(57)【要約】【課題】小型で耐久性に優れる高品質のセンサーチップと、このようなセンサーチップを簡便に製造するための製造方法を提供する。【解決手段】センサーチップを、センサー本体と保護材とを備えたものとし、センサー本体は、シリコン基板の一方の面に設けられたアクティブ面と、このアクティブ面の外側領域あるいは表裏導通ビアを介してアクティブ面と反対側の面に複数の端子を有するものとし、保護材は、回廊形状の凸部を一方の面に一体的に有するものであり、センサー本体のアクティブ面の外側領域にて保護材の凸部がシリコン基板に陽極接合されており、これにより所望の間隙を介してアクティブ面が保護材により封止されたものとし、さらに、センサー本体と対向する保護材の面積をセンサー本体の面積以下とする。【選択図】  図１
2007288024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板の一方の面に設けられたアクティブ面と該アクティブ面の外側領域あるいは表裏導通ビアを介して前記アクティブ面と反対側の面に複数の端子を有するセンサー本体と、回廊形状の凸部を一方の面に一体的に有し所望の間隙を介して前記アクティブ面を封止する保護材とを備え、該保護材は、前記センサー本体のアクティブ面の外側領域にて前記凸部が前記シリコン基板に陽極接合されており、前記保護材の前記センサー本体と対向する面積は、前記センサー本体の面積以下であることを特徴とするセンサーチップ。
【請求項２】
回廊形状の前記凸部は、高さ２〜１００μｍ、幅５０〜５００μｍの範囲であることを特徴する請求項１に記載のセンサーチップ。
【請求項３】
前記保護材はガラスであり、前記シリコン基板と前記凸部との接合界面に、シリコン基板を構成する珪素原子と凸部を構成する酸素原子とのＳｉ−Ｏ結合が存在することを特徴する請求項１または請求項２に記載のセンサーチップ。
【請求項４】
前記保護材は、赤外線カットフィルタ、反射防止膜、ローパスフィルタの少なくとも１種を有するものであることを特徴する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のセンサーチップ。
【請求項５】
シリコン基板の一方の面にアクティブ面と該アクティブ面の外側領域に位置する複数の端子とを形成してセンサー本体を作製する工程と、
一方の面に回廊形状の凸部を有する保護材を形成する工程と、
前記センサー本体のアクティブ面と端子形成領域との間において前記シリコン基板に前記凸部を陽極接合することにより前記保護材を前記センサー本体上に配設する工程と、を有することを特徴とするセンサーチップの製造方法。
【請求項６】
シリコン基板の一方の面にアクティブ面を、該シリコン基板の他方の面に表裏導通ビアを介して複数の端子を形成してセンサー本体を作製する工程と、
一方の面に回廊形状の凸部を有する保護材を形成する工程と、
前記センサー本体のアクティブ面の外側領域において前記シリコン基板に前記凸部を陽極接合することにより前記保護材を前記センサー本体上に配設する工程と、を有することを特徴とするセンサーチップの製造方法。
【請求項７】
前記保護材を形成する工程において、前記保護材の一方の面を碁盤目状に研磨および／またはエッチングすることにより前記凸部を形成することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のセンサーチップの製造方法。
【請求項８】
前記凸部は、前記保護材の一方の面を碁盤目状に研磨して凹部を形成し、その後、該凹部をエッチングして平坦化することにより形成することを特徴とする請求項７に記載のセンサーチップの製造方法。
【請求項９】
前記保護材を形成する工程において、保護材原料を溶融して金型内に射出し、固化することにより前記保護材を形成することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のセンサーチップの製造方法。
【請求項１０】
前記金型は、カーボン製金型を使用することを特徴とする請求項９に記載のセンサーチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサーチップに係り、特にＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサ、加速度センサー等のセンサー本体のアクティブ面側に保護材を備えたセンサーチップと、このセンサーチップを簡便に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサーは、一般に、微細な複数の受光部（画素）の配列上にカラーフィルタ層や集光レンズが配設されてアクティブ面とされ、このアクティブ面の外側の領域に、外部へ信号を送るための複数の端子が設けられた構造を有している。このようなイメージセンサーを備えたセンサーチップでは、イメージセンサーのアクティブ面を保護するために、透明な保護材が設けられている。この保護材は、アクティブ面との間に所望の間隙を存在させるために、アクティブ面の周囲を樹脂によりモールドしたり、絶縁性樹脂からなる突起枠を介在させて配設されていた。（特許文献１、２）
