專利名稱：Mems結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)檢測系統(tǒng)及檢測方法，尤其是一種MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)及檢測方法，屬于MEMS傳感器檢測的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，需要大量的傳感器對不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，因此采用批量微納制造技術(shù)進(jìn)行MEMS傳感器的生產(chǎn)有著重要的意義。其中，MEMS傳感器的封裝在整個(gè)MEMS器件中占有40%至80%的成本。對于MEMS傳感器的使用或封裝成本來說，一方面可以通過降低封裝本身成本的方法來降低MEMS傳感器進(jìn)入市場的門檻；另一方面可以改進(jìn)與提升MEMS傳感器的檢測效率與準(zhǔn)確度，避免在制造過程中產(chǎn)生缺陷的器件進(jìn)入后續(xù)的封裝環(huán)節(jié)，從而浪費(fèi)資源。
根據(jù)目前的研究成果，MEMS結(jié)構(gòu)中通常存在的缺陷有可動(dòng)部件的粘附、器件上的微粒污染、結(jié)構(gòu)的分層、疲勞產(chǎn)生的裂紋、應(yīng)力梯度產(chǎn)生的翹曲以及腐蝕和結(jié)構(gòu)斷裂等。在傳統(tǒng)的集成電路生產(chǎn)制造領(lǐng)域，已經(jīng)有了較完善的芯片檢測系統(tǒng)，但由于MEMS的三維結(jié)構(gòu)及其可動(dòng)的特點(diǎn)，無法用傳統(tǒng)的集成電路檢測設(shè)備對其進(jìn)行全面的檢測，特別是對MEMS三維結(jié)構(gòu)內(nèi)部的檢測以及動(dòng)態(tài)特性的測試。當(dāng)前，一方面通常使用掃描電子顯微鏡來對MEMS的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜態(tài)檢測，判斷結(jié)構(gòu)中是否存在缺陷；另一方面可以使用多普勒振動(dòng)測量系統(tǒng)對MEMS懸臂等可動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試。例如，東南大學(xué)的唐潔影等人于2007年提出了一種使用多普勒儀測振系統(tǒng)對MEMS微梁結(jié)構(gòu)粘附特性進(jìn)行檢測的方法，該方法使用多普勒儀的函數(shù)發(fā)生器加載掃頻信號驅(qū)動(dòng)樣品振動(dòng)，并將激光束聚焦在被測結(jié)構(gòu)上，最后將測得的結(jié)構(gòu)振動(dòng)幅頻特性與理論值進(jìn)行比較，從而判斷該結(jié)構(gòu)中是否存在粘附缺陷。2009年，南京師范大學(xué)的戎華等人發(fā)明了一種在線測量MEMS薄膜應(yīng)力梯度的方法，該方法通過使用非接觸的光學(xué)干涉方法測量薄膜的曲率半徑，再通過薄膜材料的楊氏模量、泊松比等參數(shù)反推其中的應(yīng)力梯度。2010年，中北大學(xué)的薛晨陽等人使用紅外干涉技術(shù)隊(duì)MEMS器件的表面形貌進(jìn)行測量，能夠評估MEMS器件表面的粗糙度等參數(shù)。分析上述研究背景可知，目前針對MEMS結(jié)構(gòu)的測量方法中不乏靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的方案，但他們所共同擁有的不足在于檢測功能單一、自動(dòng)化程度低、檢測范圍小等，這些不足使得這些方法僅能夠在實(shí)驗(yàn)室中使用，無法應(yīng)用于大規(guī)模的MEMS生產(chǎn)線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)及檢測方法，其能實(shí)現(xiàn)非接觸式無損檢測，自動(dòng)化程度高，，檢測效率及檢測精度高，降低MEMS產(chǎn)品的檢測成本。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)，包括控制計(jì)算機(jī)及用于放置待測晶圓的晶圓平臺，所述晶圓平臺通過晶圓平臺控制器與控制計(jì)算機(jī)相連；所述晶圓平臺上放置有探針臺，所述探針臺通過探針臺控制器與控制計(jì)算機(jī)相連；所述控制計(jì)算機(jī)還與用于獲取固有頻率及圖像的測試模塊電連接；
所述控制計(jì)算機(jī)通過測試模塊、探針臺獲取位于晶圓平臺上標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像及標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率，并將所述標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像及標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率存儲(chǔ)于控制計(jì)算機(jī)內(nèi)；
將包括若干待測樣品的待測晶圓放置于晶圓平臺上，并利用待測樣品的待測樣品對準(zhǔn)標(biāo)記與測試模塊進(jìn)行對準(zhǔn)；控制計(jì)算機(jī)利用測試模塊獲取待測樣品的待測樣品二維彩色圖像，且控制計(jì)算機(jī)將所述待測樣品二維彩色圖像與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像進(jìn)行對比；當(dāng)待測樣品二維彩色圖像與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)根據(jù)對比結(jié)果記錄待測樣品的缺陷類型，并通過晶圓平臺控制器控制晶圓平臺移動(dòng)，以對待測晶圓內(nèi)的下一個(gè)待測樣品進(jìn)行 檢測；
當(dāng)待測樣品二維彩色圖像與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像對比結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)通過探針臺控制器使得探針臺驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的待測樣品振動(dòng)，測試模塊檢測待測樣品的待測樣品固有頻率，并將所述待測樣品固有頻率傳輸?shù)娇刂朴?jì)算機(jī)內(nèi)；控制計(jì)算機(jī)將待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比，當(dāng)所述待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)根據(jù)對比結(jié)果記錄待測樣品的缺陷類型，并通過晶圓平臺控制器控制晶圓平臺移動(dòng)，以對待測晶圓內(nèi)的下一個(gè)待測樣品進(jìn)行檢測；
當(dāng)待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)利用測試模塊再次獲取待測樣品的待測樣品二維彩色圖像，并將所述待測樣品二維彩色圖像與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像對比，控制計(jì)算機(jī)只記錄所述對比結(jié)果，然后通過晶圓平臺控制器控制晶圓平臺移動(dòng)，以對待測晶圓內(nèi)的下一個(gè)待測樣品進(jìn)行檢測，直至待測晶圓內(nèi)的所有待測樣品均檢測后，控制計(jì)算機(jī)將記錄的待測晶圓上對應(yīng)待測樣品的檢測結(jié)果輸出。所述測試模塊包括表面形貌儀及激光測振儀。所述標(biāo)準(zhǔn)樣品為未封裝的MEMS芯片或使用透明材料進(jìn)行芯片級封裝后透明材料向上的MEMS芯片；所述待測樣品為未封裝待測晶圓上的MEMS芯片或使用透明材料進(jìn)行芯片級封裝后透明材料向上的待測晶圓上的MEMS芯片。所述控制計(jì)算機(jī)記錄待測樣品的缺陷包括MEMS結(jié)構(gòu)在振動(dòng)前后的彎曲、粘附、材料冗余、缺料缺失或MEMS結(jié)構(gòu)能否恢復(fù)初始狀態(tài)。所述控制計(jì)算機(jī)將待測樣品二維彩色圖像與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像進(jìn)行對比時(shí)，若待測樣品二維彩色圖像每個(gè)像素點(diǎn)均能獲取對應(yīng)的高度值，控制計(jì)算機(jī)計(jì)算待測樣品二維彩色圖像所有區(qū)域的高度值與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像對應(yīng)區(qū)域的高度值的差值；若控制計(jì)算機(jī)計(jì)算得到所有區(qū)域內(nèi)的差值均與預(yù)設(shè)的第一閾值匹配時(shí)，則控制計(jì)算機(jī)判定與待測樣品二維彩色圖像對應(yīng)的待測樣品不存在表面缺陷；若計(jì)算機(jī)計(jì)算得到相應(yīng)區(qū)域的差值與預(yù)設(shè)的第一閾值不匹配時(shí)，則控制計(jì)算機(jī)判定待測樣品的對應(yīng)區(qū)域存在表面缺陷。