(57)【要約】【課題】センサ素子にダメージを与えることなく、キャップ接合に用いる接着樹脂の残渣を低減できるセンサの製造方法を提供する。【解決手段】センサ素子を形成した基板上に、該センサ素子を囲繞する平面形状の感光性接着樹脂を介して、前記センサ素子の上方を覆うキャップを接合してなるセンサの製造方法において、感光性接着樹脂の塗布前に、上記センサ素子を含む基板表面全体に、感光性接着樹脂の現像液に可溶の材料からなる下地層を形成しておく。そして、この下地層上に塗布した感光性接着樹脂を露光及び現像し、感光性接着樹脂の現像液によって、感光性接着樹脂の露光した領域と該露光領域の下に位置する下地層とを一緒に除去する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ素子を形成した基板上に、該センサ素子を囲繞する平面形状の感光性接着樹脂を介して、前記センサ素子の上方を覆うキャップを接合してなるセンサの製造方法であって、
前記感光性接着樹脂を塗布する前に、前記センサ素子を含む基板表面全体に、該感光性接着樹脂の現像液に可溶の材料からなる下地層を形成する工程と、
この下地層の上に、前記感光性接着樹脂を塗布する工程と、
前記基板と前記キャップの接合領域を画定する所定のマスクパターンを用いて前記感光性接着樹脂を露光する工程と、
前記感光性接着樹脂を現像し、該感光性接着樹脂の現像液によって、前記感光性接着樹脂の露光した領域及び該露光領域の下に位置する下地層を除去する工程と、
を有することを特徴とするセンサの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のセンサの製造方法において、前記下地層をＡｌまたはＡｌ2Ｏ3により形成するセンサの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のセンサの製造方法において、前記センサ素子として、吸収または放出した水分量に応じて静電容量または電気抵抗が変化する感湿膜と、この感湿膜を覆う保護層と、この保護層に形成した感湿膜を外気に曝露させる複数の開口部とを有する湿度センサ素子を形成したセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャップを備えたセンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば微小電気機械システム（ＭＥＭＳ；Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）を利用したＭＥＭＳセンサや赤外線センサでは、センサ素子を形成または搭載した基板上に、センサ素子を素子上方に空隙を設けた状態で覆うキャップを設けたキャップ構造が知られている。従来のキャップ構造は、例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０８２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
キャップは、センサ素子を形成または搭載した基板上に、感光性接着樹脂を介して接合されている。感光性接着樹脂は、センサ素子を含む基板表面に全面塗布され、キャップ接合領域を画定する所定のマスクパターンを用いて露光及び現像することで、基板上に設けられる。しかし、センサ素子の構造や基板表面状態によっては、感光性接着樹脂を塗布する基板表面に微小な凹凸が存在し、この凹凸において感光性接着樹脂が現像されにくく、残渣が生じてしまうことが課題となっている。例えばセンサ素子が、吸収または放出した水分量に応じて静電容量または電気抵抗が変化する感湿膜と、この感湿膜を覆う保護層と、この保護層に形成した感湿膜を外気に曝露させる複数の開口部とを有する湿度センサ素子である場合には、感光性接着樹脂が塗布される基板表面に複数の開口部が開口していて各開口部が狭小であるため、この複数の開口部において感光性接着樹脂が現像されにくい。