(57)【要約】【課題】センシング部に印加される応力を低減する。【解決手段】センサチップ２０として、封止部材４０に封止される部分のうち封止部材４０に対するセンシング部２１の突出方向と直交する方向の両端に溝５９、７４を形成し、溝５９、７４を含む領域に封止部材４０よりヤング率の低い緩和部材６０、７７を用いる。これによれば、緩和部材６０、７７にて封止部材４０から印加される応力を低減することができ、検出精度が低下することを抑制することができる。【選択図】図１
2014102225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面および前記一面と反対側の他面を有し、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（２１）が形成されたセンサチップ（２０）と、
前記センシング部を露出させつつ前記センサチップの一部を封止することによって前記センサチップを片持ち支持する封止部材（４０）と、を備え、
前記センサチップは、前記封止部材に封止される部分のうち前記封止部材に対する前記センシング部の突出方向と直交する方向の両端に溝（５９、７４）が形成され、前記溝を含む領域に前記封止部材よりヤング率の低い緩和部材（６０、７７）が配置されていることを特徴とする物理量センサ。
【請求項２】
前記センサチップは、前記センシング部が形成されたセンサ部（５０）と、前記センサ部に接合される接合部材（７０、１１０）と、を有し、
前記センサ部には前記溝（５９）としてセンサ部用溝が形成され、前記接合部材には前記溝（７４）として接合部材用溝が形成されており、
前記緩和部材は、前記センサ部用溝および前記接合部材用溝を含む領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の物理量センサ。
【請求項３】
前記センサ部用溝と前記接合部材用溝とが繋がっていることを特徴とする請求項２に記載の物理量センサ。
【請求項４】
前記センサチップは、前記溝に加えて、前記封止部材に封止される前記一面および前記他面にも前記緩和部材が配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の物理量センサ。
【請求項５】
物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（２１）が形成されたセンサチップ（２０）と、
前記センシング部（２１）を露出させつつ前記センサチップの一部を封止することによって前記センサチップを片持ち支持する封止部材（４０）と、を備え、
前記センサチップは、前記封止部材に封止される部分のうち前記封止部材に対する前記センシング部の突出方向と直交する方向の両端に溝（５９、７４）が形成され、前記溝を含む領域に前記封止部材よりヤング率の低い緩和部材（６０、７７）が配置されている物理量センサの製造方法において、
複数のチップ形成領域を有するセンサチップ用ウェハ（１００）を用意する工程と、
前記チップ形成領域それぞれにおいて、チップ単位に分割された後に前記封止部材に封止される部分のうち、前記突出方向と直交する方向の両端に位置する部分に前記溝を形成する工程と、
前記溝を形成する工程の後、前記チップ形成領域それぞれにおいて、前記緩和部材を前記溝を含む領域に配置する工程と、
前記緩和部材を配置する工程の後、前記センサチップ用ウェハをダイシングラインに沿ってチップ単位に分割することにより、前記溝を含む領域に前記緩和部材が配置された前記センサチップを複数形成する工程と、
前記センシング部を露出させつつ、前記センサチップの一部を前記封止部材で封止する工程と、を行うことを特徴とする物理量センサの製造方法。
【請求項６】
前記センサチップ用ウェハを用意する工程では、前記センシング部が形成されるセンサ部用ウェハ（５４ａ）に接合部材用ウェハ（７０ａ）を接合してなるものを用意し、
前記溝を形成する工程では、前記センサ部用ウェハのうち前記接合部材用ウェハと接合される側と反対側の一面から前記溝（５９）としてのセンサ部用溝を形成する工程と、前記接合部材用ウェハのうち前記センサ部用ウェハと接合される側と反対側の一面から前記溝（７４）としての接合部材用溝を形成する工程とを行い、
