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%。這得益于國內研究團隊在光刻膠領域取得的新突破。

北京大學化學與分子工程學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，引起廣泛關注。這篇論文將冷凍電子斷層掃描技術（Cryo-ET）引入半導體領域，通過該技術解析了光刻膠分子在液相環(huán)境中的微觀三維結構、界面分布與纏結行為，并提出了一種可顯著減少光刻缺陷的產業(yè)化方案。據稱，該方案能使光刻技術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體制造，技術方案可行且與現(xiàn)有裝備兼容。光刻膠是半導體光刻過程中的一種關鍵材料，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反應，采用深紫外光、極紫外光等將掩膜上的圖案轉移到硅晶圓上。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”，產業(yè)界在進行工藝優(yōu)化時只能反復試錯，阻礙了大批量制造時的技術優(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構和動態(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，可能是緩解圖案表面缺陷形成的關鍵。提高曝光后烘烤溫度可以有效抑制聚合物纏結。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，缺陷數量降幅超過99%。

交叉學科研究在這項研究中起到了關鍵作用。彭海琳表示，Cryo-ET技術此前主要用于結構生物學，近期斯坦福大學研究人員將其應用于電池領域，而他們則將其應用于光刻領域，這是一種跨學科交叉研究。課題組內不同領域的研究人員容易碰撞出火花，很自然就想到用Cryo-ET技術來解析溶液中的光刻膠高分子。

近年來，國內學界在光刻膠研究領域取得了一些重要進展，部分成果已在賦能半導體制造。例如，清華大學許華平教授在極紫外光刻材料上取得了重要進展，開發(fā)出一種基于聚碲氧烷的新型光刻膠。復旦大學魏大程團隊設計了一種功能型光刻膠，實現(xiàn)了特大規(guī)模集成度有機芯片制造。華中科技大學與湖北九峰山實驗室組成聯(lián)合研究團隊，突破了“雙非離子型光酸協(xié)同增強響應的化學放大光刻膠”技術。

彭海琳認為，需要由產業(yè)界提需求，學術界進行基礎研究并反饋給產業(yè)界。隨著集成電路工藝演進，光刻機從DUV演變到EUV。中國學者在光刻膠相關研究領域處于努力追趕狀態(tài)。根據市場研究機構QYResearch數據，2024年全球半導體光刻膠市場規(guī)模約26.85億美元，預計2031年將達45.47億美元。盡管目前前五大廠商占據了大部分市場份額，但國內企業(yè)已在部分中低端產品領域取得突破，并投入EUV光刻膠研發(fā)，推動光刻膠國產化進程。國內仍需在極紫外光刻膠領域提前布局，追趕國際同行的步伐。