JPS6232332A - 圧力検出素子の検定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ 本発明は圧力検出素子の検定方法及び装置、特に半導体
結晶ウェハ状態のままでこのウェハに形成された各圧力
検出素子の特性の検定を行うことを可能とする改良され
た圧力検出素子の検定方法及び装置に関する。

［従来の技術］ １１且薯 今日流体計測は各種分野で行われており、例えば石油プ
ラントや発電設備等の大がかりなものから、自動車の油
圧制御や燃焼１ＩＩＪＩＩ１１身近かなところでは家庭
用電気製品、医療機器に至る各種分野にまで広範囲に亘
って行われている。

このような流体計測は、一般に流体の圧力や流量の測定
を中心として行われており、近年このような測定を行う
流量センサ及び圧力センサに対しては小型化、高信頼性
化、低価格化の要求が高まっている。

このような要求を満足する圧力センサとして、従来より
各種の半導体圧力検出素子が用いられており、このよう
な半導体圧力検出素子としては、第８図（Ｂ）に示すキ
ャパシタンスタイプのものと、第８図（Ｃ）に示ず歪ゲ
ージタイプのもとが周知である。

第８図（Ｂ）に示すキャパシタンスタイプの半導体圧力
検出素子１００は、その中央部を実面側から周知の半導
体微細加工技術を用いて座ぐり加工して肉薄のダイアフ
ラム１０を形成し、このダイアフラム１０の裏面に電極
１２を設けて形成されている。

また、第８図（Ｃ）に示す歪ゲージ望の半導体圧力検出
素子１００は、そのダイアフラム１０をＮ！Ｓ２８　ｉ
甲結晶板を用いて作成し、その中央部、周縁部の境界近
傍に不純物としてボロン拡散したＰ型の歪抵抗ゲージを
設【ノることにより形成されている。

ところで、このような各半導体圧力検出素子１００の作
成は、一般に半導体処理技術の特徴である高集積度、高
信頼度、量産性といった有用性を生かして行われ、具体
的には第８１１（Ａ＞に承りように、１枚のシリコンウ
ェハ２００上に多数の圧力検出素子チップを形成してＪ
３き、このウエハ２００を個々のチップに切断すること
により行われる。

ここにおいて、前記圧力検出素子１００の月利となる３
ｉなどの半導体単結晶は、化学的に安定であり、しかも
外部応力に対して良好な弾性と鋼材なみの強度を有し起
歪体として最適な機械的特性を協えている。これに加え
て、前記半導体単結晶は、クリープ、ヒステリシスによ
る誤差が少なく、振動や経時変化がほとんどないという
優れた特徴を有している。

従来技術 従来、この種の半導体単結晶を用いて形成された圧力検
出素子の検査は、まず最初に、半導体検査装置として利
用されているつ１ハブロバ−によってウェハ状態のまま
その電気特性の測定が行４っれる。これにより、キＶバ
シタンス型の圧力センｔ±では、測定された電気特性に
より電極形成の状態が検査され、また歪抵抗ゲージ型の
圧力センＶでは、測定された電気特性からゲージ抵抗、
オフセット電圧、整流性などの特性が検査されることに
なる。

そして、このウェハプロパーによる検査に合格した圧力
検出ん了は、その後つＴハから切断され個々の圧力セン
リヂップとして取り出され、第８図（Ｄ）に示すように
、圧力センサ検定用治具上にマウン１−あるいはハウジ
ングされ圧力センサとしての圧力検定試験が行われる。

この圧力検定試験は、圧力検出素子に要求される精度に
応じて、単に圧力センサとして動作するかどうかを判断
するに寸ぎない命中な検定方法から、高精度の補償、較
正を行う検定方法まで各種の方法が存在する。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、いずれにしても従来の圧力検定試験は、ウェハ
から切り離された個々の￥−導体圧力検出素子に対して
個別に行われ、ウェハ状態のままで行うことができない
ため、前記圧力検出素子の量産性、信頼性、集積度を高
める上での妨げとなるという問題があった。

すなわら、従来の圧力検定試験は、ウェハから切り離さ
れた各圧力検出素子の全てに対し個別に行われるため、
その試験に多大な時間と動力を必要とし、たとえ製造工
程において圧力検出素子をウェハから５産したとしても
、これに続く検査工程においてその量産性、経済性が損
われてしまうという問題があった。

また、今日、超微細半導体加工技術を駆使することによ
り、１枚のウェハから数千個の超小型圧力検出素子を形
成することができる。

しかし、このような超小型の圧力検出素子は、その大き
さが極めて小さいことから、圧力検定試験を行う場合に
その取扱いが極めて繁雑なものとなり、試験に要する時
間及び手間が更に増大するという問題があった。

特に、１枚のウェハから数千個の超小型半導体圧力検出
素子が形成するような場合には、これを全数個別試験す
ることは膨大な時間と手間を必要とするため実際上不可
能であり、その有効な対策が望まれていた。

