MEMS加工技术及其工艺设备
MEMS制程-简要介绍一下前段制程的特点及涉及的设备
MEMS制程:简要介绍一下前段制程的特点及涉及的设备MEMS 制造是基于半导体制造技术上发展起来的；它融合了扩散、薄膜（PVD/CVD）、光刻、刻蚀（干法刻蚀、湿法腐蚀）等工艺作为前段制程，继以减薄、切割、封装与测试为后段，辅以精密的检测仪器来严格把控工艺要求，来实现其设计要求。
MEMS制程各工艺相关设备的极限能力又是限定器件尺寸的关键要素，且其相互之间的配套方能实现购备成本的最低；下面先简要介绍一下前段制程的特点及涉及的设备。
扩散工艺：MEMS生产中的扩散指工艺所需要的杂质在一定条件下对硅（或其他衬底）的掺杂。
如在硅中掺磷、硼等。
广义上讲，氧化与退火也是一种扩散；前者指氧气在SiO2中的扩散，后者指杂质在硅（或其他衬底）中的扩散。
其目的是要为了改变原材料的电学特性或化学特性。
如下图是扩散炉，其三根管（上/中/下）的正常分配如FATRI UTC的分配：氧化炉，扩散炉，合金炉，分别用于形成SiO2，扩散杂质，键合后进行合金工艺。
炉管的主要关注技术数据且其通常的参数有（以FATRI UTC为例）：可加工硅片尺寸（4”6”圆片），可配石英管最大外径（Φ220mm），工作温度范围（600℃~1200℃），恒温区长度及精度【氧化/扩散（900℃~1200℃500mm/ ±0.5℃），退火合金（600℃~900℃500mm/ ±1℃）】，升温时间（从室温至1200℃≤90min），温度斜变能力【最大可控升温速度（600℃~1200℃15℃/min），最大降温速度（1200℃~900℃5℃/min）】，送料装置【行程（~1600mm），速度（30~1000mm/min），承载能力（≤12kg）】，净化台工作等级（静态在10000 级厂房达100级），气体流量设定精度（±1%F.S.），气路系统气密性（1×10-7 pa.m3/s），设备外形尺寸（5270×1140×2455 L/W/H mm），供电电源（三相五线~380V 50Hz）。
微机电系统(mems)工程技术 半导体制造工艺技术
微机电系统(mems)工程技术半导体制造工艺技术微机电系统（MEMS）是一种融合微电子技术、机械工艺和微纳米加工技术的新型技术，具有微小体积、高性能和低功耗等优点，被广泛应用于传感器、执行器、微机械系统等领域。
MEMS制造工艺技术作为其核心技术之一，在MEMS设备的设计、生产和测试过程中起着至关重要的作用。
一、MEMS制造工艺技术的基本原理MEMS制造工艺技术是利用微纳米加工技术对微电子元件进行加工，实现微小尺寸的器件。
其基本原理包括光刻、薄膜沉积、刻蚀、清洗和包装等步骤。
在制造过程中，需要考虑到器件的性能、成本和效率等因素，并采用不同的工艺流程进行处理。
二、MEMS制造工艺技术的工艺流程1.设计阶段：确定MEMS器件的功能和结构，并进行软件仿真和电路设计，制定完整的器件设计方案。
2.掩膜光刻：利用掩膜和紫外光曝光的技术，将器件的图形准确转移到光敏材料上，形成所需的图形。
3.薄膜沉积：采用物理气相沉积、化学气相沉积等技术，在衬底表面沉积一层或多层薄膜，用于制备MEMS器件的功能部件。
4.刻蚀工艺：采用干法或湿法刻蚀技术，将多余的材料去除，形成所需的器件结构。
5.清洗和检测：在制造过程中，需要对器件进行清洗和检测，确保器件的质量和性能。
6.包装封装：将制备好的器件封装在封装体中，保护器件免受外部环境的影响。
