TWI292042B - - Google Patents

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1292042 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於具有例如MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等微小構造體之半導體裝置、其製造方法、其製 造方法程式及半導體製造裝置。 【先前技術】 近年來，特別是使用半導體微細加工技術等，將機械、 電子、光、化學等多種機能積體化的MEMS裝置備受注 目，目前為止已實用化的MEMS技術，係在例如汽車、醫 療用之各種感應器，如加速度感應器、壓力感應器，及氣 流感應器等微處理器上搭載MEMS裝置。此外，在噴墨印 表機喷頭上採用此MEMS技術，可增加噴出墨滴的喷嘴數 並可正確地噴出墨滴，可實現畫質的提昇以及印刷速度的 高速化。除此之外，反射型投影機中所用的微鏡面陣列 等’也是一般熟知的MEMS裝置。 另外，由於開發了利用MEMS技術之種種感應器及致動 器，今後在光通訊、行動通訊機器的應用，電腦周邊機器 的應用’以及生化分析及可攜式電源的應用等，其發展皆 深受期待。在技術調查第3號（經濟產業省產業技術環境局 技術δ周查室製造產業局產業機械課發行2003年3月28曰） 中，以MEMS相關技術的現狀及問題為議題，介紹了種種 MEMS技術。 另一方面，隨著MEMS裝置的發展，由於其為微細的構 造’故對其進行適切檢查之方式亦愈形重要。以往使用了 H2675.doc 1292042 在封裝後旋㈣置，或振料方法來評估 若 細:r支術後::圓狀態等初期階段實行適切檢查=: 0了“良品率’進一步降低製造成 平5-34371號公報中揭示 隹孖開 器吹附空氣，以檢測出加速^庫。的加速度感應 、 迷又感應态之電阻值的變化，判 別加速度感應器特性之檢查方式。 另外’在封裝前’亦對製造階段所產生的裝置之不一致 進行補償。例如’在特開平1Q鳩8號公報中，針對半導 體壓力感應器，揭示了偏位電壓的調整方式，此偏位電壓 係因在製造階段所產生的裝置之不一致而產生的感應器輸 出。 藉此 補償。 可對在製造階段所產生的各種裝置之不一致進行 [專利文獻1]特開平5-34371號公報 [專利文獻2]特開平ίο·?”86號公報 [非專利文獻1]技術調查第3號（經濟產業省產業技術環 境局技術調查室製造產業局產業機械課發行2〇〇3年3月 28曰） [發明所欲解決之問題] 然而，在製造階段所產生的裝置之不一致不僅呈現在偏 位電壓，亦呈現在感應器感度上。因此，必須依在製造階 ^又所產生的裝置之不一致，調整感應器之輪出電壓放大的 放大率。 尤其是，若能將在製造階段所產生的裝置之不一致，根 112675.doc 1292042 【實施方式】 以下將參照圖面詳細說明本發明之實施形態。此外，對 圖中同$相等部位，賦予相同符號，省略其重複說明。 (實施形態1) 圖1係说明依照本發明的實施形態丄之半導體裝置處理步 驟的一部分之圖。 程 μ㈣處理半導W晶圓，以下亦僅稱晶圓）的流 ……、、圖1 Ba圓1G上形成有未圖示之具有微小構造體的 複數晶片。接著將其搬送至測試器i實行晶圓測試。然後 搬送二割部5〇實行切割步驟。具體而言，形成於晶圓上 :片切割機切割每個晶片。接著搬送至接合 益、60。在接合器實杆垃 接& ^驟，其係對每個晶片連接基 板端的鉛電極與形成於晶片上的接合墊者。 接著，在未圖示之後續步驟中，實 驟（亦稱封裝步驟）。此外， 次釕止/ ^ ^ ,afI .. ^ . 同後述，在測試器1的晶圓測 U “式、月報，傳達至接合器60。 圖2係說明圖1之處理流程的流程圖。 如圖2所示’由上述測試以實行晶圓牛 SP0)。接著，以切割部— 圓則忒步驟（步驟 以接合器60實行線拯人 b驟8卩1)其—人 、仃線接合4接合步驟（ 合後，進行封裝步驟(步驟SP3) :在“丁接 測試出貨前完成品之出貨…牛在封裝步驟後’實行 出^則檢查步驟（步驟SP4)。 在本例中，根據測試器丨之晶圓•的_果’說明 112675.doc i292〇42 ，係說 校正在製造階段的裝置之不一致的方式。具體而言，㈧、— 明由晶圓測試時所檢測出的測試結果，參照對應該測試結 果之校正資訊，調整裝置之輸出電壓的方式。 首先’說明依照本發明之實施形態i之測試器i。 圖3係說明依照本發明之實施形態1的微小構造體之測試 器1的概略構成圖。 參知、圖3 ’其中顯示依照本發明之實施形態1的測試器 (檢查裝置）1，及形成有複數具微小可動部之微小構造體的 感應器晶片tp(以下亦僅稱晶片）之基板（晶圓）1〇。 在本例中試舉多軸之3軸加速度感應器，作為測試的微 小構造體之一例，加以說明。 測忒器1包含·擴音器2，其係輸出疏密波之音波者；輸 入輸出界面15，其係用於在外部與測試器内部間，實行輸 入輸t資料的收受者；控制部2〇 ’其係控制測試器i整體 罙叶〃係用於與測試對象物之接觸者；測定部 25,其係經由探針4，檢測出測試對象物的特性評估測定 値之用者，·擴音器控制部30,其係回應來自控制㈣的指 ::::擴音器2者；擴音器(麥克風)3，其係檢測出外部 二:^號調整部35，其係將麥克風3所檢測出的音 波變換為^訊號，再加以放大輸出至控制㈣之用^ 以及δ己憶部40 ’其係儲在久接 估資訊者。此外，麥克風3可!己置?,測試對象物的特性評 兄風3了配置於測試對象物 在說明依照本發明之實施形態I的測試器之二 先說明作為測試對象物之 核査别，首 象物之則、構造體的3轴加逮度感應 I J2675.doc 1292042 為’此外’在此僅說明輸出感應器之檢測電壓的感應器 部’由其後的感應器所檢測出的檢測電壓放大之放大部， 將在後述。 圖4係由裝置上面看3軸加速度感應器之圖。

