(57)【要約】【課題】シリコン基板にガラスを陽極接合した加速度センサの陽極接合の検査方法において、シリコン基板と陽極接合されたガラスの位置ずれを効率的に検査する。【解決手段】陽極接合のプローブ検査用陽極接合パターン９の両端部をガラス接合部位１０から外側に露出させて検査用ランド９ａ乃至９ｄを設け、検出用ランド９ａ−９ｂ間又は９ｃ−９ｄ間の各抵抗値、２対の検出用ランド９ａ−９ｂ間及び９ｃ−９ｄ間の抵抗差、プローブ検査用陽極接合パターン９のシート抵抗値及びパターン形状から、陽極接合の位置ずれ量を、電気的に効率良く検査することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極接合の接合位置ずれをプローブを用いて検査する陽極接合検査方法であって、
陽極接合のプローブ検査用陽極接合パターンの両端部をガラス接合部位から外側に露出させて検査用ランドを設け、
該両端部の検査用ランド間の抵抗値をブローブで検出することによって陽極接合の接合位置ずれを検査することを特徴とする陽極接合検査方法。
【請求項２】
互いに同形状のプローブ検査用陽極接合部を２対形成し、この２対間の抵抗差から陽極接合の接合位置ずれを検査することを特徴とする請求項１に記載の陽極接合検査方法。
【請求項３】
２対のプローブ検査用陽極接合部の両端部に設けられた検出用ランドのうち、一方の各検査用ランドをダミーパターンで接合し、他方の各検出用ランドに電圧を印加し、ダミーパターンの中点の電位を測定することによって陽極接合の接合位置ずれを検査することを特徴とする請求項２に記載の陽極接合検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン基板にガラスを陽極接合した構造体を有する加速度センサなどのＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイス構造体における陽極接合の検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体加速度センサなどのＭＥＭＳデバイスのセンサは、微細加工された複数の基板を接合することによって形成され、これらの基板の接合には、一般に陽極接合が用いられている。上記センサは、微小な物理的変化を検知するために、その製造時に高精度の加工技術を要するのみならず、陽極接合後における基板の接合界面の状態や接合精度が良好であるか否かを検査することを必要とする。
【０００３】
ここで、陽極接合を用いた半導体加速度センサを例に挙げて説明する。上記センサは、一般にシリコン基板、その上下に陽極接合されるガラス基板、シリコン基板内に形成された重り、重りを支えるビーム、ビーム上に形成されたピエゾ抵抗、ピエゾ抵抗に接続される配線抵抗を備える。そして、センサに加速度が加わると、シリコン基板内に形成された重りが移動し、重りを支えるビーム上に歪みが発生する。この歪みによってビーム上に配置したピエゾ抵抗に応力が生じ、ピエゾ抵抗の抵抗値が変化する。このピエゾ抵抗の変化をブリッジ回路で電気信号として取り出し、増幅・補正して、加速度に比例した電圧として出力する。
【０００４】
このような半導体加速度センサにおいて、シリコン基板の上下に接合されるガラス基板は、センサに加速度が加わった際に、重りが限界以上に移動することのないように、ストッパーとしての役割も担っている。そのため、シリコン基板と上下のガラス基板との接合において、その位置合わせがずれていると、重りと上下のガラス基板との位置関係がずれることとなり、ガラス基板とシリコン基板との界面に存在する応力バランスが崩れ、極性や信頼性に悪影響を与える虞がある。従って、その位置合せには厳密さが要求され、位置ずれを正確に検査する必要がある。
【０００５】
しかし、従来の陽極接合の評価は、主に検査者が目視により接合された基板の位置ずれを検査することにより行われていたため、検査者による検査のばらつきが生じる可能性があり、また、必ずしも精度の高い検査が行われていなかった。
【０００６】
なお、陽極接合の評価方法としては、例えば、特許文献１に示されるように、ガラス基板と陽極接合される半導体基板の接合界面に、予めＰＮ接合を用いたフォトダイオードを形成しておいて、光を照射して未接合部がある場合と無い場合との発生する光起電流の度合いによって検出する方法がある。また、特許文献２に示されるように、ガラス台座側から接合面を直接観察して行う半導体センサの接合面検査方法がある。
【特許文献１】特開平１０−２２３５４号公報
