JP2002538973A - マイクロメカニカル・デバイスからの電気テスト信号を増幅する方法及び装置 - Google Patents

マイクロメカニカル・デバイスからの電気テスト信号を増幅する方法及び装置

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JP2002538973A
JP2002538973A JP2000603973A JP2000603973A JP2002538973A JP 2002538973 A JP2002538973 A JP 2002538973A JP 2000603973 A JP2000603973 A JP 2000603973A JP 2000603973 A JP2000603973 A JP 2000603973A JP 2002538973 A JP2002538973 A JP 2002538973A
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ブライアン，エリザベス・アール
デッドワイラー，マーデン・ケイ
グリーン，デイヴィッド・エヌ
ヘターツ，ジェイムズ・エル
マーフィー，ヒュー・ジェイ
Original Assignee
ハネウェル・インコーポレーテッド
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    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
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    • B81C99/0035—Testing
    • B81C99/005—Test apparatus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card

Abstract

(57)【要約】 ＭＥＭデバイスの性能特性をテストする装置および方法を提供する。装置は、外部からの刺激に起因してのＭＥＭデバイスの機械的部材の動きを示す電気的データ信号をＭＥＭデバイスから受信するために、ＭＥＭデバイスの機械的部材に電気的に接続するテスト・プローブを含む。装置はまた、テスト・プローブから信号を送る通信手段、および信号を受信し、信号を分析してＭＥＭデバイスの性能特性を判定するアナライザを含む。装置はまた、テスト・プローブと通信手段の間に接続された増幅器を含む。増幅器は、テスト・プローブに近接して配置され、信号を通信手段が送信する前に増幅する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の分野 本発明の方法及び装置は、一般的にマイクロメカニカル及びマイクロエレクト
ロメカニカル・デバイスをテストすることに関する。詳細には、本発明の方法及
び装置は、そのデバイスのテストの間に受け取る電気データ信号の増幅に関する
。
【０００２】 発明の背景 過去数年において、機械的部材を含む多くのマイクロメカニカル及びマイクロ
エレクトロメカニカル・デバイス（以下、集約的に「ＭＥＭ装置（ＭＥＭデバイ
ス）」と称する。）が、シリコン又は他のエッチング可能材料から製作されてき
ている。これらのＭＥＭ装置は精度が高まった微小製作技術（マイクロ製作技術
）を用いて作ることができ、より小さい小型化を可能にし、そして一般的により
低いパワー要件を有することができるので有利である。
【０００３】 エッチングされた機械的部材を有するＭＥＭ装置の生産が拡大してきたにも拘
わらず、幾つかの製作上の問題がまだ適切に対処されてきていない。例えば、１
つの問題は、ＭＥＭ装置が所望の動作及び性能特性を与えることを保証するため
製作中にそのＭＥＭ装置をテストすることである。通常、ＭＥＭ装置をウェーハ
・レベルでテストし、それによりパッケージングする前に装置品質を評価するこ
とができることが望まれている。コスト及びスケジュール上の利点は、アセンブ
リに投資する価値のある良好な性能の装置のみを識別し、そして製作の完了時に
装置性能を定量化する、（従って更なるアセンブリ効果により表される、製作の
完了時における装置性能を通信する）点でのウェーハ・プローブ・テストにより
達成される。ウェーハ・プローブ・テストは、ダイ・アクセス・パッドの首尾良
いプローブ接触、及び装置の電気的励起及び測定を必要とする。
【０００４】 従来より、ＭＥＭ装置は、機械的部材を機械的に励起し、そしてＭＥＭ装置の
電気的出力を記録することによりテストされてきた。機械的励起に起因するＭＥ
Ｍ装置の電気的出力は、ＭＥＭ装置の品質及び性能のレベルを示す。
【０００５】 しかしながら、機械的励起を用いるＭＥＭ装置のテストは、ある不利な制限を
有する。ＭＥＭ装置は、通常、一群のＭＥＭ装置を１個のエッチング可能なダイ
又はウェーハ上に形成することにより製作される。しかしながら、典型的な機械
的励起方法においては、複数のＭＥＭ装置は、最初に、それらＭＥＭ装置を個々
にテストすることができる前に、ウェーハから分離されねばならない。ＭＥＭ装
置の分離は時間がかかり、そしてその結果生じた個々のＭＥＭ装置は通常、デリ
ケートで、小さく、従ってテスト中扱うのが退屈である。更に、後で動作不良が
見つかるＭＥＭ装置の時間を費やした分離は、本質的に時間の無駄である。ＭＥ
Ｍ装置がテスト前にウェーハから分離されることを必要することに加えて、機械
的励起方法はまた、幾つかの異なる機械力をＭＥＭ装置に作用させるよう設計さ
れた特殊な機械を必要とする。
【０００６】 ＭＥＭ装置の機械的励起と関連した問題に対処するため、機械的励起とは対照
的に電気的励起を用いるテスト方法が実行されてきた。これらのテスト方法は、
電気信号をＭＥＭ装置の種々の機械的部材に印加する。これらの電気信号は、種
々の機械的部材を励起して、その機械的部材を機械的励起により生じる動きに似
たように動かす。機械的部材のこの動きは、電気信号をＭＥＭ装置の出力に生成
する。電気的励起により生じた機械的部材の動きを示す、ＭＥＭ装置により出力
された電気信号を解析することにより、ＭＥＭ装置の品質及び性能のレベルを決
定することができる。電気的励起方法は、ＭＥＭ装置がまだウェーハの一部であ
る間に、即ちＭＥＭ装置がテストのためウェーハから個々に分離されるべきこと
を必要とせずに実行され得るので、電気的励起方法は有利である。そういうこと
で、後で動作不良であると決定されるＭＥＭ装置を除去するため費やされる時間
、及び個々のＭＥＭ装置の処理に関連した問題は、ウェーハ・プローブ・テスト
が完成されれば排除される。
【０００７】 しかしながら、電気的励起テスト方法はまた、ＭＥＭ装置の効率的なテストを
妨害する問題を有する。特に、ＭＥＭ装置の電気的励起は、従来の機械的励起テ
スト方法と同じレベル又は大きさの機械的部材の励起を生成しない。そういうこ
とで、ＭＥＭ装置が電気的励起に応答して出力する電気データ信号は、その振幅
が非常に小さい。これらの振幅が非常に小さい信号は、ＭＥＭ装置のテストを困
難にし得る。
【０００８】 例えば、典型的な測定方法においては、テスト装置は、ＭＥＭ装置の出力に接
続されたテスト・プローブを用いる。テスト・プローブは、電気データ信号をＭ
ＥＭ装置から受け取り、そしてその電気データ信号は、解析のため遠隔テスト・
ステーションで受け取る前に、テスト・プローブを介して、そして種々のテスト
