(57)【要約】【課題】  複数のＭＥＭＳ機能素子を設けた第１のＳｉウエハの表裏に、前記第１のＳｉウエハと径が略等しく、前記ＭＥＭＳ機能素子を保護する第２のＳｉウエハと、前記第１のＳｉウエハと径が略等しく、前記ＭＥＭＳ機能素子を保護する第３のＳｉウエハとが、径の中心を略一致するようにして接合するＳｉウエハの接合方法を提供するのと同時に、生産性が高く気密封止性に信頼の高いＳｉウエハの接合方法を提供する。【解決手段】  第３のＳｉウエハの外周に切り欠き部を設け、第１から第３のＳｉウエハを低融点金属の熔融により一括接合する。【選択図】      図１
2010171274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＭＥＭＳ機能素子を設けた第１のＳｉウエハの表裏に、前記第１のＳｉウエハと
径が略等しく、前記機能素子を保護する第２のＳｉウエハと、前記第１のＳｉウエハと径
が略等しく、外周に切り欠き部を有し、前記ＭＥＭＳ機能素子を保護する第３のＳｉウエ
ハとを、径の中心が略一致するようにして接合するＳｉウエハの接合方法において、前記
第１と第２のＳｉウエハを径の中心が略一致するように位置合わせして外周の一部をクラ
ンプ固定する工程と、前記第３のＳｉウエハの外周に切り欠き部を設ける工程と、前記第
３のＳｉウエハに設けた切り欠き部に、前記第１と第２のＳｉウエハのクランプ固定部を
逃がすようにしつつ、前記第１と第３のＳｉウエハを径の中心が略一致するように位置合
わせして外周を固定する工程と、外力により前記第１から第３のＳｉウエハを一括で接合
する工程とを特徴とするＳｉウエハの接合方法。
【請求項２】
前記第３のＳｉウエハの切り欠き部が、ウエハの径の中心を対称に複数配されているこ
とを特徴とする請求項１に記載のＳｉウエハの接合方法。
【請求項３】
前記第１のＳｉウエハが、ＳＯＩウエハであることを特徴とする請求項１に記載のＳｉ
ウエハの接合方法。
【請求項４】
前記第１と第２のＳｉウエハ、および前記第１と第３のＳｉウエハとが、低融点金属の
熔融により接合されていることを特徴とする請求項１に記載のＳｉウエハの接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓ
ｔｅｍ）機能素子を設けた、半導体センサウエハの接合技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＥＭＳ機能素子の気密封止に、ＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ  ｌｅｖｅｌ  ｐａｃｋａ
ｇｅ）技術を用いる方法が盛んに試みられている。ＷＬＰ技術の一つとして、機能素子を
配したウエハに別のキャップウエハを接合し、各機能素子をウエハ状態のまま気密封止す
る技術が知られている。従来技術では、機能素子を形成したチップは個片化されてパッケ
ージング容器等に封止されるが、ＷＬＰ技術を用いれば、ウエハ内に配した機能素子全て
を、ウエハ状態のまま一括に封止することができる。ＷＬＰ技術を用いれば、従来技術で
用いたパッケージング容器は不要になり、製造コストを下げることができる。また、パッ
ケージ自体を小型化することもできる。
【０００３】
ＷＬＰ技術を適用できるＭＥＭＳ機能素子の一つに、ＭＥＭＳ加速度センサがある。タ
イプ別に静電容量型やピエゾ抵抗型などが知られており、いずれのタイプにおいても、印
加される加速度に応じて変形する可動部と、それを支える支持部でセンサは構成される。
この構造では、可動部の動きが周囲の温度・湿度等の雰囲気に影響されないよう、加速度
センサ素子全体をパッケージング容器に密閉して封止するか、素子内の可動部を含む部分
