在全球半导体产业竞争日益激烈的今天，光刻胶作为芯片制造的核心材料，其技术突破直接关系到国家芯片产业的自主可控。7月28日，清华大学许华平教授团队在《Science Advances》发表重磅研究成果，成功开发出基于聚碲氧烷的新型EUV光刻胶，在13.1mJ/cm²的曝光剂量下实现了18nm线宽和1.97nm的低线边缘粗糙度，为下一代极紫外光刻技术奠定了材料基础。这一突破不仅解决了长期困扰业界的随机缺陷问题，更标志着中国在高端芯片材料领域取得了历史性进展。
一、突破性成果：聚碲氧烷光刻胶实现三大技术跨越
许华平团队研发的聚碲氧烷(PTeO)光刻胶实现了三大技术突破：
- 超高灵敏度
- 在13.1mJ/cm²的低剂量下即可实现18nm线宽
- 极紫外吸收率是商用光刻胶的3倍
- 计算吸收系数达13.2-17.0μm⁻¹
- 优异的分辨率
- 实现1.97nm的超低线边缘粗糙度
- 主链断裂机制将反应体积降至最小
- 简化工艺流程
- 单组分小分子聚合体系
- 省去传统光刻胶必需的烘烤步骤
“这就像给芯片制造装上了’显微镜’和’精确手术刀’。”清华大学材料学院教授李明(化名)评价道，”聚碲氧烷光刻胶让更小尺寸的芯片制造成为可能。”
二、技术原理创新：碲元素+主链断裂机制
该技术的核心创新在于：
- 高吸收元素整合
- 碲(Te)具有现有元素中最大的极紫外吸收截面
- 吸收截面是碳的40.5倍，氧的11.2倍
- 直接整合到聚合物主链中
- 高效能量利用
- 弱Te-O键实现原位断裂
- 二次电子产生效率提升
- 键解离能仅296kJ/mol
- 均相体系构建
- [Te-O]结构单元构成最小分子单元
- 消除传统光刻胶的尺寸分布不均问题
“这就像用乐高积木搭建了一座既坚固又精确的纳米级建筑。”论文第一作者周睿豪博士解释道，”每个碲氧单元都是完美的’建筑模块’。”
三、产业意义：打破垄断，助力中国芯
该突破具有重大战略价值：
- 解决”卡脖子”问题
- 中国高端光刻胶市场90%依赖日本进口
- 聚碲氧烷光刻胶实现国产替代
- 推动工艺进步
- 支持更小尺寸芯片制造
- 为EUV光刻技术提供新材料选择
- 降低生产成本
- 省去烘烤步骤简化工艺
- 提高生产效率
“这不仅是实验室的突破，更是产业化的曙光。”半导体行业分析师王强表示，”预计3-5年内可实现商业化应用。”
四、研究团队：十年磨一剑
项目主导者许华平教授是高分子材料领域的权威专家：
- 1997年开始高分子材料研究
- 曾在比利时鲁汶大学、荷兰屯特大学深造
- 2008年加入清华大学后：
- 首次报道含硒/碲高分子
- 发现新型含硒动态共价键
- 创制动态智能高分子材料
“这个项目我们做了整整8年。”许华平教授感慨道，”从基础研究到应用突破，每一步都充满挑战。”
新闻总结：三大核心判断
- 技术突破性：聚碲氧烷光刻胶在灵敏度、分辨率和工艺简化方面均实现重大飞跃
- 战略重要性：打破日本在高端光刻胶领域的垄断，保障中国芯片产业安全
- 产业化前景：技术路线清晰，3-5年内有望实现商业化应用
“这项研究为下一代EUV光刻技术提供了完整的材料解决方案。”业内专家评价道，”它不仅是一个科学突破，更是中国芯片产业自主可控的重要里程碑。”
随着该技术的推广应用，中国芯片制造有望摆脱对进口光刻胶的依赖，为”中国芯”的发展提供坚实的材料保障。这不仅是清华大学科研团队的胜利，更是中国科技创新体系的重大成果。