(57)【要約】【課題】圧力調整が可能で製造工程が簡単なウェハレベルパッケージとその製造方法を提供する。【解決手段】ウェハレベルパッケージは、複数のＭＥＭＳ素子が形成されたシリコンウェハと、シリコンウェハ上の複数のＭＥＭＳ素子のそれぞれを封止するガラス蓋部とを有する。ガラス蓋部は、複数のＭＥＭＳ素子に対応したキャビティ部、キャビティと一端側が連結されてウェハ表面に沿って延びる溝部、溝部の他端に連結されて上記ガラス蓋部の上面側に貫通する貫通孔、貫通孔表面に蒸着技術によりシリコンウェハとガラス蓋部との陽極接合の際の温度よりも融点が高くされた金属膜を有する。シリコンウェハとガラス蓋部とが陽極接合により接合された後に、キャビティ内の気圧を所望に設定した状態で所定の温度処理により金属膜を溶融して貫通孔を塞ぐ封止栓を形成してウェハレベルパッケージを構成する。【選択図】図１
2009289953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＭＥＭＳ素子が形成されたシリコンウェハと、
上記シリコンウェハ上の上記複数のＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)素子のそれぞれを封止するガラス蓋部とを有し、
上記ガラス蓋部は、
上記複数のＭＥＭＳ素子のそれぞれに対応した複数のキャビティ部と、
上記複数のキャビティのそれぞれと一端側が連結され、上記ウェハ表面に沿って延びる複数の溝部又はこれに代えて上記シリコンウェハの表面に形成された溝部と、
上記複数の溝部のそれぞれの他端に連結されて上記ガラス蓋部の上面側に貫通する複数の貫通孔と、
上記複数の貫通孔のそれぞれ表面に蒸着またはスパッタ技術により形成され、上記シリコンウェハと上記ガラス蓋部との陽極接合の際の温度よりも融点が高くされた金属膜とを有し、
上記シリコンウェハとガラス蓋部とが陽極接合により接合された後に、上記キャビティ内の気圧を所望に設定した状態で所定の温度処理により上記金属膜を溶融して上記貫通孔を塞ぐ封止栓が形成されてなるウェハレベルパッケージ。
【請求項２】
請求項１において、
上記金属膜は、
上記貫通孔の表面に形成された第１金属膜と、
上記第１金属膜の表面に形成された第２金属膜とを有し、
上記第２金属膜の溶融温度は、上記第１金属膜よりも低くされ、上記封止栓は、上記第２金属膜により形成されるウェハレベルパッケージ。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記貫通孔及び封止栓は、上記ＭＥＭＳ素子をＭＥＭＳデバイス毎に分割するダイシングライン上に形成されるウェハレベルパッケージ。
【請求項４】
複数のＭＥＭＳ素子をシリコンウェハ上に形成する第１工程と、
上記シリコンウェハ上の上記複数のＭＥＭＳ素子のそれぞれを封止するガラス蓋部を形成する第２工程と有し、
上記第２工程は、
上記複数のＭＥＭＳ素子のそれぞれ対応した複数のキャビティ部を形成するキャビティ形成工程と、
上記複数のキャビティのそれぞれと一端側が連結され、上記ウェハ表面に沿って延びる複数の溝部又はこれに代えて上記第１工程においてシリコンウェハの表面に溝部を形成する溝部形成工程と、
上記複数の溝部のそれぞれの他端に連結されて上記ガラス蓋部の上面に貫通する複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
上記複数の貫通孔のそれぞれ表面に、上記シリコンウェハと上記ガラス蓋部との陽極接合の際の温度よりも融点が高くされた金属膜を蒸着またはスパッタ技術により形成する金属膜形成工程とを有し、
上記第１工程で形成されたシリコンウェハと上記第２工程で形成されたガラス蓋部とを陽極接合により接合させる第３工程と、
