(57)【要約】      （修正有）【課題】小型で信頼性の高いセンサーユニットと、このようなセンサーユニットを簡便に製造するための製造方法を提供する。【解決手段】センサーユニット１１は、保護材３１とセンサー内蔵モジュール２１と能動素子内蔵モジュール４１をこの順でセンサー内蔵モジュールのセンサー面が上記保護材と対向するように多段状態で備える。保護材は、保護基板３２と配線３６を有するものであり、センサー内蔵モジュールは、基板２２とセンサー２３と基板を貫通する複数の表裏導通ビア２５を有するとともに、表裏導通ビアが保護材の配線に接合し、かつ、センサーが保護材の配線に接続したものである。能動素子内蔵モジュールは、基板４２と能動素子４３と基板を貫通する複数の表裏導通ビア４５を有するとともに、表裏導通ビアと能動素子を接続する配線４６を有し、表裏導通ビアが上記センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアに接合したものとする。【選択図】図１
2006041429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護材と、センサー内蔵モジュールと、能動素子内蔵モジュールと、をこの順で、かつ、センサー内蔵モジュールのセンサー面が前記保護材と対向するように多段状態で備え、
前記保護材は、保護基板と、該保護基板の前記センサー内蔵モジュールとの対向面に配設された配線を有するものであり、
前記センサー内蔵モジュールは、基板と、該基板に内蔵されたセンサーと、前記基板を貫通する複数の表裏導通ビアを前記センサーから外側の領域に有するとともに、該表裏導通ビアが前記保護材の配線に接合し、かつ、前記センサーが前記保護材の配線に接続したものであり、
前記能動素子内蔵モジュールは、基板と、該基板に内蔵された能動素子と、前記基板を貫通する複数の表裏導通ビアを前記能動素子から外側の領域に有するとともに、該表裏導通ビアと能動素子を接続する配線を有し、前記表裏導通ビアが前記センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアに接合したものであることを特徴とするセンサーユニット。
【請求項２】
前記センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアが金属バンプを介して前記保護材の配線に接合しており、前記センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアが金属バンプを介して前記能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアに接合していることを特徴とする請求項１に記載のセンサーユニット。
【請求項３】
前記保護基板は、前記センサー面と対向する面に凹部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサーユニット。
【請求項４】
前記能動素子内蔵モジュールは、前記センサー内蔵モジュールに対向する面の反対面にはんだバンプを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のセンサーユニット。
【請求項５】
前記保護基板はガラス基板であり、前記センサー内蔵モジュールおよび前記能動素子内蔵モジュールの基板はシリコン基板であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のセンサーユニット。
【請求項６】
前記センサー内蔵モジュールおよび前記能動素子内蔵モジュールが備える表裏導通ビアの太さは１〜１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のセンサーユニット。
【請求項７】
前記保護材と前記センサー内蔵モジュールとの間隙部、および前記センサー内蔵モジュールと前記能動素子内蔵モジュールとの間隙部に封止樹脂層を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のセンサーユニット。
【請求項８】
センサー内蔵モジュール用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎にセンサーを内蔵させる工程と、
前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記センサーの外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとすることにより、センサー内蔵モジュールを多面付けで形成する工程と、
接続バンプおよび接合バンプと、該接続バンプ、接合バンプに接続した配線とを保護基板の一方の面に形成して保護材とする工程と、
複数の前記保護材を、前記センサー内蔵モジュール用ウエハのセンサー内蔵面側に各面付け毎に配置し、前記接続バンプと前記センサーを接続し、かつ、前記接合バンプと前記表裏導通ビアとを接合することにより、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記保護材を接合する工程と、
基板の一方の面に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとし、該表裏導通ビアと前記能動素子とを接続するための配線を形成して能動素子内蔵モジュールとする工程と、
複数の前記能動素子内蔵モジュールを、前記センサー内蔵モジュール用ウエハのセンサー内蔵面の反対側に各面付け毎に配置し、センサー内蔵モジュール用ウエハの表裏導通ビアと能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアとを接合バンプを介して接合することにより、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記能動素子内蔵モジュールを接合する工程と、
多面付けのセンサー内蔵モジュール用ウエハをダイシングする工程と、を有することを特徴とするセンサーユニットの製造方法。
【請求項９】
前記センサー内蔵モジュール用ウエハはシリコンウエハであり、前記センサーを各面付け毎に前記シリコンウエハ上で作製することを特徴とする請求項８に記載のセンサーユニットの製造方法。
【請求項１０】
センサー内蔵モジュール用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとする工程と、
前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に凹部を形成し、該凹部にセンサーチップを埋設して内蔵させる工程と、
接続バンプおよび接合バンプと、該接続バンプ、接合バンプに接続した配線とを保護基板の一方の面に形成して保護材とする工程と、
複数の前記保護材を、前記センサー内蔵モジュール用ウエハのセンサー内蔵面側に各面付け毎に配置し、前記接続バンプと前記センサーを接続し、かつ、前記接合バンプと前記表裏導通ビアとを接合することにより、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記保護材を接合する工程と、
基板の一方の面に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとし、該表裏導通ビアと前記能動素子とを接続するための配線を形成して能動素子内蔵モジュールとする工程と、
複数の前記能動素子内蔵モジュールを、前記センサー内蔵モジュール用ウエハのセンサー内蔵面の反対側に各面付け毎に配置し、センサー内蔵モジュール用ウエハの表裏導通ビアと能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアとを接合バンプを介して接合することにより、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記能動素子内蔵モジュールを接合する工程と、
多面付けのセンサー内蔵モジュール用ウエハをダイシングする工程と、を有することを特徴とするセンサーユニットの製造方法。
【請求項１１】
保護材用保護基板を多面付けに区画し、各面付け毎に接続バンプおよび接合バンプと、該接続バンプ、接合バンプに接続した配線とを形成する工程と、
