(57)【要約】【課題】接合部分への気泡混入抑制と、パッケージの破壊強度の向上とを両立することができ、信頼性に優れた半導体パッケージを提供する。【解決手段】本発明の半導体パッケージ１は、半導体基板１０と、該半導体基板の一面側に配された機能素子１１と、前記半導体基板の一面と対向して配され、前記半導体基板の表面から所定の間隔をもって配された保護基板２０と、前記機能素子を囲むように配され、前記半導体基板と前記保護基板とを接合する第一接合部材２２と、前記半導体基板の一面で前記第一接合部材により包囲された面において、前記第一接合部材と前記機能素子との間に配され、前記半導体基板と前記保護基板とを接合する第二接合部材２３と、を少なくとも備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、該半導体基板の一面側に配された機能素子と、
前記半導体基板の一面と対向して配され、前記半導体基板の表面から所定の間隔をもって配された保護基板と、
前記機能素子を囲むように配され、前記半導体基板と前記保護基板とを接合する第一接合部材と、
前記半導体基板の一面で前記第一接合部材により包囲された面において、前記第一接合部材と前記機能素子との間に配され、前記半導体基板と前記保護基板とを接合する第二接合部材と、を少なくとも備えたことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
前記第二接合部材を、複数備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項３】
半導体基板と、該半導体基板の一面側に配された機能素子と、
前記半導体基板の一面と対向して配され、前記半導体基板の表面から所定の間隔をもって配された保護基板と、
前記機能素子を囲むように配され、前記半導体基板と前記保護基板とを接合する第一接合部材と、
前記半導体基板の一面で前記第一接合部材により包囲された面において、前記第一接合部材と前記機能素子との間に配され、前記半導体基板と前記保護基板とを接合する第二接合部材と、を少なくとも備えた半導体パッケージの製造方法であって、
機能素子を備える半導体基板上に、前記機能素子を囲むように第一接合部材を配する工程と、
前記半導体基板の一面で前記第一接合部材により包囲された面において、前記第一接合部材と前記機能素子との間に第二接合部材を配する工程と、
前記第一接合部材及び前記第二接合部材を介して前記半導体基板と前記保護基板とを接合する工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空構造を有する半導体パッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスのパッケージ方法としては、従来からモールド型パッケージが用いられているが、近年では市場からのパッケージサイズの縮小要求によりチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）が注目されている。その中でも、光学デバイスを代表とした機能デバイス表面に中空構造を必要とするＭＥＭＳデバイスに対しＣＳＰを実施する場合には、デバイス基板とガラス等からなる保護基板とを中空パターンを形成した接合層を介して接合する手法が用いられる。保護基板との接合後には前記中空パターンが中空構造となる。
【０００３】
前記中空パターンの設置位置であるが、光学デバイスにおいては感光部上に中空構造を形成する必要があり、従って接合層に形成する中空パターンは感光部を露出させる形で設置する。その他のＭＥＭＳデバイスにおいては、センシング部及び稼動部上に中空パターンを形成する。接合層の材料としては有機材料・無機材料問わず種々使用可能であるが、特に光学デバイスにおいては、樹脂製の感光部の耐熱性に起因する加工温度の上限等の制約から、樹脂製の接合層を用いる場合が多い（特許文献１参照）。
【０００４】
樹脂製の接合層を形成する樹脂材料の接着力発現には、樹脂材料のパターニング後に行う被接着基板と樹脂材料との熱圧着による熱硬化反応が必要である。熱圧着時の主なパラメーターは、接着時の雰囲気圧力、圧着圧力、圧着温度である。
前記樹脂材料を用いて前記中空パッケージを形成した後には、２つの品質が求められる。１つ目の品質はパッケージの信頼性（密着性）であり、その確保のためには接合層材料本来の接着強度を十分に引き出す熱圧着条件が必要である。さらには接着界面への気泡巻き込みによる接着面積損失も防ぐ必要がある。
