(57)【要約】【課題】可動部を有する半導体基板にキャップを接着する場合、接着剤が接着代と定められた部分からはみ出ることを極力防止し、接着剤の硬化時の残留応力を軽減する。【解決手段】断面積一定の帯状接着剤１１が半導体基板２の接着代１０上に敷設される。その後、キャップを半導体基板２上に重ね、加熱しつつ加圧する。接着剤１１は、断面積が一定で単位長さ当たりの体積が一定であるから、溶融状態で半導体基板２とキャップとの間で加圧されても、接着代１０からはみ出ることはない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部を設けてなる半導体基板に、前記可動部を覆うキャップを、接着剤によって固着する方法において、
前記接着剤を、断面積が一定の定形の状態で、接着剤供給手段から前記半導体基板および／または前記キャップの接着代に供給し、
その後、前記半導体基板と前記キャップとを重ね、両者を加熱しつつ加圧して前記接着剤により固着する
ことを特徴とする半導体基板のキャップ固着方法。
【請求項２】
前記接着剤には、当該接着剤とは異なる色の線状識別部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の半導体基板のキャップ固着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動部を設けてなる半導体基板に、その可動部の保護のために被せられるキャップを、接着剤によって固着する半導体基板のキャップ固着方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（micro electro mechanical system）デバイスと称される半導体装置がある。これは、マイクロマシニング（micromachining）技術を採用して、半導体基板の表面部に可動部を形成した構造のものである。
半導体角速度センサ（ジャイロセンサ）、半導体加速度センサ（Ｇセンサ）もこのＭＥＭＳデバイスの一種である。これらセンサは、角速度、加速度が作用すると、基板の表面部に設けられた可動部が、作用した角速度や加速度に応じた歪を生ずる。このような可動部に微細な塵埃などが付着すると、正確な角速度や加速度を測定できなくなるため、半導体基板にキャップを被せて可動部を保護するようにしている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−３１３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１において、キャップの裏面には、予め、基材上にシリコーン粘着剤（接着剤）を塗布した耐熱性粘着シートが貼り付けられている。このキャップの裏側において、可動部に真上に位置する部分は、粘着シートの貼り付けのない凹部とされており、キャップを半導体基板に接着したとき、可動部が接着剤に接触することがないようにされている。そして、キャップは、半導体基板に重ね合わされた状態で、加熱しつつ加圧される。これにより、粘着シートの接着剤が軟化溶融し、キャップが半導体基板に接着される。
しかしながら、このキャップの固着方法では、加熱しつつ加圧する際に、軟化溶融した接着剤が接着代からはみ出ることがある。特に、半導体基板の可動部が位置する内側に向って接着剤がはみ出すと、加速度センサとしての機能を損なう恐れがある。
【０００４】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、接着剤が接着代と定められた部分からはみ出ることを極力防止できる半導体基板のキャップ固着方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明によれば、接着剤は、断面積が一定の定形の状態で接着代に供給されるので、加熱しつつ加圧される際に接着剤が流動性を帯びて押し広げられる程度を考慮して接着剤の断面積を定めておくことにより、接着剤が接着代からはみ出ることを防止できるようになる。
