Page 1
Химические и физико-химические аспекты литографии.
Природа процессов проявления и травления резистов,
основные типы полимерных резистов.
Жидкости для иммерсионной литографии на основе
коллоидных частиц.
Технологии наноструктур
[email protected]
8-917-523-3243; 939-1321
Page 2
В.И. Фельдман, лекции в МГУ
Page 4
Степень полимеризации n – число звеньев в цепи
Молекулярная масса
Полидисперсность (polydispersity index, PDI) – отношение cреднечисленной
молекулярной массы к среднемассовой
Полимеры
Homopolymer – цепь состоит из мономеров одного состава
Co-polymer – в цепи чередуются мономеры разного состава
Block co-polymers – в цепи чередуются блоки из мономеров разного состава
Типичные загрязнения:
- катализаторы полимеризации (металлы и их соединения)
- растворители
Основные характеристики:
Page 6
Радиационная
химия Физическая
химия
полимеров
Физическая
химия
поверхности
Просто всякая
химия
Химия в литографических задачах
Page 7
Типичные процессы
при облучении
Позитивные резисты
Негативные резисты
до
после
Page 8
Контроль термической стабильности – термогравиметрия (TG)
TG-DSC – в сочетании с дифференциальной сканирующей калориметрией
(иногда удается определить температуру стеклования)
Page 9
Chemically amplified resist (CAR)
Photoacid generator (PAG)
может быть введен в раствор при
нанесении полимера или пришит
к полимеру
Функциональные группы,
улучшающие адгезию
J. Fluorine Chem.
129 (2008) 607
Page 10
Эмпирический подбор
молекулярной массы
и содержания PAG
Microelectronic Eng. 86 (2009) 796
Технология нанесения –
- spin coating
Page 11
Требования к толщине полимерного слоя
Низкий коэффициент поглощения на все более коротких длинах волн
Фторированные мономеры
норборненового (nonbornene) ряда
Macromolecules 36 (2003) 1534
Трет-бутил
Page 12
Особые требования к резистам для иммерсионной литографии
Высокий коэффициент преломления: S-содержащие полимеры
Macromolecules 41 (2008) 5674
193
нм
+ минимальное набухание в жидкости
Page 13
Nanofluids – охлаждение чипов, MEMS, среда для иммерсионной литографии
объемное
содержание
частиц (p)
показатель
преломления
растворителя
показатель
преломления
мутность
(turbidity)
Дисперсии SiO2 и ZrO2 для
иммерсионной литографии
Langmuir 25 (2009) 2390
Page 14
Jap. J. Appl. Phys. 52(2013) 010002
Resolution:
- line width roughness
- line edge roughness
Extreme ultraviolet lithography (EUVL)
PEB - «выпечка»
(post-exposure bake)
вода
Проблемы смачивания
Page 15
«Неорганические» резисты – повышение чувствительности
Jap. J. Appl. Physics 58 (2019) SDDC01
(оптическая литография)
Surface Review and Letters, (2018) 1850118
(электронная литография)
VOx: кристаллизация
после засветки (4)
200 нм
В зависимости от способа травления
- могут быть и позитивными, и
негативными
Page 16
Surface Review and Letters, (2018) 1850118
Доза Неорганический водораство-
римый резист –
нестехиометрический оксид
ванадия.
вода
вода+спирт
Page 17
Блок-сополимеры для использования без маски:
селективное травление блоков одного типа
PS-b-PMMA –
- поли(стирол-блок-метилметакрилат)
(скорости травления PS и PMMA в
кислородной плазме 1.5:1)
PS-b-PFS –
- поли(стирол-блок-ферроценилсилан)
(Si,Fe)-оксид
Thin Solid Films
517 (2009) 4474