Weiterentwicklung eines Verfahrens zur Bestimmung der optischen Konstanten von Fotolacken mittels Swingkurven in der Fotolithografie (PDF)

Diplomarbeit aus dem Jahr 2005 im Fachbereich Physik - Optik, Note: 1,0, Technische Hochschule Wildau, ehem. Technische Fachhochschule Wildau (Ingenieurwesen - Physikalische Technik), Sprache: Deutsch, Abstract: Die genaue Kenntnis der Brechzahlnund des Absorptionskoeffizientenkaller in der Fotolithografie verwendeten Materialien ist von großem Interesse bei der Optimierung von Prozessen und Fertigungstechnologien in der Mikroelektronik.
Da bei der Herstellung integrierter Schaltungen die Miniaturisierung eine immer größere Rolle spielt, ist die Reproduzierbarkeit und Stabilität kleinster Strukturen ein wichtiger Parameter in der Lithografie. Dies gilt insbesondere für die modernen (Sub-) 130nm-Technologien, bei denen Strukturen erzeugt werden, die um Vielfache kleiner als die Wellenlänge des zur Belichtung verwendeten Laserlichts sind. Vor allem die optischen Eigenschaften des dabei eingesetzten Fotolacks und einer eventuell vorhandenen Antireflektionsbeschichtung beeinflussen die bei einer Belichtung des Wafers entstehenden Strukturen stark. Daher ist es sowohl für die gesamte Prozessführung und Technologieentwicklung als auch zur Optimierung der Lithografieprozesse von großem Interesse, die optischen Eigenschaften der verwendeten Fotolacke bei der eingesetzten Belichtungswellenlänge mit hoher Präzision bestimmen zu können. Aus diesen Ergebnissen lassen sich dann unter anderem die für den jeweiligen Prozess optimalen Dicken der verwendeten Schichtmaterialien bestimmen. Zur Bestimmung der optischen Konstanten von Fotolacken und Antireflektionsbeschichtungen existieren unterschiedliche Verfahren. Absolutmessungen vonnundksind mit hochgenauen Ellipsometern und Reflektometern möglich, erfordern jedoch einen hohen messtechnischen Aufwand und können im allgemeinen nicht mit Inline-Messgeräten realisiert werden, wie sie im Reinraum der IHP GmbH zur Prozesskontrolle verwendet werden. Diese Geräte erreichen nicht die für Absolutmessungen nötige Genauigkeit. Eine andere Methode basiert auf der Anwendung von Dispersionsmodellen. Da jedoch sowohl Fotolacke als auch organische Antireflektionsbeschichtungen im Spektralbereich um 248.4nm relativ steile Molekülbanden im Dispersionsverlauf aufweisen, ist die Anwendung dieser Modelle nicht zur Bestimmung vonnundkgeeignet. Daher wird in dieser Arbeit auf die Nutzung von Swingkurven zurückgegriffen, durch deren Auswertung eine genaue Bestimmung der optischen Konstanten möglich ist.