三、MEMS制造工艺技术的发展趋势1.纳米加工技术：随着纳米加工技术的发展，MEMS器件的尺寸将进一步减小，性能将得到显著提升。
2.多功能集成：未来的MEMS器件将具有多功能集成的特点，可以同时实现多种功能，提高器件的综合性能。
3.自组装技术：自组装技术的应用将使MEMS制造工艺更加灵活和高效，降低成本，提高生产效率。
4.高可靠性设计：随着MEMS器件在汽车、医疗等领域的广泛应用，高可靠性设计将成为MEMS制造工艺技术的重要发展方向。
四、结语MEMS制造工艺技术是一项复杂而重要的工艺技术，对MEMS器件的性能和质量起着决定性的作用。
基于MEMS技术的微机械设备设计与制造
基于MEMS技术的微机械设备设计与制造近年来，随着科技的快速发展，利用微机械系统（Micro-electro-mechanical systems，MEMS）技术设计和制造微型机械设备成为了一项颇具前景的研究领域。
MEMS技术以其小型化、高性能和低成本的特点，已经逐渐应用于汽车制造、生物医药、通信、传感器等众多领域。
本文将从MEMS技术在微机械设备设计与制造中的应用，工艺流程、设计原理、制造方法和市场前景等方面进行阐述。
1. MEMS技术在微机械设备设计与制造中的应用MEMS技术在微机械设备设计与制造中应用广泛，涵盖了各种类型的微机械设备，如惯性传感器、光学器件、微泵、微阀和微镜等。
其中，惯性传感器是MEMS技术应用最广泛的领域之一。
惯性传感器可以测量物体的加速度和角速度，广泛应用于汽车安全系统、无人机导航以及手机和平板电脑等消费电子产品。
此外，MEMS技术还可用于制造微型光学器件，如微型投影仪、微型摄像头和微镜等，在医疗、通信和娱乐等领域具有广阔的应用前景。
2. MEMS技术微机械设备的设计原理微机械设备的设计原理是MEMS技术中的核心问题之一。
微机械设备的设计需要考虑材料的选择、结构的优化和特定应用的需求。
首先，材料的选择直接关系到微机械设备的性能和可靠性。
常用的材料包括硅、玻璃、聚合物和金属等。
硅材料具有良好的机械性能和化学稳定性，适合用于制造微型机械结构；玻璃材料透明性好，广泛应用于光学器件的制造；聚合物材料虽然力学性能较差，但成本低且制造工艺简单，适合用于制造柔性微机械结构。
其次，微机械设备的结构设计需要考虑尺寸约束、力学稳定性和制造工艺等因素。
由于尺寸限制，微机械设备的设计需要将各种功能集成在一个微小空间内。
同时，由于微机械结构的尺寸小，微机械设备要在极小的振动范围内工作，确保其力学稳定性。
此外，制造工艺对微机械结构的设计也有很大的影响。
不同的制造工艺可以实现不同的微机械结构，如光刻、湿法腐蚀、干法刻蚀和离子蚀刻等。
MEMS芯片、差压传感器和电子设备的制作方法
MEMS芯片、差压传感器和电子设备的制作方法一、MEMS芯片的制作方法MEMS(MicroElectroMechanical System)芯片是小型化电子设备的重要组成部分，可广泛应用于传感器、微机电系统、光电器件等方面。
MEMS芯片的制作主要包括以下几个步骤：1.1 前处理前处理是MEMS芯片制作的第一步，目的是准备芯片的基板。
基板材料种类较多，如硅基板、蓝宝石基板、玻璃基板等，其中以硅基板最为常用。
前处理主要包括基板清洗、氧化、光刻、蚀刻等步骤，以获得一个平整、无缺陷的基板表面。
1.2 薄膜沉积薄膜沉积是MEMS芯片制作的关键步骤之一，主要是通过化学气相沉积、物理气相沉积、溅射等方法，在基板上形成所需的薄膜材料。
