第22期“见微知著”培训课程:MEMS制造工艺
2020-05-26 19:56:36   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

麦姆斯咨询每年均会梳理MEMS制造的通用工艺、特殊工艺、新兴制造工艺以及热门MEMS器件的制造工艺。2020年,麦姆斯咨询将邀请经验丰富、多位深受“见微知著”培训学员好评的讲师,为学员再次献上精彩纷呈的课程。

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

MEMS品种繁多,如惯性传感器、压力传感器、MEMS麦克风、射频MEMS、光学MEMS及生物MEMS等,MEMS的多样性也决定了MEMS制造工艺的多样性。以制造材料分类,MEMS制造工艺主要包括硅基和非硅基两大类。硅基MEMS制造工艺是在硅晶圆上制作MEMS器件,此技术主要来源于传统的微电子制造技术,因此具有易批量化、低成本、高集成度等优点。非硅基MEMS制造工艺主要包括软光刻、LIGA、准LIGA、精密机械加工、印刷工艺等,可得到更大纵向尺寸的可动微型机械结构,但缺点是大批量制造能力弱、集成度低,以及制造成本较高。因此,研发人员需要根据MEMS器件应用需求,选择合适的材料及制造工艺。

品种繁多的MEMS器件

品种繁多的MEMS器件(来源:Yole)

据SEMI预测,到2023年期间,由于通信、运输、医疗、移动、工业和物联网等应用的爆发性需求,全球MEMS和传感器(含MEMS、图像传感器及其它非MEMS工艺的传感器)晶圆制造厂的总装机容量将增长25%,达到每月470万片晶圆。其中,MEMS晶圆制造厂将占所有MEMS和传感器建成工厂的46%,也就是约216.2万片晶圆。到2023年,中国大陆的装机容量有望从2018年的第六位上升到第三大地区,位居日本和中国台湾之后。装机容量的巨大增幅,预示着中国MEMS制造产能的巨大提升,中国MEMS核“芯”制造能力由90%依靠进口逐步向自给自足迈进。

MEMS和传感器晶圆制造厂(Fab)数量及产能

MEMS和传感器晶圆制造厂(Fab)数量及产能(来源:SEMI)

在此背景下,麦姆斯咨询每年均会梳理MEMS制造的通用工艺、特殊工艺、新兴制造工艺以及热门MEMS器件的制造工艺。2020年,麦姆斯咨询将邀请经验丰富、多位深受“见微知著”培训学员好评的讲师,为学员再次献上精彩纷呈的课程。课程内容包括:(1)MEMS制造关键设备和材料;(2)硅基MEMS制造工艺;(3)非硅基MEMS制造工艺;(4)热门硅基MEMS器件制造工艺:热电堆红外传感器(额温枪/耳温枪核心器件);(5)热门非硅基MEMS器件制造工艺:微流控、仿生微纳结构、微针、电极和人工视网膜等;(6)新兴MEMS制造工艺:纳米压印;(7)晶圆级封装制造技术,包括硅通孔(TSV)、玻璃通孔(TGV)及填充工艺。

本课程讲师陈涛博士参与量产的热电堆红外传感器晶圆

本课程讲师陈涛博士参与量产的热电堆红外传感器晶圆

本课程讲师吴天准博士参与研制的人工视网膜(左图)和柔性刺激电极(右图)

本课程讲师吴天准博士参与研制的人工视网膜(左图)和柔性刺激电极(右图)

二、培训对象

本课程主要面向MEMS和传感器相关企业(包括MEMS和IC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

2020年7月10日~7月12日,总计3天。

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

无锡协信维嘉酒店(无锡市新吴区和风路19号)

五、课程内容

课程一: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

“工欲善其事,必先利其器”。在学习MEMS制造工艺知识前,需要先学习MEMS制造的“利器”——设备和材料。本课程的讲师对MEMS制造设备和材料特性有深入的理解,并拥有多年的实战经验,擅长用简单易懂的方式传授高深晦涩的知识。相信通过本课程,学员将深刻理解MEMS制造工艺的特殊性,并对MEMS设备和材料的特性和选择有具体的认知!