上記第３工程後に、上記キャビティ内の気圧を所望に設定した状態で所定の温度処理により上記金属膜を溶融して上記貫通孔を塞ぐ封止栓を形成する第４工程とを有するウェハレベルパッケージの製造方法。
【請求項５】
請求項４において、
上記金属膜形成工程は、
上記貫通孔の表面に上記第３工程での温度処理では溶融しない第１金属膜を形成する工程と、
上記第１金属膜の表面に上記第３工程での温度処理により溶融される第２金属膜を形成する工程からなるウェハレベルパッケージの製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５において、
上記第２工程において、上記貫通孔及び封止栓は、上記ＭＥＭＳ素子をＭＥＭＳデバイス毎に分割するダイシングライン上に形成するウェハレベルパッケージの製造方法。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれかにおいて、
上記第３工程と第４工程の間に、上記ＭＥＭＳ素子の電気的特性を判定する試験工程を更に備え、
上記第４工程は、上記試験工程での個々のＭＥＭＳ素子のプロセスバラツキを複数グループに組分けし、かかる分割された組毎のＭＥＭＳ素子のプロセスバラツキを補償するようキャビティ内の気圧を複数通りに設定し、各気圧の設定状態に対応して上記組分けされたグループ毎のＭＥＭＳ素子に対して上記封止栓を選択的に形成するウェハレベルパッケージの製造方法。
【請求項８】
複数のＭＥＭＳ素子をシリコンウェハ上に形成する第１工程と、
上記シリコンウェハ上の上記複数のＭＥＭＳ素子のそれぞれを封止するガラス蓋部を形成する第２工程と、  第３工程と、
第４工程と、
第５工程とを有し、
上記第２工程は、
上記複数のＭＥＭＳ素子のそれぞれ対応した複数のキャビティ部を形成するキャビティ形成工程と、
上記複数のキャビティのそれぞれと一端側が連結され、上記ウェハ表面に沿って延びる複数の溝部又はこれに代えて上記第１工程においてシリコンウェハの表面に溝部を形成する溝部形成工程と、
上記複数の溝部のそれぞれの他端に連結されて上記ガラス蓋部の上面に貫通する複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
上記複数の貫通孔のそれぞれ表面に、上記シリコンウェハと上記ガラス蓋部との陽極接合の際の温度よりも融点が高くされた金属膜を蒸着またはスパッタ技術により形成する金属膜形成工程とを有し、
上記第３工程は、第１工程で形成されたシリコンウェハと上記第２工程で形成されたガラス蓋部とを陽極接合により接合させ、
上記第４工程は、上記第３工程後に、上記キャビティ内の気圧を所望に設定した状態で所定の温度処理により上記金属膜を溶融して上記貫通孔を塞ぐ封止栓を形成し、
上記第５工程は、上記第４工程で完成されたウェハレベルパッケージを個々のＭＥＭＳデバイスに分割するＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ウェハレベルパッケージとその製造方法及びＭＥＭＳデバイスの製造方法に関し、陽極接合技術を用いてＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)デバイスを形成する技術に利用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロジャイロセンサ等を構成する封止パッケージ構造や製造方法に関し、封止内部を高真空度にする方法として、例えば米国特許第６，４９９，３５４号公報や特開平１１−３４０３４８号公報がある。米国特許第６，４９９，３５４号公報においては、陽極接合の際に発生するガス（酸素）を吸着するゲッター材を設けるというものである。ゲッター材は、金属の薄膜が用いられ、吸着ガスは主に酸素とされる。特開平１１−３４０３４８号公報においては、内部の圧力を調整して封止する方法として、貫通孔にハンダを置いて圧力調整後加熱溶融し封止する方法が示されている。
