(57)【要約】【課題】可動部とストッパとの間のギャップを精度良く確実に設定でき製造歩留まりが高いＭＥＭＳを提供する。【解決手段】支持部と、前記支持部に対して相対的に運動する可動部と、を有するダイと、前記可動部の運動範囲を制限する位置において前記可動部に対向するストッパと、前記可動部の運動範囲が制限される方向において前記ストッパと前記支持部とに挟まれている樹脂であって封止樹脂よりも硬質の硬質樹脂からなるスペーサと、前記スペーサより前記可動部とは反対側において前記支持部と前記ストッパとを結合している接着層と、を備え、前記スペーサは前記接着層と前記可動部との間において前記接着層と前記可動部との間を遮る方向に延びている、ＭＥＭＳ。【選択図】図１
2010156574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部と、
前記支持部に対して相対的に運動する可動部と、
を有するダイと、
前記可動部の運動範囲を制限する位置において前記可動部に対向するストッパと、
前記可動部の運動範囲が制限される方向において前記ストッパと前記支持部とに挟まれている樹脂であって封止樹脂よりも硬質の硬質樹脂からなるスペーサと、
前記支持部と前記ストッパとを結合している接着層と、
を備え、
前記スペーサは前記接着層と前記可動部との間において前記接着層と前記可動部との間を遮る方向に延びている、
ＭＥＭＳ。
【請求項２】
前記スペーサは、前記接着層より前記可動部とは反対側において途切れている、
請求項１に記載のＭＥＭＳ。
【請求項３】
前記スペーサは、前記接着層を環状に包囲している、
請求項１に記載のＭＥＭＳ。
【請求項４】
前記硬質樹脂は感光性樹脂である、
請求項１から３のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ。
【請求項５】
支持部と、前記支持部に対して相対的に運動する可動部と、を有するダイを備えるＭＥＭＳの製造方法であって、
前記支持部の表面に接着剤を添加し、
前記接着剤を添加する前に、封止樹脂よりも硬質の硬質樹脂からなり前記接着剤と前記可動部との間において前記接着剤と前記可動部との間を遮る方向に延びるスペーサを前記支持部の表面に形成し、
前記可動部の運動範囲を制限する位置においてストッパが前記可動部に対向するように前記スペーサを前記可動部の運動範囲を制限する方向に挟み込んで前記支持部に前記ストッパを前記接着剤によって結合する、
ことを含むＭＥＭＳの製造方法。
【請求項６】
パッケージと、支持部と前記支持部に対して相対的に運動する可動部とを有し前記パッケージに収容されるダイとを備えるＭＥＭＳの製造方法であって、
前記パッケージの前記支持部が結合される結合面に接着剤を添加し、
前記接着剤を添加する前に、封止樹脂よりも硬質の硬質樹脂からなり前記接着剤と前記可動部との間において前記接着剤と前記可動部との間を遮る方向に延びるスペーサを前記結合面に形成し、
前記可動部の運動範囲を制限する位置において前記結合面が前記可動部に対向するように前記スペーサを前記可動部の運動範囲を制限する方向に挟み込んで前記対向する面に前記支持部を前記接着剤によって結合する、
ことを含むＭＥＭＳの製造方法。
【請求項７】
前記結合面に感光性樹脂を添加し、前記接着剤と前記可動部との間において前記接着剤と前記可動部との間を遮る方向に延びるパターンに前記感光性樹脂を露光し現像することによって前記硬質樹脂としての前記感光性樹脂からなる前記スペーサを形成する、
請求項５または６に記載のＭＥＭＳの製造方法。
【請求項８】
前記接着剤より前記可動部とは反対側において途切れるように前記スペーサのパターンを形成する、
請求項５から７のいずれか一項に記載のＭＥＭＳの製造方法。
【請求項９】
前記接着剤を環状に包囲するように前記スペーサのパターンを形成する、
請求項５から７のいずれか一項に記載のＭＥＭＳの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）およびＭＥＭＳの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、錘部に作用する慣性力によって生じる可撓部の変形をピエゾ抵抗素子などで検出することにより、加速度などを検出するＭＥＭＳセンサが知られている。しかし、このようなＭＥＭＳセンサに対して過度な加速度が印加されると可撓部の変形が限界に達し、可撓部が破損することがある。そのため、錘部や可撓部といった可動部の運動範囲を制限する種々の構成が考案されている。
