北京大學團隊突破光刻技術瓶頸，提升集成電路芯片製程工藝

光刻技術是集成電路芯片製程工藝中的關鍵技術之一，它直接影響芯片的良率和性能。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通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、界面分佈與纏結行爲，爲減少光刻缺陷提供了產業化方案。該研究成果已發表在《自然·通訊》雜誌上。

“顯影”是光刻過程中的核心步驟，通过顯影液溶解光刻胶的曝光区域，將電路圖案精確轉移到硅片上。光刻胶在顯影液中的运动决定了电路图案的精确度，進而影響芯片的良率。然而，光刻胶在顯影液中的微观行为一直是一个未解之谜，工業界的工藝優化主要依靠反覆試錯，這成爲制約7納米及以下先進製程良率提升的關鍵瓶頸之一。

爲解決這一難題，研究團隊首次將冷凍電子斷層掃描技術應用於半導體領域。研究人員成功合成出一張分辨率優於5納米的微觀三維“全景照片”，克服了傳統技術無法原位、三維、高分辨率觀測的三大痛點。彭海琳教授表示，這項技術爲在原子/分子尺度上解析各類液相界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爲，可推動先進製程中光刻、蝕刻和溼法清洗等關鍵工藝的缺陷控制與良率提升。