EUV光刻材料取得突破清华大学团队开发新型光阻剂

北京清华大学宣布，该校化学系许华平教授团队在EUV（极紫外光）光刻材料上取得重大突破，开发出一种基于聚碲氧烷（Polytelluoxane, PTeO）的新型光阻剂，为先进半导体制造关键材料提供新的设计策略。相关研究成果已于16日发表于期刊《科学前缘》（Science Advances）。

IT之家报导，随着积体电路制程持续推进至7nm及以下节点，波长13.5nm的EUV成为实现先进芯片制造的核心，但EUV光源反射损耗大、亮度低，对光阻剂在吸收效率、反应机制与缺陷控制等方面提出更高要求。

研究提出了一种融合高吸收元素碲（Te）、主链断裂机制与材料均一性的光阻剂设计路径，有望推动下一代EUV光刻材料的发展，助力先进半导体制程技术革新。

清华指出，目前主流EUV光阻剂多依赖化学放大量机制或金属敏化团簇提升灵敏度，但常面临结构复杂、成分分布不均、反应易扩散，易引入随机缺陷等问题。

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学界普遍认为，理想EUV光阻剂应同时具备以下四大特性，包括高EUV吸收能力，减少曝光剂量，提升灵敏度；高能量利用效率，确保光能在小体积内高效转换为溶解度变化；分子尺度均一性，避免随机分布与扩散造成的缺陷噪声；极小构筑单元：降低基元特征尺寸对分辨率的影响，减少线边缘粗糙度（LER）。

此次研究中，许华平团队基于早期发明的聚碲氧烷开发出符合上述理想特性的全新EUV光阻剂。团队将高EUV吸收元素碲（Te）透过 Te─O 键直接引入高分子骨架。碲的EUV吸收截面仅次于惰性气体氙（Xe）、氡（Rn）及放射性元素砹（At），远高于传统光阻剂中的短周期元素与Zn、Zr、Hf、Sn等金属元素，显着提升吸收效率。

Te─O键低解离能使其在吸收EUV后能直接引发主链断裂，诱导溶解度变化，实现高灵敏度正性显影。该光阻剂仅由单一小分子聚合组成，在极简设计下整合理想特性，为下一代EUV光阻剂提供清晰可行的开发路径。