(57)【要約】      （修正有）【課題】完成品となる前に気密の状態が確認でき、電子部品の生産性を向上させる手段の提供。【解決手段】金属材料が埋められたテーパのついた貫通穴を有するウェハの気密漏れを検査するウェハの気密漏れ検査装置であって、前記ウェハの一方の主面の外周縁と密着して圧力作用空間を形成する圧力作用側アダプター１１０と、この圧力作用側アダプター１１０の前記圧力作用空間内の圧力を測定する圧力計測手段１２０と、前記ウェハの他方の主面の外周縁と密着して流量測定用空間を形成する流量測定側アダプター１３０と、この流量測定側アダプター１３０内を流れる流体の流量を測定する流量計測手段１４０と、を備えて構成されることを特徴とする。【選択図】図１
2010087250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料が埋められたテーパのついた貫通穴を有するウェハの気密漏れを検査するウェハの気密漏れ検査装置であって、
前記ウェハの一方の主面の外周縁と密着して圧力作用空間を形成する圧力作用側アダプターと、
この圧力作用側アダプターの前記圧力作用空間内の圧力を測定する圧力計測手段と、
前記ウェハの他方の主面の外周縁と密着して流量測定用空間を形成する流量測定側アダプターと、
この流量測定側アダプター内を流れる流体の流量を測定する流量計測手段と、
を備えて構成されることを特徴とするウェハの気密漏れ検査装置。
【請求項２】
前記ウェハは、貫通穴の開口の広い側を圧力が高く作用する側の空間に向けて前記圧力作用側アダプターと流量測定側アダプターとに密着して構成されることを特徴とする請求項１に記載のウェハの気密漏れ検査装置。
【請求項３】
金属材料が埋められたテーパのついた貫通穴を有するウェハの気密漏れを検査するウェハの気密漏れ検査方法であって、
前記ウェハの一方の主面の外周縁を塞いで圧力作用空間を形成すると共に、前記ウェハの他方の主面の外周縁を塞いで流量測定用空間を形成する空間形成工程と、
前記圧力作用空間内に圧力を作用させる圧力作用工程と、
前記圧力作用工程中に、流量測定用空間内の流体の流量を計測する流量計測工程と、
を有することを特徴とするウェハの気密漏れ検査方法。
【請求項４】
前記ウェハは、貫通穴の開口の広い側を圧力が高く作用する側の空間に向けて構成されることを特徴とする請求項１に記載のウェハの気密漏れ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通穴が塞がれたウェハの気密漏れ検査装置及びウェハの気密漏れ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子機器には電子部品を搭載した電子基板が用いられている。この電子基板には、金属膜からなる導通パターンが形成されており、この導通パターンに半田等でコンデンサ等のチップ部品を接合することで電子基板に電子部品を搭載している。
また、電子部品は、チップ部品の他に、凹部を有する容器に各種素子を搭載して凹部を封止した構造の圧電振動子や圧電発振器といった電子部品が含まれる。この電子部品に用いられる容器体は、ウェハの状態で複数個設けられており、ウェハの状態で容器体となる部分に設けられた各凹部にそれぞれ各種素子が搭載される。
【０００３】
ここで、圧電振動子に用いられる容器体ついて説明する。ウェハに設けられる導通パターンは、例えば、外部と電気的・機械的接続をするための外部端子と、圧電振動素子などの素子と導通を取るための搭載パッド及び引き回しパターンとがある。外部端子は、ウェハの一方の主面に設けられる搭載パッド等とは反対側のウェハの主面に設けられるため、貫通穴を介して導通するように構成される（例えば、特許文献１参照）。
このようなウェハの両主面にそれぞれ設けられた導通パターンを電気的に接続するために、電解めっき又は無電解めっきを行って貫通穴を埋めていた。
【０００４】
貫通穴が埋められたウェハは、ウェハに設けられた搭載パッドに圧電振動素子などの素子が導電性接着剤を介して電気的・機械的に接続され、蓋体で圧電振動素子を不活性ガス雰囲気中又は真空雰囲気中で気密封止した状態にされる。これにより、ウェハに複数の圧電振動子が設けられた状態となる。圧電振動子は、このウェハを切断、つまり、個片化することで製造される。
