JP3163689B2 - 集積化圧力センサ用圧力調整装置 - Google Patents
集積化圧力センサ用圧力調整装置Info
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- JP3163689B2 JP3163689B2 JP30496391A JP30496391A JP3163689B2 JP 3163689 B2 JP3163689 B2 JP 3163689B2 JP 30496391 A JP30496391 A JP 30496391A JP 30496391 A JP30496391 A JP 30496391A JP 3163689 B2 JP3163689 B2 JP 3163689B2
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Description
【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。
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】従来、特開昭６３−１２８７２９号公報
に示されているように、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。この際、圧力感度特性を測定するため
に、多孔質の焼結金属体を圧力設定用ステージとして使
用している。ところが、ウェハとステージの界面にて圧
力リークが少なからず発生するため、高精度な圧力設定
はできない。
に示されているように、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。この際、圧力感度特性を測定するため
に、多孔質の焼結金属体を圧力設定用ステージとして使
用している。ところが、ウェハとステージの界面にて圧
力リークが少なからず発生するため、高精度な圧力設定
はできない。
【０００３】そこで、図５に示すように、圧力設定ステ
ージ３０の上面に溝３１を設け、Ｏリング３２を溝３１
に挿入し、シリコンウェハ３４が接合されたガラス台座
３３を上から押さえることにより、負圧空間３５の気密
性を確保していた。
ージ３０の上面に溝３１を設け、Ｏリング３２を溝３１
に挿入し、シリコンウェハ３４が接合されたガラス台座
３３を上から押さえることにより、負圧空間３５の気密
性を確保していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図６に示す
ように、Ｏリング３２をガラス台座３３の外周に渡って
均一に押さえて（隙間Ｌを一定に保持して）Ｏリング３
２を潰せないために、シリコンウェハ３４が傾いてしま
い、プロービングによる測定の際に誤差を生じるという
問題が発生している。
ように、Ｏリング３２をガラス台座３３の外周に渡って
均一に押さえて（隙間Ｌを一定に保持して）Ｏリング３
２を潰せないために、シリコンウェハ３４が傾いてしま
い、プロービングによる測定の際に誤差を生じるという
問題が発生している。
【０００５】そこで、この発明の目的は、圧力設定時に
シール性を確保するとともにシリコンウェハの傾斜によ
る出力調整誤差を低減する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。
シール性を確保するとともにシリコンウェハの傾斜によ
る出力調整誤差を低減する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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、台座用圧力
調整通路を有する台座上にシリコンウェハが接合され、
同シリコンウェハ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、前記台座が載置さ
れ、前記台座用圧力調整通路を通して前記ダイヤフラム
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
において少なくとも前記台座の外周部を囲うように配置
される押さえ部材と、前記圧力設定ステージ上で前記台
座の外周部を囲うように配置され、圧力設定ステージと
前記押さえ部材とで圧縮された状態で保持される第１の
弾性気密部材と、前記シリコンウェハの上面の外周部、
又は、台座とシリコンウェハの少なくともいずれかの外
周面を囲うように配置され、台座又はシリコンウェハと
前記押さえ部材とで圧縮された状態で保持される第２の
弾性気密部材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。
調整通路を有する台座上にシリコンウェハが接合され、
同シリコンウェハ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、前記台座が載置さ
れ、前記台座用圧力調整通路を通して前記ダイヤフラム
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
において少なくとも前記台座の外周部を囲うように配置
される押さえ部材と、前記圧力設定ステージ上で前記台
座の外周部を囲うように配置され、圧力設定ステージと
前記押さえ部材とで圧縮された状態で保持される第１の
弾性気密部材と、前記シリコンウェハの上面の外周部、
又は、台座とシリコンウェハの少なくともいずれかの外
周面を囲うように配置され、台座又はシリコンウェハと
前記押さえ部材とで圧縮された状態で保持される第２の
弾性気密部材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。
【０００７】
【作用】第１の弾性気密部材により圧力設定ステージ上
での台座の外周部において圧力設定ステージと押さえ部
材との気密が保持される。又、第２の弾性気密部材によ
