在 MEMS（微机电系统）制造领域，背套刻工艺是一项针对晶圆背面的高精度光刻技术。其核心在于借助接触式光刻机开展套刻对准操作，使背面待刻蚀图形与正面已加工结构实现精准匹配，进而完成复杂三维微结构的加工。该工艺是 MEMS 器件（如传感器、执行器）打造腔体释放、超薄膜结构、高深宽比沟槽等关键结构时所依赖的核心工艺之一。
一、背套刻典型的工艺步骤
正面保护处理：首先对晶圆正面（即通过光刻定义的电极面，其表面包含金属线路、介质层等）进行保护，可采用涂胶保护、干膜保护等方式。不过，在进行保护操作时，有一个前提条件，就是不能将正面的对位标记完全遮挡。
背面涂胶：在完成正面保护后，按照常规的涂胶流程，对晶圆背面进行光刻胶的旋涂或者喷涂。
背面光刻与套刻：光刻前，需将晶圆翻转放置在卡盘（Chuck 盘）上（即晶圆正面朝下），然后通过高精度双面对准光刻机，让背面光刻图形与正面的对准标记实现精准匹配（也就是 “套刻”）。其对准原理是：上镜头对掩膜版上的标记进行拍照，下镜头则透过卡盘的通孔观察到晶圆正面的标记，之后通过控制光刻机的控制台来达成高精度对准。
图 背套刻光刻机
二、背套刻工艺典型的应用场景
背套刻工艺对 MEMS 器件实现核心功能起着关键作用，其典型应用如下：
1.压力传感器：从背面刻蚀形成超薄硅膜时，需要与正面的压敏电阻区域精准对准，以确保膜片变形时电阻值能够灵敏变化。
图 背套刻后形成的背腔图形
2. MEMS 麦克风：从背面刻蚀形成振膜腔体时，要与正面的声学孔和电极对准，保障声音振动能够高效传递至振膜。
3. 加速度计 / 陀螺仪：从背面刻蚀释放质量块（可动结构）时，需与正面的梳齿电极对准，确保运动过程中电容变化精准。
4. 气体传感器：从背面刻蚀硅腔时，与正面加热电极区域对准，可解决加热电极导热快的问题。
5. 微流体芯片：从背面刻蚀微通道时，与正面的流体进出口对准，实现液体 / 气体的精准传输。
三、带有背套刻功能的光刻机费用问题
常规的接触式光刻机没有隐藏式下镜头，而涉及 MEMS 背面工艺时，通常会使用双面套刻光刻机。带有背套工艺的光刻机价格比常规光刻机高出 10%-20%；若对背套工艺要求较高（套刻精度＜1.5μm），其整体费用甚至会高出 30%。
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