(57)【要約】【課題】製造時に機能性デバイスの破損等がなく量産性に優れ、性能を向上しえる機能性デバイスの製造方法およびそれを用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。【解決手段】シリコン基板（基板）１の一表面側に形成された機能性薄膜２の一部を空間的に分離する空洞５がシリコン基板１に形成された機能性デバイス１０の製造方法であって、基礎となるシリコンウエハ（ウエハ）３の一表面側に機能性デバイス１０を形成し分離するにあたり、シリコンウエハ３の他表面側にダイシングシート７を貼り付けると共に、一表面側に仮固定シート６を直接貼り付け、仮固定シート６側からシリコンウエハ３を切断した後、仮固定シート６を機能性デバイス１０から剥離し、各機能性デバイス１０の表面に存在する有機物をドライ処理により除去する機能性デバイスの製造方法である。【選択図】      図１
2010087280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板の一表面側に形成された機能性薄膜とを備え、該機能性薄膜の一部と前記基板とを空間的に分離する空洞が基板に形成されてなる機能性デバイスの製造方法であって、前記基板の基礎となるウエハに該ウエハにおける一表面側に前記機能性薄膜を有する複数の機能性デバイスを形成してから個々の機能性デバイスに分離するにあたって、
前記ウエハの他表面側にダイシングシートを貼り付けると共に、該ウエハの前記一表面側に仮固定シートを直接貼り付けるシート貼付工程と、
該シート貼付工程後、仮固定シート側から該仮固定シートおよび前記ウエハを切断することにより、前記ダイシングシート上にチップ化された機能性デバイスを形成するダイシング工程と、
該ダイシング工程により切断された複数の仮固定シートをそれぞれ前記複数の機能性デバイスから剥離する仮固定シート剥離工程と、
仮固定シート剥離工程後、各機能性デバイスの表面に存在する有機物をドライ処理により除去する有機物除去工程と、を有することを特徴とする機能性デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記機能性デバイスが前記機能性薄膜の厚み方向に貫設され前記空洞に連通するスリットを有するものであり、前記有機除去工程により前記機能性デバイスのスリットもしくは空洞の内側面の少なくとも一方に存在する有機物を除去することを特徴とする請求項１に記載の機能性デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記仮固定シート剥離工程では、前記仮固定シートに剥離部材を固定してから、該剥離部材ごと前記機能性デバイスから前記仮固定シートを剥離することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の機能性デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記仮固定シートとして、加熱により接着力が低下する加熱剥離型粘着シートを用いることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の機能性デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記仮固定シート剥離工程では、前記仮固定シート全面に均一に圧力を加えながら均一に加熱して前記仮固定シートを前記機能性デバイスから剥離することを特徴とする請求項４記載の機能性デバイスの製造方法。
【請求項６】
少なくとも、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された機能性デバイスと、機能性デバイスが実装されるパッケージ基体と、パッケージ基体を封止するキャップとで構成される半導体装置の製造方法であって、前記機能性デバイスをパッケージ基体に接着層を介して実装し、その後に前記パッケージ基体に対してキャップを封止接着層を介して封止することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記キャップにより前記パッケージ基体を封止する際に、前記パッケージ基体と前記キャップとで構成されるパッケージ内を真空又は揚圧にする特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記接着層と前記封止接着層との少なくとも一方は、無機材料を用いることを特徴とする請求項７記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記パッケージ基体の封止に先立って、前記パッケージ基体と前記キャップの有機物を予め除去処理することを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