薄膜材料种类较多，如二氧化硅、氮化硅、铝、铜等。
薄膜沉积的厚度及均匀性对MEMS芯片的性能影响极大。
1.3 工艺刻蚀工艺刻蚀是MEMS芯片制作的另一个关键步骤，主要是通过湿法或干法蚀刻方式，在薄膜上形成所需的结构。
湿法刻蚀采用化学液体腐蚀的方法，可以实现高精度、高平整度的表面加工；干法刻蚀利用高能离子轰击的方式，可以得到群小结构和高深比结构。
1.4 封装和后处理封装和后处理是MEMS芯片制作的最后一步，主要是将芯片和封装材料进行连接、固定，并进行必要的后处理。
封装材料种类较多，如环氧树脂、聚酰亚胺、铝等。
后处理包括去除残余污染物、粗糙度调整、表面处理等环节，以保证芯片性能的优良。
二、差压传感器的制作方法差压传感器是一种用于测量气体、液体两个点间压力差的传感器，主要应用于空调、汽车、工业自控等领域。
差压传感器的制作主要分为以下几个步骤：2.1 前处理前处理是差压传感器制作的第一步，目的是准备有良好表面质量的硅芯片。
前处理的关键是硅片抛光，以磨掉表面平整度差、表面缺陷等，从而得到表面平整度好的硅片。
2.2 沉积膜层沉积膜层是差压传感器制作的重要步骤之一，主要是采用化学气相沉积、热蒸发等方法，在硅芯片上形成所需的膜层。
MEMS工艺(表面硅加工技术)
D、横向腐蚀形成空腔
腐蚀掉SiO2形成空腔，即得到多晶硅桥式可活动 的硅梁
五、影响牺牲层腐蚀 的因素
牺牲层厚度 腐蚀孔阵列
多晶
LT
塌陷和粘连及防止方法
酒精、液态 置换水； 酒精、液态CO2置换水； 依靠支撑结构防止塌陷。 依靠支撑结构防止塌陷。
六、表面微加工特点及关键 技术
表面微加工过程特点：
绝缘层部分淀积薄膜利用光刻图形化淀积牺牲层膜图形化牺牲层淀积机结构械薄膜图形化释放结构表面微机械加工原理示意图结构层和牺牲层牺牲层结构层四典型牺牲层腐蚀工艺二氧化硅多晶硅利用牺牲层制造硅梁的过程a淀积si并刻窗口在硅衬底上淀积一层si膜作为多晶硅梁的绝缘支撑并有选择地腐蚀出窗口b局部氧化生成sio作为牺牲层
硅 二氧化硅 多晶硅
利用牺牲层制造硅梁的过程
A、淀积Si3N4并刻窗口 在硅衬底上淀积一层Si3N4膜，作为多晶硅梁 的绝缘支撑，并有选择地腐蚀出窗口
B、局部氧化生成SiO2
利用局部氧化技术，在窗口处生成一层SiO2膜， 作为牺牲层。
C、淀积多晶硅并刻微梁
在SiO2层及剩下的Si3N4层上淀积一层多晶硅膜， 厚约2um
MEMS工艺—— 面硅加工技术
一、典型微加工工艺
硅工艺
体硅工艺 表面工艺 两者结合
非硅工艺
LIGA工艺 DEM工艺 其他工艺：超精密加工 、非切削加工、特种加 工技术
二、表面微加工技术
表面微机械加工以硅片为基体，通 过多层膜淀积和图形加工制备三维 微机械结构。 硅表面微机械加工是微机械器件完 全制作在晶片表面而不穿透晶片表 面的一种加工技术。
添加——图形——去除 添加：薄膜沉积技术 图形：光刻 去除：腐蚀技术 表面微加工和IC工艺的区别：形成机械结构！ 形成机械结构！ 形成机械结构
硅微机电系统的制造工艺与性能分析
硅微机电系统的制造工艺与性能分析硅微机电系统（MEMS）是一种微小尺寸的电子机械系统，由微观加工技术制造而成，具有广泛的应用领域，如传感器、执行器和生物医学设备等。
本文将重点讨论硅微机电系统的制造工艺以及其性能分析。
一、硅微机电系统的制造工艺1. 薄膜沉积技术薄膜沉积技术是硅微机电系统制造的基础工艺之一。
