最近，西湖大學教授仇旻團隊釋出了一種三維微納加工技術，可在僅有頭髮絲八分之一粗細的光纖末端進行“冰刻”加工。有一種另闢蹊徑的感覺。

那麼其與光刻到底有哪些不同？能否取代光刻？

首先，說下什麼是“冰刻”。冰刻是透過電子束在結有一層薄冰的基礎材料上進行“雕刻”的一種系統。

與當下光刻的最大不同點是，把矽基上的光刻膠換成冰。

這裡插播一下廣告，以電子束為基礎的光刻機，也是實現光刻的一種選擇。而且其精度比EUV光刻機高，也屬於先進技術。先進的原因在於電子束的波長比極紫外光短。而不能在大規模積體電路上應用是，因為目前還存在很多缺陷。

按照電子束光刻曝光方式可分為兩種：投影式曝光和直寫式曝光。

投影式曝光：透過電子束經過掩模版後，把掩模版上的圖形（電路）刻在塗抹有光刻膠的材料上。使用的是多電子束光刻技術，聚焦電子束在基礎材料上進行掃描，實現電路圖轉移。原理類似於照相機，其中光刻膠相當於膠捲，拍攝物件就是掩模板，透過光線的照射把拍攝的物件投影到膠捲上。據說，這是下一代的光刻技術之一。

直寫式曝光：聚焦電子束直接在塗有光刻膠的基礎材料上繪製電路圖形。這類似於用鉛筆來畫畫。這技術也和鐳射直寫技術一樣，可以製造光掩模版。

明白了這兩種曝光方式，就能力理解仇旻教授所說的“傳統電子束”和“冰膠電子束”。換言之，“冰膠電子束”就是把光刻膠換成冰後，去實現光刻的技術。

在零下 140 度的真空環境下，透過設備註入水蒸氣以後，水蒸氣遇到原材料就會凝華成薄薄的冰層。

從以下兩幅圖看，第一幅圖是目前晶片的生產工藝，需要光刻膠以及化學劑；第二幅圖是“冰刻”的製造工藝，不需要光刻膠以及化學劑。使用光刻膠就需要化學劑清洗，如果清洗不好，那麼將影響晶片的良品率。

而使用“冰刻”就不同，雕刻後，冰經過昇華直接氣化。無需化學劑，綠色環保。

顯而易見，簡化了晶片製造的工藝以及用冰取代了光刻膠。

目前，該團隊雖然實現了簡單的三維圖案雕刻，但能否取代EUV光刻機，完全是一個未知數。畢竟大規模的積體電路講究的是工業化。再說，晶片的複雜度需要多個環節、多個工藝去配合。

即使冰刻可以刻出更細的線路圖，但電晶體之間的連線導通，需要的金屬沉積、離子注入等環節。目前，冰層並不具備這樣的條件。

談到對“冰刻”的研究，仇旻團隊這樣說：技術冷門好，有趣，實際應用還在探索中。並表示“作為一種綠色且‘溫和’的加工手段，冰刻尤其適用於非平面襯底或者易損柔性材料，甚至生物材料。未來希望這項技術能夠運用到生物、微電子以及更多領域中”。

可見，“冰刻”可能存在兩種情況：是光刻的一種補充；代替現有的光刻機。這一切都需要時間去驗證。