２つ目の品質はパッケージの外観品質である。具体的には接着界面への気泡巻き込みがないこと、そして熱圧着後の接合層パターンの寸法幅と熱圧着前の接合層パターンの寸法幅とのずれが少ないこと（寸法維持）が求められる。
つまり、上述した２つの品質、すなわち中空パッケージの信頼性と外観品質を確保するためには、接着界面への気泡巻き込みを解消することが必要がある。
【０００５】
また、従来技術において信頼性と外観品質の両立を困難にしていた理由の１つとしては、デバイスチップに対する中空パターンの位置及び寸法の関係が挙げられる。図４は従来の光学デバイスチップの一例を模式的に示す平面図であり、１０１は感光領域、１０２は感光領域を含めた中空領域、１０３は接着領域、１０４は光学デバイスチップである。すなわち、図４は感光領域とチップとの中心座標が一致する構成例であり、図４（ａ）は接着領域の幅が４辺とも等しい場合を、図４（ｂ）は接着領域と感光領域との離間距離が４辺とも等しい場合を、それぞれ表している。ここで、Ｗｈ１、Ｗｈ２、Ｗｖ１、Ｗｖ２はそれぞれ接着領域の幅を表しており、中空領域からみたそれぞれ左方向、右方向、上方向、下方向の幅である。
【０００６】
図４（ａ）の場合には、接着領域４辺の幅を等しくすることで接着領域４辺にかかる応力を均一化し、これにより材料固有の接着強度を引き出し、かつ気泡混入の抑制による理論接着面積の確保を達成できる。なお、気泡巻き込みは実効接着面積の低下のみならず、外部加重印加時の応力集中点としても働くため、この気泡を起点として理論接着強度未満でのパッケージ破壊をもたらす虞があり、気泡巻き込みは少ないほどよい。一方、図４（ｂ）の場合には、図４（ａ）に比べて実効接着面積を増加できる反面、この増加により気泡巻き込みが多発する虞があり芳しくない。
【０００７】
しかしながら、実際のパッケージにおいては、パッケージする光学デバイスチップと感光領域との縦横比率差およびオフセット量が大きい場合には接着幅を大きく取れない場合がある。ここで、「オフセット」とは、チップと感光領域との中心点がずれていることを意味しており、「オフセット量」はその距離（ずれ量）を指す。
【０００８】
図５は光学デバイスチップの他の一例を模式的に示す平面図であり、感光領域とチップとの中心座標が異なる構成例である。図５（ａ）は接着領域の幅が４辺とも等しい場合を、図５（ｂ）は接着領域と感光領域との離間距離が４辺とも等しい場合を、それぞれ表している。実際のデバイスチップにおいては感光領域以外の構造体の配置も考慮して設計がなされるため、図５（ａ）のように感光領域とデバイスチップとの中心座標がずれることが普通である。このようなデバイスにおいて接着領域４辺の幅を等しくした場合、接着領域の幅は狭くなる。すなわち接着領域の面積は小さくなり、パッケージの理論破壊強度も低下する。一方、図５（ｂ）の場合には、図５（ａ）に比べて実効接着面積を増加できる利点はあるが、この増加により気泡巻き込みが多発する問題を解決する必要が生じる。
【０００９】
換言すると、上述した各種の構成例（図４、図５）から明らかなように、機能素子の外周部に接着領域を配し、この接着領域に設けた接着層を介して、ガラス基板を接合することにより、機能素子の表面に中空構造（「キャビティ」とも呼ぶ）を備えてなる半導体装置が、従来から提案されている。その際、機能素子の外周部とガラス基板との間の接着力を高めるためには、たとえば接着層の幅を拡げる手法が有効である。しかしながら、この幅を拡げた場合、接着層は、機能素子の外周部やガラス基板との界面において気泡が発生しやすくなる傾向がある。そして、この気泡の存在は、それを起点として、接着層の接着力を局所的に低下させるように働き、ひいては機能素子の外周部とガラス基板との間の接着状態を不安定にし、最終的にはパッケージの破壊強度の劣化をまねく虞があった。
【特許文献１】国際公開第０５／０２２６３１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、接合部分への気泡混入抑制と、パッケージの破壊強度の向上とを両立することができ、信頼性に優れた半導体パッケージを提供することを第一の目的とする。
