最近，一位本科生自制光刻機(jī)的視頻火了。是的，你沒聽錯(cuò)，大連理工大學(xué)化工學(xué)院的學(xué)生彭譯鋒，竟然憑著一張圖紙成功在家里搭建了納米級(jí)光刻機(jī)，還成功光刻出~75微米（75000納米）的孔徑。

　　這位同學(xué)還在讀本科，整個(gè)制造過程都是在一間超簡陋的小書桌上完成的，全部數(shù)學(xué)演算全靠一張白板，所有的材料都堆放在桌上地上，簡直就是“家居實(shí)驗(yàn)室模范”。

　　大概長這個(gè)樣子  ，非常接地氣了。

　　彭同學(xué)在視頻中表示，他制造光刻機(jī)的圖紙來自自己西安電子科技大學(xué)的同學(xué)，圖紙大概長下圖這個(gè)亞子。彭同學(xué)也正是憑借著這張圖紙，完整復(fù)刻了整臺(tái)納米級(jí)光刻機(jī)。

　　小彭同學(xué)拿到圖紙第一反應(yīng)：這不是兩臺(tái)顯微鏡嘛？

　　其實(shí)早在今年5月，彭同學(xué)已經(jīng)發(fā)布了一個(gè)半導(dǎo)體光刻教程-1CM工藝教程成果，目前75μm工藝是在1cm的研究上研究出來的，當(dāng)時(shí)由于時(shí)間有限，所以他之前完成了一層，真正量產(chǎn)的芯片不止一層，這里是做一個(gè)簡單的示范。

　　在他的其它視頻中是有做準(zhǔn)備工作的，比如培養(yǎng)單晶硅片，需要把整個(gè)硅片的表面全部用氧化層覆蓋。光刻掩板也需要小心放置，非常的脆弱，容易直接碎掉。Nmos板掩蓋部分還需要上膠水。

　　目前的研究成果他大概花了半年自己琢磨出來的，最早的興趣來自高中的時(shí)候，那個(gè)時(shí)候還沒有視頻和資料，但是他就是想自研芯片。

　　并且彭同學(xué)也想通過視頻給大家證明，環(huán)境怎么樣不重要，有動(dòng)手能力和興趣就足夠啦！

　　專業(yè)技術(shù)，超低成本，挑戰(zhàn)自制光刻機(jī)的極限

　　小彭同學(xué)在一段21分鐘的快進(jìn)視頻中呈現(xiàn)了自制光刻機(jī)的整個(gè)過程。

　　首先他先自建微納米平臺(tái)，兩臺(tái)顯微鏡加一個(gè)激光雕刻機(jī)等部件就位。雕刻機(jī)的功率是500毫瓦。由于硅片具有反射性，所以在雕刻時(shí)必須要帶上護(hù)目鏡。

　　左邊這臺(tái)帶屏幕的顯微鏡還是找同學(xué)借的，主要是用來觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果的。

　　還有懸涂設(shè)備，用來懸涂比較大的設(shè)備。用顯微鏡改裝成微縮光刻機(jī)，用普通的鏡頭先對(duì)焦，對(duì)焦好以后再用光刻的鏡頭進(jìn)行操作。

　　光刻鏡頭是用錫紙改裝的，起到散熱和遮蔽外泄紫外線的作用。連接線加LED紫外燈，大約10瓦的功率，由于紫外線容易對(duì)人體造成傷害，所以務(wù)必要用錫紙做遮掩，鏡頭里也需要掩膜以及游標(biāo)卡尺，黃光燈來配合。

　　芯片少不了光刻膠這種原料，小彭同學(xué)花了不少力氣，終于淘到了一小瓶光刻膠（150元），光刻膠的外袋是黑色遮光的，但Bug是裝光刻膠的瓶子卻是透明的，所以說不能一拿到手就打開，一旦隨意打開就容易全部曝光了，最好是在黃光（特定區(qū)域）的背景下打開。還要把光刻膠進(jìn)行分裝，大概每次3-4ml，取膠劑、顯影液就準(zhǔn)備自己調(diào)試一下。

　　由于光刻膠的瓶子都是日本進(jìn)口的，小彭同學(xué)不禁感嘆：我們還有很多需要學(xué)習(xí)的地方，比起現(xiàn)有的技術(shù)還有很大的距離。

