JP5955024B2 - MEMS module and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、複数のMEMS素子を有するMEMSモジュール及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a MEMS module having a plurality of MEMS elements and a manufacturing method thereof.
近年、MEMS素子を封止するMEMSパッケージが知られている。例えば、可動部を有するMEMS素子と、MEMS素子の少なくとも可動部を密封するキャップチップで形成されたMEMS組立体を、配線基板もしくは回路基板に固着したMEMSパッケージが知られている。 In recent years, a MEMS package for sealing a MEMS element is known. For example, a MEMS package in which a MEMS assembly formed of a MEMS element having a movable part and a cap chip that seals at least the movable part of the MEMS element is fixed to a wiring board or a circuit board is known.
このMEMSパッケージにおいて、MEMS素子と回路基板、及び回路基板と配線基板は各々配線で接続され、配線基板上の回路基板と配線、及びMEMS組立体は樹脂部材で封止されている。又、MEMS組立体の少なくともMEMS素子側面とキャップチップ側面が、ウェットエッチング面で形成されている。 In this MEMS package, the MEMS element and the circuit board, and the circuit board and the wiring board are each connected by wiring, and the circuit board, the wiring, and the MEMS assembly on the wiring board are sealed with a resin member. Further, at least the MEMS element side surface and the cap chip side surface of the MEMS assembly are formed by a wet etching surface.
しかしながら、上記MEMSパッケージの構造では、薄型化に対応することが困難である。特に、複数のMEMS素子を有するMEMSモジュールを実現する場合に、薄型化に対応することが困難である。 However, it is difficult to cope with the thinning in the structure of the MEMS package. In particular, when realizing a MEMS module having a plurality of MEMS elements, it is difficult to cope with a reduction in thickness.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、薄型化が可能なMEMSモジュール及びその製造方法を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of said point, and makes it a subject to provide the MEMS module which can be reduced in thickness, and its manufacturing method.
本MEMSモジュールは、所定の力学量を検知する検知部及び一方の面に第1の配線を備えた第1の基板、並びに、前記第1の基板の一方の面に前記検知部及び前記第1の配線を覆うように積層され、前記第1の基板とは反対側の面に第2の配線を備えた第2の基板、を有する第1のMEMS素子と、前記第2の基板の前記第1の基板とは反対側の前記第2の配線に実装された第2のMEMS素子と、前記第2の基板の前記第1の基板とは反対側の面に前記第2のMEMS素子を封止する第1の封止空間を形成する封止基板と、を有し、前記第2のMEMS素子は、前記第2の配線及び前記第1の配線を介して、前記第2の基板の前記封止基板から露出する領域に形成された外部接続端子と電気的に接続されていることを要件とする。 This MEMS modules are first substrate having a first wiring to the detection portion and the one surface to detect a predetermined physical quantity, and, before Symbol the detection portion and the one surface of the first substrate A first MEMS element having a second substrate, the second substrate having a second wiring provided on a surface opposite to the first substrate, the first MEMS element being stacked to cover the first wiring; A second MEMS element mounted on the second wiring opposite to the first substrate; and the second MEMS element on a surface of the second substrate opposite to the first substrate. A sealing substrate that forms a first sealing space that seals the second MEMS element, the second MEMS element via the second wiring and the first wiring. It is a requirement to be electrically connected to an external connection terminal formed in a region exposed from the sealing substrate.
開示の技術によれば、薄型化が可能なMEMSモジュール及びその製造方法を提供できる。 According to the disclosed technology, it is possible to provide a MEMS module capable of being thinned and a method for manufacturing the same.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。又、便宜上、平面図等において、断面図に対応するハッチングを施す場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and the overlapping description may be abbreviate | omitted. Further, for convenience, hatching corresponding to a cross-sectional view may be given in a plan view or the like.
〈第1の実施の形態〉
[第1の実施の形態に係るMEMSモジュールの構造]
まず、第1の実施の形態に係るMEMSモジュールの構造について説明する。図1は、第1の実施の形態に係るMEMSモジュールを例示する図であり、(b)は平面図、(a)は(b)のA−A線に沿う断面図である。図2は、図1(a)の一部を例示する図であり、(a)は第2の基板40の斜視図、(b)は第1の基板30の斜視図である。
<First Embodiment>
[Structure of MEMS Module According to First Embodiment]
First, the structure of the MEMS module according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating the MEMS module according to the first embodiment, in which (b) is a plan view and (a) is a cross-sectional view taken along line AA in (b). FIG. 2 is a diagram illustrating a part of FIG. 1A, where FIG. 2A is a perspective view of the second substrate 40, and FIG. 2B is a perspective view of the first substrate 30.
図1及び図2を参照するに、MEMSモジュール10は、大略すると、第1のMEMS素子20と、第2のMEMS素子60と、封止基板70と、制御用集積回路80と、ボンディングワイヤ90とを有する。 Referring to FIGS. 1 and 2, the MEMS module 10 is roughly composed of a first MEMS element 20, a second MEMS element 60, a sealing substrate 70, a control integrated circuit 80, and a bonding wire 90. And have.
第1のMEMS素子20は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術により作製された素子であり、加速度や角速度等の力学量を検知するセンサである。本実施の形態では、第1のMEMS素子20が力学量である加速度を検知する加速度センサである場合を例にして以下の説明を行う。 The first MEMS element 20 is an element manufactured by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, and is a sensor that detects mechanical quantities such as acceleration and angular velocity. In the present embodiment, the following description is given by taking as an example the case where the first MEMS element 20 is an acceleration sensor that detects acceleration, which is a mechanical quantity.
第1のMEMS素子20は、第1の基板30と、第2の基板40と、第3の基板50とを有する。第1の基板30は、加速度センサの主要部であり、固定部31と、可動部32と、支持部33と、第1の配線34とを有する。固定部31は、可動しない部分である。固定部31の平面形状は、中央部近傍に第1の基板30を貫通する開口部30xを有する枠状に形成されている。 The first MEMS element 20 includes a first substrate 30, a second substrate 40, and a third substrate 50. The first substrate 30 is a main part of the acceleration sensor, and includes a fixed part 31, a movable part 32, a support part 33, and a first wiring 34. The fixed part 31 is a non-movable part. The planar shape of the fixing portion 31 is formed in a frame shape having an opening 30x penetrating the first substrate 30 in the vicinity of the center portion.
可動部32は開口部30x内に配置され、外縁部4カ所に形成された可撓性を有する支持部33により、可動可能な状態で固定部31に支持されている。各支持部33には、例えばピエゾ抵抗素子(図示せず)が形成されている。外部から第1のMEMS素子20に加速度が加わると、可動部32が固定部31に対して変位し、その際に各支持部33が変形する(歪む)。これにより、各支持部33に形成された各ピエゾ抵抗素子(図示せず)の抵抗値が変化するため、抵抗値の変化をモニターすることで加速度を検知できる。 The movable portion 32 is disposed in the opening 30x and is supported by the fixed portion 31 in a movable state by a flexible support portion 33 formed at four outer edge portions. Each support portion 33 is formed with, for example, a piezoresistive element (not shown). When acceleration is applied to the first MEMS element 20 from the outside, the movable portion 32 is displaced with respect to the fixed portion 31, and at this time, each support portion 33 is deformed (distorted). Thereby, since the resistance value of each piezoresistive element (not shown) formed in each support part 33 changes, acceleration can be detected by monitoring the change in resistance value.
このように、可動部32及び支持部33(ピエゾ抵抗素子も含む)は、加速度を検知する検知部として機能する。以降、可動部32及び支持部33(ピエゾ抵抗素子も含む)を単に検知部と称する場合がある。 Thus, the movable part 32 and the support part 33 (including the piezoresistive element) function as a detection part that detects acceleration. Hereinafter, the movable part 32 and the support part 33 (including the piezoresistive element) may be simply referred to as a detection part.
固定部31には、第1の配線34が形成されている。第1の配線34は、第1の基板30に例えばボロンやリン等の不純物を拡散することにより形成された低抵抗領域である。第1の配線34は、固定部31の表面近傍の領域に形成されたパッド34a1〜34a6及び配線パターン34bを含む。このように、第1の配線34は固定部31の表面近傍の領域に形成されており、固定部31の表面から突出していない。 A first wiring 34 is formed in the fixing portion 31. The first wiring 34 is a low resistance region formed by diffusing impurities such as boron and phosphorus in the first substrate 30. The first wiring 34 includes pads 34 a 1 to 34 a 6 and a wiring pattern 34 b formed in a region near the surface of the fixing portion 31. Thus, the first wiring 34 is formed in a region near the surface of the fixing portion 31 and does not protrude from the surface of the fixing portion 31.
パッド34a1及び34a2は、各々に対応する配線パターン34bを介して、パッド34a3及び34a4と電気的に接続されている。パッド34a3及び34a4は、各々に対応する後述のビア配線42cと電気的に接続されている。パッド34a5及び34a6は、図示しない配線パターンにより、ピエゾ抵抗素子(図示せず)等と電気的に接続されていると共に、各々に対応する後述のビア配線42cと電気的に接続されている。なお、便宜上代表的なパッドのみを図示しているが、実際には多数のパッドが存在する。 Pads 34a 1 and 34a 2 via a wiring pattern 34b corresponding to each, and is electrically connected to the pads 34a 3 and 34a 4. Pads 34a 3 and 34a 4 are connected later via interconnects 42c and electrically corresponding to each. The pads 34a 5 and 34a 6 are electrically connected to a piezoresistive element (not shown) or the like by a wiring pattern (not shown) and to a via wiring 42c described later corresponding to each. . For convenience, only representative pads are shown, but there are actually a large number of pads.
