JPH0621483A - 集積化圧力センサ用圧力調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 押さえ部材を用いることなく気密保持できウ
ェハ状態で出力調整を行うことができる集積化圧力セン
サ用圧力調整装置を提供することにある。 【構成】 集積化圧力センサのシリコンウェハ１にはチ
ップ毎の調整用抵抗体を有する信号処理回路とチップ毎
の薄肉のダイヤフラム２とチップ毎のピエゾ抵抗層とが
形成されている。圧力設定ステージ８にはダイヤフラム
２に加える圧力を調整するためのステージ用圧力調整通
路９ａ，９ｂ，９ｃが形成されている。圧力設定ステー
ジ８の上面には溝部１２が形成され、この溝部１２はガ
ラス台座６の外周部の下面と対向し、かつガラス台座６
の外周部を囲う。この溝部１２内に永久磁石１３が固定
されるとともに、溝部１２内に磁性流体１４が充填さ
れ、磁性流体１４にて圧力設定ステージ８とガラス台座
６とが気密保持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、集積化圧力センサ用
圧力調整装置に係り、詳しくは、ウェハ状態で出力調整
を行うために同ウェハに所定の圧力を加える集積化圧力
センサ用圧力調整装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コストダウン及び生産性向上のた
め半導体圧力センサをウェハ状態にて機能トリミングし
たいという要望がある。そこで、集積化圧力センサをウ
ェハ状態で所定の圧力を加え出力調整（トリミング）す
ることが行われている。このための集積化圧力センサ用
圧力調整装置を図５に示す。圧力設定ステージ３０の上
面にはガラス台座３１に接合されたシリコンウェハ３２
が配置され、シリコンウェハ３２の外周部が押さえ部材
３３にて押さえられている。この押さえ部材３３と圧力
設定ステージ３０との間、及び押さえ部材３３とシリコ
ンウェハ３２との間がＯリング３４，３５により気密保
持されている。そして、真空ポンプ３６による圧力がス
テージ用圧力調整通路３７と台座用圧力調整通路３８を
介してシリコンウェハ３２の各ダイヤフラムに印加でき
るようになっている。センサ出力調整（圧力感度調整）
の際には、各ダイヤフラムに大気圧と所定の負圧とを印
加して、プローバ３９を用いてレーザ装置４０による抵
抗体のトリミングを行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、押さえ部材
３３がシリコンウェハ３２の上にかぶさっているためシ
リコンウェハ３２の外周のチップに対するプロービング
がやりにくかった。又、押さえ部材３３の取り付けに手
間がかかったり、Ｏリング３４，３５の摩耗により気密
性が低下してしまっていた。

【０００４】そこで、この発明の目的は、押さえ部材を
用いることなく気密保持できウェハ状態で出力調整を行
うことができる集積化圧力センサ用圧力調整装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、シリコンウ
ェハにチップ毎の調整用抵抗体を有する信号処理回路と
チップ毎の薄肉のダイヤフラムとチップ毎のピエゾ抵抗
層とが形成された集積化圧力センサの出力調整を行うた
めのものであって、前記シリコンウェハ又は同シリコン
ウェハが接合された台座が載置され、前記ダイヤフラム
に加える圧力を調整するためのステージ用圧力調整通路
を有する圧力設定ステージと、前記圧力設定ステージ上
面にて前記シリコンウェハ又は台座の外周部の下面と対
向し、かつ同シリコンウェハ又は台座の外周部を囲うよ
うに形成された溝部と、前記溝部内に固定された磁石
と、前記溝部内に充填され、前記圧力設定ステージと前
記シリコンウェハ又は台座とを気密保持する磁性流体と
を備えた集積化圧力センサ用圧力調整装置をその要旨と
するものである。

【０００６】

【作用】圧力設定ステージ上面におけるシリコンウェハ
又は台座の外周部を囲うように溝部が形成され、この溝
部内に磁石が固定されるとともに、磁性流体が充填され
ている。この磁性流体により圧力設定ステージと、シリ
コンウェハ又は台座との間の気密が保持される。そし
て、この磁性流体シール状態にて圧力設定ステージのス
テージ用圧力調整通路を介してダイヤフラムに加える圧
力が調整され、信号処理回路の調整用抵抗体がトリミン
グされる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。図１には集積化圧力センサ用圧力調
整装置の全体構成を示す。シリコンウェハ１には、チッ
プ毎の薄肉のダイヤフラム２が形成されている。又、シ
リコンウェハ１には、図２に示すように、チップ毎のピ
エゾ抵抗層（ゲージ抵抗）３と、チップ毎の調整用抵抗
体（薄膜抵抗）４を有する信号処理回路５とが形成され
ている。つまり、図２に示すように、中央部が薄く加工
されてダイヤフラム２を構成するとともに、ダイヤフラ
ム２にピエゾ抵抗層３が不純物拡散にて形成され、さら
に、ダイヤフラム２以外の肉厚部に調整用抵抗体４を有
する信号処理回路５が集積化して形成されている。そし
て、信号処理回路５はピエゾ抵抗層３より生ずる信号に
対し増幅等の処理を行う。

【０００８】又、図１のガラス台座６は、シリコンウェ
ハ１のダイヤフラム２に対応する多数の台座用圧力調整
通路７が形成され、通路７の一端は上面に開口し、他端
は下面に開口している。そして、図１に示すように、ガ
ラス台座６の上にシリコンウェハ１が陽極接合されてい
る。

