(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板ウェハ（１）と、該基板ウェハの上に設けられた少なくとも2つのセンサ素子（２）と、前記基板ウェハに取り付けられたキャップウェハ（３）と、電気接点（１６）と、空洞部（１７）とを有し、
前記キャップウェハ（３）は複数の接続テープ（５）により前記基板ウェハ（１）と接合されており、
前記空洞部（１７）は、複数の接続テープにより外部に対して気密に封鎖されており、
前記空洞部（１７）にはそれぞれ前記センサ素子（２）が配置されており、
前記電気接点（１６）は、前記各空洞部（１７）の外で前記基板ウェハに配置されており、
前記電気接点（１６）は、センサ素子の電気接続を行い、
前記基板ウェハ（１）上で隣接するセンサ素子（２）のペア間では、ちょうど1つの接点孔（９）が前記キャップウェハ（３）に設けられており、
該接点孔（９）を通って前記電気接点は前記センサ素子に接近し、
前記基板ウェハ（１）上で隣接する別のセンサ素子（２）のペア間には、ちょうど1つの接続テープ（５）が配置されており、
前記1つの接続テープ（５）は、前記別のペアのセンサ素子が配置されている前記空洞部（１７）を相互に分離する、
ことを特徴とする個別化されないウェハステープル。
【請求項２】
請求項１記載のウェハステープルにおいて、
前記センサ素子（２）は、前記基板ウェハ上で相互に横にずれて配置されているウェハステープル。
【請求項３】
請求項１または２記載のウェハステープルにおいて、
前記キャップウェハ（３）は、隆起部の形態のブリッジ（４）を有し、該ブリッジに前記接続テープ（５）が取り付けられているウェハステープル。
【請求項４】
請求項３記載のウェハステープルにおいて、
前記ブリッジ（４）は一体的に前記キャップウェハ（３）から切り出されているウェハステープル。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項記載のウェハステープルにおいて、
前記基板ウェハ（１）はソケット（２０）を有し、
前記キャップウェハ（３）の接続テープ（５）は前記ソケット（２０）上に配置されているウェハステープル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハステープルに関する。
【背景技術】
【０００２】
刊行物ＵＳ５３２３０５１からすでに、基板ウェハとキャップウェハとの間にシールガラステープが配置されたウェハステープルが公知である。このシールガラステープは少なくとも基板ウェハ上に設けられた構成体を気密に封鎖する。
【０００３】
特開平０５−２９１３８８号公報には「・・・ウエハを個々のチップにダイシングする・・・あるパターンのフリット・ガラスを結合材として用いて、キャップ・ウエハを半導体基板ウエハに結合し、デバイスが、フリット・ガラス，基板ウエハおよびキャップ・ウエハによって形成される空洞内に気密封止されるようにする。キャップ・ウエハ内の孔のために、電極との電気接続が可能になり、電極はフリット・ガラス・シール全体に伸びていてデバイスと接続する。」ことが記載されている。
【０００４】
特開平０７−０７２１６９号公報には、「・・・シール材３ａ、３ｂとしては、シリコーン接着剤・・・ファイバガラス製スペーサ材」であることが記載され、「・・・センシング領域が幅Ｗのシール材を挾んで均等に配列された形状となっている。従って、接着されたウエーハを切断して加速度センサを完成した後のシール材３ｂの幅は、図５（ｂ）に示すように、４つの辺とも均等にＷ／２」であることが記載されている。
【０００５】
特開平０８−０１５０６７号公報および特開平０８−２５０７５１号公報にはセンサ素子をペアで配置することが記載されている。
【０００６】
特開平０７−１２８３６１号公報には、基板ウェハにソケットを設けることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＵＳ５３２３０５１
【特許文献２】特開平０５−２９１３８８号公報
【特許文献３】特開平０７−０７２１６９号公報
【特許文献４】特開平０８−０１５０６７号公報
【特許文献５】特開平０８−２５０７５１号公報
【特許文献６】特開平０７−１２８３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、センサ素子の必要な面積を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は本発明により、基板ウェハと、該基板ウェハの上に設けられた少なくとも２つのセンサ素子と、前記基板ウェハに取り付けられたキャップウェハと、空洞部とを有し、
前記キャップウェハは複数の接続テープにより前記基板ウェハと接合されており、
