昨天在朋友圈刷到這張圖，一看好有意思。

就針對這張圖，我們邊學(xué)半導(dǎo)體設(shè)備專用單詞邊科普工藝。

感謝咔嚓，晶媛，維族女婿，老楊，關(guān)老師（半導(dǎo)體綜研），天天改簡歷的河哥，又帥又颯的八妹，以及“愛芯片，愛生活，賺大錢”神仙大佬群友的給與的行業(yè)專業(yè)知識支持。

這張圖是一個外媒做，標(biāo)題是China Domestic WFE Capability For Advanced Logic (7nm)

這段英文對各位評論區(qū)人均英語專八的大佬而言，不難理解，中國國內(nèi)先進(jìn)邏輯的能力，關(guān)鍵是這個WFE是啥意思？

這是一個縮寫詞，意思是前道工藝設(shè)備。

所以這標(biāo)題的含義是說中國國內(nèi)N7前道能力到什么水準(zhǔn)了？

下面有一個橫軸，這個意思也很明確。

容易做的May already exist（可能已經(jīng)存在）感覺把May這個詞放上去是對中國設(shè)備公司的這么多年下來努力的不信任，呵呵，可能個鬼啊！

中等的Ease of Replacement（容易更換的）和困難的（需要十年以上積累的）。

在容易的領(lǐng)域里，列舉了Wet Clean，CMP，Si/Dielectric/Metal Etch等。

我們一個一個說下，附帶啟哥的對行業(yè)認(rèn)知。

簡單到中等

Wet Clean，就是濕法清洗設(shè)備，比如ACMR，PNC的主業(yè)，甚至那烏拉也有一部分的業(yè)務(wù)涉及濕法領(lǐng)域，它是收購北美的Akrion公司來的。

此外Wet 還有濕法刻蝕（Wet Etch），但是這個在12英寸前道工藝?yán)锩鏄O其罕見，不過在小尺寸上還有一些應(yīng)用，此外封裝行業(yè)目前用不少。

清洗業(yè)務(wù)在半導(dǎo)體工藝中很頻繁，幾乎每做幾道工藝之后就要清洗，確保送入下一道工藝中，wafer 是絕對清潔的，沒有任何污染物的。

濕法工藝針對不同的工藝也分很多種，比如常見的光刻膠剝離與清洗，CMP后清洗，刻蝕后清洗，沉積后清洗，離子注入后的去厚膠等等。

當(dāng)然實現(xiàn)的工藝手段和方法也很多，用化學(xué)溶液浸泡+超聲波清洗的比較常見，12英寸單片上還有更多種方法的組合手段，來達(dá)到清洗目的。

濕法設(shè)備相對而言工藝比較簡單，所以國產(chǎn)化程度非常高，和CMP并稱最容易突破的前道工藝，特別是普通小尺寸別說了，12英寸的單片式都有突破。

CMP，叫化學(xué)機(jī)械拋光，也就是海哥的主業(yè)，除此之外就是45所，一個主打12英寸， 一個主打8英寸， 可惜之前45所上市公司主體晶亦晶微因為某些原因，終止了IPO進(jìn)程。

目前在這個領(lǐng)域也和濕法設(shè)備一樣國產(chǎn)率超過50%以上，早早實現(xiàn)了國產(chǎn)替代！

為國產(chǎn)設(shè)備點贊！

Si/Dielectric/MetelEtch：這里作者例舉了三種刻蝕對象，分別是硅，介質(zhì)和金屬。

感覺這里說的不是很準(zhǔn)確，硅刻蝕要看是啥，如果是最下面的M0-M1層的晶硅與多晶硅刻蝕，依然是非常難的工藝設(shè)備，歸為Easy我個人感覺不是很妥。

金屬與硅多用ICP刻蝕設(shè)備，叫電感耦合刻蝕，那烏拉這塊做的好一些，艾麥可也有，今天直播間有人問起魯汶，巧了，他們當(dāng)初起家的設(shè)備就是金屬刻蝕。