【特許文献１】特開平３−１５５６７１号公報
【特許文献２】特開平６−２０４４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、保護材をイメージセンサーに固着する際の圧力が大きい場合、上記の突起枠等の樹脂部材が広がり、アクティブ面や端子が被覆されることがあり、これを避けるために、保護材をイメージセンサーに固着する際の圧力が小さくし過ぎると、密着不良が生じ、後工程等で、アクティブ面と保護材との間隙部に水分が浸入するという問題があった。また、保護材をイメージセンサーに固着する際の圧力の程度により、アクティブ面と保護材との間隙部の大きさにバラツキが生じるという問題もあった。
さらに、従来の突起枠等の樹脂部材では、例えば、減圧下で保護材を固着した場合に、アクティブ面と保護材との間隙部の圧力が、外圧よりも小さくなり、外部から樹脂部材に作用する圧力により変形等が生じ、間隙部に気体とともに水分や塵等が侵入するおそれがあるという問題もあった。
【０００４】
また、従来のセンサーチップは、保護材がセンサー本体よりも大きく、このため、センサーチップ自体の小型化、さらに、センサーチップを内蔵する電子機器の小型化に支障を来たしていた。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、小型で耐久性に優れる高品質のセンサーチップと、このようなセンサーチップを簡便に製造するための製造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】
【０００５】
このような目的を達成するために、本発明のセンサーチップは、シリコン基板の一方の面に設けられたアクティブ面と該アクティブ面の外側領域あるいは表裏導通ビアを介して前記アクティブ面と反対側の面に複数の端子を有するセンサー本体と、回廊形状の凸部を一方の面に一体的に有し所望の間隙を介して前記アクティブ面を封止する保護材とを備え、該保護材は、前記センサー本体のアクティブ面の外側領域にて前記凸部が前記シリコン基板に陽極接合されており、前記保護材の前記センサー本体と対向する面積は、前記センサー本体の面積以下であるような構成とした。
【０００６】
本発明の他の態様として、回廊形状の前記凸部は、高さ２〜１００μｍ、幅５０〜５００μｍの範囲であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記保護材はガラスであり、前記シリコン基板と前記凸部との接合界面に、シリコン基板を構成する珪素原子と凸部を構成する酸素原子とのＳｉ−Ｏ結合が存在するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記保護材は、赤外線カットフィルタ、反射防止膜、ローパスフィルタの少なくとも１種を有するものであるような構成とした。
【０００７】
本発明のセンサーチップの製造方法は、シリコン基板の一方の面にアクティブ面と該アクティブ面の外側領域に位置する複数の端子とを形成してセンサー本体を作製する工程と、一方の面に回廊形状の凸部を有する保護材を形成する工程と、前記センサー本体のアクティブ面と端子形成領域との間において前記シリコン基板に前記凸部を陽極接合することにより前記保護材を前記センサー本体上に配設する工程と、を有するような構成とした。
【０００８】
また、本発明のセンサーチップの製造方法は、シリコン基板の一方の面にアクティブ面を、該シリコン基板の他方の面に表裏導通ビアを介して複数の端子を形成してセンサー本体を作製する工程と、一方の面に回廊形状の凸部を有する保護材を形成する工程と、前記センサー本体のアクティブ面の外側領域において前記シリコン基板に前記凸部を陽極接合することにより前記保護材を前記センサー本体上に配設する工程と、を有するような構成とした。
【０００９】
本発明の他の態様として、前記保護材を形成する工程において、前記保護材の一方の面を碁盤目状に研磨および／またはエッチングすることにより前記凸部を形成するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記凸部は、前記保護材の一方の面を碁盤目状に研磨して凹部を形成し、その後、該凹部をエッチングして平坦化することにより形成するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記保護材を形成する工程において、保護材原料を溶融して金型内に射出し、固化することにより前記保護材を形成するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記金型は、カーボン製金型を使用するような構成とした。
【発明の効果】