の表裏両面、またはどちらか一方にキャップ等を設けて可動部を密閉して封止する必要が
ある。ＷＬＰ技術は後者の封止に用いることができる。ＷＬＰ技術を用いて表裏両面から
封止する場合、３枚の基板を接合する必要がある。
【０００４】
ＭＥＭＳ機能素子の可動部をＷＬＰ技術で封止する例は、特許文献１や特許文献２など
に開示されている。特許文献１では、可動部を有するＭＥＭＳチップがキャップチップで
封止されたＭＥＭＳ組立体が開示されており、これらＭＥＭＳ組立体は、ＭＥＭＳ基板と
キャップ基板を密着させた後に個片化することで得られるとしている。また、特許文献２
の実施例には、ＭＥＭＳ技術で加速度センサ素子を形成した基板の表裏面に、パッケージ
用基板を接合した例が開示されている。
【０００５】
３枚の基板を接合する例は、特許文献２、特許文献３及び特許文献４に開示されている
。特許文献２の実施例では、ＭＥＭＳ技術で加速度センサ素子を形成した基板の表裏面に
、Ｓｉ−Ｓｉの常温接合でパッケージ用基板を接合する例が開示されている。また、特許
文献３及び特許文献４には、インクジェットヘッドを構成する複数の基板を接合する例が
開示されている。特許文献３ではキャビティープレートの上下面に、ノズルプレートと電
極基板とを陽極接合で接合する例が開示されており、特許文献４では、貫通孔を有するガ
ラス製の部品基板の上下面に、貫通孔と切り欠き部を有するＳｉ製部品基板とＳｉ製溝形
成基板とを陽極接合で同時に接合する例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８―９１８４５号  公報
【特許文献２】特開２００７―２０１１９６号  公報
【特許文献３】特開平１１−１９２７１２号  公報
【特許文献４】特開平２００８−６２４１４号  公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＭＥＭＳ機能素子を配したＳｉウエハと、ＭＥＭＳ機能素子を表裏面から保護するＳｉ
ウエハ２枚の表面には、フォトリソグラフィー技術で微細パターンが形成される。これら
ウエハは、製造コスト的に同一の製造ラインで製造したいものであり、同一径のＳｉウエ
ハであることが好ましい。また、これら３枚のＳｉウエハは、微細パターンを精度良く位
置合わせして接合する必要がある。このように、同一径の３枚のＳｉ基板を精度良く位置
決めして接合するＳｉウエハの接合方法は、特許文献１から３のいずれにも開示されてい
ない。
【０００８】
また、ＭＥＭＳ機能素子を配したＳｉ基板と、表裏面に接合されるウエハ２枚との接合
界面に生じる残留応力は、ＭＥＭＳ機能素子の特性に影響を与えないようになるべく小さ
く、かつバランスがとられていることが好ましい。ＭＥＭＳ機能素子の上下接合界面に残
留応力の差が生じると、初期状態においてＭＥＭＳ機能素子の可動部が変形してしまうの
と同時に、温度変化に対する特性変動が生じてしまう可能性がある。これらは、信頼性の
観点から好ましいものではない。
【０００９】
特許文献３では、陽極接合で基板を接合しているが、中基板と下基板とを接合した後に
、中基板と上基板とを接合している。この方法では、上下接合界面の状態を等しくし、上
下接合界面の残留応力バランスをとることは困難である。インクジェットヘッドの場合、
接合界面に生じる残留応力にバランスがとれなくても、インク吐出特性に与える影響は小
さいが、ＭＥＭＳ加速度センサのように可動部の微細な動きを検出する機能素子では、こ
のような接合界面の残留応力バランスが特性に与える影響は無視できない。また、特許文
献４では、陽極接合で３枚の基板を接合しているが、この場合異種材料の基板を接合して
おり、残留応力の発生は避けられない。さらに特許文献４では、切り欠き部を有した部品