請求項２の発明によれば、接着剤には、線状識別部が設けられているので、例えば接着剤を接着代に自動供給する場合、線状識別部の位置や曲がり具合などから接着剤が例えば接着代の予め定められた正規位置に供給されたか否かを判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明を実施形態により具体的に説明する。
（第１の実施形態）
図１ないし図６は、本発明の第１の実施形態を示す。図６には、ＭＥＭＳデバイス、例えば半導体角速度センサ１が示されている。この半導体角速度センサ１は、半導体基板２に間隙部（図示せず）を介して対向し針状体３により支持された可動部４と、この可動部４を挟んでその両側に配置された一対の固定部５とからなっている。また、半導体基板２には、間隙部を介して可動部４と対向する検出用電極部（図示せず）が設けられている。この可動部４と検出用電極部とは、キャパシタを構成している。
可動部４は、針状体３の間の部分を錘部４ａとし、この錘部４ａの左右両側に櫛歯状の可動電極部４ｂを一体に有している。これに対し、左右両側の固定部５にも、可動部４の可動電極部４ｂと噛み合うように突出する同じく櫛歯状の固定電極部５ａを一体に有している。
【０００７】
そして、可動部４は、常には、自身の可動電極部４ｂと、固定部５の固定電極部５ａとの間に周期的に印加される電圧によって水平方向（半導体基板２の板面と平行な方向）に振動している。この状態で、半導体角速度センサ１に角速度が加わると、可動部４に垂直方向（半導体基板２の板面に垂直な方向）の振動が発生する。この垂直方向の振動により、可動部４と前記検出用電極部との間の距離が変化するため、検出用電極部に一定電圧を加えることにより、上記距離の変化を検出用電極部に流れ込む電流の変化として検出することができ、この検出値により半導体角速度センサ１にかかる角速度を検出することができる。
【０００８】
このような半導体角速度センサ１において、その可動部４や半導体基板２との間の間隙部に微細な塵埃などが付着すると、動作不良の原因ともなりかねないので、半導体基板２には、図５に示すようなキャップ６が取り付けられる。このキャップ６は、例えば樹脂から構成されている。また、このキャップ６の半導体基板２への取り付けは、接着によって行われるようになっており、その半導体基板２に接着される側の面には、浅い矩形状の凹部７が形成されていて該凹部７により、接着したとき半導体基板２との間に空間８が形成されるようにしている。
【０００９】
半導体角速度センサ１の半導体基板２とキャップ６とは、この実施形態では同じ大きさの矩形状をなしている。そして、キャップ６の半導体基板２に接着される側の面において、凹部７の周囲部は、矩形の額縁状の接着代９とされている。このキャップ６の接着代９に対応する半導体基板２の接着代１０は、図６に示す二点鎖線の外側部分、即ち針状体３、可動部４および固定部５を囲む矩形の額縁状領域となっている。
【００１０】
この実施形態では、半導体基板２とキャップ６とを固着するための接着剤１１は、半導体基板２の接着代１０に供給される。接着剤１１は、常温では定形性を持ち、加熱されると軟化溶融する熱可塑性樹脂からなるホットメルト系接着剤が用いられている。本実施形態では、接着剤１１は、図３に示すように、半導体基板２の接着代１０の幅およびキャップ６の接着代９の幅よりも狭い所定幅を持つ所定厚さの偏平帯状をなし、断面積は一定となっている。なお、接着剤１１の断面積は、半導体基板２とキャップ６とを加熱しながら加圧する接着時に、接着代９，１０からはみ出ることのないような量（単位長さ当たり）となるように設定されている。
【００１１】
接着剤１１の幅方向の中央には、当該接着剤１１とは異なる色、例えば乳白色の接着剤１１に対して赤色の細線１２が着色されている。この細線１２は、接着剤１１とは別の糸状接着剤を接着剤１１に接合することによって設けるようにしても良い。このような赤色の細線１２を設けた偏平帯状の接着剤１１は、リール（図示せず）に巻回され、供給装置１３のリールセット部（図示せず）にセットされる。なお、帯状接着剤１１の幅は、例えば１００μｍ、細線１２の幅は、例えば１０μｍ程度のものである。
【００１２】
