近日，2020中国大学生机械工程创新创意大赛——“明石杯”第一届微纳传感技术与智能应用大赛总决赛落幕。来自北京大学、浙江大学、上海交通大学、西安交通大学、北京航空航天大学、中国科学技术大学及中国科学院微电子所、声学所等27所高校和科研机构的58支参赛团队齐聚山东烟台，经过激烈角逐，中国计量大学斩获本科生组唯一的一等奖和2项三等奖，在本科组总共1个一等奖、1个二等奖、4个三等奖中占据半壁江山。
捧回一等奖的作品“基于相位测量偏折的晶圆表面面形检测系统”，出自中国计量大学计量测试工程学院的学生之手。
晶圆是制造芯片必不可少的重要材料，产品质量不达标的晶圆将无法投入使用。“基于相位测量偏折的晶圆表面面形检测系统”能够更加精准、快速地检测出晶圆表面面形是否符合产品标准，为确保晶圆出厂质量优质合格提供保障。
“作为一种利用光学偏折技术来实现晶圆检测高精度的系统，需要通过相关的误差校正技术，从而达到与光学干涉技术相当的高测量精度。”项目指导老师王道档介绍，相较于现有的商业干涉仪，该系统具有测量动态范围大、系统结构简单、抗干扰能力强和对外界扰动不敏感等特点，具有更广阔的应用前景。“我们的作品可以应用于生产流水线上，让晶圆面形检测在检测的速度、精度等各方面都有显著的提升。”
系统器件调研选型、三维机械结构设计、控制系统设计和软件用户界面编程等内容都是开展研究的“必修项”。“项目涉及的很多专业知识都是在课程学习中从未接触过的，需要自己慢慢不断摸索研究。”来自18测控3班的组长沈芳沅说，他们查找了大量文献，学习了不少新知识。“学院给予了我们足够的经费支持，也聘请专家来为我们指引方向，提供宝贵建议，大家都为这个比赛付出了很多的心血。”
如何将实验室现有的测量技术，转化为可应用于晶圆批量检测的完整系统是关键。“一开始，我们发现不能准确识别晶圆是否正确进入到了CDD相机中所标定的位置。”为此，他们先使用步进电机处理，但发现仍存在误差，随后改用自己编写的软件、程序来保证晶圆所检测位置的一致性，终于攻下难关。最终，这件作品在现场答辩中打动了由院士、国内外顶尖专家组成的评审团，从本科生组中脱颖而出。
据悉，本届大赛由中国机械工程学会主办，全国60余所高校的166支团队报名参赛。大赛面向智能制造与装备、航空航天、海工装备、微电子与通讯工程、过程装备与流程控制、生物医药、可穿戴电子产品、物联网领域等工程应用背景，旨在激发大学生对微纳传感技术的兴趣，培养传感器领域的专业人才，引导高校学生积极投身传感技术与智能应用创新领域的研究工作，助力优秀成果的转化落地，促进微纳传感技术的产业化应用，推动微纳传感技术领域创新。在58支团队闯入决赛的队伍中，浙江大学和中国计量大学分别获得研究生组和本科生组一等奖。
“微纳传感技术已成为支撑万物互联、万物智能的基础产业。”明石创新产业技术研究院院长高峰介绍，该技术近年来已广泛应用于通讯电子、仪器仪表、医疗卫生、航空航天等领域，是推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合的重要支撑。王道档老师表示：“相信在未来，微纳传感技术必定能广泛应用于生活的方方面面，给人们带来更多便利。”
（通讯员 陈昕琪）