部品間の電気的リードを介して、更に電気的ワイヤリングを介して伝搬する。し
かしながら、比較的小さい振幅の電気データ信号のため、電荷増幅器が信号を増
幅するため用いられねばならない。電荷増幅器は、非常に小さい電荷信号（即ち
、ほぼ１０-17クーロン）を、解析のため十分な電圧レベルに変換する特殊な増
幅器である。
【０００９】 電気データ信号がテスト・プローブから遠隔テスト・ステーションに伝搬する
とき、信号雑音が電気データ信号に導入するため問題が生じる。この点に関して
、電気データ信号が伝搬するテスト・プローブ、部品リード及び電気的ワイヤリ
ングは、信号対雑音比を不都合に低減する電気的雑音の導入を受け易い。特に、
テスト・プローブ、リード及びワイヤは、電源の６０Ｈｚ周波数のようなスプリ
アス外部雑音信号、又は電磁界及び磁電界のような他の電気的雑音の受信を受け
易い。
【００１０】 ＭＥＭ装置から出力された電気データ信号がテスト・プローブ、部品リード及
びワイヤリングに沿って伝搬するとき、当該電気データ信号は、その電気データ
信号に導入された電気的雑音信号と比較して比較的小さい振幅を有する。そうい
うことで、電気データ信号は劣化し、そして電気データ信号が遠隔テスト・ステ
ーションにより受け取られるとき、電気的雑音により不明瞭となり得る。特に、
電気データ信号が解析のため遠隔の場所で増幅されるとき、一層小さい振幅の電
気データ信号は、その電気データ信号がＭＥＭ装置から遠隔テスト・ステーショ
ンに伝搬するとき、その電気データ信号に導入されたより大きい振幅の雑音信号
により不明瞭にされ、それにより電気データ信号の解析を事実上不可能にする。
【００１１】 更に、電気データ信号を増幅するのに用いられる電荷増幅器は、入力キャパシ
タンス、及びスプリアス信号源（例えば、６０Ｈｚ電源）からの静電容量のよう
な電気的雑音に対して感受性が高い。電荷増幅器が供給する大きさが大きい利得
、及び電荷増幅器の独特の特性のため、電荷増幅器の入力に存在する大きな振幅
の電気的雑音が著しく増幅される。この信号雑音の増幅は更に、ＭＥＭ装置から
の大きさが比較的小さい電気データ信号を大きさがより大きい電気的雑音により
不明瞭にさせる。
【００１２】 ＭＥＭ装置の機械的部材の電気的刺激がＭＥＭ装置のテストの間多数の利点を
提供するとはいえ、機械的部材の電気的刺激は幾つかの欠点を有する。特に、テ
スト・プローブにより受け取られた信号であって、続いてＭＥＭ装置の性能特性
を決定するため解析されるその信号は、遠隔テスト・ステーションへの信号の伝
送の間に導入され且つ増幅された雑音により不明瞭にされることがあり得る比較
的小さい振幅を有する。そういうことで、解析される信号の実質的部分が雑音に
より支配される可能性を有するので、解析されるべき信号は、ＭＥＭ装置の性能
特性の真の状態を与えるのに十分な程大きくなるよう十分に増幅されねばならな
い。
【００１３】 発明の概要 以下に記載されるように、機械的な可動部材を有するＭＥＭデバイス（ＭＥＭ
装置）の性能特性をテストするための本発明の装置及び方法は、従来のＭＥＭ装
置のテスト手順の多くの欠点を解消する。特に、本発明の装置及び方法は、比較
的低い振幅の電気的なデータ信号を出力するようなＭＥＭ装置を電気的にまたは
機械的に励起するテスト手順に関連して作用する。本発明の装置及び方法は、Ｍ
ＥＭ装置によって出力された電気的なデータ信号を受け取り、且つ、信号対ノイ
ズ比（Ｓ／Ｎ）を所定の値以下に低減する電気的なデータ信号のノイズの発生に
先立って（即ち、電気的な信号ノイズの発生に先立って）、このデータ信号を増
幅する。電気的なノイズの発生に先立って増幅されるので、データ信号に誘導さ
れる電気的なノイズは、増幅された電気的なデータ信号を実質的に乱すことはな
い。そのようなものとして、電気的なデータ信号は、遠隔テスト・ステーション
において高い信頼性をもって回復され且つ分析され、テスト中のＭＥＭ装置の精
度及び性能のレベルを決定することができる。
【００１４】 電気的なデータ信号がコンポーネント・リードおよび電気的なワイヤに沿って
遠隔テスト・ステーションに伝搬する前に、データ信号を増幅するのに加えて、
本発明の装置及び方法はまた、電気的なデータ信号を電気的なノイズからシール
ドする。そのようなものとして、電気的なデータ信号に誘導される電気的なノイ
ズのレベルは、それがＭＥＭ装置から遠隔テスト・ステーションに伝搬する時に
、最小に維持される。
【００１５】 本発明によれば、これら及び他の利点は、機械的な可動部材を有するＭＥＭ装
置の性能特性をテストするための装置によって提供される。本発明の装置は、Ｍ
ＥＭ装置の機械的な部材の一つの出力ノードに電気的に接続される少なくとも１
つのテスト・プローブを含む。このテスト・プローブは、電気的または機械的な
入力信号によって機械的な部材の励起によって生成された、ＭＥＭ装置からの電
気的なデータ信号を受け取る。本発明の装置はまた、テスト・プローブから電気
的なデータ信号を受け取るためのアナライザを含む。次いで、アナライザは、電
気的なデータ信号を分析して、ＭＥＭ装置の性能特性を決定する。
【００１６】 テスト装置はまた、テスト・プローブとアナライザとの間に延びている通信手
段を含む。通信手段は、電気的なデータ信号をテスト・プローブからアナライザ
に伝送して、ここでデータ信号が分析される。更に、本発明の装置はまた、テス
ト・プローブと通信手段との間に配置される増幅器を含む。増幅器は、通信手段
による電気的な信号の伝送に先立って、電気的なデータ信号を増幅し且つフィル
タ処理する。重要なことは、所定のレベル以下にＳ／Ｎ比を低減するようにノイ
ズが誘導される前に（即ち、電気的なノイズの誘導に先立って）電気的なデータ
信号を増幅するために、増幅器は、増幅器がテスト・プローブに近接するように
、テスト・プローブから選択された距離に配置される。電気的なデータ信号は、
ノイズの誘導に先立って且つ通信手段による伝送に先立って増幅されるので、電
気的なデータ信号に対する電気的なノイズのその後の誘導は、電気的なデータ信
号を同じ程度で乱すことはない。従って、電気的なデータ信号は、遠隔テスト・
ステーションで回復され且つ分析可能である。
【００１７】 動作において、本発明の方法は、少なくとも１つのテスト・プローブの端部を
、テストされるべきＭＥＭ装置の機械的な部材の１つの少なくとも１つの出力ノ
ードに電気的に接続するステップを含む。電気的なテスト・プローブは、入力信
号による電気的または機械的な励起に起因する機械的な部材の移動を示す電気的
なデータ信号を受け取る。次いで、電気的な信号は、テスト・プローブに近接し
て、且つ電気的なデータ信号のＳ／Ｎ比を所定のレベル以下に低減するようにノ
イズが誘導される前に、増幅される。次いで増幅された電気的な信号は、遠隔テ
スト・ステーションに伝送され或いは通信され、且つＭＥＭ装置の性能特性を決
定するために分析される。
【００１８】 ＭＥＭ装置の性能特性を決定するためにＭＥＭ装置の出力パッドから受け取る
データ信号を使用することに加えて、幾つかの実施例において、テストするため
のＭＥＭ装置を更に制御するために出力を使用することもまた利点である。特に
、本発明の一実施例において、ＭＥＭ装置によって出力されるデータ信号は、Ｍ
ＥＭ装置の出力信号の精度および安定性を分析する間に、テスト中のＭＥＭ装置
の作動点を制御するためにフィードバックとして使用される。この実施例におい
て、出力信号は遠隔テスト・ステーションのアナライザによって処理され、また
