JPH0982985A - Manufacture of semiconductor sensor - Google Patents

Manufacture of semiconductor sensor

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JPH0982985A
JPH0982985A JP23993795A JP23993795A JPH0982985A JP H0982985 A JPH0982985 A JP H0982985A JP 23993795 A JP23993795 A JP 23993795A JP 23993795 A JP23993795 A JP 23993795A JP H0982985 A JPH0982985 A JP H0982985A
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JP
Japan
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pedestal
wafer
joining
annealing
trimming
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JP23993795A
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Japanese (ja)
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Koju Mizuno
幸樹 水野
Shiyouwa Karesue
将和 彼末
Kenichi Yokoyama
賢一 横山
Yasutoshi Suzuki
康利 鈴木
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the dispersion of output characteristics by heating a wafer and a pedestal at a fixed temperature before a trimming process after a pedestal joining process and conducting the annealing process of slow cooling. SOLUTION: A metallized film is formed beforehand onto one surface of a pedestal plate 110 consisting of a plate with a large number of through-holes, and these pedetal plate 110, metallized film and wafer 101 are held by pressure by a pair of electrodes under the state, in which the wafer 101 is placed on the pedestal plate 110. The wafer 101 is held for 192min at 450 deg.C, and heated slowly and second annealing is conducted. A trim resistor formed to the wafer 101 is trimmed by a laser and output characteristics are conformed to reference characteristics, and the wafer 101 is diced completely along half-cut grooves, and separated into each chip. Accordingly, since annealing is performed immediately before a trimming process, the dispersion of the output characteristics of a strain sensor can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体歪み
センサなどの半導体センサの製造方法に関し、詳しくは
その出力特性のばらつき低減に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor sensor such as a semiconductor strain sensor, and more particularly to reducing variations in its output characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体圧力センサの製造工程は、
ウエハ上に通常の半導体プロセスにより歪みゲージ及び
調整用抵抗素子を含む半導体センサを形成する素子形成
工程、プラズマ処理プロセスなどの処理プロセスにより
ウエハの中央部にダイヤフラムを形成するウエハエッチ
ング工程、このウエハを台座に陽極接合する台座接合工
程、この台座のステム接合面に金属膜を真空蒸着又はス
パッタリングにより被着するメタライズ工程、調整用抵
抗素子をトリミングして出力特性のばらつきを低減する
トリミング工程、ダイシングしたウエハ及び台座を加熱
しつつステムに接合する組付け工程を上記順序で実施す
るのが通常である。
2. Description of the Related Art The conventional semiconductor pressure sensor manufacturing process is as follows.
An element formation process for forming a semiconductor sensor including a strain gauge and a resistance element for adjustment on a wafer by a normal semiconductor process, a wafer etching process for forming a diaphragm in the central portion of the wafer by a process process such as a plasma process, A pedestal bonding process for anodic bonding to the pedestal, a metallizing process for depositing a metal film on the stem bonding surface of this pedestal by vacuum deposition or sputtering, a trimming process for trimming the adjustment resistance element to reduce variations in output characteristics, and dicing It is usual to carry out the assembling steps of joining the wafer and the pedestal to the stem while heating the wafer and the pedestal in the above order.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たウエハ上のトリム抵抗の調整によりウエハ上にてDC
オフセット及び検出感度のばらつきを低減しても、その
後、ダイシングされたチップ及びそれに接合された台座
をパッケージに固定することにより、DCオフセット及
び検出感度(以下、出力特性という)が変動するという
厄介な問題があった。
However, by adjusting the trim resistance on the wafer as described above, DC on the wafer is adjusted.
Even if variations in offset and detection sensitivity are reduced, the DC offset and detection sensitivity (hereinafter referred to as output characteristics) fluctuate by fixing the diced chip and the pedestal joined to it afterwards in the package. There was a problem.

【0004】本発明者らは、種々実験の結果、このよう
なダイシング工程以後の出力特性の変動の主原因が、半
導体ウエハに歪みゲージなどを形成した後であってトリ
ミング前に行われる種々の工程、例えばウエハ裏面から
のエッチングによりダイヤフラムや曲げビームを形成す
る工程におけるダメージ、ウエハを異なる熱膨張率を有
する台座に陽極接合する工程における熱的影響、台座の
はんだ付け面にメタライズ層を真空蒸着やスパッタリン
グで被着する工程におけるダメージなどが原因であるこ
とを突き止めた。
As a result of various experiments, the inventors of the present invention have found that the main cause of the variation in the output characteristics after the dicing process is that after the strain gauge is formed on the semiconductor wafer and before the trimming. Damage in the process such as forming a diaphragm or bending beam by etching from the backside of the wafer, thermal effects in the process of anodic bonding the wafer to a pedestal having a different coefficient of thermal expansion, vacuum deposition of a metallization layer on the soldering surface of the pedestal We found that the cause was damage in the process of depositing by sputtering or sputtering.

【0005】上記熱的影響について更に具体的に説明す
ると、上記陽極接合において高温下で接合されたウエハ
と台座とは異なる熱膨張率をもつので、その後の常温作
動状態で両者間に残留応力が生じ、また、チップ上にお
いて信号増幅部を構成する集積回路領域には互いに異な
る熱膨張率を有する複数の絶縁膜や金属配線が配設され
ているため、上記陽極接合完了後、信号増幅部を構成す
る集積回路領域に残留応力が生じる。これらの残留応力
がウエハを通じて信号増幅部の特性に影響を与える。こ
れらの残留応力は上記チップ固定工程における熱により
開放されて緩和されるが、この緩和の程度がチップ毎に
ばらつき、これにより出力特性が変動する。
The thermal effect will be described more specifically. Since the wafer and the pedestal bonded at a high temperature in the anodic bonding have different coefficients of thermal expansion, residual stress is generated between them in the subsequent normal temperature operating condition. In addition, since a plurality of insulating films and metal wirings having different thermal expansion coefficients are arranged in the integrated circuit region that constitutes the signal amplification section on the chip, the signal amplification section is formed after the anodic bonding is completed. Residual stress is generated in the integrated circuit region that constitutes it. These residual stresses affect the characteristics of the signal amplification unit through the wafer. These residual stresses are released and relaxed by the heat in the chip fixing step, but the degree of this relaxation varies from chip to chip, which causes the output characteristics to vary.

【0006】次に、ウエハ裏面からのエッチングにより
ダイヤフラムや曲げビームを形成する工程におけるプラ
ズマ粒子がウエハに与えるダメージについて説明する
と、このような深いエッチングを行う場合、ウエハ裏面
の内、エッチングしない領域には窒化膜でマスキングす
るのが通常であり、この窒化膜を堆積する前にウエハ裏
面をプラズマクリーニングしたり、またこの窒化膜を開
口したり、除去したりするにはプラズマエッチングが行
われる。このとき、プラズマ粒子がウエハ表面部のトラ
ンジスタやゲージ抵抗に作用するとそれらの特性が変化
し、それにより歪みセンサの特性が変化してしまう。
[0006] Next, description will be given of damage to the wafer by plasma particles in the step of forming a diaphragm and a bending beam by etching from the back surface of the wafer. When such deep etching is performed, the non-etched area in the back surface of the wafer is described. Is usually masked with a nitride film, and plasma etching is performed to plasma-clean the back surface of the wafer before depositing this nitride film, and to open or remove this nitride film. At this time, when the plasma particles act on the transistor and the gauge resistance on the surface of the wafer, their characteristics change, which causes the characteristics of the strain sensor to change.

