MEMS晶圆级测试系统详解.doc

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1、MEMS晶圆级测试系统详解　　MEMS晶圆级测试系统　　国外MEMS发展非常重视基础技术尤其是测试技术的建设，建立了相应的实验室，如美国的MCNC、SANDIA国家实验室、德国的BOSCH实验室等。此外，成立于2003年的MEMUNITY是微系统测试技术领域的国际性组织，主要研究微机械产品的计量与测试。通过研究晶圆级测试技术所用的装置，降低MEMS产品生产成本，推动微电子机械系统的商业化。该组织主要目标是了解下一代微机电系统机械和电性能的测量技术最新进展，讨论晶圆级测试策略和标准化问题。晶圆级测试技术领域取得了多项研究成果。最近，MEMUNITY完成了协同PAR-TEST项目的工作，项目

2、的成果是开发出了一种集成式晶圆级MEMS器件测试系统。该测试系统是一种半自动探测系统（SUSSPA200），具有精确、自动的定位和圆片绘图功能，通过一个静电探针卡驱动膜片，利用一个激光多普勒计测量面外运动。通过测量本征频率可以提取特征参数，所得到的数据结果用于优化器件设计和制造工艺，以及确定好坏的管芯测试。　　2.MEMS晶圆级测试系统详解　　MEMS晶圆级测试系统　　国外MEMS发展非常重视基础技术尤其是测试技术的建设，建立了相应的实验室，如美国的MCNC、SANDIA国家实验室、德国的BOSCH实验室等。此外，成立于2003年的MEMUNITY是微系统测试技术领域的国际性组织，主要研

3、究微机械产品的计量与测试。通过研究晶圆级测试技术所用的装置，降低MEMS产品生产成本，推动微电子机械系统的商业化。该组织主要目标是了解下一代微机电系统机械和电性能的测量技术最新进展，讨论晶圆级测试策略和标准化问题。晶圆级测试技术领域取得了多项研究成果。最近，MEMUNITY完成了协同PAR-TEST项目的工作，项目的成果是开发出了一种集成式晶圆级MEMS器件测试系统。该测试系统是一种半自动探测系统（SUSSPA200），具有精确、自动的定位和圆片绘图功能，通过一个静电探针卡驱动膜片，利用一个激光多普勒计测量面外运动。通过测量本征频率可以提取特征参数，所得到的数据结果用于优化器件设计和制造

4、工艺，以及确定好坏的管芯测试。　　2.MEMS晶圆级测试系统详解　　MEMS晶圆级测试系统　　国外MEMS发展非常重视基础技术尤其是测试技术的建设，建立了相应的实验室，如美国的MCNC、SANDIA国家实验室、德国的BOSCH实验室等。此外，成立于2003年的MEMUNITY是微系统测试技术领域的国际性组织，主要研究微机械产品的计量与测试。通过研究晶圆级测试技术所用的装置，降低MEMS产品生产成本，推动微电子机械系统的商业化。该组织主要目标是了解下一代微机电系统机械和电性能的测量技术最新进展，讨论晶圆级测试策略和标准化问题。晶圆级测试技术领域取得了多项研究成果。最近，MEMUNITY完成

5、了协同PAR-TEST项目的工作，项目的成果是开发出了一种集成式晶圆级MEMS器件测试系统。该测试系统是一种半自动探测系统（SUSSPA200），具有精确、自动的定位和圆片绘图功能，通过一个静电探针卡驱动膜片，利用一个激光多普勒计测量面外运动。通过测量本征频率可以提取特征参数，所得到的数据结果用于优化器件设计和制造工艺，以及确定好坏的管芯测试。　　2.国内现状　　我国MEMS晶圆级测试技术研究始于20世纪90年代初，经过20年的发展，初步形成了几个研究力量比较集中的地区，如京津、华东、东北、西南、西北地区等。由于MEMS晶圆级测试的对象为立体微结构，其测试技术与传统IC晶圆测试相比有很大

6、不同，难点主要体现在3个方面：待测芯片为纯机械结构，无任何电路元件；芯片的信号非常微弱，如电容量仅为aF级，提取困难，抗干扰能力差；测试项目除了静态测试之外，还需要大量动态指标测试，如谐振频率、阻尼系数、带宽等。前文中提及国内航天新锐的测试技术处于国内领先地位，特别是采用低寄生参数探针、专用微小电容检测电路、检测电路与探卡集成、屏蔽与隔振、寄生参数补偿五种技术减小寄生参数对待测电容的影响，实现微小电容检测。　　MEMS测试系统验证　　目前，国内MEMS晶圆级测试系统主要开展的是晶圆片电参数的测量，而国际上针对此部门的研究已经趋于成熟，国际上针对芯片和产品的力学参数开展了大量研究，下面逐一

7、阐述。　　1.国际验证方案　　国际上采用美国国家标准技术研究院的JanetCassard提出的提供了一种五合一的标准物质（referencematerial，RM）解决MEMS晶圆级测试系统的验证。这种标准物质是一种独立具有测试结构的芯片，这种测试结构是通过五种标准的测试方法获取材料和空间特性的。客户可以通过将标准物质在本机构测试系统中的测试数据与此标准物质在NIST（国家标准技术研究院）的同一测试系统中所得数据进行比对来进行溯源。