2024年9月11日，由VR陀螺聯(lián)合CIOE中國(guó)光博會(huì)主辦的「光聚未來(lái)•第五屆中國(guó)AI+AR技術(shù)應(yīng)用高峰論壇」在深圳國(guó)際會(huì)展中心順利舉辦。

本次活動(dòng)以“光聚未來(lái)”為主題，聚焦AI與AR技術(shù)融合發(fā)展，從底層核心技術(shù)、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品應(yīng)用多維度展開深度探討。來(lái)自京東方、JBD、芯明、谷東科技、鯤游光電、Eulitha、VR陀螺以及陀螺研究院的行業(yè)嘉賓為到場(chǎng)觀眾帶來(lái)了精彩的分享，演講內(nèi)容干貨滿滿。

其中，Eulitha AG 計(jì)算光刻主管 王智鑫為與會(huì)來(lái)賓奉上了“位移泰伯光刻（DTL）：一種用于制造 AR 光波導(dǎo)的高通量、高保真光刻解決方案”的主題演講。

以下為演講實(shí)錄（內(nèi)容略有刪減調(diào)整）：

我叫王智鑫，非常榮幸能夠在這里代表我們公司來(lái)分享相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品。

Eulitha是一家光刻設(shè)備和解決方案的供應(yīng)商，面向光學(xué)市場(chǎng)，聚焦于用光刻技術(shù)來(lái)解決客戶的生產(chǎn)需求。在2024年，為了更好的支持客戶服務(wù)和項(xiàng)目發(fā)展，我們?cè)诒本┬陆酥袊?guó)的Demo Lab。Eulitha來(lái)自瑞士，目前在中國(guó)和美國(guó)都設(shè)有分公司。

接下來(lái)介紹一下我們的核心技術(shù)，也就是DTL。熟悉光刻的朋友可能知道，在光刻的使用中有一個(gè)很重要的點(diǎn)，就是光刻機(jī)聚焦的景深，英文是“Depth of Focus”。那么無(wú)論是傳統(tǒng)的接觸式光刻或者是投影式光刻，它的景深都是有限的，而不同于這些傳統(tǒng)的技術(shù)，DTL在曝光的過(guò)程中，會(huì)同時(shí)沿著垂直的方向移動(dòng)晶圓。通過(guò)這種方式，我們可以實(shí)現(xiàn)：最終曝光在襯底上的圖案，它跟掩膜版和襯底之間的絕對(duì)距離無(wú)關(guān)，反而是完全由曝光中移動(dòng)的行程來(lái)決定的。

那么無(wú)論這個(gè)晶圓它有多大，6英寸或是8英寸，晶圓上所有點(diǎn)的行程都是一樣的，所以所有位置曝光出來(lái)的圖案都是一樣的、均勻的。換句話說(shuō)，通過(guò)這種曝光的方式，可以等效于實(shí)現(xiàn)無(wú)限大的景深。這個(gè)就是DTL技術(shù)最大的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。DTL是一種非接觸曝光的技術(shù)，我們可以用很低的成本實(shí)現(xiàn)很高的分辨率，也可以實(shí)現(xiàn)很大面積、高均勻性的曝光。

另外DTL掩膜版上的每一根線都會(huì)在晶圓上曝出來(lái)兩根線，所以相比于掩模板上的圖案，最終呈現(xiàn)在晶圓上的光柵，它的面積不變，但是周期會(huì)減半，頻率會(huì)翻倍。比如說(shuō)您需要一個(gè)300納米周期的光柵，那么您只需要600納米周期的掩模板，從而可以顯著降低掩模板的成本。

接下來(lái)我將展示一下我們無(wú)景深限制的結(jié)果。在這里我們用不同的絕對(duì)距離來(lái)曝光300納米周期的光柵?？梢钥吹綗o(wú)論晶圓和掩模板之間的距離是100微米，750 微米，還是1250微米，最終曝光出來(lái)的光柵的質(zhì)量都是非常高的，而且它的線寬幾乎沒(méi)有變化，也就是說(shuō)在這個(gè)案例中我們DTL實(shí)現(xiàn)的真實(shí)景深超過(guò)了1000微米。而相比之下，傳統(tǒng)的投影式光刻，它的景深是低于1微米的，這意味著 DTL可實(shí)現(xiàn)的景深相比于這些投影式光刻大了1000倍以上，這是別的方案無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