【0007】次に、台座のはんだ付け面にメタライズ層
を真空蒸着やスパッタリングで被着する工程におけるダ
メージについて説明すると、このようなメタライズ層を
真空蒸着により形成する場合、電子ビームが蒸発源に照
射される時に発生する軟X線が薄いダイヤフラムの裏面
などにおいて半導体結晶にダメージを与える。このよう
な問題はスパッタリングにおいても同様であり、ダイヤ
フラムなどの結晶にダメージが生じて、歪みゲージの特
性が変化してしまう。
Next, the damage in the process of depositing the metallization layer on the soldering surface of the pedestal by vacuum deposition or sputtering will be explained. When such a metallization layer is formed by vacuum deposition, an electron beam is applied to the evaporation source. The soft X-rays generated at the time of damage damage the semiconductor crystal on the back surface of the thin diaphragm or the like. Such a problem also applies to sputtering, and crystals such as diaphragms are damaged and the characteristics of the strain gauge change.

【0008】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、出力特性のばらつきが小さい半導体センサの製
造方法を提供することを、その目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor sensor in which variations in output characteristics are small.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の構成は、
ウエハ上に信号変換素子及び調整用抵抗素子を形成する
素子形成工程、前記ウエハを台座に所定の高温雰囲気で
接合する台座接合工程、前記調整用抵抗素子をトリミン
グして前記信号変換素子の出力特性のばらつきを低減す
るトリミング工程、前記ウエハ及び前記台座をダイシン
グしてなるチップ付台座を加熱しつつステムに接合する
組付け工程を上記順序で実施する半導体センサの製造方
法において、前記台座接合工程後で前記トリミング工程
前に前記ウエハ及び台座を所定の温度まで加熱し、その
後、徐冷するアニール工程を実施することを特徴とする
半導体センサの製造方法である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided:
An element forming step of forming a signal conversion element and an adjustment resistance element on a wafer, a pedestal joining step of joining the wafer to a pedestal in a predetermined high temperature atmosphere, and an output characteristic of the signal conversion element by trimming the adjustment resistance element. In the manufacturing method of the semiconductor sensor, the trimming step for reducing the variation of the above and the assembly step for joining the wafer and the pedestal with the chip and the pedestal with a chip to the stem while heating are performed in the above order. In the method of manufacturing a semiconductor sensor, the wafer and the pedestal are heated to a predetermined temperature before the trimming step, and then an annealing step of gradually cooling is performed.

【0010】本構成によれば、上述したウエハと台座と
の所定の高温条件における接合により生じた残留応力が
トリミング工程後の組付け工程の熱により緩和されてト
リミングにより調整されたセンサの出力特性を再び狂わ
せてしまうという不具合が、上記台座接合工程後にアニ
ールを行って残留応力を解消することにより低減される
という効果を奏することができる。
According to this structure, the output stress of the sensor adjusted by trimming is mitigated by the heat of the assembly process after the trimming process to alleviate the residual stress caused by the above-mentioned joining of the wafer and the pedestal under a predetermined high temperature condition. It is possible to achieve the effect of reducing the problem that the above-mentioned error occurs again by performing the annealing after the pedestal joining process to eliminate the residual stress.

【0011】また、半導体歪みセンサでは、上記台座接
合工程の前に、ウエハ裏面からのエッチングによりダイ
ヤフラムや曲げビームを形成する工程を行うので、この
時に用いるプラズマ処理により生じた上述のダメージ
を、このアニール工程で回復することができる。したが
って、トリム後の組付け工程の温度による上記ダメージ
の回復による出力特性の変動を低減することができる。
Further, in the semiconductor strain sensor, since the step of forming the diaphragm and the bending beam by etching from the back surface of the wafer is performed before the pedestal joining step, the above-mentioned damage caused by the plasma treatment used at this time is caused. It can be recovered in the annealing process. Therefore, it is possible to reduce the fluctuation of the output characteristics due to the recovery of the damage due to the temperature of the assembly process after trimming.

【0012】本発明の第2の構成は、上記第1の構成に
おいて更に、前記台座のステム接合面に金属膜を真空蒸
着又はスパッタリングにより被着するメタライズ工程を
有し、前記アニール工程が、前記メタライズ工程後に実
施されることを特徴としている。本構成によれば、ウエ
ハに接合された台座の裏面すなわちステムなどの支持部
材への金属接合(はんだ付け)のために台座の取付け面
にメタライズ層を真空蒸着やスパッタリングで被着する
場合の上記ダメージを、このアニール工程で回復するこ
とができる。したがって、トリム後の組付け工程の温度
による上記ダメージの回復による出力特性の変動を低減
することができる。
A second structure of the present invention further comprises a metallizing step of depositing a metal film on the stem joining surface of the pedestal by vacuum vapor deposition or sputtering in the first structure, wherein the annealing step comprises It is characterized in that it is carried out after the metallizing step. According to this structure, the metallization layer is attached to the mounting surface of the pedestal by vacuum deposition or sputtering for metal bonding (soldering) to the back surface of the pedestal bonded to the wafer, that is, to the supporting member such as the stem. Damage can be recovered by this annealing process. Therefore, it is possible to reduce the fluctuation of the output characteristics due to the recovery of the damage due to the temperature of the assembly process after trimming.

【0013】本発明の第3の構成は、上記第1の構成に
おいて更に、前記台座接合工程後、前記台座の一部を残
して前記ウエハ側からダイシングラインに沿って部分切
断を行うハーフカット工程を有し、前記アニール工程
は、前記ハーフカット工程後に実施されることを特徴と
している。本構成によれば、ハーフカットによりウエハ
及び台座がほとんど切断されているので、残留応力の緩
和が容易となり、アニール効果を一層向上することがで
きる。
A third structure of the present invention is the same as the first structure, further comprising a half-cutting step in which after the base joining step, a part of the base is left and the wafer is partially cut along a dicing line. And the annealing step is performed after the half-cutting step. According to this configuration, since the wafer and the pedestal are almost cut by the half cut, the residual stress can be eased easily, and the annealing effect can be further improved.

【0014】本発明の第4の構成は、ウエハ上に信号変
換素子及び調整用抵抗素子を形成する素子形成工程、少
なくともプラズマ処理プロセスを含むとともに前記ウエ
ハの所定領域を薄肉化するウエハエッチング工程、前記
調整用抵抗素子をトリミングして前記信号変換素子の出
力特性のばらつきを低減するトリミング工程、前記ウエ
ハ及び前記台座をダイシングしてなるチップ付台座を加
熱しつつステムに接合する組付け工程を上記順序で実施
する半導体センサの製造方法において、前記ウエハエッ
チング工程後で前記トリミング工程前に前記ウエハ及び
台座を所定の温度まで加熱し、その後、徐冷するアニー
ル工程を実施することを特徴とする半導体センサの製造
方法である。
A fourth structure of the present invention is an element forming step of forming a signal conversion element and an adjusting resistance element on a wafer, a wafer etching step of including at least a plasma processing step and thinning a predetermined region of the wafer, The trimming step of trimming the adjustment resistance element to reduce variations in the output characteristics of the signal conversion element, and the assembling step of joining the chip-equipped pedestal obtained by dicing the wafer and the pedestal to the stem while heating are performed. In the method for manufacturing a semiconductor sensor, which is performed in order, an annealing process is performed in which the wafer and the pedestal are heated to a predetermined temperature after the wafer etching process and before the trimming process, and then gradually cooled. It is a manufacturing method of a sensor.

