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 )
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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 。
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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 。
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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 。
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微纳结构形貌（ToF深度感知）
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深槽结构（透明导电）微变结构（薄膜透镜）
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