図２に示すように、接着剤１１の供給装置１３は、リールセット部（図示せず）を有すると共に、リールセット部にセットされたリールから下方に引き出された帯状接着剤１１を外方に送り出す出口としてのノズル１４（図  に示す）を有している。リールセット部からノズル１４に至る途中部には、帯状接着剤１１を挟んで下方に送る送り手段としての一対のロール１５ａ，１５ｂが設けられている。これら、一対のロール１５ａ，１５ｂのうち、一方のロール１５ａは、駆動ロールとして機能し、図示しないモータによって回転駆動されて帯状接着剤１１をリールから引き出す。なお、供給装置１３には、帯状接着剤１１に、リールから引き出されてノズル１６から外方に出てゆくことができるような柔軟性を持たせるために、帯状接着剤１１を温めて軟質化する加温装置（図示せず）が設備されている。
【００１３】
ノズル１６の下端部には、帯状接着剤１１を部分的に加熱溶融させるためのヒータ１７が設けられている。また、ノズル１６には、ヒータ１７の直上に位置してカッタ１７が設けられている。このカッタ１７は、図示しない電動駆動源、例えば電磁石により動作し、帯状接着剤１１を切断する。なお、帯状接着剤１１を切断する切断手段としては、カッタ１７に限られず、熱によって溶断するヒータ線であっても良い。
【００１４】
次に上記構成の作用を説明する。半導体基板２の接着代１０へ接着剤１１を供給するには、まず、リールから帯状接着剤１１を引き出し、その先端部をノズル１４からやや外方に突出させた状態にしておく。そして、供給装置１３の接着剤供給動作を開始させる。すると、供給装置１３は、所定位置に固定された半導体基板２に向って移動し、ノズル１４が接着代１０の所定の一つのコーナー部の上方に至ると、そこで一旦停止する。
【００１５】
次いで、供給装置１３は、ノズル１６から突出している帯状接着剤１１の先端部が接着代１０のコーナー部に接触するまで下降する。このとき、帯状接着剤１１が接する位置は、接着代１０の幅方向中央部である。そして、この状態でヒータ１７に通電する。すると、帯状接着剤１１の先端部が加熱溶融されて接着代１０のコーナー部に接着される。このときの接着部を、図１および図２にＰ１で示す。
【００１６】
この後、供給装置１３は、ロール１５ａを回転させて帯状接着剤１１をノズル１６から繰り出しながら、接着代１０の隣のコーナー部に向かって移動する。このときの移動速度は、帯状接着剤１１の繰り出し速度と同等に設定される。これにより、帯状接着剤１１がノズル１４から繰り出されて、図１および図４に示すように、接着代１０上に当該接着代１０の幅方向中央に位置するようにして敷かれてゆく。
【００１７】
この帯状接着剤１１の敷設過程において、供給装置１３に設けられたカメラ（図示せず）が接着代１０上に敷設されてゆく帯状接着剤１１を撮影する。供給装置１２の制御装置（図示せず）は、カメラが撮影した画像を処理し、帯状接着剤１１の細線１２が画面の所定個所に存在するか否かを判断し、所定個所に存在するならば、帯状接着剤１１が接着代１０の２つのコーナー間に真っ直ぐに、且つ接着代１０の幅方向中央に位置するようにして敷設されていると判断（正常敷設）し、所定個所に存在しないならば、帯状接着剤１１が正常敷設されていない（異常敷設）と判断し、異常敷設ならば、ブザーなどの警報手段を動作させて異常敷設を報知するようになっている。
【００１８】
さて、帯状接着剤１１が接着代１０の一コーナー部から隣の一コーナー部まで敷設されると、そこで供給装置１３は、移動停止し、ヒータ１７を発熱させる。すると、ノズル１４から突出した部分の帯状接着剤１１が加熱溶融され、接着代１０のコーナー部に接着される。このときの接着部を図１にＰ２で示す。その後、供給装置１３は、それまでの移動方向と９０度移動方向を変換して、更に隣のコーナー部に向って移動しながら帯状接着剤１１をノズル１４から繰り出し、当該帯状接着剤１１を接着代１０上に敷設してゆく。
【００１９】
そして、図１に示す接着部Ｐ３，Ｐ４を経て、帯状接着剤１１を接着代１０上に沿って矩形状に敷設すると、供給装置１３は、再びヒータ１７に通電して帯状接着剤１１を接着代１０の敷設開始時のコーナー部に接着し（このときの接着部はＰ５）、接着後、カッタ１７を動作させて帯状接着剤１１をノズル１４近傍で切断する。以上により帯状接着剤１１の接着代１０への敷設工程を終了する。この後、キャップ６が半導体基板２に重ねられ、そして、加熱しながら加圧される。
【００２０】
