前言：

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)開發(fā)出可顯著減少光刻缺陷的產(chǎn)業(yè)化方案

北京大學(xué)團(tuán)隊(duì)在光刻膠技術(shù)上取得的這項(xiàng)突破，不僅是一項(xiàng)重要的科學(xué)成就，更對國內(nèi)外半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)具有深遠(yuǎn)的實(shí)際影響。下面我將從技術(shù)突破的核心、對產(chǎn)業(yè)的整體影響，以及相關(guān)的市場機(jī)遇幾個(gè)方面詳細(xì)解析。

技術(shù)突破解讀：打開“黑匣子”

這項(xiàng)研究的核心價(jià)值在于，它首次利用冷凍電子斷層掃描技術(shù)，成功“透視”了光刻膠分子在顯影液中的微觀行為，解決了長期制約先進(jìn)芯片制造的瓶頸問題

直擊行業(yè)痛點(diǎn)：

在芯片光刻的“顯影”環(huán)節(jié)，光刻膠分子在顯影液中的具體行為一直是個(gè)“黑匣子”，業(yè)界過去只能依靠反復(fù)試錯(cuò)來優(yōu)化工藝，這在追求極高精度的7納米及更先進(jìn)制程中，成為提升良率的主要障礙

顛覆性發(fā)現(xiàn)：研究取得了兩個(gè)關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：

1、界面分布：大部分光刻膠聚合物并非均勻分散在顯影液中，而是吸附在氣液界面

2、缺陷根源：這些界面上的分子更容易發(fā)生“凝聚纏結(jié)”，形成平均尺寸約30納米的團(tuán)聚顆粒。這些顆粒沉積在電路上，就會造成短路等致命缺陷

高效的解決方案：

基于新認(rèn)知，團(tuán)隊(duì)提出了兩種與現(xiàn)有產(chǎn)線兼容、無需重大設(shè)備改造的解決方案：適當(dāng)提高曝光后烘烤溫度以從源頭減少團(tuán)聚體生成；

優(yōu)化顯影工藝，通過液流帶走顆粒。結(jié)合使用后，能在12英寸晶圓上實(shí)現(xiàn)光刻膠殘留缺陷減少超過99%的效果

對產(chǎn)業(yè)的影響

這項(xiàng)突破的意義遠(yuǎn)超實(shí)驗(yàn)室范疇，將從多個(gè)層面重塑產(chǎn)業(yè)格局：

助力中國芯片制造良率躍升：

光刻是芯片制造中最耗時(shí)、成本最高的環(huán)節(jié)之一，約占整個(gè)制造過程的一半時(shí)間和三分之一成本，這項(xiàng)技術(shù)能直接助力國內(nèi)晶圓廠在7納米及以下更先進(jìn)的制程上大幅提升良率，有效降低生產(chǎn)成本，加快先進(jìn)產(chǎn)能的釋放和迭代，如這對于中芯國際、華虹公司等國內(nèi)主要晶圓廠是直接利好

加速光刻膠國產(chǎn)替代進(jìn)程：

目前，全球高端光刻膠市場主要由日本、美國企業(yè)主導(dǎo)。023年我國光刻膠市場規(guī)模約109.2億元，并持續(xù)增長，但高端產(chǎn)品國產(chǎn)化率仍低，這項(xiàng)突破提供了強(qiáng)大的研發(fā)工具，能從“看清問題”的源頭加速國產(chǎn)光刻膠的配方研發(fā)、性能優(yōu)化和客戶驗(yàn)證，有望顯著縮短研發(fā)周期，推動(dòng)國產(chǎn)光刻膠在中高端領(lǐng)域加速替代

推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展：

技術(shù)的進(jìn)步將產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。光刻膠缺陷的精準(zhǔn)控制會對配套的顯影液、蝕刻液、清洗液等提出更高要求，帶動(dòng)相關(guān)材料企業(yè)進(jìn)行針對性開發(fā)。同時(shí)，對工藝過程中缺陷檢測與控制的需求也會提升，利好國內(nèi)半導(dǎo)體檢測設(shè)備廠商

利好國內(nèi)上市公司：

南大光電

國內(nèi)ArF高端光刻膠的領(lǐng)軍企業(yè)，技術(shù)突破可直接助其優(yōu)化產(chǎn)品缺陷率，加速客戶驗(yàn)證和量產(chǎn)進(jìn)程

彤程新材

子公司北京科華在KrF光刻膠領(lǐng)域國內(nèi)領(lǐng)先，ArF膠也已量產(chǎn)。技術(shù)可助力其進(jìn)一步拓展高端市場

精測電子

受益于晶圓制造良率要求提升，直接增加了對高精度檢測設(shè)備的需求