(57)【要約】【課題】微小デバイスチップの半導体基板表面における付着物による不良をチップレベルで検知できるようにする。【解決手段】半導体基板１の一表面側にカバーガラス２が接着され、前記半導体基板の前記一表面側とは反対側の他表面側にベースガラス３が接着されてなる積層構造状のウェハレベルパッケージ構造体であって、前記積層構造状の複数の微小デバイスチップが集合してなり、複数の微小デバイスチップのうちの少なくとも一つの微小デバイスチップは、半導体基板の前記一表面側に接着されたカバーガラス２を分離し得る構造を備え、半導体基板１の前記一表面側が検査対象とされる検査対象用微小デバイスチップＴであるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の一表面側にカバーガラスが接着され、前記半導体基板の前記一表面側とは反対側の他表面側にベースガラスが接着されてなる積層構造状のウェハレベルパッケージ構造体であって、
前記積層構造状の複数の微小デバイスチップが集合してなり、複数の微小デバイスチップのうちの少なくとも一つの微小デバイスチップは、半導体基板の前記一表面側に接着されたカバーガラスを分離し得る構造を備え、半導体基板の前記一表面側が検査対象とされる検査対象用微小デバイスチップであることを特徴としたウェハレベルパッケージ構造体。
【請求項２】
検査対象用微小デバイスチップは、半導体基板の前記一表面側における、カバーガラスとの接着面積が、半導体基板の前記一表面側に接着されたカバーガラスを分離し得るように、他の微小デバイスチップに比べて小さいことを特徴とした請求項１記載のウェハレベルパッケージ構造体。
【請求項３】
各微小デバイスチップの半導体基板には、フレーム部とこのフレーム部の内側に形成される開口に配置されるおもり部と前記フレーム部とおもり部とを接続する薄肉部が形成され、薄肉部は前記一表面側に形成され、
検査対象用微小デバイスチップは半導体基板の前記一表面側に接着されたカバーガラスを分離し得るように、他の微小デバイスチップに比べてこの薄肉部の厚みが厚く形成されていることを特徴とした請求項１又は２記載のウェハレベルパッケージ構造体。
【請求項４】
検査対象用微小デバイスチップの半導体基板は、前記一表面側において、カバーガラスと接着されておらず、隣接する他の微小デバイスチップの半導体基板と同他の微小デバイスチップのカバーガラスとが接着されており、隣接する他の微小デバイスチップのカバーガラスと検査対象用微小デバイスチップのカバーガラスとが接着され、隣接する他の微小デバイスチップの半導体基板と検査対象用微小デバイスチップの半導体基板とが接着されていることにより、前記検査対象用微小デバイスチップの半導体基板の一表面側にカバーガラスが位置するように固定されていることを特徴とした請求項１又は３に記載のウェハレベルパッケージ構造体。
【請求項５】
前記一表面側において、検査対象用微小デバイスチップの半導体基板とカバーガラスとの間には、半導体基板の前記一表面側に接着されたカバーガラスを分離し得るように、間隙が形成されていることを特徴とした請求項１乃至４のいずれか一項に記載のウェハレベルパッケージ構造体。
【請求項６】
検査対象用微小デバイスチップは、ウェハレベルパッケージ構造体の中央部とこの中央部を中心とする同心円上に等間隔に配置されていることを特徴とした請求項１乃至５のいずれか一項に記載のウェハレベルパッケージ構造体。
【請求項７】
微小デバイスチップは、加速度センサであることを特徴とした請求項１乃至６のいずれか一項に記載のウェハレベルパッケージ構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、複数の微小デバイスチップからなるウェハレベルパッケージ構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ベースガラスと半導体基板とカバーガラスを順に接着させて形成されたウェハレベルパッケージ構造体は知られている。このウェハレベルパッケージ構造体は複数の微小デバイスチップから構成され、ウェハレベルパッケージ構造体がダイシングにより分断され個々の微小デバイスチップが形成される。