圧電振動子や圧電発振器の場合、個片にされた状態で気密封止が完全なものか否かを確認するための検査（以下、「リーク試験」という。）が行われる。
【０００５】
このリーク試験は、種々の方法が提案されている。
例えば、完全に封止したと確認されている確認済みの圧電振動子と、未確認の圧電振動子とを同一の容器内に配置し、確認済みの圧電振動子と未確認の圧電振動子との電気的特性の違いを測定する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この場合、測定した電気的特性に違いがあれば、未確認の圧電振動子はリーク、つまり、気密封止が完全ではないと判断できる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３４７３２９号公報
【特許文献１】特開２００５−３４７３２９号公報（段落０００２〜段落０００５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、リーク試験は製品として完成した、例えば、圧電振動子の状態で行われるので、リークしている部分が容器体を封止している蓋との接合に問題があるのか他に問題があるのかは不明で、単に、電気的特性の違いで気密封止が完全でないと判断することがある。これにより、完成した後での判断となっているため、価値のある搭載部品、接合部品、形成される金属膜などが無駄になる場合がある。
また、気密が完全になっていない部分が特定されないので、生産性が悪くなることがある。
【０００８】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、完成品となる前に気密の状態が確認でき、電子部品の生産性を向上させるウェハの気密漏れ検査装置及びウェハの気密漏れ検査方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明は、金属材料が埋められたテーパのついた貫通穴を有するウェハの気密漏れを検査するウェハの気密漏れ検査装置であって、前記ウェハの一方の主面の外周縁と密着して圧力作用空間を形成する圧力作用側アダプターと、この圧力作用側アダプターの前記圧力作用空間内の圧力を測定する圧力計測手段と、前記ウェハの他方の主面の外周縁と密着して流量測定用空間を形成する流量測定側アダプターと、この流量測定側アダプター内を流れる流体の流量を測定する流量計測手段と、を備えて構成されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記ウェハは、貫通穴の開口の広い側を圧力が高く作用する側の空間に向けて前記圧力作用側アダプターと流量測定側アダプターとに密着して構成されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、金属材料が埋められたテーパのついた貫通穴を有するウェハの気密漏れを検査するウェハの気密漏れ検査方法であって、前記ウェハの一方の主面の外周縁を塞いで圧力作用空間を形成すると共に、前記ウェハの他方の主面の外周縁を塞いで流量測定用空間を形成する空間形成工程と、前記圧力作用空間内の圧力を高める圧力作用工程と、前記圧力作用工程中に、流量測定用空間内の流体の流量を計測する流量計測工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記ウェハは、貫通穴の開口の広い側を圧力が高く作用する側の空間に向けて構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
このようなウェハの気密漏れ検査装置によれば、ウェハの状態で塞がれた貫通穴の気密状態を確認できるため、気密漏れとなっているウェハを用いずに電子部品を製造することができる。
また、貫通穴の開口の広い側を圧力が高く作用する側の空間に向けるため、圧力の作用によって貫通穴を塞ぐ金属材料が破壊されるのを防ぐことができる。