常用的薄膜沉积方法有物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）两种。
PVD通过蒸发或溅射的方式将材料沉积在硅基底上，从而形成了被称为功能层的薄膜。
CVD是通过化学反应在硅基底上生成薄膜，具有较好的均匀性和控制性。
2. 光刻技术光刻技术在硅微机电系统的制造中起到关键作用。
它是一种通过光照、显影和蚀刻，将图案转移到硅基底上的技术。
光刻技术需要使用光刻胶作为感光剂，在光照的作用下，形成所需的图案。
随后使用显影药液去除未感光区域的光刻胶，并进行蚀刻，最终得到所需的结构。
3. 蚀刻技术蚀刻技术是硅微机电系统制造中的关键步骤之一。
它可以通过湿蚀刻和干蚀刻两种方式实现。
湿蚀刻使用化学溶液对硅基底进行腐蚀，在腐蚀剂的作用下，硅基底会被逐渐消蚀，形成所需的结构。
干蚀刻则是使用离子束或等离子体进行刻蚀，具有更高的加工精度和控制性。
二、硅微机电系统的性能分析1. 精度和稳定性硅微机电系统具有很高的加工精度和稳定性，这使得它在精密测量和控制应用中得到广泛应用。
通过合理的制造工艺和设计，硅微机电系统的运动精度可以达到亚微米甚至纳米级别，满足对于精度要求较高的应用。
2. 响应速度硅微机电系统具有快速的响应速度，可以实现高频率的运动和控制。
这使得它在振动传感器、光学设备和惯性导航系统等需要实时响应的应用中具有优势。
3. 能耗和功耗硅微机电系统具有低能耗和低功耗的特点，适用于便携式和无线应用。
相比传统的机械系统，硅微机电系统在相同的功能需求下，能够实现更低的能耗和功耗，提高了系统的整体效率。
4. 尺寸和集成度硅微机电系统的尺寸非常小，可以实现高度集成化。
mems制造工艺及技术
MEMS制造工艺及技术的深度解析一、引言微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems，简称MEMS）是一种将微型机械结构与电子元件集成在同一芯片上的技术。
由于其体积小、功耗低、性能高等特点，MEMS技术已被广泛应用于各种领域，如汽车、医疗、消费电子、通信等。
本文将详细介绍MEMS的制造工艺及技术，以帮助读者更深入地了解这一领域。
二、MEMS制造工艺1. 硅片准备MEMS制造通常开始于一片硅片。
根据所需的设备特性，可以选择不同晶向、电阻率和厚度的硅片。
硅片的质量对最终设备的性能有着至关重要的影响。
2. 沉积沉积是制造MEMS设备的一个关键步骤。
它涉及到在硅片上添加各种材料，如多晶硅、氮化硅、氧化铝等。
这些材料可以用于形成机械结构、电路元件或牺牲层。
沉积方法有多种，包括化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）和电镀等。
3. 光刻光刻是一种利用光敏材料和模板来转移图案到硅片上的技术。
通过光刻，我们可以在硅片上形成复杂的机械结构和电路图案。
光刻的精度和分辨率对最终设备的性能有着重要影响。
4. 刻蚀刻蚀是一种通过化学或物理方法来去除硅片上未被光刻胶保护的部分的技术。
它可以用来形成机械结构、电路元件或通孔。
刻蚀方法有湿法刻蚀和干法刻蚀两种。
湿法刻蚀使用化学溶液来去除材料，而干法刻蚀则使用等离子体或反应离子刻蚀（RIE）来去除材料。
5. 键合与封装键合是将两个或多个硅片通过化学键连接在一起的过程。
它可以用于制造多层MEMS设备或将MEMS设备与电路芯片集成在一起。