、遠隔テスト・ステーションからＭＥＭ装置に接続された電気的なワイヤは、Ｍ
ＥＭ装置の作動点を制御するために使用される。
【００１９】 テスト・プローブに近接したＭＥＭ装置から受け取る電気的なデータ信号を増
幅することに加えて、本発明の装置及び方法はまた、電気的なノイズの誘導から
電気的なデータ信号を良好にシールドする。例えば、本発明の有利な一実施例に
おいて、本装置は更に、データ信号に誘起され得る電磁界および他のタイプの電
気的ノイズに対して抵抗性のあるプローブ・テスト・ステーションを含む。この
実施例において、ＭＥＭ装置、テスト・プローブ及び増幅器は、プローブ・テス
ト・ステーションの内部に配置される。プローブ・テスト・ステーションは、そ
れらを、電気的なデータ信号を劣化させ得る電気的なノイズの効果から実質的に
シールドする。
【００２０】 本発明の装置および方法はまた、電気的なデータ信号を実質的にシールドする
ための他の装置を含む。前述のように、電気的コンポーネント・リードは、電気
的なデータ信号への電気的なノイズの誘導（導入）の影響を受けやすい。例えば
、増幅器はＩＣチップを含み、このＩＣチップは、集積回路ボード（プローブ・
テスト・カード）に付設され、また、ＩＣチップの電気的リード、およびプロー
ブ・テスト・カード上のトレース・ラインまたは電気的リードを介して、テスト
・プローブに電気的に接続される。電気的リードは長く延び、それによって、電
気的なデータ信号へともたらさされ得る周波数ノイズおよび他のタイプの電気的
なノイズの影響を受けやすい。
【００２１】 ＩＣチップの延長された電気的リードに関連する問題を改善するために、本発
明の一実施例は更に、フラットパックのような、増幅器を収納する電気的なノイ
ズに抵抗性のあるケースを含む。このケースは、電気的ノイズに抵抗性を示す外
側シェルを有し、且つ電気的ノイズから増幅器を実質的にシールドする。更に、
本装置は、増幅器をテスト・プローブ及び通信手段に接続するためのはんだ接合
バンプを含み得る。外部のはんだ接合バンプは、ワイヤ接合によって増幅器の入
力及び出力端子に電気的に接続される。増幅器の出力及び入力をはんだ接合バン
プにワイヤ接合し、且つはんだ接合バンプをテスト・プローブ及び通信手段に付
設することによって、延長されたリードは排除され、それによって電気的なデー
タ信号に誘導される電気的なノイズの少なくとも１つのソースを実質的に排除す
る。
【００２２】 本発明の一実施例は、マイクロエレクトロメカニカル・デバイスの性能特性を
テストするためのシステムを提供する。この実施例のテスト・システムは更に、
テスト中のＭＥＭ装置の機械的な部材の一つの入力に電気的に接続された刺激プ
ローブを含む。刺激プローブは、電気的な信号を機械的な部材に与え、それによ
って機械的な部材を移動させる。機械的部材が移動すると、それが電気的なデー
タ信号を発生し且つ出力する。本発明のシステムのテスト・プローブは、機械的
な部材の出力に接続され、且つ電気的なデータ信号を受ける。次いで、電気的な
データ信号は、信号のＳ／Ｎ比が依然として所定のレベル以上であるように、テ
スト・プローブに近接して増幅される。次いで、増幅された電気的なデータ信号
は、遠隔テスト・ロケーションに通信され、そこでデータ信号は、分析され、刺
激プローブによる機械的部材の電気的刺激によってもたらされる機械的部材の移
動に基づいて、機械的部材の性能特性を決定する。そのようなものとして、比較
的小さな振幅の電気的なデータ信号が過度のノイズによって乱される前に増幅さ
れるので、ＭＥＭ装置は、機械的な刺激とは異なる、機械的部材の電気的刺激を
使用して、テスト可能である。
【００２３】 以上に概説され、また以下に詳細に説明されるように、本発明は、電気的また
は機械的な刺激を使用して、ＭＥＭ装置をテストするための装置および方法を提
供する。特に、本発明の装置および方法は、ＭＥＭ装置の機械的部材の出力から
電気的なデータ信号を受け取り、且つ電気的データ信号にノイズが誘導されて信
号のＳ／Ｎ比を所定のＳ／Ｎ比以下に低減する前に（即ち、信号ノイズの誘導に
先立って）、電気的なデータ信号を増幅する。電気的なデータ信号がノイズによ
って乱される前に増幅されるので、電気的データ信号は、増幅された電気的デー
タ信号と後に組み合わされるノイズによって乱されることはない。このように、
電気的データ信号は、遠隔テスト・ステーションにおいて、信頼性をもって回復
され且つ分析される。従って、本発明の方法および装置は、ノイズによるテスト
結果の顕著な劣化を伴わずに、ＭＥＭ装置の性能特性をテストすることができる
。
【００２４】 以下に、本発明の好適な実施例が示されている添付図面を参照して、本発明を
より詳細に説明する。なお、本発明は、多数の変形の実施例が実現可能であり、
本明細書において説明する実施例に限定されるものではなく、また、これら実施
例は、本明細書を詳細で完全にするため、また、当業者が本発明の技術的範囲を
十分に理解することができるようにするために、提供されたものである。
【００２５】 上記したように、本発明の装置及び方法は、製造中にＭＥＭデバイスのテスト
を行って、該デバイスの品質レベル及び性能を決定するために使用される。アプ
リケーションに用いられるＭＥＭデバイスには、多数の異なるタイプのものがあ
り、ソリッド・ステート・レーザと光ファイバとの結合体、インクジェット・ノ
ズルとチャージ・プレート、ジャイロスコープと回転プレート、磁気ディスクの
読出／書込ヘッド、及び光学的記憶ヘッド等のタイプがある。これらのＭＥＭデ
バイスは、刺激されたときに電気信号を出力するメカニカル・メンバ（機械的部
材）を備えている。該電気信号は、ＭＥＭデバイスの動作特性を決定するために
分析される情報を含んでいる。
【００２６】 例えば、ニューカーマンズ（Neukermans）その他への米国特許第５４８８８６
２号、及びグリーフ（Greiff）その他への米国特許第５６５０５６８号には、Ｍ
ＥＭデバイスが開示されており、これらのＭＥＭデバイスを、本発明の装置及び
方法を用いてテストすることができ、これら米国特許の内容を、本明細書におい
て参照している。特に、Greiff等の米国特許第５６５０５６８号には、入力電極
及び出力電極に接続されるエッチング可能な材料で構成されたホイール・アセン
ブリすなわちロータを有するＭＥＭジャイロスコープ・デバイスが開示されてい
る。電気的刺激（励起）を用いてこのホイール・アセンブリをテストするために
、入力電極に電気信号が印加される。これらの電気信号は、電気フィールド及び
電磁フィールドの少なくとも一方のフィールドを生成することにより、ホイール
・アセンブリに作用して該ホイール・アセンブリが移動する。ホイール・アセン
ブリの移動により、ＭＥＭデバイスの出力電極から電気信号が発生される。この
ような電気データ信号を分析することにより、ジャイロスコープの品質レベル及
び性能が決定される。
【００２７】 しかしながら、上記したように、電気的刺激によってＭＥＭデバイスから出力
された電気信号は、極めて振幅が小さく、１０マイクロボルト以下である。した
がって、電気データ信号が遠隔テスト・ステーションに搬送される途中で該電気
データ信号に電気的ノイズが重畳してしまい、該ノイズが電気データ信号を不明
瞭にしてしまう。ＭＥＭデバイスのテストに関連する問題を低減するために、本
発明の装置及び方法は、多量のノイズが重畳する前に、電気的又は機械的な刺激
