圧力センサの信頼性の高い3D特性評価
MEMS圧力センサーは、量産化された最初のマイクロ電気機械システム（MEMS）デバイスの一つであり、現在では様々な用途（例：相対圧力測定や絶対圧力測定）向けに多様なタイプが存在し、その多くは安全性が極めて重要である。圧力センサーは、医療・生体医療用途、ダイアフラム、ウェアラブル機器、診断画像装置など、数多くの分野で利用されている。
圧力センサーはどのように機能するのですか？
MEMS圧力センサーの基本動作原理は、物理的な負荷と圧力をアナログ電気信号に変換することにある。圧力変化により圧力センサーの膜が変形し、その変位量に比例した電圧信号が生成される。特に安全性が重要な用途において機能性と製品品質を確保するには、MEMS圧力センサーの包括的な評価と特性解析が不可欠である。その微小サイズと高感度性から、MEMS圧力センサーには非接触光学式試験手法が求められる。
MEMS圧力センサの3D地形を計測する
圧力センサーの性能に関連する一部のパラメータは電気的に測定できないため、業界では追加的な手法に依存しています。その一つが、薄く繊細な圧力センサー膜の3D形状測定（膜厚測定を含む）です。TopMap シリーズの白色光干渉計を用いた光学式表面プロファイラーは、異なる加圧条件下における圧力センサー膜の形状パラメータと曲率を精密に明らかにします。これにより不要な応力を回避し、エッチングプロセスが意図通りに機能することを保証します。 圧力センサー膜に施された抵抗器も同様に測定可能であり、これにより配置位置と接合状態の確認・最適化が行えます。
適切な表面プロファイラーを自信を持って選択してください——お客様のサンプルを用いた実現可能性調査を当社が実施いたします。
圧力センサの動特性と性能の試験
MEMS圧力センサーの膜の共振周波数と振動振幅は、顕微鏡ベースのレーザードップラー振動計を用いて精密に検出できる。各共振において、膜の動作たわみ形状を有限要素（FE）シミュレーションによる予測モード形状と比較可能である。
振動計測定データとFEシミュレーションデータを組み合わせることで、境界条件、厚さ、剛性、応力などのパラメータを相関関係から決定できる。Polytec の光学試験ソリューションは、300nm厚の圧力センサー膜の膜厚を1%未満の精度で測定可能である。
インライン品質管理においては、ウェハーレベルの自動化により、パッケージング前の欠陥あるMEMS圧力センサー膜ユニットを検出でき、不良品とコストを削減します。
膜厚、フィルム及び層厚測定
MEMS用測定システム
マイクロプロファイラー
Micro.Viewシステムは、サブナノメートル領域の超高分解能測定向けに最適化されています。集光光学系と高い高さ分解能により、微細構造、表面仕上げ、材料分布を詳しく解析できます。わずかな偏差も見逃せない用途に適しています。
マクロプロファイラ
Pro.Surf は、大型部品やマルチパートトレイの平面度・段差・平行度を非接触でわずか数秒で検査します。衝突を防ぐテレセントリック光学系は穴の内部まで測定でき、生産現場が求める精度と再現性を実現します。
マイクロシステムアナライザ MSA-600
MSA-600 は、MEMS や微細構造の静的・動的な 3D 特性を測定するオールインワン光学測定ソリュー ションで、最大 8GHz まで対応します。MSA-600は、マイクロシステム開発および品質検査を強化し、市販のプローブステーションに組み込むことにより、ウェーハレベルでのテストも可能にします。
マイクロシステムアナライザ MSA-650 IRIS
MSA-650 IRIS マイクロシステムアナライザ は、赤外線レーザを採用した特許取得済みの革新的な顕微鏡型レーザドップラ振動計で、測定周波数帯域は最大25 MHzで、シリコンキャップ越しにマイクロシステムを測定することができ、デバイスに接触したりデキャップすることなく、真のMEMSダイナミクスを明らかにします。
自信を持って最適な表面プロファイラーをお選びください——「購入前に試用」という当社のアプローチのメリットを享受いただけます。
