電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報道

隨著集成電路工藝的不斷突破，當(dāng)制程節(jié)點持續(xù)向7nm及以下邁進(jìn)，傳統(tǒng)的光刻技術(shù)已難以滿足高精度、高密度的制造需求，此時，波長13.5nm的極紫外（EUV）光刻技術(shù)逐漸成為支撐這一突破的核心力量。

然而，EUV光刻的廣泛應(yīng)用并非坦途，其光源本身存在反射損耗大、亮度低等固有缺陷，這對配套的光刻膠材料提出了前所未有的嚴(yán)苛要求——不僅需要具備高效的EUV吸收能力，還要在反應(yīng)機制的穩(wěn)定性、缺陷控制的精準(zhǔn)度等方面實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

面對這一挑戰(zhàn)，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界一直在尋找更理想的EUV光刻膠材料。理想的光刻膠應(yīng)具備四大特性：高EUV吸收能力、高能量利用效率、分子均一性以及盡可能小的構(gòu)筑單元，以提升靈敏度、降低缺陷和線邊緣粗糙度。

就在業(yè)界為突破這些關(guān)卡而不懈探索時，清華大學(xué)化學(xué)系許華平教授團隊的研究成果為EUV光刻膠的發(fā)展帶來了突破性進(jìn)展。

此次，他們創(chuàng)新性地將高EUV吸收元素碲（Te）通過Te–O鍵引入高分子骨架，利用碲元素在EUV波段優(yōu)異的吸收能力和較低的Te–O鍵解離能，實現(xiàn)了高吸收、高靈敏度的正性顯影效果。這種新型光刻膠由單組分小分子聚合而成，結(jié)構(gòu)簡潔，卻能整合理想的光刻膠特性，為下一代EUV光刻膠的開發(fā)提供了全新路徑。

實驗數(shù)據(jù)顯示，這種聚碲氧烷光刻膠在不同參數(shù)條件下均表現(xiàn)出優(yōu)異性能，例如在線寬（LW）為16nm時，曝光劑量僅需27.2mJ/cm2，線邊緣粗糙度（LER）低至1.75nm，線寬粗糙度（LWR）僅1.91nm，這些指標(biāo)均達(dá)到了理想光刻膠的嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)，甚至在部分參數(shù)上超越了現(xiàn)有主流材料。

相比傳統(tǒng)光刻膠，聚碲氧烷基光刻膠的優(yōu)勢在于其分子設(shè)計的高度均一性。傳統(tǒng)光刻膠往往依賴復(fù)雜的金屬摻雜或化學(xué)放大機制，導(dǎo)致材料組分不均，容易在光刻過程中產(chǎn)生缺陷。而聚碲氧烷材料通過單一聚合物骨架實現(xiàn)高效EUV吸收，避免了金屬擴散問題，顯著降低了光刻圖案的缺陷率。

此外，其高Te–O鍵解離能使得光刻膠在EUV曝光后能更精準(zhǔn)地發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而提升光刻分辨率和線邊緣粗糙度的控制能力。

清華大學(xué)表示，該研究提出的“高吸收元素Te+主鏈斷裂機制+材料均一性”的光刻膠設(shè)計路徑，不僅適用于EUV光刻，也為其他先進(jìn)光刻技術(shù)提供了新的材料設(shè)計思路。未來，該團隊計劃進(jìn)一步優(yōu)化材料性能，并推動其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，以助力我國先進(jìn)半導(dǎo)體工藝的技術(shù)革新。

隨著這種新型光刻膠技術(shù)的不斷成熟與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，有望推動先進(jìn)半導(dǎo)體工藝在7nm以下節(jié)點實現(xiàn)更穩(wěn)定、更高良率的量產(chǎn)，進(jìn)而為人工智能、5G通信、量子計算等前沿領(lǐng)域提供更強勁的硬件支撐。清華大學(xué)團隊的探索，不僅是材料科學(xué)領(lǐng)域的一次重要突破，更是中國科研力量在半導(dǎo)體關(guān)鍵材料領(lǐng)域邁出的堅實一步，為全球半導(dǎo)體技術(shù)的革新注入了新的活力。