【0015】例えば圧力検出用のダイヤフラムや加速度
力検出用の曲げビームなどを形成するウエハエッチング
工程におけるプラズマ処理プロセスより生じた上述のプ
ラズマダメージはアニールにより回復されるので、トリ
ム後の組付け工程の温度による上記ダメージの回復によ
る出力特性の変動を低減することができる。本発明の第
5の構成は、上記第1乃至第4のいずれかの構成におい
て更に、前記アニール工程を、450℃、72分〜45
0℃、192分の範囲内で実施することを特徴としてい
る。
For example, since the above-mentioned plasma damage caused by the plasma processing process in the wafer etching process for forming a diaphragm for pressure detection and a bending beam for acceleration force detection is recovered by annealing, it is possible to remove the plasma damage during the assembly process after trimming. It is possible to reduce variation in output characteristics due to recovery of the damage due to temperature. A fifth structure of the present invention is the structure of any one of the first to fourth structures, wherein the annealing step is further performed at 450 ° C. for 72 minutes to 45 minutes.
It is characterized in that it is carried out at 0 ° C. for 192 minutes.

【0016】本発明の第6の構成は、ウエハ上に信号変
換素子及び調整用抵抗素子を形成する素子形成工程、前
記ウエハを台座に所定の高温雰囲気で接合する台座接合
工程、前記調整用抵抗素子をトリミングして前記信号変
換素子の出力特性のばらつきを低減するトリミング工
程、前記ウエハ及び前記台座をダイシングしてなるチッ
プ付台座を加熱しつつステムに接合する組付け工程を上
記順序で実施する半導体センサの製造方法において、前
記台座接合工程は、予めステム接合面に金属膜を被着さ
れた前記台座を用いて行うことを特徴とする半導体セン
サの製造方法である。
A sixth structure of the present invention is an element forming step of forming a signal conversion element and an adjusting resistance element on a wafer, a pedestal joining step of joining the wafer to a pedestal in a predetermined high temperature atmosphere, and the adjusting resistor. The trimming step for trimming the element to reduce the variation in the output characteristics of the signal conversion element, and the assembling step for joining the chip and the pedestal formed by dicing the wafer and the pedestal to the stem while heating are performed in the above order. In the method of manufacturing a semiconductor sensor, the pedestal bonding step is performed using the pedestal having a metal film deposited on the stem bonding surface in advance.

【0017】本構成によれば、ウエハに台座を接合した
後、台座にメタライズ層を被着しないので、その際にダ
メージが生じることがなく、その結果、トリム後の組付
け工程の温度による上記ダメージの回復による出力特性
の変動を0にすることができる。
According to this structure, since the metallization layer is not deposited on the pedestal after the pedestal is bonded to the wafer, no damage occurs at that time. The fluctuation of the output characteristics due to the damage recovery can be made zero.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の好適な態様を以下の実施
例により説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the following examples.

【0019】[0019]

【実施例】【Example】

(実施例1)以下、この発明を適用した半導体加速度セ
ンサの一実施例を図面に従って説明する。図1におい
て、穴開きの台座11上にシリコンチップ10が接合さ
れ、台座11はステム12上に接合されている。13は
金属缶であり、ステム12の周縁部に溶接されて内部を
気密の基準圧力室Sとしている。ステム12の孔部にシ
ールガラスにより固定された端子ピン14の内端はワイ
ヤ15によりシリコンチップ10上の各ボンディングパ
ッド(図示せず)に個別に接続されている。シリコンチ
ップ10の裏面に凹溝1aが穿設されており、凹溝1a
には、台座11及びステム12にそれぞれ貫設された被
測定圧力導入孔11a、12aを通じて被測定圧力が導
入される。
(Embodiment 1) An embodiment of a semiconductor acceleration sensor to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, a silicon chip 10 is joined to a perforated pedestal 11, and the pedestal 11 is joined to a stem 12. A metal can 13 is welded to the peripheral portion of the stem 12 to form an airtight reference pressure chamber S. The inner ends of the terminal pins 14 fixed to the holes of the stem 12 with seal glass are individually connected to the respective bonding pads (not shown) on the silicon chip 10 by the wires 15. A concave groove 1a is formed on the back surface of the silicon chip 10.
The pressure to be measured is introduced into the base 11 and the stem 12 through the pressure introducing holes 11a and 12a to be measured.

【0020】凹溝1aは後述の異方性エッチングにより
形成され、凹溝1aに接するシリコンチップ10の薄肉
の部分は、以下、薄肉起歪部(ダイヤフラム部)Aと称
される。この薄肉起歪部(ダイヤフラム部)Aには2対
の歪みゲージからなるブリッジ回路が形成されている。
このセンサにおいて、薄肉起歪部Aにかかる差圧により
薄肉起歪部Aが歪み、歪みゲージの抵抗値が変化し、そ
れをブリッジ回路で検出することは従来と同じである。
The concave groove 1a is formed by anisotropic etching which will be described later, and the thin portion of the silicon chip 10 which is in contact with the concave groove 1a is hereinafter referred to as a thin strain generating portion (diaphragm portion) A. A bridge circuit composed of two pairs of strain gauges is formed in the thin-walled strain generating portion (diaphragm portion) A.
In this sensor, the thin strain element S is distorted by the differential pressure applied to the thin element strain portion A, the resistance value of the strain gauge changes, and this is detected by the bridge circuit as in the prior art.

【0021】以下、このセンサの製造工程の一例を図2
〜図4を参照して説明する。 (素子形成工程)P型半導体基板上にN型層をエピタキ
シャル成長させた面方位(110)又は(100)のシ
リコンウェハ100を用意し、それを熱処理(800〜
1100℃、O2 又はウェットO2 酸化)し、5000
〜10000ÅのSiO2 膜1000を形成する(図2
(a))。
An example of the manufacturing process of this sensor will be described below with reference to FIG.
~ It demonstrates with reference to FIG. (Device forming step) A silicon wafer 100 having a plane orientation (110) or (100) in which an N-type layer is epitaxially grown on a P-type semiconductor substrate is prepared and heat-treated (800 to 800).
1100 ° C, O 2 or wet O 2 oxidation), and 5000
A SiO 2 film 1000 having a thickness of about 10000 Å is formed (see FIG. 2).
(A)).

【0022】次に、引出し抵抗部が開口したレジストパ
ターン1100を形成し、HF系溶液を用いたウェット
エッチング又はCF4 ガスを用いたドライエッチングに
て酸化膜1000を選択除去し、その後、引出し抵抗2
00をなすP型領域を形成する(図2(b))。次に、
ダイヤフラム上とその周辺が開口したレジストパターン
1200を形成し、ウェットエッチング又はドライエッ
チングにて酸化膜1000を図に示すように選択除去す
る(2(c))。
Next, a resist pattern 1100 having an opening for a drawing resistance portion is formed, and the oxide film 1000 is selectively removed by wet etching using an HF solution or dry etching using CF 4 gas. Two
A P-type region of 00 is formed (FIG. 2B). next,
A resist pattern 1200 having openings on and around the diaphragm is formed, and the oxide film 1000 is selectively removed by wet etching or dry etching as shown in the figure (2 (c)).

