもわかるように、装置のス
テージ１０上に冷凍チャック６があり、その上にダミー
半導体ウェハー１、半導体ウェハー１のワークをのせ冷
却し、氷の層２により固定した。もちろんダミー用半導
体ウェハーを用いなくともよい。本発明は、ダイシング
の回転切断刃３（ブレード）とワーク（半導体ウェハ
ー）との間の熱で、氷の層２が溶けなく。また、ブレー
ド３にふきかける切削水が凍らない必要がある。このた
めの条件が重要である。本実施例では、冷凍チャック６
の表面温度を−１５℃とし、不凍液にエチレングリコー
ルを用いると良い結果が得られた。
図、側面図である。図２からもわかるように、装置のス
テージ１０上に冷凍チャック６があり、その上にダミー
半導体ウェハー１、半導体ウェハー１のワークをのせ冷
却し、氷の層２により固定した。もちろんダミー用半導
体ウェハーを用いなくともよい。本発明は、ダイシング
の回転切断刃３（ブレード）とワーク（半導体ウェハ
ー）との間の熱で、氷の層２が溶けなく。また、ブレー
ド３にふきかける切削水が凍らない必要がある。このた
めの条件が重要である。本実施例では、冷凍チャック６
の表面温度を−１５℃とし、不凍液にエチレングリコー
ルを用いると良い結果が得られた。
【００１８】まず、装置のステージ１０に、ダイシング
ブレード３のＺ方向の位置決めを行う。装置ステージ１
０面を原点にし、Ｚアライメントを行う。ここでは、冷
凍チャック６、厚１５ｍｍ、ダミー半導体ウェハー０．
６ｍｍであるため、完全に素子を切り出すため、１５ｍ
ｍ＋０．６２ｍｍとした。ここでは、氷の厚さは０．１
ｍｍあると言う考えからである。
ブレード３のＺ方向の位置決めを行う。装置ステージ１
０面を原点にし、Ｚアライメントを行う。ここでは、冷
凍チャック６、厚１５ｍｍ、ダミー半導体ウェハー０．
６ｍｍであるため、完全に素子を切り出すため、１５ｍ
ｍ＋０．６２ｍｍとした。ここでは、氷の厚さは０．１
ｍｍあると言う考えからである。
【００１９】つぎに、Ｘ方向の送り速度を１００ｍｍ／
ｍｉｎと設定し、図２の左図の左から右へ移動し切削し
た。切削の際、ブレード３には不凍液を供給し、切削液
７が凍らず切削できるようにした。一般的には、ダイシ
ングを行う場合半導体ウェハー１固定用のフィルムを用
いる。固定用フィルムの片面には通常粘着剤が塗布され
ている。固定用フィルムは、高分子フィルムでできてい
るため延伸する。例えば図７に示すように、ａの場所で
ダイシング装置により切削し溝３０を作る、ｂの場所を
切削する場合、ｃのセンサ素子１２となる部分が、図に
向かって左側にダイシングによる切削抵抗を受けること
により残存部分が動く、そのため、センサ素子１２の切
断面が、斜めになってしまう。この従来法では、直交度
が１０度であった。また、粘着力が強いシートで着脱性
の良い、紫外線を照射することにより粘着率が弱まり離
脱できるＵＶシートを用いることによっても、直交度が
７度であった。
ｍｉｎと設定し、図２の左図の左から右へ移動し切削し
た。切削の際、ブレード３には不凍液を供給し、切削液
７が凍らず切削できるようにした。一般的には、ダイシ
ングを行う場合半導体ウェハー１固定用のフィルムを用
いる。固定用フィルムの片面には通常粘着剤が塗布され
ている。固定用フィルムは、高分子フィルムでできてい
るため延伸する。例えば図７に示すように、ａの場所で
ダイシング装置により切削し溝３０を作る、ｂの場所を
切削する場合、ｃのセンサ素子１２となる部分が、図に
向かって左側にダイシングによる切削抵抗を受けること
により残存部分が動く、そのため、センサ素子１２の切
断面が、斜めになってしまう。この従来法では、直交度
が１０度であった。また、粘着力が強いシートで着脱性
の良い、紫外線を照射することにより粘着率が弱まり離
脱できるＵＶシートを用いることによっても、直交度が
７度であった。
【００２０】また、ワックスを用いる方法もあるが、着
脱離脱が困難であるため、工程短縮が難しい。本発明の
製造方法によれば、直交度が１度以下であるため、半導
体加速度センサの仕様を満足する結果が得られ、大変良
い方法であった。このようにして、切削して取り出した
センサ素子を、重りをつけアセンブリし、加振機で加速
度を作り、印可加速度に対する出力電圧、周波数特性な
ど加速度センサの基本特性を調べた結果、良好な結果を
得た。
脱離脱が困難であるため、工程短縮が難しい。本発明の
製造方法によれば、直交度が１度以下であるため、半導
体加速度センサの仕様を満足する結果が得られ、大変良
い方法であった。このようにして、切削して取り出した
センサ素子を、重りをつけアセンブリし、加振機で加速