センサーチップを、前記保護材用保護基板の配線形成面側に各面付け毎に配置し、センサーと前記接合バンプとを接合する工程と、
基板にセンサー内蔵用の凹部と、該凹部から外側に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアを形成する工程と、
複数の前記基板を、前記凹部に前記センサーチップを埋設するようにして、前記保護材用保護基板の各面付け毎に配置し、かつ、前記保護材用保護基板の前記接合バンプと前記表裏導通ビアとを接合することにより、前記センサー内蔵モジュールを前記保護材用保護基板の各面付け毎に接合する工程と、
基板の一方の面に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとし、該表裏導通ビアと前記能動素子とを接続するための配線を形成して能動素子内蔵モジュールとする工程と、
複数の前記能動素子内蔵モジュールを、前記センサー内蔵モジュールの基板面に配置し、センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアと能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアとを接合バンプを介して接合することにより、前記保護材用保護基板の各面付け毎に前記能動素子内蔵モジュールを接合する工程と、
多面付けの前記保護材用保護基板をダイシングする工程と、を有することを特徴とするセンサーユニットの製造方法。
【請求項１２】
センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアおよび／または能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアの接合面に、予め接合バンプを形成することを特徴とする請求項８乃至請求項１２に記載のセンサーユニットの製造方法。
【請求項１３】
前記能動素子内蔵モジュールを構成する基板はシリコン基板であり、前記能動素子はシリコン基板上で作製したものであることを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれかに記載のセンサーユニットの製造方法。
【請求項１４】
前記接合は、低温接合であることを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれかに記載のセンサーユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサーユニットに係り、特にセンサーと能動素子とを内蔵したセンサーユニットと、このセンサーユニットを簡便に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサー、加速度センサー等のセンサーと、このセンサーからの信号を処理する能動素子とを備えたセンサーユニットが種々の用途に用いられている。このようなセンサーユニットとしては、例えば、ワイヤボンディング、金属バンプ等の接続手段を用いて配線基板上にセンサー内蔵モジュールと能動素子内蔵モジュールを実装し、これらを樹脂封止して保護したものが知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−２５９１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のような従来のセンサーユニットは、配線基板上に実装されたセンサー内蔵モジュールが、能動素子内蔵モジュールの実装部位とは別の部位に位置するため、配線基板の面方向の広がりが必要であった。このため、センサーユニットの小型化には限界があった。
また、配線基板上にセンサー内蔵モジュールと能動素子内蔵モジュールを個々に実装するため、個々のモジュールを配線基板の所定の位置に実装するための位置合せを正確に行なう必要があり、工程管理が煩雑であるとともに、実装位置のズレを生じた場合、センサーユニットの信頼性が低下するという問題があった。
さらに、実装時にセンサーが高温に曝されることがあり、センサーの特性の低下や、センサーユニットの信頼性低下を引き起こすことがあった。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、小型で信頼性の高いセンサーユニットと、このようなセンサーユニットを簡便に製造するため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】
【０００４】
このような目的を達成するために、本発明のセンサーユニットは、保護材と、センサー内蔵モジュールと、能動素子内蔵モジュールと、をこの順で、かつ、センサー内蔵モジュールのセンサー面が前記保護材と対向するように多段状態で備え、前記保護材は、保護基板と、該保護基板の前記センサー内蔵モジュールとの対向面に配設された配線を有するものであり、前記センサー内蔵モジュールは、基板と、該基板に内蔵されたセンサーと、前記基板を貫通する複数の表裏導通ビアを前記センサーから外側の領域に有するとともに、該表裏導通ビアが前記保護材の配線に接合し、かつ、前記センサーが前記保護材の配線に接続したものであり、前記能動素子内蔵モジュールは、基板と、該基板に内蔵された能動素子と、前記基板を貫通する複数の表裏導通ビアを前記能動素子から外側の領域に有するとともに、該表裏導通ビアと能動素子を接続する配線を有し、前記表裏導通ビアが前記センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアに接合したものであるような構成とした。
【０００５】
本発明の他の態様として、前記センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアが金属バンプを介して前記保護材の配線に接合しており、前記センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアが金属バンプを介して前記能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアに接合しているような構成とした。
本発明の他の態様として、前記保護基板は、前記センサー面と対向する面に凹部を備えるような構成とした。
【０００６】
本発明の他の態様として、前記能動素子内蔵モジュールは、前記センサー内蔵モジュールに対向する面の反対面にはんだバンプを備えるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記保護基板はガラス基板であり、前記センサー内蔵モジュールおよび前記能動素子内蔵モジュールの基板はシリコン基板であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記センサー内蔵モジュールおよび前記能動素子内蔵モジュールが備える表裏導通ビアの太さは１〜１０μｍの範囲であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記保護材と前記センサー内蔵モジュールとの間隙部、および前記センサー内蔵モジュールと前記能動素子内蔵モジュールとの間隙部に封止樹脂層を備えるような構成とした。
【０００７】
本発明のセンサーユニットの製造方法は、センサー内蔵モジュール用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎にセンサーを内蔵させる工程と、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記センサーの外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとすることにより、センサー内蔵モジュールを多面付けで形成する工程と、接続バンプおよび接合バンプと、該接続バンプ、接合バンプに接続した配線とを保護基板の一方の面に形成して保護材とする工程と、複数の前記保護材を、前記センサー内蔵モジュール用ウエハのセンサー内蔵面側に各面付け毎に配置し、前記接続バンプと前記センサーを接続し、かつ、前記接合バンプと前記表裏導通ビアとを接合することにより、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記保護材を接合する工程と、基板の一方の面に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとし、該表裏導通ビアと前記能動素子とを接続するための配線を形成して能動素子内蔵モジュールとする工程と、複数の前記能動素子内蔵モジュールを、前記センサー内蔵モジュール用ウエハのセンサー内蔵面の反対側に各面付け毎に配置し、センサー内蔵モジュール用ウエハの表裏導通ビアと能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアとを接合バンプを介して接合することにより、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記能動素子内蔵モジュールを接合する工程と、多面付けのセンサー内蔵モジュール用ウエハをダイシングする工程と、を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記センサー内蔵モジュール用ウエハはシリコンウエハであり、前記センサーを各面付け毎に前記シリコンウエハ上で作製するような構成とした。
