Lĩnh vực chất cảm quang đạt đột phá mới tại Trung Quốc

Theo Nhật báo Khoa học và Công nghệ, công nghệ quang khắc là một trong những động lực cốt lõi thúc đẩy quy trình sản xuất chip mạch tích hợp tiếp tục thu nhỏ. Gần đây, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Peng Hailin thuộc Trường Kỹ thuật Hóa học và Phân tử, Đại học Bắc Kinh cùng các cộng tác viên, lần đầu tiên sử dụng kỹ thuật chụp cắt lớp điện tử lạnh để phân giải cấu trúc vi mô ba chiều, phân bố tại bề mặt tiếp xúc và hành vi vướng víu của phân tử chất cảm quang trong môi trường pha lỏng ở trạng thái nguyên trạng. Điều này đã hướng dẫn phát triển một giải pháp công nghiệp hóa có thể giảm đáng kể lỗi quang khắc. Bài báo liên quan vừa được công bố trên tạp chí Nature Communications.

"Hiện hình" là một trong những bước cốt lõi của quang khắc, thông qua việc sử dụng dung dịch hiện hình để hòa tan vùng được phơi sáng của chất cảm quang, chuyển chính xác hình mạch điện lên phiến silicon. Chất cảm quang giống như chất tạo màu để vẽ mạch điện; chuyển động của nó trong dung dịch hiện hình trực tiếp quyết định việc vẽ mạch có chính xác, có tốt hay không, từ đó ảnh hưởng đến tỷ lệ sản phẩm đạt của chip. Trong một thời gian dài, hành vi vi mô của chất cảm quang trong dung dịch hiện hình là "hộp đen", việc tối ưu hóa quy trình trong ngành công nghiệp chỉ có thể dựa vào thử-sai lặp đi lặp lại, đây trở thành một trong những nút thắt cổ chai then chốt hạn chế việc nâng cao tỷ lệ sản phẩm đạt cho các quy trình tiên tiến 7 nanômét và dưới đó.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu lần đầu tiên đưa kỹ thuật chụp cắt lớp điện tử lạnh vào lĩnh vực bán dẫn. Cuối cùng, các nhà nghiên cứu đã tổng hợp thành công một "bức ảnh toàn cảnh" vi mô ba chiều với độ phân giải tốt hơn 5 nanômét, một lần nữa khắc phục ba điểm yếu lớn của kỹ thuật truyền thống: không thể quan sát nguyên trạng, ba chiều và độ phân giải cao.

Giáo sư Peng Hailin cho biết, kỹ thuật chụp cắt lớp điện tử lạnh cung cấp một công cụ mạnh mẽ để phân giải các phản ứng tại bề mặt tiếp xúc pha lỏng ở quy mô nguyên tử/phân tử. Nắm vững cấu trúc và hành vi vi mô của polymer trong chất lỏng có thể thúc đẩy việc kiểm soát lỗi và nâng cao tỷ lệ sản phẩm đạt trong các quy trình then chốt như quang khắc, khắc ăn mòn và làm sạch ướt trong quy trình sản xuất tiên tiến.