によってＭＥＭデバイスから出力された電気データ信号を増幅して、該電気デー
タ信号のＳ／Ｎ比を所定のＳ／Ｎ比以下に低減する（すなわち、受容できないレ
ベルの電気的ノイズが重畳する前に、増幅を実行する）。
【００２８】 さらに、本発明の一実施例の装置及び方法は、増幅器の入力に重畳される電気
的ノイズを低減することができるデバイス及び方法を提供する。また、本発明の
一実施例に係る装置及び方法は、テスト・プローブ、ＭＥＭデバイス、テスト・
プローブ・カード、増幅器、及び付随する接続線を、電気信号ノイズからシール
ドするデバイスを提供し、これにより、ＭＥＭデバイスの出力から遠隔テスト・
ステーションに電気データ信号が搬送されるときに、該電気データ信号への電気
信号ノイズの重畳を防止することができる。
【００２９】 図１は、移動可能なメカニカル・メンバを有するＭＥＭデバイスの動作特性を
テストするための実施例を示している。この実施例の装置１０は、ウエハ１６を
保持するためのウエハ・チャック１４を有するプローブ・ステーション１２を備
えている。ウエハ１６は、テストすべき複数のＭＥＭデバイスを有している。該
ウエハの上方にはテスト・プローブ・カード２６が配置され、該カードは、刺激
プローブ２０及び刺激電子回路２２を備え、これらにより、ウエハ上のテストす
べきＭＥＭデバイスに、刺激（励起）用の電気信号を供給する。
【００３０】 本発明の装置１０はまた、ＭＥＭデバイスから電気データ信号を受け取るため
の複数のテスト・プローブ２４も備えている。少なくとも１つのテスト・プロー
ブは、プローブ・テスト・カード２６に接続されている。この装置はまた、増幅
器２８を備え、該増幅器はプローブ・テスト・カード上に配置され、電気データ
信号を受け取って増幅する。この装置はさらに、増幅器の出力に接続された通信
手段３０を備え、該通信手段を介して電気データ信号が伝送される。この装置は
さらにまた、通信手段に接続された遠隔テスト・ステーション３２を備え、該ス
テーションは、ＭＥＭデバイスによって出力された電気データ信号を分析するた
めのアナライザ３４を含んでいる。
【００３１】 本発明の装置において、増幅器２８の配置位置が重要である。特に、該増幅器
は、テスト・プローブ２４に近接して配置されており、これにより、電気データ
信号に多量のノイズが乗る前に、該電気データ信号を増幅して、電気データ信号
のＳ／Ｎ比を、例えば１０ｄＢ等の所定のレベル以下に低減する。これにより、
テスト・プローブから遠隔テスト・ステーションに搬送される途中で電気データ
信号にもたらされた電気信号ノイズは、電気データ信号を殆ど阻害することがな
い。これは、電気データ信号が、殆どのノイズ源のノイズに比較して、十分に大
きな振幅を有しているからである。
【００３２】 図２は、刺激プローブ２０とテスト・プローブ２４のＭＥＭデバイスへの接続
状態を、より詳細に示している。図示のように、ウエハ１６は通常、ウエハのサ
イズに応じて、３００〜２５００又はそれ以上の複数のテストすべきＭＥＭデバ
イスを含んでいる。ＭＥＭデバイス３８は各々、各ＭＥＭデバイスの多数の移動
可能なメカニカル・メンバ（不図示）に電気的に接続されるプローブ・パッドを
備えている。ＭＥＭデバイスをテストするために、該ＭＥＭデバイスの入力プロ
ーブ・パッド４２に刺激プローブ２０が接続され、出力プローブ・パッド４４に
テスト・プローブ２４が接続される。これらプローブの接続は、手動で又は自動
化システムを用いて実行される。この構成では、プローブ・テスト・ステーショ
ンは、これらプローブの接続を異なるＭＥＭデバイスに移動させるだけで、ウエ
ハからＭＥＭデバイスを分離させることなく、全てのＭＥＭデバイスのテストを
実行することができる。
【００３３】 図１、図２及び図３を参照して、本発明の動作を以下に説明する。特に、ＭＥ
Ｍデバイスの品質及び動作をテストするために、テスト・プローブ・カード２６
の刺激プローブ２０が、ＭＥＭデバイスの入力プローブ・パッド４２に接続され
る（ステップ２００参照）。そして、テスト・ステーション４が、ＭＥＭデバイ
スの出力プローブ・パッド４４に接続される（ステップ２１０参照）。これらプ
ローブをＭＥＭデバイスに接続した後、テスト・プローブ・カード上の刺激電子
回路２２が駆動され、所定のテスト電圧を刺激プローブに出力し、これにより、
該テスト電圧がＭＥＭデバイスの入力パッドに印加される（ステップ２２０参照
）。
【００３４】 入力テスト信号に応答して、ＭＥＭデバイスの機械的部材（図示せず）は動く
。所定の入力信号に応答してのこの機械的部材の動きは、電気的なデータ信号を
生成し、これは出力パッド４４に出力する。これら電気的データ信号は、ＭＥＭ
デバイスの品質および性能に関する情報を提供する。テスト・プローブ２４は、
それら電気的データ信号を受け、そしてこれらを増幅器２８に提供する（ステッ
プ２３０を参照）。この増幅器は、電気的データ信号のＳ／Ｎ比を所定の値より
下に低下させることになる電気的ノイズの導入の前に、この電気的データ信号を
受けて増幅する（ステップ２４０を参照）。
【００３５】 電気的データ信号を増幅した後、これらは、通信手段３０を介してリモート（
遠隔）のテスト・ステーション３２へ送信する（ステップ２５０を参照）。この
リモート・テスト・ステーションでは、アナライザ３４は、この電気的データ信
号を受け、そしてこの入力信号に基づきそれを分析することによって、当業者に
は知られているように、ＭＥＭデバイスの種々の機械的部材の品質および性能の
レベルを判定する（ステップ２６０を参照）。このため、ＭＥＭデバイスは、こ
のＭＥＭデバイスが出力する比較的小さな振幅の電気的データ信号にも拘わらず
、電気的刺激テスト・プロシージャでテストすることができる。重要なことに、
電気的データ信号は、アナライザが復元して分析できるが、この理由は、増幅器
がテスト・プローブに近接して配置されることによって、電気的データ信号を、
これに電気的データ信号のＳ／Ｎ比を所定のＳ／Ｎ比より下に低下させることに
なる電気的ノイズの導入の前に、増幅するからである。
【００３６】 上述のように、本発明の装置は、刺激およびテスト・プローブを利用すること
によって、ＭＥＭデバイスの入力パッドおよび出力パッドとインターフェースす
る。これらテスト・プローブは、通常は、細長いものであり、したがってＭＥＭ
デバイスのテスト・パッドと接触する先端を有している。加えて、これらテスト
・プローブは、それぞれのテスト・カードに接続しており、そしてそれらのシャ
フトに沿ってシールド用材料を有することによって、電気的データ信号に不利に
も組み合わさることになる電気的ノイズの導入を防止するようにすることができ
る。さらに、理解されなければならないが、このテスト・プローブ・カードは、
任意の数の刺激およびテスト・プローブを含むようにでき、またこれは、１つよ
り多いＭＥＭデバイスに対し一時に接続した刺激およびテスト・プローブを有す
るようにすることもできることである。
【００３７】 図示した実施形態の装置は、ＭＥＭデバイスを電気的信号で刺激する。しかし
、理解されなければならないが、本発明は、ＭＥＭデバイスの電気的刺激に限定
されるものではない。詳細には、本発明の装置は、ノイズによって容易に破壊さ
れる可能性のある比較的小振幅の電気的データ信号を発生するどのようなＭＥＭ
デバイス・テスト・プロシージャでも使用することができる。この問題は、通常
は、電気的刺激およびテストプロシージャにおいて生起するが、電気的信号ノイ