如圖4所不，形成於基板的晶片τρ ’有複數電極塾pD 配置於其周邊•而為了將電性訊號傳達至電極墊、或自電 極墊傳達，設有金屬佈線。另外在中央部配置有形成為苜 φ 蓿草型的四個重錐體AR。 圖5係3軸加速度感應器之概略圖。 參照圖5，此3軸加速度感應器係壓阻型，係設置用作檢 測兀件之壓阻元件的擴散抵抗。此壓阻型之加速度感應器 可利用廉價1C製程’且作為檢測元件之電阻元件即使形成 為小型，感度亦不降低，故有利於小型化、低成本化。 具體的構成係為中央之重錐體4條樑BM所支撐之 構造。樑BM係形成為在X、Y22軸方向上互相正交，每 • #具備四個壓阻元件。Ζ軸方向檢測用的四個壓阻元件配 置於X軸方向檢測用壓阻元件旁。重錐體八尺的上面形狀形 成為苜蓿草型，在中央部與樑3河連接。藉由採用此苜蓿 草型構造’ t重錐體AR變大時，樑長亦可縣，因此即 使小型亦可貫現尚感度的加速度感應器。 此壓阻型之3加速度感應器的動作原理，其機制係重錐 體受到加速度（慣性力）後，樑BM將變形，根據形成於其表 Z之壓阻元件的電阻值之變化’檢測出加速度。而此感應 °。輸出係°又疋為自3軸各自獨立之後述惠思頓電橋的輸 H2675.doc •13- 1292042 出取出之構成。 圖6係說明接受各軸方向之加速度時之重錐體和樑的變 形之概念圖。 如圖6所示，壓阻元件具有因施加其上的變形而改變其 電阻值的性質（壓阻效果），伸拉變形時電阻值增加，壓縮 變形時電阻值則減少。在本實施例中，顯示X軸方向檢測 用壓阻元件Rxl〜Rx4、Y軸方向檢測用壓阻元件Ryl〜Ry4， 及Z軸方向檢測用壓阻元件Rzl〜Rz4，作為一例。 圖7係對各軸所設之惠思頓電橋之電路結構圖。 圖7(a)係在X(Y)軸上之惠思頓電橋的電路結構圖。令χ 軸及Υ軸的輸出電壓各為Vxout及Vyout。 圖7(b)係在Z軸上之惠思頓電橋的電路結構圖。令χ軸的 輸出電壓為Vzout。 由於如上述所施加的變形，各軸的四個壓阻元件之電阻 值產生變化，根據此變化，各壓阻元件在例如又軸γ軸 上，以惠思頓電橋所形成之電路的輸出各軸之加速度成 分’被檢測為獨立分離的輸出電壓。此外，為了構成上述 電路，連結了如圖4所示之上述金屬佈線等，此構成可檢 測出由特定電極塾對各軸之輸出電壓。 另外，此3軸加速度感應器可用作檢測出重力加速度之 傾斜角感應器，使其亦可檢測出加速度的DC成分。 圖8係說明對3軸加速度感應器之傾斜角的輸出回應之 圖。 如圖8所示，其係令感應器繞χ、γ、z軸旋轉，以數位 112675.doc -14- 1292042 丨八何石丨刀乃丨』>則定父 使用低電壓電源+5 ^ 電橋輸出者。感應器的電源 算上減去各轴輪出此外圖8所不之各測定點，係計 %出之零點偏位之値而繪製者。 圖9係說明會+ 圖。 里力加速度（輸入）和感應器輸出的關係之 圖9所示之^ ，輸出關係，係由圖8之傾斜角的餘#，a 別計算與X、γ、 ]餘弦，为 Ζ軸相關之重力加速度成分，求出重力加 速度（輸入）盥感旌架、μ , t Ώ 、…4輸出的關係，並評估其輸入輪出之線 ^ 即，加速度與輸出電壓之關係幾乎為線形。 圖10係說明3轴加速度感應器的頻率特性之圖。 如圖10所示，關於X、γ、 釉各自之感應态輪出的頻率 成舉—例為3軸皆為在20〇 &附近為止 頻率特性，在一 ΗΖ、在— 883 ΗΖ ’產生共振。 ^再次參照圖3，依照本發明之實施形態1的測試器檢査， :系對镟小構造體即3軸加速度感應器輸出疏密波之音波， 猎此，檢测出微小構造體的可動部根據該音波所產生的動 作’而評估其特性之方式。 接著使用圖11的流程圖，說明依照本發明之實施形態」 的微小構造體之檢査方式。 “ 麥照圖11，首先開始微小構造體之檢查（測試）（步驟 S〇)。接著，令探針4接觸檢測晶片τρ的電極,pD(步驟 S1)，具體而言，係為了檢測出圖5所說明的惠思頓電橋電 路之輪出電壓，而令探針4接觸特定之電極墊pD。此外， 112675.doc -15- 1292042 在圖1的構成中，顯示了使用一組探針4之構成，但亦可為 使用複數組探益十之構成。使用複婁文組探針可檢測出並列輸 出信號。 接著，e又疋由擴音器2輸出的測試音波（步驟S2a)。具體 而5，控制部20係經由輸入輸出界面15接受來自外部的輸 入為料。而控制部2〇控制擴音器控制部3〇，根據輸入資料 才曰不擴音器控制部30，將期望的頻率及期望的音壓之測試 曰波，自擴音器2輸出，接著，自擴音器2對檢測晶片τρ輸 出測試音波（步驟S2b)。 接著，使用麥克風3檢測出自擴音器2對檢測晶片Tp賦予 的测忒曰波（步驟S3)。以麥克風3檢測出的的測試音波在 訊號調整部35變換、放大為電壓訊號，輸出至控制部2〇。 接著，控制部20對自訊號調整部35輸入的電壓訊號進行 刀析判疋，判疋期望之測試音波其是否到達（步驟§4)。 在步驟S4，控制部20之判定結果為期望之測試音波時， 進行下一個步驟S5，測定檢測晶片之特性値。具體而言， 係根據經由探針4所傳達之電性訊號，在測定部乃測定特 性値（步驟S5)。 具體而5，檢測晶片之微小構造體的可動部係因自擴音 器2輸出之疏密波，即測試音波的到達，亦即空氣振動而 產生動作，根據此動作產生變化的微小構造體即3軸加速 度感應器之電阻值的變化，可經由探針4測定電性檢測訊 號亦即輸出電壓。 另一方面，在步驟S4若判定並非期望之測試音波時，則 112675.doc -16- 1292042 2次回到步驟S2重新設定測試音波。此時，控制部2〇對擴 音器控制部3 〇指示以對擴音器控制部3 0進行測試音波之校 正。擴音器控制部30所進行之控制係回應來自控制部20的 指不，進行周波數以及/或音塵的微調整，使其成為期望 之測試音波，並從擴音器2輸出期望的測試音波。此外， $本例中，5兒明了檢測出測試音波，並校正為期望之測試 :::的方式’若期望之測試音波事先到達檢測晶片之微小 造體時’亦可為未特別設有測試音波之校正機構及校正 =音波之方式的結構。具體而言，可事先在測試開始前 驟呂2&〜S4之處理’在擴音器控制部3〇 ’記憶為了輸 槿2之測試音波之用的校正後控制値。而在實際的微小 制則試時’擴音器控制部30以此記録下的控制值控 if擴音器2的輸入，藉此，可省略上述測試時之步驟S3 及S4的處理。 制㈣敎被敎的特性㈣即敎資料是否 圍内（步驟S6)。在步驟S6，判定在容許範圍内時 口 b驟S7)’實行f料的輸出及保存（步驟 在本發明的實施形態1中，在控制部2。， 波 爿疋係根據輸入自擴音器2所輸出的測試音 ，曰：1' 3軸加速度感應器的頻率回應特性，由此判定 情。g k ^ °又於測试器1内部的記憶部40所記 :容,園=^ °M〇上除了與容許範圍相關的資訊外，對 包含的晶片，亦記憶了根據測定資訊來評 特性的測試資訊。此外，此測試資訊上亦含 112675.doc 1292042 後段電路之放大部 校正資訊，其係對應於調整後述之例如 的特性值之用的測定資料者。 即結束微小構造 在步驟S9中，若接下來無檢査晶片時， 體的檢查（測試）（步驟S10)。 另—方面，在步驟S9中，或接下來還有應檢查的晶片 時，回到最初的步驟S1，再次實行上述檢査。

