JPH11183286A - 半導体圧力センサウエハ及びその検査方法 - Google Patents

半導体圧力センサウエハ及びその検査方法

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JPH11183286A
JPH11183286A JP34954097A JP34954097A JPH11183286A JP H11183286 A JPH11183286 A JP H11183286A JP 34954097 A JP34954097 A JP 34954097A JP 34954097 A JP34954097 A JP 34954097A JP H11183286 A JPH11183286 A JP H11183286A
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JP
Japan
Prior art keywords
pressure sensor
sensor wafer
semiconductor pressure
semiconductor
wafer
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Application number
JP34954097A
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English (en)
Inventor
Noriyuki Yasuike
則之 安池
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハ状態での特性の測定を行うことのでき
る半導体圧力センサウエハ及びその検査方法を提供す
る。 【解決手段】 半導体基板1にダイアフラム5を形成し
てなる半導体圧力センサウエハにおいて、半導体基板1
の厚膜部の裏面側にエッチングにより除去可能なシリコ
ン酸化膜あるいはアルミ配線材料等からなる薄膜層3、
11を形成してなるようにしたので、圧力印加治具7に
より圧力を印加した状態で特性を測定した後、酸等のエ
ッチング液で薄膜層3、11を除去することにより、半
導体圧力センサウエハを圧力印加治具7から分離するこ
とができ、ウエハ状態での特性の測定を行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板にダイ
アフラムを形成してなる半導体圧力センサウエハ及びそ
の検査方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来この種の半導体圧力センサウエハの
諸評価の内、動作特性測定や動作(信頼性)試験等の検
査については、一般的な半導体デバイスとは異なり、外
部より圧力を印加(加圧及び減圧)した状態で測定を行
う必要があり、半導体センサチップをパッケージに組み
込んだ完成品において、圧力印加治具から圧力を導入す
ることにより、測定を行う必要があった、
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような半導体圧力センサにあっては、ウエハ状態での特
性の測定を行うことはできなかった。
【0004】本発明は、上記の点に鑑みてなしたもので
あり、その目的とするところは、ウエハ状態での特性の
測定を行うことのできる半導体圧力センサウエハ及びそ
の検査方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体圧
力センサウエハは、半導体基板にダイアフラムを形成し
てなる半導体圧力センサウエハにおいて、半導体基板の
厚膜部の裏面側にエッチングにより除去可能な薄膜層を
形成してなることを特徴とするものである。
【0006】請求項2記載の半導体圧力センサウエハ
は、請求項1記載の半導体圧力センサウエハにおいて、
前記薄膜層をシリコン酸化膜により形成したことを特徴
とするものである。
【0007】請求項3記載の半導体圧力センサウエハ
は、請求項1記載の半導体圧力センサウエハにおいて、
前記薄膜層をアルミ配線材料により形成したことを特徴
とするものである。
【0008】請求項4記載の半導体圧力センサウエハ
は、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の半導体圧
力センサウエハにおいて、半導体圧力センサウエハ内の
スクライブレーン上に複数のセンサチップを同時に接続
する配線を形成したことを特徴とするものである。
【0009】請求項5記載の半導体圧力センサウエハの
検査方法は、請求項1乃至請求項4に記載の半導体圧力
センサウエハの各チップのダイアフラムに対応した位置
に圧力導入孔を有するガラス製の圧力印加治具を前記厚
膜部に接合し、該圧力印加治具の圧力導入孔を介して、
各チップのダイアフラムに圧力を印加した状態で特性を
測定した後、酸等のエッチング液で前記薄膜層を除去す
ることにより、半導体圧力センサウエハを前記圧力印加
治具から分離するようにしたことを特徴とするものであ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づき説明する。図1は本発明の実施の形態の
一例に係る半導体圧力センサウエハの製造方法を示す工
程図である。本実施形態の半導体圧力センサウエハの製
造方法は、図1(a)に示すように、半導体基板として
のシリコン基板1の表面に低濃度のボロンをイオン注入
及び熱拡散処理を行うことによりピエゾ抵抗2を形成
し、その後、シリコン酸化膜3及びシリコン窒化膜4を
各々堆積する。ここで、半導体基板1の裏面のダイアフ
ラムを形成する部分のみエッチングされるようにパター