を接合しているが、この切り欠き部の目的は陽極接合のための電極接点をとることであり
、ウエハ全体を固定する目的は言及されていない。
【００１０】
特許文献２の方法では、接合に熱を加えないので、センサ基板と表裏のパッケージ用基
板の接合界面に生じる残留応力差を小さくすることができるが、接合直前の接合表面を、
脱ガス処理、イオンビーム照射、プラズマ照射等の多くのプロセスを用いて表面活性化処
理を施す必要がある。また、接合状態は接合前の接合部表面状態に非常に敏感なため、接
合前の接合部表面状態を十分管理しないと、接合状態の品質にばらつきが生じてしまう可
能性がある。従って、工業的には、生産性が高く気密封止性に信頼の高い他の接合方法を
採用するほうが好ましいものである。
【００１１】
本願発明は、複数のＭＥＭＳ機能素子を設けた第１のＳｉウエハの表裏に、前記第１の
Ｓｉウエハと径が略等しく、前記ＭＥＭＳ機能素子を保護する第２のＳｉウエハと、前記
第１のＳｉウエハと径が略等しく、前記ＭＥＭＳ機能素子を保護する第３のＳｉウエハと
が、径の中心を略一致するようにして接合するＳｉウエハの接合方法を提供するのと同時
に、生産性が高く気密封止性に信頼の高いＳｉウエハの接合方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明のＳｉウエハの接合方法は、複数のＭＥＭＳ機能素子を設けた第１のＳｉウエ
ハの表裏に、前記第１のＳｉウエハと径が略等しく、前記機能素子を保護する第２のＳｉ
ウエハと、前記第１のＳｉウエハと径が略等しく、外周に切り欠き部を有し、前記ＭＥＭ
Ｓ機能素子を保護する第３のＳｉウエハとを、径の中心が略一致するようにして接合する
Ｓｉウエハの接合方法であって、前記第１と第２のＳｉウエハを径の中心が略一致するよ
うに位置合わせして外周の一部をクランプ固定する工程と、前記第３のＳｉウエハの外周
に切り欠き部を設ける工程と、前記第３のＳｉウエハに設けた切り欠き部に、前記第１と
第２のＳｉウエハのクランプ固定部を逃がすようにしつつ、前記第１と第３のＳｉウエハ
を径の中心が略一致するように位置合わせして外周を固定する工程と、外力により前記第
１から第３のＳｉウエハを一括で接合する工程とを特徴としている。
【００１３】
本願発明のＳｉウエハの接合方法では、第３のＳｉウエハの切り欠き部を、ウエハの径
の中心を対称に複数配することを特徴としている。
【００１４】
本願発明のＳｉウエハの接合方法では、第１のＳｉウエハにＳＯＩウエハを用いること
を特徴としている。
【００１５】
本願発明のＳｉウエハの接合方法では、第１と第２のＳｉウエハ、および第１と第３の
Ｓｉウエハとを、低融点金属の熔融により接合することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明によれば、複数のＭＥＭＳ機能素子を設けた第１のＳｉウエハの表裏に、前記
第１のＳｉウエハと径が略等しく、前記ＭＥＭＳ機能素子を保護する第２のＳｉウエハと
、前記第１のＳｉウエハと径が略等しく、前記ＭＥＭＳ機能素子を保護する第３のＳｉウ
エハとを、径の中心を略一致するようにして接合するのと同時に、生産性が高く気密封止
性に信頼の高いＳｉウエハの接合方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例において、固定した第１から第３のＳｉウエハの位置関係を示す上面模式図である。
【図２】実施例において、第１から第３のＳｉウエハの固定手順を示す側面模式図である。
【図３】実施例において、固定した第１から第３のＳｉウエハ上に、押圧を可能にするウエハ固定用治具を重ねた状態を示す側面模式図である。
