导语：MENS技术是现代传感器领域的核心技术之一，它的未来发展前景广阔。然而，能够掌握MEMS传感器设计和生产技艺的企业寥寥无几，这其中蕴藏着许多难以解答的问题。若你是一名致力于学术研究的科研人员，对于MEMS传感器的开发和应用充满了激情，但同时也面临着极大的挑战。你将在洁净室里花费长时间，可能连阳光都看不见，你的导师会不断地催促你完成样本试制。当你试图研发一种全新的MEMS传感器制造工艺时，那些初期晶圆通常不会产出可用的工作设备。这意味着要等待数周、数月甚至数年的时间才能得到少量合格芯片。

那么，我们如何能更有效地推进MEMS传感器工艺研发？我建议，你应该花费一些时间去仔细审查每一个工艺步骤。听起来似乎很简单，但往往检查过程中被忽略了。在某些情况下，即使所有结构都是错误的情况下人们仍然继续处理晶圆。而且，有时候即使认为已经制造出了可以工作的设备，但是经过切割、粘合、焊接后，却发现没有一个芯片能正常工作。

在一台高精度显微镜下，可以轻松观察到许多制造步骤，只需几分钟就能帮助确定问题所在。但是，最困难的是那些显微镜无法观测到的问题。以下列举了除了显微镜之外八大问题，以及针对每个问题给出的检查方法。

不准确的地 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材料层厚度对于性能影响非常重要。

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（破坏性测试）

基于探针的微机械测试

边墙形貌(sidewall profile)不佳

微结构边墙对器件性能有很大影响。通过光学显微镜看结构，不容易看到边墙状况，特别是刻蚀不足和沟槽，这些几何形变会明显改变弹簧和柔性板机械性能。

检查方法/设备：

切割晶圆，通过扫描电子显微镜观察（破坏性测试）

基于探针的微机械测试

粘附力问题

MEMS 传感器内部层与层之间可能存在较小程度上的粘附力，是由光学显micro 镜直接观看不到的小分子间作用。

检查方法/设备：

声学显micro 镜

基于探针的一个体现为表征特定区域材料属性的一种检测方式

内应力和应力梯度

内部应力的产生常常导致薄膜形成裂纹，并引起剂料失效。在生产过程中产生的心理压迫会降低产品良率并增加成本。

检查方法/设备:

光学晶圆曲面测量

结合显示机或者白光干涉测厚仪测试晶圆结构

基于探针的一个体现为表征特定区域材料属性的一种检测方式

裂纹

大部分裂纹都可以在普通顯micro 镜下看到，但是，由於分辨率限制，小到幾十奈米大小但對應力的影響巨大的“發际線”裂缝是不可見得。

检查方法/設備:

探针台電性測試

聲學顯micro 镜

基於探針的一種檢測技術

失败释放工艺

釋放技術通常用來形成MEMS傳感器中的可動機械結構，並通過半徑化處理基底上連接這些機械結構來實現當釋放失敗時找到大部分釋放成功而锚点未释放好的區域為關鍵問題。

常見檢測手段：

單一芯片層或結構測試(破壞性測試)(Break-off device layer of a single chip or a test structure)

簡易掃描電子顯micro 镶觀察以及基于探针的一種檢測技術

粘滞作用

如悬臂梁、薄膜、三角閥這樣機械結構因為其與基底間距離過小導致永久損壞。如果MEMS傳感器與基底之間距太近，這種現象將無法通過顯micro鏡觀察到，因此只能在封裝後選擇良品。

不精确の材料特性

新型材質已經展示出其巨大的潛力。但新材質比傳統材質更能體現出不同特性的可能性。不精確或者是不理想的事物可能會降低整個系統性能，也許甚至會導致整個系統失效。

总结来说，要提高Mems生产质量，就需要从基础做起，从细节处找原因，不断优化各个环节，以保证最终产品质量，同时也是为了提升整个行业水平。在这个过程中，每一步骤都至关重要，每一次尝试都可能带来新的突破。