また、一般に圧力検出素子は、所望の圧ノコ感度特性を
イｉするようそのダイアフラムの直径と厚さが適宜設定
されおり、従来の圧力検定試験は、圧力検出素子のダイ
アフラムの板厚を、触針などを用いて検査していた。

しかし、一般に圧力検出素子のダイアフラムは、その板
厚が極めて薄く、特に＃Ｘ述した超小型の半導体圧力検
出素子ではそのダイアフラムの板厚は数μｍ程度に形成
されている。

従って、このようなダイアフラムを触針を用いて検査す
ると、触針とダイアフラムとの接触によりダイアフラム
にマイクロクラック等が発生し製品の小止りが低下する
という問題があった。

１ｉ立月１ 本発明は、このような従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、￥導体圧力検出素子の特性の検定を
ウェハ状態のまま迅速かつ正確に行うことの可能な半導
体圧が検出素子の検定方法及びその装置を捉供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ １圧１敗人工皇ｌ亙方１ 第１図には本発明に係る圧力検出素子の検定方法を表す
フローヂ１＝　−１＝が示されており、本発明の方法は
、 被測定半導体結晶つ１ハと同一高さ位置に較正用圧力検
出素子を設け、前記ウェハに印加される検定圧力をこの
圧力検出素子に予め印加しその値を所望の値に較正する
圧力較正工程と、較正された検定圧力を前記ウェハに印
加し、このウェハ上に形成された複数の圧力検出素子の
特性の検定を行う検定工程と、 を含み、前記検定工程は、 前記つ又ハ上に形成された各圧力検出素子の電極部に触
針を接触さぜる触針接触工程と、触針の接触された圧力
検出素子のダイヤフラム部分に較正後の検定圧力を印加
する圧力印加工程と、 圧力検出素子から出力される信号を前記触針を介ｂｒ順
次測定する圧力特性測定工程と、を前記つ王ハ上に形成
された各圧力検出素子に対して順次繰返して（ｊい、測
定された８汗力検出素子の信号に基づき各圧力検出素子
の特性の検定をウェハ状態のままで行うことを特徴と１
６゜以下に本発明の方法の構成を更にＵ、１体的（、−
説明する。

本発明の［［力軸正Ｔ程は、１を力印加り向に対し交差
づ゛るＸ、Ｙ平面的で較正用圧力検出素子を激動ｉ、Ｉ
Ｉ　’＠ｌシながら検定圧力の印加を（ｊい、このとき
較正用圧力検出素子から出ツノされるに１入伯にＶづき
検定ＩＥ力の較正を行うことがこの好ましい。

ま／ｊ、前記検定工程は、検定圧力のつ丁ハへの印加を
、圧力印加方向に対し交差〕る平面内でウェハを微動制
御しながら行い、圧力印加時に圧力検出素子／）ｉ　ｒ
ら出力される信翼の最大鎮となる位置を初期イ装置どし
て設定することが好ま（）い。

更に、前記圧力特性測定工程は、各斥力検出素子から出
力される圧力印加時の信号とＪト圧力印；ｎ時の信号と
を差演ｔ１１−ることにより、検定圧力に対応した仁り
を求めその特性を検定４ることが好ましい。

圧力検出素子の検゛−装６ また、本発明に係る圧力検出素子の検定装置は、多数の
圧力検出素子が形成された半導体結晶ウェハを固定する
ステージ部と、 前記ステージ部に隣接して半導体結晶ウェハと同一高さ
位置に設けられた較正用圧力検出素子と、前記ウェハま
たは較正用圧力検出素子に対しその、Ｌ方から圧力を印
加する圧力噴射ノズルと、前記ウェハへ向け道退し検定
圧力が印加される圧力印加素子の電極部に接触する触針
と、前記ステージ部及び較正用圧力検出素子を少なくと
も圧力印加方向と交差する平面内で移動制御するブロー
バ駆動手段と、 前記ブローバ駆動手段を制御して圧力噴射ノズルと較正
用圧力検出素子とを対向させ、この圧力検出素子から出
力される信号に基づき圧力噴射ノズルから印加される検
定圧力を所望の値に予め較正する圧力較正手段と、 前記ブローバ駆動手段を制御してウェハ１に形成された
各圧力検出素子のダイヤフラム部を前記圧力噴射ノズル
に順次対向させ、前記触Ｓ１をこの圧力検出素子の電極
部にその都麿接触させることにより、検出素子の切替え
を順次繰返して行う検出素子切替制御手段と、 この検出素子の切替え動作が終了する毎に、圧力噴射ノ
ズルから較正後の検定圧力を圧力検出素子に向番ノ印加
し、この時圧力検出素子から出力される信号に繕づき各
圧力検出素子の特性の検定を行う圧力特性測定手段と、 を含み、各圧力検出素子の特性の検定をつ１ハ状態のま
まで行うことを特徴とする。

以下に本発明の装置の構成を更に具体的に′：Ａ（ｖｌ
ｌする。

本発明にＪ３い−Ｃ１Ｃ１前記−デー９半導体結晶ウェ
ハを平面的に固定するものて゛あり、このステージ部は
、その表面に多数の吸着用細孔を設は前記ウェハを平面
的に吸石固定−づ−ることが好ましい。

