專利名稱：微小結(jié)構(gòu)體的檢查裝置、檢查方法、以及檢查程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢查諸如MEMS (Micro Electro Mechanical Systems,微機(jī)電系統(tǒng))等微小結(jié)構(gòu)體的檢査裝置、檢査方法、以及檢査程序。
背景技術(shù)：
近年來，作為使用半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)等來集成機(jī)械、電子、光、化 學(xué)等多種功能的器件的MEMS受到了特別的關(guān)注。截至目前，作為實(shí)用化 的MEMS技術(shù)，例如將MEMS器件安裝在作為微型傳感器的加速度傳感 器、壓力傳感器、或空氣流量傳感器等汽車、醫(yī)療用的各種傳感器上。此 外，通過在噴墨打印頭上采用該MEMS技術(shù)，能夠增加噴出墨水的噴嘴數(shù) 量并準(zhǔn)確地進(jìn)行噴墨，從而可以提高圖像質(zhì)量并實(shí)現(xiàn)高速印刷。另外，作 為普通的MEMS器件，還公知有在反射型投影儀中使用的微鏡陣列等。此外，今后期待著通過開發(fā)出利用MEMS技術(shù)的各種傳感器或致動器 而擴(kuò)展應(yīng)用到光通信和移動器件、計算機(jī)外圍設(shè)備、生物分析和移動用電 源上。在技術(shù)調(diào)査報告第3號(經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省產(chǎn)業(yè)技術(shù)環(huán)境局技術(shù)調(diào)査室 制造產(chǎn)業(yè)局產(chǎn)業(yè)機(jī)械科發(fā)行平成15年3月28日)(非專利文獻(xiàn)1) 中，以與MEMS相關(guān)的技術(shù)的現(xiàn)狀和課題為議題，介紹了各種MEMS技 術(shù)。另一方面，隨著MEMS器件的發(fā)展，由于是微細(xì)結(jié)構(gòu)等原因，恰當(dāng)?shù)?對其進(jìn)行檢査的方式也變得非常重要。以往，在封裝之后采用使器件旋轉(zhuǎn) 或振動等手段來對其特性進(jìn)行評價，但是通過在微細(xì)加工技術(shù)之后的晶片 狀態(tài)等初始階段進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z査來檢測不良，能夠提高成品率，從而可以 進(jìn)一步降低制造成本。在日本專利文獻(xiàn)特開平5-34371號公報(專利文獻(xiàn)1)中作為一個例 子而提出了如下檢査方式對由于向形成在晶片上的加速度傳感器噴射空
氣而改變的加速度傳感器的電阻值進(jìn)行檢測，從而對加速度傳感器的特性 進(jìn)行判別。專利文獻(xiàn)1:日本專利文獻(xiàn)特開平5-34371號公報；非專利文獻(xiàn)h技術(shù)調(diào)查報告第3號(經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省產(chǎn)業(yè)技術(shù)環(huán)境局技術(shù)調(diào)查室制造產(chǎn)業(yè)局產(chǎn)業(yè)機(jī)械科發(fā)行平成15年3月28日)。發(fā)明內(nèi)容發(fā)明所要解決的問題一般來說，加速度傳感器等具有微小的可動部分的結(jié)構(gòu)體是響應(yīng)特性 對于微小的動作也會發(fā)生變化的器件。因此，為了評價其特性，需要進(jìn)行 高精度的檢查。如上述公報所示，當(dāng)通過噴射空氣而向器件施加變化時， 也必須進(jìn)行微調(diào)來評價加速度傳感器的特性，但是在控制氣體的流量的同 時將氣體均勻地噴射到器件上來進(jìn)行高精度的檢査是極其困難的，即使進(jìn) 行檢查，也必須設(shè)置復(fù)雜、昂貴的檢測器。并且，當(dāng)噴射空氣時，難以使空氣具有指向性而向特定的位置噴射空 氣來進(jìn)行高精度的檢查。本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種能夠通過 簡易的方式對具有微小的可動部分的結(jié)構(gòu)體進(jìn)行高精度檢査的檢査裝置、 檢查方法、以及檢査程序。本發(fā)明提供一種微小結(jié)構(gòu)體的檢查裝置，該微小結(jié)構(gòu)體的檢查裝置對 具有在基板上形成的可動部分的至少一個微小結(jié)構(gòu)體的特性進(jìn)行評價，其包括在測試時向微小結(jié)構(gòu)體輸出聲波的聲波發(fā)生部。聲波發(fā)生部包括多個聲源，分別輸出聲波；以及調(diào)整部，用于將從多個聲源輸出的聲波的合 成波調(diào)整為規(guī)定的測試聲波。還包括評價部，該評價部檢測對測試聲波予 以響應(yīng)的微小結(jié)構(gòu)體的可動部分的動作，根據(jù)檢測結(jié)果對微小結(jié)構(gòu)體的特 性進(jìn)行評價。優(yōu)選的是，如下配置多個聲源從多個聲源分別至可動部分的距離的差為聲波的波長的整數(shù)倍。優(yōu)選的是，將從多個聲源分別輸出的聲波到達(dá)可動部分的時刻設(shè)定為相等。特別地，等間隔配置多個聲源，將多個聲源的驅(qū)動時間依次各延遲規(guī) 定的時間而輸出聲波。優(yōu)選的是，微小結(jié)構(gòu)體相當(dāng)于加速度傳感器和角速度傳感器中的至少一個。特別地，加速度傳感器和角速度傳感器分別相當(dāng)于多軸加速度傳感器 和多軸角速度傳感器。優(yōu)選的是，調(diào)整部包括位置控制部，該位置控制部用于對指示予以響 應(yīng)而控制多個聲源的位置，各個聲源可以移動。優(yōu)選的是，將多個聲源設(shè)置成陣列狀，調(diào)整部包括用于控制多個聲源 的接通/斷開的開關(guān)部，按照對指示予以響應(yīng)的開關(guān)部的開關(guān)動作而選擇設(shè) 置成陣列狀的多個聲源。優(yōu)選的是，各個聲源由熱聲發(fā)動機(jī)構(gòu)成，熱聲發(fā)動機(jī)包括熱導(dǎo)電性 的基板；絕熱層，由形成在基板上的一個面上的納米結(jié)晶硅層構(gòu)成；以及 發(fā)熱體，被施加包含交流成分的電流而被電驅(qū)動；熱聲發(fā)動機(jī)通過發(fā)熱體 與周圍的空氣之間的熱交換而產(chǎn)生聲波。優(yōu)選的是，通過半導(dǎo)體工藝將各個所述多個聲源一并形成在熱導(dǎo)電性 的同一基板上。本發(fā)明提供一種微小結(jié)構(gòu)體的檢査方法，通過該微小結(jié)構(gòu)體的檢查方 法對具有在基板上形成的可動部分的至少一個微小結(jié)構(gòu)體的特性進(jìn)行評 價，該微小結(jié)構(gòu)體的檢査方法包括以下步驟在測試時將從多個聲源輸出的聲波的合成波調(diào)整為規(guī)定的測試聲波而輸出；檢測對測試聲波予以響應(yīng)的微小結(jié)構(gòu)體的可動部分的動作，根據(jù)檢測結(jié)果對微小結(jié)構(gòu)體的特性進(jìn)行 評價。本發(fā)明提供一種微小結(jié)構(gòu)體的檢查程序，通過該微小結(jié)構(gòu)體的檢査程 序?qū)哂性诨迳闲纬傻目蓜硬糠值闹辽僖粋€微小結(jié)構(gòu)體的特性進(jìn)行評 價，該微小結(jié)構(gòu)體的檢査程序使計算機(jī)執(zhí)行包括以下歩驟的微小結(jié)構(gòu)體的檢査方法在測試時將從多個聲源輸出的聲波的合成波調(diào)整為規(guī)定的測試 聲波而輸出；檢測對測試聲波予以響應(yīng)的微小結(jié)構(gòu)體的可動部分的動作，
