Contribution à l'étude des propriétés des résines photosensibles et de leur application à la microlithographie PDF Download
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COMPOSITION ET CARACTERISATION D'UNE PHOTORESINE POSITIVE TYPE. REPONSE OPTIQUE DU FILM EN FONCTION DE LA LONGUEUR D'ONDE D'EXPOSITION. PRINCIPES D'UNE MODELISATION DU PROCESSUS LITHOGRAPHIQUE DE CETTE RESINE. APPLICATION A LA DUPLICATION PAR CONTACT DE TRAITS DE L'ORDRE DE 0,5 MU M ET A LA PROJECTION D'UNE IMAGE AERIENNE DE L'ORDRE DU MICRON DE LARGE PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN OBJECTIF A HAUTE RESOLUTION.
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COMPOSITION ET CARACTERISATION D'UNE PHOTORESINE POSITIVE TYPE. REPONSE OPTIQUE DU FILM EN FONCTION DE LA LONGUEUR D'ONDE D'EXPOSITION. PRINCIPES D'UNE MODELISATION DU PROCESSUS LITHOGRAPHIQUE DE CETTE RESINE. APPLICATION A LA DUPLICATION PAR CONTACT DE TRAITS DE L'ORDRE DE 0,5 MU M ET A LA PROJECTION D'UNE IMAGE AERIENNE DE L'ORDRE DU MICRON DE LARGE PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN OBJECTIF A HAUTE RESOLUTION.
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L'ETUDE A ETE FAITE SIMULTANEMENT SUR DES RESINES DE TYPE NEGATIF ET DES RESINES DE TYPE POSITIF. TECHNOLOGIE DE PREPARATION DES RESINES POUR OBTENIR DES COUCHES HOMOGENES SUSCEPTIBLES D'ETRE UTILISEES COMME RECEPTEUR PHOTOSENSIBLE. INFLUENCE SUR L'EPAISSEUR FINALE DE LA COUCHE DES PARAMETRES QUI INTERVIENNENT AU COURS DE LA PREPARATION ET AU COURS DE L'EXPOSITION ET DE CEUX QUI CARACTERISENT LE PROCESSUS DE DEVELOPPEMENT. APPLICATIONS AUX ENREGISTREMENTS HOLOGRAPHIQUES ET DE GRILLES DE PHASE
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POUR AMELIORER LA PERFORMANCE DES PHOTORESISTS POSITIFS ACTUELS, NOUS AVONS ENVISAGE D'ANALYSER LA COMPOSITION DE LA RESINE HPR-204 EN VUE D'ELABORER DES RESINES SIMILAIRES. COMPTE TENU DES DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES, DES COMPOSES PHOTOSENSIBLES ET DES NOVOLAQUES NON GREFFEES ET PORTANT COMME GREFFON UN GROUPEMENT 1-OXO 2-DIAZONAPHTOQUINONE 5-SULFONYL ONT ETE PREPARES. LEURS CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES ONT ETE DETERMINEES PAR SPECTROSCOPIES, PAR CHROMATOGRAPHIES ET PAR ANALYSES THERMIQUES. CE TRAVAIL A PERMIS DE MONTRER QU'IL ETAIT POSSIBLE DE DIFFERENCIER UNE NOVOLAQUE GREFFEE D'UN SIMPLE MELANGE DE NOVOLAQUE ET DE COMPOSES DE TYPE 1-OXO 2-DIAZONAPHTOQUINONE 5-SULFONATE. CE TRAVAIL PRELIMINAIRE A PERMIS D'AFFIRMER QUE L'HPR-204 EST UNE RESINE QUI RENFERME ESSENTIELLEMENT UNE NOVOLAQUE NON GREFFEE A BASE DE META ET DE PARA-CRESOL, AVEC DES POURCENTAGES ELEVES DE