残渣をなくすには、現像後にＯ2プラズマ処理を実施する方法が知られているが、センサ素子自体にダメージを与えるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記課題を鑑みて、センサ素子にダメージを与えることなく、キャップ接合に用いる接着樹脂の残渣を低減可能なセンサの製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、感光性接着樹脂の塗布前に、感光性接着樹脂の現像液に可溶の材料からなる下地層を基板表面に形成しておけば、現像時に感光性接着樹脂と下地層が一緒に除去され、下地層を介して感光性接着樹脂が剥がれやすくなることから、基板表面に凹凸があっても残渣を低減できることに着目して完成されたものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、センサ素子を形成した基板上に、該センサ素子を囲繞する平面形状の感光性接着樹脂を介して、前記センサ素子の上方を覆うキャップを接合してなるセンサの製造方法であって、前記感光性接着樹脂を塗布する前に、前記センサ素子を含む基板表面全体に、該感光性接着樹脂の現像液に可溶の材料からなる下地層を形成する工程と、この下地層の上に、前記感光性接着樹脂を塗布する工程と、前記基板と前記キャップの接合領域を画定する所定のマスクパターンを用いて前記感光性接着樹脂を露光する工程と、前記感光性接着樹脂を現像し、該感光性接着樹脂の現像液によって、前記感光性接着樹脂の露光した領域及び該露光領域の下に位置する下地層を除去する工程とを有することを特徴としている。
【０００８】
前記下地層は、ＡｌまたはＡｌ2Ｏ3により形成することが好ましい。この態様によれば、エポキシ樹脂やポリイミド等を含む感光性接着樹脂の現像液としてＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）やＫＯＨ（水酸化カリウム）等のアルカリ現像液を用い、このアルカリ現像液により感光性接着樹脂と下地層が一緒に除去される。
【０００９】
センサ素子は、吸収または放出した水分量に応じて静電容量または電気抵抗が変化する感湿膜と、この感湿膜を覆う保護層と、この保護層に形成した、前記感湿膜を外気に曝露させる複数の開口部とを有する湿度センサ素子とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、感光性接着樹脂の塗布前に感光性接着樹脂の現像液に可溶の材料からなる下地層を形成し、感光性接着樹脂の現像時に感光性接着樹脂の露光部分と該露光部分の下に位置する下地層を一緒に除去するので、基板表面に微小な凹凸が存在していても感光性接着樹脂の残渣は生じにくく、センサ素子にダメージを与えずに、キャップ接合に用いる接着樹脂の残渣を低減できるセンサの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明方法により製造したセンサを示す断面図である。
【図２】同センサを示す平面図である。
【図３】本発明によるセンサの製造方法の一工程を示す断面図である。
【図４】図３の次工程を示す断面図である。
【図５】図４の次工程を示す断面図である。
【図６】図５の次工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１及び図２は、本発明方法により製造した完成状態のセンサを示している。本センサは湿度センサ１であり、吸収または放出した水分量に応じて静電容量または電気抵抗が変化する感湿膜２１と、この感湿膜２１の上下に位置する下部電極２２及び上部電極２３と、上部電極２２の上から感湿膜２１を覆う保護層２４と、この保護層２４及び上部電極２２に形成した、感湿膜２１を外気に曝露させる複数の開口部２５とを有する湿度センサ素子２０を備えている。
【００１３】
湿度センサ１は、シリコンまたはガラスからなる基板１０上に、上記湿度センサ素子２０と、この湿度センサ素子２０の上方を覆うキャップ３０と、湿度センサ素子２０とキャップ３０の間に空隙を設けた状態で、該キャップ３０の周縁を基板１０に接合した感光性接着樹脂（周縁スペーサ樹脂）４０とを備えている。基板１０の回路形成面である基板表面１０ａには、湿度センサ素子２０の他に、該湿度センサ素子２０の下部電極２２及び上部電極２３と電気的に接続した複数の電極パッド２６が設けられている。キャップ３０は、図２に示すように平面視矩形の湿度センサ素子２０よりも大きな平面矩形をなす蓋部材であって、シリコン基板、金属材料、ガラスまたは樹脂材料からなる。感光性接着樹脂４０は、下地層４５を介して基板表面１０ａに積層され、湿度センサ素子２０の外周かつキャップ３０の周縁端面に沿って設けられている。感光性接着樹脂４０は例えばエポキシ系接着樹脂材料からなり、下地層４５はＡｌまたはＡｌ2Ｏ3からなる。本実施形態では、湿度センサ素子２０を基板表面１０ａに直接形成してあるが、別基板上に形成した湿度センサ素子を基板表面１０ａに搭載する構成としてもよい。