根據(jù)檢測結(jié)果對微小結(jié)構(gòu)體的特性進(jìn)行評價。 發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的微小結(jié)構(gòu)體的檢査裝置、檢査方法、以及檢査程序，向 微小結(jié)構(gòu)體施加測試聲波，檢測微小結(jié)構(gòu)體的可動部分的動作，并對其特 性進(jìn)行評價。由于通過空氣振動而使微小結(jié)構(gòu)體的可動部分動作并對其特 性進(jìn)行評價，因此可以通過簡易的方式對微小結(jié)構(gòu)體進(jìn)行檢查，所述空氣 振動使用了為疏密波的聲波。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的微小結(jié)構(gòu)體的檢査系統(tǒng)1的簡要結(jié)構(gòu)圖；圖2是從器件上表面觀察三軸加速度傳感器時的圖； 圖3是三軸加速度傳感器的簡要示圖；圖4是說明受到各軸方向的加速度時錨和梁的變形的示意圖；圖5的(a)和圖5的(b)是對各軸設(shè)置的惠斯通電橋的電路結(jié)構(gòu)圖；圖6的(a) 圖6的(c)是三軸加速度傳感器的對傾斜角的輸出響應(yīng) 的說明圖；圖7是重力加速度(輸入)與傳感器輸出之間的關(guān)系的說明圖； 圖8的(a) 圖8的(c)是三軸加速度傳感器的頻率特性的說明圖； 圖9是說明本發(fā)明第一實(shí)施方式的微小結(jié)構(gòu)體的檢查方法的流程圖； 圖10是對從揚(yáng)聲器部2輸出的測試聲波予以響應(yīng)的三軸加速度傳感 器的頻率響應(yīng)的說明圖；圖11是在本發(fā)明實(shí)施方式的微小結(jié)構(gòu)體的檢査系統(tǒng)中生成具有指向 性的測試聲波的方式的說明圖；圖12是d/入=1.5時的R (0)的說明圖；圖13是僅對規(guī)定的可動部分施加測試聲波的情況的說明圖；圖14是多個聲源沿X軸方向配置時施加測試聲波的聲場的說明圖；圖15是各個聲源的聲波的輸出角度與聲壓的關(guān)系的說明圖16是各個聲源的聲波的輸出角度與聲壓的關(guān)系的另一說明圖； 圖17是本發(fā)明第一實(shí)施方式的另一微小結(jié)構(gòu)體的檢査系統(tǒng)1#的簡要 結(jié)構(gòu)圖；圖18是當(dāng)描畫以P點(diǎn)為中心、半徑為r0的同心圓時與從各個聲源至 觀測點(diǎn)P的距離r0的距離差Li的說明圖；圖1 9的(a)和圖19的(b)是簡要說明懸臂型MEMS開關(guān)的示意圖；圖20是在電子束照射器的照射窗中使用隔膜(membrane)結(jié)構(gòu)的情 況的說明圖；圖21是扭轉(zhuǎn)鏡90的說明圖；圖22是本發(fā)明第二實(shí)施方式的微小結(jié)構(gòu)體的檢查系統(tǒng)l#a的簡要結(jié) 構(gòu)圖；圖23是本發(fā)明第三實(shí)施方式的揚(yáng)聲器部ARY的簡要說明圖； 圖24是揚(yáng)聲器部ARY的一部分的說明圖； 圖25是揚(yáng)聲器單元SPU的剖面結(jié)構(gòu)圖； 圖26是生成熱絕緣層的說明圖；圖27是本發(fā)明第三實(shí)施方式的揚(yáng)聲器部ARY的內(nèi)部電路的結(jié)構(gòu)的說 明圖；圖28是本發(fā)明第三實(shí)施方式的多個揚(yáng)聲器單元SPU的選擇的說明圖；圖29是本發(fā)明第三實(shí)施方式的多個揚(yáng)聲器單元SPU的選擇的另一說 明圖；圖30是本發(fā)明第三實(shí)施方式的變形例的多個揚(yáng)聲器單元SPU的選擇 的另一說明圖；圖31是根據(jù)圖30的揚(yáng)聲器單元SPU的選擇向扭轉(zhuǎn)鏡90的規(guī)定位置 施加測試聲波的情況的說明圖；圖32是揚(yáng)聲器部ARY #的說明圖。 標(biāo)號說明1、 1#、 l#a 檢査系統(tǒng)
2 、 ARY、 ARY#揚(yáng)聲器部 3擴(kuò)音器 4探針5、 5#、 5#a檢測器6位置控制部10、 40 基板15輸入輸出接口20控制部25 測量部30揚(yáng)聲器控制部35信號調(diào)整部100聲源選擇部SPU 揚(yáng)聲器單元具體實(shí)施方式
下面，參照附圖來詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。在圖中，對相同或 相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的標(biāo)號并不再重復(fù)迸行說明。 (第一實(shí)施方式)圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的微小結(jié)構(gòu)體的檢査系統(tǒng)1的簡要結(jié)構(gòu)圖。參照圖1，本發(fā)明第一實(shí)施方式的檢查系統(tǒng)1包括檢測器(檢査裝 置)5和基板10，該基板10形成有多個作為具有微小的可動部分的微小 結(jié)構(gòu)體的芯片TP。在本例中，作為進(jìn)行測試的微小結(jié)構(gòu)體的一個例子，舉例說明作為多 軸加速度傳感器的三軸加速度傳感器。檢測器5包括揚(yáng)聲器部2，輸出為疏密波的聲波；輸入輸出接口 15，用于在外部與檢測器內(nèi)部之間進(jìn)行輸入輸出數(shù)據(jù)的收發(fā)；控制部20， 用于控制檢測器5整體；探針4，用于與測試對象進(jìn)行接觸；測量部25， 通過探針4而檢測出用于測試對象的特性評價的測量值；揚(yáng)聲器控制部30，響應(yīng)來自控制部20的指示而控制揚(yáng)聲器部2;擴(kuò)音器3，檢測外部的 聲音；以及信號調(diào)整部35，用于將由擴(kuò)音器3檢測出的聲波轉(zhuǎn)換成電壓信 號，并在放大后輸出給控制部20。另外，擴(kuò)音器3可以配置在測試對象的 附近。后面將說明揚(yáng)聲器部2由多個揚(yáng)聲器(聲源)構(gòu)成。在說明本實(shí)施方式的檢查方法之前，首先對作為測試對象的微小結(jié)構(gòu) 體的三軸加速度傳感器進(jìn)行說明。圖2是從器件上表面觀察三軸加速度傳感器時的圖。如圖2所示，在形成于基板10上的芯片TP的周圍配置有多個焊盤 PD。并且，為了將電信號傳送到焊盤上或者將信號從焊盤傳送出來而設(shè)置 有金屬布線。另外，在中間部分配置有形成苜蓿型的四個錨AR。圖3是三軸加速度傳感器的簡要示圖。參照圖3，該三軸加速度傳感器為壓電電阻式，作為檢測元件的壓電 電阻元件作為擴(kuò)散電阻而被設(shè)置。可以使用低成本的IC工藝來制造該壓 電電阻式的加速度傳感器，并且作為檢測元件的電阻元件即使形成得非常 小其靈敏度也不會降低，因而有利于小型化、低成本化。中央的錨AR由四個梁BM支承。梁BM形成為在X、 Y兩軸方向上 相互正交，并且每一個軸配有四個壓電電阻元件。Z軸方向檢測用的四個 壓電電阻元件配置在X軸方向檢測用壓電電阻元件的旁邊。錨AR的上表 面形狀形成為苜蓿型，在中間部分與梁BM連結(jié)。通過采用該苜蓿型結(jié) 構(gòu)，可以在增大錨AR的同時增加梁長，因而能夠?qū)崿F(xiàn)小型、高靈敏度的 加速度傳感器。該壓電電阻式的三軸加速度傳感器的工作原理為如下機(jī)理當(dāng)錨受到 加速度(慣性力)時，梁BM發(fā)生變形，根據(jù)形成在其表面上的壓電電阻 元件的電阻值的變化來檢測加速度。此外，該傳感器輸出被設(shè)定為從三軸 分別獨(dú)立編入的后述的惠斯通電橋的輸出中取出的結(jié)構(gòu)。圖4是說明受到各軸方向的加速度時錨和梁的變形的示意圖。 如圖4所示，壓電電阻元件具有電阻值會由于被施加的應(yīng)變而改變的 性質(zhì)(壓電電阻效應(yīng))，當(dāng)為拉伸應(yīng)變時電阻值增加，當(dāng)為壓縮應(yīng)變時電 阻值減小。在本例中，作為一個例子而示出了 X軸方向檢測用壓電電阻元件Rxl Rx4、 Y軸方向檢測用壓電電阻元件Ryl Ry4、以及Z軸方向檢 測用壓電電阻元件Rz 1 Rz4 。圖5的(a)和圖5的(b)是對各軸設(shè)置的惠斯通電橋的電路結(jié)構(gòu)圖。