Etude des résines à amplification chimique 193 nm de tonalité positive ou négative pour une application microélectronique sub65 nm

Study of 193 nm positive and negative tone chemically amplified photoresits for sub 65 nm microelectronic applications

• Auteur / Autrice : Michael Julian May
• Direction : Georges Hadziioannou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Procédés chimiques

Lithographie

Microélectronique

Résumé

Ce travail vise l’étude des résines utilisées en microélectonique. Le procédé de fabrication des circuits intégrés nécessite en effet l’utilisation d’un polymère photosensible qui permet de définir des motifs sur le substrat silicium lors d’une étape d’insolation. Ces motifs servent ensuite de masque lors d’une étape de gravure plasma qui permet d’obtenir le tracé du circuit intégré. L’objectif principal a donc été d’étudier la résistance à la gravure des résines pour une chimie de gravure oxyde donnée. L’analyse de l’ensemble des résines met en évidence des modifications chimiques liées à l’utilisation de monomères acryliques, dont nous avons cherché à déterminer les causes et comment les réduire. Dans un second temps, nous avons cherché à déterminer la résolution limite qu’il est possible d’atteindre avec une résine négative en utilisant un interféromètre à immersion. Nous avons ainsi démontré que les résines négatives nesont pas compétitives vis-à-vis des résines positives.

This work focuses on the study of photoresists. The fabrication process of integrated circuits requires their use for generating the resist patterns which later serve as a mask during an etch step that transfer the patterns into the substrate. Therefore, we have studied the etch behaviour of negative and positive 193 nm resists when exposed to a chosen oxide etch plasma. The resist analyses have pointed out that the resist deprotection that occurs during the etch is linked to the acrylic monomers that are part of the resist. The evaluation of model polymers and formulations has then permitted to determine wich parameters are relevant to improve the etch resistance of 193 nm resists. We have then also studied the resolution limit of a negative tone resist using an immersion interferometer. This work has enabled to show that, in spite of the progress realized in the negative tone resist development, this tonality is not competitive compared to the common tonality.