首次！中國晶片領域取得新突破

光刻技術是推動整合電路晶片製程工藝持續微縮的核心驅動力之一。

近日，北京大學化學與分子工程學院彭海琳教授團隊及合作者透過冷凍電子斷層掃描技術，首次在原位狀態下解析了光刻膠分子在液相環境中的微觀三維結構、介面分佈與纏結行為，指導開發出可顯著減少光刻缺陷的產業化方案。相關論文近日刊發於《自然·通訊》。

「顯影」是光刻的核心步驟之一，透過顯影液溶解光刻膠的曝光區域，將電路圖案精確轉移到矽片上。光刻膠如同刻畫電路的顏料，它在顯影液中的運動，直接決定電路畫得準不準、好不好，進而影響晶片良率。

長期以來，光刻膠在顯影液中的微觀行為是“黑盒子”，工業界的工藝優化只能靠反複試錯，這成為製約7奈米及以下先進過程良率提升的關鍵瓶頸之一。

為破解難題，研究團隊首次將冷凍電子斷層掃描技術引入半導體領域。研究人員最終合成出一張解析度優於5奈米的微觀三維“全景照片”，一舉克服了傳統技術無法原位、三維、高解析度觀測的三大痛點。

彭海琳表示，冷凍電子斷層掃描技術為在原子/分子尺度上解析各類液相介面反應提供了強大工具。深入掌握液體中聚合物的結構與微觀行為，可推動先進製程中光刻、蝕刻和濕法清洗等關鍵工藝的缺陷控制與良率提升。 （芯榜）