1 引言
微机械是80年代后期发展起来的一门新兴学科，随着大规模集成电路中微细加工技术和超精密加工技术的发展，微机械近几年来发展很快，部分已进入实用和商品化阶段．微机械体积小、耗能低，能方便地进行精细操作，其主要应用领域有医疗、生物工程、信息、航空航天、半导体工业、军事、汽车领域等，它已给国民经济、人民生活和国防、军事等带来了深远的影响，被列为21世纪关键技术之首，因此受到世界各国政府的高度重视，例如美国每年投资800万～1500万美元、德国每年投资7000万美元进行微机械的研究，而日本则准备在10 年内投资2亿美元于微机械领域，我国也有许多单位开展了该领域的研究工作。
2 微机械及其特征
微机械在美国被称为微电子机械系统(Micro Electro Machanical System.，简称MEMS) ；在日本被称为微机器(MicroMachnie)；在欧洲则被称为微系统(Microsystem)。
微机械具有以下几个基本特点:
体积小、精度高、重量轻。其体积可达亚微米以下，尺寸精度达纳米级，重量可至纳克。已经制出了直径细如发丝的齿轮、能开动的3mm大小的汽车和花生米大的飞机。最近有资料表明，科学家们已能在5平方毫米内放置1000台微型发动机。
性能稳定、可靠性高。由于微机械的体积小，几乎不受热膨胀、噪声、挠曲等因素影响，具有较高的抗干扰性，可在较差的环境下进行稳定的工作。
能耗低、灵敏度和工作效率高。微机械所消耗的能量远小于传统机械的十分之一，但却能以十倍以上的速度来完成同样的工作，如5mm'5mm'0.7mm的微型泵的流速是比其体积大得多的小型泵的1000倍，而且机电一体化的微机械不存在信号延迟问题，可进行高速工作。
多功能和智能化。微机械集传感器、执行器、信号处理和电子控制电路为一体，易于实现多功能化和智能化
适用于大批量生产、制造成本低。微机械采用和半导体制造工艺类似的方法生产，可以象超大规模集成电路芯片一样一次制成大量的完全相同的部件，制造成本大大降低，如美国的研究人员正在用该技术制造双向光纤通信所必须的微型光学调制器．通过巧妙的光刻技术制造芯片，做一块只需几美分，而过去则要化5000美元。
3 微机械加工技术
微机械加工使用最多的材料是硅材料，其来源广泛，加工技术成熟，基片成本低，硅既有良好的机械特性，又有良好的电子性能和材料性能，十分适合微机械构件的制造。例如，硅的杨氏模量(1.9'107N/cm2)就和不锈钢、镍差不多；硅的洛氏硬度(850)约两倍于镍、铁。硅单晶的抗拉强度(6.9'105N/cm2)比不锈钢至少大三倍．利用硅材料是实现微型化及集成化的必然趋势。
3.1 体微机械加工技术
体微机械加工技术是对硅的衬底进行腐蚀加工的技术，即用腐蚀的方法将硅基片有选择性地除去一部分，以形成微机械结构。腐蚀分湿法腐蚀和干法腐蚀，湿法腐蚀又有各向同性和各向异性之分。各向同性腐蚀液多用HF-HNO3系溶液，硅在所有的晶向以相等的速率进行刻蚀．硅基体刻蚀形成的型腔棱是圆角，然而在微机械电子中．除了运动部件需要圆角获得良好的疲劳强度外、一般不希望有圆角。因此，此法不适合制造复杂的立体微结构，各向异性腐蚀液，主要有KOH和水的混合物；乙(撑)二胺、邻苯二酚和水的混合液(简称EPW)；HF、HNO3和醋酸的混合液(简称HNA)。它们可以使硅在不同的晶面．以不同的速率进行刻蚀．由于硅的(100)面和(111)面的腐蚀速率相差很大，其横向尺寸非常容易控制。但腐蚀深度的控制难度大，靠通过腐蚀时间来控制深度的误差很大。因此，刻蚀自停止技术应运而生。该技术使用浓硼掺杂层或电化学刻蚀停止技术能使腐蚀自动终止在特定层，可以精确控制腐蚀深度。各向同性和各向异性湿法腐蚀的特性及腐蚀速率对晶向的依赖关系。
