최근 칭화대학교 화학과 쉬 화핑 교수가 이끄는 연구팀은 극자외선(EUV) 포토레지스트 소재 개발에 상당한 진전을 이루었습니다. 연구팀은 폴리텔루옥산(PTeO3)을 기반으로 한 새로운 포토레지스트를 개발하여 첨단 반도체 제조 분야의 핵심 소재에 대한 새로운 설계 전략을 제시했습니다.

집적 회로 공정이 7nm 노드 이상으로 발전함에 따라 13.5nm 파장 EUV 리소그래피는 첨단 칩 제조를 가능하게 하는 핵심 기술이 되었습니다. 그러나 높은 반사 손실과 낮은 밝기와 같은 EUV 광원의 특성은 흡수 효율, 반응 메커니즘 및 결함 제어와 관련하여 포토레지스트에 더 큰 과제를 안겨줍니다. 현재 주류를 이루는 EUV 포토레지스트는 감도를 높이기 위해 화학 증폭 메커니즘이나 금속 감응 클러스터에 의존하는 경우가 많지만, 복잡한 구조, 불균일한 성분 분포, 반응의 쉬운 확산, 확률적 결함 발생과 같은 문제에 자주 직면합니다. 이러한 병목 현상을 극복하여 이상적인 포토레지스트 시스템을 구축하는 것은 현재 EUV 리소그래피 재료 분야의 핵심 과제입니다. 학계는 이상적인 EUV 포토레지스트가 다음 네 가지 핵심 요소를 동시에 갖춰야 한다는 데 널리 동의합니다. 1) 노광량을 줄이고 감도를 향상시키기 위한 높은 EUV 흡수 용량; 2) 작은 부피 내에서 광 에너지가 포토레지스트 재료 용해도의 변화로 효율적으로 변환되도록 하는 높은 에너지 이용 효율; 3) 무작위 성분 분포 및 확산으로 인한 결함 노이즈를 방지하기 위한 분자 단위 균일성; 4) 분해능에 대한 원소 특징 크기의 영향을 제거하고 라인 에지 거칠기(LER)를 줄이기 위한 최소 빌딩 유닛. 오랫동안 이 네 가지 기준을 모두 충족하는 재료 시스템은 거의 없었습니다.

쉬 화핑 교수 연구팀은 앞서 개발한 폴리텔루옥산을 기반으로 앞서 언급한 이상적인 포토레지스트의 조건을 충족하는 새로운 EUV 포토레지스트를 개발했습니다. 본 연구에서 연구팀은 EUV 흡수율이 높은 원소인 텔루륨(Te)을 Te─O 결합을 통해 폴리머 골격에 직접 결합시켰습니다. 텔루륨은 불활성 기체인 제논(Xe), 라돈(Rn), 그리고 방사성 원소인 아스타틴(At)을 제외한 모든 원소 중 EUV 흡수 단면적이 가장 높습니다. 텔루륨의 EUV 흡수 용량은 기존 포토레지스트에 흔히 사용되는 단주기 원소와 Zn, Zr, Hf, Sn과 같은 금속 원소의 EUV 흡수 용량을 크게 능가하여 포토레지스트의 EUV 흡수 효율을 크게 향상시킵니다. 동시에, Te─O 결합의 상대적으로 낮은 해리 에너지는 EUV 흡수 시 주쇄의 직접적인 절단을 가능하게 하여 용해도 변화를 유도하고 고감도 포지티브 톤 현상을 가능하게 합니다. 이 포토레지스트는 단일 성분의 소형 분자만으로 합성되어, 매우 간단한 설계 하에 이상적인 포토레지스트의 특성을 통합했으며, 차세대 EUV 포토레지스트를 구축하기 위한 명확하고 실행 가능한 경로를 제공합니다.

폴리텔루옥산: 이상적인 EUV 포토레지스트 소재

본 연구는 고흡수성 원소인 Te, 주쇄 절단 메커니즘, 그리고 재료 균일성을 통합하는 포토레지스트 설계 경로를 제공합니다. 이는 차세대 EUV 리소그래피 재료 개발을 촉진하고 첨단 반도체 공정의 기술 혁신에 기여할 것으로 기대됩니다.

관련 성과는 "EUV 포토레지스트를 위한 이상적인 제형으로서의 폴리텔루옥산"이라는 제목으로 16월 XNUMX일 Science Advances에 게재되었습니다.

회사 소개 SLKOR:

SLKOR중국 선전에 본사를 둔 는 전력 반도체 분야에서 빠르게 성장하는 국가 첨단 기술 기업입니다. 베이징과 쑤저우에 R&D 센터를 두고 있으며, 핵심 기술팀은 칭화대학교 출신입니다. 탄화규소(SiC) 전력 소자 기술의 혁신 기업으로서, SLKOR의 제품은 신에너지 자동차, 태양광 발전, 산업용 IoT, 가전제품 분야에서 널리 사용되고 있으며, 전 세계적으로 10,000개 이상의 고객에게 중요한 반도체 솔루션을 제공하고 있습니다.

이 회사는 연간 2억 개 이상의 제품을 공급하고 있으며, SiC MOSFET과 5세대 초고속 복구 SBD 다이오드는 효율 비율과 열 안정성 측면에서 업계 벤치마크를 설정하고 있습니다. SLKOR 100개 이상의 발명 특허를 보유하고 2,000개 이상의 제품 모델을 제공하며, 전력 소자, 센서, 전력 관리 IC 등 다양한 분야에서 IP 포트폴리오를 지속적으로 확장하고 있습니다. ISO 9001, EU RoHS/REACH, CP65 준수 등의 인증은 기술 혁신, 린 제조, 그리고 지속 가능한 개발에 대한 회사의 확고한 의지를 보여줍니다.