固定部31、可動部32、及び支持部33の材料としては、例えば、シリコンを用いることができる。固定部31、可動部32、及び支持部33の各々の厚さは、例えば、数10〜数100μm程度とすることができる。なお、本実施の形態では、可動部32を動きやすくするために、可動部32を固定部31よりも薄く形成している。つまり、固定部31、可動部32、及び支持部33の各々の厚さは同一でなくてもよい。 As a material for the fixed portion 31, the movable portion 32, and the support portion 33, for example, silicon can be used. The thickness of each of the fixed part 31, the movable part 32, and the support part 33 can be, for example, about several tens to several hundreds of micrometers. In the present embodiment, the movable portion 32 is formed thinner than the fixed portion 31 in order to make the movable portion 32 easy to move. That is, the thicknesses of the fixed portion 31, the movable portion 32, and the support portion 33 may not be the same.
第2の基板40は、第1の基板30の上面(一方の面)に検知部を覆うように積層されている。つまり、第2の基板40の下面は、第1の基板30の上面と接合されている。第2の基板40は、基板本体41と、第2の配線42と、外部接続端子43とを有する。 The second substrate 40 is laminated on the upper surface (one surface) of the first substrate 30 so as to cover the detection unit. That is, the lower surface of the second substrate 40 is bonded to the upper surface of the first substrate 30. The second substrate 40 includes a substrate body 41, second wiring 42, and external connection terminals 43.
第2の基板40は、封止基板70との間に第2のMEMS素子60を封止する封止空間(以降、第1の封止空間とする)を形成している。第2の基板40の第1の封止空間を形成する領域には、第2の基板40の基板本体41を貫通する第1のビアホール40xが形成されている。第2の基板40の封止基板70から露出する領域には、第2の基板40の基板本体41を貫通する第2のビアホール40yが形成されている。 The second substrate 40 forms a sealing space (hereinafter referred to as a first sealing space) for sealing the second MEMS element 60 between the second substrate 40 and the sealing substrate 70. A first via hole 40 x penetrating the substrate body 41 of the second substrate 40 is formed in a region forming the first sealing space of the second substrate 40. In a region exposed from the sealing substrate 70 of the second substrate 40, a second via hole 40y penetrating the substrate body 41 of the second substrate 40 is formed.
第2の配線42は、基板本体41の上面に形成されたパッド42a1及び42a2、基板本体41の上面に形成された配線パターン42b、並びに第1のビアホール40x及び第2のビアホール40yの各々の内壁に形成されたビア配線42cを含む。但し、ビア配線42cは、第1のビアホール40x及び第2のビアホール40yを充填してもよい。なお、パッド42a1及び42a2は、第1の封止空間内に形成されている。 The second wiring 42 includes pads 42a 1 and 42a 2 formed on the upper surface of the substrate body 41, a wiring pattern 42b formed on the upper surface of the substrate body 41, and the first via hole 40x and the second via hole 40y. Via wiring 42c formed on the inner wall of the. However, the via wiring 42c may fill the first via hole 40x and the second via hole 40y. Incidentally, the pad 42a 1 and 42a 2 are formed in the first sealing space.
外部接続端子431〜434は、基板本体41の上面に形成されている。ここでいう外部接続端子は、封止基板70の外側に配置され、第1のMEMS素子20及び第2のMEMS素子60と制御用集積回路80等とを電気的に接続する際に使用する端子を意味している。なお、特に区別が不要な場合には、外部接続端子431〜434を外部接続端子43と称する場合がある。 The external connection terminals 43 1 to 434 4 are formed on the upper surface of the substrate body 41. The external connection terminal referred to here is a terminal that is disposed outside the sealing substrate 70 and is used when the first MEMS element 20 and the second MEMS element 60 are electrically connected to the control integrated circuit 80 and the like. Means. Note that the external connection terminals 43 1 to 43 4 may be referred to as the external connection terminals 43 when the distinction is not particularly required.
外部接続端子43は、便宜上第2の配線42には含めていないが、実際には第2の配線42と一体的に形成されるものである。第2の配線42及び外部接続端子43は、例えば、銅(Cu)等から形成できる。第2の配線42及び外部接続端子43は、複数の金属を積層して形成してもよい。 The external connection terminal 43 is not included in the second wiring 42 for convenience, but is actually formed integrally with the second wiring 42. The second wiring 42 and the external connection terminal 43 can be formed from, for example, copper (Cu). The second wiring 42 and the external connection terminal 43 may be formed by stacking a plurality of metals.
第2の配線42の一部は、第1のビアホール40xを介して、第1の配線34の一部と電気的に接続されている。そして、第1の配線34の一部は、第2のビアホール40yを介して、第2の配線42の他部と電気的に接続され、更に外部接続端子431及び432と電気的に接続されている。 A part of the second wiring 42 is electrically connected to a part of the first wiring 34 through the first via hole 40x. A part of the first wiring 34 via the second via holes 40y, is another part electrically connected to the second wiring 42, further electrically connected to an external connection terminal 43 1 and 43 2 Has been.
より詳しくは、パッド42a1及び42a2は、各々に対応する配線パターン42b及びビア配線42cを介して、パッド34a1及び34a2と電気的に接続されている。そして、パッド34a1及び34a2は配線パターン34bを介してパッド34a3及び34a4と電気的に接続され、更にパッド34a3及び34a4に対応するビア配線42c及び配線パターン42bを介して、外部接続端子431及び432と電気的に接続されている。 More specifically, the pads 42a 1 and 42a 2 via a wiring pattern 42b and the via wiring 42c for each, are electrically connected to the pads 34a 1 and 34a 2. The pads 34a 1 and 34a 2 are electrically connected to the pads 34a 3 and 34a 4 through the wiring pattern 34b, further through a via wiring 42c and the wiring patterns 42b corresponding to the pads 34a 3 and 34a 4, external and it is electrically connected to the connection terminals 43 1 and 43 2.
後述のように、第2のMEMS素子60はパッド42a1及び42a2と電気的に接続される。つまり、第2のMEMS素子60は、第2の配線42及び第1の配線34を介して、外部接続端子431及び432と電気的に接続される。 As described below, the second MEMS element 60 is electrically connected to pads 42a 1 and 42a 2. In other words, the second MEMS element 60 via the second wiring 42 and the first wiring 34 is connected to the external connection terminals 43 1 and 43 2 and electrically.
又、外部接続端子433及び434は、外部接続端子433及び434各々に対応する配線パターン42b及びビア配線42cを介して、パッド34a5及び34a6と電気的に接続されている。つまり、外部接続端子433及び434は、第2の配線42及び第1の配線34を介して、ピエゾ抵抗素子(図示せず)等と電気的に接続される。 The external connection terminals 43 3 and 43 4 are electrically connected to the pads 34a 5 and 34a 6 via the wiring patterns 42b and via wirings 42c corresponding to the external connection terminals 43 3 and 43 4 respectively. In other words, the external connection terminal 43 3 and 43 4 through the second wiring 42 and the first wiring 34, the piezoresistive element (not shown) or the like and are electrically connected.
第3の基板50は、第1の基板30の下面(他方の面)に検知部を覆うように積層されている。つまり、第3の基板50の上面は、第1の基板30の下面と接合されている。第3の基板50は配線やビアホール等が形成されていない平板状の基板であり、上面及び下面は各々平坦面とされている。 The third substrate 50 is laminated on the lower surface (the other surface) of the first substrate 30 so as to cover the detection unit. That is, the upper surface of the third substrate 50 is bonded to the lower surface of the first substrate 30. The third substrate 50 is a flat substrate on which no wiring, via holes or the like are formed, and the upper surface and the lower surface are flat surfaces.
第1の基板30の開口部30xの上側は第2の基板40の下面により塞がれ、開口部30xの下側は第3の基板50の上面により塞がれている。つまり、可動部32を含む検知部は、開口部30xの内壁面、第2の基板40と第3の基板50の第1の基板30を介して互いに対向する面(第2の基板40の下面と第3の基板50の上面)が形成する空間(以降、第2の封止空間とする)に気密封止されている。第2の封止空間は、例えば、真空とすることができる。第2の封止空間に、アルゴンガスや窒素ガス等を充填してもよい。 The upper side of the opening 30 x of the first substrate 30 is closed by the lower surface of the second substrate 40, and the lower side of the opening 30 x is closed by the upper surface of the third substrate 50. That is, the detection unit including the movable unit 32 is configured such that the inner wall surface of the opening 30x, the surface of the second substrate 40 and the third substrate 50 facing each other through the first substrate 30 (the lower surface of the second substrate 40). And the upper surface of the third substrate 50) are hermetically sealed in a space (hereinafter referred to as a second sealing space). The second sealed space can be a vacuum, for example. The second sealed space may be filled with argon gas, nitrogen gas, or the like.
第1の基板30がシリコンを主成分とし、第2の基板40及び第3の基板50がガラス(例えば、硼珪酸ガラス等)を主成分とする場合には、第1の基板30と第2の基板40及び第3の基板50とは、陽極接合により接合できる。第2の基板40及び第3の基板50としてガラス以外の材料(シリコンやセラミック等)を用いる場合には、例えば、第1の基板30の両面の外縁部に各々枠状に接着剤を形成し、接着剤を介して第2の基板40及び第3の基板50と接合してもよい。なお、ここでいう接着剤には、有機接着剤、無機接着剤、導電ペースト、はんだ等を含むものとする。 When the first substrate 30 has silicon as a main component and the second substrate 40 and the third substrate 50 have glass (for example, borosilicate glass) as a main component, the first substrate 30 and the second substrate 30 The substrate 40 and the third substrate 50 can be joined by anodic bonding. When materials other than glass (silicon, ceramic, etc.) are used as the second substrate 40 and the third substrate 50, for example, an adhesive is formed in a frame shape on the outer edge portions of both surfaces of the first substrate 30, for example. Alternatively, the second substrate 40 and the third substrate 50 may be bonded via an adhesive. Note that the adhesive herein includes an organic adhesive, an inorganic adhesive, a conductive paste, solder, and the like.