また、本発明では、接合部分への気泡混入抑制と、パッケージの破壊強度の向上とを両立することができ、信頼性に優れた半導体パッケージを簡便な方法で得ることが可能な半導体パッケージの製造方法を提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に記載の半導体パッケージは、半導体基板と、該半導体基板の一面側に配された機能素子と、前記半導体基板の一面と対向して配され、前記半導体基板の表面から所定の間隔をもって配された保護基板と、前記機能素子を囲むように配され、前記半導体基板と前記保護基板とを接合する第一接合部材と、前記半導体基板の一面で前記第一接合部材により包囲された面において、前記第一接合部材と前記機能素子との間に配され、前記半導体基板と前記保護基板とを接合する第二接合部材と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の半導体パッケージは、請求項１において前記第二接合部材を、複数備えたことを特徴とする。
本発明の請求項３記載の半導体パッケージの製造方法は、半導体基板と、該半導体基板の一面側に配された機能素子と、前記半導体基板の一面と対向して配され、前記半導体基板の表面から所定の間隔をもって配された保護基板と、前記機能素子を囲むように配され、前記半導体基板と前記保護基板とを接合する第一接合部材と、前記半導体基板の一面で前記第一接合部材により包囲された面において、前記第一接合部材と前記機能素子との間に配され、前記半導体基板と前記保護基板とを接合する第二接合部材と、を少なくとも備えた半導体パッケージの製造方法であって、機能素子を備える半導体基板上に、前記機能素子を囲むように第一接合部材を配する工程と、前記半導体基板の一面で前記第一接合部材により包囲された面において、前記第一接合部材と前記機能素子との間に第二接合部材を配する工程と、前記第一接合部材及び前記第二接合部材を介して前記半導体基板と前記保護基板とを接合する工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、前記半導体基板と前記保護基板とを接合する接合部材として、前記機能素子を囲むように配された第一接合部材と、前記半導体基板の一面で前記第一接合部材により包囲された面において、前記第一接合部材と前記機能素子との間に配された第二接合部材を備える。第一接合部材により、電極パッドを保護するとともに、中空部内の汚染を防止することができる。また、第二接合部材が存在することにより接合部分への気泡混入を抑制することができ、さらにパッケージの破壊強度を向上することができる。その結果、本発明では、接合部分への気泡混入抑制と、パッケージの破壊強度の向上とを両立することができ、信頼性に優れた半導体パッケージを提供することができる。
【００１３】
また、本発明では、前記機能素子を囲むように第一接合部材を配し、前記半導体基板の一面で前記第一接合部材により包囲された面において、前記第一接合部材と前記機能素子との間に第二接合部材を配している。そして、前記第一接合部材及び前記第二接合部材を介して前記半導体基板と前記保護基板とを接合する。第一接合部材により、電極パッドを保護するとともに、中空部内の汚染を防止することができる。また、第二接合部材が存在することにより接合部分への気泡混入を抑制することができ、さらにパッケージの破壊強度を向上することができる。その結果、本発明では、接合部分への気泡混入抑制と、パッケージの破壊強度の向上とを両立することができ、信頼性に優れた半導体パッケージを簡便な方法で得ることが可能な半導体パッケージの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る半導体パッケージの一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る半導体パッケージの一実施形態を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は半導体パッケージにおいて機能素子と接合部材との位置関係を模式的に示す平面図である。
この半導体パッケージ１Ａ（１）は、半導体基板１０、該半導体基板１０の一面側に配された機能素子１１、前記半導体基板１０の一面と対向して配され、前記半導体基板１０の表面から所定の間隔をもって配された保護基板２０、及び、前記機能素子１１を囲むように配され、前記半導体基板１０と前記保護基板２０とを接合する接合部材２１、を少なくとも備える。
【００１６】