=此二於步驟S6中，經測定的特性値亦即測定資料若不 在容許範圍内，則控制部20將判定為不合格（步驟Sll)，進 行再次檢査（步驟S12)，具體而t，藉由再檢查，可除去 判定^容許範圍外之晶片。或者，即使是判^為容許範圍 外的B曰片’亦可分為複數群組。#即，即使為無法符合嚴 格測試條件的晶片，藉由實行補修、校正等，應還存在許 多實，上；i堪出貨的晶片。因此’藉由再次檢査等區分群 組，篩選晶片，根據篩選結果尚有可能出貨。 此外，在本例中，所說明的例子為回應3加速度感應器 的動作，以輸出電壓檢測出設於3加速度感應器之壓阻元 件的電阻值變化，加以判定的構成，但並不限於電阻元 件’亦可根據容量元件及電抗元件等阻抗值的變化或阻抗 値之變化，檢測出電壓、電流、頻率、相位差、延遲時間 及位置等變化，加以判定的構成。 圖12係說明回應由擴音器2所輸出之測試音波之3軸加速 度感應器的頻率回應之圖。 在圖12中顯示賦予1 Pa(巴斯卡（Pascal))的測試音波作為 音壓，令其頻率變化時，3軸加速度感應器所輪出之輸出 112675.doc •18- 1292042 電C、縱軸為3軸加速度感應器之輸出電壓振幅㈣)、 軸為測試音波的頻率（Hz)。 兴 在此主要顯不對χ軸方向所得的輸出電壓。在本例中， 僅圖不了X轴’同樣地在γ軸及ζ軸亦可得到同樣的頻率特 性，因此可分別對3軸評估其加速度感應器的特性。 接著說明依照上述本發明之實施形態丨以測試音波實行 晶圓測試時，對經判定為容許範圍的晶片，根據測定= 評估或判定裝置特性的方式。 、 在此，試舉裝置的感應器感度之不一致的判定為例說 明。 圖13係說明依照本發明之實施形態丨根據測試器丨之檢查 結果，判定裝置之感應器感度的不一致之圖。 在此，顯示依照測試器}的測試音波所檢測出的檢測電 壓之基準値為S0(理想的檢測電壓値）時，依照由實際的裝 置所檢測之檢測電壓ϊ•分類的方式。具體而言， 0.5S0〜1.5S0的範圍内每0.1S0分為一個群組。例如，當 r<0.5S0時，為群組！，另外，〇 5S〇$r<〇 6s〇時，為群組 2。依照同樣方式，時為群組u。而 r- 1.5S0時，為群組12。這些資訊儲存在測試器1的記憶部 40中’根據控制部20的指示而被讀出，實行分類判斷。 而根據此分類判斷，調整後述之放大部之特性值，具體 而言為放大率。 在此，以0.9S0$r<1.0S0時，群組6的放大率1〇倍（χιο) 為基準，在此放大値A0(=10S0)的幾乎±10%範圍内，進行 112675.doc -19- 1292042 σ周整使對應各群組之檢測電壓放大。 例如，若為群組2,設定放大率18倍（}〇8)。另外，若為 群組3，設定放大率1Μ^(χΐ5)。另外，若為群組丨丨，設定 $大率7倍（Χ7)。諸如上述，對應自裝置所檢測出的檢測 電壓之不一致，調整放大器的放大率，藉此可校正各裝置 上之感應器感度。 " 此外，群組1或群組12由於其檢測電壓過小或過大，亦 鲁即感應器感度過低或過高，故不適用於感應器，亦即為容 許範圍外，為不合格。 而在本例中，將在此測試器i的測試結果作為測試結果 貝汛，輸出至接合器60。具體而言，例如，作為調整放大 邛的特性值之用的校正資訊，輸出調整感應器感度之放大 率相關調整資料。 圖14係說明依照本發明之實施形態i的加速度感應器之 放大部之圖。 • 參照圖14，在此，顯示了圖7所說明之惠思頓電橋的電 路構成所示之依照本發明之實施形態1的感應器部SN及將 感應态部SN的輸出結果放大的放大部。 關於感應态部SN，如圖7所說明般，於各軸（X、γ、z) 形成惠思頓電橋，從感應器部SN依照可動部的動作檢測出 輸出電壓。例如，在此為顯示了對丨軸將所檢測出的輸出 電壓放大的情況。 放大部係由直列連接之多段構成的複數放大器所構成。 具體而言’在本例中顯示了 2段構成之放大器1〇〇、3〇〇。 112675.doc -20- 1292042 另外，放大部又包含偏位電壓調整部200，其係對放大器 100調整偏位電壓者。此外，在本例中，試舉調整放大器 1 00的放大率為例說明。在此，放大器i 〇〇即所謂的儀表放 大器。 放大器100包含比較器110〜112、電阻元件1〇1〜1〇6，及 電阻調整部120。此外，比較器11〇以及lu構成非反轉放 大段，比較器112構成差動放大段。 比杈恭110係比較傳達至節點N0與節點N1之輸入電壓， 將其結果傳達至節點N2。電阻元件103係於節點^^2與節點 N1之間電性結合。電阻調整部12〇係於節點犯與節點N52 間電性結合。電阻元件104係於節點1^5與節點N72間電性 結合。比較器ill係比較傳達至節點N5與節點N6i輸入電 。電阻元件10 1係於節點N2與