度を作り、印可加速度に対する出力電圧、周波数特性な
ど加速度センサの基本特性を調べた結果、良好な結果を
得た。
【００２１】本発明の製造方法を用いた半導体加速度セ
ンサに使用した場合は、従来のような湿式プロセスを使
用せず、高精度の半導体加速度センサを低価格で供給で
きるようになった。本発明の製造方法による半導体加速
度センサを、自動車に搭載し衝突時に人命を守るための
エアバック作動用センサとして用いたところ、所定の特
性が得られ充分使用できる範囲であった。
ンサに使用した場合は、従来のような湿式プロセスを使
用せず、高精度の半導体加速度センサを低価格で供給で
きるようになった。本発明の製造方法による半導体加速
度センサを、自動車に搭載し衝突時に人命を守るための
エアバック作動用センサとして用いたところ、所定の特
性が得られ充分使用できる範囲であった。
【００２２】さらに、素子の微少なチッピングが問題に
なる場合の製造方法について記する。通常のダイシング
においては、ダイシング用の切断刃３が、半導体ウェハ
ー１を切断する際、チッピングが生じる。特に、切断刃
３が、半導体ウェハー１を貫通する時、大きなチッピン
グが生じる。裏面側のチッピングにおいては、５０ミク
ロン以上のものがたびたび生じる。本発明のような、幅
の小さな素子を切り出す場合、特に大きな問題になる。
そこで、本発明においては、図９に示すような方法で上
記問題の解決を図った。本方法は、本発明で使用した、
冷凍チャック６においても良好な結果を示すが、通常の
粘着性シートもしくは、ワックスによる固定においても
良好な結果が得られる。図９(ａ)は、感歪部を有する半
導体ウェハー１である。まず、半導体ウェハー１の表面
上に、図９（ｂ）に示すような浅い溝１０１を形成す
る。本発明においては、幅０．１ｍｍ、深さ０．０３ｍ
ｍで作製した。つぎに、図９（ｃ）に示すように、裏面
サイドをダイシングにより溝１０１を形成する。表裏同
位置に浅い溝が形成された。この溝の中心に、図９
（ｄ）のような貫通溝１０２を形成する。貫通するため
に、切断刃３は、０．０３ｍｍのもので行った。この方
法によれば、デバイス表面層へのチッピングなく素子を
形成することができる。
なる場合の製造方法について記する。通常のダイシング
においては、ダイシング用の切断刃３が、半導体ウェハ
ー１を切断する際、チッピングが生じる。特に、切断刃
３が、半導体ウェハー１を貫通する時、大きなチッピン
グが生じる。裏面側のチッピングにおいては、５０ミク
ロン以上のものがたびたび生じる。本発明のような、幅
の小さな素子を切り出す場合、特に大きな問題になる。
そこで、本発明においては、図９に示すような方法で上
記問題の解決を図った。本方法は、本発明で使用した、
冷凍チャック６においても良好な結果を示すが、通常の
粘着性シートもしくは、ワックスによる固定においても
良好な結果が得られる。図９(ａ)は、感歪部を有する半
導体ウェハー１である。まず、半導体ウェハー１の表面
上に、図９（ｂ）に示すような浅い溝１０１を形成す
る。本発明においては、幅０．１ｍｍ、深さ０．０３ｍ
ｍで作製した。つぎに、図９（ｃ）に示すように、裏面
サイドをダイシングにより溝１０１を形成する。表裏同
位置に浅い溝が形成された。この溝の中心に、図９
（ｄ）のような貫通溝１０２を形成する。貫通するため
に、切断刃３は、０．０３ｍｍのもので行った。この方
法によれば、デバイス表面層へのチッピングなく素子を
形成することができる。
【００２３】本発明を図１０に示すような、半導体加速
度センサに適応した場合について説明する。半導体加速
度センサは半導体ウェハー１から切り出した拡散抵抗２
１および出力端子２３などが形成された直方体の構造体
がある。このこのセンサ素子１２には、重り２２が接着
されている。また、出力端子２３には、支持体６１との
電気的接触を得るためバンプが形成されている。このバ
ンプは、金または半田バンプが用いられる。なお、バン
プを用いない電気的接続でも良い。本発明の加速度セン
サにおいては、加速度を受ける面に対し直交する面に、
検出部である拡散抵抗２１を有する。この拡散抵抗２１
が、フォイストンブリッジを構成し、印加加速度に対す
る出力を電圧もしくは電流で出力するものである。
度センサに適応した場合について説明する。半導体加速
度センサは半導体ウェハー１から切り出した拡散抵抗２
１および出力端子２３などが形成された直方体の構造体
がある。このこのセンサ素子１２には、重り２２が接着
されている。また、出力端子２３には、支持体６１との
電気的接触を得るためバンプが形成されている。このバ
