เมื่อเร็วๆ นี้ ทีมวิจัยซึ่งนำโดยศาสตราจารย์ซู ฮวาผิง จากภาควิชาเคมี มหาวิทยาลัยชิงหวา ได้พัฒนาวัสดุโฟโตเรซิสต์ชนิดใหม่ที่ใช้โพลีเทลลูเซน (PTeO2) ซึ่งนำเสนอกลยุทธ์การออกแบบใหม่สำหรับวัสดุสำคัญในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง

ในขณะที่กระบวนการวงจรรวมกำลังพัฒนาไปสู่โหนดขนาด 7 นาโนเมตรและสูงกว่านั้น การพิมพ์หิน EUV ความยาวคลื่น 13.5 นาโนเมตรได้กลายเป็นเทคโนโลยีหลักที่ช่วยให้การผลิตชิปขั้นสูงเป็นไปได้ อย่างไรก็ตาม ลักษณะของแหล่งกำเนิดแสง EUV เช่น การสูญเสียการสะท้อนสูงและความสว่างต่ำ สร้างความท้าทายที่มากขึ้นสำหรับโฟโตเรซิสต์ในด้านประสิทธิภาพการดูดซับ กลไกการเกิดปฏิกิริยา และการควบคุมข้อบกพร่อง โฟโตเรซิสต์ EUV กระแสหลักในปัจจุบันมักอาศัยกลไกการขยายสัญญาณทางเคมีหรือคลัสเตอร์ที่ไวต่อโลหะเพื่อเพิ่มความไว แต่บ่อยครั้งที่ต้องเผชิญกับปัญหาต่างๆ เช่น โครงสร้างที่ซับซ้อน การกระจายตัวของส่วนประกอบที่ไม่สม่ำเสมอ การแพร่กระจายของปฏิกิริยาที่ง่าย และการเกิดข้อบกพร่องแบบสุ่ม การฝ่าฟันอุปสรรคเหล่านี้เพื่อสร้างระบบโฟโตเรซิสต์ที่สมบูรณ์แบบถือเป็นความท้าทายหลักในสาขาวัสดุการพิมพ์หิน EUV ในปัจจุบัน ชุมชนวิชาการเห็นพ้องต้องกันอย่างกว้างขวางว่าโฟโตเรซิสต์ EUV ที่สมบูรณ์แบบควรมีองค์ประกอบสำคัญสี่ประการดังต่อไปนี้: 1) ความสามารถในการดูดซับ EUV สูงเพื่อลดปริมาณแสงและเพิ่มความไว; 2) ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูง เพื่อให้มั่นใจว่าพลังงานแสงจะถูกแปลงอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อเปลี่ยนแปลงความสามารถในการละลายของวัสดุโฟโตเรซิสต์ภายในปริมาตรที่น้อย; 3) ความสม่ำเสมอในระดับโมเลกุลเพื่อหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวนจากข้อบกพร่องที่เกิดจากการกระจายและการแพร่กระจายของส่วนประกอบแบบสุ่ม 4) หน่วยการสร้างขั้นต่ำเพื่อขจัดอิทธิพลของขนาดคุณลักษณะขององค์ประกอบที่มีต่อความละเอียด และลดความหยาบของขอบเส้น (LER) เป็นเวลานานที่มีระบบวัสดุเพียงไม่กี่ระบบที่สามารถตอบสนองเกณฑ์ทั้งสี่ข้อได้

