這項技術最早是從矽基電路生產技術中分離出來的，它的應用對壹些行業的制造業發展起到了至關重要的作用。
下面詳細討論MEMS的制造工藝和應用。
壹、微加工工藝及應用
1.微機械蝕刻技術
MEMS生產技術在集成電路生產中的應用過程中，相應的加工工藝實際上只需要考慮深度約為10微米的矽片表面，但在加工MEMS結構元件的過程中，需要完全跨越整個矽片的厚度進行三維加工。
同時，根據所用蝕刻劑的不同，所用的蝕刻方法也分為濕法蝕刻和幹法蝕刻。
幹法刻蝕過程中，主要采用各向同性刻蝕，必要時也可以采用各向異性刻蝕；當蝕刻劑是液體時，濕法蝕刻實際上被稱為濕法蝕刻。
在各向異性刻蝕過程中，由於單晶矽復雜的原子結構，晶面的刻蝕速率差別很大。對有晶面的矽襯底采取各向異性腐蝕措施時，腐蝕會直接沿晶面停止，晶面之間形成54.75°的夾角。
在利用這種類型的蝕刻速度和晶體表面之間的關系之後，它可以促進將矽襯底加工成許多不同形式的結構。
2.矽表面微加工的制作工藝
矽表面微加工工藝是壹種在不穿透晶片表面的情況下，將微機械器件完全制作在晶片表面的加工技術。
壹般來說，微機械結構通常由薄膜材料制成，例如多晶矽、氮化矽、氧化矽、磷矽玻璃(PSG)、硼矽玻璃(BPSG)和金屬。
為了制造復雜的微結構，該薄膜層通過PVD或CVD沈積在矽晶片上，並且該結構通過光刻和化學或物理蝕刻來制造。
犧牲層在這裏起著非常重要的作用。
犧牲層的功能是在形成結構層的連續處理過程中將結構層與襯底分離。
犧牲層的厚度壹般為1-2μm，但也可以更厚。
沈積後，犧牲層被蝕刻成所需的形狀。
利用表面微加工技術，可以制造出微懸臂梁、懸臂梁、微橋和微腔等懸浮結構。
3.LIGA過程
LIGA工藝本身屬於利用X射線加工三維微結構的微加工技術。在這項技術中，實際上包括X射線深度同步輻射光刻、電鑄和註塑三個主要工藝步驟。
事實上，LIGA技術本身對於平面IC技術中涉及的光刻技術是壹種借鑒，但相比較而言，LIGA技術在材料加工過程中表現出的深度和寬度遠遠大於標準IC生產工藝中薄膜亞微米光刻的技術參數。
同時可以加工的厚度也高於平面工藝典型值2μm的標準；此外，LIGA工藝還可以有效地對非矽材料進行三維微細加工，可以使用的材料更加廣泛。
LIGA技術在微加工系統中的應用，有力地推動了MEMS技術本身在生產行業的快速普及和發展。
4.準LIGA技術
在實際使用過程中，LIGA技術呈現出較高的成本需求，並且工藝技術也極其復雜。
為了最大限度地避免使用同步輻射光的昂貴成本，可以使用近似紫外光作為替代光源。
而這是壹種類似於LIGA技術的微加工工藝，被稱為LIGA技術，也可以表現出深度和寬度都很大的三維微結構加工。
具體加工工藝應用如下:
l)在矽襯底的位置上，可以通過濺射在其表面上形成厚度約為230nm的氮化鎢薄膜。
使用這種材料的主要原因是氮化鎢的粘附性很好，在光刻中也可以用作隔離的阻擋層。
經過相應的清洗處理後，可以再鍍壹層200nm左右厚度的金，主要作為預鍍層。
2)然後，通過多次旋塗獲得約30μm的正性抗蝕劑層。
3)掩模與抗蝕劑層緊密接觸地曝光，並且可以獲得陡峭的輪廓。
4)光源壹般采用高壓汞燈。
曝光後，在堿性顯影液中顯影，水洗，小尺寸幹燥，即可得到深寬比大於7的微結構。
5)電鍍刻蝕後的微結構，得到三維金屬微結構，通過濕法刻蝕或反應離子刻蝕去除預鍍的金和氮化鎢。
5.傳統制造技術
l)超精密機械制造工藝
超精密加工是用比工件硬度更高的刀具來切削工件材料。
目前使用的工具有車刀、鉆頭、銑刀等。比如直徑為φ 25微米的軸，可以用金剛石刀具采用微切削技術加工，表面粗糙度值很低；用微型鉆頭可以加工出直徑為φ2.5 μm的孔。采用微磨料加工可以提高加工精度和工件表面質量。加工單位可達0.065438±0 μm，表面粗糙度Rao為0.005微米..
外徑為φ0.1mm的註射針和直徑為0.6mm的細噴嘴可以用電火花線切割加工。
2)特殊加工工藝
激光束加工。
激光發生器進壹步聚焦高能量密度的激光並照射工件表面。
光能被吸收，瞬間轉化為熱能。
根據能量密度的高低，可實現小孔鉆孔、微小孔、精密切割、精細防偽標記加工、激光微調、動平衡、打字、焊接、表面熱處理。
(2)用隧道顯微鏡進行微加工。
加工方法是將掃描隧道顯微鏡技術應用於分子加工，其原理是基於量子力學中的隧道效應。
使用具有極細針尖(直徑為納米)的金屬探針作為電極，在真空中利用壓電陶瓷等微位移機構將針尖與工件表面的距離控制在1 ~ 10μ m，在探針與工件之間施加壹個低電壓，由於量子力學中粒子的漲落和電場的畸變，在針尖與工件的微表面之間會出現壹個近場穿透的“隧道”，這原本是壹個絕緣勢壘。同時，探針相對於工件樣品表面的微位移掃描，可以觀察物質表面單個原子或分子的排列狀態和表面電子的行為，獲得表面單個原子排列的信息。
(3)微細電火花加工。
微細電火花加工是利用工具電極與工件之間的脈沖火花放電產生的瞬時和局部高溫，使絕緣工作液中的金屬熔化汽化。在加工過程中，刀具和工件之間沒有大的切削力。只要控制微脈沖放電能量，配合精密微進給，就可以去除微細金屬材料，加工微細軸、孔、狹縫、平面、空間曲面等。
二。結論
綜上所述，微機械技術經過幾十年的發展，已經從以前單壹的三維加工擴展到系統集成方向，從基礎探索開始了實用化研究。
未來微機械生產技術價值研究涉及的關鍵環節是微機械三維愛、微機械集成和微機械封裝技術。
總之，MEMS技術的應用對中國高科技產業的發展起到了至關重要的推動作用。
參考
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