【図４】実施例において、固定した第１から第３のＳｉウエハに、押圧・加熱処理を行う接合装置を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本願発明について図面を参照しながら実施例に基づいて詳細に説明する。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ている。
【００１９】
（実施例）
本実施例の第１のＳｉウエハ１には、１．１８ｍｍ×１．３２ｍｍのピエゾ抵抗型加速
度センサ素子を配した外径６インチφ、厚さ０．４ｍｍのＳＯＩウエハを用いた。ピエゾ
抵抗型加速度センサ素子は、ドライエッチング技術で枠部と可動部を形成したＭＥＭＳ機
能素子である。ピエゾ抵抗型加速度センサ素子（以下、加速度センサ素子）は、多くの技
術文献にその構造が開示されているので、ここでは詳細についての説明を省略する。加速
度センサ素子の枠部の表裏面には、厚さ２μｍのＡｕめっきを施した。また、第２のＳｉ
ウエハ２と第３のＳｉウエハ３には、外径６インチφ、厚さ０．４ｍｍのＳｉウエハを用
いた。これらＳｉウエハには、第１のＳｉウエハ１のＡｕめっきパターンと対向する位置
に、低融点金属であるＡｕ−２０Ｓｎはんだめっきのパターンを施した。本実施例では、
これらＡｕ−２０Ｓｎはんだめっきを加熱・熔融し、第１のＳｉウエハ１に施したＡｕめ
っきと拡散反応させることで、第１から第３のＳｉウエハを接合した。
【００２０】
本実施例では、第１のＳｉウエハ１として加速度センサ素子を配したＳＯＩウエハを用
いたが、ＭＥＭＳ機能素子としてジャイロセンサ素子や圧力センサ素子などを用いること
もできる。また、ＳＯＩウエハでなくＳｉ基板を用いることもできる。エッチングで薄肉
部を形成し、錘部に金属を接着したようなＳｉウエハを用い、加速度センサ素子を形成す
ることもできる。
【００２１】
また、本実施例の第１から第３のＳｉウエハは、外径が同じ６インチφのウエハを用い
た。外径が同じウエハを用いることで、第１から第３のＳｉウエハを同一の製造ラインで
製造することができるので、製造上大変好ましいものである。また、第１から第３のＳｉ
ウエハの外形を同じにすることで、第１のＳｉウエハ１の素子形成可能領域全面に加速度
センサ素子を形成することができる。ウエハ当たりの素子取れ数を多くすることができ、
製造コスト的に好ましいものになる。
【００２２】
また、本実施例では、第１から第３のＳｉウエハを接続する低融点金属として、Ａｕ−
２０Ｓｎはんだめっきを用いたが、他の低融点金属を用いることもできる。例えば、Ａｕ
−２０〜３７．６Ｓｎ（ｗｔ％）、Ａｕ−９０Ｓｎ、Ｓｎ−９Ｚｎ、Ｓｎ−３．５Ａｇ、
Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ、Ｐｂ−５Ｓｎ、Ｐｂ−１０Ｓｎ、Ｓｎ−３７Ｐｂ、Ｓｎ−５
７Ｂｉなど、電子部品実装に広く用いられている、はんだ材を適用することができる。は
んだの組成はこれらに限定されるものではなく、微量な合金元素を含むものや、多少組成
がずれたものでも良い。
【００２３】
本実施例のような、Ａｕ−２０Ｓｎはんだを用いたＳｉウエハの接合では、加熱により
Ａｕ−２０Ｓｎはんだが熔融して接合界面に濡れ広がり、Ａｕと拡散反応することでＳｉ
ウエハどうしが接合される。本方法を採ることで、本実施例で要求されるような気密封止
性は、はんだの濡れ広がりで容易に確認できるので、製品の品質保証上好ましいプロセス
であるといえる。また本方法は、接合界面に表面活性化処理のような特殊な前処理をする
必要がなく、高品質で安定した接合状態を実現することができる。従って、本実施例のよ
うなはんだを用いた接合は生産性が高く、Ｓｉウエハどうしの接合には好ましい方法とい
