IT之家7月28日消息 蘇大維格科技官方宣布，大型紫外 3D 直寫光刻設備 iGrapher3000下線並投入工業運行。iGrapher3000 主要用於大基板上的微納結構形貌的 3D 光刻，是新穎材料、先進光電子器件的設計、研發和製造的全新平臺，堪稱為光電子產業基石性裝備，為產業合作創造新機遇。
從集成電路圖形的平面光刻，邁向光電子的 「微結構形貌」的 3D 光刻，iGrapher3000 為新穎材料和功能光電子器件提供了先進手段，下圖為 iGrapher3000 紫外 3D 光刻裝備（110 吋幅面，2500mmx1500mm）照片和微納結構形貌 SEM 照片。
此次安裝在維業達科技有限公司黃光車間的 iGrapher3000，首個工業應用項目是大尺寸透明導電膜的深槽結構微電路模具，並將用於大面積平板成像、柔性導電器件和全息顯示與 3D 顯示研發和產業化應用。
面向大面積新穎材料與功能器件的需求，大型紫外 3D 光刻系統面臨的挑戰有：
第一，表達 「微納結構形貌」的數據量極大，如，55 吋幅面透明電路圖形數據量約 15Tb，相同尺寸平板透鏡的微結構數據量 >150Tb；
第二，海量數據數據的運算、壓縮傳輸與高速率光電轉換技術；
第三，三維數字光場曝光模式與作用機理；
第四，微納結構形貌的精確光刻工藝，包括 3D 鄰近效應補償、自適應 3D 導航自聚焦模式；
第五，高速運動平臺、紫外光機系統製造工藝與納米精度控制技術。
蘇大維格科技介紹，蘇大維格浦東林博士帶領科研人員，十多年來一直開展 3D 光刻技術、納米光刻硬軟體、數據處理算法和精密控制技術研發。經多輪迭代，攻克了 3D 光刻重大瓶頸，研製成功以 iGrapher3000 為代表的系列紫外 3D 直寫光刻裝備並在工業界應用。
IT之家獲悉，iGrapher3000 率先在 110 吋幅面玻璃基板上實現連續面型微結構大面積平板器件，深度範圍 50nm~20 微米；率先建立海量數據處理能力並轉化成所設計的微納結構形貌，涉及單文件數據量達 600Tb；率先建立支持 110 吋光刻膠板厚膠製程（2 微米~ 25 微米），用於後繼印版工業化生產。
大面積 3D 光刻印版（110 吋，自主製備，厚膠製程）
iGrapher3000 先進功能：
1 3D 矢量設計數據向微結構形貌轉化先進算法與軟體；
2 海量數據文件實時處理 / 傳輸 / 同步寫入快速光刻；
3 大面積襯底實時三維導航自聚焦功能；雙驅動龍門構架精密控制技術；
4 三維微結構形貌曝光鄰近效應補償；
5 大面積光刻厚膠板的製備工藝。
在晶片、光電子、顯示產業和科學研究中，光刻（lithography）屬於基礎工藝。高端光刻設備長期被國外企業壟斷。
蘇大維格科技介紹，在晶片產業，光刻機有兩種類型：第一種是投影光刻機（Projection Lithography），將光掩模圖形縮微並光刻到矽片上，製備集成電路圖形，最細線寬達 5nm，如 ASML 極紫外 EUV 投影光刻機。日本 Nikon 的 i 系列和 Canon 的 FPA 系列高精度步進投影光刻機；
第二種是直寫光刻機（Direct Writing Lithography），用於 0.25 微米及以上節點的晶片光掩模版、0.18 微米節點以下的部分光掩模製備（其餘節點掩模，用電子束光刻 EBL 製備，約佔 25%），如美國應用材料公司（AM）ALTA 光刻機；在顯示面板行業，如瑞典 Mycronic 公司，Prexision10 雷射直寫光刻系統，用於 10 代線光掩模製備，Nikon 大型投影掃描光刻機（FX 系列），用於將光掩模圖形掃描光刻到大尺寸基板上，形成 TFT 電路圖形。因此，IC 集成電路、顯示面板等領域，直寫光刻機的作用是將設計數據製備到光刻膠基板上，成為光掩模，用於後道投影光刻複製。
