近日，2020中國(guó)大學(xué)生機(jī)械工程創(chuàng)新創(chuàng)意大賽——“明石杯”第一屆微納傳感技術(shù)與智能應(yīng)用大賽總決賽落幕。來自北京大學(xué)、浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)及中國(guó)科學(xué)院微電子所、聲學(xué)所等27所高校和科研機(jī)構(gòu)的58支參賽團(tuán)隊(duì)齊聚山東煙臺(tái)，經(jīng)過激烈角逐，中國(guó)計(jì)量大學(xué)斬獲本科生組唯一的一等獎(jiǎng)和2項(xiàng)三等獎(jiǎng)，在本科組總共1個(gè)一等獎(jiǎng)、1個(gè)二等獎(jiǎng)、4個(gè)三等獎(jiǎng)中占據(jù)半壁江山。
捧回一等獎(jiǎng)的作品“基于相位測(cè)量偏折的晶圓表面面形檢測(cè)系統(tǒng)”，出自中國(guó)計(jì)量大學(xué)計(jì)量測(cè)試工程學(xué)院的學(xué)生之手。
晶圓是制造芯片必不可少的重要材料，產(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的晶圓將無法投入使用。“基于相位測(cè)量偏折的晶圓表面面形檢測(cè)系統(tǒng)”能夠更加精準(zhǔn)、快速地檢測(cè)出晶圓表面面形是否符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，為確保晶圓出廠質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)合格提供保障。
“作為一種利用光學(xué)偏折技術(shù)來實(shí)現(xiàn)晶圓檢測(cè)高精度的系統(tǒng)，需要通過相關(guān)的誤差校正技術(shù)，從而達(dá)到與光學(xué)干涉技術(shù)相當(dāng)?shù)母邷y(cè)量精度。”項(xiàng)目指導(dǎo)老師王道檔介紹，相較于現(xiàn)有的商業(yè)干涉儀，該系統(tǒng)具有測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)和對(duì)外界擾動(dòng)不敏感等特點(diǎn)，具有更廣闊的應(yīng)用前景。“我們的作品可以應(yīng)用于生產(chǎn)流水線上，讓晶圓面形檢測(cè)在檢測(cè)的速度、精度等各方面都有顯著的提升。”
系統(tǒng)器件調(diào)研選型、三維機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件用戶界面編程等內(nèi)容都是開展研究的“必修項(xiàng)”。“項(xiàng)目涉及的很多專業(yè)知識(shí)都是在課程學(xué)習(xí)中從未接觸過的，需要自己慢慢不斷摸索研究。”來自18測(cè)控3班的組長(zhǎng)沈芳沅說，他們查找了大量文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)了不少新知識(shí)。“學(xué)院給予了我們足夠的經(jīng)費(fèi)支持，也聘請(qǐng)專家來為我們指引方向，提供寶貴建議，大家都為這個(gè)比賽付出了很多的心血。”
如何將實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的測(cè)量技術(shù)，轉(zhuǎn)化為可應(yīng)用于晶圓批量檢測(cè)的完整系統(tǒng)是關(guān)鍵。“一開始，我們發(fā)現(xiàn)不能準(zhǔn)確識(shí)別晶圓是否正確進(jìn)入到了CDD相機(jī)中所標(biāo)定的位置。”為此，他們先使用步進(jìn)電機(jī)處理，但發(fā)現(xiàn)仍存在誤差，隨后改用自己編寫的軟件、程序來保證晶圓所檢測(cè)位置的一致性，終于攻下難關(guān)。最終，這件作品在現(xiàn)場(chǎng)答辯中打動(dòng)了由院士、國(guó)內(nèi)外頂尖專家組成的評(píng)審團(tuán)，從本科生組中脫穎而出。
據(jù)悉，本屆大賽由中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)主辦，全國(guó)60余所高校的166支團(tuán)隊(duì)報(bào)名參賽。大賽面向智能制造與裝備、航空航天、海工裝備、微電子與通訊工程、過程裝備與流程控制、生物醫(yī)藥、可穿戴電子產(chǎn)品、物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域等工程應(yīng)用背景，旨在激發(fā)大學(xué)生對(duì)微納傳感技術(shù)的興趣，培養(yǎng)傳感器領(lǐng)域的專業(yè)人才，引導(dǎo)高校學(xué)生積極投身傳感技術(shù)與智能應(yīng)用創(chuàng)新領(lǐng)域的研究工作，助力優(yōu)秀成果的轉(zhuǎn)化落地，促進(jìn)微納傳感技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，推動(dòng)微納傳感技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)新。在58支團(tuán)隊(duì)闖入決賽的隊(duì)伍中，浙江大學(xué)和中國(guó)計(jì)量大學(xué)分別獲得研究生組和本科生組一等獎(jiǎng)。
“微納傳感技術(shù)已成為支撐萬物互聯(lián)、萬物智能的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。”明石創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長(zhǎng)高峰介紹，該技術(shù)近年來已廣泛應(yīng)用于通訊電子、儀器儀表、醫(yī)療衛(wèi)生、航空航天等領(lǐng)域，是推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合的重要支撐。王道檔老師表示：“相信在未來，微納傳感技術(shù)必定能廣泛應(yīng)用于生活的方方面面，給人們帶來更多便利。”