【００１０】
このような本発明のセンサーチップは、一体的に凸部を有する保護材が、センサー本体を構成するシリコン基板に陽極接合されているので、保護材がセンサー本体に強固に配設されており、また、保護材の機械的強度も高いので、アクティブ面と保護材との間隙における圧力と外圧との差が生じても、確実にアクティブ面を封止することができ耐久性が極めて高く、さらに、アクティブ面と保護材との間隙が凸部の高さにより制御できるので、間隙精度を高いものであり、また、保護材の面積がセンサー本体の面積以下であるため、センサーチップの大きさがセンサー本体と同じサイズとなり、従来に比べてセンサーチップの大幅な小型化が可能となる。
【００１１】
また、本発明のセンサーチップの製造方法では、凸部を介して保護材をセンサー本体に配設する際に、センサー本体を構成するシリコン基板に陽極接合によって凸部を接合するので、保護材を高い強度で接合できるとともに、接合に接着剤を使用していないので、接着剤の広がりによるアクティブ面や端子の被覆を生じることがなく、また、保護材の接合時に加圧力に変動が生じても、凸部の機械的強度が大きく変形がほとんどないため、アクティブ面や端子に悪影響が及ぶことが防止され、同時に、センサー本体のアクティブ面と保護材との間隙を均一なものとすることが容易であり、また、所望の高さの凸部を一体的に備えた保護材をセンサー本体に配設した後において、センサー本体に損傷を与えることなく保護材の不要部位のみを研磨除去して小面積とすることも可能であり、これにより耐久性が高く小型、高品質のセンサーチップの製造が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［センサーチップ］
図１および図２は、本発明のセンサーチップの一実施形態を示す概略断面図である。図１及び図２において、本発明のセンサーチップ１は、センサー本体２と保護材５を備えており、センサー本体２は、シリコン基板３の一方の面にアクティブ面２Ａと、このアクティブ面２Ａの外側領域に配線４ａを介して配設された複数の端子４を有し、保護材５は、回廊形状の凸部６を一方の面に一体的に有するものである。尚、図２は配線４ａと端子４が存在しない部位における断面図である。上記の保護材５は、凸部６がアクティブ面２Ａと端子４との間の領域においてシリコン基板３に陽極接合されることにより、センサー本体２に配設されている。この保護材５は、所望の間隙７を介してセンサー本体２のアクティブ面２Ａと対向し、凸部６とともに間隙７を封止してアクティブ面２Ａを保護するものである。
【００１３】
図３は、保護材５の一方の面に一体的に備えられた回廊形状の凸部６を説明するための図である。本発明では、凸部６は、図３（Ａ）に斜線を付して示すように、独立した回廊形状であってもよく、また、図３（Ｂ）に斜線を付して示すように、格子状に直交する複数のライン状の凸部６ａと凸部６ｂから構成される回廊形状であってもよい。上記の斜線を付した回廊形状は、正方形、長方形のいずれであってもよく、また、必要な場合には、ひし形、平行四辺形、円形、楕円形等であってもよい。尚、上述の「一体的」とは、保護材５と凸部６の材質が同一であり、保護材５の形成と同時に凸部６が形成されたものを意味する。
【００１４】
また、図４および図５は、本発明のセンサーチップの他の実施形態を示す概略断面図である。図４および図５において、本発明のセンサーチップ１１は、センサー本体１２と保護材１５とを備えている。センサー本体１２は、シリコン基板１３の一方の面にアクティブ面１２Ａと、このアクティブ面１２Ａの外側領域まで引き出された複数の配線１４ａとを有し、表裏導通ビア１８を介して各配線１４ａに接続された複数の端子１４をシリコン基板１３の裏面（アクティブ面１２Ａと反対側の面）に有するものである。また、保護材１５は、回廊形状の凸部１６を一方の面に一体的に有しており、この保護材１５は、凸部１６がアクティブ面１２Ａの外側の領域に陽極接合されることにより、センサー本体１２に配設されている。この保護材１５は、所望の間隙１７を介してセンサー本体１２のアクティブ面１２Ａと対向し、凸部１６とともに間隙１７を封止してアクティブ面１２Ａを保護するものである。尚、図５は配線１４ａと端子１４と表裏導通ビア１８が存在しない部位における断面図である。また、センサーチップ１１における凸部１６の回廊形状は、上述のセンサーチップ１における凸部６と同様に、図３（Ａ）および図３（Ｂ）のいずれであってもよい。
【００１５】
また、図４および図５に示されるように表裏導通ビア１８を介して裏面に端子１４を備えたセンサーチップ１１として、図６に示されるように、回廊形状の凸部１６の下部において配線１４ａと表裏導通ビア１８とが接続され、端子１４が凸部１６の下方に位置するものであってもよい。このような構造とすることにより、センサーチップ１１を更に小型化することが可能である。