封装是将MEMS设备封装在一个保护壳内以防止环境对其造成损害的过程。
封装材料可以是陶瓷、塑料或金属。
三、MEMS制造技术挑战与发展趋势1. 尺寸效应与可靠性问题随着MEMS设备的尺寸不断减小，尺寸效应和可靠性问题日益突出。
例如，微小的机械结构可能因热膨胀系数不匹配或残余应力而导致失效。
为了解决这些问题，研究人员正在开发新型材料和制造工艺以提高MEMS设备的可靠性。
MEMS器件的制作方法
MEMS器件的制作方法随着微纳米技术的发展，MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微电子机械系统）器件在各个领域中的应用不断扩大。
MEMS器件制作需要高精度加工工艺，下面将从制作流程、工艺步骤、设备及材料四个方面进行介绍。
制作流程MEMS器件的制作流程通常包括以下几个步骤：1.模板制作2.氧化硅层生长3.光刻制图4.反应离子刻蚀（RIE）5.辅助附加层制备6.模板蚀除7.处理后的器件释放根据具体的器件结构和加工要求，以上步骤可能会有所不同。
下面将对每个步骤进行详细介绍。
工艺步骤1. 模板制作制作MEMS器件首先需要制作出模板。
通常使用的材料有硅、石英和玻璃等。
其中，硅晶片是较为常见的一种选择。
制作模板的流程如下：1.取一块纯度高的硅晶片。
2.用光刻技术在硅晶片表面制作出相应的图形。
3.在图形覆盖的区域进行氧化处理，得到具有一定结构的氧化硅层。
4.利用反应离子刻蚀技术将不需要的氧化硅层刻蚀掉，得到带有结构的硅晶片。
2. 氧化硅层生长在模板制作完成后，需要进行氧化硅层的生长，其主要作用是保护下一步光刻过程中的细节部分和进行反应离子刻蚀时的保护作用。
实际操作中，利用化学气相沉积（CVD）或者热蒸发等技术在硅晶片表面均匀生长一层0.5–3厚度的氧化硅层。
3. 光刻制图在氧化硅层生长之后，通过光刻技术在氧化硅层上重复制图，以制备出所需的器件应用结构。
通常，光刻技术主要分为以下几个步骤：1.在硅晶片上涂覆光刻胶2.照射光刻胶3.清洗和蚀刻光刻胶4.对氧化硅层进行刻蚀4. 反应离子刻蚀在光刻制图之后，需要将氧化硅层刻蚀掉，从而形成MEMS器件的结构。
这一步骤采用反应离子刻蚀法，具体分为以下三个步骤：1.将硅晶片放置到反应离子刻蚀系统的刻蚀室内2.制备出刻蚀气体3.离子反应刻蚀5. 辅助附加层制备在刻蚀完氧化硅层之后，需要在MEMS器件上添加一层薄的金属，用于保护结构并增强其机械强度。
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MEMS加工技术及其工艺设备童志义ＭＥＭＳ是微电子技术与机械，光学领域结合而产生的，是２０世纪９０年代初兴起的新技术，是微电子技术应用的又一次革命性实验。
ＭＥＭＳ很有希望在许多工业领域，包括信息和通讯技术，汽车，测量工具，生物医学，电子等方面成为关键器件，把在Ｓｉ衬底上的ＭＥＭＳ与ＩＣ集成在一起，还可以产生许多新的功能。
但是制造ＭＥＭＳ的加工技术主要有三种，第一种是以美国为代表的利用化学腐蚀或集成电路工艺技术对硅材料进行加工，形成硅基ＭＥＭＳ器件；第二种是以日本为代表的利用传统机械加工手段，即利用大机器制造出小机器，再利用小机器制造出微机器的方法；第三种是以德国为代表的ＬＩＧＡ（德文Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｉｅ－光刻，Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ－电铸的Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ－塑铸三个词的缩写）技术，它是利用Ｘ射线光刻技术，通过电铸成型和铸塑形成深层微结构的方法。
