2024年9月11日，由VR陀螺联合CIOE中国光博会主办的「光聚未来•第五届中国AI+AR技术应用高峰论坛」在深圳国际会展中心顺利举办。
本次活动以“光聚未来”为主题，聚焦AI与AR技术融合发展，从底层核心技术、生产工艺、产品应用多维度展开深度探讨。来自京东方、JBD、芯明、谷东科技、鲲游光电、Eulitha、VR陀螺以及陀螺研究院的行业嘉宾为到场观众带来了精彩的分享，演讲内容干货满满。
其中，Eulitha AG 计算光刻主管 王智鑫为与会来宾奉上了“位移泰伯光刻（DTL）：一种用于制造 AR 光波导的高通量、高保真光刻解决方案”的主题演讲。
以下为演讲实录（内容略有删减调整）：
我叫王智鑫，非常荣幸能够在这里代表我们公司来分享相关技术和产品。
Eulitha是一家光刻设备和解决方案的供应商，面向光学市场，聚焦于用光刻技术来解决客户的生产需求。在2024年，为了更好的支持客户服务和项目发展，我们在北京新建了中国的Demo Lab。Eulitha来自瑞士，目前在中国和美国都设有分公司。
接下来介绍一下我们的核心技术，也就是DTL。熟悉光刻的朋友可能知道，在光刻的使用中有一个很重要的点，就是光刻机聚焦的景深，英文是“Depth of Focus”。那么无论是传统的接触式光刻或者是投影式光刻，它的景深都是有限的，而不同于这些传统的技术，DTL在曝光的过程中，会同时沿着垂直的方向移动晶圆。通过这种方式，我们可以实现：最终曝光在衬底上的图案，它跟掩膜版和衬底之间的绝对距离无关，反而是完全由曝光中移动的行程来决定的。
那么无论这个晶圆它有多大，6英寸或是8英寸，晶圆上所有点的行程都是一样的，所以所有位置曝光出来的图案都是一样的、均匀的。换句话说，通过这种曝光的方式，可以等效于实现无限大的景深。这个就是DTL技术最大的一个优点。DTL是一种非接触曝光的技术，我们可以用很低的成本实现很高的分辨率，也可以实现很大面积、高均匀性的曝光。
另外DTL掩膜版上的每一根线都会在晶圆上曝出来两根线，所以相比于掩模板上的图案，最终呈现在晶圆上的光栅，它的面积不变，但是周期会减半，频率会翻倍。比如说您需要一个300纳米周期的光栅，那么您只需要600纳米周期的掩模板，从而可以显著降低掩模板的成本。
接下来我将展示一下我们无景深限制的结果。在这里我们用不同的绝对距离来曝光300纳米周期的光栅。可以看到无论晶圆和掩模板之间的距离是100微米，750 微米，还是1250微米，最终曝光出来的光栅的质量都是非常高的，而且它的线宽几乎没有变化，也就是说在这个案例中我们DTL实现的真实景深超过了1000微米。而相比之下，传统的投影式光刻，它的景深是低于1微米的，这意味着 DTL可实现的景深相比于这些投影式光刻大了1000倍以上，这是别的方案无法比拟的优势。
用DTL来实现AR光波导制造还有很多特殊的优点：通过一次曝光，实现140mm × 140mm的面积，不需要任何的拼接，支持弯曲的线条，也可以控制线宽的变化。在下面的例子中，这个350纳米周期的光栅无论占空比是23%还是56%还是68%，都可以通过一次曝光同时在一个晶圆上呈现出来。因为DTL它的景深几乎是无限大的，所以我们还支持曲面衬底的曝光，在另一个案例中，衬底的厚度差异超过了3毫米，但是用我们的技术仍然可以曝光出非常高质量、高均匀性的图案。
DTL还有一个很重要的优点，就是它的周期精度非常高，在AR的应用中，光栅的周期准确度是一个非常关健的属性，它对最终产品的用户体验有着决定性的影响。由于特殊的物理原理，DTL能实现的周期基本上不会有任何的误差。我们的合作伙伴OptoFidelity用他们精密的测量系统，测量后的结果是，在整个晶圆的范围内用DTL曝光出来的光栅，它的周期误差的标准差只有两皮米。
