(57)【要約】【課題】コレット吸着時に変位部が破損してしまうことを防止できる半導体力学量センサ及びその搬送方法並びにコレット吸着方法を提供する。【解決手段】半導体基板１２には可動電極１７及び固定電極１８，１９からなる変位部２０が形成されており、外部からの印加加速度に応じて可動電極１７が変位することにより可動電極１７及び固定電極１８，１９の間の容量が変化するので、その容量変化に基づいて印加加速度を検出することができる。半導体基板１２の表面における四隅の角部には、矩形状の複数の被吸着部３２が設けられており、その被吸着部３２をコレットチャックで吸着することにより変位部２０を破損することなく半導体加速度センサ１１を吸着搬送することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に、力学量の印加により変位する梁構造からなる変位部を形成し、その変位部の変位量に応じた信号を出力する半導体力学量センサにおいて、
前記半導体基板の表面上において前記変位部と重ならない部位に設けられ、吸着搬送用のコレットチャックの先端形状に対応した平坦な被吸着部を備えたことを特徴とする半導体力学量センサ。
【請求項２】
前記被吸着部は複数設けられていることを特徴とする請求項１記載の半導体力学量センサ。
【請求項３】
前記被吸着部は、前記半導体基板の角部に設けられていることを特徴とする請求項２記載の半導体力学量センサ。
【請求項４】
前記被吸着部は、段差部及び配線パターンの凸部が全くない平滑面からなることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の半導体力学量センサ。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかに記載の半導体力学量センサの被吸着部をコレットチャックにより吸着して搬送することを特徴とする半導体力学量センサの搬送方法。
【請求項６】
請求項４記載の半導体力学量センサの被吸着部をコレットチャックにより吸着することを特徴とするコレット吸着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板に、力学量の印加により変位する梁構造からなる変位部を形成し、その変位部の変位量に応じた信号を出力する半導体力学量センサ及びその搬送方法並びにコレット吸着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５９５１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
例えば加速度センサとして、半導体加速度センサが供されている。このものは、固定電極及び可動電極からなる梁構造の変位部を有し、加速度の変位により変位する可動電極の変位量を可動電極と固定電極との間の容量変化として出力するように構成されており、斯様な構成の半導体加速度センサを処理回路チップ上に実装するようにしている。
【０００５】
図６は、この種の半導体加速度センサの一例を示している。この図６において、半導体加速度センサ１には互いに対向する梁構造の固定電極２及び可動電極３からなる変位部４が形成されていると共に、半導体加速度センサ１の表面には各電極に対応して複数の電極パッド５〜７及び基準電極用の電極パッド８が形成されており、可動電極３の変位に応じた静電容量信号を所定の電極パッド５〜７から出力するようになっている。
【０００６】
このように構成された半導体加速度センサ１では、処理回路チップに対する実装位置精度によって検出精度が悪化することから、半導体加速度センサ１を接着剤で処理回路チップに固定する不安定な方法に代えて、半導体加速度センサ１の実装前に、図７に示すように半導体加速度センサ１の下面にフィルム状接着剤９を添着し、この状態でコレットチャックにより半導体加速度センサ１を吸着して処理回路チップ上に実装するようにしている。
【０００７】
ところで、近年、半導体加速度センサ１を例えば車両用ＶＳＣ（車両安定性制御システム）に用いることが行われており、半導体加速度センサ１の高感度化、高精度化が求められている。これを実現するために、半導体加速度センサ１に添着するフィルム状接着剤のさらなる低弾性率化が要求されている。
【０００８】
