В НОЦ ФМН разработан новый метод моделирования контактной фотолитографии

1 july 2022

Контактная фотолитография для слоев фоторезиста толщиной более 1 мкм – одна из ключевых операций для создания микроэлектромеханических систем (МЭМС), печатных плат и других микроустройств. Существенное влияние на выходные электрические и механические параметры структурных элементов изделий оказывает наклон стенок микрорельефа в фоторезисте. На основе проведенного анализа особенностей фотолитографии команда инженеров и ученых НОЦ Функциональные Микро/Наносистемы (НОЦ ФМН) предложила математическую модель, основанную на дифракции Френеля, для формирования необходимого изображения в толстых слоях фоторезиста. Модель и статистическая обработка полученных на ее основе данных позволяет оценить взаимосвязь между выходными параметрами фотолитографии, коэффициентом поглощения и толщиной фоторезиста.

Одной из ключевых технологических операций для создания микроэлектромеханических устройств (МЭМС), печатных плат и других современных изделий является фотолитография. Контактная фотолитография для слоев фоторезиста толщиной более 1 мкм широко используется в микроэлектронике для локального травления или осаждения материалов на заготовку. Наклон стенок микрорельефа в фоторезисте оказывает существенное влияние на выходные параметры разрабатываемых устройств.

На основе анализа особенностей контактной фотолитографии, сотрудники НОЦ ФМН разработали математическую модель формирования пространственного изображения в толстом слое маски с учетом дифракционного распределения интенсивности излучения в объеме между фотошаблоном и подложкой. Оптические процессы контактной фотолитографии обычно относят к процессам в ближнем поле, для которых характерны дифракционные явления, описываемые теорией Кирхгофа–Френеля.

Модель и статистическая обработка результатов, полученных на ее основе, описывает взаимосвязь между выходными параметрами фотолитографии, т.е. наклоном боковых стенок, а также коэффициентом поглощения и толщиной фоторезиста. Предложенная модель является оценочным методом при проектировании профилей, что позволяет технологам разработать кратчайший путь достижения необходимых параметров фотолитографии.

Для выявления закономерностей изменения дифракционного изображения по глубине фоторезиста было исследовано более 500 распределений интенсивности для фоторезистов с толщинами от 1 до 100 мкм и для одиночных линий с шириной от 1 до 100 мкм, в результате которого было выявлено, что угол наклона стенок профиля фоторезиста зависит преимущественно от коэффициента поглощения и от толщины резиста, причем коэффициент поглощения дает наибольший вклад в формирование пространственного изображения в фоторезисте.

https://doi.org/10.1063/5.0075477

All news