第2のMEMS素子60は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術により作製された素子であり、例えば、ジャイロセンサ(角速度センサ)である。ジャイロセンサは、例えば、円環状の固定部内に複数の支持部を介して可動可能な状態で支持された円盤状の可動部を有し、円盤状の可動部の変位から角速度を検知するセンサである。本実施の形態では、第2のMEMS素子60がジャイロセンサである場合を例にして以下の説明を行う。 The second MEMS element 60 is an element manufactured by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, and is, for example, a gyro sensor (angular velocity sensor). The gyro sensor is, for example, a sensor that has a disk-like movable part supported in a movable state via a plurality of support parts in an annular fixed part, and detects angular velocity from the displacement of the disk-like movable part. is there. In the present embodiment, the following description is given by taking the case where the second MEMS element 60 is a gyro sensor as an example.
第2のMEMS素子60は、第1のMEMS素子20の第2の基板40の上面(第1の基板とは反対側の面)に実装されている。第2のMEMS素子60は例えば2つの電極(図示せず)を有し、各々の電極にはバンプ61が形成されている。各々のバンプ61は、例えば、はんだ(図示せず)等を介して、第2の基板40のパッド42a1及び42a2と電気的に接続されている。 The second MEMS element 60 is mounted on the upper surface (the surface opposite to the first substrate) of the second substrate 40 of the first MEMS element 20. The second MEMS element 60 has, for example, two electrodes (not shown), and a bump 61 is formed on each electrode. Each bump 61 is, for example, via a solder (not shown) or the like, and is electrically connected to the pads 42a 1 and 42a 2 of the second substrate 40.
封止基板70は、平面形状が略矩形状の部材に凹部70x及び切り欠き部70yを設けた基板であり、例えばシリコンを主成分とする材料から形成できる。封止基板70は、第1のMEMS素子20の第2の基板40の上面(第1の基板とは反対側の面)に積層されている。凹部70xは第2のMEMS素子60を収容するために設けたものであり、切り欠き部70yは外部接続端子431〜434を封止基板70から露出するために設けたものである。 The sealing substrate 70 is a substrate in which a concave portion 70x and a cutout portion 70y are provided in a member having a substantially rectangular planar shape, and can be formed from, for example, a material mainly composed of silicon. The sealing substrate 70 is laminated on the upper surface (the surface opposite to the first substrate) of the second substrate 40 of the first MEMS element 20. Recess 70x is provided in order to accommodate the second MEMS element 60, notches 70y is provided in order to expose the external connection terminals 43 1 to 43 4 from the sealing substrate 70.
封止基板70は、凹部70xの内壁面と第2の基板40との間に第2のMEMS素子60を封止する第1の封止空間を形成している。つまり、第2のMEMS素子60は封止基板70及び第2の基板40により気密封止されている。第1の封止空間は、例えば、真空とすることができる。第1の封止空間に、アルゴンガスや窒素ガス等を充填してもよい。 The sealing substrate 70 forms a first sealing space for sealing the second MEMS element 60 between the inner wall surface of the recess 70 x and the second substrate 40. That is, the second MEMS element 60 is hermetically sealed by the sealing substrate 70 and the second substrate 40. The first sealed space can be a vacuum, for example. The first sealed space may be filled with argon gas, nitrogen gas, or the like.
封止基板70がシリコンを主成分とし、第2の基板40がガラスを主成分とする場合には、封止基板70と第2の基板40とは、陽極接合により接合できる。又、封止基板70がガラスを主成分とし、第2の基板40がシリコンを主成分とする場合にも、封止基板70と第2の基板40とは、陽極接合により接合できる。封止基板70及び第2の基板40がこれ以外の材料の組み合わせである場合には、例えば、封止基板70の下面の凹部70xの周囲に枠状に接着剤を形成し、接着剤を介して第2の基板40と接合することができる。 When the sealing substrate 70 has silicon as a main component and the second substrate 40 has glass as a main component, the sealing substrate 70 and the second substrate 40 can be bonded by anodic bonding. Further, even when the sealing substrate 70 is mainly composed of glass and the second substrate 40 is mainly composed of silicon, the sealing substrate 70 and the second substrate 40 can be bonded by anodic bonding. When the sealing substrate 70 and the second substrate 40 are a combination of other materials, for example, an adhesive is formed around the recess 70x on the lower surface of the sealing substrate 70, and the adhesive is interposed therebetween. And can be bonded to the second substrate 40.
第1のMEMS素子20、第2のMEMS素子60、及び封止基板70を含む構造体は、接着剤(図示せず)等を介して、制御用集積回路80上に搭載されている。制御用集積回路80は、基板本体81と、複数のパッド82とを有する。基板本体81には、半導体集積回路(図示せず)が形成されている。基板本体81に形成された半導体集積回路(図示せず)は、例えば、CPU、ROM、RAM、信号処理等の機能を有する。各パッド82は、各々ボンディングワイヤ90を介して、外部接続端子431〜434と電気的に接続されている。 The structure including the first MEMS element 20, the second MEMS element 60, and the sealing substrate 70 is mounted on the control integrated circuit 80 via an adhesive (not shown) or the like. The control integrated circuit 80 includes a substrate body 81 and a plurality of pads 82. A semiconductor integrated circuit (not shown) is formed on the substrate body 81. A semiconductor integrated circuit (not shown) formed on the substrate body 81 has functions such as CPU, ROM, RAM, and signal processing, for example. Each pad 82, each via a bonding wire 90 and is connected to the outer connection terminals 43 1 to 43 4 electrically.
[第1の実施の形態に係るMEMSモジュールの製造方法]
次に、第1の実施の形態に係るMEMSモジュールの製造方法について説明する。図3〜図7は、第1の実施の形態に係るMEMSモジュールの製造工程を例示する図である。なお、各図において、Cは、最終的に個片化して複数のMEMSモジュール10を作製する際の切断位置を示している。つまり、切断位置Cに囲まれた各領域が、最終的に個片化されて複数のMEMSモジュール10となる。なお、実際には、所定幅のスクライブ領域(図示せず)が存在し、スクライブ領域(図示せず)の略中央部が切断位置Cとなる。
[Method for Manufacturing MEMS Module According to First Embodiment]
Next, a method for manufacturing the MEMS module according to the first embodiment will be described. 3 to 7 are diagrams illustrating the manufacturing process of the MEMS module according to the first embodiment. In each figure, C indicates a cutting position when finally producing a plurality of MEMS modules 10 by dividing into pieces. That is, each region surrounded by the cutting position C is finally separated into a plurality of MEMS modules 10. Actually, a scribe region (not shown) having a predetermined width exists, and a substantially central portion of the scribe region (not shown) is the cutting position C.
第1の基板30、第2の基板40、第3の基板50、封止基板70には各々シリコンやガラス等を使用できるが、ここでは、第1の基板30及び封止基板70にシリコン、第2の基板40及び第3の基板50にガラスを用いる場合を例にして以降の説明を行う。 Silicon, glass, or the like can be used for each of the first substrate 30, the second substrate 40, the third substrate 50, and the sealing substrate 70. Here, silicon is used for the first substrate 30 and the sealing substrate 70, The following description will be given by taking the case where glass is used for the second substrate 40 and the third substrate 50 as an example.
まず、図3に示す工程((b)は平面図、(a)は(b)のB−B線に沿う断面図)では、例えば6インチ(約150mm)、8インチ(約200mm)、12インチ(約300mm)等のガラスウェハ400を準備する。そして、ガラスウェハ400の切断位置Cに囲まれた各領域(最終的に個片化されて各第2の基板40となる領域)に、各々第1のビアホール40x及び第2のビアホール40yを形成する。ガラスウェハ400の材料としては、例えば、硼珪酸ガラス等を用いることができる。 First, in the step shown in FIG. 3 ((b) is a plan view, (a) is a cross-sectional view taken along line BB in (b)), for example, 6 inches (about 150 mm), 8 inches (about 200 mm), 12 A glass wafer 400 such as an inch (about 300 mm) is prepared. Then, a first via hole 40x and a second via hole 40y are formed in each region surrounded by the cutting position C of the glass wafer 400 (a region finally formed into each second substrate 40). To do. As a material of the glass wafer 400, for example, borosilicate glass or the like can be used.
ガラスウェハ400の厚さは、例えば0.625mm(6インチの場合)、0.725mm(8インチの場合)、0.775mm(12インチの場合)等であるが、バックサイドグラインダー等で適宜薄型化することができる。第1のビアホール40x及び第2のビアホール40yは、例えば、ガラスウェハ400の一方の面に第1のビアホール40x及び第2のビアホール40yを形成する位置を開口するレジスト層を形成する。そして、レジスト層をマスクとしてガラスウェハ400にブラスト処理を施すことにより形成できる。ブラスト処理に代えて、レーザ光照射やドライエッチング、ウェットエッチング等により、第1のビアホール40x及び第2のビアホール40yを形成してもよい。なお、ガラスウェハ400は、本発明に係る第2のウェハの代表的な一例である。 The thickness of the glass wafer 400 is, for example, 0.625 mm (in the case of 6 inches), 0.725 mm (in the case of 8 inches), 0.775 mm (in the case of 12 inches), or the like. Can be The first via hole 40x and the second via hole 40y form, for example, a resist layer that opens a position where the first via hole 40x and the second via hole 40y are formed on one surface of the glass wafer 400. And it can form by performing a blast process to the glass wafer 400 by using a resist layer as a mask. Instead of the blast treatment, the first via hole 40x and the second via hole 40y may be formed by laser light irradiation, dry etching, wet etching, or the like. Glass wafer 400 is a typical example of the second wafer according to the present invention.
次に、図4に示す工程((b)は平面図、(a)は(b)のD−D線に沿う断面図)では、例えば6インチ(約150mm)、8インチ(約200mm)、12インチ(約300mm)等のシリコンウェハ300を準備する。そして、シリコンウェハ300の切断位置Cに囲まれた各領域(最終的に個片化されて各第1の基板30となる領域)に、各々開口部30xを形成して固定部31、可動部32、及び支持部33を形成する。 Next, in the process shown in FIG. 4 ((b) is a plan view, (a) is a cross-sectional view taken along the line DD in (b)), for example, 6 inches (about 150 mm), 8 inches (about 200 mm), A silicon wafer 300 of 12 inches (about 300 mm) or the like is prepared. Then, each of the regions surrounded by the cutting position C of the silicon wafer 300 (regions that are finally separated into individual first substrates 30) are each formed with an opening 30x to form a fixed portion 31 and a movable portion. 32 and the support part 33 are formed.
