庞克俭

（中国电子科技集团公司第十三研究所，河北 石家庄050051）

随着科学技术的发展，各类仪器对小型化的要求越来越高，由此对设备的器件、组件的体积和性能也提出了更苛刻的要求；MEMS本身具有体积小、质量轻等特点，使得它无论是在工业、民用上，还是国防上，都有着广泛的应用。

MEMS工艺，通俗地讲，就是用半导体工艺在硅片等基片上实现机械电子零部件结构的设计制造。硅基MEMS的加工工艺包括体硅工艺和表面硅工艺[1]，制造工艺与半导体和微电子工艺基本类似，包括外延、薄膜淀积、氧化、扩散、注入、光刻、溅射、蒸镀、刻蚀、划片和封装等基本工艺步骤。

在传统的半导体工艺中，多数都是平面式层叠结构，而在MEMS器件加工过程中，需要制作出各种形状的立体结构，尤其在惯性器件（包括陀螺仪、加速度计、振动传感器等）、MEMS光学器件等多种MEMS器件加工过程中，一般都是先在基片上淀积一层被称为“牺牲层”的材料（SiO2），并预留锚点，然后再在牺牲层上淀积一层结构层，通过深槽刻蚀的方法加工出梳齿结构、质量块、悬臂梁等结构，然后再通过牺牲层“释放（Release）”工艺，得到可动的悬臂梁、质量块等结构。

牺牲层的蚀刻释放分为湿法释放和干法释放两种，但在传统的湿法释放过程和后期清洗的过程中有水的存在，导致蚀刻过程中由于应力或表面张力等作用造成粘连，并可能导致结构崩塌[2]，最终导致工艺失败。后又有人提出多种方法，试图解决该问题，如加入低表面张力的清洗溶液来降低毛细力[3]，减小接触面积从而降低拉力[4]，增加表面的粗糙度来降低表面的有效能量[5]，等等；……