【００１４】
また、このようなウェハの気密漏れ検査方法によれば、ウェハの状態で塞がれた貫通穴の気密状態を確認できるため、気密漏れとなっているウェハを用いずに電子部品を製造することができる。また、貫通穴の開口の広い側を圧力が高く作用する側の空間に向けるため圧力の作用によって貫通穴を塞ぐ金属材料が破壊されるのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各構成要素について、状態をわかりやすくするために、誇張して図示している。
【００１６】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本発明の実施形態に係るウェハの気密漏れ検査装置１００は、金属材料２０で埋められた貫通穴を有するウェハ１０の気密状態を検査する装置である。
【００１７】
まず、図１に示す本発明の実施形態に係るウェハの気密漏れ検査装置１００に用いられるウェハ１０と金属材料２０について説明する。
【００１８】
（ウェハ）
図２に示すウェハ１０は、ガラス、ガラスセラミック、結晶化ガラス、シリコン（Ｓｉ）、焼成が完了したセラミックスのいずれかからなり、複数の貫通穴１１が設けられている。なお、このウェハ１０は、例えば、水晶からなる板状部材を複数まとめた集合基板となっている。また、このウェハ１０は、円板状に形成されているが、四角形状で形成されていても良い。
【００１９】
図２（ｂ）に示す貫通穴１１は、例えば、従来周知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術により形成される。なお、貫通穴１１は、サンドブラスト技術で形成しても良い（図２（ａ）参照）。説明をわかり易くするために、貫通穴１１がサンドブラスト技術で形成された場合について説明する。
この貫通穴１１は、貫通穴１１の形成を始めた一方の開口の直径が、貫通穴１１の形成を終えた他方の開口の直径よりも大きくなっている。言い換えれば、この貫通穴１１は、一方の主面側から他方の主面側に向かうにつれて拡径するように、つまり、テーパがつけられて形成されている。
また、貫通穴１１の開口の広い側の半径Ｒ１は、ウェハ１０の厚さをＴとしたとき、Ｒ１＜Ｔの関係となっているのが好ましい。
このウェハ１０は、図２（ｃ）に示すように、形成された貫通穴１１を有するウェハ１０に下地金属膜Ｃが蒸着により形成されている。このとき、蒸着により、貫通穴１１の内部にも下地金属膜Ｃが設けられる。
なお、下地金属膜Ｃには、Ｃｒ、Ｎｉ、ニクロム、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉなどを用いることができる。
【００２０】
（金属材料）
図２（ｄ）に示す金属材料２０は、例えば、Ａｕ（金）からなる。この金属材料２０は、球状に形成されており、貫通穴１１に入れられたときに、金属材料２０の中心位置がウェハ１０の厚みの範囲に位置する大きさで形成されている。つまり、金属材料２０の中心位置は、ウェハ１０の内部に位置していることとなる。
例えば、貫通穴１１の広い開口側の半径Ｒ１をＡとし、狭い側の開口の半径Ｒ２がＡ／２とした場合、金属材料２０の半径Ｒ３をＡ×３／４とすれば、金属材料２０の中心位置がウェハ１０の内部に位置することとなる。
【００２１】
なお、金属材料２０は、後述する圧入の前であって貫通穴１１に入れられたとき、必ず、一部がウェハ１０からはみ出る大きさになっている。
このような大きさで金属材料２０を形成するのは、金属材料２０の中心位置がウェハ１０の厚み内に入っていない場合、金属材料２０の容積が貫通穴１１の容積より大きくなり、圧入したあと、貫通穴１１からはみ出し、ウェハ１０を破損させる恐れがある。また、金属材料２０の中心位置がウェハ１０の厚み内にあったとしてもウェハ１０からはみ出る部分がなければ、圧入ができなくなり、金属材料２０を変形させて貫通穴１１を埋めることができなくなる。
したがって、金属材料２０は、前記のとおり、一部がウェハ１０からはみ出る大きさであって、中心位置がウェハ１０の厚み内にあるように形成するのが良い。