干法腐蚀利用等离子体取代化学腐蚀液，把基体暴露在电离的气体中，气体中的离子和基体原子间的物理和化学作用引起刻蚀，一些材料如铂、二氧化锡等用湿法刻蚀很困难、而干法却可以完成。该工艺可使微机械加工所得到的外形不受基片的晶向控制，而且不会给微结构带来大的应力，但设备比较复杂，很多参数如气体的性质和流量、基片的性质和面积、电极结构、激励的电磁参数和真空室的外形等必须控制，不同的组合会产生不同的腐蚀过程。CF4腐蚀硅的反应离子刻蚀(RIE)原理。
等离子体由低压气体(1.33～133Pa)的辉光放电获得．基片放置在射频极上，以便在基片和等离子体之间产生大的自偏电位差(几百伏)。电位差使正离子从等离子体加速到基片上，垂直于基片的离子碰撞能直接产生腐蚀。使用SF6和C2F5Cl的混合气体、能获得较好的各向异性和较快的腐蚀速率。
就湿法和干法比较而言，湿法的腐蚀速率快、各向异性好、成本低，但控制腐蚀厚度困难。干法的腐蚀速度慢、成本较高，但能精确控制腐蚀深度。对要求精密，刻蚀深度浅的最好用干法刻蚀工艺，对要求各向异性大、腐蚀深度很深的则最好采用湿法腐蚀工艺。
3.2 表面微机械加工技术
表面微机械加工技术是从集成电路平面工艺演变而成的，是在硅基上形成薄膜并按一定要求对薄膜进行加工的技术薄膜形成一般采用常压化学气相淀积(CVD) ，低压化学气相淀积(LPCVD)和等离子体增强化学气相淀积。
薄膜的加工一般采用光刻技术、通过光刻将设计好的微机械结构图形转移到硅片上，再用各种腐蚀工艺形成微结构。在微机械加工中，有时要形成各种微腔结构和微桥，通常采用牺牲层技术。表面微机械加工的关键步骤是有选择性地将抗腐蚀薄膜下面的牺牲层腐蚀掉，从而得到一个空腔结构．常用二氧化硅(SiO2)、磷硅玻璃(PSG)作为牺牲层材料。制作双固定多晶硅桥的普通表面微机械加工工艺。首先是在硅基底上淀积牺牲层材料，如淀积磷硅玻璃，其作用是为形成结构层的后续工艺提供临时支撑。牺牲层的厚度一般1～2'm，但也可以更厚些。淀积后，牺牲层材料被腐蚀成所需形状．为了向结构层提供固定点，可腐蚀出完全穿透牺牲层的窗口，以防止结构层在分离结束时移位然后淀积和 腐蚀结构材料薄膜层。多晶硅是常用的结构层材料，结构层腐蚀过后，除去牺牲层就可得到分离空腔结构。
表面微机械加工技术的主要优点是具有与常规集成电路的兼容性，器件不但可以做得很小，而且不影响器件特性；其缺点是该工艺本身属于二维平面工艺，限制了设计的灵活性，且由于采用牺牲层工艺，漂洗和干燥需要反复多次，易产生粘连现象，降低成品率。
3.3 LIGA技术
LIGA 是德文Lithographie, Galvanoforming, Abfovmung的缩写，是深层同步辐射X射线光刻、微电铸、微塑铸三种工艺的有机结合。它突破了传统平面工艺的限制，是制造三维微器件的先进技术，结合牺牲层工艺，可以制造大高宽比的可活动微结构．与其他微加工技术相比，LIGA技术可以加工多种金属材料，也可以加工陶瓷、玻璃、塑料等非金属材料，加工深度可达数百微米，加工宽度可小至1'm，LIGA的制造过程主要分四步：第一步，在绝缘基片(陶瓷或带二氧化硅薄膜的硅片、上溅射金属层(铬、银)作为电铸工艺的基础；第二步，在基片上溅射另一层钛作为牺牲层；第三步，采用标准LIGA工艺，X射线同步辐射制模，电镀金属(Ni)成型；第四步，在氢氟酸(HF)溶液中进行选择性刻蚀，分离出金属结构。
LIGA技术在制作很厚的微机械结构方面有着独特的优点，是一般常规的微电子工艺无法替代的，它极大地扩大了微结构的加工能力，使得原来难以实现的微机械结构能够制造出来。但缺点是它所要求的同步辐射源比较昂贵、稀少，致使应用受到限制，难以普及。后来出现了所谓的准LIGA技术，它是用紫外光源来代替同步辐射源，虽然不具备和LIGA技术相当的厚度或宽深比，但是，它涉及的是常规的设备和加工技术，这些技术更容易实现。
