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EUV光刻胶重要进展!

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据清华大学官网介绍,日前,清华大学化学系许华平教授团队在极紫外(EUV)光刻材料上取得重要进展,开发出一种基于聚碲氧烷的新型光刻胶,为先进半导体制造中的关键材料提供了新的设计策略。
 
 
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原文:
近日,清华大学化学系许华平教授团队在极紫外(EUV)光刻材料上取得重要进展,开发出一种基于聚碲氧烷(Polytelluoxane, PTeO)的新型光刻胶,为先进半导体制造中的关键材料提供了新的设计策略。
随着集成电路工艺向7nm及以下节点不断推进,13.5 nm波长的EUV光刻成为实现先进芯片制造的核心技术。但EUV光源反射损耗大、亮度低等特点,对光刻胶在吸收效率、反应机制和缺陷控制等方面提出了更高挑战。当前主流EUV光刻胶多依赖化学放大机制或金属敏化团簇来提升灵敏度,但常面临结构复杂、组分分布不均、反应容易扩散,容易引入随机缺陷等问题。如何突破这些瓶颈,构建理想光刻胶体系,成为当前EUV光刻材料领域的核心挑战。学界普遍认为,理想的EUV光刻胶应同时具备以下四项关键要素:1)高EUV吸收能力,以减少曝光剂量,提升灵敏度;2)高能量利用效率,确保光能在小体积内高效转化为光刻胶材料溶解度的变化;3)分子尺度的均一性,避免组分随机分布与扩散带来的缺陷噪声;4)尽可能小的构筑单元,以消除基元特征尺寸对分辨率的影响,减小线边缘粗糙度(LER)。长期以来,鲜有材料体系能够同时满足这四个标准。
许华平教授课题组基于团队早期发明的聚碲氧烷开发出一种全新的EUV光刻胶,满足了上述理想光刻胶的条件。在该项研究中,团队将高EUV吸收元素碲(Te)通过Te─O键直接引入高分子骨架中。碲具有除惰性气体元素氙(Xe)、氡(Rn)和放射性元素砹(At)之外最高的EUV吸收截面,EUV吸收能力远高于传统光刻胶中的短周期元素和Zn、Zr、Hf和Sn等金属元素,显著提升了光刻胶的EUV吸收效率。同时,Te─O键较低的解离能使其在吸收EUV后可直接发生主链断裂,诱导溶解度变化,从而实现高灵敏度的正性显影。这一光刻胶仅由单组份小分子聚合而成,在极简的设计下实现了理想光刻胶特性的整合,为构建下一代EUV光刻胶提供了清晰而可行的路径。
 
 
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聚碲氧烷:理想的EUV光刻胶材料
该研究提供了一种融合高吸收元素Te、主链断裂机制与材料均一性的光刻胶设计路径,有望推动下一代EUV光刻材料的发展,助力先进半导体工艺技术革新。
相关成果以“聚碲氧烷作为EUV光刻胶的理想配方”(Polytelluoxane as the ideal formulation for EUV photoresist)为题,于7月16日发表于《科学进展》(Science Advances)期刊。
清华大学化学系2024级博士生周睿豪为论文第一作者,2020级博士生曹木青参与了本工作。清华大学化学系许华平教授为通讯作者,清华大学集成电路学院客座教授马克·奈瑟(Mark Neisser)与江南大学化学与材料工程学院谭以正副教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金重点项目的资助支持。
 
 
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论文链接:
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx1918
参考文献链接
清华大学官宣:EUV光刻胶重要进展!
http://www.westin-hotel.cn/news/829.html

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