【０００８】
また、本発明のセンサーユニットの製造方法は、センサー内蔵モジュール用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとする工程と、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に凹部を形成し、該凹部にセンサーチップを埋設して内蔵させる工程と、接続バンプおよび接合バンプと、該接続バンプ、接合バンプに接続した配線とを保護基板の一方の面に形成して保護材とする工程と、複数の前記保護材を、前記センサー内蔵モジュール用ウエハのセンサー内蔵面側に各面付け毎に配置し、前記接続バンプと前記センサーを接続し、かつ、前記接合バンプと前記表裏導通ビアとを接合することにより、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記保護材を接合する工程と、基板の一方の面に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとし、該表裏導通ビアと前記能動素子とを接続するための配線を形成して能動素子内蔵モジュールとする工程と、複数の前記能動素子内蔵モジュールを、前記センサー内蔵モジュール用ウエハのセンサー内蔵面の反対側に各面付け毎に配置し、センサー内蔵モジュール用ウエハの表裏導通ビアと能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアとを接合バンプを介して接合することにより、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記能動素子内蔵モジュールを接合する工程と、多面付けのセンサー内蔵モジュール用ウエハをダイシングする工程と、を有するような構成とした。
【０００９】
また、本発明のセンサーユニットの製造方法は、保護材用保護基板を多面付けに区画し、各面付け毎に接続バンプおよび接合バンプと、該接続バンプ、接合バンプに接続した配線とを形成する工程と、センサーチップを、前記保護材用保護基板の配線形成面側に各面付け毎に配置し、センサーと前記接合バンプとを接合する工程と、基板にセンサー内蔵用の凹部と、該凹部から外側に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアを形成する工程と、複数の前記基板を、前記凹部に前記センサーチップを埋設するようにして、前記保護材用保護基板の各面付け毎に配置し、かつ、前記保護材用保護基板の前記接合バンプと前記表裏導通ビアとを接合することにより、前記センサー内蔵モジュールを前記保護材用保護基板の各面付け毎に接合する工程と、基板の一方の面に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとし、該表裏導通ビアと前記能動素子とを接続するための配線を形成して能動素子内蔵モジュールとする工程と、複数の前記能動素子内蔵モジュールを、前記センサー内蔵モジュールの基板面に配置し、センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアと能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアとを接合バンプを介して接合することにより、前記保護材用保護基板の各面付け毎に前記能動素子内蔵モジュールを接合する工程と、多面付けの前記保護材用保護基板をダイシングする工程と、を有するような構成とした。
【００１０】
本発明の他の態様として、センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアおよび／または能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアの接合面に、予め接合バンプを形成するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記能動素子内蔵モジュールを構成する基板はシリコン基板であり、前記能動素子はシリコン基板上で作製したものであるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記接合は低温接合であるような構成とした。
【発明の効果】
【００１１】
このような本発明のセンサーユニットは、配線基板を備えておらず、また、センサー内蔵モジュールを挟持するように保護材と能動素子内蔵モジュールとが多段状態に接合されているため、面積、高さともに大幅な小型化が可能となる。また、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールと保護材と能動素子内蔵モジュールとの接合を行う一括アッセンブリーが可能であり、工程管理が容易で製造コストの低減が可能であり、また、接合バンプを用いた低温接合により、センサーへの熱の影響を阻止することができ、信頼性の高いセンサーユニットの製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［センサーユニット］
図１は、本発明のセンサーユニットの一実施形態を示す概略断面図である。図１において、本発明のセンサーユニット１１は、センサー内蔵モジュール２１と、このセンサー内蔵モジュール２１を挟持するように多段状態で接合された保護材３１、能動素子内蔵モジュール４１とを備えている。また、センサー内蔵モジュール２１と保護材３１との間隙部には封止樹脂層５１が介在し、センサー内蔵モジュール２１と能動素子内蔵モジュール４１との間隙部にも封止樹脂層５２が介在している。
【００１３】
本発明のセンサーユニット１１を構成するセンサー内蔵モジュール２１は、基板２２と、この基板２２の一方の面２２ａ側に内蔵されたセンサー２３と、このセンサー２３の外側の領域の基板２２に設けられた複数の微細貫通孔２４と、これらの微細貫通孔２４内に配設された表裏導通ビア２５とを備えている。上記の表裏導通ビア２５は、基板２２の他方の面２２ｂにおいて、接合バンプ２８として突出し、後述する能動素子内蔵モジュール４１の表裏導通ビア４５に接合されている。
センサー内蔵モジュール２１に内蔵されるセンサーには特に制限はなく、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサーや、加速度センサー、圧力センサー、ジャイロセンサー等の各種ＭＥＭＳ（Micro Electromechanical System）センサー等であってよい。
【００１４】
本発明のセンサーユニット１１を構成する保護材３１は、保護基板３２と、この保護基板３２の一方の面（センサー内蔵モジュール２１と対向する面）３２ａに形成された凹部３３と、この凹部３３を除く面３２ａ上に形成された所望の配線３６を備えている。上記の凹部３３は、センサー２３との間に所望の空隙部を確保するためのものである。また、保護基板３２の面３２ａには、センサー２３の各端子（図示せず）に接続している複数の接続バンプ３７と、センサー内蔵モジュール２１の表裏導通ビア２５と接合している複数の接合バンプ３８とが配設され、これらは配線３６に接続されている。
