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传感器的厂家数量稀少，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吸引人，但同时也面临着巨大的挑战。您将在净化室度过很长时间，可能连阳光都看不见，而导师为了撰写学术性文章会不断督促您完成样板试制。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器件。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才能得到为数不多的好芯片。

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，您应该花点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，即使所有结构都是错误的情况下人们还在继续处理晶圆。而且，您可能认为已经制造出能工作的器件，但是经过切片、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，许多制造步骤都可以简单地被观察，只需要几分钟就能帮助确定MEMS传感器制造问题。但最难的是那些显微镜也不能帮助确定的问题。以下所列举的是光学显微镜镜头之外的八大问题，以及针对每个问题给出的针对性的检查方法。

不精确的地形层厚

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，通过扫描电子显微镜观察（破坏性的测试）

基于探针的手动测试

边墙形貌(sidewall profile)不佳

微结构边墙对性能有很大程度上的影响。通过光学显微镜看结构，不太好。这特别是刻蚀不足和沟槽，这些通常是不容易看到的事物。不过这些几何变化会明显改变弹簧和柔性板机械性能。

常见检查方法/设备：

切割晶圆，通过扫描电子显微镜观察（破坏性的测试）

基于探针的手动测试

粘附力问题

内层与内层之间以及内层与衬底之间粘附力的强度可能非常小，一般来说这是无法用光学显示出来的小分子间作用。如果这方面出了错，就要注意了。

常见检查方法/设备：

声音声波图像测量系统

基于探针的手动测试（破坏性的）

内应力和应力梯度

内部应力的产生是一个经常遇到的问题。在加工过程中产生的一种压缩或者拉伸力量，可以导致良率降低或者产品失效。

常见检查方法/设备：

光学磨损检测仪表读取透射率差异以检测不同区域应力的存在可能性，并评估此类差异是否足以引起裂纹形成及扩展，以进行更深入分析；

结合使用激光干涉测厚仪进行详细分析；

使用探针式手动测试工具进行断裂检验，以了解具体部位是否发生了裂纹并评估其扩展方向及速度等信息。

裂纹现象

很多裂纹可以在普通放大10倍到100倍时清晰可视化，但由于分辨率限制，有时候一些“初始裂缝”就是不可见得。此时你就必须使用其他方式来确认它们是否存在了。

常见采用的措施包括但不限于以下几种：

探针式电阻测量;

声音声波图像测量系统;

基本上任何类型的手动探查机制;

失败释放工艺

所谓释放就是让一些连接到基底上的组成部分变成独立运动体，这个过程中若失败则将导致整个装置失灵。你必须找到哪些区域成功释放而另外什么地方没有释放好的区域。

常规操作如下:

单独实验单一模块功能(即单独做一次);

采用触摸探索手段去确认;

或者从更宏观角口查看你的项目来看看哪里出现了异常表现;

粘滞现象

悬臂梁及其它相关部件因为特殊原因而留在基座上，这样的状态造成严重缺陷。不仅如此，如果两个元素之间距离太近，你几乎无法利用普通照相机捕捉这个曲线，因为它超出了我们的视觉范围。如果想要找到好的芯片，那么只能是在封装环节的时候选择它们了。

解决方案同上：

不准确或无关紧要的大理石特征

新型材料应用到了各种不同的地方，它们展示出前所未有的潜望。但是薄膜材质比固体材质更多地反映出各种各样的特征。一旦我们决定采用聚合物这种新兴材料，我们就会发现杨氏模数、线性系数等硬科学参数极为敏感。大理石中的硬质处由原料组成，使得质量大小直接影响结果，因此误判的话后果将是不堪设想，所以我们必须慎之又慎处理这一点。

总结一下，上述提到的八项因素，对提高mems制作效率至关重要，同时也是理解mems制作流程中的障碍点至关重要的一步。如果这些因素得到妥善处理，那么开发者便可以更快地迈向成功，而且他们还能够避免因疏忽带来的重大损失。