Физико-химические процессы модификации тонких пленок на основе полиметилметакрилата тепловым, ультразвуковым и электронно-лучевым воздействием

• Автор: Плотнов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 132 с.

1.1. Литографические методы в микроэлектронном производстве.

1.1.1. Метод электроннолучевой литографии .

1.1.2. Литографические характеристики электронорезистов.

1.2. Характеристика электронорезистов на основе

полиметил метакрилата.

1.3. Процессы формирования тонких пленок из растворов полимеров

1.3.1. Пленкообразование слоя резиста при центрифугирован и и. 2

1.3.2. Пленкообразование слоя резиста при термообработке .

1.3.3. Структурные особенности тонких пленок на основе полиметилметакрилата

1.4. Анализ литературных данных, теоретическое обоснование работы

и выбор направления исследования

Глава 2. Исследование процесса формирования тонких пленок па
основе полиметилметакрилата
2.1. Методика атомносиловой микроскопии при исследовании тонких полимерных пленок
2.2. Методика формирования тонких пленок полимерных резистов
2.3. Микрозондовые исследования структуры тонкой пленки полиметилметакрилата
2.4. Исследование процесса пленкообразования резиста на основе полиметилметакрилата при центрифугировании
2.5. Исследование процесса формирования тонких пленок на основе полиметилметакрилата при тепловом воздействии.
2.6. Модель процесса формирования тонких пленок на основе полиметилметакрилата при тепловом воздействии.
Глава 3. Исследование модификации тонких пленок на основе
полиметилметакрилата после ультразвукового воздействия
3.1. Методика проведения эксперимента .
3.2. Экспериментальные результаты изменения молекулярной структуры тонких пленок на основе полиметилметакрилата
3.3. Анализ ультразвукового воздействия на резисты на основе полиметилметакрилата
Г лава 4. Исследование модификации тонких пленок на основе
полиметилметакрилата после электроннолучевого воздействия.
4.1. Особенности процесса электроннолучевого воздействия на пленки резиста на основе полиметилметакрилата.
4.2. Методика проведения эксперимента .
4.3. Исследование модификации тонких пленок сополимера
метилметакрилатметакриловая кислота при электроннолучевом воздействии.
4.4. Метод локального повышения чувствительности электронорезиста на основе сополимера метилметакрилатметакриловая кислота.
Выводы .
Список используемой литерату ры .
Введение


На стадии разработки находятся перспективные высокопрецизионные методы литографии с использованием рентгеновского и ионнолучевого экспонирования 3, 4. Выбор литографического метода, кроме разрешения и точности, в значительной мере определяется и показателями производительности, которая в итоге определяет экономическую эффективность производства. В настоящее время метод электроннолучевой литографии не в состоянии полностью удовлетворить всех требований по производительности производства, в сравнении с другими методами табл. В случае использования сканирующей электроннолучевой литографии ЭЛЛ ситуация осложняется тем, что экспонирование проводится последовательным перемещением сфокусированного электронного пучка, а не сплошным потоком излучения как для проекционных методов литографии. Таблица 1. ЭЛЛ 8, 9. Современные модели электроннолучевых литографических установок способны обеспечить изготовление рисунков с минимазьными размерами элементов 0,1ч0,5 мкм в промышленных условиях . Поэтому основным препятствием для более широкого промышленного использования сканирующей ЭЛЛ является ее низкая производительность , . Параметры, определяющие производительность систем электроннолучевого экспонирования, можно разбить на три основные группы табл. Из табл. Таблица 1. Независимым от технологического оборудования параметром, определяющим производительность ЭЛЛ, является чувствительность резиста, поскольку время экспонирования э единичного пятна в сканирующей ЭЛЛ определяется выражением
где О доза, требуемая для экспонирования чувствительность резиста плотность тока электронного пучка. Таким образом, из выражения 1. ЭЛЛ и топологии схемы производительность процесса определяется чувствительностью используемого резиста. Поэтому для снижения времени экспонирования и как следствие увеличения производительности процесса ЭЛЛ необходимо использовать более чувствительные резисты, для которых требуется меньшая доза экспонирования О. В литографических процессах для переноса двухмерного топологического изображения в трехмерную ИС используется специальные резистные пленки резисты, предварительно наносимые на подложку. В качестве резистов основное применение находят полимерные композиции, что обусловлено их отличной способностью образовывать качественные тонкие слои и легкостью видоизменения свойств химическими методами для удовлетворения широкого спектра специальных технологических требований. Резистные материалы в зависимости от используемого в литографии излучения подразделяются на фото, электроно, ионо и рентгенорезисты . В электроно, рентгено и ионолитографии захват высокоэнергетического ионизирующего излучения определяется массовым коэффициентом поглощения материала, поэтому в большинстве случаев резист состоит только из полимера. При растворении полимера в летучих органических растворителях с последующим нанесением раствора и удалением растворителя легко получить пленки требуемой толщины. Изображение в пленке резиста после воздействия излучения формируется в результате локального изменения растворимости в жидких проявителях или стойкости к плазменному травлению. При этом различают два класса резистов позитивные и негативные. Для позитивных резистов характерно увеличение растворимости проэкспонированных областей, а для негативных наоборот, характерно образование нерастворимых областей. При экспонировании электронным пучком наиболее часто применяют позитивные резисты, поскольку при производстве ИС чаще имеет место ситуация, когда незащищенная площадь пластины значительно меньше защищенной . Имеется целый класс полимеров, к которым можно применить метод изменения характеристик растворимости при уменьшении размера макромолекул за счет происходящего по случайному закону разрыва связей в макромолекулах под действием электронного излучения. К таким полимерам с преобладанием процесса деструкции при облучении относятся полимеры, содержащие четверти чнозамещениые атомы углерода, например полиметакриловые кислоты и эфиры полиметилметакрилат, полиметакриловая кислота, полимстакриламнд, политетрафторэтилен, полиизобутелен, целлюлоза и ее производные, полиамстилстирол и другие , .