上述の微小デバイスチップの半導体基板には、微小な物理的変化を検知するために、複雑で微小な構造が形成されおり、この半導体基板の表面に付着物が存在すると、微小デバイスチップの不良の原因となる可能性があった。このため、従来から微小デバイスチップの信頼性を確保するために、ウェハ形態において半導体基板の表面に付着物が存在するか否かの検査が行われていた。
なお、特開２００７−３３２１４号公報（特許文献１）は微小デバイスの一つである加速度センサの検査方法が開示されているが、この発明はガラス基板と半導体基板の接着状態を検査する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例のウェハ形態において検査する方法では、不十分であり、製品形態である微小デバイスチップ形態において検査を実行する必要があった。また、ガラス基板と半導体基板の接着状態を検査する方法では、半導体基板表面の付着物を検知することができず、半導体基板表面の付着物による微小デバイスチップの不良を検知できないものであった。
【０００５】
本願発明は、上記背景技術に鑑みて発明されたものであり、その課題は、チップレベルで半導体基板表面の付着物による不良を検知できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本願請求項１記載の発明では、半導体基板の一表面側にカバーガラスが接着され、前記半導体基板の前記一表面側とは反対側の他表面側にベースガラスが接着されてなる積層構造状のウェハレベルパッケージ構造体であって、前記積層構造状の複数の微小デバイスチップが集合してなり、複数の微小デバイスチップのうちの少なくとも一つの微小デバイスチップは、半導体基板の前記一表面側に接着されたカバーガラスを分離し得る構造を備え、半導体基板の前記一表面側が検査対象とされる検査対象用微小デバイスチップであることを特徴とした。
【０００７】
又、本願請求項２記載の発明では、上記請求項１記載のウェハレベルパッケージ構造体において、検査対象用微小デバイスチップは、半導体基板の前記一表面側における、カバーガラスとの接着面積が、半導体基板の前記一表面側に接着されたカバーガラスを分離し得るように、他の微小デバイスチップに比べて小さいことを特徴とした。
又、本願請求項３記載の発明では、上記請求項１又は２記載のウェハレベルパッケージ構造体において、各微小デバイスチップの半導体基板には、フレーム部とこのフレーム部の内側に形成される開口に配置されるおもり部と前記フレーム部とおもり部とを接続する薄肉部が形成され、薄肉部は前記一表面側に形成され、検査対象用微小デバイスチップは半導体基板の前記一表面側に接着されたカバーガラスを分離し得るように、他の微小デバイスチップに比べてこの薄肉部の厚みが厚く形成されていることを特徴とした。
【０００８】
又、本願請求項４記載の発明では、上記請求項１又は３記載のウェハレベルパッケージ構造体において、検査対象用微小デバイスチップの半導体基板は、前記一表面側において、カバーガラスと接着されておらず、隣接する他の微小デバイスチップの半導体基板と同他の微小デバイスチップのカバーガラスとが接着されており、隣接する他の微小デバイスチップのカバーガラスと検査対象用微小デバイスチップのカバーガラスとが接着され、隣接する他の微小デバイスチップの半導体基板と検査対象用微小デバイスチップの半導体基板とが接着されていることにより、前記検査対象用微小デバイスチップの半導体基板の一表面側にカバーガラスが位置するように固定されていることを特徴とした。
【０００９】
又、本願請求項５記載の発明では、上記請求項１乃至４のいずれか一項に記載のウェハレベルパッケージ構造体において、前記一表面側において、検査対象用微小デバイスチップの半導体基板とカバーガラスとの間には、半導体基板の前記一表面側に接着されたカバーガラスを分離し得るように、間隙が形成されていることを特徴とした。
【００１０】
又、本願請求項６記載の発明では、上記請求項１乃至５のいずれか一項に記載のウェハレベルパッケージ構造体において、検査対象用微小デバイスチップは、ウェハレベルパッケージ構造体の中央部とこの中央部を中心とする同心円上に等間隔に配置されていることを特徴とした。
