如今，單片機(jī)IC芯片的制造不斷追求更小化，以達(dá)到降低能耗、提高性能的目的。為了解決這一問(wèn)題，新的芯片制造工藝設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生，單片機(jī)IC芯片內(nèi)部平面的結(jié)構(gòu)變成了3D。運(yùn)用單片機(jī)IC芯片設(shè)計(jì)圖加上設(shè)計(jì)好的加工工藝流程，加工過(guò)程中需要運(yùn)用刻蝕機(jī)在晶圓上把復(fù)雜的3D圖形一層一層“堆疊”起來(lái)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)IC芯片的更小化。

芯片，本質(zhì)上是一片載有集成電路（IC：Integrated circuit）的半導(dǎo)體元件，而IC設(shè)計(jì)就是在芯片上設(shè)計(jì)電路，用來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯功能以滿足客戶的特定需求，可以說(shuō)，好的IC設(shè)計(jì)是后續(xù)芯片制造的基礎(chǔ)。

我們先來(lái)說(shuō)一下單片機(jī)IC芯片的從設(shè)計(jì)到制造的大致流程。

先是單片機(jī)IC芯片的設(shè)計(jì)，包含電路設(shè)計(jì)—設(shè)計(jì)版圖—制作光罩；接著是晶圓生產(chǎn)，由晶圓裸片—利用光罩光刻—得到晶圓—測(cè)試后的晶圓；到芯片封裝，包含晶圓切割—芯片焊線—芯片封裝；最后是芯片測(cè)試，包含芯片成品測(cè)試—得到芯片成品。

所謂單片機(jī)IC芯片制程，就是晶體管中柵極的最小寬度，即柵長(zhǎng)的數(shù)值，也就是我們經(jīng)常看到的XX nm

單片機(jī)IC芯片除了要達(dá)到芯片設(shè)計(jì)的要求外，單片機(jī)IC芯片的制造不斷追求更小化，以達(dá)到降低能耗、提高性能的目的。而芯片的性能與電路中晶體管數(shù)量息息相關(guān)，單位面積上晶體管的數(shù)量又與芯片的制程緊密聯(lián)系。

　　隨著技術(shù)的不斷升級(jí)，柵極寬度越來(lái)越窄，當(dāng)制程逼近20納米時(shí)，柵極對(duì)電流的控制能力會(huì)急劇下降，出現(xiàn)“電流泄露”問(wèn)題；當(dāng)制程逼近10納米后，漏電問(wèn)題就會(huì)變得十分嚴(yán)重。而漏電率如果不能降低，CPU 整體性能和功耗控制就會(huì)變得十分不理想。

　　為了解決這一問(wèn)題，新的芯片制造工藝設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生，典型的代表就是鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (FinFET：Fin Field-Effect Transistor)。這種新的晶體管設(shè)計(jì)使得單片機(jī)IC芯片內(nèi)部平面的結(jié)構(gòu)變成了3D。

柵極形狀的改制使得接觸面積增大了，這在減少柵極寬度的同時(shí)能夠降低漏電率，并且讓晶體管的空間利用率大大增加。

現(xiàn)在，有了IC設(shè)計(jì)圖，也有方法減小更小制程帶來(lái)的漏電問(wèn)題，接下來(lái)要做的，就是設(shè)計(jì)好加工的工藝流程，也就是在晶圓上把復(fù)雜的3D圖形一層一層“堆疊”起來(lái)。

　在芯片的實(shí)際制造過(guò)程中，步驟會(huì)因?yàn)椴煌牟牧虾凸に嚩兴町?，不過(guò)大體上皆采用這樣的類似工藝過(guò)程，于是就需要用到光刻機(jī)和刻蝕機(jī)。

首先，在晶圓表面沉積一層薄膜，緊接著再涂敷上光刻膠（光阻），這時(shí)候光刻機(jī)會(huì)按照設(shè)計(jì)好的IC電路對(duì)應(yīng)制造的掩膜版（光罩）將光束打在不要的部分上，這一部分的光刻膠就會(huì)變質(zhì)然后被化學(xué)藥劑清洗除去。

這之后，刻蝕機(jī)要按照光刻機(jī)“描繪”出來(lái)的線路進(jìn)行更深入的微觀雕刻，刻出溝槽或接觸孔，然后，光刻膠被除去。

為了保證每次往上“堆疊”新電路的過(guò)程都能順利準(zhǔn)確地進(jìn)行，刻蝕機(jī)的加工精度必須非常高，要達(dá)到納米級(jí)。以16納米制程的CPU來(lái)說(shuō)，刻蝕過(guò)程的加工尺度為普通人頭發(fā)絲的五千分之一，而加工的精度和重復(fù)性的誤差更需要控制在這一數(shù)值的十分之一以下。

綜上所述，刻蝕機(jī)是推進(jìn)單片機(jī)IC芯片開發(fā)趨向更小化，降低能耗，提高性能的重要設(shè)備之一。