そして本発明では、前記接合部材２１として、前記機能素子１１を囲むように配され、前記半導体基板１０と前記保護基板２０とを接合する第一接合部材２２と、前記半導体基板１０の一面で前記第一接合部材２２により包囲された面Ａにおいて、前記第一接合部材２２と前記機能素子１１との間に配され、前記半導体基板１０と前記保護基板２０とを接合する第二接合部材２３と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明では、第一接合部材２２により、電極パッド１２を保護するとともに、中空部２内の汚染を防止することができる。また、第二接合部材２３が存在することにより接合部分への気泡混入を抑制することができ、さらにパッケージの破壊強度を向上することができる。その結果、本発明の半導体パッケージ１は、接合部分への気泡混入抑制と、パッケージの破壊強度の向上とを両立することができ、信頼性に優れたものとなる。
【００１８】
半導体基板１０は、例えばシリコン等からなる。半導体基板１０は、一方の表面１０ａに機能素子１１と、電極パッド１２が形成され、他方の表面１０ｂと該電極パッド１２を電気的に接続する貫通電極１３を備えている。
【００１９】
貫通電極１３は、たとえば、以下の手順により形成される。
まず、半導体基板１０の他面１０ｂから、電極パッド１２に向かって貫通孔（微細孔とも呼ぶ）１４を形成する。これにより、電極パッド１２の下面の一部（半導体基板１０の一面１０ａと接する面）を露呈させる。貫通孔１４の形成に関しては、シリコンの深堀ＲＩＥ（Deep RIE）法が好適に用いられる。
次に、半導体基板１０の他面１０ｂとともに、貫通孔１４の内側面および電極パッド１２の露呈された領域（露呈部と呼ぶ）にＳｉＯ２  等からなる絶縁層１５を形成する。ここで、深堀ＲＩＥ（Deep RIE）とは、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）の一つであり、アスペクト比の高い（狭く深い）反応性イオンエッチングのことを意味する。
【００２０】
次いで、ＲＩＥ法を用いて、孔底部に位置する絶縁層１５を選択的に除去する。その後、スパッタ法によりシード層１６を形成し、電解めっきにより導体１７を形成することにより、貫通電極１３が得られる。
また、貫通電極１３を形成する際には、導体１７の一部１７ａが裏面配線層として機能するように形成される。このような構成とする場合には、シード層１６の一部１６ａが、半導体基板１０の他面１０ｂの一部を覆うように、絶縁層１５の上に延設される。
さらに、導体１７の一部１７ａからなる裏面配線層に電気的に接続されるようにはんだバンプ１８が形成される。なお、必要に応じて、バンプ１８のみ露呈するように、他方の表面１０ｂ側の全域に亘ってオーバーコート１９を配してもよい。
【００２１】
本形態例における機能素子１１は、例えばＣＣＤ素子等のイメージセンサである。このように、機能素子１１が光学的デバイスである場合、機能素子１１の使用波長帯において光透過性を有することが好ましく、この場合は、ガラスや透光性樹脂などからなる保護基板２０を用いることができる。また、保護基板２０は、各種の光学フィルタ機能やレンズ機能などの光学的機能を有するものでもよい。
【００２２】
機能素子１１の他の例として、例えばＭＥＭＳデバイス（ＭＥＭＳ＝Micro Electro Mechanical System） などをウエハレベルでパッケージングする場合に、可動部が存在する等の理由からＭＥＭＳデバイスの周囲にキャビティを必要とするようなパッケージにおいても適用が可能である。パッケージング対象となりうるＭＥＭＳデバイスとしては、例えばマイクロリレー、マイクロスイッチ、圧力センサ、加速度センサ、高周波フィルタ、マイクロミラー等が挙げられる。
【００２３】
電極パッド１２及び配線部１７としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）、アルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）合金、アルミニウム−シリコン−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）合金等の導電性に優れる材料が好適に用いられる。
【００２４】
絶縁膜１５としては、酸化珪素（ＳｉＯ２ ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、リンシリケートガラス（ＰＳＧ）、ボロンリンシリケートガラス（ＢＰＳＧ）等が利用でき、半導体パッケージ１の使用環境に応じて適宜選択すればよい。
導電体１６としては、電気の良導体であれば特に制限は無く、例えば電気抵抗が低い銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、銀、錫等の他に、Ａｕ−Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ等の合金、あるいはＳｎ基、Ｐｂ基、Ａｕ基、Ｉｎ基などのはんだ合金等の金属が利用できる。
