凭借微系统分析仪（MSA-600 、MSA-650 IRIS 、MSA-100-3D ），Polytec 多年来一直致力于MEMS动态特性与拓扑结构的非接触式表征，测量范围涵盖单个芯片直至探针台上的晶圆级测量。最新升级版将这项光学测量技术与经过认证的洁净室配置以及全新的自动化功能相结合，可在外部管理的实验室和晶圆厂工作流程中实现完整晶圆图的全自动处理。
全新技术特性，拓展Ra的应用范围
- 洁净室认证配置：MSA 微系统分析仪提供经 ISO 3 级洁净室认证的配置，使其适用于要求严苛的前端工艺。
- 自动晶圆图谱测量：目标是对晶圆上的所有器件（包括每个组件的共振频率、品质因数和模态形状）进行全自动测量与评估。
- 脚本和配方控制：在Polytec PSV 软件中，可以定义配方以进行单个芯片级别的自动化测量序列，然后通过脚本和外部控制器将其扩展到整个晶圆图。
- 集成到晶圆厂工作流程中：基于网络的远程控制使其能够集成到晶圆厂管理工作流程中，例如通过生产线的PLC。
- 对于新器件或新晶圆，包括晶圆对准和脚本配置在内的设置时间通常仅需 20 分钟左右。
- 通过图像处理和自动对焦实现的自动网格对准，可确保所有晶圆上的每个芯片都能获得精确可重复的测量条件和准确的结果。
应用背景：MEMS 的晶圆级测试
在晶圆级表征 MEMS 器件动态特性方面，一种成熟的方法是在半自动探针台上使用基于显微镜的扫描激光多普勒振动计系统，以非接触方式捕获共振、模态形状和工艺变化。 现在，利用新的 MSA 自动化功能，可以将粗定位、对焦、轮廓检测、频率扫描和模态形状扫描的自动化序列作为完全基于脚本和配方（recipe）的测量循环，应用于晶圆图上的每个位置。
自动化工作流示例
- 从晶圆厂数据库导入晶圆图（坐标/器件）。
- 通过图像处理，自动进行 XYZ 定位至下一个芯片、自动对焦和网格对齐。
- Ra进行 PID 单点测量以检测共振，随后进行高分辨率频率扫描，并可选对模态形状进行区域扫描。
- 将测量数据反馈至晶圆厂端的MES/PLC系统进行合格/不合格分类，并对整个晶圆进行统计评估。
提高 MEMS 开发和制造的生产效率
- 更高的吞吐量：全自动测量序列将每个芯片的周期时间缩短至几秒，从而在生产环境中实现 100% 的测试。
- 早期剔除缺陷器件：在划片前进行晶圆级测试，可在早期阶段剔除缺陷结构，从而降低单位成本和废品率。
- 改进的模型和工艺控制：关于共振频率和模态形状的更密集的数据集，提高了与有限元（FEM）模型的相关性，并能够监测工艺漂移（使用专用测试结构）。
- 可靠的洁净室集成：MSA系统符合ISO 3标准的配置，简化了受监管生产环境中的认证流程，并减少了验证所需的工作量。
关于微系统分析仪
Polytec 微系统分析仪是一套光学测量平台，可对MEMS和微结构进行静态及动态三维表征，应用范围涵盖从实验室设置到探针台上的集成晶圆级测量。该系统将激光多普勒振动测量技术与高分辨率显微光学系统相结合，支持从直流到兆赫兹（MHz）和吉赫兹（GHz）范围的频率测量，包括面内和面外振动，以及封装结构的红外透射测量。
更多信息：