Canon FPA-5510iZ 光刻机技术分析

一、设备概述

二、核心技术参数

1. 光学系统

• 曝光波长：365nm（i线，汞灯光源）

• 分辨率：0.35μm（最小线宽）

• 数值孔径（NA）：0.45-0.57可调

• 视场尺寸：26mm×33mm（单次曝光面积）

2. 晶圆处理能力

• 晶圆尺寸：300mm（兼容200mm）

• 套刻精度：±30nm（3σ）

• 吞吐量：≥100片/小时（300mm晶圆，96次曝光/片）

• 对准方式：光学对准，支持IR及可见光对准标记

3. 系统配置

• 光源功率：4.5kW超高压汞灯

• 曝光方式：步进扫描（Step-and-Scan）

• 控制系统：Canon自主研发的FPA-Control系统，支持Recipe存储与自动切换

三、应用场景

1. 前道光刻工艺

• 逻辑芯片：55nm节点CMOS晶体管的栅极、源漏区图形转移

• 存储器件：NOR Flash的字线/位线曝光，3D NAND的外围电路光刻

2. 先进封装

• TSV工艺：硅通孔（直径1-10μm）的光刻定义

• Bump工艺：焊球（Bump）图形化，支持高精度倒装芯片封装

四、技术优势与局限性

优势：

1. 大视场曝光：26×33mm单次曝光面积，减少拼接需求，提升产能

2. 工艺兼容性：支持厚胶光刻（≥5μm），适用于TSV深孔图形

3. 成本效益：i线光源维护成本低于ArF光刻机，适合成熟制程

局限性：

1. 分辨率限制：0.35μm分辨率无法满足28nm以下先进制程需求

2. 光源波长：i线（365nm）衍射效应较明显，对高分辨率图形支持有限

3. 自动化程度：需手动调整部分工艺参数，缺乏实时工艺监控

五、市场定位与替代方案

• 主要用户：华虹半导体、中芯宁波等成熟制程晶圆厂

• 替代型号：

  
  

• 升级选项：Canon FPA-5550iZ2（支持更窄线宽）

• 竞品方案：尼康NSR-S203B（i线步进扫描光刻机）

数据来源：

• Canon官方技术白皮书（FPA-5510 Series Datasheet）

• 二手设备平台CAE Online、Bridgetronic配置清单

• 行业报告《Global Lithography Equipment Market - 2025》