これにより、球状の金属材料が、貫通穴に入れられたときに、金属材料の中心位置がウェハの厚みの範囲にあることにより、貫通穴の側面に確実に密着するので（図２（ｅ）参照）、気密漏れをなくすことができる。
【００２２】
（ウェハの気密漏れ検査装置）
図１（ａ）及び（ｂ）に示す本発明の実施形態に係るウェハの気密漏れ検査装置１００は、圧力作用側アダプター１１０、圧力計測手段１２０、流量測定側アダプター１３０、流量計測手段１４０とから主に構成されている。
【００２３】
圧力作用側アダプター１１０は、板状の圧力作用側アダプター本体部１１１と、この圧力作用側アダプター本体部１１１に設けられる第一の枠部１１２と、この第一の枠部１１２内であって圧力作用側アダプター本体部１１１に設けられる圧力作用側配管１１３と、後述する圧力計測手段１２０を接続するための第一の接続部１１４とから構成されている。
【００２４】
圧力作用側アダプター本体部１１１は、例えば、ウェハ１０と同一の平面形状で形成されている。
この圧力作用側アダプター本体部１１１は、後述する第一の枠部１１２内に位置するように圧力作用側配管１１３が設けられている。この圧力作用側配管１１３は、一方の端部が、例えば、コンプレッサーなどの加圧手段又は吸引ポンプ、真空ポンプ、真空発生器いずれか一つの減圧手段などの圧力作用手段Ｐと接続され、他方の端部が圧力作用側アダプター本体部１１１と接続されている。
【００２５】
第一の枠部１１２は、ウェハ１０の余白となる外周縁に接触するように環状に形成されている。この第一の枠部１１２は、圧力作用側アダプター本体部１１１の一方の主面に設けられている。この第一の枠部１１２と圧力作用側アダプター本体部１１１とで第一の凹部空間Ｋ１が形成されている。なお、この第一の凹部空間Ｋ１がウェハ１０で塞がれることで圧力作用空間Ｋａ１が形成される。
【００２６】
この第一の枠部１１２は、例えば、ウェハ１０の外周縁側の表面と密着する面に緩衝材Ｄが設けられている。これにより、ウェハ１０と接触してもウェハ１０に傷が付くのを防ぐことができ、また、加圧や減圧などの圧力を作用させた際に、ウェハ１０との接触面からの圧力漏れを防ぐことができる。
また、第一の枠部１１２は、側面に第一の接続部１１４が設けられており、後述する圧力計測手段１２０を接続することができるようになっている。
この第一の接続部１１４は、中空のパイプ状になっており、第一の枠部１１２に例えば、溶接などで接合されている。
【００２７】
圧力計測手段１２０は、この圧力作用側アダプター１１０の圧力作用空間Ｋａ１内の圧力を測定する役割を果たす。
この圧力計測手段１２０は、例えば、圧力計が用いられ、この圧力計に設けられている表示部により圧力作用空間Ｋａ１内の圧力の値を把握することができる。
【００２８】
流量測定側アダプター１３０は、板状の流量測定側アダプター本体部１３１と、この流量測定側アダプター本体部１３１に設けられる第二の枠部１３２と、この第二の枠部１３２内であって流量測定側アダプター本体部１３１に設けられる流量測定側配管１３３とから主に構成されている。
【００２９】
流量測定側アダプター本体部１３１は、例えば、ウェハ１０と同一の平面形状で形成されている。
この流量測定側アダプター本体部１３１は、後述する第二の枠部１３２内に位置するように流量測定側配管１３３が設けられている。この流量測定側配管１３３は、一方の端部が、流量測定側アダプター本体部１３１と接続され、他方の端部が開口した状態となっている。また、流量測定側配管１３３は、管路の間に後述する流量計測手段１４０が接続されている。
【００３０】
第二の枠部１３２は、ウェハ１０の余白となる外周縁に接触するように環状に形成されている。この第二の枠部１３２は、流量測定側アダプター本体部１３１の一方の主面に設けられている。この第二の枠部１３２と流量測定側アダプター本体部１３１とで第二の凹部空間Ｋ２を形成している。なお、この第二の凹部空間Ｋ２がウェハ１０で塞がれることで流量測定用空間Ｋａ２が形成される。
