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哈,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。
他目前的研究成果花了大概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 的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、显影液的就准备自己调试一下。
由于光刻胶的瓶子都是日本进口的,小彭同学不仅感叹: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。