圖5的(a)是X (Y)軸的惠斯通電橋的電路結(jié)構(gòu)圖。X軸和Y軸的 輸出電壓分別為Vxout和Vyout。圖5的(b)是Z軸的惠斯通電橋的電路結(jié)構(gòu)圖。Z軸的輸出電壓為 Vzout。如上所述，各軸的四個壓電電阻元件的電阻值由于被施加的應(yīng)變而發(fā) 生變化，根據(jù)該變化，通過各個壓電電阻元件例如在X軸Y軸上作為由惠 斯通電橋形成的電路的輸出各軸的加速度分量被獨(dú)立分離的輸出電壓而檢 測出來。另外，連接圖2所示的上述金屬布線以構(gòu)成上述電路，從而從規(guī) 定的焊盤檢測出對各軸的輸出電壓。此外，該三軸加速度傳感器還可以檢測出加速度的DC分量，因而也 可以用作檢測重力加速度的傾斜角傳感器。圖6的(a) 圖6的(c)是三軸加速度傳感器的對傾斜角的輸出響應(yīng) 的說明圖。如圖6的(a) 圖6的(c)所示，使傳感器繞X、 Y、 Z軸旋轉(zhuǎn)，通過 數(shù)字電壓表測量X、 Y、 Z軸各自的電橋輸出。傳感器的電源使用低電壓 電源+5V。另外，圖6的(a) 圖6的(c)所示的各個測量點(diǎn)繪出了用算 術(shù)方法減去各軸輸出的零點(diǎn)偏移后的值。圖7是重力加速度(輸入)與傳感器輸出之間的關(guān)系的說明圖。 圖7所示的輸入輸出關(guān)系是通過如下方式而得到的根據(jù)圖6的 (a) 圖6的(c)的傾斜角的余弦計算出分別與X、 Y、 Z軸相關(guān)的重力 加速度分量，求出重力加速度(輸入)與傳感器輸出之間的關(guān)系，并評價 該輸入輸出的線性。即，加速度與輸出電壓之間的關(guān)系大致為線性。圖8的(a) 圖8的(c)是三軸加速度傳感器的頻率特性的說明圖。 如圖8的(a) 圖8的(c)所示，作為一個例子，在X、 Y、 Z軸各 自的傳感器輸出的頻率特性中，直到200Hz附近為止三軸均顯示出了平滑
的頻率特性，X軸是在602Hz處發(fā)生了共振，Y軸是在600Hz處發(fā)生了共 振，Z軸是在883Hz處發(fā)生了共振。再次參照圖1，本發(fā)明的實(shí)施方式的微小結(jié)構(gòu)體的檢查方法如下通 過向作為微小結(jié)構(gòu)體的三軸加速度傳感器輸出為疏密波的聲波來檢測由該 聲波引起的微小結(jié)構(gòu)體的可動部分的動作，并評價其特性。利用圖9的流程圖，對本發(fā)明第一實(shí)施方式的微小結(jié)構(gòu)體的檢査方法 進(jìn)行說明。這里，為了便于說明，首先對從揚(yáng)聲器部2的一個揚(yáng)聲器根據(jù) 單一聲源輸出測試聲波的情況進(jìn)行說明。參照圖9，首先，開始微小結(jié)構(gòu)體的檢査(測試)(步驟S0)。然 后，使探針4與檢測芯片TP的焊盤PD接觸(步驟S1)。具體來說，為 了檢測通過圖5說明的惠斯通電橋電路的輸出電壓，使探針4與規(guī)定的焊 盤PD接觸。另外，在圖1的結(jié)構(gòu)中示出了使用一組探針4的結(jié)構(gòu)，但也 可以使用多組探針。通過使用多組探針，可以并列檢測輸出信號。然后，設(shè)定從揚(yáng)聲器部2輸出的測試聲波(步驟S2a)。具體來說， 控制部20經(jīng)由輸入輸出接口 15接收來自外部的輸入數(shù)據(jù)的輸入。然后， 控制部20控制揚(yáng)聲器控制部30，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)對揚(yáng)聲器控制部30進(jìn)行指 示，以從揚(yáng)聲器部2輸出施加給檢測芯片TP的期望頻率和期望聲壓的測 試聲波。然后，從揚(yáng)聲器部2向檢測芯片TP輸出測試聲波(步驟S2b)。然后，使用擴(kuò)音器3來檢測從揚(yáng)聲器部2施加給檢測芯片TP的測試 聲波(步驟S3)。在信號調(diào)整部35中，由擴(kuò)音器3檢測出的測試聲波被 轉(zhuǎn)換成電壓信號，該電壓信號被放大并被輸出給控制部20。然后，控制部20對從信號調(diào)整部35輸入的電壓信號進(jìn)行分析、判 斷，判斷期望的測試聲波是否到達(dá)(步驟S4)。在步驟S4中，當(dāng)控制部20判斷出是期望的測試聲波時，進(jìn)入接下來 的步驟S5，對檢測芯片的特性值進(jìn)行測量。具體地說，由測量部25根據(jù) 經(jīng)由探針4傳送過來的電信號測量特性值(步驟S5)。具體地說，由于從揚(yáng)聲器部2輸出的為疏密波的測試聲波的到達(dá)、即 空氣振動，檢測芯片的微小結(jié)構(gòu)體的可動部分動作。根據(jù)經(jīng)由探針4而給 出的輸出電壓來測量根據(jù)該動作而改變的、作為微小結(jié)構(gòu)體的三軸加速度
傳感器的電阻值的變化。另一方面，在步驟S4中，當(dāng)判斷出不是期望的測試聲波時，再次返回到步驟S2而再次設(shè)定測試聲波。此時，控制部20指示揚(yáng)聲器控制部30 進(jìn)行測試聲波的修正。揚(yáng)聲器控制部30響應(yīng)來自控制部20的指示，為了 成為期望的測試聲波而對頻率和/或聲壓進(jìn)行微調(diào)，以從揚(yáng)聲器部2輸出期 望的測試聲波。在本例中對檢測測試聲波并將其修正為期望的測試聲波的 方式進(jìn)行了說明，但是在預(yù)先已經(jīng)有期望的測試聲波到達(dá)檢測芯片的微小 結(jié)構(gòu)體的情況下，也可以不特別設(shè)置測試聲波的修正單元和修正測試聲波 的方式。具體地說，在測試開始之前預(yù)先執(zhí)行直到步驟S2a S4的處理， 在揚(yáng)聲器控制部30中存儲用于輸出期望的測試聲波的、經(jīng)修正的控制 值。然后，在實(shí)際進(jìn)行微小結(jié)構(gòu)體的測試時，揚(yáng)聲器控制部30通過該存 儲的控制值來控制對揚(yáng)聲器部2的輸入，由此可以省略上述測試過程中的 步驟S3和S4的處理。然后，控制部20判斷所測量的特性值、即測量數(shù)據(jù)是否處于允許范 圍之內(nèi)(歩驟S6)。在步驟S6中，當(dāng)判斷為處于允許范圍之內(nèi)時認(rèn)為合 格(步驟S7)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸出和保存(步驟S8)。然后，進(jìn)入步驟 S9。例如，在控制部20中，作為允許范圍的判斷的一個例子，判斷是否 響應(yīng)于從揚(yáng)聲器部2輸出的測試聲波的聲壓而得到了期望的輸出電壓，更 具體地說，可以通過判斷三軸加速度傳感器的電阻值是否響應(yīng)于從揚(yáng)聲器 部2輸出的測試聲波的聲壓的變化而線性地發(fā)生了變化、即是否可以得到 通過圖7說明的線形關(guān)系來判斷出該芯片是否具有適當(dāng)?shù)奶匦?。另外，雖 然未進(jìn)行圖示，但是通過根據(jù)來自控制部20的指示而存儲在存儲器等的 存儲部中來保存數(shù)據(jù)，所述存儲器設(shè)置在檢測器5的內(nèi)部。在步驟S9中，當(dāng)沒有下一個要檢査的芯片時，結(jié)束微小結(jié)構(gòu)體的檢 査(測試)(步驟SIO)。另一方面，在步驟S9中，當(dāng)還有下一個應(yīng)檢査的芯片時，返回至最 初的步驟S1，再次執(zhí)行上述檢查。這里，在步驟S6中，當(dāng)控制部20判斷出所測量的特性值、即測量數(shù) 據(jù)不處于允許范圍之內(nèi)時，認(rèn)為不合格(步驟Sll)，并再次進(jìn)行檢查 (步驟S12)。具體來說，通過再次進(jìn)行檢查，可以除去被判斷為處于允 許范圍之外的芯片?；蛘?，即使是被判斷為處于允許范圍之外的芯片，也 可以將其分成多組。即，考慮會存在如下情況很多芯片雖然無法通過嚴(yán) 格的測試條件，但是在進(jìn)行維修、修正等之后即使出廠也不會存在問題。 因此，也可以通過再次進(jìn)行檢查等來進(jìn)行上述分組，從而挑選芯片并根據(jù) 挑選結(jié)果來出貨。