MEMS制造工艺培训课程
2019-10-22 08:27:11   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

麦姆斯咨询:通过本场培训,您可以深入了解MEMS制造工艺的特殊性和产业发展趋势,帮助您更快速地开发出具有特色的MEMS产品或制定合理的MEMS战略规划。

主办单位:麦姆斯咨询

协办单位:上海传感信息科技有限公司、华强电子网

一、课程简介

根据Yole发布的《MEMS产业现状-2019版》报告显示,虽然全球半导体行业表现疲软,MEMS市场的表现低于预期,但未来仍将持续增长:在2019年至2024年期间,预计MEMS市场营收的复合年增长率(CAGR)约为8.3%,出货量的复合年增长率约为11.9%。MEMS产业增长潜力巨大,而MEMS制造是产业持续发展的瓶颈还是将潜力兑现成现实的关键路径?漫长的开发周期、繁多的制造平台、研发期间的用量少带来的报价高是阻碍MEMS新品快速研发的主要绊脚石;体量小、代工平台少、MEMS设计团队对MEMS制造知识的匮乏,成为MEMS产品难以实现量产的主要因素。

2018~2024年MEMS产业演进:各种MEMS产品市场趋势

2018~2024年MEMS产业演进:各种MEMS产品市场趋势(US$ vs. CAGR)

(来源:《MEMS产业现状-2019版》

MEMS制造工艺是在微电子技术(半导体制造工艺)基础上发展起来,采用光刻、干法刻蚀、湿法刻蚀、薄膜沉积、氧化、扩散、注入、溅射、蒸镀、键合等方法来制造复杂三维结构的微加工技术。MEMS器件的三维结构(如通道、深孔、悬臂梁、薄膜、腔体以及其它结构),相比传统IC器件更注重结构特性和材料选择,因此对制造工艺要求多样并衍生出许多MEMS特殊的制造工艺。

MEMS制造共性及特殊性工艺

MEMS制造共性及特殊性工艺

(图片来源:上海微技术工业研究院官网)

MEMS作为超越摩尔(More than Moore)技术的重要组成部分,并不追随摩尔定律——追求最小线宽,不像集成电路(IC)那样有明确的路线图。目前,大多数MEMS制造工艺逐步成熟(如体硅工艺、表面硅工艺、晶圆级封装等);当然也有小部分MEMS制造工艺已经消失(如XeF2刻蚀);但是,新材料(如压电材料和磁性材料)和新工艺(如压电和磁性薄膜沉积)的开发,让传统的MEMS器件(如MEMS麦克风、喷墨打印头、MEMS超声换能器、磁传感器……)获得了更小尺寸和更优性能的机会,因此成为MEMS制造技术的新热点!

通过本场培训,您可以深入了解MEMS制造工艺的特殊性和产业发展趋势,帮助您更快速地开发出具有特色的MEMS产品或制定合理的MEMS战略规划。课程内容包括:(1)非硅基MEMS制造工艺;(2)硅基MEMS制造工艺;(3)MEMS制造关键设备和材料;(4)晶圆级封装制造技术;(5)硅通孔(TSV)、玻璃通孔(TGV)及填充工艺;(6)特殊薄膜制造工艺,包括压电薄膜和磁性薄膜制造工艺;(7)硅基MEMS中试平台和非硅基微流控制造平台参观学习。

二、培训对象

本课程主要面向MEMS和传感器相关企业(包括IC和MEMS设计公司、代工厂、封测和组装厂、半导体设备及原材料供应商)的技术人员和管理人员、半导体专业的高校学生和老师,同时也欢迎其他希望了解MEMS技术的非MEMS背景人员参加,如销售和市场人员、投融资机构人员、政府管理人员等。

三、培训时间

2019年12月6日~12月8日

授课结束后,为学员颁发麦姆斯咨询的结业证书。

四、培训地点

苏州工业园区纳米城(具体地点以培训前一周的邮件通知为准)

五、课程内容

课程一:非硅基MEMS制造工艺

讲师:北京大学 教授 陈兢

在非硅基衬底(比如玻璃、聚合物、金属和纸)上如何实现MEMS器件?有哪些区别于硅基MEMS制造的特殊工艺,如LIGA、准LIGA、精密机械加工、微注塑?非硅基制造工艺的主要“战场”:微流控器件和生物芯片的衬底选择以及制造工艺的异同是什么?陈兢教授具有丰富的教学经验和产业化经验,不论您是非硅基MEMS制造工艺的“小白”还是“大咖”,这门课程都会让您满载而归!