り押さえ部材と台座又はシリコンウェハとの気密が保持
される。このように、台座と圧力設定ステージとの間に
は弾性気密部材（Ｏリング）が無いので、シリコンウェ
ハが傾いてしまうことが未然に防止される。
での台座の外周部において圧力設定ステージと押さえ部
材との気密が保持される。又、第２の弾性気密部材によ
り押さえ部材と台座又はシリコンウェハとの気密が保持
される。このように、台座と圧力設定ステージとの間に
は弾性気密部材（Ｏリング）が無いので、シリコンウェ
ハが傾いてしまうことが未然に防止される。
【０００８】
【実施例】（第１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。
一実施例を図面に従って説明する。
【０００９】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が形成されるとともに、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。
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が形成されるとともに、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。
【００１０】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。
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。
【００１１】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、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９ａ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の他端はガラ
ス台座６の上面に開口しており、各開口部は台座用圧力
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
れるともに圧力計１１と接続されている。そして、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。
整通路９ａ，９ｂ，９ｃが形成され、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９ａ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の他端はガラ
ス台座６の上面に開口しており、各開口部は台座用圧力
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
れるともに圧力計１１と接続されている。そして、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。
【００１２】圧力設定ステージ８の上面において押さえ
部材１２がビス１３にて圧力設定ステージ８に固定でき
るようになっている。押さえ部材１２はガラス台座６及
びシリコンウェハ１の外周部とシリコンウェハ１の上面
外周部を囲う形状となっている。
部材１２がビス１３にて圧力設定ステージ８に固定でき
るようになっている。押さえ部材１２はガラス台座６及
びシリコンウェハ１の外周部とシリコンウェハ１の上面
外周部を囲う形状となっている。
【００１３】この押さえ部材１２におけるシリコンウェ
ハ１の上面と対向する部位には環状凹部１４が形成さ
れ、その凹部１４内にＯリング１５が配置され押さえ部
材１２とシリコンウェハ１とで圧縮された状態となって
いる。又、押さえ部材１２における圧力設定ステージ８
と対向する部位には環状凹部１６が形成され、その凹部
１６内にＯリング１７が配置され圧力設定ステージ８と
押さえ部材１２とで圧縮された状態となっている。
ハ１の上面と対向する部位には環状凹部１４が形成さ
れ、その凹部１４内にＯリング１５が配置され押さえ部
材１２とシリコンウェハ１とで圧縮された状態となって
いる。又、押さえ部材１２における圧力設定ステージ８
と対向する部位には環状凹部１６が形成され、その凹部
１６内にＯリング１７が配置され圧力設定ステージ８と
押さえ部材１２とで圧縮された状態となっている。
【００１４】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。圧力設定ステージ
８から押さえ部材１２を取り外した状態で、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。そして、シリコンウェハ１の上側から押
さえ部材１２を配置し、ビス１３により圧力設定ステー
ジ８に固定する。
サ用圧力調整装置の作用を説明する。圧力設定ステージ
８から押さえ部材１２を取り外した状態で、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。そして、シリコンウェハ１の上側から押
さえ部材１２を配置し、ビス１３により圧力設定ステー
ジ８に固定する。
【００１５】このとき、Ｏリング１５により押さえ部材
１２とシリコンウェハ１の上面との気密が保持されると
ともに、Ｏリング１７により押さえ部材１２と圧力設定
ステージ８の上面との気密が保持される。このように、
Ｏリングがガラス台座６と圧力設定ステージ８との間に
は配置されていないこととなる。よって、負圧となる空
間（圧力調整通路７，９ａ，９ｂ，９ｃ）の気密性を確
保するとともに、Ｏリング１５，１７を上面から押さえ
部材１２により押さえているため、シリコンウェハ１が
傾くことがない。
１２とシリコンウェハ１の上面との気密が保持されると
ともに、Ｏリング１７により押さえ部材１２と圧力設定
ステージ８の上面との気密が保持される。このように、