また、本発明のセンサーユニット１１を構成する能動素子内蔵モジュール４１は、基板４２と、この基板４２の一方の面（センサー内蔵モジュール２１と対向する面の反対側の面）４２ａ側に内蔵された能動素子４３と、この能動素子４３の外側の領域の基板４２に形成された複数の微細貫通孔４４と、これらの微細貫通孔４４内に配設された表裏導通ビア４５とを備えている。また、基板４２の面４２ａには、能動素子４３の所望の端子（図示せず）と所望の表裏導通ビアとを接続している配線４６が配設されている。そして、配線４６の所望箇所には、外部端子としてのはんだバンプ４９が配設されている。
【００１５】
上述のような本発明のセンサーユニット１１では、センサー２３の端子は、接続バンプ３７、配線３６、接合バンプ３８を介して、表裏導通ビア２５に接続され、さらに、接合バンプ２８を介して、能動素子内蔵モジュール４１の表裏導通ビア４５に接続され、配線４６を介して能動素子４３の所望の端子に接続されている。
上記のセンサー内蔵モジュール２１の基板２２、能動素子内蔵モジュール４１の基板４２は、ＸＹ方向（基板表面に平行な平面）の熱膨張係数が２〜２０ｐｐｍ、好ましくは２．５〜１７ｐｐｍの範囲内であることが望ましく、例えば、シリコン、セラミック、ガラス、ガラス−エポキシ複合材料等の材質を使用することができる。これらの基板２２，４２の厚みは、内蔵するセンサー、能動素子、および基板の材質等を考慮して、例えば、５０〜４００μｍの範囲で設定することができる。
【００１６】
また、保護材３１の保護基板３２は、ＸＹ方向（基板表面に平行な平面）の熱膨張係数が上述の基板２２，４２に近いことが好ましく、また、透明性が要求される場合には、それを考慮して選定することができ、例えば、ガラス等の材質を使用することができる。この保護基板３２の厚みは、材質、光透過性等を考慮して、例えば、１００〜６００μｍの範囲で設定することができる。また、保護基板３２の凹部３３の形状、寸法は、センサー２３の特性、寸法等に応じて適宜設定することができ、例えば、センサー２３の表面との間１〜２０μｍ程度の間隙を生じるように設定することができる。
保護材３１が備える配線３６、接続バンプ３７、接合バンプ３８の材質は、銅、銀、金、スズ等の導電材料とすることができる。また、接続バンプ３７、接合バンプ３８は、高さが５〜３０μｍ程度、太さが５〜１００μｍ程度であってよく、接続バンプ３７と接合バンプ３８が同じ形状でも、異なる形状であってもよい。
【００１７】
センサー内蔵モジュール２１の複数の微細貫通孔２４と、能動素子内蔵モジュール４１の複数の微細貫通孔４４は、開口径が１〜５０μｍ、好ましくは５〜３０μｍ程度である。この微細貫通孔２４，４４の形状は、図示例では厚み方向で内径がほぼ一定のストレート形状であるが、これに限定されず、一方の開口径が広いテーパー形状をなすもの、厚み方向のほぼ中央で内径が狭くなっているような形状等であってもよい。
上記のような微細貫通孔２４，４４内に配設された表裏導通ビア２５，４５の太さは、１〜５０μｍ、好ましくは５〜３０μｍ程度である。このような表裏導通ビア２５，４５は、微細貫通孔２４，４４内に充填されたものであってもよく、また、表裏導通ビア２５，４５の内壁面に形成され、貫通孔が存在するようなものであってもよい。
【００１８】
センサー内蔵モジュール２１が備える表裏導通ビア２５、接合バンプ２８、および能動素子内蔵モジュール４１が備える表裏導通ビア４５、配線４６の材質は、銅、銀、金、スズ等の導電材料とすることができる。また、接合バンプ２８は、高さが５〜３０μｍ程度、太さが５〜１００μｍ程度とすることができる。
尚、本発明では、微細貫通孔２４，４４の内壁面等に絶縁層を備えていてもよく、この絶縁層は、二酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化チタン膜等の単層膜、あるいは所望の２種以上の積層膜とすることができる
また、封止樹脂層５１，５２の材質は、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、カルド樹脂、ポリイミド樹脂等の有機材料、あるいは、これらの有機材料とガラス繊維等を組み合わせたもの等とすることができる。また、封止樹脂層５１，５２の厚みは、上述の接合バンプ２８，３８の寸法等を考慮して設定することができ、例えば、１〜２０μｍの範囲で設定することができる。
【００１９】
上述のような本発明のセンサーユニット１１は、配線基板上にセンサー内蔵モジュールや能動素子内蔵モジュールを個別に実装した従来のセンサーユニットと異なり、配線基板を備えておらず、また、センサー内蔵モジュール２１を挟持するようにして保護材３１と能動素子内蔵モジュール４１が多段状態に接合されているため、小面積化、および薄型化が可能で、大幅な小型化が実現できる。
本発明のセンサーユニットは、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、図２に示されるように、能動素子４３をセンサー内蔵モジュール２１側の面４２ｂに備え、この面４２ｂに配線４６が形成されているとともに、反対面４２ａには、外部電極形成用の配線４８とはんだバンプ４９が形成された能動素子内蔵モジュール４１′を備えたものであってもよい。尚、図２では、図１と同様の部材には、同じ部材番号を付して示してある。
また、本発明のセンサーユニットは、上述の封止樹脂層５１，５２の一方、あるいは、両方を備えていないものであってもよい。
【００２０】
［センサーユニットの製造方法］
次に、本発明のセンサーユニットの製造方法について、上述の図１に示すセンサーユニット１１を例として説明する。
図３および図４は、本発明のセンサーユニットの製造方法の一実施形態を示す工程図である。まず、センサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａを多面付けに区画し、各面付け１Ａ毎にセンサー２３を作製する（図３（Ａ））。センサー２３は、例えば、センサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａとしてシリコンウエハを使用し、このシリコンウエハにセンサー２３をＭＥＭＳ（Micro Electromechanical System）手法等を用いて作製する。
【００２１】
次に、センサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａの各面付け１Ａ毎に、センサー２３の外側の領域に複数の微細貫通孔２４を形成し（図３（Ｂ））、これらの微細貫通孔２４に導電材料を配設して表裏導通ビア２５とし、また、センサー２３内蔵面の反対側の面に、外部に突出した接合バンプ２８を表裏導通ビア２５に連設する。これにより、センサー内蔵モジュール２１を多面付けで形成する（図３（Ｃ））。
微細貫通孔２４は、例えば、センサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａ上にマスクパターンを形成し、露出しているセンサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａに対して、プラズマを利用したドライエッチング法であるＩＣＰ−ＲＩＥ（Inductively Coupled Plasma − Reactive Ion Etching：誘導結合プラズマ−反応性イオンエッチング）法により形成することができる。また、サンドブラスト法、ウエットエッチング法、フェムト秒レーザ法により微細貫通孔２４を形成することもできる。さらに、センサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａに、上述のいずれかの方法により、センサー２３内蔵面から所定の深さで微細孔を形成し、その後、センサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａの反対面を研磨して微細孔を露出させることにより、微細貫通孔２４を形成してもよい。
【００２２】
この微細貫通孔２４の開口径は、１〜５０μｍ、好ましくは５〜３０μｍの範囲で設定することができる。
また、微細貫通孔２４内への表裏導通ビア２５の形成は、例えば、プラズマＣＶＤ法等により下地導電薄膜を微細貫通孔２４内に形成し、その後、電解フィルドめっきにより、導電金属を析出させることにより行うことができる。これにより、ボイドのない表裏導通ビア２５をえることができる。また、導電性ペーストを微細貫通孔２４内に充填することにより表裏導通ビア２５を形成することもできる。