กลุ่มวิจัยของศาสตราจารย์ซู ฮวาผิง ได้พัฒนาโฟโตเรซิสต์ EUV ชนิดใหม่ โดยอาศัยการประดิษฐ์โพลีเทลลูออกเซนก่อนหน้านี้ ซึ่งเป็นไปตามเงื่อนไขของโฟโตเรซิสต์ในอุดมคติที่กล่าวถึงข้างต้น ในการศึกษานี้ ทีมวิจัยได้นำเทลลูเรียม (Te) ซึ่งเป็นธาตุที่มีการดูดซับ EUV สูง เข้าสู่แกนหลักของพอลิเมอร์โดยตรงผ่านพันธะ Te─O เทลลูเรียมมีหน้าตัดการดูดซับ EUV สูงที่สุดในบรรดาธาตุทั้งหมด ยกเว้นก๊าซเฉื่อยอย่างซีนอน (Xe) เรดอน (Rn) และแอสทาทีน (At) ซึ่งเป็นธาตุกัมมันตรังสี ความสามารถในการดูดซับ EUV ของเทลลูเรียมสูงกว่าธาตุที่มีคาบสั้นซึ่งมักใช้ในโฟโตเรซิสต์แบบดั้งเดิมและธาตุโลหะอย่าง Zn, Zr, Hf และ Sn อย่างมาก ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซับ EUV ของโฟโตเรซิสต์ได้อย่างมีนัยสำคัญ ขณะเดียวกัน พลังงานการแตกตัวที่ค่อนข้างต่ำของพันธะ Te─O ยังช่วยให้เกิดการแตกตัวของสายโซ่หลักโดยตรงเมื่อมีการดูดซับ EUV ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการละลาย และทำให้เกิดการพัฒนาโทนเสียงบวกที่มีความไวสูง โฟโตเรซิสต์นี้สังเคราะห์จากโมเลกุลขนาดเล็กที่มีส่วนประกอบเดียวเท่านั้น โดยผสานคุณลักษณะของโฟโตเรซิสต์ในอุดมคติภายใต้การออกแบบที่เรียบง่ายอย่างยิ่ง ช่วยให้มีแนวทางที่ชัดเจนและเป็นไปได้ในการสร้างโฟโตเรซิสต์ EUV รุ่นถัดไป

โพลีเทลลูเซน: วัสดุโฟโตเรซิสต์ EUV ที่เหมาะสมที่สุด

งานวิจัยนี้นำเสนอแนวทางการออกแบบโฟโตเรซิสต์ที่ผสานรวมองค์ประกอบการดูดกลืนแสงสูง Te กลไกการแยกตัวของสายหลัก และความสม่ำเสมอของวัสดุ คาดว่าจะส่งเสริมการพัฒนาวัสดุลิโธกราฟี EUV รุ่นต่อไป และสนับสนุนนวัตกรรมทางเทคโนโลยีของกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง

ความสำเร็จที่เกี่ยวข้องนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Science Advances เมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม ภายใต้หัวข้อ "Polytelluoxane as the ideal formulation for EUV photoresist"

เกี่ยวกับเรา SLKOR:

SLKORซึ่งมีสำนักงานใหญ่อยู่ที่เซินเจิ้น ประเทศจีน เป็นองค์กรด้านเทคโนโลยีขั้นสูงระดับประเทศที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็วในภาคส่วนเซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้า โดยมีศูนย์วิจัยและพัฒนาในกรุงปักกิ่งและซูโจว ทีมงานด้านเทคนิคหลักของบริษัทมาจากมหาวิทยาลัยชิงหัว ในฐานะผู้ริเริ่มเทคโนโลยีอุปกรณ์ไฟฟ้าซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) SLKORผลิตภัณฑ์ของเราใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์พลังงานใหม่ การผลิตพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ IoT อุตสาหกรรม และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค โดยมอบโซลูชันเซมิคอนดักเตอร์ที่สำคัญให้กับลูกค้ามากกว่า 10,000 รายทั่วโลก

บริษัทส่งมอบหน่วยมากกว่า 2 พันล้านหน่วยต่อปีด้วย SiC MOSFET และไดโอด SBD กู้คืนเร็วพิเศษรุ่นที่ 5 ซึ่งสร้างมาตรฐานอุตสาหกรรมในด้านอัตราส่วนประสิทธิภาพและเสถียรภาพทางความร้อน SLKOR ถือครองสิทธิบัตรการประดิษฐ์มากกว่า 100 ฉบับและนำเสนอผลิตภัณฑ์มากกว่า 2,000 รุ่น โดยขยายพอร์ตโฟลิโอทรัพย์สินทางปัญญาอย่างต่อเนื่องครอบคลุมอุปกรณ์จ่ายไฟ เซ็นเซอร์ และวงจรรวมการจัดการพลังงาน การรับรองต่างๆ รวมถึง ISO 9001, EU RoHS/REACH และการปฏิบัติตาม CP65 แสดงให้เห็นถึงความมุ่งมั่นอย่างแน่วแน่ของบริษัทต่อนวัตกรรมเทคโนโลยี การผลิตแบบลดขั้นตอน และการพัฒนาอย่างยั่งยืน