低成本DIY纳米级光刻机!这位95后男生火了 -6parkbbs.com

低成本DIY纳米级光刻机!这位95后男生火了 6park.com

2020-07-09 22:00:42　来源: 人民网举报 6park.com

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（原标题：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。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。