MEMS在汽车、医疗、生化和航空航天领域的应用越来越广泛。对封装前的MEMS芯片进行测试是一种低成本的提高产量和产品可靠性的手段。在改变测试环境（压力、光照、温度等）和本身参数（共振频率及位移幅值等）的情况下获得的测试结果对设备的设计开发十分重要。本文将介绍薄膜的动态响应测试，使用的设备是配有扫描式激光测振仪的半自动探针台。
MEMS晶圆的重复测试
手动测试表面覆有薄膜的MEMS晶圆十分耗费时间，为了提高效率，引入配有激光测振仪的半自动探针台，将被测件放在探针台上，使用激光测振仪来获取各被测件的动态响应。整个测试过程都是通过软件进行控制的。整套系统包括Polytec MSA-500测试系统的软硬件、探针台的软硬件。
图1 PSV软件中显示的测试网格（上）和频谱（下）
第一步是进行晶圆位置的标定，系统会记录晶圆的结构信息，通过这些信息，系统会生成一个晶圆图，下一步就是定义数据采集参数。对于表面附有薄膜的MEMS设备而言，每一片薄膜结构对应一个包含6到9个测试点的网格（如图1）。完成上述两步后就可以对系统进行初始化操作了。
系统会按照之前设定好的程序，对晶圆结构进行逐一测试。激光测振仪每完成一块薄膜测试大概需要2到3秒的时间（如图2和图1所示），测试数据会和设备ID一起储存在系统中。完成整个区域的测试后就可以得到晶圆的频谱图和形变图（如图3）。
图2 正在测试MEMS晶圆的扫描式激光测振仪
图3 显示MEMS测试过程和振动信号的SUSS ProberBench软件
SUSS PA200
用于MEMS晶圆级测试的半自动探针台系统
SUSS PA200可以为200mm以内的MEMS晶圆提供高精度并极具灵活性的半自动测试解决方案，同样也适用于结构的失效分析和高频测试。PA200可以对亚微米级的MEMS芯片进行测试，并且探测手段可靠，测试数据精确。整套设备采用模块化设计，可根据需求安装显微镜，也可将手动版的PA200测试平台升级为高放大倍率、可编程化的测试系统。可供选择的配件有：激光切割机、高频测试专用卡盘以及探针卡适配器。可以通过SUSS ProberBench操作系统对PA200系统进行控制，操作系统包括电子支架、控制摇杆和可视化的用户操作界面。ProberBench中的软硬件设备均由业内领先的供应商提供。
Polytec MSA测试系统
可以对MEMS芯片进行3D动态响应和形貌测试。
MSA是专为MEMS等微小结构开发的测试设备，可以用来进行结构的振动和形貌分析。MSA系统安装简便，适用于手动或全自动的探针台。MSA系统中集成了具有显微功能的扫描式多普勒激光测振技术，频闪测试技术以及白光干涉技术，这些技术有助于分析微结构的振动响应和形貌测试。
MSA系统在MEMS设备的设计和测试阶段均发挥重大作用，通过提供被测件的动静态响应数据，可以简化产品的故障诊断、巩固并优化产品的设计周期，提升产品性能和产量，同时可以降低生产成本。
除了MSA-500以外，最新型号的MSA-600采用了数字化的数据采集和传输，分辨率得到了大幅度提升，振动显示也得到了加强，而且仪器操作更加简单。
