人民网|低成本DIY纳米级光刻机！这位95后男生火了…
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,110°C,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 。
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