用DTL來(lái)實(shí)現(xiàn)AR光波導(dǎo)制造還有很多特殊的優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)一次曝光，實(shí)現(xiàn)140mm × 140mm的面積，不需要任何的拼接，支持彎曲的線條，也可以控制線寬的變化。在下面的例子中，這個(gè)350納米周期的光柵無(wú)論占空比是23%還是56%還是68%，都可以通過(guò)一次曝光同時(shí)在一個(gè)晶圓上呈現(xiàn)出來(lái)。因?yàn)镈TL它的景深幾乎是無(wú)限大的，所以我們還支持曲面襯底的曝光，在另一個(gè)案例中，襯底的厚度差異超過(guò)了3毫米，但是用我們的技術(shù)仍然可以曝光出非常高質(zhì)量、高均勻性的圖案。

DTL還有一個(gè)很重要的優(yōu)點(diǎn)，就是它的周期精度非常高，在AR的應(yīng)用中，光柵的周期準(zhǔn)確度是一個(gè)非常關(guān)健的屬性，它對(duì)最終產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)有著決定性的影響。由于特殊的物理原理，DTL能實(shí)現(xiàn)的周期基本上不會(huì)有任何的誤差。我們的合作伙伴OptoFidelity用他們精密的測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量后的結(jié)果是，在整個(gè)晶圓的范圍內(nèi)用DTL曝光出來(lái)的光柵，它的周期誤差的標(biāo)準(zhǔn)差只有兩皮米。

用DTL來(lái)生產(chǎn)AR光波導(dǎo)，可以簡(jiǎn)單地用掩膜來(lái)鎖定全部的設(shè)計(jì)，包括周期、線寬分布、圖案輪廓、光柵方向，可以在一次曝光中實(shí)現(xiàn)全部的圖案。DTL也不是只能用來(lái)這個(gè)曝光一維的線柵，也同樣可以實(shí)現(xiàn)二維的周期性高分辨率的方案。

接下來(lái)介紹一下我們的設(shè)備平臺(tái)。我們的光刻設(shè)備主要有三個(gè)類型，分別是PhableR、 PhableX和PhableS， 這里的R代表的是“Research”，PhableR主要面向于科研或者是研發(fā)方向的用戶，它依賴手動(dòng)的晶圓處理和手動(dòng)的掩膜加載。那么PhableX支持自動(dòng)的晶圓處理，也支持8英寸的襯底和自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，所以它更適合滿足企業(yè)用戶生產(chǎn)的需求。

我們最新的這個(gè)產(chǎn)品PhableS，這里的S代表的是“Step & Repeat”，它最大支持12英寸的襯底、自動(dòng)晶圓處理，自動(dòng)掩膜加載以及自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，可以用步進(jìn)重復(fù)的方法覆蓋整個(gè)12英寸的晶圓，更好地滿足用戶大規(guī)模量產(chǎn)的需求。

用DTL來(lái)量產(chǎn)AR光波導(dǎo)可以實(shí)現(xiàn)高效經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)。因?yàn)闆](méi)有復(fù)雜的物鏡，所以設(shè)備成本很低。在曝光的過(guò)程中，掩膜版和晶圓不會(huì)接觸，而且光刻本身就是一個(gè)很成熟、很穩(wěn)定的技術(shù)。我們支持自動(dòng)的掩膜加載和自動(dòng)的晶圓處理，技術(shù)工藝可控、重復(fù)性高，而且還支持很靈活的定制，您可以根據(jù)需求選擇不同的波長(zhǎng)的光源，可以選擇UV或者DUV，也可以選擇不同的偏振。我們的設(shè)備支持各種規(guī)格的基板，以及接近式的光刻模式，而且根據(jù)客戶各自需求的不同，還可以模塊化配置最終的產(chǎn)品。