また、較正用圧力検出素子は、前述したようにステージ
部に隣接して゛Ｖ−導体結晶ウエつと同一高ざ位置に設
けられており、このような較正用圧力検出素子としては
、前記半導体結晶ウェハとほぼ同時期に作成されたもの
で、しかもウェハ上に形成された各圧力検出素子と同一
のダイアフラム形状及び板ｇを有し、更に所定の圧力較
正を経たものを用いることが好ましい。

また圧力噴射ノズルは、較正用圧力検出素子及び前記つ
１ハ十にそれぞれその上方から圧力を印加するらのであ
り、このような圧力噴射ノズルとしては、ウェハに対し
その相対位置及び高さを調整する調整曙橋を有し、圧力
υ１１１１装置でυ制御された圧力ガスを噴射させるも
のを用いることが好ましい。

また触針は、ステージ部に固定されたウェハへ向け進退
しで圧力が印加される圧力印加素子の電極部に押圧接触
し、電気的な接続を得るために用いられている。そして
、この触針は、圧力検出素子の電極部の個数に対応した
本数、通常は４〜６本設けられており、また位ｕ１高さ
の調整ａ構を用いてステージ部の上方空間内の湧定位■
に保持固定さ１！るよう形成りろことが好ましい。

また、ブ［１−バ駆動手段は圧力較１［Ｔ：段及び検出
姦了Ｉ、７Ｊ台制御手段から供給される制御伝シー二に
より前記ステージ部及び較正用圧力検出Ａ子を少なくと
も圧力中＋１１１方向と交差４るＸ−Ｙ平面内で移動も
しくは微動制御し、しかも前記触針の上下動をｉ、ＩＩ
　ｌ１ｌ−！するものである。

また、圧力較正手段は、前記ブローバ駆動手段を制御し
、圧力噴射ノズルを較正用圧力検出素子のダイアフラム
部と対向させ、このダイアフラム部に検定圧力を印加さ
せる。そして、このときこの圧力検出素子から出力され
る信号にすづき検定圧力の圧力レベルを所望の値に較正
するしのである。

また検出素子切ｆ！＃ｉ１．ｌ＋御手段（５ｔ、１）う
記ブローバ駆ω」手段を制御１ノ、圧力噴射ノズルをつ
１ハ上に形成された各圧力検出素子のダイアフラム部に
順次対向さＵる。そして、前記触針をこのようにして圧
力噴射ノズルに対向した圧力検出素子の電極部にその都
電押圧接触さ４Ｌ、特性の測定早漏を行う。

また圧力特性測定手段は、前記圧力検出累子切苔制御手
段による検出素子の切替が行なわれる度に、圧力噴射ノ
ズルから検定圧力を較正された圧力レベルで対向する圧
力検出素子に印加し、圧力検出素子から出力される信号
に基づきその圧力検出素子の特性の検定を行う。

そして、本発明によれば、このにうな検定結果を表示す
るだめのデータ出力装５を設け、ウェハ状態で検定され
た各圧力検出素子の特性を数値データあるいはグラフィ
ックデータとして表示することが好ましい。

［作用］ 本発明の方法及び装置は以上の構成から成り次にその作
用を説明する。

測定される圧力検出素子が形成された半導体結晶ウェハ
をまずステージ部上に平面的に固定する。

このようにして、測定の準備が終了した時点で、次に前
記ウェハに印加される検定圧力の圧力較正を行う。

この圧力較正は、まずブローバ駆動手段を制御し、圧力
噴射ノズルを較正用圧力検出素子に対向させそのダイア
フラム部に検定圧力を印加する。

このとき較正用の圧力検出素子から出力される信号に基
づきそのｒｔ力レベルをフィードバックｉ、ｌｌ１１］
し、検定圧力を所望の値に較正づる。

ここにおいて、検定圧力の印加は、圧力印加方向に対し
交差するＸ−Ｙ平面的で圧力検出素子を微動制御しなが
ら行い、このとき圧力検出素子から出力される信号の最
大値に基づきその較正を行うことが好ましい。

このようにして検定圧力の較正が終了すると、次に半導
体結晶ウェハ上に形成された各圧力検出素子の検定動作
を１７ｉ１始づる。

まず、前記圧力較正工程が終了すると、前記ステージ部
を移動し、半導体結晶ウェハ上に形成された任意の圧力
検出センサを圧力噴射ノズルと対向させ、この圧力検出
素子分電極薄に前記触副を抑圧接触させる。

この時、前記ステージ部をＸ　−Ｙ平面内で微動制御し
ながら圧力噴射ノズルから較正された検定圧力を圧力検
出素子のダイアフラム部に印加する。

そして、圧力検出素子から出力される信号が最大値とな
る位置を探索し、この位置において圧力噴射ノズルとダ
イアフラム部とが対向するよう前記半導体結晶ウェハの
位置を初期設定することが好ましい。