ンニングしておく。次に、シリコン酸化膜3及びシリコ
ン窒化膜4等の絶縁膜をマスクとして、KOHによりシ
リコン基板1の裏面を選択的にエッチングすることによ
り、凹部が形成され薄肉状のダイアフラム5が形成され
る。
【0011】次に、図1(b)に示すように、レジスト
をパターンニングした後、表面側のシリコン窒化膜4を
熱リン酸にて配線部4aのみエッチングする。
【0012】次に、図1(c)に示すように、残ったシ
リコン窒化膜4をマスクとしてシリコン酸化膜3をフッ
酸にて配線部3aのみエッチングする。
【0013】次に、図1(d)に示すように、シリコン
基板1の表面をレジストで保護して裏面側のシリコン窒
化膜4のみを熱リン酸にてエッチングにより除去する。
次に、図1(e)に示すように、シリコン基板1の表面
側にアルミ配線材料(Al−Si)を形成し、レジスト
をパターンニングした後、不必要な部分をエッチングに
より除去し、配線6を形成する。
【0014】このようにして、シリコン基板1の厚膜部
の裏面側に薄膜層としてのシリコン酸化膜3が露出され
た状態で形成されたことになる。
【0015】次に、本実施形態の半導体圧力センサウエ
ハを用いて動作特性測定及び動作(信頼性)試験を行う
方法等の検査方法について説明する。図2は検査工程を
示す断面の模式図である。7は圧力印加治具であり、パ
イレックスガラス等により中空状に形成され、半導体圧
力センサウエハ内の各チップのダイアフラム5と対応す
る位置に圧力導入孔7aが形成されている。圧力印加治
具7には圧力発生器(図示せず)が接続されており、圧
力導入孔7aを介して圧力の導入ができるようになって
いる。図2(a)に示すように、半導体圧力センサウエ
ハと圧力印加治具7とを、各チップのダイアフラム5と
圧力導入孔7aとが対向するように位置合わせをする。
次に、図2(b)に示すように、シリコン基板1の厚膜
部の裏面側と圧力印加治具7の上面側とを陽極接合によ
り接合する。ここで、陽極接合とは、内部に可動イオン
を含むガラスとシリコンあるいはガラスどうしを重ね
て、加熱状態でシリコン側(ガラスどうしの場合はどち
らか一方)を正電位となる方向に直流電界をかけて接合
を行う方法である。
【0016】次に、図2(b)に示すように、ウエハ用
ホットチャック8に圧力印加治具7を設置するととも
に、プローブカード9の測定端子9aを各チップの配線
6に接続させる。動作特性測定の場合には、ウエハ用ホ
ットチャック8で温度コントロールした状態で、圧力発
生器によりダイアフラム5を加圧、減圧しながら、プロ
ーブカード9を介して測定器(図示せず)により電気的
特性を測定する。動作試験の場合には、同様に、ウエハ
用ホットチャック8で温度コントロールした状態で、圧
力発生器によりダイアフラム5を加圧、減圧しながら、
プローブカード9を介して電圧源、電流源により電圧ス
トレス、電流ストレスを印加する。
【0017】以上の検査が終了した段階で、半導体圧力
センサウエハ表面をレジストにより保護した後、フッ酸
にて薄膜層としてのシリコン酸化膜3をエッチング除去
すれば、圧力印加治具7を半導体圧力センサウエハから
取り除くことができる。最後に、レジストを除去すれば
半導体圧力センサウエハを分離することができる。
【0018】以上のように、本実施形態の半導体圧力セ
ンサウエハを用いれば、ウエハ状態での動作特性特性測
定や動作試験等の検査が行えるのである。
【0019】図3は本発明の他の実施の形態に係る半導
体圧力センサウエハの製造方法を示す工程図である。本
実施形態の半導体圧力センサウエハの製造方法は、図3
(a)に示すように、上述の実施形態と同様に、半導体
基板としてのシリコン基板1の表面に低濃度のボロンを
イオン注入及び熱拡散処理を行うことによりピエゾ抵抗
2を形成し、その後、シリコン酸化膜3及びシリコン窒
化膜4を各々堆積する。ここで、半導体基板1の裏面の
ダイアフラムを形成する部分のみエッチングされるよう
にパターンニングしておく。次に、シリコン酸化膜3及
びシリコン窒化膜4等の絶縁膜をマスクとして、KOH
によりシリコン基板1の裏面を選択的にエッチングする
ことにより、凹部が形成され薄肉状のダイアフラム5が
形成される。
【0020】次に、図3(b)に示すように、レジスト
をパターンニングした後、表面及び裏面側のシリコン窒
化膜4を熱リン酸にてエッチングし、表面側の配線部4
a及び裏面全体を除去する。
【0021】次に、図3(c)に示すように、残ったシ
リコン窒化膜4をマスクとしてシリコン酸化膜3をフッ
酸にてエッチングすることにより、表面側の配線部3a
及び裏面全体のシリコン酸化膜3を除去する。
【0022】次に、図3(d)に示すように、シリコン
基板1の表面及び裏面に、アルミ配線材料(Al−S
i)により金属膜を形成し、レジストをパターンニング
した後、不必要な部分(配線部及びダイアフラム構造の
部分)をエッチングにより除去し、シリコン基板1の表
面側にはアルミ配線10、裏面側には厚膜部にのみアル
ミ配線材料による薄膜層11が形成される。
【0023】本実施形態の半導体圧力センサウエハを用
いて動作特性測定及び動作(信頼性)試験を行う方法等
の検査方法は、上述の実施形態の場合と同様であるので
説明を省略するが、本実施形態においては、検査が終了
した段階で、半導体圧力センサウエハ表面をレジストに
より保護した後、フッ酸にてアルミ配線材料による薄膜
層11をエッチング除去することにより、圧力印加治具
7を半導体圧力センサウエハから取り除くことができ
る。
【0024】なお、本実施形態では、アルミ配線材料と
して、Al−Siを使用したが、Al−Si−Cuでも
構わない、また、その他の材料で構成することも可能で
ある。
