CN101874203A - 微细结构体检测装置以及微细结构体检测方法 - Google Patents

微细结构体检测装置以及微细结构体检测方法 Download PDF

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CN101874203A CN200880117854A CN200880117854A CN101874203A CN 101874203 A CN101874203 A CN 101874203A CN 200880117854 A CN200880117854 A CN 200880117854A CN 200880117854 A CN200880117854 A CN 200880117854A CN 101874203 A CN101874203 A CN 101874203A
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Abstract

本发明涉及一种测量微细结构体的可动部的衰减特性值的微细结构体检测装置(10)，所述装置包括：不与所述微细结构体直接接触的压力波产生装置(1)以及脉冲产生装置(2)、不与所述可动部接触并且在可动部开始自由振动之后的预定时间的期间内测量可动部的位移的位移计(4)。压力波产生装置(1)由热激励式的声波产生元件、压电式的声波产生元件或者电磁式的振动元件构成，并被脉冲产生装置(2)的脉冲信号驱动。优选的是，使用了热激励式的声波产生元件的压力波产生装置(1)包括：热传导性的衬底；在该衬底的一个主面上用纳米晶体硅形成的隔热层；形成在该隔热层之上的绝缘体层；以及导体层，其形成在该绝缘体层之上，并且被施加包含交流分量的电流而发热。

Description

微细结构体检测装置以及微细结构体检测方法
技术领域
本发明涉及具有可动部的微细结构体的检测装置以及检测方法。
背景技术
近年来，在以汽车、医疗等为主的很多领域应用使用了微细结构体设备例如MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微机电系统)的各种传感器。这样的MEMS随着所使用的的电子器件的小型化、轻量化、高性能化而发展。另一方面，MEMS由于具有微细的结构而需要合适的检测方法。
在微细结构体中，作为测量衰减率ξ、Q值、固有频率f0、损失系数τ等机械特性的方法，具有以下方法：利用脉冲锤(impulse hammer)来求出衰减曲线的方法、有意地扫描结构的加振频率以求出共振频率并通过共振曲线的半峰宽(FWHM：Full Width at Half Maximum)来求出衰减率的方法。
在专利文献1或专利文献2中，公开了使从扬声器发出的测试声波作用到传感器的可动部使可动部移位，并利用探针调查微细结构体的电特性的方法。另外，专利文献3中公开了以下检测方式：针对形成在晶片上的加速度传感器，检测出通过将空气喷到加速度传感器而变化的加速度传感器的电阻值，由此判断加速度传感器的特性。
另外，在专利文献4中公开了：对可动部输出超声波，使物体引起慢动态(slow dynamics)并测量物理变化的方法。另外，在专利文献5中公开了：利用热激励式的声波产生元件产生断续的疎密波，求出与物体的距离以及物体所存在的方位的方法。另外，在专利文献6中，公开了将PZT(锆钛酸铅)超声波转换元件直接接触到微细结构体并测量动态响应的方法。
专利文献1：日本专利文献特开2007-108157号公报；
专利文献2：国际公开第2006/093232号小册子；
专利文献3：日本专利文献特开平5-34371号公报；
专利文献4：日本专利文献特表2004-523768号公报；
专利文献5：日本专利文献特开2006-220637号公报；
专利文献6：美国专利文献第6595058号说明书。
发明内容
