微納技術(shù)在晶圓上MEMS參數(shù)測量的應(yīng)用

發(fā)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(shù)，用于表征和監(jiān)視設(shè)備的質(zhì)量，對于開發(fā)和生產(chǎn)微系統(tǒng)至關(guān)重要。這一點更加重要，因為微傳感器也越來越多地承擔(dān)與安全相關(guān)的任務(wù)-對可靠性和功能安全性提出了很高的要求。堅固的設(shè)計和高生產(chǎn)精度在這方面起著關(guān)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(jī)電結(jié)構(gòu)元件（如MEMS致動器或傳感器）需要適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)測量方法，因為僅進(jìn)行電氣特性分析是不夠的。
微系統(tǒng)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(tài)運(yùn)動行為進(jìn)行精確表征。使用激光多普勒振動法的動態(tài)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(shù)甚至可以進(jìn)行高達(dá)MHz范圍（甚至GHz范圍）的振動測量-這是不斷增長的微技術(shù)應(yīng)用所必需的。適合于以下的晶圓形貌測量的應(yīng)用。
3. 應(yīng)用例子

微納技術(shù)的一個實用的應(yīng)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(shù)。

晶圓上測試MEMS

圖1 晶圓上測量MEMS形貌

在分離芯片之前進(jìn)行晶圓級測試可以在生產(chǎn)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(chǎn)成本，同時保持較高的良率和質(zhì)量水平。盡管此處的電氣測試程序是標(biāo)準(zhǔn)程序，但某些任務(wù)對于直接驗證機(jī)械功能（通常通過光學(xué)測量）是必需的。
您可以輕松地將測量技術(shù)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(jié)合使用，您可以高效，快速地測量晶片上MEMS參數(shù)的動態(tài)行為。這樣，您可以實現(xiàn)高吞吐量，并擁有用于監(jiān)視生產(chǎn)過程的關(guān)鍵工具。

一個實際的例子：晶圓級RF-MEMS開關(guān)的時域測量。

晶圓級RF-MEMS開關(guān)的時域測量1