3.4 封接技术
封接技术在微机械加工中也占有重要位置，封接的目的是将分开制作的微机械部件在不使用粘结剂的情况下连接在一起，封在壳中使其满足使用要求封接技术影响到整个微系统的功能和尺寸，可以说是微机械系统的关键技术。常用的封接技术有反映封接、淀积密封膜和键合技术。反应封接是将多晶硅结构与硅基通过氧化封接在一起；淀积密封膜是用化学气相淀积法在构件和衬底之间淀积密封材料；键合技术分为硅-硅直接键合和静电键合：硅-硅键合是将两个经过磨抛的平坦硅面在高温下依靠原子的力量直接键合在一起形成一个整体，静电键合主要用于硅和玻璃之间的键合，在400℃温度下，将硅和玻璃之间加上电压产生静电引力而使两者结合成一体。为了提高微系统的集成度，一些新的方法如自动焊接、倒装焊接也得到了广泛的应用。
3.5 激光快速成型技术
激光快速成型技术是利用光硬化性树脂的光合成树脂进行加工的技术。初始这种材料是液态的，经过激光照射即成为固体，这种技术完全用计算机控制，即使形状很复杂，也不受影响，无须掩膜，直接成型。随着激光束分辨率的提高，达到数个微米的精度也就有了可能。用这种技术可大大缩短生产研制周期，成本较低。
3.6 分子装配技术
80年代初发明的扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope，简称STM)以及后来在STM基础上派生出的原子力显微镜(Atomic Force Microscope，简称AFM)，使观察分子、原子的结构从宏观进入了微观世界。STM和AFM具有0.01nm的分辨率，是目前世界上精度最高的表面形貌观测仪，利用其探针的尖端可以俘获和操纵分子、原子，并可以按照需要拼成一定的结构，进行分子、原子装配制作微机械。这是一种纳米级微加工技术，是一种从物质的微观角度来构造微结构，制作微机械的方法．美国的IBM公司用STM操纵35个氙原子，在镍板上拼出了'IBM'三个字母；中国科学院化学研究所用原子摆成我国的地图；日本用原子拼成了'Peace'一词，有理由相信，STM将会在微细加工方面有更大的突破。
3.7 集成制造技术
最近，微机械出现了一个新的发展趋势，即用标准的IC工艺把各种微器件、微结构与驭动、控制和信号处理电路集成在一块芯片上，制成完整的机电一体的微机械系统。目前实现标准的IC工艺与MEMS集成的方法有三种：第一种是先进行IC工艺，再进行MEMS微机械加工的单片集成工艺；第二种先进行MEMS微机械加工再进行标准IC工艺的单片集成工艺；第三种是电路和MEMS分别制作在不同的衬底上然后再键合在一起的混合集成工艺，整个系统的尺寸可小至几百微米。
3.8 其他加工技术
微机械加工除了以上介绍的基本技术外，还广泛使用传统大规模集成电路工艺技术中的氧化、扩散、外延、注入、光刻等工艺，也使用许多其他的非半导体行业应用的技术，例如激光束、离子束和电子束加工、放电加工、微细雕刻、精密切削、超声波加工等。这些技术具有自身的特点，在微机械中，仍然有若一定的潜力，是基本技术的补充。利用这些技术可以获得一些微构件，在一些情况下也是很有效的。
4 微机械加工技术应用
微机械在科学技术、工农业生产及军事等领域的应用日益广泛，目前所谓的微机械，大致分为两大类：一类称之为微机械电子系统(MEMS)，侧重于用集成电路可兼容技术加工制造的元器件，是将微电子和微机械集成在一起，即把微机构及其致动器、控制器、传感器、信号处理器以及接口、通讯和电源等集成在一个微小的空间内，发挥机械功能的集成型机电一体化系统。另一类就是微缩后的传统机械，如微型机床、微型汽车、微型飞机、微机器人等。
