減少晶片曝光缺陷！ 陸開發光阻劑有新突破

▲晶圓。（圖／CFP）

記者陳冠宇／綜合報導

大陸在晶片製造領域有最新突破，北京大學化學與分子工程學院團隊通過冷凍電子斷層掃描技術，首次在原位狀態下解析了光阻劑分子在液相環境中的微觀三維結構、界面分布與纏結行為，指導開發出可顯著減少曝光缺陷的產業化方案，相關論文近日刊發於《自然·通訊》。

「顯影」是曝光的核心步驟之一，通過顯影液溶解光阻劑的曝光區域，將電路圖案精確轉移到矽片上。光阻劑如同刻畫電路的顏料，它在顯影液中的運動，直接決定電路畫得準不準、好不好，進而影響晶片良率。

長期以來，光阻劑在顯影液中的微觀行為是「黑盒子」，工業界的工藝優化只能靠反覆試錯，這成為制約大陸7奈米及以下先進製程良率提升的關鍵瓶頸之一。

陸媒《科技日報》報導，為破解難題，北京大學化學與分子工程學院教授彭海琳研究團隊首次將冷凍電子斷層掃描技術引入半導體領域。他們在晶圓上進行標準的曝光後，將含有光阻劑聚合物的顯影液快速吸取到電鏡載網上，並在毫秒內將其急速冷凍至玻璃態，「定格」光阻劑在溶液中的真實狀態。

隨後，研究人員在冷凍電鏡中傾斜該樣品，採集一系列傾斜角度下的二維投影圖像，再基於電腦三維重構算法，將這些二維圖像融合成一張高分辨率的三維視圖，分辨率優於5奈米。

對於晶片產業而言，精準掌握液體中聚合物材料的微觀行為，將極大地推動包括曝光、蝕刻、清洗等在內的多個先進製造關鍵環節的缺陷控制和良率提升，為製造性能更強、更可靠的下一代晶片鋪平道路。

據銳觀產業研究院報告，2023年大陸光阻劑市場規模約109.2億元（人民幣，下同），2024年增長至114億元以上，KrF光阻劑等中高端產品的大陸國產替代進程加快，預計2025年光阻劑市場規模可達123億元。