另外，在本例中，作為一個示例，說明了響應(yīng)于三軸加速度傳感器的 動作而通過輸出電壓對設(shè)置于三軸加速度傳感器上的壓電電阻元件的電阻 值的變化進(jìn)行檢測、判斷的結(jié)構(gòu)，但并不特別限定于電阻元件，也可以是 對電容元件或電抗元件等的阻抗值的變化進(jìn)行檢測、判斷的結(jié)構(gòu)，或者是 對基于阻抗值變化而產(chǎn)生的電壓、電流、頻率、相位差、延遲時間、以及 位置等的變化進(jìn)行檢測、判斷的結(jié)構(gòu)。圖10是對從揚(yáng)聲器部2輸出的測試聲波予以響應(yīng)的三軸加速度傳感 器的頻率響應(yīng)的說明圖。在圖IO中示出了當(dāng)施加聲壓為1Pa (帕斯卡)的測試聲波并使其頻率 改變時從三軸加速度傳感器輸出的輸出電壓?？v軸表示三軸加速度傳感器 的輸出電壓(mV)，橫軸表示測試聲波的頻率(Hz)。這里，特別示出了對X軸方向得到的輸出電壓。如圖IO所示，示出了兩個區(qū)域A、 B。具體來說，示出了共振頻率區(qū) 域A和非共振頻率區(qū)域B。參照圖10，輸出電壓為最大的頻率、即得到通過共振而改變了的最大 輸出電壓的頻率相當(dāng)于共振頻率。在圖10中，與該輸出相對應(yīng)的頻率約 為600Hz。即，與上述三軸加速度傳感器的X軸的頻率特性大體一致。因此，例如可以根據(jù)通過使聲壓固定并改變測試聲波的頻率而得到的 輸出電壓特性來確定共振頻率，對該確定的共振頻率與期望的共振頻率進(jìn) 行比較，從而可以判斷出是否為期望的共振頻率。在本例中，雖然只圖示 了X軸，但同樣在Y軸和Z軸上也可以得到相同的頻率特性，因而可以 在三軸上分別評價加速度傳感器的特性。例如，當(dāng)作為共振頻率的共振點(diǎn)是以600Hz以外的頻率進(jìn)行共振時，
由于在該軸上無法得到合適的期望頻率，因此也可以判斷為不良。即，特 別是由于為微小結(jié)構(gòu)體而難以進(jìn)行外觀檢査，但是可以通過上述方法來檢 查內(nèi)部的結(jié)構(gòu)損壞或存在于微小結(jié)構(gòu)體的可動部分中的裂紋等。在這里， 對根據(jù)最大的輸出電壓來確定共振頻率的情況進(jìn)行了說明。通過共振，可 動部分會獲得最大的變位量。因此，獲得最大變位量的頻率相當(dāng)于共振頻 率。由此，可以根據(jù)最大變位量來確定共振頻率，并如上述那樣通過比較 是否為期望的共振頻率來進(jìn)行不良判斷。此外，例如還可以使用區(qū)域B的頻率區(qū)域、即非共振頻率區(qū)域，改變 測試聲波的聲壓，并根據(jù)輸出結(jié)果來進(jìn)行三軸加速度傳感器的靈敏度、偏 置等的檢測檢査。另外，在本例中說明了通過探針4對一個芯片TP進(jìn)行檢査的方式，但由于測試聲波均勻傳播，因而也可以對多個芯片并列進(jìn)行同樣的檢査。 此外，由于對測試聲波的頻率和聲壓的控制比較容易，因而與控制空氣的 流量等方式相比，可以簡單、容易地構(gòu)成裝置。如上所述，根據(jù)第一實(shí)施方式的檢查方法和檢查裝置，可以通過控制 為疏密波的聲波這樣的簡單方式，根據(jù)微小結(jié)構(gòu)體的可動部分的動作而高 精度地檢査微小結(jié)構(gòu)體的特性。在上述方式中，為了便于說明，對使用單一聲源的測試聲波進(jìn)行檢査 的檢查方法進(jìn)行了說明，但是本申請的方式用作根據(jù)多個聲源將其合成波 作為測試聲波而施加給微小結(jié)構(gòu)體的可動部分的方式，檢査方法與單一聲 源相同。以下，對多個聲源的測試聲波的生成進(jìn)行具體的說明。圖11是在本發(fā)明的實(shí)施方式的微小結(jié)構(gòu)體的檢查系統(tǒng)中生成具有指 向性的測試聲波的方式的說明圖。如圖ll所示，這里示出了作為揚(yáng)聲器部2而沿X軸方向配置的二個 揚(yáng)聲器2a、 2b。該揚(yáng)聲器2a和揚(yáng)聲器2b具有聲源間隔d的距離。這里， 考慮當(dāng)從該揚(yáng)聲器2a、 2b之間的中心位置O向Z軸方向放射時施加給P 點(diǎn)的測試聲波。從中心位置O至P點(diǎn)的距離r0為非常大的值。這里，0為 以分別從揚(yáng)聲器2a、 2b向P點(diǎn)輸出的聲波的合成波為測試聲波的矢量與Z 軸之間的角度。從作為各個聲源的揚(yáng)聲器2a、 2b至P點(diǎn)的距離如以下各式所示。 [數(shù)l]r0— (d/2) sin(9 r0+ (d/2) sin6> 因此，存在dsin0的距離差?；谧鳛楦鱾€聲源的揚(yáng)聲器2a、 2b產(chǎn)生的P點(diǎn)的速度勢存在2兀 dsinWA的相位差。例如，d=20mm，聲音的波長A二17mm (頻率20kHz)，從聲源至測 量對象的距離r0二500mm。作為一個例子，聲速為340m/秒。dsir^與r0相比非常小，但與波長A相比卻未必是小的值。因此，對于2個聲源的合成聲場，在dsiW為A/2的奇數(shù)倍的方向9 上，2個聲源的影響互相抵消而變?yōu)?。相反地，在dsin0為A的整數(shù)倍的 方向上，合成聲場變?yōu)樽畲?。艮卩，?dāng)(1>入/2時，聲壓最大的方向的聲壓為0的方向交替出現(xiàn)。具 體地說，速度勢如下式所示。[數(shù)2]0= (Q/2 r) {exp(—jkr0)/r0}cos[(kd/2) sin0] Q:體積速度k=co/c w = 2 rf c=V^K:介質(zhì)的體積彈性率P:介質(zhì)的密度C:聲速當(dāng)0 = 0時(D0=(Q/2 r)exp(—jkrO)/rO 當(dāng)使指向性系數(shù)R (0)為OADo時 R (0) =|c0Se|x= (7rd/X) sin6>圖12是d/入二1.5時的R (0)的說明圖。此時，d=25.5mm、 X= 17mm。因此，當(dāng)在R (0) =1的位置配置作為測量對象的微小結(jié)構(gòu)體的可動 部分時，如圖13所示，可以僅對某些特定的規(guī)定的可動部分施加作為合 成波的測試聲波。在本例中，示出了僅向三軸加速度傳感器的一個錨施加 測試聲波的情況。 圖14是多個聲源沿X軸方向配置時施加作為合成波而賦予的測試聲 波的聲場的說明圖。如圖14所示，示出了N個聲源。并且，r0>〉d。如上所述，從相鄰 的聲源至測量點(diǎn)的距離差為dsini 速度勢如下式所示。 [數(shù)3]0 = exp(—jkrOMQsin[TN,s闊exp(—j r(N—1)(d/入)sin。} /47rr0sin[Xd/入)sir^]當(dāng)0 = 0時①o二exp(—jkrO) Q N/ 4 rr0當(dāng)使指向性系數(shù)R (0)為OADo時R (0)叫co命I sin( rN (d/入)sin(9)編n (7r(d/入)si竭當(dāng)6> = 0時，R (0) =1，僅向該方向強(qiáng)烈地放射聲波。除了 0 = 0以外，當(dāng)存在滿足(d/人)sin0二l的角度時，(sin0=A/d)，也向該方向強(qiáng)烈地放射聲波。圖15是各個聲源的聲波的輸出角度與聲壓的關(guān)系的說明圖。 在本例中，聲源N=64， d/人二2。此時，除了 0二O以外，當(dāng)也存在滿足(d/A) sin0=l的角度(d/A=sir^)時，僅向該方向強(qiáng)烈地放射聲波。圖16是各個聲源的聲波的輸出角度與聲壓的關(guān)系的另一說明圖。為 d/入二0.5的情況。此時，僅向0=0的方向強(qiáng)烈地放射聲波。因此，通過按照上述關(guān)系式并根據(jù)至微小結(jié)構(gòu)體的可動部分的距離差 和聲波的波長將聲源的間隔設(shè)定為規(guī)定值，可以調(diào)整成作為合成波施加給 微小結(jié)構(gòu)體的可動部分的測試聲波的合成聲場為最大。g卩，可以通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定上述關(guān)系式的參數(shù)而調(diào)整成測試聲波的合成聲場為最大。例如，當(dāng) 至微小結(jié)構(gòu)體的可動部分的距離差和聲源的間隔被預(yù)先規(guī)定時，可以通過 調(diào)整聲波的波長而調(diào)整成測試聲波的合成聲場在規(guī)定的位置處為最大。此 時，例如可以通過揚(yáng)聲器控制部30發(fā)出調(diào)整揚(yáng)聲器部2的各個聲源的聲 波的波長、具體地說即調(diào)整頻率的指示來實(shí)現(xiàn)。關(guān)于上述關(guān)系式等中的速
