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半导体行业圈 振兴国产半导体产业！



在半导体产业迈向2nm工艺节点的关键赛道上，被誉为"芯片雕刻刀"的极紫外（EUV）光刻技术正面临材料瓶颈。犹如黎明前的技术曙光，清华大学化学系许华平教授团队近日在《自然·材料》期刊发表里程碑式成果——全球首创的聚碲氧烷基EUV光刻胶体系，为突破摩尔定律极限提供了中国方案。
近日，清华大学许华平教授团队在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。
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光刻胶是一种对光敏感的特殊材料，将它涂在硅片表面后，光刻机负责“打光”，而光刻胶负责“显影”。两者要配合得天衣无缝，才能在硅片上刻出纳米级的电路结构。光刻胶按照使用的光源波长从长到短可以分为：g线、i线、KrF、ArF、EUV，工艺越高精密度和质量都会越高。
7nm以下制程就必须用到EUV光刻机，波长为13.5nm，技术难度大。这种精度下，对光刻胶的要求更高，需要吸收更多的光、反应更快，结构更稳定。目前主流EUV光刻胶通常无法满足需求。
学术界普遍认为，理想的EUV光刻胶应具备以下4个特性：
  • 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化为光刻胶材料溶解度的变化
  • 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
  • 尽可能小的构筑单元：消除基元特征尺寸对分辨率的影响，减小线边缘粗糙度（LER）
而清华大学许华平团队开发出的基于聚碲氧烷（Polytelluoxane, PTeO）的新型光刻胶，满足上述条件。
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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，利用碲具有高EUV吸收截面和Te─O键较低的解离的优势，实现高吸收、高灵敏度的正性显影。该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。
图源：清华大学官网
目前全球的光刻胶主要被日本JSR、信越化学、东京应化等企业垄断，占据70%以上的市场份额，在高端的ArF、EUV光刻胶领域，日本企业市场占有率超过90%。虽然南大光电旗下第三款通过验证的ArF光刻胶产已经销售、武汉太紫微研发的新型KrF光刻胶产品T150A，极限分辨率高达120nm。但中国的光刻胶自给率只占据5-10%左右，90%要靠进口。
这一次清华大学的研究，不仅是基础科研层面的新突破，也为产业链补齐短板带来了希望。




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