WO2007013580A1

WO2007013580A1 - 半導体装置、半導体装置の製造方法、半導体装置の製造方法プログラムおよび半導体製造装置

Info

Publication number: WO2007013580A1
Application number: PCT/JP2006/314957
Authority: WO
Inventors: Naoki Ikeuchi; Masami Yakabe
Original assignee: Tokyo Electron Limited
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2007-02-01
Also published as: TW200720660A; JP4712474B2; TWI292042B; JP2007040704A

Abstract

　テスタでのテスト結果を用いて製造段階でのばらつきを補償することが可能な微小構造体を有する半導体装置、その製造方法およびその製造方法プログラムおよび半導体製造装置を提供する。テスタ１において、テスト音波を入力して、テスト音波の入力に応答したデバイスの出力電圧を検出する。ボンダー（６０）は、テスタ（１）のテスト結果を受けて、デバイスの分類分けを実行する。そして、分類分けされたグループに対応する増幅器の増幅率となるようにボンディングを実行して調整する。

Description

半導体装置、半導体装置の製造方法、半導体装置の製造方法プログラムおよび半導体製造装置

技術分野

[0001] 本発明は、微小構造体たとえば MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)を有する半導体装置、その製造方法およびその製造方法プログラムおよび半導体製造装置に関する。

背景技術

[0002] 近年、特に半導体微細加工技術等を用いて、機械 ·電子 '光'化学等の多用な機能を集積ィ匕したデバイスである MEMSが注目されている。これまでに実用化された MEMS技術としては、たとえば自動車'医療用の各種センサとして、マイクロセンサである加速度センサや圧力センサ、エアーフローセンサ等に MEMSデバイスが搭載されてきている。また、インクジェットプリンタヘッドにこの MEMS技術を採用することによりインクを噴出するノズル数の増加と正確なインクの噴出が可能となり画質の向上と印刷スピードの高速ィ匕を図ることが可能となっている。さらには、反射型のプロジェクタにぉ、て用いられて、るマイクロミラーアレイ等も一般的な MEMSデバイスとして知られている。

[0003] また、今後 MEMS技術を利用したさまざまなセンサゃァクチユエータが開発されることにより光通信'モパイル機器への応用、計算機の周辺機器への応用、さらにはバィォ分析や携帯用電源への応用へと展開することが期待されている。技術調査レポート第 3号 (経済産業省産業技術環境局技術調査室製造産業局産業機械課発行平成 15年 3月 28日）には、 MEMSに関する技術の現状と課題という議題で種々の MEMS技術が紹介されて!、る。

[0004] 一方で、 MEMSデバイスの発展に伴い、微細な構造等であるがゆえにそれを適正に検査する方式も重要となってくる。従来においては、ノ¾ /ケージ後にデバイスを回転させることや、ある、は振動等の手段を用いてその特性の評価を実行してきたが、微細加工技術後のウェハ状態等の初期段階において適正な検査を実行して不良を検出することにより歩留りを向上させ製造コストをより低減することが可能となる。特開平 5— 34371号公報においては、ウェハ上に形成された加速度センサに対して、空気を吹き付けることにより変化する加速度センサの抵抗値を検出して加速度センサの特性を判別する検査方式が提案されて!、る。

[0005] また、ノッケージ前には、製造段階で生じるデバイスのばらつきを補償することも行なわれている。たとえば、特開平 10— 70286号公報においては、半導体圧力センサについて製造段階で生じるデバイスのばらつきにより生じるセンサ出力であるオフセット電圧の調整方式が開示されている。

[0006] これにより、製造段階で生じる各々のデバイスのばらつきに対して補償することが可能となる。

特許文献 1：特開平 5— 34371号公報

特許文献 2：特開平 10— 70286号公報

非特許文献 1：技術調査レポート第 3号 (経済産業省産業技術環境局技術調査室製造産業局産業機械課発行平成 15年 3月 28日）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] し力しながら、製造段階で生じるデバイスのばらつきはオフセット電圧のみならずたとえばセンサ感度にも現れてくる。したがって、製造段階で生じるデバイスのばらつきによりセンサの出力電圧を増幅する増幅率も調整することが必要である。

[0008] 特に、製造段階で生じるデバイスのばらつきをパッケージ前のテスタで実行されるゥェハテストのテスト結果に基づ、て判別して後の工程にぉ、て有用に用いることができれば効率的である。

[0009] 本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであって、テスタでのテスト結果を用いて製造段階でのばらつきを補償することが可能な微小構造体を有する半導体装置、その製造方法、その製造方法プログラムおよび半導体製造装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0010] 本発明に係る半導体装置は、半導体基板に形成された可動部を有する微小構造体と、微小構造体の可動部の動きに基づいて検出される電気的な検出信号を増幅して出力する増幅部とを備える。増幅部は、電気的な検出信号を増幅して出力するための増幅部の特性値を調整するための調整手段を有し、半導体基板に形成された微小構造体に対して、テスト音波が出力されるウェハテストが実行され、ウェハテスト時においてテスト音波に応答した可動部の動きにより電気的な検出信号が検出されて、検出結果と予め記憶された検出結果に対応する補正情報とに基づいて、調整手段により増幅部の特性値力 Sパッケージ後検査前に調整される。

[0011] 好ましくは、ウェハテスト時においてテスト音波に応答した可動部の動きにより検出された電気的な検出信号に基づいて、テスト結果情報に含まれる微小構造体のばらつきに対応する複数のグループのうちの対応した 1つのグループに分類分けされる。調整手段は、複数のグループにそれぞれ対応して設けられた複数の調整値のうち、対応した 1つのグループに属する調整値に設定する。

[0012] 好ましくは、調整手段は、増幅部の増幅率およびオフセット電圧値の少なくともいずれか一方を調整する。

[0013] 好ましくは、増幅部は、複数の増幅器をさらに含み、

複数の増幅器の少なくとも 1つの調整値は、調整手段により分類分けされた 1つのグループに対応する調整値に調整される。

[0014] 特に、調整手段は、半導体基板上に設けられた複数のパッドと、各々が、複数のパッドの間にそれぞれ設けられ、複数のパッドと電気的に結合された複数の抵抗素子とを有する。複数のパッドのうちの 2つのパッドが選択されて、 2つのパッドの間に設けられた抵抗素子の抵抗値に基づいて増幅部の特性値を調整する。

[0015] 特に、調整手段は、増幅部の特性値を決定する調整データを格納するための記憶部を含む。テスト音波に応答した可動部の動きにより検出された電気的な検出信号と予め記憶された検出結果に対応する補正情報とに基づいて、増幅部の特性値を決定する調整データが決定され、記憶部に格納される。

[0016] 調整手段は、パッケージ後検査の結果に基づ!/、て前記増幅部の特性値を再調整する。

好ましくは、半導体装置は、半導体加速度センサ、半導体圧力センサおよび半導体角速度センサの!/、ずれか 1つに相当する。

[0017] 本発明に係る半導体装置の製造方法であって、基板に形成された可動部を有する微小構造体と、微小構造体の可動部の動きに基づいて検出される検出信号を増幅する増幅部とを含む半導体装置の製造方法であって、パッケージング前において半導体基板に形成された微小構造体に対してテスト音波が出力されるウェハテストを実行するステップと、ウェハテストの実行によりテスト音波に応答した可動部の動きにより電気的な検出信号を検出するステップと、検出信号の検出結果と予め記憶された検出結果に対応する補正情報とに基づいて、増幅部の特性値をパッケージ後検査前に調整するステップとを備える。