【０００３】
特許文献１には、ダイの可動部の運動範囲を制限するためのカバーがダイに陽極接合される構成が記載されている。特許文献２、３には、固体のスペーサを用いてストッパとダイの可動部とのギャップが設定される加速度センサが記載されている。特許文献４にはストッパとダイとを結合するための接着剤にビーズを混ぜてストッパとダイの可動部とのギャップを設定する加速度センサが記載されている。特許文献５にはストッパとダイとを結合するための接着剤を留める凹部が形成された加速度センサが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０８２７２号公報
【特許文献２】特開２００６−３１７１８０号公報
【特許文献３】特開２００６−３１７１８１号公報
【特許文献４】特開２００４−２３３０７２号公報
【特許文献５】特開２００６−１５３５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された構成では、可動部が形成されたダイとカバーとが陽極接合されることでダイに応力が残り、また、陽極接合により製造コストが増大する。また、特許文献２、３に記載された構成では、スペーサ周りの接着剤がダイの可動部に付着するおそれがある。また特許文献４に記載された構成では、接着剤にビーズを満遍なく混ぜることが困難であるため、ストッパとダイの可動部とのギャップを確保できない場合がある。また特許文献５に記載された構成では、凹部からあふれた接着剤がダイの可動部に付着することによって、歩留まりが低下する。また、特許文献２から５に記載された構成では、接着剤が可動部に付着しないとしても、接着剤のパターンが一定にならないため、接着剤とダイとの界面に生ずる応力がばらつき、その結果、センサの特性にばらつきが生ずる。
【０００６】
本発明はこうした問題に鑑みて創作されたものであって、可動部とストッパとの間のギャップを精度良く確実に設定でき製造歩留まりが高いＭＥＭＳの提供を目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記目的を達成するためのＭＥＭＳは、支持部と、前記支持部に対して相対的に運動する可動部と、を有するダイと、前記可動部の運動範囲を制限する位置において前記可動部に対向するストッパと、前記可動部の運動範囲が制限される方向において前記ストッパと前記支持部とに挟まれている樹脂であって封止樹脂よりも硬質の硬質樹脂からなるスペーサと、前記支持部と前記ストッパとを結合している接着層と、を備え、前記スペーサは前記接着層と前記可動部との間において前記接着層と前記可動部との間を遮る方向に延びている。
【０００８】
本発明によると、熱硬化性の封止樹脂からスペーサを構成する場合に比べ、封止樹脂よりも硬質の硬質樹脂からなるスペーサがストッパと支持部との間に挟まれるため、ダイの可動部とストッパとのギャップを精度良く確実に設定できる。また、スペーサが接着層と可動部との間において接着層と可動部との間を遮る方向に延びているため、接着層を構成する接着剤が可動部へと流れて付着することを防止できる。このため、製造歩留まりが高まる。
【０００９】
（２）上記目的を達成するためのＭＥＭＳにおいて、前記スペーサは、前記接着層より前記可動部とは反対側において途切れていてもよい。
本発明によると、接着層を構成する接着剤のうちスペーサと支持部とストッパとによって囲まれる空間に収まりきらない接着剤を可動部とは反対側に逃がすことができる。よって、接着剤が可動部に付着することを防止できる。なお、スペーサが接着層より可動部の反対側まで延びて途切れていてもよいし、スペーサが接着層より可動部の反対側まで延びていないため接着層より可動部とは反対側においてスペーサが存在しなくてもよい。
【００１０】
（３）上記目的を達成するためのＭＥＭＳにおいて、前記スペーサは、前記接着層を環状に包囲していてもよい。