對(duì)于客戶來(lái)說(shuō)，如果想用DTL的技術(shù)來(lái)引入自己的生產(chǎn)，用來(lái)加工最終的產(chǎn)品，門檻是很低的。我們的技術(shù)充分地利用了成熟的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)：設(shè)備使用的是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的6英寸高分辨率掩模版，在曝光的時(shí)候我們使用的也是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的正負(fù)的光刻膠、抗反涂層和顯影液。我們的合作伙伴Synopsys還可以給DTL提供包括顯影工藝的端到端的制造仿真軟件。通過(guò)這種高度可擴(kuò)展的技術(shù)，我們可以最終實(shí)現(xiàn)12英寸晶圓，每小時(shí)40片的圖形化的處理速度。

接下來(lái)我將展示一些用DTL技術(shù)來(lái)曝光的AR方向產(chǎn)品的案例。首先第一個(gè)展示的案例是來(lái)自Dispelix。這里的基底是150毫米的高折射率玻璃晶圓。沒(méi)有任何的拼接，直接用一次曝光實(shí)現(xiàn)了這個(gè)晶圓上所有的圖案。接下來(lái)這個(gè)案例是更大的一個(gè)晶圓，這里是一個(gè)8英寸的高折射率玻璃晶圓，最終產(chǎn)品是一個(gè)抬頭顯示Head Up Display。這里的8英寸晶圓上這么大的一個(gè)Combiner光柵也是沒(méi)有任何拼接，通過(guò)一次曝光直接實(shí)現(xiàn)的。最后這個(gè)案例是來(lái)自國(guó)內(nèi)的一個(gè)廠家廣納四維，這個(gè)案例中他們使用的是碳化硅的襯底，他們結(jié)合了我們的光刻和RIBE刻蝕的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了沒(méi)有彩虹紋效應(yīng)的單層全彩的光波導(dǎo)。

今天我們是一個(gè) AI+AR 的論壇，所以在這次演講中我也簡(jiǎn)單介紹一下AI和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在Eulitha公司的進(jìn)展。我們一直在持續(xù)的做這方面投入和研發(fā)。最新的一項(xiàng)成果是我們開發(fā)了一套使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法來(lái)設(shè)計(jì)、優(yōu)化DTL掩模板圖案的一個(gè)框架。我們根據(jù)算法設(shè)計(jì)出來(lái)的掩模板的圖案進(jìn)行了加工，把加工了對(duì)應(yīng)的掩模板拿來(lái)在DTL做了曝光，然后最終在曝光顯影之后呈現(xiàn)出來(lái)SEM的圖案，對(duì)比之后可以看到掩模板上的圖案和這個(gè)最終曝光在晶圓上的圖案，他們沒(méi)有任何的相似性。也就是說(shuō)，如果不是通過(guò)這種算法，而是依賴主觀的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)去設(shè)計(jì)，其實(shí)很難設(shè)計(jì)出這樣相近的模板。這也證明AI、機(jī)器學(xué)習(xí)算法在我們光刻領(lǐng)域也能發(fā)揮大作用。

最后我來(lái)總結(jié)一下，DTL是一個(gè)低成本實(shí)現(xiàn)高分辨率的曝光技術(shù)。它可以實(shí)現(xiàn)非接觸、低缺陷、無(wú)拼接的曝光，Eulitha充分利用半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)，包括掩膜版、光刻膠，包括模塊擴(kuò)展性和仿真的軟件包，公司可以全方位置支持客戶，包括內(nèi)部仿真、工藝開發(fā)、演示實(shí)驗(yàn)和設(shè)備服務(wù)支持。我希望通過(guò)今天的報(bào)告，可以讓在在座的朋友們相信，DTL 是適合用來(lái)制造 AR 光波導(dǎo)的優(yōu)選解決方案。我們?cè)敢飧械漠a(chǎn)業(yè)伙伴一起，共同解決技術(shù)的難題，推動(dòng) AR 行業(yè)的發(fā)展和成熟。謝謝大家。