A fotolitografia é um dos principais impulsionadores do escalonamento contínuo dos processos de fabricação de chips semicondutores de circuitos integrados. Recentemente, a equipe do Professor Peng Hailin, da Escola de Química e Engenharia Molecular da Universidade de Pequim, e seus colaboradores utilizaram a tomografia crioeletrônica (TC) para, pela primeira vez, analisar in situ a estrutura tridimensional microscópica, a distribuição da interface e o comportamento de emaranhamento de moléculas fotorresistentes em um ambiente líquido. Esta pesquisa orientou o desenvolvimento de uma solução industrial que reduz significativamente os defeitos litográficos. O artigo relacionado foi publicado recentemente na Nature Communications.

A revelação é uma etapa fundamental da litografia. O revelador dissolve as áreas expostas do fotorresistente, transferindo com precisão o padrão do circuito para a pastilha de silício. O fotorresistente atua como um pigmento nos circuitos impressos; seu movimento no revelador determina diretamente a precisão e a qualidade dos circuitos impressos e, portanto, o rendimento do chip. Por muito tempo, o comportamento microscópico do fotorresiste no revelador foi uma "caixa preta", forçando a otimização de processos da indústria a depender exclusivamente de tentativa e erro. Isso se tornou um gargalo fundamental para a melhoria do rendimento de processos avançados em 7 nm e abaixo.

Para enfrentar esse desafio, a equipe de pesquisa introduziu a tecnologia de tomografia crioeletrônica na indústria de semicondutores pela primeira vez. Os pesquisadores finalmente sintetizaram uma "imagem panorâmica" tridimensional microscópica com resolução superior a 5 nanômetros, superando as três principais limitações das tecnologias tradicionais, que impediam observações in situ, tridimensionais e de alta resolução.

Peng Hailin afirmou que a tomografia crioeletrônica fornece uma ferramenta poderosa para analisar diversas reações interfaciais em fase líquida em escala atômica e molecular. Uma compreensão mais profunda da estrutura e do comportamento microscópico de polímeros em líquidos pode promover o controle de defeitos e melhorar o rendimento em processos-chave, como litografia, corrosão e limpeza úmida na manufatura avançada.