ンプは、金または半田バンプが用いられる。なお、バン
プを用いない電気的接続でも良い。本発明の加速度セン
サにおいては、加速度を受ける面に対し直交する面に、
検出部である拡散抵抗２１を有する。この拡散抵抗２１
が、フォイストンブリッジを構成し、印加加速度に対す
る出力を電圧もしくは電流で出力するものである。
【００２４】本発明のダイシング方法を加速度センサに
適応した場合、図１０のように拡散抵抗２１近傍に斜線
で示す段差を生じる。本加速度センサの場合、図１１の
右側面図のような、溝１０１が形成される。この溝１０
１により、拡散抵抗への応力が１０％程度低下するが、
歩留まり、および信頼性の面で非常に向上する。落下試
験においても、チッピングを起因とする破壊は防げるよ
うになり製品として安定して作製することができるよう
になった。
適応した場合、図１０のように拡散抵抗２１近傍に斜線
で示す段差を生じる。本加速度センサの場合、図１１の
右側面図のような、溝１０１が形成される。この溝１０
１により、拡散抵抗への応力が１０％程度低下するが、
歩留まり、および信頼性の面で非常に向上する。落下試
験においても、チッピングを起因とする破壊は防げるよ
うになり製品として安定して作製することができるよう
になった。
【００２５】
【発明の効果】この発明は、以上説明したような構成に
より下記の効果を有する。 センサ素子を直交度良く作製できるため、高精度のセ
ンサを作製できる。 着脱離脱が容易であるため、工程短縮の効果があり、
コストダウンできる。 ダイシングブレードの粘着シートによる目詰まりがな
く、ブレード寿命が延びる。 固定が凝固であるため、ワークのぶれががなくチッピ
ング量がへった。
より下記の効果を有する。 センサ素子を直交度良く作製できるため、高精度のセ
ンサを作製できる。 着脱離脱が容易であるため、工程短縮の効果があり、
コストダウンできる。 ダイシングブレードの粘着シートによる目詰まりがな
く、ブレード寿命が延びる。 固定が凝固であるため、ワークのぶれががなくチッピ
ング量がへった。
【図１】本発明の半導体加速度センサの製造方法を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明の半導体加速度センサの製図方法を示す
正面図、側面図である。
正面図、側面図である。
【図３】従来の半導体加速度センサの製図方法を示す上
面図、正面図である。
面図、正面図である。
【図４】従来の半導体加速度センサの構成を示す斜視図
である。
である。
【図５】本発明の製造方法を適用した半導体加速度セン
サの構成を示す斜視図である。
サの構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の製造方法を適用した半導体加速度セン
サの工程図である。
サの工程図である。
【図７】従来のダイシングを説明するための半導体ウェ
ハの上面図である。
ハの上面図である。
【図８】熱電変換半導体素子の原理を説明する説明図で
ある。
ある。
【図９】本発明の製造方法を示す工程図である。
【図１０】本発明の製造方法を適用した半導体加速度セ
ンサの構成を示す斜視図である。
ンサの構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の製造方法を適用した半導体加速度セ
ンサの構成を示す三面図である。
ンサの構成を示す三面図である。
１ 半導体ウェハー ２ 氷の層 ３ 切断刃（ダイシングブレード） ４ 金属板 ５ 熱電変換素子 ６ 冷凍チャック ７ 切削液 ８ 冷却プレート １０ 装置のステージ １１ センサ素子パターン １２ センサ素子 ２１ 拡散抵抗 ２２ 重り ２３ 出力端子 ３０ 切り溝 ５１ 片持ち梁 ５２ 基板 ５３ 上部ストッパ ５４ 下部ストッパ ５５ 高濃度拡散領域 ６１ 支持体 ６２ 溝部 ７１ 発熱 ７２ 吸熱 ７３ Ｐ型素子 ７４ Ｎ型素子 １００ 側面 １０１ 浅い溝 １０２ 貫通溝
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体ウェハーの表面に感歪部を形成す
る工程、 前記半導体ウェハーを冷却した冷却台に固定する工程、 前記半導体ウェハーから感歪部を有する直方体の構造体
を切り出す工程、 支持体と前記半導体ウェハーより切り出した直方体の構
造体を接合する工程、からなる半導体加速度センサの製
造方法。 - 【請求項２】 前記半導体ウェハーの厚みより狭い寸法
で半導体ウェハー面の前記感歪部を有する面の拡散抵抗
の長手方向に直交な面の寸法を切り出すことを特徴とす
