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北大光刻膠領(lǐng)域研究取得新突破

   2025-10-29 科技日?qǐng)?bào)

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核心提示:光刻技術(shù)是推動(dòng)集成電路芯片制程工藝持續(xù)微縮的核心驅(qū)動(dòng)力之一。近日,北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院彭海琳教授團(tuán)隊(duì)及合作者通過(guò)冷

光刻技術(shù)是推動(dòng)集成電路芯片制程工藝持續(xù)微縮的核心驅(qū)動(dòng)力之一。近日,北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院彭海琳教授團(tuán)隊(duì)及合作者通過(guò)冷凍電子斷層掃描技術(shù),首次在原位狀態(tài)下解析了光刻膠分子在液相環(huán)境中的微觀三維結(jié)構(gòu)、界面分布與纏結(jié)行為,指導(dǎo)開(kāi)發(fā)出可顯著減少光刻缺陷的產(chǎn)業(yè)化方案。相關(guān)論文近日刊發(fā)于《自然·通訊》。

“顯影”是光刻的核心步驟之一,通過(guò)顯影液溶解光刻膠的曝光區(qū)域,將電路圖案精確轉(zhuǎn)移到硅片上。光刻膠如同刻畫(huà)電路的顏料,它在顯影液中的運(yùn)動(dòng),直接決定電路畫(huà)得準(zhǔn)不準(zhǔn)、好不好,進(jìn)而影響芯片良率。長(zhǎng)期以來(lái),光刻膠在顯影液中的微觀行為是“黑匣子”,工業(yè)界的工藝優(yōu)化只能靠反復(fù)試錯(cuò),這成為制約7納米及以下先進(jìn)制程良率提升的關(guān)鍵瓶頸之一。

為破解難題,研究團(tuán)隊(duì)首次將冷凍電子斷層掃描技術(shù)引入半導(dǎo)體領(lǐng)域。研究人員最終合成出一張分辨率優(yōu)于5納米的微觀三維“全景照片”,一舉克服了傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法原位、三維、高分辨率觀測(cè)的三大痛點(diǎn)。

彭海琳表示,冷凍電子斷層掃描技術(shù)為在原子/分子尺度上解析各類(lèi)液相界面反應(yīng)提供了強(qiáng)大工具。深入掌握液體中聚合物的結(jié)構(gòu)與微觀行為,可推動(dòng)先進(jìn)制程中光刻、蝕刻和濕法清洗等關(guān)鍵工藝的缺陷控制與良率提升。


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