随着对微机械需求的日益增长，微细加工的方法也在不断增加和发展，各种常规的加工方法，包括传统的切削加工和一些特种加工方法也在向微细加工领域延伸。如常规加工方法中的车削、铣削、钻削、磨削、冲压等，特种加工方法中的电火花、电化学、超声、激光、离子束、电子束等。实践证明，常规切削加工在微型三维结构、微致动器的制作上有不可替代的作用，其所用设备及其运行环境比较简单，一次性投资较小，生产纲领柔性大，既适应于微机械的中小批量生产，又可以通过模具加工、电铸、注塑等方法实现批量生产。
微细切削加工技术
一般认为，切削加工中不可避免地存在切削力，当被加工零件加工到微细尺度时，将产生很大的变形甚至发生破坏，因此，切削加工无法实现微细加工。但是，经过不断探索和实践，微细切削也加工出了微米尺度的零件。下面介绍车削、钻削、铣削、冲压等微细加工时的特点以及所取得的成就。
（1）. 微细车削
车削是加工回转类零件的有效方法，加工微小型零件时也不例外。微细车削的关键在于：1)微型化的车床；2)车削状态监测系统；3)高转速、高回转精度的主轴；4)高分辨率的伺服进给系统；5)刀尖足够小、硬度足够高的车刀。
日本通产省工业技术院机械工程实验室(MEL)于1996年开发了世界上第1台微型化的车床样机，该车床长32mm、宽25mm、高30.5mm，重量为100g；主轴电机额定功率1.5W ，转速10,000r/min。用该机床切削黄铜，沿进给方向的表面粗糙度为Rmax1.5'm，加工工件的圆度为2.5'm，加工出的最小外圆直径为60'm。
日本金泽大学研究了一套微细车削系统，由微细车床、控制单元、光学显微系统和监视器组成，机床长度约200mm。由于被加工工件很小，用肉眼观察很困难，故采用光学显微系统来观察切削状态。机床的主轴功率：0.5W；转速：3,000～15,000r/min，连续变速；径向跳动：1'm以内；装夹工件直径：'0.3mm；X、Y、Z轴的进给分辨率为4nm。用扫描隧道显微镜上的金刚石探尖作为车刀，在直径为'0.3mm 的黄铜丝毛坯上加工出了直径为'10'm的外圆柱面，还加工出了直径为'120'm、螺距12.5'm的丝杠。它证实了利用切削加工也能加工出微米尺寸的零件。
（2）. 微细钻削
微细钻削一般用于加工直径小于'0.5mm的孔，现已成为微细孔加工的最重要工艺之一，近来倍受关注。微细钻削的关键之一是微细钻头的制备。目前，商业供应的微细钻头的最小直径为'50'm，要得到更细的钻头，必须借助于特种加工方法，如用聚焦离子束溅射技术制成了直径分别为'13'm、'22'm 和'35'm的钻、铣削刀具。但是，聚焦离子束溅射设备复杂，加工速度较慢。用电火花线电极磨削(WEDG)技术则可以稳定地制成'10'm的钻头，最小可达'6.5'm。用该钻头在单晶硅上钻出的孔直径'6.7'm，深度10'm。
（3）. 微细铣削
微细铣削可以实现任意形状微三维结构的加工，生产率高，便于扩展功能。微细铣削的研究对于微型机械的实用化开发很有价值。日本MEL开发的微细铣床，长170mm，宽170mm，高102mm。主轴用功率为36W 的无刷直流伺服电机，转速约为15,600r/min。这台铣床能铣平面也能钻孔。
日本FANUC公司与电气通信大学合作研制的车床型超精密铣床，在世界上首例用切削方法实现了自由曲面的微细加工。这种超精密切削加工技术可使用切削刀具对包括金属在内的各种可切削材料进行微细加工，而且可利用CAD/CAM技术实现三维数控加工，生产率高、相对精度高。为用该机床铣削的日语中叫做'能面'的微型脸谱。这些加工数据由三坐标测量机在真实'能面'上采集，采用单刃单晶金刚石球形铣刀(SR=30'm)，在18K金材料上加工出的三维自由曲面。其直径为'1mm，表面高低差为30'm，加工后得到的表面粗糙度为Rz0.058'm。这是光刻技术领域中的微细加工技术，如半导体平面硅工艺，以及同步辐射、X射线深度光刻、电镀工艺和铸塑工艺组成的LIGA工艺等所不及的。
