技术突破 - 北京大学研究团队利用冷冻电子断层扫描技术解析光刻胶分子在液相环境中的微观三维结构，并提出产业化方案，使光刻技术减少图案缺陷的改进大于99%[3] - 该技术方案可直接用于半导体制造，与现有装备兼容，能在12英寸晶圆上消除聚合物残留物造成的缺陷，缺陷数量降幅超过99%[3][7] - 研究提出通过提高曝光后烘烤温度至105°C抑制聚合物缠结，并使用连续液膜防止聚合物重新沉积，以实现缺陷控制[6][7] 行业背景与挑战 - 光刻胶是半导体光刻过程中的关键材料，其显影步骤直接影响集成电路尺寸精度，但光刻胶在显影液中的行为长期不明确，成为制约7纳米及更先进制程良率提升的瓶颈之一[4][5] - 产业界以往通过扫描电子显微镜等技术表征光刻图案，但这些技术受限于与液体环境不兼容或分辨率较低，导致优化工艺只能反复试错[5][6] - 随着图案特征尺寸接近光刻胶聚合物轮廓长度，液膜内光刻胶分子的吸附和纠缠行为成为控制图案缺陷形成的关键因素[5] 国内研究进展 - 除北京大学外，清华大学开发出基于聚碲氧烷的新型极紫外光刻胶，复旦大学设计功能型光刻胶集成2700万个有机晶体管，华中科技大学突破双非离子型光酸协同增强响应的化学放大光刻胶技术并完成初步工艺验证[10] - 国内学者在光刻胶领域处于努力追赶状态，国际同行早在2000年左右就对深紫外和极紫外光刻胶进行大量研究[11] - 研究团队强调交叉学科合作的重要性，例如将结构生物学领域的冷冻电子断层扫描技术应用于光刻领域[9] 市场格局与国产化 - 2024年全球半导体光刻胶市场规模约26.85亿美元，预计2031年将达45.47亿美元[11] - 光刻胶核心厂商主要包括东京应化、JSR、信越化学等日本、美国和韩国企业，2023年前五大厂商占据约86%市场份额[11] - 国内企业已在部分中低端产品领域取得突破，并投入极紫外光刻胶研发以推动国产化进程[11]