【特許文献１】米国特許第６，４９９，３５４号公報
【特許文献２】特開平１１−３４０３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＭＥＭＳデバイスの中で特に振動を利用するデバイスでは、周辺の真空度によってダンピング効果が変化するためデバイス性能が変化する。定性的には、例えば圧力が高い（真空度が悪い）場合に、ダンピングにより振幅が得られない。逆に圧力が低すぎる（高真空）場合、いつたん振動したものがおさまらないということが生じる。振動を制御するためにはある範囲内の真空度で保持する必要がある。封止内部を高真空あるいは調圧する方法として例えば上記特許文献１、２がある。特許文献１の技術では、ゲッター材により陽極接合時に発生する酸素を吸着することが開示されている。高真空のデバイスでは、デバイス材料からのアウトガスを吸着し、高真空を維持することが可能であるが、真空度をある範囲に制御することはできないという問題を有する。特許文献２の技術では、素子形成基板の上側に蓋部基板を真空室で接合した後、サンプルを真空装置から取り出し、蓋部基板に形成された開口部に逐一ハンダを置き、加熱装置を備えた真空装置に設置して調圧し、上記ハンダを溶融しなければならず、組み立て作業が煩雑で工程数が増えるという問題を有する。
【０００４】
上記ＭＥＭＳデバイスでは、振動を制御するためにはある範囲内の真空度に設定することが必要である。また、駆動部があるためにキャビティ構造が必要である。封止方法として前記特許文献１や２の他にＣＡＮパッケージ、セラミックパッケージなどがある。しかし、これらＣＡＮパッケージ、セラミックパッケージを用いるとＭＥＭＳデバイスの大きさに対しパッケージが大きく、ＭＥＭＳデバイスを小型化することができない。そこで、本願発明者においては、ＭＥＭＳデバイスの小型化やウェハレベルパッケージによるコスト低減に向けて陽極接合技術を用い、ある範囲内の真空度でＭＥＭＳデバイスを封止することが可能なパッケージ構造、封止方法の開発に至った。
【０００５】
この発明の１つの目的は、圧力調整が可能で製造工程が簡単なウェハレベルパッケージとその製造方法及びＭＥＭＳデバイスの製造方法を提供することにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願において開示される１つの実施例は、以下の通りである。ウェハレベルパッケージは、複数のＭＥＭＳ素子が形成されたシリコンウェハと、上記シリコンウェハ上の上記複数のＭＥＭＳ素子のそれぞれを封止するガラス蓋部とを有する。上記ガラス蓋部は、上記複数のＭＥＭＳ素子に対応したキャビティ部、上記キャビティと一端側が連結されてウェハ表面に沿って延びる溝部、上記溝部の他端に連結されて上記ガラス蓋部の上面側に貫通する貫通孔、上記貫通孔表面に蒸着またはスパッタ技術により上記シリコンウェハと上記ガラス蓋部との陽極接合の際の温度よりも融点が高くされた金属膜を有する。上記シリコンウェハとガラス蓋部とが陽極接合により接合された後に、上記キャビティ内の気圧を所望に設定した状態で所定の温度処理により上記金属膜を溶融して上記貫通孔を塞ぐ封止栓を形成してウェハレベルパッケージを構成する。
【０００７】