（4）. 微细冲压
在仪器仪表制造业中，常见到带有许多小孔的板件，板件上的小孔常用冲孔方法加工，生产率高，加工的小孔尺寸稳定，凸模磨损慢，寿命长。在大批量生产时，其成本比其他方法低得多。冲小孔技术的研究方向是如何减小冲床的尺寸，增大微小凸模的强度和刚度，保证微小凸模的导向和保护等。
MEL开发的微冲压机床，长111mm，宽66mm，高170mm。装有1个100W的交流伺服电机，可产生3kN的压力。伺服电机的旋转通过同步带传动和滚珠丝杠传动转换成直线运动。该冲压机床带有连续的冲压模，能实现冲裁和弯板。
日本东京大学生产技术研究所利用WEDG技术、EDM技术复合，可以制作微冲压用的冲头和冲模，然后进行微细冲压加工，在50'm厚的聚酰胺塑料上冲出了宽度为40'm的非圆截面微孔。
（5）. 微型工厂
日本MEL于1990年提出了微型工厂的概念，并于1999年设计制成了世界上第1台桌面型微型工厂样机，占地面积为70cm'50cm，能进行车削、铣削、冲压加工和装配。为了证明微型工厂的可携带性，MEL于2000年设计制作了第2台微型工厂样机'便携式微型工厂。它由微型车床、铣床、冲压机、搬运机械手、双指机械手及电路、控制装置等组成，重量为23kg，被放在长625mm、宽490mm、高380mm、重11kg的箱子里。箱子底部装有小轮，可以像旅行箱一样推着走。
5微细特种加工技术应用
1. 微细电火花加工
实现微细电火花加工的关键在于微电极的制作、微小能量放电电源、工具电极的微量伺服进给、加工状态检测及系统控制等。日本东京大学增泽隆久等应用线电极电火花磨削(WEDG)技术，圆满地解决了微细电极的制作和安装问题，加工出了'2.5'm的微细轴和'5'm的微细孔。用WEDG技术还可以为微细电解、微细超声、微细钻削、微细铣削、微细冲压等制备工具，是用WEDG技术制作的'6.5'm微细钻头。
由于复杂形状的微小电极本身极难甚至无法制作，而且加工过程中电极的严重损耗，使得成型电极的形状很快改变，而无法进行高精度的三维曲面加工。因此人们开始探索使用简单形状的电极，借鉴数控铣削工艺进行微细三维轮廓的电火花加工。东京大学生产技术研究所利用简单形状的微细电极，通过微细电火花铣削加工出了微汽车模具，并用该模具翻制出了长、宽、高分别为500'm、300'm、200'm的微汽车模型。
1997年，日本松下公司制作出了分度圆直径为'300'm、齿高50'm的微型齿轮及宽5'm、长150'm的微槽。
是用微细电火花加工出的微三维结构，该结构在155'm的圆柱上具有多种机械成分，如半球、槽、齿轮、螺杆。
2. 微细电解加工
电解加工是利用金属阳极电化学溶解去除材料的加工方法。通过降低加工电压、提高脉冲频率和降低电解液浓度，已经能够将加工间隙控制在10'm以下。德国Roll Schuster和G.Ertl等提出了一种双电层约束刻蚀加工超微立体结构的电化学微细加工方法，其加工用的电解槽安装在一个压电陶瓷驱动的具有X、Y、Z 3个自由度微定位平台上，通过微定位平台的空间运动，在硅片上加工出超微三维立体结构。
3. 微细超声加工
与光刻加工相比，微细超声既可加工出深宽比大的三维结构，又可用较小的投入进行生产，这决定了超声加工在陶瓷、半导体硅等非金属硬脆材料加工方面的优势。微细超声加工除了加工尺寸微小外，与传统超声加工有相同的原理和特征。日本东京大学用工件激振的工作方式在工程陶瓷材料上加工出了直径最小为'5'm的微孔。
