技术突破 - 北京大学彭海琳教授团队首次利用冷冻电子断层扫描技术原位解析光刻胶在显影液中的微观三维结构、界面分布与缠结行为 [1] - 该技术合成出分辨率优于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 [1] 行业影响 - 光刻胶在显影液中的微观行为长期是“黑匣子” 工业界工艺优化依赖反复试错 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 [1] - 该研究指导开发出可显著减少光刻缺陷的产业化方案 有助于将电路图案更精确地转移到硅片上 直接影响芯片良率 [1] - 深入掌握液体中聚合物结构与微观行为 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 [2] 研究意义 - “显影”是光刻核心步骤 通过显影液溶解光刻胶曝光区域以转移电路图案 光刻胶在显影液中的运动直接决定电路图案的精确度 [1] - 冷冻电子断层扫描技术为在原子/分子尺度上解析各类液相界面反应提供了强大工具 [2]

光刻技术是推动芯片制程工艺持续微缩的核心驱动力之一。近日，北京大学化学与分子工程学院彭 海琳教授团队及其合作者在《自然-通讯》上披露了他们的新发现。该团队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，指导开 发出可显著减少光刻缺陷的产业化方案。 该成果经媒体报道后，引起多方关注。冷冻电镜这一常被认为用于生命科学领域的技术，如何进入 芯片制造业并为业界提供指导？ 一问：光刻为什么重要？ 三问：该发现对产业界意味着什么？ 冷冻电镜断层扫描的三维重构带来了一系列新发现。 论文通讯作者之一、北京大学化学与分子工程学院高毅勤教授表示，以往业界认为溶解后的光刻胶 聚合物主要分散在液体内部，可三维图像显示它们大多吸附在气液界面。团队还首次直接观察到光刻胶 聚合物的"凝聚缠结"，其依靠较弱的力或者疏水相互作用结合。而且，吸附在气液界面的聚合物更易发 生缠结，形成平均尺寸约30纳米的团聚颗粒，这些"团聚颗粒"正是光刻潜在的缺陷根源。 "我们由此提出了两项简单、高效且与现有半导体产线兼容的解决方案。一是抑制缠结，二是界面 捕获。"彭海琳说，实验表明，两种策略结合，12 ...