【０００９】圧力設定ステージ８は非磁性体である樹脂
よりなる。この圧力設定ステージ８にはステージ用圧力
調整通路９ａ，９ｂ，９ｃが形成されている。ステージ
用圧力調整通路９ｃの一端は下面に開口し他端は通路９
ａと連通し、ステージ用圧力調整通路９ａは多数の通路
９ｂが分岐している。ステージ用圧力調整通路９ｂの他
端は圧力設定ステージ８の上面に開口しており、各開口
部はガラス台座６の台座用圧力調整通路７の一端開口部
と対向するようになっている。ステージ用圧力調整通路
９ｃは真空ポンプ１０と接続されている。そして、真空
ポンプ１０によりステージ用圧力調整通路９ａ，９ｂ，
９ｃが負圧にされる。尚、ステージ用圧力調整通路９ｃ
には圧力計１１が接続されている。

【００１０】そして、この圧力設定ステージ８上に、シ
リコンウェハ１が接合されたガラス台座６が載置されて
いる。一方、圧力設定ステージ８の上面において溝部１
２が形成され、この溝部１２はガラス台座６の外周部の
下面と対向し、かつ同台座６の外周部を囲うように円形
状に形成されている。この溝部１２内における底部には
永久磁石１３が全長にわたり固定されている。又、溝部
１２内には磁性流体１４が充填されている。この磁性流
体１４は、鉄の微粒子をオイルに分散させたものであ
り、粘度が１００００ｃＳｔ（センチストークス）程度
である。

【００１１】次に、このように構成した集積化圧力セン
サ用圧力調整装置の作用を説明する。溝部１２内に磁性
流体１４を充填した状態で、圧力設定ステージ８上に、
シリコンウェハ１を接合したガラス台座６を載置する。
このとき、磁性流体１４によりガラス台座６の下面と圧
力設定ステージ８の上面との気密が保持される。

【００１２】そして、この状態で、チップ毎に圧力感度
調整を行う。つまり、プローバ（針）１６をプロービン
グ用パッド１５（図２に示す）に当てながらレーザ装置
１７からのレーザビームを調整用抵抗体４に照射して抵
抗値を調整する。この調整は、真空ポンプ１０及び圧力
計１１を用いてダイヤフラム２に対し大気圧と所定の負
圧（−７５８mmＨｇゲージ圧）とを印加して行う。

【００１３】この負圧印加時において、図３に示すよう
に、ガラス台座６と圧力設定ステージ８の間の微小な隙
間を磁性流体１４が塞いでシールしている。この際、磁
性流体１４はそれ自身の粘性および永久磁石１３の引力
により隙間を通り抜けてステージ用圧力調整通路９ｂに
流入することはない。

【００１４】このように圧力感度調整を終えたシリコン
ウェハ１及びガラス台座６は、圧力設定ステージ８から
外される。このとき、永久磁石１３により磁性流体１４
が引っ張られているので、磁性流体１４がガラス台座６
に付着する量は最小限ですむこととなる。

【００１５】その後、シリコンウェハ１及びガラス台座
６は、チップ毎にダイシングされ裁断される。このよう
に本実施例では、圧力設定ステージ８の上面に溝部１２
を形成し、この溝部１２はガラス台座６の外周部の下面
と対向し、かつガラス台座６の外周部を囲うようにし、
この溝部１２内に永久磁石１３を固定するとともに、溝
部１２内に磁性流体１４を充填し、磁性流体１４にて圧
力設定ステージ８とガラス台座６とを気密保持するよう
にした。よって、図５に示した押さえ部材３３やＯリン
グ３４，３５を用いることなく気密保持できウェハ状態
で出力調整を行うことができる。つまり、シリコンウェ
ハ１の上面には押さえ部材３３が無いのでシリコンウェ
ハ１の最外周部分までプロービングできる。又、Ｏリン
グを使用していないので、Ｏリングの摩耗もなく、メン
テナンスは定期的に磁性流体１４を補充するだけでよ
い。さらに、高い気密性を簡単なセッティングで実現で
きる。

【００１６】尚、この発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、図４に示すように、ガラス台座の
接合されていないシリコンウェハ１をトリミングする場
合に適用してもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
押さえ部材を用いることなく気密保持できウェハ状態で
出力調整を行うことができる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の集積化圧力センサ用圧力調整装置の断
面図である。

【図２】チップ化された集積化圧力センサを示す斜視図
である。

【図３】集積化圧力センサ用圧力調整装置の要部拡大図
である。

【図４】別例の集積化圧力センサ用圧力調整装置の断面
図である。

【図５】従来の集積化圧力センサ用圧力調整装置の断面
図である。

【符号の説明】

１ シリコンウェハ ２ ダイヤフラム ３ ピエゾ抵抗層 ４ 調整用抵抗体 ５ 信号処理回路 ６ ガラス台座 ８ 圧力設定ステージ ９ａ，９ｂ，９ｃ ステージ用圧力調整通路 １２ 溝部 １３ 永久磁石 １４ 磁性流体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリコンウェハにチップ毎の調整用抵抗
   体を有する信号処理回路とチップ毎の薄肉のダイヤフラ
   ムとチップ毎のピエゾ抵抗層とが形成された集積化圧力
   センサの出力調整を行うためのものであって、 前記シリコンウェハ又は同シリコンウェハが接合された
   台座が載置され、前記ダイヤフラムに加える圧力を調整
   するためのステージ用圧力調整通路を有する圧力設定ス
   テージと、 前記圧力設定ステージ上面にて前記シリコンウェハ又は
   台座の外周部の下面と対向し、かつ同シリコンウェハ又
   は台座の外周部を囲うように形成された溝部と、 前記溝部内に固定された磁石と、 前記溝部内に充填され、前記圧力設定ステージと前記シ
   リコンウェハ又は台座とを気密保持する磁性流体とを備
   えたことを特徴とする集積化圧力センサ用圧力調整装
   置。