【特許文献２】特開２０００−１４６７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に示されるような方法においては、光学系や電流測定回路を備えた測定装置は高額であり、安価に製造することはできず、また鏡面加工やフォトダイオードの形成等といった手間がかかる前処理、加工が必要であった。さらに、特許文献１及び特許文献２に示されるような方法は、主として、接合界面に未接合部分（ボイド、ギャップ）の存在を検査する場合に適用されるものであり、シリコン基板とガラスの位置ズレを検査することには不適である。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点を改善し、効率的にガラスの位置ずれを検査することが可能な陽極接合検査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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、陽極接合の接合位置ずれをプローブを用いて検査する陽極接合検査方法であって、陽極接合のプローブ検査用陽極接合パターンの両端部をガラス接合部位から外側に露出させて検査用ランドを設け、該両端部の検査用ランド間の抵抗値をブローブで検出することによって陽極接合の接合位置ずれを検査するものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の陽極接合検査方法において、互いに同形状のプローブ検査用陽極接合部を２対形成し、この２対間の抵抗差から陽極接合の接合位置ずれを検査するものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載の陽極接合検査方法において、２対のプローブ検査用陽極接合部の両端部に設けられた検出用ランドのうち、一方の各検査用ランドをダミーパターンで接合し、他方の各検出用ランドに電圧を印加し、ダミーパターンの中点の電位を測定することによって陽極接合の接合位置ずれを検査するものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、ガラス接合部位から外側に露出して検出用ランドが設けられているので、この各検出用ランドにプローブを当てることにより、容易に陽極接合パターンの導通状態を検査することができ、電気的に効率良く陽極接合後のガラスの位置ずれの有無を検査することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、プローブ検査用陽極接合部間の抵抗差を検出するので、陽極接合後のガラスの位置ずれの有無のみならず、位置ずれ量をも検査することができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、ダミーパターンの中点の電位を測定するだけで、極接合後のガラスの位置ずれの有無のみならず、位置ずれ量をも検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の第１の実施形態に係る陽極接合の検査方法について、半導体加速度センサを例にとり、図面を参照して説明する。まず、図１（ａ）乃至（ｄ）及び図２に、半導体加速度センサの作製工程のステップを示し、同センサの製造方法を説明する。
【００１６】
図１（ａ）に示されるように、絶縁膜７（例えば酸化膜）を表裏２面に形成したシリコンから成るフレーム１の表面に、フォトリソグラフィ工程を行い、絶縁膜７の一部をエッチング除去した後、イオン注入工程、拡散工程により配線抵抗５及びピエゾ抵抗４がエッチング除去した部分に形成される。その後、保護膜８（例えば窒化膜）が絶縁膜７の表面上に形成される。更に、電極６及びプローブ検査用陽極接合パターン９（以下、検査用パターン９という。）が２対、同時に形成される。この検査用パターン９には、例えばアルミニウム（以下、Ａｌと記す）を用いる。この検査用パターン９は、その両端部をガラス接合部位から外側に露出させるように配置・接合される。なお、上記工程により設けられた検査用パターン９の両端部を、検査用ランド９ａ乃至９ｄとする（後述の図３（ｂ）参照）。
【００１７】
次に、図１（ｂ）乃至（ｄ）に示されるように、フレーム１の裏面にフォトリソグラフィ工程を行い、保護膜８及び絶縁膜５をエッチング除去し窓開けを行った後、異方性エッチングを行い、重り２が形成される。
【００１８】
続いて、図２及び図３（ａ）（ｂ）に示されるように、検査用ランド９ａ乃至９ｄが、ガラス接合部位から外に露出される状態で、上部ガラス１０を検査用パターン９の表面上に、陽極接合により接合される。その後、フレーム１の裏面に下部ガラス１１が陽極接合により接合される。以上がセンサ作製工程である。
【００１９】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る陽極接合の検査方法について、上述のようにして作成された半導体加速度センサの陽極接合におけるガラスの位置ずれ検査方法を、図３及び図４を参照して説明する。
【００２０】
図３（ａ）（ｂ）に示されるように、検査用パターン９の両端部に設けられている検査用ランド９ａ、９ｂにプローブ１２a、１２ｂを、検査用ランド９ｃ、９ｄにプローブ１２ｃ、１２ｄをそれぞれ当て、それぞれ抵抗計１３を用いて、検査用ランド９ａ−９ｂ間及び９ｃ−９間の導通状態を検査する。このプローブ１２a乃至１２ｄの材質は、例えばタングステンを用いる。
【００２１】
ここに、上部ガラス１０と接合している検査用パターン９のＡｌは陽極接合により酸化され、酸化されたＡｌは絶縁状態となる。また、Ａｌの膜厚を薄くすることにより、接合領域のＡｌは絶縁状態となる。従って、Ａｌと上部ガラス１０の位置関係によって、検査用ランド９ａ−９ｂ間及び検査用ランド９ｃ−９ｄ間の抵抗値が決定されることとなる。
