佳能發(fā)售面向后道工藝的3D技術(shù)i線(xiàn)半導體光刻機新產(chǎn)品

佳能將于2023年1月上旬發(fā)售面向后道工藝的半導體光刻機新產(chǎn)品——i線(xiàn)^※1步進(jìn)式光刻機“FPA-5520iV LF2 Option”。該產(chǎn)品通過(guò)0.8μm（微米^※2）的高解像力和拼接曝光技術(shù)，使100×100mm的超大視場(chǎng)曝光成為可能，進(jìn)一步推動(dòng)3D封裝技術(shù)的發(fā)展。

為了提高半導體芯片的性能，不僅在半導體制造的前道工藝中實(shí)現電路的微細化十分重要，在后道工藝的高密度封裝也備受關(guān)注，而實(shí)現高密度的先進(jìn)封裝則對精細布線(xiàn)提出了更高要求。同時(shí)，近年來(lái)半導體光刻機得到廣泛應用，這一背景下，半導體器件性能的提升，需要通過(guò)將多個(gè)半導體芯片緊密相連的2.5D技術(shù)^※3及半導體芯片層疊的3D^※4技術(shù)來(lái)實(shí)現。

新產(chǎn)品是通過(guò)0.8μm的高解像力和曝光失真較小的4個(gè)shot拼接曝光，使100×100mm的超大視場(chǎng)曝光成為可能，從而實(shí)現2.5D和3D技術(shù)相結合的超大型高密度布線(xiàn)封裝的量產(chǎn)。

1.      通過(guò)新投射光學(xué)系統以及照明光學(xué)系統的提升，能夠達到0.8μm的高解像力與拼接曝光，進(jìn)而實(shí)現超大視場(chǎng)曝光

與以往機型“FPA-5520iV LF Option”（2021年4月發(fā)售）相比，本次發(fā)售的新產(chǎn)品能夠將像差抑制至四分之一以下。新產(chǎn)品搭載全新的投射光學(xué)系統、采用照度均一性更佳的照明光學(xué)系統，以及0.8μm的解像力和拼接曝光技術(shù)，能夠在前一代產(chǎn)品52x68mm大視場(chǎng)的基礎上，實(shí)現向100×100mm超大視場(chǎng)的提升。

2.      繼承“FPA-5520iV”的基本性能

新產(chǎn)品同時(shí)也繼承了半導體光刻機“FPA-5520iV”的多項基本性能。例如可以靈活應對再構成基板^※5翹曲等在封裝工藝中對量產(chǎn)造成阻礙的問(wèn)題，以及在芯片排列偏差較大的再構成基板上測出Alignment mark，從而提高生產(chǎn)效率。

在面向半導體芯片制造的前道工藝和后道工藝中，佳能在不斷擴充搭載先進(jìn)封裝技術(shù)的半導體光刻機產(chǎn)品陣營(yíng)，持續為半導體設備的技術(shù)創(chuàng )新做出貢獻。

※1. 使用了i線(xiàn)（水銀燈波長(cháng) 365nm）光源的半導體光刻設備。1nm（納米）是10億分之1米

※2. 1μm（微米）是100萬(wàn)分之1米（＝1000分之1mm）。

※3. 在封裝基板上設置硅中介層（對半導體芯片與封裝基板之間進(jìn)行電極連接的中介組件），進(jìn)而排列多個(gè)半導體芯片然后緊密相連的技術(shù)。

※4. 通過(guò)TSV技術(shù)（硅通孔電極技術(shù)。為了實(shí)現高度集成化，將硅正反面進(jìn)行通孔貫穿的技術(shù)）而實(shí)現層疊的技術(shù)。

※5. 從半導體光刻機前道工藝中制造的晶圓中取出多個(gè)半導體芯片原件并排列，用樹(shù)脂固定成晶圓形狀的基板。

〈新產(chǎn)品特征〉

l  為了減少投射光學(xué)系統的像差，新產(chǎn)品首次將應用于前道工藝光刻機的校正非球面玻璃搭載在后道工藝的光刻機上。與以往機型“FPA-5520iV LF Option”相比，新產(chǎn)品的像差可控制至四分之一以下，更平順地實(shí)現shot間的拼接。

l  新產(chǎn)品對均質(zhì)器進(jìn)行了改良，能夠提升照明光學(xué)系統的照度均一性，實(shí)現52×68 mm大視場(chǎng)中0.8μm的解像力。同時(shí)，新產(chǎn)品能夠通過(guò)四個(gè)shot的拼接曝光，實(shí)現100×100mm以上的超大視場(chǎng)，進(jìn)而實(shí)現高密度布線(xiàn)封裝的量產(chǎn)。

變像像差的改善（示意圖）

l  新產(chǎn)品繼承了“FPA-5520iV”中實(shí)現的基本性能。

l  新產(chǎn)品搭載了應對較大翹曲問(wèn)題的基板搬運系統，可靈活應對目前應用于移動(dòng)終端封裝的主流技術(shù)——FOWLP^※1中存在的再構成基板出現較大翹曲的問(wèn)題，這一問(wèn)題也是實(shí)現量產(chǎn)的阻礙。

l  新產(chǎn)品搭載了大視野Alignment scope，針對芯片排列偏差較大的再構成基板，也可以測出Alignment mark。

l  新產(chǎn)品可適用于以芯片為單位進(jìn)行定位并曝光的Die by Die Alignment技術(shù)。 

※1　 Fan Out Wafer Level Package的簡(jiǎn)稱(chēng)。封裝技術(shù)的一種。有可以應對無(wú)基板、封裝面積比芯片大且引腳較多的封裝等優(yōu)勢。

〈什么是半導體制造的后道工藝〉

在半導體芯片的制造工藝中，半導體光刻機負責“曝光”電路圖案。在曝光的一系列工藝中，在硅晶圓上制造出半導體芯片的工藝稱(chēng)為前道工藝。另一方面，保護精密的半導體芯片不受外部環(huán)境的影響，并在安裝時(shí)實(shí)現與外部的電氣連接的封裝工藝稱(chēng)為后道工藝。

〈關(guān)于半導體光刻機解說(shuō)的網(wǎng)站〉

我們發(fā)布了“佳能光刻機網(wǎng)站”，通過(guò)圖片和視頻等易于理解的方式說(shuō)明“光刻機”的原理和性能。此外，我們還面向青少年專(zhuān)門(mén)開(kāi)設了一個(gè)頁(yè)面，幫助他們理解曝光的原理。

〈半導體光刻機的市場(chǎng)動(dòng)向〉

近年來(lái)，隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，以及受新冠疫情影響使遠程辦公和在線(xiàn)活動(dòng)持續增加，市場(chǎng)對各種半導體器件的需求也在提升。在這種情況下，除芯片精細化以外，封裝的高密度布線(xiàn)也被認為是實(shí)現高性能的技術(shù)之一?？梢灶A見(jiàn)，隨著(zhù)對更高性能半導體器件的先進(jìn)封裝需求的增加，后道工藝中的半導體光刻機市場(chǎng)將繼續擴大。（佳能調研）

〈關(guān)于產(chǎn)品規格〉 

有關(guān)產(chǎn)品規格的詳細信息，請參考佳能主頁(yè)。 

1.       為方便讀者理解，本文中佳能可指代：佳能（中國）有限公司，佳能股份有限公司，佳能品牌等。