一条MEMS加速度计产线连续三批片子零点漂移超标，工程师排查了光刻、刻蚀、键合都没找到原因，最后回头查氧化炉的氧源，发现上周换的那瓶气纯度只到4.8N。氧化层里微量杂质造成残余应力偏移，敏感梁受力变形，零点就跑了。这种隐蔽缺陷在电性测试之前很难被发现。
MEMS加速度计用的硅片通常是双抛单晶片，热氧化层既是绝缘层也是结构层。敏感梁和质量块的厚度靠氧化层背靠背定义，氧化层厚度偏差百分之一，器件机械灵敏度就跟着偏。干氧法长的氧化层致密但速率慢，湿氧法速率快但致密度略低。产线一般先用干氧长一百纳米打底，再湿氧增厚到五百到八百纳米，最后短时间干氧致密化。
氧化温度控制在一千摄氏度左右，比SiC工艺低，但对氧源纯度的要求并不放松。MEMS结构层薄，氧化层里哪怕微量金属沾污，在后道掺杂和退火过程中会沿着晶界扩散，影响压阻系数。5N高纯氧配合同级纯氢做湿氧源，水分控制在1ppm以下，氧化层折射率用椭偏仪复测，稳定在一点四六左右才算合格。
氧化层均匀性靠炉管内气体流场保证。三百毫米炉管进气从一端进、另一端出，片子插在石英舟上间距均匀。进气流量每分钟四到六升，炉管内压力维持微正压。有些产线把氧化炉做成立式，气流从下往上走，温场和流场更对称，片内厚度偏差能控制在百分之一以内。卧式炉要定期调转石英舟方向，抵消进出气端的浓度梯度。
压阻条的掺杂在氧化层之后进行。硼离子注入后要做高温激活退火，退火气氛同样用氮气加少量氧气，防止硅表面反劈。这一路氧气虽然用量小，但纯度要求和长氧化层时一致，用同一根纯化后的氧气管路供。有些产线图省事用普通氧接退火炉，结果压阻条表面出现氧化层针孔，后续划片时崩边。
残余应力测量是MEMS氧化特有的工序。氧化层长在硅片上，硅和二氧化硅热膨胀系数不同，降温后片子会翘曲。用翘曲度测量仪测片子曲率，换算成薄膜应力。压应力偏大说明氧化条件偏湿，拉应力偏大说明偏干，工程师据此调整氢氧比例。5N氧源配合精准的水汽控制，氧化层应力能稳定在一百到两百兆帕，器件封装后温漂就小。
日常维护里，氧化炉管每一百炉要做一次酸洗，去掉管壁堆积的硅垢。氧瓶切换时管路吹扫不能省，空气中的水分和微粒一旦带进炉管，整炉片子都要返工。选型时优先选带铜质瓶阀的5N高纯氧，瓶内涂层用钝化处理，避免瓶壁析出物。MEMS产线用量不算大，建议用四升小钢瓶随用随换，不要用大瓶长期放置，瓶压低于零点三兆帕即换，防止底部杂质反吹。
晶圆键合前还要做一次氧化层致密化。MEMS电容式加速度计要把器件晶圆和盖晶圆真空键合，键合面对氧化层表面粗糙度要求极高。氧化层长好后先在一千摄氏度干氧里烧半小时，让表面颗粒重新排列，再经化学机械抛光到纳米级粗糙度。这一步烧氧化用的氧气仍然是5N，纯度不够会在抛光面上留下针孔，键合漏气率直接上升。
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