TWI293367B - - Google Patents

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1293367 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種微小構造體之檢查裝置、檢查方法及 檢查程式。更具體地說，本發明係關於一種檢查MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)之微小構造體之檢查裝 置、檢查方法及檢查程式。 【先前技術】 近年來，特別是利用半導體微細加工技術等將機械、電 > 子、光、化學等常用功能積體化之裝置之MEMS備受注 目。迄今爲止已實用化之MEMS技術，例如汽車、醫療用 之各種感測器，主要有微感測器之加速度感測器、壓力感 測器以及空氣流量感測器等MEMS裝置。 另外，藉由在喷墨印表機喷頭上採用該MEMS技術，可 增加喷出墨水之喷嘴數量並喷出正確的墨水。藉此，還可 以圖謀畫質之提高與列印速度之高速化。再者，在反射型 > 投影機上使用之微鏡面陣列等也作爲一般的MEMS裝置而 所周知。 今後，伴隨著應用MEMS技術之各種感測器與致動器的 開發，可期待展開朝光通信、行動裝置、計算機周邊設 備、進而生物分析與攜帶式電源之應用。於技術調查報告 第3號（經濟產業省產業技術環境局技術調查室、製造產業 局產業技術課發行）中，以關於MEMS技術現狀及問題之議 題介紹了各種MEMS技術。 另一方面，伴隨MEMS裝置之發展，因其微細之構造 113174-960830.doc 1293367 恰當地檢查其之方式也變得越來越重要。先前是在封 裝後旋轉裝置或者·振料方式來敎其特性。藉由於 微細加工技術後之製造初期階段，進行晶圓狀態是否為良 好等適當檢查，以檢出不良，可提升產品之良率並進一步 降低製造成本。 於日本特開平5-34371號公報中提出有一種檢查方式， 其係藉由例如對晶圓上所形成之加速度感測器吹噴空氣，

h出所改t：之加速度感測器之電阻值，從而判定加速度感

測器之特性。 A 一般來説，具有加速度感測器等微小可動部之構造體， 即使對於微小的動作，其應答特性也會發生變化。因此， 爲了測定其特性，有必要進行高精度之檢查。藉由於曰本 特開平5_343 71號公報中揭示之空氣吹喷而使裝置發生變 化之情形時，必須實施微調來測定加速度感測器之特性。 爲此，有必要控制氣體流量並向裝置均勻地吹噴空氣，進 行高精度檢查。然而，此種檢查非常困難，即便實施，也 必須設置複雜且高價之測試器。 【發明内容】 因此，本發明之目的在於提供一種微小構造體之檢查裝 置、檢查方法及檢查程式，其等係可以較簡單的結構高精 度地檢查具有微小可動部之構造體。 本發明之微小構造體之檢查裝置，其係用於對於具有可 動部之微小構造體，利用設置有輸出測試音波之音波產生 機構之探針卡，檢查微小構造體之特性者，包含：音波竹 113174-960830.doc !293367 諕輪出機構，其係輸出用於從音波產生機構產生測試音波 之音波信號者，·放大機構，其係用於以從音波信號輪:= 構所輪出之音波信號驅動音波產生機構者；測定機構， 係測定基於從放大裝置輸出之音波信號，由音波產生機： 產生之測試音波而產生的微小構造體可動部之運動而輪出 2輪出值者’·及特性評價機構，其係基於藉由敎機二 疋之輪出值，評價微小構造體之特性者。 、 如此，藉由基於音波信號之測試音波，使微小構造體 可動部運動’可以評價微小構造體之特性。 車乂好的是’微小構造體形成在設置有電極之基板上 、十卡包含連接在微小構造於 』構仏體之冋一電極之至少1對探針， 月丨】迷檢查裝置包含 電阻值測定機構，其係測定使至少i 對探針接觸於同一電極時之至更至夕1 丁1對探針間之電阻值者； 寬’原’其係用於向探針卡供仏 ,^ 卞供、、、"電壓者；及控制機構，其係 在使至少1對探針接觸 、 + > 電極之狀態下，從電源向至 夕1對楝針施加電壓，使電 m ^ ^ ^ , 塗上升至错由電阻值測定機構 所ΛΙ疋之電阻值達到 Λ, 、# 第值以下爲止，控制至少1對 抓針間之導通者。 ^ 藉由該等導通控制，系丨 ^ . 斤谓氧化膜破壞電流流過現象 可以確保電極與探針間之導通。 較好的是，前述檢查裝人 動之芈* k ^ , 匕3用於使微小構造體上下移 動之千室，控制機構係根據 # ia # ^ ^ - & 藉由電阻值測定機構所測定之 電阻值在預定之第2值以 插入電極。 控制平臺，將至少1對探針 113174-960830.doc I293367 即使各微小構造體之高度不同，藉由測定電阻值，可以 «周整至少1對探針與電極之連接狀態，使針壓保持一定。 較好的是，前述檢查裝置包含有以表格（table)形式預先 ΰ己憶測試音波之複數頻率或者音波信號與輸出值之關係之 己L機構，特性评價機構係從記憶機構之表格中讀出施加 測試音波時所對應之輸出值，評價微小構造體是否輸出對 應之輸出值。

