国内团队破解芯片光刻缺陷难题 显著减少光刻缺陷[推荐]

10月27日，多只光刻胶概念股表现强劲。万润股份涨停，晶瑞电材涨超16%，艾森股份涨超6%，南大光电涨超5%，彤程新材涨超4%。这一市场表现背后的原因是国内研究团队在光刻胶领域取得了新的突破。

北京大学化学与分子工程学院彭海琳教授团队及合作者撰写的一篇论文发表在《自然·通讯》上，引起了广泛关注。这篇论文将冷冻电子断层扫描技术（Cryo-ET）引入半导体领域，通过该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，并指导开发出可显著减少光刻缺陷的产业化方案。该方案能使光刻技术在减少图案缺陷方面取得大于99%的改进。彭海琳表示，该研究成果可直接用于半导体制造，技术方案可行，与现有的装备兼容。

光刻胶是半导体光刻过程中的一种关键材料，在光刻工艺中用作抗腐蚀涂层。光刻过程利用光和光刻胶之间的化学反应，采用深紫外光、极紫外光等将掩膜上的图案转移到硅晶圆上。光刻胶显影是通过显影液溶解曝光后光刻胶可溶解区域，形成纳米级电路图案，直接影响集成电路的尺寸精度。然而，光刻胶在显影液中的行为长期是一个“黑匣子”，产业界在进行工艺优化时只能反复试错，阻碍了大批量制造时的技术优化，成为制约7纳米及更先进制程良率提升的瓶颈之一。

随着图案的特征尺寸接近光刻胶聚合物的轮廓长度，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，最终决定半导体器件的稳定性和良率。尽管经过数十年的研究，光刻胶在液膜以及在气液界面处的微观行为仍难以捉摸，导致产业界在控制图案缺陷方面基本上是一个不断试错的过程。此前业内主要通过扫描电子显微镜、原子力显微镜等技术表征光刻图案，这些技术受限于“与液体环境不兼容”或“较低的分辨率”，导致光刻胶在液膜中的微观结构和界面行为不清楚。