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  光刻膠作為半導體制造的關鍵材料，生產工藝復雜，品種多，規格多。目前常用的正性光刻膠中，主要包括酚醛樹脂-重氮萘醌型、化學放大膠、分子玻璃膠和光降解型聚合物等，正被用于g線、i線、KrF、ArF和EUV光刻制造。而用于上述中高端光刻膠系列合成的重要原材料幾乎全依賴進口。需注意的是，酚醛樹脂-重氮萘醌體系光刻膠的合成復雜，成本相對較高，其光化學反應往往伴隨著氣體的產生，這些氣體可能會污染光刻機鏡頭。而光降解型光刻膠體系可避免上述問題，但早期開發的少數光降解型光刻膠光敏性差，嚴重影響了半導體制造的時間效率和分辨率。而基于分子開關的光降解型光刻膠，其不同于脫保護反應的光響應機制，為高分辨光刻膠材料的制備開辟了一種新思路。

  近日，華中科技大學武漢光電國家研究中心朱明強教授團隊，聯合湖北九峰山實驗室，以高光敏性的六芳基聯咪唑分子開關和自由基淬滅劑：叔丁基對苯二酚（TBHQ）構建光降解型聚氨酯正性光刻膠。光照下，HABI單元解離生成室溫下無法獨立穩定存在的三苯基咪唑自由基后，自由基的可逆復合過程被TBHQ強行中斷，高分子聚合物因此解聚形成可溶解于顯影劑的低聚物（圖1）。有趣的是，對HABI分子開關母體進行修飾改性，其響應波長可調，即是說由該分子開關合成的材料理論上可適應深紫外任何波段的曝光。另外，該體系光刻膠所需重要單體均由該團隊自主研發！ 

圖1. 基于HABI分子開關的光降解型光刻膠體系用于光刻制造的示意圖。

圖2. 不同光刻膠體系中TBHQ/HABI的配比從1.5變化到3.5時，通過光學顯微鏡和SEM表征圖形LER的變化。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsapm.3c02610

通訊作者簡介

向詩力博士，2021年畢業于華中科技大學武漢光電國家實驗室，獲理學博士學位。在Nano energy、Chemical Engineering Journal、Chem. Mater.與ACS APM等國際頂刊上發表多篇論文，受邀為American Journal of Chemical Engineering期刊編委。曾獲“3551光谷優秀青年人才”稱號。2022年加入湖北九峰山實驗室，目前主要負責RF器件、MEMS器件與半導體光刻制造的前端研發。

柳俊教授，2014年畢業于香港城市大學，獲理學博士學位。曾先后獲湖北省“百人計劃”，“3551光谷”，深圳市“海外高層人才孔雀計劃”，深圳市龍崗區 “龍崗區高層次人才” 等人才稱號。于2021年加入湖北九峰山實驗室，任工藝中心主管。在Nanomaterials、ACS APM、Appl. Phys. Lett.和Solid-State Electronics等國際頂刊上發表多篇論文。目前主要負責化合物半導體的制造、加工和表征。

朱明強教授，2001年畢業于北京大學，獲理學博士學位。現任職華中科技大學武漢光電國家研究中心教授。在JACS、Nano energy、Nat. Commun.與Adv. Mater.等國際頂刊上發表了100多篇論文，獲2017年北京市自然科學二等獎和2023年湖北省自然科學二等獎，于2018年入選英國皇家化學學會會士。目前的研究重點集中于光刻制造、有機納米光電子學和超分辨率成像。