PONTAGE METHYLENIQUES EN POSITION ORTHO-ORTHO. DE PLUS, CE PHOTORESIST RENFERME EGALEMENT COMME COMPOSES PHOTOSENSIBLES, DES PRODUITS OBTENUS PAR ESTERIFICATION DE LA 2,3,4-TRIHYDROXYBENZOPHENONE PAR LA 5-CHLOROSULFONYL 1-OXO 2-DIAZONAPHTOQUINONE. LE SOLVANT UTILISE, QUI CONSTITUE 72% EN POIDS DE LA RESINE, EST UN MELANGE D'ACETATE DE CELLOSOLVE, D'ACETATE DE N-BUTYLE, DE XYLENE ET D'ETHYLBENZENE. COMPTE TENU DE CES RESULTATS, NOUS AVONS ALORS ELABORE DE NOUVELLES RESINES SIMILAIRES. L'ETUDE COMPARATIVE DES PROPRIETES MICROLITHOGRAPHIQUES DE CES RESINES ET DE L'HPR-204 A MONTRE QU'IL ETAIT POSSIBLE D'OBTENIR, DANS CERTAINS CAS, AVEC DE TELLES RESINES ORIGINALES DE MEILLEURES PROPRIETES
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Cette étude porte sur les propriétés et les mécanismes de mise en forme des résines photolithographiques utilisées pour la fabrication des filtres colorés et des microlentilles des capteurs d’images CMOS. Au cours de cette thèse, l’étude comparative des résines pigmentées et des résines à colorants a permis de montrer la supériorité de ces dernières en terme de défectivité, de rugosité et de dégazage. Cependant leur utilisation dans les futures générations de capteurs semble être compromise, à court terme, en raison de leur faible stabilité à la température et à la lumière. Concernant les microlentilles, l’étude physico-chimique de la résine a permis de mettre en évidence la compétition entre la réticulation de la résine et sa mise en forme sous l’effet des tensions de surface lors du recuit. Nous avons ainsi pu montrer que le contrôle des cinétiques respectives de ces deux phénomènes jouait un rôle clef dans l’optimisation de la forme de la microlentille.
Author: Claude Vigot Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 110
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DEFINITION DES TERMES EMPLOYES DANS CETTE ETUDE ET BUT DE CE TRAVAIL. ETUDE THEORIQUE SUR L'ACTION D'UN RAYONNEMENT IONISANT SUR LES POLYMERES AVEC APPLICATION A LA RETICULATION, DEFINITION DU RDT RADIOLYTIQUE G. TECHNOLOGIE UTILISEE DANS LE MASQUAGE ELECTRONIQUE ET DEFINITION DES PARAMETRES POUR DETERMINER LES PERFORMANCES D'UNE RESINE NEGATIVE. DETERMINATION EXPERIMENTALE DES CARACTERISTIQUES DE L'HOMOPOLYMERE DERIVE DU METHACRYLATE DE GLYCIDYLE, DES PERFORMANCES DE LA RESINE DE MASQUAGE, DU RDT DE RETICULATION. CETTE ETUDE ASSURE UNE MEILLEURE CONNAISSANCE DES MECANISMES DE RETICULATION DU POLYMERE ET DE SES PROPRIETES COMME RESINE NEGATIVE EN LITHOGRAPHIE. LIMITES DE CETTE RESINE ET PERSPECTIVES QUE L'ON PEUT ESPERER DES PRODUITS DERIVES DU POLYMETHACRYLATE DE GLYCIDYLE