シリコンウェハ300の厚さは、例えば0.625mm(6インチの場合)、0.725mm(8インチの場合)、0.775mm(12インチの場合)等であるが、バックサイドグラインダー等で適宜薄型化することができる。 The thickness of the silicon wafer 300 is, for example, 0.625 mm (in the case of 6 inches), 0.725 mm (in the case of 8 inches), 0.775 mm (in the case of 12 inches), or the like. Can be
固定部31、可動部32、及び支持部33を形成するには、例えば、シリコンウェハ300の一方の面及び他方の面に固定部31、可動部32、及び支持部33を形成する領域を被覆するレジスト層を形成する。そして、レジスト層をマスクとしてシリコンウェハ300にドライエッチング又はウェットエッチングを施して開口部30xを形成する。更にレジスト層を除去後、可動部32となる部分を固定部31よりも薄型化する。なお、シリコンウェハ300は、本発明に係る第1のウェハの代表的な一例である。 In order to form the fixed part 31, the movable part 32, and the support part 33, for example, the area where the fixed part 31, the movable part 32, and the support part 33 are formed is covered on one surface and the other surface of the silicon wafer 300. A resist layer is formed. Then, using the resist layer as a mask, the silicon wafer 300 is dry etched or wet etched to form the opening 30x. Further, after removing the resist layer, the portion that becomes the movable portion 32 is made thinner than the fixed portion 31. The silicon wafer 300 is a typical example of the first wafer according to the present invention.
次に、図5に示す工程((b)は平面図、(a)は(b)のE−E線に沿う断面図)では、シリコンウェハ300の切断位置Cに囲まれた各領域(最終的に個片化されて各第1の基板30となる領域)に、各々第1の配線34を形成する。各領域の第1の配線34は、図2(b)に示したように、固定部31の表面近傍の領域に形成されたパッド34a1〜34a6及び配線パターン34bを含むように形成する。 Next, in the step shown in FIG. 5 ((b) is a plan view, (a) is a cross-sectional view taken along the line EE of (b)), each region (final) surrounded by the cutting position C of the silicon wafer 300 is shown. Thus, first wirings 34 are formed in the respective regions) that are separated into individual pieces to become the first substrates 30. As shown in FIG. 2B, the first wiring 34 in each region is formed so as to include pads 34 a 1 to 34 a 6 and a wiring pattern 34 b formed in a region near the surface of the fixing portion 31.
第1の配線34は、シリコンウェハ300の所定領域に例えばボロンやリン等の不純物を拡散し、所定領域を低抵抗化することにより形成できる。又、第1の配線34は、シリコンウェハ300の所定領域に例えばボロンやリン等の不純物をイオン注入し、所定領域を低抵抗化することにより形成してもよい。なお、加速度を検知するために各支持部33に形成するピエゾ抵抗素子(図示せず)も拡散又はイオン注入により、第1の配線34と同時に形成できる。 The first wiring 34 can be formed by diffusing impurities such as boron and phosphorus into a predetermined region of the silicon wafer 300 to reduce the resistance of the predetermined region. The first wiring 34 may be formed by ion-implanting impurities such as boron and phosphorus into a predetermined region of the silicon wafer 300 to reduce the resistance of the predetermined region. A piezoresistive element (not shown) formed in each support portion 33 for detecting acceleration can be formed simultaneously with the first wiring 34 by diffusion or ion implantation.
次に、図6(a)に示す工程では、例えばガラスウェハ400と同形状のガラスウェハ500を準備する(ガラスウェハ500の厚さは、ガラスウェハ400と同一でなくてもよい)。そして、各々の切断位置Cの位置を合わせて、ガラスウェハ400をシリコンウェハ300の一方の面に検知部を覆うように積層し、ガラスウェハ500をシリコンウェハ300の他方の面に検知部を覆うように積層する。そして、シリコンウェハ300の一方の面にガラスウェハ400を、他方の面にガラスウェハ500を各々陽極接合等により接合する。 Next, in the step shown in FIG. 6A, for example, a glass wafer 500 having the same shape as the glass wafer 400 is prepared (the thickness of the glass wafer 500 may not be the same as that of the glass wafer 400). Then, by aligning the positions of the respective cutting positions C, the glass wafer 400 is laminated on one surface of the silicon wafer 300 so as to cover the detection portion, and the glass wafer 500 is covered on the other surface of the silicon wafer 300. Laminate as follows. Then, the glass wafer 400 is bonded to one surface of the silicon wafer 300 and the glass wafer 500 is bonded to the other surface by anodic bonding or the like.
なお、第1の配線34はシリコンウェハ300の表面近傍の領域に形成されており、シリコンウェハ300の表面から突出していない。そのため、シリコンウェハ300の第1の配線34が形成されている側の面をガラスウェハ400に陽極接合することが可能である。 The first wiring 34 is formed in a region near the surface of the silicon wafer 300 and does not protrude from the surface of the silicon wafer 300. Therefore, the surface of the silicon wafer 300 on which the first wiring 34 is formed can be anodically bonded to the glass wafer 400.
陽極接合を行う場合には、具体的には、例えば250℃〜400℃程度の高温環境下でシリコンウェハ300の上下に各々ガラスウェハ400及びガラスウェハ500を当接させる。そして、ガラスウェハ400及びガラスウェハ500に対してシリコンウェハ300が高電位になるように直流電源から、例えば500〜1000V程度の高電圧を印加する。 In the case of performing anodic bonding, specifically, the glass wafer 400 and the glass wafer 500 are brought into contact with each other above and below the silicon wafer 300 in a high temperature environment of about 250 ° C. to 400 ° C., for example. Then, a high voltage of about 500 to 1000 V, for example, is applied from a DC power supply so that the silicon wafer 300 has a high potential with respect to the glass wafer 400 and the glass wafer 500.
これにより、ガラスウェハ400及びガラスウェハ500に含まれる酸化ナトリウム(Na2O)がNa+とO2−とにイオン化し、Na+はガラスウェハ400及びガラスウェハ500中を直流電源の−側に移動する。又、O2−はガラスウェハ400及びガラスウェハ500中をシリコンウェハ300側に移動する。一方、シリコンウェハ300に含まれるシリコン(Si)は正電荷を帯びたSi4+となってシリコンウェハ300中をガラスウェハ400及びガラスウェハ500側に移動する。 Thus, sodium oxide contained in the glass wafer 400 and the glass wafer 500 (Na 2 O) is ionized to Na + and O 2- and, Na + glass wafer 400 and the glass wafer 500 middle of DC power - on the side Moving. O 2− moves through the glass wafer 400 and the glass wafer 500 to the silicon wafer 300 side. On the other hand, silicon (Si) contained in the silicon wafer 300 becomes positively charged Si 4+ and moves in the silicon wafer 300 toward the glass wafer 400 and the glass wafer 500.
これにより、静電引力が発生しシリコンウェハ300の正電荷を帯びたSi4+とガラスウェハ400及びガラスウェハ500の負電荷を帯びたO2−とが、シリコンウェハ300とガラスウェハ400及びガラスウェハ500との各々の界面で化学結合する。その結果、シリコンウェハ300の上下に各々ガラスウェハ400及びガラスウェハ500が貼り合わされる。なお、シリコンウェハ300とガラスウェハ400及びガラスウェハ500との各々の界面には、二酸化珪素(SiO2)の薄い膜(図示せず)が形成される。 Thereby, electrostatic attracting force is generated and Si 4+ having a positive charge on the silicon wafer 300 and O 2 − having a negative charge on the glass wafer 400 and the glass wafer 500 are converted into the silicon wafer 300, the glass wafer 400 and the glass wafer. Chemical bonds at each interface with 500. As a result, the glass wafer 400 and the glass wafer 500 are bonded to the top and bottom of the silicon wafer 300, respectively. A thin film (not shown) of silicon dioxide (SiO 2 ) is formed at each interface between the silicon wafer 300, the glass wafer 400, and the glass wafer 500.
なお、例えば、シリコンウェハ300の両面の切断位置Cに囲まれた各領域の外縁部(切断位置C近傍の部分)に各々枠状に接着剤を形成し、接着剤を介してガラスウェハ400及びガラスウェハ500と接合してもよい。なお、ガラスウェハ500は、本発明に係る第4のウェハの代表的な一例である。 In addition, for example, an adhesive is formed in a frame shape on each outer edge portion (a portion in the vicinity of the cutting position C) surrounded by the cutting position C on both surfaces of the silicon wafer 300, and the glass wafer 400 and the The glass wafer 500 may be bonded. Glass wafer 500 is a typical example of the fourth wafer according to the present invention.
次に、図6(b)に示す工程では、ガラスウェハ400の切断位置Cに囲まれた各領域(最終的に個片化されて各第2の基板40となる領域)に、第1の配線34と電気的に接続された第2の配線42及び外部接続端子43を形成する。各領域の第2の配線42は、図2(a)に示したように、ガラスウェハ400上に形成されたパッド42a1〜42a6及び配線パターン42b、並びに第1のビアホール40x及び第2のビアホール40yの内壁に形成されたビア配線42cを含むように形成する。又、外部接続端子43は、外部接続端子431〜434を含むように形成する。なお、ビア配線42cは、第1のビアホール40x及び第2のビアホール40yを充填してもよい。 Next, in the process shown in FIG. 6B, the first region is formed in each region (region finally divided into the second substrate 40) surrounded by the cutting position C of the glass wafer 400. A second wiring 42 and an external connection terminal 43 that are electrically connected to the wiring 34 are formed. As shown in FIG. 2A, the second wiring 42 in each region includes the pads 42a 1 to 42a 6 and the wiring pattern 42b formed on the glass wafer 400, the first via hole 40x and the second wiring 42b. It is formed so as to include a via wiring 42c formed on the inner wall of the via hole 40y. The external connection terminal 43 is formed so as to include the external connection terminals 43 1 to 43 4 . The via wiring 42c may fill the first via hole 40x and the second via hole 40y.
