导语：MENS技术是传感器的核心关键技术之一，也是其未来发展最重要的领域。但能够生产、设计MEMS传感器的企业数量极少，为什么MEMS生产这么难？如果您致力于学术研究，那么MEMS传感器研发领域会非常引人入胜，但同时也面临着巨大的压力。您将在洁净室度过很长时间，可能连阳光都看不见，导师为了撰写学术性文章会不断督促您完成样本试制。当研发一种新的MEMS传感器制造工艺时，最初的几片晶圆通常不会量产可工作的芯片。根据工艺的复杂性和创新性，将需要几个星期、几个月甚至几年的时间去得到为数不多的合格芯片。

您可能会问自己这样一个问题：怎样才能使MEMS传感器工艺研发进度更加高效呢？个人建议，您应该花费一些时间和精力去仔细检查所有工艺步骤。听起来似乎很简单，但往往检查部分被忽略。在某些情况下，即使在所有结构都是错误的情况下人们还在继续处理晶圆。同样，您可能认为已经制造出能工作的芯片，但是经过切割、胶合、键合后，发现没有一个芯片能正常工作。

在一台光学显微镜下，可以轻松地观察许多制造步骤，只需几分钟就可以帮助确定MEMS传感器制造问题。不过，最难的是那些光学显微镜无法看到的问题。在此基础上，我们列出了除了显微镜之外八大问题，以及针对每个问题给出的针对性的检查方法：

不精确的MEMS传感器结构层厚

许多工艺方法(如物理气相沉积法、化学气相沉积法或电镀法)都会依赖沉积材料来构建机械结构或电子元件，而光学显微镜看不到的大型材料层厚度对于性能影响相当重要。

常见检查方法/设备:

轮廓仪

椭圆仪

切割晶圆，再通过扫描电子显微镜观察(破坏性的测试)

基于探针的小尺寸机械测试

边墙形貌(sidewall profile)不佳

微结构边缘对于器件性能有很大程度上的影响。而且，由于刻蚀不足和沟槽通常是看不见的，这些几何形变会明显改变弹簧和柔性板的心理性能。

常见检查方法/设备:

切割晶圆，再通过扫描电子显微镜观察(破坏性的测试)

基于探针的小尺寸机械测试

粘附力问题

MEMS传感器内层与外层之间或者不同层之间粘附力的强弱对性能有重大影响。而这些小到不能用普通光学显示出来的小变化，却可能导致产品失效。

常见检查方法/设备:

声学显微镜

基于探针的小尺寸机械测试(破坏性的)

内应力和应力梯度

内部应力的存在常常导致薄膜形成分裂或开裂，从而降低了产品质量。此种现象虽然可以初步估测，但只有通过专业检测才可准确评估。

常见检查方法/设备:

光学晶圆曲面测量

结合显示机或白色干涉测厚仪检测晶圆结构

或者使用基于探针的小尺寸机械测试进行检测

裂纹

大多数裂纹都可以在普通照相机下看到，但是由于分辨率限制，一些细小裂纹却是不易发现。这类似“暗物质”一样隐藏其中，对产品质量造成潜在威胁。

常见检查方法/设备：

探针台电性检测（如电容类型）

声音成像（声波反射）等方式来找到缺陷点

失败释放

释放过程中，如果基底与释放区域未完全分离，则产生了一种特殊形式称为“锚点”。这种锚点虽然表现在大视野下的但是细节则要用更先进工具来鉴定其真实状态是否完整有效，有时候即便已完成了释放仍然留有一定的悬浮空间，这样的情况如果不是特别注意的话，就容易被忽视掉从而造成失败。

粘滞作用

在制作过程中，如悬臂梁等机构因为未能完全从基底上脱离而成为永久失效的一个原因。如果这个距离太近，用普通照相机根本无法捕捉到这一点，这就需要其他特殊手段比如动态触摸操作进行判断。

不精确材料特性

新型材料用于制作具有巨大的潜力的新型化较新的应用但实际上他们经常表现出不同的特征尤其是在聚合物材质方面，比如杨氏模量线性磁场等属性严重取决于具体加工条件，不符合预期或者不足以满足要求就会直接导致失败。

总结来说，在开发这项技术时，要解决这些挑战并提高成功率，每一步都需要最敏捷最高效的手段，以保证最终成品达到所需标准。如果我们能够克服这些挑战，就能推动这一行业向前迈进，为世界带来更多智能化、高科技化的一流产品。