【0023】次に、レジストパターン1200の除去
後、ウェット酸化又はドライ酸化(800〜1100
℃、O2 又はウェットO2 酸化)にて、500〜200
0ÅのSiO2 膜400aを形成する。その後、ゲ−ジ
抵抗予定領域上にて開口されたレジストパターン130
0を形成し、ボロンをイオン注入し、歪みゲージ3を形
成する(図2(d))。
Next, after removing the resist pattern 1200, wet oxidation or dry oxidation (800 to 1100) is performed.
℃, O 2 or wet O 2 oxidation) 500-200
A 0Å SiO 2 film 400a is formed. After that, a resist pattern 130 opened on the gate resistance planned region.
0 is formed, boron is ion-implanted, and the strain gauge 3 is formed (FIG. 2D).

【0024】その後、レジストパターン1300を除去
し、POCl3 中にて熱処理(900〜1000℃、3
0〜60分)して、リンをSiO2 膜400aに拡散さ
せてPSG膜400bを形成する。上記工程により、ダ
イヤフラム上に、耐環境性に優れた2層構造の酸化膜に
よる第1保護膜400が形成される(図2(e))。次
に、コンタクト部が開口したレジストパターンを形成
し、ウェット又はドライエッチングにて第1保護膜40
0を選択除去し、コンタクト穴を形成する。その後、レ
ジストを除去して全面にアルミニウム膜500を堆積さ
せて図3(a)に示す構成を得る。
[0024] Thereafter, a resist pattern 1300 is removed, heat treatment at in POCl 3 (900~1000 ℃, 3
0-60 minutes) to diffuse phosphorus into the SiO 2 film 400a to form a PSG film 400b. Through the above steps, the first protective film 400 made of an oxide film having a two-layer structure and excellent in environmental resistance is formed on the diaphragm (FIG. 2E). Next, a resist pattern having an open contact portion is formed, and the first protective film 40 is formed by wet or dry etching.
0 is selectively removed to form a contact hole. Then, the resist is removed and an aluminum film 500 is deposited on the entire surface to obtain the structure shown in FIG.

【0025】次に、配線部、ダイヤフラム領域を被覆し
たレジストパターン1400を形成し、ウェットエッチ
ング(硝酸とリン酸の混合液)を行ってアルミニウム膜
500をパターニングし(図3(b))、レジスト除去
後、第2保護膜600を堆積させる(図3(c))。次
に、パッド部予定領域上が開口したレジストパターン1
500を形成し、第2保護膜600を選択除去する(図
3(d))。これにより歪みゲージ3などの素子が形成
されたウエハ101が形成される。なお、公知の工程に
よりレーザートリミング用の調整抵抗素子(図示せず)
もウエハ40に形成される。なお、上記素子形成工程の
終了後、ウエハ101を450℃、30分間、維持し、
その後、除冷しててウエハ101のアニール(素子形成
プロセス完了後のアニール)を従来通り行った。
Next, a resist pattern 1400 covering the wiring part and the diaphragm region is formed, wet etching (mixed solution of nitric acid and phosphoric acid) is performed to pattern the aluminum film 500 (FIG. 3B), and the resist is formed. After the removal, the second protective film 600 is deposited (FIG. 3C). Next, a resist pattern 1 having an opening on the planned pad area
Then, 500 is formed, and the second protective film 600 is selectively removed (FIG. 3D). As a result, the wafer 101 on which elements such as the strain gauge 3 are formed is formed. An adjusting resistance element for laser trimming (not shown) by a known process.
Are also formed on the wafer 40. After the element forming process is completed, the wafer 101 is kept at 450 ° C. for 30 minutes,
Then, after cooling, the wafer 101 was annealed as usual (annealing after completion of the element formation process).

【0026】(ダイヤフラム部形成工程)次に、ウエハ
裏面を削って所定の厚さに調整した後、ウエハ裏面をプ
ラズマクリーニングし、その後、プラズマCVD法によ
りプラズマ窒化シリコン膜をウエハ裏面に被着し、次に
裏面(図2の下面)にレジストパターンを形成した後、
プラズマドライエッチングにより上記レジストの開口か
らプラズマ窒化シリコン膜を選択開口してウエハ101
のエッチングすべき裏面の開口予定領域を露出させ、そ
の後、残留レジストを除去する。なお、電気化学エッチ
ングにおけるウエハ101への電極接続のために同様に
ウエハ101の表面(図2の上面)にも予め開口を形成
しておく。
(Diaphragm portion forming step) Next, after the back surface of the wafer is ground to adjust the thickness to a predetermined value, the back surface of the wafer is plasma cleaned, and then a plasma silicon nitride film is deposited on the back surface of the wafer by the plasma CVD method. , Then, after forming a resist pattern on the back surface (lower surface in FIG. 2),
A plasma silicon nitride film is selectively opened from the opening of the resist by plasma dry etching to form the wafer 101.
The area to be opened on the back surface to be etched is exposed, and then the residual resist is removed. It should be noted that openings are similarly formed in advance on the surface of the wafer 101 (upper surface in FIG. 2) for electrode connection to the wafer 101 in electrochemical etching.

【0027】次に、このウエハ101の電気化学エッチ
ングする。図4(a)には、ウエハ101にダイヤフラ
ムを形成するための電気化学エッチング装置の概略図を
示す。この電気化学エッチング装置は、基台140と筒
状の枠体150と蓋体160とを備え、これら部材は4
フッ化エチレン樹脂等が用いられ、高絶縁性でかつ断熱
性と耐蝕性に優れている。基台140の上には枠体15
0の下面開口端がOリング170によって液密状態で保
持可能な状態で配置されるとともに、枠体150の上面
開口端は蓋体160がOリング180により液密状態で
取り付けられている。この基台140と枠体150と上
面開口端は蓋体160とで密閉容器が構成され、この容
器内にアルカリ異方性エッチング液としての33wt%
KOH水溶液190が充填できるようになっている。
Next, the wafer 101 is electrochemically etched. FIG. 4A shows a schematic view of an electrochemical etching apparatus for forming a diaphragm on the wafer 101. This electrochemical etching apparatus includes a base 140, a cylindrical frame body 150, and a lid body 160.
Fluorinated ethylene resin, etc. is used, and it has high insulation and excellent heat insulation and corrosion resistance. The frame 15 is placed on the base 140.
The lower open end of 0 is arranged in a state that it can be held in a liquid-tight state by an O-ring 170, and the upper open end of the frame 150 is attached to the lid 160 in a liquid-tight state by an O-ring 180. The base 140, the frame 150, and the lid 160 at the upper open end constitute a closed container, and 33 wt% as an alkali anisotropic etching liquid is contained in the container.
A KOH aqueous solution 190 can be filled.