度勢、體積速度、以及指向性系數(shù)等，在"機(jī)械音響學(xué)，著者安田仁彥，2004年7月16日發(fā)行，3口*社，Pll — 16、 P106—116"中有詳細(xì)的記 載。如本實(shí)施方式的構(gòu)成那樣，能夠?qū)亩鄠€聲源輸出的聲波的合成波作 為測試聲波，使測試聲波具有指向性，從而在合成聲場為最大的聲壓的情 況下向測試對象、例如上述說明的加速度傳感器的錨施加測試聲波，因此 可以用簡單的方式有效并高精度地檢查具有微小的可動部分的結(jié)構(gòu)體。圖17是本發(fā)明第一實(shí)施方式的另一微小結(jié)構(gòu)體的檢査系統(tǒng)l弁的簡要 結(jié)構(gòu)圖。參照圖17，本發(fā)明第一實(shí)施方式的另一檢査系統(tǒng)1#的不同點(diǎn)在于用檢測器弁5替換了檢測器5。具體地說，對于檢測器5#，將揚(yáng)聲器控制 部30替換為揚(yáng)聲器控制部30#，并對揚(yáng)聲器部2設(shè)置了位置控制部6。 由于其他部分相同，因此不再重復(fù)詳細(xì)的說明。位置控制部6由揚(yáng)聲器控制部30#控制，可以對揚(yáng)聲器部2的位置、 具體地說即作為構(gòu)成揚(yáng)聲器部2的各個聲源的揚(yáng)聲器的位置任意地進(jìn)行調(diào) 整。揚(yáng)聲器控制部30#響應(yīng)于來自控制部20的指示，向位置控制部6輸 出用于使構(gòu)成揚(yáng)聲器部2的揚(yáng)聲器移動至任意位置的指示信號。例如，作 為位置控制部6 ，可以使用相互連結(jié)的滑塊或具有轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的多自由度的 腕狀機(jī)構(gòu)的機(jī)械手來調(diào)整構(gòu)成揚(yáng)聲器部2的各個聲源、即揚(yáng)聲器的位置。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，由于可以通過位置控制部6自由地調(diào)整各個聲源、即揚(yáng) 聲器的位置，即可以控制施加最大聲壓的部位，因此可以對微小結(jié)構(gòu)體的 期望位置施加作為合成波的測試聲波，從而可以有效并高精度地檢查具有 微小的可動部分的結(jié)構(gòu)體。這里，雖然對揚(yáng)聲器部2設(shè)置了調(diào)整其位置的 位置控制部6 ，但是不限于此，例如當(dāng)然也可以與揚(yáng)聲器部2同樣地對擴(kuò) 音器3等設(shè)置控制其位置的位置控制部。另外，在上述結(jié)構(gòu)中，對調(diào)整聲 源的位置的方式進(jìn)行了說明，但是也可以固定聲源而調(diào)整測量對象的位置 來對期望的位置施加作為合成波的測試聲波?；蛘撸€可以調(diào)整機(jī)械手等 的位置來對期望的位置施加測試聲波。 (第二實(shí)施方式)
在上述第一實(shí)施方式中，對通過調(diào)整聲源的間隔而使合成聲場變?yōu)樽?大的調(diào)整情況進(jìn)行了說明。在本第二實(shí)施方式中，說明將從多個聲源中的 各個聲源輸出的聲波到達(dá)可動部分的時刻設(shè)定為同一時刻的方式、即被稱為波束聚焦(beam focus)的方式。圖18是當(dāng)描畫以P點(diǎn)為中心、半徑為r0的同心圓時與從各個聲源至 觀測點(diǎn)P的距離r0的距離差Li的說明圖。該關(guān)系式如下式所示。[數(shù)4]<formula>formula see original document page 20</formula>。為了如圖18所示聚焦于P點(diǎn)一點(diǎn)，可以通過如下控制來實(shí)現(xiàn)使聲 源的驅(qū)動時間延遲t i = Li/c而發(fā)出聲波，以使從各個聲源至P點(diǎn)的聲波的 到達(dá)時間變?yōu)橄嗟?。或者，也可以通過按照使相位差延遲kLi的方式控制 各個聲源來實(shí)現(xiàn)。c， k如下式所示。[數(shù)5]<formula>formula see original document page 20</formula>如第二實(shí)施方式所示，通過將到達(dá)規(guī)定點(diǎn)的時刻設(shè)定為同一時刻，可 以在合成聲場為最大聲壓的情況下向錨施加作為各個聲波的合成波的測試 聲波，從而可以通過簡易的方式有效并高精度地檢査具有微小的可動部分 的結(jié)構(gòu)體。圖1 9的(a)和圖19的(b)是簡要說明懸臂型MEMS開關(guān)(以 下，也簡稱為開關(guān))的示意圖。圖19的(a)是開關(guān)靜止時的說明圖。參照圖19的(a)，開關(guān)包 括基板50、懸臂51、控制電極52、懸臂接合部53、以及接合電極54。 在未輸入控制信號的狀態(tài)下，開關(guān)不動作。圖19的(b)是開關(guān)動作時的說明圖。當(dāng)控制信號被施加給控制電極 52時，懸臂51被吸向控制電極52 —側(cè)。由此，懸臂接合部53與接合電 極54接觸。由此，開關(guān)變?yōu)殚]合(ON)狀態(tài)。作為一個例子，當(dāng)脈沖狀 的控制信號被施加給控制電極52時，懸臂接合部53上下動作，從而重復(fù) 與接合電極54的接合狀態(tài)/非接合狀態(tài)。該開關(guān)非常微小，并且可以用作
快速改變頻率的開關(guān)?？梢酝ㄟ^按照與上述說明相同的方式對作為該開關(guān)的可動部分的懸臂 51的前端部分施加作為合成波的測試聲波而與三軸加速度傳感器同樣地對 該開關(guān)的特性進(jìn)行檢査。圖20是在電子束照射器的照射窗中使用隔膜結(jié)構(gòu)的情況的說明圖。 如圖20所示，示出了從真空管81向大氣中射出電子束EB的照射窗80的 一部分，如該放大的剖面結(jié)構(gòu)所示，采用了薄膜的隔膜結(jié)構(gòu)。在圖20中 僅示出了由單一材料形成隔膜并且為一個隔膜的結(jié)構(gòu)，但有時也用多種材 料形成為多層膜結(jié)構(gòu)，有時還采用配置成陣列狀的照射窗。通過按照與上 述相同的方式對該薄膜的隔膜結(jié)構(gòu)的特定位置施加作為合成波的測試聲 波，使作為可動部分的薄膜的隔膜產(chǎn)生振動，可以進(jìn)行膜的破損、有無裂 紋、以及膜質(zhì)量的檢查等特性檢査。圖21是扭轉(zhuǎn)鏡90的說明圖。如圖21所示，扭轉(zhuǎn)鏡90包括中央部分的旋轉(zhuǎn)部、其外側(cè)的旋轉(zhuǎn)框 部、以及旋轉(zhuǎn)框部的外側(cè)的外周部，中央部分的旋轉(zhuǎn)部及其外側(cè)的旋轉(zhuǎn)框 部可以分別繞不同的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。對于該扭轉(zhuǎn)鏡90，也可以通過按照與上述相同的方式對作為可動部分 的進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的特定位置施加作為合成波的測試聲波并以旋轉(zhuǎn)軸使扭轉(zhuǎn)鏡90 的至少一部分進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行特性檢查。如上所述，對于三軸加速度傳感器和上述具有可動部分的其他 MEMS，均可以通過施加第一、二實(shí)施方式的測試聲波而以簡易的方式有 效并高精度地檢查具有微小的可動部分的結(jié)構(gòu)體。另外，不限于三軸加速 度傳感器的加速度傳感器，例如對于角速度傳感器或多軸角速度傳感器， 也可以通過對某些特定的位置、例如作為可動部分而發(fā)揮作用的特定位置 施加第一、二實(shí)施方式的測試聲波而得到與三軸加速度傳感器相同的效 果。(第三實(shí)施方式)在上述第二實(shí)施方式中，對按照機(jī)械手等機(jī)械方式來調(diào)整多個聲源的 位置的方式進(jìn)行了說明。在第三實(shí)施方式中，說明可以按照簡易的方式對
