为什么MEMS传感器生产商在制造物品时会遇到这么多难题解析8大工艺挑战
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，那么在MEMS传感器研发领域将会遇到激动人心但同时也面临巨大压力的挑战。您可能需要在净化室中长时间工作，甚至连阳光都看不见。在这个过程中，您将不断地进行样板试制，以满足导师撰写和发表学术性文章的要求。当研发一种新的MEMS传感器制造工艺时，最初几片晶圆通常不会量产出可工作的器件。根据工艺的复杂性和创新性，这个过程可能需要几个星期、几个月甚至几年的时间才能得到一小批合格芯片。
您可能会问自己这样一个问题：怎样才能提高MEMS传感器工艺研发进度呢?个人建议，您应该花费一些时间和精力去仔细检查每一个工艺步骤。这听起来似乎很简单，但往往这些检查步骤被忽略了。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。同样，您可能认为已经制造出了能工作的器件，但是经过切片、胶合、键合后，却发现没有一个芯片能正常工作。
在一台光学显微镜下，一些制造步骤可以轻松地被观察，并且通常只需要几分钟来帮助确定MEMS传感器制造问题。然而，最难的是那些光学显微镜无法看到的问题。以下列举了除了光学显微镜之外八大问题，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，而这些材料层厚度对于性能影响非常重要。
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(sidewall profile)不佳
微结构边墙对性能有很大影响。如果所看到边墙不好特别是在刻蚀不足和沟槽方面，这些几何形变会明显改变弹簧和柔性板的地理性能。
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
内层与内层之间的小分子粘附力虽然几乎不可见，但却导致分层迹象出现。
常见检查方法/设备：
声学显microscope
基于探针的一维控制测量
内应力和应力梯度
内部应力的产生导致了一系列的问题，比如淀积膜分层开裂等。
常见检查方法/设备：
光学晶圆曲面测量
结合显示机或白光干涉测厚仪测试晶圆结构
基本上基于探针的一维控制测量
裂纹
裂纹虽然可以用普通顯microscope查看，但由于分辨率限制，有时候“细丝状”裂缝则无法看见。
常見檢查方式設備:
探針台電性測試
声學顯microscope
基於探針的一維控制測量
失败释放工艺
释放失败的时候要找到那些释放成功而锚点未释放好的区域。
常見檢查方式設備:
单芯片基底層或結構測試(破壞性測試)(Break-off device layer of a single chip or a test structure)
基於探針的一維控制測量
粘滞作用
悬臂梁等机械部件由于接触基底太近會導致永久失效，如果你想要好芯片恐怕只有在封装环节挑选了。
常見檢查方式設備:
探針台電性測試(如電容傳感)
一維進行個別部件功能與壓縮行為分析
不精确材料特征
新型聚合物薄膜材質對於機械特征影響極大，其杨氏模数線性度磁滞現象等都嚴重依賴於生產過程參數，不正確或者不理想的情況將會降低裝置性能甚至導致失效。
总结来说，每个阶段都有自己的挑战，而解决这些挑战则需要更深入地理解每一步操作以及使用适当工具进行检测。此外，还需不断更新知识以适应新技术、新材料及新的工程需求，为此必须保持持续学习的心态。这是一个不断迭代改进循环，从理论学习到实践操作，再到实验验证，每一步都是推动我们向前迈进的一个机会。而这也是为什么说成为一名优秀的人才并非易事，因为他们必须具备广博深厚的人文科学知识背景，同时还要掌握高超的手工业技能。而现在，对于如何快速提升这一能力，是我们共同努力寻找答案的问题。