【0028】基台140の上面140aは平滑なる基板
載置面となっており、この上面140aにエッチングす
るべきウエハ101が配置される。この時、ウエハ10
1のP型シリコン基板1001が上を向き、P型シリコ
ン基板1001の表面が33wt%KOH水溶液190
と接している。また、ウエハ101の金属膜520が基
台140の上面140aと密接している。
The upper surface 140a of the base 140 is a smooth substrate mounting surface, and the wafer 101 to be etched is placed on this upper surface 140a. At this time, the wafer 10
The first P-type silicon substrate 1001 faces upward, and the surface of the P-type silicon substrate 1001 has a 33 wt% KOH aqueous solution 190.
Is in contact with. The metal film 520 of the wafer 101 is in close contact with the upper surface 140 a of the base 140.

【0029】基台140における上面(基板載置面)1
40aの外周部には負圧室形成用凹部200が環状に設
けられている。枠体150の下面にはリング状のパッキ
ン210が固着され、このパッキン210はウエハ10
1の外周縁を挟んだ状態で負圧室形成形成用凹部200
の開口部を塞いでいる。そして、図示しない真空ポンプ
等により負圧室形成形成用凹部200内を真空引きする
ことにより、パッキン210が吸引されてウエハ101
が移動不能に固定されるようになっている。このよう
に、ウエハ101の外周縁でのエッチング面に対するマ
スキングはパッキン210により行われる。また、この
真空引きにより基台140と枠体150とが吸引固定さ
れる。
The upper surface (substrate mounting surface) 1 of the base 140
A negative pressure chamber forming recess 200 is annularly provided on the outer peripheral portion of 40a. A ring-shaped packing 210 is fixed to the lower surface of the frame body 150.
1. Negative pressure chamber forming recess 200 with the outer peripheral edge of No. 1 sandwiched
Is blocking the opening. Then, the inside of the negative pressure chamber forming recess 200 is evacuated by a vacuum pump (not shown) or the like, so that the packing 210 is sucked to suck the wafer 101.
Is fixed immovably. Thus, the packing 210 masks the etching surface at the outer peripheral edge of the wafer 101. In addition, the base 140 and the frame 150 are suction-fixed by this vacuuming.

【0030】図4(b)に示すように、基台140には
その上面(基板載置面)140aと負圧室形成用凹部2
00とを連通する通路230が形成され、この通路23
0には陽極電極240が配置されている。陽極電極24
0の一端は負圧室形成用凹部200においてナット25
0によりピン260と連結されている。ピン260は連
通孔270により基台140の外部に露出し、かつOリ
ング280により気密が保持されている。陽極電極24
0の先端は、ウエハ101の無い状態においては基台1
40の上面140aから距離Lだけ突出し、ウエハ10
1を基台140の上面140aに配置した状態において
は陽極電極240は図4(b)に二点鎖線で示すように
撓む。このように、陽極電極240はウエハ101の金
属膜520に一定の接触圧をもって接触してウエハ10
1に電圧が印加可能となる。
As shown in FIG. 4B, the base 140 has an upper surface (substrate mounting surface) 140a and a recess 2 for forming the negative pressure chamber.
A passage 230 communicating with 00 is formed.
An anode electrode 240 is arranged at 0. Anode electrode 24
One end of 0 is the nut 25 in the negative pressure chamber forming recess 200.
It is connected to the pin 260 by 0. The pin 260 is exposed to the outside of the base 140 by the communication hole 270 and is kept airtight by the O-ring 280. Anode electrode 24
The tip of 0 is the base 1 when there is no wafer 101.
The wafer 10 protrudes from the upper surface 140a of the wafer 40 by a distance L.
When 1 is placed on the upper surface 140a of the base 140, the anode electrode 240 bends as shown by the chain double-dashed line in FIG. As described above, the anode electrode 240 is brought into contact with the metal film 520 of the wafer 101 with a constant contact pressure to bring the wafer 10 into contact.
A voltage can be applied to 1.

【0031】図4(a)において、蓋体160には枠体
150内に至る供給通路290が設けられ、この供給通
路290にてバルブ300を通じて33wt%KOH水
溶液が、バルブ310を通じて純水が。バルブ320を
通じて窒素ガスが、それぞれ供給できるようになってい
る。また、蓋体160には内部と外部とを連通する排出
通路330が設けられ、排出通路330の一端はパイプ
340にて枠体150の底部に開口している。そして、
このパイプ340及び排出通路330を通じて枠体15
0内のKOH水溶液190や純粋などが排出できるよう
になっている。
In FIG. 4A, the lid 160 is provided with a supply passage 290 reaching the inside of the frame 150. In this supply passage 290, 33 wt% KOH aqueous solution is passed through the valve 300 and pure water is passed through the valve 310. Nitrogen gas can be supplied through the valve 320. A discharge passage 330 that communicates the inside and the outside is provided in the lid 160, and one end of the discharge passage 330 is opened to the bottom of the frame 150 by a pipe 340. And
Through the pipe 340 and the discharge passage 330, the frame 15
The KOH aqueous solution 190 in 0, pure water, etc. can be discharged.

【0032】棒状の陰極電極350が蓋体160を貫通
する状態で配置され、かつ0リング360にて気密が保
持されている。この陰極電極350は枠体150内の3
3wt%KOH水溶液に対し所定深さまで延びている。
陰極電極350と陽極電極240との間に、直流電源
(1〜10V)370と電流計380とが直列接続され
ている。接点390の閉路により直流電源370にて陰
極電極350と陽極電極240との間に電位差が印加さ
れ、電流計380が流れる電流を検出する。
A rod-shaped cathode electrode 350 is arranged so as to penetrate the lid 160, and is kept airtight by an O-ring 360. This cathode electrode 350 has three
It extends to a predetermined depth with respect to a 3 wt% KOH aqueous solution.
A DC power supply (1 to 10 V) 370 and an ammeter 380 are connected in series between the cathode electrode 350 and the anode electrode 240. Due to the closing of the contact 390, a potential difference is applied between the cathode electrode 350 and the anode electrode 240 by the DC power supply 370, and the current flowing through the ammeter 380 is detected.

【0033】ヒータ400が蓋体160を貫通する状態
で配置され、かつ、Oリング410にて気密が保持され
ている。このヒータ400に通電することによりヒータ
400が発熱して33wt%KOH水溶液190を昇温
することができる。温度センサ420が蓋体160を貫
通する状態で配置され、かつ、Oリング430にて気密
が保持されている。この温度センサ420によりKOH
水溶液190の温度が検出される。温度コントローラ4
40は温度センサ420によるKOH水溶液190の温
度をモニタしてヒータ400の通電電流を制御し、温度
を110℃に保持する。
The heater 400 is arranged so as to pass through the lid 160, and is kept airtight by an O-ring 410. By energizing the heater 400, the heater 400 generates heat and the 33 wt% KOH aqueous solution 190 can be heated. The temperature sensor 420 is arranged so as to penetrate the lid 160, and the O-ring 430 keeps airtightness. With this temperature sensor 420, KOH
The temperature of the aqueous solution 190 is detected. Temperature controller 4
Reference numeral 40 monitors the temperature of the KOH aqueous solution 190 by the temperature sensor 420, controls the energization current of the heater 400, and holds the temperature at 110 ° C.