第2の配線42及び外部接続端子43は、例えばセミアディティブ法やサブトラクティブ法等の各種配線形成方法により形成できる。第2の配線42及び外部接続端子43の材料としては、例えば、銅(Cu)等を用いることができる。第2の配線42及び外部接続端子43は、複数の金属を積層して形成してもよい。図6(b)に示す構造体の切断位置Cに囲まれた各領域には、第1のMEMS素子20となる部分が形成される。 The second wiring 42 and the external connection terminal 43 can be formed by various wiring forming methods such as a semi-additive method and a subtractive method. As a material of the second wiring 42 and the external connection terminal 43, for example, copper (Cu) or the like can be used. The second wiring 42 and the external connection terminal 43 may be formed by stacking a plurality of metals. In each region surrounded by the cutting position C of the structure shown in FIG. 6B, a portion to be the first MEMS element 20 is formed.
次に、図6(c)に示す工程では、例えば2つの電極(図示せず)を有し、各々の電極にバンプ61が形成されている第2のMEMS素子60を準備する。そして、ガラスウェハ400の切断位置Cに囲まれた各領域(最終的に個片化されて各第2の基板40となる領域)のシリコンウェハ300とは反対側の面に、第2のMEMS素子60を実装する。具体的には、各々の第2のMEMS素子60のバンプ61を、例えば、はんだ(図示せず)等を介して、ガラスウェハ400の切断位置Cに囲まれた各領域のパッド42a1及び42a2と電気的に接続する。 Next, in the step shown in FIG. 6C, for example, a second MEMS element 60 having two electrodes (not shown) and having bumps 61 formed on each electrode is prepared. Then, a second MEMS is formed on the surface of each region surrounded by the cutting position C of the glass wafer 400 (a region finally divided into each second substrate 40) opposite to the silicon wafer 300. The element 60 is mounted. Specifically, the second bump 61 of the MEMS device 60 of each example, the solder via a (not shown) or the like, of each region surrounded by the cutting position C of the glass wafer 400 pads 42a 1 and 42a 2 is electrically connected.
次に、図7に示す工程((b)は平面図、(a)は(b)のF−F線に沿う断面図)では、例えばシリコンウェハ300と同形状のシリコンウェハ700を準備する(シリコンウェハ700の厚さは、シリコンウェハ300と同一でなくてもよい)。そして、シリコンウェハ700の切断位置Cに囲まれた各領域(最終的に個片化されて各封止基板70となる領域)に、各々凹部70x及び切り欠き部70yを形成する。凹部70x及び切り欠き部70yは、例えば、ドライエッチングやウェットエッチング等により形成できる。 Next, in the step shown in FIG. 7 ((b) is a plan view, (a) is a cross-sectional view taken along line FF in (b)), for example, a silicon wafer 700 having the same shape as the silicon wafer 300 is prepared ( The thickness of the silicon wafer 700 may not be the same as that of the silicon wafer 300). Then, a recess 70x and a notch 70y are respectively formed in each region (region finally divided into individual sealing substrates 70) surrounded by the cutting position C of the silicon wafer 700. The recess 70x and the notch 70y can be formed by, for example, dry etching or wet etching.
その後、各々の切断位置Cの位置を合わせて、シリコンウェハ700をガラスウェハ400の一方の面に第2のMEMS素子60を封止するように積層する。そして、ガラスウェハ400の一方の面にシリコンウェハ700を陽極接合等により接合する。陽極接合に代えて、例えば、シリコンウェハ700の下面の切断位置Cに囲まれた各領域の凹部70xの周囲に各々枠状に接着剤を形成し、接着剤を介してガラスウェハ400と接合してもよい。 Thereafter, the positions of the respective cutting positions C are aligned, and the silicon wafer 700 is laminated on one surface of the glass wafer 400 so as to seal the second MEMS element 60. Then, the silicon wafer 700 is bonded to one surface of the glass wafer 400 by anodic bonding or the like. Instead of anodic bonding, for example, an adhesive is formed in a frame shape around each recess 70x in each region surrounded by the cutting position C on the lower surface of the silicon wafer 700, and bonded to the glass wafer 400 via the adhesive. May be.
この工程で、シリコンウェハ700の各凹部70xとガラスウェハ400との間に各々の第2のMEMS素子60を封止する第1の封止空間が形成され、各々の第2のMEMS素子60が各々の第1の封止空間に気密封止される。又、ガラスウェハ400の切断位置Cに囲まれた各領域の外部接続端子431〜434及びビア配線42cが切り欠き部70yから露出する。つまり、第2のMEMS素子60は、第2の配線42及び第1の配線34を介して、封止基板70となる部分の外側に配置された外部接続端子43と電気的に接続される。なお、シリコンウェハ700は、本発明に係る第3のウェハの代表的な一例である。 In this step, a first sealing space for sealing each second MEMS element 60 is formed between each recess 70x of the silicon wafer 700 and the glass wafer 400, and each second MEMS element 60 is Each of the first sealing spaces is hermetically sealed. Further, it exposed from the cutout portion 70y external connection terminals 43 1 to 43 4 and the via wirings 42c of each region surrounded by the cutting position C of the glass wafer 400. That is, the second MEMS element 60 is electrically connected to the external connection terminal 43 disposed outside the portion to be the sealing substrate 70 via the second wiring 42 and the first wiring 34. Silicon wafer 700 is a typical example of the third wafer according to the present invention.
図7に示す工程の後、ダイシングブレード等を用いて図7に示す構造体を切断位置Cで切断して個片化する。これにより、第1のMEMS素子20、第2のMEMS素子60、及び封止基板70を含む構造体が複数個作製される。その後、個片化された各構造体を接着剤(図示せず)等を介して制御用集積回路80上に搭載し、制御用集積回路80の各パッド82を各々ボンディングワイヤ90を介して外部接続端子431〜434と電気的に接続する。これにより、図1及び図2に示すMEMSモジュール10が複数個完成する。 After the step shown in FIG. 7, the structure shown in FIG. 7 is cut into pieces by cutting at a cutting position C using a dicing blade or the like. As a result, a plurality of structures including the first MEMS element 20, the second MEMS element 60, and the sealing substrate 70 are manufactured. Thereafter, each of the separated structures is mounted on the control integrated circuit 80 via an adhesive (not shown) or the like, and each pad 82 of the control integrated circuit 80 is externally connected via a bonding wire 90. electrically connected to the connecting terminals 43 1 to 43 4. As a result, a plurality of MEMS modules 10 shown in FIGS. 1 and 2 are completed.
このように、第1の実施の形態に係るMEMSモジュール10では、第1のMEMS素子20を構成する第2の基板40上に第2のMEMS素子60を積層し、第2の基板40と封止基板70とで第2のMEMS素子60を封止している。第2の基板40はガラスやシリコン等から形成されたリジットな基板であるため、第2のMEMS素子60を容易に積層できる。又、第2の基板40を第2のMEMS素子60を封止する部材の一部として用いているため、第1のMEMS素子20の構成部品とは別部品を準備して封止基板70との間で第2のMEMS素子60を封止する場合と比べてMEMSモジュール10を薄型化できる。 As described above, in the MEMS module 10 according to the first embodiment, the second MEMS element 60 is stacked on the second substrate 40 constituting the first MEMS element 20 and sealed with the second substrate 40. The second MEMS element 60 is sealed with the stop substrate 70. Since the second substrate 40 is a rigid substrate formed of glass, silicon, or the like, the second MEMS element 60 can be easily stacked. In addition, since the second substrate 40 is used as a part of the member for sealing the second MEMS element 60, a component different from the component of the first MEMS element 20 is prepared, and the sealing substrate 70 As compared with the case where the second MEMS element 60 is sealed between, the MEMS module 10 can be thinned.
又、第2のMEMS素子60は、第2の配線42及び第1の配線34を介して、封止基板70の外側に配置された外部接続端子431及び432と電気的に接続されている。このように、第1のMEMS素子20の第1の配線34を経由することにより、気密封止された空間内に配置された第2のMEMS素子60と、気密封止された空間外に配置された外部接続端子431及び432とを容易に電気的に接続できる。 The second MEMS element 60 via the second wiring 42 and the first wiring 34, is arranged connected external connection terminals 43 1 and 43 2 and the electrical outside of the sealing substrate 70 Yes. Thus, by passing through the first wiring 34 of the first MEMS element 20, the second MEMS element 60 disposed in the hermetically sealed space and the outside of the hermetically sealed space are disposed. It has been and external connection terminals 43 1 and 43 2 can be easily electrically connected.
又、第1のMEMS素子20及び封止基板70をウェハレベルで製造でき、第2のMEMS素子60をウェハレベルで封止できるため、MEMSモジュール10の製造工程を効率化できる。 Moreover, since the 1st MEMS element 20 and the sealing substrate 70 can be manufactured at a wafer level, and the 2nd MEMS element 60 can be sealed at a wafer level, the manufacturing process of the MEMS module 10 can be made efficient.
〈第1の実施の形態の変形例1〉
第1の実施の形態の変形例1では、第1の実施の形態とは異なる位置に外部接続端子を設ける例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例1において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
<Variation 1 of the first embodiment>
In the first modification of the first embodiment, an example in which external connection terminals are provided at positions different from those in the first embodiment will be described. In the first modification of the first embodiment, the description of the same components as those of the already described embodiment is omitted.
図8は、第1の実施の形態の変形例1に係るMEMSモジュールを例示する図であり、(b)は平面図、(a)は(b)のG−G線に沿う断面図である。図8を参照するに、MEMSモジュール10Aは、第1のMEMS素子20及び封止基板70が各々第1のMEMS素子20A及び封止基板70Aに置換された点がMEMSモジュール10(図1及び図2参照)と相違する。 8A and 8B are diagrams illustrating a MEMS module according to Modification 1 of the first embodiment, where FIG. 8B is a plan view and FIG. 8A is a cross-sectional view taken along line GG in FIG. . Referring to FIG. 8, the MEMS module 10 </ b> A is different in that the first MEMS element 20 and the sealing substrate 70 are replaced with the first MEMS element 20 </ b> A and the sealing substrate 70 </ b> A, respectively. 2).