多個聲源的聲源位置進(jìn)行調(diào)整的方式。圖22是本發(fā)明第二實(shí)施方式的微小結(jié)構(gòu)體的檢査系統(tǒng)l弁a的簡要結(jié)構(gòu)圖。參照圖22，本發(fā)明第二實(shí)施方式的微小結(jié)構(gòu)體的檢査系統(tǒng)l井a(chǎn)的不 同點(diǎn)在于用檢測器5弁a替換了檢測器5。具體地說，對于檢測器5弁a， 將揚(yáng)聲器部2替換為揚(yáng)聲器部ARY,并將揚(yáng)聲器控制部30替換為揚(yáng)聲器 控制部30弁a。由于其他部分相同，因此不再重復(fù)詳細(xì)的說明。揚(yáng)聲器控制部30弁a根據(jù)來自控制部20的指示對揚(yáng)聲器部ARY進(jìn)行 控制。后面將進(jìn)行詳細(xì)的說明。圖23是本發(fā)明第三實(shí)施方式的揚(yáng)聲器部ARY的簡要說明圖。參照圖23，本發(fā)明第三實(shí)施方式的揚(yáng)聲器部ARY包括配置成矩陣 狀的多個揚(yáng)聲器單元SPU;以及用于控制揚(yáng)聲器單元SPU的接通/關(guān)閉的 開關(guān)部(未圖示)。作為一個例子，各個揚(yáng)聲器單元SPU的彼此的距離被 設(shè)定為間隔d。圖24是揚(yáng)聲器部ARY的一部分的說明圖。參照圖24，這里示出了 2X2揚(yáng)聲器單元的上表面部的布線結(jié)構(gòu)。作 為一個例子，這里示出了揚(yáng)聲器單元SPU1 SPU4。這里，作為揚(yáng)聲器單元SPU的一個例子而說明熱聲發(fā)動機(jī)，該熱聲發(fā) 動機(jī)可以向介質(zhì)施加熱量，通過熱誘導(dǎo)形成空氣的疏密，從而產(chǎn)生聲波。對揚(yáng)聲器單元SPU的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖25是揚(yáng)聲器單元SPU的剖面結(jié)構(gòu)圖。參照圖25，揚(yáng)聲器單元SPU包括半導(dǎo)體基板40，為單結(jié)晶的硅基 板；熱絕緣層NCS，從半導(dǎo)體基板40的厚度方向的一個表面向半導(dǎo)體基 板40的內(nèi)側(cè)形成為規(guī)定的深度；以及發(fā)熱體LY，形成在熱絕緣層NCS 上，為金屬薄膜(例如，AI薄膜等)。熱絕緣層LY由多孔質(zhì)納米結(jié)晶硅 層形成，與半導(dǎo)體基板40相比，具有非常小的熱傳導(dǎo)率和體積熱容量。當(dāng)從交流電源向發(fā)熱體LY通交流電流(未圖示)時，發(fā)熱體LY發(fā) 熱，并且發(fā)熱體LY的溫度(或發(fā)熱量)根據(jù)被通電的交流電流的頻率而 改變。另一方面，在發(fā)熱體LY的正下方形成有熱絕緣層NCS，由于發(fā)熱 體LY與半導(dǎo)體基板40熱絕緣，因此可以在發(fā)熱體LY與其附近的空間之 間產(chǎn)生有效的熱交換。根據(jù)發(fā)熱體LY的溫度變化(或發(fā)熱量的變化)， 空氣反復(fù)地進(jìn)行膨脹和收縮，結(jié)果產(chǎn)生了聲波。再次參照圖24，這里示出了為了提高發(fā)熱體LY的熱交換率而在多孔 質(zhì)硅層的正上方蜿蜒地形成有金屬薄膜的情況。另外，對應(yīng)于各個揚(yáng)聲器 單元SPU而與發(fā)熱體的一端一側(cè)和另一端一側(cè)相對應(yīng)地設(shè)置焊盤，例如對 應(yīng)于揚(yáng)聲器單元SPU1而在發(fā)熱體LY的一端一側(cè)設(shè)置焊盤PDl，在另一 端一側(cè)設(shè)置PD0。其他的揚(yáng)聲器單元SPU2 SPU4也為相同的結(jié)構(gòu)。焊盤 PDO被共用，通過該焊盤PDO接通交流電源而使交流電流流經(jīng)發(fā)熱體。另一方面，為了在單晶硅基板的半導(dǎo)體基板40的一個表面一側(cè)形成 多孔質(zhì)納米結(jié)晶硅層的熱絕緣層NCS而進(jìn)行陽極氧化處理。圖26是生成熱絕緣層NCS的說明圖。參照圖26，當(dāng)進(jìn)行陽極氧化處理時，使用密封件在半導(dǎo)體基板40 的、作為陽極氧化處理對象的表面的部位的周圍設(shè)置外壁41，將電解液 45注入該外壁的內(nèi)側(cè)，該處理對象的表面的部位與電解液45接觸。然后，在電解液45中，將鉑電極44與半導(dǎo)體基板40的表面相對配 置。并且，在半導(dǎo)體基板40的背面一側(cè)安裝通電用電極42，與通電用電 極42連接的導(dǎo)線與電流源200的正極一側(cè)連接，鉑電極44與電流源200 的負(fù)極一側(cè)連接。將通電用電極42作為陽極、將鉑電極44作為陰極，在 規(guī)定的通電時間內(nèi)從電流源200使規(guī)定的電流密度的電流在通電用電極42 與鉑電極44之間流過。通過該陽極氧化處理，在半導(dǎo)體基板40的表面的部位的、外壁41的 內(nèi)側(cè)形成了厚度大致固定的熱絕緣層NSC。另外，作為用于陽極氧化處理 的電解液45，例如可以使用將55wt^的氟化氫水溶液和乙醇以1: l進(jìn)行 混合而得到的混合液(HF/乙醇溶液)。作為密封材料，例如可以使用由 氟樹脂形成的密封材料。根據(jù)該方式，可以形成作為熱絕緣層NCS的多孔質(zhì)納米結(jié)晶硅層。并且，形成發(fā)熱體LY的工序如下通過濺射法等在半導(dǎo)體基板40的 表面上形成金屬薄膜，在金屬薄膜上涂布光致抗蝕劑，并通過光刻技術(shù)形
成被圖案化的抗蝕層，然后將抗蝕層作為掩膜，通過所謂的干蝕刻工序和 濕蝕刻工序除去金屬薄膜的無用部分，最后除去抗蝕層，由此可以形成例如通過圖24說明的蜿蜒形狀的發(fā)熱體LY。根據(jù)上述方式，可以將多個獨(dú)立的聲源簡單地成形為圖22所示的矩 陣狀。g卩，可以通過半導(dǎo)體工藝將多個聲源一并成形在同一基板上，并且 可以以低成本進(jìn)行成形。另外，根據(jù)該工藝，可以將聲源間的特性差異和 配置偏差抑制到最低限度。從而可以將使用該多個聲源生成合成波時的合 成聲場的紊亂或誤差抑制到最低限度。另外，可以將揚(yáng)聲器單元SPU的各個聲源的尺寸設(shè)定為3mm以下， 并且可以一次性地確保揚(yáng)聲器部ARY的多個聲源。由于可以容易地獲得 聲源的密度，因此可以得到足夠的合成波的合成聲場強(qiáng)度。圖27是本發(fā)明第三實(shí)施方式的揚(yáng)聲器部ARY的內(nèi)部電路的結(jié)構(gòu)的說 明圖。這里，作為一個例子而使用四個揚(yáng)聲器單元來進(jìn)行說明，但是不限 于此，設(shè)置更多的揚(yáng)聲器單元的情況與此相同。參照圖27，本發(fā)明第三實(shí)施方式的揚(yáng)聲器部ARY具有揚(yáng)聲器單元 SPU1 SPU4、開關(guān)部100。本發(fā)明第三實(shí)施方式的開關(guān)部100包括分別與揚(yáng)聲器單元SPU1 SPU4對應(yīng)設(shè)置的開關(guān)SW1 SW4和交流電源Vsl、 Vs2。在本例中，示出 了開關(guān)部IOO和揚(yáng)聲器單元SPU在同一基板上形成的情況，但是對此沒有 特別的限定，當(dāng)然也可以分別成形在不同的基板上。在揚(yáng)聲器單元SPU1中，焊盤PD1經(jīng)由開關(guān)SW1與交流電源Vsl的一 個電極接通，焊盤PDO與交流電源VJ的另一個電極接通。同樣地，在揚(yáng) 聲器單元SPU2中，焊盤PD2經(jīng)由開關(guān)SW2與交流電源VJ的一個電極接 通，焊盤PDO與交流電源Vsl的另一個電極接通。在揚(yáng)聲器單元SPU3 中，焊盤PD3經(jīng)由開關(guān)SW3與交流電源Vs2的一個電極接通，焊盤PD4 與交流電源Vs2的另一個電極接通。同樣地，在揚(yáng)聲器單元SPU4中，焊 盤PD4經(jīng)由開關(guān)SW4與交流電源Vs2的一個電極接通，焊盤PDO與交流 電源V,2的另一個電極接通。開關(guān)SW1 SW4分別響應(yīng)于各個控制信號CT1 CT4的輸入而導(dǎo)