112675.doc 壓’將其結果傳達至節點N7 節點N3之間電性結合。電阻 之間電性結合。比較器i〗2在 -21 - 1292042 偏位電壓調整部2〇〇包含比較器210與電壓調整部220。 比較器210係比較傳達至節點N10與節點Nil之輸入電 壓，將其結果傳達至節點N9。此外，此比較器2丨〇係電性 …曰了輸出節點N9與輸入節點n 10之所謂的電壓隨耦器， 追隨傳達至節點Nil的電壓，將同一電壓傳達至節點N9。 電壓调整部220係由設於後述之電源電壓vdd與接地電壓 GND間之電阻元件所阻抗分割，與節點n丨丨連接之電阻元 件之連接位置，可隨著阻抗分割進行電壓調整。 偏位電壓的調整，係藉由調整此電壓調整部220上之電 阻元件的連接位置而加以調整。 放大器300係接受放大器100之放大輸出訊號，及特定基 準電壓信號Vref之輸入對以經設定的放大率放大輸出之訊 號再加以放大輸出。在此僅簡略地記载，放大器3⑽之 構成係與放大器1 〇〇相同，可藉由調整電阻調整部之電阻 值來調整放大率。此外，調整偏位電壓之偏位電壓調整部 200，係對初段之放大器1〇〇所設，但亦可為對後段放大器 300所設。 一般而言，為多段構成之放大器時，可對各段放大器分 別獨立調整，在此，說明了前段部放大器〗〇〇之調整，但 並不限於此，亦可為例如調整後段之放大器3〇〇的放大 率。 圖15係說明依照本發明之實施形態1調整放大率之圖。 在本發明的實施形態1中，試舉上述接合器6〇接受測試 器1之測試結果資訊的輸入，據此實行線接合為例說明。 112675.doc -22- 1292042 $本例中，說明依照本發明之實施形態丨，根據依照測試 曰波之測试檢查結果所含之校正資料，補償在製造階段的 感應器感度之不一致的方式。 筝知圖15，在此，半導體基板1000上載置了感應器晶片 TP，及構成放大部的兩個放大晶片AMTP、AMTP#。而在 接° °° 6〇實行各晶片間的佈線連接。在此，主要說明感應 器晶片τρ和放大晶片ΑΜΤρ之連接。 • 在依照本發明之實施形態丨的晶片τρ上，感應器部⑽周 邊的墊區域上設有複數電阻元件。而複數墊之間各有複數 的電阻元件各自呈現電性結合的狀態。 在本例中，晶片ΤΡ上各設有構成電阻調整部的複數 電Ρ元件及構成電壓調整部220之複數電阻元件。電阻 凋整。卩120合有電阻元件Ra〇〜Ra>M，各電阻元件分別設於 墊PDa〇〜PDaN之間。電壓調整部22〇包含複數電阻元件 RbO〜RbM-Ι，各電阻元件分別設於墊pDb〇〜pDbM之間。 鲁而藉由線接合分別與節點N1及節點N5電性結合的兩個墊 叩。自複數墊中所選擇。藉此調整了節點w及節點5之間 的電阻值。例如，在本例中節點N1與墊PDaO電性結合。另 外，節點N5與墊PDa2電性結合。藉此，電阻抵抗㈣、 Ral在節點Ni與節點N5之間呈直列連接的狀態。 因此，藉由此線接合，複數墊PDa中選擇兩個墊， 令其電性結合，由此可調整在節點N1和節點奶之間連接的 電阻元件數，可調整其間的電阻元件之電阻值。藉此，如 上所述，例如可由作為基準的基準電阻值調整電阻值，以 】】2675.doc -23- 1292042 "周^放大率’調整放大後的輸出訊號之值。