[0018] 好ましくは、ノッケージ後検査の結果に基づいて増幅部の特性値を再調整するステツプをさらに備える。

[0019] 本発明に係る半導体装置の製造方法プログラムは、上記に記載される半導体装置の製造方法をコンピュータに実行させる。

[0020] 本発明に係る半導体製造装置は、半導体基板に形成された可動部を有する微小構造体と、微小構造体の可動部の動きに基づいて検出される電気的な検出信号を増幅して出力する増幅部とを備え、増幅部は、電気的な検出信号を増幅して出力するための増幅部の特性値を調整するための調整手段を有する半導体装置を製造する半導体製造装置であって、半導体基板に形成された微小構造体に対して、テスト音波が出力されるウェハテストが実行され、ウェハテスト時においてテスト音波に応答した可動部の動きにより電気的な検出信号が検出されて、検出結果と予め記憶された検出結果に対応する補正情報とに基づいて、パッケージ後検査前に増幅部の特性値を調整するように調整手段を制御する。

[0021] 好ましくは、調整手段は、半導体基板上に設けられた複数のパッドと、各々が、複数のパッドの間にそれぞれ設けられ、複数のパッドと電気的に結合された複数の抵抗素子とを有する。ワイヤボンディングにより 2つのパッドの間に設けられた抵抗素子の抵抗値に基づいて増幅部の特性値を調整するように複数のパッドのうちの 2つのパッドを選択する。

[0022] 好ましくは、調整手段は、増幅部の特性値を決定する調整データを格納するための記憶部を含み、テスト音波に応答した可動部の動きにより検出された電気的な検出信号と予め記憶された検出結果に対応する補正情報とに基づいて、増幅部の特性値を決定する調整データが決定され、調整手段の記憶部に格納するように指示する。

発明の効果

[0023] 本発明に係る半導体装置、その製造方法、その製造方法プログラムおよび半導体製造装置は、ウェハテスト時においてテスト音波に応答した可動部の動きにより電気的な検出信号が検出されて、検出結果と予め記憶された検出結果に対応する補正情報とに基づいて、増幅部の特性値を調整するための調整手段により特性値がパッケージ後検査前に調整される。

[0024] これにより、パッケージ後の出荷前検査工程において、当該検査時に出力が飽和しな、ように事前に粗調整を実行しておくことができるため出荷前検査時の検査時間や補正時間が短くなる。

図面の簡単な説明

[0025] [図 1]本発明の実施の形態に従う半導体装置の処理工程の一部を説明する図である [図 2]図 1の処理の流れを説明するフロー図である。

[図 3]本発明の実施の形態に従う微小構造体のテスタ 1を説明する概略構成図である。

[図 4]3軸加速度センサのデバイス上面から見た図である。

[図 5]3軸加速度センサの概略図である。

[図 6]各軸方向の加速度を受けた場合の重錐体とビームの変形を説明する概念図である。

[図 7]各軸に対して設けられるホイートストンブリッジの回路構成図である。

[図 8]3軸加速度センサの傾斜角に対する出力応答を説明する図である。

[図 9]重力加速度 (入力）とセンサ出力との関係を説明する図である。

[図 10]3軸加速度センサの周波数特性を説明する図である。

[図 11]本発明の実施の形態に従う微小構造体の検査方式について説明するフローチャート図である。

[図 12]スピーカ 2から出力されたテスト音波に応答する 3軸加速度センサの周波数応答を説明する図である。

[図 13]本発明の実施の形態に従うテスタ 1の検査結果に基づいてデバイスのセンサ感度のばらつきの判定を説明する図である。

[図 14]本発明の実施の形態に従う加速度センサの増幅部を説明する図である。

[図 15]本発明の実施の形態に従う増幅率の調整について説明する図である。

[図 16]本発明の実施の形態に従うオフセット電圧の分類について説明する図である

[図 17]チップ TP力もの出力結果を説明する図である。

[図 18]本発明の実施の形態 2に従う加速度センサの増幅部およびその増幅率の調整を説明する図である。

[図 19]本発明の実施の形態 2に従う増幅部の特性の調整の処理の流れを説明する図である。

[図 20]本発明の実施の形態 2の変形例に従う増幅部の特性の調整の処理の流れを説明する図である。

[図 21]容量検知型センサ素子の一例としてマイクロフォンについて説明する図である

[図 22]ピエゾ抵抗型圧力センサの概念図である。

符号の説明

[0026] 1 テスタ、 2 スピーカ、 5, 5 # 完成品テスト装置、 10 ウエノ、、 45, 45 # ROM データ書き込み装置、 50 ダイシング、 60 ボンダ一、 70 マイクロフォン、 90 ピエゾ抵抗型圧力センサ、 100, 300 増幅器、 110〜112, 210 コンパレータ、 120 抵抗調整部、 200 オフセット電圧調整部、 220 電圧調整部、 400 PGA、 450 記憶部、 1000, 1001 半導体基板。

発明を実施するための最良の形態

[0027] 以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。 [0028] (実施の形態 1)

図 1は、本発明の実施の形態 1に従う半導体装置の処理工程の一部を説明する図である。

[0029] ここでは、半導体シリコンウェハ 10 (以下、単にウェハとも称する）が処理される流れが示されている。

[0030] 図 1を参照して、ウェハ 10上には、図示しないが微小構造体を有する複数のチップが形成されているものとする。そして、テスタ 1に搬送されてウェハテストが実行される。そして、次にダイシング部 50に搬送されてダイシング工程が実行される。具体的には、ウェハ上に形成された複数のチップがダイシングソ一によりチップ毎にカッテイングされる。そして、ボンダ一 60に搬送される。ボンダ一 60において、各チップ毎に基板側のリード電極とチップに形成されているボンディングパッドとを接続するボンディング工程が実行される。

[0031] そして、図示しないが後の工程においてチップの封入あるいは封止工程 (パッケージング工程とも称する）が実行される。なお、後述するが、テスタ 1でのウェハテスト結果であるテスト情報がボンダ一 60に伝達される。

[0032] 図 2は、図 1の処理の流れを説明するフロー図である。

図 2に示されるように上述したテスタ 1によりウェハテスト工程が実行される (ステップ SPO)。次に、ダイシング 50によってダイシング工程 (ステップ SP1)が実行される。そして次にボンダ一 60によりワイヤボンディング等のボンディング工程が実行される (ステツプ SP2)。そしてボンディングが実行された後、ノッケージング工程が行なわれる (ステップ SP3)。そして、パッケージング工程後、出荷前の完成品をテストする出荷前検査工程が実行される (ステップ SP4)。

[0033] 本例においては、テスタ 1におけるウェハテストのテスト結果に基づいて、製造段階でのデバイスのばらつきを補正する方式について説明する。具体的には、ウェハテスト時に検出されたテスト結果から当該テスト結果に対応する補正情報を参照して、デバイスの出力電圧を調整する方式について説明する。

[0034] まず、本発明の実施の形態 1に従うテスタ 1について説明する。

図 3は、本発明の実施の形態 1に従う微小構造体のテスタ 1を説明する概略構成図である。

[0035] 図 3を参照して、ここでは本発明の実施の形態 1に従うテスタ (検査装置） 1と、微小な可動部を有する微小構造体のセンサチップ TP (以下、単にチップとも称する）が複数形成された基板 (ウェハ） 10とが示されている。