通，使對應(yīng)的焊盤PD與交流電源接通。因此，例如當(dāng)響應(yīng)來自控制部20的指示而從揚(yáng)聲器控制部30弁a輸出控制信號CT1 (例如，"H"電平) 并向開關(guān)部IOO輸入控制信號CTI ( "H"電平)時，開關(guān)SW1導(dǎo)通，從 而使交流電源Vsl與焊盤PD1接通。與此相伴，揚(yáng)聲器單元SPU1按照基 于控制信號CT1而產(chǎn)生的開關(guān)部100的開關(guān)SW1的開關(guān)動作而被選擇， 從而輸出上述聲波。揚(yáng)聲器單元SPU2 SPU4按照與揚(yáng)聲器單元SPU1相 同的方式根據(jù)控制信號CT2 CT4的輸入而被選擇。這里，示出了交流電 源Vsl、 Vs2分別獨(dú)立設(shè)置的結(jié)構(gòu)，但是對此沒有特別的限定，也可以使 用一個交流電源。另外，在本例中，從揚(yáng)聲器控制部30弁a輸出控制信號 CT1 CT4來選擇開關(guān)SW1 SW4，但是不限于此，也可以從外部輸入控 制信號，或者也可以由其他的控制電路賦予控制信號。另外，交流電源Vsl、 Vs2的頻率既可以固定，例如也可以響應(yīng)于來 自揚(yáng)聲器控制部30弁a的指示而進(jìn)行調(diào)整。圖28是本發(fā)明第三實(shí)施方式的多個揚(yáng)聲器單元SPU的選擇的說明圖。參照圖28，這里示出了如上所述使所有與揚(yáng)聲器單元SPU對應(yīng)的開 關(guān)SW導(dǎo)通、從所有揚(yáng)聲器單元SPU產(chǎn)生聲波的情況。這里，由于將相鄰 的揚(yáng)聲器單元SPU的距離設(shè)定為間隔d，因此可以容易地將多個聲源的各 個距離設(shè)定為間隔d。這里，對X方向分配X1 X5的地址，對Y方向分 配Y1 Y5的地址，向遵循該X方向和Y方向的地址的揚(yáng)聲器單元SPU 輸入對應(yīng)的控制信號CT，從而使對應(yīng)的開關(guān)SW導(dǎo)通并輸出聲波。圖29是本發(fā)明第三實(shí)施方式的多個揚(yáng)聲器單元SPU的選擇的另一說 明圖。參照圖29，這里示出了與X方向和Y方向的地址(Xl， Yl)、 (X3， Yl) 、 (X5， Yl) 、 (Xl， Y3) 、 (X3， Y3) 、 (X5， Y3)、 (Xl， Y5) 、 (X3， Y5) 、 (X5， Y5)相對應(yīng)的揚(yáng)聲器單元SPU被選 擇的情況。例如，在控制部20的指示下從揚(yáng)聲器控制部30#向揚(yáng)聲器部 ARY輸出與對應(yīng)于上述地址的揚(yáng)聲器單元SPU相對應(yīng)的各個控制信號 CT，由此可以實(shí)現(xiàn)上述選擇。
根據(jù)該選擇，被選擇的相鄰的揚(yáng)聲器單元SPU的距離為間隔2d，從 而可以容易地將多個聲源的各個距離設(shè)定為間隔2d。這里，關(guān)于揚(yáng)聲器部ARY的一部分的結(jié)構(gòu)，說明了使多個聲源的各個距離為間隔d、 2d的方 式，但是在配置有更多揚(yáng)聲器單元SPU的揚(yáng)聲器部ARY中，可以按照同 樣的方式自由地調(diào)整間隔3d、 4d…等多個聲源的各個距離。根據(jù)該方式，不需要例如按照使用機(jī)械手等的機(jī)械方式對多個聲源位 置進(jìn)行調(diào)整就可以通過簡易的方式來調(diào)整聲源位置。另外，由于在該方式 中可以通過開關(guān)SW的導(dǎo)通/非導(dǎo)通來調(diào)整揚(yáng)聲器單元SPU的聲源位置， 因此與按照機(jī)械的方式進(jìn)行位置調(diào)整的情況相比，可以防止聲源的位置偏 差，并且能夠快速地調(diào)整聲源位置。另外，由于聲源的尺寸非常小(可以 為3mm以下)，因此可以視為點(diǎn)聲源而忽略聲源自身的尺寸的影響，從 而能夠以理想的狀態(tài)生成合成波。另外，由于熱聲發(fā)動機(jī)為無振動聲源，因此合成聲場的會聚位置不會 根據(jù)聲源自身的振動而產(chǎn)生偏差，從而可以準(zhǔn)確地向規(guī)定的位置施加測試 聲波而進(jìn)行精度更高的檢査。另外，通常在為無振動聲源以外的聲源的情 況下，需要為了抑制聲源自身的振動而設(shè)置防振機(jī)構(gòu)等，而當(dāng)為無振動聲 源時，不需要防振機(jī)構(gòu)等，從而可以抑制測試聲波以外的不必要的振動傳 導(dǎo)至微小結(jié)構(gòu)體的可動部分，由此可以進(jìn)行精度更高的檢查。另外，在基板上形成揚(yáng)聲器部ARY之后，除了布線之外還可以根據(jù) 需要將控制部等器件成形在同一基板上。當(dāng)成形在同一基板上時，用于連 接的布線長度變短，從而可以抑制布線延遲等并縮小布局面積。并且，由于通過控制部使從各個揚(yáng)聲器輸出的聲波、定時、以及相位 最佳化，因此可以恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行檢査。 (第三實(shí)施方式的變形例)圖30是本發(fā)明第三實(shí)施方式的變形例的多個揚(yáng)聲器單元SPU的選擇 的另一說明圖。在上述方式中對可以容易地調(diào)整多個聲源的各個間隔距離而生成作為 合成波的測試聲波的方式進(jìn)行了說明，這里說明按照簡易的方式作為合成 波的會聚位置而改變施加的測試聲波的位置的方式。參照圖30，這里，例如與X方向和Y方向的地址(Xl， Y4)、 (Xl， Y5) 、 (X2， Y4) (X2， Y5)相對應(yīng)的四個揚(yáng)聲器單元SPU分 別被選擇，對通過上述四個揚(yáng)聲器單元的區(qū)域內(nèi)的中心的直線的規(guī)定位置f;生成作為合成聲場為最大的合成波的測試聲波。此時，例如當(dāng)選擇與(X4， Yl) 、 (X4， Y2) 、 (X5， Yl) 、 (X5， Y2)相對應(yīng)的四個揚(yáng) 聲器單元SPU的區(qū)域時，可以同樣地向通過它們的中心的直線的規(guī)定位置 fb施加作為合成聲場為最大的合成波的測試聲波。即，通過使選擇的揚(yáng)聲 器單元SPU的區(qū)域移動，可以容易地使合成聲場為最大的位置移動。圖31是根據(jù)圖30的揚(yáng)聲器單元SPU的選擇向扭轉(zhuǎn)鏡90的規(guī)定位置 施加測試聲波的情況的說明圖。例如如圖31所示，在根據(jù)通過圖30說明的四個揚(yáng)聲器單元SPU的選 擇向扭轉(zhuǎn)鏡90的旋轉(zhuǎn)框部的、對于旋轉(zhuǎn)軸與一側(cè)相對應(yīng)的規(guī)定位置fa (左 側(cè))施加測試聲波的情況下，選擇其他區(qū)域的四個揚(yáng)聲器單元SPU，使施 加測試聲波的位置從規(guī)定位置fa移動到扭轉(zhuǎn)鏡90的旋轉(zhuǎn)框部的、對于旋 轉(zhuǎn)軸與另一側(cè)相對應(yīng)的規(guī)定位置fb (右側(cè))。由此，可以改變扭轉(zhuǎn)鏡90的 旋轉(zhuǎn)方向。根據(jù)上述方式，可以通過改變揚(yáng)聲器單元SPU的選擇位置而容易地作 為合成波的會聚位置來改變施加的測試聲波的位置。揚(yáng)聲器SPU的選擇方 式不限于上述方式，可以任意地進(jìn)行選擇。根據(jù)該選擇，可以自由地改變 合成波的會聚位置，從而可以向任意的位置施加測試聲波。另外，在上述說明中主要對多個揚(yáng)聲器單元配置成矩陣狀的情況進(jìn)行 了說明，但是不限于此，例如也可以將揚(yáng)聲器單元配置成如圖32的揚(yáng)聲 器部ARY弁那樣的中心為S的同心圓狀，或者當(dāng)然也可以將揚(yáng)聲器單元配 置在直線上。另外，不需要使多個聲源同時輸出聲波，也可以如第二實(shí)施方式所述的那樣通過設(shè)置時間差進(jìn)行輸出來調(diào)整會聚位置。另外，也可以通過改變 揚(yáng)聲器單元的波長來改變合成聲場為最大的聲波的會聚位置，因此也可以通過改變揚(yáng)聲器單元的波長來調(diào)整會聚位置。另外，也可以將以下程序預(yù)先存儲在FD、 CD-ROM、或硬盤等存儲