較好的是，微小構造體包含至少具有2個以上動作之可 動邛、和檢出至少2個以上動作之檢出電路，且，前述檢 一裝置包3直流電壓檢查機構，該直流電壓檢查機構係於 經由探針向微小構造體之電極施加直流電壓時，測定從檢 出電路所輸出之直流電壓者。藉由監視檢出電路之輸出， 可以確認電壓是否在預定範圍之内。 子的疋曰波“號輸出機構產生作爲音波信號之1個 ^弦波㈣及複數個頻率信號。複數個頻率信號為白雜訊 \藉由以白雜訊信號施加音壓，可以進行全頻率帶域 :加振試驗，藉由使音壓成為一定，掃描正弦波信號之頻 率’可以從得敎輸出電㈣性較共振頻率。 、本發明之另-面係_種微小構造體之檢查方法，其係用 :對於具有可動部之微小構造體’利用設置有輸出測試音 ;:音波產生機構之探針卡，檢查微小構造體之特性者， 包1有t下步驟：冑出用於從音波產生機構產生測試音波 機：之步：；放大輸出之音波信號，驅動音波產生 y、，測疋基於音波信號從音波產生機構產生之測 113174-960830.doc 1293367 試音波所造成之微小構造體可動部之運動而輸出之輸出值 之步驟；及基於測定之輸出值，評價微小構造體之特性之 步驟。 在此檢查方法中’也可以藉由基於該音波信號之測試音 波，使微小構造體之可動部運動，評價微小構造體之特 性。 更好的是，微小構造體形成於設置有電極之基板上，探 針卡包含連接於微小構造體之同一電極之至少1對探針， 且前述檢查方法包含在使至少1對探針接觸於同一電極之 狀態下，向至少1對探針施加電壓，使電壓上升至所測定 之電阻值成為預定之第1值以下爲止，控制至少1對探針間 之導通之步驟。 較好的是，前述檢查方法包含：測定使至少1對探針接 觸於同一電極時之至少1對探針間之電阻值之步驟；及根 據測定之電阻值為預定之第2值以下時，將至少1對探針插 入至電極之步驟。 本發明之又一面係記錄有微小構造體之檢查程式之記錄 媒體’該檢查程式係用於對具有可動部之微小構造體，利 用設置有輸出測試音波之音波產生機構之探針卡，以電腦 檢查微小構造體之特性者，其包含以下步驟：輸出用於從 音波產生機構產生測試音波之音波信號之步驟；放大輸出 之音波信號’驅動音波產生機構之步驟；測定基於音波信 °虎從g波產生機構產生之測試音波所造成之微小構造體可 動部之運動而輸出之輸出值之步驟；及基於測定之輸出 Π3174-960830.doc 1293367 值，評價微小構造體之特性之步驟。 行該檢查程式，根據音波信號使微小構造體之可 動。卩運動，可以測定微小構造體之特性。 根據本發明’因為使用設置有對於具有可動部之微小構 造體輸出測試音波之音波產生機構之探針卡，且基於向音 波產生機構輸出音波信號’根據因輸出之音;皮信號而產: 之微小構造射動狀運動所得狀錢，評價微小構造

體之特性，從而可.以比較簡單之構造，高精度地檢查具有 微小可動部之構造體。 【實施方式】 圖1係顯示形成有以本發明之一實施形態之微小構造體 之檢查裝置所檢查之3軸加速度感測器晶片之晶圓之外觀 立體圖，圖2係圖1所示3軸加速度感測器晶片之部分破斷 概略圖，圖3係惠斯登電橋惠斯登電橋之電路圖。 如圖1所示，在作爲基板之晶圓丨上，形成有微小構造體 之複數個3軸加速度感測器晶片2。在3軸加速度感測器晶 片2上，如圖2所示在其周圍形成有複數個電極墊pD，並在 中央設置有4個重錘體AR，作爲至少具有2個以上動作之 可動部。各重錘體AR以四角柱形成，四角柱之1個角部分 與4根板狀之橫樑BM之中央部分相連接而被支撐。由於採 用四角柱構造，在增大重錘體AR之同時，橫樑之長度也 隨之變長，故可以實現小型且高靈敏度之加速度感測器。 橫樑BM是由X、Y之2軸相互正交而形成。向X軸方向延 伸之橫樑BM表面上，作爲擴散電阻每轴設置有4個X軸檢 113174-960830.doc • 11 - 1293367 出用壓阻元件。與此4個壓阻元件相平行，設置有4個2軸 檢出用壓阻元件。向Y軸方向延伸之橫樑BM表面上’設置 有4個Y軸檢出用壓阻元件。 如圖2所示之3轴加速度感測器晶片2 ’可以利用低價之 1C製程，且即使形成較小之檢出元件之電阻元件’靈敏度 也不會降低，從而有利於實現小型化及低成本化。 對應各轴設置之4個壓阻元件’分別構成圖3所示之檢出 電路之惠斯登電橋電路之電阻R1〜R4。惠斯登電橋電路分 別對應X軸、Y轴、z轴’在3軸加速度感測器晶片2上設置 有3個。藉由對應各軸設置之惠斯登電橋，一旦重錘體AR 受到加速度（慣性力），橫樑BM就會變形，藉由在其表面上 形成之壓阻元件之電阻值之變化’檢測出各軸對應之加速 度。 壓阻元件有根據對其施加之扭曲而產生電阻值變化之特 性（壓阻效果）。如果是拉伸扭曲，則電阻值增大；如果是 壓縮扭曲，則電阻值減小。向如圖3所示之惠斯登電橋電 路之一端施加電壓Vdd’另一端向GND接地。從中間點輸 出之輸出電壓Vout於X、Y、Z轴，以下式所示之電壓 Vx(y)out，Vzout表示。

