JP5684233B2 - シリコン配線埋込ガラス基板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
ガラスベース部と、該ガラスベース部の内部に埋設されたシリコン配線と、を備え、
前記シリコン配線は、
前記第1の主面に露出する第1の引出部と、
前記第1の主面、前記第2の主面或いは前記側面のいずれか1つの面に露出する第2の引出部と、
前記第1の引出部及び前記第2の引出部間を接続する接続部と、を備え、
前記第1の引出部及び前記第2の引出部は、前記第1の主面の法線方向からみて異なる位置に配置されていることを特徴とする。
ここで、第1の引出部及び前記第2の引出部は、前記第1の主面の法線方向からみて異なる位置に配置されているには、第1の引出部の面方向と第2の引出部の面方向が異なることの他、第1の引出部の中心軸と第2の引出部の中心軸とが一直線上にないことを含む。
前記接続部は、前記第1の引出部を一端部として含む第1の貫通接続部と該第1の貫通接続部の他端に接続された内層接続部とを含む。
前記内層接続部の一端が前記ガラスベース部の側面に露出し、その露出した一端が前記第2の引出部である。
前記接続部は、前記第2の引出部を一端として含み他端が前記内層接続部に接続された第2の貫通接続部をさらに含み、前記第2の貫通接続部の中心軸が前記第1の貫通接続部の中心軸とは異なる直線上に位置する。
前記第1の貫通接続部の中心軸と前記第2の貫通接続部の中心軸とが平行である。
前記第1の引出部及び前記第2の引出部の少なくとも一方の露出面を覆う金属電極を更に備える。
ガラスベース部にシリコン配線が埋め込まれてなるシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法であって、
第1のシリコン基板の一方の面に第1の凸部を形成して、該第1の凸部の周囲にガラスを埋込むことと、前記第1の凸部を残して前記第1のシリコン基板を除くことにより前記第1の凸部の一端面が露出する第1の主面を形成することと、その第1の主面に対向しかつ前記第1の凸部の他端面が露出するように第2の主面を形成することとを含み、前記第1の主面から前記第1の凸部の一端面が露出し、前記第1の凸部の他端面が前記第2の主面から露出する第1のガラス基板を作製する第1の工程と、
第2のシリコン基板の一方の面に第2の凸部を峰状に形成して、該第2の凸部の周囲にガラスを埋込むことと、前記第2の凸部を残して前記第2のシリコン基板を除くことにより、前記第2の凸部の第1面が露出する第1の主面を形成することと、
その第1の主面に対向しかつ前記第2の凸部の第2面が露出する第2の主面を形成することとを含み、第1の主面から前記第2の凸部の前記第1面が露出し、前記第1面に対向する第2面が前記第2の主面から露出する第2のガラス基板を作製する第2の工程と、
前記第1の凸部の一端面と前記第2の凸部の第1面とが接続されるように前記第1のガラス基板の第1の主面と前記第2のガラス基板の第1の主面とを対向させ、前記第2のガラス基板の第2の主面に第3のガラス基板を対向させて前記第1〜第3のガラス基板を接合する接合工程と、
を含むことを特徴とする。
前記第1の工程は、
前記第1の凸部が形成された第1のシリコン基板の一方の面にガラス基板を重ね合わせることと、当該ガラス基板に熱を加えて軟化させて、当該ガラス基板の一部を前記第1のシリコン基板の凸部の周囲に埋め込むことを含み、
前記第2の工程は、
前記第2の凸部が形成された第2のシリコン基板の一方の面にガラス基板を重ね合わせることと、当該ガラス基板に熱を加えて軟化させて、当該ガラス基板の一部を前記第2のシリコン基板の凸部の周囲に埋め込むことを含む。
前記接合工程において、前記第1の凸部を、金属膜を介して前記第2の凸部に接触させる。
前記接合工程の前に、
第3のシリコン基板の一方の面に第3の凸部を形成して、該第3の凸部の周囲にガラスを埋込むことと、前記第3の凸部を残して前記第3のシリコン基板を除くことにより前記第3の凸部の一端面が露出する第1の主面を形成することと、その第1の主面に対向しかつ前記第3の凸部の他端面が露出するように第2の主面を形成することとを含み、前記第1の主面から前記第3の凸部の一端面が露出し、前記第3の凸部の他端面が前記第2の主面から露出するように前記第3のガラス基板を作製する第3の工程を更に有し、
前記接合工程において、前記第3の凸部の一端面と前記第2の凸部の第2面とが接続されるように前記第2のガラス基板の第2の主面と前記第3のガラス基板の第1の主面とを対向させて前記第2のガラス基板と第3のガラス基板とを接合する。