【００２５】
保護基板２０は、機能素子１１の上方に間隔をもって配置され、機能素子１１を保護する等の役割を有する。保護基板２０としては、樹脂やガラス、金属等からなる板材を用いることができる。
【００２６】
接合部材２１は、第一接合部材２２と第二接合部材２３とを備え、半導体基板１０と保護基板２０との間隔を確保するともに、保護基板２０を半導体基板１０と接合するものである。
第一接合部材２２は、保護基板２０を半導体基板１０と接合したときに、機能素子１１の周囲を切れ目なく囲い、かつ、機能素子１１の上を覆わないような所定位置に設けられる。また、第二接合部材２３は、前記半導体基板１０の一面で前記第一接合部材２２により包囲された面Ａにおいて、前記第一接合部材２２と前記機能素子１１との間に配される。これにより、機能素子１１の周囲の空間（中空部２）が半導体基板１０と保護基板２０と第一接合部材２２とにより気密に封止される。
【００２７】
第一接合部材２２及び第二接合部材２３としては、特に限定されるものではないが、例えばアクリル、シリコーン、フェノール、ポリイミド等の樹脂材料を用いることができる。
第一接合部材２２及び第二接合部材２３の高さ（厚み）は、特に限定されるものではなく、機能素子１１から要求される仕様などの条件に応じて自由に選択可能であるが、例えば数μｍ〜数百μｍの範囲であれば、機能素子１１の周囲に十分なキャビティを確保することができるとともに、半導体パッケージ１全体の寸法を抑制することができる。
【００２８】
第一接合部材２２及び第二接合部材２３を所定位置に形成するには、例えば液状樹脂を使用して印刷法により所定位置に塗布したり、ドライフィルムをラミネートしてこれをフォトリソグラフィ技術により所定位置のみ残してパターニングする方法等が利用できる。
【００２９】
なお、必要に応じて、第一接合部材２２および第二接合部材２３からなる接合部材２１と保護基板２０との間に接着剤層（不図示）を配置してもよい。この接着剤層に用いられる接着剤としては、例えばエポキシ樹脂や感光性ＢＣＢ樹脂などを用いることができる。
【００３０】
次に、本発明のポイントである、接合部材２１（第一接合部材２２及び第二接合部材２３）の配置について説明する。
第一接合部材２２は、電極パッド１２の被覆保護などを目的とする。この電極パッド１２は半導体基板１０上に複数存在しているが、外部回路との電気的接続をとる目的で電極パッド１２に融着される金属細線同士が短絡することを避ける必要上、半導体基板１０の外周域に配置されていることが常であり、図１に示すような比較的幅の小さい第一接合部材２２においてもその被覆保護は可能である。
【００３１】
また、第一接合部材２２は、パッケージ内中空部２への粉塵および水滴の侵入を防ぐ役割を担うため、パッケージ四辺に切れ目なく配置される必要がある。ただし、意図的に第一接合部材２２に切れ目を設けることで中空部２内の結露を抑制する場合においてはこの限りでない。その場合の切れ目は、半導体基板１０の最外周に存在する電極パッド１２を避けて配置することが好ましい。
【００３２】
第二接合部材２３は、半導体基板１０の一面で第一接合部材２２により包囲された面Ａ内において孤立して配された複数個の構造体からなることが好ましく、これらは前記面内において、機能素子１１を避けて配置される。第二接合部材２３の役割はパッケージ接着面積の増加であり、この第二接合部材２３の配置によりパッケージの破壊強度が向上する。よって、第二接合部材２３の配置可能領域（すなわち、半導体基板１０の一面で第一接合部材２２により包囲された面Ａ）において第二接合部材２３の占有面積は可能な限り大きいことが好ましい。
【００３３】
また、第二接合部材２３が孤立して配された複数個の構造体からなることにより、前述した効果の他に外観品質上の利点を有する。接合面積の増加のみを目的とするのであれば、第二接合部材２３を孤立させずに機能素子１１ぎりぎりまで接合領域を設ければよいのであるが、そのような比較的太い幅を有する接合部材２１においては、巻きこまれた気泡がその逃げ場を失い、接合界面に残存する。一方で、本発明の第二接合部材２３を配置することで、孤立して配された複数個の構造体間の空隙に逃げ場があるため、巻き込まれた気泡は容易にその空隙へ逃げることができる。すなわち、第二接合部材２３を配置することで、気泡巻き込みによる実効接合面積の低下を防ぐことができ、かつ同原因による外観品質の低下も防ぐことができる。
【００３４】
