为什么物品中MEMS传感器应用如此困难揭秘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传感器的企业数量极少，为什么MEMS制造过程会如此复杂？如果您致力于学术研究，那么在MEMS传感器研发领域将充满激动人心和巨大挑战。您可能会花费长时间在净化室中，甚至无法见到阳光，而导师则不断催促着完成样本试制。当开发一种新的MEMS传感器工艺时，初期几片晶圆往往难以量产出可用的微型设备。根据工艺的复杂性和创新度，这需要数周、数月乃至数年的时间来获得合格芯片。
您可能会问自己：如何提高MEMS传感器研发效率呢?建议仔细检查每一步工艺流程，看似简单但常被忽视。在某些情况下，即使结构错误也继续处理晶圆。而且，有时候人们认为已经制造出工作正常的设备，但经过切割、胶合或键合后发现没有一个芯片能正常工作。
通过光学显微镜，大多数制作步骤都可以轻易观察并确定问题所在，只需几分钟即可。但是，最困难的是那些显微镜看不到的问题。以下列出了八种除了使用显微镜外需要解决的问题，以及针对每个问题提供了针对性的检查方法：
MEMS结构层厚度不准确
许多工艺，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，而我们无法通过光学显微镜看到这些材料层厚度对于性能影响很大。
常用检查方法/设备：
轮廓仪
椭圆仪
切割晶圆，扫描电子显微镜观察(破坏测试)
探针台测试
边墙形貌不佳
微结构边缘对性能有很大影响，但光学显microscopy只能看到基本轮廓，不容易发现不足刻蚀和沟槽等问题，这些都是改变弹簧和柔性板机械性能因素。
常用检查方法/设备：
切割晶圆，扫描电子显microscopy 观察(破坏测试)
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几乎不可见，但这可能导致分离迹象出现，并严重影响性能。
常用检查方法/设备：
声学显microscopy（声波成像）
基于探针的微机械测试(破坏性)
内部应力及应力梯度
内部应力的存在导致薄膜产生裂纹和开裂，这种现象通常不能通过普通方式检测到。
常用检查方法/设备：
光学晶圆曲面测量仪
结合显示micrscope 或白光干涉测厚仪 测试晶圆结构
基于探针的 微机电系统 (MEMS) 测试
裂纹问题
虽然裂纹通常可以在普通顯microscopy下看到，但细小“发际线”裂缝由于分辨率限制而隐藏起来。
常用检验手段:
探针台电性檢驗
声學顯microscopy（聲波成像）
基於探針之機械測試
失败释放工艺
释放过程失败时，要找到哪些区域释放成功而锚点未释放。
常見檢查手段:
單一芯片層或結構測試 (破壞性測試)(Break-off device layer of a single chip or a test structure)
探針機電系統 (MES) 測試
粘滞作用
悬臂梁、小薄膜、大型阀门等机构因为它们与基底粘连而失效。如果距离非常近，则此类粘滞行为无从观察，因此只有在封装环节选择好芯片。
常見檢查手段:
探針台電性測試(如電容傳感器)
機械觸控式掃描技術(Mechanical probe-based scanning technique)
不精确材料特性
新材料用于MEMS产品展现了巨大的潜能，但是聚合物材质比其他材质更敏感于加工参数变化，如杨氏模量、线性系数以及磁场诱导现象等。这意味着不准确或者不理想的地面特征将降低产品质量甚至造成失效。