前記空洞部は、複数の接続テープにより外部に対して気密に封鎖されており、
前記センサ素子はそれぞれ前記空洞部に配置されており、
前記各空洞部の外では前記基板ウェハに接点線路が配置されており、
該接点線路は、センサ素子の電気接続を行い、
前記基板ウェハ上で隣接するセンサ素子のペア間では、ちょうど１つの接点孔が前記キャップウェハに設けられており、
該接点孔を通って前記接点線路は前記センサ素子に接近し、
前記基板ウェハ上で隣接する別のセンサ素子のペア間には、ちょうど１つの接続テープが配置されており、
前記１つの接続テープは、前記別のペアのセンサ素子が配置されている前記空洞部を相互に分離する、ことを特徴とする個別化されないウェハステープルにより解決される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の接続媒体と溝幅の適切な選択によって、ウェハ面積当たりでさらに多くのセンサ素子を設けることができる。このことにより一方ではチップ面積が節約され、他方ではさらに小さなセンサが得られる。このことでさらにそれぞれの適用事例において必要なスペースが低減される。
【００１１】
従属請求項に記載された手段によって独立請求項に記載されたウェハステープルの有利な改善および発展が可能である。
【００１２】
２ステップ・切り出しプロセスでは、センサ素子がまだウェハステープルと一体であっても鋸過程により機械的負荷をかけることができれば、このセンサ素子を電気機能および／または密閉度についてセンサすることができる。このことにより場合により、損傷したセンサを鋸過程で選別することができる。
【００１３】
電気機能および／または密閉度について検査する前に、修復ステップを挿入することができる。この修復ステップは、一方ではチップ収益を高め、他方では損傷したセンサを検出する際の確実性を高める。
【００１４】
センサ素子を基板ウェハに、例えば横方向にずらして対で配置すれば、個々のセンサ素子間にテープ状の２つの接続媒体構成体を有するウェハステープルに対して、ウェハステープル当たりで６０％まで多くのセンサを収容することができる。しかもその際に、接続テープに対して必要な孔版構造幅を狭くする必要はない。このことは予想外に簡単であり、安価な手段である。
【００１５】
基板ウェハにソケットを設ければ、キャップウェハを基板ウェハに取り付ける際に接続テープ、例えばシールガラスの接続テープをソケットに配置することができる。このことは一方では接続テープに対して流れ止めが形成され、このことにより接続テープがさらに局所的に固定される点で有利である。さらに他方では空洞部を密閉度について簡単に検査することができる点で有利である。なぜなら、例えば赤外線の光学的漏れ検査の際に、空洞容積が大きくなることによってより多くのガスが空洞部に存在するようになるからである。さらにセンサ素子とキャップウェハとの間に比較的に大きな安全間隔が得られる。センサ素子に接触する導体路は例えばソケットと基板ウェハとの間に配置することができる。このことによりキャップを被せるためにて平坦なソケット面が発生し、これにより空洞部の密閉度が良好に保証される。
【００１６】
安全間隔は、キャップウェハに配置されたブリッジが回転するようにしても大きくすることができる。基板ウェハ上のソケットに対してもキャップウェハ上のブリッジに対するのと同じように安全間隔を大きくすることは有利である。例えば、センサ素子がキャップウェハに静電吸引力または付着力により貼り付いてしまう危険性の点で有利である。ブリッジは付加的にキャップを被せる際に接続媒体（例えば接続媒体としてのシールガラス）に対する流れ止めとして用いる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】センサの製造方法を説明する図である。
【図２】隣接するセンサ素子間に２つの接続テープを有する従来技術のウェハステープルの概略図である。
【図３】直接隣接するセンサ素子間に１つの接続テープしか有しない本発明のウェハステープルの概略図である。
【図４】通常構成およびミラー構成のセンサ素子を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、センサの製造方法を示す。ここで基板ウェハ１とキャップウェハ３は横断面図で示されている。基板ウェハ１にはセンサ素子２が取り付けられており（図１ａ）、接点（図示せず）が設けられている。ブリッジ４と接点孔９を有するキャップウェハ３が作製される。ブリッジ４は図１ａでは単に断面しか見えないが、このブリッジは図示の断面に沿って、および図示の断面に対して横方向に、センサ素子の配置構成に相応して基板ウェハ上に延在している。これは後で行う方法ステップの後で、個々のセンサ素子２をそれぞれ閉じたラインに沿って、気密に閉鎖された中空空間を形成するため取り囲むためである。キャップウェハに設けられた接点孔９は、基板ウェハ上に選択された接点の構成に相応して配置される。キャップウェハ３を基板ウェハ１に取り付けた後、接点孔９はセンサ素子２が接点にキャップウェハ３を通って接近できることを保証しなければならない。これは例えば、導入可能な測定先端を介してセンサ素子の機能能力を検査するためである。また、後から接点に取り付け可能なボンドワイヤを介してセンサ素子に電気回路を接続するためである。