【００２３】
上記の接合バンプ２８は、上記の表裏導通ビア２５の形成と同時に、センサー２３内蔵面の反対側の面から外部に突出するように形成することができる。また、表裏導通ビア２５を形成した後、センサー２３内蔵面の反対側の面に、表裏導通ビア２５が露出するようにレジストパターンを形成し、その後、表裏導通ビア２５を給電層として電解めっきにより形成することもできる。さらに、スクリーン印刷法等により導電性ペーストを印刷して接合バンプ２８を形成することもできる。このような接合バンプ２８の形状は、円錐形状、円柱形状等であってよく、太さは表裏導通ビア２５と同等程度、また、高さ（突出量）は１〜３０μｍ程度であることが好ましい。
【００２４】
尚、センサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａがシリコンウエハの場合、微細貫通孔２４の内壁面等、センサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａの所望の部位に絶縁層を形成してもよい。この絶縁層は、プラズマＣＶＤ法等の真空成膜法を用いて二酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化チタン膜等の単層膜、あるいは所望の２種以上の積層膜として形成することができる。また、塗布方法により珪素酸化物の前駆体溶液、あるいはベンゾシクロブテン樹脂、カルド樹脂、ポリイミド樹脂等の絶縁性樹脂を塗布し熱硬化させて形成することができる。
【００２５】
次いで、保護基板３２に凹部３３と、配線３６と、接続バンプ３７および接合バンプ３８とを形成して保護材３１を作製する。そして、この保護材３１をセンサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａのセンサー内蔵面側に各面付け１Ａ毎（各センサー内蔵モジュール２１毎）に配置し、接続バンプ３７とセンサー２３の端子（図示せず）を接続し、かつ、接合バンプ３８と表裏導通ビア２５とを接合する。これにより、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールに保護材３１を接合する（図４（Ａ））。尚、図面が煩雑になるのを避けるため、封止樹脂層５１は示していない。
【００２６】
接合バンプ３８を介したセンサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａへの保護材３１の接合は、例えば、ＳＡＢ（Surface Active Bonding）法により行なうことができる。すなわち、まず、接続バンプ３７と接合バンプ３８が露出するように配線３６上に封止樹脂層用の樹脂組成物膜を形成し、露出している接続バンプ３７と接合バンプ３８をアルゴンプラズマでクリーニング処理する。次いで、接合バンプ３８が表裏導通ビア２５上に位置するようにアライメントを行い、１８０℃以下の温度での低温接合により、接合バンプ３８と表裏導通ビア２５との接合、および、接続バンプ３７とセンサー２３の端子との接続を行う。上述のように、ＳＡＢ（Surface Active Bonding）法とは、金属表面に対してＡｒプラズマでクリーニングを行って表面を活性化し、接続を容易とする技術である。
【００２７】
保護基板３２への凹部３３の形成は、保護基板３２にマスクパターンを形成し、露出している保護基板３２に対して、ＩＣＰ−ＲＩＥ法により形成することができる。また、サンドブラスト法等により凹部３３を形成してもよい。
配線３６は、保護基板３２に無電解めっき法、真空成膜法等により下地導電薄膜を形成し、この下地導電薄膜上に所望の絶縁パターンを形成し、下地導電薄膜を給電層として電解めっきにより形成し、その後、不要の下地導電薄膜を除去することにより形成することができる。
【００２８】
また、接続バンプ３７および接合バンプ３８は、配線３６を形成した後、接続バンプ３７および接合バンプ３８が形成される部位の配線３６が露出するようにレジストパターンを形成し、その後、配線３６を給電層として電解めっきにより形成することができる。また、スクリーン印刷法等により導電性ペーストを印刷して接続バンプ３７および接合バンプ３８を形成することもできる。このような接続バンプ３７および接合バンプ３８の形状は、円錐形状、円柱形状等であってよく、太さ、および高さ（突出量）は、上述の接合バンプ２８と同様の範囲で設定することが好ましい。
【００２９】
次いで、基板４２の一方の面に能動素子４３を内蔵させ、この能動素子４３の外側の領域に複数の微細貫通孔４４を形成し、これらの微細貫通孔４４に導電材料を配設して表裏導通ビア４５を形成するとともに、表裏導通ビア４５と能動素子４３とを接続するための配線４６を形成して能動素子内蔵モジュール４１を作製する。そして、この能動素子内蔵モジュール４１をセンサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａのセンサー内蔵面と反対側の各面付け１Ａ毎（各センサー内蔵モジュール２１毎）に配置し、接合バンプ２８と表裏導通ビア４５とを接合する。その後、配線４６の所望の部位に外部電極としてのはんだバンプ４９を形成する。これにより、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールに能動素子内蔵モジュール４１を接合する（図４（Ｂ））。尚、図面が煩雑になるのを避けるため、封止樹脂層５２は示していない。
【００３０】
接合バンプ２８を介したセンサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａへの能動素子内蔵モジュール４１の接合は、上述の接合バンプ３８を介したセンサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａへの保護材３１の接合と同様にして、ＳＡＢ（Surface Active Bonding）法による１８０℃以下の温度での低温接合により行うことができる。
基板４２への能動素子の内蔵は、例えば、基板４２としてシリコンウエハを使用し、このシリコンウエハに能動素子を公知の手法を用いて作製することができる。
また、微細貫通孔４４、表裏導通ビア４５の形成は、上述の微細貫通孔２４、表裏導通ビア２５の形成と同様に行うことができ、配線４６の形成は、上述の配線３６の形成と同様に行うことができる。
次いで、多面付けのセンサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａをダイシングすることにより、センサーユニット１１が得られる（図４（Ｃ））。
【００３１】
次に、本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を説明する。
図５および図６は、本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を示す工程図である。まず、センサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａを多面付けに区画し、各面付け１Ａ毎に、後工程にてセンサーチップを埋設する部位の外側の領域に複数の微細貫通孔２４を形成し、これらの微細貫通孔２４に導電材料を配設して表裏導通ビア２５とし、また、センサーチップを埋設する面の反対側の面に、外部に突出した接合バンプ２８を表裏導通ビア２５に連設させる（図５（Ａ））。微細貫通孔２４、表裏導通ビア２５の形成、および接合バンプ２８の形成は、上述の製造方法の実施形態と同様とすることができる。尚、センサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａがシリコンウエハの場合、微細貫通孔２４の内壁面等、センサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａの所望の部位に絶縁層を形成してもよい。この絶縁層は、上述の製造方法の実施形態と同様にして形成することができる。また、熱酸化により、微細貫通孔２４の内壁面を含むセンサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａの表面に二酸化珪素膜を形成して絶縁層とすることができる。