第1のMEMS素子20Aは、第1の基板30Aと、第2の基板40Aと、第3の基板50Aとを有する。第1の基板30Aは、第1の配線34が第1の配線34Aに置換された点、及び第3のビアホール30yが追加された点が第1の基板30(図1及び図2参照)と相違する。第1の配線34Aは、固定部31を貫通する第3のビアホール30y内に充填されている。第1の配線34Aの材料としては、例えば、銅(Cu)等を用いることができる。 The first MEMS element 20A includes a first substrate 30A, a second substrate 40A, and a third substrate 50A. The first substrate 30A is different from the first substrate 30 (see FIGS. 1 and 2) in that the first wiring 34 is replaced with the first wiring 34A and the third via hole 30y is added. Is different. The first wiring 34 </ b> A is filled in the third via hole 30 y that penetrates the fixing portion 31. As a material of the first wiring 34A, for example, copper (Cu) or the like can be used.
第2の基板40Aは、第2のビアホール40y及び第2のビアホール40yの内壁に形成されたビア配線42c、並びに外部接続端子43が削除された点が第2の基板40(図1及び図2参照)と相違する。 The second substrate 40A is the second substrate 40 (FIGS. 1 and 2) in that the second via hole 40y, the via wiring 42c formed on the inner wall of the second via hole 40y, and the external connection terminal 43 are removed. Different from reference).
第3の基板50Aは、基板本体51、ビア配線52、外部接続端子53、第4のビアホール50xが追加された点が第3の基板50(図1及び図2参照)と相違する。基板本体51には、基板本体51を貫通する第4のビアホール50xが形成され、第4のビアホール50xの内壁にはビア配線52が形成されている。ビア配線52は、配線パターン(図示せず)を介して、外部接続端子53と電気的に接続されている。 The third substrate 50A is different from the third substrate 50 (see FIGS. 1 and 2) in that a substrate body 51, a via wiring 52, an external connection terminal 53, and a fourth via hole 50x are added. The substrate body 51 is formed with a fourth via hole 50x penetrating the substrate body 51, and a via wiring 52 is formed on the inner wall of the fourth via hole 50x. The via wiring 52 is electrically connected to the external connection terminal 53 via a wiring pattern (not shown).
外部接続端子53は、第3の基板50Aの下面(第1の基板30Aとは反対側の面)に複数個形成されている。外部接続端子53は、MEMSモジュール10の外部接続端子431〜434に対応するものであり、外部接続端子431〜434と同様に機能する。各外部接続端子53は、はんだ等であるバンプ95を介して、制御用集積回路80の各パッド82と電気的に接続されている。ビア配線52及び外部接続端子53の各々の材料としては、例えば、銅(Cu)等を用いることができる。 A plurality of external connection terminals 53 are formed on the lower surface of the third substrate 50A (the surface opposite to the first substrate 30A). The external connection terminals 53, which corresponds to the external connection terminals 43 1 to 43 4 of the MEMS module 10 functions similarly to the external connection terminals 43 1 to 43 4. Each external connection terminal 53 is electrically connected to each pad 82 of the control integrated circuit 80 through bumps 95 such as solder. As materials of the via wiring 52 and the external connection terminal 53, for example, copper (Cu) or the like can be used.
第1の基板30A、第2の基板40A、及び第3の基板50Aにおいて、第1の配線34Aの一端は、第1のビアホール40xの内壁に形成されたビア配線42cと電気的に接続されている。第1の配線34Aの他端は、第4のビアホール50xの内壁に形成されたビア配線52を介して、外部接続端子53と電気的に接続されている。つまり、第2のMEMS素子60は、第2の配線42、第1の配線34A、ビア配線52を介して、外部接続端子53と電気的に接続されている。 In the first substrate 30A, the second substrate 40A, and the third substrate 50A, one end of the first wiring 34A is electrically connected to the via wiring 42c formed on the inner wall of the first via hole 40x. Yes. The other end of the first wiring 34A is electrically connected to the external connection terminal 53 via a via wiring 52 formed on the inner wall of the fourth via hole 50x. That is, the second MEMS element 60 is electrically connected to the external connection terminal 53 via the second wiring 42, the first wiring 34 </ b> A, and the via wiring 52.
封止基板70Aは、切り欠き部70yが形成されていない点が封止基板70(図1及び図2参照)と相違する。切り欠き部70yが形成されていないのは、外部接続端子53を第3の基板50Aの下面に形成したことに起因する。 The sealing substrate 70A is different from the sealing substrate 70 (see FIGS. 1 and 2) in that the notch 70y is not formed. The reason why the notch 70y is not formed is that the external connection terminal 53 is formed on the lower surface of the third substrate 50A.
MEMSモジュール10Aを製造するには、第1の実施の形態の各工程を以下のように変更すればよい。まず、図3に示す工程では、ガラスウェハ400を準備して、ガラスウェハ400の切断位置Cに囲まれた各領域に、各々第1のビアホール40xを形成する。但し、第2のビアホール40yは形成しない。 In order to manufacture the MEMS module 10A, the steps of the first embodiment may be changed as follows. First, in the process shown in FIG. 3, a glass wafer 400 is prepared, and first via holes 40 x are formed in each region surrounded by the cutting position C of the glass wafer 400. However, the second via hole 40y is not formed.
次に、図4に示す工程では、シリコンウェハ300を準備して、シリコンウェハ300の切断位置Cに囲まれた各領域に、各々開口部30xを形成して固定部31、可動部32、及び支持部33を形成する。又、シリコンウェハ300の切断位置Cに囲まれた各領域に、各々第3のビアホール30yを形成する。 Next, in the process shown in FIG. 4, a silicon wafer 300 is prepared, and an opening 30 x is formed in each region surrounded by the cutting position C of the silicon wafer 300 to fix the fixed portion 31, the movable portion 32, and The support part 33 is formed. A third via hole 30y is formed in each region surrounded by the cutting position C of the silicon wafer 300.
次に、図5に示す工程では、シリコンウェハ300の切断位置Cに囲まれた各領域に、各々第3のビアホール30yを充填する第1の配線34Aを形成する。つまり、シリコンウェハ300の切断位置Cに囲まれた各領域に、シリコンウェハ300を貫通する第1の配線34Aを形成する。 Next, in the process shown in FIG. 5, first wirings 34 </ b> A filling the third via holes 30 y are formed in the respective regions surrounded by the cutting position C of the silicon wafer 300. That is, the first wiring 34 </ b> A that penetrates the silicon wafer 300 is formed in each region surrounded by the cutting position C of the silicon wafer 300.
次に、図6(a)に示す工程では、例えばガラスウェハ400と同形状のガラスウェハ500を準備して、ガラスウェハ500の切断位置Cに囲まれた各領域に、各々第4のビアホール50xを形成する。そして、各々の切断位置Cの位置を合わせて、ガラスウェハ400をシリコンウェハ300の一方の面に検知部を覆うように積層し、ガラスウェハ500をシリコンウェハ300の他方の面に検知部を覆うように積層する。そして、シリコンウェハ300の一方の面にガラスウェハ400を、他方の面にガラスウェハ500を各々陽極接合等により接合する。 Next, in the step shown in FIG. 6A, for example, a glass wafer 500 having the same shape as the glass wafer 400 is prepared, and the fourth via holes 50x are respectively formed in the respective regions surrounded by the cutting position C of the glass wafer 500. Form. Then, by aligning the positions of the respective cutting positions C, the glass wafer 400 is laminated on one surface of the silicon wafer 300 so as to cover the detection portion, and the glass wafer 500 is covered on the other surface of the silicon wafer 300. Laminate as follows. Then, the glass wafer 400 is bonded to one surface of the silicon wafer 300 and the glass wafer 500 is bonded to the other surface by anodic bonding or the like.
次に、図6(b)に示す工程では、ガラスウェハ400の切断位置Cに囲まれた各領域に、第1の配線34Aと電気的に接続された第2の配線42を形成する。但し、外部接続端子43は形成しない。各領域の第2の配線42は、ガラスウェハ400上に形成されたパッド42a1及び42a2、配線パターン42b、並びに第1のビアホール40xの内壁に形成されたビア配線42cを含むように形成する。なお、ビア配線42cは、第1のビアホール40xを充填してもよい。 Next, in the step shown in FIG. 6B, the second wiring 42 electrically connected to the first wiring 34A is formed in each region surrounded by the cutting position C of the glass wafer 400. However, the external connection terminal 43 is not formed. Second wiring 42 in each region is formed to include pads 42a 1 and 42a 2 are formed on the glass wafer 400, the wiring pattern 42b, and a via wiring 42c formed on the inner wall of the first via hole 40x . The via wiring 42c may be filled with the first via hole 40x.
又、ガラスウェハ500の切断位置Cに囲まれた各領域の第4のビアホール50x内に第1の配線34Aと電気的に接続するビア配線52を形成する。つまり、ガラスウェハ500の切断位置Cに囲まれた各領域に、ガラスウェハ500を貫通するビア配線52を形成する。更に、ガラスウェハ500の切断位置Cに囲まれた各領域のシリコンウェハ300とは反対側の面に外部接続端子53を形成する。図6(b)に示す構造体の切断位置Cに囲まれた各領域には、第1のMEMS素子20Aとなる部分が形成される。 In addition, a via wiring 52 electrically connected to the first wiring 34A is formed in the fourth via hole 50x in each region surrounded by the cutting position C of the glass wafer 500. That is, the via wiring 52 penetrating the glass wafer 500 is formed in each region surrounded by the cutting position C of the glass wafer 500. Further, external connection terminals 53 are formed on the surface of each region surrounded by the cutting position C of the glass wafer 500 on the side opposite to the silicon wafer 300. In each region surrounded by the cutting position C of the structure shown in FIG. 6B, a portion to be the first MEMS element 20A is formed.