所述控制計(jì)算機(jī)將待測樣品二維彩色圖像與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像進(jìn)行對比時(shí)，若待測樣品二維彩色圖像不能獲取每個(gè)像素點(diǎn)對應(yīng)的高度值，控制計(jì)算機(jī)提取待測樣品二維彩色圖像每個(gè)像素點(diǎn)的RGB值，控制計(jì)算機(jī)計(jì)算提取待測樣品二維彩色圖像所有區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)的RGB值與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像對應(yīng)區(qū)域的RGB值的差值；若控制計(jì)算機(jī)計(jì)算得到所有區(qū)域內(nèi)的差值均與預(yù)設(shè)的第一閾值匹配時(shí)，則控制計(jì)算機(jī)判定與待測樣品二維彩色圖像對應(yīng)的待測樣品不存在表面缺陷；若計(jì)算機(jī)計(jì)算得到相應(yīng)區(qū)域的差值與預(yù)設(shè)的第一閾值不匹配時(shí)，則控制計(jì)算機(jī)判定待測樣品的對應(yīng)區(qū)域存在表面缺陷。所述待測樣品二維彩色圖像與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像存在對準(zhǔn)誤差時(shí)，控制計(jì)算機(jī)對待測樣品二維彩色圖像及標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像進(jìn)行對比后，對比后的差值圖像邊緣出現(xiàn)帶狀圖像差異集中區(qū)域；當(dāng)所述帶狀圖像差異集中區(qū)域與控制計(jì)算機(jī)中預(yù)設(shè)的第三閾值不匹配或帶狀圖像差異集中區(qū)域的寬度與控制計(jì)算機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)寬度差異值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)判定待測樣品存在表面缺陷。一種類似的技術(shù)方案，所述MEMS結(jié)構(gòu)缺陷 的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)，包括控制計(jì)算機(jī)及用于放置待測晶圓的晶圓平臺，所述晶圓平臺通過晶圓平臺控制器與控制計(jì)算機(jī)相連；所述晶圓平臺上放置有探針臺，所述探針臺通過探針臺控制器與控制計(jì)算機(jī)相連；所述控制計(jì)算機(jī)還與用于獲取固有頻率及圖像的測試模塊電連接；
所述控制計(jì)算機(jī)通過測試模塊、探針臺獲取位于晶圓平臺上標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像及標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率，并將所述標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像及標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率存儲(chǔ)于控制計(jì)算機(jī)內(nèi)；
將包括若干待測樣品的待測晶圓放置于晶圓平臺上，并利用待測樣品的待測樣品對準(zhǔn)標(biāo)記與測試模塊進(jìn)行對準(zhǔn)；控制計(jì)算機(jī)通過探針控制器使得探針臺驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的待測樣品振動(dòng)，測試模塊檢測待測樣品的待測樣品固有頻率，并將所述待測樣品固有頻率傳輸?shù)娇刂朴?jì)算機(jī)內(nèi)；控制計(jì)算機(jī)將待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比，當(dāng)所述待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)根據(jù)對比結(jié)果記錄待測樣品的缺陷類型，并通過晶圓平臺控制器控制晶圓平臺移動(dòng)，以對待測晶圓內(nèi)的下一個(gè)待測樣品進(jìn)行檢測；
當(dāng)所述待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)利用測試模塊獲取待測樣品的待測樣品二維彩色圖像，且控制計(jì)算機(jī)將所述待測樣品二維彩色圖像與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像進(jìn)行對比；
當(dāng)待測樣品二維彩色圖像與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)根據(jù)對比結(jié)果記錄待測樣品的缺陷類型，并通過晶圓平臺控制器控制晶圓平臺移動(dòng)，以對待測晶圓內(nèi)的下一個(gè)待測樣品進(jìn)行檢測；
當(dāng)待測樣品二維彩色圖像與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像對比結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)記錄待測樣品的檢測結(jié)果；當(dāng)控制計(jì)算機(jī)對待測晶圓內(nèi)的所有待測樣品均檢測后，控制計(jì)算機(jī)將記錄的待測晶圓上對應(yīng)待測樣品的結(jié)果輸出。一種MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測方法，所述晶圓級自動(dòng)檢測方法包括如下步驟
a、選取標(biāo)準(zhǔn)樣品，并將所述標(biāo)準(zhǔn)樣品置于晶圓平臺上，以標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)樣品對準(zhǔn)標(biāo)記為參考，將測試模塊對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品；
b、控制計(jì)算機(jī)控制測試模塊獲取標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像，且控制計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)所述標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像；
C、控制計(jì)算機(jī)通過探針臺控制器控制探針臺對標(biāo)準(zhǔn)樣品加載掃頻激勵(lì)信號，使標(biāo)準(zhǔn)樣品的發(fā)生振動(dòng)，控制計(jì)算機(jī)利用測試模塊得到并存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率；
d、移除晶圓平臺上的標(biāo)準(zhǔn)樣品，并選取待測晶圓；利用待測晶圓上的待測樣品的待測樣品對準(zhǔn)標(biāo)記放置在晶圓平臺上，并與測試模塊進(jìn)行對準(zhǔn)，且在控制計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)定待測晶圓上待測樣品的相關(guān)參數(shù)；
e、控制計(jì)算機(jī)控制測試模塊獲取待測晶圓上相應(yīng)待測樣品的待測樣品二維彩色圖像，控制計(jì)算機(jī)將獲取的待測樣品二維彩色圖像與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像進(jìn)行對比；
f、當(dāng)待測樣品二維彩色圖像與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像間的對比結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)記錄所述待測樣品在待測晶圓中的編號、位置及對比結(jié)果對應(yīng)的缺陷；當(dāng)所述待測 樣品是待測晶圓上最后一個(gè)待測樣品時(shí)，控制計(jì)算機(jī)將記錄的檢測缺陷輸出，否則控制計(jì)算機(jī)通過晶圓平臺控制器控制晶圓平臺按照所需的參數(shù)移動(dòng)，以進(jìn)行下一個(gè)待測樣品的檢測；
g、當(dāng)待測樣品二維彩色圖像與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像間的對比結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)通過探針臺控制器使得探針臺加載掃頻激勵(lì)信號，待測樣品振動(dòng)；控制計(jì)算機(jī)通過測試模塊獲取并存儲(chǔ)所述待測樣品的待測樣品固有頻率，且控制計(jì)算機(jī)將所述待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率進(jìn)行對比；
h、當(dāng)待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)記錄所述待測樣品在待測晶圓中的編號、位置及對比結(jié)果對應(yīng)的缺陷；當(dāng)所述待測樣品是待測晶圓上最后一個(gè)待測樣品時(shí)，控制計(jì)算機(jī)將記錄的檢測缺陷輸出，否則控制計(jì)算機(jī)通過晶圓平臺控制器控制晶圓平臺按照所需的參數(shù)移動(dòng)，以進(jìn)行下一個(gè)待測樣品的檢測；