微细超声加工一般分为两步，先用线电极或块电极电火花磨削工艺制备工具，再用该工具对工件进行加工。
4. 微细激光加工
微细激光加工具有很多优点：1)工艺步骤少，对原型制造可采用高柔性的CNC编程；2)加工速度快、效率高，能进行连续的批量生产；3)对加工场合和工作环境要求不高，也不需要贵重的加工工具；4)可以加工任何材料：不管是软的硬的，也不管是导电的还是不导电的，如聚合物、陶瓷、玻璃、晶体、导体、半导体、绝缘体、压电材料、生物材料、非平面基片、各种厚度的薄模等；5)与平板刻蚀工艺以及光掩膜工艺有很好的兼容性；6)加工精度高，激光束光斑直径可达'1'm以下，可进行超微细加工。
近来，激光加工也开始向微三维结构方向发展，德国海德尔堡器械微技术公司开发了微三维结构高精密激光加工机床，在这台机床上，他们用波长355nm 的紫外线在陶瓷等高硬度材料上用分层去除的方法，得到了微三维结构。每次去除深度为1.3'，结构总深度为150'。得到的表面质量可以和电火花加工相媲美，但它不受材料物理特性的限制。在用氪氟(KrF)准分子激光器加工出的模具中复制出的镍转子涡轮，直径为'470'm，高130'm。一旦用准分子激光微细加工技术制备了原模，这种方法就可以以很低的单价成本大量复制微机械零件。
5. 精密电铸
电铸加工，首先制备出孔的型芯，然后在其周围生长起电铸金属，最后再把型芯抽出或溶解掉。它适于传统去除加工无法达到的场合，例如极微细的孔，以及内表面要有较低的表面粗糙度或截面形状特殊的工件。不论什么形状的孔，其尺寸精度和表面粗糙度都由型芯的质量决定，只要能用某种加工方法制出型芯，就能用电铸方法加工出微孔来。 常规加工方法擅长加工复杂的三维微机械结构，可以制造微缩的传统机械，而且不需要太大的投资就可以进行生产。但是，这些加工方法，除激光外，生产率大都较低。因此，它们很适用于中小批量生产。用先加工模具，再用模具复制的方法也可进行较大批量生产。
微机械的加工一方面在向三维复杂形状的制作发展，同时也在向更高加工精度和更小尺寸推进。从发展现状来看，切削加工、化学腐蚀、能量束加工等都已经达到了微米级尺寸。
各种常规的机械加工方法由于简便、实用和良好的加工效果，且为技术人员所熟知，因此，它在微机械的制造生产中具有不可替代的地位。目前世界上微机械的市场前景十分广泛，但由于目前的生产能力还很有限，特别是在国内，生产能力更加有限，因此，应加大在微机械工业方面的投资力度，抓住机遇，利用一切条件，发展自主的微机械产业。
6 微机械制造技术的发展趋势
近十几年来，微机械电子系统得以迅猛发展，一些令人注目的微系统引起人们的广泛关注，各种微型元件被开发出来并显示出现实和潜在的价值，微机械制造技术被认为是微机械发展关键技术之一从目前来看，总的发展趋势是：
加工方法从最初单一加工技术向组合加工技术发展。如近来出现的新的微结构制造技术'DEEMO就是干法腐蚀、电镀和铸模的组合。光刻技术也从平面发展到了三维。
从开始简单的平面硅微加工向着三维体、具有自由曲面的复杂结构发展。
加工的材料，从单纯的硅向着各种不同类型的材料发展，如玻璃、陶瓷、树脂、金属及一些有机物，大大扩展了微机械的应用范围，满足了更多的要求。
加工规模从单件向批量生产发展，LIGA工艺的出现是微机械进行批量生产的范例，因而引起人们的高度关注。
加工方式从最初的手工操作向自动化、智能化发展。例如，日本微机械研究中心(MMC)正在研制一种微机械制造设备，它可以完成从设计参数的输入、加工到部件制造及组装封装。
寻找成本、时间、批量生产的协调并得到最优的制造工艺。