本発明のセンサーチップ１，１１を構成するセンサー本体２，１２は、シリコン基板３，１３に形成されたＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサーや、加速度センサー、圧力センサー、ジャイロセンサー等の各種ＭＥＭＳ（Micro Electromechanical System）センサー等であってよい。また、センサー本体２，１２のアクティブ面２Ａ，１２Ａは、例えば、光電変換を行う受光素子が複数の画素をなすように配列された領域等、センサーの所望の検知機能を発現する領域を意味する。
【００１６】
また、センサー本体２，１２が備える複数の端子４，１４は、外部に信号を送るための端子である。センサーチップ１１では、これらの端子１４は表裏導通ビア１８を介してセンサー本体１２の裏面に接続されている。端子４，１４および配線４ａ，１４ａの材質は、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケル等の導電材料とすることができ、複数種の導電材料の積層構造であってもよい。また、表裏導通ビア１８の材質は、銅、銀、金、スズ等の導電材料、あるいは、これらの導電材料を含有する導電ペーストとすることができる。
【００１７】
本発明のセンサーチップ１，１１を構成する保護材５，１５は、センサー本体２，１２のアクティブ面２Ａ，１２Ａとの間に間隙７，１７を形成するように、回廊形状の凸部６，１６によってシリコン基板３，１３に陽極接合されている。この保護材５，１５の材質はガラスである。本発明におけるガラスとは、二酸化珪素を主成分とし、必要に応じて硼素、ナトリウム等の酸化物を副成分として含有する非晶質固体であり、例えば、ホウケイ酸系ガラス、石英ガラス、水晶、サファイア、蛍石等を挙げることができる。特に熱膨張係数が約３ｐｐｍ／Ｋであるショット社製のテンパックス（Ｂ３３）、コーニング社製のパイレックス等のようなボロシリケートガラス（ＬＥＢＧ）が好ましい。
【００１８】
シリコン基板３，１３への凸部６，１６の陽極接合は、例えば、２００〜５００℃の温度下で、シリコン基板３，１３と保護材５，１５と間に４００〜１０００Ｖ程度を印加することにより行われる。これにより、シリコン基板３，１３を構成する珪素原子と凸部６，１６を構成する酸素原子との間でＳｉ−Ｏ結合が生成して両者が強固に接合される。
また、保護材５，１５は、ガラス材料に赤外線吸収材を含有させて赤外線吸収機能を付与させたもの、赤外線吸収フィルムを表面（凸部６，１６が設けられている面の反対面）に配設したもの、さらに、反射防止膜、ローパスフィルタの少なくとも１種を有するもの等であってもよい。この保護材５，１５の大きさ（センサー本体２，１２と対向する面の大きさ）は、センサー本体２，１２の面積以下である。図１および図２に示される例では、センサー本体２の端子４の形成領域よりも保護材５が内側に存在し、端子４が露出した状態となっている。
【００１９】
保護材５，１５の厚み（凸部６，１６が存在しない部位の厚み）は、材質、光透過性等を考慮して、例えば、０．２〜０．５ｍｍの範囲で設定することができる。また、保護材５，１５と、センサー本体２，１２のアクティブ面２Ａ，１２Ａとの間に存在する間隙７，１７の厚みは、例えば、２〜１００μｍの範囲で設定することができる。
保護材５，１５に一体的に設けられている回廊形状の凸部６，１６は、センサー本体２，１２のアクティブ面２Ａ，１２Ａの外側であって、端子４，１４よりも内側の領域に固着可能な寸法、形状を有するものである。尚、図６に示される例のように、センサー本体１２の端子１４の形成領域と、保護材１５の凸部１６の位置とが略一致したものであってもよく、さらに、端子１４の形成領域が保護材１５の凸部１６の位置よりも内側に存在するものであってもよい。
このような凸部６，１６の高さ、幅は、上記の間隙７，１７の厚み等を考慮して適宜設定することができ、例えば、高さを２〜１００μｍ、幅を５０〜５００μｍの範囲で設定することができる。
【００２０】
上述のような本発明のセンサーチップ１，１１は、一体的に凸部６，１６を有する保護材５，１５が、シリコン基板３，１３に陽極接合されているので、保護材５，１５がセンサー本体２，１２に強固に配設されており、また、保護材５，１５の機械的強度も高いので、アクティブ面２Ａ，１２Ａと保護材５，１５との間隙７，１７内の圧力と外圧との差が生じても、確実にアクティブ面２Ａ，１２Ａを封止することができ耐久性が極めて高いものである。さらに、アクティブ面２Ａ，１２Ａと保護材５，１５との間隙７，１７が凸部６，１６の高さにより制御できるので、均一な間隙精度が可能である。また、保護材５，１５の面積がセンサー本体２，１２の面積以下であるため、センサー本体２，１２の大きさがそのままセンサーチップ１，１１の大きさとなり、従来に比べてセンサーチップの大幅な小型化が可能となる。
【００２１】