i、當(dāng)待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)通過測試模塊再次獲取待測樣品的第二二彩色圖像；控制計(jì)算機(jī)將所述再次獲取的待測樣品二維彩色圖像與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像對比；
j、上述步驟i中，無論控制計(jì)算機(jī)對再次獲取的待測樣品二維彩色圖像與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像對比的結(jié)果是否與控制計(jì)算機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值匹配，控制計(jì)算機(jī)記錄所述待測樣品在待測晶圓中的編號、位置及對比結(jié)果對應(yīng)的缺陷；當(dāng)所述待測樣品是待測晶圓上最后一個(gè)待測樣品時(shí)，控制計(jì)算機(jī)將記錄的檢測結(jié)果輸出，否則控制計(jì)算機(jī)通過晶圓平臺控制器控制晶圓平臺按照所需的參數(shù)移動(dòng)，以進(jìn)行下一個(gè)待測樣品的檢測，直至控制計(jì)算機(jī)對待測晶圓內(nèi)的所有待測樣品均進(jìn)行檢測。所述標(biāo)準(zhǔn)樣品為未封裝的MEMS芯片或使用透明材料進(jìn)行芯片級封裝后透明材料向上的MEMS芯片；
所述待測樣品為未封裝待測晶圓上的MEMS芯片或使用透明材料進(jìn)行芯片級封裝后透明材料向上的待測晶圓上的MEMS芯片。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
I、本發(fā)明提出的MEMS器件的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)為晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍MEMS器件的自動(dòng)檢測，檢測無需接觸MEMS結(jié)構(gòu)，可以保證MEMS結(jié)構(gòu)完好，節(jié)省人力，提升檢測的準(zhǔn)確度與效率。2、本發(fā)明提出的MEMS器件的晶圓級自動(dòng)檢測方法能夠同時(shí)或分別對MEMS結(jié)構(gòu)的多種缺陷情況進(jìn)行檢測，其中靜態(tài)檢測基于表面形貌圖像對比原理，動(dòng)態(tài)檢測基于激光測振頻率對比原理；自動(dòng)化程度高，，檢測效率及檢測精度高，降低MEMS產(chǎn)品的檢測成本。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明的檢測流程圖。圖3為現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)樣品及承載襯底的結(jié)構(gòu)不意圖。圖4為發(fā)生豎直方向粘附缺陷的MEMS結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖5為發(fā)生翹曲缺陷的MEMS結(jié)構(gòu)的示意圖。圖6為發(fā)生水平方向粘附缺陷及材料冗余的MEMS結(jié)構(gòu)的示意圖。圖7為表面發(fā)生裂紋缺陷、凸起缺陷及凹陷缺陷的MEMS結(jié)構(gòu)的示意圖。圖8為內(nèi)部發(fā)生裂紋缺陷、凸起缺陷及凹陷缺陷的MEMS結(jié)構(gòu)的示意圖。圖9為本發(fā)明得到標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像的示意圖。圖10為本發(fā)明得到待測樣品二維彩色圖像的示意圖。圖11為本發(fā)明待測樣品二維彩色圖像與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像對比后的結(jié)果圖像。附圖標(biāo)記說明1_控制計(jì)算機(jī)、2-表面形貌儀、3-激光測振儀、4-測試模塊、5-晶圓平臺、6-晶圓平臺控制器、7-探針臺、8-探針臺控制器、9-待測晶圓、10-待測樣品、11-測試探頭、12-標(biāo)準(zhǔn)樣品、13-承載襯底、14-豎向粘附缺陷、15-翹曲缺陷、16-水平粘附缺陷、17-材料冗余缺陷、18-表面裂紋缺陷、19-表面凸起缺陷、20-表面凹陷缺陷、21 -內(nèi)部裂紋缺陷、22-內(nèi)部凸起缺陷、23-內(nèi)部凹陷缺陷、24-標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像、25-待測樣品二維彩色圖像、26-對比結(jié)果圖像、27-圖像未對準(zhǔn)產(chǎn)生的帶狀區(qū)域、28-缺陷區(qū)域、29-標(biāo)準(zhǔn)樣品對準(zhǔn)標(biāo)記及30-待測樣品承載襯底。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖I所示本發(fā)明的MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)，包括控制計(jì)算機(jī)I及用于放置待測晶圓9的晶圓平臺5，所述晶圓平臺5通過晶圓平臺控制器6與控制計(jì)算機(jī)I相連；所述晶圓平臺5上放置有探針臺7，所述探針臺7通過探針臺控制器8與控制計(jì)算機(jī)I相連；所述控制計(jì)算機(jī)I還與用于獲取固有頻率及圖像的測試模塊4電連接；其中，測試模塊4包括表面形貌儀2及激光測振儀3，所述表面形貌儀2及激光測振儀3均與控制計(jì)算機(jī)I電連接。晶圓平臺5能夠進(jìn)行XYZ三軸及角度調(diào)節(jié)，晶圓平臺5的運(yùn)動(dòng)方式通過晶圓平臺控制器6與控制計(jì)算機(jī)I配合完成。本發(fā)明實(shí)施例中，控制計(jì)算機(jī)I、測試模塊4、晶圓平臺5、晶圓平臺控制器6、探針臺7及探針臺控制器8均可以通過外購獲得。所述控制計(jì)算機(jī)I用于向測試模塊4發(fā)送信號使測試模塊4開始測試，并且用于接收和儲(chǔ)存測試模塊4所測得的圖像與頻率數(shù)據(jù)，最后進(jìn)行圖像與數(shù)據(jù)處理，生成最終的測試報(bào)告。所述控制計(jì)算機(jī)I也用于向圓平臺控制器6發(fā)送信號，使晶圓平臺5在晶圓平臺控制器6的控制下，按照在控制計(jì)算機(jī)I上所設(shè)置的各種參數(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；也用于接收晶圓平臺控制器6反饋的晶圓平臺5的運(yùn)動(dòng)信息。所述控制計(jì)算機(jī)I還用于向探針臺控制器8發(fā)送信號，使探針臺7在探針臺控制器8的控制下，按照在控制計(jì)算機(jī)I上所設(shè)置的各種參數(shù)進(jìn)行電信號的加載與撤除；也用于接收探針臺控制器8反饋的探針臺7工作信息。所述控制計(jì)算機(jī)I通過測試模塊4、探針臺7獲取位于晶圓平臺5上標(biāo)準(zhǔn)樣品12的標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24及標(biāo)準(zhǔn)樣品12的標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率，并將所述標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24及標(biāo)準(zhǔn)樣品12的標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率存儲(chǔ)于控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)?？刂朴?jì)算機(jī)I獲取標(biāo)準(zhǔn)樣品12的標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24及標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率后，將標(biāo)準(zhǔn)樣品12從晶圓平臺5上取出，以方便后續(xù)的待測晶圓9放置。將包括若干待測樣品10的待測晶圓9放置于晶圓平臺5上，并利用待測樣品10的待測樣品對準(zhǔn)標(biāo)記與測試模塊4進(jìn)行對準(zhǔn)，進(jìn)行上述對準(zhǔn)后，能夠使得測試模塊4獲得的待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24相對應(yīng)；控制計(jì)算機(jī)I利用測試模塊4獲取待測樣品10的待測樣品二維彩色圖像25，且控制計(jì)算機(jī)I將所述待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24進(jìn)行對比；當(dāng)待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I根 據(jù)對比結(jié)果記錄待測樣品10的缺陷類型，并通過晶圓平臺控制器6控制晶圓平臺5移動(dòng)，以對待測晶圓9內(nèi)的下一個(gè)待測樣品10進(jìn)行檢測；
