探营国内首个市场化、全开放MEMS中试平台
2014-06-05 21:11:02   来源：微迷   评论：0   点击：

打开智能手机，你会发现有一个屏幕自动旋转功能，也就是说使用手机时，屏幕会随着手机横放或者竖放进行自动翻转，从而方便用户体验，这个手机的“智能眼睛”在专业领域被叫做MEMS传感器，这是一种采用MEMS（微纳机电系统）制造出来的新型传感器。

MEMS是指集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。以硅为主要材料，采用微加工工艺在一个硅片上同时制造成百上千个微型机电装置或完整的MEMS，大批量的生产可大大降低成本，而高度的集成化还可以使之拥有更为复杂的功能。MEMS通过微型化、集成化来探索制造新原理、新功能的元件和系统，不仅可以完成大尺寸机电系统不能完成的任务，也可以嵌入大尺寸系统中，把自动化、智能化和可靠性提高到新的水平。

在位于苏州工业园区金鸡湖大道的苏州纳米城内，国内首个市场化运作、全开放的MEMS中试平台已经渐露雏形，目前该中试平台设备调试工作正在紧张有序进行中，8月或将开始第一颗通线产品试生产，未来它将开展微纳机电共性技术和标准工艺的研发，提供中试加工、检测分析、设备租赁和代工技术转移等服务。

160多套顶尖机台“整装待命”

近千平米的超净间便是微机电制造的“主战场”，按照工艺流程分为“光刻区”、“蚀刻区”、“薄膜区”、“扩散区”、“注入区”和“封装测试区”。在MEMS中试平台相关负责人的带领下，记者穿梭在160多套顶尖的制造机台间，体验了一把“高大上”。“微纳机电制造与传统的集成电路不同，除让硅片长膜，再蚀刻出拥有不同功能的相应‘图案’外，它更注重立体结构的搭建。”

进入工艺流程，最先的步骤是投片，看似简单的投片过程也拥有专业的投片、刻号、清洗机台。此时映入眼帘的是一间充满黄光的玻璃房间，这就是所谓的光刻区，通过强烈的黄光照射将光罩上的图案‘转移’光刻胶上。蚀刻是微机电制造过程的重要步骤，将光刻区成型的图案转移到膜上，主要分为干法和湿法，种类却多到数不清。这时膜就被刻出不同的“图案”，硅片也就像被施了魔法似的拥有不同的功能。

来到“薄膜区”，这里的奥秘就更多了，金属膜、介质膜、硅膜……要长不同质地的膜需要运用不同的生产设备和方法。在“扩散区”中部，有几台名为“炉管”的设备，“这是一种利用气体扩散长膜的方式，能长出质地更为均匀质密的膜。”工作人员解释道。

在每个区域，你都能看到工作人员忙碌装机调试的身影。不久的将来，硅麦克风、轮胎压力计、红外探头、生物芯片等等与生活密切相关的高科技产品就会从这里“走出”。

一立方米的空气中只有几粒灰尘

整个MEMS中试平台的洁净度等级分为四种，分别是class10、100、1000、10000，对于洁净程度最严苛的便是光刻区，相当于一立方米的空气中只能有几粒灰尘，封装测试区则相对宽松一点。

MEMS中试平台的专业还体现在对环境的苛刻要求，温度要时刻保持23度，上下幅度不能超过1度，湿度要在45%，上下幅度不能超过5%。进入该平台的“心脏”——超净间之前，所有人员必须换上全套的防尘服，手套、口罩自然也是必要装备。可别以为这样就能轻松进入了，身份登记和随身物品清洗后，你还要面临8个风淋孔10秒钟的轻吹，以确保拂去尘土。

要保持清洁，除实时监测和定期打扫外，还有一个隐藏在地板地下的奥秘。“其实我们现在看到的机台都只是‘冰山一角’，它们的一些附属设备都‘埋’在地板下，比如冷却机、气柜、泡沫管等等。”工作人员的语气带着一点神秘，“将机台的部分‘身体’埋起来可以有效减少灰尘的堆积。”仔细观察，你还会发现地板上分布着许多小洞，这些小洞是为了让灰尘随着空气层流从上至下流到“地下”并排出的独特设计。

从中试出发 打造完整MEMS产品技术创新链

产品中试是将实验室成果放大，是产品正式生产前的较小规模试验，中试成功后基本就可以进入量产。苏州纳米城搭建的MEMS中试平台是国内首个市场化、全开放的中试平台，总投资超4亿，是苏州工业园区把握MEMS产业蓬勃发展机遇的重要举措，被江苏省列为“十二五”重大科技平台项目。

苏州纳米城MEMS中试平台总建筑面积3.3万平方米，集办公、研发、中试、超净间租赁于一体，将开展MEMS产品工艺研发、MEMS加工、部分封装测试、专利运营、设备租赁、超净场地租赁、工艺技术培训等十多项专业服务。

目前，6寸晶圆的生产线已经进入最后调试，不久的将来还会搭建8寸晶圆生产线，以满足客户更高的需求。作为苏州纳米城服务入驻企业的重要载体，MEMS中试平台的定位首先是提供服务，同时，市场化和开放性的运营模式将不断激发它的创新活力，它将构建起的是一条“研发—中试—规模生产”的完整MEMS产品技术创新链，填补研发机构与规模代工厂之间的空白，满足MEMS相关中小企业工艺研发和小批量生产的需求，促进MEMS中小企业成长和产业快速提升。