本発明のセンサーチップは、端子４，１４、あるいは、表裏導通ビア１８の裏面（アクティブ面１２Ａが存在しない面）側を用いて他の基板等に接続、実装することができる。例えば、図１および図２に示されるセンサーチップ１では、図７に示されるような形態で、開口部２２と配線２３を備えた基板２１にバンプ２４を介して実装することができる。尚、図示例では、センサーチップ１を実装した後、基板２１の開口部２２内に絶縁材料２５を流し込んで封止したものとなっているが、この際、凸部６によって、アクティブ面２Ａ（間隙７内）への絶縁材料２５の流れ込みが防止される。
上述のセンサーチップは例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００２２】
［センサーチップの製造方法］
次に、本発明のセンサーチップの製造方法について説明する。
図８は、本発明のセンサーチップの製造方法の一実施形態を、上述の図１および図２に示すセンサーチップ１を例として示す工程図である。尚、図８においては、上述の図１に相当する図面で説明する。
まず、シリコンウエハ３１に多面付けでセンサー本体２を作製する（図８（Ａ））。センサー本体２は、従来公知の手法、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electromechanical System）手法、フォトダイオードの製造方法（半導体プロセス）等を用いて作製することができる。作製したセンサー本体２は、表面にアクティブ面２Ａを有し、このアクティブ面２Ａの外側の領域に、配線４ａを介して複数の端子４を有するものである。
【００２３】
一方、保護材５とするための基材５′の一方の面に凹部５ａを形成して、回廊形状の凸部６を一体的に有する保護材５を形成する（図８（Ｂ））。基材５′としては、ガラス（二酸化珪素を主成分とし、必要に応じて硼素、ナトリウム等の酸化物を副成分として含有する非晶質固体）を使用することができる。例えば、基材５′として、ホウケイ酸系ガラス、石英ガラス、水晶、サファイア、蛍石等を挙げることができる。特に熱膨張係数が約３ｐｐｍ／Ｋであるショット社製のテンパックス（Ｂ３３）、コーニング社製のパイレックス等のようなボロシリケートガラス（ＬＥＢＧ）が好ましく使用できる。また、基材５′は、ガラス材料に赤外線吸収材を含有させて赤外線吸収機能を付与させたもの、赤外線吸収フィルムを表面（凸部６が設けられる面の反対面）に配設したもの、さらに、反射防止膜、ローパスフィルタの少なくとも１種を有するであってもよい。
【００２４】
基材５′への凹部５ａの形成は、例えば、基材５′の一方の面に凸部６を形成するためのレジストパターンを形成し、このレジストパターンを介して基材５′に対してサンドブラスト等の研削、あるいはウエットエッチング、ドライエッチングを施すことにより行うことができる。また、研削とエッチングを組み合わせてもよく、例えば、最初に研削により凸部６を形成し、その後、凹部５ａの表面（アクティブ面２Ａと対向する面を含む）をエッチングして平坦化することにより、保護材５の厚みを均一なものとすることができる。
また、凸部６を一体的に有する保護材５を、ガラスを溶融して金型内に射出し、固化することにより形成してもよい。溶融温度は、使用するガラスの材質に応じて適宜設定することができる。また、使用する金型は特に制限はないが、ガラスと金型の熱膨張率が近く、歪応力を内部に貯めることなく微細形状の凸部６を形成できる点を考慮して、カーボン製金型を使用することが好ましい。
【００２５】
次に、各面付けのセンサー本体２において、シリコンウエハ３１に、アクティブ面２Ａの外側領域において、凸部６を陽極接合することにより、保護材５をセンサー本体２に配設する（図８（Ｃ））。シリコンウエハ３１への凸部６の陽極接合は、例えば、２００〜５００℃の温度下で、シリコンウエハ３１を陽極、保護材５を陰極として、両極間に４００〜１０００Ｖ程度の電圧を印加する。これにより、シリコンウエハ３１と凸部６との界面で、シリコンウエハ３１を構成する珪素原子と、凸部６を構成する酸素原子との間でＳｉ−Ｏ結合が生成され、強固な陽極接合が行われる。この保護材５の配設の工程において、凸部６は保護材５に一体的に設けられており、また、接着剤を使用しないので、良好な密着性を得るために加圧を大きくしても、凸部６の変形による間隙７の変動や、アクティブ面２Ａ、端子４への接着剤被覆による悪影響を生じることがない。
尚、シリコンウエハ３１上には、配線４ａが配設されているが、このような配線４ａは、通常、厚みが薄い（例えば、１μｍ以下）ので、配線４ａが存在しない部位において、保護材５の凸部６をシリコンウエハ３１に確実に陽極接合することが可能である。
【００２６】
