首次！中國(guó)芯片領(lǐng)域取得新突破 光刻膠微觀結(jié)構(gòu)揭秘
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。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)及其合作者通過(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，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)論文已在《自然·通訊》上發(fā)表。
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)直接影響電路的精準(zhǔn)度和芯片良率。長(zhǎng)期以來(lái)，光刻膠在顯影液中的微觀行為一直是未知的“黑匣子”，工業(yè)界只能通過(guò)反復(fù)試錯(cuò)來(lái)優(yōu)化工藝，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。
為解決這一難題，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。他們最終合成了一張分辨率優(yōu)于5納米的微觀三維“全景照片”，克服了傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法原位、三維、高分辨率觀測(cè)的問(wèn)題。
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，有助于推動(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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