このようにして、半導体結晶ウェハの初期位置の設定が
終了すると、次に検出素子切替制御手段、圧力特性測定
手段が作動し、前述した散開接触工程、圧力印加工程及
び圧力特性測定工程をウェハ上に形成された各圧力検出
素子に対して順次繰返１ノで行い、ウェハ上に形成され
た各圧力検出素子の全てに対し特性の検定を行う。

すなわち、検出素子力持制御手段は、１個の圧力検出素
子の圧力検定が終了する毎に、プローバ駆動手段を制御
してウェハ上に形成された次の圧力検出素子のダイアフ
ラム部を圧力噴射ノズルに対向させ、更に前記触針をこ
の圧力検出素子の電極部にその都度押圧接触させ、検出
素子の切替を行う。

圧力特性測定手段はこのようにして検出素子の切替が行
なわれる疫に、この圧力検出素子に向ｔ−ｊ噴射ノズル
から較正後の検定圧力を印加し、圧力印加時、ＪＩＥ圧
力印加時にこの圧力検出素子から出力される信号に基づ
きその特性、例えば抵抗値、出力電圧等の測定を行う。

そして、このようにして求められた各測定データは圧力
１４性測定１段内に設けられたメ［りに順次記憶され、
データ出力装ｒにより数値データあるいはグラフィック
データとして表示される。

このように、本発明によれば、圧力検出素子の特性の測
定を、半導体結晶ウェハの状態のままで迅速かつ自動的
に行うことができるので、半導体製造技術の（ｉする本
来の特′ｆｉである量産性を発揮（］、低価格の圧力検
出素子を提供することが可能となる。

また、本発明によれば、圧力検出素子の特性の測定をウ
ェハ状態のままで行うことができるため、従来その特性
の測定が困難であった超小型の圧力検出素子に対しても
、その特性測定を迅速かつ自動的に行うことができ、こ
の結果、本発明を用いることにより、従来不可能であっ
た超小型圧力検出素子の生産を工業生産ベースで行うこ
とが可能となる。

更に、本発明よれば、圧力印加時に圧力検出素子が出力
される信号に基づきその良否判定を行うことができるた
め、従来行われていた触針を用いたダイアフラムの板厚
測定を省略することが可能となる。この結果、本発明に
よれば板厚測定時に生ずるダイアフラムのマイクロクラ
ックやダイアプラムの破損による歩苗の低下を防止する
ことができ、信頼性の高い圧力検出素子を提供すること
が可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、圧力検出素子の
特性の検定を、半導体結晶ウェハ状態のままで行うこと
ができ、この結果、半導体製造技術の本来の特徴である
量産性を発揮し、超小型、高信頼性、低価格の半導体圧
力検出素子の提供を行うことが可能となる。

［実施例］ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。

実施例の構成 第３図には、本発明に係る圧力検出素子の検定装置の好
適な実施例が示されており、実施例の装置は、Ｘ、Ｙ、
Ｚ軸方向に三次元的に移動可能に設けられた基台２０上
に、ステージ部２２及び較正用圧力検出素子２４を設け
ている。

前記ステージ部２２は、基台２０の中央部に設けられ、
その表面には半導体結晶ウェハ２００を水平に吸着固定
する多数の細孔２６が設けられている。

また、前記較正用圧力検出素子２４は、ステージ部２２
に隣接して設けられ−１その上面が半導体結晶ウェハ２
００と同一高さとなるよう位を決めされている。

ここにおいてこの較正用圧力検出素子２４としては、測
定される半導体結晶ウェハ２００とほぼ同時期に作成さ
れたものを用いることが好ましく、しかもこれらウェハ
２００上に形成された各圧力検出素子１００と同様の特
性を右するようそのダイアフラム形状及び板厚が同一で
あり、しかも所定の圧力較正を経たものを用いることが
必要とされる。

また、このようにして形成されたステージ部２２の上方
には圧力噴射ノズル３０及び触針３２が設けられている
。

前記圧力噴射ノズル３０は、図示しない位置調整機構に
よりその取付位置がＸＹＺ軸方向に三次元的に調整され
、基台２０をＸ−Ｙ平面内において相対移動することに
より、ステージ部２２上に吸着固定された半導体結晶ウ
ェハの所望位置または較正用圧力検出素子２４に対向し
検定圧力を印加することができるように形成されている
。

また前記触針３２は、上下方向へ進退自在に形成され、
圧力が印加される圧力検出素子１００の電極部に押ＬＬ
接触するよう形成されている。

ここにおいてこの散開３２は、第４図に示づ゛ごとく、
圧力検出索子２４または１００の電極部１Ｇのｇ数に対
応した本数だｔ′ｊ設ける必要があり、通常は４〜６本
設けられる。

第５図には、本実施例において検定される圧力検出素子
１００の回路構成が示され、実施例の圧力検出素子１０
０はブリッジ回路を含むゲージ）“！に形成されており
、ブリッジ端子に接続された４個の電極部１６を有して
いる。