次に、保護材５の不要な部位を研磨して除去し、各センサー本体２毎に保護材５が固着された状態とする（図８（Ｄ））。保護材５の研磨は、例えばダイヤモンドカッターを使用し、シリコンウエハ３１にダイヤモンドカッターが接触する寸前で研削を停止（寸止めカット）することにより行うことができる。図示例では、各センサー本体２の端子４が露出するように保護材５を研磨している。本発明では、凸部６の形成前の基材５′の厚みと、凸部形成時の研磨やエッチングの程度とを適宜制御することにより、あるいは金型設計により、所望の高さの凸部６を形成できるので、保護材５をセンサー本体に配設した後において、センサー本体２に損傷を与えることなく保護材５の不要部位のみを研磨除去して小面積の保護材５とすることができる。
次いで、シリコンウエハ３１をダイシングして、個々のセンサーチップ１を得ることができる（図８（Ｅ））。
【００２７】
図９は、本発明のセンサーチップの製造方法の他の実施形態を、上述の図４及び図５に示すセンサーチップ１１を例として示す工程図である。尚、図９においては、上述の図４に相当する図面で説明する。
まず、シリコンウエハ４１に多面付けでセンサー本体１２を作製する（図９（Ａ））。センサー本体１２は、上述のセンサー本体２と同様に作製することができ、作製されたセンサー本体１２は、シリコンウエハ４１の表面４１ａにアクティブ面１２Ａを有し、このアクティブ面１２Ａの外側の領域に達する複数の引き出し用の配線１４ａを有するものである。
【００２８】
次に、各センサー本体１２の配線１４ａの先端部位に微細貫通孔１９を形成し、この微細貫通孔１９に導電材料を配設して表裏導通ビア１８とし、各表裏導通ビア１８に接続する端子１４をシリコンウエハ４１の裏面４１ｂに形成する（図９（Ｂ））。
微細貫通孔１９は、例えば、シリコンウエハ４１の裏面４１ｂにマスクパターンを形成し、露出しているシリコンウエハ４１に対して、プラズマを利用したドライエッチング法であるＩＣＰ−ＲＩＥ（Inductively Coupled Plasma − Reactive Ion Etching：誘導結合プラズマ−反応性イオンエッチング）法により形成することができる。また、サンドブラスト法、ウエットエッチング法、フェムト秒レーザ法により微細貫通孔１９を形成することもできる。この微細貫通孔１９の開口径は、例えば、３０〜８０μｍの範囲で設定することができる。
【００２９】
また、微細貫通孔１９内への導電材料の配設は、例えば、プラズマＣＶＤ法等により下地導電薄膜を微細貫通孔１９内に形成し、その後、電解フィルドめっきにより金属を析出させることにより行うことができる。また、導電性ペーストを微細貫通孔１９内に充填して表裏導通ビア１８とすることもできる。
尚、図６に示されるセンサーチップ１１を作製する場合には、上述の例に対し、配線１４ａの長さを短くし、微細貫通孔１９の形成位置をアクティブ面１２Ａ寄りに設定する。
一方、保護材１５とするための基材１５′の一方の面に凹部１５ａを形成して、あるいは、溶融したガラスを金型内に射出し固化することにより、回廊形状の凸部１６を一体的に有する保護材１５を形成する（図９（Ｃ））。このような保護材１５の形成方法、使用する材料は、上述の保護材５と同様とすることができる。
【００３０】
次に、各面付けのセンサー本体１２において、アクティブ面１２Ａの外側領域にてシリコンウエハ４１に凸部１６を陽極接合させることにより、保護材１５をセンサー本体１２に配設する（図９（Ｄ））。シリコンウエハ４１への凸部１６の陽極接合は、上述のシリコンウエハ３１への凸部６の陽極接合と同様に行なうことができる。この保護材１５の配設の工程において、凸部１６は保護材１５に一体的に設けられており、また、接着剤を使用しないので、良好な密着性を得るために加圧を大きくしても、凸部１６の変形による間隙１７の変動や、アクティブ面１２Ａ、端子１４への接着剤被覆による悪影響を生じることがない。
次に、保護材１５とシリコンウエハ４１をダイシングして、個々のセンサーチップ１１を得ることができる（図９（Ｅ））。
【００３１】
上述のような本発明のセンサーチップの製造方法は、凸部６，１６を介して保護材５，１５を陽極接合する際に、加圧が大きく変化しても、アクティブ面２Ａ，１２Ａや端子４，１４が凸部６，１６の変形により被覆されることがなく、また、センサー本体１，１１のアクティブ面２Ａ，１２Ａと保護材５，１５との間隙が均一なものとなり、耐久性が高く小型、高品質のセンサーチップの製造が可能である。
尚、上述の本発明のセンサーチップの製造方法は例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【００３２】
次に、具体的実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
まず、厚み６２５μｍのシリコンウエハを準備し、５ｍｍ×７ｍｍで多面付けに区画した。次いで、このシリコンウエハの各面付け毎に、従来の手法によりセンサー本体（アクティブ面寸法：３．８８ｍｍ×５．８８ｍｍ）を作製し、その後、シリコンウエハの裏面からバックグラインドを行って厚みを５００μｍとした。各センサー本体は、アクティブ面の周囲に２０個の端子を備えるものであった。
【００３３】