次に、図6(c)に示す工程、第2のMEMS素子60を準備して、ガラスウェハ400の切断位置Cに囲まれた各領域のシリコンウェハ300とは反対側の面に、第2のMEMS素子60を実装する。これにより、第2のMEMS素子60が、第2の配線42、第1の配線34A、及びビア52を介して、外部接続端子53と電気的に接続される。 Next, in the step shown in FIG. 6C, the second MEMS element 60 is prepared, and the second surface of each region surrounded by the cutting position C of the glass wafer 400 is formed on the surface opposite to the silicon wafer 300. The MEMS element 60 is mounted. As a result, the second MEMS element 60 is electrically connected to the external connection terminal 53 via the second wiring 42, the first wiring 34 </ b> A, and the via 52.
次に、図7に示す工程では、シリコンウェハ300と同形状のシリコンウェハ700を準備して、シリコンウェハ700の切断位置Cに囲まれた各領域に、各々凹部70xを形成する。但し、切り欠き部70yは形成しない。その後、各々の切断位置Cの位置を合わせて、シリコンウェハ700をガラスウェハ400の一方の面に第2のMEMS素子60を封止するように積層する。そして、ガラスウェハ400の一方の面にシリコンウェハ700を陽極接合等により接合する。陽極接合に代えて、例えば、シリコンウェハ700の下面の切断位置Cに囲まれた各領域の凹部70xの周囲に各々枠状に接着剤を形成し、接着剤を介してガラスウェハ400と接合してもよい。 Next, in the process shown in FIG. 7, a silicon wafer 700 having the same shape as the silicon wafer 300 is prepared, and a recess 70 x is formed in each region surrounded by the cutting position C of the silicon wafer 700. However, the notch 70y is not formed. Thereafter, the positions of the respective cutting positions C are aligned, and the silicon wafer 700 is laminated on one surface of the glass wafer 400 so as to seal the second MEMS element 60. Then, the silicon wafer 700 is bonded to one surface of the glass wafer 400 by anodic bonding or the like. Instead of anodic bonding, for example, an adhesive is formed in a frame shape around each recess 70x in each region surrounded by the cutting position C on the lower surface of the silicon wafer 700, and bonded to the glass wafer 400 via the adhesive. May be.
図7に示す工程の後、ダイシングブレード等を用いて図7に示す構造体を切断位置Cで切断して個片化する。これにより、第1のMEMS素子20A、第2のMEMS素子60、及び封止基板70Aを含む構造体が複数個作製される。その後、個片化された各構造体を接着剤(図示せず)等を介して制御用集積回路80上に搭載し、制御用集積回路80の各パッド82をはんだ等であるバンプ95を介して外部接続端子53と電気的に接続する。これにより、図8に示すMEMSモジュール10Aが複数個完成する。 After the step shown in FIG. 7, the structure shown in FIG. 7 is cut into pieces by cutting at a cutting position C using a dicing blade or the like. Thereby, a plurality of structures including the first MEMS element 20A, the second MEMS element 60, and the sealing substrate 70A are manufactured. Thereafter, each separated structure is mounted on the control integrated circuit 80 via an adhesive (not shown) or the like, and each pad 82 of the control integrated circuit 80 is connected via a bump 95 such as solder. Are electrically connected to the external connection terminal 53. Thereby, a plurality of MEMS modules 10A shown in FIG. 8 are completed.
このように、外部接続端子は、第1のMEMS素子及び第2のMEMS素子と制御用集積回路等とを電気的に接続する際に使用できれば、封止基板の外側の任意の位置に設けてよい。又、第1の配線は、固定部の表面近傍の領域に形成してもよいし、固定部を貫通するように形成してもよい。 As described above, the external connection terminal can be provided at an arbitrary position outside the sealing substrate as long as it can be used to electrically connect the first MEMS element, the second MEMS element, and the control integrated circuit. Good. Further, the first wiring may be formed in a region near the surface of the fixed portion, or may be formed so as to penetrate the fixed portion.
〈第1の実施の形態の変形例2〉
第1の実施の形態の変形例2では、第2の基板及び第3の基板に各々凹部を設ける例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例2において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
<Modification 2 of the first embodiment>
In the second modification of the first embodiment, an example in which a recess is provided in each of the second substrate and the third substrate will be described. In the second modification of the first embodiment, the description of the same components as those of the already described embodiment is omitted.
図9は、第1の実施の形態の変形例2に係るMEMSモジュールを例示する図であり、(b)は平面図、(a)は(b)のH−H線に沿う断面図である。図9を参照するに、MEMSモジュール10Bは、第1のMEMS素子20が第1のMEMS素子20Bに置換された点がMEMSモジュール10(図1及び図2参照)と相違する。第1のMEMS素子20Bは、第1の基板30Bと、第2の基板40Bと、第3の基板50Bとを有する。 FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating a MEMS module according to Modification 2 of the first embodiment, where FIG. 9B is a plan view and FIG. 9A is a cross-sectional view taken along line HH in FIG. . Referring to FIG. 9, the MEMS module 10B is different from the MEMS module 10 (see FIGS. 1 and 2) in that the first MEMS element 20 is replaced with the first MEMS element 20B. The first MEMS element 20B includes a first substrate 30B, a second substrate 40B, and a third substrate 50B.
MEMSモジュール10の第1の基板30では、可動部32は固定部31よりも薄く形成されていた。つまり、固定部31を厚くすることにより、可動部32と第2の基板40及び第3の基板50との隙間を確保し、可動部32の動作を可能としていた。 In the first substrate 30 of the MEMS module 10, the movable portion 32 is formed thinner than the fixed portion 31. That is, by increasing the thickness of the fixed portion 31, a gap between the movable portion 32 and the second substrate 40 and the third substrate 50 is secured, and the movable portion 32 can be operated.
一方、MEMSモジュール10Bの第1の基板30Bでは、固定部31Bと可動部32とは同一の厚さとされている。又、可動部32の動作を可能とするために、第2の基板40Bと第3の基板50Bの第1の基板30Bを介して互いに対向する面側の可動部31及び支持部33と重複する位置に、各々凹部40z及び50zが形成されている。 On the other hand, in the first substrate 30B of the MEMS module 10B, the fixed portion 31B and the movable portion 32 have the same thickness. In order to enable the operation of the movable part 32, the movable part 31 and the support part 33 on the side facing each other through the second substrate 40B and the first substrate 30B of the third substrate 50B overlap. Recesses 40z and 50z are respectively formed at the positions.
このように、固定部31B及び可動部32を同一の厚さとし、第2の基板40Bと第3の基板50Bに各々凹部40z及び50zを形成して可動部32の動作を可能とする空間を確保してもよい。この場合には、第1の実施の形態の効果に加えて、MEMSモジュール10BをMEMSモジュール10よりも更に薄型化できる効果を奏する。 As described above, the fixed portion 31B and the movable portion 32 have the same thickness, and the concave portions 40z and 50z are formed in the second substrate 40B and the third substrate 50B, respectively, to secure a space that enables the movable portion 32 to operate. May be. In this case, in addition to the effect of the first embodiment, the MEMS module 10B can be made thinner than the MEMS module 10.
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiment and its modification have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment and its modification, and the above-described implementation is performed without departing from the scope described in the claims. Various modifications and substitutions can be added to the embodiment and its modifications.
例えば、本発明に係るMEMSモジュールに搭載可能なMEMS素子は、加速度センサやジャイロセンサ以外であっても構わない。 For example, the MEMS element that can be mounted on the MEMS module according to the present invention may be other than an acceleration sensor or a gyro sensor.
10、10A、10B MEMSモジュール
20、20A、20B 第1のMEMS素子
30、30A、30B 第1の基板
30x 開口部
30y 第3のビアホール
31、31B 固定部
32 可動部
33 支持部
34、34A 第1の配線
34a1〜34a6、42a1、42a2、82 パッド
34b、42b 配線パターン
40、40A、40B 第2の基板
40x 第1のビアホール
40y 第2のビアホール
40z、50z、70x 凹部
41 基板本体
42 第2の配線
42c、52 ビア配線
43、431〜434、53 外部接続端子
50、50A、50B 第3の基板
50x 第4のビアホール
51、81 基板本体
60 第2のMEMS素子
61、95 バンプ
70、70A 封止基板
70y 切り欠き部
80 制御用集積回路
90 ボンディングワイヤ
300、700 シリコンウェハ
400、500 ガラスウェハ
C 切断位置
10, 10A, 10B MEMS module 20, 20A, 20B First MEMS element 30, 30A, 30B First substrate 30x Opening 30y Third via hole 31, 31B Fixed portion 32 Movable portion 33 Support portion 34, 34A First Wiring 34a 1 to 34a 6 , 42a 1 , 42a 2 , 82 pad 34b, 42b wiring pattern 40, 40A, 40B second substrate 40x first via hole 40y second via hole 40z, 50z, 70x recess 41 substrate body 42 second wiring 42c, 52 via wiring 43 and 43 1 to 43 4, 53 external connection terminals 50, 50A, 50B third substrate 50x fourth via holes 51, 81 substrate body 60 second MEMS element 61,95 bumps 70, 70A Sealing substrate 70y Notch 80 Control integrated circuit 0 bonding wires 300 and 700 a silicon wafer 400, 500 glass wafer C cutting position
Claims (13)
前記第2の基板の前記第1の基板とは反対側の前記第2の配線に実装された第2のMEMS素子と、
前記第2の基板の前記第1の基板とは反対側の面に前記第2のMEMS素子を封止する第1の封止空間を形成する封止基板と、を有し、
前記第2のMEMS素子は、前記第2の配線及び前記第1の配線を介して、前記第2の基板の前記封止基板から露出する領域に形成された外部接続端子と電気的に接続されているMEMSモジュール。 A first substrate having a first wiring to the detection portion and the one surface to detect a predetermined physical quantity, as well as, covering the pre-Symbol the detection portion and the first wiring on one surface of a first substrate A first MEMS element having a second substrate provided with a second wiring on a surface opposite to the first substrate,
A second MEMS element mounted on the second wiring on the opposite side of the second substrate from the first substrate;
A sealing substrate that forms a first sealing space for sealing the second MEMS element on a surface of the second substrate opposite to the first substrate;
The second MEMS element is electrically connected to an external connection terminal formed in a region exposed from the sealing substrate of the second substrate via the second wiring and the first wiring. MEMS module.
