近日，2020中國大學生機械工程創新創意大賽——“明石杯”第一屆微納傳感技術與智能應用大賽總決賽落幕。來自北京大學、浙江大學、上海交通大學、西安交通大學、北京航空航天大學、中國科學技術大學及中國科學院微電子所、聲學所等27所高校和科研機構的58支參賽團隊齊聚山東煙臺，經過激烈角逐，中國計量大學斬獲本科生組唯一的一等獎和2項三等獎，在本科組總共1個一等獎、1個二等獎、4個三等獎中佔據半壁江山。
捧回一等獎的作品“基於相位測量偏折的晶圓表面面形檢測系統”，出自中國計量大學計量測試工程學院的學生之手。
晶圓是製造芯片必不可少的重要材料，產品質量不達標的晶圓將無法投入使用。“基於相位測量偏折的晶圓表面面形檢測系統”能夠更加精準、快速地檢測出晶圓表面面形是否符合產品標準，為確保晶圓出廠質量優質合格提供保障。
“作為一種利用光學偏折技術來實現晶圓檢測高精度的系統，需要通過相關的誤差校正技術，從而達到與光學干涉技術相當的高測量精度。”項目指導老師王道檔介紹，相較於現有的商業干涉儀，該系統具有測量動態範圍大、系統結構簡單、抗干擾能力強和對外界擾動不敏感等特點，具有更廣闊的應用前景。“我們的作品可以應用於生產流水線上，讓晶圓面形檢測在檢測的速度、精度等各方面都有顯著的提升。”
系統器件調研選型、三維機械結構設計、控制系統設計和軟件用戶界面編程等內容都是開展研究的“必修項”。“項目涉及的很多專業知識都是在課程學習中從未接觸過的，需要自己慢慢不斷摸索研究。”來自18測控3班的組長沈芳沅說，他們查找了大量文獻，學習了不少新知識。“學院給予了我們足夠的經費支持，也聘請專家來為我們指引方向，提供寶貴建議，大家都為這個比賽付出了很多的心血。”
如何將實驗室現有的測量技術，轉化為可應用於晶圓批量檢測的完整系統是關鍵。“一開始，我們發現不能準確識別晶圓是否正確進入到了CDD相機中所標定的位置。”為此，他們先使用步進電機處理，但發現仍存在誤差，隨後改用自己編寫的軟件、程序來保證晶圓所檢測位置的一致性，終於攻下難關。最終，這件作品在現場答辯中打動了由院士、國內外頂尖專家組成的評審團，從本科生組中脫穎而出。
據悉，本屆大賽由中國機械工程學會主辦，全國60餘所高校的166支團隊報名參賽。大賽面向智能製造與裝備、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、生物醫藥、可穿戴電子產品、物聯網領域等工程應用背景，旨在激發大學生對微納傳感技術的興趣，培養傳感器領域的專業人才，引導高校學生積極投身傳感技術與智能應用創新領域的研究工作，助力優秀成果的轉化落地，促進微納傳感技術的產業化應用，推動微納傳感技術領域創新。在58支團隊闖入決賽的隊伍中，浙江大學和中國計量大學分別獲得研究生組和本科生組一等獎。
“微納傳感技術已成為支撐萬物互聯、萬物智能的基礎產業。”明石創新產業技術研究院院長高峰介紹，該技術近年來已廣泛應用於通訊電子、儀器儀表、醫療衛生、航空航天等領域，是推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合的重要支撐。王道檔老師表示：“相信在未來，微納傳感技術必定能廣泛應用於生活的方方面面，給人們帶來更多便利。”
文 江文松 陳昕琪