课程大纲:
(1)MEMS制造工艺概述;
(2)非硅基MEMS衬底材料,例如玻璃、聚合物、金属;
(3)非硅基制造工艺的主要“战场”:微流控器件;
(4)聚合物微流控器件制造工艺(SU8、PDMS、热压印、注塑);
(5)玻璃基微流控器件制造工艺;
(6)金属基和纸基等其它类型微流控器件制造工艺;
(7)中国微流控器件制造产业链及加工能力介绍。

课程二:硅基MEMS制造工艺

讲师:苏州诺联芯电子科技有限公司 MEMS技术经理 俞骁

从目前商业化的MEMS器件可以看出,绝大部分MEMS产品都采用硅基MEMS制造技术进行批量化生产。相比其它技术,硅基MEMS制造技术是一项主流技术,占有主导地位,并具有与成熟集成电路(IC)代工兼容的特殊优势。以台积电(TSMC)、中芯国际(SMIC)为代表的知名IC代工厂前后开放MEMS代工产能,实现了CMOS MEMS的批量生产。本课程将带领学员学习硅基MEMS的单项基础制造工艺、单项特殊制造工艺、典型工艺流程,并结合典型MEMS器件帮助学员加深理解。

课程大纲:
(1)硅材料的基本特性(包括电学和机械性能);
(2)单步基础制造工艺详解:光刻、薄膜沉积、刻蚀、掺杂、氧化、扩散、注入等;
(3)单步特殊制造工艺详解:深硅刻蚀、双面光刻、晶圆键合、释放工艺、磁控溅射等;
(4)典型制造工艺流程详解:体微加工技术、表面微加工技术和CMOS MEMS技术;
(5)传统及新兴MEMS器件制造工艺流程及工艺控制要点、难点剖析;
(6)中国MEMS制造产业链及加工能力介绍。

课程三:MEMS制造关键设备和材料

讲师:苏州美图半导体技术有限公司 总经理 王云翔

如果把MEMS器件的制造比如一餐美食的制作,那么MEMS制造的主要材料就是“食材”,辅助材料就是“调味料”,设备则是“厨具”。了解食材的特性、调味料的用量、厨具的作用,才能搭配出完美的菜单,烹饪出令人满足的美食——成功的“MEMS器件”。本课程将带你开启MEMS制造的“材料”和“厨具”选择之旅,相信您会掌握到“烹饪”秘诀!

课程大纲:
(1)MEMS与IC对制造设备和材料的需求分析:通用设备和材料,MEMS制造所需的特殊设备和材料;
(2)MEMS制造主要衬底材料(硅、玻璃、金属、纸、砷化镓等)选择方法及其主要参数;
(3)MEMS制造主要光刻材料(光刻胶、显影液)选择方法及其主要参数;
(4)MEMS制造主要刻蚀材料(湿法刻蚀液、干法刻蚀试剂)选择方法及其主要参数;
(5)MEMS制造主要薄膜材料(靶材、蒸发源、CVD气体材料)选择方法及其主要参数;
(6)MEMS制造主要特殊设备(双面光刻机、深硅刻蚀机、键合机)选择方法及其主要参数;
(7)全球MEMS制造关键材料和设备供应商情况。

课程四:晶圆级封装工艺

讲师:厦门大学 副教授 马盛林

晶圆级封装(WLP)是在晶圆上进行芯片封装,无需先将晶圆切割成单个芯片再进行封装。这种封装是实现MEMS器件小型化、低成本化、高集成度的发展方向,有望成为MEMS产品新一代规模化生产方式,并为用于移动消费电子、高性能计算、AR/VR游戏、人工智能和物联网设备的多芯片封装提供独特的优势。本课程将对晶圆级封装的常见制造工艺(如晶圆键合、再布线、倒装焊、2.5D/3D封装以及系统级封装)进行深入浅出的讲解!

