MEMS传感器在物品中的应用遇到的8大工艺难题
导语：MENS技术是传感器的关键技术之一，也是它们未来最重要的核心技术。但能够有能力生产、设计MEMS传感器的厂家寥寥无几，为什么MEMS生产这么难？如果您致力于学术研究，那么在MEMS传感器研发领域会感到非常激动，但同时也面临巨大的压力。您将花费很长时间在净化室内，不仅可能没有阳光照射，而且导师为了撰写和发表学术性文章，将不停地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器件。根据工艺的复杂性和创新性，这可能需要几个星期、几个月甚至几年的时间才能得到少数合格芯片。
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，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，即使结构完全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，只需几分钟就能帮助确定MEMS传感器制造问题。然而，最难的是显微镜无法帮助确定的问题。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（如物理气相沉积法或化学气相沉积法）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重要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）
基于探针的微机械测试
边墙形貌不佳
微结构边墙对性能影响重大，但通过光学显微镜看到不是很好。这包括刻蚀不足和沟槽，这些通常是看不见但极为重要的小变化，对弹簧和柔性板机械性能造成了明显影响。
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）
基于探针的微机械测试
粘附力问题
MEMS传感器内部层与层之间粘附力可能非常小，即使分层迹象也许可以用光学显示出来，但极小型粘结区域则不可见。这涉及到声波透射顯microscopy等特殊工具以检测这种现象。
常见检查方法/设备:
声音透射顯microscopy
基于探针的手段进行验证(破坏性的测试)
内应力与应变梯度
内部应力的产生常常导致生产过程中出现裂纹，并降低良率以及性能。此种情况中，实际上存在着沿着薄膜边缘形成的一系列应变带，其作用同样深远而危险。
常见查验方式：
光學半球儀測量曲率
结合顯示鏡或白色干涉測厚儀進行試驗
探針機進行確定結構檢查
裂纹
大多数裂纹都是可视化到的，但是由于分辨率限制，小到“线条”裂缝是不易发现。
检查手段：
探針電阻測試
聲波顯microscopy
探針機械檢查
6 失败释放技巧
在释放过程中，如果释放失败的话，在找出大部分释放成功而锚点没有释放好的区域上，就必须找到解决方案。
检查手段：
单一芯片刪除後再重新對比基底與刪除後剩餘區域 (Break-off device layer of a single chip or a test structure)
探針機械檢驗
7 粘滞作用
如悬臂梁、薄膜这些结构，在释放在基底上的时候因为距离太近就会粘连起來，這樣無論如何都無法修復。如果要挑选出好芯片，你只能是在封装环节来选择。
检查手段：
探针电阻测量（如电容式センサー）
手动触摸操作检验是否有丝毫滑动感觉或者响声反馈，可以判断是否已过敏滯状态
8 不准确材料特征
新型材料已经展示了其巨大的潜力。但是，由於新材質對傳統技術影響较大，所以這個問題经常會让人困惑。不准确或者是不理想的心理特征可能会降低零件质量甚至失效。
通過使用一些先進設備例如X線繞射分析(XRD)來検証心態狀態，並根據該結果調整製程參數以提高零件品質與可靠性。