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L'AUGMENTATION DE LA DENSITE D'INTEGRATION DES DISPOSITIFS MICROELECTRONIQUES AINSI QUE LA REDUCTION CONSTANTE DE LEURS DIMENSIONS EST RENDUE POSSIBLE PAR L'UTILISATION DE LONGUEURS D'ONDE TOUJOURS PLUS COURTES EN MICROLITHOGRAPHIE. LA LITHOGRAPHIE 193 NM EST LA PROCHAINE GENERATION DE LITHOGRAPHIE OPTIQUE INDUSTRIELLE. SON ENTREE EN PRODUCTION, PREVUE DES 2001, LE SERA POUR DES APPLICATIONS SUB-LONGUEUR D'ONDE, CE QUI EXERCE DES CONTRAINTES TRES FORTES SUR LE PROCEDE PHOTOSENSIBLE. DANS CE CONTEXTE, L'OBJET DE CE MEMOIRE EST D'ACQUERIR ET DE COMPLETER NOTRE CONNAISSANCE DES MECANISMES INTERVENANT DANS LE PROCESSUS DE FORMATION ET DE STABILISATION DE L'IMAGE DANS LES RESINES 193 NM A AMPLIFICATION CHIMIQUE, EN S'ATTACHANT EN PARTICULIER A IDENTIFIER LES COMPORTEMENTS SPECIFIQUES INTRODUITS PAR LES DIFFERENTES PLATES-FORMES CHIMIQUES DONT SONT ISSUES CES NOUVELLES RESINES. APRES DES RAPPELS GENERAUX SUR LA MICROLITHOGRAPHIE OPTIQUE ET LES DIFFERENTES SOLUTIONS CHIMIQUES POSSIBLES POUR LA MISE AU POINT DE RESINES POSITIVES 193 NM, NOUS NOUS SOMMES ATTACHES A L'ETUDE DE L'INFLUENCE DES CONDITIONS DE RECUITS DU PROCEDE LITHOGRAPHIQUE SUR LES PERFORMANCES DES RESINES. EN EFFET, OUTRE LES ETAPES D'EXPOSITION ET DE DEVELOPPEMENT, LE PROCEDE LITHOGRAPHIQUE SE COMPOSE DE DEUX RECUITS, DONT LES DEUX PARAMETRES, TEMPS ET TEMPERATURE, SONT FACILEMENT MODULABLES PAR LE LITHOGRAPHE. NOUS METTONS AINSI CLAIREMENT EN EVIDENCE QUE, POUR LES RESINES 193 NM, LE CHOIX DES CONDITIONS DE RECUIT AVANT EXPOSITION, OU SOFT BAKE (SB), EXERCE UNE TRES FORTE INFLUENCE SUR LA STABILITE PHYSIQUE ET LES PERFORMANCES LITHOGRAPHIQUES DE RESINES. DES MECANISMES PARTICULIERS A CES DIFFERENTES RESINES, ENTRAINANT LA LIMITATION DE LEURS PERFORMANCES, SONT EGALEMENT PRESENTES, INDIQUANT AU PASSAGE CERTAINES DES DIFFICULTES A EVITER AFIN D'ABOUTIR A LA MISE AU POINT D'UNE FORMULE ET D'UN PROCEDE OPTIMUM. FINALEMENT, L'IDENTIFICATION ET LE CONTROLE DES MECANISMES MIS EN JEU LORS DE LA DEPROTECTION DE LA RESINE, AU COURS DU RECUIT APRES EXPOSITION, OU RECUIT DE POST EXPOSURE BAKE (PEB) A FAIT L'OBJET D'UNE ETUDE DETAILLEE. CES MECANISMES DE DEPROTECTION, BASES SUR LA DIFFUSION DE L'ACIDE PHOTOGENERE ET SA REACTION AVEC LA MATRICE POLYMERE SE REVELENT ETRE LES PARAMETRES CLEFS DEFINISSANT LES PERFORMANCES D'UNE RESINE A AMPLIFICATION CHIMIQUE. SUR LA BASE DES RESULTATS PRESENTES DANS CE TRAVAIL, DES CRITERES DE SELECTION ET DE TESTS SONT PROPOSES AFIN D'ACCELERER L'IDENTIFICATION ET LE CHOIX DES RESINES 193 NM LES PLUS PERFORMANTES, POUR UN DEMARRAGE RAPIDE D'UNE ACTIVITE 193 NM EN ENVIRONNEMENT INDUSTRIEL.