える。
【００２４】
図１は、円形板状カーボン製のウエハ固定用治具４Ａ上に固定した、第１のＳｉウエハ
１および第２のＳｉウエハ２（隠れて図示されない）、第３のＳｉウエハ３の位置関係を
示す上面図である。径が略等しい第１から第３のＳｉウエハは、径の中心が略一致するよ
うに位置合わせして、第１のウエハ固定用爪５Ａ、５Ｂと第２のウエハ固定用爪６Ａ、６
Ｂでウエハ固定用治具１Ａ上にクランプ固定した。第３のＳｉウエハ３には、第１のウエ
ハ固定用爪５Ａ、５Ｂが第１のＳｉウエハ１および第２のＳｉウエハ２を直接クランプ固
定できるように、切り欠き部７Ａ、７Ｂを設けた。
【００２５】
ウエハ固定用治具４Ａ上に、第１のＳｉウエハ１および第２のＳｉウエハ２、第３のＳ
ｉウエハ３、を固定する手順を図２に示す。まず、（ａ）円形板状カーボン製のウエハ固
定用治具４Ａ上に、第２のＳｉウエハ２を乗せ、次に、（ｂ）第２のＳｉウエハ２上に第
１のＳｉウエハ１を配置した。このとき、第１のＳｉウエハ１と第２のＳｉウエハ２は、
ウエハの径の中心を略一致させ、第１のＳｉウエハ１のＡｕめっきパターンに第２のＳｉ
ウエハ２のはんだめっきパターンを位置合わして重ねた。次に、（ｃ）第１のＳｉウエハ
１と第２のＳｉウエハ２を、第１のウエハ固定用爪５Ａ、５Ｂでウエハ固定用治具４Ａに
クランプ固定した。次に、（ｄ）あらかじめ設けた切り欠き部７Ａ、７Ｂが第１のウエハ
固定用爪５Ａ、５Ｂを避けるように、第１のＳｉウエハ１上に第３のＳｉウエハ３を配置
した。このとき、第１のＳｉウエハ１と第３のＳｉウエハ３は、径の中心を略一致させ、
第１のＳｉウエハ１のＡｕめっきパターンに第３のＳｉウエハ３のはんだめっきパターン
を位置合わせして重ねた。最後に、第１から第３のＳｉウエハを、第２のウエハ固定用爪
６Ａ、６Ｂでウエハ固定用治具４Ａ上にクランプ固定した。
【００２６】
Ｓｉウエハどうしの位置合わせは、Ｓｉウエハ表面に形成された位置合わせマークを赤
外線顕微鏡で読み取り、ウエハの位置関係を微調整することで行った。位置合わせ作業を
円滑に行うには、読み取った位置合わせマークを画像処理し、Ｓｉウエハの位置関係を自
動に調整するような機構を用いるのが良い。また、本実施例では、第１のＳｉウエハ１と
第２のＳｉウエハ２を位置合わせした後、第１のＳｉウエハ１と第２のＳｉウエハ２を固
定し、更に、第３のＳｉウエハ３を位置合わせして、第１から第３のＳｉウエハを固定し
たが、第１から第３のＳｉウエハを同時に位置合わせして、同時に第１から第３のＳｉウ
エハを固定する方法を用いても良い。この場合、第１のＳｉウエハ１に対して第２のＳｉ
ウエハ２を位置合わせする機構と、第２のＳｉウエハ２に対して第３のＳｉウエハ３を位
置合わせする機構とを、それぞれ別個に備える装置を用いるのが良い。
【００２７】
切り欠き部７Ａ、７Ｂ無しでは、第１のＳｉウエハ１と第２のＳｉウエハ２を位置合わ
せした後固定することができず、第１のＳｉウエハ１と第３のＳｉウエハ３を位置合わせ
したときに、第１のＳｉウエハ１と第２のＳｉウエハ２の位置関係がずれてしまう可能性
がある。また、第１のＳｉウエハ１と第２のＳｉウエハ２を位置合わせして固定した後、
まずこれら２枚のＳｉウエハを接合してから第１のＳｉウエハ１と第３のＳｉウエハ３を
位置合わせして接合する方法も考えられるが、この方法では接合が２回になるので、第１
のＳｉウエハ１上下の接合界面の状態に差が生じる可能性があり、接合界面に生じる残留
応力のアンバランスが加速度センサの特性に影響を与える可能性があるので好ましくない
。本実施例のように、第３のＳｉウエハ３に切り欠き部７Ａ、７Ｂを設ければ、容易に第
１から第３のＳｉウエハを一括接合することができるものである。
