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新闻中心 - 媒体和新闻 - 低成本DIY纳米级光刻机!这位95后男生火了

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最近一位本科生自制光刻机的视频火了是的你没听错大连理工大学化工学院的学生彭译锋竟然凭着一张图纸成功在家里搭建了纳米级光刻机还成功光刻出~75微米75000纳米的孔径


这位同学还在读本科整个制造过程都是在一间超简陋的小书桌上完成的全部数学演算全靠一张白板所有的材料都堆放在桌上地上简直就是家居实验室模范

大概长这个样子非常接地气了



彭同学在视频中表示他制造光刻机的图纸来自自己西安电子科技大学的同学图纸大概长下图这个亚子彭同学也正是凭借着这张图纸完整复刻了整台纳米级光刻机



小彭同学拿到图纸第一反应这不是两台显微镜嘛

其实早在今年5月彭同学已经发布了一个半导体光刻教程-1CM工艺教程成果目前75μm工艺是在1cm的研究上研究出来的当时由于时间有限所以他之前完成了一层真正量产的芯片不止一层这里是做一个简单的示范



在他的其它视频中是有做准备工作的比如培养单晶硅片需要把整个硅片的表面全部用氧化层覆盖光刻掩板也需要小心放置非常的脆弱容易直接碎掉Nmos板掩盖部分还需要上胶水
目前的研究成果他大概花了半年自己琢磨出来的最早的兴趣来自高中的时候那个时候还没有视频和资料但是他就是想自研芯片

并且彭同学也想通过视频给大家证明环境怎么样不重要有动手能力和兴趣就足够啦



专业技术超低成本挑战自制光刻机的极限


小彭同学在一段21分钟的快进视频中呈现了自制光刻机的整个过程

首先他先自建微纳米平台两台显微镜加一个激光雕刻机等部件就位雕刻机的功率是500毫瓦由于硅片具有反射性所以在雕刻时必须要带上护目镜

左边这台带屏幕的显微镜还是找同学借的主要是用来观察实验结果的



还有悬涂设备用来悬涂比较大的设备用显微镜改装成微缩光刻机用普通的镜头先对焦对焦好以后再用光刻的镜头进行操作

光刻镜头是用锡纸改装的起到散热和遮蔽外泄紫外线的作用连接线加LED紫外灯大约10瓦的功率由于紫外线容易对人体造成伤害所以务必要用锡纸做遮掩镜头里也需要掩膜以及游标卡尺黄光灯来配合



芯片少不了光刻胶这种原料小彭同学花了不少力气终于淘到了一小瓶光刻胶150元光刻胶的外袋是黑色遮光的但Bug是装光刻胶的瓶子却是透明的所以说不能一拿到手就打开一旦随意打开就容易全部曝光了最好是在黄光特定区域的背景下打开还要把光刻胶进行分装大概每次3-4ml取胶剂显影液就准备自己调试一下

由于光刻胶的瓶子都是日本进口的小彭同学不禁感叹我们还有很多需要学习的地方比起现有的技术还有很大的距离

配置显影液使用袋装的氢氧化钠为什么没有用成品显影液呢因为小彭同学还是学生预算不够仅有的钱拿去买光刻胶了配上某臣氏的蒸馏水虽然不是链子级别的超纯水和去离子水但是蒸馏水也能凑合经过反复调试配置的显影液的PH值大概在9.3左右需要配置500ml左右



再就是预热加热台110C打开除湿用的净化器

仔细阅读光刻胶说明书把玻璃片进行悬涂之前要用氮气除去表面的灰尘



再开始滴一些光刻胶就可以开始悬涂了细节部分也很充分风扇的转数需要达到4000转以上否则达不到效果
悬涂完成后放在预热好的加热台上放置时间为90秒过程中最好用锡纸盖上以免灰尘异物落在玻璃片上
接下来就可以进行工艺参数的设置速度调成2000左右功率调到40%选择点雕刻并选择每mm两个点停留时间为2毫秒全部设置好后开启热光模式

然后进行对焦就可以开始光刻了



再拿出刚配好的显影液不要倒太多以免浓度过高没有空间可以稀释以及补充碱液

配置妥当后反影就可以开始了玻璃片的表面会有红色物质生成是重新溶解的光刻胶
由于是自配的显影液所以在某些参数的位置掌握得不太好

显像的位置不是很明显只能看到一片玻色显影



如果要看详细的只能在显微镜下面看有的地方是被腐蚀得不是很好并在中等位列的情况下是可以看到做出来的效果还可以黑影的位置是在刚刚处理得不够充分还缺少一些腐蚀时间



最高分辨率的情况下一个点的结构



根据对孔径的测量大概是75μm的直径



网友评论用最简陋的设备尝试最有趣的事

目前小彭同学的视频已经有了20万的播放量网友们对此评价也相当高

有的网友劝小彭同学毕业后直接去上海微电子应聘评论区也有专业人士邀请他一起合作研发




中国何时能摘取这只工业上的皇冠

光刻机技术一直被誉为工业之光工业上的皇冠

成功生产半导体芯片的技术主要分成湿洗光刻离子注入干蚀刻湿蚀刻等离子冲洗热处理快速热退火退火热氧化化学气相淀积CVD物理气相淀积PVD分子束外延MBE电镀处理化学/机械处理晶圆测试和晶圆打磨经过这些步骤都成功后才能出厂封装
看着步骤挺多但是再看看制作工序其中的第二步就是光刻也就是说如果我们还没有掌握5纳米和7纳米的技术工艺后面的工艺基本就无法继续

为了能研发出我们国家的自产芯片不知道有多少优秀的人才正在日以继夜地进行苦心钻研早日国产化是我们每一个中国人的心愿



就像小彭同学的评论里说的那样他放上这个手把手微纳加工平台的组装教学视频以专业技术超低成本挑战自制光刻机的极限-75μm工艺只为唤醒更多新生力量对科技的追求和探索


我们也祝他
早日梦想成真