Исследователи из факультета физики политехнического института Rensselaer и Центра Интегрированной Электроники разработали новый дешевый и быстросохнущий полимер, который может значительно сократить издержки и повысить эффективность в области производства полупроводников и упаковки компьютерных микросхем. В данной серии изображений, сделанных растровым электронным микроскопом, на которых отображается использование нового полимера PES (полисетный эпоксидный силоксан) в литографии методом УФ печати, хорошо очерченная модель указывает на потенциальную возможность использования материала в технологиях следующего поколения для производства микросхем. По словам исследователей, помимо более высокой эффективности и сокращения издержек в традиционных процессах фотолитографии, новый материал под названием полисетный эпоксидный силоксан (PES), также должен дать начало новому поколению более дешевой технологии нанопечатной литографии внутри микросхемы. «При помощи этого нового материала производители микросхем смогут исключить несколько этапов из процессов производства и упаковки, что в свою очередь сократит издержки» - говорит Тох-Минг Лу, почетный профессор физики имени Рэя Палмера Бейкера в институте Rensselaer, который осуществлял надзор за исследованием. PES дешевле и надежнее». Широко распространенная методика фотолитографии включает в себя использование сочетания света и химикатов с целью создания сложных микро- и наномоделей на крошечных участках поверхности кремния. В рамках этого процесса на кремниевую подложку укладывается тонкая полимерная пленка – ее называют перераспределяющим слоем, она исключительно важна для работы устройства – что необходимо для задержки распространения сигнала и защиты микросхемы от различных окружающих и механических факторов. Новый материал PES, разработанный группой Лу и компанией Polyset Company, является одной из подобных тонких полимерных пленок. Он обеспечивает несколько преимуществ над материалами, которые традиционно применяются по всей промышленности производства полупроводников. К тому же, новый материал PES также можно использовать в качестве тонкой полимерной пленки для технологии ультрафиолетовой (УФ) нанопечатной литографии внутри микросхемы, которая по-прежнему находится лишь в начальной стадии разработки. Лу говорит, что переход можно облегчить, если постоянно использовать PES в традиционной технологии, а затем продолжить его использование, когда ученые и инженеры будут испытывать устройства следующего поколения и постепенно переходить на них. «Возможность использовать один материал – наш новый PES – одновременно в фотолитографии и печати будет очень удобна для производителей», заявил Лу. «По сути наш проект представляет собой фундаментальное исследование, но он также может получить важную роль в промышленности. Это очень интересно». Сегодня производители главным образом используют бензоциклобутен и полиимид в качестве полимеров для создания перераспределяющих слоев, поскольку их характеризует слабое поглощение воды, температурная устойчивость, низкая температура отверждения, низкая диэлектрическая постоянная, а также низкий ток утечки. Лу отметил, что PES предоставляет этим материалам преимущества, особенно в областях, где используются температура отверждения и водопоглощение. PES осуществляет отверждение, высушивание или закаливание при температуре 165 градусов по Цельсию, что примерно на 35 процентов ниже, чем у двух других материалов. Снижение температурной планки прямым образом влечет сокращение накладных расходов для производителей, говорит Лу. Другим преимуществом PES является то, что он поглощает воду со скоростью менее 0.2 процента, меньше других материалов. К тому же, PES хорошо прилипает к меди и при необходимости его с легкостью можно сделать менее хрупким. Все эти аспекты делают PES перспективным кандидатом для использования в областях производства перераспределяющих слоев и УФ печатной литографии. «Результаты показывают, что PES достаточно гибок, чтобы его можно было использовать в создании перераспределяющих слоев для электронной упаковки и микро/нано- печатной литографии», говорит научный сотрудник Rensselaer Пей-И Ванг, соавтор новой работы, недавно опубликованной в журнале Journal of Vacuum Science and Technology B.
Помимо фотолитографии и нанопечатной литографии внутри микросхемы PES потенциально можно использовать в других оптических устройствах, плоских экранах, биотехнических устройствах, а также в микроэлектромеханических системах, говорит Ванг. Помимо Лу и Ванга, соавторами работы являются Омкарам Наламасу, профессор материаловедения и инженерии института Rensselaer, который также является техническим директором Applied Materials Inc., расположенной в Санта-Клара, штат Калифорния; Райат Гхошал и Рэм Гхошал из Polyset Co. Inc., Механвилль, штат Нью-Йорк; Чарльз Шапер из Transfer Devices Inc., Санта-Клара, Калифорния; и Эндрю Ли из Applied Materials. www.newchemistry.ru |