當(dāng)待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24對比結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I通過探針臺控制器8使得探針臺7驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的待測樣品10振動(dòng)，測試模塊4檢測待測樣品10的待測樣品固有頻率，并將所述待測樣品固有頻率傳輸?shù)娇刂朴?jì)算機(jī)I內(nèi)；控制計(jì)算機(jī)I將待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比，當(dāng)所述待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I根據(jù)對比結(jié)果記錄待測樣品10的缺陷類型，并通過晶圓平臺控制器6控制晶圓平臺5移動(dòng)，以對待測晶圓9內(nèi)的下一個(gè)待測樣品10進(jìn)行檢測；
當(dāng)待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I利用測試模塊4再次獲取待測樣品10的待測樣品二維彩色圖像25，并將所述待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24對比，控制計(jì)算機(jī)I僅記錄所述對比結(jié)果，并通過晶圓平臺控制器6控制晶圓平臺5移動(dòng)，以對待測晶圓9內(nèi)的下一個(gè)待測樣品10進(jìn)行檢測，直至待測晶圓9內(nèi)的所有待測樣品10均檢測后，控制計(jì)算機(jī)I將記錄的待測晶圓9上對應(yīng)待測樣品10的檢測結(jié)果輸出。所述控制計(jì)算機(jī)I記錄待測樣品10的缺陷包括MEMS結(jié)構(gòu)在振動(dòng)前后的彎曲、粘附、材料冗余、缺料缺失或MEMS結(jié)構(gòu)能否恢復(fù)初始狀態(tài)。所述控制計(jì)算機(jī)I輸出的檢測結(jié)果為待測樣品10的缺陷類型或待測樣品10不存在缺陷。本發(fā)明實(shí)施例中，還可以進(jìn)行檢測操作，具體為；
將包括若干待測樣品10的待測晶圓9放置于晶圓平臺5上，并利用待測樣品10的待測樣品對準(zhǔn)標(biāo)記與測試模塊4進(jìn)行對準(zhǔn)；控制計(jì)算機(jī)I通過探針控制器8使得探針臺7驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的待測樣品10振動(dòng)，測試模塊4檢測待測樣品10的待測樣品固有頻率，并將所述待測樣品固有頻率傳輸?shù)娇刂朴?jì)算機(jī)I內(nèi)；控制計(jì)算機(jī)I將待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比，當(dāng)所述待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I根據(jù)對比結(jié)果記錄待測樣品10的缺陷類型，并通過晶圓平臺控制器6控制晶圓平臺5移動(dòng)，以對待測晶圓9內(nèi)的下一個(gè)待測樣品10進(jìn)行檢測；
當(dāng)所述待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I利用測試模塊4獲取待測樣品10的待測樣品二維彩色圖像25，且控制計(jì)算機(jī)I將所述待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24進(jìn)行對比；
當(dāng)待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I根據(jù)對比結(jié)果記錄待測樣品10的缺陷類型，并通過晶圓平臺控制器6控制晶圓平臺5移動(dòng)，以對待測晶圓9內(nèi)的下一個(gè)待測樣品10進(jìn)行檢測；
當(dāng)待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24對比結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I記錄待測樣品10的檢測結(jié)果；當(dāng)控制計(jì)算機(jī)I對待測晶圓9內(nèi)的所有待測樣品10均檢測后，控制計(jì)算機(jī)I將記錄的待測晶圓9上對應(yīng)待測樣品10的結(jié)果輸出。如圖2所示利用上述MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)，可以得到下述MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測方法，其中，所述晶圓級的自動(dòng)檢測方法包括如下步驟
a、選取標(biāo)準(zhǔn)樣品12，并將所述標(biāo)準(zhǔn)樣品12置于晶圓平臺5上，以標(biāo)準(zhǔn)樣品12的標(biāo)準(zhǔn)樣品對準(zhǔn)標(biāo)記29為參考，將測試模塊4對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品12 ；
所述標(biāo)準(zhǔn)樣品12標(biāo)準(zhǔn)樣品12為未封裝的MEMS芯片或使用透明材料進(jìn)行芯片級封裝后透明材料向上的MEMS芯片。本發(fā)明實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)樣品12為未封裝的MEMS結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn) 樣品12位于承載襯底13上，如圖3所示；承載襯底13上設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)樣品對準(zhǔn)標(biāo)記29。測試模塊4對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品12時(shí)，為將測試模塊4的測試探頭11對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品12。標(biāo)準(zhǔn)樣品12可以采用現(xiàn)有常規(guī)的檢測方法來檢測，以使得標(biāo)準(zhǔn)樣品12為不存在任何結(jié)構(gòu)缺陷的MEMS，以方便對待測樣品10檢測時(shí)提供對比依據(jù)。b、控制計(jì)算機(jī)I控制測試模塊4獲取標(biāo)準(zhǔn)樣品12的標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24，且控制計(jì)算機(jī)I存儲(chǔ)所述標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24 ；
如圖9所示控制計(jì)算機(jī)I向測試模塊4發(fā)出測試信號，通過測試模塊4內(nèi)的表面形貌儀2來獲取標(biāo)準(zhǔn)樣品12的標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24，存儲(chǔ)在控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)以便作為比對的依據(jù)。C、控制計(jì)算機(jī)I通過探針臺控制器8控制探針臺7對標(biāo)準(zhǔn)樣品12加載掃頻激勵(lì)信號，使標(biāo)準(zhǔn)樣品12的發(fā)生振動(dòng)，控制計(jì)算機(jī)I利用測試模塊4得到并存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)樣品12的標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率；
控制計(jì)算機(jī)I存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)樣品12的標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率后，將標(biāo)準(zhǔn)樣品12的標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率作為待測樣品10檢測的另一個(gè)參數(shù)。d、移除晶圓平臺5上的標(biāo)準(zhǔn)樣品12，并選取待測晶圓9 ;利用待測晶圓9上的待測樣品10的待測樣品對準(zhǔn)標(biāo)記放置在晶圓平臺5上，并與測試模塊4進(jìn)行對準(zhǔn)，且在控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)設(shè)定待測晶圓9上待測樣品10的相關(guān)參數(shù)；