しかしながら、低弾性率のフィルム状接着剤では、半導体加速度センサ１を処理回路チップに実装する前に半導体加速度センサ１の下面に添着することは困難であることから、処理回路チップ上に予め低弾性率のフィルム状接着剤を添着し、その状態で半導体加速度センサ１を実装するようにしている。このため、高精度化により半導体加速度センサ１の変位部４が微小な加速度で変位し易くなっていることに加えて、半導体加速度センサ１の下面にフィルム状接着剤が無いことから、図８に示すようにコレットチャック１０による半導体加速度センサ１の吸着時に固定電極２と可動電極３との間隙からの空気の巻き込みを生じ、変位部４が破損してしまうことがあるという不具合を生じる。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、変位部の変位により力学量の印加を検出する構成において、コレット吸着時に変位部が破損してしまうことを防止できる半導体力学量センサ及びその搬送方法並びにコレット吸着方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、半導体力学量センサの半導体基板上において変位部と重ならない部位には、コレットチャックの先端形状に対応した平坦な被吸着部が設けられており、コレットチャックにより半導体基板を吸着する際は、コレットチャックにより被吸着部を吸着することになるので、コレットチャックが変位部から空気を巻き込んでしまうことはなく、変化部が破損してしまうことを防止できる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、コレットチャックで半導体基板を吸着する際に、コレットチャックにより複数の被吸着部を吸着するようにしたので、半導体基板を安定して吸着することができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、コレットチャックで半導体基板を吸着する際に、コレットチャックにより半導体基板の角部に設けられた被吸着部を吸着するようにしたので、半導体基板を最も安定して吸着することができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、コレットチャックにより被吸着部を吸着した際に、半導体基板の表面との隙間からの空気漏れを極力防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を半導体加速度センサに適用した一実施の形態を図１ないし図５に基づいて説明する。
図１は半導体加速度センサの平面を模式的に示している。尚、図１でハッチングされた部位は断面ではなく、実際は平面である。この図１において、半導体加速度センサ１１（半導体力学量センサに相当）は、半導体基板１２に半導体製造技術を利用した周知のマイクロマシン加工を施すことにより次のように形成されている。
【００１５】
可動部１３は、アンカー部１４と、このアンカー部１４に支持された矩形枠状のバネ部１５と、このバネ部１５と連結された重錘部１６と、この重錘部１６の両側に櫛歯形状に形成された可動電極１７とから構成されている。一方、可動電極１７の一方側に対向して櫛歯形状の第１の固定電極１８が形成されていると共に、可動電極１７の他方側に対向して第２の固定電極１９が形成されており、以上のような構成により変位部２０が構成されている。
【００１６】
図２は図１中におけるＡ−Ａ断面を示している。この図２において、半導体基板１２は、第１の半導体層２１と第２の半導体層２２との間に絶縁層２３を有するＳＯＩ基板からなり、第１の半導体層２１及び絶縁層２３は、可動部１３及び各固定電極１８，１９が形成される領域において第２の半導体層２２が露出するように除去されている。
【００１７】
以下、上記構成の半導体加速度センサ１１の製造方法について簡単に説明する。まず、ＳＯＩ基板のパッド部２４〜２６にＡｌを蒸着して各電極に対応した電極パッド２７〜２９を形成すると共に、半導体基板１２の所定部位に基準電位用の電極パッド３０，３１を形成する。
次に、ＳＯＩ基板の裏面をバックポリッシュしてからプラズマＳｉＮ膜を堆積し、そのプラズマＳｉＮ膜をエッチングすることにより所定形状にパターニングする。
【００１８】
続いて、ＳＯＩ基板の表面にＰＩＱ（ポリイミド）膜を塗布し、そのＰＩＱをエッチングして、可動部１３及び各固定電極１８，１９に対応した形状にパターニングしてから、ＰＩＱの上に保護膜としてのレジストを塗布し、裏面のプラズマＳｉＮ膜をマスクにしてＳＯＩ基板を例えばＫＯＨ水溶液で深堀エッチングする。この深堀エッチングにおいては絶縁層２３のエッチング速度がＳｉに比較して遅いため、絶縁層２３がエッチングストッパとして機能する。
【００１９】
この後、ＨＦ水溶液により、露出している絶縁層２３及びプラズマＳｉＮ膜を除去してから、ＳＯＩ基板の表面を保護しているレジストを除去し、ＰＩＱ膜をマスクにして、ドライエッチングにより第２の半導体層２２に貫通孔を形成する。この貫通孔によって、第２の半導体層２２に可動部１３及び各固定電極１８，１９が形成される。
そして、表面のＰＩＱをＯ２アッシングによって除去することにより半導体加速度センサ１１が完成されている。
以上のように完成された半導体加速度センサ１１では、可動部１３の両端となるアンカー部１４が絶縁層２３上に支持されていると共に、各固定電極１８，１９が絶縁層２３上に片持ち支持された形態となっている。
