沉积过程
MEMS处理的基本要素之一是能够沉积厚度在1微米到100微米之间的材料薄膜。尽管膜沉积的测量范围从几纳米到一微米，但NEMS的过程是相同的。沉积方法有两种，如下。
物理沉积
物理气相沉积（“ PVD”）包括将材料从靶材上去除并沉积在表面上的过程。这样做的技术包括溅射过程，在该过程中，离子束将原子从靶标中释放出来，使它们移动通过中间空间并沉积在所需的基板上；然后进行蒸发，在蒸发过程中，可以使用以下方法之一从靶标中蒸发掉材料真空系统中的热量（热蒸发）或电子束（电子束蒸发）。
化学沉积
化学沉积技术包括化学气相沉积（CVD），其中源气流在基板上反应以生长所需的材料。可以根据技术的细节将其进一步分为几类，例如LPCVD（低压化学气相沉积）和PECVD（等离子体增强化学气相沉积）。
氧化膜也可以通过热氧化技术来生长，其中（通常是硅）晶片暴露于氧气和/或蒸汽中，以生长二氧化硅的薄表面层。
图案化
MEMS中的图案化是将图案转移到材料中。
光刻术
MEMS上下文中的光刻通常是通过选择性地暴露于诸如光的辐射源而将图案转移到光敏材料中。光敏材料是当暴露于辐射源时其物理性质发生变化的材料。如果将光敏材料选择性地暴露于辐射（例如，通过掩盖一些辐射），则材料上辐射的图案将转移到已暴露的材料上，因为已暴露和未暴露区域的特性不同。
然后可以去除或处理该暴露的区域，从而为下面的衬底提供掩模。光刻通常与金属或其他薄膜沉积，湿法和干法蚀刻一起使用。有时，使用光刻技术来创建结构而没有任何后蚀刻。一个例子是基于SU8的透镜，其中产生了基于SU8的正方形块。然后，将光致抗蚀剂熔化以形成充当透镜的半球形。
电子束光刻
主条目：电子束光刻
电子束光刻（通常缩写为电子束光刻）是扫描的光束的实践中的电子跨越覆盖有薄膜（称为一个表面以图案化的方式的抗蚀剂），[15]（“暴露”的抗蚀剂）和选择性地去除抗蚀剂的已曝光或未曝光区域（“显影”）。与光刻一样，其目的是在抗蚀剂中形成非常小的结构，然后可以通过蚀刻将其转移到衬底材料上。它是为制造集成电路而开发的，还用于创建纳米技术体系结构。
电子束光刻的主要优点在于，它是克服光的衍射极限并在纳米范围内形成特征的方法之一。这种形式的无掩模光刻技术已广泛用于光刻中的光掩模制造，半导体组件的小批量生产以及研究和开发中。
电子束光刻的关键限制是生产量，即暴露整个硅晶片或玻璃基板所花费的时间很长。较长的曝光时间使用户容易受到光束漂移或在曝光期间可能发生的不稳定的影响。同样，如果第二次不更改图案，则不必要地延长返工或重新设计的周转时间。
离子束光刻
众所周知，聚焦离子束光刻技术能够写入极细的线（小于50 nm的线和空间）而没有接近效应。[引证需要]然而，由于在离子束光刻的写入字段是相当小的，大面积的图案必须创建由小字段拼接在一起。
离子跟踪技术
离子跟踪技术是一种深度切割工具，其分辨率极限约为8 nm，适用于抗辐射的矿物，玻璃和聚合物。它无需任何显影过程即可在薄膜中产生孔。结构深度可以通过离子范围或材料厚度来定义。可以达到高达10 4的长宽比。该技术可以使材料以定义的倾斜角度成形和纹理化。可以生成随机图案，单离子轨道结构和由单个单个轨道组成的目标图案。
X射线光刻