在使用冲击脉冲的方法中，经由微细结构体的支撑部件、微细结构体的可动部的支撑部等间接地对可动部施加位移。因此，无法控制施加给可动部的冲击时间和强度，衰减曲线的测量精度不高。并且，对于低Q值的DUT(Die Under Tester：芯片状态的样品)，由于冲击时间和衰减时间为相同程度，因此存在无法测量衰减特性或Q值的问题。另外，即使在专利文献6公开的方法中也无法直接对微细结构体的可动部加振。因此，由于封装(PKG)或支撑框体的振动与信号线重叠或者与冲击源的余声重叠而成为测量精度降低的原因。
针对低Q值的DUT，虽然可以通过不使用冲击脉冲而是利用声波对传感器可动部施加压力的方法来对微细结构体的可动部直接加振并进行测量，但是存在声源的扬声器的余声的影响。针对高Q值的DUT，在扫频方法中难以在半峰宽(FWHM)上确保足够的测量点。
微细结构体的电特性检查由于使用冲击脉冲因此无法对微细结构体直接加振，从而是在封装(PKG)状态下进行的。因此，只能在制造工序的最终阶段确认不良产品，即使在制造过程中产生了不良产品的情况下也进行到制造工序的最终阶段，因而造成了时间和成本的浪费。另外，对不良产品的分析和对策延迟，因此效率变差。
本发明是鉴于上述的情况而进行的，其目的在于提供一种能够精密且再现性良好地控制冲击时间和强度并能够进行高精度的测量的微细结构体的检查装置以及微细结构体的检查方法。
为达到上述的目的，本发明的第一方面涉及的微细结构体检测装置是测量微细结构体的可动部的衰减特性值的微细结构体检测装置，并且包括：
冲击单元，其利用不与所述微细结构体直接接触的压力波产生装置，对所述可动部施加冲击；以及
测量单元，其不与所述可动部接触，并且在所述可动部开始自由振动之后的预定时间的期间内测量所述可动部的位移。
优选的是，其特征在于，所述冲击单元由热激励式的声波产生元件和对所述声波产生元件输入脉冲信号的驱动单元构成。
优选的是，其特征在于，所述热激励式的声波产生元件包括：
热传导性的衬底；
在该衬底的一个主面上用纳米晶体硅形成的隔热层；
形成在该隔热层之上的绝缘体层；以及
导体层，其形成在该绝缘体层之上，并且被施加包含交流分量的电流而发热。
为达到上述的目的，本发明的第二方面涉及的微细结构体检测方法，所述方法包括：
利用不与微细结构体直接接触的压力波产生装置对所述微细结构体的可动部施加冲击的步骤；
使所述可动部自由振动的步骤；以及
不与所述可动部接触并且在所述可动部开始自由振动之后的预定时间的期间内测量所述可动部的位移的位移测量步骤。
优选的是，其特征在于，所述压力波产生装置为热激励式的声波产生元件。
优选的是，其特征在于，
所述热激励式的声波产生元件包括：
热传导性的衬底；
在该衬底的一个主面上用纳米晶体硅形成的隔热层；
形成在该隔热层之上的绝缘体层；以及
导体层，其形成在该绝缘体层之上，并且被施加包含交流分量的电流而发热。
优选的是，其特征在于，还包括：
根据在所述位移测量步骤中测量的所述可动部的位移来计算出所述微细结构体的Q值的Q值计算步骤；以及
判定步骤，当所述Q值在预定的范围时判断所述微细结构体正常，当在所述预定范围外时判断所述微细结构体故障。
优选的是，其特征在于，还包括：
将在所述Q值计算步骤中计算出的Q值和在所述判定步骤中判定的结果反馈给控制装置，所述控制装置设定用于制造所述微细结构体的制造装置的制造条件。
根据本发明的微细结构体检查装置，能够精密且再现性良好地控制冲击时间和强度，并且能够提高对微细结构体的振动衰减特性的测量精度。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式涉及的微细结构体检测装置的构成示例的框图；
图2A是实施方式涉及的压力波产生装置的平面图；
图2B是实施方式涉及的压力波产生装置的剖面图；
图3是表示实施方式涉及的由微细结构体检测装置和半导体制造装置构成的制造系统的构成示例的框图；
图4是表示实施例1的衰减振动模式的曲线图；
图5是表示实施例1中的频谱的例子的曲线图；
图6是表示实施例1中的希尔博特变换后的频谱的曲线图；
图7是表示实施例2的衰减振动模式的曲线图；
图8是表示实施例2中的频谱的例子的曲线图；
图9A是表示实施例2中的希尔博特变换后的频谱的第一曲线图；
图9B是表示实施例2中的希尔博特变换后的频谱的第二曲线图；