【0034】枠体150内には攪拌翼450が配置さ
れ、蓋体160に取り付けられたモータ460によりカ
ップリング470を通じて攪拌翼450が回転してKO
H水溶液190を攪拌する。攪拌翼450はOリング4
80にて気密が保持されている。メインコントローラ4
90は開始スイッチ500からの信号によりエッチング
の開始を検出するとともに電流計380からの信号によ
り通電電流を検出する。更に、メインコントローラ49
0は接点390、モータ460、温度コントローラ44
0、バルブ300、310、320を駆動制御する。
A stirring blade 450 is arranged in the frame body 150, and the stirring blade 450 is rotated through a coupling 470 by a motor 460 attached to the lid body 160 and KO.
The H aqueous solution 190 is stirred. Stirring blade 450 is O-ring 4
Airtightness is maintained at 80. Main controller 4
Reference numeral 90 detects the start of etching by the signal from the start switch 500, and also detects the energizing current by the signal from the ammeter 380. Furthermore, the main controller 49
0 is contact 390, motor 460, temperature controller 44
0, drive control of the valves 300, 310, 320.

【0035】エッチングの際には、図4(a)に示すよ
うに、ウエハ101を基台140の上面140aに配置
し、負圧室形成用凹部200内を真空引きしてパッキン
210にてウエハ101を固定する。所定時間Tが経過
すると、メインコントローラ490は電気化学エッチン
グを終了する。すなわち、KOH水溶液190の排出、
純水の導入による洗浄、攪拌翼450の停止、通電の遮
断、純水の排出及び窒素ガス供給による乾燥を行う。
At the time of etching, as shown in FIG. 4A, the wafer 101 is placed on the upper surface 140a of the base 140, the inside of the negative pressure chamber forming recess 200 is evacuated, and the packing 210 is used. Fix 101. When the predetermined time T has passed, the main controller 490 ends the electrochemical etching. That is, the discharge of the KOH aqueous solution 190,
Cleaning is performed by introducing pure water, the stirring blade 450 is stopped, electricity is cut off, pure water is discharged, and drying is performed by supplying nitrogen gas.

【0036】次に、負圧室形成用凹部200内の負圧を
解除して基台140と枠体150とを分離してウエハ1
01を取り出す。次に、電気化学エッチングのマスク材
として用いた上記プラズマ窒化膜(PーSiN)をウエ
ットエッチングにより除去する。 (陽極接合工程)その後、陽極接合法によりウエハ10
1を台座板110に接合する(図5(a))。以下、陽
極接合工程を説明する。なお、台座板110は図1に示
すチップ単位にダイシングされるまえのウエハ単位の台
座である。
Next, the negative pressure in the negative pressure chamber forming recess 200 is released to separate the base 140 and the frame 150, and the wafer 1
Take out 01. Next, the plasma nitride film (P-SiN) used as a mask material for the electrochemical etching is removed by wet etching. (Anodic bonding process) After that, the wafer 10 is formed by the anodic bonding method.
1 is joined to the base plate 110 (FIG. 5A). The anodic bonding process will be described below. The pedestal plate 110 is a pedestal in wafer units before being diced into chip units shown in FIG.

【0037】多数の貫通孔を有する平板からなる台座板
110の一面(メタライズ面)には金属蒸着(メタライ
ズ)膜が予め形成されており、この台座板110の上に
ウエハ101を載置した状態で一対の電極によりこれら
を挟圧する。メタライズ膜としては、Au/Ni/Ti
膜を採用した。このメタライズ膜は上述するステムへの
半田付けにおける濡れ性向上のために行うものである。
A metal deposition film is preliminarily formed on one surface (metallized surface) of the base plate 110 made of a flat plate having a large number of through holes, and the wafer 101 is placed on the base plate 110. These are pressed by a pair of electrodes. As the metallized film, Au / Ni / Ti
Adopted a membrane. This metallized film is provided to improve the wettability in soldering to the stem described above.

【0038】次に、357〜363℃、1〜10×10
-4Paの雰囲気条件中で両電極間に400Vの直流電圧
をウエハ101側を正として約10分程度印加する。こ
れにより、台座板110からウエハ101への酸素イオ
ンの移動が生じていわゆる陽極接合が生じる。 (ハーフカット工程)次に、ウエハ101のチップダイ
シングラインに沿って台座110及びウエハ101をハ
ーフカット(ハーフダイシング)する。
Next, 357 to 363 ° C., 1 to 10 × 10
A DC voltage of 400 V is applied between both electrodes for about 10 minutes with the positive side on the wafer 101 side under an atmosphere condition of -4 Pa. As a result, oxygen ions move from the base plate 110 to the wafer 101, and so-called anodic bonding occurs. (Half Cut Step) Next, the pedestal 110 and the wafer 101 are half cut (half dicing) along the chip dicing line of the wafer 101.

【0039】(第1アニール工程)次に、ウエハ101
を450℃で192分保持し、徐々に放熱して2回目の
アニールを行う。もちろん、アニール雰囲気は真空とし
てもよい。 (トリミング工程)次に、ウエハ101に形成された上
述のトリム抵抗(図1参照)をレーザートリミングして
出力特性を基準特性に一致させた後、ウエハ101を上
記ハーフカットされた溝に沿って完全にダイシングし、
各チップに分離する。この時、台座板110は台座11
に分離される。
(First Annealing Step) Next, the wafer 101
Is held at 450 ° C. for 192 minutes, and heat is gradually released to perform the second annealing. Of course, the annealing atmosphere may be a vacuum. (Trimming Step) Next, the trim resistor (see FIG. 1) formed on the wafer 101 is laser-trimmed to match the output characteristic with the reference characteristic, and then the wafer 101 is moved along the half-cut groove. Completely diced,
Separate into chips. At this time, the pedestal plate 110 is the pedestal 11
Is separated into

【0040】(取り付け工程)次に、チップ付の台座1
1をステム12に約310℃の温度ではんだ付けし、ワ
イヤボンディングも行い、金属缶13をステム12に溶
接して組立を完了する。この実施例によれば、トリミン
グ工程の直前にてアニールを行っているので、上述した
理由により歪みセンサの出力特性のばらつきを低減する
ことができる。
(Mounting process) Next, the pedestal 1 with a chip
1 is soldered to the stem 12 at a temperature of about 310 ° C., wire bonding is also performed, and the metal can 13 is welded to the stem 12 to complete the assembly. According to this embodiment, since the annealing is performed immediately before the trimming process, it is possible to reduce the variation in the output characteristics of the strain sensor for the reason described above.

【0041】(試験)それぞれ8〜13個の試験品を用
いてアニール温度及びアニール時間を変化させた場合の
出力特性のばらつき低減量の変化を図6に示す。450
℃、72分以上のアニールにより大幅に出力特性ばらつ
き低減が実現することがわかる。なお、この試験品では
チップにオペアンプ型の増幅回路を内蔵している。比較
例として上記第1アニール工程を行わない場合のダイシ
ング後及び取り付け工程後の出力特性のばらつき量を図
7に示す。本実施例により出力特性ばらつきを数分の1
に低減できた。 (実施例2)他の実施例を説明する。
(Test) FIG. 6 shows the change in the variation reduction amount of the output characteristics when the annealing temperature and the annealing time were changed using 8 to 13 test products. 450
It can be seen that the output characteristic variation can be significantly reduced by annealing at 72 ° C. for 72 minutes or longer. This test product has an operational amplifier type amplifier circuit built in the chip. As a comparative example, FIG. 7 shows the amount of variation in the output characteristics after the dicing and after the mounting process when the first annealing process is not performed. According to this embodiment, the output characteristic variation is reduced to a fraction.
Was reduced to (Embodiment 2) Another embodiment will be described.

