MEMS传感器在物品中的应用实例揭秘8大工艺难题
导语：MENS技术是传感器的核心技术之一，也是其未来发展的关键。但能够生产和设计MEMS传感器的企业少之又少，为什么生产MEMS这么难？对于致力于学术研究的人来说，MEMS传感器研发领域既令人激动又充满压力。在净化室里可能会花费很长时间，看不到阳光，导师为了撰写学术文章会不断督促你完成样本试制。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器件。根据工艺复杂性和创新性，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。
你可能会问自己这样一个问题：怎样才能使MEMS传感器工艺研发更高效呢？个人建议，是花时间和精力检查所有工艺步骤。这听起来似乎简单，但往往被忽略了。在某些情况下，即使结构全错，也在继续处理晶圆。同样，你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，可以快速地观察许多制造步骤，只需几分钟就可以帮助确定MEMS传感器制造问题。然而，最难的是显微镜也不能帮助确定的问题。以下列举的是除了光学显微镜以外的八大问题，以及针对每个问题给出的检查方法：
不精确的MEMS传感器结构层厚
许多工艺方法都依赖沉积材料构建机械结构或电子元件，而我们无法用光学显微镜看到这些材料层厚度，它们对于性能影响很重要。
检查方法/设备：
轮廓仪
椭圆仪
切割晶圆，用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，但通过光学显微镜看不清楚，尤其是刻蚀不足和沟槽，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，用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内部层与层之间粘附力的大小非常小，即使通过光学显microscope也许能看到分层迹象，但最小粘结层是不见得的小。你必须使用其他方式来检测它。
检查方法/设备：
声学顯microscope
基于探针的手动測試(破坏性的测试)
内应力和应力梯度
内部应力的存在导致淀积膜分层并开裂，在生产过程中产生的问题，对良率及性能造成了负面影响。
检查方法/设备:
光學晶圓曲面測量
结合顯microscope或白色干涉測厚儀測試
-(基于探针的手动测試)
裂纹
很多裂纹虽然可以在光學顯microscope下看见，但细小“发际线”裂缝却不可见。
检查方法/設備:
-(基于探针的手动测試)
声音顯microscope
(基于探针的手动测試)
6 失败释放工艺
当释放失败时，我们要找到那些释放成功但锚点没有释放好的区域。
常見檢驗方式:
单芯片層或結構測試(破壞性測試)(Break-off device layer of a single chip or a test structure)
-(基于探针的手动测试)
7 粘滞作用
悬臂梁等機械結構會因為與基底間距離過於狹窄而與基底黏連導致失效。如果想要好的芯片，你只能在封裝環節挑選。
常見檢驗方式:
探針台電性測試(如電容傳感器)
-(基于探针的手動测试)
8 不精確材料特性
新型材料已經展現出巨大的潛力。但薄膜材料比主體材料更能展示不同特性。不精確或者不理想の材質特徵會降低功能並導致失效。
检查方法/设备:
-(掃描電子顯米roscopy)