ズの後での導入により不明確になる小振幅の電気的データ信号を発生する機械的
刺激プロシージャもある。
【００３８】 上述のように、本発明の装置は、ＭＥＭデバイスを刺激する電気的信号を発生
するための刺激電子回路を含む。この刺激電子回路は、電気的刺激信号を発生す
るための任意のコンフィギュレーションの電気的コンポーネントとすることがで
き、そしてこれは、マイクロプロセッサまたはこれと同様のデバイスで制御する
ことができる。重要なことに、この電子回路がＭＥＭデバイスに供給する刺激す
る電気的信号は、代表的には、ＭＥＭデバイスの機械的部材において所望の動き
または反応を助長するように選択した所定の信号である。加えて、この電子的な
刺激信号は、アナログ信号か、あるいは一連のパルスかのいずれかの形態とする
こともできる。この刺激（励起）電子回路は、プローブ・カード上に示している
が、理解されるように、この電子回路は、そのプローブ・カード上のものか、あ
るいはリモート・テスト・ステーション内のもののいずれかとすることもできる
。
【００３９】 本発明の代表的な実施形態では、この刺激電気的信号は、代表的には２〜１０
ボルトの大きさを有し、そしてこれは、本デバイス設計に関しては、ＭＥＭデバ
イスの機械的部材を１〜２０マイクロメートル（ゼロからピーク）の範囲で動き
を生じさせ、そして０．４〜１０００マイクロボルト（ゼロ・ピークからピーク
）の範囲の出力電気データ信号を発生させる。
【００４０】 加えて、本発明の増幅器は、電気的データ信号を増幅するための任意の所望の
増幅器とすることもできる。しかし、代表的には、この増幅器は、およそ１０-1 7 クーロンの電荷をもつ非常に小さな電荷信号を増幅して分析に対し十分な電圧
レベルへとするため、電荷増幅器から成る。電荷増幅器は、市販されている。例
えば、本発明の１実施形態で使用する電荷増幅器は、ＴＬＣ２２７２チップであ
り、そしてこれは、テキサス・インスツルメンツ社（Texas Instruments locate
d in Dallas, Texas）から入手できる。
【００４１】 上述のように、本発明の装置は、この増幅器からの電気的データ信号をリモー
ト・テスト・ステーションに送信する通信手段を含む。代表的な実施形態では、
この通信手段は、その増幅器の出力をリモート・テスト・ステーションに接続す
る電気的ワイヤで構成する。しかし、ある種の実施形態では、この通信手段は、
ＲＦまたは赤外線の送信機あるいはデータ信号をリモート・テスト・ステーショ
ンに送信するための同様のもので構成することもできる。加えて、本発明のある
種の実施形態では、この通信手段は、同軸ケーブルまたはシールドしたワイヤの
ツイスト・ペアで構成し、これらは、電気的データ信号への電気的ノイズの導入
に対し抵抗力がある。好ましい実施形態では、レイクショー・クリオトロニクス
社（Lakeshore Cryotronics, located in Westerville, Ohio）から入手できる
同軸ケーブルは、所望のシールド品質を提供する。
【００４２】 先に述べたように、本発明は、ＭＥＭデバイスの出力から受ける電気的データ
信号を受けて分析するためのリモート・テスト・ステーションを備える。上記実
施形態において示したアナライザに加えて、このリモート・テスト・ステーショ
ンは、電気的データ信号を分析するための他のコンポーネントも含むことができ
る。例えば、リモート・テスト・ステーションは、信号をさらに増幅する増幅器
、この信号を条件付けるフィルタ、その情報をユーザに表示するディスプレイ・
ユニットを含むこともできる。加えて、アナライザは、電気的データ信号を分析
する多くの異なったタイプのデバイスを含むこともできる。例えば、ある種の実
施形態では、アナライザは、ソフトウェア・プログラムで制御するマイクロプロ
セッサを含むこともできる。他の実施形態では、アナライザは、オシロスコープ
、他のタイプのアナライザ、あるいは閉ループのアナログ／デジタル制御システ
ムから構成することもできる。
【００４３】 ＭＥＭデバイスの出力パッドから受けるデータ信号を使用してＭＥＭデバイス
の性能特性を判定することに加え、ある種の実施形態では、その出力を使用して
ＭＥＭデバイスをテストのためさらに制御することも有利な場合がある。詳細に
は、本発明の一実施形態では、ＭＥＭデバイスが出力するデータ信号は、フィー
ドバックとして使用することによって、ＭＥＭデバイスの出力信号の品質および
安定性を分析している間に、テスト中のＭＥＭデバイスの動作点を制御する。こ
の実施形態では、その出力信号は、リモート・テスト・ステーションのアナライ
ザが処理し、そしてＭＥＭデバイスからそのテスト・ステーションに接続した他
の電気的ワイヤを使用して、ＭＥＭデバイスのその動作点を制御する。
【００４４】 上述のように、テスト・プローブに対する増幅器の配置および接続は、本発明
の装置および方法にとっては重要である。この点に関し、ＭＥＭデバイスの電気
的刺激に関連する主要な問題は、ＭＥＭデバイスが出力する比較的小振幅の電気
的データ信号である。上で述べたように、代表的には、これら小振幅の信号を増
幅するのに電荷増幅器を使用する。電荷増幅器は非常に小さな振幅の信号を増幅
できるが、これらはまた、電気的データ信号の増幅に影響を与えることのある望
ましくない特性も有している。詳細には、電荷増幅器は、増幅器の入力における
電気的な相互接続キャパシタンスに敏感である。この電気的相互接続キャパシタ
ンスに対する敏感さは、２つの効果から生ずる。すなわち、１）ゼロの電位また
は等電位面に対する電気的キャパシタンス（すなわち、入力キャパシタンス）、
および２）任意のスプリアス信号ソース（例えば、６０Ｈｚ電源、テスト・シス
テムのノイズ等）に対する電気的キャパシタンスである。
【００４５】 入力キャパシタンスの例として、代表的な演算増幅器は、入力における電圧源
として作用する入力ランダム・ノイズ成分を有している。このノイズ成分の増幅
は、増幅すべき入力データ信号を不明瞭にすることがある。電荷増幅器として構
成した演算増幅器は、入力キャパシタンスに特に敏感であるが、それは、入力ノ
イズが、入力キャパシタンスに対する電荷利得キャパシタンスの比で乗算される
からであり、入力キャパシタンスが、増幅器の入力とテスト・プローブとの間の
劣悪な接続に起因して、電荷利得キャパシタンスを１０のファクタで超えること
があるからである。
【００４６】 また、スプリアス信号ソースは、データ信号に対しノイズを導入することがあ
る。テスト環境においては、製造用の機械、真空ポンプ、および制御信号が発生
する非常に大きな振幅で望ましくない電圧信号の多数のソースがある。これらス
プリアス・ソースと電荷増幅器の入力との間のキャパシタンスはまた、ＭＥＭデ
バイスから受けた電気的データ信号に対し電気的信号ノイズを導入することがあ
る。さらに、テスト・プローブと、ＭＥＭデバイスの出力と増幅器の入力との間
の電気的ワイヤとは、このスプリアス電気ノイズの受信を受けやすい。この電気
的信号ノイズは、一旦増幅されると、さらに電気的データ信号を不明瞭にするこ
とがある。
【００４７】 入力キャパシタンスおよびスプリアス信号ノイズにより生ずる電気的ノイズの
導入の影響に対処するため、本発明の装置の増幅器は、テスト・プローブに近接
して配置する。このコンフィギュレーションでは、電気的データ信号に導入され
る電気的ノイズを受けるテスト・プローブと増幅器との間の電気的ワイヤは、よ