其中硅加工技术与传统的ＩＣ工艺兼容，可以实现微机械和微电子的系统集成，而且该方法适合于批量生产，已经成为目前ＭＥＭＳ的主流技术。
随着电子，机械产品微小化的发展趋势，未来１０年，微机械Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅ与微机电ＭＥＭＳ产业将逐渐取代半导体产业成为主流产业，为此，日本，美国一些著名企业均开始加强其ＭＥＭＳ组件／模块制造能力。
当前，微机械与ＭＥＭＳ产业已被日本政府列入未来１０年保持日本竞争力的产业，虽然目前ＭＥＭＳ组件／模块市场主要集中在一些特殊应用领域，但未来的５～１０年内，ＭＥＭＳ组件／模块市场规模将扩大到目前的３倍，ＭＥＭＳ相关系统市场将增长１０倍（见表１），因此，掌握组件／模块技术将有利于未来在ＭＥＭＳ市场取得主动权。
微系统的增长包括微电子机械和最近对半导体产业设备和工艺开发具有重大影响的纳米技术。
光学式电子束直写光刻与湿法蚀刻硅工艺的结合，促进了早期的ＭＥＭＳ技术的发展。
最近，随着感应耦合等离子体刻蚀系统在深度垂直侧壁结构的应用使ＭＥＭＳ在单晶硅的开发成为可能。
与此同时，半导体多晶硅的淀积和刻蚀工艺在复杂的多层ＭＥＭＳ系统中也获得成功的应用。
而在硅材料和传统刻蚀、淀积工艺之外的一些新的发展趋势正在引起人们更多的关注。
１ＭＥＭＳ加工技术传统的制造业依赖大量的关键机械设备和有关的工艺，这些设备和工艺已有几十年甚至上百年的历史了。
例如铸造、锻造、车削、磨削、钻孔和电镀等均是一个综合的制造环境所必不可少的。
这些设备和工艺与大量的其它物理和化学手段及工艺均用作制造环境的基础，它们在半导体产业中均具有其相应的替代技术。
光学光刻，耦合等离子刻蚀，金属的溅射涂覆，金属的等离子体增强化学汽相淀积和介质隔离以及在掺杂工艺中的离子注入和衬底处理，现都已成为集成电路制造中的常规工艺。
基于电子束制版和光学投影光刻及电子束直写光刻这种基本的图形加工技术现已成为先进的纳米尺寸作图技术的主要角色。
上述的这些设备和技术以及一些还未流行的设备的工艺目前正被用于ＭＥＭＳ的纳米技术制造，且成为微时代的微机械加工设备，三维微细加工的主要途径有光刻、准分子激光加工、ＬＩＧＡ、ＵＶ－ＬＩＧＡ、体硅加工技术和深度反应离子刻蚀等。
从目前看来，对于大多数半导体产业来说，采用光学光刻分辨力小至３０ｎｍ的可能性不可排除。
其它的一些准备用于光学加工受到限制的替代技术有Ｘ射线技术或极紫外投影光刻，电子束投影光刻（ＳＣＡＬＰＥＬ）以及接近式Ｘ射线光刻。
所有这些技术将与电子束直写系统和聚集离子束系统一起用于纳米尺寸光刻，并正在日益进入更为宽阔的ＭＥＭＳ的纳米技术应用领域。
除了这些粒子束设备以外，基于扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）原子力显微镜（ＡＦＭ）的探针系统也能用于光刻，进行分子的原子级材料的加工处理。
从工艺上讲，ＭＥＭＳ的制造技术分为部件及子系统制造工艺和封装工艺、前者包括半导体工艺、集成光学工艺、厚薄膜工艺、微机械加工工艺等；后者包括硅加工技术、激光加工技术、粘接、共熔接合、玻璃封装、静电键合、压焊、倒装焊、带式自动焊、多芯片组件工艺等。
