从工艺到设备，这篇文章把MEMS 制造讲透了！

薄膜工艺：

MEMS生产中的薄膜指通过蒸镀、溅射、沉积等工艺将所需物质铺盖在基片的表层，根据其过程的气相变化特性，可分为PVD与CVD两大类。

PVD工艺涉及的机台有电子束蒸镀机（图左）与磁控溅射机（图右）

（图片来源：，FATRI UTC）

电子束蒸镀利用电磁场的配合可以精准地实现利用高能电子轰击坩埚内膜材，使膜材表面原子蒸发进而沉积在基片上；以FATRI UTC电子束蒸镀机在MEMS制造过程的功用来说，其主要用来蒸镀Pt、Ni、Au等。

而磁控溅射是在高真空(10-5Torr)的环境下，导入惰性气体（通常是Ar）并在电极两端加上高电压、产生辉光放电(Glow discharge)。Ar原子被电离成Ar+和电子。在电场作用下Ar+加速飞向靶材(target)，与靶材发生碰撞，溅射出大量的靶材原子，靶材原子沉积在基片上。在FATRI UTC 的MEMS 生产过程中，其可溅射Al、C0、Fe、的合金等。

CVD工艺又可细分APCVD，LPCVD及PECVD；在MEMS制造中我们通常使用PECVD机台(见下图)来制造SiO2、Si3N4 或 SiC。其工艺是在较低的温度下借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。

（图片来源：FATRI UTC）

光刻工艺：

光刻是通过一系列生产步骤（主要包含涂胶，曝光，显影），将晶圆表面的薄膜与光刻板中的图形做相同动作的选择性的显开或遮蔽（下左图为涂胶与显影机，右图为曝光机）。而光刻机的图形转移能力（最小线宽）是整条工艺线的重要指标，这与设计时可做的集成度大小有直接关联。就目前国内具备MEMS 制程的各家制造中心来说，FATRI UTC 的光刻机处于较先进的水平。

（图片来源：FATRI UTC）

刻蚀工艺：

在MEMS制程中，刻蚀就是用化学的、物理的或同时使用化学和物理的方法，在光刻的基础上有选择地进行图形的转移。 刻蚀技术主要分为干法刻蚀与湿法刻蚀。

干法刻蚀主要利用反应气体与等离子体进行刻蚀；以FATRI UTC为例，在MEMS制造中的ICP刻蚀机主要用来刻蚀Si、Si3N4、SiO2等

（图片来源：FATRI UTC）

湿法刻蚀主要利用化学试剂与被刻蚀材料发生化学反应进行刻蚀；以FATRI UTC的MEMS制程为例，在湿法槽进行湿法刻蚀的对象有SiO2、Si3N4、金属、光刻胶等，晶圆作业中的清洗步骤也需在湿法槽中进行。

（图片来源：FATRI UTC）

如上，在MEMS制程的前段工艺中（以FATRIUTC为例），扩散，薄膜，光刻，刻蚀分别涉及了扩散炉、RTP、电子束蒸镀机、磁控溅射机、涂胶光刻显影机、ICP刻蚀机及湿法槽。它们各具其独特的作用，以科学合理的组合流程制造出我们所需的产品，这些产品的优势是体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、易于集成。且因为较传统机械式加工，其可以批量化作业，极大提高了效益。

未完待续……返回搜狐，查看更多