待測晶圓9內(nèi)包括若干個(gè)待測樣品10，所述待測樣品10為MEMS結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實(shí)施例中，所述待測樣品10為未封裝待測晶圓9上的MEMS芯片或使用透明材料進(jìn)行芯片級封裝后透明材料向上的待測晶圓9上的MEMS芯片。每個(gè)待測樣品10上均設(shè)置待測樣品對準(zhǔn)標(biāo)記，利用待測樣品對準(zhǔn)標(biāo)記與標(biāo)準(zhǔn)樣品12上的標(biāo)準(zhǔn)樣品對準(zhǔn)標(biāo)記29進(jìn)行對準(zhǔn)，使待測樣品10與標(biāo)準(zhǔn)樣品12在測試模塊4的測試探頭11的視野中的位置相同。待測晶圓9包括待測晶圓承載襯底30。在控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)設(shè)定待測晶圓9上待測樣品10的相關(guān)參數(shù)包括待測樣品10的數(shù)量、待測樣品10間的間距、待測樣品10在待測晶圓9上的布局、頻率偏差容限、高度差值容限、邊緣偏差容限等參數(shù)。如在控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)設(shè)定待測樣品10的數(shù)量為30個(gè)、待測樣品10的間距18毫米、待測樣品10在待測晶圓9上的布局、頻率偏差容限5%、高度值偏差容限5%、邊緣偏差容限5微米等參數(shù)。通過設(shè)置上述參數(shù)，控制計(jì)算機(jī)I能夠確定是否對所有的待測樣品10均進(jìn)行檢測，并根據(jù)所述容限等閾值來確定檢測的待測樣品10是否存在缺陷，以及存在缺陷時(shí)，相應(yīng)缺陷的類型。e、控制計(jì)算機(jī)I控制測試模塊4獲取待測晶圓9上相應(yīng)待測樣品10的待測樣品二維彩色圖像25，控制計(jì)算機(jī)I將獲取的待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24進(jìn)行對比； 如圖10所示為獲取的待測樣品二維彩色圖像25。由于在步驟d中確定了待測樣品10與標(biāo)準(zhǔn)樣品12中的位置，因此待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24間的區(qū)域位置具有對應(yīng)性，通過相應(yīng)對比，能確定待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24的不同區(qū)域。f、當(dāng)待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24間的對比結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I記錄所述待測樣品10在待測晶圓9中的編號、位置及對比結(jié)果對應(yīng)的缺陷；當(dāng)所述待測樣品10是待測晶圓9上最后一個(gè)待測樣品10時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I將記錄的檢測缺陷輸出，否則控制計(jì)算機(jī)I通過晶圓平臺控制器6控制晶圓平臺5按照所需的參數(shù)移動(dòng)，以進(jìn)行下一個(gè)待測樣品10的檢測；
如圖11所示待測樣品二維彩色圖像25及標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24間的對比后得到對比結(jié)果圖像26 ;根據(jù)對比結(jié)果圖像26的差別來判定待測晶圓10的缺陷類型，所述待測晶圓10的缺陷類型包括表面缺陷或內(nèi)部缺陷；圖4中為存在數(shù)豎直方向粘附缺陷14，圖5中存在翹曲缺陷15，圖6中為存在水平粘附缺陷16及材料冗余缺陷17、圖7中為存在表面裂紋缺陷18、表面凸起缺陷19及表面凹陷缺陷20、圖8中為存在內(nèi)部裂紋缺陷21、內(nèi)部凸起缺陷22及-內(nèi)部凹陷缺陷23 ；
具體地，所述控制計(jì)算機(jī)I將待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24進(jìn)行對比時(shí)，若待測樣品二維彩色圖像25每個(gè)像素點(diǎn)均能獲取對應(yīng)的高度值，控制計(jì)算機(jī)I計(jì)算待測樣品二維彩色圖像25所有區(qū)域的高度值與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24對應(yīng)區(qū)域的高度值的差值；若控制計(jì)算機(jī)I計(jì)算得到所有區(qū)域內(nèi)的差值均與預(yù)設(shè)的第一閾值匹配時(shí)，則控制計(jì)算機(jī)I判定與待測樣品二維彩色圖像25對應(yīng)的待測樣品10不存在表面缺陷；若計(jì)算機(jī)I計(jì)算得到相應(yīng)區(qū)域的差值與預(yù)設(shè)的第一閾值不匹配時(shí)，則控制計(jì)算機(jī)I判定待測樣品10的對應(yīng)區(qū)域存在表面缺陷。所述控制計(jì)算機(jī)I將待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24進(jìn)行對比時(shí)，若待測樣品二維彩色圖像25不能獲取每個(gè)像素點(diǎn)對應(yīng)的高度值，控制計(jì)算機(jī)I提取待測樣品二維彩色圖像25每個(gè)像素點(diǎn)的RGB (紅綠藍(lán))值，控制計(jì)算機(jī)I計(jì)算提取待測樣品二維彩色圖像25所有區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)的RGB值與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24對應(yīng)區(qū)域的RGB值的差值；若控制計(jì)算機(jī)I計(jì)算得到所有區(qū)域內(nèi)的差值均與預(yù)設(shè)的第一閾值匹配時(shí)，則控制計(jì)算機(jī)I判定與待測樣品二維彩色圖像25對應(yīng)的待測樣品10不存在表面缺陷；若計(jì)算機(jī)I計(jì)算得到相應(yīng)區(qū)域的差值與預(yù)設(shè)的第一閾值不匹配時(shí)，則控制計(jì)算機(jī)I判定待測樣品10的對應(yīng)區(qū)域存在表面缺陷。所述待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24存在對準(zhǔn)誤差時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I對待測樣品二維彩色圖像25及標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24進(jìn)行對比后，對比后的差值圖像邊緣出現(xiàn)帶狀圖像差異集中區(qū)域；當(dāng)所述帶狀圖像差異集中區(qū)域與控制計(jì)算機(jī)I中預(yù)設(shè)的第三閾值不匹配或帶狀圖像差異集中區(qū)域的寬度與控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)設(shè)寬度差異值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I判定待測樣品10存在表面缺陷。上述控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值及第三閾值根據(jù)不同的待測樣品10預(yù)先設(shè)定，以滿足不同檢測的要求。所述閾值匹配是指對比結(jié)果中的差值在控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)容限范圍內(nèi)，反之即為不匹配。g、當(dāng)待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24間的對比結(jié)果與控制·計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I通過探針臺控制器8使得探針臺7加載掃頻激勵(lì)信號，待測樣品10振動(dòng)；控制計(jì)算機(jī)I通過測試模塊4獲取并存儲(chǔ)所述待測樣品10的待測樣品固有頻率，且控制計(jì)算機(jī)I將所述待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率進(jìn)行對比；
h、當(dāng)待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I記錄所述待測樣品10在待測晶圓9中的編號、位置及對比結(jié)果對應(yīng)的缺陷；當(dāng)所述待測樣品10是待測晶圓9上最后一個(gè)待測樣品10時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I將記錄的檢測缺陷輸出，否則控制計(jì)算機(jī)I通過晶圓平臺控制器6控制晶圓平臺5按照所需的參數(shù)移動(dòng)，以進(jìn)行下一個(gè)待測樣品10的檢測；
