光刻机or蚀刻机？别再傻傻分不清了

光刻机or蚀刻机？别再傻傻分不清了

光刻机与蚀刻机作为芯片制造领域核心设备，在芯片制造过程中，两者缺一不可。长期以来先进的光刻机一直被荷兰的ASML公司垄断，尤其是今年美国对华为实施多层次禁令后，使得光刻机热度一直未减，而蚀刻机似乎没有光刻机那么受到关注，但是这两者又好像两兄弟一样总是成对出现，给读者感觉它们似乎是同一种产品，技术难度相同，傻傻分不清什么是光刻机，什么是蚀刻机。今天就来谈一谈这两者的区别。

光刻机、蚀刻机的应用范围很广，集成电路只是其应用较多的方向之一，也是目前业内争论最激烈的一个领域。半导体芯片的生产主要分为设计、制造、封装和测试等四大环节，目前在芯片设计和封装、测试等环节我国已具备世界同等先进技术水平，但在芯片制造环节却差距甚远，而光刻机、蚀刻机就是这一环节的核心设备。

什么是光刻机

光刻机（Mask Aligner）学名又称为：掩模对准曝光机、曝光系统、光刻系统等。芯片制造过程的核心是将设计在掩模板上的电路图案曝光转移到硅片表面，而光刻机正是完成这一步骤不可或缺的利器。

光刻的原理是在硅片表面覆盖一层具有高度光敏感性光刻胶，再用光线（一般是紫外光、深紫外光DUV、极紫外光EUV）透过掩模照射在硅片表面，被光线照射到的光刻胶会发生反应，然后用特定溶剂洗去被照射/未被照射的光刻胶，就实现了电路图从掩模板到硅片的转移。一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。

光刻机就是利用光刻的原理设计的，其工作原理就是通过一系列光源能量、形状控制手段，将光束透射过画着线路图的掩模板，经物镜补偿各种光学误差，将线路图成比例缩小后映射到硅片表面上，然后使用化学方法显影，得到刻在硅片上的电路图。

光刻机被誉为半导体制造业皇冠上的明珠，其技术含量和价值含量都极高。光刻机涉及系统集成、精密光学、精密运动、精密物料传输、高精度微环境控制等多项先进技术，是所有半导体制造设备中技术含量最高的设备，因此也具备极高的单台价值量，目前世界上最先进的 ASML EUV光刻机单价达到近一亿欧元，可满足 7nm 制程芯片的生产。

什么是蚀刻机

或许在很多人看来，刻蚀技术并不如光刻机那般“高贵”，但刻蚀在芯片的加工和生产过程中同样不可或缺。刻蚀机主要工作是按照前段光刻机“描绘”出来的线路来对晶片进行更深入的微观雕刻，刻出沟槽或接触孔，然后除去表面的光刻胶，从而形成刻蚀线路图案。

在芯片制造领域，光刻机像是前端，而蚀刻机就是后端。光刻机的作用是把电路图描绘至覆盖有光刻胶的硅片上，而蚀刻机的作用就是按照光刻机描绘的电路图把硅片上其它不需要的光刻胶腐蚀去除，完成电路图的雕刻转移至硅片表面。两者一个是设计者，一个是执行者，整个芯片生产过程中，需要重复使用两种设备，直至将完整的电路图蚀刻到硅晶圆上为止。

目前，我国在蚀刻机领域已达到世界先进水平，尤其是中微半导体成功突破研制的5nm蚀刻机已领先于其它企业，而且得到了台积电的验证。真正面临技术挑战，也是被卡脖子的领域是光刻机。不过日前中科院院长白春礼表示，已将光刻机等技术难度较高的产品列入科研清单，未来将集中力量对这些“卡脖子”的技术进行攻关。相信未来光刻机技术也会实现重大突破。