前記緩和部材を配置する工程では、前記センサ部用ウェハの一面から前記センサ部用溝を含む領域に前記緩和部材を配置する工程と、前記接合部材用ウェハの一面から前記接合部材用溝を含む領域に前記緩和部材を配置する工程と、を行うことを特徴とする請求項５に記載の物理量センサの製造方法。
【請求項７】
前記溝を形成する工程では、前記センサ部用溝と前記接合部材用溝とを繋げることを特徴とする請求項６に記載の物理量センサの製造方法。
【請求項８】
前記溝を形成する工程では、ウェットエッチングで行うことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１つに記載の物理量センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部が形成されたセンサチップと、センシング部が露出するようにセンサチップの一部を封止して片持ち支持する封止部材とを備える物理量センサおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、特許文献１には、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部が形成されたセンサチップと、センシング部が露出するようにセンサチップの一部を封止して片持ち支持する封止部材とを備える物理量センサが提案されている。
【０００３】
具体的には、この物理量センサでは、センサチップは、平面形状が矩形状とされており、長手方向の一端部側に測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力するセンシング部が形成されている。そして、センシング部が露出するように、一端部側と反対側の他端部側が封止部材に封止されて片持ち支持されている。
【０００４】
このような物理量センサでは、例えば、センサチップの裏面全面を基板等の被搭載部材に固定してなる物理量センサと比較して、センサチップの長手方向の長さを適宜長くしてセンシング部を封止部材から遠ざけることにより、センサチップにおけるセンシング部と封止部材との間に位置する領域で封止部材から印加される熱応力等の応力を緩和することができる。このため、封止部材からセンシング部に応力が印加されることを抑制でき、検出精度が低下することを抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−４２３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記物理量センサにおいても、封止部材からセンシング部に印加される応力を完全に無くすことは困難であり、さらにセンシング部に印加される応力を低減することが望まれている。
【０００７】
なお、上記では、センシング部として応力に応じたセンサ信号を出力するものを例に挙げて説明したが、センシング部として加速度や角速度に応じたセンサ信号を出力するものにおいても同様の問題が発生する。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、センシング部に印加される応力を低減することができる物理量センサおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一面および一面と反対側の他面を有し、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（２１）が形成されたセンサチップ（２０）と、センシング部を露出させつつセンサチップの一部を封止することによってセンサチップを片持ち支持する封止部材（４０）と、を備え、センサチップは、封止部材に封止される部分のうち封止部材に対するセンシング部の突出方向と直交する方向の両端に溝（５９、７４）が形成され、溝を含む領域に封止部材よりヤング率の低い緩和部材（６０、７７）が配置されていることを特徴としている。
【００１０】
これによれば、緩和部材にて封止部材から封止される応力を緩和することができ、検出精度が低下することを抑制することができる。また、緩和部材にて封止部材から封止される応力を緩和することができるため、封止部材がセンサチップから剥離することを抑制することもできる。
【００１１】
