MEMSの微細加工技術は、集積回路をベースに、超精密加工、深堀り反応性イオンエッチング、LIGA・準LIGA技術、分子集合技術などで形成されています。加工方法は、電子ビーム、イオンビーム、光子ビーム（紫外線、X線、レーザービーム）、原子ビーム、分子ビーム、プラズマ、超音波、マイクロ波、化学、電気化学など。

1.1 超精密機械加工技術

超精密加工技術とは、工具を使って材料の形状を変えたり、材料の表層を破壊して切りくずの形で除去し、必要な形状に仕上げる技術である。旋盤加工やフライス加工を行う単結晶ダイヤモンド工具、微細なねじれドリルを加工するマイクロドリル技術、微細な研削技術などがこれにあたります。超精密加工は、複雑な3次元形状を加工できることが特徴で、10～100μmの極小3次元部品の製作に成功している。最小の軸端径は10μmです。

1.2 シリコン微細加工技術

シリコンは微細加工の最も基本的な材料であり、微細加工技術には一般的にシリコン材料が使用されます。シリコン集積回路製造技術の延長線上にあるシリコン微細加工技術は、シリコン材料をベースとした様々な微細加工部品を製造することを指します。

(1)集積回路リソグラフィ

集積回路のフォトリソグラフィ工程は、まず基板（主にシリコン）を酸化してSiO2の保護膜を形成し、保護膜上にフォトポリマーを塗布、マスクを所定の光源で露光して現像、保護膜の窓部をエッチング剤でエッチング、最後にフォトポリマーを除去してマスクと同じ微細なパターンを得る。

グラフィックの最小特徴サイズ（解像度）に影響を与える要因は、写真フィルムの露光特性、フィルム層の厚さと均一性、写真フィルム層への光源ビームの露光特性（回折、散乱）、現像・エッチング工程、露光方法などである。露光方法としては、コンタクト、プロキシミティ、プロジェクションがある。接触露光は、露光工程でマスクが機械的な負荷に耐え、接触面がパーティクルによって傷つきやすいため、μm以下の精度を得ることができるが、量産には適さない。プロキシミティ露光は、マスクと基板の間隔が20～50μmで、マスクの消耗が少ないが回折効果により、精度は2μmに限られる。投影露光は、0.5μm程度の構造精度を得ることができる。

(2) ボディーマイクロマシニング

生体内マイクロマシニングでは、シリコンの微細構造を3次元で作製することができ、高アスペクト比のマイクロメカニカル部品をシリコンウェハー上で直接得ることができるようになります。シリコンウエハは、まず光エッチングで前処理を行い、その後、露出したレジスト材料を除去する。レジストに異方性エッチング液を選択的に使用することで、基板上に深い溝を得ることができ、残ったレジストをマスクとして使用することで、最終的な形状は基板の格子方位のみで決定されます。

この技術により、橋や梁、フィルムなど、さまざまな構造物を作ることができるようになりました。

バルクマイクロマシニングで製造したウェーハをボンディングなどの相互接続技術で接合し、複雑な3次元構造を形成することができる。

シリコンの格子方位は一定であるため、この技術では単純な円や円筒形の穴や体積を形成することはできない。ウェーハを正確に構成するためには、エッチングを中断するタイミングを正確に制御する必要があります。

(3) 表面マイクロマシニング

表面微細加工技術を用いると、基板表面から自由に立ち上がるカンチレバー構造またはフィルムを製造することができる。その工程は次の通りです。

(i）フォトリソグラフィーによるいわゆる犠牲層の形成、（ii）表面材料の選択的除去、（iii）多結晶シリコン構造層の堆積、（iv）フォトリソグラフィーエッチング、および（v）犠牲層材料の浸食により所望の微細構造を取得する。

より複雑な3次元微細構造を得るために、犠牲層と構造層をそれぞれ適切なリソグラフィーとエッチング技術を使用して、連続して追加することができます。

この方法を用いると、高さ20μmまでの多数の薄層からなる複雑な3次元微細構造を形成することが可能です。

(4) グレートーン・リソグラフィ

フォトリソグラフィーを使って改良された微細構造を得るために、グレートーンリソグラフィーと呼ばれる技術が開発されました。これは、クロム層の厚さを変えるか、あるいは非常に小さな穴を正確に配置して、レジストの異なる領域が異なる光強度を受けるようにすることで、腐食のレベルが異なり、その結果、特殊なエッチング構造を得ることができます。

(5) Lift-Off技術

スパッタリングで構造材を堆積させた後、溶液中でレジスト層を除去し、堆積した構造材をレジストとともに浮き上がらせることから、「リフトオフ技術」と呼ばれています。この技術は、エッチングが困難な金属の製造に特に適しており、集積コンデンサの製造にも使用できる。金属は通常、化学気相成長法で蒸着され、主にプラチナ、チタン、金などが使われます。