従って、本実施例においては、散開３２は第４図に示す
ごとく４本設けられてＪ３す、２本の触針３２を介して
ブリッジ回路に直流電圧を印加し、残りの２本の触２１
を介してこのブリッジ回路の出力電圧を取り出している
。

そして、このようにして設けられた触針３２は、各圧力
検出索子の電極部１６に確実に抑圧接触できるよう図示
しない調！！機構によりＸＹＺの三次元方向にその取付
位置が調整可能に形成されている。

本発明の特徴的事項は、圧力検出素子１００の特性の検
定を、半導体結晶ウェハ２００の状態のまま行うことを
可能としたことにある。

このため、本発明の方法は、まずウェハ２００に印加さ
れる検定圧力を前記較正用圧力検出素子２４に予め印加
し、その値を所望の値に較正する圧力較正工程を行う。

そして、このような圧力較正工程が終了した後、次に較
正された検定圧力を前記ウェハに印加し、このウェハ上
に形成された各圧力検出素子１００の圧力の検定をウェ
ハ状態のまま行う検定工程を実行する。

ここにおいて本発明の検定工程は、舷側接触工程と、圧
力印加工程と、圧力特定測定工程と、を前記ウェハ上に
形成された各圧力検出素子１００に対して繰返して行っ
ている。

すなわち、まず触ε１接触工程にＪ３いて、ウェハ２０
０上に形成された各圧力検出素子１００の電極部１６に
散開３２を押圧接触させる。

これに続いて、圧力印加工程において、触針の接触され
た圧力検出素子１００のダイアフラム１０部分に較正後
の検定圧力を印加する。

そして、この圧力印加時に圧力検出索子１００から出力
される信号を前記触針３２を介して順次測定する。

このような一連の工程を、前記つ１ハ２００上に形成さ
れた各圧力検出素子１００に対して順次繰返して行い、
測定された各圧力検出素子１００の信号に基づき各圧力
検出素子１００の特性の検定をウェハ状態のままで行っ
ている。

第２図にはこのような本発明の方法を実行する装置の電
気回路が示されている。

実施例の装置は、基台２０をＸ−Ｙ平面内で移動１．Ｉ
Ｉ　ｌｉｔするとともに前記触針３２の上下方向へ向け
た進退を制御するブローバ駆動装置４０と、圧力噴射ノ
ズル３０の圧力を制御する圧力制御装置４２と、を含む
。

前記ブローバ駆動装四４０−は、基台２０のＸ−Ｙ平面
内における移動をスデップモータ及び精密機構を用いて
制御し、前記圧力噴射ノズル３０に対向する圧力検出素
子２４又は１００の位置制御を精麿良く行っている。

また、前記圧力制御装置４２は、圧力バイブ４２ａを介
して圧力噴射ノズル３０と接続されており、加圧装置４
２ｂ、電子制御減圧バルブ及び電磁弁を用いて形成され
ている。

ここにおいて、前記ブローバ駆動装置４０により基台２
０を移動し較正用圧力検出素子２４と圧力噴射ノズル３
０とを対向させ、圧力噴割ノズル３０から較正用圧力検
出素子２４へ圧力を印加すると、この較正用圧力検出素
子２４からは印加圧力に応じた信号が出力される。この
ようにして出力された信号は、増幅器４４、Ａ／Ｄ変換
器４６を介して演算制御ＩＩ装置４８へ入力される。

また、ブローバ駆動装置４０により、基台２０を移動し
半導体結品ウェハ２００の所望圧力検出素子１００と圧
力噴射ノズルとを対向させ、この状態で圧力噴射ノズル
３０から圧力を印加づると、この圧力検出素子１００か
らは同様にして印加圧力に応じた信号が出力される。

そして、このようにして出力された信号【よ触針３２を
介して電気的に取り出され、増幅、１Ｅ５０゜Ａ／Ｄ変
換３５２を介して演算制御装置４８に入力される。

本発明においてこの演の制御装置４８は、圧力較正回路
５４、検出素子切ｅｔｉｑｔ１１回路５６、圧力特性測
定回路５８、を含み前述した圧力較正工程及び検定工程
を行っている。

ここにおいて、前記圧力較正回路５４は、前記ブローバ
駆動装置４０をυｊ御して、噴）１ノズル３２と較正用
圧力検出素子２４とを対向さ１！、次に圧力制御ｌ装置
４２を１ｉ１１１２１１シて、圧力噴射ノズル３０から
圧力検出素子２４へ向け検定圧力を印加づる。

そして、このとさ圧力検出ん了２４から出力される信号
に基づき検定圧力を所望のＭｊに較正する。

また、前記検出素子切替制御回路５８は、前記検定圧力
の較正が終了したのら、ブローバ駆り装買４０を制御し
、圧力噴射ノズル３０と対向す′るウェハーにの圧力検
出素子１００を順次切替える検定素子切替動作を行う。

寸なわら、この検出素子切替回路５６は、前記ブローバ
駆動装置４０を制御し、ウェハ２００上に形成された各
圧力検出素子１００のダイアフラム部を前記圧力噴射ノ
ズル３０に順次対向させる。