Vz(y)out={R3/(R2+R3)-R4/(Rl+R4)} · Vdd Vzout={R3/(Rl+R3)-R4/(R2+R4)} · Vdd 這樣，根據分別對應於X轴、Y軸、z軸之惠斯登電橋電 路，可以作爲獨立分離的輸出電壓檢出輸出各軸之加速度 成分。另外，因爲3軸加速度感測器晶片2還可檢出加速度 113174-960830.doc -12- 1293367 之DC成分，所以還可以應用為檢出重力加速度之傾斜角 感測器。 圖4係用於說明於本發明之一實施形態中之微小構造體 之檢查裝置中所使用之探針卡之概略圖 圖1所示之晶圓1搭載在夾盤8上。夾盤8内設置有可以將 晶圓1設定於各種溫度環境之加熱器。藉由作為平臺之移 動機構之Z平臺9、X平臺10及丫平臺u，可以向3軸方向移

動。另外，夾盤8可以使晶圓丨在6方向上進行正反旋轉。 在晶圓丨上方配置有探針卡4。探針卡4包含電路基板” 於此電路基板5安裝有與晶圓丨相對的複數個探針…電路 基板5中與晶BM相對設置有作爲音波產生機構之揚聲器3 與麥克風7。探針6藉由與3轴加速度感測器晶片2之電極塾 PD相接觸而電性連接。爲了從揚聲器3對晶圓⑴軸加速 ▲ 度感測器晶片2之可動部’以特定頻率及特定音壓輸出測 試音波’在電路基板5中之特定區域上形成有開口部。麥 克風7檢出測試音波。 — -wΑ六休矸卞4之间被： =成：從揚聲器3產生之測試音波以以音㈣作用於 =個3軸加速度感測器晶片2内之特定的3軸加速度感測 益晶片2之可動部。 _電極塾PD係與探針6電性連接之檢查用電極，如圖冰 二成:：加速度感測器晶片2之周邊。因此，藉由在以 、。圍之區域中設置開口部，於開口部上設置揚聲器 ，從而可以實現從特定之3轴加速度感測器晶片2可動部 113l74-960830.doc •13· 1293367 之正上方輸出測試音波。 圖5係本發明之一實施形態中之微小構造體之檢查裝置 之一例之測試器之方塊圖。圖5中，測試器20經由交換電 路30與探針卡4相連接，同時還連接到探測器40。交換電 路30則切換測試器2〇及探針6之間的連接狀態。 測試器20包含有：作為特性評價機構以及控制機構而動 作之控制器21 ;作爲音波信號輸出機構而動作之函數波產 ，生器22 ;作爲電性驅動揚聲器3之放大機構而動作之功率 放大器23 ;作爲測定各種測定值之測定機構及直流電壓檢 查機構而動作之裝置測定器24 ;作爲電阻值測定機構而動 作之電阻測定器25 ;脈衝產生器26 ;電源電路27、28 ;輸 入部3 1 ;顯示部32 ;及作爲記憶機構而動作之記憶器33。 控制器21係控制測試器20之整體動作者，由計算機而構 成。另外，控制器21還與探測器40相連接。探測器40係控 制如圖4所示之夾盤8、Z平臺9、X平臺1〇及γ平臺11，使 其等分別向對應之軸方向移動。 函數波產生器22產生作爲正弦波信號或複數個頻率信號 之白雜訊等試驗用信號波形。函數波產生器22之輸出被功 率放大器23放大，供給到搭載於探針卡4之揚聲器3。裝置 測疋器24，例如由A/D轉換器等構成，將來自探針6之惠斯 登電橋電路之輸出電壓值、消耗電流值以及麥克風7檢出 之測試音波等輸出值轉換為數位信號，並輸出至控制器 21。電阻測定器25測定來自探針卡4之電阻值等並輸出至 控制器2 1。 113174-960830.doc •14- 1293367 父換電路30根據來自脈衝產生器26之脈衝信號進行導 . 通，切換電源電路27輸出之3V電壓或電源電路28輸出之 … 5V電壓，供給至探針卡4。另外，交換電路3〇根據來自脈 衝產生器26之脈衝信號進行導通，將從包含於探針卡4之 • 惠斯登電橋電路輸出之輸出電壓值、消耗電流值以及麥克 " 風7檢出之測試音波輸出至裝置測定器24。再者，交換電 路30根據來自脈衝產生器26之脈衝信號進行導通，並將探 φ 針6與電極墊PD之間之電阻值輸出至電阻測定器25。 電源電路27爲使3轴加速度感測器晶片2電性運作，例如 將3V之電壓經由交換電路3〇供給至探針卡4。電源電路冗 將氧化膜破壞電流流過所需之電壓、例如將5V電壓經由交 換電路30供給至探針卡4。輸入部31輸入檢查上所需之資 訊’顯示部32顯示檢查結果。 A憶器33用於記憶檢查結果等，同時也將測試音波之複 數個頻率或者音波信號、與表示微小構造體2之動作之電 • 壓值之關係作爲表格進行記憶。控制器21，從記憶器33之 表格中讀出給予測試音波時所相應之電壓值，然後評價微 小構造體2是否輸出對應之電壓值。即，控制器以將微小 構造體2之動作之資料表袼、裝置測定器24及電阻測定器 25輸出之測疋值作爲資料來評價微小構造體之特性。 圖6係用於説明本發明之—實施形態中之微小構造體之 檢查裝置之動作之流程圖。