低成本DIY纳米级光刻机!这位95后男生火了…

今日头条
Toutiao
最新回复:2020年7月9日 19点50分 PT
  返回列表
70954 阅读
68 评论
中国新闻网

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。

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!

c
chenzhaocd
1 楼
火箭和窜天猴的区别,不过动手能力值得肯定
r
reporter1228
2 楼
麻痹,为啥我小时候糊模型飞机怎么没有自媒体呢?
M
Meximoxi
3 楼
靠,60年代的接触曝光都可以做到10微米。
b
beautymecool1
4 楼
快别吹了,SML光刻机上十万多个零件来自世界各地的顶级工厂制造,甚至像我们中国这种制造大国都没有供应商在里面。指望中国独家研制出能跟荷兰抗衡的光刻机,那时候中国已经把美国甩到身后了
雁过留声机
5 楼
祖传光刻手艺,刻章刻字纹身算命一条龙
倚天屠畜
6 楼
这孩子本科还没毕业就可以做到这种程度,大有培养前途!
t
turbojet
7 楼
农业社会时,中国精耕细作达到了农业社会的顶峰。 工业社会,中国同样会达到工业社会的顶峰。体量规模人海决定。时间问题。 突破创新,也不会落于人后,以前只是因为地理隔绝原因,和西部文明没交流,没参赛。
1
10米跳台
8 楼
我们又进入乐自主研究XX的春天了。
移动硬盘
9 楼
少年可期。
朴诚幸
10 楼
动手能力不错
文学少年
11 楼
国人的聪明和努力举世闻名。继续近40年来中国突飞猛进的气势,奇迹就会发生。
爱逛动物园
12 楼
是的,世界其他国家的人不聪明不努力
爱逛动物园
13 楼
问题是现在是信息社会了
t
turbojet
14 楼
信息社会中国更没落后。 中国现在是在某些地方补工业社会的课。比如工艺这种,别人是几十上百年的实验经验积累,知道原理也需要花很多时间摸索的。
g
gulliver
15 楼
赞同👍
i
iwill
16 楼
华为靠他了
g
gulliver
17 楼
人才辈出
i
iwill
18 楼
一掐脖就翻白眼,一松手就吹牛逼
l
linh
19 楼
这是个好现象
大裤衩
20 楼
马云,华为 还不赶紧出来打赏
春天花开会
21 楼
我觉得标题不行,应该改成皮米级光刻机,远超世界的技术。75微米也才75000000皮米。
少爷可用
22 楼
做为一个开拓实验,挺有意思的。
E
Edmondon
23 楼
玩具而已。。。。。
福辽情
24 楼
点赞
p
playatom
25 楼
就是个激光打印机,打印材料是热熔的腊而已,离所谓的光刻机十万八千里的距离呢
t
tuitui
26 楼
还成功光刻出~75微米(75000纳米)的孔径。 这是纳米级光科机?
开水送服
27 楼
每次看到这种新闻下面一窝只知道吹连一点知识都没有的就想笑,你们在国外留学学的什么专业,为什么不投入到祖国最需要的行业,为什么不回去报效祖国,是不是坑自己人做代购?还只要国家规划,只要资本投钱就能出成果,ofo钱烧完了,出来了个啥?
大裤衩
28 楼
很快alm的光刻机白菜价了 还得雇很多穿齐逼小短裙的妹妹满世界跑市场
f
frankyrram
29 楼
有想法有动手能力的人是任何產品成功都需要的,即使在世界级上這只是小學级别的科研,也是值得鼓励的。小编标题夸张那是記者本色
S
Sytech
30 楼
即使是打印机也同样值得鼓励,中国打印机其实比光刻机落后更多,更需要人才
百川雲
31 楼
加油💪學子,為了中國的末來請繼續努力💪!
爱逛动物园
32 楼
信息社会的本质是创新而不是制造规模,你觉得在哪些行业中国是靠创新而领先的?
a
aqw
33 楼
胡扯通天了!75微米不是纳米级技术。不要乱TMD瞎掰!差4个数量级。
p
playatom
34 楼
: 当然值得鼓励,作为一个兴趣爱好很好,但是这样夸张就不好了
g
glass8703
35 楼
"这位95后男生火了", 25岁还在读大学本科,有点慢了。标题中“纳米级光刻机”也是言高了。除此之外,如果报道属实,还是要鼓励。诸位喷家想想自己,你我25岁时做过哪些值得骄傲与众不同的东西?如果这事情是你儿子做的,你是否感觉良好,会帮助鼓励他进一步做得更好,争取社会认可?
q
qiye05
36 楼
趕超世界記錄如此簡單我服了
t
tllixiao
37 楼
足球属于四肢肥大,头脑简单的活,不一样
t
tllixiao
38 楼
哪个国家,不是先富起来之后,科技才遍地开花的
s
sky9
39 楼
风投请关注!
c
cantonese
40 楼
O
OMGS
41 楼
挺值得鼓励的事,标题太扯。照这么说一把钢锯都是纳米级神器.只是要多加些0。
猫哥
42 楼
75000納米也算是納米級別?那作者那75毫米的雞雞也算是納米級別了? 作者不是不懂。而是刻意的哇眾取寵。這記者值得擁有納米級別小雞雞
n
nbck2013
43 楼
动手能力很强。但是不要太吹嘘了。这就像会组装航空模型飞机,就把他当航空人才了。这个不是一回事。