有人說我國光刻機突破5nm製程,實際是沒搞懂光刻機和蝕刻機區別

一直到現在，還有人認為我國晶片製造設備已經突破了最尖端的技術，達到了領先的水平，在很多論壇上總是有我國突破了晶片的5nm加工製程技術的強國貼。

這實際上都是源自於帶有濃濃「舌尖上的中國」味的《大國重器》中一個介紹片段，這個片段介紹的是我國7nm刻蝕機（或蝕刻機）研製成功，但整個視頻中透露出的味道就是，我們用刻蝕機就可以加工出晶片來。

視頻中也提到了一點，晶片製造過程中有一千多個工序步驟，但是沒告訴你，刻蝕之前還有更重要的步驟我們有設備造不了。

我以前寫過一篇介紹晶片生產過程的小文章，《通俗的說一說：一堆沙子是如何變成晶片的》，有興趣的朋友可以看看。

晶片製程過程大致可以分為以下幾個步驟：生產單晶矽-->光刻-->蝕刻-->摻雜-->鍍銅-->拋光-->測試-->切割-->封裝。

在光刻過程中，先在矽基上均勻塗一層光刻膠（下圖1），然後用光刻機在掩膜的幫助下對光刻膠進行曝光（下圖2），經過光照的光刻膠就可以用液體清洗掉（下圖3），這時用刻蝕機對矽基進行蝕刻（下圖4）,蝕刻之後清洗乾淨，就可以在矽基上鍍銅了（下圖5）

其中光刻和蝕刻這兩個步驟用到光刻機和刻蝕機，雖然這種設備都有一個關鍵參數是加工精度（多少納米），但是它們的原理卻完全不一樣。

現在ASML最高端的EVU（極紫外）光刻機，是以波長為10-14納米的極紫外光作為光源的光刻技術。因為幾乎所有光學材料對13.5nm波長的極紫光都有很強的吸收作用，EVU光刻機的光學系統只能採用反光鏡，這和很多科普文章所說的不一樣。

非EVU光源光刻機採用浸沒式透鏡光學系統

而EVU光刻機採用反射鏡光學系統

但是，這兩種光學系統所面臨的難點都是光源波長和被加工的精度都極為接近，甚至浸沒式光刻機要用193nm的光源，刻出28nm的溝槽來，這就好比要用一把菜刀在米粒上刻字一般，光的衍射效應就已是非常難控制的技術難點。

可以加工5~7nm的3400B光刻機

而刻蝕機其實就是等離子刻蝕機（又叫等離子蝕刻機、等離子平面刻蝕機、等離子體刻蝕機、等離子表面處理儀、等離子清洗系統等），其原理是在抽真空的環境下，用高能等離子氣體去轟擊加工件，等離子體在工件表面發生反應，其生成的揮發性產物被真空泵抽走。形象一點說，就像噴射拋光機，將噴射出的沙子去轟擊工件表面，從而達到加工的目的。而要使得加工對象得到預定的圖案，則噴射加工前必須先在工件上打好模子，就好比我們在牆上噴漆前，先用鏤空紙貼上不要噴的區域的道理一樣。

刻蝕機工藝操作圖

這個過程涉及物理和光學的共同作用，總體來說，加工的精度實際上取決於前一步驟光刻的精度。

因此說，即使我們的刻蝕機達到晶片理論加工精度的極限，也無法使我國晶片的工藝製程提升一點點，這一點，大家還是應該有一個清醒的認識。