前記第1の工程は、
前記第1の凸部が形成された第1のシリコン基板の一方の面にガラス基板を重ね合わせることと、当該ガラス基板に熱を加えて軟化させて、当該ガラス基板の一部を前記第1のシリコン基板の凸部の周囲に埋め込むことを含み、
前記第2の工程は、
前記第2の凸部が形成された第2のシリコン基板の一方の面にガラス基板を重ね合わせることと、当該ガラス基板に熱を加えて軟化させて、当該ガラス基板の一部を前記第2のシリコン基板の凸部の周囲に埋め込むことを含み、
前記第3の工程は、
前記第3の凸部が形成された第3のシリコン基板の一方の面にガラス基板を重ね合わせることと、当該ガラス基板に熱を加えて軟化させて、当該ガラス基板の一部を前記第3のシリコン基板の凸部の周囲に埋め込むことを含む。
前記接合工程において、前記第1の凸部及び前記第3の凸部を、金属膜を介して前記第2の凸部にそれぞれ接触させる。
前記第1の凸部の一端と他端は、前記第1のガラス基板の第1の主面の法線方向から見て同じ位置に配置され、
前記第2の凸部の第1面と第2面は、前記第2のガラス基板の第1の主面の法線方向から見て同じ位置に配置され、
前記第3の凸部の一端と他端は、前記第3のガラス基板の第1の主面の法線方向から見て同じ位置に配置されている。
52b 第2の凸部
54a 第1のガラス基板
54b 第2のガラス基板
54c 第3のガラス基板
61 ガラス基板
62 シリコン配線
62a 第1の引出部
62b 第2の引出部
62c 接続部
63a〜63c 金属電極
201 第1のシリコン配線埋込ガラス基板
202 第2のシリコン配線埋込ガラス基板
203 第3のシリコン配線埋込ガラス基板
SF1 第1の主面
SF2 第2の主面
SF3 側面
図1(a)及び図1(b)を参照して、本発明の第1の実施の形態に係わる半導体装置の概略構成を説明する。半導体装置は、MEMSデバイスの一例としての加速度センサチップAと、加速度センサチップAから出力された信号を処理する信号処理回路が形成された制御ICチップBと、加速度センサチップA及び制御ICチップBが収納された表面実装型のパッケージ101とを備える。
基板10を用いて形成されたセンサ本体1と、ガラス基板20を用いて形成された第1の固定基板2と、ガラス基板30を用いて形成された第2の固定基板3とを備えている。第1の固定基板2は、センサ本体1の一表面側(図2における上面側)に固着され、第2の固定基板3は、センサ本体1の他表面側(図2における下面側)に固着される。第1及び第2の固定基板2、3はセンサ本体1と同じ外形寸法に形成されている。
尚、本明細書において、接続部62cにおいて、第1のシリコン配線埋込ガラス基板201に形成された部分を貫通接続部といい、第2のシリコン配線埋込ガラス基板202に形成された部分を内層接続部ともいう。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、図5に示すように、金属電極63cを形成することなく、第1の凸部52aと第2の凸部52b間の酸化膜の形成を防止しながら、第1の凸部52aを第2の凸部52bに接触させるようにしてもよい。
つぎに、その金属膜よりもシリコン基板に対するエッチング速度が速い異方性のエッチング方法を用いて、シリコン基板51の第1の主面SF1を選択的に除去することにより凸部52を形成する。
その後、上述の第2段階〜第4段階を経てガラス基板54を冷却した後、ガラス基板54のうち、シリコン基板51の凸部52の周囲に埋め込まれた部分を残し、他の部分を以下のようにして除去する(第5段階)。
この凸部52の上に残した金属膜が図4(b)に示した金属電極63cに相当する。
図4(a)では、第1の引出部62a及び第2の引出部62bが、それぞれガラス基板61の第1の主面SF1及び側面SF3に露出している場合を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図10(a)に示すように、第1の引出部72a及び第2の引出部72bが、それぞれガラス基板71の第1の主面SF1及び第2の主面SF2に露出していてもよい。
尚、本明細書において、接続部72cにおいて、第1のシリコン配線埋込ガラス基板301及び第3のシリコン配線埋込ガラス基板303に形成された部分を貫通接続部といい、第2のシリコン配線埋込ガラス基板302に形成された部分を内層接続部ともいう。
ここで、金属電極73c,73dについては、第1の実施の形態で説明した方法と同様にして、以下のようにして形成される。
つぎに、金属膜が形成されていない部分にあるシリコン基板を選択的に除去することにより凸部52a,52cを形成する。