X射线光刻是电子工业中用于选择性去除薄膜部分的工艺。它使用X射线将几何图形从掩模转移到基板上的光敏化学光刻胶或简单地“抵抗”。然后，一系列化学处理将产生的图案雕刻到光刻胶下面的材料中。
钻石图案
在纳米金刚石表面上雕刻或创建图案而不损坏它们的简单方法可能会导致新的光子器件。
金刚石图案化是形成金刚石MEMS的方法。这是通过将金刚石膜平版印刷到诸如硅之类的基材上来实现的。可以通过经由二氧化硅掩模的选择性沉积，或者通过在沉积之后进行微机械加工或聚焦离子束研磨来形成图案。[16]
蚀刻过程
蚀刻工艺有两个基本类别：湿蚀刻和干蚀刻。在前者中，材料浸入化学溶液后会溶解。在后者中，使用反应性离子或气相蚀刻剂来溅射或溶解材料。[17] [18]
湿蚀刻
主条目：蚀刻（微细加工）
湿化学蚀刻在于通过将基板浸入溶解该基板的溶液中来选择性地去除材料。该蚀刻工艺的化学性质提供了良好的选择性，这意味着如果精心选择，目标材料的蚀刻速率将大大高于掩模材料。
各向同性蚀刻
蚀刻在各个方向上以相同的速度进行。掩模中的长而窄的孔会在硅中产生V形凹槽。如果正确进行蚀刻，则这些凹槽的表面在原子上可以是光滑的，并且尺寸和角度非常精确。
各向异性蚀刻
某些单晶材料（例如硅）将根据基材的晶体学取向而具有不同的蚀刻速率。这被称为各向异性蚀刻，最常见的例子之一是在KOH（氢氧化钾）中蚀刻硅，其中Si <111>平面的蚀刻速度比其他平面（晶体取向）慢约100倍。因此，在（100）-Si晶片中蚀刻矩形孔会导致金字塔形的蚀刻坑具有54.7°的壁，而不是像各向同性蚀刻那样具有侧壁弯曲的孔。
HF蚀刻
氢氟酸通常用作二氧化硅（SiO
2，也称为BOX for SOI），通常为49％浓缩形式，即5：1、10：1或20：1 BOE（缓冲氧化物蚀刻剂）或BHF（缓冲HF）。它们最早在中世纪用于玻璃蚀刻。它被用于IC制造中以对栅极氧化物进行构图，直到工艺步骤被RIE取代。
氢氟酸被认为是无尘室中较危险的酸之一。它在接触时会渗透皮肤，并直接扩散到骨骼。因此，直到为时已晚才感觉到损坏。
电化学蚀刻
用于选择性地去除硅的掺杂剂的电化学蚀刻（ECE）是一种自动化的方法，可以有选择地控制蚀刻。需要一个有源pn二极管结，并且任何一种掺杂剂都可以是抗腐蚀（“腐蚀停止”）材料。硼是最常见的蚀刻停止掺杂剂。结合如上所述的湿法各向异性蚀刻，ECE已成功用于控制商用压阻硅压力传感器中的硅膜片厚度。可以通过硅的注入，扩散或外延沉积来产生选择性掺杂的区域。
干蚀刻
主条目：干蚀刻
蒸气蚀刻
二氟化氙
二氟化氙（XeF
2）是硅的干气相各向同性蚀刻剂，最初于1995年在美国加利福尼亚大学洛杉矶分校用于MEMS。[19] [20]主要用于通过底切硅XeF释放金属和介电结构
2与湿蚀刻剂不同，它具有无摩擦释放的优点。它对硅的蚀刻选择性非常高，可以与光致抗蚀剂SiO一起使用
2，氮化硅和各种用于掩膜的金属。它与硅的反应是“无等离子体的”，纯化学且自发的，通常以脉冲模式运行。蚀刻作用的模型可用，[21]，大学实验室和各种商业工具也提供使用这种方法的解决方案。
等离子蚀刻