例えば、請求項２に記載の発明のように、センサチップは、センシング部が形成されたセンサ部（５０）と、センサ部に接合される接合部材（７０、１１０）と、を有し、センサ部には溝（５９）としてセンサ部用溝が形成され、接合部材には溝（７４）として接合部材用溝が形成されており、緩和部材は、センサ部用溝および接合部材用溝を含む領域に配置されているものとすることができる。
【００１２】
この場合、請求項３に記載の発明のように、センサ部用溝と接合部材用溝とが繋がっているものとすることができる。
【００１３】
これによれば、センサチップ２０のうち封止部材で封止される側面全面に緩和部材が配置されるため、さらに応力を緩和することができる。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４に記載の発明の製造方法に関する発明であり、複数のチップ形成領域を有するセンサチップ用ウェハ（１００）を用意する工程と、チップ形成領域それぞれにおいて、チップ単位に分割された後に封止部材に封止される部分のうち、突出方向と直交する方向の両端に位置する部分に溝を形成する工程と、溝を形成する工程の後、チップ形成領域それぞれにおいて、緩和部材を溝を含む領域に配置する工程と、緩和部材を配置する工程の後、センサチップ用ウェハをダイシングラインに沿ってチップ単位に分割することにより、溝を含む領域に緩和部材が配置されたセンサチップを複数形成する工程と、センシング部を露出させつつ、センサチップの一部を封止部材で封止する工程と、を行うことを特徴としている。
【００１５】
これによれば、緩和部材が配置されたセンサチップを同時に複数製造することができる。すなわち、例えば、チップ単位に分割した後、１チップ毎に緩和部材をそれぞれ配置する方法と比較して、製造工程を簡略化することができる。
【００１６】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態における物理量センサの断面図である。
【図２】（ａ）はセンサチップの表面図、（ｂ）はセンサチップの裏面図、（ｃ）はセンサチップの側面図である。
【図３】図２（ａ）中のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】図２（ａ）中のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】図１に示すセンサチップの製造工程を示す断面図である。
【図６】図５に続く製造工程を示す断面図である。
【図７】（ａ）は図５（ｂ）に対応する表面図、（ｂ）は図５（ｄ）に対応する表面図である。
【図８】（ａ）は図６（ａ）に対応する裏面図、（ｂ）は図６（ｂ）に対応する裏面図である。
【図９】本発明の他の実施形態における物理量センサの断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態における物理量センサのセンサチップの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、圧力を検出するセンシング部が形成されたセンサチップを備える物理量センサについて説明する。
【００２０】
図１に示されるように、本実施形態の物理量センサは、基板１０と、基板１０に搭載されるセンサチップ２０と、センサチップ２０と外部回路とを電気的に接続する接続端子３０と、センシング部２１を露出させつつ、センサチップ２０の一部を封止して片持ち支持する封止部材４０とを備えている。
【００２１】
基板１０は、ＣｕやＦｅ等の板材をエッチングやプレス加工等によって形成されるアイランドや接続リード等を有するリードフレームのアイランドにて構成されるものであり、矩形板状とされている。
【００２２】
センサチップ２０は、本実施形態では、センサ部５０とキャップ部７０とが接合されて構成され、一方向（図１中紙面左右方向）を長手方向とする直方体形状とされている。そして、センシング部２１が基板１０から突出するように一端部（図１中紙面右側の端部）側が基板１０に接合されていると共に封止部材４０に封止されている。
【００２３】
本実施形態のセンサ部５０は、図２（ｃ）および図３に示されるように、支持基板５１、埋込絶縁膜５２、半導体層５３が順に積層されてなる矩形板状とされたＳＯＩ基板５４を用いて構成されている。なお、図２（ｃ）は側面図であるが、埋込絶縁膜５２および後述する絶縁膜７２にハッチングを施してある。
【００２４】