少なくとも前記パッケージ基体は、前記有機物除去工程によって前記機能性デバイスと同時に有機物を除去されることを特徴とする請求項９記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能性薄膜が形成されたウエハをダイシングブレードで切断して複数の機能性デバイスを製造するに際し、品質が安定し量産性に優れた機能性デバイスを提供可能な機能性デバイスの製造方法および、それにより製造された機能性デバイスを用いた半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板と該基板の一表面側に形成された機能性薄膜とを備え、機能性薄膜の一部と、基板と、を空間的に分離する空洞が形成されてなる機能性デバイスとして高周波デバイス、熱型赤外線センサや各種ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス（例えば、加速度センサ、ジャイロセンサ、超音波センサ、マイクロバルブなど）などの機能性デバイスが知られている。このような機能性デバイスの製造にあたっては、上述の基板の基礎となるウエハにマイクロマシニング技術などを利用して多数の機能性デバイスを形成してから、その後、ウエハから個々の機能性デバイスに分離している。
【０００３】
ここにおいて、ウエハから個々の機能性デバイスのチップに分離する場合、ダイヤモンド砥粒を結合剤で保持したブレードを高速回転させながらウエハを格子状に切断するダイシングを行うのが一般的であり、機能性デバイスを完全に切断するフルカット時には、切断した後のチップがバラバラにならないように予めウエハにダイシングシートを貼り付け、ダイシングシートを保持したウエハリングをダイシング装置のダイシングステージに真空吸引させてある。また、ダイシング時には、ウエハの切屑を除去するため、また、ブレードを冷却するために純水を吹き付けることも行われている。しかしながら、ＩＣやＬＳＩなど他の電子デバイスと比較して、機能性薄膜の一部が基板と空間的に分離された機能性デバイスは脆弱であり、ウエハをダイシングする場合、上述のウエハリングをダイシングステージに固定させる真空吸引時や、ダイシング時に用いられるブレード冷却用の純水の圧力等により機能性デバイスに破損が生じる場合もある。そこで、一表面側に機能性薄膜を有する機能性デバイスを多数形成したウエハの他表面側にダイシングシートを貼り付けると共に機能性薄膜が形成されたウエハの一表面側に樹脂層からなる保護層を設けた状態でダイシングし、切断後に上述保護層を除去する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載されたダイシング方法では、樹脂からなる保護層の代わりに粘着性の保護シートをウエハの機能性薄膜が形成された面側に設けてもよいことが開示され、保護シートとして、通常のＬＳＩ製造工程におけるウエハ裏面研削時に回路形成面保護のために貼り付ける表面保護シートや、紫外線照射で粘着力が低下して剥離可能となる紫外線剥離型、あるいは加熱により剥離可能となる加熱剥離型、又はその混合型等の低汚染型のシートを用いてもよいことが記載されている。
【０００５】
また、このような保護層だけでは、ダイシング時にウエハを十分に保護できない場合には、複数の機能性デバイスが形成されたウエハ上にレジスト膜を形成した後、このレジスト膜上に保護シートを設け、ウエハ切断後にレジスト膜を溶解することにより保護シートを除去する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１８６２５５号公報
【特許文献２】特開２００５−１９７４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、今日のデバイス機能向上の進歩は著しく、高性能、薄型化が求められる機能性デバイスにおいて、上記特許文献１の保護層や保護シートを単に利用した製造方法だけでは、保護シートの有機物が機能性デバイスの表面に残ってしまい、より性能を向上させた機能性デバイスを製造することができない。また、上記特許文献２に開示された機能性デバイスの製造方法では、基板の一表面側に形成された機能性薄膜の一部と基板とを空間的に分離する空洞が形成された機能性デバイス上にレジスト膜を形成する場合、レジストをスピンコート等によりウエハ上に塗布した後、熱硬化させレジスト膜を形成する必要があるが、熱硬化時にはレジスト膜の膨張収縮が生じて機能性薄膜に応力がかかり、機能性薄膜が破壊される恐れがあった。また、上述のレジスト膜をウエットエッチングにより除去する場合は機能性デバイスが破壊される恐れもあった。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、製造時に機能性デバイスの破損等がなく量産性に優れ、性能が向上された機能性デバイスとすることができる機能性デバイスの製造方法および、その機能性デバイスを用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、基板と、該基板の一表面側に形成された機能性薄膜とを備え、該機能性薄膜の一部と前記基板とを空間的に分離する空洞が基板に形成されてなる機能性デバイスの製造方法であって、前記基板の基礎となるウエハに該ウエハにおける一表面側に前記機能性薄膜を有する複数の機能性デバイスを形成してから個々の機能性デバイスに分離するにあたって、前記ウエハの他表面側にダイシングシートを貼り付けると共に、該ウエハの前記一表面側に仮固定シートを直接貼り付けるシート貼付工程と、該シート貼付工程後、仮固定シート側から該仮固定シートおよび前記ウエハを切断することにより、前記ダイシングシート上にチップ化された機能性デバイスを形成するダイシング工程と、該ダイシング工程により切断された複数の仮固定シートをそれぞれ前記複数の機能性デバイスから剥離する仮固定シート剥離工程と、仮固定シート剥離工程後、各機能性デバイスの表面に存在する有機物をドライ処理により除去する有機物除去工程と、を有する機能性デバイスの製造方法である。