’馬了調整放大率而調整接合位置之用的調整程式及各 種控制程式者。藉此，與在R〇M記錄校正值進行校正之方 接合器60在線接合時，接受上述測試結果資訊的輸入 、、為了凋整放大器1 〇〇的放大率而在測試器i分群組， f連接關係使其為對應之群組的放大率，從複數墊PDa k擇接合之墊。此外，雖未圖示，但在接合H6G内具有 式，或由厚膜雷射修整改變抵抗體之電阻值進行校正之方 式相比，可極為廉價地進行調整。 另外，藉由採用本方式，因在封裝前進行調整，故在封 裝後的出貨前檢査程’可設定為在該檢査時輸出不致飽 和，因此可短縮出貨前檢查時的檢査時間及校正時間。

另外如上所述，構成電壓調整部220的複數電阻元件 RbO〜RbM-Ι亦構成於晶片τρ上，分別設於墊pDb〇〜pDbM 之間。在此，墊PDbO係與電源電壓Vdd電性結合。另外， 墊PDbM係與接地電壓GND電性結合。因此，複數電阻元 件為在電源電壓vdd與接地電壓GND之間直列連接之構 成，藉由阻抗分割，可調整自各墊pDb所輸出之電壓值。 因此，藉由改變與節點Nil連接之墊PDb的位置，依照阻抗 分割的期望之電壓値將供給至比較器21〇之輸入節點。如 上所述，比較器210係電壓隨耦器，故此依照阻抗分割的 期望電壓值傳達至節點N9，作為偏位電壓值輸出至放大器 1 〇〇。藉此，可以簡易的方式調整放大器i〇〇的特性値所含 112675.doc •24· 1292042 的偏位電壓値。在本例中，例如電源電壓Vdd為5 ¥時，設 疋偏位電壓值（以下亦稱為偏位基準値）以2_5 v為基準。 圖16係說明依照本發明之實施形態丨的偏位電壓校正値 的分類之圖。 在此，偏位電壓校正值被細分為群組1〜群組42，根據此 等決定放大器的偏位電壓校正值（調整値）。在此顯示了以 偏位基準值為基準，在_2〇 mv〜2〇 my的範圍内每！ mV分 _ 成一群組的分類狀況。而偏位電壓校正值，係將為了偏位 而檢測出的檢測電壓，乘上作為校正值的偏位電壓校正値 之值，對偏位基準值幾乎在-〇·5 mV〜〇.5 mV的範圍内而決 定。藉此，可幾乎抵消偏位，而在高精度的放大器進行放 大。 例如，關於檢測電壓q，令^-⑸mV時為群組1。而_2〇 mV$q<_i9 mv時為群組2。依照同樣的方法，19 mV$q<2〇 mV時為群組41。而2〇瓜乂時為群組42。根 • 據此群組分類決定偏位電壓。例如’對應群組2時，偏位 電壓校正值為+19.5 mV。另外，為群組3時，偏位電壓校 ^值為+18.5 V。此外’若為群w或群組仏時，偏位電壓 校正值在正負皆過大，故判定為不良。此等資訊儲存於測 試器1的記憶部40中，在控制部2〇的指示下被讀出並實行 分類判斷。 在本發明的實施形態，在測試器1計算出檢測電壓 q，決定根據上述分類結果所決定之偏位電壓校正值，將 其測試結果資訊輸出至接合器60。接合器6〇接受偏位電壓 H2675.doc -25- 1292042 校正値，藉由線接合在電壓調整部220令特定的墊pDb以及 節點Nil電性結合，以成為期望的偏位電壓。此外，檢測 電壓q相當於由晶片TP所輸出的輸出基準値差分了偏位基 準値之值。 在此，說明晶片TP的輸出基準値。 圖17係說明自晶片TP的輸出結果之圖。 在上述測試器1中，當將測試音波輸入裝置，則經由探 Φ 針檢測出輸出電壓。 圖17所示之波形，係繪置於某測定區間在特定採樣期間 内所測定的輸出電壓，所檢測出的輸出電壓之波形圖。 如同在此所示，自晶片TP之輸出結果，其振幅係以作為 基準之輸出基準值為中心之電壓訊號波形。因此，藉由求 出在某測定區間之平均値，可容易地測定作為基準之輸出 基準値。 ^ 此外，在上述感應器感度之檢查中，試舉將在某測定區 • 間之最大輸出電壓用作檢測電壓為例。 因此，根據依照本發明之實施形態i的測試方式，無須 對感應器感度及偏位電壓分別實行特性檢査，由一次測= 的測疋ί料，即可簡易且快速地並列調整放大器之特性値 即放大率，以及偏位電壓。 、此外，上述所說明的依照本發明之實施形態丨的感應器 感度及偏位電壓校正值之至少一者的分類方法，可事先令 FD、CD-ROM或硬碟等記憶媒體記憶由電腦實行的程式。 此時，可在測試器丨設置讀取儲存於記憶媒體之該程式 112675.doc -26- 1292042 的驅動裝置，測試51 ] 式 二 勺控制部20經由驅動裝置接收程 日车，介叮Ah 冉^，如連接著網路 時，亦可由伺服器下載該程式。 (實施形態2) 在上述之實施形態1中， 卢 要洸月了在接合斋60根據在 …L 4結果資訊，以線接合調整感應之特性的方

