技术突破核心 - 北京大学研究团队首次通过冷冻电子断层扫描技术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 [2][3] - 该技术解决了传统方法无法原位、三维、高分辨率观测光刻胶在显影液中微观行为的三大痛点，观测分辨率优于5纳米 [3][4] - 研究发现了光刻胶聚合物主要吸附在气液界面并易发生缠结形成平均尺寸约30纳米的团聚颗粒，这些颗粒是导致电路图案缺陷的潜在根源 [4] 产业化应用与效果 - 基于研究发现提出了两项实用方案：提高曝光后烘烤温度以抑制聚合物缠结，以及优化显影工艺使连续液膜带走聚合物 [4] - 结合两种方案后，在12英寸晶圆上成功消除了光刻胶残留物引起的图案缺陷，缺陷数量降幅超过99% [4] - 该研究成果为指导开发可显著减少光刻缺陷的产业化方案提供了科学依据，有助于提升7纳米及以下先进制程的良率 [2][3] 行业背景与市场 - 光刻是集成电路制造过程中耗时最长、难度最大的工艺，耗时约占IC制造的50%，成本约占IC生产成本的三分之一 [5] - 光刻胶是光刻过程最重要的耗材，随着芯片制造特征尺寸缩小，光刻胶正向高分辨率、高对比度及高敏感度方向发展 [5] - 中国光刻胶市场规模持续增长，2023年市场规模约109.2亿元，2024年增长至114亿元以上，预计2025年可达123亿元，KrF等中高端产品国产替代进程加快 [2][6] 研究意义与影响 - 该研究突破了对光刻胶在显影液中微观行为这一“黑匣子”的认知，为工业界工艺优化提供了理论指导，改变了以往只能靠反复试错的局面 [3] - 冷冻电子断层扫描技术的应用威力远超光刻领域，为在原子/分子尺度上原位研究液体环境中的化学反应提供了通用工具 [5] - 精准掌握液体中聚合物材料的微观行为将极大推动光刻、蚀刻、清洗等先进制造关键环节的缺陷控制和良率提升，为制造下一代芯片铺平道路 [5]