り短くなる。詳細には、増幅器は、テスト・プローブからある距離に配置するこ
とによって、電気的データ信号のＳ／Ｎ比が依然として所定のレベルより上であ
る間に電気的データ信号を増幅し、したがって電気的ノイズによって回復できな
い程不明瞭にされないようにする。
【００４８】 一般に、受け入れられない程のレベルの電気的ノイズの導入の前に電気的デー
タ信号を増幅器が増幅できるようにする、テスト・プローブからの任意の選択し
た距離において、増幅器を配置することもできる。代表的な実施形態では、この
増幅器は、電気的データ信号をそのＳ／Ｎ比が１０ｄＢより上である間に増幅す
るような、テスト・プローブからの距離のところに配置する。好ましい実施形態
では、増幅器は、Ｓ／Ｎ比が１５ｄＢより上、そして１つの有利な実施形態では
、１７ｄｂより上である間に電気的データ信号を増幅するような、テスト・プロ
ーブからの距離のところに配置する。
【００４９】 本願の実施の形態において、増幅器はテスト・プローブに直接接続され、テス
ト・プローブと増幅器の入力との間のいかなる挿入ワイアンリング又は電気的ト
レランスも除去する。更なる実施形態において、増幅器はテスト・プローブの先
端に近くのテストプローブに配置され、このテストプローブはＭＥＭ装置の出力
に接続されている。この様に、電気的データ信号は増幅前にプローブのシャフト
に沿って伝搬しないので、テストプローブによるにノイズの可能性の問題は減少
される。
【００５０】 増幅器をテストプローブへ極めて近接して配置することに加えて、本願の実施
の形態はまた、入力コンデンサとスプリアス信号に起因する電気ノイズの導入を
制限する手段を供給する。特に、本願の一実施形態において、増幅器を電気的ノ
イズ耐性パッケージ・システムに配置し、増幅器の入力に電気的ノイズがもたら
されるのを防止する。このノイズ耐性パッケージ・システムは、フラットパック
として一般的に呼ばれている。フラットパックはマサチューセッツのニュー・ベ
ッドフォード（ＮｅＷ Ｂｅｄｏｆｏｒｄ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｔｔｓ）のオリ
ン・エージス（Ｏｌｉｎ Ａｅｇｉｓ）から入手できる。フラットパックは、セ
ラミック、コバール（Ｒ）または、電気的ノイズの導入に対する耐性のある金の
様な金属被服で形成された外面を有する。重要な事は、フラットパックは、また
、以下の記載するように、増幅器の入力へ電気的信号ノイズが導入されるのを排
除するに効果的であるという特徴を含む。
【００５１】 増幅器の典型的な適用において、増幅器は個別のＩＣチップを構成する。これ
らのＩＣチップは、チップをプローブ・カードのトレースに接続するための電気
的リード・ワイヤを備える。これらの電気的リードワイヤは長く延び、電気的ノ
イズに影響されやすい。他方フラットパックは、これらの長いリードワイヤを除
く。特に、フラットパック・デバイスはプローブ・テスト・カードの電気的トレ
ースを接続するためにフラットパックの底部に小さいろう付け突起を含む。更に
、フラットパックは、増幅器の入力と出力に極めて接近したピンアウトを含む。
ピンアウトは、小さい電気的ワイヤ・ボンドを作るワイヤ・ボンデイング技術に
より増幅器の出力と入力とに接続される。この小さいワイヤ・ボンドは長くなく
、従って、電気的ノイズを導入しにくい。プローブ・テスト・カードへのろう付
け突起接続、ワイヤ・ボンデイング技術の採用、およびフラットパックにより与
えられるシールディングは、長い電気的リードに起因する電気的信号ノイズの導
入に関する問題を減少する。
【００５２】 図４を参照すると、フラットパックにおいての増幅器の配置が詳細に描かれて
いる。特に、図４は、増幅器２８の入力と出力とに接続された電気的パッド４６
を有する増幅器２８の底面図である。増幅器はフラットパック４８の内部に配置
される。フラットパックは、増幅器の電気的パッドへ接続するための複数の電気
的リード５０を含む。薄いワイヤボンド５２は、増幅器２８の入力パッド及び出
力パッド４６をフラットパックのリード５０に電気的に接続するワイヤ・ボンデ
イング・プロセスにより形成される。
【００５３】 増幅器がフラットパックにワイヤ接続された後に、図示しない上部ケーシング
が、増幅器の上に配置され、増幅器は、電気的ワイヤ・ボンド、パッド、リード
を電気的ノイズがもたらされることから保護するようにフラットパック内に内蔵
される。更に、内部リードを介して増幅器に電気的接続された外部電気的ろう付
け突起が、次に、プローブ・テスト・カードのワイヤ・トレースに接続され、そ
れにより増幅器がテストプローブ及び通信手段に接続される。増幅器のテストプ
ローブへの極めて近接した配置及び増幅器のフラットパック内への配置に加え、
本発明の装置及び方法は、種々のコンポーネントを電気ノイズの影響からシール
ディングする他のデバイスを提供する。例えば、幾つかの実施形態において、プ
ローブ・テスト・ステーションは、ＭＥＭデバイス、テストプローブ、プローブ
・テスト・カード及び増幅器を包囲するファラデー・ケージを備える。このファ
ラデー・ケージは、研究所の種々のテスト装置から発出されるスプリアス電気信
号ノイズからコンポーネントをシールドする。同様なファラデー・ケージは遠隔
テスト・ステーションを包囲し、分析機（アナライザ）及び他の種々の電子機器
を電気的信号ノイズからシールドする。更に、先述したように、幾つかの実施形
態では、通信手段は、電気的データ信号を電気的信号ノイズからシールドする同
軸ケーブルまたはツイステッド・シールデッド対の電気的ワイヤのいずれかを含
む。
【００５４】 上述したように、本発明は、増幅器をテスト・プローブに極めて近接して配置
し、ＭＥＭデバイスからの電気的データ信号が所定のレベルのＳ／Ｎ比に劣化す
る前に増幅するようにする。更に、本発明の装置及び方法は、増幅器をフラット
パック内に配置し、ＭＥＭデバイスから受信された電気的データ信号への電気的
ノイズの導入を低減する。
【００５５】 本発明の特定の実施形態における増幅器により増幅される前の電気的データ信
号の実際のＳ／Ｎ比を決定する計算を以下に述べる。この実施の形態において、
増幅器はプローブに極めて近接して配置され、フラットパック内に内蔵される。
テスト・ステーションは、Ｎｅｋｅｒｍａｎその他への特許第’８６２に詳述さ
れるように、ジャイロスコープのテストに使用された。
【００５６】 計算から分かるように、電気的データ信号は、増幅される前は１７．４ｄＢの
Ｓ／Ｎ比を有する。特に、この例は、増幅器とテスト・プローブの間の距離を変
更することがテスト・ステーションの性能を実質的に規定することを示している
。想像されるように、増幅前に電気的データ信号が移動する距離の増加は、テス
ト・ステーションの効力を減少する。
【００５７】 計算 増幅器の入力の容量的ローディングによるノイズの最大レベル 詳細 １）１００ＨＺ帯域幅でジャイロスコープが０．０５度／秒ｒｍｓ（０．５度／
