EUV光刻胶材料取得重要进展

电子发烧友网综合报道

随着集成电路工艺的不断突破，当制程节点持续向7nm及以下迈进，传统的光刻技术已难以满足高精度、高密度的制造需求，此时，波长13.5nm的极紫外（EUV）光刻技术逐渐成为支撑这一突破的核心力量。

然而，EUV光刻的广泛应用并非坦途，其光源本身存在反射损耗大、亮度低等固有缺陷，这对配套的光刻胶材料提出了前所未有的严苛要求——不仅需要具备高效的EUV吸收能力，还要在反应机制的稳定性、缺陷控制的精准度等方面实现质的飞跃。

面对这一挑战，学术界和产业界一直在寻找更理想的EUV光刻胶材料。理想的光刻胶应具备四大特性：高EUV吸收能力、高能量利用效率、分子均一性以及尽可能小的构筑单元，以提升灵敏度、降低缺陷和线边缘粗糙度。

就在业界为突破这些关卡而不懈探索时，清华大学化学系许华平教授团队的研究成果为EUV光刻胶的发展带来了突破性进展。

此次，他们创新性地将高EUV吸收元素碲（Te）通过Te–O键引入高分子骨架，利用碲元素在EUV波段优异的吸收能力和较低的Te–O键解离能，实现了高吸收、高灵敏度的正性显影效果。这种新型光刻胶由单组分小分子聚合而成，结构简洁，却能整合理想的光刻胶特性，为下一代EUV光刻胶的开发提供了全新路径。

实验数据显示，这种聚碲氧烷光刻胶在不同参数条件下均表现出优异性能，例如在线宽（LW）为16nm时，曝光剂量仅需27.2mJ/cm?，线边缘粗糙度（LER）低至1.75nm，线宽粗糙度（LWR）仅1.91nm，这些指标均达到了理想光刻胶的严苛标准，甚至在部分参数上超越了现有主流材料。

相比传统光刻胶，聚碲氧烷基光刻胶的优势在于其分子设计的高度均一性。传统光刻胶往往依赖复杂的金属掺杂或化学放大机制，导致材料组分不均，容易在光刻过程中产生缺陷。而聚碲氧烷材料通过单一聚合物骨架实现高效EUV吸收，避免了金属扩散问题，显著降低了光刻图案的缺陷率。

此外，其高Te–O键解离能使得光刻胶在EUV曝光后能更精准地发生化学反应，从而提升光刻分辨率和线边缘粗糙度的控制能力。

清华大学表示，该研究提出的“高吸收元素Te+主链断裂机制+材料均一性”的光刻胶设计路径，不仅适用于EUV光刻，也为其他先进光刻技术提供了新的材料设计思路。未来，该团队计划进一步优化材料性能，并推动其产业化应用，以助力我国先进半导体工艺的技术革新。

随着这种新型光刻胶技术的不断成熟与产业化应用，有望推动先进半导体工艺在7nm以下节点实现更稳定、更高良率的量产，进而为人工智能、5G通信、量子计算等前沿领域提供更强劲的硬件支撑。清华大学团队的探索，不仅是材料科学领域的一次重要突破，更是中国科研力量在半导体关键材料领域迈出的坚实一步，为全球半导体技术的革新注入了新的活力。