檢查裝置藉由執行基於該流程 圖之程式，對微小構造體進行檢查。 接下來參照圖6，對本發明-實施形態之微小構造體之 113174-960830.doc 1293367 檢查機構之概略動作進行説明。另，關於圖6所示之主要 處理步驟，以後再參照圖7〜圖u所示之流程圖，進行詳細 説明。 首先’操作者將晶圓1裝載在圖4所示之夾盤8上。控制 器21如果在步驟（圖示中簡稱sp)spi中判定晶圓1被裝載， 則在步驟SP2中輸出驅動信號，並將電路基板5之探針6向 測定晶片之電極墊PD上移動。即，為了可以測試器2〇對圖 4説明之惠斯登電橋電路之輸出電壓進行測定，藉由X平臺 10、Y平臺11定位X軸方向及γ軸方向，使探針6與電極墊 PD相對。 步驟SP3中，進行夾盤高度之控制。在夾盤高度之控制 中，根據檢出1對探針6之間之電阻值之變化，檢知探針與 電極墊PD相接觸，從那點開始將探針6向電極墊pD按壓一 定高度（以下稱過驅動量）。特別對於像MEMS那樣在晶圓1 上形成立體構造之加工，很難保證晶圓1之表面為完全之 平面。由於晶圓1微小之彎曲等，每個3轴加速度感測器晶 片2之尚度都會產生例如數十μιη之差異，從而高度不同。 因此’檢知1對探針6之前端與電極墊PD相接觸，再以 一定過驅動量將1對探針6向電極墊pd按壓，控制夾盤高 度。藉此’即使每個3軸加速度感測器晶片2之高度不同， 亦可使將1對探針6向電極墊pd按壓時之針壓保持一定。 又’ 1對探針6對於同一電極墊PD，最好從垂直方向接 觸。因爲從傾斜方向接觸時，有針壓之影響顯現在X軸及 Υ軸上之可能。 113174-960830.doc -16- 1293367 又’對於檢知1對探針6之前端是否與電極墊PD相接 觸除/則定電阻值以外，例如藉由雷射檢測測定探針ό與 電極塾PD間之距離，或從探針6之前端與電極墊PD之圖像 抽出其形狀，測定其接觸狀態也可。藉由檢知探針6前 端與電極墊PD相接觸，從此點向電極墊PD方向移動探針6 一定過驅量，從而可以使針壓保持較小固定值。為了縮小 楝針6與電極墊PD之接觸電阻，且將根據探針6之針壓產生 之應力抑制到可以忽略之程度，過動量預先被設定為適當 值。 又，依次測定晶圓1之全部3轴加速度感測器晶片2，每 -人測定前先接觸探針6，然後僅按預先設定之過動量進行 變位。藉此，將對3軸加速度感測器晶片2之影響最小化， 從而可以對每個3軸加速度感測器晶片2以相同條件進行檢 查0 接著，在步驟SP4中，進行基於氧化膜破壞電流流過現 象之氧化膜破壞電流流過控制。在此所指之氧化膜破壞電 流流過現象係指對金屬（此實施形態中為電極墊PD)表面所 形成之氧化膜施加之電位梯度成爲1〇5〜1〇6 V/cm左右時， 由於氧化膜之厚度與金屬組成之不均一性，電流流通而破 壞氧化膜之現象。爲了進行氧化膜破壞電流流過控制，在 使1對探針6之前端接觸到同一電極墊Pd之狀態下，從電源 電路28向1對探針6之一方施加電壓。然後，慢慢使電壓上 升’藉由對1對探針6施加之電壓差之氧化膜破壞電流流過 現象，破壞電極墊中之1對探針6間之氧化膜，從而電流得 113174-960830.doc -17- 1293367 以流通。藉此，在探針6與電極墊Pd之間進行電性導通。 另外’氧化膜破壞電流流過控制分別在每1對探針6間進 行。 步驟SP5中，判定氧化膜破壞電流流過是否正常進行。 即’藉由交換電路30從電源電路28將1對探針6之連接切換 - 至電阻測定器25之輸入側。藉此，探針ό與電極墊PD間之 接觸電阻值被電阻測定器25測定，並輸出至控制器21。控 _ 制器21根據對接觸電阻值之判斷，判定氧化膜破壞電流流 過疋否正常進行。如果判定為氧化膜破壞電流流過沒有正 吊進行時，將在步驟SP6中驅動ζ平臺9並使晶圓1下降，然 後重覆進行步驟SP3〜SP5之處理。 如果氧化膜破壞電流流過之進行為正常，則在步驟 中從脈衝產生器％輸出脈衝信號並切換交換電路3〇。根 據該切換’從電極墊PD輸出電壓傳輸至裝置測定器Μ，控 制器21基於裝置测定器24之輸出，進行沉電壓之試驗。 釀該DC電壓之試驗判定分別對應χ、γ、⑽之惠斯登電橋 電路之輸出電壓Vout是否達到特定之電壓。 在步驟SP8中，控制器21判定Dc試驗是否正常進行。如 果判定為沒有正f進料，辭㈣9巾較是㈣行第η 次^試驗。如果係第η次以下時，再次進行步驟SP8之DC 忒驗，如果已進订n#Dc試驗時，則在步驟中將試 驗，結果保存在記憶器33中，然後進入步驟SP14。此時， 因爲測定晶片為不良，不再進行加振試驗。 在步驟SP8中判定Dc試驗被正常進行時，在步驟別工中 113174-960830.doc -18· !293367