【０００９】
この発明によれば、仮固定シートをウエハの一表面側に直接貼り付けて機能性薄膜を補強した後、ダイシングし、上述の仮固定シートを剥離後に有機物除去工程を設けているので、スリットを有する機能性薄膜が形成された機能性デバイスにおいても製造時に機能性デバイスの破損等がなく量産性に優れ、性能を向上しえる機能性デバイスの製造方法を提供することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記機能性デバイスが前記機能性薄膜の厚み方向に貫設され前記空洞に連通するスリットを有するものであり、前記有機除去工程により前記機能性デバイスのスリットもしくは空洞の内側面の少なくとも一方に存在する有機物を除去することを特徴とする機能性デバイスの製造方法である。
【００１１】
この発明によれば、機能性薄膜の厚み方向に貫設され前記空洞に連通するスリットを有する機能性デバイスであっても、機能性デバイスに付着した不要な有機物を除去することで性能を向上させた機能性デバイスとすることができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、仮固定シート剥離工程では、仮固定シートに剥離部材を固定してから、剥離部材ごと機能性デバイスから仮固定シートを剥離する機能性デバイスの製造方法である。
【００１３】
この発明によれば、剥離部材を用いて複数に切断された仮固定シートを一度にウエハから剥離することができ低コストに量産性良く機能性デバイスを製造することができる。
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発明において、仮固定シートとして、加熱により接着力が低下する加熱剥離型粘着シートを用いた機能性デバイスの製造方法である。
【００１４】
この発明によれば、加熱により確実に接着力がなくなるので機能性薄膜を破壊することなく機能性デバイスを歩留まりよく製造することができる。特に加熱剥離型粘着シートは紫外線剥離型粘着シートと比較して剥離時の残留接着力を小さくすることができるため、スリットにより空洞と連通した機能性薄膜をもった機能性デバイスの場合は歩留まりがより向上する。同様に、水溶性剥離型粘着シートと比較した場合、加熱剥離型粘着シートは剥離時に水溶液に曝す必要がないため、機能性デバイスによっては機能性薄膜の特性が劣化する場合を考慮する必要もない。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、仮固定シート剥離工程では、仮固定シート全面に均一に圧力を加えながら均一に加熱して仮固定シートを機能性デバイスから剥離する機能性デバイスの製造方法である。
【００１６】
この発明によれば、均一に圧力と熱を加えるため、複数に切断された仮固定シートであっても、部分的に切断された仮固定シートが残ることもなく全面が確実に剥離され、機能性薄膜を破壊することもなく量産性良く機能性デバイスを製造することができる。
【００１７】
請求項６の発明は、少なくとも、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載された機能性デバイスと、機能性デバイスが実装されるパッケージ基体と、パッケージ基体を封止するキャップとで構成される半導体装置の製造方法であって、機能性デバイスをパッケージ基体に接着層を介して実装し、その後にパッケージ基体に対してキャップを封止接着層を介して封止する半導体装置の製造方法である。
【００１８】
この発明によれば、機能性デバイスの製造工程で生じた不要な有機物を低減することが出来る為、より性能の向上させた機能性デバイスを用いた半導体装置を製造することができる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、キャップによりパッケージ基体を封止する際に、パッケージ基体とキャップとで構成されるパッケージ内を真空又は揚圧する半導体装置の製造方法である。
【００２０】
この発明によれば、機能性デバイスの不要な有機物が除去されているので、脱ガスによる内部圧力の変化がなく、より性能を向上させた半導体装置を製造することができる。特に、封止されたパッケージ基体内部を真空とした場合、真空度の変化をなくすことができ信頼性の高い半導体装置を製造することができる。他方、封止されたパッケージ基体内部を揚圧した場合は、大気のガス流入がなくより信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、接着層と封止接着層との少なくとも一方は、無機材料を用いる半導体装置の製造方法である。
【００２２】