そして、図３に示されるように、支持基板５１には、埋込絶縁膜５２に達する断面が矩形状の凹部５５が形成されている。これにより、凹部５５の底面を構成する埋込絶縁膜５２および半導体層５３によって薄肉のダイヤフラム５６が形成されている。
【００２５】
半導体層５３のうちダイヤフラム５６を構成する部分には、圧力によって抵抗値が変化する４個のゲージ抵抗５７（図３中では２つのみ図示）がブリッジ回路を構成するように形成されている。すなわち、本実施形態のセンサ部５０は、ダイヤフラム５６に圧力が印加されるとゲージ抵抗５７の抵抗値が変化してブリッジ回路の電圧が変化し、この電圧の変化に応じてセンサ信号を出力するものとされている。
【００２６】
なお、本実施形態では、ダイヤフラム５６およびゲージ抵抗５７にてセンシング部２１が構成されている。
【００２７】
さらに、半導体層５３には、ダイヤフラム５６を構成する部分よりも一端部側に配線層５８が形成されており、この配線層５８は、図３とは別断面において、各ゲージ抵抗５７の接続点と電気的に接続されている。
【００２８】
また、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示されるように、支持基板５１のうち封止部材４０に封止される一端部には、封止部材４０に対するセンシング部２１の突出方向（図２中紙面左右方向）と直交する方向の両端に位置する側面に埋込絶縁膜５２に達する溝５９が突出方向に沿って延設されている。つまり、図４に示される断面では、ＳＯＩ基板５４はＴ字状とされている。なお、本実施形態では、溝５９が本発明のセンサ部用溝に相当している。
【００２９】
そして、センサ部５０には、図２（ｂ）、図２（ｃ）、図３、図４に示されるように、溝５９から露出する埋込絶縁膜５２、溝５９の壁面（支持基板５１の側面）、支持基板５１の裏面のうち溝５９で挟まれる部分に、封止部材４０よりヤング率の低いＰＩＱ（ポリイミド・イソインドロ・キナゾシリオン、登録商標）等からなる緩和部材６０が配置されている。
【００３０】
キャップ部７０は、図２（ｃ）、図３に示されるように、シリコン基板７１の表面に絶縁膜７２が配置されて構成されており、絶縁膜７２がセンサ部５０と接合されている。なお、以下では、シリコン基板７１のうち絶縁膜７２が形成される面を表面とし、この表面と反対側の面を裏面として説明する。
【００３１】
シリコン基板７１は、センサ部５０のセンシング部２１と対向する位置に窪み部７３が形成されている。この窪み部７３は、キャップ部７０がセンサ部５０に貼り合わされることにより、センサ部５０（センシング部２１）との間に圧力基準室８０を構成するものである。
【００３２】
なお、本実施形態では、後述するように、センサ部５０とキャップ部７０とは、真空条件下で接合されるため、圧力基準室８０は真空圧とされている。
【００３３】
絶縁膜７２は、センサ部５０とシリコン基板７１とを絶縁するためのものでＳｉＯ２等の絶縁材料で構成されており、シリコン基板７１のうちセンサ部５０と対向する表面全面に形成されている。なお、もちろん窪み部７３の表面にも形成されている。
【００３４】
また、図２（ａ）、図２（ｃ）に示されるように、シリコン基板７１のうち封止部材４０に封止される一端部には、封止部材４０に封止される部分のうち突出方向と直交する方向の両端に位置する側面に絶縁膜７２に達する溝７４が突出方向に沿って延設されている。つまり、図４に示される断面では、シリコン基板７１および絶縁膜７２は逆Ｔ字状とされている。なお、本実施形態では、溝７４が本発明の接合部材用溝に相当している。
【００３５】
さらに、キャップ部７０には、図３に示されるように、封止部材４０に封止される一端部であって、溝７４が形成されていない領域に、キャップ部７０をセンサ部５０とキャップ部７０との積層方向に貫通する４個の貫通電極部７５が形成されている。
【００３６】
各貫通電極部７５は、シリコン基板７１および絶縁膜７２を貫通し、配線層５８を露出させる孔部７５ａと、この孔部７５ａの壁面からシリコン基板７１の裏面に渡って形成された絶縁膜７５ｂと、孔部７５ａの壁面に形成された絶縁膜７５ｂ上に配置されて孔部７５ａを埋め込み、一端部が配線層５８に接続される貫通電極７５ｃと、貫通電極７５ｃの他端部に接続され、シリコン基板７１の裏面側に形成された絶縁膜７５ｂ上に配置された接続部７５ｄとにより構成されている。
