北京大學化學與分子工程學院彭海琳教授團隊聯合科研伙伴，運用冷凍電子斷層掃描技術，首次在液相環境中實現了光刻膠分子微觀三維結構的原位解析。這項突破性成果不僅揭示了光刻膠的界面分布特征與分子纏結模式，更為降低芯片制造中的光刻缺陷提供了關鍵技術路徑，相關研究論文已發表于國際權威期刊《自然-通訊》。

在半導體制造領域，"顯影"工藝是決定芯片良率的核心環節。該過程通過顯影液溶解光刻膠曝光區域，將電路設計精準轉移至硅片表面。然而，光刻膠在液相環境中的動態行為長期處于"盲區"，工業界只能依賴經驗反復調試工藝參數，這成為制約7納米及以下先進制程良率提升的關鍵障礙。研究團隊創新性地引入冷凍電鏡技術，在晶圓完成標準光刻曝光后，將含光刻膠的顯影液極速冷凍至玻璃態，成功"凍結"了分子運動的瞬間狀態。

科研人員通過傾斜樣品采集多角度二維投影，結合三維重構算法，最終獲得了分辨率優于5納米的立體圖像。這項技術突破同時解決了傳統觀測手段的三大局限：無法實現原位檢測、缺乏三維結構信息、分辨率不足。研究顯示，光刻膠分子在液相中的纏結方式直接影響顯影精度，優化后的工藝方案可使光刻缺陷率顯著下降。

該技術的輻射效應遠超半導體領域。冷凍電子斷層掃描技術為在原子尺度研究液相化學反應提供了通用平臺，涵蓋催化反應、化學合成乃至生物分子動態等場景。在芯片制造環節，對液相聚合物行為的精準把控將推動光刻、蝕刻、清洗等關鍵工序的缺陷控制，為制造更高性能、更可靠的芯片奠定基礎。

作為集成電路制造的核心耗材，光刻膠的質量直接決定光刻工藝的成敗。數據顯示，光刻工序占芯片制造總工時的50%，成本占比達三分之一。根據技術壁壘劃分，光刻膠可分為半導體用、面板用和PCB用三大類，其中半導體級產品技術難度最高。國內市場呈現快速增長態勢，2023年規模達109.2億元，2024年突破114億元，預計2025年將達123億元，KrF等中高端產品的國產化進程正在加快。

在材料領域取得突破的同時，光刻機設備的國產化進程也備受關注。當前國內產業鏈已形成完整布局，涵蓋上游設備與材料、中游系統集成、下游應用三大環節。盡管在高端光刻機領域仍存在技術差距，但產業鏈各環節均涌現出具備競爭力的企業。例如在光源系統方面，科益虹源研發的248nm和193nm準分子激光器已達國際水平；國望光學開發的90nm節點ArF光刻機曝光系統填補了國內空白。

光學鏡頭領域同樣取得重要進展，中科科儀研發的直線式勞埃透鏡鍍膜裝置實現了納米級精度控制。產業鏈其他關鍵環節也涌現出多家技術領先企業，涉及物鏡系統、溫控設備、潔凈裝置等多個領域。這種全產業鏈的技術儲備，為突破高端光刻機技術封鎖提供了堅實基礎。