Ｏリングがガラス台座６と圧力設定ステージ８との間に
は配置されていないこととなる。よって、負圧となる空
間（圧力調整通路７，９ａ，９ｂ，９ｃ）の気密性を確
保するとともに、Ｏリング１５，１７を上面から押さえ
部材１２により押さえているため、シリコンウェハ１が
傾くことがない。
【００１６】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）をプロービング用
パッド１８（図２に示す）に当てながらレーザビームを
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（７６０mmＨｇ）と負圧（２mmＨｇ）
とを印加して行う。
調整を行う。つまり、プローバ（針）をプロービング用
パッド１８（図２に示す）に当てながらレーザビームを
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（７６０mmＨｇ）と負圧（２mmＨｇ）
とを印加して行う。
【００１７】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、チップ毎にダイシングさ
れ裁断される。図３には、図５の従来の圧力設定ステー
ジを用いた場合と、本実施例の場合における、感度の調
整精度を比較した実験結果を示す。この実験結果より、
従来の圧力設定ステージによる感度調整においては、シ
リコンウェハが傾いていることによりプロービングを一
定に制御できずにプロービングの応力がピエゾ抵抗層
（ゲージ抵抗）に伝わり出力の調整誤差となってしま
う。つまり、各チップの出力を取り出すため、プローバ
（針）をパッド（電極）に当てることが一定に制御でき
ずに、プローピングの応力がピエゾ抵抗層（ゲージ抵
抗）に伝わり、出力の調整誤差となってしまう。又、図
６のＯリング３２を潰すために、シリコンウェハの外周
に渡って上面から押さえることによりシリコンウェハの
ソリ等の歪が発生し、この外部歪がピエゾ抵抗層（ゲー
ジ抵抗）に伝わり出力の調整誤差となっていた。しか
し、本実施例では、Ｏリングがガラス台座６と圧力設定
ステージ８との間には配置されていないために、負圧空
間の気密性を確保でき、かつ、Ｏリング１５がシリコン
ウェハ１の上面から押さえ部材１２により押さえられシ
リコンウェハ１が傾くことがない。よって、出力の調整
誤差を少なくすることができる。
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。図３には、図５の従来の圧力設定ステー
ジを用いた場合と、本実施例の場合における、感度の調
整精度を比較した実験結果を示す。この実験結果より、
従来の圧力設定ステージによる感度調整においては、シ
リコンウェハが傾いていることによりプロービングを一
定に制御できずにプロービングの応力がピエゾ抵抗層
（ゲージ抵抗）に伝わり出力の調整誤差となってしま
う。つまり、各チップの出力を取り出すため、プローバ
（針）をパッド（電極）に当てることが一定に制御でき
ずに、プローピングの応力がピエゾ抵抗層（ゲージ抵
抗）に伝わり、出力の調整誤差となってしまう。又、図
６のＯリング３２を潰すために、シリコンウェハの外周
に渡って上面から押さえることによりシリコンウェハの
ソリ等の歪が発生し、この外部歪がピエゾ抵抗層（ゲー
ジ抵抗）に伝わり出力の調整誤差となっていた。しか
し、本実施例では、Ｏリングがガラス台座６と圧力設定
ステージ８との間には配置されていないために、負圧空
間の気密性を確保でき、かつ、Ｏリング１５がシリコン
ウェハ１の上面から押さえ部材１２により押さえられシ
リコンウェハ１が傾くことがない。よって、出力の調整
誤差を少なくすることができる。
【００１８】このように本実施例では、押さえ部材１２
を圧力設定ステージ８上においてガラス台座６及びシリ
コンウェハ１の外周部を囲うように配置し、Ｏリング１
７（第１の弾性気密部材）を圧力設定ステージ８上にお
いてガラス台座６の外周部を囲うように配置して圧力設
定ステージ８と押さえ部材１２とで圧縮された状態で保
持し、さらに、Ｏリング１５（第２の弾性気密部材）を
シリコンウェハ１の上面の外周部を囲うように配置して
シリコンウェハ１と押さえ部材１２とで圧縮された状態
で保持した。その結果、圧力設定時にシール性を確保す
るとともにシリコンウェハ１の傾斜による出力調整誤差
を低減することができる。（第２実施例）次に、第２実
施例を第１実施例と異なる点について説明する。
を圧力設定ステージ８上においてガラス台座６及びシリ
コンウェハ１の外周部を囲うように配置し、Ｏリング１
７（第１の弾性気密部材）を圧力設定ステージ８上にお
いてガラス台座６の外周部を囲うように配置して圧力設
定ステージ８と押さえ部材１２とで圧縮された状態で保
持し、さらに、Ｏリング１５（第２の弾性気密部材）を
シリコンウェハ１の上面の外周部を囲うように配置して
シリコンウェハ１と押さえ部材１２とで圧縮された状態
で保持した。その結果、圧力設定時にシール性を確保す
るとともにシリコンウェハ１の傾斜による出力調整誤差
を低減することができる。（第２実施例）次に、第２実
施例を第１実施例と異なる点について説明する。
【００１９】図４に示すように、Ｏリング１５がガラス
台座６の側面の外周に設置されている。つまり、ガラス
台座６の外周面に面する押さえ部材２０には環状凹部１
９が形成され、その凹部１９内にＯリング１５を配置し
てガラス台座２０の側面と押さえ部材１９の内周面との
間を気密保持している。
台座６の側面の外周に設置されている。つまり、ガラス
台座６の外周面に面する押さえ部材２０には環状凹部１
９が形成され、その凹部１９内にＯリング１５を配置し
てガラス台座２０の側面と押さえ部材１９の内周面との
間を気密保持している。
【００２０】又、この実施例の応用として、Ｏリング１
５をシリコンウェハ１の側面の外周に設置してもよい。
５をシリコンウェハ１の側面の外周に設置してもよい。
