(57)【要約】【課題】蓋体と検出基板とを接合する際に、検出基板に発生する異物の食い込み、あるいは、擦り傷等欠陥を抑制したセンサの提供を目的とするものである。【解決手段】第１の基板と第２の基板と接合する接合方法であって、第１の基板の一方の面に水溶性樹脂膜を設ける第１の工程と、第１の基板の水溶性樹脂膜を設けない面に第２の基板を戴置する第２の工程と、水溶性樹脂膜と第２の基板の第１の基板と接しない面とに荷重を加えて第１の基板と第２の基板とを接合する第３の工程とを有する接合方法とした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と第２の基板と接合する接合方法であって、前記第１の基板の一方の面に水溶性樹脂膜を設ける第１の工程と、前記第１の基板の前記水溶性樹脂膜を設けない面に前記第２の基板を戴置する第２の工程と、前記水溶性樹脂膜と前記第２の基板の前記第１の基板と接しない面とに荷重を加えて前記第１の基板と前記第２の基板とを接合する第３の工程とを有する接合方法。
【請求項２】
前記第１の基板の水溶性樹脂膜を設ける面には、金属層を有する請求項１の接合方法。
【請求項３】
前記接合は、常温下で行う請求項１または請求項２に記載の接合方法。
【請求項４】
前記接合は、真空化で行う請求項１〜３のいずれかに記載の接合方法。
【請求項５】
前記第３の工程を行うより前に、前記第１の基板の前記水溶性樹脂膜を設けない面を活性化処理する第４の工程を有する請求項１〜４のいずれかに記載の接合方法。
【請求項６】
前記水溶性樹脂膜は、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコールのいずれかである請求項１〜５のいずれかに記載の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の接合方法に関し、特に、真空雰囲気で活性化された表面を接触させることにより複数の基板を接合する接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１の基板と第２の基板とを接合する場合、第１の基板と第２の基板とを積層した状態で治具上に配置し、ここに、荷荷重を加えることにより、第１の基板と第２の基板とを接合していた。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７９１４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の構成は、荷重を加える際に、第２の基板の治具と接する面に異物が食い込む、あるいは、擦り傷が発生するという課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、第１の基板と第２の基板とを接合する際に、第２の基板に発生する異物の食い込み、あるいは、擦り傷等欠陥を抑制できる基板の接合方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を解決するために本発明は、第１の基板と第２の基板と接合する接合方法であって、第１の基板の一方の面に水溶性樹脂膜を設ける第１の工程と、第１の基板の水溶性樹脂膜を設けない面に前記第２の基板を戴置する第２の工程と、水溶性樹脂膜と第２の基板の前記第１の基板と接しない面とに荷重を加えて第１の基板と前記第２の基板とを接合する第３の工程とを有する接合方法とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の基板の接合方法は、第１の基板と第２の基板とを接合する際に、第２の基板と治具との間に水溶性樹脂膜を保護膜に用いている。その結果、第２の基板を接合する際の異物の食い込み、あるいは、擦り傷等欠陥の発生を抑制することができ、信頼性の高い基板の接合方法を提供できるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態における加速度センサの分解斜視図
【図２】同センサが備える検出素子の上面図
【図３】同センサの製造過程を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施の形態における基板の接合方法を示す一例として、加速度センサの製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は本実施の形態の加速度センサの分解斜視図である。
【００１２】
図１において、加速度センサ１０は、上蓋１２と、下蓋１６と、上蓋１２と下蓋１６とに挟まれる検出素子１４と、を備える。
【００１３】
上蓋１２、検出素子１４、下蓋１６は、シリコン、溶融石英、アルミナ等を用いることができる。好ましくは、シリコンを用いて形成することにより、微細加工技術を用いて小型の加速度センサとすることができる。
【００１４】
図２は、検出素子１４の上面図である。
【００１５】
検出素子１４は、内部に中空領域２１が形成された枠部２２と、枠部２２に一端が接続された梁部２３と、梁部２３の他端に接続された錘部２７と、梁部２３の上に設けられた検出部３１とを備えている。梁部２３は枠部２２から中空領域２１に延伸する。
【００１６】
検出部３１は、歪抵抗Ｒ１、Ｒ２で構成されている。枠部２２の上には、図示しない歪抵抗Ｒ３、Ｒ４が設けられており、Ｒ１〜Ｒ４でブリッジ回路を形成している。Ｒ３、Ｒ４は加速度で変形しない枠部２２上に設けられており、加速度でその抵抗値が変化しない固定抵抗として機能する。各歪抵抗は同様の構造を有するので、温度や湿度等の外部環境の変化により互いに同様にその抵抗値が変化する。したがって、各歪抵抗をブリッジ接続することで、それら外部環境による抵抗値の変化を相殺して外部環境に関わらず加速度高精度に検出することができる。
【００１７】
ところで、検出素子１４の上面には、検出部３１に電気的に接続される電極３５、あるいは、検出部３１と電極３５とを電気的に接続する配線３３などの金属層を設けている。ここで、電極３５は、例えば金をスパッタ法を用いて設けることができる。
