江苏激光产业创新联盟|全球首台：大型紫外3D直写光刻设备iGrapher3000投入运行( 二 ) ：全球首台：大型紫外3D直写光刻设备iG

文章图片
大面积3D光刻印版（110吋，自主制备，厚胶制程）
iGrapher3000先进功能：1、3D矢量设计数据向微结构形貌转化先进算法与软件， 2、海量数据文件实时处理/传输/同步写入快速光刻；3、大面积衬底实时三维导航自聚焦功能；双驱动龙门构架精密控制技术。 4、三维微结构形貌曝光邻近效应补偿；5、大面积光刻厚胶板的制备工艺。
2、光刻机的产业技术背景
在芯片、光电子、显示产业和科学研究中，光刻（lithography）属于基础工艺。高端光刻设备长期被国外企业垄断。
在芯片产业，光刻机有两种类型：第一种是投影光刻机（ProjectionLithography），将光掩模图形缩微并光刻到硅片上，制备集成电路图形，最细线宽达5nm ，如ASML极紫外EUV投影光刻机。日本Nikon的i系列和Canon的FPA系列高精度步进投影光刻机；第二种是直写光刻机（DirectWritingLithography），用于0.25微米及以上节点的芯片光掩模版、0.18微米节点以下的部分光掩模制备（其余节点掩模，用电子束光刻EBL制备，约占25%），如美国应用材料公司（AM）ALTA光刻机；在显示面板行业，如瑞典Mycronic公司， Prexision10激光直写光刻系统，用于10代线光掩模制备， Nikon大型投影扫描光刻机（FX系列），用于将光掩模图形扫描光刻到大尺寸基板上，形成TFT电路图形。因此， IC集成电路、显示面板等领域，直写光刻机的作用是将设计数据制备到光刻胶基板上，成为光掩模，用于后道投影光刻复制。

文章图片
集成电路的2D图形
上述两类光刻机均属于“平面图形”光刻机，用于薄光刻胶制程。无论直写光刻还是投影光刻，都是集成电路和光电子产业的关键装备。直写光刻属于源头型关键环节，称为PatternGenerator 。
本次投入运行iGrapher3000 ， “3D形貌“光刻属于厚胶工艺，主要用于光电子材料和器件的制备，作用是将设计数据制备到厚光刻胶基板上，成为具有三维形貌的纳米印版，用于后道压印复制。下图为用于3D显示的微结构形貌SEM照片。

文章图片
光电子器件的3D微结构SEM照片
3、3D光刻机的强大功能
iGrapher3000强大3D光刻功能：以三维导航飞行扫描模式曝光，一次扫描曝光形成三维微纳结构形貌；支持多格式2D、3D模型数据文件，支持数百Tb数据量的光刻，写入速度大于3Gbps；具有数据处理/传输/写入同步的快速光刻功能；幅面：110英寸，光刻深度范围：50纳米~20微米@深度分辨率10nm ，横向线宽>0.5微米@数字分辨率100nm@355纳米紫外波长，最快扫描速率1m/s 。
理论上，微纳结构形貌具有5维度可控变量，支持各种光场和电磁长调控材料与器件设计与制备。下图为iGrapher3000在大面积衬底上制备的各种用途的微纳结构形貌的SEM照片。

文章图片

文章图片
微纳结构形貌（ToF深度感知）

文章图片

文章图片
深槽结构（透明导电）微变结构（薄膜透镜）