進行加振試驗。加振試驗根據由函數波產生器22產生正弦 波信唬或者白雜訊信號而進行。而且，藉由功率放大器Μ 放大正弦波#號或者白雜訊信號，輸出至搭載於探針卡4 之揚聲器3中。從揚聲器3產生特定音壓之測試音波，使測 定晶片之可動部振動。因爲控制器21已經將該測試音波之 複數個頻率或者音波信號、與各測試音波對應之可動部之 動作之關係㈣記憶在記憶器33之表格中，因此測定將測 4音波施加於可動部時之對應動作。 具體來説，關於基於該動作而變化之壓阻元件電阻值之 交化，係基於經由探針6所給予之電壓測定其特性。例 如，藉由響應測試音波之音壓變化，測定晶片之電阻值是 否線性變化等來測定其特性。被施加之加速度及惠斯登電 橋電路之輸出電|因爲係接近線性關係、，因此可以根據判 別是否為線性變化來判定測定晶片之良與不良。另外，如 果掃描正弦波信號使其產生測試音波，則可以測定共振頻 率及其共振頻率之振幅。 此時，藉由麥克風7檢出由揚聲器3對測定晶片施加之測 試音波。制裝置敎㈣將該檢出錢轉換為數位信穿 傳輸至控制H 21，敎衫之賴音波是否料測試° 之可動部。 在步驟SP11中，判定加振試驗沒有正常進行時，在 咖中判定是否為第η次加振試驗。如果為第化以下，則 在步驟SPU再次進行加振試驗。如果判定已進行η次加振 試驗，則將步驟SP13中直派 甲置線性和X、Υ、ζ各财之共振頻 113174-960830.doc -19- 1293367 率以及其共振頻率之振幅等資料記憶於記憶器33中。 加振試驗完成後，在步驟卯14中關閉脈衝產生器26之輸 出，在步驟SP15中下降晶圓j。然後，在步驟spl6中判定 疋否有測定晶片。如果判定有測定景片，則在步驟sp2 中，使X平堂10與γ平臺u移動，以使探針6對應於下一個 測定晶片之位置。 在步驟SP16中，判定沒有下一個需要測試之測定晶片 時，操作者從夾盤8中取出測定晶片◊如果在步驟”17中 判定晶圓1被卸載時，則在步驟SP18中判定測定溫度是否 有變更。如無溫度變更，終止—切處理，如有溫度變更， 則在步驟SP19中變更夾盤8之溫度，進入步驟卯2，丁面進 行和上述之説明同樣之處理。 依據步驟SP1〜SP19之處理，結果所得出之測定值之資料 被輸出至控制器21。_器21基於測定值之資料，評價微 小構造體2之特性。 圖7係顯示圖6之步驟sp3所示之控制夾盤高度之詳細之 流程圖。在夾盤高度控制中，步驟咖中，根據脈衝產生 器26輸出之脈衝信號切換交換電路3〇，將探針崎接於測 試器20之電阻測定器25之輸人；在步驟⑽中，藉由電阻 測定器25敎丨對探針6之間之電阻值，並將測定之電 輸出至控制器21。 阻疋沓為第2值之半 定值以下，如果在特定值以下’則判定探針6與 ] 之接觸為良好。在步驟奶4中’使z平臺9上升特定高方 113174-960830.doc 1293367 後，將探針6插入電極墊PD中。 在步驟SP33中，判定電阻值不在特定值以下時，判定探 針6與電極墊PD之接觸為不良，在步驟卯”中提升z平臺 9，對夾盤8之高度進行調整。