课程大纲:

(1)MEMS制造工艺概述;

(2)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;

(3)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;

(4)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;

(5)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;

(6)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;

(7)MEMS制造测量设备(条宽测量、膜厚测量、电阻测量、颗粒测量、缺陷检测、电学参数测量等);

(8)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;

(9)全球MEMS制造关键设备和材料供应商情况。

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 首席技术官 俞骁

MEMS产业之所以能迅速发展起来,是因为历史更长、技术更成熟的硅基半导体(集成电路)制造技术为其奠定了基础。集成电路广泛采用硅衬底,使得这样的衬底材料更容易获得;而基于集成电路制造的光刻、薄膜沉积、刻蚀、掺杂等单项工艺,也成为MEMS制造的通用技术。同时,由于MEMS器件结构的特殊性,也衍生出许多特殊制造工艺。本课程将详细讲解MEMS基础制造工艺和特殊制造工艺。

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MEMS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)MEMS制造工艺流程中的测量步骤、测量参数及其表征方式;

(6)中国MEMS制造产业链及加工能力介绍;

(7)中国MEMS制造环节短板剖析。

课程三:非硅基MEMS(微流控器件)制造工艺

讲师:北京大学 教授 陈兢

MEMS与传统半导体器件的魅力区别就在于除了硅材料,还可以在纸、金属、聚合物等不同特性的衬底材料上实现器件功能。同时,非硅基材料也催生了不同的制造工艺。而微流控则是非硅基MEMS制造工艺最具代表性的器件。授课质量永远在线的陈兢教授,一直广受“见微知著”培训课程学员的赞誉。理解非硅基MEMS制造工艺,学习不同衬底材料的微流控制造工艺,就在本次课程中!

课程大纲:

(1)典型聚合物MEMS制造工艺:热压印、注塑、软光刻、SU8、PDMS、Polyimide MEMS、Parylene MEMS;

(2)其它非硅基MEMS制造工艺:激光加工、精密机械加工、电火花加工、超声加工;

(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。

课程四:典型硅基MEMS(热电堆红外传感器)制造工艺

讲师:苏州硅时代电子科技有限公司 高级工程师 陈涛

由于新冠疫情的全球性蔓延,额温枪市场火爆。额温枪最核心的元器件是采用MEMS制造工艺生产的热电堆红外传感器,其制造工艺流程存在哪些技术难点?又有哪些解决方案?作为实现千万颗热电堆红外传感器30天量产团队的核心成员,陈涛博士将根据具体的案例为大家分享其中的奥秘!

课程大纲:

(1)热电堆红外传感器制造工艺流程设计;

(2)热电堆红外传感器制造关键单项工艺:薄膜生长技术及常见问题;

(3)热电堆红外传感器制造关键单项工艺:离子注入工艺及常见问题;

(4)热电堆红外传感器制造关键单项工艺:基于Bosch工艺的深硅刻蚀及常见问题;

(5)国内外红外传感器制造产业链和加工能力;

(6)MEMS红外传感器制造工艺展望。

课程五:非硅基MEMS(仿生微纳结构、微针、电极和人工视网膜)制造工艺

讲师:中国科学院深圳先进技术研究院医工所 中心主任、研究员 吴天准

非硅材料为生物MEMS和传感器创造了巨大的想象空间,为患者、残疾者和爱美人士带了诸多安全、无痛诊疗的福音。该技术准入门槛高、认证周期长,但是发展前景非常广阔。在本课程中,讲师将详细讲解仿生微纳结构、微针、电极和人工视网膜的制造工艺和常见问题,带您了解非硅基MEMS制造工艺的神奇之处!

课程大纲:

(1)仿生微纳结构材料及制造工艺,如仿生壁虎干胶、仿生荷叶疏液表面等;

(2)基于非硅基材料(金属、水凝胶、高分子等)的微针制造工艺流程设计与常见问题;

(3)柔性电极阵列的制造工艺流程设计与常见问题;

(4)新一代高分辨率人造视网膜技术及制造工艺难点;

(5)中国科学院深圳先进技术研究院微纳加工测试平台介绍。

课程六:新兴MEMS制造工艺:纳米压印

讲师:加拿大滑铁卢大学 教授 崔波

随着增强现实(AR)、3D传感、数据通信/电信、生物医疗、存储等应用的兴起,对新型半导体器件(光学元件、生物芯片和3D NAND存储器)的图案化工艺提出了新需求,需要更高纳米尺度分辨率、更复杂的形状和更具成本效益的光刻解决方案。纳米压印技术再次被“唤醒”!在本课程中,将带领学员领略纳米压印制造工艺的独特魅力!