【００３２】
次に、センサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａの各面付け１Ａ毎に、センサーチップを埋設するための凹部２６を形成する（図５（Ｂ））。この凹部２６は、例えば、センサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａ上にマスクパターンを形成し、露出しているセンサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａに対して、ＩＣＰ−ＲＩＥ法により形成することができる。また、サンドブラスト法、ウエットエッチング法等によっても形成することができる。凹部２６の形状、寸法は、埋設するセンサーチップの形状、寸法に応じて適宜設定することができる。
【００３３】
次いで、上記の凹部２６内にセンサーチップ２３を埋設する。これにより、センサー内蔵モジュール２１を多面付けで形成する（図５（Ｃ））。センサーチップ２３の埋設は、図示のように、接着剤２７を用いて固着する方法、凹部２６にセンサーチップ２３を嵌合する方法のいずれであってもよい。
次いで、上述の実施形態と同様（図４（Ａ）参照）にして、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールに保護材３１を接合する（図６（Ａ））。この接合も、１８０℃以下の温度での低温接合とする。尚、図面が煩雑になるのを避けるため、封止樹脂層５１は示していない。
【００３４】
その後、上述の実施形態と同様（図４（Ｂ）参照）にして、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールに能動素子内蔵モジュール４１を接合する（図６（Ｂ））。この接合も、１８０℃以下の温度での低温接合とする。尚、図面が煩雑になるのを避けるため、封止樹脂層５２は示していない。
次いで、多面付けのセンサー内蔵モジュール用ウエハ２２Ａをダイシングすることにより、センサーユニット１１が得られる（図６（Ｃ））。
【００３５】
次に、本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を説明する。
図７および図８は、本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を示す工程図である。まず、保護材用の保護基板３２Ａを多面付けに区画し、各面付け１Ａ毎に、凹部３３と、配線３６と、接続バンプ３７および接合バンプ３８とを形成して、多面付け状態の保護材３１を作製する（図７（Ａ））。
保護基板３２Ａの各面付け１Ａ毎の凹部３３の形成は、保護基板３２Ａにマスクパターンを形成し、露出している保護基板３２に対して、ＩＣＰ−ＲＩＥ法により形成することができる。また、サンドブラスト法等により凹部３３を形成してもよい。
また、配線３６は、保護基板３２Ａに無電解めっき法、真空成膜法等により下地導電薄膜を形成し、この下地導電薄膜上に所望の絶縁パターンを形成し、下地導電薄膜を給電層として電解めっきにより形成し、その後、不要の下地導電薄膜を除去することにより形成することができる。
【００３６】
また、接続バンプ３７および接合バンプ３８は、配線３６を形成した後、接続バンプ３７および接合バンプ３８が形成される部位の配線３６が露出するようにレジストパターンを形成し、その後、配線３６を給電層として電解めっきにより形成することができる。また、スクリーン印刷法等により導電性ペーストを印刷して接続バンプ３７および接合バンプ３８を形成することもできる。
次いで、センサーチップ２３の端子（図示せず）を、各面付け１Ａ毎に保護材３１の接続バンプ３７に接合する（図７（Ｂ））。この接合も、１８０℃以下の温度での低温接合とする。
【００３７】
一方、センサー内蔵モジュール用ウエハに、後工程にてセンサーチップ２３を埋設する部位の外側の領域に複数の微細貫通孔２４を形成し、これらの微細貫通孔２４に導電材料を配設して表裏導通ビア２５とし、また、センサーチップを埋設する面の反対側の面に、外部に突出した接合バンプ２８を表裏導通ビア２５に連設させ、さらに、センサーチップ２３を埋設するための凹部２６を形成する。その後、ダイシングすることにより、センサー内蔵モジュール用の基板２２を作製する（図７（Ｃ））。微細貫通孔２４、表裏導通ビア２５の形成、および接合バンプ２８の形成、凹部２６の形成は、上述の製造方法の実施形態と同様とすることができる。
次に、センサー内蔵モジュール用の基板２２を、凹部２６内にセンサーチップ２３を埋設するように、各面付け１Ａ毎に配置し、接合バンプ３８と表裏導通ビア２５とを接合する。これにより、ウエハレベルで保護材３１にセンサー内蔵モジュール２１を接合する（図８（Ａ））。センサーチップ２３の埋設は、図示のように、接着剤２７を用いて固着する方法、凹部２６にセンサーチップ２３を嵌合する方法のいずれであってもよい。また、接合バンプ３８と表裏導通ビア２５との接合も、１８０℃以下の温度での低温接合とする。尚、図面が煩雑になるのを避けるため、封止樹脂層５１は示していない。
【００３８】
その後、上述の実施形態と同様（図４（Ｂ）参照）にして、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュール２１に能動素子内蔵モジュール４１を接合する（図８（Ｂ））。この接合も、１８０℃以下の温度での低温接合とする。尚、図面が煩雑になるのを避けるため、封止樹脂層５２は示していない。
次いで、多面付けの保護材用の保護基板３２Ａをダイシングすることにより、センサーユニット１１が得られる（図８（Ｃ））。
【００３９】
上述のような本発明のセンサーユニットの製造方法は、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールと保護材と能動素子内蔵モジュールとの接合を行う一括アッセンブリーが可能であり、工程管理が容易で製造コストの低減が可能である。また、接合バンプを用いた低温接合により、センサーへの熱の影響を阻止することができ、信頼性の高いセンサーユニットの製造が可能となる。
尚、上述の本発明のセンサーユニットの製造方法は例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、接合バンプ２８、接合バンプ３８は、接合するいずれの部材に設けてもよい。また、センサー内蔵モジュールに、多面付けの能動素子内蔵モジュールと多面付けの保護材とを接合し、その後、３層をダイシングしてセンサーユニットを製造してもよい。
【実施例】
【００４０】
次に、具体的実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
（センサー内蔵モジュール（多面付け）の作製）
センサー内蔵モジュール用ウエハとして、厚み６２５μｍのシリコンウエハを準備し、一辺５ｍｍである正方形で多面付けに区画した。上記のシリコンウエハのＸＹ方向（シリコンウエハの表面に平行な平面）の熱膨張係数は３ｐｐｍであった。
次に、このシリコンウエハの各面付け毎に、従来の手法によりセンサー（４０００μｍ×４０００μｍ）を作製し、その後、シリコンウエハの裏面からバックグラインドを行って厚みを２００μｍとした。
【００４１】
次いで、センサー内蔵面の反対側の面に、プラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜（厚み５μｍ）を成膜した。次に、この窒化珪素膜の全面にポジ型フォトレジスト（東京応化工業（株）製  ＯＦＰＲ−８００）を塗布し、微細貫通孔形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。次に、ＣＦ4をエッチングガスとして、レジストパターンから露出している窒化珪素膜をドライエッチングし、その後、レジストパターンを剥離し、窒化珪素からなるマスクパターンを形成した。上記のマスクパターンは、各面付け毎に、直径が１０μｍである円形開口が１００μｍピッチで、センサーの外側の領域に１００個形成されたものであった。
【００４２】
