美國倫斯勒理工學(xué)院與普利斯特公司合作開發(fā)出一種低成本可快速干燥的新型聚合物，利用這種材料可大幅降低半導(dǎo)體制造與電腦芯片封裝的成本并提高效率。這種稱為環(huán)氧硅氧烷聚酯樹脂(PES)的新材料，也使得新一代低成本芯片納米壓印光刻術(shù)成為可能。
該研究成果刊登在近期美國《真空科學(xué)與技術(shù)：B輯》上。
倫斯勒理工學(xué)院的物理教授陸道明稱，有了這種新材料，芯片制造商將能削減從生產(chǎn)到封裝過程中的數(shù)個生產(chǎn)步驟，從而實現(xiàn)成本的降低。
目前廣泛采用的光刻是利用光與化學(xué)物質(zhì)的混合，在硅的微小面積上產(chǎn)生復(fù)雜的微米與納米級圖案。作為此過程的一部分，稱為重分布層的聚合物薄膜對器件的功效相當重要，它沉積到硅芯片上，以減緩信號傳輸延遲，并保護芯片免受環(huán)境差異與機械因素的影響。
陸道明領(lǐng)導(dǎo)的研究小組與普利斯特公司所開發(fā)的新PES材料正是這樣一種薄膜，與半導(dǎo)體工業(yè)領(lǐng)域通常所使用的現(xiàn)有材料相比，它則具備多種優(yōu)勢。此外，這種新型PES材料也能作為紫外線芯片納米壓印光刻術(shù)(目前仍處于發(fā)展的早期階段)所使用的聚合物薄膜。陸道明稱，在傳統(tǒng)技術(shù)中使用PES以及在向下一代器件逐步轉(zhuǎn)移的同時仍使用PES，保持這種一致性將有助于減緩過渡期。對于半導(dǎo)體業(yè)界來說，“一魚兩吃”相當具有吸引力。
現(xiàn)在，制造商通常將苯丙環(huán)丁烯(BCB)與聚酰亞胺作為重分布層的聚合物，因為它們具有低吸水性、熱穩(wěn)定性、低固化溫度、低熱膨脹性、低介電常數(shù)以及低漏電性等優(yōu)點。研究人員表示PES可提供比這些材料更顯著的優(yōu)勢，尤其是在固化溫度與吸水性方面。
PES的固化溫度為165℃，比上述2種材料要低35%%，因此制造過程中需要的熱更少，這將直接轉(zhuǎn)化為制造費用成本的降低。PES的另一項優(yōu)勢是吸水性不到0.2%%，這比其他材料來得少。此外，PES可充分附著在銅上，而且如果需要的話還可使它較不易碎。這些屬性都讓PES成為重分布層應(yīng)用及紫外線壓印光刻技術(shù)大有可為的候選者。(記者馮衛(wèi)東) (來源：科技日報)