式而在本啦明的實施形態2中，再說明依照其他方式調 整感應器特性之方式。 圖18係說明依照本發明之實施形態2調整加速度感應器 的放大部及其放大率之圖。 參照圖1 8，依照本發明之實施形態2的加速度感應器.之 放大部，係由所謂的可程式放大器（pGA)所構成。 具體而言，係由上述之感應器部SN所構成之感應器晶 片tp#，以及可程式放大器4〇〇及記憶部45〇所構成的放大 曰曰片APTP，載置於半導體基板1〇〇1上，實行各晶片間的 佈線連接。此外，在本例中，試舉記憶部45〇係由可記憶 非揮發性資料之快閃記憶體、亦即EEpR0M所構成者作為 一例，但並不限於此，亦可使用其他記憶體。 可程式放大器4 0 0係可根據記憶部4 5 0所記憶之資料，調 整放大器之特性。 本發明之實施形態2中，說明調整感應器特性之方式。 在本發明之實施形態2中，依照與實施形態1所說明之相 同方式，在測試器1實行晶圓測試。接著，將測試器1之測 試結果情報輸出至ROM資料寫入裝置45。 112675.doc -27- 1292042 R〇M貝料寫入裝置45，係根據來自測試器1的測試結果 貢訊’經由未圖示之ROM界面（I/F)對記憶部450寫入決定 放大器特性之資料。 藉此’例如可對記憶部450寫入調整放大器特性所包含 之放大率的放大率調整資料，調整可程式放大器400的放 大率 了 °周整放大後的輸出訊號之値。伴隨於此，由於在 封裝前已進行調整，故在封裝後的出貨前檢査工程，可設 定為該檢査時輪出不致飽和，因此可縮短出貨前檢查時的 檢查時間及校正時間。 此外，在此說明了作為放大器的特性，關於調整放大率 之用的放大率調整資料，使用R〇M資料寫入裝置45寫入記 憶部450的情況，但不限於放大率調整資料，亦可為例如 依照在實施形態1所說明之方式，計算出偏位校正値，作 為測試結果資訊賦予R0M資料寫入裝置45，藉此將偏位調 整資料寫入記憶部450，調整放大器特性所含之偏位電 壓。 在此，依照本發明之實施形態2的放大部為可程式放大 器，故無須依照實施形態丨中接合器之線接合，調整放大 率，因此在封裝工程後亦可簡易地進行其調整，以下將說 明封裝後的出貨前檢査工程中，實行再次檢查的情形。 圖19係說明依照本發明之實施形態2調整放大部特性的 處理流程之圖。 參照圖19，在此顯示了封裝前及封裝後分別使用測試器 之測試結果資訊進行調整之方式。 H2675.doc •28- 1292042 在封裝前，在此顯示盥151〗β nQ ， ^ 一 一圖18所說明之相同構成。如此圖 所示，在測試器1之測試姓罢主 — 果h報輸入至ROM資料寫入裝 置45 ’ R〇]V[資料寫入裳詈斜々此 、， $直45對圯憶部450寫入概略調整資 料。例如，在此係概略調整 成认、日丨认， η金默大率，使檢測輸出不致飽 矛口 〇

在封裝後，在此顯示出貨前檢查工程中，完以成品測試 裝置2檢查之情況。而完成品測試裝置2具有未圖示之記憶 邛’其係與貫打圖13所說明的分類判斷之用的測試器"目 同者。完成品測試裝置2係對封裝後之出f前的裝置實行 最後測試者，例如在加速度感應器上，藉由使用加振器等 賦予振動，實行種種測試，檢測出期望的特性等。 另外，完成品測試裝置2與上述實施形態丨所說明者相 同，係根據檢測電壓對褒置的感應器感度之不一致實行與 圖13相同的分類判斷，決定放大率，將測試結果資=出、 至ROM資料寫入裝置45#。R〇M資料寫入裝置45# 7根 據測試結果資訊對記憶部450寫入最後調整資料。亦即，x ROM資料寫入裝置45#係根據測試結果資訊，再次調 裝後的裝置之放大率。 ° ' 因此，藉由該方式，例如使用晶圓測試之测試結果資 訊，首先對放大部的特性進行粗調整，根據後續實行之= 貨前檢査工程的檢查結果進行再次調整，調整為期望、 大率，藉此可縮短檢查時間及校正時間。 (實施形態2之變形例） 圖20係說明依照本發明之實施形態2的變形 112675.doc -29- 1292042 大邻特性的處理流程之圖。 參照圖2〇，與圖19所說明之調整放大部的處31流程相異 之點，係在封裝前及封裝後，皆由同一ROM資料寫入裝置 45實行資料的寫入。、…、