前記第2の配線は、前記第1のビアホールを介して、前記第1の配線と電気的に接続されている請求項1記載のMEMSモジュール。 A first via hole penetrating the second substrate is formed in a region of the second substrate forming the first sealing space;
The MEMS module according to claim 1, wherein the second wiring is electrically connected to the first wiring via the first via hole.
前記第1の配線は、前記第2のビアホールを介して、前記外部接続端子と電気的に接続されている請求項2記載のMEMSモジュール。 A second via hole penetrating the second substrate is formed in a region of the second substrate exposed from the sealing substrate;
The MEMS module according to claim 2, wherein the first wiring is electrically connected to the external connection terminal through the second via hole.
前記検知部は、前記第1の基板を貫通する開口部内に可動可能な状態で支持され、
前記検知部は、前記開口部の内壁面、及び前記第2の基板と前記第3の基板の前記第1の基板を介して互いに対向する面によって形成された第2の封止空間に封止されている請求項1乃至4の何れか一項記載のMEMSモジュール。 The first MEMS element includes a third substrate laminated on the other surface of the first substrate so as to cover the detection unit,
The detector is supported in a movable state in an opening that penetrates the first substrate,
The detection unit is sealed in a second sealing space formed by an inner wall surface of the opening and a surface of the second substrate and the third substrate facing each other through the first substrate. The MEMS module according to any one of claims 1 to 4, wherein:
前記第2の基板の前記第1の基板とは反対側の前記第2の配線に実装された第2のMEMS素子と、
前記第2の基板の前記第1の基板とは反対側の面に前記第2のMEMS素子を封止する第1の封止空間を形成する封止基板と、を有し、
前記第2の基板の前記第1の封止空間を形成する領域に、前記第2の基板を貫通する第1のビアホールが形成され、前記第1のビアホール内に前記第2の配線が形成され、
前記第1の基板に、前記第1の基板を貫通する第3のビアホールが形成され、前記第3のビアホール内に前記第1の配線が形成され、
前記第3の基板に、前記第3の基板を貫通する第4のビアホールが形成され、前記第4のビアホール内にビア配線が形成され、
前記第2のMEMS素子は、前記第2の配線、前記第1の配線、及び前記ビア配線を介して、前記第3の基板の前記第1の基板とは反対側の面に形成された外部接続端子と電気的に接続されているMEMSモジュール。 A first substrate provided with the sensing portion and the first wiring for detecting a predetermined physical quantity, are stacked before SL to cover the sensing portion and said first wiring on one surface of the first substrate, the A second substrate having a second wiring on a surface opposite to the first substrate, and a third substrate laminated on the other surface of the first substrate so as to cover the detection unit, A first MEMS device having:
A second MEMS element mounted on the second wiring on the opposite side of the second substrate from the first substrate;
A sealing substrate that forms a first sealing space for sealing the second MEMS element on a surface of the second substrate opposite to the first substrate;
A first via hole penetrating the second substrate is formed in a region of the second substrate forming the first sealing space, and the second wiring is formed in the first via hole. ,
A third via hole penetrating the first substrate is formed in the first substrate, and the first wiring is formed in the third via hole;
A fourth via hole penetrating the third substrate is formed in the third substrate, and a via wiring is formed in the fourth via hole;
The second MEMS element is externally formed on the surface of the third substrate opposite to the first substrate through the second wiring, the first wiring, and the via wiring. A MEMS module that is electrically connected to a connection terminal.
前記検知部は、前記開口部の内壁面、及び前記第2の基板と前記第3の基板の前記第1の基板を介して互いに対向する面によって形成された第2の封止空間に封止されている請求項6記載のMEMSモジュール。 The detector is supported in a movable state in an opening that penetrates the first substrate,
The detection unit is sealed in a second sealing space formed by an inner wall surface of the opening and a surface of the second substrate and the third substrate facing each other through the first substrate. The MEMS module according to claim 6.
前記第1の封止空間は、前記凹部の内壁面と前記第2の基板により形成されている請求項1乃至8の何れか一項記載のMEMSモジュール。 The sealing substrate has a recess;
The MEMS module according to claim 1, wherein the first sealing space is formed by an inner wall surface of the concave portion and the second substrate.
前記第1のウェハの各々の前記領域に第1の配線を形成する工程と、
前記第1のウェハに対応する複数の領域を有する第2のウェハを、前記第1のウェハの一方の面に前記検知部を覆うように積層して接合する工程と、
前記第2のウェハの各々の前記領域に前記第1の配線と電気的に接続された第2の配線を形成し、前記第1のウェハの各々の前記領域及び前記第2のウェハの各々の前記領域に第1のMEMS素子を形成する工程と、
前記第2のウェハの各々の前記領域の前記第1のウェハとは反対側の面に第2のMEMS素子を実装する工程と、
前記第1のウェハに対応する複数の領域を有する第3のウェハを前記第2のウェハの前記第1のウェハとは反対側の面に積層して接合し、前記第2のウェハとの間に各々の前記第2のMEMS素子を封止する第1の封止空間を形成する工程と、を有し、
前記第1の封止空間を形成する工程では、前記第2のMEMS素子が、前記第2の配線及び前記第1の配線を介して、前記第2のウェハの前記第3のウェハから露出する領域に形成された外部接続端子と電気的に接続されるMEMSモジュールの製造方法。 Forming a detection unit for detecting a predetermined mechanical quantity in each of the regions of the first wafer having a plurality of regions;
Forming a first wiring in each of the regions of the first wafer;
Stacking and bonding a second wafer having a plurality of regions corresponding to the first wafer so as to cover the detection unit on one surface of the first wafer;
Forming a second wiring electrically connected to the first wiring in each of the regions of the second wafer, and each of the regions of the first wafer and each of the second wafers; Forming a first MEMS element in the region;
Mounting a second MEMS element on a surface of each of the second wafers opposite to the first wafer in the region;
A third wafer having a plurality of regions corresponding to the first wafer is laminated and bonded to a surface of the second wafer opposite to the first wafer, and is bonded to the second wafer. Forming a first sealing space for sealing each of the second MEMS elements,
In the step of forming the first sealing space, the second MEMS element is exposed from the third wafer of the second wafer via the second wiring and the first wiring. A manufacturing method of a MEMS module electrically connected to an external connection terminal formed in a region.
前記第1のウェハの各々の前記領域に、前記第1のウェハを貫通する第1の配線を形成する工程と、
前記第1のウェハに対応する複数の領域を有する第2のウェハを、前記第1のウェハの一方の面に前記検知部を覆うように積層して接合する工程と、
前記第1のウェハに対応する複数の領域を有する第4のウェハを、前記第1のウェハの他方の面に前記検知部を覆うように積層して接合する工程と、
前記第2のウェハの各々の前記領域に前記第1の配線と電気的に接続された第2の配線を形成する工程と、
前記第4のウェハの各々の前記領域に、前記第4のウェハを貫通して前記第1の配線と電気的に接続されたビア配線を形成し、前記第1のウェハの各々の前記領域、前記第2のウェハの各々の前記領域、及び前記第4のウェハの各々の前記領域に第1のMEMS素子を形成する工程と、
前記第2のウェハの各々の前記領域の前記第1のウェハとは反対側の面に第2のMEMS素子を実装する工程と、
前記第1のウェハに対応する複数の領域を有する第3のウェハを前記第2のウェハの前記第1のウェハとは反対側の面に積層して接合し、前記第2のウェハとの間に各々の前記第2のMEMS素子を封止する第1の封止空間を形成する工程と、を有し、
前記第1のMEMS素子を形成する工程では、前記第4のウェハの各々の前記領域の前記第1のウェハとは反対側の面に外部接続端子を形成し、
前記第2のMEMS素子を実装する工程では、前記第2のMEMS素子が、前記第2の配線、前記第1の配線、及び前記ビア配線を介して、前記外部接続端子と電気的に接続されるMEMSモジュールの製造方法。 Forming a detection unit for detecting a predetermined mechanical quantity in each of the regions of the first wafer having a plurality of regions;
Forming a first wiring penetrating the first wafer in the region of each of the first wafers;
Stacking and bonding a second wafer having a plurality of regions corresponding to the first wafer so as to cover the detection unit on one surface of the first wafer;
Stacking and bonding a fourth wafer having a plurality of regions corresponding to the first wafer so as to cover the detection unit on the other surface of the first wafer;
Forming a second wiring electrically connected to the first wiring in the region of each of the second wafers;
Forming a via wiring penetrating through the fourth wafer and electrically connected to the first wiring in each of the regions of the fourth wafer; and each region of the first wafer; Forming a first MEMS element in each of the regions of the second wafer and in each of the regions of the fourth wafer;
Mounting a second MEMS element on a surface of each of the second wafers opposite to the first wafer in the region;
A third wafer having a plurality of regions corresponding to the first wafer is laminated and bonded to a surface of the second wafer opposite to the first wafer, and is bonded to the second wafer. Forming a first sealing space for sealing each of the second MEMS elements,
In the step of forming the first MEMS element, an external connection terminal is formed on the surface of the fourth wafer opposite to the first wafer in the region,
In the step of mounting the second MEMS element, the second MEMS element is electrically connected to the external connection terminal via the second wiring, the first wiring, and the via wiring. A manufacturing method of a MEMS module.
前記第1のウェハとしてシリコンウェハを準備し、
前記第4のウェハとしてガラスウェハを準備し、
前記ガラスウェハを前記シリコンウェハの他方の面に陽極接合する請求項12記載のMEMSモジュールの製造方法。 In the step of laminating and bonding the fourth wafer to the other surface of the first wafer,
Preparing a silicon wafer as the first wafer;
Preparing a glass wafer as the fourth wafer;
The method of manufacturing a MEMS module according to claim 12, wherein the glass wafer is anodically bonded to the other surface of the silicon wafer.
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