Dielectric是介質(zhì)層的意思，主要是就是SiO2，Si3N4，這兩種介質(zhì)層，此外要硬算，包括Low-k，High-K，AL2O3也能算。

氧化硅和氮化硅這種刻蝕設(shè)備需要用CCP刻蝕，叫電容耦合刻蝕，這塊就是艾麥可的強(qiáng)項了。

所以同樣是刻蝕設(shè)備，你看不同對象工藝區(qū)別很大！

目前硅與金屬大概占刻蝕總量的60%左右，剩下的40%是介質(zhì)層的刻蝕。

在簡單和中等之間又列舉了幾種設(shè)備，分別是CVD，PVD，Optical Inspection/Metrology。

CVD，叫化學(xué)氣相沉積，實際上這是一個大類，這里面各種各樣的設(shè)備實在太多了，包括APCVD（常壓CVD），LPCVD（低壓CVD），SACVD（次常壓），HDPCVD（高密度等離子CVD），PECVD（等離子增強(qiáng)型CVD），MOCVD（金屬有機(jī)源CVD）等等。

其中LPCVD常見沉積鎢，高溫氧化膜，多晶硅膜，以及氮化硅膜等；

APCVD常見氧化硅膜，氮化物膜，有機(jī)膜等等；

SACVD常見快速填孔比如鎢填孔等等；

PECVD常見，有機(jī)膜，氧化硅膜，非晶硅膜等等；

HDPCVD高密度等離子型常見SiO2，其他氧化膜等等；

有人問了好像SiO2，Si3N4在內(nèi)的二氧化硅，氮化硅膜的工藝這么這么多，這不都一樣嗎？這具體看沉薄膜的厚度，質(zhì)量，以及形貌，雖然都是沉膜，還是有一些區(qū)別的。

PVD叫物理氣相沉積，包裹了磁控（Magnetron）和離子束（Ion Beam），以及RF射頻等技術(shù)路線，實際上PVD有將近十種不同的技術(shù)路線。

PVD最常見的蒸發(fā)型和濺射型，主要就是各種金屬膜，比如鋁AL，銅Cu，鎢W等。

少部分的錳，釕，鈷，鉍，鉬等金屬也會用PVD，但是主要看工藝和機(jī)理結(jié)合。

這里，群里某超級大佬，給我科普的長長一段，我一定要拿出來跟大家分享。（杭所你學(xué)著點?。?br />

在10nm節(jié)點以下，銅會遇到一系列問題，比如會發(fā)生電阻突增的問題，而且銅是僅次于銀的電子遷移率第二高的金屬材料。

所以銅特別容易跑出去，跑出去就意味著要漏電，那發(fā)熱量就會大增，這就是巨大的災(zāi)難。

因此業(yè)內(nèi)想到用銅混著其他金屬材料一起用，然后再用一堆barrier layer 阻擋，這樣整個金屬會變很多層，電阻率又上去了，而且這些孔和溝槽也不好填，因為都是各種各樣的垃圾塞里面，銅想進(jìn)也進(jìn)不去，這問題煩透了。

上面提到的錳（Mn），釕（Ru），鈷（Co），鉍（Bi），鉬（Mo），只有鈷和釕可以放在Low Metel層上，鈷和鎢可以用在中段，而錳只能在High Metel層上。

