MEMS传感器的8大工艺挑战探索物品分类中的难点
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传感器的厂家数量有限，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挑战。您将在净化室度过很长时间，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出可工作的设备。根据工艺的复杂性和创新性，这需要几个星期、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设备，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，许多制造步骤都可以简单地被观察，只需要几分钟来帮助确定MEMS传感器制造问题。不过，最难的是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以外的一共八大问题，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，然后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
微结构边墙对性能有很大程度上的影响。如果通过光学显微镜看到边墙不好的话，那么刻蚀不足和沟槽通常是不明显显示出来的情形。而这些小小的地理变化会极大地改变弹簧和柔性板等机械性能。
常见检查方法/设备:
切割晶圆然后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传感器内部层与外部层之间粘附力的强弱无法使用普通眼视直接观察到的方式进行测量，只能借助特殊工具进行检测，因为这种现象在地质上来说几乎不可见而且常常被忽略掉了。
常见检查方法/设备：
声学显microscope
或者基于探针表面的硬质原子间作用力的检测，可以用于分析接触点处分子的排列与动态过程，从而推断出不同材料间接触行为及粘附特征。
内应力和应力梯度
由于薄膜内生成内部应力导致各种故障，如分裂开裂等，这种情况虽然经常发生但却难以直觉理解，因为它们并不直接暴露出来，所以只能用特殊工具来定位分析。
常见检验手段：
光波干涉测厚仪测试
结合显示屏幕或者白色干涉计量系统检测结构
以此预先判断是否存在内压差与外界环境中产生的小变异
裂纹出现
很多时候，由于分辨率限制，我们无法看见那些细小“线条”裂缝。这就意味着要通过更专业的手段才能找到这类隐藏的问题。
检查手段：
探针台电阻值检测
声音放大机用以寻找声波信号反射源
分析结果并利用软件进行数据分析
失败释放工艺
在成功释放之前，有些区域仍然未完全脱离基底，如果这样的状况发生，在实际应用中就会因为连接到基底而失去功能。
检查手段：
单个芯片从基底剥离后再次装配成完整单体(破坏性操作)
触摸式探针逼近该位置，以感觉到是否存在任何留存物料痕迹
粘滞作用
设计中悬臂梁或者薄膜这种组件因设计失误，与基底粘结，使得整个装置永久损坏。如果两个部分距离太近，不仅无法透过普通照相机捕捉，就必须等待封装环节才有机会发现失败之处。
检查手段：
电容型式测量, 如果已知其类型则可容易监控;否则需专门设置条件模拟那样的场景，
利用高级版软件模型仿真运行演示模型状态
不准确材料特性
新材质聚合物新材质在新型架构中的表现远超预期；然而，它们本身带有的杨氏模量以及其他物理属性严重取决于具体制作过程参数调整。不恰当或不可靠造成材料特征恐怕将导致整体产品性能降低甚至失效风险增加至最高水平，对这些敏感到极端灵敏的地方尤其如此，因此需要特别注意及详尽调校每一步程序以保证最终产品质量控制效果最佳化。在做决定前，你应该考虑你选择了哪种类型新的聚合塑料，并且了解它如何反应周围环境中的温度变化因素及其具有多少抗折强度，同时保持耐久稳定无论是在何种环境下操作均表现良好;
总结一下以上所述内容，每个步骤都要求我们有一定的知识储备，要熟悉不同的实验工具和方法，而且要知道每一种实验有什么适用的范围以及如何运用它来解决具体的问题。此外，还需有一定的经验来判断什么时候可以采取哪种措施，以便提高我们的能力，让我们能够更有效地解决遇到的困难。