る請求項１記載の半導体加速度センサの製造方法。 - 【請求項３】 前記固定台を熱電変換素子で冷却し前記
半導体ウェハーを固定することを特徴とする請求項１記
載の半導体加速度センサの製造方法。 - 【請求項４】 前記固定台を冷却する面の対面の放熱面
を強制冷却することを特徴とする請求項１記載の半導体
加速度センサの製造方法。 - 【請求項５】 前記切り出す工程において切断刃に切削
液として不凍液を供給する構成を特徴とする請求項１記
載の半導体加速度センサの製造方法。 - 【請求項６】 前記半導体ウェハの表裏面部に溝を形成
し、前記溝に前記溝の径より小さい溝で前記半導体ウェ
ハを貫通し前記半導体ウェハーから感歪部を有する直方
体の構造体を切り出すことを特徴とする請求項１記載の
半導体加速度センサの製造方法。 - 【請求項７】 前記切り出す工程において切断刃を用い
ることを特徴とする請求項６記載の半導体加速度センサ
の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9035313A JP2939726B2 (ja) | 1996-04-19 | 1997-02-19 | 半導体加速度センサの製造方法 |
| KR1019970014552A KR970072577A (ko) | 1996-04-19 | 1997-04-18 | 반도체가속도센서의 제조방법 |
| US08/844,151 US6124148A (en) | 1996-04-19 | 1997-04-18 | Method of manufacturing semiconductor acceleration sensor |
| EP97302661A EP0802416A3 (en) | 1996-04-19 | 1997-04-18 | Manufacturing method of semiconductor acceleration sensor |
| CN97114505A CN1191314A (zh) | 1997-02-19 | 1997-06-24 | 半导体加速度传感器的制造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-98892 | 1996-04-19 | ||
| JP9889296 | 1996-04-19 | ||
| JP9035313A JP2939726B2 (ja) | 1996-04-19 | 1997-02-19 | 半導体加速度センサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH104199A true JPH104199A (ja) | 1998-01-06 |
| JP2939726B2 JP2939726B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=26374284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9035313A Expired - Fee Related JP2939726B2 (ja) | 1996-04-19 | 1997-02-19 | 半導体加速度センサの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6124148A (ja) |
| EP (1) | EP0802416A3 (ja) |
| JP (1) | JP2939726B2 (ja) |
| KR (1) | KR970072577A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6271102B1 (en) * | 1998-02-27 | 2001-08-07 | International Business Machines Corporation | Method and system for dicing wafers, and semiconductor structures incorporating the products thereof |
| DE10135806A1 (de) | 2001-07-23 | 2003-02-13 | Zeiss Carl | Spiegel zur Reflexion elektromagnetischer Strahlung und Beleuchtungs- bzw. Abbildungsverfahren unter Einsatz desselben |