本願において開示される他の１つの実施例は、以下の通りである。第１工程は、複数のＭＥＭＳ素子をシリコンウェハ上に形成する。上記複数のＭＥＭＳ素子のそれぞれを封止するガラス蓋部を形成する第２工程は、上記複数のＭＥＭＳ素子のそれぞれ対応した複数のキャビティ部を形成するキャビティ形成工程と、上記複数のキャビティのそれぞれと一端側が連結され、上記ウェハ表面に沿って延びる複数の溝部を形成する溝部形成工程と、上記複数の溝部のそれぞれの他端に連結されて上記ガラス蓋部の上面に貫通する複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、上記複数の貫通孔のそれぞれ表面に、上記シリコンウェハと上記ガラス蓋部との陽極接合の際の温度よりも融点が高くされた金属膜を蒸着またはスパッタ技術により形成する金属膜形成工程とを有する。第３工程は、上記第１工程で形成されたシリコンウェハと上記第２工程で形成されたガラス蓋部とを陽極接合により接合させる。上記第３工程後の第４工程は、上記キャビティ内の気圧を所望に設定した状態で所定の温度処理により上記金属膜を溶融して上記貫通孔を塞ぐ封止栓を形成する。また、上記形成されたウェハレベルパッケージを個々のデバイスに分割する。
【発明の効果】
【０００８】
陽極接合装置内で一貫して気密封止が可能となり、製造工程が簡素化できコスト低減が可能となる。封止圧力を制御でき、ＭＥＭＳデバイスのＱ値を仕様に合わせることが可能であり、歩留が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１には、この発明に係るウェハレベルパッケージの一実施例の説明図が示されている。このウェハレベルパッケージは、特に制限されないが、振動型ＭＥＭＳデバイスに向けられている。図２には、ウェハレベルパッケージの概略全体図が示されており、碁盤目状の区画にＭＥＭＳ素子がそれぞれ形成されたシリコンウェハと、上記シリコンウェハ上の上記ＭＥＭＳ素子のそれぞれを封止するキャビティ部を有するガラス蓋部とで構成される。図１は、上記図２で示したようなウェハレベルパッケージに形成される１つのＭＥＭＳデバイスに対応したものが代表として例示的に示したものである。
【００１０】
上記図１においては、１つのＭＥＭＳデバイスの全体概略斜視図（Ａ）、そのガラス蓋部の透視斜視（Ｂ）、透視斜視図（Ｂ）の視点（１）からの断面図（Ｃ）、視点（２）からの断面図（Ｄ）及び視点（３）からの底面図（Ｅ）と、この発明の特徴的部分を示した拡大図（Ｆ）及び（Ｇ）が示されている。
【００１１】
図１において、ガラス蓋部は、ＭＥＭＳ素子に対応したキャビティ部を有する。このキャビティ部は、溝部の一端側に繋がっている。この溝部は、陽極接合されるシリコンウェハの表面に沿って上記１つの素子形成区画の境界に向かって延びて形成される。この溝部の他端側には、ガラス蓋部の表面に向かう貫通孔が形成される。特に制限されないが、上記貫通孔の表面には、図１（Ｆ）に示すように金属膜が例えばスパッタあるいは蒸着などの方法により形成される。金属膜は、低融点金属膜／高金属融点膜のように重ねた膜により構成される。つまり、貫通孔の表面には下層金属膜として高融点金属膜が形成され、かかる高融点金属膜の表面には上層金属膜として低融点金属膜が形成される。高融点金属膜はガラス材料との密着性に優れ、低融点金属膜のぬれ性を向上させるための材料である。上記低融点金属膜の融点温度は、上記ガラス蓋部とシリコンウェハとの陽極接合の際に溶融しないようにかかる陽極接合温度よりも高いものが選ばれる。
【００１２】
上記溝部と貫通孔は、上記キャビティ部の真空引きのためのものであり、貫通孔を形成する場所は、上記１つの素子形成区画の境界であるダイシング個所のように貫通孔を塞ぐために溶融された低融点金属膜がＭＥＭＳデバイスに影響を与えないところが選択される。上記溝部は、ガラス蓋部の底面側に形成するものの他、ウェハ表面に形成するものであってもよい。ただし、図１のようにガラス蓋部にキャビティ部、溝部及び貫通孔を設けるようにすると、上記ウェハ表面に溝部だけを形成するものに比べて、ガラス蓋部に形成されたキャビティ部と貫通孔のそれぞれに対して、シリコンウェハに形成された溝部の両端との位置合わせが不要にできる。上記溝部の深さはシリコンウェハとガラス蓋部との陽極接合後に、上記キャビティ部の真空引きができる程度であり、かつ溶融した低融点金属膜で満たされ気密できる程度にする必要があるから、数１０ｎｍから数ｕｍが適当である。