【００１９】
図１ｂには、どのようにキャップウェハ３のブリッジ４に接続テープ５を、例えば孔版法で取り付けるかが示されている。この接続テープは例えばシールガラス（ロウガラス）からなる。別のステップで熱供給６によりシールガラス製の接続テープ（シールガラステープ）を乾燥させる（図１ｃ）。図１ｄは、どのように基板ウェハとキャップウェハとを相互に配向するかが示されている。これによりセンサ素子はシールガラステープの間に来るようになる。時間と共に変化することのできる圧力と温度により、キャップウェハ３と基板ウェハ１はシールガラステープを介して相互に接続される（ボンディング、シーリング；図１ｅ）。その際に、形成された空洞部１７にガスを所定の圧力の下で封印することができる。今説明したボンディングステップの後、図１ｆに示すように、センサ素子の電気機能検査または空洞部の密閉度検査が行われる。そのために、キャップウェハ３を基板ウェハ１に取り付ける前に、接点１６が基板ウェハに設けられ、この接点はセンサ素子２を電気的に接触接続する。この接点１６を介して検査装置１０によりセンサ素子の電気機能が検査される。この電気検査は空洞部の密閉度に関する検査と同時に適用することができる。なぜならセンサ信号は例えば加速度センサ素子の場合、空洞部に封印されたガスの組成または圧力と共に変化するからである。しかし選択的に密閉度を別個に、例えば赤外線の光学的漏れ検査法によって検査することもできる。最後に、ウェハステープルが敷物としてのシート１２に取り付けられ、鋸装置１１によりセンサ１３に分けられる（図１ｇ）。昇降装置１４（図１ｈ）によって検査過程で良好と判断されたセンサが選別され、ケーシングまたは図１ｈに示すようにハイブリッド基板１５に位置決めされる。
【００２０】
図２は、幅２１のシールガラステープ５が基板ウェハ１のソケット２０に配置された従来技術のウェハステープルを示す。各センサ素子２は固有のシールガラステープ５により取り囲まれている。隣接するセンサ素子のシールガラステープ５の間には図示の構成では、広がりを有する中間空間が設けられている。この広がりは溝幅２２と２つの間隔２３からなる。個別化はすでに説明したように、キャップウェハ３と基板ウェハ１を隣接するシールガラステープの間で切り離すことによって行われる。シールガラステープ５は製造技術的に例えば５００μｍの幅を有する。この幅は図２に示した場合ではソケット幅に相当する。隣接するシールガラステープ間には、切り出すことができるように十分なスペースが設けられている。ここでは例えば１００μｍの溝幅２２と、２×７５μｍの間隔２３が両側に設けられている。この構成の欠点は大きなチップ面積が必要なことである。一方では２つのシールガラステープが隣接するセンサ素子間に設けられており、他方では切り出しのための特別な自由空間が設けられている。これは溝幅２２と間隔２３により表される。
【００２１】
図３は、本発明のウェハステープルの実施例を示す。図２のウェハステープルとは異なり、隣接するセンサ素子２間には１つのシールガラステープ５しか配置されていない。相応して、隣接するセンサ素子２間には１つのソケットしか存在しない。このソケットは新たなソケット幅３１を有し、この新たなソケット幅は図２のウェハステープルのソケット幅よりもやや広く選択されている。例えば新たなソケット幅３１は５５０μｍに選択される。このソケット幅は２つソケット幅３３と新たな溝幅３２からなり、新たな溝幅３２は図２の溝幅２２よりやや広く選択されている。幅がやや広いのは、ガラスの切り出しの際に比較的に幅広の鋸板が必要なためである。なぜなら、シリコンに対して使用される薄い鋸刃は、ガラスと共に使用するには不適だからである。
【００２２】