什么intel用鈷，TSMC用鉍，都是說說的，實際上并沒有多大用處。

如果不用barrier和seed層，自然最好，但是對工藝挑戰(zhàn)很大，容易出一堆問題，填了又會搞廢電阻率，屬于兩邊騎虎難下的，非常頭疼。

實際上我并沒有完全吃透這些基本道理，但是大佬說什么是什么。

總之PVD主要以沉積金屬為主，因為很多金屬不能被氧化，所以不能用CVD（這是又帥又颯的八妹跟我說的）。

總而言之，我也不太懂，只能東問西問。

當(dāng)然了PVD在面板行業(yè)以及光伏行業(yè)也是非常重要的沉膜設(shè)備，面板叫真空蒸鍍型。

國內(nèi)干這個基本也就那烏拉了，整個PVD占了10%-15%的設(shè)備總量。

Optical Inspection/Metrology叫光學(xué)檢測/計量設(shè)備。

檢測計量這又是一個大類，它包括了。

表面缺陷（Surface），缺陷（Defect）,三維圖形（3D），污染物檢測（Contamination）,應(yīng)力（Stress）,電學(xué)參數(shù)（Parameter）等等，這些叫檢測（Inspection）;

關(guān)鍵尺寸（CD-SEM），套刻精度（Overlay），膜厚（Film）,幾何圖形（Geometry），注入量（Implant Metrology），缺陷SEM（Defect Review SEM）這些叫計量設(shè)備（Metrology）。

這個作者歸為容易到中等中間，我覺得有點高估了咱們水平，這塊前道量檢測設(shè)備，是除了光刻機(jī)之外前道工藝設(shè)備里國產(chǎn)化比例最低的一塊，當(dāng)然這個賽道上的創(chuàng)業(yè)玩家也非常多，關(guān)老師一統(tǒng)計國內(nèi)幾十家………………

不過大多擠在普通光學(xué)，膜厚，電子束，套刻方向上，和KLA，應(yīng)材，日立等國外龍頭差距巨大。

國內(nèi)五大家，上海精測，飛測，睿勵，東方晶源和御微，算這個行業(yè)的龍頭公司，當(dāng)然這些公司的業(yè)務(wù)有不同的側(cè)重點，并不是全做了，就看誰能脫穎而出！

期待，國產(chǎn)量測設(shè)備的大突破。

中等難度

然后中等難度下就更多了，作者列舉了。

SEM，E-BeamInspection/Metrology；Isotropic Etch，HighAspectRatio Etch；Coator/Developer （Track）; IonImplant EpitaxialGrowth，ALD，以及KrF Lithography Scanners等。

SEM，E-BeamInspection/Metrology，電子束檢測設(shè)備，這個前面講檢測行業(yè)說過了就不說了。

Isotropic Etch，叫各向同性刻蝕，我屬于萬萬沒想到，作者居然把這種工藝分這么細(xì)，這東西在DRAM制程上挺多的，這個也叫高選擇比刻蝕。

在各向異性/同性刻蝕，是指刻蝕沿著不同晶硅格方向，同性刻蝕，可以理解往橫軸方向了，各項異性是往垂直方向。

這些東西特別是在存儲制程上特別常見。

然后加下來，HighAspectRatio Etch，高縱橫比刻蝕，也就是高深寬比刻蝕。

這個在NAND上打深孔常見刻蝕工藝，什么1:40，1:60，就是指這些，之前市場火爆關(guān)注艾麥可進(jìn)Y家的預(yù)期，好像也是這個原因。

所以這個作者把存儲上用的常見兩大刻蝕制程，高選擇比和高深寬比給你們分這么細(xì)，我是真沒想到，看來老外也是非常關(guān)注，國內(nèi)存儲廠的國產(chǎn)設(shè)備進(jìn)度。

當(dāng)然國內(nèi)包括那烏拉，艾麥可，以及維族女婿他們公司這個領(lǐng)域三家比較強(qiáng)。

Coator/Developer （Track），這個就是涂膠顯影，國內(nèi)有且只有一家大哥，就是葬的好。

借用咔嚓的原話，Track 這東西看似簡單，但是這么多年了，國內(nèi)似乎也沒第二家說自己做的特別好，看來，這東西里面還有很多門道。

大家可以理解成Track 設(shè)備會針對不同的光刻膠性能參數(shù)做微調(diào)，實際上屬于半定制設(shè)備。

所以這東西還是需要很深的積累，是需要和客戶FAB那端反復(fù)磨出來的！

IonImplant，就是離子注入機(jī)，這個沒啥好說的，國內(nèi)基本就是凱世通與48的中科信。

離子注入機(jī)，主要就是高束流（High Current），中束流（Medium Current），高能量（High Energy），低能量（Low Energy）等，此外在碳化硅行業(yè)有個很特殊的叫高溫離子注入（High Temperature）。