當(dāng)通過待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24對比，且與控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值匹配時(shí)，還不能夠認(rèn)為待測樣品10 —定不存在缺陷，還需要通過固有頻率的參數(shù)比較判定。當(dāng)?shù)玫降拇郎y樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比后結(jié)果與第二閾值不匹配時(shí)，則可以認(rèn)定為待測樣品10存在振動(dòng)后缺陷。當(dāng)晶圓平臺控制器6控制晶圓平臺5移動(dòng)后，均需要將待測晶圓9上對應(yīng)的待測樣品10與測試模塊4的測試探頭11對準(zhǔn)，并進(jìn)行自動(dòng)對焦和干涉條紋調(diào)節(jié)，以滿足檢測精度的要求。i、當(dāng)待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I通過測試模塊4再次獲取待測樣品10的第二二彩色圖像25 ;控制計(jì)算機(jī)I將所述再次獲取的待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24對比；
本發(fā)明實(shí)施例中，再次獲取待測樣品二維彩色圖像25的目的，是為了判斷待測樣品10在振動(dòng)后是否存在缺陷以及相應(yīng)的缺陷能否在振動(dòng)后恢復(fù)初始狀態(tài)，從而能夠?qū)Υ郎y樣品10進(jìn)行全方位的精確檢測。一般地，對待測樣品10進(jìn)行固有頻率的對比操作復(fù)雜度要大于對待測樣品10進(jìn)行待測樣品二維彩色圖像25進(jìn)行對比操作的復(fù)雜度。本發(fā)明實(shí)施例中，都是先通過待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24對比，然后再進(jìn)行待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率的對比，通過對比結(jié)果來判定是否存在缺陷；這種操作流程的好處時(shí)，當(dāng)通過待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24對比后與預(yù)設(shè)第一閾值不匹配時(shí)，即可認(rèn)為待測樣品10存在缺陷，而不必再進(jìn)行固有頻率的對比操作，能夠降低對比的復(fù)雜度，提高檢測效率。而只有當(dāng)對待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24對比結(jié)果與第一閾值匹配時(shí)，才需要利用固有頻率對比的方法進(jìn)行振動(dòng)檢測，提高檢測精度。本技術(shù)領(lǐng)域人員應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明實(shí)施例中也可以先對待測樣品10的待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比，然后進(jìn)行待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24的對比，此處不再贅述。j、上述步驟i中，無論控制計(jì)算機(jī)I對再次獲取的待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24對比的結(jié)果是否與控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值匹配，控制計(jì)算機(jī)I記錄所述待測樣品10在待測晶圓9中的編號、位置及對比結(jié)果對應(yīng)的缺陷；當(dāng)所述待測樣品10是待測晶圓9上最后一個(gè)待測樣品10時(shí)，控制計(jì)算機(jī)I將記錄的檢測結(jié)果輸出，否則控制計(jì)算機(jī)I通過晶圓平臺控制器6控制晶圓平臺5按照所需的參數(shù)移動(dòng)，以進(jìn)行下一個(gè)待測樣品10的檢測，直至控制計(jì)算機(jī)I對待測晶圓9內(nèi)的 所有待測樣品10均進(jìn)行檢測。本發(fā)明實(shí)施例中，控制計(jì)算機(jī)I在對一個(gè)待測樣品10進(jìn)行檢測時(shí)，將整個(gè)檢測過程的檢測結(jié)果均記錄，并對每次記錄的結(jié)果進(jìn)行判定；即當(dāng)控制計(jì)算機(jī)I再次獲取待測樣品二維彩色圖像25，并通過待測樣品二維彩色圖像25與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像24進(jìn)行對比時(shí)，所述對比結(jié)果記錄在控制計(jì)算機(jī)I內(nèi)，所述記錄的對比結(jié)果與之前記錄的對比結(jié)果會(huì)冋時(shí)存在，以能夠方便查閱和判定待測樣品10能否在振動(dòng)后恢復(fù)初始狀態(tài)的。 本發(fā)明利用表面形貌圖像對比和激光測振頻率對比的原理，對MEMS結(jié)構(gòu)的表面缺陷和內(nèi)部缺陷進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的檢測，判斷所制得的MEMS產(chǎn)品是否可以進(jìn)入后續(xù)的封裝流程。該檢測系統(tǒng)及檢測方案為晶圓級自動(dòng)檢測，且為非接觸式無損檢測，適用于大規(guī)模的生產(chǎn)線，節(jié)約人力，檢測結(jié)果準(zhǔn)確、檢測效率高，能夠節(jié)約MEMS產(chǎn)品在檢測方面的成本。此實(shí)施例可以用來說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和制造過程，但本發(fā)明的實(shí)施絕不僅限于此實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于實(shí)施例和附圖所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征是包括控制計(jì)算機(jī)(I)及用于放置待測晶圓(9)的晶圓平臺(5)，所述晶圓平臺(5)通過晶圓平臺控制器(6)與控制計(jì)算機(jī)(I)相連；所述晶圓平臺(5 )上放置有探針臺(7 )，所述探針臺(7 )通過探針臺控制器(8 )與控制計(jì)算機(jī)(I)相連；所述控制計(jì)算機(jī)(I)還與用于獲取固有頻率及圖像的測試模塊(4)電連接； 所述控制計(jì)算機(jī)(I)通過測試模塊(4)、探針臺(7)獲取位于晶圓平臺(5)上標(biāo)準(zhǔn)樣品(12)的標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)及標(biāo)準(zhǔn)樣品(12)的標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率，并將所述標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)及標(biāo)準(zhǔn)樣品(12)的標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率存儲(chǔ)于控制計(jì)算機(jī)(I)內(nèi)； 將包括若干待測樣品(10)的待測晶圓(9)放置于晶圓平臺(5)上，并利用待測樣品(10)的待測樣品對準(zhǔn)標(biāo)記與測試模塊(4)進(jìn)行對準(zhǔn)；控制計(jì)算機(jī)(I)利用測試模塊(4)獲取待測樣品(10)的待測樣品二維彩色圖像(25)，且控制計(jì)算機(jī)(I)將所述待測樣品二維彩色圖像(25)與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)進(jìn)行對比；當(dāng)待測樣品二維彩色圖像(25)與標(biāo) 準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)(I)內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值不匹配時(shí)，控制 計(jì)算機(jī)(I)根據(jù)對比結(jié)果記錄待測樣品(10)的缺陷類型，并通過晶圓平臺控制器(6)控制晶圓平臺(5)移動(dòng)，以對待測晶圓(9)內(nèi)的下一個(gè)待測樣品(10)進(jìn)行檢測； 當(dāng)待測樣品二維彩色圖像(25)與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)對比結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)(O內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)(I)通過探針臺控制器(8)使得探針臺(7)驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的待測樣品(10)振動(dòng)，測試模塊(4)檢測待測樣品(10)的待測樣品固有頻率，并將所述待測樣品固有頻率傳輸?shù)娇刂朴?jì)算機(jī)(I)內(nèi)；控制計(jì)算機(jī)(I)將待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比，當(dāng)所述待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)(I)內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)(I)根據(jù)對比結(jié)果記錄待測樣品(10)的缺陷類型，并通過晶圓平臺控制器(6)控制晶圓平臺(5)移動(dòng)，以對待測晶圓(9)內(nèi)的下一個(gè)待測樣品(10)進(jìn)行檢測； 