【００１３】
この実施例では、ガラス蓋部の貫通孔の表面に上記低融点金属が成膜されており、成膜の厚さは貫通孔を気密封止するのに十分な量とされる。例えば、ハンダのような材料の場合、ぬれ性（ガラスとの密着性）をよくするため下地としての高融点金属膜が形成される。この下地としての高融点金属は封止に使用する低融点金属よりも高融点材料が選択される。
【００１４】
上記シリコンウェハとガラス蓋部との陽極接合は、通常通りでよい。例えば、約４００℃の接合温度を用いた場合には、上記低融点金属としては上記ハンダを利用することはできない。ガラス蓋部とシリコンウェハとの接合部のパターンに対応して、ガラス蓋部に電極膜を形成すると、接合部に電界が集中して、ホウ珪酸ガラスなどの代表的なガラス材料の場合でも２００℃の温度領域でも、強固な陽極接合が得られる。また、シリコンウェハ上にアルミニウムの薄膜を形成することで、アルミニウムとガラス中の酸素が反応して２００℃の温度領域でも、強固な陽極接合が得られる。このような陽極接合技術を用いた場合は、上記低融点金属としてハンダを用いることができる。
【００１５】
一般的に陽極接合装置のチャンバ内は真空引きし、例えば１×１０-2Ｐａ程度となっている。このときガラスにはキャビティにつながる貫通孔が形成されているため、キャビティも真空引きされる。陽極接合終了後、排気とガス導入によってチャンバ内の圧力を調整し、図１（Ｇ）に示したように目標の圧力となったら加熱処理し、低融点金属を溶融、キャビティ部を封止する。図１（Ｆ）陽極接合と、図１（Ｇ）の気密封止まで―貫して上記陽極接合装置のチャンバ内に上記ウェハを置いたままで実施される。
【００１６】
図３及び図４には、この発明に係るウェハレベルパッケージの製造方法の一実施例を説明する工程断面図が示されている。図３及び図４においては、前記図１の拡大部（Ｅ），（Ｆ）に対応した各工程での断面図が示されている。
【００１７】
図３（Ａ）においては、別途工程にて複数のＭＥＭＳ素子がシリコンウェハ上に形成され、上記シリコンウェハ上の上記複数のＭＥＭＳ素子のそれぞれを封止するキャビティ部、溝部及び貫通孔がガラス蓋部に形成される。図示しない陽極接合を行うための装置チャンバ内あるいは専用のアライメント装置で、上記シリコンウェハとガラス蓋とのアライメント（位置合わせ）が行われ、チャンバ内で真空引きされる。この実施例では、上記貫通孔には、前記図１のように貫通孔と同様に高融点金属膜と、その上に低融点金属膜が形成さている。
【００１８】
図３（Ｂ）においては、上記シリコンウェハの下面側に設けられたヒータによって加熱処理が行われる。ヒータは上下面にあってもよい。例えば、上記４００℃程度にされる。また、前記のようにガラス蓋部のシリコンウェハとの接合部に電極膜が形成されていたり、あるいはシリコンウェハ上にアルミニウムの薄膜が形成されていたりする場合には、約２００℃程度にされる。
【００１９】
図３（Ｃ）においては、ガラス蓋とシリコンウェハとの間に例えば約８００Ｖのような高電圧が印加される。これによりガラス蓋とシリコンウェハとの陽極接合が行われる。この陽極接合の際には、酸素が発生してキャビティ部に残留する。この反応ガス（酸素）は、真空装置のチャンバ内の真空引きにより排気される。
【００２０】
図４（Ｄ）においては、上記電圧印加を停止し、上記真空装置のチャンバ内にガス導入及び排気しながらチャンバ内の圧力を調整する。ガラス蓋には貫通孔があるため、チャンバ内の圧力とキャビティ内の圧力は一致する。振動を利用するＭＥＭＳデバイスでは、ＭＥＭＳ素子の周辺の真空度によってダンピング効果が変化するためデバイス性能が変化する。定性的には、例えば圧力が高い（真空度が悪い）場合に、ダンピングにより振幅が得られない。逆に圧力が低すぎる（高真空）場合には、いつたん振動したものがおさまらないということが生じる。振動を制御するためにはある圧力範囲内の真空度で保持する必要がある。この工程（図４Ｄ）は、このような振動を制御するためキャビティ内の圧力を調節する。