又、本願請求項７記載の発明では、上記請求項１乃至６のいずれか一項に記載のウェハレベルパッケージ構造体において、微小デバイスチップは、加速度センサであることを特徴とした。
【発明の効果】
【００１１】
本願請求項１記載の発明のウェハレベルパッケージ構造体においては、積層構造状の複数の微小デバイスチップが集合してなり、複数の微小デバイスチップのうちの少なくとも一つの微小デバイスチップは、半導体基板の前記一表面側に接着されたカバーガラスを分離し得る構造を備え、半導体基板の前記一表面が検査対象とされる検査対象用微小デバイスチップであるので、検査対象用微小デバイスチップの検査対象である半導体基板の前記一表面側を検査することによって、ウェハレベルパッケージ構造体の良、不良を検査することができる。
【００１２】
又、本願請求項２記載の発明のウェハレベルパッケージ構造体においては、特に、検査対象用微小デバイスチップは、半導体基板の前記一表面側における、カバーガラスとの接着面積が、半導体基板の前記一表面側に接着されたカバーガラスを分離し得るように、他の微小デバイスチップに比べて小さいので、半導体基板とカバーガラスとの接着力が小さく、半導体基板とカバーガラスを容易に分離することができる。
【００１３】
又、本願請求項３記載の発明のウェハレベルパッケージ構造体においては、特に、各微小デバイスチップの半導体基板には、フレーム部とこのフレーム部の内側に形成される開口に配置されるおもり部と前記フレーム部とおもり部とを接続する薄肉部が形成され、薄肉部は前記一表面側に形成され、検査対象用微小デバイスチップは半導体基板の前記一表面側に接着されたカバーガラスを分離し得るように、他の微小デバイスチップに比べてこの薄肉部の厚みが厚く形成されているので、薄肉部を破壊することなく半導体基板とカバーガラスとを分離することができる。
【００１４】
又、本願請求項４記載の発明のウェハレベルパッケージ構造体においては、特に、検査対象用微小デバイスチップの半導体基板は、前記一表面側において、カバーガラスと接着されておらず、隣接する他の微小デバイスチップの半導体基板とがバーガラスとが接着されており、隣接する他の微小デバイスチップのカバーガラスと検査対象用微小デバイスチップのカバーガラスとが接着され、隣接する他の微小デバイスチップの半導体基板と検査対象用微小デバイスチップの半導体基板とが接着されていることにより、前記検査対象用微小デバイスチップの半導体基板の一表面側にカバーガラスが位置するように固定されているので、微小デバイスチップを個々に分断すれば、検査対象用微小デバイスチップの半導体基板とカバーガラスを分離することができる。
【００１５】
又、本願請求項５記載の発明のウェハレベルパッケージ構造体においては、特に、前記一表面側において、検査対象用微小デバイスチップの半導体基板とカバーガラスとの間には、半導体基板の前記一表面側に接着されたカバーガラスを分離し得るように、間隙が形成されているので、この間隙を利用して半導体基板とカバーガラスの分離作業を行えば容易に、半導体基板とカバーガラスの分離することができる。
【００１６】
又、本願請求項６記載の発明のウェハレベルパッケージ構造体においては、特に、検査対象用微小デバイスチップは、ウェハレベルパッケージ構造体の中央部とこの中央部を中心とする同心円上に等間隔に配置されているので、検査対象用微小デバイスチップをウェハ全体にまんべんなく配置することができ、精度よく微小デバイスチップの良、不良を検査することができる。
【００１７】
又、本願請求項７記載の発明のウェハレベルパッケージ構造体においては、特に、微小デバイスチップは、加速度センサであるので、加速度センサ用のウェハレベルパッケージ構造体の良、不良を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は本願発明の製品用微小デバイスチップ上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本願発明の実施形態１の検査対象用微小デバイスチップの上面図である。