この発明によれば接着層と封止接着層との少なくとも一方に無機材料を用いており、機能性デバイスの製造工程で生じる不要な有機物が事前に除去されていることから、半導体装置が気密状態とした場合にも脱ガスによる内部圧力の変化がない半導体装置を製造することができる。
【００２３】
請求項９の発明は、請求項５ないし請求項８のいずれか１項に記載の発明において、パッケージ基体の封止に先立って、パッケージ基体とキャップの有機物を予め除去処理する半導体装置の製造方法である。
【００２４】
この発明によれば、パッケージ基体とキャップに存在する有機物を除去して封止されているので、より性能を向上させた半導体装置の製造方法を提供することができる。
【００２５】
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、少なくともパッケージ基体は、有機物除去工程によって機能性デバイスと同時に有機物を除去された半導体装置の製造方法である。
【００２６】
この発明によれば、機能性デバイスをパッケージ基体に実装した後で、機能性デバイスの不要な有機物とパッケージ基体の不要な有機物とを同時に除去することができるため、性能を向上させた半導体装置を量産性よく製造することが出来る。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１の発明では、機能性薄膜の一部が基板から空間的に分離されて形成された機能性デバイスにおいて、製造時に機能性デバイスの破損等がなく量産性に優れ、性能を向上しえる機能性デバイスの製造方法が提供できるという顕著な効果を奏する。
【００２８】
請求項６の発明では、機能性デバイスの製造工程で生じた不要な有機物が低減され、機能性デバイスの性能が向上した半導体装置を提供できる半導体装置の製造方法とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（実施形態１）
本実施形態では機能性デバイスとして赤外線アレイセンサを図２で、その赤外線アレイセンサを構成する熱型赤外線センサを図３で説明し、赤外線アレイセンサの製造方法を図１に基づいて説明する。
【００３０】
図２の赤外線アレイセンサ３２は、赤外線イメージセンサなどに用いられるものであり、図２（ａ）には、ｍ×ｎ個（図示例では、２×２個）の熱型赤外線検出部３０が２次元アレイ状に配置されている。なお、図２（ｂ）では、熱型赤外線検出部３０における熱電対型のセンシングエレメント（感温部）２０を構成するサーモパイルを当該サーモパイルの熱起電力に対応する電圧源として等価回路を示してある。
【００３１】
この赤外線アレイセンサ３２を構成する熱型赤外線センサとしての熱型赤外線検出部３０は、図３（ｂ）の断面図に示すように、基板であるシリコン基板１の一表面側に形成されたシリコン酸化膜１１と、このシリコン酸化膜１１上に形成されたシリコン窒化膜１２と、シリコン窒化膜１２上に形成されたセンシングエレメント２０と、シリコン窒化膜１２の表面側でセンシングエレメント２０を覆うように形成された層間絶縁膜１７と、層間絶縁膜１７上に形成されたパッシベーション膜１９との積層構造をパターニングすることで機能性薄膜２を形成してある。ここにおいて、シリコン基板１の上記一表面側には空洞５が設けられており、機能性薄膜２の一部は、シリコン基板１に設けられた空洞５によってシリコン基板１と空間的に分離されており、空洞５と連通するスリット４が機能性薄膜２の厚み方向に貫設されている。機能性薄膜２のうちシリコン基板１から空間的に分離された部分が赤外線を吸収する赤外線吸収部２１を構成している。
【００３２】
熱型赤外線検出部３０は、層間絶縁膜１７をＢＰＳＧ（Boro-PhosphoSilicate Glass）膜により構成するとともに、パッシベーション膜１９をＰＳＧ(Phospho SilicateGlass)膜と当該ＰＳＧ膜上のＮＳＧ(Non-doped Silicate Glass)膜との積層膜により構成してあり、層間絶縁膜１７とパッシベーション膜１９との積層膜が赤外線吸収膜２２を兼ねている。ここで、赤外線吸収膜２２の屈折率をｎ、検出対象の赤外線の中心波長をλとするとき、赤外線吸収膜２２の厚さｔをλ／４ｎに設定すると、検出対象の波長（例えば、８〜１２μｍ）の赤外線の吸収効率を高めることができ高感度化を図ることができる。例えば、ｎ＝１．４、λ＝１０μｍである場合にはｔ≒１．８μｍとすればよく、層間絶縁膜１７の膜厚を０．８μｍ、ＰＳＧ膜の膜厚を０．５μｍ、ＮＳＧ膜の膜厚を０．５μｍとしてある。なお、パッシベーション膜１９は、ＰＳＧ膜とＮＳＧ膜の積層膜に限らず、例えば、シリコン窒化膜で形成することもできる。また、シリコン基板１の空洞5はシリコン基板1の上記一表面側に窪みを形成したものに限らず、シリコン基板１の厚み方向に貫通して設けてもよい。
【００３３】
上述のサーモパイルからなるセンシングエレメント２０は、図３（ａ）のように赤外線吸収部２１とシリコン基板１とに跨って形成されたｐ型ポリシリコン層１５、ｎ型ポリシリコン層１３、および赤外線吸収部２１の赤外線入射面側でｐ形ポリシリコン層１５とｎ形ポリシリコン層１３とを電気的に接合した金属材料（例えば、Ａｌ−Ｓｉなど）からなる接続部２３で構成される。ここで、センシングエレメント２０は、シリコン基板１の一表面側で互いに隣り合う熱電対のｐ型ポリシリコン層１５の他端部とｎ型ポリシリコン層１３の他端部とが金属材料（例えば、Ａｌ−Ｓｉなど）からなる配線１８により接合され４個直列接続されている。センシングエレメント２０を構成するサーモパイルは、ｎ型ポリシリコン層１３の一端部とｐ型ポリシリコン層１５の一端部と接続部２３とで赤外線吸収部２１側の温接点を構成し、ｐ型ポリシリコン層１５の他端部とｎ型ポリシリコン層１３の他端部と配線１８とでシリコン基板１側の冷接点を構成している。
