佳能產(chǎn)日本首臺半導體光刻機PPC-1發(fā)售50周年：半導體器件這樣煉成

半導體器件被廣泛應用于從智能手機到汽車(chē)等各個(gè)領(lǐng)域，在其制造過(guò)程中半導體光刻機必不可少。你知道嗎，日本首臺半導體光刻機發(fā)售已經(jīng)50周年了。

今日，佳能中國宣布，佳能產(chǎn)日本首臺半導體光刻機PPC-1發(fā)售50周年。佳能PPC-1于1970年發(fā)售，隨著(zhù)數字技術(shù)的迅速發(fā)展，佳能的半導體光刻機也在不斷升級。

首臺日本產(chǎn)半導體光刻機PPC-1

據悉，佳能光刻機的歷史始于對相機鏡頭技術(shù)的高度應用。靈活運用20世紀60年代中期在相機鏡頭開(kāi)發(fā)中積累的技術(shù)，佳能研發(fā)出了用于光掩膜制造的高分辨率鏡頭。

此后，為了進(jìn)一步擴大業(yè)務(wù)范圍，佳能開(kāi)始了半導體光刻機的研發(fā)，并于1970年成功發(fā)售日本首臺半導體光刻機PPC-1，正式進(jìn)入半導體光刻機領(lǐng)域。

佳能于1975年發(fā)售的FPA-141F光刻機在世界上首次實(shí)現了1微米（00萬(wàn)分之一米）以下的曝光，此項技術(shù)作為“重要科學(xué)技術(shù)歷史資料（未來(lái)技術(shù)遺產(chǎn)）”，于2010年被日本國立科學(xué)博物館產(chǎn)業(yè)技術(shù)歷史資料信息中心收錄。

目前佳能的光刻機陣容包括i線(xiàn)光刻機和KrF光刻機產(chǎn)品線(xiàn)。其中，i線(xiàn)光刻機是指使用i線(xiàn)（水銀燈波長(cháng)365nm）光源的半導體光刻機。而KrF光刻機是指使用波長(cháng)248nm，由氪（Kr）氣體和氟（F）氣體產(chǎn)生的激光的半導體光刻機。

佳能表示，今后將繼續擴充半導體光刻機的產(chǎn)品陣容和可選功能，以支持各種尺寸和材料的晶圓以及下一代封裝工藝。

此外，在尖端領(lǐng)域為滿(mǎn)足電路圖案進(jìn)一步微細化的需求，佳能也在致力于推進(jìn)納米壓印半導體制造設備※7的研發(fā),并使之能應用于大規模生產(chǎn)。

何為半導體光刻機？

半導體光刻機在半導體器件的制造過(guò)程中，承擔“曝光”的作用。半導體器件是通過(guò)將精細電路圖案曝光在稱(chēng)為晶圓的半導體基板上而制成的。半導體光刻機設備的作用是將在掩膜版上繪制的電路圖案通過(guò)投影透鏡縮小，再將圖案曝光在晶圓上。

晶圓在晶圓臺上依次移動(dòng)，電路圖案將在一個(gè)晶圓上重復曝光。因為電路是由從微米到納米級別的超精細圖案經(jīng)過(guò)多層堆疊制成，所以半導體光刻機也需具備超高精密的技術(shù)，以滿(mǎn)足從微米到納米單位級別的性能。

以下為半導體器件制造工藝：

1、制作掩膜版（原版）

設計決定半導體芯片功能和性能的電路。電路圖案繪制在數十塊玻璃板上。

2、準備晶圓

準備半導體器件基礎的圓盤(pán)形晶圓。加熱后在表面形成氧化膜，然后涂上光阻（感光劑）。

3、在晶圓上繪制電路圖案

①光照在掩膜版上，將電路圖案曝光在晶圓上。光通過(guò)透鏡縮小，可以畫(huà)出更細的線(xiàn)。電路的線(xiàn)寬越細，一個(gè)半導體器件上可集成的半導體元件數量就越多，從而可以獲得高性能且多功能的半導體器件。（使用光刻機）

（曝光的原理圖）

光照到部分的光阻發(fā)生變化后。使用顯影液將曝光部分去除。

②光阻覆蓋部分以外的氧化膜通過(guò)與氣體反應去除。

③在去除不需要的光阻后，在裸露的晶圓上，通過(guò)注入離子使晶體管有效工作，由此來(lái)制造半導體元件。

④用絕緣膜覆蓋整個(gè)晶圓后，將表面弄平整確保沒(méi)有凹凸。隨后涂上光阻，準備下一層電路圖案的曝光。

重復①～④的工藝，在晶圓表面形成多個(gè)層，然后通過(guò)布線(xiàn)連接。

4、從晶圓上切下半導體芯片

5、將芯片粘在框架上，接上電線(xiàn)檢查工程后半導體器件制作完成