【００２８】
第３のＳｉウエハ３の切り欠き部７Ａ、７Ｂは、第１から第３のＳｉウエハそれぞれの
径の中心を略一致させ、第１のＳｉウエハ１のＡｕめっきパターンに、第２のＳｉウエハ
２および第３のＳｉウエハ３のはんだめっきパターンを位置合わせして重ねたとき、第１
のＳｉウエハ１と第２のＳｉウエハ２とを固定する第１のウエハ固定用爪５Ａ、５Ｂの位
置に設ける。それぞれのウエハを均等の力で固定する為には、第１のウエハ固定用爪５Ａ
、５Ｂと第２のウエハ固定用爪６Ａ、６Ｂは、ウエハの径の中心に対して対称に配置され
るのが好ましい。従って、第１のウエハ固定用爪５Ａ、５Ｂの位置に対応する第３のＳｉ
ウエハ３の切り欠き部７Ａ、７Ｂの位置も、ウエハの径の中心に対して対称に配置される
のが好ましい。また、本実施例では、第１のウエハ固定用爪と第２のウエハ固定用爪をそ
れぞれ２箇所づつ配したが、３箇所以上の複数箇所設けても良い。その際、ウエハ固定用
爪はウエハの径の中心に対して対称に配置されるのが好ましく、第１のウエハ固定用爪の
位置に対応させるように、第３のＳｉウエハに複数の切り欠き部を設けるのは言うまでも
無い。
【００２９】
また、第３のＳｉウエハ３に設ける切り欠き部７Ａ、７Ｂの形状は、第１のＳｉウエハ
１に第３のＳｉウエハ３を重ねるにあたり、第１のウエハ固定用爪５Ａ、５Ｂの干渉を避
けられれば如何なる形状でも良いが、本実施例のような直線的な形状が、ダイシング等の
容易な加工で形成できるので好ましいものである。ダイシングを用いて切り欠き部７Ａ、
７Ｂを形成した場合、ダイシングによる基板汚染は加速度センサの信頼性に影響を与える
ので、接合前に十分な洗浄処理を施す必要がある。
【００３０】
また、切り欠き部７Ａ、７Ｂの大きさは、ウエハのハンドリング部（装置の搬送アーム
などがウエハに触れる部分）に収まる大きさにするのが好ましい。ウエハのハンドリング
部はプロセス上素子を形成できない部分である。この部分に切り欠き部７Ａ、７Ｂを形成
すれば、第１のＳｉウエハ１の素子形成可能領域全面を用いて素子を形成することができ
るので、製造コスト的に大変好ましいものになる。
【００３１】
図２の手順で、ウエハ固定用治具４Ａ上に固定された第１から第３のＳｉウエハには、
図３に示すような押圧を可能にするウエハ固定用治具４Ｂを重ねて接合装置に供した。ウ
エハ固定用治具４Ｂはウエハ固定用治具４Ａと同じカーボン製であり、第３のＳｉウエハ
３と面接触する際にウエハ固定用爪と干渉しないよう逃げ加工が施されている。
【００３２】
ウエハ固定用治具に固定した第１から第３のＳｉウエハを、本実施例に用いた接合装置
にセットした状態の模式図を図４に示す。ウエハ固定用治具に固定した第１から第３のＳ
ｉウエハは、さらに板状のカーボン製ヒータ８Ａ、８Ｂで挟むようにして加熱し、熱と電
気を絶縁する石英板９Ａ、９Ｂを介して押圧ロッド１０Ａ、１０Ｂで押圧して一括接合し
た。第１から第３のＳｉウエハを接合する雰囲気は、チャンバ１１内を排気した後、雰囲
気ガスを導入することで調整した。
【００３３】
本実施例では、まず、ウエハ固定用治具４Ａ、４Ｂに固定した第１から第３のＳｉウエ
ハを、カーボン製ヒータ８Ａ、８Ｂの間にセットし、チャンバ１１内を真空引きした後に
Ｎ２ガスを導入してＮ２雰囲気とした。その後、カーボン製ヒータ８Ａ、８Ｂを介して、
押圧ロッド１０Ａ、１０Ｂで第１から第３のＳｉウエハを１０００ｋｇの荷重で押圧し、
カーボン製ヒータ８Ａ、８Ｂを通電することでＡｕ−２０Ｓｎはんだの融点２７８℃以上
の３０５℃まで昇温し、５分間３０５℃で保持した後、チャンバ内をＮ２ガス置換しなが
らウエハを冷却して接合処理を完了した。
【００３４】
本実施例では、チャンバ１１内の雰囲気ガスにＮ２ガスを用いたが、ＡｒなどのＮ２以