【図３】（ａ）は本願発明の実施形態２における検査対象用微小デバイスチップ上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】（ａ）は本願発明の実施形態２における別の検査対象用微小デバイスチップ上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本願発明の実施形態３の検査対象用微小デバイスチップの上面図である。
【図６】（ａ）は本願発明の実施形態４における別の検査対象用微小デバイスチップ上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本願発明の実施形態５のウェハレベルパッケージ構造体の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下の各実施形態で説明するウェハレベルパッケージ構造体は、半導体基板（シリコン基板）１の一表面側にカバーガラス２が接着され、半導体基板１の前記一表面側とは反対側の他表面側にベースガラス３が接着されてなる積層構造を有している。また、このウェハレベルパッケージ構造体はそれぞれが積層構造状の複数の微小デバイスチップが集合して構成されている。
複数の微小デバイスチップには、少なくとも一つの検査対象用微小デバイスチップＴが含まれており、この検査対象用微小デバイスチップＴは、検査対象用微小デバイスチップＴ以外の微小デバイスチップである製品用微小デバイスチップと異なる構造を備えている。ここでは、製品用微小デバイスチップの構造について図１を参照し説明する。なお、微小デバイスとして加速度センサを用いて説明する。
製品用微小デバイスチップは、半導体基板１の一表面側（図１（ｂ）における上面側）に接着されるカバーガラス２と前記一表面側とは反対側の他表面側（図１（ｂ）における下面側）に接着されるベースガラス３とによって概略構成されている。半導体基板１は矩形状に形成されており、枠状のフレーム部１１と、このフレーム部１１の内側に形成された開口１２に配置されたおもり部１３と、フレーム部１１とおもり部１３とを接続する薄肉部１４とを備えるように形成されている。前記一表面側において、薄肉部１４は枠状のフレーム部１１の一辺において２箇所設けられており、この２つの薄肉部１４によってフレーム部１１におもり部１３が支持され、開口１２内におもり部１３が位置している。
この薄肉部１４の前記一表面側には４つ（１つの薄肉部１４に２つ）のピエゾ抵抗１５が形成され、これら４つのピエゾ抵抗１５を用いてホイートストンブリッジ回路が構成され、加速度検出が行われる。また、半導体基板１の前記一表面側には長手方向を半導体基板１の長手方向と同じくする、直線矩形状に配線抵抗１６が形成され、その一端部がピエゾ抵抗１５と接触し、ピエゾ抵抗１５と接触した一端部とは、反対側の一端部が半導体基板１の長手方向の端部まで形成されている。
また、半導体基板１の前記一表面側には開口１２を除いて、その全面に、保護膜および内部応力コントロールのためにシリコン酸化膜１７、シリコン窒化膜１８が形成されている。ここで、シリコン酸化膜１７が半導体基板１の前記一表面側に配置され、シリコン窒化膜１８が前記シリコン酸化膜１７における半導体基板１とは反対側に形成されている。また、このシリコン酸化膜１７およびシリコン窒化膜１８の長手方向の端部には貫通孔が形成されており、この貫通孔と略同じ外形の凸部を備える電極１９が貫通孔に挿入され、その凸部の先端が前記半導体基板１の前記一表面側に形成された前記配線抵抗１６のピエゾ抵抗１５と接触した一端部とは、反対側の一端部と接触しており、電極１９の凸部と反対側の端部がシリコン窒化膜１８から露出している。
さらに半導体基板１の前記一表面側において、シリコン窒化膜１８上には接続用金属層１０が２つ形成されている。接続用金属層１０はその外形が矩形状に形成されており、半導体基板１の短手方向の端部に、それぞれ、その長手方向が半導体基板１の長手方向と一致するように形成される。
