光刻技术是推动集成电路芯片制程工艺持续微缩的核心驱动力之一。北京大学化学与分子工程学院彭海琳教授团队及其合作者利用冷冻电子断层扫描技术，首次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，并基于此开发出一种可显著减少光刻缺陷的产业化方案。相关研究成果发表于《自然·通讯》。

　　显影是光刻过程中的关键步骤之一，通过显影液溶解光刻胶的曝光区域，将电路图案精确转移到硅片上。光刻胶的质量直接影响到电路图案的准确性和芯片良率。长期以来，光刻胶在显影液中的微观行为一直是个谜，工业界只能通过反复试错来优化工艺，这成为制约7纳米及以下先进制程良率提升的关键瓶颈之一。

　　为解决这一难题，研究团队首次将冷冻电子断层扫描技术引入半导体领域。他们最终合成出一张分辨率优于5纳米的微观三维“全景照片”，克服了传统技术无法实现原位、三维、高分辨率观测的问题。

　　彭海琳指出，冷冻电子断层扫描技术为在原子/分子尺度上解析各类液相界面反应提供了强大工具。深入理解液体中聚合物的结构与微观行为，有助于在先进制程中控制光刻、蚀刻和湿法清洗等关键工艺的缺陷，从而提高良率。我国芯片领域取得新突破 光刻技术迎来革新