【0042】この実施例は、実施例1において、第1ア
ニール工程とトリミング工程との間にメタライズ工程を
設けたものである。当然、陽極接合工程においてはメタ
ライズ膜が予め形成されていない台座板110を用いら
れる。そして、台座板110のステムへの半田付け面に
は、第1アニール工程とトリミング工程との間にてメタ
ライズ膜としてAu/Ni/Ti膜が形成される。
In this embodiment, a metallizing process is provided between the first annealing process and the trimming process in the first embodiment. As a matter of course, in the anodic bonding process, the base plate 110 on which the metallized film is not previously formed is used. Then, an Au / Ni / Ti film as a metallized film is formed on the surface of the base plate 110 to be soldered to the stem between the first annealing process and the trimming process.

【0043】メタライズ工程は、電子ビーム真空蒸着に
より、1〜4×10-6Torr、Tiの厚さ約3000
オングストローム、Niの厚さ約6000オングストロ
ーム、Auの厚さ約1500オングストロームという条
件で行ったものである。このようなPVD法にてメタラ
イズ層の形成を行うと上述の理由によりダイヤフラム、
特に歪みゲージ3付近に結晶のダメージが生じ、このダ
メージが取り付け工程において回復することによりトリ
ミング工程の採用にもかかわらず出力特性のばらつきが
生じる。そこで、本実施例では、トリミング工程前に3
50℃、27分のアニール(第2アニール工程)を行
い、このダメージを回復させる。
The metallization process is performed by electron beam vacuum evaporation to a thickness of 1 to 4 × 10 -6 Torr and Ti of about 3000.
The thickness is about angstroms, the thickness of Ni is about 6000 angstroms, and the thickness of Au is about 1500 angstroms. When the metallized layer is formed by such a PVD method, the diaphragm,
In particular, crystal damage occurs near the strain gauge 3, and this damage is recovered in the mounting process, causing variations in output characteristics despite the adoption of the trimming process. Therefore, in the present embodiment, 3 before the trimming process.
Annealing at 50 ° C. for 27 minutes (second annealing step) is performed to recover this damage.

【0044】このメタライズ工程とトリミング工程との
間にアニールを行う効果を実証するために1ロットが1
5個のチップからなる試験品を2ロット用いて、アニー
ル温度を各種変化させて出力変動量を調べた。ただし、
ハーフカット工程は省略した。その結果を図8に示す。
図8から、第1アニール工程とトリミング工程との間に
メタライズ工程を行う場合でも、上記第2アニール工程
により出力特性ばらつきを低減できることがわかった。
In order to verify the effect of annealing between the metallizing process and the trimming process, one lot is
Two lots of test products each consisting of five chips were used, and the annealing temperature was variously changed to examine the output fluctuation amount. However,
The half cut process was omitted. FIG. 8 shows the result.
From FIG. 8, it was found that even when the metallizing step is performed between the first annealing step and the trimming step, the output characteristic variation can be reduced by the second annealing step.

【0045】また、1ロットが15個のチップからなる
試験品を1ロット用いて、アニール時間を各種変化させ
て出力変動量を調べた。その結果を図9に示す。図9か
ら、第2アニール工程とトリミング工程との間にメタラ
イズ工程を行う場合でも、上記アニール工程を27分以
上実施することにより出力特性ばらつきを低減できるこ
とがわかった。 (実施例3)他の実施例を説明する。
Further, one lot of a test product consisting of 15 chips per lot was used, and the annealing time was variously changed to examine the output fluctuation amount. The result is shown in FIG. From FIG. 9, it was found that even when the metallizing step is performed between the second annealing step and the trimming step, the output characteristic variation can be reduced by performing the annealing step for 27 minutes or more. (Embodiment 3) Another embodiment will be described.

【0046】この実施例は、実施例2において、メタラ
イズ工程終了後の上記第2アニール工程の他に、ダイヤ
フラム部形成工程終了後に第3アニール工程を行い、陽
極接合終了後に第4アニール工程を行うものである。本
実施例によれば、取り付け工程において出力特性のばら
つきが生じる原因となるダイヤフラム部形成工程、陽極
接合工程、メタライズ工程のそれぞれの直後にアニール
工程を実施するので、一層の効果を奏することができ
る。
In this embodiment, in addition to the second annealing process after the metallizing process in the second embodiment, a third annealing process is performed after the diaphragm portion forming process, and a fourth annealing process is performed after the anodic bonding is completed. It is a thing. According to the present embodiment, the annealing process is performed immediately after each of the diaphragm portion forming process, the anodic bonding process, and the metallizing process that cause variations in the output characteristics in the mounting process, so that further effects can be achieved. .

【0047】各アニール工程の効果を調べるために、以
下の試験を行った。第1の試験は、ダイヤフラム部形成
工程後のアニール工程(第3アニール工程)だけを行っ
た試験品の出力特性ばらつきを測定したものである。ま
た、比較例としてこの第3アニール工程及び第4アニー
ル工程を実施しない場合の出力特性ばらつきも調べた。
試験結果を図10に示す(ただし台座は接合せず)。
The following tests were conducted in order to investigate the effect of each annealing process. The first test is a measurement of the output characteristic variation of the test product that has undergone only the annealing step (third annealing step) after the diaphragm portion forming step. Further, as a comparative example, variations in output characteristics when the third annealing process and the fourth annealing process were not performed were also examined.
The test results are shown in FIG. 10 (however, the pedestal is not joined).

【0048】この試験結果から、各アニール工程の実施
により格段に出力特性ばらつきを低減できることがわか
った。なお、上記実施例では、半導体圧力センサを例と
して説明したが、半導体加速度センサにも適用できるこ
とは当然である。また、素子形成後でトリミング前にウ
エハの結晶性にダメージを与える処理又は加熱処理を行
い、トリミング後に熱工程を行う半導体センサ全般に本
発明は適用できる。
From this test result, it was found that the output characteristic variation can be remarkably reduced by carrying out each annealing step. In addition, although the semiconductor pressure sensor is described as an example in the above-mentioned embodiment, it is needless to say that the present invention can be applied to a semiconductor acceleration sensor. In addition, the present invention can be applied to all semiconductor sensors in which a process that damages the crystallinity of a wafer is performed or heat treatment is performed after element formation and before trimming, and a thermal process is performed after trimming.

【0049】なお、上記各実施例における出力変動量
は、取り付け工程後のDCオフセット電圧からトリミン
グ工程後のDCオフセット電圧を差し引いたものであ
る。
The output fluctuation amount in each of the above embodiments is obtained by subtracting the DC offset voltage after the trimming process from the DC offset voltage after the mounting process.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1の半導体圧力センサの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor pressure sensor according to a first embodiment.

【図2】図1のセンサの素子形成工程の前半部分を順次
示す工程図である。
2A to 2D are process diagrams sequentially showing the first half of the element forming process of the sensor of FIG.

