我国在光刻胶技术领域取得重大突破!
最近北大传来个好大消息——彭海琳教授团队用冷冻电子断层扫描技术,把光刻胶在显影液里的“小动作”看得明明白白,还针对性开发了减少缺陷的方案,12英寸晶圆的缺陷数量直接降了99%以上。这一步,可算是捅破了先进制程良率提升的“窗户纸”。

光刻胶这东西,在芯片制造里有多关键?打个比方,它就像给硅片画电路的“颜料”,显影液溶解它的过程,相当于用“洗画笔”的方式把电路印到硅片上。但以前没人能看清光刻胶在显影液里是怎么动的,只能靠反复试错调工艺。尤其是7nm及以下先进制程,良率上不去,很大程度就卡在这层“黑匣子”里。

北大团队的办法很巧妙:他们把显影后的溶液快速冻成玻璃态,把光刻胶的状态“冻”在那一刻,再用冷冻电镜拍不同角度的二维图,用算法拼出分辨率优于5纳米的三维“全景照”。这一照可照出大问题——原本以为溶解的光刻胶会分散在液体里,结果大部分都“粘”在气液界面;更关键的是,这些粘在界面的聚合物会缠成30纳米左右的小团,掉在硅片上就成了缺陷,让本该分开的电路连在一起。

找到了问题根源,解决办法就有了。团队提了俩招:一是适当提高烘烤温度,让聚合物少缠点;二是优化显影工艺,让硅片表面始终有层液膜,把这些小团“冲”走。俩招一结合,12英寸晶圆的缺陷几乎清零,这对先进制程良率提升简直是“雪中送炭”。

这突破的意义远不止光刻胶本身。冷冻电镜技术这次在半导体领域的应用,相当于给研究液相反应装了台“显微镜”——以后催化、合成甚至生命过程里的液体反应,都能在原子分子尺度上看清楚了。对芯片产业来说,从光刻到蚀刻、清洗,这些关键环节的缺陷控制都能更精准,下一代芯片的性能和可靠性又多了层保障。
再看市场,光刻胶这两年涨得快。2023年国内市场109亿,2024年冲到114亿以上,像KrF光刻胶这些中高端产品,国产替代的步子越迈越大,2025年预计能到123亿。以前光刻胶市场被日企卡得紧,现在技术突破+市场增长,咱们的半导体产业链又硬了一截。
从“看不清楚”到“精准调控”,中国芯片制造的每一步突破,都是在给未来铺路。等哪天7nm、5nm良率稳稳提上去,那些卡脖子的“小门槛”,自然就变成咱的“大优势”了。