この第二の枠部１３２は、例えば、ウェハ１０の外周縁側の表面と密着する面に緩衝材Ｄが設けられている。これにより、ウェハ１０と接触してもウェハ１０に傷が付くのを防ぐことができ、また、加圧や減圧などの圧力を作用させた際に、ウェハ１０との接触面からの圧力漏れを防ぐことができる。
また、第二の枠部１３２は、側面に第二の接続部１１４が設けられており、後述する流量計測手段１４０を接続することができるようになっている。
【００３１】
流量計測手段１４０は、流量測定側アダプター１３０内を流れる流体の流量を測定する役割を果たす。
この流量計測手段１４０は、例えば、流量計が用いられ、この流量計に設けられている表示部により流量測定用空間Ｋａ２内を流れた流体の流量の値を把握することができる。
つまり、流量測定用空間Ｋａ２内を流れる流体は、流量測定側配管１３３を通ることとなる。そのため、この流量測定側配管１３３の管路の間に設けられている流量計測手段１４０は、流れている流体の流量を測定することができる。
【００３２】
このように、本発明の実施形態に係るウェハの気密漏れ検査装置１００を構成したので、ウェハ１０に隙間が形成されている場合に、流量測定用空間Ｋａ２内を流体が流れるため、流量計測手段１４０が流量測定用空間内を流れる流体の流量を測定することとなる。したがって、流量計測手段１４０が流量を表示する場合は、ウェハ１０に気密漏れが生じていると判断することができる。
【００３３】
したがって、このようなウェハの気密漏れ検査装置１００によれば、ウェハの状態で塞がれた貫通穴１１の気密状態を確認できるため、気密漏れのあるウェハを用いずに電子部品を製造することができる。
また、貫通穴１１の開口の広い側を圧力が高く作用する側の空間に向けるため、圧力の作用によって貫通穴１１を塞ぐ金属材料２０が破壊されるのを防ぐことができる。
【００３４】
（ウェハの気密漏れ検査方法）
次に、本発明の実施形態に係るウェハの気密漏れ検査方法について説明する。
本発明の実施形態に係るウェハの気密漏れ検査方法は、空間形成工程、圧力作用工程、流量計測工程を有している。
【００３５】
（空間形成工程）  
空間形成工程は、ウェハ１０の一方の主面の外周縁を塞いで圧力作用空間Ｋａ１を形成すると共に、ウェハ１０の他方の主面の外周縁を塞いで流量測定用空間Ｋａ２を形成する工程である。
例えば、平板状の圧力作用側アダプター本体部１１１とウェハ１０の余白となる外周縁に緩衝材Ｄを介して接触する第一の枠部１１２とで第一の凹部空間Ｋ１が形成された圧力作用側アダプター１１０と、平板状の流量測定側アダプター本体部１３１とウェハ１０の余白となる外周縁に緩衝材Ｄを介して接触する第二の枠部１３２とで第二の凹部空間Ｋ２が形成された流量測定側アダプター１３０とでウェハ１０を挟み込み、ウェハ１０で塞がれた第一の凹部空間Ｋ１を圧力作用空間Ｋａ１とし、ウェハ１０で塞がれた第二の凹部空間Ｋ２を流量測定用空間Ｋａ２とする。
【００３６】
ここで、前記の通り、圧力作用側アダプター本体部１１１には圧力作用側配管１１３を介して加圧手段又は減圧手段などの圧力作用手段Ｐが接続されている。
以後、圧力作用側アダプター本体部１１１に圧力作用手段Ｐとして加圧手段が接続されている場合について説明する。
【００３７】
ウェハ１０は、貫通穴１１の開口の広い側を圧力が高く作用する側の空間に向けられている。つまり、ウェハ１０に設けられている貫通穴１１の開口が広い側が、圧力が高くなる圧力作用空間Ｋａ１の方に向けられている。この状態で、圧力作用側アダプター１１０と流量測定側アダプター１３０とでウェハ１０を挟み込む。
【００３８】
（圧力作用工程）
圧力作用工程は、圧力作用空間Ｋａ１内に圧力を作用させる工程である。
例えば、コンプレッサーなどの気体を供給する加圧手段などの圧力作用手段Ｐにより圧力作用空間Ｋａ１内の圧力を高くしていく。このとき、ウェハ１０が破壊されない程度の圧力を作用させる。また、このウェハ１０を破壊しない程度の所定の圧力となった場合には、その圧力を一定に保持しておく。
【００３９】
（流量計測工程）
流量計測工程は、圧力作用工程中に、流量測定用空間Ｋａ２内の流体の流量を計測する工程である。