藉由該裝置，無須分別設置R0M資料寫入裝置，系統更 為簡易。另外，特別是如圖19所示，可分別裝設完成品測 试裝置2及R0M資料寫入裝置，但亦可為如本例中所示， 在完成品測試裝置2#中内建11〇]^資料寫入裝置45設置為 個裝置。藉此可提昇設置效率，亦可提昇控制性。 在上述實施形態中，說明了關於加速度感應器所形成之 晶片CP，本發明並不限於加速度感應器，亦適用於具有其 他可動部之MEMS裝置。 圖21係說明容量探知型感應器元件之一例的擴音器之 圖〇 參照圖21(a)，擴音器70係包含：基板8〇;形成於基板8〇 上之氧化膜81 ;形成於氧化膜81上之振動板71(包含自振 動板向外部延伸之延長部76);設於振動板71上、以絕緣 材料形成之固定部74 ;以及設於固定部74上之背電極72。 藉由固定部74在振動板71和背電極72之間形成空間73。背 電極72上設有複數貫穿孔以作為音響孔乃。另外，背電極 72的表面設有背電極用之取出電極77，振動板71之延長部 76的表面設有振動板用之取出電極μ。 接著，亦參照圖21(b)，振動板71係設於基板8〇的幾乎 正中央，呈現矩形。在此為了方便說明，假設其為正方形 112675.doc -30- 1292042 力等:兒明。構成振動板71之四邊的幾乎中央上，設有與此 北邊相鄰之矩形的四個固定部74a〜74d，固定_上設有 =電極72。背電極72係具有包含固定部〜之振動板端的四 邊’以及相鄰之固定部74(例如74a與場)之最短距離、亦 即連接相隣頂點的四邊（直線）之八角形。 背電極72係由設於矩形之振動心的四邊之外周部的固 定部74所支樓’且具有連接固^部74的相鄰頂點間之最短 距離的形狀，故可確保背電極72之機械強度。 〜另外，在圖21(b)中，為了方便理解，在振動板71和固 定部74之間設有間隔，但實際上幾乎無此間隔。 另外，在圖21(b)中於各固定部74上設有背電極用取出 電極77,在振動板71延長部76的表面四角設有四個振動板 取出用電極78’此乃考量良率之設置，其只需各存在一個 即可，並不致產生特別問題。 振動板71係接受來自外部的壓力變化（包含音聲等）而振 動。亦即，此擴音器70係令振動板71及背電極72作發揮電 谷裔之機能，其使用形態可為當振動板71因音壓訊號而振 動時，電性取出電容器的靜電容量之變化。 而檢測出的電性輸出，可以如上述說明之放大部進行放 大並輸出。 圖22係壓阻型壓力感應器之概念圖。 參照圖22(a)，壓阻型壓力感應器90在矽基板上經由異方 性餘刻形成了隔膜91，於其端部的中央配置擴散型壓阻元 件92a〜92d。壓力的檢測係使用壓阻效果，其係藉由壓力 112675.doc -31 - 1292042 使応力對隔膜表面所形成之擴散型壓阻元件92a〜92d產生 作用，使其電阻變化。 。。參照圖22(b)，在此顯示沿著ID_m#裁斷壓阻型麼力感應 盗90之剖面圖。如同其中所示，隔膜91的表面配置有擴散 型壓阻元件92a及92c。 圖22(c)係將擴散型壓阻元件92a〜92d電橋連接時之佈線 圖。 在此，若令擴散型壓阻元件92a〜92d的電阻值各為 R1〜R4，貝ij施加壓力後的電阻值R1〜R4如下式所示。 [數1]

Rl=R3 = (l+al)R0 R2=R4=(l+a2)R0 但R0為無負荷時之電阻值，為壓阻係數與應力 之乘積。 而電橋之輸入輸出電壓的比如下式。 [數2]

Vo 2(al + a2)

Vs 一 1 + al - a2 因此，將檢測出的電性輸出，以如上述所說明之放大部 放大，測定此輸出電壓，藉此可檢測出壓力。 另外，在本例中，試舉擴音器或壓阻型壓力感應器為例 說明，但並不限於此，亦可應用於如角速度感應器等其他 MEMS裝置。 本次所揭示的實施形態於所有層面皆應僅視為例示而並 112675.doc -32- 1292042 由專利申請範圍所規定，而非上 專之意義及在範圍内之所有變更 非限制。本發明之範圍係 述之說明，與申請範圍相 均涵盖在本發明之内。 [發明之效果] 本發明之相關半導體奘 卜 篮表置、其製造方法、其製造方法程 式及半導體製造裝置， 、 1 係根據晶圓測試時可動部回應測試 音波的動作檢測出電性拾 电庄彳欢測訊#b，依照檢測結果及事先記 憶的對應於檢測結果之妒 > 禾之彳又正賣訊，以調整放大度之特性值

之广的調整機構’將特性值調整為封裝後檢査前之值。 稭此’在封裝後的出t前檢查步驟中，可在事前實行概 略調整’令該檢査時輸出不致飽和，故可縮短出貨前檢查 的才欢査時間及校正時間。 【圖式簡單說明】 圖1係說明依照本發明的實施形態之半導體裝置處理步 驟的一部分之圖。 圖2係說明圖1之處理的流程之流程圖。 圖3係說明依照本發明的實施形態之微小構造體的测試 裔1之概略構成圖。 圖4係從上方看3軸加速度感應器之裝置的圖。 圖5係3軸加速度感應器的概略圖。 圖6係說明承受各軸方向之加速度時之重錐體與樑之變 形的概念圖。 文 圖7(a)、（b)係對各軸所設之惠思頓電橋之電路結構圖 圖8(a)-(c)係說明對3軸加速度感應器之傾斜角的輪 回 112675.doc -33- 1292042 應之圖。 圖9係說明重力加速度（輸入）和感應器輸出的關係之 圖。 圖10(aHc)係說明3軸加速度感應器的頻率特性之圖。 圖11係說明依照本發明之實施形態的微小構造體之檢查 方式之流程圖。 圖12係說明回應由擴音器2所輸出之測試音波之3軸加速 度感應器的頻率回應之圖。 圖13係說明依照本發明之實施形態根據測試器1之檢查 結果，判定裝置之感應器感度的不一致之圖。 圖14係說明依照本發明之實施形態的加速度感應器之放 大部之圖。 圖15係說明依照本發明之實施形態調整放大率之圖。 圖16係說明依照本發明之實施形態的偏位電壓分類之 圖。 • 圖17係說明自晶片TP的輸出結果之圖。 圖18係說明依照本發明之實施形態2調整加速度感應器 的放大部及其放大率之圖。 圖19係說明依照本發明之實施形態2調整放大部特性的 處理流程之圖。 圖20係說明依照本發明之實施形態2的變形例，調整放 大部特性的處理流程之圖。 圖2Ua)、（b)係說明容量探知型感應器元件之—例的擴 音器之圖。 ” 112675.doc -34- 1292042 圖22(a)-(c)係壓阻型壓力感應器之概念圖。 【主要元件符號說明】

