EUV光刻材料取得突破 北京清華大學團隊開發新型光阻劑

北京清華大學宣布，該校化學系許華平教授團隊在EUV（極紫外光）光刻材料上取得重大突破，開發出一種基於聚碲氧烷（Polytelluoxane, PTeO）的新型光阻劑，為先進半導體製造關鍵材料提供新的設計策略。相關研究成果已於16日發表於期刊《科學前緣》（Science Advances）。

IT之家報導，隨著積體電路製程持續推進至7nm及以下節點，波長13.5nm的EUV成為實現先進晶片製造的核心，但EUV光源反射損耗大、亮度低，對光阻劑在吸收效率、反應機制與缺陷控制等方面提出更高要求。

研究提出了一種融合高吸收元素碲（Te）、主鏈斷裂機制與材料均一性的光阻劑設計路徑，有望推動下一代EUV光刻材料的發展，助力先進半導體製程技術革新。

清華指出，目前主流EUV光阻劑多依賴化學放大量機制或金屬敏化團簇提升靈敏度，但常面臨結構複雜、成分分布不均、反應易擴散，易引入隨機缺陷等問題。

學界普遍認為，理想EUV光阻劑應同時具備以下四大特性，包括高EUV吸收能力，減少曝光劑量，提升靈敏度；高能量利用效率，確保光能在小體積內高效轉換為溶解度變化；分子尺度均一性，避免隨機分布與擴散造成的缺陷雜訊；極小構築單元：降低基元特徵尺寸對解析度的影響，減少線邊緣粗糙度（LER）。

此次研究中，許華平團隊基於早期發明的聚碲氧烷開發出符合上述理想特性的全新EUV光阻劑。團隊將高EUV吸收元素碲（Te）透過 Te─O 鍵直接引入高分子骨架。碲的EUV吸收截面僅次於惰性氣體氙（Xe）、氡（Rn）及放射性元素砹（At），遠高於傳統光阻劑中的短周期元素與Zn、Zr、Hf、Sn等金屬元素，顯著提升吸收效率。

Te─O鍵低解離能使其在吸收EUV後能直接引發主鏈斷裂，誘導溶解度變化，實現高靈敏度正性顯影。該光阻劑僅由單一小分子聚合組成，在極簡設計下整合理想特性，為下一代EUV光阻劑提供清晰可行的開發路徑。