[0036] 本例においてはテストする微小構造体の一例として、多軸である 3軸加速度センサを挙げて説明する。

[0037] テスタ 1は、疎密波である音波を出力するスピーカ 2と、外部とテスタ内部との間で入出力データの授受を実行するための入出力インタフェース 15と、テスタ 1全体を制御する制御部 20と、テスト対象物との接触に用いられるプローブ針 4と、プローブ針 4 を介してテスト対象物の特性評価となる測定値を検出するための測定部 25と、制御部 20からの指示に応答してスピーカ 2を制御するスピーカ制御部 30と、外部の音を検出するマイクロフォン (マイク） 3と、マイク 3が検出した音波を電圧信号に変換し、さらに増幅して制御部 20に出力するための信号調整部 35と、各種プログラムおよびテスト対象物の特性評価となる情報を格納している記憶部 40とを備える。なお、マイク 3 は、テスト対象物近傍に配置することが可能である。

[0038] 本発明の実施の形態 1に従うテスタの検査について説明する前にまずテスト対象物である微小構造体の 3軸加速度センサについて説明する。なお、ここでは、センサの検出電圧を出力するセンサ部についてのみ説明し、後のセンサ力も検出された検出電圧を増幅する増幅部については後述する。

[0039] 図 4は、 3軸加速度センサのデバイス上面力も見た図である。

図 4に示されるように、基板 10に形成されるチップ TPには、複数の電極パッド PDがその周辺に配置されている。そして、電気信号を電極パッドに対して伝達あるいは電極パッドから伝達するために金属配線が設けられている。そして、中央部には、クロ一バ型を形成する 4つの重錐体 ARが配置されて!、る。

[0040] 図 5は、 3軸加速度センサの概略図である。

図 5を参照して、この 3軸加速度センサはピエゾ抵抗型であり検出素子であるピエゾ抵抗素子が拡散抵抗として設けられて、る。このピエゾ抵抗型の加速度センサは、安価な ICプロセスを利用することができるとともに、検出素子である抵抗素子を小さく形成しても感度低下がないため、小型化 ·低コスト化に有利である。

[0041] 具体的な構成としては、中央の重錐体 ARは 4本のビーム BMで支持した構造となつている。ビーム BMは X, Yの 2軸方向で互いに直交するように形成されており、 1軸当りに 4つのピエゾ抵抗素子を備えて、る。 Z軸方向検出用の 4つのピエゾ抵抗素子は、 X軸方向検出用ピエゾ抵抗素子の横に配置されている。重錐体 ARの上面形状はクローバ型を形成し、中央部でビーム BMと連結されている。このクローバ型構造を採用することにより、重錐体 ARを大きくすると同時にビーム長も長くすることができるため小型であっても高感度な加速度センサを実現することが可能である。

[0042] このピエゾ抵抗型の 3軸加速度センサの動作原理は、重錐体が加速度 (慣性力）を受けると、ビーム BMが変形し、その表面に形成されたピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化により加速度を検出するメカニズムである。そしてこのセンサ出力は、 3軸それぞれ独立に組込まれた後述するホイートストンブリッジの出力から取り出す構成に設定されている。

[0043] 図 6は、各軸方向の加速度を受けた場合の重錐体とビームの変形を説明する概念図である。

[0044] 図 6に示されるようにピエゾ抵抗素子は、加えられた歪みによってその抵抗値が変化する性質 (ピエゾ抵抗効果)を持っており、引張歪みの場合は抵抗値が増加し、圧縮歪みの場合は抵抗値が減少する。本例においては、 X軸方向検出用ピエゾ抵抗素子 Rxl〜Rx4、 Y軸方向検出用ピエゾ抵抗素子 Ryl〜Ry4および Z軸方向検出用ピエゾ抵抗素子 R_Z 1〜Rz4がー例として示されて!/、る。

[0045] 図 7は、各軸に対して設けられるホイートストンブリッジの回路構成図である。

図 7 (a)は、 X(Y)軸におけるホイートストンブリッジの回路構成図である。 X軸およひ Ύ軸の出力電圧としてはそれぞれ Vxoutおよび Vyoutとする。

[0046] 図 7 (b)は、 Z軸におけるホイートストンブリッジの回路構成図である。 Z軸の出力電圧としては Vzoutとする。

[0047] 上述したようにカ卩えられた歪みによって各軸 4つのピエゾ抵抗素子の抵抗値は変化し、この変化に基づいて各ピエゾ抵抗素子は例えば X軸 Y軸においては、ホイートストンブリッジで形成される回路の出力各軸の加速度成分が独立に分離された出力電圧として検出される。なお、上記の回路が構成されるように図 4で示されるような上述した金属配線等が連結され、所定の電極パッドから各軸に対する出力電圧が検出されるように構成されている。

[0048] また、この 3軸加速度センサは、加速度の DC成分も検出することができるため重力加速度を検出する傾斜角センサとしても用いることが可能である。

[0049] 図 8は、 3軸加速度センサの傾斜角に対する出力応答を説明する図である。

図 8に示されるようにセンサを X, Υ, Z軸周りに回転させ X, Υ, Z軸それぞれのブリッジ出力をデジタルボルトメータで測定したものである。センサの電源としては低電圧電源 + 5Vを使用している。なお、図 8に示される各測定点は、各軸出力のゼロ点ォフセットを算術的に減じた値がプロットされている。

[0050] 図 9は、重力加速度 (入力）とセンサ出力との関係を説明する図である。

図 9に示される入出力関係は、図 8の傾斜角の余弦から X, Υ, Z軸にそれぞれ関わつて、る重力加速度成分を計算し、重力加速度 (入力）とセンサ出力との関係を求めてその入出力の線形性を評価したものである。すなわち加速度と出力電圧との関係はほぼ線形である。

[0051] 図 10は、 3軸加速度センサの周波数特性を説明する図である。

図 10に示されるように X, Y, Z軸それぞれのセンサ出力の周波数特性は、一例として 3軸ともに 200Hz付近まではフラットな周波数特性を示しており X軸においては 60 2Hz、 Y軸においては 600Hz、 Z軸においては 883Hzにおいて共振している。

[0052] 再び図 3を参照して、本発明の実施の形態 1に従うテスタの検査は、微小構造体である 3軸加速度センサに対して疎密波である音波を出力することによりその音波に基づく微小構造体の可動部の動きを検出してその特性を評価する方式である。

[0053] 図 11のフローチャート図を用いて、本発明の実施の形態 1に従う微小構造体の検查方式について説明する。

[0054] 図 11を参照して、まず微小構造体の検査 (テスト)を開始 (スタート)する (ステップ S 0)。次に、検出チップ TPの電極パッド PDにプローブ針 4を接触させる（ステップ S1) 。具体的には、図 5で説明したホイートストンブリッジ回路の出力電圧を検出するために所定の電極パッド PDにプローブ針 4を接触させる。なお、図 1の構成においては、一組のプローブ針 4を用いた構成が示されてヽるが、複数組のプローブ針を用いた構成とすることも可能である。複数組のプローブ針を用いることにより並列に出力信号を検出することができる。

[0055] 次に、スピーカ 2から出力するテスト音波を設定する (ステップ S2a)。具体的には、制御部 20は、入出力インタフェース 15を介して外部力もの入力データの入力を受ける。そして、制御部 20は、スピーカ制御部 30を制御し、入力データに基づいて所望の周波数および所望の音圧のテスト音波をスピーカ 2から出力するようにスピーカ制御部 30に対して指示する。次に、スピーカ 2から検出チップ TPに対してテスト音波を出力する (ステップ S 2b)。

