國(guó)內(nèi)團(tuán)隊(duì)稱(chēng)破解芯片光刻缺陷難題顯著減少光刻缺陷

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2025-10-28 07:48:59 極目新聞

10月27日，多只光刻膠概念股表現(xiàn)強(qiáng)勁，萬(wàn)潤(rùn)股份漲停，晶瑞電材漲超16%，艾森股份漲超6%，南大光電漲超5%，彤程新材漲超4%。這得益于國(guó)內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)在光刻膠領(lǐng)域取得的新突破。

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)及合作者撰寫(xiě)的一篇論文發(fā)表在《自然·通訊》上，引起廣泛關(guān)注。這篇論文將冷凍電子斷層掃描技術(shù)（Cryo-ET）引入半導(dǎo)體領(lǐng)域，通過(guò)該技術(shù)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，并提出了一種可顯著減少光刻缺陷的產(chǎn)業(yè)化方案。據(jù)稱(chēng)，該方案能使光刻技術(shù)在減少圖案缺陷方面取得大于99%的改進(jìn)。

彭海琳表示，研究成果可以直接用于半導(dǎo)體制造，技術(shù)方案可行且與現(xiàn)有裝備兼容。光刻膠是半導(dǎo)體光刻過(guò)程中的一種關(guān)鍵材料，在光刻工藝中用作抗腐蝕涂層材料。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，光刻是利用光和光刻膠之間的化學(xué)反應(yīng)，采用深紫外光、極紫外光等將掩膜上的圖案轉(zhuǎn)移到硅晶圓上。光刻膠顯影則是通過(guò)顯影液溶解曝光后光刻膠可溶解區(qū)域，形成納米級(jí)電路圖案，直接影響集成電路的尺寸精度。

然而，光刻膠在顯影液中的行為長(zhǎng)期是個(gè)“黑匣子”，產(chǎn)業(yè)界在進(jìn)行工藝優(yōu)化時(shí)只能反復(fù)試錯(cuò)，阻礙了大批量制造時(shí)的技術(shù)優(yōu)化，成為制約7納米及更先進(jìn)制程良率提升的瓶頸之一。彭海琳及其團(tuán)隊(duì)的研究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(dòng)態(tài)特性，提高了分辨率。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(jìn)一步建議，在光刻膠顯影過(guò)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。提高曝光后烘烤溫度可以有效抑制聚合物纏結(jié)。此外，整個(gè)光刻膠顯影過(guò)程中使用連續(xù)的液膜，能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(guò)這種策略，可以在整個(gè)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(guò)99%。

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