1.光刻

光刻的目的是在硅片表面产生精细的图案。

具体步骤：

（1）旋涂。圆片被固定在旋转的台面上，光刻胶被点在圆片的中心位置。然后圆片高速旋转，光刻胶在离心力的作用下向圆片的边缘移动。当圆片停止旋转时，光刻胶会以均匀的厚度覆盖在圆片上。

（2）产生光刻图形。由透明的基板制成带有不透明图案的掩膜版，并将其靠近被光刻胶覆盖的晶片上。高能量的平行光照照射覆有掩膜版的圆片，没有被图形覆盖的光刻胶将会暴露在光线中，以此来改变光刻胶的化学组成。接着将圆片置于显影液中，去除部分光刻胶，以此让光刻胶在圆片上形成特定的图样。曝光过与未曝光的光刻胶有着不同的特性，对于正胶，曝光的部分在显影液中有更好的溶解性。再将圆片浸入可以溶解薄膜材料。

（3）形成图形化薄膜。将圆片浸入可溶解薄膜材料但不会影响光刻胶的化学溶液中，通过适当的时间控制，被光刻胶覆盖的薄膜会保持完整而没有被光刻胶覆盖的薄膜将会被去除。然后去除光刻胶，这样就能得到图形化的薄膜。

个人理解的整体思路是这样的：

目标是在圆片的薄膜上刻蚀出特定的图形。但是这种图形怎么形成呢？我们可以在薄膜上再盖一层有特定形状的保护膜，没有保护膜覆盖的薄膜会被去除。这样表面上并没有解决问题，只是将问题从如何形成有特定形状的薄膜变成如何形成有特定形状的保护膜。但是实际上，薄膜的材料已经定下来了，而保护膜的可以有很多选择，很多加工方法不适应于薄膜但却适用于保护膜，这大大提高了工艺的灵活性。而其中最常用的方案是将光刻胶作为保护膜的材料，将曝光后的圆片浸入显影液来获得特定的光刻图形。

至于为什么要采用旋涂的方式，个人认为是如果采用涂抹或者别的方式来形成的薄膜会有厚度过厚和不均匀的问题。而在旋涂的过程中，使光刻胶移动的离心力是随着半径而缓慢变化的，因此能形成均匀的薄膜。

2.薄膜沉积

1）物理方法。直接将要沉积的材料以逐个原子或者逐层的方式从源材料沉积刀圆片表面。例如金属蒸发、金属溅射。通常形成的金属薄膜范围是1~2μm。

2）化学汽相淀积。两种或更多的活性材料到达圆片表面临近处，它们在良好的环境下发生反应，这些物质之间会生成固相，即物质会被吸附刀硅晶片表面。如果存在反应副产物，可能会被周围的介质去除。连续反应引起材料层在圆片上形成。通常形成的薄膜平均厚度是1μm以下。

3.硅热氧化

让硅片在高温（900摄氏度或更高的温度）下与氧原子发生反应，在圆片表面生成一层氧化层。这层氧化层将内部硅原子和氧原子隔开，随着厚度增加，氧化速率会降低。大多数应用中，热氧化层的厚度在1.5μm以下。

4.湿法刻蚀

用湿法化学反应来去除材料，常用于去除半导体、聚合物、电介质、金属以及功能材料。其关键指标包括刻蚀速率、温度以及均匀性。对目标材料、掩膜材料和衬底的选择性刻蚀是MEMS设计过程中至关重要的内容。刻蚀率定义为垂直方向，但刻蚀剂实际上也会与薄膜的侧壁发生反应。在事件t范围内，侧壁的刻蚀长度称为钻蚀。钻蚀的数量影响着图形转移过程中的精度。

5.硅的各向异性刻蚀

硅的各向异性刻蚀是微机械加工过程中独特的工艺，可用于生产各种不同的三维结构。

6.等离子刻蚀和反应离子刻蚀

等离子刻蚀常被称作干法刻蚀，因为整个过程不包括湿法化学反应。它通常在等离子体刻蚀机中进行，用于从硅片表面去除材料。刻蚀过程中，等离子体刻蚀机产生的电场会击穿空腔中的化学活性气体，形成带电的活性气态电子团。带电原子团不仅会与圆片发生化学反应，还会在电场的加速作用下与圆片发生物理反应。两种反应各有优点，化学刻蚀的各向同性和材料选择性比较好，而物理刻蚀定向性和各向异性会比较好。

若与圆片相连的电极是接地的，则称之为等离子体刻蚀；若圆片与通有交流偏压的电极相连，则称之为反应离子刻蚀。反应离子刻蚀与等离子刻蚀相比，更偏向于物理反应，因此刻蚀各向异性。其中一种特殊的工艺名为深反应离子刻蚀，能够在在圆片上产生较深的沟槽和光滑的侧壁。

7.掺杂

掺杂工艺是将掺杂原子注入到半导体晶格之中，从而改变衬底材料的电学特性。掺杂源可以放置在圆片表面或利用离子注入精确地注入到硅原子的晶格之中。掺杂原子在圆片中的运动是随机的，但总体而言是从高浓度向低浓度运动。这个过程称为热扩散，遵循菲克定律，浓度C是时间t和位置x的函数，即

其中，J(x,t)是在位置x和时间t时单位面积上流过的掺杂原子。参数D是扩散效率，取决于温度，即

求解上式得

8.圆片划片

圆片划片是一个机械过程，用于将裸芯片从圆片上切下。

9．圆片键合

圆片键合是指在适当的物理和化学条件下，将两个圆片接触对准，形成永久性的黏合。根据键合温度高低分为三类：室温键合、低温键合（低于100摄氏度）和高温键合（高于100摄氏度）。