[0056] 次に、マイク 3を用いてスピーカ 2から検出チップ TPに対して与えられるテスト音波を検出する (ステップ S3)。マイク 3で検出したテスト音波は信号調整部 35において、電圧信号に変換'増幅されて制御部 20に出力される。

[0057] 次に、制御部 20は、信号調整部 35から入力される電圧信号を解析し、判定して、所望のテスト音波が到達して、るかどうかを判定する (ステップ S4)。

[0058] ステップ S4において、制御部 20は、所望のテスト音波であると判定した場合には、次のステップ S5に進み、検出チップの特性値を測定する。具体的には、プローブ針 4を介して伝達される電気信号に基づヽて測定部 25で特性値を測定する (ステップ S 5)。

[0059] 具体的には、スピーカ 2から出力される疎密波であるテスト音波の到達すなわち空気振動により検出チップの微小構造体の可動部は動く。この動きに基づいて変化する微小構造体である 3軸加速度センサの抵抗値の変化についてプローブ針 4を介して電気的な検出信号である出力電圧を測定することが可能である。

[0060] 一方、ステップ S4にお、て、所望のテスト音波でな、と判定した場合には、再びステツプ S2に戻りテスト音波を再設定する。その際、制御部 20は、スピーカ制御部 30 に対してテスト音波の補正をするようにスピーカ制御部 30に対して指示する。スピー力制御部 30は、制御部 20からの指示に応答して所望のテスト音波となるように周波数および Zまたは音圧を微調整してスピーカ 2から所望のテスト音波を出力するように制御する。なお、本例においては、テスト音波を検出して、所望のテスト音波に補正する方式について説明しているが、予め所望のテスト音波が検出チップの微小構造体に到達する場合には、特にテスト音波の補正手段およびテスト音波を補正する方式を設けない構成とすることも可能である。具体的には、予めステップ S2a〜S4に至る処理をテスト開始前に実行し、スピーカ制御部 30において、所望のテスト音波を出力するための補正された制御値を記憶する。そして、実際の微小構造体のテスト時には、スピーカ制御部 30は、この記録された制御値でスピーカ 2への入力を制御することにより、上述したテスト時におけるステップ S3および S4の処理を省略することも可能である。

[0061] 次に、制御部 20は、測定された特性値すなわち測定データ力許容範囲であるかどうかを判定する (ステップ S6)。ステップ S6において、許容範囲であると判定された場合には合格 (ステップ S 7)であるとし、データの出力および保存を実行する (ステツプ S8)。そして、ステップ S9に進む。本発明の実施の形態 1においては、制御部 20 において、許容範囲の判定としてスピーカ 2から出力されるテスト音波の入力により、 3軸加速度センサの周波数応答特性を検出して、そのチップが適正な特性を有しているかどうかを判定する。なお、データの保存については、制御部 20からの指示に基づいてテスタ 1内部に設けられた記憶部 40に記憶されるものとする。また、記憶部 40には、許容範囲に関する情報とともに、許容範囲に含まれるチップについて、測定データに基づ、てデバイスの特性を評価ある、は判定するテスト情報も記憶されているものとする。なお、このテスト情報には、後述するが例えば後段の回路である増幅部の特性値を調整するための測定データに対応する補正情報も含まれるものとする。

[0062] ステップ S9において、次に検査するチップがない場合には、微小構造体の検査（テスト）を終了する (ステップ S 10)。

[0063] 一方、ステップ S9において、さらに次の検査すべきチップがある場合には、最初のステップ S1に戻り再び上述した検査を実行する。

[0064] ここで、ステップ S6にお、て、制御部 20は、測定された特性値すなわち測定データが、許容範囲ではないと判定した場合には不合格 (ステップ S 11)であるとし、再検查する (ステップ S12)。具体的には、再検査により、許容範囲外であると判定されるチップについては除去することができる。あるいは、許容範囲外であると判定されるチップであっても複数のグループに分けることができる。すなわち、厳しいテスト条件にクリアできないチップであっても補修'補正等行なうことにより実際上出荷しても問題もないチップも多数存在することが考えられる。したがって、再検査等によりそのグループ分けを実行することによりチップを選別し、選別結果に基づいて出荷することも可能である。

[0065] なお、本例においては、一例として 3軸加速度センサの動きに応答して、 3軸加速度センサに設けられたピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化を出力電圧により検出し、判定する構成につヽて説明したが特に抵抗素子に限られず容量素子ゃリァクタンス素子等のインピーダンス値の変ィヒもしくはインピーダンス値の変化に基づく電圧、電流

、周波数、位相差、遅延時間および位置等の変化を検出し、判定する構成とすることも可能である。

[0066] 図 12は、スピーカ 2から出力されたテスト音波に応答する 3軸加速度センサの周波数応答を説明する図である。

[0067] 図 12においては、音圧として lPa (パスカル）のテスト音波を与えて、その周波数を変化させた場合に 3軸加速度センサから出力される出力電圧が示されている。縦軸力 S3軸加速度センサの出力電圧振幅 (mV)、横軸がテスト音波の周波数 (Hz)を示している。

[0068] ここでは、特に X軸方向に対して得られる出力電圧が示されている。本例においては、 X軸のみしか図示していないが、同様に Y軸および Z軸においても同様の周波数特性を得ることが可能であるため 3軸それぞれにおいて加速度センサの特性を評価することができる。

[0069] 次に、上述した本発明の実施の形態 1に従うテスト音波に従うウェハテストを実行した場合に、許容範囲であると判定されたチップに対して、測定データに基づいてデバイスの特性を評価あるいは判定する方式にっ、て説明する。

[0070] ここでは、一例として、デバイスのセンサ感度のばらつきの判定について説明する。

図 13は、本発明の実施の形態 1に従うテスタ 1の検査結果に基づ!/、てデバイスのセンサ感度のばらつきの判定を説明する図である。 [0071] ここでは、テスタ 1のテスト音波に従って検出される検出電圧の基準値を SO (理想的な検出電圧値)とした場合において、実際のデバイスカゝら検出された検出電圧 rに従って分類分けする方式が示されている。具体的には、 0. 5S0〜1. 5S0の範囲において 0. ISO毎にグループ分けされている。たとえば、 r< 0. 5S0の場合には、グノレープ 1とする。また、 0. 5S0≤r< 0. 6S0の場合には、グノレープ 2とする。同様の方式に従って、 1. 4S0≤r< l. 5S0の場合にはグノレープ 11とする。そして、 r≥l. 5 SOの場合には、グループ 12とする。これらの情報は、テスタ 1の記憶部 40に格納されており、制御部 20の指示のもと読み出されて分類判断が実行されるものとする。

[0072] そして、この分類判断に基づいて、後述する増幅部の特性値、具体的には、増幅率を調整する。

[0073] ここでは、 0. 9S0≤r< l. 0S0の場合におけるグループ 6の増幅率 10倍（ X 10)を基準としてこの増幅値 AO (= 10S0)のほぼ士 10%の範囲内に各グループに対応する検出電圧が増幅されるように調整する。

[0074] たとえば、グループ 2の場合には、増幅率 18倍（ X 18)に設定される。また、グループ 3の場合には、増幅率 15倍（X 15)に設定される。また、グループ 11の場合には、増幅率 7倍（X 7)に設定される。このようにデバイス力も検出される検出電圧のばらつきに対応して増幅器の増幅率を調整することにより各デバイスにおけるセンサ感度の補正が可能となる。