【００３７】
なお、絶縁膜７５ｂとしては、例えば、ＴＥＯＳ等が用いられ、貫通電極７５ｃおよび接続部７５ｄとしては、例えば、Ａｌ等が用いられる。
【００３８】
また、キャップ部７０には、絶縁膜７５ｂおよび接続部７５ｄを覆うシリコン窒化膜７６が形成されている。
【００３９】
さらに、キャップ部７０には、図２（ａ）、図２（ｃ）、図３、図４に示されるように、溝７４から露出する絶縁膜７２、溝７４の壁面（シリコン基板７１の側面）、シリコン基板７１の裏面のうち溝７４で挟まれる部分に、封止部材４０よりヤング率の低いＰＩＱ等からなる緩和部材７７が配置されている。
【００４０】
また、シリコン窒化膜７６および緩和部材７７には、接続部７５ｄの一部を露出させるコンタクトホール７６ａ、７７ａが形成されており、このコンタクトホール７６ａ、７７ａを介して接続部７５ｄと接続端子３０との電気的な接続が図れるようになっている。
【００４１】
なお、本実施形態では、センサ部５０に形成される溝５９と、キャップ部７０に形成される溝７４は同じ形状とされており、溝５９と溝７４は埋込絶縁膜５２、半導体層５３、絶縁膜７２を挟んで対称とされている。
【００４２】
以上が本実施形態におけるセンサチップ２０の構成である。なお、本実施形態では、シリコン基板７１のうち絶縁膜７２側と反対側の面が本発明のセンサチップの一面に相当し、支持基板５１のうち埋込絶縁膜５２側と反対側の面が本発明のセンサチップの他面に相当している。
【００４３】
接続端子３０は、図１に示されるように、基板１０の端部の外側にて基板１０とは分離して複数本配置されている。本実施形態では、これらの接続端子３０はリードフレームの接続リードにて構成され、それぞれコンタクトホール７６ａ、７７ａから露出する接続部７５ｄとワイヤ９０等を介して電気的に接続されている。
【００４４】
なお、特に図示しないが、センサチップ２０と接続端子３０との間に回路チップを接続し、センサ信号を回路チップで所定の演算をした後に接続端子３０から出力するようにしてもよい。
【００４５】
封止部材４０は、エポキシ樹脂等の一般的なモールド樹脂で構成され、センシング部２１および接続端子３０のアウターリード部を露出させつつ、センサチップ２０の一端部を封止して片持ち支持している。また、本実施形態では、封止部材４０は、センサチップ２０における他端部側の端部が緩和部材６０、７７と一致するようにセンサチップ２０の一端部を封止している。
【００４６】
以上が本実施形態における物理量センサの構成である。次に、上記物理量センサの製造方法について図５〜図８を参照しつつ説明する。
【００４７】
まず、図５（ａ）に示されるように、ウェハ状の支持基板５１ａ、埋込絶縁膜５２ａ、ｎ型の半導体層５３ａが積層されて構成され、複数のチップ形成領域を有するＳＯＩウェハ５４ａを用意する。そして、半導体層５３ａにボロン等のｐ型不純物をイオン注入して熱拡散することにより、各チップ形成領域にそれぞれゲージ抵抗５７や配線層５８を形成する。
【００４８】
また、ＳＯＩウェハ５４ａと同じサイズであり、キャップ部７０を構成するシリコン基板７１ａを用意する。次に、シリコン基板７１ａのうちセンシング部２１と対向する表面の一部をエッチングすることによって窪み部７３を形成する。その後、シリコン基板７１ａの表面に熱酸化法またはＣＶＤ法等によってＳｉＯ２等で構成される絶縁膜７２ａを形成してキャップウェハ７０ａを構成する。
【００４９】
なお、本実施形態では、ＳＯＩウェハ５４ａが本発明のセンサ部用ウェハに相当し、キャップウェハ７０ａが本発明の接合部材用ウェハに相当している。また、特に限定されるものではないが、支持基板５１ａおよびシリコン基板７１ａとしては、例えば、７２５μｍ程度の厚さを有するものが用いられる。
【００５０】
そして、ＳＯＩウェハ５４ａとキャップウェハ７０ａとを貼り合わせてセンサチップ用ウェハ１００を形成する。特に限定されるものではないが、ＳＯＩウェハ５４ａとキャップウェハ７０ａとの貼り合わせを次のように行うことができる。
【００５１】
すなわち、まずＳＯＩウェハ５４ａとキャップウェハ７０ａとを真空装置内に配置する。そして、ＳＯＩウェハ５４ａの表面（接合面）およびキャップウェハ７０ａの表面（接合面）にＮ２プラズマ、Ｏ２プラズマ、またはＡｒイオンビームを照射し、半導体層５３ａおよび絶縁膜７２ａの各表面（接合面）を活性化させる。