不過我想說的是離子注入這個東西在這個半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)屬于幾乎沒有增長的那部分，目前僅僅只占了3%-4%左右，還不如濕法和CMP的行業(yè)規(guī)模大。

深入其原因，第一是離子注入的工藝比較少，一個FAB也用不了多少臺，不算產(chǎn)能瓶頸設(shè)備，第二是現(xiàn)在有其他工藝能替代離子注入的摻雜，特別是在存儲制程上，所以就挺尷尬的。

EpitaxialGrowth，就是長外延設(shè)備，這里應(yīng)該主要是指硅的外延設(shè)備， 常見就是外延爐，這東西小尺寸硅外延爐早國產(chǎn)化了，12英寸的硅外延設(shè)備也不難。

難點是啥？特殊的外延設(shè)備，比如鍺硅外延，這東西應(yīng)材賣5000多萬人民幣一臺，各位就知道這東西有多難了。

好像聽大佬們說“500億”說自己干出來了，也不知道真假。

鍺硅外延常見14nm以下工藝?yán)?，是國產(chǎn)設(shè)備急需突破的一大難點！

國內(nèi)工程師們加油！

ALD，這又是一種常見的薄膜沉積類設(shè)備，叫原子層沉積。

然后這個領(lǐng)域又分好多種不同的工藝類型的設(shè)備，比如單片的，爐管的，還有等離子增強(qiáng)型的PEALD。

單片式國外大哥就是ASMi，國內(nèi)就是老三和微導(dǎo)，這種常見沉積HFO2，還有其他High-K材料。

爐管式國外就是KE和TEL，KE就是之前的日立國際電氣，后面美國資本巨頭KKR花了2517億日元從日立手里買下，再經(jīng)過拆分重組運營后變成現(xiàn)在的KE，Kokusai，科意，去年10月再在日本IPO上市。

國內(nèi)就是那烏拉和維族女婿他們做這個。

爐管式對應(yīng)工藝是TaN 和TiN，TaN和TiN是非常非常重要的緩沖層，包裹在各種金屬線的結(jié)構(gòu)外面，這些都需要爐管式ALD設(shè)備來實現(xiàn)。

前文提到的，除了離子注入做摻雜之外，ALD也能一定程度上起到類似的作用，定向的長薄膜的時候進(jìn)行摻雜改變其電學(xué)參數(shù)，所以我說現(xiàn)在離子注入設(shè)備天花板比較低了。

最后一個KrF Lithography Scanners，這個是248nm的光刻機(jī)，這個不多說了。

KrF的光刻機(jī)，大致對應(yīng)180-90nm工藝，在8英寸以及早期12英寸工藝上比較常見。

當(dāng)然了，現(xiàn)在也有改良過后的針對12英寸先進(jìn)工藝中端金屬層的KrF 光刻機(jī)，別說KrF了，還有i-line的12英寸光刻機(jī)呢！

佳能：正是在下！

這些作者都?xì)w為有可能替代，也比較中肯，確實國內(nèi)突破很多了。

十年后的詩與遠(yuǎn)方！

這里作者列舉了也許我們需要十年甚至更長時間才能突破的半導(dǎo)體設(shè)備技術(shù)，包括了：

ArFImmersionLithography Scaners，EUV Mask Inspection，Multi-Beam Mask Writer，EUV Lithography Scanners。

ArFImmersionLithography Scaners，也就是193nm浸沒型光刻機(jī)啊，這個就是ASML主流設(shè)備，從45nm節(jié)點開始一直到7nm，主要的光刻工藝用的就是這個。