【００３４】
また、本実施形態の赤外線アレイセンサ３２は、図２（ａ）のように各センシングエレメント２０それぞれの一端が各別に接続された複数（図示例では、４つ）の出力用パッド２４（Ｖout−１、Ｖout−２、Ｖout−３、Ｖout−４）と、各列の複数（図示例では、２つ）の熱型赤外線検出部３０のセンシングエレメント２０の他端が共通接続された１個の基準バイアス用パッド２６（Ｖref）とを備えており、全ての熱型赤外線検出部３０の出力を時系列的に読み出すことができるようになっている。なお、サーモパイルからなるセンシングエレメント２０は、一端が垂直読み出し線２７を介してそれぞれ出力用パッド２４、と電気的に接続され、他端が基準バイアス用パッド２６に接続された共通基準バイアス線２９に基準バイアス線２８を介して電気的と接続されている。ここで、例えば、基準バイアス用パッド２６（Ｖref）の電位を１．６５Ｖとしておけば、出力用パッド２４（Ｖout−１、Ｖout−２、Ｖout−３、Ｖout−４）からは各熱型赤外線検出部３０を画素Ａの出力電圧（１．６５Ｖ＋センシングエレメント２０の出力電圧）として読み出すことができる。
【００３５】
また、金属材料で形成された接続部２３は、ｎ型ポリシリコン層１３およびｐ型ポリシリコン層１５に対して、層間絶縁膜１７に形成したコンタクトホール２５を通してそれぞれ、電気的に接続させてある。また、シリコン基板１に設けられた空洞５は、機能性薄膜２に熱的分離を生じさせ熱型赤外線センサの感度を向上させるものである。このシリコン基板１の空洞５は、例えば、赤外線吸収部２１となる矩形領域の四隅に機能性薄膜２の厚み方向に貫通するスリット４を形成し、このスリット４をエッチング液導入孔として利用してエッチング液（例えば、アルカリ系溶液であるＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液やＫＯＨ（水酸化カリウム）水溶液など）を入れシリコン基板１を異方性エッチングすることにより形成することができる。このようなスリット４は各熱電対を熱的に分離させ熱型赤外線センサの感度を向上させることにも寄与する。なお、スリット４の形状は矩形だけでなく、三角形、楕円形や円形など所望に応じて種々選択することができる。さらに、本実施態様では赤外線吸収部２１の赤外線入射面側に、ｎ型ポリシリコン層１３およびｐ型ポリシリコン層１５のパターニング時に電気的に接続されていないｎ型補償ポリシリコン層１４およびｐ型補償ポリシリコン層１６を残している。このようなｎ型補償ポリシリコン層１４やｐ型補償ポリシリコン層１６は機能性薄膜２の応力バランスの均一性を高め、機能性薄膜２の薄膜化を図りながらも反りを防止し熱型赤外線センサの感度を向上させることができるため好適に設けることもできる。こうして積層された機能性薄膜２の厚みはシリコン基板１の厚みと比較して十分薄い。
【００３６】
以下、上述の赤外線アレイセンサ３２からなる機能性デバイス１０の製造方法について、図１および図４に基づき説明するが、本願発明の作用効果を奏する限り、この実施形態のみに限られないことはいうまでもない。
【００３７】
まず、基板たるシリコン基板１の基礎となるウエハたるシリコウエハ３の一表面側に上述の機能性薄膜２を形成する。引き続きフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により機能性薄膜２に熱型赤外線センサを構成すべくスリット４を形成する。このスリット４からエッチング液を導入することにより、シリコン基板１に異方性エッチングを行い各熱赤外線センサに対応する複数の空洞５を形成する。こうしてシリコンウエハ３の上記一表面側に多数の機能性デバイス１０が形成される。続いて、機能性デバイス１０が多数形成されたシリコンウエハ３において機能性薄膜２が形成されている上記一表面側とは反対の他表面側にダイシングシート７(図４参照)を貼り付け、その後、シリコンウエハ３の上記一表面側に仮固定シート６（図４参照）を直接貼り付けるシート貼付工程を行うことによって、図１（ａ）に示す構造物を得る。なお、最初に機能性薄膜２を保護する目的で、シリコンウエハ３の機能性薄膜２側に仮固定シート６を先に貼り合わせ、引き続きダイシングシート７を貼り合わせるようにしてシート貼付工程を行ってもよい（図１（ａ））。
【００３８】
ここにおいて、本実施形態では、仮固定シート６として、厚さが１〜５００μｍ程度のプラスティックやポリエステルなどの基材上に粘着剤が塗布されたシートを好適に用いている。なお、仮固定シート６は、シリコンウエハ３のダイシング時に切断応力や冷却洗浄によって生じる応力から機能性薄膜２等が保護可能なものであり、シリコンウエハ３の切断を邪魔することがないものが好ましい。
【００３９】
