清華大學(xué)EUV光刻膠材料取得重要進(jìn)展新型聚碲氧烷光刻膠問世

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2025-07-26 12:20:40 www.icpdf.com/xinpin/17...html

近日，清華大學(xué)化學(xué)系許華平教授團(tuán)隊(duì)在極紫外（EUV）光刻材料上取得了重要進(jìn)展，成功開發(fā)出一種基于聚碲氧烷（Polytelluoxane, PTeO）的新型光刻膠。這一成果為先進(jìn)半導(dǎo)體制造中的關(guān)鍵材料提供了全新的設(shè)計(jì)策略。

光刻膠是半導(dǎo)體制造過程中的關(guān)鍵材料，在光照下會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在芯片制造流程中，將光刻膠均勻涂布在硅片表面，利用光掩膜進(jìn)行曝光，再經(jīng)過一系列化學(xué)處理和洗滌工序，把需要加工的芯片圖形精準(zhǔn)轉(zhuǎn)移至硅片表面，從而實(shí)現(xiàn)芯片產(chǎn)品的精密加工和制造。光刻膠不僅是半導(dǎo)體生產(chǎn)線必不可少的工具，更是實(shí)現(xiàn)微米級(jí)別精密加工的關(guān)鍵材料，能夠有效控制芯片制造的精度和質(zhì)量，確保芯片產(chǎn)品具備高品質(zhì)、高穩(wěn)定性和高性能。

隨著集成電路工藝向7nm及以下節(jié)點(diǎn)不斷推進(jìn)，13.5 nm波長(zhǎng)的EUV光刻成為實(shí)現(xiàn)先進(jìn)芯片制造的核心技術(shù)。但EUV光源反射損耗大、亮度低等特點(diǎn)，對(duì)光刻膠在吸收效率、反應(yīng)機(jī)制和缺陷控制等方面提出了更高挑戰(zhàn)。當(dāng)前主流EUV光刻膠多依賴化學(xué)放大機(jī)制或金屬敏化團(tuán)簇來提升靈敏度，但常面臨結(jié)構(gòu)復(fù)雜、組分分布不均、反應(yīng)容易擴(kuò)散、容易引入隨機(jī)缺陷等問題。如何突破這些瓶頸，構(gòu)建理想光刻膠體系，成為當(dāng)前EUV光刻材料領(lǐng)域的核心挑戰(zhàn)。

理想的EUV光刻膠應(yīng)具備高EUV吸收能力、高能量利用效率、分子尺度的均一性以及盡可能小的構(gòu)筑單元。長(zhǎng)期以來，鮮有材料體系能夠同時(shí)滿足這四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。許華平教授課題組基于團(tuán)隊(duì)早期發(fā)明的聚碲氧烷，成功開發(fā)出一種全新的EUV光刻膠，完美滿足了上述條件。在研究中，團(tuán)隊(duì)將高EUV吸收元素碲通過Te─O鍵直接引入高分子骨架中。碲具有除惰性氣體元素氙、氡和放射性元素砹之外最高的EUV吸收截面，其EUV吸收能力遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)光刻膠中的短周期元素和Zn、Zr、Hf和Sn等金屬元素，顯著提升了光刻膠的EUV吸收效率。Te─O鍵較低的解離能在吸收EUV后可直接發(fā)生主鏈斷裂，誘導(dǎo)溶解度變化，從而實(shí)現(xiàn)高靈敏度的正性顯影。這一光刻膠僅由單組份小分子聚合而成，在極簡(jiǎn)的設(shè)計(jì)下實(shí)現(xiàn)了理想光刻膠特性的整合，為構(gòu)建下一代EUV光刻膠提供了清晰且可行的路徑。

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