把芯片和微纳器件制作的规则给改了,现在台式无掩模光刻系统就成了主角。以前的老路子得靠现成的物理掩模版画图形,不但贵,还特耽误时间。这个新系统不用这种模板,它直接把设计图变成控制信号,让空间光调制器在那堆小镜片或液晶单元上动手脚,画出来的图案接着通过镜头精准缩小投射到底片上。这么一搞,从设计到落地的步骤一下子就少了很多。 把激光、探测器、相机这些东西用百度APP扫一下就能下载了,连联系方式都有。空间光调制器里面有几百万个小格子,每个格子都能自己听指挥动。当紫外或深紫外的光打在上面时,每个小镜子或者液晶都会按信号的指示动一动,就在那个平面上现场画个图出来。这就相当于把以前那种铬版的固定模板换成了会变的动态图案。 投影镜头不光要缩小图,还得帮忙修正变形,保证哪怕是纳米级别的细节都看得清。系统能达到多细的地步,要看光源用的是啥波长、镜头数值孔径有多大、还有调制器上的格子有多小。 光刻胶就是那个能把光的印记留下来的东西。特定波长照到哪块地方,那块地方的化学性质就会变,变得在水里能不能溶都不一样了。显影的时候把能溶的部分冲掉,基片上就留下了对应的浮雕结构。这层结构就像个屏障一样,挡住后续的刻蚀或者离子注入。 跟以前那些死模板比起来,无掩模系统最大的优点就是切换快。改设计只要改改数字文件就行,不用去造新的物理版子。这对于做实验或者小批量生产的人来说简直太省钱省时了。它让做那种五花八门的小批量芯片测试变得更划算,也让搞非标准微纳器件的研发变得容易不少。 在实际干活的场景里,它的用处越来越广。除了帮着做集成电路的原型外,还能用来造光子晶体、微流控芯片、生物传感器还有那些微型机电系统。因为它是个桌面级别的设计,一般的学校和实验室只要环境合适就能上手干。 以后改进的方向主要有两个:一是通过换用更短波长的光源、更高数值孔径的镜头还有更精细的调制器来追求更高的精度;二是通过优化光路和算法让曝光速度提上去,好应对做大面积或者做复杂图形的需求。这些改动主要是想把精度、速度还有成本这三者的关系给捋顺。 从产业角度看,台式无掩模光刻并没有想抢半导体工厂那种大批量生产的饭碗。它是在旁边开了个新地盘,主要是把芯片设计和刚开始制造的流程给改了改。这样一来做创新尝试的门槛就降低了,可能会让新型芯片或者微纳器件从画图纸变成实物的速度变快。这种让制造能力局部平民化的做法,给各种不一样的技术创新提供了更顺手的工具。