ぞして、このようにして対向した圧力検出素子１００の
電極部に、眞記第４図に示すごとく、その都度触針３２
を押圧接触させる。

そして、このようにして検出素子の切替動作が行なわれ
る度に、前記圧力特性測定回路５８は、圧力噴射ノズル
３０から検定圧力を対向する圧力検出素子１００のダイ
アフラム部に印加し、圧り検出素子１００から出力され
る信号に基づき各圧力検出素子１００の特性の検定を行
う。

このようにして、本発明によれば、検出素子切替制御回
路５６及び圧力特性測定回路５８により、ウェハ２００
上に形成された各圧力検出素子１００の特性の検定をウ
ェハ状態のまま順次行うことができ、測定された特性デ
ータを圧力特性測定回路５８内のメモリに順次記憶し、
その値をデータ出力装置５９土に数値表示あるいはグラ
フィック表示している。

第６図には、前記演算制御装置４８の具体的な構成が示
されてＪ３す、実施ａの演算制ｆｉｌ装置４８はマイク
ロブ［ｌセッサ６０．プログラムメ１す６２．７−タメ
［す６４及びインターフェイス６Ｇを含む。

実施例にＪ３いて前記プログラムメ■す６２内に（Ｌ、
前記圧力較正工程と検定工程を実行Ｊるプログラム情報
が記憶されており、マイクロブ［１セツサ６０はプログ
ラムメ［す６２及びデータメモリ６４と協働してブ［１
−バ駆８装保４０及び圧力υ制御装置４２をυＩＩＩＩ
シている。

そし−Ｃ１このマイク［１ブｒコセツサ６０で油筒され
た各圧力検出素子の評価データは、インターフェイス６
６にて］−ド変換され、データ出力装置５つ一トに表示
される。

１雀λｍ 本実施例は以上の構成からなり、次にその作用を３１ｔ
Ｕ／ｃ＃ｉｆｔ　ｔＸの圧力検出素子１００が多数形成
された半導体結晶ウェハ２００の測定を行う場合を例に
採り説明する。

（ａ）測定準備 まず、測定されるウェハ２００をステージ部２２上に載
置し、このステージ部２２を真空排気することにより、
ステージ部２２上に設けられた多数の細孔２６により前
記ウェハ２００を平面的に吸着固定する。

これに続いて各圧力検出素子１００のＭ極の個数に対応
した本数の触針３２を前記ステージ部２２の−Ｆ方にセ
ットし、次にセットされた各触針３２が圧力検出素子１
００の電極部に押圧接触できるようその位置調整を行う
。

（ｂ）圧力較正 このようにして、測定の準備が終了した特点で、次に前
記ウェハ２００に印加される検定圧力の較正を行う。

この圧力較正工程においては、まず最初に圧力較正回路
５４によりブ【］−バ駆動装置４０を制御し、圧力噴射
ノズル３０と較正用圧力検出素子２４とが対向する位置
まで基台２０を移動させる。

そして、この状態で圧力較正回路５４（よ、圧力ｔ、Ｉ
Ｉ　Ｉｌｌ装ｊ４２をｉｌ＋１０ＩＩシて、圧力噴射ノ
ズル３０から較正用圧力検出素子２４へ向け検定圧力を
印加させ、このとき圧力検出素子２４から出力される信
号に基づき（の圧力レベルをフィードバック制御し、検
定圧力を３ｋｇ／ｃ！ｉの値に較正する。

このとき、前記検定圧力の印加は、ブローバ駆動装青４
０により基台２０をＸ−Ｙ水平面内で微動制御Ｊｌｌ（
］ながら行い、圧力噴射ノズル３０から供給される検定
ルカを圧力検出素子２４のダイアフラム部にまんべんな
く印加さｕ？５．そして、このとき圧力検出素子２４か
ら出力される信号の最大値が３　ｋ　Ｑ　／　ｃｉの圧
力に対応づる値となるよう検定圧力の較正を行う。

このようにして、圧力噴射ノズル３０から印加される検
定圧力が３ｋｌＪ／ｃｉの値に較正されると、次に半導
体結晶つＪハ２００１に形成された６圧力検出素子１０
０の圧力検定動作を開始する。

（Ｃ）・クエへ位首の初期設定 まず、前記圧力較正工程が終了すると、検出素子切替制
御回路５６はブローバ駆動装２２４０をυ制御し、半導
体結晶ウェハ２００上に形成された任意の圧力検出セン
サ１００を圧力噴射ノズル３０に対向させるよう基台２
０を移動する。そして、任意の圧力検出センサ１００を
圧力噴射ノズル３０に対向させたのち、触針３２を第４
図に示すごとくこの圧力検出素子１００の電極部に押圧
接触させる。

この状態で、圧力特性測定回路５８は、ブ日−バ駆動装
誼４０及び圧力υ１卯装置４２をｔｌ１１即し、基台４
０をＸ−Ｙ水平面内で微動制御しながら、圧力噴射ノズ
ル３０から較正された３ｋＱ／−の検定圧力を圧力検出
素子１００のダイアフラム部に印加する。