[0075] なお、グループ 1あるいはグループ 12の場合には検出電圧が小さすぎるあるいは大きすぎるすなわちセンサ感度が低すぎるあるいは高すぎるためセンサに適さないすなわち許容範囲外として不合格としてヽる。

[0076] そして、本例においては、このテスタ 1でのテスト結果がテスト結果情報としてボンダ一 60に出力される。具体的には、例えば増幅部の特性値を調整するための補正情報としてセンサ感度を調整するの増幅率に関する調整データが出力される。

[0077] 図 14は、本発明の実施の形態 1に従う加速度センサの増幅部を説明する図である図 14を参照して、ここでは、図 7で説明したホイートストンブリッジの回路構成で示される本発明の実施の形態 1に従うセンサ部 SNとセンサ部 SNの出力結果を増幅する増幅部とが示されている。

[0078] センサ部 SNについては、図 7で説明したように各軸 (X, Υ, Z)についてホイートストンブリッジが形成されてセンサ部 SNから可動部の動きに従って出力電圧が検出される。たとえば、ここでは、 1軸について検出された出力電圧を増幅する場合が示されている。

[0079] 増幅部は、直列に接続された多段構成の複数の増幅器で構成される。具体的には、本例においては 2段構成の増幅器 100, 300が示される。また、増幅部は、増幅器 100に対してオフセット電圧を調整するオフセット電圧調整部 200をさらに含む。なお、本例においては、一例として増幅器 100の増幅率を調整する場合について説明する。ここで、増幅器 100は、いわゆるインスツルメンテーシヨン'アンプである。

[0080] 増幅器 100は、コンパレータ 110〜112と、抵抗素子 101〜106と、抵抗調整部 12 0とを含む。なお、コンパレータ 110および 111は、非反転増幅段を構成し、コンパレータ 112は、差像増幅段を構成する。

[0081] コンパレータ 110は、ノード NOとノード N1とに伝達された入力電圧を比較して、その結果をノード N2に伝達する。抵抗素子 103は、ノード N2とノード N1との間に電気的に結合される。抵抗調整部 120は、ノード N1とノード N5との間に電気的に結合される。抵抗素子 104は、ノード N5とノード N7との間に電気的に結合される。コンパレータ 111は、ノード N5とノード N6とに伝達された入力電圧を比較して、その結果をノード N7に伝達する。抵抗素子 101は、ノード N2とノード N3との間に電気的に結合される。抵抗素子 105は、ノード N7とノード N8との間に電気的に結合される。コンパレータ 112は、ノード N3とノード N8とに伝達された入力電圧を比較して、その結果をノード N4に伝達する。抵抗素子 102は、ノード N3とノード N4との間に電気的に結合される。抵抗素子 106は、ノード N8とノード N9との間に電気的に結合される。

[0082] 抵抗調整部 120は、抵抗値の調整が可能であり、この抵抗値の調整に基づ、てコンパレータ 110および 111のゲイン (増幅率）が調整される。具体的には、基準となる基準抵抗値力も抵抗値を高くすればするほど、ノード N1および N5にかかる負荷が上昇するためゲイン (増幅率)が下がり、逆に基準となる基準抵抗値から抵抗値を低くすればするほどノード N1および N5にかかる負荷が下降するためゲイン (増幅率）が上がることとなる。

[0083] オフセット電圧調整部 200は、コンパレータ 210と電圧調整部 220とを含む。

コンパレータ 210は、ノード N10とノード Ni lとに伝達された入力電圧を比較して、その結果をノード N9に伝達する。なお、このコンパレータ 210は、出力ノード N9と入力ノード 10とが電気的に結合されたいわゆるボルテージフォロワであり、ノード Ni l に伝達された電圧に追従して同一の電圧がノード N9に伝達される。

[0084] 電圧調整部 220は、後述するが電源電圧 Vddと接地電圧 GNDとの間に設けられた抵抗素子により抵抗分割されており、ノード Ni lと接続する抵抗素子の接続位置により抵抗分割に伴う電圧の調整が可能である。

[0085] オフセット電圧の調整は、この電圧調整部 220における抵抗素子の接続位置を調整することにより調整される。

[0086] 増幅器 300は、増幅器 100の増幅出力信号と、所定の基準電圧信号 Vrefとの入力を受けて設定されたの増幅率で増幅出力信号をさらに増幅して出力する。ここでは、簡略して記載しているが、増幅器 300についても増幅器 100と同様の構成であり、抵抗調整部の抵抗値を調整することにより増幅率を調整可能であるものとする。なお、オフセット電圧を調整するオフセット電圧調整部 200は、初段の増幅器 100に対して設けられて、るが、後段の増幅器 300に対して設けることも可能である。

[0087] 一般的に多段構成の増幅器の場合には、各段の増幅器それぞれについて独立に調整可能であり、ここでは、前段部の増幅器 100の調整について説明している力これに限られずたとえば後段の増幅器 300の増幅率を調整することも可能である。

[0088] 図 15は、本発明の実施の形態 1に従う増幅率の調整について説明する図である。

本発明の実施の形態 1においては、一例として上述したボンダ一 60がテスタ 1のテスト結果情報の入力を受けて、それに基づ!、てワイヤボンディングを実行する場合について説明する。本例においては、本発明の実施の形態 1に従うテスト音波に従うテスト検査結果に含まれる補正データに基づいて製造段階でのセンサ感度のばらつきを補償する方式にっ、て説明する。

[0089] 図 15を参照して、ここでは、半導体基板 1000上にセンサチップ TPと、増幅部を構成する 2つの増幅チップ AMTP, AMTP #とが載置される。そして、ボンダ一 60において、各チップ間の配線接続が実行される。ここでは、主に、センサチップ TPと、増幅チップ AMTPとの接続にっ、て説明する。

[0090] 本発明の実施の形態 1に従うチップ TPにおいてはセンサ部 SNの周辺のパッド領域において複数の抵抗素子が設けられている。そして、複数のパッド間にそれぞれ複数の抵抗素子の各々が電気的に結合された状態となっている。

[0091] 本例においては、チップ TPにおいて抵抗調整部 120を構成する複数の抵抗素子と、電圧調整部 220を構成する複数の抵抗素子とがそれぞれ設けられている。抵抗調整部 120は、抵抗素子 RaO〜RaN— 1を含み、各抵抗素子がそれぞれパッド PDa 0〜PDaNの間にそれぞれ設けられている。電圧調整部 220は、複数の抵抗素子 Rb 0〜RbM— 1を含み、各抵抗素子がそれぞれパッド PDbO〜PDbMの間にそれぞれ設けられている。

[0092] そして、ワイヤボンディングによりノード N1とノード N5とそれぞれ電気的に結合される 2つのパッド PDaが複数のパッドの中力も選択される。これにより、ノード N1とノード 5との間の抵抗値が調整される。たとえば、本例においてはノード N1とパッド PDaOとが電気的に結合される。また、ノード N5とパッド PDa2とが電気的に結合される。これにより、抵抗 RaO, Ralがノード N1とノード N5との間に直列に接続された状態となる

[0093] したがって、このようなワイヤボンディングにより、複数のパッド PDaの中から 2つのノッド PDaを選択して、電気的に結合させることによりノード N1とノード N5との間に接続される抵抗素子数を調整することが可能となり、その間の抵抗素子の抵抗値を調整することができる。これにより、上述したように例えば基準となる基準抵抗値から抵抗値を調整することにより増幅率を調整して、増幅後の出力信号の値を調整することができる。