一方、厚みが５５０μｍであるガラス基板（６インチＪＥＩＤＡ規格シリコンウエハ寸法に準拠）を準備した。次に、このガラス基板の一方の面にクロム膜パターンを形成（密着性向上のため）し、更に、耐酸性レジスト（東京応化工業（株）製）にてパターンを形成してマスクとした。これにより、５ｍｍ×７ｍｍの碁盤目の各面付け内に、幅１００μｍのストライプが格子状に交差して、各面付け中央に３．９ｍｍ×５．９ｍｍの長方形のパターン非形成部位が存在するようにマスクパターンが形成された。次いで、上記のマスクパターンを介してフッ酸をスプレーすることにより、ガラス基板をウエットエッチングし、その後、マスクパターンをレジスト剥離液とクロム剥離剤（共に東京応化工業（株）製）を用いて除去した。これにより、高さ５０μｍ、幅１００μｍの回廊形状（４ｍｍ×６ｍｍ）をなす凸部を形成して保護材とした。
【００３４】
次いで、上記の保護材の凸部が形成された面の反対面に電極（陰極）を接続し、また、シリコンウエハに電極（陽極）を接続した。次に、凸部をセンサー本体のアクティブ面と端子が配設されている領域との中間の領域に当接させ、その状態で陽極接合装置（アユミ工業（株）製  ＡＢ−４０Ｌ）を用いて、４００℃に加熱し、両極間に５００Ｖの電圧を印加（１０分間）して陽極接合を行った。これにより、保護材をセンサー本体に配設した。配設された保護材と各センサー本体のアクティブ面との間隙は約５０μｍであった。
次いで、ダイヤモンドカッターを用いて、各センサー本体の境界部位のガラス基板のみを１ｍｍの幅で研削除去した。これにより、封止用枠体上に４ｍｍ×６ｍｍのガラス基板からなる保護材が配設された状態となった。
【００３５】
次に、シリコンウエハをダイヤモンドカッターでダイシングして、本発明のセンサーチップを得た。このセンサーチップは、４．８ｍｍ×６．８ｍｍであり、高さ約１．１ｍｍであり、極めて小型なものであった。
また、各センサーチップの保護材とシリコン基板（シリコンウエハ）との界面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により測定した結果、シリコン基板を構成する珪素原子と凸部を構成する酸素原子とのＳｉ−Ｏ結合が存在することが確認された。
【００３６】
［実施例２］
実施例１と同様にして、シリコンウエハに多面付けでセンサー本体を作製して、ウエハレベルのセンサー本体を得た。各センサー本体は、アクティブ面の周囲に２０個の配線パッドを備えるものであった。
【００３７】
次いで、アクティブ面の反対側のシリコンウエハ面に、プラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜（厚み５μｍ）を成膜した。次に、この窒化珪素膜の全面にポジ型フォトレジスト（東京応化工業（株）製  ＯＦＰＲ−８００）を塗布し、微細貫通孔形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。次に、ＣＦ4をエッチングガスとして、レジストパターンから露出している窒化珪素膜をドライエッチングし、その後、レジストパターンを剥離し、窒化珪素からなるマスクパターンを各面付けに形成した。上記のマスクパターンは、各面付け毎に、直径が１００μｍである円形開口が、上記の配線パッドに対応するように２０個形成されたものであった。
【００３８】
次に、上記のマスクパターンから露出しているシリコンウエハを、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、エッチングガスにＳＦ6を用いてドライエッチングして、微細貫通孔を形成した。この微細貫通孔は、一方の開口径が８０μｍであり、奥部の開口径が４０μｍであるテーパー形状であり、奥部には配線パッドが露出したものであった。
【００３９】
次に、アセトンを用いてマスクパターンをコア材から除去した。その後、微細貫通孔内、およびアクティブ面の反対側のシリコンウエハ面に、プラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜を形成し、さらに、ＭＯＣＶＤ法により窒化チタン膜を形成して、絶縁膜を形成した。その後、シリコンウエハの一方の面（アクティブ面の反対側面）から、チタン−銅の順にスパッタリング法により下地導電薄膜を０．３μｍの厚みで形成した。次いで、この下地導電薄膜上にドライフィルムレジスト（旭化成（株）製ＡＰＲ）をラミネートした。次いで、表裏導通ビア形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン（厚み１５μｍ）を形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行ない、微細貫通孔内部を充填した。次に、レジストパターンと下地導電薄膜を除去して、表裏導通ビアを形成した。
【００４０】