この加熱加圧により、帯状接着剤１１は軟化溶融し、且つ押し潰されて拡がる。このとき、帯状接着剤１１は、断面積が一定で、単位長さあたりの体積が一定となっており、且つ、接着代９，１０の幅方向中央に位置し、しかも、接着代９，１０よりも幅狭であるから、押し潰されて拡がっても、接着代９，１０の合わせ範囲から外へはみ出る恐れがない。この場合、接着剤１１のはみ出しは、可動部４側へのはみ出しが防止されれば良いことから、接着剤１１を接着代９，１０の幅方向中央よりもやや外側に偏って敷設することが好ましく、このようにすることで、可動部４側へのはみ出し防止効果は一層高くなる。
【００２１】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態を示す。この実施形態が上記第１の実施形態と相違するところは、接着剤の形態にある。この実施形態では、ホットメルト系の接着剤１８は、加熱シリンダ１９内に溶融した状態で溜められている。この加熱シリンダ１９に設けられたピストン２０を押すと、加熱シリンダ１９内の接着剤１８が先端のノズル２１から細い糸状になって押し出される。ノズル２１から押し出された糸状接着剤２２は、接着代１０上に敷設されると冷えて断面積が一定の定形（糸状）に固まると共に、接着代１０に接着される。このときの糸状接着剤２２の断面積は、ピストン２０の動作速度によるノズル２１からの接着剤１８の押し出し量と、ノズル２１の接着代１０に沿った移動速度とによって決定される。
【００２２】
（第３の実施形態）
図８は本発明の第３の実施形態を示すもので、前記第１の実施形態と異なるところは、一度に複数の半導体基板２に接着剤を敷設するようにしたことにある。即ち、半導体角度センサ１は、半導体ウエハ２３に多数等間隔に縦横に並んだ状態にして形成され、その後、ダイシングカットによってチップ化される。本実施形態では、半導体ウエハ２３をダイシングカットする前に、核半導体基板２の接着代１０に帯状接着剤１１を敷設するようにしたものである。
そのために、供給装置２４は、第１の実施形態の供給装置１３と同等構成の供給部２６を複数備え、複数の半導体基板２に帯状接着剤１１を同時に敷設できるように構成されている。
【００２３】
（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、次のような拡張或いは変更が可能である。
接着剤を敷設する相手材は、キャップ６であっても良い。また、半導体基板２およびキャップ６の双方であっても良い。
キャップ６に凹部７を特に形成する必要はない。凹部７がなくとも、キャップ６は、接着剤の厚さ分だけ半導体基板２から浮き上がるので、結果的に、半導体基板２とキャップ６との間には、空間が形成されることとなる。
キャップ６は、樹脂に限らず、ガラス、シリコン、セラミックなどであっても良い。
キャップ６を固着する半導体基板としては、半導体角速度センサの半導体基板に限られず、半導体加速度センサなどの半導体センサの半導体基板、ＭＥＭＳデバイスの半導体基板であっても良く、その他、可動部を有する半導体基板に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態を示し、帯状接着剤を敷設した状態の半導体基板の平面図
【図２】接着剤供給装置のノズル部分の概略構成を示す断面図
【図３】帯状接着剤の斜視図
【図４】帯状接着剤の敷設部分の拡大平面図
【図５】キャップを接着した半導体角速度センサの断面図
【図６】半導体角速度センサの要部の平面図
【図７】本発明の第２の実施形態を示す要部の概略構成を示す断面図
【図８】本発明の第３の実施形態を示す概略図
【符号の説明】
【００２５】
図面中、１は半導体センサ、２は半導体基板、４は可動部、５は固定部、６はキャップ、９，１０は接着代、１１は接着剤、１２は細線（線状識別部）、１３は供給装置、１４はノズル、１５はロール、１６はヒータ、１７はカッタ、１８は接着剤、１９は加熱シリンダ、２０はピストン、２１はノズル、２２は糸状接着剤、２３は半導体ウエハ、２４は供給装置を示す。
【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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