[发明专利]微细结构体检测装置以及微细结构体检测方法

说明书

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：