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LE "PHOTORESIST" POSITIF QUI A FAIT L'OBJET DE CETTE THESE SE COMPOSE D'UN POLYMERE NOVOLAQUE DANS LEQUEL EST DISSOUTE UNE DIAZONAPHTALENONE SUBSTITUEE. LES CARACTERISTIQUES PHYSICOCHIMIQUES DES DIFFERENTS COMPOSES DU FILM - CARBENE, CETENE - SUGGERES DANS LA REACTION PHOTOCHIMIQUE SONT RAPPELEES. CHAQUE LOT DE RESINE COMMERCIALE PEUT ETRE CARACTERISE PAR UN JEU DE PARAMETRES SPECIFIQUES UTILISES POUR CONTROLER LEUR PHOTOSENSIBILITE. ENSUITE, L'ANALYSE DU COMPOSE PHOTOSENSIBLE EN SPECTROSCOPIE LASER RESOLUE DANS LE TEMPS, EFFECTUEE EN SOLUTION, NOUS A PERMIS DE DETERMINER LES SPECTRES D'ABSORPTION DES COMPOSES INTERMEDIAIRES FORMES. L'ENSEMBLE DES RESULTATS EXPERIMENTAUX A ETE REPRIS DANS LA MISE AU POINT DE MODELES DE CINETIQUE FORMELLE. LA VARIATION DE LA DENSITE OPTIQUE EN FONCTION DU TEMPS AU COURS D'UNE EXPOSITION CONTINUE DU FILM EST CALCULEE POUR CHAQUE MODELE ET COMPAREE A LA VARIATION MESUREE. IL EN RESSORT QUE L'ABSORPTION DU POLYMERE ET CELLE DES COMPOSES SECONDAIRES FORMES AU COURS DE L'EXPOSITION DOIVENT ETRE PRISES EN COMPTE DANS LES CALCULS CINETIQUES
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L’augmentation de la performance des circuits intégrés est assurée aujourd’hui par la diminution constante de leurs dimensions. En 2001 l’ITRS introduit la rugosité de ligne des motifs "Line Edge Roughness" liée à la miniaturisation des produits de nouvelle génération dans l’industrie microélectronique. Cette rugosité des motifs des résines photosensibles apparait pendant le procédé microlithographique et sera transférée dans les transistors fabriqués en diminuant leur performance. L’objet de ce travail est de comprendre les mécanismes physico-chimiques induisant à la rugosité des motifs et optimiser la synthèse ainsi que la formulation des résines photosensibles pour diminuer la valeur de ce nouveau facteur. Pour identifier et dévoiler les mécanismes physico-chimiques influençant le LER, nous avons étudié d’une part les résines positives commerciales et d’autre part, nous avons synthétisé de nouveaux polymères de différentes compositions chimiques, masses moléculaires, polymolécularités et architectures. Nous avons utilisé ces polymères pour la formulation des résines photosensibles modèles et déterminé les valeurs de LER de ces dernières. D’après nos études nous avons montré l’effet de la masse moléculaire et de l’indice de polymolécularité sur la performance lithographique. Les polymères linaires modèles à faible masse moléculaire ou à polymolécularité intermédiaire montrent une rugosité des motifs similaire à celle des résines commerciales. Enfin, nous avons proposé une nouvelle approche qui doit permettre de diminuer la rugosité de motifs utilisant des architectures macromoléculaires branchées et photoclivables. Celles-ci présentent une sensibilité lithographique et la capacité d’imprimer les motifs de 100nm.
Author: Alain Brochet
Author: Alain Brochet
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Author: Jean-Pierre Prillard
Author: Michel Godeau
Author: Andriampanananjato Rasolovoahangy
Author: Stéphanie Audran
Author: Claude Vigot
Author: BENEDICTE.. MORTINI
Author: FRANCOISE.. RENOU HASSINE
Author: Esma Ismailova