现代VLSI工艺避免了湿法蚀刻，而是使用等离子蚀刻。等离子体蚀刻器可以通过调整等离子体参数以多种模式运行。普通等离子蚀刻的工作电压为0.1至5托。（该压力单位通常在真空工程中使用，大约等于133.3帕斯卡。）等离子体产生中性带电的高能自由基，该自由基在晶片表面反应。由于中性粒子从各个角度侵蚀晶圆，因此该过程是各向同性的。
等离子刻蚀可以是各向同性的，即在图案化的表面上表现出与其向下刻蚀率大致相同的横向底切率，或者可以是各向异性的，即表现出比其向下的刻蚀率小的横向刻蚀率。在深反应性离子蚀刻中，这种各向异性最大。当涉及取向依赖蚀刻时，术语各向异性用于等离子蚀刻不应与相同术语混淆。
等离子体的原料气通常包含富含氯或氟的小分子。例如，四氯化碳（CCl4）蚀刻硅和铝，三氟甲烷蚀刻二氧化硅和氮化硅。含氧的等离子体用于氧化（“灰化”）光刻胶并促进其去除。
离子铣削或溅射蚀刻使用的压力较低，通常低至10-4托（10 mPa）。它用惰性气体（通常是Ar +）的高能离子轰击晶片，该惰性气体通过转移动量将原子从基板上击落。因为蚀刻是通过离子进行的，而离子大约从一个方向接近晶片，所以该过程是高度各向异性的。另一方面，它倾向于显示较差的选择性。反应离子刻蚀（RIE）在溅射和等离子刻蚀之间的中间条件（10–3至10-1托之间）下运行。深反应离子刻蚀（DRIE）修改了RIE技术以产生深而窄的特征。
溅射
主条目：溅射
反应离子蚀刻（RIE）
主条目：反应离子蚀刻
在反应离子蚀刻（RIE）中，将基板放置在反应器内部，并引入几种气体。使用RF电源将等离子吹入混合气体中，从而将气体分子分解成离子。离子朝被蚀刻材料的表面加速并与之反应，形成另一种气态材料。这被称为反应离子蚀刻的化学部分。还有一个物理部分，类似于溅射沉积过程。如果离子具有足够高的能量，它们可以将原子从待蚀刻的材料中剔除，而不会发生化学反应。开发平衡化学和物理蚀刻的干法蚀刻工艺是一项非常复杂的任务，因为有许多参数需要调整。通过改变平衡，有可能影响蚀刻的各向异性，
主条目：深反应离子刻蚀
Deep RIE（DRIE）是RIE的一个特殊子类，并且正在日益普及。在此工艺中，几乎垂直的侧壁可实现数百微米的蚀刻深度。主要技术基于所谓的“博世工艺”，[22]以德国公司罗伯特·博世（Robert Bosch ）的名字命名，该公司申请了原始专利，其中两种不同的气体成分在反应器中交替出现。当前，DRIE有两种变体。第一个变体包含三个不同的步骤（原始的Bosch过程），而第二个变体仅包含两个步骤。
在第一个变体中，蚀刻周期如下：
（i）旧金山6各向同性蚀刻
（ii）C4F8钝化
（iii）旧金山6 各向异性蚀刻用于地板清洁。
在第二变形中，步骤（i）和（iii）被组合。
两种变体的工作方式相似。该ç4F8在基材表面上产生聚合物，第二种气体成分（SF6和O2）蚀刻基板。立即通过蚀刻的物理部分将聚合物溅射掉，但仅在水平表面上而不在侧壁上。由于聚合物仅在蚀刻的化学部分中非常缓慢地溶解，因此它会堆积在侧壁上并保护它们不受蚀刻。结果，可以实现50：1的蚀刻纵横比。该工艺可轻松用于完全蚀刻硅衬底，并且蚀刻速率比湿蚀刻高3-6倍。
模具准备
在硅晶片上准备大量MEMS器件后，必须分离单个管芯，这在半导体技术中称为管芯准备。对于某些应用，在分离之前先进行晶片背面研磨，以减小晶片厚度。然后可以通过使用冷却液进行锯切或通过称为隐形切割的干激光工艺来执行晶圆切割。