そして、ガラス基板を埋め込んで冷却した後、シリコン基板の凸部52a,52cの周囲に埋め込まれたガラスを残し、他の部分を金属膜が露出するまで除去する。この凸部52a,52cの上に残した金属膜がそれぞれ図10(b)に示した金属電極73c,73dに相当する。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、図11に示すように、金属膜73c、73dを形成することなく、第1の凸部52a及び第3の凸部52cを、酸化膜の形成を防止しながら、第2の凸部52bに接触させるようにしてもよい。
Claims (12)
- 対向する第1の主面及び第2の主面と側面とを有するシリコン配線埋込ガラス基板であって、
ガラスベース部と、前記ガラスベース部の内部に埋設されたシリコン配線と、を備え、
前記シリコン配線は、
前記第1の主面に露出する第1の引出部と、
前記第1の主面、前記第2の主面或いは前記側面のいずれか1つの面に露出する第2の引出部と、
前記第1の引出部及び前記第2の引出部間を接続する接続部と、を備え、
前記接続部は、前記第1の引出部を一端部として含む第1の貫通接続部と前記第1の貫通接続部の他端に接続された内層接続部とを備え、
前記第1の引出部及び前記第2の引出部は、前記第1の主面の法線方向からみて異なる位置に配置され、
前記内層接続部は前記第1の主面に平行な方向に延伸されることを特徴とするシリコン配線埋込ガラス基板。 - 前記内層接続部の一端が前記側面に露出し、その露出した一端が前記第2の引出部であることを特徴とする請求項1に記載のシリコン配線埋込ガラス基板。
- 前記接続部は、前記第2の引出部を一端として含み他端が前記内層接続部に接続された第2の貫通接続部をさらに含み、前記第2の貫通接続部の中心軸が前記第1の貫通接続部の中心軸とは異なる直線上に位置する請求項1に記載のシリコン配線埋込ガラス基板。
- 前記第1の貫通接続部の中心軸と前記第2の貫通接続部の中心軸とが平行である請求項3に記載のシリコン配線埋込ガラス基板。
- 前記第1の引出部及び前記第2の引出部の少なくとも一方の露出面を覆う金属電極を更に備える請求項1〜4のうちのいずれか1つに記載のシリコン配線埋込ガラス基板。
- 請求項1に記載のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法であって、
第1のシリコン基板の一方の面に第1の凸部を形成して、該第1の凸部の周囲にガラスを埋込むことと、前記第1の凸部を残して前記第1のシリコン基板を除くことにより前記第1の凸部の一端面が露出する第1の主面を形成することと、その第1の主面に対向しかつ前記第1の凸部の他端面が露出するように第2の主面を形成することとを含み、前記第1の主面から前記第1の凸部の一端面が露出し、前記第1の凸部の他端面が前記第2の主面から露出する第1のガラス基板を作製する第1の工程と、
第2のシリコン基板の一方の面に第2の凸部を峰状に形成して、該第2の凸部の周囲にガラスを埋込むことと、前記第2の凸部を残して前記第2のシリコン基板を除くことにより、前記第2の凸部の第1面が露出する第1の主面を形成することと、その第1の主面に対向しかつ前記第2の凸部の第2面が露出する第2の主面を形成することとを含み、第1の主面から前記第2の凸部の前記第1面が露出し、前記第1面に対向する第2面が前記第2の主面から露出する第2のガラス基板を作製する第2の工程と、
前記第1の凸部の一端面と前記第2の凸部の第1面とが接続されるように前記第1のガラス基板の第1の主面と前記第2のガラス基板の第1の主面とを対向させ、前記第2のガラス基板の第2の主面に第3のガラス基板を対向させて前記第1〜第3のガラス基板を接合する接合工程と、を含み、
前記第1の凸部が前記第1の貫通接続部となり、前記第2の凸部が前記内層接続部となることを特徴とするシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。 - 前記第1の工程は、
前記第1の凸部が形成された第1のシリコン基板の一方の面にガラス基板を重ね合わせることと、当該ガラス基板に熱を加えて軟化させて、当該ガラス基板の一部を前記第1のシリコン基板の凸部の周囲に埋め込むことを含み、
前記第2の工程は、
前記第2の凸部が形成された第2のシリコン基板の一方の面にガラス基板を重ね合わせることと、当該ガラス基板に熱を加えて軟化させて、当該ガラス基板の一部を前記第2のシリコン基板の凸部の周囲に埋め込むことを含む、