當(dāng)待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)(I)內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)(I)利用測試模塊(4)再次獲取待測樣品(10)的待測樣品二維彩色圖像(25)，并將所述待測樣品二維彩色圖像(25)與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)對比，控制計(jì)算機(jī)(I)只記錄所述對比結(jié)果，然后通過晶圓平臺控制器(6)控制晶圓平臺(5)移動(dòng)，以對待測晶圓(9)內(nèi)的下一個(gè)待測樣品(10)進(jìn)行檢測，直至待測晶圓(9)內(nèi)的所有待測樣品(10)均檢測后，控制計(jì)算機(jī)(I)將記錄的待測晶圓(9)上對應(yīng)待測樣品(10)的檢測結(jié)果輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征是所述測試模塊包括表面形貌儀(2)及激光測振儀(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征是所述標(biāo)準(zhǔn) 樣品(12 )為未封裝的MEMS芯片或使用透明材料進(jìn)行芯片級封裝后透明材料向上的MEMS芯片；所述待測樣品(10)為未封裝待測晶圓(9)上的MEMS芯片或使用透明材料進(jìn)行芯片級封裝后透明材料向上的待測晶圓(9 )上的MEMS芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征是所述控制計(jì)算機(jī)(I)記錄待測樣品(10)的缺陷包括MEMS結(jié)構(gòu)在振動(dòng)前后的彎曲、粘附、材料冗余、缺料缺失或MEMS結(jié)構(gòu)能否恢復(fù)初始狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征是所述控制計(jì)算機(jī)(I)將待測樣品二維彩色圖像(25)與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)進(jìn)行對比時(shí)，若待測樣品二維彩色圖像(25)每個(gè)像素點(diǎn)均能獲取對應(yīng)的高度值，控制計(jì)算機(jī)(I)計(jì)算待測樣品二維彩色圖像(25)所有區(qū)域的高度值與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)對應(yīng)區(qū)域的高度值的差值；若控制計(jì)算機(jī)(I)計(jì)算得到所有區(qū)域內(nèi)的差值均與預(yù)設(shè)的第一閾值匹配時(shí)，則控制計(jì)算機(jī)(I)判定與待測樣品二維彩色圖像(25)對應(yīng)的待測樣品(10)不存在表面缺陷；若計(jì)算機(jī)(I)計(jì)算得到相應(yīng)區(qū)域的差值與預(yù)設(shè)的第一閾值不匹配時(shí)，則控制計(jì)算機(jī)(I)判定待測樣品(10)的對應(yīng)區(qū)域存在表面缺陷。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征是所述控制計(jì)算機(jī)(I)將待測樣品二維彩色圖像(25)與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)進(jìn)行對比時(shí)，若待測樣品二維彩色圖像(25)不能獲取每個(gè)像素點(diǎn)對應(yīng)的高度值，控制計(jì)算機(jī)(I)提取待 測樣品二維彩色圖像(25)每個(gè)像素點(diǎn)的RGB值，控制計(jì)算機(jī)(I)計(jì)算提取待測樣品二維彩色圖像(25)所有區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)的RGB值與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)對應(yīng)區(qū)域的RGB值的差值；若控制計(jì)算機(jī)(I)計(jì)算得到所有區(qū)域內(nèi)的差值均與預(yù)設(shè)的第一閾值匹配時(shí)，則控制計(jì)算機(jī)(I)判定與待測樣品二維彩色圖像(25)對應(yīng)的待測樣品(10)不存在表面缺陷；若計(jì)算機(jī)(I)計(jì)算得到相應(yīng)區(qū)域的差值與預(yù)設(shè)的第一閾值不匹配時(shí)，則控制計(jì)算機(jī)(I)判定待測樣品(10)的對應(yīng)區(qū)域存在表面缺陷。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征是所述待測樣品二維彩色圖像(25)與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)存在對準(zhǔn)誤差時(shí)，控制計(jì)算機(jī)(I)對待測樣品二維彩色圖像(25)及標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)進(jìn)行對比后，對比后的差值圖像邊緣出現(xiàn)帶狀圖像差異集中區(qū)域；當(dāng)所述帶狀圖像差異集中區(qū)域與控制計(jì)算機(jī)(I)中預(yù)設(shè)的第三閾值不匹配或帶狀圖像差異集中區(qū)域的寬度與控制計(jì)算機(jī)(I)內(nèi)預(yù)設(shè)寬度差異值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)(I)判定待測樣品(10)存在表面缺陷。
8.—種MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征是包括控制計(jì)算機(jī)(I)及用于放置待測晶圓(9)的晶圓平臺(5)，所述晶圓平臺(5)通過晶圓平臺控制器(6)與控制計(jì)算機(jī)(I)相連；所述晶圓平臺(5 )上放置有探針臺(7 )，所述探針臺(7 )通過探針臺控制器(8 )與控制計(jì)算機(jī)(I)相連；所述控制計(jì)算機(jī)(I)還與用于獲取固有頻率及圖像的測試模塊(4)電連接； 所述控制計(jì)算機(jī)(I)通過測試模塊(4)、探針臺(7)獲取位于晶圓平臺(5)上標(biāo)準(zhǔn)樣品(12)的標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)及標(biāo)準(zhǔn)樣品(12)的標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率，并將所述標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)及標(biāo)準(zhǔn)樣品(12)的標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率存儲(chǔ)于控制計(jì)算機(jī)(I)內(nèi)； 將包括若干待測樣品(10)的待測晶圓(9)放置于晶圓平臺(5)上，并利用待測樣品(10)的待測樣品對準(zhǔn)標(biāo)記與測試模塊(4)進(jìn)行對準(zhǔn)；控制計(jì)算機(jī)(I)通過探針控制器(8)使得探針臺(7)驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的待測樣品(10)振動(dòng)，測試模塊(4)檢測待測樣品(10)的待測樣品固有頻率，并將所述待測樣品固有頻率傳輸?shù)娇刂朴?jì)算機(jī)(I)內(nèi)；控制計(jì)算機(jī)(I)將待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比，當(dāng)所述待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)(I)內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)(I)根據(jù)對比結(jié)果記錄待測樣品(10)的缺陷類型，并通過晶圓平臺控制器(6)控制晶圓平臺(5)移動(dòng)，以對待測晶圓(9)內(nèi)的下一個(gè)待測樣品(10)進(jìn)行檢測；當(dāng)所述待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)(I)內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)(I)利用測試模塊(4)獲取待測樣品(10)的待測樣品二維彩色圖像(25)，且控制計(jì)算機(jī)(I)將所述待測樣品二維彩色圖像(25)與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)進(jìn)行對比； 當(dāng)待測樣品二維彩色圖像(25)與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)(I)內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)(I)根據(jù)對比結(jié)果記錄待測樣品(10)的缺陷類型，并通過晶圓平臺控制器(6)控制晶圓平臺(5)移動(dòng)，以對待測晶圓(9)內(nèi)的下一個(gè)待測樣品(10)進(jìn)行檢測； 當(dāng)待測樣品二維彩色圖像(25)與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)對比結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)(I)內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)(I)記錄待測樣品(10)的檢測結(jié)果；當(dāng)控制計(jì)算機(jī)(I)對待測晶圓(9)內(nèi)的所有待測樣品(10)均檢測后，控制計(jì)算機(jī)(I)將記錄的待測晶圓(9)上對應(yīng)待測樣品(10)的結(jié)果輸出。
