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制造这么困难？如果您致力于学术研究，那么在MEMS传感器研发领域将会非常激动人心，但同时也面临着巨大的挑战。您可能会花费很长时间在净化室中，甚至可能几个月都看不到阳光。在撰写5000字以上的学术性文章时，您需要不断地完善样品试制。当开发一种新型MEMS传感器制造工艺时，通常需要数周、数月乃至数年的时间才能得到几片可工作的芯片。

你可能会问自己，这样如何提高MEMS传感器研发效率呢? 我建议仔细检查所有工艺步骤。虽然听起来简单，但常常被忽视。在某些情况下，即使结构完全错误，也继续处理晶圆。同样，您认为已经制造出能工作的设备，但是经过切割、粘合、键合后发现没有一个芯片能正常工作。

通过一台光学显微镜，大多数制造步骤可以轻松观察，只需几分钟来帮助确定问题所在。但最难解决的是那些显微镜无法捕捉到的问题。以下列举了除了显微镜之外的八大难题，并给出了针对性的检查方法：

MEMS传感器层厚不精确

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问题对于性能影响极为重要。

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)

基于探针的微机械测试

边墙形貌不佳

微结构边缘对性能有重大影响。如果使用光学显微镜查看结构，它们并不清晰，不仅如此刻蚀不足和沟槽也是看不见的。这类几何形变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)

基于探针的微机械测试

粘附力问题

内层与层之间的小量粘附力是由肉眼几乎无法检测到的。如果存在分层迹象，就算用光学显微镜看到也不会显示出真正的问题所在。

常见检查方法/设备：

声学显microscope（声波成像）

基于探针的一种物理测量技术（破坏性测试）

内应力和应力梯度

内部应力的产生导致了薄膜加工过程中的裂纹和开裂。此外，由于分辨率限制，有时候即便是在高倍增强下的展现仍然不可避免地缺乏足够细腻，以至于很多小规模裂纹仍旧逃不过眼睛识别之外。

常见检查方法/设备：

光学晶圆曲面测量系统

结合隐影或者干涉原理进行测厚检测

探针表征单个芯片或特定区域

裂纹问题

许多裂纹只在高倍率下才能够被看见，而其他一些则由于分辨率限制而无从下手去找寻它们的地标位置。而这些“发际线”般细小却又具有决定意义的小裂缝，是典型代表弱点的一个例子，即使是最高级别的手段也未必能揭示其全貌。

常规操作:

探针表征单个芯片或特定区域

声音放大功能

微尺寸探针触碰并分析每个点

失败释放工艺

释放过程中，如果释放成功但锚点未释放，则这部份释放区块失去了自由运动能力，从而导致整个装置失灵。

常规操作:

单独取出一个部分进行实验检验

使用特殊工具挖掘以获取更详尽信息

在特殊条件下模拟真实环境以验证是否稳固

粘滞作用

悬臂梁等部件由于接近基底，其运动受到阻碍，这样的粘滞作用往往只能在实际应用中才能体现出来，而不是直观可视化的情况。

常规操作:

将部件隔离出来做电容计数

用超高速摄像机记录下来

不精确材料特性

新材料对于提高产品质量有着潜移默化的大好效果，但它对不同环境下的反应还远未充分认识到，而且经历过多次改进后的原料，其本质属性已发生变化，对整体效益造成了一定的负面影响。

常规操作:

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因此，在追求更高效率、高质量产品时，我们必须要了解并克服这些复杂且隐蔽的问题，这要求我们拥有广泛深入研究各方面知识以及现代先进科技手段，以及具备敏锐洞察力的科学家们持续不断努力与创新，为人类社会带来更加安全舒适健康生活方式。