根據此夾盤高度之控制，即 使因晶圓1之翹曲等，3軸加速度感測器晶片2有高度差 異，也可使探針6與電極墊pd之接觸狀態良好。 圖8係顯示圖6所示步驟sp5之氧化膜破壞電流流過是否 正常之詳細流程圖。在步驟卯61中，選擇電極墊η，在步 驟SP62中藉由電阻測定器25測定電阻值，並將顯示該電阻 值之資料輸出至控制器21。 在步驟SP63中，判定電阻值是否比第1值之特定值小， 判定氧化膜破壞電流流過是否正常進行。在步驟卯63中， 判定電阻測定值不為特定值以下時，在步驟sp64中判定氧 化膜破壞電流流過為不良。 圖9係顯示圖6所示步驟sp8之DC試驗是否正常之判斷處 理之μ耘圖。控制器21在步驟SP7丨中，測定經由裝置測定 器24所給予之電壓，於步驟卯72中測定電流。在步驟”乃 中，判定DC電壓是否正確地在特定之臨限值電壓之範圍 内。 在步驟SP74十，測定對應於χ軸、γ軸、z軸之惠斯登電 橋電路之輸出電壓Vout之偏移電壓。在步驟SP75中，判定 偏移電壓是否正確地在特定之臨限值電遂之範圍内。如果 偏移電壓正节’則在步驟sp76中可以判定試驗為正 吊並且在步驟SP77中，將測試結果之Dc電壓記憶於 113174-960830.doc •21 - 1293367 記憶器33中。 在步驟SP73中，判定DC電壓為特定之臨限值電壓之範 圍外時，或者在步驟SP75中判定偏移電壓為特定之臨限值 電壓之範圍外時，在步驟SP78中判定Dc試驗為不良。並 且，步驟SP77中將DC測試不良記憶於記憶器33中。被判 定為DC試驗不良之測定晶片，將藉由操作員而去除。 圖1〇係圖6所示步驟SP11之[加振試驗是否οκ]之判定處 理之流程示意圖，圖U係圖10所示加振·測定程序之流程 不意圖。 圖10所示加振試驗中，在步驟SP80中執行加振·測定程 序。該加振·測定程序如圖11所示在步驟SP9 i中選擇應該 藉由函數波產生器22設定之波形。作爲波形選擇白雜訊 時，在步驟SP92中藉由函數波產生器22設定白雜訊信號之 AC振幅。在步驟SP93中，以設定之Ac振幅輸出白雜訊信 號。白雜訊信號被功率放大器23放大，輸出至搭載於探針 卡4之揚聲器3。 被放大之白雜訊信號即使被輸出至揚聲器3，音波也不 能立即穩定輸出。爲此，直至從揚聲器3能穩定輸出基於 白雜Λ信號之音波為止，在步驟81>94中待機特定之時間。 之後，基於從揚聲器3輸出之白雜訊信號之音波，測定晶 片之可動部開始振動，惠斯登電橋電路之輸出產生變化。 控制器21在步驟SP95中，基於惠斯登電橋電路之輸出變 化’藉由FFT(Fast Fourier Transform :快速傅利葉轉換）， 分別測定X、Y、Z各軸之輸出值。 113174-960830.doc -22- 1293367 根據FFT之測定’可以擷取輸出信號之中究竟 夕 少何種頻率成分。然後，在步驟奶6中，從附結果^ 峰值頻率及振幅，步驟SP97中停止白雜訊信號之輸出。白 雜訊在整個頻率帶域，因爲係持有同等大小成分之雜音尸 號’故以基於白雜訊之賴音波進行加振試驗，從而= 進行整個頻率帶域之加振試驗。