このとき、前述したように基台２４が微動制御されるた
め、圧力噴射ノズル３０からは圧力検出素子２４のダイ
アフラム部にまんべんなく検定圧力が印加され、実施例
の演算制御装置４８は、このとき圧力検出素子１００か
ら出力される信号が量大値となる位置を探索し、この位
置において圧力噴射ノズル３０とダイアフラム部とが対
向するよう前記半導体６−晶ウェハ２００の位ｊを初ｌ
Ｉ設定づ゛る。

（ｄ）データ人力 このようにして、半導体結晶ウェハ２００の位置が初期
設定されると、次に各圧力検出素子１００の半う体結晶
ウェハ２００内におけるピップ間隔、検定圧力の圧力印
加時間、圧力検出素子１００の抵抗測定タイミングなど
のデータが入力される。なお、これらのデータ入力は、
このような圧力検定工程の開始前に行ってもよく、また
前述した圧力較正工程の開始前に予め行っておいても良
い。

（ｅ）検定動作 このようにして、半導体結晶つ王ハ２００の初期位置設
定及び前記データの入力が終了すると、次に検出系了り
台υ制御回路５−６及び圧力特性測定回路５８が作動し
、前述した触針接触工程、圧力印加時間及び圧力特性測
定工程をウェハ２００上に形成された各圧力検出素子１
００に対して順次繰返して行い、ウェハ１００上に形成
された各圧力検出素子１００の全てに対しその特性の検
定を行う。

第７図には、本実施例の検定工程のタイミングチャート
が示されている。

実施例の装置において、検出素子切替制御回路５６は、
１個の圧力検出素子１００の圧力検定が終了するごとに
、散開３２をウェハ２００から上方に退避させ、これと
同時に隣接する圧力検出素子１００を圧力噴射ノズル３
０と対向させるよう基台２０を検出素子１ピッチ分だけ
その都度移動させる。そして、この基台２０の移動が終
了すると同時に、前記触針３２を正時させ新たな圧力検
出素子１００の電極部に押圧接触させる。

このようにして、検出素子切替制御回路５６による検出
素子の切替は終了すると、次に圧力特性測定回路５８に
より、非圧力印加時における圧力検出素子のオフセット
電圧及び抵抗値が測定され、この値が第６図に示フデー
タメモリ６４内に書込記憶される。

そして、これに続いて圧力特性測定回路５８は、圧力噴
射ノズル３０から圧力検出素子１００に向け３ｋ（１／
Ｃｉの検定圧力を設定された噴）１時間だＧＪ印加し、
このとき圧力検出素子１００から出力される電圧を同様
にしてデータメモリ６４内に書込記憶する。

従って、得られた非圧力印加時のＡフセッｌ−電圧と圧
力印加時の出力電圧との差を求めれば、この圧力検出素
子１００の３ｋｉ：ｌ／ｃｉの検定圧力に対するこの出
力電圧特性が求められる。

このようにして、本発明によれば、前記一連の動作をつ
１ハ２００上に形成された全ての圧力検出素子１００に
対して順次行い、測定された各圧力検出集子１００のデ
ータをデータメ［す６４内に順次店込記憶して行く。

そしτ、このようにしてデータメモリ６４に書込記憶さ
れたデータを、各圧力検出素子１００のアドレスととも
にデータ出力装置ｉ’ｆｆ５９上に数値データあるいは
グラフィックデータとしてプリントアウトあるいは画像
表示することにより各圧力検出素子１００の特性の検定
をウェハ状態のままで迅速かつ自動的に行うことが可能
となる。

ｉへ丈玉１ また、本発明において、前記圧力特性測定回路５８は、
求められた各圧力検出素子１００のデータを予め入力さ
れた標準値と比較してその良否を判定し判定結果を表示
することも可能である。

そして、このような良否判定を行う装置においては、不
合格と判定された圧力検出素子の存在するウェハ位置に
なんらかの目印を付番プるマーカー礪構を設けることが
好ましい。

また、前記実施例においては、第５図に示すごとく歪ゲ
ージ型の圧力検出素子の検定を行う場合を例に取り説明
したが、本発明はこれに限らず他の種類の圧カセンザに
対しても同様にその特性の検定をすることができる。