秒ｒｍｓの１／１０要件）の場合は最小分解能 ２）増幅器への電気的データ信号入力の要求されたＳ／Ｎ率は１０ｄＢ ３）増幅器の最小スケール・ファクタ ８μボルト／度／秒 ４）増幅器出力の最小分解可能電圧＝最小分解能×スケール・ファクタ ＝ 0.5 deg./sec. × 8μ Volt/deg./sec. ＝ 0.4μ Vrms（増幅器出力の最小分解可能電圧） ノイズ ＝ 0.4μ Vrms 増幅器ノイズ率 入力ロード・キャパシタンス／フィードバック・キャパシタンス： 入力におけるキャパシタンス： １）MEM デバイス ＝ 1pF (測定） ２）フラットパック ＝ 5pF ハイブリッド（見積り） ３）増幅器入力 ＝ 5pF（仕様） ４）プローブ先端 ＝ 2pF（見積り） ５）ワイヤ・トレランス／リード＝2pF（見積り） 合計 ＝ 15 pF 増幅器のフィードバック・キャパシタンス １）フィードバック・コンデンサ : 2.5pF 増幅器の利得 利得 ＝ 入力キャパシタンス／フィードバック・キャパシタンス ＝ 15pF / 2.5pF ＝ 6 信号対ノイズの計算 増幅器ノイズ １）低ノイズ増幅器出力仕様（フィードバックを介して入力付近へのノイ
ズがフィードする） ＝ 9nV/rtHz ２）帯域幅 ＝ 100Hz ３）100Hz帯域幅の増幅器ノイズ ＝ 9nV/rtHz X rt 100Hz ＝ 90nVrms ノイズテーブル ＝ 利得 × ノイズ ＝ 6 × 90nVrms ＝ .540 μVrms Ｓ／Ｎ率の計算 ＝ 20 log（信号／ノイズ） ＝ 20 log（4μ Vrms / .540μ Vrms） ＝ 20 log (7.407) ＝ 20 (0.86967) ＝17.4 dB S/N率 前述の記載および図面の表された教示の利益を有する本発明に関連する多くの
変更および他の実施形態を当業者は思いつくであろう。したがって、本願が明細
書の実施の形態の記載に限定されないことが理解され、他の実施の形態が特許請
求の範囲内に含まれる。また、ここでは特定の用語が用いられたが、その用語は
限定のために用いたものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係る、移動可能なメカニカル・メンバを有するＭＥＭデバ
イスの動作特性をテストするためのプローブ・テスト・ステーション及び遠隔テ
スト・ステーションの概略側面図である。
【図２】 本発明の一実施例に係る、移動可能なメカニカル・メンバを有するＭＥＭデバ
イスの動作特性をテストするために、ウエハ、ＭＥＭデバイス、及びプローブ・
テスト・カードの概略上面図である。
【図３】 本発明の一実施例に係る、移動可能なメカニカル・メンバを有するＭＥＭデバ
イスの動作特性をテストするための、動作ブロック図である。
【図４】 本発明の一実施例に係る、フラットパックに挿入された増幅器の概略底面図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デッドワイラー，マーデン・ケイ アメリカ合衆国ワシントン州98124−2007， シアトル，ザ・ボエイング・カンパニー， ピー・オー・ボックス 3707，メイル・ス トップ 1308 (72)発明者 グリーン，デイヴィッド・エヌ アメリカ合衆国ワシントン州98124−2007， シアトル，ザ・ボエイング・カンパニー， ピー・オー・ボックス 3707，メイル・ス トップ 1308 (72)発明者 ヘターツ，ジェイムズ・エル アメリカ合衆国ワシントン州98124−2007， シアトル，ザ・ボエイング・カンパニー， ピー・オー・ボックス 3707，メイル・ス トップ 1308 (72)発明者 マーフィー，ヒュー・ジェイ アメリカ合衆国ワシントン州98124−2007， シアトル，ザ・ボエイング・カンパニー， ピー・オー・ボックス 3707，メイル・ス トップ 1308

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 可動の機械的部材を有するマイクロエレクトロメカニカル・
    デバイスの性能特性をテストする装置であって、 前記機械的部材の動きを示す電気信号を受信するために少なくとも１つの前記
    機械的部材と電気的通信を行う一端を有する少なくとも１つのテスト・プローブ
    と、 前記マイクロエレクトロメカニカル・デバイスから離れた位置で前記テスト・
    プローブから前記電気信号を受信するアナライザであって、前記電気信号を分析
    して前記マイクロエレクトロメカニカル・デバイスの性能特性を判定するアナラ
    イザと、 前記テスト・プローブから前記アナライザへ前記電気信号を送信する通信手段
    と、 前記テスト・プローブおよび前記通信手段と電気的通信を行う増幅器であって
    、前記テスト・プローブの近くに配置され、前記電気信号の信号対ノイズ比を所
    定レベルより低減させるように前記電気信号へ十分なノイズがもたらされる前に
    前記電気信号が増幅されるように、前記通信手段により前記電気信号を送信する
    前に前記電気信号を増幅する、増幅器と を備える装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置であって、前記増幅器は、前記電気信
    号の信号対ノイズ比を１０デシベルより低下させるように前記電気信号へ十分な
    ノイズがもたらされる前に前記電気信号を増幅する、装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の装置であって、前記増幅器は前記テスト・
    プローブと直接に電気接続し、前記テスト・プローブにより受信した前記電気信
    号への電気的ノイズの導入を最小化する、装置。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の装置であって、前記増幅器は前記テスト・
    プローブに配置されるものであり、前記テスト・プローブにより受信した前記電
    気信号への電気的ノイズの導入を最小化するように、前記機械的部材と電気的通
    信する前記テスト・プローブ端部の近くに配置される、装置。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の装置であって、電磁界に耐性のプローブ・
    ステーション更に備え、前記マイクロエレクトロメカニカル・デバイス、テスト
    ・プローブ、および増幅器は、前記プローブ・ステーションの内側に配置され、
    電磁界の影響から実質的にシールドされる、装置。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の装置であって、前記増幅器が電磁界の影響
    から実質的にシールドされるように前記増幅器を包み込む電磁界耐性ケースを更
    に備える装置。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の装置であって、前記電磁界耐性ケースは、
    前記増幅器を前記テスト・プローブおよび前記通信手段へ接続するためのピンア
    ウト・リードを備え、電気的ノイズが前記電気信号へもたらされないように、個
    々のピンアウト・リードが前記増幅器の入力端子および出力端子へワイヤボンド
    される、装置。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の装置であって、前記通信手段が、前記電気
    信号への電気的ノイズがもたらされることを妨げるシールディング層を有する電
    気伝導性ケーブルを備える装置。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載の装置であって、電気信号を前記機械的部材
    へ供給して、前記機械的部材が動いて電気的出力を生成するようにするために、