次に、センサー内蔵面側のシリコンウエハ上にプラズマＣＶＤ法により酸化珪素膜（厚み５μｍ）を成膜した。この酸化珪素膜上に、上記の窒化珪素膜からなるマスクパターンの円形開口に対応した位置に開口を有するレジストパターンをフォトリソグラフィー法により形成し、スパッタリング法によりアルミニウム薄膜を成膜した。その後、上記のレジストパターンを除去することにより、アルミニウムパッドを酸化珪素膜上に形成した。
次に、センサー内蔵面の反対側の面においてマスクパターンから露出しているシリコンウエハを、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、エッチングガスにＳＦ6を用いてドライエッチングして、さらに、表面のアルミニウムパッドと酸化珪素膜をエッチングしてスルーホールを形成した。このスルーホールは、一方の開口径が１５μｍであり、他方の開口径が１０μｍであるテーパー形状であった。
【００４３】
次に、アセトンを用いてマスクパターンをコア材から除去した。その後、微細貫通孔内、およびシリコンウエハに、プラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜を形成し、さらに、ＭＯＣＶＤ法により窒化チタン膜を形成して、絶縁膜を形成した。この絶縁膜は、シリコンウエハ表面上では２μｍ、微細貫通孔の内壁面では１μｍであった。
【００４４】
その後、シリコンウエハの一方の面（センサー内蔵面の反対側面）から、チタン−銅の順にスパッタリング法により下地導電薄膜を０．３μｍの厚みで形成した。次いで、この下地導電薄膜上にドライフィルムレジスト（旭化成（株）製ＡＰＲ）をラミネートした。次いで、表裏導通ビア形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン（厚み１５μｍ）を形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行ない、微細貫通孔内部を充填するとともに、シリコンウエハ面（センサー形成面の反対側面）よりも突出した接合バンプ（高さ５μｍ、直径３０μｍ）を形成した。このときの電解銅めっきにおけるバンプ形成は、めっき時間の調節と電流密度の調整により制御して行なった。
次に、レジストパターンと下地導電薄膜を除去して、センサー内蔵モジュールを多面付けで形成した。
【００４５】
（保護材の作製と接合）
また、保護材用のガラス基板を準備し、一辺５ｍｍである正方形で多面付けに区画した。このガラス基板の一方の面に感光性ドライフィルムレジスト（東京応化工業（株）製ＢＦ４０５）をラミネートし、凹部形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりマスクパターンを形成した。上記のガラス基板のＸＹ方向（ガラス基板の表面に平行な平面）の熱膨張係数は４ｐｐｍであった。また、マスクパターンは、各面付けの中央部に一辺が４ｍｍである正方形の開口が形成されたものであった。
次に、このマスクパターンをマスクとしてサンドブラストによりガラス基板に凹部を形成した。この凹部は、開口が一辺４ｍｍの正方形であり、深さが５０μｍのものであった。
【００４６】
次いで、ガラス基板の凹部形成面側に、スパッタリング法によりチタンと銅からなる導電層を形成し、この導電層上に感光性ドライフィルムレジスト（東京応化工業（株）製ＢＦ４０５）をラミネートした。次いで、配線形成用のフォトマスクを介し露光、現像して配線形成用の絶縁パターンを形成した。この絶縁パターンをマスクとして電解銅めっき（厚み５μｍ）を行って配線を形成し、その後、絶縁パターンを除去した。次に、配線を覆うように感光性ドライフィルムレジスト（東京応化工業（株）製ＢＦ４０５）をラミネートした。次いで、接続バンプと接合バンプを形成するためのフォトマスクを介し露光、現像してバンプ形成用の絶縁パターンを形成した。この絶縁パターンをマスクとし、上記の導電層を給電層として電解銅めっき（厚み１０μｍ）を行って、配線の所望の部位に接続バンプと接合バンプ（高さ１０μｍ、直径３０μｍ）を形成した。その後、絶縁パターンと導電層を除去した。
【００４７】
上記のように作製した保護材の接続バンプと接合バンプが形成されている面に、封止樹脂層用の樹脂組成物（日東電工（株）製  ＭＰ−７４００）を塗布し、硬化させて封止樹脂層とした。その後、約１０μｍの高さで突出している接続バンプと接合バンプに対してアルゴンプラズマにてクリーニング処理を施し、その後、センサー内蔵モジュール用のシリコンウエハのセンサー内蔵面側に各面付け毎に配置し、東レエンジニアリング（株）製  ＷＢ２０００を用いて低温接合（接合温度１７０℃）を行なった。これにより、保護材の接続バンプとセンサーの端子が接続され、また、保護材の接合バンプと表裏導通ビアとが接合され、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールに保護材が接合された。
【００４８】
（能動素子内蔵モジュールの作製と接合）
能動素子内蔵モジュール用基板として、厚み６２５μｍのシリコンウエハを準備し、一辺５ｍｍである正方形で多面付けに区画した。上記のシリコンウエハのＸＹ方向（シリコンウエハの表面に平行な平面）の熱膨張係数は３ｐｐｍであった。
次に、このウエハの各面付け毎に、従来の手法により能動素子（４０００μｍ×４０００μｍ）を作製し、その後、シリコンウエハの裏面からバックグラインドを行って厚みを２００μｍとした。
【００４９】
次いで、能動素子内蔵面の反対側の面に、プラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜（厚み５μｍ）を成膜した。次に、この窒化珪素膜の全面にポジ型フォトレジスト（東京応化工業（株）製  ＯＦＰＲ−８００）を塗布し、微細貫通孔形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。次に、ＣＦ4をエッチングガスとして、レジストパターンから露出している窒化珪素膜をドライエッチングし、その後、レジストパターンを剥離し、窒化珪素からなるマスクパターンを形成した。上記のマスクパターンは、各面付け毎に、直径が１０μｍである円形開口が５０μｍピッチで、センサーの外側の領域に２００個形成されたものであった。
【００５０】
次に、能動素子内蔵面の反対側のシリコンウエハ上にプラズマＣＶＤ法により酸化珪素膜（厚み５μｍ）を成膜した。この酸化珪素膜上に、上記の窒化珪素膜からなるマスクパターンの円形開口に対応した位置に開口を有するレジストパターンをフォトリソグラフィー法により形成した。次いで、スパッタリング法によりアルミニウム薄膜を成膜した。その後、上記のレジストパターンを除去することにより、アルミニウムパッドを酸化珪素膜上に形成した。
【００５１】
次に、能動素子内蔵面においてマスクパターンから露出しているシリコンウエハを、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、エッチングガスにＳＦ6を用いてドライエッチングして、表面の酸化珪素膜に達する微細孔を形成した。この微細孔は、先端部の径が１０μｍであり、開口径が１５μｍであった。次に、センサー内蔵面の反対側から、ＭＯＣＶＤ法により酸化珪素膜（厚み５μｍ）を成膜して、上記の微細孔の内壁面にも酸化珪素膜を形成した。次に、微細孔の最奥部に位置する酸化珪素膜を、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、エッチングガスにＳＦ6を用いてドライエッチングして除去した。これにより、微細孔の最奥部には、上述のアルミニウムパッドが露出した状態となった。その後、シリコンウエハの一方の面（能動素子内蔵面）から、スパッタリング法により銅薄膜を０．２μｍの厚みで形成して下地導電薄膜とした。次いで、この下地導電薄膜上にドライフィルムレジスト（旭化成（株）製ＡＰＲ）をラミネートした。次いで、表裏導通ビア形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン（厚み１５μｍ）を形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行ない、微細孔内部を充填するとともに、シリコンウエハ面（能動素子内蔵面）に配線を形成した。微細孔内部に充填された電解銅めっきは、微細孔の最奥部においてアルミニウムパッドと接続されたものとなり、表裏導通ビアを構成するものとなった。
【００５２】
