光刻胶作为半导体制造的关键材料，生产工艺复杂，品种多，规格多。目前常用的正性光刻胶中，主要包括酚醛树脂-重氮萘醌型、化学放大胶、分子玻璃胶和光降解型聚合物等，正被用于g线、i线、KrF、ArF和EUV光刻制造。而用于上述中高端光刻胶系列合成的重要原材料几乎全依赖进口。需注意的是，酚醛树脂-重氮萘醌体系光刻胶的合成复杂，成本相对较高，其光化学反应往往伴随着气体的产生，这些气体可能会污染光刻机镜头。而光降解型光刻胶体系可避免上述问题，但早期开发的少数光降解型光刻胶光敏性差，严重影响了半导体制造的时间效率和分辨率。而基于分子开关的光降解型光刻胶，其不同于脱保护反应的光响应机制，为高分辨光刻胶材料的制备开辟了一种新思路。

  近日，华中科技大学武汉光电国家研究中心朱明强教授团队，联合湖北九峰山实验室，以高光敏性的六芳基联咪唑分子开关和自由基淬灭剂：叔丁基对苯二酚（TBHQ）构建光降解型聚氨酯正性光刻胶。光照下，HABI单元解离生成室温下无法独立稳定存在的三苯基咪唑自由基后，自由基的可逆复合过程被TBHQ强行中断，高分子聚合物因此解聚形成可溶解于显影剂的低聚物（图1）。有趣的是，对HABI分子开关母体进行修饰改性，其响应波长可调，即是说由该分子开关合成的材料理论上可适应深紫外任何波段的曝光。另外，该体系光刻胶所需重要单体均由该团队自主研发！ 

图1. 基于HABI分子开关的光降解型光刻胶体系用于光刻制造的示意图。

图2. 不同光刻胶体系中TBHQ/HABI的配比从1.5变化到3.5时，通过光学显微镜和SEM表征图形LER的变化。

  原文链接：https://doi.org/10.1021/acsapm.3c02610

通讯作者简介

向诗力博士，2021年毕业于华中科技大学武汉光电国家实验室，获理学博士学位。在Nano energy、Chemical Engineering Journal、Chem. Mater.与ACS APM等国际顶刊上发表多篇论文，受邀为American Journal of Chemical Engineering期刊编委。曾获“3551光谷优秀青年人才”称号。2022年加入湖北九峰山实验室，目前主要负责RF器件、MEMS器件与半导体光刻制造的前端研发。

柳俊教授，2014年毕业于香港城市大学，获理学博士学位。曾先后获湖北省“百人计划”，“3551光谷”，深圳市“海外高层人才孔雀计划”，深圳市龙岗区 “龙岗区高层次人才” 等人才称号。于2021年加入湖北九峰山实验室，任工艺中心主管。在Nanomaterials、ACS APM、Appl. Phys. Lett.和Solid-State Electronics等国际顶刊上发表多篇论文。目前主要负责化合物半导体的制造、加工和表征。

朱明强教授，2001年毕业于北京大学，获理学博士学位。现任职华中科技大学武汉光电国家研究中心教授。在JACS、Nano energy、Nat. Commun.与Adv. Mater.等国际顶刊上发表了100多篇论文，获2017年北京市自然科学二等奖和2023年湖北省自然科学二等奖，于2018年入选英国皇家化学学会会士。目前的研究重点集中于光刻制造、有机纳米光电子学和超分辨率成像。