课程大纲:
(1)MEMS集成封装技术演变;
(2)晶圆键合技术;
(3)再布线和与倒装焊工艺;
(4)基于硅通孔(TSV)的3D WLCSP封装技术;
(5)基于玻璃通孔(TGV)的2.5D封装技术;
(6)系统级封装工艺。

课程五:硅通孔、玻璃通孔及填充工艺

讲师:中国科学院上海微系统与信息技术研究所 副研究员 顾杰斌

通孔互连是实现2.5D/3D晶圆级封装的重要工序,硅通孔(TSV)和玻璃通孔(TGV)技术是硅晶圆和玻璃晶圆实现互连的关键技术。那么,用金属铸造的方式来实现MEMS器件的TSV/TGV是怎样的创新制造方法?可以解决常规电镀铜工艺的哪些痛点?又会遇到哪里问题?顾杰斌博士作为这项技术的资深研发人员,已经攻克了众多技术难题,并将在课堂上为学员带来产业化案例的分享。

课程大纲:
(1)硅通孔(TSV)和玻璃通孔(TGV)技术概述;
(2)电镀铜导通孔填充工艺;
(3)液态合金可控微切割成型的通孔互连制造技术;
(4)基于表面张力的金属合金TSV/TGV技术及专用填充设备;
(5)TSV及填充工艺在磁通门传感器、能量采集器中的应用;
(6)TGV及填充工艺在射频(RF)器件中的应用。

课程六:压电薄膜制造工艺

讲师:爱发科(苏州)技术研究开发有限公司 研究员 岳磊

在MEMS制造领域,压电材料正在拓展新的应用领域。压电和MEMS技术的融合,为传统和新兴MEMS器件带来一场革命。压电薄膜沉积技术在MEMS产业中变得越来越重要,主要涉及材料是锆钛酸铅(PZT)和氮化铝(AlN)。一些著名MEMS代工厂已经抓住这个时机,针对压电薄膜技术进行研究,并开发了压电薄膜制造工艺。本课程将对压电材料种类、块体型压电材料与薄膜型压电材料的差异进行分析,并重点讲解PZT压电薄膜的制备方法以及相应的MEMS器件。

课程大纲:
(1)主要压电材料(AlN、PZT、ZnO等)特性及应用;
(2)块体型压电材料 vs. 薄膜型压电材料;
(3)PZT压电薄膜制备方法:溶胶凝胶法 vs. 溅射法;
(4)溅射法工艺设备及参数控制、常见问题和解决方案;
(5)基于PZT压电薄膜的MEMS器件:喷墨打印头、超声波换能器等。

课程七:磁性薄膜制造工艺

讲师:麦姆斯咨询顾问 & 原西部数据公司副总裁 毛思宁

全球磁传感器市场按照技术类型主要分为四大类:霍尔效应(Hall Effect)传感器、各向异性磁阻(AMR)传感器、巨磁阻(GMR)传感器和隧道磁阻(TMR)传感器。为了获得不同磁阻效应(xMR)传感器,如何选择磁性薄膜材料?不同磁性薄膜如何制备和表征?其中制备过程有哪些问题需要注意?本课程将邀请国际著名磁电子学专家、“TMR磁头之父”毛思宁博士为学员揭开谜底!