流量測定側アダプター１３０には、例えば、流量計などの流量計測手段１４０が接続している。そのため、流量計測手段１４０は、流量測定用空間Ｋａ２内の流体が流量測定側配管１３３を介して流れ出した場合に、測定した値を表示する。
【００４０】
したがって、ウェハ１０に設けられた貫通穴１１が金属材料２０で隙間なく塞がれている場合、流量測定用空間Ｋａ２内の流体は動かないため、流量計測手段１４０は、流量を測定することができず、測定値「０」を表示したままとなる。これにより、ウェハ１０の気密漏れがない良好の状態と判断することができる。
【００４１】
しかし、ウェハ１０に設けられた貫通穴１１が金属材料２０で隙間を有して設けられている場合、流量測定用空間内の流体は、ウェハ１０側から流量測定側配管１３３側へ動くこととなる。これにより、流量計測手段１４０は、流量を測定し、測定した流量の値を表示することとなる。これにより、ウェハ１０の気密状態は不良、つまり気密漏れと判断することができる。
不良となったウェハ１０は、その後の製品の製造に用いず、金属材料２０の部分をエッチング等で剥がし、金属材料の再利用を図る。
【００４２】
このようにウェハの気密漏れ検査方法を構成したので、ウェハの状態で塞がれた貫通穴１１の気密状態を確認でき、気密漏れがあるウェハを用いずに電子部品を製造することができる。
また、貫通穴１１の開口の広い側を圧力が高く作用する側の空間に向けるため、圧力の作用によって貫通穴を塞ぐ金属材料が破壊されるのを防ぐことができる。
【００４３】
なお、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、金属材料２０の材質は、Ａｕに限定されず、導通パターンと導通可能な金属材料を用いることができる。例えば、Ｃｕ、Ａｌ、金すず、金ゲルマニウム、はんだボールなどを用いることができる。
【００４４】
また、圧力計測手段１２０は、圧力作用側配管１１３に設けても良い。例えば、第一の接続部１１４を圧力作用側配管１１３に設けて、この第一の接続部１１４に圧力計測手段１２０を接続して用いても良い。
【００４５】
また、圧力作用側アダプター１１０に減圧手段などの圧力作用手段を接続しても良い。
この場合、ウェハ１０に設けられた貫通穴は、開口が広い側を流量測定用空間側に向けられている。この状態において、減圧手段を動作させていない場合、流量測定用空間は大気圧の状態となっている。ここから減圧手段により圧力作用空間が減圧され、ウェハ１０に隙間が生じていると、流量測定用空間から圧力作用空間へ流体の流れが生じる。流量計測手段１４０は、この流体の流れを計測することができる。したがって、圧力作用手段に減圧手段を用いてもウェハの気密漏れの検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（ａ）本発明の実施形態に係るウェハの気密漏れ検査装置のウェハを挟む前の一例を示す概念図であり、（ｂ）はウェハを挟んだ後の一例を示す概念図である。
【図２】（ａ）はウェハに貫通穴を形成する前の状態の一例を示す概念図であり、（ｂ）はウェハに貫通穴が設けられた状態の一例を示す概念図であり、（ｃ）はウェハに下地金属膜を設けた一例を示す概念図であり、（ｄ）は貫通穴に金属材料を入れた状態の一例を示す概念図であり、（ｅ）は金属材料を圧入した状態の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０    ウェハ
１１    貫通穴
２０    金属材料
１００  ウェハの気密漏れ検査装置
１１０  圧力作用側アダプター
１１１  圧力作用側アダプター本体部
１１２  第一の枠部
１１３  圧力作用側配管
１１４  第一の接続部
１２０  圧力計測手段
１３０  流量測定側アダプター
１３１  流量測定側アダプター本体部
１３２  第二の枠部
１３３  流量測定側配管
１４０  流量計測手段
Ｄ      緩衝材
Ｋ１    第一の凹部空間
Ｋ２    第二の凹部空間
Ｋａ１  圧力作用空間
Ｋａ２  流量測定用空間
Ｐ      圧力作用手段
【図１】
2010087250.tif 000003
【図２】
2010087250.tif 000004