本発明によると、接着層となる接着剤の広がりをスペーサによって一定の範囲内に確実に収めることができるため、接着層のパターンのばらつきを抑制することができる。したがって接着剤とダイとの界面に生ずる応力のばらつきを低減し、ＭＥＭＳの特性のばらつきを低減できる。
【００１１】
（４）上記目的を達成するためのＭＥＭＳにおいて、前記硬質樹脂は感光性樹脂であってもよい。
本発明によると、感光性樹脂を露光し現像することによってスペーサを形成できるため、スペーサのパターンを精度良く形成することができる。
【００１２】
（５）上記目的を達成するためのＭＥＭＳの製造方法は、支持部と、前記支持部に対して相対的に運動する可動部と、を有するダイを備えるＭＥＭＳの製造方法であって、前記支持部の表面に接着剤を添加し、前記接着剤を添加する前に、封止樹脂よりも硬質の硬質樹脂からなり前記接着剤と前記可動部との間において前記接着剤と前記可動部との間を遮る方向に延びるスペーサを前記支持部の表面に形成し、前記可動部の運動範囲を制限する位置においてストッパが前記可動部に対向するように前記スペーサを前記可動部の運動範囲を制限する方向に挟み込んで前記支持部に前記ストッパを前記接着剤によって結合する、ことを含む。
【００１３】
本発明によると、接着剤が可動部へ流れて付着することを防止できるため製造歩留まりが高まる。具体的には、接着剤と可動部との間において接着剤と可動部との間を遮る方向に延びるようにスペーサを形成した後にダイに接着剤が添加され、支持部とストッパとが接着剤によって結合される。ダイとストッパによって押し潰された接着剤はスペーサにより堰きとめられるため、接着剤が可動部へと流れることを防止できる。また、硬質樹脂からなるスペーサをダイとストッパとの間に挟むことによって、ダイの可動部とストッパとのギャップを確実に設定できる。
【００１４】
（６）上記目的を達成するためのＭＥＭＳの製造方法は、パッケージと、支持部と前記支持部に対して相対的に運動する可動部とを有し前記パッケージに収容されるダイとを備えるＭＥＭＳの製造方法であって、前記パッケージの前記支持部が結合される結合面に接着剤を添加し、前記接着剤を添加する前に、封止樹脂よりも硬質の硬質樹脂からなり前記接着剤と前記可動部との間において前記接着剤と前記可動部との間を遮る方向に延びるスペーサを前記結合面に形成し、前記可動部の運動範囲を制限する位置において前記結合面が前記可動部に対向するように前記スペーサを前記可動部の運動範囲を制限する方向に挟み込んで前記対向する面に前記支持部を前記接着剤によって結合する、ことを含む。
【００１５】
本発明によると、接着剤が可動部へ流れて付着することを防止できるため製造歩留まりが高まる。具体的には、接着剤と可動部との間において接着剤と可動部との間を遮る方向に延びるようにスペーサを形成した後にパッケージに接着剤が添加され、支持部とパッケージとが接着剤によって結合される。ダイとパッケージに押し潰された接着剤はボンディング用ワイヤにより堰きとめられるため、接着剤が可動部へと流れることを防止できる。また、硬質樹脂からなるスペーサをダイとパッケージとの間に挟むことによって、ダイの可動部とパッケージとのギャップを確実に設定できる。
【００１６】
（７）上記目的を達成するためのＭＥＭＳの製造方法において、前記結合面に感光性樹脂を添加し、前記接着剤と前記可動部との間において前記接着剤と前記可動部との間を遮る方向に延びるパターンに前記感光性樹脂を露光し現像することによって前記硬質樹脂としての前記感光性樹脂からなる前記スペーサを形成してもよい。
本発明によると、スペーサのパターンを精度良く形成することができる。
【００１７】
（８）上記目的を達成するためのＭＥＭＳの製造方法において、前記接着剤より前記可動部とは反対側において途切れるように前記スペーサのパターンを形成してもよい。
本発明によると、接着剤のうちスペーサと支持部とパッケージの当該支持部に対向する面とによって囲まれる空間に収まりきらない接着剤をスペーサより可動部とは反対側に逃がすことができる。なお、スペーサが接着剤より可動部の反対側まで延びて途切れていてもよいし、スペーサが接着剤より可動部の反対側まで延びていないため接着剤より可動部とは反対側においてスペーサが存在しなくてもよい。