【００２１】
図４（Ｅ）においては、上記チャンバ内が目標圧力に達したら、上記ヒータによって上記低融点金属膜を溶融するための加熱処理が行われる。これにより低融点金属膜は、溶融して上記貫通孔下部と溝部との結合部分に溜まる。
【００２２】
図４（Ｆ）においては、上記ヒータの発熱動作を停止させて冷却することにより上記低融点金属が固まり、上記貫通孔を塞ぐ栓となり、上記キャビティ部が封止される。
【００２３】
図５は、この発明に係るウェハレベルパッケージの他の一実施例の説明図が示されている。同図は、図１の変形例であり、図１と同様に１つのＭＥＭＳデバイスに対応したガラス蓋部の透視斜視図（Ａ）、係る透視斜視図の視点（１）からの断面図（Ｂ）、視点（２）からの断面図（Ｃ）及び視点（３）からの底面図（Ｄ）と、この発明の特徴的部分を示した拡大図（Ｅ）及び（Ｆ）が示されている。この実施例では、図５（Ｄ）及び図５（Ｆ）の拡大図に示したように、高融点金属膜は、貫通孔から溝部の周辺まで延びて形成される。つまり、図５（Ｆ）に示されているように、溝部における貫通孔と結合部分に、貫通孔を取り囲むように高融点金属膜が形成される。ここでは方形で示しているが、これに限らない。
【００２４】
図６には、この発明に係るウェハレベルパッケージの更に他の一実施例の説明図が示されている。同図は、図１、図５の変形例であり前記図１と同様なガラス蓋部に設けられた貫通孔には、１種類の金属膜のみが形成される。この金属膜は、前記図１、図５の低融点金属膜に相当する。つまり、前記の下地とされる高融点金属膜が省略される。図５（Ｆ）の高融点金属膜と同様に、図６の低融点金属膜は、貫通孔から溝部に周辺まで延びて形成される。
【００２５】
図７には、図５、図６の低融点金属膜の加熱処理の説明図が示されている。チャンバ内が目標圧力に達したら、図 7（Ａ）に示したように上記ヒータによって上記低融点金属膜を溶融するための加熱処理が行われる。これにより低融点金属膜は、溶融して上記貫通孔下部と溝部との結合部分に溜まることの他に、図７（Ｂ）に示したように上記溝部における貫通孔と結合部分にも回り込んだ形態で固まり貫通孔の封止栓とされる。
【００２６】
図８には、この発明に係るウェハレベルパッケージの一実施例の一部上面図が示されている。同図は、ウェハレベルパッケージに形成される２つ分のＭＥＭＳデバイス（１）と（２）が例示的に示されている。この実施例では、ＭＥＭＳデバイス（１）と（２）を分割するダイシングライン上にＭＥＭＳデバイスのキャビティを封止する貫通孔の中心が配置される。同図では、２つのＭＥＭＳデバイス（１）（２）に対して共通に貫通孔が設けられる。また、それぞれのＭＥＭＳデバイスのキャビティは他方側に延びる溝及び貫通孔が設けられ、図示しない隣接するＭＥＭＳデバイスとの間で共通に用いる貫通孔が設けられる。これにより、例えば１つのＭＥＭＳデバイス（１）は、隣接するＭＥＭＳデバイス（２）の間でそれぞれ共通に用いられる２つの溝及び貫通孔を有するので効率的にキャビティ部の調圧を行うことができる。上記のようにダイシングライン上に貫通孔を配置する構成により、ＭＥＭＳデバイスの小型化を図ることができる。ただしこの場合、溶融金属が溝を塞ぎ、かつ、ダイシング後も気密性が保持されるほどの密着性が必要となる。溶融して塞ぐだけでなく、溶融した金属が接触する溝部にぬれ性のよい高融点金属を形成しておくとなおよい。
【００２７】
