美国伦斯勒理工学院与普利斯特公司合作开发出一种低成本可快速干燥的新型聚合物，利用这种材料可大幅降低半导体制造与电脑芯片封装的成本并提高效率。这种称为环氧硅氧烷聚酯树脂（PES）的新材料，也使得新一代低成本芯片纳米压印光刻术成为可能。该研究成果刊登在近期美国《真空科学与技术杂志B辑：微电子学与纳米结构》（Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures）上。

 

伦斯勒理工学院的物理教授陆道明称，有了这种新材料，芯片制造商将能削减从生产到封装过程中的数个生产步骤，从而实现成本的降低。

 

目前广泛采用的光刻是利用光与化学物质的混合，在硅的微小面积上产生复杂的微米与纳米级图案。作为此过程的一部分，称为重分布层的聚合物薄膜对器件的功效相当重要，它沉积到硅芯片上，以减缓信号传输延迟，并保护芯片免受环境差异与机械因素的影响。

 

陆道明领导的研究小组与普利斯特公司所开发的新PES材料正是这样一种薄膜，与半导体工业领域通常所使用的现有材料相比，它则具备多种优势。此外，这种新型PES材料也能作为紫外线芯片纳米压印光刻术（目前仍处于发展的早期阶段）所使用的聚合物薄膜。陆道明称，在传统技术中使用PES以及在向下一代器件逐步转移的同时仍使用PES，保持这种一致性将有助于减缓过渡期。对于半导体业界来说，“一鱼两吃”相当具有吸引力。

 

现在，制造商通常将苯丙环丁烯（BCB）与聚酰亚胺作为重分布层的聚合物，因为它们具有低吸水性、热稳定性、低固化温度、低热膨胀性、低介电常数以及低漏电性等优点。研究人员表示PES可提供比这些材料更显著的优势，尤其是在固化温度与吸水性方面。

 

PES的固化温度为165℃，比上述2种材料要低35%，因此制造过程中需要的热更少，这将直接转化为制造费用成本的降低。PES的另一项优势是吸水性不到0.2%，这比其他材料来得少。此外，PES可充分附着在铜上，而且如果需要的话还可使它较不易碎。这些属性都让PES成为重分布层应用及紫外线压印光刻技术大有可为的候选者。（来源：科技日报 冯卫东）