【００１８】
（９）上記目的を達成するためのＭＥＭＳの製造方法において、前記接着剤を環状に包囲するように前記スペーサのパターンを形成してもよい。
本発明によると、接着剤の広がりをスペーサによって一定の範囲内に確実に収めることができるため、固化した接着剤からなる接着層のパターンのばらつきを抑制することができる。したがって接着層とダイとの界面に生ずる応力のばらつきを低減し、ＭＥＭＳの特性のばらつきを低減できる。
【００１９】
なお、請求項に記載された動作の順序は、技術的な阻害要因がない限りにおいて記載順に限定されず、同時に実行されても良いし、記載順の逆順に実行されても良いし、連続した順序で実行されなくても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら以下の順に説明する。尚、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
１．第一実施形態
（構成）
本発明のＭＥＭＳの第一実施形態であるモーションセンサ１を図１に示す。図１Ｂおよび図１Ｃにおいて、モーションセンサ１のダイ１０を構成する層の界面は破線で示し、モーションセンサのダイ１０を構成する機械的構成要素の境界は実線で示している。
【００２１】
モーションセンサ１は可動部を備える固体素子であるダイ１０とストッパ２０１とを備える。ダイ１０とストッパ２０１とは図示しないパッケージに収容される。
ストッパ２０１はダイ１０に対向する面が平坦な板形である。ストッパ２０１の厚さは２ｍｍである。ストッパ２０１は全体がダイ１０に対向している。ストッパ２０１のダイ１０に対向する面は、ダイ１０のストッパ２０１に対向する面よりも小さく、ストッパ２０１のダイ１０に対向する面の中心とダイ１０のストッパ２０１に対向する面の中心とが面の垂直方向において重なっている。したがって、ダイ１０の外周近傍に配置されたボンディングパッド１０８が全て露出するとともにダイ１０の可動部を構成している可撓部Ｆおよび錘部Ｍの全体がストッパ２０１によって覆われている。
【００２２】
第１マーカー２０２は、ストッパ２０１のダイ１０に対向する面に形成された堆積膜からなる。第１マーカー２０２はクロム（Ｃｒ）からなり、その厚さは０．１μｍである。第１マーカー２０２は、ストッパ２０１をダイ１０に結合する時の位置合わせに用いられる。そのため、第１マーカー２０２はストッパ２０１に２つ以上形成されることが好ましい。
【００２３】
ストッパ２０１とダイ１０との位置合わせが容易に行えるように、ストッパ２０１は透明板として構成されていることが好ましい。例えばストッパ２０１の材料として石英、サファイア、ソーダライムガラス、透明結晶化ガラス、セラミックスを用いる。ケイ素（Ｓｉ）、樹脂等からなる不透明板がストッパ２０１として用いられてもよい。また、ダイ１０と接続されるＬＳＩが形成されたダイ１０とは別体の積層構造体（固体素子）をストッパ２０１として用いても良いし、ストッパ２０１に可動部のエアダンピングを低減するための通孔を形成しても良い。
【００２４】
ストッパ２０１は接着層１１２によってダイ１０の支持部Ｓに結合されている。接着層１１２のパターンは、図１Ａにてハッチングにより示されているように、ダイ１０の表面において４つの領域に分断されている。それぞれの接着層１１２はスペーサ１１４より外側に位置する。接着層１１２は、スペーサ１１４とストッパ２０１とダイ１０とに接している。
【００２５】
スペーサ１１４は４つに分断されているそれぞれの接着層１１２毎に配置されている。スペーサ１１４は感光性ポリイミド、フォトレジスト等の感光性樹脂であって封止樹脂よりも硬質の硬質樹脂からなる。スペーサ１１４の材料として、ポリイミド等の封止樹脂よりも硬質であるが感光性のない樹脂を用いても良い。スペーサ１１４は、可撓部Ｆと接着層１１２との間の領域を横断している。そのため、接着層１１２を構成する接着剤が可撓部Ｆ、錘部Ｍに付着することを防止できる。具体的には、スペーサ１１４は、可撓部Ｆと接着層１１２との間において両者を隔てる方向に延び、ダイ１０の外周まで達している。
【００２６】