图9C是表示实施例2中的希尔博特变换后的频谱的第三曲线图。
符号説明
1压力波产生装置
2脉冲产生装置
3放大部
4位移计
5计算部
6支撑部
7卡盘
8检测台
10微细结构体检测装置
12衬底
13隔热层
14发热体(导体层)
15绝缘体层
16驱动电路
20光刻/蚀刻处理装置(处理装置)
21盒工作台
22处理工作台
23盒
26、27、28处理单元
40控制部
S微细结构体(样品)
W晶片
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。对于图中的相同或相当的部分标注相同的符号，并省略重复说明。图1是表示本发明的实施方式涉及的微细结构体检测装置的构成示例的框图。图2A是包含图1所记载的压力波产生装置1与驱动电路连接的平面图、图2B是图2A的按照X-X线的剖面图。
如图1所示，微细结构体检测装置10由压力波产生装置1、脉冲产生装置2、放大部3、位移计4、计算部5、支撑部6、卡盘7、检测台8构成。压力波产生装置1设置在被支撑部6所支撑的检测台8上。以与压力波产生装置1的产生压力波的面相对的方式放置了样品S，并且具有样品S的晶片W被卡盘7支撑。
本实施方式的微细结构体检测装置10利用压力波产生装置1对样品S的加振。利用热激励式的声波产生元件产生压力波，并且将利用加热器通过对空气进行加热/冷却而产生粗密波用作声波。由此，通过加热器的控制能够精密且再现性良好地实现冲击时间和强度，并且不使用具有弹性和质量的振动板，因此不用担心余声。如果振动板的质量是可以忽略的程度，并且不与样品S接触就能够使可动部振动，则也可以利用压电式的声波产生元件产生压力波。另外，也可以在微细结构体上形成线圈，通过电磁感应对线圈加振以对样品S施加直接冲击。
如图2A、图2B所示，压力波产生装置1由衬底12、隔热层13、发热体14、绝缘体层15构成。发热体14的两端部与驱动电路16电连接。衬底12由体硅等来形成。衬底12的一个主面形成有多孔质的纳米晶体硅(以下，称作nc-Si(nano-crystal Silicon))的隔热层13。在衬底12的形成有隔热层13的面上在隔热层13之上并与隔热层13相接触地形成有绝缘体层15。绝缘体层15由例如氮化硅(Si3N4)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)等绝缘体薄膜来形成。并且，在绝缘体层15之上并与绝缘体层15相接触地形成有发热体14，所述发热体14是由导电性的金属例如钨(W)或铂(Pt)、或金(Au)等薄膜形成的加热器图案。
驱动电路16对发热体14的两端施加以预定的频率ω断续的脉冲电压、或者交流电压。隔热层13的厚度与针对对发热体14施加的电压的交流分量而由隔热层13的热传导率和每单位体积的热容量来确定的热扩散长度相同。由此，发热的交流分量对于衬底12侧是被隔热的，而由发热体14的热容量而产生的直流分量的热量能够有效地释放到热传导性大的衬底12。在nc-Si的情况下，隔热层13的厚度尽管也与所产生的声波的频率有关，但是一般为例如5μm～200μm左右。
绝缘体层15的厚度比热扩散长度小足够多，发热体14所发热的交流分量由于隔热层13在厚度方向上被隔热。绝缘体层15在表面方向上传导热量。发热体14由于与绝缘体层15紧贴，因此绝缘体层15起到使发热体14的温度均匀的作用。由于绝缘体层15不导电，因此其本身不发热，而是使发热体14的温度均匀以缓和发热体14的局部的热应力。因此，即使在以往的压力波产生装置中会导致断路的电压、也难以产生发热体14的变形或断路。其结果是，能够提高压力波产生装置1所产生的声波的音压。
绝缘体层15优选在表面方向的热传导率高并且在厚度方向上不吸收热量。因此，优选的是以热传导率高并且比热小的物质形成并且较薄。作为绝缘体层15的材质，除了前面所述的氮化硅(Si3N4)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)之外，也可以使用例如氧化锰(MgO)、金刚石结晶碳(C)、氮化铝(AlN)或者碳化硅(SiC)等。绝缘体层15的厚度为例如50nm～200nm左右。