其實還有個不帶Immersion的，也就是193nm干式光刻機(jī)，它對應(yīng)90-65/55節(jié)點，尼康還在這個領(lǐng)域混口飯吃，每年還出不少貨。

關(guān)于光刻機(jī)國產(chǎn)化進(jìn)度的消息屬于國家機(jī)密，我不能多說，只能說有，一直在努力，二正在驗證。

希望早日國產(chǎn)突破！

至于EUV Mask Inspection，EUV掩膜板檢測，Multi-BeamMask Writer多電子束掩膜板寫入設(shè)備（掩膜板光刻機(jī)），EUVLithography Scanners，EUV光刻機(jī)那是不敢想，真不敢想。

特別是這個Mask Writer，其實國內(nèi)根本就沒人做過，不管是不是EUV的包括DUV的，這東西基本就是尼康一家獨大，貴的有上億美金的！基本和EUV設(shè)備價格沒什么差了！

最后可能作者對半導(dǎo)體設(shè)備并不是很了解，它漏了好多東西。

我給大家再捋捋。

濕法設(shè)備設(shè)備里還有一個大類，雖然都叫濕法但是一般我們把它單獨列出來。

PR Stripper，光刻膠濕法剝離設(shè)備，這個做的不少，比如PNC，那烏拉，ACRM等，高溫硫酸工藝，就是這玩意兒。

Ashing，等離子干法去膠，也叫灰化設(shè)備，之前Mastton，也就是現(xiàn)在屹唐就是干這個的，然后還有韓國的PSK。

之前Ashing沒人做，但是近些年一堆人干這個，特別是在化合物和小尺寸上，現(xiàn)在初創(chuàng)公司多如牛毛，隨便一抓國內(nèi)干這個起碼十多家！

Ashing的去膠和Stripper不太一樣，Ashing更多用在離子注入前的光刻膠的厚膠上，利用等離子技術(shù)快速去厚膠，但是整個工藝不能單獨使用，要結(jié)合Stripper的濕法去膠，因為干法只能去掉80%，剩下20%還得濕法來，才能完全弄干凈。

說句不好聽的，目前把Ashing設(shè)備當(dāng)主業(yè)的設(shè)備公司屬于把自己路走窄了，因為這個市場體量并不大，隨著做的人原來越多，價格越來越低，根本沒有利潤，必須要想辦法開拓第二主力產(chǎn)品才能活下去。

唉，說說容易做做難，誰不想呢？但是現(xiàn)在窗口期正在過去，各位創(chuàng)業(yè)公司加油吧。

此外還有氧化（Oxidation）,包括濕氧（Wet-Oxygen）,水汽氧化（Steam），干式氧化（Dry-Oxygen），這個在以前的8英寸工藝上很多，12英寸上比較少見，都不用這個方案了。

那烏拉前身七星好像就是干這個的。

然后還有退火（Annealing），這個又是一個很重要的設(shè)備分支，包括普通的退火，激光退火（Laser Annealing），快退火（RTA），快速熱處理（RTP）等。

激光退火現(xiàn)在碳化硅行業(yè)很火，主要是碳化硅的特性原因，這個RTP也是屹唐的拳頭產(chǎn)品，此外國內(nèi)那烏拉這塊也很多，基本屬于國產(chǎn)化比例不低的領(lǐng)域了。

洋洋灑灑5000多字，雖然字?jǐn)?shù)不多，但是基本全是精華了，啟哥把我知道的半導(dǎo)體設(shè)備與工藝知識，能搬的全都搬上來了！

在此感謝，“愛芯片，愛生活，賺大錢”的群友們的支持，半夜三更還騷擾他們，他們還耐心給我解釋。

你們給我的打賞，到時候都變?nèi)杭t包發(fā)給他們。

總之，啟哥我知識水平有限，本文肯定還有很多不足之處，望各位大佬指正，虛心學(xué)習(xí)，評論區(qū)見！