【００１８】
なお、検出素子１４を１方向の加速度を検出するとして説明したがこれに限らない。例えば、錘部２７を４つ備える構成として、３方向の加速度を検出するものであってよい。このような加速度センサとしては、例えば、ＷＯ２０１２／０９８９０１号公報が挙げられる。
【００１９】
なお、錘部２７の支持構造に関しては、対向する２方向の梁部で支持する両持ち梁構造や、錘部２７を４方向からの梁部で支持する構造であってもよい。また、ダイアフラム等の膜状の構造体で錘部２７を支持する構造でもよい。すなわち、梁部の構造は、加速度に応じて錘部２７が変位可能な様に錘部２７を支持する構造であればよい。
【００２０】
なお、検出部３１として、歪抵抗方式を用いることができる。歪抵抗としてピエゾ抵抗を用いることにより、加速度センサ１０の感度を向上させることができる。あるいは、歪抵抗方式として酸化膜歪み抵抗体を用いた薄膜抵抗方式を用いることにより、加速度センサ１０の温度特性を向上させることができる。
【００２１】
なお、検出素子１４は加速度を検出するとして説明したが、これに限らない。例えば、角速度を検出素子として構成することができる。このような、本発明を適用することができる検出素子を開示する例であって、角速度を検出する検出素子を開示する例としては、例えば、特開２０１３−１５５２９、特表２００５−５１４６０９等が知られている。
【００２２】
以上のように構成された加速度センサ１０について、以下にその製造方法を説明する。
【００２３】
図３は加速度センサ１０の製造工程のうち、検出素子１４と下蓋１６とを接合する工程を示す図である。
【００２４】
まず第１の工程として、検出素子１４の一方の面に水溶性樹脂膜５０を設ける。この際、例えばスピンコート法を用いて、高速回転させた検出素子１４上に水溶性樹脂膜５０を滴下し、遠心力で水溶性樹脂膜５０の薄膜を検出素子基板４４の上に形成することができる。
【００２５】
次に第２の工程として、検出素子１４の水溶性樹脂膜５０を設けない面の上に下蓋１６を戴置する。
【００２６】
次に第３の工程として、下蓋１６を検出素子１４の上方から押し当てる（図３中の矢印の方向に向かって下蓋１６を移動させ、検出素子１４に押し当てる）ことで下蓋１６を検出素子１４との間に圧力をかけ、検出素子１４と下蓋１６とを圧接する。この際、検出素子１４と下蓋１６とを圧接する条件は、荷重３００Ｎ〜６００００Ｎ、時間は３０ｓｅｃ〜６００ｓｅｃとすることができる。その後、検出素子１４のパターン面を保護している水溶性樹脂膜５０を除去するために、水溶性樹脂膜５０を流水で数時間洗浄し、洗浄後、ＩＰＡ乾燥機で検出素子１４を乾燥させる。その後、ベーク乾燥を実施する。このベーク乾燥により、後工程でのレジストの剥離を回避することができる。
その後、下蓋１６を接合した状態の検出素子１４を、上蓋１２と接合する、この際、検出素子１４と下蓋１６と４６を圧接する条件は、荷重３００Ｎ〜６００００Ｎ、時間は３０ｓｅｃ〜６００ｓｅｃとすることができる。
【００２７】
以上のようにして、上蓋１２、検出素子１４、下蓋１６、の接合が達成される。
【００２８】
ところで、図３の工程の際、検出素子１４を保護する水溶性樹脂膜５０としては、レジスト、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール等が使用可能である。ここで、レジストやポリビニルアルコール等の膜厚は２ｕｍ〜３０ｕｍ程度とすることで、検出素子１４を接合する際の、異物の食い込み、あるいは、擦り傷等欠陥の発生を効果的に抑制することができる。これは、水溶性樹脂膜５０のヤング率が低くいために検出素子１４と治具４８との間で緩衝材として機能するためである。更に、保護膜として水溶性を有する材料を使用しているので、検出素子１４と下蓋１６との間の接合が完了したあとで、水溶性樹脂膜５０を水を用いて洗い流すことが出来る。これにより、保護膜の残渣が検出素子１４と上蓋１２との間に介在することで発生する、検出素子１４と上蓋１２の間の接合不良をも同時に抑制することができる。特に、検出素子１４はその上面に配線３３あるいは電極といった金属層を有している。このため、検出素子１４の上面に異物の食い込みや擦り傷等は生じると、断線等の不良を起こすことになる。しかし、本実施の形態では上述のように水溶性樹脂膜５０を保護膜として設けているので、検出素子１４の上面の損傷を抑制することができるので、断線等の不良を効果的に抑制できる。
【００２９】
ところで、第３の工程を行うより前に、検出素子１４の水溶性樹脂膜５０を設けない面を活性化処理する工程を設けてもよい。これにより、検出素子１４と下蓋１６との間の接合強度を向上することができる。
【００３０】
ところで、第３の工程を行った後、下蓋１６を接合した状態の検出素子ウェハを加工する工程を設けてもよい。この際、検出素子１４をエッチングなどの方法で加工し、枠部２２、梁部２３、錘部２７を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の接合方法は、基板を接合する際の異物の食い込み、あるいは、擦り傷等欠陥の発生を抑制することができるので、複数の基板を積層して構成する種々の半導体センサの製造に適用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  加速度センサ
１２  上蓋
１４  検出素子
１６  下蓋
２１  中空領域
２２  枠部
２３  梁部
２７  錘部
３１  検出部
３３  配線
３５  電極
４８  治具
５０  水溶性樹脂膜
【図１】
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【図２】
2016015448.tif 000004
【図３】
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