2020-07-04 12:13:00

/

РИА "Сибирь"

/

Новосибирск

Новосибирские ученые создали новый полимер для рентгеновской литографии

Ученые Новосибирского института органической химии СО РАН синтезировали акрилат-силоксановый гибридный мономер - фотополимерный материал c добавлением кремния, который обладает чувствительностью к синхротронному излучению и хорошо подходит для создания сложных микроструктур на твердых подложках методом рентгеновской литографии.

Ключевая сфера применения данной технологии - производство микросхем, при этом зачастую используются дорогостоящие импортные полимеры, например, на основе эпоксидной смолы. Новый материал может стать хорошей альтернативой зарубежным аналогам.

Эксперименты с использованием синхротронного излучения, проведенные специалистами Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН, подтвердили эффективность полимера. Результаты представлены в журнале "Химия высоких энергий". 

Рентгеновской литографией называют одну из наиболее распространенных технологий получения наноструктур, которая широко используется в микроэлектронике. Ключевой этап данной технологии предполагает нанесение на обрабатываемую поверхность тонкого слоя фотополимерного материала (резиста), который засвечивается рентгеновским излучением через непрозрачный шаблон с заданным рисунком. В результате в областях, открытых для облучения, запускается реакция полимеризации и резист твердеет, а в областях, закрытых шаблоном, он остается вязким и удаляется при дальнейшей обработке. Таким образом, на поверхности формируется необходимый рельеф.

В настоящее время для получения наиболее сложных "высокоаспектных" микроструктур зачастую используются дорогостоящие резисты зарубежного производства. Специалисты Новосибирского института органической химии СО РАН синтезировали материал под названием "акрилат-силоксановый гибридный мономер", который хорошо подходит для создания таких микроструктур и может стать достойной альтернативой импортным аналогам.

"Высокоаспектные структуры можно сравнить с небоскребами в микромире. Такие структуры и элементы на их основе могут быть получены с помощью синхротронного излучения, - рассказывает научный сотрудник Новосибирского института органической химии СО РАН, кандидат химических наук Дмитрий Деревянко. - В Институтк ядерной физики для этих целей традиционно используется импортный фоторезист на основе эпоксидного мономера. Мы же разработали альтернативный вариант: гибридный мономер, в состав которого входят акрилатные (органические) группы, участвующие в реакции полимеризации, а также силоксановые группы, которые содержат кремний, и придают конечному материалу твердость. Совместно со специалистами Института ядерной физики мы подобрали условия полимеризации и продемонстрировали возможность записи микроструктур на новом материале".

Для отработки технологии рентгеновской литографии с применением синхротронного излучения специалисты Сибирского центра синхротронного и терагерцового излучения Института ядерной физики использовали специальную экспериментальную станцию "LIGA-технология и рентгеновская литография", работающую на накопителе ВЭПП-3.

"Синхротронное излучение обладает высокой проникающей способностью, а также минимальной расходимостью электронного пучка, - пояснил старший научный сотрудник Института ядерной физики СО РАН, кандидат физических наук Борис Гольденберг. - Эти уникальные свойства СИ позволяют формировать структуры с микронными размерами и вертикальными стенками глубиной до нескольких сотен микрометров. Полученные микроструктуры могут использоваться в качестве оптических элементов для рентгеновского диапазона или элементов для микромеханических структур".

Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения Института ядерной физики СО РАН, на базе которого в том числе было проведено исследование, специализируется на фундаментальных и прикладных работах, связанных с использованием пучков синхротронного и терагерцового излучения, на разработке и создании экспериментальной аппаратуры и оборудования для таких работ, на разработке и создании специализированных источников синхротронного и терагерцового излучения. Ежегодно в центре работают десятки российских и зарубежных организаций, сообщили в пресс-службе Института ядерной физики СО РАН.