そこで、仮固定シート６としては、紫外線を照射することにより接着力が低下する紫外線剥離型粘着シート、水溶液に浸すことで接着力が低下する水溶性剥離型粘着シートあるいは、加熱により接着力が低下する加熱剥離型粘着シートを好適に用いることができる。量産性に鑑み短時間で接着力を低下させることを考慮すると、水溶性剥離型粘着シートよりも加熱剥離型粘着シート又は紫外線剥離型粘着シートの方が好ましい。また、処理後の接着力を考慮すると、紫外線剥離型粘着シートに比べて加熱剥離型粘着シートの方が残留接着力が少なく、機能性薄膜２に損傷を与えることなく剥離しやすい観点でより好ましい。加熱剥離型粘着シートとしては、熱膨張性微粒子が含有された粘着剤（例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ウレタン系粘着剤、フッ素系粘着剤など）がポリエステルなどの基材に塗布されたものを用いることができる。熱膨張性微粒子としてはイソブダン、プロパン、ペンタンなどの加熱により容易にガス化して膨張する物質を、弾性を有する殻に内包させたマイクロカプセルなどが挙げられる。
【００４０】
なお、シリコンウエハ３の上記一表面側に仮固定シート６を貼り付けるにあたっては、シリコンウエハ３の上記一表面側に仮固定シート６を配置し、ゴムローラ、ヘラ、プレスやそれらの組み合わせによって適宜貼合わせればよい。また、本実施形態では、仮固定シート６としてシート状のものを用いているが、テープ状のものを用いて、Ｒｏｌｌ to Ｒｏｌｌ方式で複数のシリコンウエハ３に連続的に貼り付けるようにしてもよい。
【００４１】
上述のシート貼付工程の後、シリコンウエハ３の機能性薄膜２が形成されていないシリコンウエハ３の上記他表面側とフラットリングとをダイシングシート７によって通常の方法で貼り付けウエハマウントを行う。その後、ダイシングシート７側をフラットリングごとダイシング装置のダイシングステージ上に真空吸引して固定する（図示せず）。
【００４２】
次に、ダイシング工程として、シリコンウエハ３における仮固定シート６側から回転させたダイシングブレードを当て、シリコンウエハ３上のストリートに沿って仮固定シート６ごとシリコンウエハ３を切断する（フルカットする）。ダイシングシート７上に切断された各機能性デバイス１０の機能性薄膜２に仮固定シート６が接着した状態で、ダイシング溝８により各機能性デバイス１０が分離されチップ化されている（図１（ｂ））。
【００４３】
シリコンウエハ３のダイシング時には、厚さ数十μｍのダイシングブレードを３０００〜４０００ｒｐｍ程度に高速回転させると共に、ダイシングブレードの冷却並びに切削屑を除去する目的で洗浄用に純水を吹き付けるようにしている（図示せず）。切断後、ダイシング装置からフラットリングに固定されたダイシングシート７ごとフルカットされた機能性デバイス１０を取り出す。なお、機能性デバイス１０の材質や構造によってはハーフカットで十分な場合もある。
【００４４】
次に、仮固定シート剥離工程を行う。この仮固定シート剥離工程では、ダイシングにより複数に切断された仮固定シート６を各機能性デバイス１０の機能性薄膜２側から取り除くため、ダイシングシート７が貼られたフラットリングごと、仮固定シート６の特性に応じて紫外線照射処理、水溶液への投入処理、加熱処理等を行うことで切断された仮固定シート６を容易に剥離することが可能となる。ここで、加熱剥離型粘着シートの場合は、個々に切断された仮固定シート６を熱風乾燥器、ホットプレート、近赤外線ランプなどにより加熱して剥離することができる。好適には、熱伝導性に優れた金属板にヒーターが内蔵されたプレートを剥離部材９として用い、切断された仮固定シート６を剥離部材９に押し付け均一に圧力を加えながら、均一に加熱する（例えば、１２０℃、１分間）。
【００４５】
これにより、加熱剥離型粘着シートの粘着剤中に含有された熱膨張性微粒子が大きく膨らむことにより粘着剤層表面に微小な凹凸が生じ、仮固定シート６とシリコンウエハ３の機能性薄膜２とが面で接着した比較的強固な接着から点での接着へと変化する。仮固定シート６の接着面積が減少し粘着力が大きく低下させることができる。その後、仮固定シート６を剥離部材９に設けられた細孔から吸引固定し、シリコンウエハ３の機能性薄膜２側から剥離部材９ごと持ち上げることで機能性デバイス１０を破壊することなく比較的簡単に仮固定シート６を剥離することができる（図１（ｃ））。
【００４６】
引き続き、本願発明においては切断された複数の仮固定シート６がそれぞれ剥離されダイシングシート７上で切断固定された複数の機能性デバイス１０にある有機物を除去する有機物除去工程を行う。これは個別に切断された仮固定シート６が剥離されたものに、ドライ処理により機能性デバイス１０の表面に付着した不要な有機物を除去することで、性能を向上しえる機能性デバイス１０とすることができる。また、機能性デバイス１０が機能性薄膜２の厚み方向に貫設され空洞５に連通するスリット４を有するものの場合は、各スリット４もしくは空洞５の内側面の少なくとも一方に付着した有機物を好適に除去することができる。本発明の有機物除去工程としては、紫外線や高周波マイクロ波を酸素ガスに照射させ生成したオゾンを用いること等により不要な有機物を除去することが挙げられる（図１（ｄ））。