ＭＥＭＳ与微电子系统比较，区别在于其包含有微传感器、微执行器、微作用器、微机械器件等的子系统，相对静态微器件的系统而言，ＭＥＭＳ的加工技术难度要高。
ＭＥＭＳ加工技术是在硅平面技术的基础上发展起来的，虽然历史不长，但发展很快，已成为当今最重要的新技术之一。
从目前应用来看，其加工技术主要可分为硅基微机械加工技术和非硅基微机械加工技术。
１．１硅基微机械加工技术目前正在使用的硅基微机械加工技术有三种：体硅体微机械加工、表面微机械加工、复合微机械加工。
１．１．１体硅微机械加工这种加工是将整块材料，如单晶硅基片加工成微机械结构的工艺，与微电子生产中的亚微米光刻工艺比较，其工艺尺度相对较大而粗糙，线宽一般在几微米到几百微米之间。
根据蚀刻方法的途径的差异，体硅微机械加工又分为ａ．硅各向异性化学湿法腐蚀技术，ｂ．熔解硅片技术，ｃ．反应离子深刻蚀技术。
１．１．２表面微机械加工技术这种技术是利用集成电路的平面加工技术加工微机械装置，被加工的微机械装置一般包括一层用作电连接的多晶硅层和一层或多层的机械加工多晶层，由它们形成各种机械部件，如悬臂梁、弹簧、联动杆等。
由于整个工艺都基于集成电路制造技术，因此可以在单个直径为几十毫米的单晶硅基片上批量生成数百个微机械装置。
这种技术的最大优点是在与ＩＣ工艺完全兼容，但是，它制造的机械结构基本上都是二维的，若利用多层加工，也可制造结构复杂，功能强大的ＭＥＭＳ系统，但是微型元件的布局平面化和残余应力等问题必须在设计中予以考虑。
（１）电子束光刻在扫描电子显微镜基础上发展而来的电子束光刻系统，提供了小至纳米尺寸分辩力的聚合物抗蚀剂图形转印的一种灵活的曝光设备，远远地超过了目前光学系统的分辨力范围。
最先进的系统如Ｌｅｉｃａ光刻公司的１００ｋｅＶＶＢ６ＨＲ矢量扫描电子束曝光机，提供了小至几纳米的高斯束探针。
激光控制的工作台允许基本图形拼接形成整体图形。
这些系统提供了独特的灵活手段，适用于没有最终分辩损失的纳米技术要求的ＭＥＭＳ器件加工。
２聚焦离子束光刻利用聚焦离子束设备修复光掩模和集成电路芯片经过１０～１５年的发展在半导体业内已被接受。
其与扫描显微镜，精密刻蚀和淀积的独特结合，能使聚焦离子束设备在ＭＥＭＳ研究中形成最佳的研究与开发的选择方法。
很高的探针分辩力还形成了新的机器（小至５ｎｍ）。
它意味着聚焦离子束方法将在纳米技术的研究与开发中扮演一种非常关键的角色。
这种系统通常由一个液态金属离子源提供一束镓离子加速到５０ｋｅＶ后在靶材表面产生最大溅射率。
３扫描探针加工技术（ＳＰＬ）扫描探针加工技术作为一种无掩模的加工手段，因其所需设备简单和加工精度达纳米量级，正在受到广泛的重视和研究１。
这项技术可以作刻蚀或者淀积加工，甚至可以用来操纵单个原子和分子。
目前ＳＰＬ已经成功应用到刻划金属（Ｔｉ和Ｇｒ）半导体（Ｓｉ和ＧａＡｓ）以及绝缘材料（Ｓｉ３Ｎ４和硅烷），还用于自组装单分子（ＳＡＭ）薄膜上。
１．１．３复合微机械加工技术该技术是体硅微机械加工技术和表面微机械加工技术的结合，具有两者的优点，同时也克服了二者的不足。
１．２非硅基微机械加工技术１．２．１ＬＩＧＡ加工技术ＬＩＧＡ加工技术包括三个基本步骤，即借助于同步辐射Ｘ光实现深层光刻，将样品浸入电解液中在凹槽处电镀金属以及去除光刻胶和隔离层，制造微塑注模进行微复制注塑成形的微电铸技术。