スペーサ１１４は、弓形状の構造体を形成している。すなわち、スペーサ１１４によって囲まれる領域はダイ１０の外側に向けて開放されている。したがって、接着層１１２を可撓部Ｆ、錘部Ｍおよびボンディングパッド１０８から隔離するとともに接着層１１２を構成する接着剤をダイ１０の外側に向けて逃がすことができる。
【００２７】
また各スペーサ１１４の両端部はストッパ２０１の外側に位置し、具体的にはダイ１０の外周上に位置する。すなわちスペーサ１１４はストッパ２０１とダイ１０とが重なっている範囲においては、接着層１１２となる接着剤が広がる限界を完全に定めている。
【００２８】
スペーサ１１４は、ダイ１０のストッパ２０１に対向する面に対して垂直な方向においてストッパ２０１とダイ１０とにより挟まれている。すなわちストッパ２０１とダイ１０との間のギャップは、ストッパ２０１とダイ１０の支持部Ｓとに接触しているスペーサ１１４の厚さによって設定されている。スペーサ１１４の厚さは例えば１０μｍとする。可撓部Ｆおよび錘部Ｍのストッパ２０１に接近する方向への運動範囲は、スペーサ１１４の厚さによって位置決めされているストッパ２０１によって制限される。そのため、可撓部Ｆがその限界を超えて変形し、破損することを防止できる。
【００２９】
スペーサ１１４は、ダイ１０に対してストッパ２０１が傾かないようにダイ１０のストッパ２０１に対向する面に互いに離れて３つ以上配置されることが好ましい。本実施形態では、４つのスペーサ１１４がダイ１０のストッパ２０１に対向する面の四隅に配置されている。
【００３０】
ダイ１０は、可動部を備える固体素子であればどのようなものであってもよい。図示されているダイ１０は、互いに直交する３軸の加速度成分を検出する加速度センサを構成する積層構造体である。なお、加速度成分を検出するためのピエゾ抵抗素子や配線等は各図において省略されている。
【００３１】
ダイ１０は、シリコン層１０１と、エッチングストッパ層１０２と、シリコン層１０４と、絶縁層１０６、導電層１０７とを含む。単結晶シリコン（Ｓｉ）からなるシリコン層１０１の厚さは６２５μｍである。エッチングストッパ層１０２はシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）からなる。エッチングストッパ層１０２の厚さは１μｍである。単結晶シリコンからなるシリコン層１０４の厚さは１０μｍである。絶縁層１０６はシリコン酸化膜からなる。絶縁層１０６の厚さは３００ｎｍである。導電層１０７はアルミニウムからなる。導電層１０７の厚さは０．５μｍである。
【００３２】
ダイ１０は、矩形枠の形態を有する支持部Ｓと、一端が支持部Ｓに結合し支持部Ｓの内側に配置されている可撓部Ｆと、可撓部Ｆに結合している錘部Ｍと、ダイ１０のピエゾ抵抗素子を外部回路と接続するためのボンディングパッド１０８と、ストッパ２０１との位置合わせに用いられる第２マーカー１１０を備える。ダイ１０の可動部は、環状のダイヤフラムを構成している可撓部Ｆと可撓部Ｆの内側に結合している錘部Ｍとによって構成されている。支持部Ｓはシリコン層１０１と、エッチングストッパ層１０２と、シリコン層１０４と、絶縁層１０６とを含む。可撓部Ｆは、シリコン層１０４と絶縁層１０６とを含む。錘部Ｍは、シリコン層１０１とエッチングストッパ層１０２とシリコン層１０４と絶縁層１０６とを含む。ボンディングパッド１０８および第２マーカー１１０は、導電層１０７を含む。
【００３３】
なお、３軸の加速度成分を検出する加速度センサを例にとってダイ１０を説明したが、本発明は角速度センサとして機能するモーションセンサや、角速度および加速度を検出するモーションセンサや、圧力センサや、マイクロホンや、アクチュエータを構成するＭＥＭＳに適用することもできる。
【００３４】
（製造方法）
以下、図２から図６を参照してモーションセンサ１の製造方法の一例を説明する。