介質(zhì)中，所述程序用于使計算機(jī)執(zhí)行上述說明的用于施加期望的測試聲波 的聲源位置等的調(diào)整方法和通過施加該測試聲波而進(jìn)行的上述微小結(jié)構(gòu)體 的檢査方法。此時，也可以在檢測器中設(shè)置用于讀取存儲在記錄介質(zhì)中的 該程序的驅(qū)動裝置，使控制部20通過驅(qū)動裝置接收該程序來實(shí)施上述聲 源位置等的調(diào)整方法和檢查方法。另外，在與網(wǎng)絡(luò)連接的情況下，也可以 從服務(wù)器下載該程序并由控制部20來實(shí)施聲源位置等的調(diào)整方法和檢査 方法。對于此次公開的實(shí)施方式，應(yīng)理解為其在所有的方面均僅為例示而非 限定。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書表示而非上述說明，與權(quán)利要求書等同 的意義和范圍內(nèi)的所有變更均包含在本發(fā)明的范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種微小結(jié)構(gòu)體的檢查裝置，對具有在基板上形成的可動部分的至少一個微小結(jié)構(gòu)體的特性進(jìn)行評價，所述微小結(jié)構(gòu)體的檢查裝置(5，5#，5#a)的特征在于，包括在測試時向所述微小結(jié)構(gòu)體輸出聲波的聲波發(fā)生部，所述聲波發(fā)生部包括多個聲源(2，ARY)，分別輸出所述聲波；以及調(diào)整部(30，30#，30#a，6)，用于將從所述多個聲源輸出的聲波的合成波調(diào)整為規(guī)定的測試聲波；所述微小結(jié)構(gòu)體的檢查裝置(5，5#，5#a)還包括評價部(25)，該評價部(25)檢測對所述測試聲波予以響應(yīng)的所述微小結(jié)構(gòu)體的可動部分的動作，根據(jù)檢測結(jié)果對所述微小結(jié)構(gòu)體的特性進(jìn)行評價。
2. 如權(quán)利要求1所述的微小結(jié)構(gòu)體的檢査裝置，其特征在于， 如下配置所述多個聲源從所述多個聲源分別至所述可動部分的距離的差為所述聲波的波長的整數(shù)倍。
3. 如權(quán)利要求1所述的微小結(jié)構(gòu)體的檢查裝置，其特征在于， 將從所述多個聲源分別輸出的所述聲波到達(dá)所述可動部分的時刻設(shè)定為相等。
4. 如權(quán)利要求3所述的微小結(jié)構(gòu)體的檢查裝置，其特征在于， 等間隔配置所述多個聲源，將所述多個聲源的驅(qū)動時間依次各延遲規(guī)定的時間而輸出所述聲波。
5. 如權(quán)利要求1所述的微小結(jié)構(gòu)體的檢查裝置，其特征在于， 所述微小結(jié)構(gòu)體相當(dāng)于加速度傳感器和角速度傳感器中的至少一個。
6. 如權(quán)利要求5所述的微小結(jié)構(gòu)體的檢查裝置，其特征在于， 所述加速度傳感器和角速度傳感器分別相當(dāng)于多軸加速度傳感器和多軸角速度傳感器。
7. 如權(quán)利要求1所述的微小結(jié)構(gòu)體的檢查裝置，其特征在于， 所述調(diào)整部包括位置控制部(6)，該位置控制部(6)用于對指示予 以響應(yīng)而控制所述多個聲源的位置， 各個所述聲源可以移動。
8. 如權(quán)利要求1所述的微小結(jié)構(gòu)體的檢查裝置，其特征在于， 將所述多個聲源設(shè)置成陣列狀，所述調(diào)整部包括用于控制所述多個聲源的接通/斷開的開關(guān)部(100)，按照對指示予以響應(yīng)的所述開關(guān)部的開關(guān)動作而選擇設(shè)置成所述陣列 狀的所述多個聲源。
9. 如權(quán)利要求1所述的微小結(jié)構(gòu)體的檢查裝置，其特征在于，各個所述聲源由熱聲發(fā)動機(jī)構(gòu)成，所述熱聲發(fā)動機(jī)包括熱導(dǎo)電性的基板(40);絕熱層(NCS)，由形成在所述基板上的一個面上的納米結(jié) 晶硅層構(gòu)成；以及發(fā)熱體(LY)，被施加包含交流成分的電流而被電驅(qū) 動；所述熱聲發(fā)動機(jī)通過所述發(fā)熱體與周圍的空氣之間的熱交換而產(chǎn)生聲 波。
10. 如權(quán)利要求1所述的微小結(jié)構(gòu)體的檢査裝置，其特征在于， 通過半導(dǎo)體工藝將各個所述多個聲源一并形成在所述熱導(dǎo)電性的同一基板上。
11. 一種微小結(jié)構(gòu)體的檢査方法，對具有在基板上形成的可動部分的 至少一個微小結(jié)構(gòu)體的特性進(jìn)行評價，所述微小結(jié)構(gòu)體的檢查方法的特征在于，包括以下步驟在測試時將從多個聲源輸出的聲波的合成波調(diào)整為規(guī)定的測試聲波而 輸出；檢測對所述測試聲波予以響應(yīng)的所述微小結(jié)構(gòu)體的可動部分的動作， 根據(jù)檢測結(jié)果對所述微小結(jié)構(gòu)體的特性進(jìn)行評價。
12. —種微小結(jié)構(gòu)體的檢査程序，對具有在基板上形成的可動部分的 至少一個微小結(jié)構(gòu)體的特性進(jìn)行評價，所述微小結(jié)構(gòu)體的檢査程序的特征 在于，使計算機(jī)執(zhí)行包括以下步驟的微小結(jié)構(gòu)體的檢查方法在測試時將從多個聲源輸出的聲波的合成波調(diào)整為規(guī)定的測試聲波而 輸出；檢測對所述測試聲波予以響應(yīng)的所述微小結(jié)構(gòu)體的可動部分的動作， 根據(jù)檢測結(jié)果對所述微小結(jié)構(gòu)體的特性進(jìn)行評價。
全文摘要
本發(fā)明提供一種微小結(jié)構(gòu)體的檢查裝置、檢查方法、以及檢查程序。揚(yáng)聲器部(2)包括多個聲源，從各個聲源輸出聲波。通過從揚(yáng)聲器部(2)輸出的為疏密波的聲波的到達(dá)、即空氣振動，使作為檢測芯片(TP)的微小結(jié)構(gòu)體的三軸加速度傳感器的可動部分動作。根據(jù)經(jīng)由探針(4)而給出的輸出電壓來測量隨著該動作而發(fā)生改變的電阻值的變化?？刂撇?20)根據(jù)測量出的特性值、即測量數(shù)據(jù)來判斷三軸加速度傳感器的特性。另外，對于多個聲源的間隔，通過根據(jù)至三軸加速度傳感器的可動部分的距離差和測試聲波的波長將聲源的間隔設(shè)定為規(guī)定值，可以按照被合成的聲波的合成聲場變?yōu)樽畲蟮姆绞较蚩蓜硬糠质┘幼鳛楹铣刹ǖ臏y試聲波。
文檔編號G01P21/00GK101133320SQ200680007010
公開日2008年2月27日 申請日期2006年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月3日
發(fā)明者八壁正巳, 圓城寺啟一, 松本俊行, 林圣人, 池內(nèi)直樹 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社