[0094] ボンダ一 60は、ワイヤボンディングに際し、上記のテスト結果情報の入力を受けて、増幅器 100の増幅率を調整するためにテスタ 1でのグループ分けに従って対応するグループの増幅率となるように接続関係を決定し、複数のパッド PDaの中力ボンデイングするパッドを選択する。なお、図示しないが、ボンダ一 60内においては、テスタ 1からのテスト結果情報の入力を受けて増幅率を調整するためにボンディング位置を調整するための調整プログラムおよび各種制御プログラムを格納する記憶部を有しているものとする。これにより、 ROMに補正値を記録して補正する方式やレーザートリミングによって抵抗体の抵抗値を変えて補正する方式に比べて非常に安価に調整することが可能となる。

[0095] また、本方式を採用することにより、ノ¾ /ケージング前に調整が行なわれるためパッケージング後の出荷前検査工程にぉ、て、当該検査時に出力が飽和しな、ように設定することができるため出荷前検査時の検査時間や補正時間が短くなる。

[0096] また、上述したように電圧調整部 220を構成する複数の抵抗素子 RbO〜RbM— 1 もチップ TP上に構成され、パッド PDbO〜PDbMの間にそれぞれ設けられている。ここで、パッド PDbOは、電源電圧 Vddと電気的に結合される。また、ノッド PDbMは、接地電圧 GNDと電気的に結合される。したがって、複数の抵抗素子が電源電圧 Vd dと接地電圧 GNDとの間に直列に接続された構成であり抵抗分割により、各パッド P Dbから出力される電圧値を調整することが可能となる。したがって、ノード Ni lと接続されるパッド PDbの位置を変えることにより抵抗分割に従う所望の電圧値がコンパレータ 210の入力ノードに供給される。上述したようにコンパレータ 210はボルテージフォロワであるためこの抵抗分割に従う所望の電圧値がノード N9に伝達されてオフセット電圧値として増幅器 100に出力される。これにより、簡易な方式により増幅器 10 0の特性値に含まれるオフセット電圧値を調整することが可能である。本例にぉ、ては、例えば電源電圧 Vddが 5Vである場合に、 2. 5Vを基準となるオフセット電圧値（以下、オフセット基準値とも称する）として設定する。

[0097] 図 16は、本発明の実施の形態 1に従うオフセット電圧補正値の分類について説明する図である。

[0098] ここでは、オフセット電圧補正値がグループ 1〜グループ 42に細分化されて、それらに基づいて増幅器のオフセット電圧補正値 (調整値)が決定されている。ここでは、オフセット基準値を基準に 20mV〜 20mVの範囲内にお!/ヽて lmV毎に分類分けされた場合が示されている。そして、オフセット電圧補正値としては、オフセットのために検出された検出電圧に補正値としてオフセット電圧補正値を乗せた値がオフセット基準値に対してほぼ—0. 5mV〜0. 5mVの範囲内に収まるように決定されている。これにより、オフセットをほぼキャンセルして精度の高い増幅器における増幅が可能となる。

[0099] たとえば、検出電圧 qについて、 q<— 20mVの場合をグループ 1とする。そして、

— 20mV≤q<— 19mVの場合をグループ 2とする。同様の方式に従って、 19mV≤ q< 20mVの場合をグループ 41とする。さらに q≥20mVの場合をグループ 42とする。そして、このグループ分けに従ってオフセット電圧が決定される。たとえば、グループ 2に対応する場合には、オフセット電圧補正値は + 19. 5mVとされる。また、ダループ 3の場合には、オフセット電圧補正値は + 18. 5Vとされる。なお、グループ 1あるいはグループ 42の場合には、オフセット電圧補正値が正負にお、て過大となりすぎるため不良判定としている。これらの情報は、テスタ 1の記憶部 40に格納されており、制御部 20の指示のもと読み出されて分類判断が実行されるものとする。

[0100] 本発明の実施の形態 1においては、テスタ 1において、検出電圧 qを算出して、上記の分類結果に基づき決定されるオフセット電圧補正値を決定し、そのテスト結果情報をボンダ一 60に出力する。ボンダ一 60は、オフセット電圧補正値を受けて、ワイヤボンディングにより所望のオフセット電圧となるように電圧調整部 220で所定のパッド PDbとノード Ni lとを電気的に結合する。なお、検出電圧 qは、チップ TPから出力される出力基準値力もオフセット基準値を差分した値に相当する。

[0101] ここで、チップ TPの出力基準値について説明する。

図 17は、チップ TP力もの出力結果を説明する図である。

[0102] 上記のテスタ 1において、テスト音波をデバイスに入力するとプローブ針を介して出力電圧が検出される。

[0103] 図 17に示される波形は、ある測定区間において所定のサンプリング期間において測定した出力電圧をプロットして、検出された出力電圧の波形図である。

[0104] ここで示されるようにチップ TPからの出力結果は、基準となる出力基準値を中心に振幅する電圧信号波形となる。したがって、ある測定区間における平均値を求めることにより基準となる出力基準値を容易に測定することが可能となる。

[0105] なお、上述のセンサ感度の検査においては、一例としてある測定区間における最大の出力電圧を検出電圧として用いることとする。 [0106] したがって、本発明の実施の形態 1に従うテスト方式により、センサ感度およびオフセット電圧について別々に特性検査を実行する必要がなぐ 1回のテストに従う測定データ力簡易かつ高速に増幅器の特性値である増幅率およびオフセット電圧について並列に調整することが可能になる。

[0107] なお、上記で説明した本発明の実施の形態 1に従うセンサ感度およびオフセット電圧補正値の少なくとも一方の分類方法についてコンピュータに実行させるプログラムを予め FD、 CD—ROMあるいはハードディスク等の記憶媒体に記憶させておくことも可能である。

[0108] この場合には、テスタ 1に記録媒体に格納された当該プログラムを読み取るドライバ装置を設けて、ドライバ装置を介してテスタ 1内の制御部 20がプログラムを受信して、上述した許容範囲の判定を実行することも可能である。さらに、ネットワーク接続されている場合には、サーノから当該プログラムをダウンロードすることも可能である。

[0109] (実施の形態 2)

上記の実施の形態 1においては、ボンダ一 60において、テスタ 1でのテスト結果情報に基づいてワイヤボンディングによりセンサの特性を調整する方式について主に説明したが、本発明の実施の形態 2においては、さらに別の方式に従ってセンサの特性を調整する方式について説明する。

[0110] 図 18は、本発明の実施の形態 2に従う加速度センサの増幅部およびその増幅率の調整を説明する図である。

[0111] 図 18を参照して、本発明の実施の形態 2に従う加速度センサの増幅部は、いわゆ

[0112] 具体的には、上述したセンサ部 SNで構成されるセンサチップ TP #と、プログラマブルアンプ 400および記憶部 450で構成される増幅チップ APTPとが半導体基板 1 001上に載置されて、各チップ間の配線接続が実行される。なお、本例においては、一例として記憶部 450は、不揮発的なデータ記憶が可能なフラッシュメモリである EE PROMで構成したものが示されているがこれに限られず、他のメモリを用いることも可能である。

