近日，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院彭海琳教授團(tuán)隊(duì)及合作者通過(guò)冷凍電子斷層掃描技術(shù)，首次在原位狀態(tài)下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，指導(dǎo)開(kāi)發(fā)出可顯著減少光刻缺陷的產(chǎn)業(yè)化方案。相關(guān)論文近日刊發(fā)于《自然·通訊》。

核心突破

該技術(shù)突破了傳統(tǒng)觀測(cè)方法的三大局限：

‌原位觀測(cè)‌：在液相環(huán)境中直接觀察光刻膠分子的真實(shí)狀態(tài)，避免樣本處理導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變化

‌三維成像‌：生成分辨率優(yōu)于5納米的微觀三維結(jié)構(gòu)圖，可清晰呈現(xiàn)分子纏結(jié)形態(tài)

‌高分辨率‌：突破傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的亞納米級(jí)觀測(cè)精度 ‌

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技術(shù)原理

團(tuán)隊(duì)通過(guò)快速冷凍顯影液中的光刻膠樣本，在毫秒內(nèi)形成玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)，隨后用冷凍電鏡采集多角度二維圖像并進(jìn)行三維重構(gòu)。這種方法克服了液體流動(dòng)、分子運(yùn)動(dòng)等干擾，首次揭示了光刻膠分子在顯影液中的真實(shí)行為。 ‌

產(chǎn)業(yè)意義

該技術(shù)解決了7納米及以下先進(jìn)制程中光刻膠顯影環(huán)節(jié)的工藝優(yōu)化難題，顯著降低了芯片制造缺陷率。此前工業(yè)界依賴(lài)反復(fù)試錯(cuò)優(yōu)化工藝，而該技術(shù)通過(guò)分子尺度解析實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控，為半導(dǎo)體濕法工藝提供了全新解決方案。

相關(guān)鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-63689-4