【００５２】
次に、真空装置内にて、ＳＯＩウェハ５４ａおよびキャップウェハ７０ａに設けられたアライメントマークを用いて赤外顕微鏡等によりアライメントを行い、室温〜５５０℃の低温でＳＯＩウェハ５４ａおよびキャップウェハ７０ａをいわゆる直接接合により貼り合わせる。これにより、各チップ形成領域に、ＳＯＩウェハ５４ａをチップ単位に分割して得られるＳＯＩ基板５４と窪み部７３とによって封止され、圧力基準室８０が真空とされたセンサチップ用ウェハ１００が形成される。
【００５３】
なお、図５、図６（ａ）、図６（ｂ）はウェハ状態を示すものであるが、理解をし易くするために、チップ単位に分割された際にセンサ部５０を構成する部分にセンサ部５０の符号を付し、キャップ部７０を構成する部分にキャップ部７０の符号を付してある。以下では、キャップウェハ７０ａのうちＳＯＩウェハ５４ａ側と反対側の一面をキャップウェハ７０ａの裏面とし、ＳＯＩウェハ５４ａのうちキャップウェハ７０ａ側と反対側の一面をＳＯＩウェハ５４ａの裏面として説明する。
【００５４】
続いて、図５（ｂ）に示されるように、キャップウェハ７０ａの裏面からシリコン基板７１ａの研削、研磨を行い、キャップウェハ７０ａの厚さを１００μｍ程度まで薄くする。これは、後述する孔部７５ａや溝７４を形成する際のエッチング量を少なくして工程時間を削減するためである。
【００５５】
そして、キャップウェハ７０ａの裏面に所定の開口領域が形成されたマスクを配置し、ドライエッチング等を行ってＳＯＩウェハ５４ａの配線層５８に対応する場所のシリコン基板７１ａを除去することにより、複数の孔部７５ａを形成する。
【００５６】
また、図７（ａ）に示されるように、本実施形態では、孔部７５ａを形成する工程と同時に、各チップ形成領域のうち、チップ単位に分割された後に封止部材４０に封止される一端部のうち突出方向と直交する方向の両端に位置する部分に溝７４を形成する。
【００５７】
なお、溝７４は、孔部７５ａと同時に形成するため、孔部７５ａと同じ深さとなり、絶縁膜７２ａに達する深さとなる。また、図７に示す各チップ形成領域は、ダイシングライン８１によって区画されている。
【００５８】
次に、図５（ｃ）に示されるように、キャップウェハ７０ａの裏面からＴＥＯＳ等の絶縁膜７５ｂを成膜する。その後、キャップウェハ７０ａの裏面に形成された絶縁膜７５ｂを適宜パターニングすると共に、各孔部７５ａの底部に配置された絶縁膜７５ｂおよび絶縁膜７２ａを除去して配線層５８を各孔部７５ａから露出させる。
【００５９】
続いて、キャップウェハ７０ａの裏面からスパッタ法や蒸着法等によりＡｌやＡｌ−Ｓｉ等の金属を成膜して孔部７５ａに貫通電極７５ｃを形成し、この貫通電極７５ｃと配線層５８とを電気的に接続する。そして、キャップウェハ７０ａの裏面に形成された金属膜を適宜パターニングして貫通電極７５ｃと電気的に接続される接続部７５ｄを形成する。これにより、各チップ形成領域に貫通電極部７５が形成される。
【００６０】
その後、図５（ｄ）および図７（ｂ）に示されるように、キャップウェハ７０ａの裏面からプラズマＣＶＤ法等でシリコン窒化膜７６を成膜した後にパターニングする。また、蒸着法、スパッタ法、スピンコート法等でＰＩＱ等を成膜した後にパターニングし、溝７４から露出する絶縁膜７２ａ、溝７４の壁面（シリコン基板７１ａの側面）、シリコン基板７１ａの裏面のうち溝７４で挟まれる部分に緩和部材７７を形成する。そして、シリコン窒化膜７６および緩和部材７７にコンタクトホール７６ａ、７７ａを形成する。
【００６１】
次に、図６（ａ）に示されるように、ＳＯＩウェハ５４ａの裏面から支持基板５１ａの研削、研磨を行い、支持基板５１ａの厚さを３００μｍ程度まで薄くする。これは、後述する凹部５５や溝５９を形成する際の工程時間を削減するためである。
【００６２】
そして、支持基板５１ａの各チップ形成領域に凹部５５を形成する。これにより、各チップ形成領域にダイヤフラム５６が形成され、ダイヤフラム５６およびゲージ抵抗５７からなるセンシング部２１が形成される。
【００６３】
また、図８（ａ）に示されるように、本実施形態では、凹部５５を形成する工程と同時に、各チップ形成領域のうち、チップ単位に分割された後に封止部材４０に封止される一端部における突出方向と直交する方向の両端に位置する部分に溝５９を形成する。
