周末，最大的消息来了！芯片继续爆发！光刻胶领域，取得新突破

今日新闻 2025年10月26日 20:44 0 admin

一片小小的晶圆上，光刻胶在显影液中的行为曾是制约芯片工艺良率提升的“黑匣子”，如今被中国科学家一举揭开。

据《科技日报》报道，北京大学化学与分子工程学院彭海琳教授团队及合作者近日取得重要突破，首次通过冷冻电子断层扫描技术，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。

这一发现不仅揭示了光刻胶在溶液中行为的奥秘，更指导开发出可显著减少光刻缺陷的产业化方案，成功消除了12英寸晶圆图案表面的光刻胶残留，为提升我国芯片制造精度与良率开辟了新路径。

01 “黑匣子”被打开

在芯片制造中，光刻胶如同刻画电路的“颜料”，其质量直接决定电路图案的精确度。

“显影”是光刻的核心步骤之一——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。

长期以来，光刻胶在显影液中的微观行为如同一个“黑匣子”。工业界的工艺优化只能靠反复试错，这成为制约7纳米及以下先进制程良率提升的关键瓶颈。

芯片制造领域的专家们深知，揭开这个“黑匣子”背后的秘密，意味着可能改变全球半导体产业的竞争格局。

02 三项痛点的突破

面对这一业界难题，北京大学彭海琳教授团队及其合作者迈出了创新的一步。他们首次将冷冻电子断层扫描技术（cryo-ET）引入半导体领域。

研究团队在晶圆上进行标准的光刻曝光后，将含有光刻胶聚合物的显影液快速吸取到电镜载网上，并在毫秒内将其急速冷冻至玻璃态，从而“定格”光刻胶在溶液中的真实状态。

随后，研究人员在冷冻电镜中倾斜该样品，采集一系列倾斜角度下的二维投影图像，再基于计算机三维重构算法，将这些二维图像融合成一张分辨率优于5纳米的三维视图。

这项技术一举克服了传统技术无法原位、三维、高分辨率观测的三大痛点，让科学家们第一次真正“看见”了光刻胶在液相环境中的真实行为。

03 意外发现与解决方案

透过这项新技术，研究团队获得了令人意外的发现。

论文通讯作者之一、北京大学化学与分子工程学院高毅勤教授介绍，以往业界认为溶解后的光刻胶聚合物主要分散在液体内部分，然而三维图像显示它们大多吸附在气液界面。

团队还首次直接观察到光刻胶聚合物的“凝聚缠结”，它们依靠较弱的力或疏水相互作用结合。

更关键的是，吸附在气液界面的聚合物更易发生缠结，形成平均尺寸约30纳米的团聚颗粒，这些颗粒正是潜在的缺陷根源。

它们容易沉积到精密的电路图案上，让本该分开的电路连在一起，导致芯片缺陷。

基于这些发现，团队提出了两项实用方案来控制缠结：适当提高曝光后烘烤温度，抑制聚合物缠结，减少大团聚体生成；优化显影工艺，让晶圆表面始终有连续液膜，使其可以带走聚合物，避免其沉积。

两种方案结合后，12英寸晶圆表面的光刻胶残留物引起的图案缺陷被成功消除，缺陷数量降幅超过99%。

04 市场前景广阔

光刻胶是半导体工艺中不可或缺的重要材料，其市场需求持续增长。

据国际半导体产业协会统计，2024年全球光刻胶市场规模达27.32亿美元，同比增长16.15%。

而2024年中国大陆半导体光刻胶市场规模达到7.71亿美元，创下历史新高，成为全球最大的光刻胶市场，同比增长42.25%，增速远超全球水平。

当下的全球光刻胶市场，几乎被来自日本的JSR、东京应化、信越化学、富士电子等企业所瓜分。

但随着中国企业在光刻胶领域持续取得技术突破，市场份额正稳步提升。

根据SEMI《世界晶圆厂预测》报告显示，2025年全球7nm以下节点晶圆产能将增长16%，依旧是增长速度最快的制程节点。

先进制程的高速增长将促进KrF、ArF以及EUV光刻胶保持高速增长的态势。

05 资本市场的反应

这一突破性进展在资本市场引起积极反应。从已公布的2025年前三季度业绩数据来看，11只光刻胶概念股前三季度净利润同比增长。

其中，晶瑞电材净利润增速最高，公司今年前三季度实现净利润1.28亿元，同比增长192.03倍，其光刻胶及高纯化学品已用于存储芯片制造。

久日新材今年前三季度实现扭亏为盈，目前公司的主要产品有光引发剂、半导体i-线光刻胶等。

资金面上，截至10月23日，10月以来融资净买入超1亿元的光刻胶概念股有5只，分别为雅克科技、新莱应材、圣泉集团、华懋科技、湖北宜化。

雅克科技融资净买入额达5.38亿元，排在第一位。公司是国内显示光刻胶行业内领先的供应商，拥有红绿蓝彩色光刻胶、TFT-PR光刻胶和OC/PS封装透明光刻胶等多个品类。

这项研究的意义远不止于一篇学术论文。彭海琳教授表示，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。

随着中国芯片产业持续突破，这项关于光刻胶微观行为的基础研究发现，将为7纳米及以下先进制程的良率提升注入强劲动力。

在全球半导体产业竞争日益激烈的今天，中国科学家正从基础研究到产业应用全线突围，一步步揭开芯片制造核心环节的奥秘。

AMD 预计于 CES 2026 发布新款锐龙 9000X3D 与 9000G 系列处理器

发表评论