[Tin tức] Trung Quốc đạt bước đột phá trong công nghệ chip, mở đường cho tiến bộ trong quang khắc
Công nghệ quang khắc là một trong những yếu tố cốt lõi thúc đẩy sự thu nhỏ liên tục trong sản xuất mạch tích hợp (IC). Mới đây, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Bành Hải Lâm (Peng Hailin) thuộc Trường Hóa học và Kỹ thuật Phân tử, Đại học Bắc Kinh (Peking University) dẫn đầu, cùng các cộng sự, đã đạt được bước tiến lớn khi lần đầu tiên sử dụng kính hiển vi điện tử đông lạnh 3D (cryo-electron tomography, cryo-ET) để quan sát cấu trúc vi mô 3 chiều, sự phân bố giao diện và hành vi rối của các phân tử photoresist trong môi trường lỏng.
Khám phá này đã góp phần phát triển một quy trình công nghiệp có thể giảm đáng kể các khuyết tật trong quá trình quang khắc, đánh dấu một bước tiến quan trọng cho ngành bán dẫn. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.
Giai đoạn rửa hiện (Development) — khi vùng photoresist được chiếu sáng bị hòa tan bởi dung dịch rửa — là một trong những bước then chốt trong quy trình quang khắc, quyết định độ chính xác của hoa văn mạch được in lên tấm silicon. Photoresist đóng vai trò như “sắc tố” của quá trình sản xuất chip, và chuyển động của các phân tử photoresist trong dung dịch rửa ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và tỷ lệ thành phẩm của chip. Trong nhiều thập kỷ, hành vi vi mô của photoresist trong môi trường lỏng vẫn là một “hộp đen”, khiến ngành công nghiệp phải dựa vào thử nghiệm và sai sót để tối ưu quy trình — trở thành nút thắt cổ chai trong việc nâng cao năng suất ở các nút tiến trình 7nm trở xuống.
Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu tại Đại học Bắc Kinh đã lần đầu tiên ứng dụng cryo-electron tomography vào lĩnh vực bán dẫn, tạo ra hình ảnh toàn cảnh 3D ở độ phân giải dưới 5 nanomet, đồng thời vượt qua ba rào cản kỹ thuật lớn: quan sát in-situ, ba chiều và độ phân giải cao cùng lúc.
Theo Giáo sư Bành, cryo-electron tomography là một công cụ mạnh mẽ để nghiên cứu các phản ứng giao diện trong pha lỏng ở cấp độ nguyên tử và phân tử. Hiểu biết sâu hơn về cấu trúc polymer và động học vi mô trong môi trường lỏng có thể giúp kiểm soát khuyết tật và nâng cao tỷ lệ thành phẩm trong nhiều quy trình bán dẫn quan trọng — bao gồm quang khắc, khắc mòn và làm sạch ướt — trong sản xuất chip tiên tiến.