作为发热体14，只要是金属膜既可，对材质并没有特别限制。可以使用例如钨(W)、钼(Mo)、铱(Ir)、金(Au)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、铂(Pt)等金属单质、或者这些的层积结构等。发热体14可以通过真空镀气、溅射等来成膜。另外，膜的厚度虽然为使热容量小而希望尽可能薄，但是为了使电阻适当而可以选择10nm～300nm的范围。
接下来，参照图2B说明形成压力波产生装置1的工序。首先，准备硅晶片的衬底12，在其背面通过真空镀气等形成由例如铝薄膜形成的电极层。然后，利用氟酸(HF)和乙醇的混合溶液来对将铂(Pt)作为对向电极来形成隔热层13的部分实施阳极氧化处理。将溶液组分比、电流密度以及处理时间控制为预定的值，形成具有所期望的厚度和粒度并且多孔质化了的nc-Si隔热层13。在衬底12的形成有隔热层13的面上形成绝缘体层15。在衬底12之上，通过例如通过等离子体CVD来层积无掺杂硅酸盐玻璃(NSG)等作为绝缘体层15。
例如，将图案化为发热体14形状的镂空掩膜(stencil mask)S保持在绝缘体层15上并通过溅射金(Au)在绝缘体层15上以预定的图案形成发热体14。然后，对发热体14形成用于连接驱动电路16的电极等，并根据需要进行背面的电极层的去除、研磨等。
再次参照图1、图2A以及图2B，说明本发明的实施方式中的微细结构的检测顺序。从脉冲产生装置2发送的电压在放大部3中被放大成具有所期望的时间宽度的脉冲电压或多个脉冲电压，并被突发地(burst)施加给压力波产生装置1的发热体14。通过发热体14对附近的空气层进行加热、冷却，形成冲击脉冲(impulse)形式的压力波，并射向样品S以对样品S加振。通过加振，样品S的可动部开始衰减振动。利用位移计4、例如非接触式的激光位移计来测量该可动部的振动。
压力波产生装置1能够精密并且再现性良好地控制冲击时间和强度，能够获得测量所需的足够的音压，能够提高测量精度。并且，压力波产生装置1也不存在当施加压力时的冲击源的余声，不受到噪声的影响。另外，压力波产生装置1能够直接对微细结构体加振，当测量位移时不会碰触样品S，因此能够不影响可动部的衰减振动。
利用位移计4测量的位移量在计算部5中被作为衰减振动模式而被计算出，并可知共振频率和Q值。当所求得的数值在预定的数值范围之外时，判断为异常，能够区别优良产品和不良产品。
Q值是主要表示振动的状态的无量纲数，在弹性波的伝播中是与被介质吸収而减少的能量相关的值。Q值在振动中是对被积蓄在一周期期间的系统中的能量除以从系统散失的能量的值，该值越大意味着振动越稳定。Q值大表示振动状态稳定、起动时间长、振动能量的分散程度大。根据对振动模式进行傅立叶变换来变换成频谱后的值来求出共振频率。并且，从对振动模式进行希尔博特(Hilbert)变换后的频谱曲线的斜率求出Q值。例如，当检测对象为MEMS的情况下，能够根据共振频率判断MEMS的可动部弹性系数有没有异常。另外，根据Q值能够检测出压力传感器或陀螺仪(gyroscope)等的结构故障。
图3是表示实施方式涉及的由微细结构体检测装置10和半导体制造装置构成的制造系统的构成示例的框图。半导体制造具有前工序和后工序，在前工序中进行电路设计/图案设计、光掩膜制作、晶片制造、元件形成，并在后工序中进行组装、最终检测/标记，这样的工序是代表性的制造过程中的一系列的流程。图3所示的半导体制造装置是微细结构体(MEMS)的光刻/蚀刻处理装置20(以下，称作处理装置20)，并在晶片制造工序中被使用。
微细结构体检测装置10与图1所示的相同，因此省略说明。微细结构体检测装置10的计算部5与处理装置20的控制部40连接。控制部40由计算处理装置以及存储有处理程序等的ROM等来构成，并且控制处理装置20整体以及构成处理装置20的各系统。
处理装置20由盒工作台21和处理工作台22构成。盒工作台21将从外部以晶片盒单位提供的晶片W从盒23运入处理装置20中、或者将处理后的晶片W从处理装置20运出到盒23中。处理工作台22由多个处理单元构成，使晶片W依次在各处理单元中移动，并进行光刻/蚀刻处理。