课程大纲:
(1)霍尔效应传感器 vs. 磁阻效应传感器;
(2)磁阻效应传感器(AMR、GMR、TMR等)对磁性薄膜参数的需求分析;
(3)xMR磁性薄膜结构、工艺设备及参数控制、常见问题及解决方法;
(4)xMR磁性薄膜表征方法和性能研究;
(5)基于xMR磁性薄膜的传感器工艺流程分析。

课程八:MEMS制造产线参观

参观产线(一):苏州MEMS中试平台

讲师:苏州MEMS中试平台 研发部副经理 赵成龙

参观产线(二):含光微纳微流控制造平台

讲师:北京大学 教授 陈兢及其团队

在培训第一天的MEMS制造工艺理论学习之后,学员们对硅基和非硅基MEMS制造工艺都有了深刻的理解。麦姆斯咨询特意为学员安排相应的制造产线参观活动,将抽象的制造工艺知识真实地展现于学员们眼前,有效提升学习效果。 (1)中国首个市场化运作、全开放的MEMS中试平台——苏州6英寸MEMS制造产线,以硅基MEMS器件代工为主,并且正在建设PZT压电薄膜制造平台; (2)含光微纳1500平超大GMP净化车间,主要做微流控芯片的后道处理,如试剂冻干、包被、预埋、封装等,是符合GMP标准的三类医疗器械生产车间。

六、师资介绍

陈兢麦姆斯咨询“最受欢迎讲师”,博士,北京大学教授,博士生导师。2002年获清华大学工学微电子学与固体电子学博士学位,2002~2004年在美国密歇根大学安娜堡分校继续从事博士后研究。2004年进入北京大学工作,任微纳电子学系副教授、教授,中国微米纳米技术学会(CSMNT)副秘书长,拥有20年MEMS研发经验。发表学术论文100余篇,拥有授权发明专利20余项。2014年11月创办苏州含光微纳科技有限公司,获评2015年苏州工业园区科技领军人才及2015年苏州市姑苏创新创业领军人才。公司主要从事微流控与生物芯片的原型制造和量产代加工服务,具备完整的前后道工艺综合研发能力,已建成万级净化车间并实现微注塑量产,产品销售到国内外数十家客户。

俞骁麦姆斯咨询“最受欢迎讲师”,博士,毕业于中国科学院上海微系统与信息技术研究所,主要研究方向为MEMS能量采集芯片研制和单晶硅纳米线自上而下制备工艺开发,研究成果发表在Small、JMM等多个SCI期刊上,授权专利6项。他于2013年至2015年期间在中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米加工平台从事博士后工作,负责MEMS委托加工业务,授权专利3项。2015年至今任职于苏州诺联芯电子科技有限公司,负责MEMS红外光源产品研发和对外OEM工作,授权专利5项。俞骁博士在MEMS微加工领域有超过10年的从业经验,近五年来一直从事各种MEMS委托加工工作,在单步工艺开发、工艺整合方面有大量的案例和心得,多次担任苏州工业园区各类MEMS培训项目讲师,并且当选为苏州先进制造业工程师学会理事会首批成员。

王云翔,硕士,中科院微电子所攻读硕士期间从事先进光刻机技术的研究,承担多项国家科研项目,包括国家自然科学基金项目“纳米电子束曝光中的散射参数模型研究”项目主要成员,批准号60276019;国家973重大基础研究项目“20-50纳米器件的关键工艺技术基础研究和器件制备”电子束光刻工艺承担人;国家863计划“新一代无线通信用SAW器件及材料研究”器件制备工艺承担人。曾先后担任上海微电子装备有限公司技术经理、德国SUSS MicroTec公司销售经理、美国Ziptronix公司中国区首席代表。2012年创办苏州美图半导体技术有限公司,研发并商业化中国第一台晶圆级键合设备。

马盛林,2012年7月毕业于北京大学,获微电子学与固态电子学专业博士学位。2012年8月起在厦门大学机电工程系工作,2017年受聘为厦门大学副教授,2018年受聘为博士生导师,2018年1月起至现在受聘为北京大学微米/纳米加工技术国家级重点实验室客座研究员。主要从事IC先进封装(TSV、3D SIP、MEMS)、三维射频微系统集成、植入电子微系统封装等方向研究工作,承担多项国家级重点课题任务,包括国防973项目、02国家科技重大专项、原总装备部预研项目、装备发展部预研项目、国家自然科学基金项目等;累计发表论文30余篇(SCI/EI检索)、申请发明专利20余项,其中1项PCT专利,拥有2项美国发明专利和10余项中国发明专利授权,4篇学术论文获得国际学术会议最佳论文奖。

