具有化学特性的锡氧化物纳米团簇极紫外光刻胶，具备大气稳定性和高极紫外（EUV）灵敏度

《Advanced Functional Materials》：Tin-Oxo Nanocluster Extreme UV Photoresists Equipped with Chemical Features for Atmospheric Stability and High EUV Sensitivity

极紫外光刻（EUVL）高数值孔径光学系统采用氟烷基化锡氧纳米团簇（TOCs）作为光刻胶，通过C-F键形成Sn中心配位，抑制空气中路易斯碱分子干扰，提升抗蚀性。实验证实N-TOC6在EUV照射下具有溶胀可控特性，支持亚10纳米图案化，并通过19F NMR和XPS验证机理。其与未氟化TOC化学正交性允许多层堆叠，增强EUV灵敏度。该研究为AI时代芯片制造提供高效节能光刻材料方案。

　　

摘要

为了充分发挥极高紫外光刻（EUVL）技术的潜力，利用高数值孔径（NA）光学系统，锡氧纳米团簇（TOCs）已成为光刻胶（PRs）的一种有前景的候选材料。尽管基于TOCs的光刻胶具有显著的优势，但其固有的路易斯酸性必须得到严格控制，以防止在光刻过程中发生不必要的相互作用。为了解决这一问题，研究人员设计了氟烷基化的TOCs，利用了碳-氟（C–F）键的独特性质。通过选择合适的对离子，合成了N-TOC6这种材料，它在EUV光照射下表现出优异的耐蚀性和溶解度变化特性，证明了其用于制造亚10纳米图案的潜力。通过¹⁹F核磁共振（NMR）和X射线光电子能谱（XPS）分析发现，C–F键的存在降低了锡原子与空气中路易斯碱性分子的亲和力，使锡原子与路易斯酸性的锡中心形成配位键，从而提高了曝光后的图案稳定性。此外，N-TOC6与非氟化TOCs在化学结构上具有正交性，这有助于实现双层堆叠，进一步提高了EUVL的灵敏度。本研究强调了氟化学在实现下一代芯片制造所需的高性能、低能耗光刻材料中的关键作用，尤其是在人工智能时代。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本研究的数据可应合理要求向通讯作者索取。