國內(nèi)團隊稱破解芯片光刻缺陷難題顯著減少光刻缺陷

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2025-10-28 07:48:59 極目新聞

10月27日，多只光刻膠概念股表現(xiàn)強勁，萬潤股份漲停，晶瑞電材漲超16%，艾森股份漲超6%，南大光電漲超5%，彤程新材漲超4%。這得益于國內(nèi)研究團隊在光刻膠領(lǐng)域取得的新突破。

北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院彭海琳教授團隊及合作者撰寫的一篇論文發(fā)表在《自然·通訊》上，引起廣泛關(guān)注。這篇論文將冷凍電子斷層掃描技術(shù)（Cryo-ET）引入半導(dǎo)體領(lǐng)域，通過該技術(shù)解析了光刻膠分子在液相環(huán)境中的微觀三維結(jié)構(gòu)、界面分布與纏結(jié)行為，并提出了一種可顯著減少光刻缺陷的產(chǎn)業(yè)化方案。據(jù)稱，該方案能使光刻技術(shù)在減少圖案缺陷方面取得大于99%的改進。

彭海琳表示，研究成果可以直接用于半導(dǎo)體制造，技術(shù)方案可行且與現(xiàn)有裝備兼容。光刻膠是半導(dǎo)體光刻過程中的一種關(guān)鍵材料，在光刻工藝中用作抗腐蝕涂層材料。簡單來說，光刻是利用光和光刻膠之間的化學(xué)反應(yīng)，采用深紫外光、極紫外光等將掩膜上的圖案轉(zhuǎn)移到硅晶圓上。光刻膠顯影則是通過顯影液溶解曝光后光刻膠可溶解區(qū)域，形成納米級電路圖案，直接影響集成電路的尺寸精度。

然而，光刻膠在顯影液中的行為長期是個“黑匣子”，產(chǎn)業(yè)界在進行工藝優(yōu)化時只能反復(fù)試錯，阻礙了大批量制造時的技術(shù)優(yōu)化，成為制約7納米及更先進制程良率提升的瓶頸之一。彭海琳及其團隊的研究揭示了光刻膠聚合物在液膜和氣液界面處的納米結(jié)構(gòu)和動態(tài)特性，提高了分辨率。研究人員合成出一張分辨率優(yōu)于5納米的微觀三維“全景照片”。

該論文進一步建議，在光刻膠顯影過程中抑制聚合物纏結(jié)，可能是緩解圖案表面缺陷形成的關(guān)鍵。提高曝光后烘烤溫度可以有效抑制聚合物纏結(jié)。此外，整個光刻膠顯影過程中使用連續(xù)的液膜，能確保在氣液界面處可靠地捕獲解纏結(jié)的聚合物，并防止其重新沉積。通過這種策略，可以在整個12英寸晶圓上消除聚合物殘留物造成的缺陷，缺陷數(shù)量降幅超過99%。

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