前記図２に示したようなウェハレベルパッケージでは、上記例示的に示されて２つのＭＥＭＳデバイスを左右に分割するダイシングラインに沿って同様な対とされるＭＥＭＳデバイスが同様に繰り返し形成される。上記２つのＭＥＭＳデバイスの両側のダイシングラインを基準にして、例えばミラー反転された形態で２対ずつのＭＥＭＳデバイスが繰り返し形成される。
【００２８】
図９（Ａ）〜（Ｅ）には、この発明に係るウェハレベルパッケージに用いられるガラス蓋部の製造方法の一実施例を説明する製造工程断面図が示されている。
【００２９】
図９（Ａ）では、ガラス蓋部を構成するガラス基板が用意される。
【００３０】
図９（Ｂ）では、上記ガラス基板（ガラス蓋部）に深さ数１０ｎｍ〜数ｕｍにされた一対の溝が形成される。
【００３１】
図９（Ｃ）では、上記ガラス基板（ガラス蓋部）に形成された上記一対の溝の内側に繋がるようにキャビティ部が形成される。
【００３２】
図９（Ｄ）では、上記ガラス基板（ガラス蓋部）に形成された上記一対の溝の外側に繋がるように貫通孔が形成される。
【００３３】
図９（Ｅ）では、上記ガラス基板（ガラス蓋部）に形成された貫通孔に前記金属膜が形成される。この金属膜は、前記のように高融点金属膜を形成した上に低融点金属膜を形成するもの、あるいは上記低融点金属膜を貫通孔に直接形成するものとされる。貫通孔に低金属膜を直接形成するときには、前記図５，図６のように溝側に回り込むように低融点金属膜を形成することが望ましい。
【００３４】
図１０には、例えばサンドブラスト法による切削を用いた上記貫通孔の形態を説明するための断面図が示されている。図１０（Ａ）は、ガラス蓋部の上面側から溝に向かって孔開けを行った場合であり、単純テーパーとなる。図１０（Ｂ）は、貫通直後のガラス欠けなどの発生を避けるために、反対（溝部）側から孔開け加工を行った場合である。図１０（Ｃ）は、貫通直後のガラス欠けなどの発生を避けるために、上面と下面の両側からほぼ同じ深さの孔開加工を行った場合である。前記図１０（Ｂ）、（Ｃ）では、貫通孔にくびれが発生する。
【００３５】
図１１には、この発明に係るウェハレベルパッケージの他の一実施例の説明図が示されている。この実施例では、１つのウェハレベルパッケージに形成される複数のＭＥＭＳデバイスに対して、チャンバ内を２種類以上の真空度にわけて封止したい場合の例が示されている。例えば、振動型ＭＥＭデバイスではＱ値が重要であり、個々のデバイスのトリミングをしなければならない。封止栓となる金属溶融の方法としてレーザを利用すれば個々のデバイスのトリミングが可能である。圧力調整可能なチャンバに入れて個々のデバイスのＱ値を求め、仕様を満たす真空度をあらかじめ測定しておく。真空度を調整しながらレーザを使って個別に金属を溶融し、気密封止する。さらに、レーザを使うことにより、デバイスの共振周波数測定とレーザによる加熱、金属溶融が同時にできる可能性もある。本方法であればトリミングが可能となり、テスティングのコスト低減、歩留向上が期待できる。トリミングのほか、敢えて異なる真空度を必要とするＭＥＭＳデバイスを同時に作製し、それぞれに適した真空度で封止することにより、ひとつのチップに複数のデバイスを作製することが可能となり、チップを小型化できる。
【００３６】
上記のようにＭＥＭＳデバイス毎の圧力調整を行う場合には、前記図８の実施例とは異なり、各ＭＥＭＳデバイスのチャンバと貫通孔とは一対一に対応して形成される必要がある。各ＭＥＭＳデバイスのチャンバ内の調圧を容易にするために２つの貫通孔を必要とする場合には、図１２に示すように左右に隣接するＭＥＭＳデバイスにおいて貫通孔の位置を上下にずらしてダイシングラインに形成すればよい。
【００３７】