这种技术能实现高深宽比的三维结构，其关键是深层光刻技术。
为实现高深宽比，纵向尺寸达到数百微米的深度刻蚀，并且侧壁光滑，垂直，一方面需要高强度，平行性很好的光源，这样的光源只有用同步辐射Ｘ光才能满足；另一方面要求用于ＬＩＧＡ技术的抗蚀剂必须有很好的分辩力，机械强度，低应力，同时还要求基片粘附性好。
ＬＩＧＡ技术的最大优势在于：（１）深宽比大，准确度高。
所加工的图形准确度小于０．５μｍ，表面粗糙度仅１０ｎｍ，侧壁垂直度＞８９．９°，纵向高度可达５００μｍ以上；（２）用材广泛。
从塑料（ＰＭＭＡ、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯等）到金属（Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ）到陶瓷（ＺｎＯ２）等，都可以用ＬＩＧＡ技术实现三维结构；（３）由于采用微复制技术，可降低成本，进行批量生产。
２．２．２激光微机械加工技术ＬＩＧＡ技术虽然具有突出的优点，但是它的工艺步骤比较复杂，成本费用昂贵。
为了获得Ｘ光源，需要复杂而又昂贵的同步加速器。
相对于ＬＩＧＡ加工技术而言，激光微机械加工技术具有工艺简单、成本低等优点，它代表未来ＭＥＭＳ加工技术发展的方向。
激光微机械加工技术依靠改变激光束的强度和扫描幅度对涂在基片上的光刻胶进行曝光，然后进行显影，最后采用反应离子刻蚀技术，按激光束光刻胶模型加工成微机械结构。
显然，激光光刻技术比Ｘ射线光刻的工艺要简单的多。
将其与各向异性腐蚀工艺结合就可用于加工三维结构。
１．２．３深等离子体刻蚀技术深等离子刻蚀一般是选用硅作为刻蚀微结构的加工对象，也即高深宽比硅刻蚀（ＨＡＲＳＥ），它有别于ＶＬＳＩ中的硅刻蚀，因此又称为先进硅刻蚀（ＡＳＥ）工艺。
该技术采用感应耦合等离子体（ＩＣＰ）源系统，与传统的反应离子刻蚀（ＲＩＥ），电子回旋共振（ＥＣＲ）等刻蚀技术相比，有更大的各向异性刻蚀选择比和更高的刻蚀速率，且系统结构简单，使高密度硅离子刻蚀技术真正发展成了一项实用的刻蚀技术。
这一技术的最大优越性是只采用氟基气体作为刻蚀气体和侧壁钝化用聚合物生成气体，从根本上解决了系统腐蚀和工艺尾气的污染问题。
这一技术的关键是采用了刻蚀与聚合物淀积分别进行而且快速切换的工艺过程。
同时还采用了射频电源相控技术使离子源电源和偏压电源的相位同步，以确保离子密度达到最高时偏压也达到最高，使高密度等离子刻蚀的优势得到充分发挥。
ＩＣＰ刻蚀技术可以达到很高的深宽比（＞２５：１），选择性好，可以完成接近９０°的垂直侧壁。
１．２．４紫外线厚胶刻蚀技术由于ＭＥＭＳ结构的特殊性，在传统的ＩＣ工艺基础上研究与之相适应的新工艺是ＭＥＭＳ持续发展的基础。
深度光刻是其核心技术之一，其中紫外线厚胶光刻工艺作为高深宽比微机械制造的关键工艺，成为微机械工艺研究中的热点。
使用紫外光源对光刻胶曝光，其工艺分为两个主要部分厚胶的深层紫外光刻和图形中结构材料的电镀。
其主要困难在于稳定、陡壁、高精度厚胶模的形成。
对于紫外厚胶光刻适用光刻胶的研究，做得较多的是ＳＶ－８系列负性胶［２］这种胶在曝光时，胶中含有少量的光催化剂发生化学反应，产生一种强酸，能使ＳＶ－８胶发生热交联。
ＳＶ－８胶具有高的热稳定性，化学稳定性和良好的力学性能，在紫外光范围内光吸收度低，整个光刻胶层可获得均匀一致的曝光量。
因此将ＳＶ－８胶用于紫外光刻中，可以形成图形结构复杂，深宽比大，侧壁陡峭的微结构。