【0025】次に、本発明に係るシリコン基板1の表面
側に形成される配線の一例を説明する。図4は本実施形
態に係る半導体圧力センサウエハ12及びその一部分を
拡大した状態を示す平面の模式図である。半導体圧力セ
ンサウエハ12は複数のチップ13からなっており、各
チップ間にはスクライブレーン14が存在する。図5
は、アルミ配線材料による配線を、スクライブレーン1
4上に、電圧印加用の並列配線15として形成したもの
である。また、図6は、アルミ配線材料による配線を、
スクライブレーン14上に、電流印加用の直列配線16
として形成したものである。
【0026】このように、並列配線15あるいは直列配
線16を形成することにより、ウエハ状態での動作試験
において、試験実施時にプローブカードを介して組む外
部試験回路が簡単になり、多数のチップを同時に試験す
る際のプローブカードの構成が容易になる。
【0027】
【発明の効果】以上のように、請求項1乃至請求項3記
載の半導体圧力センサウエハ及び請求項5記載の半導体
圧力センサウエハの検査方法によれば、半導体基板にダ
イアフラムを形成してなる半導体圧力センサウエハにお
いて、半導体基板の厚膜部の裏面側にエッチングにより
除去可能なシリコン酸化膜あるいはアルミ配線材料等か
らなる薄膜層を形成してなるようにしたので、圧力印加
治具により圧力を印加した状態で特性を測定した後、酸
等のエッチング液で前記薄膜層を除去することにより、
半導体圧力センサウエハを前記圧力印加治具から分離す
ることができ、ウエハ状態での特性の測定を行うことの
できる半導体圧力センサウエハ及びその検査方法が提供
できた。
【0028】請求項4記載の半導体圧力センサウエハに
よれば、半導体圧力センサウエハ内のスクライブレーン
上に複数のセンサチップを同時に接続する配線を形成し
たので、ウエハ状態での動作試験において、試験実施時
にプローブカードを介して組む外部試験回路が簡単にな
り、多数のチップを同時に試験する際のプローブカード
の構成が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る半導体圧力センサウ
エハの製造工程を示す模式図である。
【図2】同上の半導体圧力センサウエハを用いた検査方
法を示す模式図である。
【図3】本発明の他の実施形態に係る半導体圧力センサ
ウエハの製造工程を示す模式図である。
【図4】本発明に係る半導体圧力センサウエハの全体及
び一部分を拡大した状態を示す平面の模式図である。
【図5】本発明に係るアルミ配線の一例を示す模式図で
ある。
【図6】本発明に係るアルミ配線の他の例を示す模式図
である。
【符号の説明】
1 シリコン基板 2 ピエゾ抵抗 3 シリコン酸化膜 3a 配線部 4 シリコン窒化膜 4a 配線部 5 ダイアフラム 6 配線 7 圧力印加治具 7a 圧力導入孔 8 ホットチャック 9 プロ−ブカード 9a 測定端子 10 アルミ配線 11 アルミ配線材料による薄膜層 12 半導体圧力センサウエハ 13 チップ 14 スクライブレーン 15 並列配線 16 直列配線

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板にダイアフラムを形成してな
    る半導体圧力センサウエハにおいて、半導体基板の厚膜
    部の裏面側にエッチングにより除去可能な薄膜層を形成
    してなることを特徴とする半導体圧力センサウエハ。
  2. 【請求項2】 前記薄膜層をシリコン酸化膜により形成
    したことを特徴とする請求項1記載の半導体圧力センサ
    ウエハ。
  3. 【請求項3】 前記薄膜層をアルミ配線材料により形成
    したことを特徴とする請求項1記載の半導体圧力センサ
    ウエハ。
  4. 【請求項4】 半導体圧力センサウエハ内のスクライブ
    レーン上に複数のセンサチップを同時に接続する配線を
    形成したことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいず
    れかに記載の半導体圧力センサウエハ。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至請求項4に記載の半導体圧
    力センサウエハを用いた検査方法において、前記半導体
    圧力センサウエハの各チップのダイアフラムに対応した
    位置に圧力導入孔を有するガラス製の圧力印加治具を前
    記厚膜部に接合し、該圧力印加治具の圧力導入孔を介し
    て、各チップのダイアフラムに圧力を印加した状態で特
    性を測定した後、酸等のエッチング液で前記薄膜層を除
    去することにより、半導体圧力センサウエハを前記圧力
    印加治具から分離するようにしたことを特徴とする半導
    体圧力センサウエハの検査方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10062014A1 (de) * 2000-12-13 2002-07-04 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Dünnen und Separieren selektierter Bereiche dünner Scheiben und scheibenförmiges Werkstück
JP2009180622A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Alps Electric Co Ltd ピエゾ抵抗型物理量センサ及びその製造方法

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