カバーガラス２は、半導体基板１の前記一表面側に接着され、半導体基板１に形成された開口１２を封着する。また、カバーガラス２は接続用金属層１０を介して半導体基板１に陽極接合される。
ベースガラス３は、その外形サイズが半導体基板１と等しく形成されており、その外形が重なるように半導体基板１に封着される。
上述の加速度センサである微小デバイスチップに加速度が印加されると、薄肉部１４が撓み応力が発生し、薄肉部１４の前記一表面側に形成されたピエゾ抵抗１５のピエゾ効果により応力に伴った抵抗値の変化が生じる。その結果、ホイートストンブリッジ回路には加速度に比例した電位差が出力され、この電位差出力を検出することにより加速度を検出する。
（実施形態１）
本実施形態のウェハレベルパッケージ構造体は、以下、図２を参照して説明する検査対象用微小デバイスチップＴを備えている。なお、本実施形態の検査対象用微小デバイスチップＴの構成において、上述した製品用微小デバイスチップと同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の検査対象用微小デバイスチップＴは、半導体基板１の前記一表面側において、シリコン窒化膜１８上に形成される接続用金属層１０の形状が製品用微小デバイスチップの接続用金属層１０と異なっている。接続用金属層１０はその外形が矩形状に形成されており、半導体基板１の短手方向の端部に、それぞれ、その長手方向が半導体基板１の長手方向と一致するように形成される。ただし、接続用金属層１０の短手方向の長さは上述の製品用微小デバイスチップの接続用金属層１０より短くなるように形成されており、カバーガラス２を、接続用金属層１０を介して半導体基板１に陽極接合する際にその接着面積が製品用微小デバイスの接着面積より小さくなる。
したがって、本実施形態のウェハレベルパッケージ構造体は、ダイシングを行うことによって、検査対象用微小デバイスチップＴを得れば、この検査対象用微小デバイスチップＴの半導体基板１の前記一表面側におけるカバーガラス２との接着面積が小さいので、容易にカバーガラス２を半導体基板１から取り外すことが可能であり、取り外した半導体基板１の一表面側、特に薄肉部１４付近の付着物を、例えば、ＥＳＣＡやＴＯＦ−ＳＩＭＳなどの分析方法によって分析することによって、ウェハレベルパッケージの良、不良を判断することができる。
（実施形態２）
本実施形態のウェハレベルパッケージ構造体は、以下、図３、図４を参照して説明する検査対象用微小デバイスチップＴを備えている。なお、本実施形態の検査対象用微小デバイスチップＴの構成において、上述した製品用微小デバイスチップと同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の検査対象用微小デバイスチップＴは、半導体基板１に形成された薄肉部１４において製品用微小デバイスチップの形状と異なっている。本実施形態の薄肉部１４は図３に示すように、製品用微小デバイスチップに比べてその厚みが厚く形成されている。また、図４に示すように、半導体基板１に開口１２を設けない（したがって薄肉部１４やおもり部１３やフレーム部１１が存在しない）構成としてもよい。なお、この場合でも、ピエゾ抵抗１５、配線抵抗１６、シリコン酸化膜１７、シリコン窒化膜１８、電極１９は製品用微小デバイスチップと同様に形成されている。
したがって、本実施形態のウェハレベルパッケージ構造体は、ダイシングを行うことによって、検査対象用微小デバイスチップＴを得れば、この検査対象用微小デバイスチップＴの半導体基板１の薄肉部１４の厚みが厚いまたは薄肉部１４が形成されていないので、薄肉部１４を破壊することなく、カバーガラス２を半導体基板１から取り外すことが可能であり、取り外した半導体基板１の一表面側、特に薄肉部１４付近の付着物を、例えば、ＥＳＣＡやＴＯＦ−ＳＩＭＳなどの分析方法によって分析することによって、ウェハレベルパッケージの構造体の良、不良を判断することができる。
（実施形態３）
