近日，清华大学化学系徐华平教授课题组在极紫外（EUV）光刻胶材料方面取得重要进展，开发出一种基于聚碲氧烷（PTeO）的新型光刻胶，为先进半导体制造中的关键材料设计提供了新的策略。

随着集成电路工艺向7nm及以下节点迈进，13.5nm波长的EUV光刻技术已成为先进芯片制造的核心技术。然而，EUV光源高反射损耗、低亮度等特性对光刻胶的吸收效率、反应机理以及缺陷控制提出了更大的挑战。目前主流的EUV光刻胶多依靠化学放大机制或金属敏化团簇来提升灵敏度，但往往面临结构复杂、成分分布不均匀、反应易扩散以及引入随机缺陷等问题。突破这些瓶颈，构建理想的光刻胶体系是当前EUV光刻材料领域的核心挑战。学术界普遍认为，理想的EUV光刻胶应同时具备以下四个关键要素：1）较高的EUV吸收能力，降低曝光剂量，提高灵敏度；2）较高的能量利用效率，确保在小体积内将光能高效地转化为光刻胶材料溶解度的变化；3）分子尺度的均匀性，避免成分随机分布和扩散带来的缺陷噪声； 4）最小化构建单元，以消除元素特征尺寸对分辨率的影响，并降低线边缘粗糙度（LER）。长期以来，很少有材料系统能够同时满足这四个标准。

徐华平教授课题组基于前期发明的聚碲氧烷，开发出一种新型极紫外光刻胶，满足了上述理想光刻胶的条件。该研究将对极紫外光具有高吸收的元素碲（Te）通过Te─O键直接引入到聚合物主链中。碲是除惰性气体氙（Xe）、氡（Rn）和放射性元素砹（At）外所有元素中极紫外吸收截面最大的元素，其极紫外吸收能力远超传统光刻胶中常用的短周期元素以及Zn、Zr、Hf、Sn等金属元素，显著提升了光刻胶的极紫外吸收效率。同时，Te─O键相对较低的解离能使得光刻胶在吸收极紫外光时主链直接断裂，从而引起溶解度变化，实现高灵敏度的正性显影。该光刻胶仅由单组分小分子合成，在极其简单的设计下集成了理想光刻胶的特性，为构建下一代EUV光刻胶提供了清晰可行的途径。

聚苯乙烯：理想的EUV光刻胶材料

该研究提供了一条融合高吸收元素Te、主链断裂机制和材料均匀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的技术革新。

相关成果以“聚乙二醇作为EUV光刻胶的理想配方”为题，于16月XNUMX日发表在《科学进展》杂志上。

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