MEMS在汽車、醫療、生化和航空航天領域的應用越來越廣泛。對封裝前的MEMS芯片進行測試是一種低成本的提高產量和產品可靠性的手段。在改變測試環境（壓力、光照、溫度等）和本身參數（共振頻率及位移幅值等）的情況下獲得的測試結果對設備的設計開發十分重要。本文將介紹薄膜的動態響應測試，使用的設備是配有掃描式激光測振儀的半自動探針臺。
MEMS晶圓的重復測試
手動測試表面覆有薄膜的MEMS晶圓十分耗費時間，為了提高效率，引入配有激光測振儀的半自動探針臺，將被測件放在探針臺上，使用激光測振儀來獲取各被測件的動態響應。整個測試過程都是通過軟件進行控制的。整套系統包括Polytec MSA-500測試系統的軟硬件、探針臺的軟硬件。
圖1 PSV軟件中顯示的測試網格（上）和頻譜（下）
第一步是進行晶圓位置的標定，系統會記錄晶圓的結構信息，通過這些信息，系統會生成一個晶圓圖，下一步就是定義數據采集參數。對于表面附有薄膜的MEMS設備而言，每一片薄膜結構對應一個包含6到9個測試點的網格（如圖1）。完成上述兩步后就可以對系統進行初始化操作了。
系統會按照之前設定好的程序，對晶圓結構進行逐一測試。激光測振儀每完成一塊薄膜測試大概需要2到3秒的時間（如圖2和圖1所示），測試數據會和設備ID一起儲存在系統中。完成整個區域的測試后就可以得到晶圓的頻譜圖和形變圖（如圖3）。
圖2 正在測試MEMS晶圓的掃描式激光測振儀
圖3 顯示MEMS測試過程和振動信號的SUSS ProberBench軟件
SUSS PA200
用于MEMS晶圓級測試的半自動探針臺系統
SUSS PA200可以為200mm以內的MEMS晶圓提供高精度并極具靈活性的半自動測試解決方案，同樣也適用于結構的失效分析和高頻測試。PA200可以對亞微米級的MEMS芯片進行測試，并且探測手段可靠，測試數據精確。整套設備采用模塊化設計，可根據需求安裝顯微鏡，也可將手動版的PA200測試平臺升級為高放大倍率、可編程化的測試系統。可供選擇的配件有：激光切割機、高頻測試專用卡盤以及探針卡適配器。可以通過SUSS ProberBench操作系統對PA200系統進行控制，操作系統包括電子支架、控制搖桿和可視化的用戶操作界面。ProberBench中的軟硬件設備均由業內領先的供應商提供。
Polytec MSA測試系統
可以對MEMS芯片進行3D動態響應和形貌測試。
MSA是專為MEMS等微小結構開發的測試設備，可以用來進行結構的振動和形貌分析。MSA系統安裝簡便，適用于手動或全自動的探針臺。MSA系統中集成了具有顯微功能的掃描式多普勒激光測振技術，頻閃測試技術以及白光干涉技術，這些技術有助于分析微結構的振動響應和形貌測試。
MSA系統在MEMS設備的設計和測試階段均發揮重大作用，通過提供被測件的動靜態響應數據，可以簡化產品的故障診斷、鞏固并優化產品的設計周期，提升產品性能和產量，同時可以降低生產成本。
除了MSA-500以外，最新型號的MSA-600采用了數字化的數據采集和傳輸，分辨率得到了大幅度提升，振動顯示也得到了加強，而且儀器操作更加簡單。