以上説明した本願に係るウェハレベルパッケージでは、キャビティ内の圧力を制御し、気密封止できる。ウェハレベルパッケージ完成の後に各ＭＥＭＳデバイスの圧力調整が可能であることから、陽極接合時の酸素の発生を考慮する必要がない。陽極接合装置内で一貫して気密封止が可能となり、コスト低減が可能である。ウェハレベルパッケージによりＭＥＭＳデバイスが保護されていることからハンドリングがしやすい（異物発生、デバイス破損の危険性低減）。封止するための金属として低融点金属やそれに類する金属、たとえば前記のように陽極接合温度が２００℃の低いものではハンダなどは、半導体材料として利用されているものであり、実現が容易である。また、個々のトリミングも可能であり、歩留が向上する。ＭＥＭＳデバイスの封止圧力を制御でき、ＭＥＭＳデバイスのＱ値を仕様に合わせることが可能であり、歩留が向上する。また、Ｑ値に関わるテスティングのコストを低減できる。さらに、異なる真空度を有する複数のデバイスを同時に作製でき、小型化できる。
【００３８】
以上本発明者によってなされた発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、キャビティ部に対して１つの溝と１つの貫通孔を形成するものであってもよい。陽極接合後にチャンバ内をいったん大気開放し、ウェハレベルパッケージを取り出して別の真空・加熱装置を利用してもよい。このように陽極接合のチャンバ内からウェハレベルパッケージを取り出すと個々のＭＥＭＳデバイスのキャビティ内は大気圧となる。このウェハレベルパッケージを、別の加熱機能を備えた真空チャンバにいれ真空引きすれば上記と同様に気密封止することができる。また、前記封止栓として形成される低融点金属の代わりに低融点ガラスを利用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
この発明は、物理量センサなど振動を用いた加速度センサ、角速度センサなど種々のＭＥＭＳデバイスを形成するウェハレベルパッケージ及びその製造方法とＭＥＭＳデバイスの製造方法に広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明に係るウェハレベルパッケージの一実施例の説明図である。
【図２】この発明に係るウェハレベルパッケージの一実施例の全体透視斜視図である。
【図３】この発明に係るウェハレベルパッケージの製造方法の一実施例を説明する一部工程断面図である。
【図４】この発明に係るウェハレベルパッケージの製造方法の一実施例を説明する残り工程断面図である。
【図５】この発明に係るウェハレベルパッケージの他の一実施例の拡大説明図である。
【図６】この発明に係るウェハレベルパッケージの更に他の一実施例の説明図である。
【図７】図５、図６の低融点金属膜の加熱処理の説明図である。
【図８】この発明に係るウェハレベルパッケージの一実施例の一部上面図である。
【図９】この発明に係るウェハレベルパッケージに用いられるガラス蓋部の製造方法の一実施例を説明する製造工程断面図である。
【図１０】図８の貫通孔の形態を説明するための断面図である。
【図１１】この発明に係るウェハレベルパッケージの他の一実施例の説明図である。
【図１２】この発明に係るウェハレベルパッケージの他の一実施例の一部上面図である。
【図１】
2009289953.tif 000003
【図２】
2009289953.tif 000004
【図３】
2009289953.tif 000005
【図４】
2009289953.tif 000006
【図５】
2009289953.tif 000007
【図６】
2009289953.tif 000008
【図７】
2009289953.tif 000009
【図８】
2009289953.tif 000010
【図９】
2009289953.tif 000011
【図１０】
2009289953.tif 000012
【図１１】
2009289953.tif 000013
【図１２】
2009289953.tif 000014