電子發燒友網綜合報道

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

然而，EUV光刻的廣泛應用并非坦途，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苛要求——不僅需要具備高效的EUV吸收能力，還要在反應機制的穩定性、缺陷控制的精準度等方面實現質的飛躍。

面對這一挑戰，學術界和產業界一直在尋找更理想的EUV光刻膠材料。理想的光刻膠應具備四大特性：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筑單元，以提升靈敏度、降低缺陷和線邊緣粗糙度。

就在業界為突破這些關卡而不懈探索時，清華大學化學系許華平教授團隊的研究成果為EUV光刻膠的發展帶來了突破性進展。

此次，他們創新性地將高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波段優異的吸收能力和較低的Te–O鍵解離能，實現了高吸收、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，結構簡潔，卻能整合理想的光刻膠特性，為下一代EUV光刻膠的開發提供了全新路徑。

實驗數據顯示，這種聚碲氧烷光刻膠在不同參數條件下均表現出優異性能，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，這些指標均達到了理想光刻膠的嚴苛標準，甚至在部分參數上超越了現有主流材料。

相比傳統光刻膠，聚碲氧烷基光刻膠的優勢在于其分子設計的高度均一性。傳統光刻膠往往依賴復雜的金屬摻雜或化學放大機制，導致材料組分不均，容易在光刻過程中產生缺陷。而聚碲氧烷材料通過單一聚合物骨架實現高效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曝光后能更精準地發生化學反應，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”的光刻膠設計路徑，不僅適用于EUV光刻，也為其他先進光刻技術提供了新的材料設計思路。未來，該團隊計劃進一步優化材料性能，并推動其產業化應用，以助力我國先進半導體工藝的技術革新。

隨著這種新型光刻膠技術的不斷成熟與產業化應用，有望推動先進半導體工藝在7nm以下節點實現更穩定、更高良率的量產，進而為人工智能、5G通信、量子計算等前沿領域提供更強勁的硬件支撐。清華大學團隊的探索，不僅是材料科學領域的一次重要突破，更是中國科研力量在半導體關鍵材料領域邁出的堅實一步，為全球半導體技術的革新注入了新的活力。