MEMS传感器的8大工艺挑战探索物品技术难点
导语：MENS技术是传感器领域的关键技术之一，也是其未来发展最重要的核心技术。然而，能够生产和设计MEMS传感器的厂家数量极少，因此我们会问自己：为什么MEMS制造这么困难？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。在净化室中，你可能会花费很长时间，看不到阳光，而导师则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少数合格芯片。
你可能会思考如何提高MEMS传感器工艺研发效率？个人建议，是花时间仔细检查所有工艺步骤。这听起来简单，但往往被忽视。在某些情况下，即使结构完全错误人们仍在继续处理晶圆。而且，有时候认为已经制造出能工作的器件，但经过切割、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，可以快速观察许多制造步骤，只需几分钟来帮助确定MEMS传感器制造问题。但是，最难以解决的是那些显微镜无法看到的问题。以下列举了八大除了显微镜之外的问题，以及针对每个问题提供了针对性的检查方法。
不精确的MEMS传感器结构层厚
很多工艺方法（如物理气相沉积法、化学气相沉积法或电镀法）都依赖沉积材料构建机械结构或电子元件，而这些看不见的手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，用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
微结构边墙对性能有很大影响。通过光学显微镜看到的边墙并不好，特别是不均匀刻蚀和沟槽，这些都是看不见的问题，但它们会明显改变弹簧和柔性板机械性能。
常见检查方法/设备：
切割晶圆，用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
内部层与层之间粘附力的强度可能非常小，即使分层迹象也许可以用光学显micro查看到，但是这种薄弱连接是不可见的小裂缝。一旦发生，就意味着整个设备失效。
常见检查方法/设备：
声学顯micro
基于探针的 微械測試（破坏性测试）
内应力和应力梯度
内部应力的产生是一种常見問題，在生產過程中造成應力的現象會降低設備良率以及表現，並導致淀積膜分層與開裂。
常見檢查方法/設備：
光學晶圓曲面測量
結合顯micro或白光干涉測厚儀測試晶圓結構
基於探針のMicro械測試
裂纹
許多裂纹都可以在顯micro下觀察到，但是由於解析度限制，一些細小“邊緣”裂紋則無法被發現。
常見檢查方法/設備:
探針台電性能測試
聲學顯micro
基於探針のMicro械測試
失败释放工艺
所謂释放工藝，通常是在形成 MEMS 器件中的可動機械部分後，由對連接機械部分到基底的一種物質進行不完全刻蚀來實現。如果這個過程失敗，那麼就要找到大多數释放結構成功而锚点未释放的地方。
常見檢查方法/設備：
單芯片劍刃層或結構TEST (破壞性TEST)(Break-off device layer of a single chip or a test structure)
基於探針のMicro械TEST
粘滞作用
像悬臂梁、薄膜、梭形阀等機械結構如果因為與基板之間距離太近而與基板粘連，這樣就會永久損壞您的裝置。如果您想要好的芯片，您恐怕只能在封测环节挑选。
常見檢查方法/設備:
探針台電性能TEST (如電容傳感器)
基於探針のMicroMEA TEST
不精确材料特性
新型材料已經展示了巨大的潛力。但是，它們比傳統材質更能展現不同特點。尤其使用聚合物時，如杨氏模量線性度磁滯现象等機械性能嚴重依賴於製作參數。不理想或者錯誤的情況將降低裝置功能甚至導致失效。
常見檢查方式及工具:
1, 晶體成像技術
2, 成像儀
3, 超音波技術
4, X射线衍射(當存在複雜幾何時)