【００６４】
なお、溝５９は、凹部５５と同時に形成するため、凹部５５と同じ深さとなり、埋込絶縁膜５２ａに達する深さとなる。また、図８に示す各チップ形成領域は、ダイシングライン８１によって区画されている。
【００６５】
その後、図６（ｂ）に示されるように、ＳＯＩウェハ５４ａの裏面から蒸着法、スパッタ法、スピンコート法等でＰＩＱ等を成膜した後にパターニングし、溝５９から露出する埋込絶縁膜５２ａ、支持基板５１ａの側面（溝５９の壁面）、支持基板５１ａの裏面のうち溝５９で挟まれる部分に緩和部材７７を配置する。
【００６６】
次に、図６（ｃ）に示されるように、センサチップ用ウェハ１００をダイシングライン８１に沿ってチップ単位に分割することによってセンサチップ２０を形成する。これにより、封止部材４０に封止される一端部のうち突出方向と直交する方向の両端に位置する側面に溝５９、７４が形成されると共に、緩和部材６０、７７が配置された複数のセンサチップ２０が同時に製造される。
【００６７】
その後は、従来の製造方法と同様の工程を行うことにより製造される。簡単に説明すると、基板１０および接続端子３０がフレーム部に連結されて一体化されたリードフレームを用意する。なお、基板１０と接続端子３０とは樹脂封止後にフレーム部をカットすることによって分離される。
【００６８】
そして、センシング部２１が基板１０から突出するように、基板１０にセンサチップ２０をダイボンド材を介して搭載し、接続部７５ｄと接続端子３０とをワイヤ９０等を介して電気的に接続する。
【００６９】
続いて、センシング部２１および接続端子３０のアウターリード部を露出させつつ、基板１０、センサチップ２０、接続端子３０、ワイヤ９０を封止部材４０にて封止する。その後、基板１０と接続端子３０とを繋ぐフレーム部をカットすることによって、上記物理量センサが製造される。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態では、センサチップ２０のうち封止部材４０に封止される一端部には、センシング部２１の突出方向と直交する方向の両端に位置する側面に溝５９、７４が形成されており、この溝５９、７４を含む領域に緩和部材６０、７７が配置されている。このため、センサチップ２０の一端部が封止部材４０に直接封止される圧力センサと比較して、封止部材４０からセンサチップ２０に印加される応力を緩和することができ、検出精度が低下することを抑制することができる。
【００７１】
また、このように緩和部材６０、７７が配置されており、封止部材４０からセンサチップ２０に印加される応力を緩和することができるため、封止部材４０がセンサチップ２０から剥離することを抑制することもできる。
【００７２】
さらに、本実施形態では、ウェハ状態で溝５９、７４を形成すると共に緩和部材６０、７７を配置している。このため、緩和部材６０、７７が配置されたセンサチップ２０を同時に複数製造することができる。すなわち、例えば、チップ単位に分割した後、１チップ毎に緩和部材をそれぞれ配置する方法と比較して、製造工程を簡略化することができる。
【００７３】
また、孔部７５ａおよび溝７４を同時に形成すると共に、凹部５５および溝５９を同時に形成しているため、製造工程を削減することもできる。
【００７４】
（他の実施形態）
上記第１実施形態において、溝５９、７４をウェットエッチングにより形成してもよい。この場合は、溝５９、７４の壁面がテーパ状となるため、ＰＩＱ等を形成した際、溝５９、７４の壁面に緩和部材６０、７７を配置しやすくなる。
【００７５】
また、上記第１実施形態において、ｎ型の半導体層５３ａにリン等のｎ型不純物をイオン注入して熱拡散することにより高濃度ｎ型領域を形成し、キャップ部７０にこの高濃度ｎ型領域と電気的に接続される貫通電極部を形成してもよい。これによれば、高濃度ｎ型領域に所定の電圧を印加することにより、ｎ型の半導体層５３ａとｐ型のゲージ抵抗５７とで構成されるｐｎ接合に逆バイアスを印加することができ、リークが発生することを抑制することができる。
【００７６】
さらに、第１実施形態において、孔部７５ａを形成する工程と溝７４を形成する工程とで別々のマスクを用意し、孔部７５ａおよび溝７４を別工程で形成してもよい。同様に、凹部５５を形成する工程と溝５９を形成する工程とで別々のマスクを用意し、凹部５５および溝５９を別工程で形成してもよい。