盒工作台21上设有盒载放台24，从外部提供容纳有被处理的晶片W的盒23。另外，在盒载放台24上，被处理后的晶片W被容纳到运出用的盒23中。在盒载放台24上的晶片W的运送通过工作台运送机构25来进行。工作台运送机构25能够在水平方向(实线箭头方向)上移动并且能够升降(沿与纸面垂直的方向移动)以便能够访问被载放在盒载放台24上的多个盒23。另外，工作台运送机构25能够旋转(沿虚线箭头方向移动)以便能够从处理工作台22向盒载放台24运送晶片W。
在处理工作台22上设置有多个光刻/蚀刻处理单元(处理单元26～28)、单元运送机构29、临时载放台30。在处理单元26中形成抗蚀图案。在处理单元27中进行蚀刻。在处理单元28中成膜并去除抗蚀层(resist)。
被运入处理工作台22中的晶片W被放置在临时载放台30上，运送机构从工作台运送机构25被切换成单元运送机构29。晶片W通过单元运送机构29从处理单元26开始依次被运送到各处理单元，并被施加光刻/蚀刻处理。结束处理后的晶片W再次被放置在临时载放台30上，通过工作台运送机构25被从处理工作台22运出。单元运送机构29也与工作台运送机构25同样地能够在水平方向上移动并且能够升降或旋转。
在处理单元26中形成抗蚀图案。对被运入处理单元26的晶片W涂布抗蚀层，并用光掩膜覆盖。通过对用光掩膜覆盖的晶片W进行曝光、显影，能够在晶片W上形成所期望的形状(图案)的抗蚀层。通过加热使抗蚀层硬化，使其与晶片W紧贴。当曝光或显影不充分时，抗蚀层变形，容易成为比图案大而挤出的形状。
在处理单元27中进行蚀刻。虽然有湿蚀刻和干蚀刻，但是在这里以湿蚀刻为例进行说明。将晶片W浸在氟化氢等蚀刻液中，腐蚀没有被抗蚀层覆盖的部分。被抗蚀层保护的部分的晶片W不被蚀刻，而在晶片W形成凸型的与抗蚀层相同的形状。腐蚀程度根据蚀刻液的温度或时间而不同，另外，如果蚀刻深度变深，则抗蚀层的正下方附近也可能被腐蚀。
在处理单元28成膜并去除抗蚀层。在成膜过程中，以真空镀气或溅射等方法在晶片W上形成金属或氧化膜的层。然后，利用抗蚀层溶剂等来完全去除抗蚀层。当去除抗蚀层时，也去除形成在抗蚀层上的膜，因此能够在晶片W上追加喜欢的图案。
在具有复杂的结构的微细结构体中，在进行处理单元28的处理后，利用未图示的处理单元26a、27a、28a～26n、27n、28n重复进行光刻/蚀刻处理。另外，除了光刻/蚀刻处理之外，还通过机-电转换元件形成、布线形成等来制造微细结构体。
将形成微细结构体之后的晶片W架设到微细结构体检测装置10上。将作为样品S的微细结构体配置到与压力波产生装置1的输出部分相对的位置，并通过卡盘7支撑晶片W。从脉冲产生装置2发送的电压在放大部3中被放大成具有所期望的时间宽度的脉冲电压或多个脉冲电压，并被突发地施加到压力波产生装置1的发热体14上。发热体14通过对附近的空气层加热、冷却来形成冲击脉冲形式的压力波，并向样品S射出以对其加振。由于样品S被直接加振，因此不存在余声或噪声的影响。另外，能够精密地控制压力波的冲击时间和推度，再现性也高。通过加振，样品S的可动部开始衰减振动。通过位移计4例如激光多普勒位移计等来测量该可动部的振动。
在样品S开始自由振动之后的预定时间的期间内进行位移计4对样品S的位移的测量。即，压力波产生装置1(扬声器)通过向样品S(可动部)放射压力波使样品S振动。然后，压力波产生装置1通过停止对样品S的压力波的放射来使样品S自由振动。然后，位移计4在样品S进行自由振动的期间测量样品S的位移。其中，所谓的自由振动是指：在扬声器及其他周边设备的影响为0、或者是小到可以忽略的状态下，可动部的振动。在样品S正在自由振动的期间，来自外部的影响为0。因此，在样品S正在自由振动的期间，可以纯粹地只测量样品S的衰减特性。特别是，纳米晶体硅扬声器由于能够使得余声的影响小，因此作为用于这样的测量系统的扬声器来说是合适的。