在步驟洲中，作爲波形選擇正弦波信號時，在步驟 SP98中藉由函數波產生器22設定正弦波信號之頻率及振 幅。在步驛SP99中，從函數波產生器22輸出正弦波信號。、 正弦波信號被功率放大器23放大，輸出至搭載於探針°卡4 之揚聲器3。 被放大之正弦波信號即使被輸出至揚聲器3，也不能使 =波立即穩定輸出，爲此，直至基於正弦波信號之音波從 揚聲器3穩定輸出為止，在步驟81>1〇〇中待機特定時間。在 步驟SP101中，基於因正弦波信號之音波所造成之測定晶 片之可動部之振動所顯示之惠斯登電橋電路之輸出變化， 以FFT測定X、γ、2各軸之輸出變化。然後，在步驟 中’從FFT結果測定峰值頻率及振幅。在步驟sp1〇3中， 選擇是否停止正弦波信號之輸出，選擇停止正弦波信號輸 出時，在步驟SP104中根據頻率特性檢出峰值、頻率及振 幅，在步驟SP97中，停止藉由函數波產生器22之正弦波信 號之輸出。 在步驟SP103中，判定不停止正弦波信號之輸出時，在 步驟SP105中使正弦波信號之頻率成為+αΗζ，並返回步驟 113174-960830.doc -23· 1293367 處理，：出其正弦波信號。藉由重覆步驟SP99〜spi〇5之 =理可以一邊掃描正弦波信號之頻率，一邊進行加振試 一= 皮信號使用正弦波信號時，可由藉由使音壓保持 從^也^ 所得到之輸出電壓之特性特定共振頻率。 3軸加逹二定Γ共振頻率是否為所期望之頻率。即，根據 到特定之二最大變位量特定共振頻率，判定可否得 …、振頻率，從而可判定测定晶片是否不良。 m進嶋步驟SP附之加振、測定程式後，在步驟 峰值頻率Γ加振試驗之判定處理。該判定藉由判定X抽之 範圍2疋否在X、Y、Z轴之臨限值之最小值及最大值之 m 在步驟SP82中，判定加振試驗被正常進行 有正常將其結果記憶於記憶器33中。加振試驗沒 ΐ果二，步驟奶4中判定為加振試驗不良，並將 藉由操作者去除。 振成驗不良之測試晶片’ =ΒΜ雖/在上述説明中對於在3軸加速度感測11晶片2之 =Μ二置壓阻元件-例進行了説明，但不限於此， 化之：： 元件等阻抗值之變化或基於阻抗值變 揚二雖然丄上述説明中，對於作爲音波輸出機構使用了 卓益3一例進行了説明’但不限於此，也可使用其他可 113174-960830.doc -24- I293367 移動3軸加速度感測器晶片2之可動部之可動機構。 曰再者，雖然在上述説明中對本發明之3軸加速度感測器 曰曰片2之特性檢查情形進行了説明，但並不限於此，對於 八他MEMS裝置之微小構造體之可動部進行測試之情形， 也可以應用本發明。 以上，參照圖式對本發明之實施形態進行了説明，但本 發明並不僅限於圖示之實施形態。關於圖示之實施形態， 在與本發明之同一範圍内或均等範圍内，可作各種修正及 變化。 [產業上之可利用性] 本發明之微小構造體之檢查裝置及檢查方法，可以使用 於3軸加速度感測器等MEMS裝置之檢查上。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示形成微小構造體之晶圓之外觀立體圖。 圖2係顯示圖1所示微小構造體之一例之3軸加速度感測 晶片之概略圖。 圖3係惠斯登電橋之電路圖。 圖4係探針卡之説明圖。 圖5係本發明之一實施形態中之微小構造體之檢查裝置 之方塊圖。 圖6係用於説明本發明之一實施形態中之微小構造體之 檢查裝置之整體動作之流程圖。 圖7係圖6所示控制夾盤高度之流程示意圖。 圖8係圖6所示「氧化膜破壞電流流過是否正常」氧化膜 113174-960830.doc -25- 1293367 破壞電流流過之判斷處理之流程示意圖。 圖9係圖6所示「DC試驗是否正常」之判斷處理之流程 示意圖。 圖10係圖6所示「加振試驗是否正常」之判斷處理之流 程示意圖。 圖11係圖10所示加振·測定程序之流程示意圖。