| JP2003100666A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-04 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| SG160200A1 (en) * | 2002-06-14 | 2010-04-29 | Micron Technology Inc | Wafer level packaging |
| SG142115A1 (en) | 2002-06-14 | 2008-05-28 | Micron Technology Inc | Wafer level packaging |
| SG119185A1 (en) | 2003-05-06 | 2006-02-28 | Micron Technology Inc | Method for packaging circuits and packaged circuits |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3912563A (en) * | 1973-06-05 | 1975-10-14 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Method of making semiconductor piezoresistive strain transducer |
| JPS5917264A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-28 | Hitachi Ltd | ウエハ切断方法 |
| US4605919A (en) * | 1982-10-04 | 1986-08-12 | Becton, Dickinson And Company | Piezoresistive transducer |
| JPH0574932A (ja) * | 1991-09-17 | 1993-03-26 | Fujitsu Ltd | 半導体ウエハのダイシング方法 |
| JPH0778796A (ja) * | 1993-07-12 | 1995-03-20 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法およびその製造装置 |
| JP3348924B2 (ja) * | 1993-08-04 | 2002-11-20 | 株式会社テクノバ | 熱電半導体材料 |
| JP2909612B2 (ja) * | 1994-07-29 | 1999-06-23 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 熱電素子 |
| JP3114006B2 (ja) * | 1994-08-29 | 2000-12-04 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 半導体装置、及び、その製造方法 |
| JPH0992630A (ja) * | 1995-09-22 | 1997-04-04 | Disco Abrasive Syst Ltd | 不凍液使用による半導体ウェーハ等の冷凍切削方法 |
-
1997
- 1997-02-19 JP JP9035313A patent/JP2939726B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-04-18 US US08/844,151 patent/US6124148A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-04-18 KR KR1019970014552A patent/KR970072577A/ko not_active Withdrawn
- 1997-04-18 EP EP97302661A patent/EP0802416A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2939726B2 (ja) | 1999-08-25 |
| US6124148A (en) | 2000-09-26 |
| EP0802416A2 (en) | 1997-10-22 |
| EP0802416A3 (en) | 1999-01-27 |
| KR970072577A (ko) | 1997-11-07 |
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