1 測試器 2 擴音器 5 > 5# 完成品測試裝置 10 晶圓 45 、 45# ROM資料寫入裝置 50 切割部 60 接合器 70 擴音器 90 壓阻型壓力感應器 100 ^ 300 放大器 110〜112 、 210 比較器 120 電阻調整部 200 偏位電壓調整部 220 電壓調整部 400 PGA 450 記憶部 1000 、 1001 半導體基板 112675.doc -35-

Claims (1)

1. 月β曰修•:吏Miv替換頁 129為^^279〇9號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(％年8月）p6年# 十、申請專利範圍： 一種半導體裝置，其係包含： 微小構造體’其係形成於半導體基板而具有可動部 者；及 放大部’其係將根據上述微小構造體的可動部之運動 所檢測出的電性檢測訊號放大並輸出者； 上述放大部具有調整機構，其係用於調整將上述電性 檢測訊號放大並輪出用之上述放大部之特性値者； 對形成於上述半導體基板的上述微小構造體，執行輸 出測試音波的晶圓測試，根據上述晶圓測試時回應上述 測試音波之上述可動部的運動，檢測上述電性檢測訊 號，依照上述檢測結果及事先記憶的對應於檢測結果之 校正資訊’於封裝後檢查前由上述調整機構調整上述放 大部的特性值。 2·如請求項丨之半導體裝置，其中根據上述晶圓測試時由 回應上述測試音波的可動部之運動所檢測出的上述電性 檢測訊號，分類成上述測試結果資訊所含對應於上述微 小構造體之參差不齊之複數群組中對應之一個群組； 上述調整機構係在分別對應於上述複數群組而設的複 數調整值中，設定為屬於上述對應之一個群組的調整 值。 3·如請求項丨之半導體裝置，其中上述調整機構調整上述 放大部的放大率及偏移電壓值中之至少任一方。 4.如請求項1至3中任一項之半導體裝置’其中上述放大部 112675-960830.doc 1292042 更含有複數放大器； L術評曰修替換fj 上述複數放大器之至少一個之調整値由上述調整機構 調整為對應於上述分類之一個群組之調整值。 5·如請求項2之半導體裝置，其中上述調整機構具有： 設於上述半導體基板上之複數墊；及 複數電阻元件，其係各自分別設於上述複數墊之間， 與上述複數墊電性結合者； 選擇上述複數墊中之兩個墊，根據設於上述兩個墊之 間的電阻元件之電阻值，調整上述放大部的特性值。 6. 如請求項2之半導體裝置，#中上述調整㈣包含記憶 部，其係用於儲存決定上述放大部特性値之調整資料； 根據由回應上述測試音波的上述可動部之運動所檢測 出的^述f性檢測訊號及上述事先記憶的對應於檢測結 果之校正> ’疋出決疋上述放大部特性值的上述調整 資料，儲存於上述記憶部中。 7. 如請求項!之半導趙裝置’其中上述調整機構根據封裝 後檢查的結果，再次調整上述放大部特性值。 8·如請求項1之半導體裝置，盆中卜、+、丄…兹 罝具中上述+導體裝置相當於 半導體加速度感應器、半導體屋力感應器以及半導體角 速度感應器之任一者。 9. 一種半導體裝置之製造方法，該半導體裝置包含：微小 構造體，其係形成於基板而具有可動部者·及放大部， 其係放大根據上述微小構造體的 认、a丨〜^P之運動所檢測出 的檢測訊號者；該製造方法包含： 112675-960830.doc 1292042 |__ ' 年’月曰修《更)正替換頁 • 於封裝前對形成於上料導體基板的上述微小構造 —執行輪出測試音波的晶圓測試之步驟； 由藉由上述晶圓測試之執行而回應了上述測試音波的 上述可動部之運動，檢測電性檢測訊號之步驟；及 ^照上述檢測訊號之檢測結果及冑先記憶的對應於檢 果之扠正資訊，於封裝後檢查前調整上述放大部的 特性值之步驟。 • :求員9之半導體裝置之製造方法，其中更包含根據 子袭後檢查之結果，再次調整上述放大部之特性値的步 驟。 11· 一種記錄媒體，其係記錄有半導體裝置之製造方法程 式該半導體裝置之製造方法程式係令電腦執行如請求 項9或10之半導體裝置之製造方法者。 12· —種半導體製造裝置，其係製造半導體裝置者，該半導 體裝置包含：微小構造體，其係形成於半導體基板而具 • 有可動部者；及放大部，其係將根據微小構造體的可動 部之運動所檢測出的電性檢測訊號放大並輸出者；上述 放大部具有調整機構，其係用於調整將上述電性檢測訊 號放大並輸出用之上述放大部之特性値者；且 對形成於上述半導體基板的上述微小構造體，執行輸 出測試音波的晶圓測試，由上述晶圓測試時回應上述測 試音波的上述可動部之運動，檢測上述電性檢測訊號， 根據上述檢測結果及事先記憶的對應於檢測結果之校正 資訊控制上述調整機構，以於封裝後檢查前調整上述放 112675-960830.doc 1292042 f m I i I私年(f月Y日修1更)iL_y 大部的特性值。‘ 一 」 如請求項丨2之半導體製造裝置，其中上述調整機構包 含： 設於上述半導體基板上之複數墊，·及 複數電阻元件，其係各自分別設於上述複數墊之間， 與上述複數墊電性結合者； 選擇上述複數墊中的兩個墊，以根據藉由線接合（wire bonding)而設於上述兩個墊間的電阻元件之電阻值，調 整上述放大部之特性值。 14·如請求項12之半導體製造裝置，其中上述調整機構包含 用於儲存決定上述放大部之特性值的調整資料之記憶 部； 根據由回應上述測試音波之上述可動部的運動所檢測 出的上述電性檢測訊號及上述事先記憶的對應於檢測結 果之校正資訊，定出決定上述放大部之特性值的上述調 整資料，並指示儲存於上述調整機構的上述記憶部中。 112675-960830.doc