はじめに図２に示すようにダイ１０を形成する。具体的にはまず、シリコン層１０１、エッチングストッパ層１０２およびシリコン層１０４を含むＳＯＩウエハを用意する。次にシリコン層１０４の表面を熱酸化することにより二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる絶縁層１０６を形成する。次に、絶縁層１０６を貫通させてシリコン層１０４の表面から不純物イオンを注入し、活性化することによりシリコン層１０４に図示しないピエゾ抵抗素子を形成する。次に、絶縁層１０６上に図示しない導線、ボンディングパッド１０８および第２マーカー１１０を形成する。具体的には、絶縁層１０６の表面全体にアルミニウムからなる厚さ０．５μｍの金属層をスパッタ法によって形成する。その後、フォトレジストからなる保護膜を用いて金属層をエッチングすることで、導線、ボンディングパッド１０８および第２マーカー１１０を形成する。次に、シリコン層１０１およびエッチングストッパ層１０２を選択的にエッチングすることで支持部Ｓ、可撓部Ｆおよび錘部Ｍを形成する。具体的には、所望のパターンが形成されたフォトレジストを保護膜として用いて、Ｃ４Ｆ８プラズマを用いたパッシベーションとＳＦ６プラズマを用いたエッチングとを短い間隔で交互に繰り返すボッシュプロセスといわれるＤｅｅｐ−ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）によってシリコン層１０１を貫通するまでエッチングし、エッチングストッパ層１０２を露出させる。次に、ウェットエッチング等によってエッチングストッパ層１０２を可撓部Ｆの下方から除去する。
【００３５】
次に、図３に示すように可撓部Ｆ、錘部Ｍ、ボンディングパッド１０８、第２マーカー１１０、図示しない配線などを避けた絶縁層１０６上の四隅であって支持部Ｓの表面上にスペーサ１１４が形成される。スペーサ１１４の材料に感光性樹脂を用いる場合、まず感光性ポリイミド、フォトレジスト等の流動性のある感光性樹脂を絶縁層１０６の表面全体に塗布する。プリベーク後にマスクまたはレチクルを用いて感光性樹脂を部分的に露光することによってスペーサ１１４のパターンに対応する潜像を形成する。次に感光性樹脂を現像しポストベークすると、任意のパターンのスペーサ１１４を形成することができる。スペーサ１１４の材料に感光性のない硬質樹脂を用いる場合、例えばポリイミドをディスペンサ法やインクジェット法やナノインプリント法を用いることによって任意のパターンを有するスペーサ１１４を絶縁層１０６の表面に形成することができる。
【００３６】
ストッパ２０１とダイ１０の可動部との間のギャップは、可撓部Ｆの弾性変形限界やセンサに必要なダイナミックレンジを考慮して可撓部Ｆおよび錘部Ｍの運動範囲をどの程度に設定するかによって決定される。そしてスペーサ１１４の厚さはストッパ２０１とダイ１０の可動部との間のギャップの高さに応じて設定すればよく、例えば１０μｍとする。
【００３７】
次に、図４に示すように、ストッパ２０１に覆われる領域内であってスペーサ１１４より外側において支持部Ｓの表面に接着剤１１１をディスペンサによって滴下する。接着剤１１１は、図４Ｂに示すようにスペーサ１１４の厚さよりも厚くなる量が滴下される。より詳細には、ストッパ２０１によって押しつぶされたときにストッパ２０１とダイ１０とが重なる範囲の全体において接着剤１１１がストッパ２０１とダイ１０とに接し、ストッパ２０１よりも外側にまで接着剤１１１が広がる量を滴下することが望ましい。これにより接着剤１１１がストッパ２０１とダイ１０とに接する面積をスペーサ１１４によって完全に制御できる。接着剤１１１としては例えばシリコンゴム系の接着剤やエポキシ樹脂系の接着剤を用いる。インクジェット法によって接着剤１１４を支持部Ｓの表面に吹き付けても良い。
【００３８】
次に、図５に示すように、第１マーカー２０２が形成されているストッパ２０１を用意する。ストッパ２０１は、例えば、石英板の表面全体に厚さ０．１μｍのクロム層をスパッタ法によって形成し、フォトレジストからなる保護膜を用いてクロム層をエッチングすることで第１マーカー２０２が形成されたものである。
【００３９】