【００１４】
次に、図３〜図６を参照し、本発明を適用したセンサ（湿度センサ１）の製造方法について説明する。図３〜図６は、センサ（湿度センサ１）の製造工程を示す断面図であって、下部電極２２及び上部電極２３を省略して示してある。
【００１５】
先ず、図３に示すように、湿度センサ素子２０を形成した基板表面１０ａに、次工程で塗布する感光性接着樹脂の現像液に可溶の材料からなる下地層４５を、全面的に形成する。ここで、基板表面１０ａ、湿度センサ素子２０の保護層２４、該保護層２４及び上部電極２３に設けた複数の開口部２５及び電極パッド２６は、下地層４５ですべて覆われる。下地層４５は、ＡｌまたはＡｌ2Ｏ3により、１０〜１００ｎｍ程度の膜厚で形成する。
【００１６】
次に、図４に示すように、基板表面１０ａに形成した下地層４５の上に、感光性接着樹脂４０を全面的に塗布する。感光性接着樹脂４０には、エポキシ系接着樹脂を用いることができる。感光性接着樹脂４０の厚さは５〜５０μｍ程度とし、その表面高さを湿度センサ素子２０の表面高さよりも高く設ける。
【００１７】
続いて、図５に示すように、基板表面１０ａ上のキャップ接合領域を画定する所定のマスクパターン５０を用いて、感光性接着樹脂４０を露光する。ここで、キャップ接合領域は、湿度センサ素子２０の外周かつキャップ３０の周縁端面に沿う平面視矩形に設定してある。
【００１８】
続いて、図６に示すように、感光性接着樹脂４０を現像し、該感光性接着樹脂４０の現像液によって、感光性接着樹脂４０の前工程で露光した領域と該露光領域の下に位置する下地層４５を一緒に除去する。下地層４５は感光性接着樹脂４０よりも現像溶解性が高く、感光性接着樹脂４５の直下にある下地層４５が溶解することで感光性接着樹脂４０も剥がれやすくなる。これにより、複数の開口部２３で基板表面１０ａに凹凸が存在していても、感光性接着樹脂４０の残渣を低減できる。この工程により、基板表面１０ａには、湿度センサ素子２０の外周かつキャップ３０の周縁端面に沿う平面視矩形で感光性接着樹脂４０が残る。この基板表面１０ａに残した感光性接着樹脂４０の下には下地層４５が残るが、キャップ３０の接合及び湿度センサ素子２０に影響しない。
【００１９】
そして、基板表面１０ａに残した感光性接着樹脂４０を介して基板１０とキャップ３０を接合する。上述のように感光性接着樹脂４０は湿度センサ素子２０よりも表面高さ位置が高く設定されているので、キャップ３０は、基板１０との接合により、湿度センサ素子２０との間に空隙を設けた状態で該湿度センサ素子２０の上方を覆うことになる。
【００２０】
以上の本実施形態によれば、感光性接着樹脂４０の現像液に可溶の材料からなる下地層４５を該感光性接着樹脂４０の塗布前に形成しておくので、感光性接着樹脂４０の現像時に下地層４５が溶解して感光性接着樹脂４０が剥がれやすくなり、基板表面に凹凸が生じていても感光性接着樹脂４０の残渣を低減できる。これにより、残渣を除去するためのＯ2プラズマ処理は不要となり、湿度センサ素子２０にダメージを与えるおそれがない。また、新たな工程を設けずに済むので、製造工程も簡便である。感光性接着樹脂４０の平面形状は、図示例では矩形であるが、センサ素子を囲繞する閉じた形状であれば、環状その他の形状とすることができる。
【００２１】
以上では、センサ素子として湿度センサ素子を備えた実施形態で本発明を説明したが、本発明によるセンサの製造方法は加速度センサ、各速度センサ及び圧力センサにも適用可能である。特に、残渣が生じやすい凹凸を基板表面に有するタイプに有益である。
【符号の説明】
【００２２】
１  湿度センサ（センサ）
１０  基板
２０  湿度センサ素子（センサ素子）
２１  感湿膜
２２  下部電極
２３  上部電極
２４  保護層
２５  開口部
２６  電極パッド
３０  キャップ
４０  感光性接着樹脂
４５  下地層
５０  マスクパターン
【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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