微几何量评定总则研究

　　1 引言

　　过去几十年里， 微电子技术的迅速发展几乎对人类的一切生活领域都产生了巨大影响， 而在最近 30 多年里， MEMS 技术的出现也向人们预示了一种与微电子技术相似的广阔前景。MEMS ( micro electro -mechanicalsystems， 微机电系统) 是指运用微细加工技术制造的， 集微型传感器、 微型机构、 微型执行器以及信号处理和控制电路、 接口、 通讯等于一体的微型器件或微型系统。 MEMS 技术产生对航空、 航天、 船舶、 汽车等许多工业领域产品的微型化、 高度集成化有着重要意义， MEMS 产品的不断涌现，也给市场带来了无限的商机， 同时也使得 MEMS 技术不断走向产业化。

　　随着 MEMS 产业向成熟方向的发展， 企业的效率和成本决定企业的生死存亡， 同时也决定了企业是否能实现大批量的生产， 而使产品覆盖更广阔的市场。 准确有效的测量与评定在这个时候就起着至关重要的作用： 一则可以提高产品的成品率， 减少企业资源的浪费; 二则有利于分析出产品在生产过程出现问题的原因， 找出解决问题的方法。

　　然而由于微器件结构的自身具有尺寸小、 质量轻、 易受外界干扰等特点， 使得传统的测量与评定方法不再适用， 所以需要制定新的标准和方法用于微器件结构的评定。 微几何量的评定是对 MEMS 构件几何结构的特征参数的评定， 是正确评价微机电产品和技术的重要前提之一。 而微几何量评定总则的研究则有助于从总体上规范微几何量的测量与评定， 并为制定具体的微几何量评定系列标准奠定了技术基础。

　　2 微几何量评定总则研究

　　(1) 评定基本原则

　　冗余原则是几何量测量的一个重要设计原则， 对几何量测量具有指导作用， 因此微几何量评定宜遵从冗余原则：

　　1) 任何测量系统都存在误差，当减小阿贝误差、热变形等方法不能提高测量精度时，要考虑采用冗余测量， 如测量次数的增加、测量方式的改变以及测量传感器的增加等来提高测量精度。

　　2) 合理设计冗余度。

　　3) 在测量过程中 ， 可利用冗余对测量信息进行诊断， 剔除粗大误差;冗余测量系统具有自我校正和自我标定能力。

　　(2) 评定要素

　　微几何量主要是反映特征尺寸在微米级别的 MEMS 结构的尺寸和质量特征。微几何量要素主要包括：尺寸特征、 形位特征、轮廓特征、表面结构特征等。

　　———尺寸 ： 以特定单位表示现行尺寸值的数值 。在这里是指确定MEMS 结构几何形状的一定大小的线性尺寸或角度尺寸， 如微梁结构的长、宽、 厚度。