北京大学团队突破光刻技术瓶颈，提升集成电路芯片制程工艺

光刻技术是集成电路芯片制程工艺中的关键技术之一，它直接影响芯片的良率和性能。近日，北京大学化学与分子工程学院彭海琳教授团队及合作者通过冷冻电子断层扫描技术，首次在原位状态下解析了光刻胶分子在液相环境中的微观三维结构、界面分布与缠结行为，为减少光刻缺陷提供了产业化方案。该研究成果已发表在《自然·通讯》杂志上。

“显影”是光刻过程中的核心步骤，通过显影液溶解光刻胶的曝光区域，将电路图案精确转移到硅片上。光刻胶在显影液中的运动决定了电路图案的精确度，进而影响芯片的良率。然而，光刻胶在显影液中的微观行为一直是一个未解之谜，工业界的工艺优化主要依靠反复试错，这成为制约7纳米及以下先进制程良率提升的关键瓶颈之一。

为解决这一难题，研究团队首次将冷冻电子断层扫描技术应用于半导体领域。研究人员成功合成出一张分辨率优于5纳米的微观三维“全景照片”，克服了传统技术无法原位、三维、高分辨率观测的三大痛点。彭海琳教授表示，这项技术为在原子/分子尺度上解析各类液相界面反应提供了强大工具，深入掌握液体中聚合物的结构与微观行为，可推动先进制程中光刻、蚀刻和湿法清洗等关键工艺的缺陷控制与良率提升。