用DTL来生产AR光波导，可以简单地用掩膜来锁定全部的设计，包括周期、线宽分布、图案轮廓、光栅方向，可以在一次曝光中实现全部的图案。DTL也不是只能用来这个曝光一维的线栅，也同样可以实现二维的周期性高分辨率的方案。
接下来介绍一下我们的设备平台。我们的光刻设备主要有三个类型，分别是PhableR、 PhableX和PhableS， 这里的R代表的是“Research”，PhableR主要面向于科研或者是研发方向的用户，它依赖手动的晶圆处理和手动的掩膜加载。那么PhableX支持自动的晶圆处理，也支持8英寸的衬底和自动对准，所以它更适合满足企业用户生产的需求。
我们最新的这个产品PhableS，这里的S代表的是“Step & Repeat”，它最大支持12英寸的衬底、自动晶圆处理，自动掩膜加载以及自动对准，可以用步进重复的方法覆盖整个12英寸的晶圆，更好地满足用户大规模量产的需求。
用DTL来量产AR光波导可以实现高效经济的生产。因为没有复杂的物镜，所以设备成本很低。在曝光的过程中，掩膜版和晶圆不会接触，而且光刻本身就是一个很成熟、很稳定的技术。我们支持自动的掩膜加载和自动的晶圆处理，技术工艺可控、重复性高，而且还支持很灵活的定制，您可以根据需求选择不同的波长的光源，可以选择UV或者DUV，也可以选择不同的偏振。我们的设备支持各种规格的基板，以及接近式的光刻模式，而且根据客户各自需求的不同，还可以模块化配置最终的产品。
对于客户来说，如果想用DTL的技术来引入自己的生产，用来加工最终的产品，门槛是很低的。我们的技术充分地利用了成熟的半导体产业优势：设备使用的是行业标准的6英寸高分辨率掩模版，在曝光的时候我们使用的也是行业标准的正负的光刻胶、抗反涂层和显影液。我们的合作伙伴Synopsys还可以给DTL提供包括显影工艺的端到端的制造仿真软件。通过这种高度可扩展的技术，我们可以最终实现12英寸晶圆，每小时40片的图形化的处理速度。
接下来我将展示一些用DTL技术来曝光的AR方向产品的案例。首先第一个展示的案例是来自Dispelix。这里的基底是150毫米的高折射率玻璃晶圆。没有任何的拼接，直接用一次曝光实现了这个晶圆上所有的图案。接下来这个案例是更大的一个晶圆，这里是一个8英寸的高折射率玻璃晶圆，最终产品是一个抬头显示Head Up Display。这里的8英寸晶圆上这么大的一个Combiner光栅也是没有任何拼接，通过一次曝光直接实现的。最后这个案例是来自国内的一个厂家广纳四维，这个案例中他们使用的是碳化硅的衬底，他们结合了我们的光刻和RIBE刻蚀的技术，实现了没有彩虹纹效应的单层全彩的光波导。
今天我们是一个 AI+AR 的论坛，所以在这次演讲中我也简单介绍一下AI和机器学习技术在Eulitha公司的进展。我们一直在持续的做这方面投入和研发。最新的一项成果是我们开发了一套使用机器学习算法来设计、优化DTL掩模板图案的一个框架。我们根据算法设计出来的掩模板的图案进行了加工，把加工了对应的掩模板拿来在DTL做了曝光，然后最终在曝光显影之后呈现出来SEM的图案，对比之后可以看到掩模板上的图案和这个最终曝光在晶圆上的图案，他们没有任何的相似性。也就是说，如果不是通过这种算法，而是依赖主观的一个经验去设计，其实很难设计出这样相近的模板。这也证明AI、机器学习算法在我们光刻领域也能发挥大作用。
最后我来总结一下，DTL是一个低成本实现高分辨率的曝光技术。它可以实现非接触、低缺陷、无拼接的曝光，Eulitha充分利用半导体产业的优势，包括掩膜版、光刻胶，包括模块扩展性和仿真的软件包，公司可以全方位置支持客户，包括内部仿真、工艺开发、演示实验和设备服务支持。我希望通过今天的报告，可以让在在座的朋友们相信，DTL 是适合用来制造 AR 光波导的优选解决方案。我们愿意跟所有的产业伙伴一起，共同解决技术的难题，推动 AR 行业的发展和成熟。
谢谢大家！