　　配置顯影液，使用袋裝的氫氧化鈉，為什么沒有用成品顯影液呢？因?yàn)樾∨硗瑢W(xué)還是學(xué)生，預(yù)算不夠，僅有的錢拿去買光刻膠了，配上某臣氏的蒸餾水，雖然不是鏈子級(jí)別的超純水和去離子水，但是蒸餾水也能湊合。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，配置的顯影液的PH值大概在9.3左右，需要配置500ml左右。

　　再就是預(yù)熱加熱臺(tái)，110°C，打開除濕用的凈化器。

　　仔細(xì)閱讀光刻膠說明書。把玻璃片進(jìn)行懸涂之前，要用氮?dú)獬ケ砻娴幕覊m。

　　再開始滴一些光刻膠，就可以開始懸涂了。細(xì)節(jié)部分也很充分，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)數(shù)需要達(dá)到4000轉(zhuǎn)以上，否則達(dá)不到效果。

　　懸涂完成后放在預(yù)熱好的加熱臺(tái)上，放置時(shí)間為90秒，過程中最好用錫紙蓋上，以免灰塵異物落在玻璃片上。

　　接下來就可以進(jìn)行工藝參數(shù)的設(shè)置，速度調(diào)成2000左右，功率調(diào)到40%，選擇點(diǎn)雕刻，并選擇每mm兩個(gè)點(diǎn)，停留時(shí)間為2毫秒，全部設(shè)置好后，開啟熱光模式。

　　然后進(jìn)行對(duì)焦，就可以開始光刻了。

　　再拿出剛配好的顯影液，不要倒太多，以免濃度過高，沒有空間可以稀釋以及補(bǔ)充堿液。

　　配置妥當(dāng)后，反影就可以開始了。玻璃片的表面會(huì)有紅色物質(zhì)生成，是重新溶解的光刻膠。

　　由于是自配的顯影液，所以在某些參數(shù)的位置掌握得不太好。

　　顯像的位置不是很明顯，只能看到一片玻色顯影。

　　如果要看詳細(xì)的，只能在顯微鏡下面看，有的地方是被腐蝕得不是很好。并在中等位列的情況下，是可以看到做出來的效果還可以，黑影的位置是在剛剛處理得不夠充分，還缺少一些腐蝕時(shí)間。

　　最高分辨率的情況下，一個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)：

　　根據(jù)對(duì)孔徑的測量，大概是75μm的直徑。

　　網(wǎng)友評(píng)論：用最簡陋的設(shè)備嘗試最有趣的事

　　目前，小彭同學(xué)的視頻已經(jīng)有了20萬的播放量。網(wǎng)友們對(duì)此評(píng)價(jià)也相當(dāng)高。

　　有的網(wǎng)友勸小彭同學(xué)畢業(yè)后直接去上海微電子應(yīng)聘，評(píng)論區(qū)也有專業(yè)人士邀請(qǐng)他一起合作研發(fā)。

　　中國何時(shí)能摘取這只“工業(yè)上的皇冠”？

　　光刻機(jī)技術(shù)一直被譽(yù)為“工業(yè)之光”“工業(yè)上的皇冠”。

　　成功生產(chǎn)半導(dǎo)體芯片的技術(shù)主要分成，濕洗、光刻、離子注入、干蝕刻、濕蝕刻、等離子沖洗、熱處理、快速熱退火、退火、熱氧化、化學(xué)氣相淀積（CVD）、物理氣相淀積（PVD）、分子束外延（MBE）、電鍍處理、化學(xué)/機(jī)械處理、晶圓測試和晶圓打磨，經(jīng)過這些步驟都成功后，才能出廠封裝。

　　看著步驟挺多，但是再看看制作工序，其中的第二步就是光刻，也就是說，如果我們還沒有掌握5納米和7納米的技術(shù)工藝，后面的工藝基本就無法繼續(xù)。

　　為了能研發(fā)出我們國家的自產(chǎn)芯片，不知道有多少優(yōu)秀的人才正在日以繼夜地進(jìn)行苦心鉆研，早日國產(chǎn)化，是我們每一個(gè)中國人的心愿。

　　就像小彭同學(xué)的評(píng)論里說的那樣：他放上這個(gè)手把手微納加工平臺(tái)的組裝教學(xué)視頻，以專業(yè)技術(shù)、超低成本，挑戰(zhàn)自制光刻機(jī)的極限-75μm工藝，只為喚醒更多新生力量對(duì)科技的追求和探索！

　　我們也祝他，

　　早日夢(mèng)想成真。