次に、ストッパ２０１に形成された第１マーカー２０２とダイ１０に形成された第２マーカー１１０とを位置合わせした状態でストッパ２０１とダイ１０とを接着剤１１１によって結合する。この時、接着剤１１１がストッパ２０１に押し潰されて広がる。可撓部Ｆおよびボンディングパッド１０８に向かって広がろうとする接着剤１１１はスペーサ１１４によって堰き止められるため、スペーサ１１４より可撓部Ｆに近い領域やスペーサ１１４よりボンディングパッド１０８に近い領域には接着剤１１１が広がらない。一方、接着剤１１１が多い場合には、スペーサ１１４が途切れている部分からダイ１０の外側（外周側面）に向かって広がる。特に各スペーサ１１４の両端部はストッパ２０１より外側に位置し、具体的にはダイ１０の外周上に位置するため、接着剤１１１がストッパ２０１に接する面積の上限はスペーサ１１４によって決定される。すなわちスペーサ１１４はストッパ２０１とダイ１０とが重なっている範囲においては、接着層１１２となる接着剤１１１が広がる限界を完全に定めている。このため、ダイ１０と接着層１１２との界面に生ずる応力がばらつくことを抑制できる。その結果、モーションセンサ１の特性のばらつきを抑制できる。
接着剤１１１が固化することで接着層１１２が形成され、ストッパ２０１とダイ１０とが結合される。結合後のダイ１０の可動部とストッパ２０１との間のギャップは、スペーサ１１４の厚さによって決定される。なお、ストッパ２０１とダイ１０と結合するとき、ストッパ２０１を下に置き、ダイ１０を上からストッパ２０１に近づける方が、ダイ１０を下に置く場合に比べて接着剤１１１が広がりにくくなるため望ましい。
【００４０】
その後、パッケージング等の工程を実施するとモーションセンサ１が完成する。なお、ダイ１０をダイシングによってウエハから切り分けた後にストッパ２０１とダイ１０とを結合しても良いし、ダイシング前のウエハ工程において複数のストッパ２０１をダイ１０となる複数の領域に結合しても良い。
【００４１】
以上説明した製造方法によると、接着剤１１１がダイ１０の可撓部Ｆへ流れて付着することを確実に防止できるため、信頼性が高く、製造歩留まりが高いモーションセンサを製造できる。また流動性がない固体のスペーサ１１４自体の厚さによってストッパ２０１とダイ１０の可動部とのギャップを設定するため、接着剤に混ぜるビーズによってギャップを設定する場合に比べて確実にストッパ２０１とダイ１０の可動部とのギャップを設定できる。さらに、スペーサ１１４を封止樹脂よりも硬質の硬質樹脂から形成するため、ストッパ２０１とダイ１０の可動部とのギャップを精度良く設定することができる。このため耐衝撃性能が高いモーションセンサ１を製造できる。またスペーサ１１４の材料に感光性材料を用いることによって、スペーサ１１４のパターンを精度良く形成することができるため、接着層１１２のパターンを精度良く制御できる。
【００４２】
（変形例）
例えば、図６Ａ、図６Ｂに示すように環状のスペーサ１１５で接着剤１１１の周囲を完全に包囲しても良い。また図７に示すように接着剤１１１を２重以上に環状のスペーサ１１５ａ、１１５ｂで包囲しても良い。環状のスペーサ１１５によって接着剤１１１の広がりを一定の範囲内に確実に収めることができるため、接着層１１２のパターンのばらつきを抑制することができる。したがって接着層１１２とダイ１０との界面に生ずる応力のばらつきを低減し、モーションセンサ１の特性のばらつきを低減できる。また例えば図８に示すようにスペーサ１１８の途切れている両端を可撓部Ｆおよびボンディングパッド１０８からより遠くに配置しても良い。これにより、可撓部Ｆおよびボンディングパッド１０８からより離れた位置で接着剤１１１を逃がすことができる。
【００４３】
２．第二実施形態
（構成）
本発明のＭＥＭＳの第二実施形態であるモーションセンサ２を図９に示す。図９Ｂおよび図９Ｃにおいて、モーションセンサ２のダイ２０を構成する層の界面は破線で示し、ダイ２０を構成する機械的構成要素の境界は実線で示している。なお、図９において、ダイ２０とパッケージ３０とを接続する配線などは省略されている。
【００４４】
モーションセンサ２は、ダイ２０とパッケージ３０とを備える。
ダイ２０の可動部は、４つの梁を構成している十字形の可撓部Ｆと４つの梁に結合している錘部Ｍとが形成された積層構造体によって構成されている。
【００４５】
パッケージ３０は箱形の底部２１４と、カバー２０８とを備える。底部２１４とカバー２０８とは接着層２１０によって結合されている。なお、図９Ａにおいてカバー２０８と接着層２１０は図示されていない。接着層１１３は、図９Ａにおいてハッチングによって示されているように、４つの領域に分断されている。接着層１１３の各領域を包囲しているスペーサ１１９は、ダイ２０の支持部Ｓとパッケージ３０の底部２１４とに挟まれている。すなわち、本実施形態ではパッケージ３０の底部２１４がストッパとして構成されている。