集成電路的 2D 圖形
上述兩類光刻機均屬於 「平面圖形」光刻機，用於薄光刻膠製程。無論直寫光刻還是投影光刻，都是集成電路和光電子產業的關鍵裝備。直寫光刻屬於源頭型關鍵環節，稱為 Pattern Generator。
蘇大維格科技表示，本次投入運行 iGrapher3000， 「3D 形貌「光刻屬於厚膠工藝，主要用於光電子材料和器件的製備，作用是將設計數據製備到厚光刻膠基板上，成為具有三維形貌的納米印版，用於後道壓印複製。下圖為用於 3D 顯示的微結構形貌 SEM 照片。
光電子器件的 3D 微結構 SEM 照片
iGrapher3000 強大 3D 光刻功能：以三維導航飛行掃描模式曝光，一次掃描曝光形成三維微納結構形貌；支持多格式 2D、3D 模型數據文件，支持數百 Tb 數據量的光刻，寫入速度大於 3Gbps；具有數據處理 / 傳輸 / 寫入同步的快速光刻功能；幅面：110 英寸；光刻深度範圍：50 納米~ 20 微米 @深度解析度 10nm，橫向線寬 >0.5 微米 @數字解析度 100nm@355 納米紫外波長，最快掃描速率 1m/s。
理論上，微納結構形貌具有 5 維度可控變量，支持各種光場和電磁長調控材料與器件設計與製備。下圖為 iGrapher3000 在大面積襯底上製備的各種用途的微納結構形貌的 SEM 照片。
作為對比，用於晶片極紫外投影光刻機（EUV），追求極細線寬（已達 5nm），難度在於極端的精度控制和高產率（極紫外光源、運動平臺和套刻精度），晶片的投影光刻，用光掩模圖形縮微複製，不涉及海量數據處理等問題；用於光掩模的直寫光刻設備（LDW），將規則電路圖形轉化為光掩模，形成顯示 TFT 光掩模。與集成電路的薄膠光刻工藝不同，用於微納結構形貌的 3D 光刻，追求形貌與相對排列精度（根據用途不同），難度在於海量數據處理與傳輸（數百 Tb）、大面積的結構功能設計與先進算法、3D 光刻與 3D 鄰近效應補償等保真度工藝等，深度範圍：50nm~20 微米，精度範圍：1nm~100nm。可見，3D 光刻機在功能與用途上，與以往 2D 光刻機有明顯的不同。
蘇大維格科技稱，iGrapher3000 為新穎光電子材料與功能器件的研究和產業創新，開闢了新通道。主要用於大尺寸光電子器件、超構表面材料、功能光電子器件等在內的微納形貌和深結構的製備，包括大尺寸透明電路圖形、高精度柔性觸控傳感器、高亮投影屏、全息 3D 顯示、MiniLED 電路背板、高光效勻光板、虛實融合光子器件、大口徑透明電磁屏蔽材料等。
iGrapher3000 也可用於平板顯示產業和柔性電子產業的光掩模製備，並為高精度大口徑薄膜透鏡的設計製備提供了戰略研發資源。
下圖為大尺寸柔性導電材料、大尺寸光場調控器件和大型 miniLED 背光的微電路背板。
大尺寸柔性觸控屏的微電路 3D 光刻製備
miniLED 高光效勻光板、大口徑投影屏的 3D 光刻製備
大尺寸 miniLED 背板與透明立體顯示屏的 3D 光刻製備
官方介紹，蘇大維格光刻儀器事業部在光刻技術與設備領域研製了多種用於 MEMS 晶片的光刻設備 MiScan200（8」~12」）、微納光學的 MicroLab（4」~8」）和超表面、裸眼 3D 顯示、光電子器件研究的納米光刻設備 NanoCrystal（8」~32」）。這些新型光刻設備在企業和高等院所廣泛應用，解決了我國多個領域研究中的卡脖子問題，為新型光電子器件、新材料、MEMS 晶片和傳感器件的研發提供了自主可控的先進手段。
2020 年 1 月 10 日，在國家科技獎勵大會上，蘇大維格承擔的 「面向柔性光電子的微納製造關鍵技術與應用」成果，榮獲國家科技進步獎二等獎。