Gần đây, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Hứa Hoa Bình thuộc Khoa Hóa học, Đại học Thanh Hoa dẫn đầu đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực vật liệu cản quang cực tím (EUV). Họ đã phát triển một loại cản quang mới dựa trên polytelluoxane (PTeO), mở ra một chiến lược thiết kế mới cho các vật liệu chủ chốt trong sản xuất chất bán dẫn tiên tiến.

Khi các quy trình mạch tích hợp tiến tới nút 7nm và hơn thế nữa, quang khắc EUV bước sóng 13.5 nm đã trở thành công nghệ cốt lõi cho phép sản xuất chip tiên tiến. Tuy nhiên, các đặc điểm của nguồn sáng EUV như tổn thất phản xạ cao và độ sáng thấp đặt ra những thách thức lớn hơn cho chất cản quang về hiệu suất hấp thụ, cơ chế phản ứng và kiểm soát khuyết tật. Các chất cản quang EUV phổ biến hiện nay thường dựa vào cơ chế khuếch đại hóa học hoặc các cụm nhạy cảm với kim loại để tăng cường độ nhạy nhưng thường gặp phải các vấn đề như cấu trúc phức tạp, phân bố thành phần không đồng đều, phản ứng dễ khuếch tán và xuất hiện các khuyết tật ngẫu nhiên. Vượt qua những nút thắt này để xây dựng một hệ thống chất cản quang lý tưởng là một thách thức cốt lõi trong lĩnh vực vật liệu quang khắc EUV hiện nay. Cộng đồng học thuật đều đồng ý rằng một chất cản quang EUV lý tưởng phải đồng thời sở hữu bốn yếu tố chính sau: 1) Khả năng hấp thụ EUV cao để giảm liều chiếu xạ và cải thiện độ nhạy; 2) Hiệu suất sử dụng năng lượng cao, đảm bảo năng lượng ánh sáng được chuyển đổi hiệu quả thành những thay đổi về độ hòa tan của vật liệu chất cản quang trong một thể tích nhỏ; 3) Tính đồng nhất ở quy mô phân tử để tránh nhiễu khuyết tật do phân bố và khuếch tán thành phần ngẫu nhiên; 4) Đơn vị xây dựng tối thiểu để loại bỏ ảnh hưởng của kích thước đặc điểm nguyên tố lên độ phân giải và giảm độ nhám cạnh đường (LER). Trong một thời gian dài, rất ít hệ thống vật liệu có thể đáp ứng cả bốn tiêu chí.

Nhóm nghiên cứu của Giáo sư Xu Huaping đã phát triển một loại chất cản quang EUV mới dựa trên phát minh trước đó của họ về polytelluoxane, đáp ứng các điều kiện của chất cản quang lý tưởng đã đề cập ở trên. Trong nghiên cứu này, nhóm đã trực tiếp kết hợp tellurium (Te), một nguyên tố hấp thụ EUV cao, vào xương sống polyme thông qua các liên kết Te─O. Tellurium sở hữu tiết diện hấp thụ EUV cao nhất trong số tất cả các nguyên tố ngoại trừ các khí trơ xenon (Xe), radon (Rn) và nguyên tố phóng xạ astatine (At). Khả năng hấp thụ EUV của nó vượt xa các nguyên tố chu kỳ ngắn thường được sử dụng trong các chất cản quang truyền thống và các nguyên tố kim loại như Zn, Zr, Hf và Sn, giúp tăng cường đáng kể hiệu suất hấp thụ EUV của chất cản quang. Đồng thời, năng lượng phân ly tương đối thấp của liên kết Te─O cho phép cắt mạch chính trực tiếp khi hấp thụ EUV, gây ra những thay đổi về độ hòa tan và cho phép phát triển tông màu dương có độ nhạy cao. Chất cản quang này được tổng hợp hoàn toàn từ các phân tử nhỏ thành phần đơn lẻ, tích hợp các đặc tính của chất cản quang lý tưởng trong một thiết kế cực kỳ đơn giản, cung cấp một lộ trình rõ ràng và khả thi để chế tạo chất cản quang EUV thế hệ tiếp theo.

Polytelluoxane: Vật liệu cản quang EUV lý tưởng

Nghiên cứu này cung cấp một lộ trình thiết kế vật liệu cản quang tích hợp phần tử hấp thụ cao Te, cơ chế cắt mạch chính và tính đồng nhất của vật liệu. Nghiên cứu này được kỳ vọng sẽ thúc đẩy sự phát triển của vật liệu quang khắc EUV thế hệ tiếp theo và hỗ trợ đổi mới công nghệ của các quy trình bán dẫn tiên tiến.

Thành tựu liên quan này đã được công bố trên tạp chí Science Advances vào ngày 16 tháng XNUMX với tiêu đề "Polytelluoxane là công thức lý tưởng cho chất cản quang EUV".

Giới thiệu SLKOR:

SLKOR, có trụ sở chính tại Thâm Quyến, Trung Quốc, là một doanh nghiệp công nghệ cao quốc gia đang nổi lên nhanh chóng trong lĩnh vực bán dẫn điện. Với các trung tâm R&D tại Bắc Kinh và Tô Châu, đội ngũ kỹ thuật cốt lõi của công ty có nguồn gốc từ Đại học Thanh Hoa. Là một nhà đổi mới trong công nghệ thiết bị điện silicon carbide (SiC), SLKORCác sản phẩm của 'được sử dụng rộng rãi trong các loại xe năng lượng mới, sản xuất điện quang điện, IoT công nghiệp và điện tử tiêu dùng, cung cấp các giải pháp bán dẫn quan trọng cho hơn 10,000 khách hàng trên toàn cầu.

Công ty cung cấp hơn 2 tỷ sản phẩm mỗi năm, với SiC MOSFET và điốt SBD phục hồi siêu nhanh thế hệ thứ 5 thiết lập chuẩn mực của ngành về tỷ lệ hiệu suất và độ ổn định nhiệt. SLKOR nắm giữ hơn 100 bằng sáng chế phát minh và cung cấp hơn 2,000 mẫu sản phẩm, liên tục mở rộng danh mục IP của mình trên các thiết bị điện, cảm biến và IC quản lý điện. Các chứng nhận bao gồm ISO 9001, EU RoHS/REACH và tuân thủ CP65 chứng minh cam kết vững chắc của công ty đối với đổi mới công nghệ, sản xuất tinh gọn và phát triển bền vững.