顾杰斌,博士,本科毕业于浙江大学物理系,在英国南安普顿大学获得微电子硕士学位,在伦敦帝国理工大学获得电子电器工程博士学位。现任上海微系统所副研究员,获得湖州市南太湖精英计划领军人物,主要从事MEMS工艺、先进封装、通孔互连、磁通门等研究。在国际上首次提出并研制了基于表面张力和微压铸成型的液态合金硅通孔互连技术及专用设备,现已与多家单位合作进行产业化应用推广。他发表SCI/EI论文10余篇,申请国家发明专利10余项。

岳磊,硕士,爱发科(苏州)技术研究开发有限公司研究员。硕士毕业于日本东京大学,研究方向为超临界水热合成复合金属氧化物微粒子的生成机理。2016年5月加入ULVAC(爱发科)集团,主要从事MEMS相关功能材料的溅射工艺开发。目前为ULVAC集团MEMS开发团队核心成员,并在ULVAC与国内某顶尖科研机构共同开发项目中担任课题开发负责人。工作期间,他参与开发了新型PZT薄膜制备工艺开发,并在与客户的共同开发中主导优化了ULVAC现行VOx以及AlN工艺,提升了工艺可靠性以及薄膜性能。

毛思宁,博士,北京大学物理系本硕毕业,清华大学任教三年,获得美国马里兰大学博士学位,国家“千人计划”特聘专家。2012年全职海归工作,参与并创建多家高科技公司,并担任麦姆斯咨询顾问。他曾任美国西部数据(Western Digital)副总裁和希捷(Seagate)资深总监,“科学中国人”2014年度人物,中科院材料所兼职研究员,IEEE高级会员。他是国际著名磁电子学专家,专注GMR和TMR磁电子材料、物理和器件、存储物联网传感器技术研发、MRAM、硬盘技术,汽车电子以及自旋电子学领域。发表过170篇技术论文,拥有100余项专利,50多次国际特邀报告。多次国际MMM和Intermag组委,APL、JAP、IEEE等国际期刊评委。他也是磁存储业内第一位成为副总裁(VP))的留美大陆留学生,被誉为隧道磁阻(TMR)磁头之父,曾经管理300人团队,包括90位博士工程师,帮助西部数据营收从40亿增长到120亿美元。他也曾带领希捷团队研发了多项行业“第一技术”,从而成功地取代了IBM的硬盘市场位置。

赵成龙,博士,苏州工业园区纳米产业技术研究院有限公司微纳制造分公司研发部副经理。他毕业于东南大学MEMS教育部重点实验室,获微电子学与固体电子学博士学位,主要研究方向为CMOS MEMS电容式湿度传感器的设计、制备与封装,参与过国家863课题及校企合作产业化项目,发表学术论文6篇,参加Transducers、Sensors等国际会议3次,在国际会议发表演讲2次。2012年加入MEMS RIGHT以来,参与6英寸MEMS中试平台筹建,负责并实现平台首颗产品通线,致力于MEMS麦克风、喷墨头等MEMS产品的工艺整合开发,推动并实现MEMS麦克风等多颗产品批量生产。至今在MEMS器件设计及工艺开发方面有超过10年的经验,获国家发明专利授权4项。

七、培训费用和报名方式咨询

请发送电子邮件至ZHAOTingting@MEMSConsulting.com或GUOLei@MEMSConsulting.com,邮件题目格式为:报名+MEMS制造工艺培训课程+单位名称+人数。

麦姆斯咨询
联系人:赵婷婷
电话:18021192087
E-mail:ZHAOTingting@MEMSConsulting.com

联系人:郭蕾
电话:13914101112
E-mail:GUOLei@MEMSConsulting.com

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