【図3】図1のセンサの素子形成工程の後半部分を順次
示す工程図である。
3A to 3D are process diagrams sequentially showing the latter half of the element forming process of the sensor of FIG.

【図4】(a)は電気化学エッチング装置を示す全体断
面図であり、(b)は電気化学エッチング装置を示す部
分断面図である。
FIG. 4A is an overall sectional view showing an electrochemical etching apparatus, and FIG. 4B is a partial sectional view showing the electrochemical etching apparatus.

【図5】ダイヤフラム部形成工程、陽極接合工程、ハー
フカット工程を順次示す工程図である。
FIG. 5 is a process diagram sequentially showing a diaphragm forming process, an anodic bonding process, and a half-cutting process.

【図6】実施例1のセンサのアニール条件を変更した場
合の出力特性ばらつきを示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing variations in output characteristics when the annealing conditions of the sensor of Example 1 are changed.

【図7】実施例1のセンサのアニールなしの場合の出力
特性ばらつきを示す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing variations in output characteristics of the sensor of Example 1 without annealing.

【図8】実施例2のセンサのアニール温度を変更した場
合の出力特性ばらつきを示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing variations in output characteristics when the annealing temperature of the sensor of Example 2 is changed.

【図9】実施例2のセンサのアニール時間を変更した場
合の出力特性ばらつきを示す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing variations in output characteristics when the annealing time of the sensor of the second embodiment is changed.

【図10】実施例3のセンサの第3アニール工程の効果
を示す特性図である。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the effect of the third annealing step of the sensor of Example 3;

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 康利 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasutoshi 1-1 1-1 Showa-cho, Kariya city, Aichi Nihon Denso Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ウエハ上に信号変換素子及び調整用抵抗素
子を形成する素子形成工程、前記ウエハを台座に所定の
高温雰囲気で接合する台座接合工程、前記調整用抵抗素
子をトリミングして前記信号変換素子の出力特性のばら
つきを低減するトリミング工程、前記ウエハ及び前記台
座をダイシングしてなるチップ付台座を加熱しつつステ
ムに接合する組付け工程を上記順序で実施する半導体セ
ンサの製造方法において、 前記台座接合工程後で前記トリミング工程前に前記ウエ
ハ及び台座を所定の温度まで加熱し、その後、徐冷する
アニール工程を実施することを特徴とする半導体センサ
の製造方法。
1. An element forming step of forming a signal conversion element and an adjusting resistance element on a wafer, a pedestal joining step of joining the wafer to a pedestal in a predetermined high temperature atmosphere, and the signal by trimming the adjusting resistance element. In a method of manufacturing a semiconductor sensor, a trimming step for reducing variations in output characteristics of a conversion element, an assembly step for joining a pedestal with a chip formed by dicing the wafer and the pedestal to a stem while heating the pedestal in the above order, A method of manufacturing a semiconductor sensor, which comprises performing an annealing process of heating the wafer and the pedestal to a predetermined temperature after the pedestal joining process and before the trimming process, and then gradually cooling the wafer and the pedestal.
【請求項2】前記台座のステム接合面に金属膜を真空蒸
着又はスパッタリングにより被着するメタライズ工程を
有し、前記アニール工程は、前記メタライズ工程後に実
施される請求項1記載の半導体センサの製造方法。
2. The manufacturing of a semiconductor sensor according to claim 1, further comprising a metallizing step of depositing a metal film on the stem joining surface of the pedestal by vacuum deposition or sputtering, and the annealing step is performed after the metallizing step. Method.
【請求項3】前記台座接合工程後、前記台座の一部を残
して前記ウエハ側からダイシングラインに沿って部分切
断を行うハーフカット工程を有し、前記アニール工程
は、前記ハーフカット工程後に実施される請求項1記載
の半導体センサの製造方法。
3. After the step of joining the pedestal, there is a half-cut step of partially cutting along the dicing line from the wafer side while leaving a part of the pedestal, and the annealing step is performed after the half-cut step. The method for manufacturing a semiconductor sensor according to claim 1, wherein the method is used.
【請求項4】ウエハ上に信号変換素子及び調整用抵抗素
子を形成する素子形成工程、少なくともプラズマ処理プ
ロセスを含むとともに前記ウエハの所定領域を薄肉化す
るウエハエッチング工程、前記調整用抵抗素子をトリミ
ングして前記信号変換素子の出力特性のばらつきを低減
するトリミング工程、前記ウエハ及び前記台座をダイシ
ングしてなるチップ付台座を加熱しつつステムに接合す
る組付け工程を上記順序で実施する半導体センサの製造
方法において、 前記ウエハエッチング工程後で前記トリミング工程前に
前記ウエハ及び台座を所定の温度まで加熱し、その後、
徐冷するアニール工程を実施することを特徴とする半導
体センサの製造方法。
4. An element forming step of forming a signal conversion element and an adjusting resistance element on a wafer, a wafer etching step including at least a plasma treatment process and thinning a predetermined region of the wafer, and the adjusting resistance element being trimmed. Then, the trimming step for reducing the variation in the output characteristics of the signal conversion element, and the assembly step for joining the pedestal with a chip obtained by dicing the wafer and the pedestal to the stem while heating the semiconductor pedestal are performed in the above order. In the manufacturing method, after the wafer etching step and before the trimming step, the wafer and the pedestal are heated to a predetermined temperature, and thereafter,
A method for manufacturing a semiconductor sensor, which comprises performing an annealing step of gradually cooling.
【請求項5】前記アニール工程は、450℃、72分〜
450℃、192分の範囲内で実施される請求項1乃至
4のいずれか記載の半導体センサの製造方法。
5. The annealing step is performed at 450 ° C. for 72 minutes.
The method for manufacturing a semiconductor sensor according to claim 1, wherein the method is performed at 450 ° C. for 192 minutes.
【請求項6】ウエハ上に信号変換素子及び調整用抵抗素
子を形成する素子形成工程、前記ウエハを台座に所定の
高温雰囲気で接合する台座接合工程、前記調整用抵抗素
子をトリミングして前記信号変換素子の出力特性のばら
つきを低減するトリミング工程、前記ウエハ及び前記台
座をダイシングしてなるチップ付台座を加熱しつつステ
ムに接合する組付け工程を上記順序で実施する半導体セ
ンサの製造方法において、 前記台座接合工程は、予めステム接合面に金属膜を被着
された前記台座を用いて行うことを特徴とする半導体セ
ンサの製造方法。
6. An element forming step of forming a signal conversion element and an adjusting resistance element on a wafer, a pedestal joining step of joining the wafer to a pedestal in a predetermined high temperature atmosphere, and trimming the adjusting resistance element to perform the signal processing. In a method of manufacturing a semiconductor sensor, a trimming step for reducing variations in output characteristics of a conversion element, an assembly step for joining a pedestal with a chip formed by dicing the wafer and the pedestal to a stem while heating the pedestal in the above order, The method of manufacturing a semiconductor sensor, wherein the pedestal joining step is performed by using the pedestal having a stem joining surface coated with a metal film in advance.
JP23993795A 1995-09-19 1995-09-19 Manufacture of semiconductor sensor Pending JPH0982985A (en)

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