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近日，清華大學化學系許華平教授團隊在極紫外（EUV）光刻材料領域取得重大突破，成功開發出一種基于聚碲氧烷（Polytelluoxane, PTeO）的新型光刻膠。這一創新成果為先進半導體制造提供了關鍵材料的新設計策略，有望推動下一代EUV光刻技術的發展。 隨著集成電路工藝向7nm及以下節點邁進，13.5nm波長的EUV光刻技術成為實現先進芯片制造的核心。然而，EUV光源的高反射損耗和低亮度特性對光刻膠的靈敏度、吸收效率和缺陷控制提出了嚴峻挑戰。目前主流EUV光刻膠多依賴化學放大機制或金屬敏化團簇，但這些方法往往存在結構復雜、組分分布不均、反應擴散等問題，容易引入隨機缺陷，影響芯片制造的精度和良率。 許華平教授團隊基于此前發明的聚碲氧烷材料，通過將高EUV吸收元素碲（Te）直接引入高分子骨架，開發出新型光刻膠。碲元素在EUV波段具有極高的吸收截面，遠超傳統光刻膠中的碳、氧等輕元素及鋅、鋯等金屬元素，顯著提升了光刻膠的能量利用效率。同時，Te─O鍵的低解離能使其在吸收EUV能量后可直接發生主鏈斷裂，誘導溶解度變化，實現高靈敏度的正性顯影。這一設計不僅簡化了材料結構，還確保了分子尺度的均一性，有效降低了線邊緣粗糙度（LER），從而提升光刻圖案的精確度。 
實驗數據顯示，該聚碲氧烷光刻膠在13.1 mJ/cm²的低曝光劑量下即可實現18nm線寬的高分辨率圖案，線邊緣粗糙度低至1.97nm，展現出優異的性能。此外，該材料無需后烘處理，合成工藝簡潔，具有良好的工藝兼容性和可擴展性。 這項研究不僅為EUV光刻膠的設計提供了全新思路，也為我國在高端半導體材料領域的自主創新奠定了重要基礎。相關成果已發表于國際權威期刊《科學進展》（Science Advances），并得到國家自然科學基金重點項目的支持。未來，該技術的進一步優化和產業化有望助力全球半導體制造工藝邁向更先進的制程節點。 |