図２の構成に対して、シールガラステープと設けられた溝のための所要面積を低減するために、図３の本発明のウェハステープルでは１つのシールガラステープ５しか隣接するセンサ素子２間に設けられていない。２ステップ・切り出しプロセスにより、図１について説明したウェハステープルの検査可能性を維持することができる。そのためにはまず、キャップウェハ３とシールガラステープ５だけを所定の箇所で切り出し、次に個々のセンサ素子を電気機能ないし空洞部の密閉性に関して検査し、続いて第２の切り出しステップでセンサ素子を個々のセンサに個別化するのである。切り出しは水中で行われる。その際に割れ目が発生し、ここに水が入ることがある。第１の切り出しステップによるシールガラスのこのような損傷は、検査前の修復温度ステップにより修復することができる。鋸板の厚さと第１の切り出しステップの粗さは、シールガラスとキャップウェハを切り出すことができるように選択しなければならない。第２のステップの際には、同じ幅かまたは比較的に薄い鋸刃を使用することができる。全体として、隣接する２つのセンサ素子間のシールガラステープに対する所要の横方向スペースはこの実施例ではチップエッジ当たり約２７５μｍである。
【００２３】
修復温度ステップは、例えば３００〜４００℃の温度で行われる。正確な温度値は使用されるシールガラスに依存する。この修復温度ステップで、水が毛細管から出て行き、隣接する空洞部への漏れとはならないシールガラスの小さな割れ目が修復される。しかし割れ目が隠れた漏れとなる場合には水の漏れが現れ、検査過程でセンサ素子の電気機能の検査またはその他の漏れ検査法、例えば赤外線の光学的検査法または空洞部外でのガス検出により検知することができる。
【００２４】
シールガラステープを取り付けるための孔版法に対して択一的に、シルクスクリーン法または他の平版印刷法を使用することができる。構造化されていないキャップウェハ、すなわちブリッジ４のないキャップウェハもこの方法で使用することができる。シールガラス（フリットガラスシール）の代わりに、２つのウェハを相互に気密に接続することのできる他の材料、例えば接着剤、熱ペースト、その他のプラスチックまたはロウも使用することができる。ガラス製のキャップウェハを使用することも可能であり、このキャップウェハはアノード側で基板ウェハのソケットにボンディングされる。センサ素子の接触接続に用いる導体路はソケットの下に延在するよう配置できるから、アノード側のボンディングの前にソケットの平坦な表面を電気化学的に研磨することができる。基本的には本発明の方法はセンサ素子に限定されるものではなく、機械的および／または熱的影響から保護すべきいずれの構成に対しても適用することができ、本発明により気密に封鎖することができる。
【００２５】
図４ａは、ウェハステープルにセンサ素子２が通常のように配置された構成４０を示す。センサ素子２は破線により示されている。なぜならセンサ素子はキャップウェハ３により隠されているからである。接点孔９を通して基板ウェハを見ることができる。各センサ素子２には接点１６が配属されている。図４ｂは、ウェハステープルにおけるセンサ素子のミラー配置構成４１を示す。
【００２６】
切り出しライン４４は例えば図４ｂのミラー配置構成では水平に、完全に図示された接点孔９の中央を通って延在し、シールガラスの満たされた非接触領域４２ａに沿って２つの隣接するセンサ素子２の間を図面で右方向に続いている。別の切り出しラインが切り出しライン４４に対して垂直に、無接触領域４２ｂの中央を通って延在する。
【００２７】
図４ａと図４ｂに示された構成は、センサ素子が多数設けられたウェハステープルの一部を示すにすぎない。従って図４ｂでは、３つ示した接点孔９のうちの２つでこれら接点孔の半分しか示されていない。図４ａの通常配置構成４０では、１つのセンサ素子当たり２つのチップエッジに本発明のシールガラステープ構成を使用することができる。しかし図４ｂに示したミラー配置構成では１つのセンサチップ当たり３つのチップエッジで本発明のシールガラステープ構成を使用することができる。さらにセンサ素子を所属の接点孔に対して画定することは、図２のソケット幅２１に相当する幅を有する幅を有するシールガラステープによって実現される。図４ｂのミラー配置構成の場合、図２のシールガラステープ構成の基礎となる構成４０に対して、１つのウェハステープル当たり６０％のチップ面積が節約される。この数字は、図４ａの横断面に沿って関与するシールガラステープも含めたセンサ素子の長さが2.3 mmであり、これに対して垂直の、センサ素子と所属の接点孔の必要な長さが2.8 mmであることを前提とした場合に得られる。この構成の場合、必要な面積は6.44 mm2である。これに対して図４ｂの本発明のシールガラステープによるミラー配置構成では、必要面積がセンサ当たり3.92 mm2に低減される（（2.3 mm - ２×0.35 mm）×（2.8 mm-0.35 mm）＝3.92 mm2）。
【符号の説明】
【００２８】
１  基板ウェハ
３  キャップウェハ
４  ブリッジ
５  接続テープ
９  接点孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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