【００２２】
例えば、図３（ｂ）のＢ−Ｂ線断面である図４（ａ）における接合領域１４に示されるように、Ａｌと上部ガラス１０とが、位置ずれすることなく左右対称に接合されていれば、Ａｌは上部ガラス１０の外側の部分を除いて全て接合されていることとなる。この場合には、図３（ｂ）に示される検出用ランド９ａ−９ｂ間及び９ｃ−９ｄ間は絶縁状態となる。しかしながら、図４（ｂ）のようにＡｌと上部ガラス１０とが、左右のどちらかに位置ずれ状態で接合された場合には、一方の接合領域１６は、Ａｌが上部ガラス１０の外側の部分を除いて全て接合されていることから、Ａｌは絶縁状態となるが、もう片方の接合領域１５は上部ガラス１０と接合されないＡｌ部ができるため、Ａｌは絶縁状態ではないことになる。すなわち、検出用ランド９ａ−９ｂ間又は９ｃ−９ｄ間の一方は絶縁状態であるが、他方は絶縁状態ではないこととなる。
【００２３】
このように、検査用ランド９a−９ｂ間又は９ｃ−９ｄ間の抵抗値を、プローブ１２ａ、１２ｂ又はプローブ１２ｃ、１２ｄを当てて抵抗計１３を用いて検出することにより、陽極接合の接合位置ずれの有無を電気的に検査することが可能となる。
【００２４】
また、図３（ｂ）に示されるように、２対の検出用ランド９a−９ｂ間及び９ｃ−９ｄ間の各抵抗値の差、プローブ検査用陽極接合パターン９のシート抵抗値及びパターン形状から、陽極接合の位置ずれ量を算出することができる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施形態に係る陽極接合の検査方法について、図５を参照して説明する。本実施形態においては、図５に示されるように、２対の検査用パターン９の両端部に設けられた検出用ランド９ｂ及び９ｄをＡｌ両端部間接続部１７で接続し、これをダミーパターンとする。
【００２６】
そして、接続していない側の各検出用ランド９ａ、９ｃに、プローブ１２ａ、１２ｃを当てて電圧を印加し、Ａｌ両端部間接続部１７の中央１７ｅにプローブ１２ｅを当てて、Ａｌ両端部間接続部１７の中央１７ｅの電位を測定する。いま、上述した図４（ａ）の接合領域１４のように、接合ずれがない場合には、検査用ランド９ａ−９ｂ間と９ｃ−９ｄ間の抵抗値は等しくなるため、プローブ１２ｅの電位は印加電圧の１／２となる。例えば、プローブ１２ａに５Ｖ、プローブ１２ｃに０Ｖを印加した場合、図４（ａ）のように、接合ずれがない場合には、プローブ１２ｅの電位は２．５Ｖとなる。
【００２７】
一方、図４（ｂ）のように接合ずれがある場合には、検査用ランド９ａ−９ｂ間と９ｃ−９ｄ間の抵抗値が各々異なるため、プローブ１２ｅの電位は印加電圧の１／２ではないこととなる。例えば、検査用ランド９ａ−９ｂ間のＡｌが、図４（ｂ）の接合領域１５のように、未接合領域を有する場合に、上記の例と同じくプローブ１２ａに５Ｖ、プローブ１２ｃに０Ｖを印加すると、プローブ１２ｅの電位は２．５Ｖよりも高くなる。このように、Ａｌ両端部間接続部１７の中央１７ｅの電位、検査用パターン９のシート抵抗値及びパターン形状から、陽極接合の位置ずれ量を算出することができる。
【００２８】
なお、上記では、半導体加速度センサの製造における陽極接合の位置ずれ検査について説明したが、本発明は、これに限られず、圧力センサ等の種々のＭＥＭＳデバイスの製造についても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る陽極接合の検査方法が適用される半導体加速度センサの作製工程のステップでの断面図であって、（ｄ）のＡ−Ａ線断面図、（ｄ）は同上センサの製作工程における平面図。
【図２】上記製作工程により作成された同上センサの断面図。
【図３】（ａ）は同上センサの断面構成を示すもので、（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｂ）は同上センサの陽極接合検査方法を説明する平面図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る陽極接合の検査方法を説明する図であって、それぞれ、接合ずれがない場合と、接合ずれがある場合との図３のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る同上陽極接合の検査方法を説明する平面図。
【符号の説明】
【００３０】
１    フレーム
９    プローブ検査用陽極接合パターン
９ａ、ｂ、ｃ、ｄ    検査用ランド
１０    上部ガラス
１２ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ    プローブ
１７    Ａｌ両端部間接続部
１７ｅ    Ａｌ両端部間接続部の中央
【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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