次に、レジストパターンと下地導電薄膜を除去し、一辺が５ｍｍの正方形の能動素子内蔵モジュールを多面付けで有するシリコンウエハを得た。
次いで、能動素子内蔵モジュールを、センサー内蔵モジュール用のシリコンウエハのセンサー内蔵面の反対側に各面付け毎に配置し、東レエンジニアリング（株）製  ＷＢ２０００を用いて低温接合（接合温度１７０℃）を行なった。尚、センサー内蔵モジュール用のシリコンウエハの接合バンプが形成されている面に、封止樹脂層用の樹脂組成物（日東電工（株）製  ＭＰ−７４００）をディスペンス法により塗布し、硬化させて封止樹脂層とした。その後、約５μｍの高さで突出している接合バンプに対して、予めアルゴンプラズマにてクリーニング処理を施した。これにより、センサー内蔵モジュール用のシリコンウエハの接合バンプと、能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアとが接合され、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールに能動素子内蔵モジュールが接合された。
（ダイシング）
【００５３】
次に、多面付けのセンサー内蔵モジュール用のシリコンウエハ、能動素子内蔵モジュール用のシリコンウエハ、および保護材用のガラス基板をダイシングして、本発明のセンサーユニットを得た。このセンサーユニットは、５ｍｍ×５ｍｍ、高さが１ｍｍであった。
【００５４】
［実施例２］
（センサー内蔵モジュール（多面付け）の作製）
センサー内蔵モジュール用ウエハとして、厚み６２５μｍのシリコンウエハを準備し、一辺５ｍｍである正方形で多面付けに区画した。このシリコンウエハのＸＹ方向（シリコンウエハの表面に平行な平面）の熱膨張係数は３ｐｐｍであった。
【００５５】
次に、このシリコンウエハにプラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜（厚み５μｍ）を成膜し、ポジ型フォトレジスト（東京応化工業（株）製  ＯＦＰＲ−８００）を塗布し、微細貫通孔形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。次に、ＣＦ4をエッチングガスとして、レジストパターンから露出している窒化珪素膜をドライエッチングし、その後、レジストパターンを剥離し、窒化珪素からなるマスクパターンを形成した。上記のマスクパターンは、各面付け毎に、直径が１０μｍである円形開口が１００μｍピッチで、後述のセンサーチップ埋設用の凹部形成部位の外側の領域に１００個形成されたものであった。
【００５６】
次に、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、マスクパターンから露出しているシリコンウエハを、エッチングガスにＳＦ6を用いてドライエッチングしてスルーホールを形成した。このスルーホールは、一方の開口径が５０μｍであり、他方の開口径が４０μｍであるテーパー形状であった。
次に、アセトンを用いてマスクパターンをコア材から除去し、シリコンウエハに熱酸化処理（１０５０℃、６０分間）を施し、微細貫通孔の内壁面を含むシリコンウエハ表面に二酸化珪素膜からなる絶縁層を形成した。その後、微細貫通孔内、およびシリコンウエハに、プラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜を形成し、さらに、ＭＯＣＶＤ法により窒化チタン膜（厚み３０ｎｍ）を形成して、絶縁膜を形成した。この絶縁膜は、シリコンウエハ表面上では１μｍ、微細貫通孔の内壁面では１μｍであった。
【００５７】
その後、シリコンウエハの一方の面（後述のセンサー内蔵面の反対側面）から、チタン−銅の順にスパッタリング法により下地導電薄膜を０．３μｍの厚みで形成した。次いで、この下地導電薄膜上にドライフィルムレジスト（旭化成（株）製ＡＰＲ）をラミネートした。次いで、表裏導通ビア形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン（厚み１５μｍ）を形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行ない、微細貫通孔内部を充填するとともに、シリコンウエハ面よりも突出した接合バンプ（高さ１５μｍ、直径６０μｍ）を形成した。このときの電解銅めっきにおけるバンプ形成は、めっき時間の調節と電流密度の調整により制御して行なった。
【００５８】
次に、シリコンウエハの一方の面（接合バンプが形成されていない面）に感光性ドライフィルムレジスト（東京応化工業（株）製ＢＦ４０５）をラミネートし、凹部形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりマスクパターンを形成した。マスクパターンは、一辺５ｍｍである正方形の開口が５ｍｍピッチで形成された多面付けであった。
次に、このマスクパターンをマスクとしてサンドブラストによりシリコンウエハに凹部を形成した。この凹部は、開口が一辺４ｍｍの正方形であり、深さが５０μｍであった。
次いで、上記の凹部にセンサーチップ（５ｍｍ×５ｍｍ、厚み２００μｍ）を接着剤（エイブルスティック（株）製エイブルボンド３２３０）を用いて配設した。これにより、センサー内蔵モジュールを多面付けで形成した。
【００５９】
（保護材の作製と接合）
実施例１と同様にして保護材を作製し、この保護材を実施例１と同様にして、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールに接合した。
【００６０】
（能動素子内蔵モジュールの作製と接合）
次に、実施例１と同様にして能動素子内蔵モジュールを作製し、この能動素子内蔵モジュールを実施例１と同様にして、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールに接合した。
【００６１】
（ダイシング）
次に、多面付けのセンサー内蔵モジュール用のシリコンウエハ、能動素子内蔵モジュール用のシリコンウエハ、および保護材用のガラス基板をダイシングして、本発明のセンサーユニットを得た。このセンサーユニットは、５ｍｍ×５ｍｍ、高さが０．７ｍｍであった。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
小型で高信頼性のセンサーユニットが要求される種々の分野において適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明のセンサーユニットの一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明のセンサーユニットの他の実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明のセンサーユニットの製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図４】本発明のセンサーユニットの製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図５】本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【図６】本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【図７】本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【図８】本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【符号の説明】
【００６４】
１１…センサーユニット
２１…センサー内蔵モジュール
２２…基板
２２Ａ…センサー内蔵モジュール用ウエハ
２３…センサー
２４…微細貫通孔
２５…表裏導通ビア
２８…接合バンプ
３１…保護材
３２…保護基板
３２Ａ…保護材用保護基板
３６…配線
３７…接続バンプ
３８…接合バンプ
４１…能動素子内蔵モジュール
４２…基板
４３…能動素子
４４…微細貫通孔
４５…表裏導通ビア
４６…配線
【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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