【主要元件符號說明】 1 晶圓 2 3軸加速度感測器晶片 3 揚聲器 4 探針卡 5 電路基板 6 探針 7 麥克風 8 夾盤 9 Z平臺 10 X平臺 11 Y平臺 20 測試器 21 控制器 22 函數波產生器 23 功率放大器 24 裝置測定器 25 電阻測定器 113174-960830.doc -26· 1293367 26 脈衝產生器 27 電源電路 28 電源電路 30 交換電路 31 輸入部 32 顯示部 33 記憶器 40 探測器

AR 重錘體 BM 板狀橫樑 PD 電極墊 R1〜R4 電阻

Vout 輸出電壓

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Claims (1)

1293367 k申請專利範圍： ^微小構造體之檢查裝置，其係用於對於具有可動部 之微^構造體，利用設置有輸出測試音波之音波產生機 構之探針卡，檢查前述微小構造體之特性者，包含·· 曰波仏號輸出機構，其係輸出用於從前述音波產生機 構產生測試音波之音波信號者； 放大機構，其係用於藉由從前述音波信號輸出機構所 輸出之曰波俏號驅動前述音波產生機構者； ▲則疋機構，其係測定基於從前述放大機構輸出之音波 仏j &月’】述I波產生機構產生之測試音波所造成的前 乂微J構k體之可動部之運動而輸出之輸出值者；及 特ι± .平仏機構’其係基於藉由前述測定機構測定之輸 出值w平價刖述微小構造體之特性者。 如睛求項1之微小構造體之檢查裝置，其中前述微小構 造體形成在設置有電極之基板上； 月1J述探針卡包含連接在前述微小構造體之同一電極之 至少1對探針； 前述檢查裝置又包含：

電阻〜w A … 於前述 電源’其係用於 控制機構，其後 一電極之狀態下， 電壓，並#前齋 113174-960830.doc 1293367 測定之電阻值成為預定之 ^ 少1對探針間之導通者。 以下4止，控制前述至 3.=項2之微小構造體之檢查裝置，其中包含用於使 則述Μ小構造體升降 ^ 、 述雷卩且插、目u 十至，刖述控制機構根據藉由前 述電阻值測定機構所測 時，控制前述平臺，將一值在預…2值以下 極。 將則述至少1對探針插入前述電 4· Πί!1之微小構造體之檢查裝置，其中包含將前述 之複數頻率或者音波信號、與前述輸出值之關 係作4表格預先記憶之記憶機構； 刚述特性評價機構，從前述記憶機構之表格中讀出盘 給予前述測試音波時相對應之輸出值，評價前述微小構 造體是否輸出對應之輸出值。 〇 5.:請求項3之微小構造體之檢查裝置，其中前述微小構 造體包含至少具有2個以上動作之可動部、及檢出前述 至少2個以上動作之檢出電路；且 前述檢查裝置包含經由前述探針向前述微小構造體之 電極施加直流電壓時，測定從前述檢出電路所輸出之直 Α電壓之直流電壓檢查機構。 6·如请求項1之微小構造體之檢查裝置，其中前述音波信 號輸出機構，係產生1個正弦波信號或複數頻率信號作 4前述音波信號。 7.如請求項6之微小構造體之檢查裝置，其中前述複數頻 率信號係白雜訊信號。 H3174-960830.doc 1293367 8.種微小構造體之檢查方法，其係用於對於具有可動部 之微小構造體，利用設置有輸出測試音波之音波產生機 構之探針卡，檢㈣述微小構造社特㈣，包 下步驟： 輸出用於從前述音波產生機構產生測試音波之音波 號之步驟； ° 放大前述輸出之音波信號，驅動前述音波產生機構之 步驟； 測定基於前述音波信號從前述音波產生機構產生之測 試音波所造成之前述微小構造體可動部之運動而輸出之 輸出值之步驟；及 基於刖述測定之輸出值，評價前述微小構造體之特性 之步驟。 ' 9·如請求項8之微小構造體之檢查方法，纟中前述微小構 造體形成於設置有電極之基板上； 前述探針卡包含連接於前述微小構造體之同一電極之 至少1對探針；且 前述檢查方法包含在使前述至少丨對探針接觸於前述 同一電極之狀態下，向前述至少丨對探針施加電壓，並 使前述電麼上升至前述所測定之電阻值成為預定之第1 值以下爲止，控制前述至少丨對探針間之導通之步驟。 10·如請求項9之微小構造體之檢查方法，其係包含： 測定使前述至少1對探針接觸於前述同一電極時之前 述至少1對探針間之電阻值之步驟；及 113174-960830.doc 1293367 11.

種"己錄媒體，其記錄有微小構造體之檢查程式，該檢 查程式係用於對具有可動部之微小構造體，利用設置有 輸出測試音波之音波產线構之探針卡，以電腦檢查前 述微小構造體之特性者，其包含以下步驟： 輸出用於從前述音波產生機構產生測試音波之音波信 號之步驟； ’驅動前述音波產生機構之 放大前述輸出之音波信號 步驟； 、,J ^基於別述音波信號從前述音波產生機構產生之測 試音波所造成> $ u 則迷微小構造體可動部之運動而輸出之 輸出值之步驟；及 基於前述測定+ K輪出值，評價前述微小構造體之特性 之步驟。 113174-960830.doc 1293367 七、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（5 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明：

4 探針卡 20 測試器 21 控制器 22 函數波產生器 23 功率放大器 24 裝置測定器 25 電阻測定器 26 脈衝產生器 27 電源電路 28 電源電路 30 交換電路 31 輸入部 32 顯示部 33 記憶器 40 探測器 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無） 113174-960830.doc