第二接合部材２３の配置方法としては特に限定されるものではなく、第二接合部材２３はその個数、寸法および形状、ピッチに問わず前記効果を発揮する。例えば、巻き込んだ気泡の逃げ場としての機能を考慮した場合は、寸法を小さくすることで気泡巻き込み面の面積を減らし、構造体間のピッチを大きくとり気泡の逃げ場を確保することで、その効果が最大限に発揮される。
【００３５】
また、樹脂材料特有の変形現象を抑制しそれによる外観品質の低下を防ぐという意味では、応力集中点がないことが好ましい。従って、その形状は円状が最も好ましく、次いで正多角形状が好ましい。同目的においては構造体間のピッチも等間隔に保つべきである。
【００３６】
本発明の特徴は、接合部材が担うべき役割を、第一接合部材２２と第二接合部材２３とで分担している点にある。すなわち、デバイス表面の電極パッド１２の保護、及び外部環境からもたらされる中空部内汚染の防止を第一接合部材２２が担い、気泡巻き込みの防止、及びパッケージ破壊強度の向上を第二接合部材２３が担う。したがって、第一接合部材２２の幅は電極パッド１２を被覆できる範囲内にあれば十分である。一方で、パッケージ破壊強度の確保は第二接合部材２３がこれを補う。さらに、この効果により第一接合部材２２の幅は、電極パッド１２を被覆できる幅を限界として狭化可能であるため、狭化による気泡巻き込み抑制効果も期待できる。
【００３７】
また、本発明の実施による工数およびコストヘの影響であるが、前記した接合部材２１のパターニング方法のうち印刷法、フオトリングラフィーはマスクを介した一括加工である。従って本発明の実施に即してはそのようなマスク材を設計すればよく、かつマスク材自体は本発明の実施に問わず接合層のパターニングに必要なものである。従って本発明の実施による工数増およびコスト増はない。
【００３８】
また、図２は、本発明の半導体パッケージの他の実施形態を模式的に示す平面図である。
この半導体パッケージ１Ｂ（１）においては、機能素子１１が、前記半導体基板１０の一面において前記第一接合部材２２により包囲された面Ａのうち、その中央域から外れた領域に配されている。このように、本発明は、機能素子１１が、前記半導体基板１０の一面において前記第一接合部材２２により包囲された面Ａのうち、その中央域から外れた領域に配されている場合においても本発明は実施可能であり、上述した効果と同様の効果が得られる。
【００３９】
次に、上述したような半導体パッケージ１の製造方法について説明する。
図３は、本発明の半導体パッケージ１の製造方法を工程順に示す断面図である。
本発明の半導体パッケージ１の製造方法は、機能素子１１を備える半導体基板１０上に、前記機能素子１１を囲むように第一接合部材２２を配する工程と、前記半導体基板１０の一面で前記第一接合部材２２により包囲された面Ａにおいて、前記第一接合部材２２と前記機能素子１１との間に第二接合部材２３を配する工程と、前記第一接合部材２２及び前記第二接合部材２３を介して前記半導体基板１０と前記保護基板２０とを接合する工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
【００４０】
本発明では、前記機能素子１１を囲むように第一接合部材２２を配し、前記半導体基板１０の一面で前記第一接合部材２２により包囲された面Ａにおいて、前記第一接合部材２２と前記機能素子１１との間に第二接合部材２３を配している。そして、前記第一接合部材２２及び前記第二接合部材２３を介して前記半導体基板１０と前記保護基板２０とを接合する。第一接合部材２２により、電極パッド１２を保護するとともに、中空部２内の汚染を防止することができる。また、第二接合部材２３が存在することにより接合部分への気泡混入を抑制することができ、さらにパッケージの破壊強度を向上することができる。その結果、本発明では、接合部分への気泡混入抑制と、パッケージの破壊強度の向上とを両立することができ、信頼性に優れた半導体パッケージ１を簡便な方法で得ることが可能である。
以下、各工程ごとに詳しく説明する。
【００４１】
（１）まず、シリコン等からなる半導体基板１０の表面（図３（ａ）において上面）に、例えば光デバイス等の所望の機能素子１１や電極パッド１２を通常の半導体製造プロセスを利用して形成する。また、半導体基板１０の表裏両面を貫通し、電極パッド１２の一部が露呈するように貫通孔（微細孔）１４を形成する。次に、その内側面に絶縁層１５を配し、シード層１６介して導体１７を充填することにより貫通電極１３を形成する。その際、導体１７の一部１７ａが裏面配線層として機能するように半導体基板１０の裏面（図３（ａ）において下面）に形成される。さらに、裏面配線層の上にはバンプ１８が形成される。その際、バンプ１８のみ露呈するように、半導体基板１０の裏面側にオーバーコート１９を形成する［図３（ａ）参照］。