更に、本実施例においては演算制御装置４８を第６図に
示すごとくソフトウェア的に構成したものを例に取り説
明したが、本発明はこれに限らず前記演算ｔＩ制御ＳＩ
買４８をハードウェア的に較正することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧力検出束子の検定方法を表わす
フローチｔＩ−ト図、 第２図は本発明の検定ＶＬ買の好適な実施例を示すブロ
ック図、 第３図は本実施例の圧力噴射ノズルとステージ部との位
置関係を示す説明図、 第４図は圧力検出素子と触針との接触状態を示す説明図
、 第５図は本実施例に用いられる圧力検出素子の回路図、 第６図は本実施例に用いられる演粋制ｔｌｌｖ装置の回
路図、 第７図は本実施例の装置の動作を示すタイミングチャー
ト図、 第８図は圧力検出素子の一般的な構成を表わす説明図で
あり、第８図（Ａ）は半導体圧力検出素子が多数区画形
成されたウェハの外観図、第８図（Ｂ）は前記ウェハか
ら分離形成されたキャパシタンス型圧力センサの側断面
図、第８図（Ｃ）は前記ウェハから分離形成された歪ゲ
ージ型圧力センサの側断面図、 第８図（Ｄ）は従来の圧力検出素子の検定方法を示す説
明図である。 １０　・・・　ダイアフラム、 ２２　・・・　ステージ部、 ２４　・・・　較正用圧力検出素子、 ３０　・・・　圧力噴射ノズル、 ３２　・・・　触針、 ４０　・・・　ブｌ」−バ駆動装置、 ４２　・・・　圧力制御Ｏ装と、 ４８　・・・　演算制御装置、 ５４　・・・　圧力較正回路、 ５６　・・・　検出素子切替制御回路、５８　・・・　
圧力特性測定回路、 １００　・・・　圧力検出素子、 ２００　・・・　半導体結品ウェハ。 第１図 第３図 第５図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定半導体結晶ウェハと同一高さ位置に較正用
   圧力検出素子を設け、前記ウェハに印加される検定圧力
   をこの圧力検出素子に予め印加しその値を所望の値に較
   正する圧力較正工程と、較正された検定圧力を前記ウェ
   ハに印加し、このウェハ上に形成された複数の圧力検出
   素子の特性の検定を行う検定工程と、 を含み、前記検定工程は、 前記ウェハ上に形成された各圧力検出素子の電極部に触
   針を接触させる触針接触工程と、 触針の接触された圧力検出素子のダイヤフラム部分に較
   正後の検定圧力を印加する圧力印加工程と、 圧力検出素子から出力される信号を前記触針を介して順
   次測定する圧力特性測定工程と、 を前記ウェハ上に形成された各圧力検出素子に対して順
   次繰返して行い、測定された各圧力検出素子の信号に基
   づき各圧力検出素子の特性の検定をウェハ状態のままで
   行うことを特徴とする圧力検出素子の検定方法。
2. （２）特許請求の範囲（１）記載の方法において、前記
   圧力較正工程は、検定圧力の較正用圧力検出素子への印
   加を、圧力印加方向に対し交差する平面内で較正用圧力
   検出素子を微動制御しながら行い、このときこの圧力検
   出素子から出力される信号の最大値に基づき検定圧力の
   較正を行うことを特徴とする圧力検出素子の検定方法。
3. （３）特許請求の範囲（１）、（２）のいずれかに記載
   の方法において、 前記検定工程は、検定圧力のウェハへの印加を、圧力印
   加方向に対し交差する平面内でウェハを微動制御しなが
   ら行い、圧力印加時に圧力検出素子から出力される信号
   が最大となる位置を初期位置として設定することを特徴
   とする検出素子の圧力検定方法。
4. （４）特許請求の範囲（１）、（２）、（３）のいずれ
   かに記載の方法において、 前記圧力特性測定工程は、各圧力検出素子から出力され
   る圧力印加時の信号と非圧力印加時の信号とを差演算す
   ることにより検定圧力に対応した信号を求めることを特
   徴とする圧力検出素子の検定方法。
5. （５）多数の圧力検出素子が形成された半導体結晶ウェ
   ハを固定するステージ部と、 前記ステージ部に隣接して半導体結晶ウェハと同一高さ
   位置に設けられた較正用圧力検出素子と、前記ウェハま
   たは較正用圧力検出素子に対しその上方から圧力を印加
   する圧力噴射ノズルと、前記ウェハへ向け進退し検定圧
   力が印加される圧力印加素子の電極部に接触する触針と
   、 前記ステージ部及び較正用圧力検出素子を少なくとも圧
   力印加方向と交差する平面内で移動制御するプローバ駆
   動手段と、 前記プローバ駆動手段を制御して圧力噴射ノズルと較正
   用圧力検出素子とを対向させ、この圧力検出素子から出
   力される信号に基づき圧力噴射ノズルから印加される検
   定圧力を所望の値に予め較正する圧力較正手段と、 前記プローバ駆動手段を制御してウェハ上に形成された
   各圧力検出素子のダイヤフラム部を前記圧力噴射ノズル
   に順次対向させ、前記触針をこの圧力検出素子の電極部
   にその都度接触させることにより、検出素子の切替えを
   順次繰返して行う検出素子切替制御手段と、 この検出素子の切替え動作が終了する毎に、圧力噴射ノ
   ズルから較正後の検定圧力を圧力検出素子に向け印加し
   、圧力検出素子から出力される信号に基づき各圧力検出
   素子の特性の検定を行う圧力特性測定手段と、 を含み、各圧力検出素子の特性の検定をウェハ状態のま
   まで行うことを特徴とする圧力検出素子の検定装置。