[0113] プログラムアンプ 400は、記憶部 450に記憶されたデータに基づいてアンプの特性を調整することが可能である。

[0114] 本発明の実施の形態 2において、センサの特性を調整する方式について説明する本発明の実施の形態 2においては、実施の形態 1で説明したのと同様の方式に従つてテスタ 1においてウェハテストを実行する。そして、テスタ 1のテスト結果情報を RO Mデータ書き込み装置 45に出力する。

[0115] ROMデータ書き込み装置 45は、テスタ 1からのテスト結果情報に基づいて、図示しなヽ ROMインタフェース (IZF)を介して記憶部 450にアンプの特性を決定するデータを書き込む。

[0116] これにより、例えば記憶部 450にアンプの特性に含まれる増幅率を調整する増幅率調整データを書き込むことによりプログラムアンプ 400の増幅率が調整されて、増幅後の出力信号の値を調整することができる。これに伴い、パッケージング前に調整が行なわれるためノ¾ /ケージング後の出荷前検査工程において、当該検査時に出力が飽和しないように設定することができるため出荷前検査時の検査時間や補正時間が短くなる。

[0117] なお、ここでは、アンプの特性として、増幅率を調整するための増幅率調整データについて、 ROMデータ書き込み装置 45を用いて記憶部 450に書き込む場合について説明したが、増幅率調整データに限られず、たとえば、実施の形態 1で説明した方式に従ってオフセット補正値を算出し、テスト結果情報として ROMデータ書き込み装置 45に与えることにより、オフセット調整データを記憶部 450に書き込んでアンプの特性に含まれるオフセット電圧を調整することも可能である。

[0118] ここで、本発明の実施の形態 2に従う増幅部は、プログラマブルアンプであるため実施の形態 1にお、てボンダ一のワイヤボンディングにしたがって増幅率の調整を実行する必要はな、ためパッケージ工程後にお、ても簡易にその調整が可能であり、以下においては、ノッケージ後の出荷前検査工程に再調整を実行する場合について説明する。

[0119] 図 19は、本発明の実施の形態 2に従う増幅部の特性の調整の処理の流れを説明する図である。 [0120] 図 19を参照して、ここでは、ノッケージング前とパッケージング後において、それぞれテスタのテスト結果情報を用いて調整する方式が示されて 1ヽる。

[0121] ノ¾ /ケージング前において、ここでは、図 18で説明したのと同様の構成が示されて

V、る。ここで示されて、るようにテスタ 1でのテスト結果情報カ¾OMデータ書き込み装置 45に入力されて、 ROMデータ書き込み装置 45は、記憶部 450に粗調整データを書き込む。例えば、ここでは、検出出力が飽和しないように増幅率を粗調整する

[0122] ノッケージング後において、ここでは、出荷前検査工程において、完成品テスト装置 2により検査される場合が示されている。そして、完成品テスト装置 2も図示しないが図 13で説明した分類判断を実行するためのテスタ 1と同様の記憶部を有しているものとする。完成品テスト装置 2は、ノッケージング後の出荷前のデバイスに対して、最終テストを実行するものであり、たとえば加速度センサにおいては、加振器等を用

V、て振動を与えることにより所望の特性が検出されるか等種々のテストを実行する。

[0123] また、完成品テスト装置 2は、上記の実施の形態 1で説明したのと同様に、検出電圧に基づ、てデバイスのセンサ感度のばらつきに対する図 13と同様の分類判断を実行し、増幅率を決定してテスト結果情報を ROMデータ書き込み装置 45 #に出力する。 ROMデータ書き込み装置 45 #は、テスト結果情報に基づいて記憶部 450に最終調整データを書き込む。すなわち、 ROMデータ書き込み装置 45 #は、テスト結果情報に基づいてパッケージ後のデバイスの増幅率を再調整する。

[0124] したがって、当該方式により、例えば、ウェハテストのテスト結果情報を用いて、増幅部の特性についてまず粗調整し、後に実行される出荷前検査工程の検査結果に基づいて再調整することにより所望の増幅率となるように調整することにより、検査時間や補正時間を短縮することが可能となる。

[0125] (実施の形態 2の変形例）

図 20は、本発明の実施の形態 2の変形例に従う増幅部の特性の調整の処理の流れを説明する図である。

[0126] 図 20を参照して、図 19で説明した増幅部の調整の処理の流れとして異なる点は、パッケージング前およびパッケージング後、ともに同じ ROMデータ書き込み装置 45 によりデータの書き込みが実行される。

[0127] 当該装置により、 ROMデータ書き込み装置をそれぞれ別途設ける必要がなぐシステムが簡易となる。また、特に、図 19で示したように完成品テスト装置 2と、 ROMデータ書き込み装置をそれぞれ別々に設けることも可能である力本例に示されているように完成品テスト装置 2 #に ROMデータ書き込み装置 45を内蔵して 1つの装置として設けることも可能である。これにより設置効率も向上するとともに、制御性も向上する。

[0128] 上記の実施の形態においては、加速度センサについて形成されるチップ CPについて説明したが本願発明は加速度センサに限られることなく他の可動部を有する M EMSデバイスに適用することが可能である。

[0129] 図 21は、容量検知型センサ素子の一例としてマイクロフォンについて説明する図である。

[0130] 図 21 (a)を参照して、マイクロフォン 70は、基板 80と、基板 80上に形成された酸ィ匕膜 81と、酸化膜 81の上に形成された振動板 71 (振動板から外部へ延びる延長部 76を含む）と、振動板 71の上に設けられ、絶縁材で形成された固定部 74と、固定部 74の上に設けられた背電極 72とを含む。固定部 74によって振動板 71と背電極 7 2との間に空間 73が形成される。背電極 72には複数の貫通孔が音響ホール 75として設けられる。また、背電極 72の表面には背電極用の取出し電極 77が設けられ、振動板 71の延長部 76の表面には振動板用の取出し電極 78が設けられている。

[0131] 次に、図 21 (b)も参照して、振動板 71は基板 80のほぼ中央部に設けられ、矩形状を有している。ここでは説明を簡単にするために正方形として説明する。振動板 71を構成する 4つの辺のほぼ中央には、それらの辺に隣接して矩形状の 4つの固定部 74 a〜74dが設けられ固定部 74の上には背電極 72が設けられる。背電極 72は固定部 74の振動板側の 4つの辺と、隣接する固定部 74 (たとえば、 74aと 74bの最短距離である隣接する頂点を結ぶ 4つの辺（直線)を含む八角形状を有している。

[0132] 背電極 72が矩形の振動板 71の 4辺の外周部に設けた固定部 74で支持されるとともに、固定部 74の隣接する頂点間の最短距離を結ぶ形状を有しているため、背電極 72の機械強度を確保できる。 [0133] なお、図 21 (b)においては、理解の容易のために振動板 71と固定部 74との間に間隔を設けて、るが実際はこの間隔は殆どな、。

[0134] また、図 21 (b)において各固定部 74の上に背電極用取出し電極 77を設け、振動板 71の延長部 76の表面の四隅に 4個の振動板用取出し電極 78を設けている力これは歩留りを考慮したものであって、それぞれ 1個ずつ存在すれば特に問題はない

[0135] 振動板 71は、外部からの圧力変化 (音声等を含む)を受けて振動する。すなわち、このマイクロフォン 70は、振動板 71と背電極 72とをコンデンサとして機能させるものであり、音圧信号によって振動板 71が振動する際のコンデンサの静電容量の変化を電気的に取出す形態で使用することができる。