【００４６】
（製造方法）
本実施形態では、ダイ２０上においてスペーサ１１９を形成するのではなく、ストッパを構成しているパッケージ３０上においてスペーサ１１９を形成する例について説明する。
具体的には、図１０に示すようにパッケージ３０の底部２１４の表面に第一実施形態と同様に硬質樹脂を添加することによってスペーサ１１９を形成する。次に接着剤１１１をパッケージ３０の底部２１４の表面に滴下する。その後、ダイ２０の支持部Ｓを接着剤１１１によってパッケージ３０の底部２１４に結合する。接着剤１１１が固化して接着層１１３が形成されると、パッケージ３０にダイ２０が結合する。結合後のダイ２０の錘部Ｍとパッケージ３０の底部２１４との間のギャップは、スペーサ１１９の厚さによって決定される。
【００４７】
本実施形態によれば、パッケージ３０の底部２１４をストッパとして用いるため、第一実施形態のダイ１０とストッパ２０１を収容するためのパッケージに比べてパッケージ３０を薄くすることができる。なお、第一実施形態において説明したストッパ２０１が結合しているダイ１０を本実施形態の方法をもってパッケージ３０に結合しても良い。この場合、ダイ１０の表裏両面に固着する接着剤に対してスペーサが流れ止めとして機能するとともに、錘部Ｍの運動範囲を２方向においてスペーサによって精度良く設定できる。
【００４８】
４．他の実施形態
尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上述した互いに異なる実施形態の要素を組み合わせて本発明を実施できることはいうまでもなく、上記実施形態で示した材質や寸法や成膜方法やパターン転写方法はあくまで例示であるし、当業者であれば自明である工程の追加や削除や工程順序の入れ替えについては説明が省略されている。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１Ａは本発明の第一実施形態にかかる上面図である。図１Ｂは図１Ａに示すＢＢ線の断面図である。図１Ｃは図１Ａに示すＣＣ線の断面図である。
【図２】図２Ａは本発明の第一実施形態にかかる上面図である。図２Ｂは、図２Ａに示すＢＢ線の断面図である。
【図３】図３Ａは本発明の第一実施形態にかかる上面図である。図３Ｂは図３Ａに示すＢＢ線の断面図である。
【図４】図４Ａは本発明の第一実施形態にかかる上面図である。図４Ｂは、図４Ａに示すＢＢ線の断面図である。
【図５】図５Ａは本発明の第一実施形態にかかる上面図である。図５Ｂは、図５Ａに示すＢＢ線の断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態にかかる上面図である。
【図７】本発明の第一実施形態にかかる上面図である。
【図８】本発明の第一実施形態にかかる上面図である。
【図９】図９Ａは本発明の第二実施形態にかかる上面図である。図９Ｂは図９Ａに示すＢＢ線に対応する断面図である。図９Ｃは図９Ａに示すＣＣ線に対応する断面図である。
【図１０】図１０Ａは本発明の第三実施形態にかかる上面図である。図１０Ｂは図１０Ａに示すＢＢ線に対応する断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１：モーションセンサ、２：モーションセンサ、１０：ダイ、２０：ダイ、３０：パッケージ、１０１：シリコン層、１０２：エッチングストッパ層、１０４：シリコン層、１０６：絶縁層、１０７：導電層、１０８：ボンディングパッド、１１０：マーカー、１１１：接着剤、１１２：接着層、１１３：接着層、１１４：スペーサ、１１５：スペーサ、１１５ａ：スペーサ、１１５ｂ：スペーサ、１１８ａ：スペーサ、１１９：スペーサ、２０１：ストッパ、２０２：マーカー、２０８：カバー、２１０：接着層、２１４：底部、Ｆ：可撓部（可動部）、Ｍ：錘部（可動部）、Ｓ：支持部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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