なお、上述の貫通孔形成以後の工程は、後述する保護基板の接合後であっても良い。
【００４２】
（２）次に、機能素子１１等が形成された半導体基板１０上に、機能素子１１を囲むように、第一接合部材２２を配する。また、半導体基板１０の一面で前記第一接合部材２２により包囲された面Ａにおいて、前記第一接合部材２２と前記機能素子１１との間に第二接合部材２３を配する［図３（ｂ）参照］。
第一接合部材２２及び第二接合部材２３の形成方法としてはスピンコート法、印刷法、ディスペンス法があり、選定した樹脂材料に適した方法を用いる。続いて第一接合部材２２及び第二接合部材２３をパターニングする。
【００４３】
スピンコート法を採用する場合は、予め保護基板２０上にレジスト層をパターン形成しておき、第一接合部材２２及び第二接合部材２３の形成後にレジスト層を剥離するリフトオフ法、もしくは第一接合部材２２及び第二接合部材２３の形成後にフォトマスクなどを用いたマスキングを施し、その後第一接合部材２２及び第二接合部材２３のエッチング、マスク層の除去を行うことが必要となる。
【００４４】
（３）次に、保護基板２０と半導体基板１０とを接合部材２１（第一接合部材２２及び第二接合部材２３）を介して接合する［図３（ｃ）参照］。
【００４５】
その後、半導体基板１０と保護基板２０とを接合する。接着剤による接合では熱・紫外線などの接着剤硬化反応源を必要とする。また、接着剤の接着力発現には適度な加重印加も必要であり、以上の理由から一般的にはプレス版を用いた熱圧着を用いる。
以上により図１に示したような半導体パッケージ１が得られる。
【００４６】
このようにして得られる半導体パッケージ１では、第一接合部材２２により、電極パッド１２を保護するとともに、中空部２内の汚染を防止することができる。また、第二接合部材２３が存在することにより接合部分への気泡混入を抑制することができ、さらにパッケージの破壊強度を向上することができる。その結果、半導体パッケージ１は、接合部分への気泡混入抑制と、パッケージの破壊強度の向上とを両立することができ、信頼性に優れたものとなる。
【００４７】
以上、本発明の半導体パッケージ及びその製造方法について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。例えば、本発明は光学センサパッケージのみならず、圧カセンサや加速度センサ、流量センサなどデバイス表面に駆動部を有するためその機能上中空構造を必要とするＭＥＭＳデバイスのパッケージに広く適応可能である。
【００４８】
また、上述した実施形態においては、接合部材として樹脂材料を想定したが、本発明は接合部材を樹脂材料に限定するものではない。本発明は熱圧着により接合層としての機能を発現する材料全てに効果を発現するものであり、具体的には半田、金などに代表される金属材料、低融点ガラスに代表されるセラミック材料などの無機接合材料を用いた中空パッケージにおいても同様の効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、中空構造を有する半導体パッケージ及びその製造方法に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る半導体パッケージの一例を模式的に示す図。
【図２】本発明に係る半導体パッケージの他の一例を模式的に示す図。
【図３】図１に示す半導体装置の製造方法の一例を工程順に示す断面図。
【図４】従来の半導体パッケージの一例を模式的に示す図。
【図５】従来の半導体パッケージの他の一例を模式的に示す図。
【符号の説明】
【００５１】
１  半導体パッケージ、２  中空部、１０  半導体基板、１１  機能素子、１２  電極パッド、１３  貫通電極、１４  貫通孔（微細孔）、１５  絶縁層、１６  シード層、１６ａ  シード層の一部、１７  導体、１７ａ  導体の一部（裏面配線層）、１８  バンプ、１９  オーバーコート、２０  保護基板、２１  接合部材、２２  第一接合部材、２３  第二接合部材。
【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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