外の不活性ガスを用いても良い。また、低融点金属としてＡｕ−２０Ｓｎ以外のはんだを
用いる場合、はんだの種類によって押圧量と加熱温度を調整すれば良い。
【００３５】
本実施例で接合した第１から第３のＳｉウエハを加速度センサ素子毎に個片化した後、
特性評価用の基板に実装してセンサ特性を評価したところ、素子可動部の変形に起因して
発生する出力電圧の初期オフセットずれや、温度変化を加えた時の出力電圧の温度係数異
常は認められなかった。この結果は、本実施例の接合方法を用いることで、ウエハ接合界
面に生じる残留応力が加速度センサ素子の特性に与える影響を非常に小さくできたことを
意味している。
【００３６】
また、第１から第３のＳｉウエハの接合断面をＳＥＭ観察したところ、第１のＳｉウエ
ハ１と第２のＳｉウエハ２との接合界面、および第１のＳｉウエハ１と第３のＳｉウエハ
３の接合界面共に、Ａｕ−２０Ｓｎはんだが十分濡れ広がっており、第１のＳｉウエハ１
に設けられた加速度センサ素子が十分に気密封止されていることが確認できた。また、第
１のＳｉウエハ１と第２のＳｉウエハ２との接合界面、および第１のＳｉウエハ１と第３
のＳｉウエハ３の接合界面共に、Ａｕ−２０ＳｎはんだとＡｕめっきとがほぼ同等に拡散
していることも確認できた。さらに、第１のＳｉウエハ１と第２のＳｉウエハ２、および
第１のＳＩウエハ１と第３のＳｉウエハ３との接合強度をシェア試験で破壊評価したとこ
ろ、いずれの接合界面も接合強度が十分であり、接合界面からＳｉウエハが剥離するよう
なことは無かった。
【００３７】
比較例として、第１のＳｉウエハ１と第２のＳｉウエハ２とを位置合わせした後に、ま
ず２枚のＳｉウエハのみを押圧・加熱して接合し、その後、第１のＳｉウエハ１に第３の
Ｓｉウエハ３を位置合わせして、第１から第３のＳｉウエハを押圧・加熱して接合したサ
ンプルを作製した。本比較例のＳｉウエハも実施例と同様に加速度センサ素子毎に個片化
して特性評価したところ、出力電圧の初期オフセットが大きかったのと同時に、温度を加
えた時の出力電圧の温度係数が素子毎に大きくばらついていた。また、接合界面をＳＥＭ
観察したところ、第１のＳｉウエハ１と第３のＳｉウエハ３の接合界面に比較して、第１
のＳｉウエハ１と第２のＳｉウエハ２の接合界面では、Ａｕ−２０ＳｎはんだとＡｕめっ
きとの拡散が進行していることが確認された。比較例の加速度センサ素子で、以上のよう
な結果が得られた原因は、第１から第３のＳｉウエハを一括接合しなかったために、加速
度センサ素子上下面での接合状態に差が生じ、残留応力のアンバランスが加速度センサ素
子の可動部を変形させてしまったものと考えられる。
【００３８】
以上から、本実施例のようなＳｉウエハの接合方法をとることで、第１のＳｉウエハ１
と第２のＳｉウエハ２、および第１のＳＩウエハ１と第３のＳｉウエハ３はほほ等しい接
合界面をもって接合でき、気密封止性が良好であり、かつ、第１のＳｉウエハ１に設けた
加速度センサ素子の特性に影響を与えること無く、第１から第３のＳｉウエハを接合でき
ることが確認できた。
【符号の説明】
【００３９】
１  第１のＳｉウエハ、
２  第２のＳｉウエハ、
３  第３のＳｉウエハ、
４Ａ、４Ｂ  ウエハ固定用治具、
５Ａ、５Ｂ  第１のウエハ固定用爪、
６Ａ、６Ｂ  第２のウエハ固定用爪、
７Ａ、７Ｂ  切り欠き部、
８Ａ、８Ｂ  ヒータ、
９Ａ、９Ｂ  石英板、
１０Ａ、１０Ｂ  押圧ロッド、
１１  チャンバ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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