請求項6記載のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。 - 前記接合工程において、前記第1の凸部を、金属膜を介して前記第2の凸部に接触させることを特徴とする請求項6又は7に記載のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。
- 請求項3に記載のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法であって、
第1のシリコン基板の一方の面に第1の凸部を形成して、該第1の凸部の周囲にガラスを埋込むことと、前記第1の凸部を残して前記第1のシリコン基板を除くことにより前記第1の凸部の一端面が露出する第1の主面を形成することと、その第1の主面に対向しかつ前記第1の凸部の他端面が露出するように第2の主面を形成することとを含み、前記第1の主面から前記第1の凸部の一端面が露出し、前記第1の凸部の他端面が前記第2の主面から露出する第1のガラス基板を作製する第1の工程と、
第2のシリコン基板の一方の面に第2の凸部を峰状に形成して、該第2の凸部の周囲にガラスを埋込むことと、前記第2の凸部を残して前記第2のシリコン基板を除くことにより、前記第2の凸部の第1面が露出する第1の主面を形成することと、その第1の主面に対向しかつ前記第2の凸部の第2面が露出する第2の主面を形成することとを含み、第1の主面から前記第2の凸部の前記第1面が露出し、前記第1面に対向する第2面が前記第2の主面から露出する第2のガラス基板を作製する第2の工程と、
第3のシリコン基板の一方の面に第3の凸部を形成して、該第3の凸部の周囲にガラスを埋込むことと、前記第3の凸部を残して前記第3のシリコン基板を除くことにより前記第3の凸部の一端面が露出する第1の主面を形成することと、その第1の主面に対向しかつ前記第3の凸部の他端面が露出するように第2の主面を形成することとを含み、前記第1の主面から前記第3の凸部の一端面が露出し、前記第3の凸部の他端面が前記第2の主面から露出するように前記第3のガラス基板を作製する第3の工程と、
前記第1の凸部の一端面と前記第2の凸部の第1面とが接続されるように前記第1のガラス基板の第1の主面と前記第2のガラス基板の第1の主面とを対向させ、前記第3の凸部の一端面と前記第2の凸部の第2面とが接続されるように前記第2のガラス基板の第2の主面と前記第3のガラス基板の第1の主面とを対向させて前記第1〜第3のガラス基板を接合する接合工程と、を含み、
前記第1の凸部が前記第1の貫通接続部となり、前記第2の凸部が前記内層接続部となり、前記第3の凸部が前記第2の貫通接続部となることを特徴とするシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。 - 前記第1の工程は、
前記第1の凸部が形成された第1のシリコン基板の一方の面にガラス基板を重ね合わせることと、当該ガラス基板に熱を加えて軟化させて、当該ガラス基板の一部を前記第1のシリコン基板の凸部の周囲に埋め込むことを含み、
前記第2の工程は、
前記第2の凸部が形成された第2のシリコン基板の一方の面にガラス基板を重ね合わせることと、当該ガラス基板に熱を加えて軟化させて、当該ガラス基板の一部を前記第2のシリコン基板の凸部の周囲に埋め込むことを含み、
前記第3の工程は、
前記第3の凸部が形成された第3のシリコン基板の一方の面にガラス基板を重ね合わせることと、当該ガラス基板に熱を加えて軟化させて、当該ガラス基板の一部を前記第3のシリコン基板の凸部の周囲に埋め込むことを含む、
請求項9記載のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。 - 前記接合工程において、前記第1の凸部及び前記第3の凸部を、金属膜を介して前記第2の凸部にそれぞれ接触させることを特徴とする請求項9又は10に記載のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。
- 前記第1の凸部の一端と他端は、前記第1のガラス基板の第1の主面の法線方向から見て同じ位置に配置され、
前記第2の凸部の第1面と第2面は、前記第2のガラス基板の第1の主面の法線方向から見て同じ位置に配置され、
前記第3の凸部の一端と他端は、前記第3のガラス基板の第1の主面の法線方向から見て同じ位置に配置されている
ことを特徴とする請求項9〜11のいずれか一項に記載のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。
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