【００４７】
このような一例として用いられる紫外線オゾン（ＵＶオゾン）洗浄法は、短波長紫外線を利用した感光プロセスで、不要な有機物は短波長の紫外線を吸収することにより分解される。酸素分子に１８４．９ｎｍの紫外線を照射させるとオゾンとなり、オゾンに２５３．７ｎｍの波長の紫外線を照射させると分解され、同時に活性酸素を生成する。２５３．７ｎｍの紫外線のほとんどがハイドロカーボンとオゾンによって吸収される。この有機物分子の分解による生成物は活性酸素と反応し、揮発性分子となって機能性デバイス１０から脱離することになる。１８４．９ｎｍと２５３．７ｎｍの両波長が存在するときは酸素元素が発生し続けオゾンとなり分解されることになる。
【００４８】
より具体的には、仮固定シート６が剥離された機能性デバイス１０に処理させることで機能性デバイス１０の表面にあるスリット４内やシリコン基板１に設けられた空洞５に付着した不要な有機物を分解表面脱離により除去することが可能となる。このようなＵＶオゾン洗浄法として、ＵＶオゾン洗浄用の密閉処理装置に１８５ｎｍと２５４ｎｍとを発光する低圧水銀ランプを好適に用いることができる。密閉処理装置内には酸素（Ｏ2ガス）を、１〜２０Ｌ／ｍｉｎ（例えば、５Ｌ／ｍｉｎ）で流しつつ排気し常圧に維持する。また、ＵＶオゾン洗浄用の密閉処理装置内は室温から３５０℃（例えば、１５０℃）に設定することが好ましく、処理時間は１〜１２０ｍｉｎの範囲で適宜設定すればよい。
【００４９】
なお、機能性デバイス１０にさらにアッシング（灰化）処理を施すこともできる。この場合、アッシング装置のチャンバ内のウエハホルダに機能性デバイス１０を配置した後、アッシングの条件として、チャンバ内に酸素を標準状態で１〜１０００ｃｃ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）（例えば２ｃｃ/ｍｉｎ（ｓｃｃｍ））流しつつ排気し、チャンバ内の圧力を１３〜２６６Ｐａ（例えば、１０４Ｐａ）とする。ウエハホルダの温度を室温〜２５０℃（例えば１８０℃）に安定させた上で、ＲＦパワーを１００〜１ＫＷ（例えば、４５０Ｗ）、１〜１２０分（例えば、６０分）供給することでアッシング処理を行うことができる。
【００５０】
その後、ダイシングシート７上からチップボンダー等を用いてダイシングされたチップを剥離等して個々の機能性デバイス１０として利用することができる（図１（ｅ））。
【００５１】
このような方法により製造された機能性デバイス１０である赤外線アレイセンサ３２は、それぞれ機能性薄膜２の損傷もなく、また機能性デバイス１０の表面に付着した不要な有機物による熱特性の変化がない高感度の赤外線アレイセンサ３２を量産性よく製造することができる。さらに、シリコンウエハ３から取り出された、各赤外線アレイセンサ３２間のセンサ特性が均一な赤外線アレイセンサ３２を製造することができる。
【００５２】
（実施形態２）
本実施形態２は、本願発明の半導体装置の構成例を図５に、その機能説明を図６に示し図７にその製造工程を示してある。実施形態１で説明した熱型赤外線検出部３０を４個持った赤外線アレイセンサ３２と、この赤外線アレイセンサ３２と別途形成され機能性デバイス１０である赤外線アレイセンサ３２と協働する信号処理用ＩＣチップ３３を接着層３７（例えばガラスやＡｕＳｉ、半田が挙げられる。有機物であればエポキシ樹脂を好適に用いることができるが、無機物を用いることがより好ましい。）を用いて、それぞれ図５の平面図のごとくパッケージ基体３６内に接着させ固定配置してある。具体的には金属からなるパッケージ基体３６にそれぞれ半田により赤外線アレイセンサ３２の裏面と、信号処理用ＩＣチップ３３の裏面とを接着させる。また、赤外線アレイセンサ３２の、各出力用パッド２４、基準バイアス用パッド２６と、信号処理用ＩＣチップ３３の各入力用パッド３１とをワイヤ３５（例えば、金線やアルミニウム線）により個別にワイヤボンディングして電気的に接続させる（図７（ａ））。
【００５３】
なお、赤外線アレイセンサ３２の出力用パッド２４、基準バイアス用パッド２６と信号処理用ＩＣチップ３３の入力用パッド３１をワイヤボンディング装置によりワイヤ３５で効率的に電気的に接続させるために、平面視矩形状である赤外アレイセンサ３２の一方の辺側に各出力用パッド２４と基準バイアス用パッド２６が配置され、同様に赤外線アレイセンサ３２の各出力パッド２４等が配置された辺と対向する信号処理用ＩＣチップ３３の一方の辺側に各入力用パッド３１を配置してある。このように信号処理用ＩＣチップ３３の入力用パッド３１を赤外線アレイセンサ３２の出力用パッド２４等と隣接して実装させた場合、ワイヤ３５の配線長を短くすることができ、外来ノイズの影響を受け難く高品質の半導体装置４０とすることができる。信号処理用ＩＣチップ３３は図６のごとく赤外線アレイセンサ３２の各出力用パッド２４（Ｖout-1、Ｖout-２、Ｖout-３、Ｖout-４）および基準バイアス用パッド２６（Ｖref）からの出力電力を信号処理用ＩＣチップ３３側の各入力用パッド３１（Ｖin-1、Ｖin-２、Ｖin-３、Ｖin-４）で受けマルチプレクサ（ＭＵＸ）および増幅回路（ＡＭＰ）により選択的に順次信号を抽出し増幅処理できるように構成してある。本実施形態２では、少なくともパッケージ基体３６は、有機物除去工程によって機能デバイスである赤外線アレイセンサ３２と同時に有機物を除去してある（図７（ｂ））。なお、信号処理用ＩＣチップ３３は、赤外線アレイセンサ３２やパッケージ基体３６と同時に有機物除去工程によって不要な有機物を除去してもよいし、別途有機物を除去してもよい。