9.一種MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測方法，其特征是，所述晶圓級自動(dòng)檢測方法包括如下步驟 (a)、選取標(biāo)準(zhǔn)樣品(12)，并將所述標(biāo)準(zhǔn)樣品(12)置于晶圓平臺(5)上，以標(biāo)準(zhǔn)樣品(12)的標(biāo)準(zhǔn)樣品對準(zhǔn)標(biāo)記(29)為參考，將測試模塊(4)對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品(12)； (b)、控制計(jì)算機(jī)(I)控制測試模塊(4)獲取標(biāo)準(zhǔn)樣品(12)的標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24 )，且控制計(jì)算機(jī)(I)存儲(chǔ)所述標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24 ); (c )、控制計(jì)算機(jī)(I)通過探針臺控制器(8 )控制探針臺(7 )對標(biāo)準(zhǔn)樣品(12 )加載掃頻激勵(lì)信號，使標(biāo)準(zhǔn)樣品(12)的發(fā)生振動(dòng)，控制計(jì)算機(jī)(I)利用測試模塊(4)得到并存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)樣品(12)的標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率； (d)、移除晶圓平臺(5)上的標(biāo)準(zhǔn)樣品(12)，并選取待測晶圓(9);利用待測晶圓(9)上的待測樣品(10)的待測樣品對準(zhǔn)標(biāo)記放置在晶圓平臺(5)上，并與測試模塊(4)進(jìn)行對準(zhǔn)，且在控制計(jì)算機(jī)(I)內(nèi)設(shè)定待測晶圓(9)上待測樣品(10)的相關(guān)參數(shù)； (e)、控制計(jì)算機(jī)(I)控制測試模塊(4)獲取待測晶圓(9)上相應(yīng)待測樣品(10)的待測樣品二維彩色圖像(25)，控制計(jì)算機(jī)(I)將獲取的待測樣品二維彩色圖像(25)與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)進(jìn)行對比； (f)、當(dāng)待測樣品二維彩色圖像(25)與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)間的對比結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)(I)內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)(I)記錄所述待測樣品(10)在待測晶圓(9)中的編號、位置及對比結(jié)果對應(yīng)的缺陷；當(dāng)所述待測樣品(10)是待測晶圓(9)上最后一個(gè)待測樣品(10)時(shí)，控制計(jì)算機(jī)(I)將記錄的檢測缺陷輸出，否則控制計(jì)算機(jī)(I)通過晶圓平臺控制器(6)控制晶圓平臺(5)按照所需的參數(shù)移動(dòng)，以進(jìn)行下一個(gè)待測樣品(10)的檢測； (g)、當(dāng)待測樣品二維彩色圖像(25)與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)間的對比結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)(I)內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)(I)通過探針臺控制器(8)使得探針臺(7)加載掃頻激勵(lì)信號，待測樣品(10)振動(dòng)；控制計(jì)算機(jī)(I)通過測試模塊(4)獲取并存儲(chǔ)所述待測樣品(10)的待測樣品固有頻率，且控制計(jì)算機(jī)(I)將所述待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率進(jìn)行對比； (h)、當(dāng)待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)(I)內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值不匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)(I)記錄所述待測樣品(10)在待測晶圓(9)中的編號、位置及對比結(jié)果對應(yīng)的缺陷；當(dāng)所述待測樣品(10)是待測晶圓(9)上最后一個(gè)待測樣品(10)時(shí)，控制計(jì)算機(jī)(I)將記錄的檢測缺陷輸出，否則控制計(jì)算機(jī)(I)通過晶圓平臺控制器(6)控制晶圓平臺(5)按照所需的參數(shù)移動(dòng)，以進(jìn)行下一個(gè)待測樣品(10)的檢測； (i)、當(dāng)待測樣品固有頻率與標(biāo)準(zhǔn)樣品固有頻率對比的結(jié)果與控制計(jì)算機(jī)(I)內(nèi)預(yù)設(shè)的第二閾值匹配時(shí)，控制計(jì)算機(jī)(I)通過測試模塊(4)再次獲取待測樣品(10)的第二二彩色圖像(25);控制計(jì)算機(jī)(I)將所述再次獲取的待測樣品二維彩色圖像(25)與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)對比； (」)、上述步驟(1)中，無論控制計(jì)算機(jī)(I)對再次獲取的待測樣品二維彩色圖像(25)與標(biāo)準(zhǔn)樣品二維彩色圖像(24)對比的結(jié)果是否與控制計(jì)算機(jī)(I)內(nèi)預(yù)設(shè)的第一閾值匹配， 控制計(jì)算機(jī)(I)記錄所述待測樣品(10)在待測晶圓(9)中的編號、位置及對比結(jié)果對應(yīng)的缺陷；當(dāng)所述待測樣品(10)是待測晶圓(9)上最后一個(gè)待測樣品(10)時(shí)，控制計(jì)算機(jī)(I)將記錄的檢測結(jié)果輸出，否則控制計(jì)算機(jī)(I)通過晶圓平臺控制器(6)控制晶圓平臺(5)按照所需的參數(shù)移動(dòng)，以進(jìn)行下一個(gè)待測樣品(10)的檢測，直至控制計(jì)算機(jī)(I)對待測晶圓(9)內(nèi)的所有待測樣品(10)均進(jìn)行檢測。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測方法，其特征是所述標(biāo)準(zhǔn)樣品(12)為未封裝的MEMS芯片或使用透明材料進(jìn)行芯片級封裝后透明材料向上的MEMS芯片；所述待測樣品(10)為未封裝待測晶圓(9)上的MEMS芯片或使用透明材料進(jìn)行芯片級封裝后透明材料向上的待測晶圓(9 )上的MEMS芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種MEMS結(jié)構(gòu)缺陷的晶圓級自動(dòng)檢測系統(tǒng)及檢測方法，其包括控制計(jì)算機(jī)及用于放置待測晶圓的晶圓平臺，所述晶圓平臺通過晶圓平臺控制器與控制計(jì)算機(jī)相連；所述晶圓平臺上放置有探針臺，所述探針臺通過探針臺控制器與控制計(jì)算機(jī)相連；所述控制計(jì)算機(jī)還與用于獲取固有頻率及圖像的測試模塊電連接。本發(fā)明利用表面形貌圖像對比和激光測振頻率對比的原理，對MEMS結(jié)構(gòu)的表面缺陷和內(nèi)部缺陷進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的檢測，判斷所制得的MEMS產(chǎn)品是否可以進(jìn)入后續(xù)的封裝流程。該檢測系統(tǒng)及檢測方案為晶圓級自動(dòng)檢測，且為非接觸式無損檢測，適用于大規(guī)模的生產(chǎn)線，節(jié)約人力，檢測結(jié)果準(zhǔn)確、檢測效率高，能夠節(jié)約MEMS產(chǎn)品在檢測方面的成本。
文檔編號G01N21/88GK102854196SQ20121035791
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者譚振新, 秦毅恒, 顧強(qiáng), 羅九斌, 明安杰 申請人:江蘇物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心