加紧微机理的研究，建立微观世界的数学模型、力学模型和分析方法，奠定微机械的基础理论，这对微机械的设计、制造加工工艺的制定有很大的实际应用意义。
由上述可知，微机械及其制造技术的特点是：多学科交叉、多种加工技术的应用、新原理和新设计的探索，是一个非常活跃的新兴的技术领域，已成为人们关注的中心．它有可能象微电子技术的出现和应用所产生的巨大影响一样，导致人类认识和改造世界的能力有重大突破。
微机械加工是MEMS以及微光机电系统的关键技术。微机械加工可分为体微机械加工和表面微机械加工两种类型。体微加工技术是指利用蚀刻工艺对块状硅进行准三维机构的微加工，分为蚀刻和停止蚀刻两项关键技术。表面加工技术不蚀刻掉大部分的硅材料，而是在硅片上采用不同的蚀刻和薄膜淀积方法，在硅表面上形成较薄的结构。蚀刻技术的主要代表为牺牲层技术（表面微机械加工以硅片微基体，通过多层膜淀积和图形加工制备三维微机械结构。硅片本身不被加工，器件的结构部分由淀积的薄膜层加工而成，结构与基体之间的空隙应用牺牲层技术）。主要薄膜淀积技术有蒸镀、溅射、化学气相淀积等，主要蚀刻方法是选择性湿法蚀刻和干法等离子蚀刻。
据国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉介绍，全球共有250家MEMS器件生产企业，产品主要用于满足自身终端消费电子产品的需要。MEMS应用领域非常广泛，单个细分市场规模很窄，一家公司以几亿美元规模就能占据1至2个产品龙头地位。例如，德州仪器占据DLP市场，惠普占据打印机喷墨头市场，安华高科技占据滤波器市场，ADI、ST、飞思卡尔和美新占据加速度计市场，楼氏占据麦克风市场。为了降低成本、垄断市场，国际大公司都加大了8英寸MEMS生产线的建设。意法半导体2006年将MEMS生产线升级到8英寸，欧姆龙、飞思卡尔也开始筹建8英寸生产线。
国内MEMS加工产业还处于导入期，北京青鸟元芯及无锡美新半导体占据领先地位。青鸟元芯依托北京大学微电子研究院，成为国内第一家批量生产MEMS微型传感器的高新技术企业，月产MEMS传感器达10万只。无锡美新半导体是全球第一家使用标准CMOS工艺、单芯片上集成混合信号处理的热对流MEMS惯性传感器公司；设计生产能力为1500万片/月，加速计产品500万片/月，在无锡第二家CMOS-MEMS工厂已经投产，每月可生产1000万个加速计。但不可否认，国内MEMS制造商的平均生产能力较弱，多数仍采用4到 5英寸的中低端生产线。青鸟元芯就是利用早期从福特公司买来一条二手生产线制造MEMS传感器。
无锡近邻苏州有昆山传感器产业基地。该基地作为我国唯一生产传感器的国家级产业基地，形成了以自主知识产权的硅压阻式MEMS传感器和变送器为核心的产业链，拥有总投资18亿元的30家传感器生产企业。国内MEMS压力传感器的龙头企业'双桥测控传感器有限公司与敏芯（苏州）微电子企业都名列其中。
名词解释：MEMS
MEMS是微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems）的英文缩写。MEMS是美国的叫法，在日本被称为微机械，在欧洲被称为微系统，它是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。MEMS是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的，目前MEMS加工技术还被广泛应用于微流控芯片与合成生物学等领域，从而进行生物化学等实验室技术流程的芯片集成化。
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