    少なくとも１つの前記機械的部材へ電気的に接続される刺激プローブを更に備え
    る装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の装置であって、前記アナライザは、前記
    刺激プローブによる前記機械的部材の電気的な刺激によって起こる前記機械的部
    材の動きに基づいて、前記機械的部材の性能特性を判定する、装置。
  11. 【請求項１１】 請求項９に記載の装置であって、前記刺激プローブは、前
    記機械的部材が１ないし２０マイクロメートルの範囲（ゼロからピーク）の距離
    を動くようにさせる電気信号を前記機械的部材へ供給する、装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の装置であって、前記テスト・プローブ
    は、前記機械的部材の動きに応答して０．４ないし１０００マイクロボルトの範
    囲の電気信号を検出する、装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の装置であって、前記増幅器は、前記電
    気信号の信号対ノイズ比を１０デシベルより低下させるように前記電気信号へ十
    分なノイズがもたらされる前に前記電気信号を増幅する、装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１２に記載の装置であって、前記増幅器は電荷増幅
    器である、装置。
  15. 【請求項１５】 可動の機械的部材を有するマイクロエレクトロメカニカル
    ・デバイスの性能特性を判定する方法であって、 テスト・プローブの一端を少なくとも１つの前記機械的部材と電気的に接続す
    るステップと、 前記機械的部材の動きを示す電気信号を前記テスト・プローブで受信するステ
    ップと、 前記電気信号の信号対ノイズ比を所定レベルより低下させるように前記電気信
    号へ十分なノイズがもたらされる前に前記電気信号が増幅されるように、前記テ
    スト・プローブの近くで受信した前記電気信号を増幅するステップと、 前記増幅するステップの後に前記電気信号を遠隔地へ通信するステップと、 前記遠隔地で前記電気信号を分析して前記マイクロエレクトロメカニカル・デ
    バイスの性能特性を判定するステップと を備える方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の方法であって、前記増幅するステップ
    は、前記電気信号の信号対ノイズ比を１０デシベルより低く低下させるように前
    記電気信号へ十分なノイズがもたらされる前に前記電気信号を増幅するステップ
    を備える、方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１５に記載の方法であって、前記マイクロエレクト
    ロメカニカル・デバイスおよび前記テスト・プローブを電磁界からシールドする
    ステップを更に備える方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１５に記載の方法であって、前記通信するステップ
    は、前記電気信号が前記遠隔地へ通信されるときに前記電気信号を電磁界からシ
    ールドするステップを更に備える、方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１５に記載の方法であって、前記機械的部材の動き
    を示す電気信号を前記テスト・プローブで受信する前記ステップの前に、前記機
    械的部材を動かすように電気信号を用いて少なくとも１つの前記機械的部材を刺
    激するステップ更に備える方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の方法であって、前記刺激するステップ
    は、前記機械的部材が１ないし２０マイクロメートルの範囲の距離を動くように
    させる電気信号を前記機械的部材へ供給するステップを備える、方法。
  21. 【請求項２１】 請求項１９に記載の方法であって、前記刺激するステップ
    は、前記機械的部材の動きが０．４ないし１０００マイクロボルトの範囲の電気
    信号（ゼロからピーク）を生成するように、電気信号を前記機械的部材へ供給す
    るステップを備える、方法。
  22. 【請求項２２】 請求項２１に記載の方法であって、前記増幅するステップ
    は、前記電気信号の信号対ノイズ比を１０デシベルより低下させるように前記電
    気信号へ十分なノイズがもたらされる前に前記電気信号を増幅するステップを備
    える、方法。
  23. 【請求項２３】 共通ウエハに配置された可動の機械的部材を有する複数の
    マイクロエレクトロメカニカル・デバイスの性能特性を判定する方法であって、 刺激プローブおよびテスト・プローブを、少なくとも１つの前記マイクロエレ
    クトロメカニカル・デバイスの少なくとも１つの前記機械的部材へ接続するステ
    ップと、 前記機械的部材を動かすのに十分な電気信号で前記機械的部材を電気的に刺激
    するステップと、 前記機械的部材の動きを示す電気信号を前記テスト・プローブで受信するステ
    ップと、 前記電気信号の信号対ノイズ比を所定レベルより低下させるように前記電気信
    号へ十分なノイズがもたらされる前に前記電気信号が増幅されるように、前記テ
    スト・プローブの近くで受信した前記電気信号を増幅するステップと、 前記増幅するステップの後に前記電気信号を遠隔地へ通信するステップと、 前記ウエハから前記マイクロエレクトロメカニカル・デバイスを最初に分離せ
    ずに、前記マイクロエレクトロメカニカル・デバイスの性能特性を判定するため
    に前記遠隔地で前記電気信号を分析するステップと を備える方法。
  24. 【請求項２４】 請求項２３に記載の方法であって、前記増幅するステップ
    は、前記電気信号の信号対ノイズ比を１０デシベルより低下させるように前記電
    気信号へ十分なノイズがもたらされる前に前記電気信号を増幅するステップを備
    える、方法。
  25. 【請求項２５】 請求項２３に記載の方法であって、接続するステップは、
    前記刺激プローブおよび前記テスト・プローブを前記複数のマイクロエレクトロ
    メカニカル・デバイスのそれぞれのマイクロエレクトロメカニカル・デバイスの
    少なくとも１つの前記機械的部材へ接続するステップを備え、前記増幅するステ
    ップは、前記信号対ノイズ比を所定レベルより低下させるように前記電気信号へ
    十分なノイズがもたらされる前に前記電気信号が増幅されるように、前記テスト
    ・プローブから受信した前記電気信号を個別に増幅するステップを備え、前記分
    析するステップは、前記ウエハから前記マイクロエレクトロメカニカル・デバイ
    スを最初に分離せずに、それぞれのマイクロエレクトロメカニカル・デバイスの
    性能特性を判定するために前記遠隔地で前記電気信号を分析するステップを備え
    る、方法。
  26. 【請求項２６】 請求項２３に記載の方法であって、前記ウエハおよび前記
    テスト・プローブを電磁界からシールドするステップを更に備える方法。
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