一方、厚みが５５０μｍであるガラス基板（６インチＪＥＩＤＡ規格シリコンウエハ寸法に準拠）を準備した。次に、このガラス基板の一方の面に厚み２５μｍのドライフィルムレジスト（デュポン社製  リストンＡ３１００）をラミネート装置（伯東社製  ＭＡＣＨ−６００）を用いてラミネートし、所定のマスクを介して１００ｍＪ／ｃｍ2で露光した。その後、１％炭酸ナトリウム水溶液で現像した。これにより、５ｍｍ×７ｍｍの碁盤目の各面付け内に、幅１００μｍのストライプが格子状に交差して、各面付け中央に３．９ｍｍ×５．９ｍｍの長方形のパターン非形成部位が存在するようにマスクパターンが形成された。次いで、上記のマスクパターンを介してガラス基板にサンドブラストを施し、次に、フッ酸をスプレーしてエッチングすることにより平坦化処理を施し、その後、マスクパターンを５％水酸化ナトリウム水溶液を用いて除去した。これにより、高さ５０μｍ、幅１００μｍの回廊形状（４ｍｍ×６ｍｍ）をなす凸部を形成して保護材とした。
【００４１】
次いで、上記の保護材の凸部先端を、センサー本体のアクティブ面と配線パッドが配設されている領域との中間の領域に当接させ、実施例１と同様の条件で陽極接合を行った。これにより、保護材をセンサー本体に配設した。配設された保護材と各センサー本体のアクティブ面との間隙は約５０μｍであった。
次に、シリコンウエハとガラス基板をダイヤモンドカッターでダイシングして、本発明のセンサーチップを得た。このセンサーチップは、４．８ｍｍ×６．８ｍｍであり、高さ約１．１ｍｍであり、極めて小型なものであった。
また、各センサーチップの保護材とシリコン基板（シリコンウエハ）との界面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により測定した結果、シリコン基板を構成する珪素原子と凸部を構成する酸素原子とのＳｉ−Ｏ結合が存在することが確認された。
【００４２】
［実施例３］
凸部を一体的に有する保護材を以下のように作製した他は、実施例１と同様にして、本発明のセンサーチップを得た。
すなわち、保護材は、ガラス粉体（ショット社製  テンパックス）を６００℃で溶融し、カーボン製金型内に射出し、５００℃以下まで冷却してカーボン製金型から取り出し、その後、２５℃まで冷却することにより作製した。作製した保護材は、５ｍｍ×７ｍｍの碁盤目の各面付け内に、高さ５０μｍ、幅１００μｍの回廊形状（４ｍｍ×６ｍｍ）をなす凸部を備えるものであり、凸部の存在しない部位での厚みは５００μｍであった。
得られた本発明のセンサーチップは、４．８ｍｍ×６．８ｍｍであり、高さ約１．１ｍｍであり、極めて小型なものであった。
また、各センサーチップの保護材とシリコン基板（シリコンウエハ）との界面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により測定した結果、シリコン基板を構成する珪素原子と凸部を構成する酸素原子とのＳｉ−Ｏ結合が存在することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
小型で高信頼性のセンサーチップが要求される種々の分野において適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のセンサーチップの一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明のセンサーチップの一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】保護材に備えられた回廊形状の凸部を説明するための図である。
【図４】本発明のセンサーチップの他の実施形態を示す概略断面図である。
【図５】本発明のセンサーチップの他の実施形態を示す概略断面図である。
【図６】本発明のセンサーチップの他の実施形態を示す概略断面図である。
【図７】本発明のセンサーチップが基板に実装される例を示す図である。
【図８】本発明のセンサーチップの製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図９】本発明のセンサーチップの製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【符号の説明】
【００４５】
１，１１…センサーチップ
２，１２…センサー本体
２Ａ，１２Ａ…アクティブ面
３，１３…シリコン基板
４，１４…端子
５，１５…保護材
６，１６…凸部
７，１７…間隙
１８…表裏導通ビア
１９…微細貫通孔
【図１】
2007288024.tif 000003
【図２】
2007288024.tif 000004
【図３】
2007288024.tif 000005
【図４】
2007288024.tif 000006
【図５】
2007288024.tif 000007
【図６】
2007288024.tif 000008
【図７】
2007288024.tif 000009
【図８】
2007288024.tif 000010
【図９】
2007288024.tif 000011