近日，九峰山实验室联合华中科技大学武汉光电国家研究中心朱明强教授团队，协同武汉纺织大学、武汉新芯集成电路制造有限公司开展产学研联合攻关，在新型光刻胶技术领域取得突破。科研团队研发出一种“一材多用”的新型光刻胶体系：同一款光刻胶，只靠调整曝光剂量，就能“变”出正性、负性、边缘保留型三种不同的芯片图案。相关成果已于今年8月20日发表于国际学术期刊《自然·通讯》。

文章于2026年8月20日发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。

光刻是半导体微纳加工领域的核心工艺，而光刻胶作为实现图形转移的关键功能材料，直接影响微纳图案的制备。通俗来说，光刻胶就是芯片光刻环节里的“底片”。光刻时，光透过掩模版照到涂有光刻胶的晶圆上，被照到和没被照到的区域在显影液中的溶解性会发生变化，从而留下电路图案，再通过刻蚀把图案固定到晶圆上。

传统光刻胶通常“性格单一”。一款材料要么是正性，要么是负性。芯片厂如果同时需要正性图案和负性图案，就得分别采购、验证和管理两套光刻胶，材料种类越多，工艺开发和品控就越复杂。

这项突破的关键，是让同一款光刻胶“身兼多职”。研究团队选用了一种结构简单、容易合成、成本也较低的聚合物材料——聚（2,3-二氢呋喃），简称PDHF，作为光刻胶主体树脂。光照后，这种材料会根据曝光量不同得到结果：照得弱时，被照区域变得更难洗掉，留下负性图案；照得强时，被照区域反而更容易洗掉，留下正性图案；在特定条件下，形成“描边”式的边缘保留图案。通俗地说，就像同一种颜料，控制画笔力度不同，就能画出实心图案、镂空图案，甚至只有轮廓线的图案。

PDHF光刻胶依赖曝光剂量，发生交联、降解的演化过程及曝光剂量依赖的三种图案化模式的光刻工艺流程示意图。

这项技术还有一个让芯片厂“省心”的特点，三种图案模式都不需要“曝光后烘”这一步。传统化学放大光刻胶曝光后通常要额外加热烘烤，让光酸充分反应，温度控制稍有偏差就会影响精度。而PDHF光刻胶曝光后直接显影即可，省去一道加热工序，也避免了烘烤带来的酸扩散和图案模糊问题。

科研团队相关负责人表示，这项技术对芯片制造来说，最直接的意义是简化材料管理。芯片制造厂商不再需要为不同图案模式分别采购和验证多款光刻胶，一种材料就能覆盖多种图案需求，工艺验证周期有望缩短，产能释放和生产成本控制也能从中受益。

编辑：张靖