本実施形態のウェハレベルパッケージ構造体は、以下、図５を参照して説明する検査対象用微小デバイスチップＴを備えている。なお、本実施形態の検査対象用微小デバイスチップＴの構成において、上述した製品用微小デバイスチップと同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の検査対象用微小デバイスチップＴは、半導体基板１の前記一表面側において、シリコン窒化膜１８上に接続用金属層１０が形成されていない。したがって、本実施形態の検査対象用微小デバイスチップＴは、半導体基板１とカバーガラス２が接着されていない構成となっている。ただし、検査対象用微小デバイスチップＴに隣接する製品用微小デバイスチップは上述したように、カバーガラス２は接続用金属層１０を介して半導体基板１に陽極接合されており、カバーガラス２と半導体基板１は接着された構成となっている。
また、ウェハレベルパッケージ構造体では、検査対象用微小デバイスチップＴのカバーガラス２と検査対象用微小デバイスチップＴに隣接する製品用微小デバイスチップのカバーガラス２とが接合されており、また検査対象用微小デバイスチップＴの半導体基板１と検査対象用微小デバイスチップＴに隣接する製品用微小デバイスチップの半導体基板１がと接合されている。したがって、検査対象用微小デバイスチップＴの半導体基板１の前記一表面側にはカバーガラス２が位置し、固定されている構成となっている。
したがって、本実施形態のウェハレベルパッケージ構造体は、ダイシングを行うことによって、検査対象用微小デバイスチップＴを得れば、この検査対象用微小デバイスチップＴの半導体基板１とカバーガラス２とは接着されていないので、カバーガラス２を半導体基板１から取り外すことが可能であり、取り外した半導体基板１の一表面側、特に薄肉部１４付近の付着物を、例えば、ＥＳＣＡやＴＯＦ−ＳＩＭＳなどの分析方法によって分析することによって、ウェハレベルパッケージの構造体の良、不良を判断することができる。
（実施形態４）
本実施形態のウェハレベルパッケージ構造体は、以下、図６を参照して説明する検査対象用微小デバイスチップＴを備えている。なお、本実施形態の検査対象用微小デバイスチップＴの構成において、上述した製品用微小デバイスチップと同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の検査対象用微小デバイスチップＴにおいて、カバーガラス２はその下端縁部が一辺にわたって切り欠いた形状を有しており、カバーガラス２を半導体基板１に接着させると、カバーガラス２と半導体基板１に間隙２０が形成された構成となっている。
したがって、本実施形態のウェハレベルパッケージ構造体は、ダイシングを行うことによって、検査対象用微小デバイスチップＴを得れば、この検査対象用微小デバイスチップＴの半導体基板１とカバーガラス２との間には、間隙２０が形成されているので、例えば工具をこの間隙に差し込み、間隙を利用すれば、容易にカバーガラス２を半導体基板１から取り外すことが可能であり、取り外した半導体基板１の一表面側、特に薄肉部１４付近の付着物を、例えば、ＥＳＣＡやＴＯＦ−ＳＩＭＳなどの分析方法によって分析することによって、ウェハレベルパッケージの構造体の良、不良を判断することができる。
（実施形態５）
本実施形態のウェハレベルパッケージ構造体は、図７に示されるように、上記実施形態１乃至４の検査対象用微小デバイスチップＴが、ウェハレベルパッケージ構造体の中央部と、この中央部を中心とする同心円状に等間隔に配置されている。
したがって、本実施形態のウェハレベルパッケージ構造体は検査対象用微小デバイスチップＴをウェハレベルパッケージ構造体の全体にまんべんなく配置できるので、精度よくウェハレベルパッケージの構造体の良、不良を検査することができる。
【符号の説明】
【００２０】
Ｔ  検査対象用微小デバイスチップ
１  半導体基板
２  カバーガラス
３  ベースガラス
１０  接続用金属層
１１  フレーム部
１２  開口
１３  おもり部
１４  薄肉部
１５  ピエゾ抵抗
１６  配線抵抗
１７  シリコン酸化膜
１８  シリコン窒化膜
１９  電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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