“智能”似乎充满了我们的生活，无处不在。从手机可以联网控制的智能家电家具、汽车、水电气表，到快速发展完善的VR、AR、MR技术和应用，甚至能模拟和联控大型电站、港口的数字孪生技术……这一切的便利和高科技，都离不开芯片。
小小的芯片，扛起了人类科技发展大大的未来，芯片制造的核心设备则是光刻机。光刻机就像一台纳米级的打印机，通过发光将光掩膜上的图形投射在硅片上，制作成芯片。随着芯片精密程度越来越高，光刻机在硅晶圆上制造出半导体芯片的前道工艺之后，为保护芯片不受外部环境的影响，还需要先进的封装工艺，这一阶段被称为后道工艺。
在后道工艺中，高密度的先进封装不仅对精细布线要求高，而且还需要通过多个半导体芯片紧密相连的2.5D技术※1及半导体芯片层叠的3D※2技术来实现。
为此，佳能将于2023年1月上旬发售半导体光刻机新产品——i线※3步进式光刻机“FPA-5520iV LF2 Option”，通过半导体芯片层叠而实现高性能的3D技术，满足客户多样化、高性能需求的同时，助力客户降本增效。
Part.1 新产品实现0.8μm的高解像力 与100×100mm超大视场曝光
为了减少投射光学系统的像差，新产品首次将应用于前道工艺光刻机的校正非球面玻璃搭载在后道工艺的光刻机上。与以往机型“FPA-5520iV LF Option”相比，新产品的像差可控制至四分之一以下，更平顺地实现shot间的拼接。
变像像差的改善（示意图）
同时新产品对均质器进行了改良，能够提升照明光学系统的照度均一性，实现52×68 mm大视场中0.8μm（微米※4）的超高解像力。此外，新产品能够通过四个shot的拼接曝光，实现100×100mm以上的超大视场，从而实现2.5D和3D技术相结合的超大型高密度布线封装的量产，进一步推动3D封装技术的发展。
曝光视场示例
Part.2 新产品继承“FPA-5520iV”多项基本性能
新产品继承了半导体光刻机“FPA-5520iV”的多项基本性能。例如可以灵活应对再构成基板※5翘曲等在封装工艺中对量产造成阻碍的问题，以及在芯片排列偏差较大的再构成基板上测出Alignment mark，从而提高生产效率。
● 新产品继承了“FPA-5520iV”中实现的基本性能。 ● 新产品搭载了应对较大翘曲问题的基板搬运系统，可灵活应对目前应用于移动终端封装的主流技术——FOWLP※6中存在的再构成基板出现较大翘曲的问题，这一问题也是实现量产的阻碍。 ● 新产品搭载了大视野Alignment scope，针对芯片排列偏差较大的再构成基板，也可以测出Alignment mark。 ● 新产品可适用于以芯片为单位进行定位并曝光的Die by Die Alignment技术。
※1. 在封装基板上设置硅中介层（对半导体芯片与封装基板之间进行电极连接的中介组件），进而排列多个半导体芯片然后紧密相连的技术。 ※2. 通过TSV技术（硅通孔电极技术。为了实现高度集成化，将硅正反面进行通孔贯穿的技术）而实现层叠的技术。 ※3. 使用了i线（水银灯波长 365nm）光源的半导体光刻设备。1nm（纳米）是10亿分之1米。 ※4. 1µm（微米）是100万分之1米（＝1000分之1mm）。 ※5. 从半导体光刻机前道工艺中制造的晶圆中取出多个半导体芯片原件并排列，用树脂固定成晶圆形状的基板。 ※6. Fan Out Wafer Level Package的简称。封装技术的一种。有可以应对无基板、封装面积比芯片大且引脚较多的封装等优势。
Part.3 佳能不断丰富创新封装半导体光刻机产品
在面向半导体芯片制造的前道工艺和后道工艺中，佳能在不断扩充搭载先进封装技术的半导体光刻机产品阵营，持续为半导体设备的技术创新做出贡献。
根据佳能调研显示，近年来，随着物联网的飞速发展，以及受新冠疫情影响使远程办公和在线活动持续增加，市场对各种半导体器件的需求也在提升。在这种情况下，除芯片精细化以外，封装的高密度布线也被认为是实现高性能的技术之一。可以预见，随着对更高性能半导体器件的先进封装需求的增加，后道工艺中的半导体光刻机市场将继续扩大。
在半导体芯片的制造工艺中，半导体光刻机负责“曝光”电路图案。在曝光的一系列工艺中，在硅晶圆上制造出半导体芯片的工艺称为前道工艺。另一方面，保护精密的半导体芯片不受外部环境的影响，并在安装时实现与外部的电气连接的封装工艺称为后道工艺。
我们发布了“佳能光刻机网站”，通过图片和视频等易于理解的方式说明“光刻机”的原理和性能。此外，我们还面向青少年专门开设了一个页面，帮助他们理解曝光的原理。
有关产品规格的详细信息，请参考佳能主页。
1.为方便读者理解，本文中佳能可指代：佳能（中国）有限公司，佳能股份有限公司，佳能品牌等。
原文始发于微信公众号（佳能中国）：大场面！佳能3D技术i线光刻机将实现大型高密度布线封装的量产
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