【００２１】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
圧力設定時にシール性を確保するとともにシリコンウェ
ハの傾斜による出力調整誤差を低減することができる優
れた効果を発揮する。
圧力設定時にシール性を確保するとともにシリコンウェ
ハの傾斜による出力調整誤差を低減することができる優
れた効果を発揮する。
【図１】第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。
の断面図である。
【図２】集積化圧力センサを示す斜視図である。
【図３】センサ出力誤差の測定結果を示す図である。
【図４】第２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。
の断面図である。
【図５】従来技術を説明するための集積化圧力センサ用
圧力調整装置の断面図である。
圧力調整装置の断面図である。
【図６】従来技術を説明するための集積化圧力センサ用
圧力調整装置の断面図である。
圧力調整装置の断面図である。
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 ７ 台座用圧力調整通路 ８ 圧力設定ステージ ９ａ，９ｂ，９ｃ ステージ用圧力調整通路 １２ 押さえ部材 １５ 第２の弾性気密部材としてのＯリング １７ 第１の弾性気密部材としてのＯリング
Claims (1)
- 【請求項１】 台座用圧力調整通路を有する台座上にシ
リコンウェハが接合され、同シリコンウェハにはチップ
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、 前記台座が載置され、前記台座用圧力調整通路を通して
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において少なくとも前記台座の
外周部を囲うように配置される押さえ部材と、 前記圧力設定ステージ上で前記台座の外周部を囲うよう
に配置され、圧力設定ステージと前記押さえ部材とで圧
縮された状態で保持される第１の弾性気密部材と、 前記シリコンウェハの上面の外周部、又は、台座とシリ
コンウェハの少なくともいずれかの外周面を囲うように
配置され、台座又はシリコンウェハと前記押さえ部材と
で圧縮された状態で保持される第２の弾性気密部材とを
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。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30496391A JP3163689B2 (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 集積化圧力センサ用圧力調整装置 |
| DE19924239132 DE4239132C2 (de) | 1991-11-20 | 1992-11-20 | Verfahren zum Fabrizieren eines integrierten Drucksensors |
| US08/072,758 US5421956A (en) | 1991-11-20 | 1993-06-07 | Method of fabricating an integrated pressure sensor |
| US08/364,993 US5528214A (en) | 1991-11-20 | 1994-12-28 | Pressure-adjusting device for adjusting output of integrated pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30496391A JP3163689B2 (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 集積化圧力センサ用圧力調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05145086A JPH05145086A (ja) | 1993-06-11 |
| JP3163689B2 true JP3163689B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=17939425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30496391A Expired - Fee Related JP3163689B2 (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 集積化圧力センサ用圧力調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3163689B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9285289B2 (en) * | 2013-12-06 | 2016-03-15 | Freescale Semiconductor, Inc. | Pressure sensor with built-in calibration capability |
| JP6308081B2 (ja) * | 2014-09-16 | 2018-04-11 | 株式会社デンソー | ウェハプローバ装置 |
-
1991
- 1991-11-20 JP JP30496391A patent/JP3163689B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05145086A (ja) | 1993-06-11 |
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