课程大纲:

(1)纳米压印技术发展历程,与传统半导体光刻技术的异同点(分辨率、关键尺寸CD、套刻精度、图案复杂度、成本等);

(2)纳米压印所用模板制备材料、制备方法及常见问题;

(3)纳米压印(热纳米压印、紫外纳米压印)所用光刻胶的特性分析及常见问题;

(4)纳米压印主要单项工艺步骤(模板处理、涂胶、压印、脱模、刻蚀等)、关键工艺参数控制及常见问题;

(5)纳米压印在MEMS制造中的案例分析(光学元件、生物芯片等)。

课程七:MEMS晶圆级封装工艺

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

晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)整合了晶圆制造、封装和测试等功能,也简化了从晶圆代工到产品出货的制造过程,因此成为MEMS封装的主要发展方向。基于硅通孔(TSV)和玻璃通孔(TGV)的2.5D集成技术可实现多芯片高密度三维集成,两种材料特性的差异造成了不同的制造技术难点。在本课程中,讲师将结合多年的研究和实践,重点讲解TSV/TGV技术及应用案例。

课程大纲:

(1)晶圆级封装技术概述:凸点技术、硅通孔(TSV)技术和玻璃通孔(TGV)、键合技术;

(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。

六、师资介绍

王云翔麦姆斯咨询“2019年度最受欢迎讲师”,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。

俞骁麦姆斯咨询“2019年度最受欢迎讲师”,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。

陈兢麦姆斯咨询“2019年度最受欢迎讲师”,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年至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。

陈涛,中国科学院上海硅酸盐研究所-伦敦大学皇后玛丽学院联合培养博士,博士期间主要从事以Bi2Te3基为主的热电陶瓷与薄膜材料及器件的设计、开发和测试。在英国期间,主要从事BST基非制冷红外焦平面探测器材料开发工作。目前,任职于苏州硅时代电子科技有限公司,主要负责MEMS红外热电堆芯片结构和工艺设计及相关材料开发工作。

吴天准,中科院深圳先进院医工所研究员、中心主任、博导。2002及2004年分别获得清华大学工学学士及硕士,2006年至2009年在日本东京大学机械系攻读博士学位,其后历任东京大学机械系、大阪大学生物信息系博士后、中山大学物理学院讲师,2013年起任中科院深圳先进院副研究员、微纳中心创始主任,2016年破格晋升研究员。他主要从事生物医学MEMS、微流控及表界面的交叉研究,近期研究重点为人工视网膜植入微系统。已发表同行评审学术论文100余篇,其中期刊论文40余篇,会议论文70余篇。在JACS, Adv. Mater.,J. Mater. Chem.(A,C), Lab Chip,J Phys. Chem. C, APL等权威国际期刊发表SCI论文28篇,其中第一或通讯作者SCI论文15篇(JCR一区论文12篇),包括1篇年度亮点论文(JMM 2010)、2篇热点论文(J. Mater. Chem. C 2015和Prog. Chem. 2015)和1篇特邀论文(J. Adhes. Sci. Technol. 2012),平均影响因子大于4.5。EI收录近60篇,其中第一或通讯作者论文45篇。以通讯作者在MEMS领域权威国际会议(MEMS、Transducers、MicroTAS、NEMS等)上发表30余次,曾获最佳海报和最佳论文奖励;担任医工所微纳系统与仿生医学中心创始主任、中国微米纳米技术学会青年理事、中国生物医学工程学会青年委员、标委会委员、IEEE会员、Optofluidics(2016)程序委员会(TPC)委员及人工视觉分会Co-chair,国家自然科学基金及广东省、深圳市科技项目评审人,以及Sci. Rep., Lab Chip,Sens. Actuat. B等20余个国际SCI期刊的审稿人。

崔波,博士,加拿大滑铁卢大学电子与计算机工程系及滑铁卢纳米研究院教授。1994年毕业于北京大学物理系,获学士学位。2000年及2003年分别获得美国普林斯顿大学电子工程系硕士与博士学位,师从美国工程院院士、纳米压印发明人Stephen Y Chou教授进行纳米加工方面的研究。2003年至2008年在加拿大国家实验室(NRC)做研究。2008年加入加拿大滑铁卢大学电子与计算机工程系。研究方向主要为微纳米加工,包括纳米压印、电子束光刻、聚焦离子束及薄膜镀膜与刻蚀技术的工艺研究,并应用于MEMS、AFM探针、生物微针、生物传感器、太赫兹等领域。至今已发表期刊文章112篇,并编辑纳米加工方面的专著一本。近年来回国创业,成立了杭州探真纳米科技有限公司及淄博探微纳米科技有限公司(前者子公司),专注于AFM探针研发生产及微纳米加工咨询服务。

顾杰斌麦姆斯咨询“2019年度优秀讲师”,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,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。

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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