被测量的衰减振动模式在计算部5中被数值处理，计算出共振频率和Q值，判断微细结构体是否优良。通过共振频率在指定的数值范围之外，可知微细结构体的可动部的弹性系数有异常。当Q值在设定的范围外时，可知传感器的结构有异常。例如，微细结构体的损坏、或者膜厚度的异常等。
从这些共振频率或Q值的异常，分析产生故障的原因。当共振频率小时，可能出现：例如，由于过度蚀刻而可动部小或者支撑部细等情况。另外，当Q值小时、即振动马上减少时，很可能是微细结构体损坏。可能由于没有很好地形成抗蚀层，对晶片W的保护变得不充分，进行了需要之上的蚀刻，欠缺本来应该具有的形状。或者，可能由于没有适当地成膜，而发生了膜的厚度变薄等情况。
测量的微细结构体的共振频率和Q值的信息被从计算部5反馈给控制部40。当反馈了表示不在被定为优良产品的数值范围内的信息时，能够根据异常数值的形式，针对被予測的不利情况和对其的对应方法，预先设定条件，并从控制部40向对应的系统发出控制指示。另外，也可以预先设定控制部40程序，以使得从连接在控制部40的外部的装置发出蜂鸣音或闪烁光来通知异常。当共振频率和Q值两者都存在异常时，也可以进行设定使得处理工作台22暂时停止。
例如，如果是共振频率的异常，则可以认为蚀刻结果没有按照设计进行。因此，从控制部40向处理单元27发出控制指示，适当地改变蚀刻条件等。如果Q值很大程度地偏离优良产品时的数值，可以认为微细结构体损坏。认为其原因之一为：抗蚀层没有按照形状形成，当进行蚀刻时没能保护晶片W。从控制部40向与抗蚀层形成处理有关的处理单元26发出控制指示，适当地改变光刻条件等。当改变处理单元26的条件之后制造的微细结构体发生了Q值异常时，很可能不是抗蚀层形成存在异常而是成膜存在异常。从控制部40向处理单元28发出控制指示，适当地改变成膜条件等。
另外，当测量结果表示是优良产品时，也通过积蓄被反馈的测量数据并随時反映，能够掌握制造的倾向。另外，当测量结果表示是优良产品时，通过自动控制来调整各种条件，从而有利于保持着一定的产品品质并进行制造。
结束测量后的晶片W被送入下一个工序，同时，在控制部40中反馈测量结果。由此，能够通过自动控制来调整此后对形成微细结构体的晶片W的处理条件，因此能够防止产生不良产品。另外，检测出共振频率或Q值的数值存在异常的微细结构体，能够摘除芯片后(チツプ切り出し后)将其废弃。由此，不进行到制造的最终阶段就能够除去不良产品。
如上面说明的那样，在本发明的微细结构体检测方法中能够精密且再现性良好地控制冲击时间和强度，因此提高对微细结构体的振动衰减特性的测量精度。并且，通过将测量结果反馈给控制装置，有利于将产品的品质保持为一定的值并进行制造。另外，由于检测并不限于制造的最终阶段，因此能够减少不良产品的制造，有利于有效地制造。
本实施方式的微细结构体检测装置10在对样品S的加振中使用了压力波产生装置1。虽然压力波的产生使用了热激励式的声波产生元件，但是也可以在微细结构体上形成线圈，通过电磁感应对线圈加振以对样品S施加直接冲击。
实施方式中说明的压力波产生装置1或使用了压力波产生装置1的微细结构体检测装置10不限于上述的例子，可以进行对构成的变更或补正，也可以对装置进行组合。例如，装置的选择或组合不限于图3所示的，在硬件方面，可以针对各种形状、图案、大小等，在软件方面，可以针对程序的设定、特别是作为优良产品的数值范围的设定等，与测量对象相匹配地进行任意的选择。另外，对于进行制造阶段的检测的工序也不限于实施方式中的例子，可以任意选择。
接下来，作为本发明的实施方式的例子，对以下的情况进行了测量：将作为检测对象的样品S作为了加速度传感器的重锤或者鱼骨声音传感器的情况。实施例1为加速度传感器的重锤的情况，实施例2为鱼骨声音传感器的情况。
(实施例1)
将实施例1的结果表示在图4～图6上。图4是表示衰减振动模式的曲线图、图5是表示频谱的例子的曲线、图6表示希尔博特变换后的频谱的曲线图。
对在图4中所获得的衰减振动模式进行傅里叶变换后的曲线图为图5的频谱。根据峰值，样品S的共振频率为787.7Hz。与利用扫频法(最小分解能10Hz)求出的共振频率780Hz一致。根据图6的曲线图的斜率，Q值为552.2。