【００５４】
このような有機物除去工程としてのアッシング処理はそのパッケージ基体３６内に配置された赤外線アレイセンサ３２や信号処理用ＩＣチップ３３などの大きさ、数、使用材料によって随時適用することができるが、例えば光励起アッシングとしてオゾンアッシング装置やプラズマアッシング装置を利用することができる。
【００５５】
次に、アッシング処理されたパッケージ基体３６の上面をキャップ３９で封止して半導体装置４０を構成するため、パッケージ基体３６の淵に封止接着層３８としてガラスを用いてシリコンからなるキャップ３９と接着硬化してある（図７（ｃ））。
【００５６】
なお、キャップ３９とパッケージ基体３６とは予め実施形態１の有機物除去工程と同様にして有機物を別途除去していてもよい。
【００５７】
このような、封止に用いられる封止接着層３８はガラスに代え所望に応じてＡｕＳｉ、半田、有機系ならばエポキシ樹脂などを利用することもできる。アッシング処理後に、キャップ３９で封止するに際し、真空処理装置内でアッシング時に流した酸素を止め、パッケージ基体３６の内部が汚染されないように真空密封或いは、アッシング時に流した酸素の代わりに各機能性デバイス１０等に曝しても実質的に影響のないガス（例えば、Ａｒガスなどの不活性ガスや窒素ガス（Ｎ２））等を加圧状態でパッケージ基体３６とキャップ３９とを封止することにより揚圧（大気圧より高く）封止させることもできる。揚圧することにより気密封止されたパッケージ基体３６は大気からのガス流入がなく高信頼の半導体装置４０が実現できる。
【００５８】
本実施形態２では赤外線アレイセンサ３２を用いているため、キャップ３９の材料としては赤外線が透過可能なシリコン材料が好適に用いられる。なお、パッケージ基体３６内に配置される機能性デバイス１０として赤外線アレイセンサ３２の代わりに可視光センサを用いる場合にはキャップ３９としてガラス材料を、他の機能性デバイス１０では金属など機能性デバイス１０の特性を阻害しない材料を種々好適に利用できることはいうまでもない。
【００５９】
こうして形成された半導体装置４０を駆動させる場合、例えば、基準電圧として１．６５Ｖを印加させると、出力用パッド２４側には個々の熱型赤外線センサに生じた電圧が基準電圧に加えてそれぞれ出力される。出力された信号を信号処理用ＩＣチップ３３にて熱型赤外線センサごとに順次切り替えると共に増幅回路（ＡＭＰ）にて増幅することで、赤外線アレイセンサ３２の出力を得ることができる。なお、本実施形態２では信号処理用ＩＣチップ３３を赤外線アレイセンサ３２と別体に形成させているが、同一シリコン基板１上に赤外線アレイセンサ３２を形成するのと同時に作りこむことで集積化させることもできることはいうまでもない。本実施形態２においては、半導体装置４０内部の有機物が除去されているので有機物等からの脱ガスにより赤外線透過特性が変化することもなく、性能を向上しえる半導体装置４０とすることができる。同様に真空密閉した場合においては、脱ガスによる真空度変化がなく性能を向上しえる半導体装置４０とすることができる。
【００６０】
上述の各実施形態では、機能性デバイス１０として、赤外線アレイセンサ３２を例示したが、この他、１軸加速度センサ、２軸加速度センサ、３軸加速度センサ、ジャイロセンサ、圧力センサ、マイクロアクチュエータ、マイクロホン、超音波センサなどにも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施形態１で示した機能性デバイスの製造方法の概略工程断面図である。
【図２】同上で示した機能性デバイスとしての赤外線アレイセンサであり、図２（ａ）はその概略平面図、（ｂ）はその等価回路図である。
【図３】同上で示した赤外線アレイセンサの一部を構成する熱型赤外線センサであり、(ａ)はその概略平面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ’概略断面図である。
【図４】同上の製造方法の説明図である。
【図５】実施形態２の赤外線アレイセンサを搭載した半導体装置の模式的平面図である。
【図６】同上の半導体装置の機能説明図である。
【図７】同上の赤外線アレイセンサを搭載した半導体装置の製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  シリコン基板（基板）
２  機能性薄膜
３  シリコンウエハ（ウエハ）
４  スリット
５  空洞
６  仮固定シート
７  ダイシングシート
９  剥離部材
１０  機能性デバイス
３３  信号処理用ＩＣチップ
３６  パッケージ基体
３７  接着層
３８  封止接着層
３９  キャップ
４０  半導体装置
【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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