【００７７】
この場合は、溝５９、７４の深さを適宜変更することができ、溝５９をＳＯＩウェハ５４ａを貫通するように形成し、溝７４をキャップウェハ７０ａを貫通するように形成することができる。つまり、溝５９と溝７４とを連通させることができる。これによれば、センサチップ２０のうち封止部材４０で封止される側面全面に緩和部材６０、７７を配置することができるため、さらに応力を緩和することができる。
【００７８】
そして、上記第１実施形態において、封止部材４０の他端部側の端部と、緩和部材６０、７７の他端部側の端部とが一致していなくてもよい。すなわち、図９に示されるように、緩和部材６０、７７が完全に封止部材４０に封止されていてもよい。また、特に図示しないが、緩和部材６０、７７の一部が封止部材４０から露出していてもよい。つまり、溝５９、７４は、センサチップ２０のうち封止部材４０にて封止される部分より長く形成されていてもよいし、センサチップ２０のうち封止部材４０にて封止される部分より短く形成されていてもよい。
【００７９】
さらに、上記第１実施形態において、センサ部５０をシリコン基板等で構成してもよい。
【００８０】
また、上記第１実施形態では、センシング部２１が形成されている一面にキャップ部７０が接合されてなるセンサチップ２０を用いた物理量センサを説明したが、センサチップ２０の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、図１０に示されるセンサチップ２０を用いることもできる。
【００８１】
なお、図１０では、センサ部５０がシリコン基板で構成される例について説明するが、適宜ＳＯＩ基板等を用いることも可能である。また、図１０では、ゲージ抵抗５７、配線層５８は省略して示してある。
【００８２】
例えば、図１０（ａ）に示されるように、センサチップ２０は、裏面に断面矩形状の凹部５５が形成されたセンサ部５０と、この裏面に接合される台座１１０とにより構成されていてもよい。また、図１０（ｂ）に示されるように、凹部５５は断面が台形形状とされていてもよい。
【００８３】
さらに、図１０（ｃ）に示されるように、センサ部５０を構成するシリコン基板を薄膜化してこのシリコン基板に凹部１１０ａが形成された台座１１０を接合し、シリコン基板のうち凹部１１０ａと対向する領域にてダイヤフラム５６を構成するようにしてもよい。また、図１０（ｄ）に示されるように、センサ部５０をシリコン基板のみで構成し、シリコン基板の内部に圧力基準室８０を構成する空洞部を形成するようにしてもよい。このシリコン基板は、例えば、シリコン基板の表面に凹部を形成した後、ＬＰＣＶＤ法等により凹部を閉塞するようにエピタキシャル層を形成することにより、凹部により圧力基準室８０（空洞部）が構成されて製造される。
【００８４】
なお、図１０（ａ）〜（ｃ）のセンサチップ２０においては、台座１１０が本発明の接合部材に相当している。
【００８５】
また、このようなセンサチップ２０を用いて圧力センサを構成する場合には、配線層５８が露出した構成となるため、配線層５８と接続端子３０とをワイヤ９０等を介して直接電気的に接続すればよい。
【００８６】
そして、上記第１実施形態では、圧力を検出するセンシング部２１が形成されたセンサチップ２０を備える物理量センサについて説明したが、例えば、加速度や角速度を検出するセンシング部２１が形成されたセンサチップ２０を備える物理量センサに本発明を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００８７】
２０    センサチップ
２１    センシング部
４０    封止部材
５０    センサ部
５９    溝
６０    緩和部材
７０    キャップ部
７４    溝
７７    緩和部材
【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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【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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