[0136] そして、検出した電気的出力を上記で説明したような増幅部により増幅して出力することが可能である。

[0137] 図 22は、ピエゾ抵抗型圧力センサの概念図である。

図 22 (a)を参照して、ピエゾ抵抗型圧力センサ 90は、シリコンの基板上に異方性ェツチングによりダイアフラム 91を形成し、その端部の中央に拡散型ピエゾ抵抗素子 9 2a〜92dを配置している。圧力の検出には、圧力によりダイアフラム表面に形成した拡散型ピエゾ抵抗素子 92a〜92dに応力が作用し、その電気抵抗が変化するピエゾ抵抗効果を用いる。

[0138] 図 22 (b)を参照して、ここでは、ピエゾ抵抗型圧力センサ 90を ID— ID #で切断した断面図である。ここで示されるようにダイアフラム 91の表面に拡散型ピエゾ抵抗素子 92aおよび 92cが配置されて!、る。

[0139] 図 22 (c)は、拡散型ピエゾ抵抗素子 92a〜92dをブリッジ接続した場合の配線図である。

[0140] ここで、拡散型ピエゾ抵抗素子 92a〜92dの抵抗値をそれぞれ R1〜R4とすると、圧力印加後の抵抗値 R1〜R4は次式の如く表される。

[0141] [数 1]

Rl = R3 = (l + al)R0

R2 = R4 = (l + a2)R0 [0142] 但し、 ROは、無負荷時の抵抗値、 α 1と α 2とはピエゾ抵抗係数と応力の積である。そして、ブリッジの入出力電圧の比は次式となる。

[0143] [数 2]

Vo 2 (a l + a 2)

Vs ϊ + α \ - α 2

[0144] したがって、検出した電気的出力を上記で説明したような増幅部により増幅してこの入出力電圧を測定することにより圧力を検出することができる。

[0145] なお、本例では、マイクロフォンあるいはピエゾ抵抗型圧力センサを例に挙げて説明したがこれに限られず、たとえば角速度センサ等の他の MEMSデバイスについても同様に適用可能である。

[0146] 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims

請求の範囲

[1] 半導体基板に形成された可動部を有する微小構造体と、

前記微小構造体の可動部の動きに基づいて検出される電気的な検出信号を増幅して出力する増幅部とを備え、

前記増幅部は、前記電気的な検出信号を増幅して出力するための前記増幅部の特性値を調整するための調整手段を有し、

前記半導体基板に形成された前記微小構造体に対して、テスト音波が出力されるウェハテストが実行され、前記ウェハテスト時において前記テスト音波に応答した前記可動部の動きにより前記電気的な検出信号が検出されて、前記検出結果と予め記憶された検出結果に対応する補正情報とに基づいて、前記調整手段により前記増幅部の特性値がパッケージ後検査前に調整される、半導体装置。

[2] 前記ウェハテスト時において前記テスト音波に応答した可動部の動きにより検出された前記電気的な検出信号に基づ、て、前記テスト結果情報に含まれる前記微小構造体のばらつきに対応する複数のグループのうちの対応した 1つのグループに分類分けされ、

前記調整手段は、前記複数のグループにそれぞれ対応して設けられた複数の調整値のうち、前記対応した 1つのグループに属する調整値に設定する、請求項 1記載の半導体装置。

[3] 前記調整手段は、前記増幅部の増幅率およびオフセット電圧値の少なくともいずれか一方を調整する、請求項 1に記載の半導体装置。

[4] 前記増幅部は、複数の増幅器をさらに含み、

前記複数の増幅器の少なくとも 1つの調整値は、前記調整手段により前記分類分けされた 1つのグループに対応する調整値に調整される、請求項 1〜3のいずれか一項に記載の半導体装置。

[5] 前記調整手段は、

前記半導体基板上に設けられた複数のパッドと、

各々が、前記複数のノッドの間にそれぞれ設けられ、前記複数のパッドと電気的に結合された複数の抵抗素子とを有し、前記複数のパッドのうちの 2つのパッドが選択されて、前記 2つのパッドの間に設けられた抵抗素子の抵抗値に基づヽて前記増幅部の特性値を調整する、請求項 2〖こ記載の半導体装置。

[6] 前記調整手段は、前記増幅部の特性値を決定する調整データを格納するための記憶部を含み、

前記テスト音波に応答した前記可動部の動きにより検出された前記電気的な検出信号と前記予め記憶された検出結果に対応する補正情報とに基づいて、前記増幅部の特性値を決定する前記調整データが決定され、前記記憶部に格納される、請求項 2に記載の半導体装置。

[7] 前記調整手段は、パッケージ後検査の結果に基づ!、て前記増幅部の特性値を再調整する、請求項 1に記載の半導体装置。

[8] 前記半導体装置は、半導体加速度センサ、半導体圧力センサおよび半導体角速度センサのいずれか 1つに相当する、請求項 1に記載の半導体装置。

[9] 基板に形成された可動部を有する微小構造体と、前記微小構造体の可動部の動きに基づいて検出される検出信号を増幅する増幅部とを含む半導体装置の製造方法であって、

パッケージング前において前記半導体基板に形成された前記微小構造体に対してテスト音波が出力されるウェハテストを実行するステップと、

前記ウェハテストの実行により前記テスト音波に応答した前記可動部の動きにより電気的な検出信号を検出するステップと、

前記検出信号の検出結果と予め記憶された検出結果に対応する補正情報とに基づ、て、前記増幅部の特性値をパッケージ後検査前に調整するステップとを備える、半導体装置の製造方法。

[10] ノッケージ後検査の結果に基づ、て前記増幅部の特性値を再調整するステップをさらに備える、請求項 9に記載の半導体装置の製造方法。

[11] 請求項 9または 10に記載される半導体装置の製造方法をコンピュータに実行させる、半導体装置の製造方法プログラム。

[12] 半導体基板に形成された可動部を有する微小構造体と、微小構造体の可動部の動きに基づいて検出される電気的な検出信号を増幅して出力する増幅部とを備え、前記増幅部は、前記電気的な検出信号を増幅して出力するための前記増幅部の特性値を調整するための調整手段を有する半導体装置を製造する半導体製造装置であって、

前記半導体基板に形成された前記微小構造体に対して、テスト音波が出力されるウェハテストが実行され、前記ウェハテスト時において前記テスト音波に応答した前記可動部の動きにより前記電気的な検出信号が検出されて、前記検出結果と予め記憶された検出結果に対応する補正情報とに基づいて、パッケージ後検査前に前記増幅部の特性値を調整するように前記調整手段を制御する、半導体製造装置。

[13] 前記調整手段は、

前記半導体基板上に設けられた複数のパッドと、

各々が、前記複数のノッドの間にそれぞれ設けられ、前記複数のパッドと電気的に結合された複数の抵抗素子とを有し、

ワイヤボンディングにより前記 2つのパッドの間に設けられた抵抗素子の抵抗値に基づ、て前記増幅部の特性値を調整するように前記複数のパッドのうちの 2つのパッドを選択する、請求項 12記載の半導体製造装置。

[14] 前記調整手段は、前記増幅部の特性値を決定する調整データを格納するための記憶部を含み、

前記テスト音波に応答した前記可動部の動きにより検出された前記電気的な検出信号と前記予め記憶された検出結果に対応する補正情報とに基づいて、前記増幅部の特性値を決定する前記調整データが決定され、前記調整手段の前記記憶部に格納するように指示する、請求項 12記載の半導体製造装置。