根据实施例1，即使利用根据本发明的实施方式的检测法，共振频率的值也与利用以往的测量法所得的结果一致，由此可知能够进行测量。另外，在以往的测量法中，根据共振曲线的半峰宽(FWHM)来求出了Q值。当Q值高时，由于测量数少并且数值的可靠性低，因此存在无法测量的情况，但是，在本发明中，如本实施例1那样，即使在Q值高时也能够进行测量。
(实施例2)
将实施例2的结果表示在图7、图8、图9A、图9B以及图9C中。图7是表示衰减振动模式的曲线图、图8是表示频谱的例子的曲线图、图9A～图9C是希尔博特变换后的频谱的曲线图。
根据在图7中获得的衰减振动模式进行傅里叶变换来求出的图8的频谱的峰数，可知具有三个共振频率。图9A～图9C是对图8的各频率进行希尔博特变换后的频谱从频率小的开始分别进行了曲线化的图。如图8所示，共振频率为9030Hz、13200Hz以及22000Hz这三个。另外，如图9A～图9C所示，共振频率9030Hz的Q值为54.5、共振频率13200Hz的Q值为71.1、共振频率22000Hz的Q值为207.8。
在实施例2中使用的样品S的鱼骨声音传感器是具有以下复杂的结构微细结构体：接受输入声波的部分和被夹持支撑的共振部分以及连结他们的中心线部分的结构为可动的。
根据实施例2的结果，可知即使结构复杂也能够进行测量。在以往的情况，一旦结构变得复杂，则一部分的振动对其他的部分的振动产生影响，而出现无法测量或者测量精度下降的问题。在本实施例2中，不仅能够测量，而且由于各部分所具有的固有频率为共振频率，因此同时也可以判定具有故障位置的部分。
本申请以2007年11月26日申请的日本专利申请2007-304597号为基础。并将日本专利申请2007-304597号的说明书、权利要求书、附图整体都作为参考引入到了本发明中。
本发明作为检测具有可动部的微细结构体的装置来说是有用的。

Claims (8)

1.一种微细结构体检测装置，用于测量微细结构体的可动部的衰减特性值，所述微细结构体检测装置包括：
冲击单元，利用不与所述微细结构体直接接触的压力波产生装置，对所述可动部施加冲击；以及
测量单元，不与所述可动部接触，在所述可动部开始自由振动之后的预定时间的期间内测量所述可动部的位移。
2.如权利要求1所述的微细结构体检测装置，其特征在于，
所述冲击单元包括热激励式的声波产生元件和对所述声波产生元件输入脉冲信号的驱动单元。
3.如权利要求2所述的微细结构体检测装置，其特征在于，
所述热激励式的声波产生元件包括：
热传导性的衬底；
在该衬底的一个主面上用纳米晶体硅形成的隔热层；
形成在该隔热层之上的绝缘体层；以及
导体层，其形成在该绝缘体层之上，并且被施加包含交流分量的电流而发热。
4.一种微细结构体检测方法，所述方法包括：
利用不与微细结构体直接接触的压力波产生装置对所述微细结构体的可动部施加冲击的步骤；
使所述可动部自由振动的步骤；以及
不与所述可动部接触并且在所述可动部开始自由振动之后的预定时间的期间内测量所述可动部的位移的位移测量步骤。
5.如权利要求4所述的微细结构体检测方法，其特征在于，
所述压力波产生装置为热激励式的声波产生元件。
6.如权利要求5所述的微细结构体检测方法，其特征在于，
所述热激励式的声波产生元件包括：
热传导性的衬底；
在该衬底的一个主面上用纳米晶体硅形成的隔热层；
形成在该隔热层之上的绝缘体层；以及
导体层，其形成在该绝缘体层之上，并且被施加包含交流分量的电流而发热。
7.如权利要求4至6中的任一项所述的微细结构体检测方法，其特征在于，还包括：
根据在所述位移测量步骤中测量的所述可动部的位移来计算出所述微细结构体的Q值的Q值计算步骤；以及
判定步骤，当所述Q值在预定的范围时判断所述微细结构体正常，当在所述预定范围外时判断所述微细结构体故障。
8.如权利要求7所述的微细结构体检测方法，其特征在于，还包括：
将在所述Q值计算步骤中计算出的Q值和在所述判定步骤中判定的结果反馈给控制装置，所述控制装置设定用于制造所述微细结构体的制造装置的制造条件。
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