微納技術在晶圓上MEMS參數測量的應用

發布時間：2020-12-07

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1. 引言

我們都知道，精確，可靠和快速的測量技術，用于表征和監視設備的質量，對于開發和生產微系統至關重要。這一點更加重要，因為微傳感器也越來越多地承擔與安全相關的任務-對可靠性和功能安全性提出了很高的要求。堅固的設計和高生產精度在這方面起著關鍵作用。在晶圓形貌測量方面也是如此。

2. 可選的工具
有源微機電結構元件（如MEMS致動器或傳感器）需要適當的光學測量方法，因為僅進行電氣特性分析是不夠的。
微系統分析儀是理想的選擇。一方面，它們可以高分辨率地確定表面形貌，另一方面，它們也可以對動態運動行為進行精確表征。使用激光多普勒振動法的動態測量的特點是高頻帶寬和極好的位移幅度分辨率。這項測量技術甚至可以進行高達MHz范圍（甚至GHz范圍）的振動測量-這是不斷增長的微技術應用所必需的。適合于以下的晶圓形貌測量的應用。
3. 應用例子

微納技術的一個實用的應用是晶圓級別形貌測量，可以直接在晶圓上有效測量MEMS參數。

晶圓上測試MEMS

圖1 晶圓上測量MEMS形貌

在分離芯片之前進行晶圓級測試可以在生產過程中盡早挑選出不良裸片，從而有助于保持較低的MEMS生產成本，同時保持較高的良率和質量水平。盡管此處的電氣測試程序是標準程序，但某些任務對于直接驗證機械功能（通常通過光學測量）是必需的。
您可以輕松地將測量技術集成到幾乎所有市售的晶圓探針中，以便精確地做到這一點。通過將（半）自動探針臺與基于顯微鏡的掃描激光測振儀結合使用，您可以高效，快速地測量晶片上MEMS參數的動態行為。這樣，您可以實現高吞吐量，并擁有用于監視生產過程的關鍵工具。

一個實際的例子：晶圓級RF-MEMS開關的時域測量。

晶圓級RF-MEMS開關的時域測量1