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標準的なICテストでは、通常は電気的な入力と出力のみが必要です。任意選択で、測定は異なる温度でも行われる。 MEMSのテストになると、追加の入力を適用するか、出力を検出する必要があります（例として、視覚による動きの検出、力の適用、光または圧力）。テスト要件に応じて、テストプラットフォームはオープンまたはクローズド環境にあります。電気的試験、静電刺激または過圧刺激は開放型プラットフォーム上で行うことができるが、他の条件では密閉システムが必要である。これは、ガス濃度や湿度が異なる真空下でのテストです。

この記事では、圧力センサーについて説明します。圧力センサーをテストする方法は3つあります。

• 実際の圧力を加えることによる静的試験圧力プローブモジュールまたは中圧力室ウェーハ全体へ
• 刺激による動的テスト静電界機械的パラメータを抽出する

圧力プローブモジュールは、上面から単一のメンブレンに静圧をかけます。可能な試験圧力は、大気圧に対して１００ミリバールから７バールの範囲である。ノズルは膜に触れず、ウェハ表面に対して約40μmのギャップがあります。膜に対するノズルの位置合わせは、ノズルの上面に組み込まれた光学窓を通して行われる。

ノズルのサイズは、メンブレンのサイズに合わせて設計されています。顕微鏡視野の内外にノズルを移動させるために、膜の少なくとも片側にパッドは必要とされない。ノズルでプローブ針に触れないようにするには、メンブレンの端とプローブパッドの間に最小150 µmの距離が必要です。現在の最小ノズルサイズは450 µm四方です。テストを開始する前に、さまざまなキャリブレーションルーチンが実行されます。パッドとノズル間の距離を安定させるために、圧力をかけながらノズル内の速度圧力を測定します。校正中、タッチダウンとウェハまでの距離が約300 µmの間で、圧力 - 距離曲線が測定されます。試験中、速度圧力を測定して距離に変換することができ、必要ならばノズルの高さを補正する。この距離が校正されると、衝撃圧力が決定されます。これは膜を効果的に曲げる圧力です。校正は、プローブシステムのメインチャックに取り付けられている校正エリアで行われます。

結果がパッケージ化されたデバイスの最終テストと同等であることは、ウェハレベルのテストにとって重要です。我々が協力している会社は両方の結果を比較して、そして室温で、オンウェーハテストとパッケージテストの結果が1パーセントの指定された精度の範囲内であることを発見しました。ここでの結論は、ウェーハレベルでのテストが、不良ダイのパッケージングのコストを節約する上で有利であるということです。

右の画像は、電気のみの圧力センサーテストの結果を示しています。ここで、緑色は仕様範囲内のDUT、赤色は仕様範囲外のDUTです。大部分の死者はテストに合格しました。圧力がかかると、結果はまったく異なります。端部領域では、センサーの測定感度は仕様の範囲内ではありません。これはエッチング処理後の膜厚が異なるためです。したがって、圧力励起によるテストはこれらの違いを検出するのに役立ちます。

私達が圧力室を考えるとき、私達は参照することができますPAP200、これは半自動圧力プローブシステムです。それは拡張された過圧能力を持つ私達の真空プローブシステムに基づいています。可能な最大圧力は4絶対バールです。チャック温度の選択肢は-60℃から200℃の範囲です。いくつかの装置は異なるガス濃度を用いることを特徴とする。非攻撃的かつ非毒性のガスをシステムと共に使用することができる。

動的ＭＥＭＳ試験では、可動ＭＥＭＳ部品は静電プローブカードによって刺激される。結果として生じる動きは、光学測定装置によって検出される。ウェハを自動的に通過するために、半自動プローブシステムが使用される。刺激は静電界によって行われる。これを適用するために、透明ＩＴＯ電極が標準サイズのプローブカード型ボードに実装されている。これにより、標準のプローブカードアダプタに簡単に適応できます。透明電極は、ＭＥＭＳ上に電極を整列させるために装置に自由視野を提供する。装置を電極に極めて接近させるが、直接接触はしない。最大300 kHzの周波数を適用できます。

光学測定システムは、結果として生じる周波数応答を検出します。この応答は、以前に行われたシミュレーションと比較されます。モード周波数が一致しない場合、測定された（膜）は仕様の範囲内ではありません。厚さが違う場合もあれば、壊れる場合もあります。実際の膜厚も計算することができます。

圧力を加えることによる静的測定とこの動的アプローチを比較した。どちらの結果も、最大5％の差があることを示しています。したがって、このテストは静的テストの代替として使用できます。圧力を加えた後の整定時間はこの試験には関係がないので、それはより速いです。

その後のブログ記事では、マイクロフォン、共振器、発振器とRFスイッチ、そしてマイクロボロメータについて取り上げます。すぐに帰る！