來源：佳能

通過100X100mm超大視場曝光 實現(xiàn)大型高密度布線封裝的量產(chǎn)

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

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

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

1. 通過新投射光學(xué)系統(tǒng)以及照明光學(xué)系統(tǒng)的提升，能夠達(dá)到0.8μm的高解像力與拼接曝光，進(jìn)而實現(xiàn)超大視場曝光

與以往機(jī)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?qū)⑾癫钜种浦了姆种灰韵?。新產(chǎn)品搭載全新的投射光學(xué)系統(tǒng)、采用照度均一性更佳的照明光學(xué)系統(tǒng)，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大視場的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)向100×100mm超大視場的提升。

2. 繼承“FPA-5520iV”的基本性能

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

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

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

※2. 1μm（微米）是100萬分之1米（＝1000分之1mm）。

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

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

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

新產(chǎn)品特征

1.通過新投射光學(xué)系統(tǒng)和照明光學(xué)系統(tǒng)的提升，實現(xiàn)0.8μm的高解像力和拼接曝光超大視場

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

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(tǒng)的照度均一性，實現(xiàn)52×68 mm大視場中0.8μm的解像力。同時，新產(chǎn)品能夠通過四個shot的拼接曝光，實現(xiàn)100×100mm以上的超大視場，進(jìn)而實現(xiàn)高密度布線封裝的量產(chǎn)。

△變像像差的改善（示意圖）

2. 繼承FPA-5520iV的基本性能

新產(chǎn)品繼承了“FPA-5520iV”中實現(xiàn)的基本性能。

新產(chǎn)品搭載了應(yīng)對較大翹曲問題的基板搬運(yùn)系統(tǒng)，可靈活應(yīng)對目前應(yīng)用于移動終端封裝的主流技術(shù)——FOWLP※1中存在的再構(gòu)成基板出現(xiàn)較大翹曲的問題，這一問題也是實現(xiàn)量產(chǎn)的阻礙。

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(gòu)成基板，也可以測出Alignment mark。

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的簡稱。封裝技術(shù)的一種。有可以應(yīng)對無基板、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(dǎo)體制造的后道工藝〉

在半導(dǎo)體芯片的制造工藝中，半導(dǎo)體光刻機(jī)負(fù)責(zé)“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(dǎo)體芯片的工藝稱為前道工藝。另一方面，保護(hù)精密的半導(dǎo)體芯片不受外部環(huán)境的影響，并在安裝時實現(xiàn)與外部的電氣連接的封裝工藝稱為后道工藝。

〈關(guān)于半導(dǎo)體光刻機(jī)解說的網(wǎng)站〉

我們發(fā)布了“佳能光刻機(jī)網(wǎng)站”，通過圖片和視頻等易于理解的方式說明“光刻機(jī)”的原理和性能。此外，我們還面向青少年專門開設(shè)了一個頁面，幫助他們理解曝光的原理。

〈半導(dǎo)體光刻機(jī)的市場動向〉

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，以及受新冠疫情影響使遠(yuǎn)程辦公和在線活動持續(xù)增加，市場對各種半導(dǎo)體器件的需求也在提升。在這種情況下，除芯片精細(xì)化以外，封裝的高密度布線也被認(rèn)為是實現(xiàn)高性能的技術(shù)之一。可以預(yù)見，隨著對更高性能半導(dǎo)體器件的先進(jìn)封裝需求的增加，后道工藝中的半導(dǎo)體光刻機(jī)市場將繼續(xù)擴(kuò)大。（佳能調(diào)研）

△先進(jìn)封裝技術(shù)--2.5D技術(shù)與3D技術(shù)示意圖

審核編輯黃昊宇