國內(nèi)團隊破解芯片光刻缺陷難題顯著減少光刻缺陷(2)

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2025-10-27 20:22:04 第一財經(jīng)

彭海琳及其團隊采用Cryo-ET技術(shù)，揭示了光刻膠聚合物在液膜和氣液界面處的納米結(jié)構(gòu)和動態(tài)特性，將氣液界面處光刻膠聚合物的空間分布細化到溶液本體，并揭示了聚合物鏈之間的結(jié)合纏結(jié)現(xiàn)象。研究人員合成出一張分辨率優(yōu)于5納米的微觀三維“全景照片”。該論文進一步提出，在光刻膠顯影過程中抑制聚合物纏結(jié)，可能是緩解圖案表面缺陷形成的關(guān)鍵。提高曝光后烘烤（PEB）溫度可以有效抑制聚合物纏結(jié)。當PEB溫度升高到105°C時，光刻膠聚合物傾向于解纏和分離，輪廓長度縮短。論文還建議在整個光刻膠顯影過程中使用連續(xù)的液膜，以確保在氣液界面處可靠地捕獲解纏結(jié)的聚合物，并防止其重新沉積。通過這種策略，可以在整個12英寸晶圓上消除聚合物殘留物造成的缺陷，缺陷數(shù)量降幅超過99%。

交叉學科研究在這項研究中起到了關(guān)鍵作用。Cryo-ET技術(shù)此前主要用于結(jié)構(gòu)生物學，近期斯坦福大學研究人員將其應用于電池領(lǐng)域，而彭海琳團隊則首次將其應用于光刻領(lǐng)域。彭海琳表示，他所在的課題組與清華大學生命學院一直密切合作，開發(fā)高分辨冷凍電鏡成像技術(shù)有較好的研究基礎(chǔ)。課題組內(nèi)不同領(lǐng)域的研究人員容易碰撞出火花，很自然就想到用Cryo-ET技術(shù)來解析溶液中的光刻膠高分子。

近年來，國內(nèi)學界在光刻膠研究領(lǐng)域取得了一些重要進展，一些研究成果已經(jīng)在賦能半導體制造。除了彭海琳教授團隊及合作者的最新研究成果，今年7月，清華大學化學系許華平教授在極紫外（EUV）光刻材料上取得了重要進展，開發(fā)出一種基于聚碲氧烷的新型光刻膠，有望推動下一代EUV光刻材料的發(fā)展。去年，復旦大學魏大程團隊設(shè)計了一種功能型光刻膠，利用光刻技術(shù)在全畫幅尺寸芯片上集成了2700萬個有機晶體管并實現(xiàn)了互連，助力實現(xiàn)特大規(guī)模集成度有機芯片制造。此外，華中科技大學與湖北九峰山實驗室組成聯(lián)合研究團隊，突破了“雙非離子型光酸協(xié)同增強響應的化學放大光刻膠”技術(shù)，已在生產(chǎn)線上完成了初步工藝驗證，實現(xiàn)了從技術(shù)開發(fā)到成果轉(zhuǎn)化全鏈條打通。

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