【００２０】
上記構成の半導体加速度センサ１１にあっては、可動部１３が検出方向（半導体基板１２の面方向）の加速度を受けると、重錘部１６が変位し、可動電極１７の検出面と第１の固定電極１８の検出面との間の距離及び可動電極１７の検出面と第２の固定電極１９の検出面との間の距離のうち一方が増加すると他方が減少するようになる。ここで、可動電極１７の検出面と第１，第２の固定電極１８，１９の検出面とはそれぞれ容量を形成しているため、加速度を受けると、それらの容量が変化するようになるので、図示しない処理回路チップの差動検出回路によって容量変化に基づいて印加加速度を検出することができる。
【００２１】
ここで、上記構成の半導体加速度センサ１１の半導体基板１２の表面における四隅の角部には、矩形状の複数の被吸着部３２が設けられている。この被吸着部３２は、半導体基板１２の表面に何のパターンも形成されない平滑な領域を意図的に設けることにより形成されるもので、吸着搬送用のコレットチャックの先端形状に対応している。また、このように被吸着部３２を半導体基板１２の四隅の角部に設けるために、通常であれば、被吸着部３２の位置に設けるべき電極パッド３０，３１（従来例を示す図４参照）を被吸着部３２から離間した位置に設けるようにしている。
【００２２】
図３は、コレットチャックによる半導体基板１２の吸着状態を示している。この図３において、コレットチャック３３は半導体基板１２の形状に対応した矩形状をなしており、図３に示すように四隅に吸着部３４が突出形成されている。これらの吸着部３４は吸着孔３５を有して形成されており、各吸着部３４が半導体基板１２の各被吸着部３２に対応している。
【００２３】
ところで、半導体基板１２をコレットチャック３３で吸着して搬送する際は、半導体基板１２の上面との隙間からの空気漏れを極力防止する必要がある。
そこで、本実施の形態は、図４に示すように被吸着部３２が段差部３６を含んだり、図５に示すようにＡｌの配線パターン３７を含んだりしないような領域となるように設定したことを特徴とする。
【００２４】
さて、図示しない搬送装置を駆動すると、コレットチャック３３が半導体基板１２の表面に位置決め状態で接する。このとき、コレットチャック３３の各吸着部３４が半導体基板１２の各被吸着部３２にそれぞれ接することになる。そして、コレットチャック３３により半導体基板１２を吸着することにより、半導体加速度センサ１１を安定した状態で吸着搬送して処理回路チップの所定部位に実装することができる。この場合、処理回路チップに予めフィルム状接着剤を添着しておくことにより、処理回路チップに実装された半導体加速度センサ１１が位置ズレを生じてしまうことを防止できる。
【００２５】
このような実施の形態によれば、半導体加速度センサ１１の表面の四隅の角部に、何のパターンも形成されない被吸着部３２を設け、その被吸着部３２をコレットチャック３３により吸着するようにしたので、コレットチャック３３による吸着状態で半導体加速度センサ１１に形成された変位部２０からの空気の巻き込みを生じることなく半導体加速度センサ１１を吸着搬送することができる。従って、下面にフィルム状接着剤が添着されていない半導体加速度センサをコレットチャックにより吸着する際に、変位部からの空気の巻き込みを生じてしまう従来例のものと違って、変位部２０を破損してしまうことを確実に防止できる。
しかも、このような半導体加速度センサ１１を形成するには、従来の電極パッドの位置をずらすことにより被吸着部３２を設けるだけで実施することができるので、コストが高くなることなく容易に実施することができる。
【００２６】
本発明は、上記実施に形態に限定されることなく、半導体加速度センサに限らず、ヨーレートセンサや角速度センサなどのような他の半導体力学量センサにも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における半導体加速度センサを示す平面図
【図２】図１中におけるＡ−Ａ断面図
【図３】コレットチャックによる吸着状態で示す図２相当図
【図４】被吸着部として好ましくない例を示す図３相当図
【図５】被吸着部として好ましくない例を示す図３相当図
【図６】従来例を示す図１相当図
【図７】図２相当図
【図８】図３相当図
【符号の説明】
１１は半導体加速度センサ（半導体力学量センサ）、１２は半導体基板、１３は可動部、１８は第１の固定電極、１９は第２の固定電極、２０は変位部、３２は被吸着部、３３はコレットチャック、３４は吸着部である。
【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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