LITHOGRAPHIE DSA PAR GRAPHOEPITAXIE : EVALUATION INITIALE DES PERFORMANCES SUR LIGNE PILOTE 300MM

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Méthodes de contrôle de l’orientation de la morphologie du film mince

Dans le contexte d’une utilisation de structures auto-assemblées de copolymère dibloc pour la lithographie, le contrôle du jeu des énergies aux interfaces doit donc être maîtrisé et reproductible. Il faut effectivement garantir que la morphologie choisie soit orientée uniformément dans l’épaisseur du film pour qu’elle puisse être transférée dans les matériaux du substrat avec fidélité. Dans le cas d’un copolymère cylindrique, l’application visée va entièrement dépendre de la capacité à contrôler sur demande une orientation soit dans le plan (ligne/espace pour un transistor) ou hors du plan (trou de contact). Ce point est d’autant plus critique pour les morphologies lamellaires, puisque parmi toutes les configurations envisagées avec la figure I-14, seules les structures orientées hors du plan grâce à une configuration non préférentielle aux deux interfaces possèdent un intérêt en lithographie (ligne/espace pour un transistor).
L’une des méthodes de contrôle des interactions avec le substrat les plus connues a été imaginée par le travail de Mansky et al. [MLHR97] sur le greffage de copolymère, et utilisée expérimentalement pour la première fois par Russel et al. [RTTH00]. Dans le cas d’un assemblage PS-b-PMMA lamellaire, l’idée consiste à réaliser des films de copolymère statistique PS-r-PMMA insérés entre le substrat et le copolymère dibloc. Comme le montre la figure I-17, la fraction de monomère styrène dans ce film peut être choisie pour que son énergie d’interaction avec les deux blocs soit équivalente ( / = / ). Il résulte un mouillage non préférentiel à cette interface (dite « neutralisée » par abus de langage) qui permet des morphologies orientées hors du plan du substrat.
La méthode du greffage (« graft to » en anglais) est celle historiquement développée pour fixer ces films intermédiaires sur le substrat et empêcher leur retrait par le solvant de dissolution du copolymère dibloc pendant le dépôt. Elle consiste à introduire des terminaisons hydroxyles en fin de chaînes PS-r-PMMA qui peuvent subir des réactions de déshydration avec la surface de certains substrats (par exemple, les liaisons silanols en surface d’un oxyde de silicium). Des liaisons fortes sont ainsi créées et les chaînes adoptent des conformations en pelote ou en brosse (d’où l’appellation de couche « brush »). Les films formés ont l’avantage d’être d’épaisseur maîtrisée (la quantité de chaînes greffées est fonction du nombre de sites réactifs et de la taille des chaînes [ILPN06, S.]) et insensibles au solvant de dépôt. De plus, cette interface en brosse est pénétrable par les chaînes du dibloc ce qui facilite le mouillage et l’adhésion [MLHR97]. Reste l’inconvénient que le greffage n’est possible que sur certains types de surfaces, ce qui limite la versatilité de son usage. A noter que la réticulation thermique de PS-r-PMMA en film dense et insoluble a également été démontrée comme viable [RSDH05] grâce à l’utilisation d’un agent réticulant (type benzocyclobutene).
En ce qui concerne l’interface supérieure, le PS-b-PMMA possède l’avantage d’être composé de deux monomères dont l’énergie d’interaction avec l’air est pratiquement équivalente sur une gamme de température comprise entre 170 et 250°C [HaSi01, MoJa97], ce qui facilite grandement sa disposition dans des configurations non-préférentielles. Ceci est rarement le cas pour la plupart des matériaux « highχ » puisque tout leur intérêt repose sur des monomères possédant des énergies d’interactions les plus opposées possibles. Dans le cas d’un PDMS-b-PS par exemple, le bloc riche en silicium voudra toujours établir un mouillage préférentiel avec l’air [ATLA01]. Pour éviter ces problèmes d’interactions avec l’air, l’utilisation d’une couche de revêtement (TC, ou « top-coat » en anglais) déposée entre la surface supérieure du dibloc et l’air est communément utilisée. Plusieurs méthodes plus ou moins sophistiquées existent dans la littérature pour faire en sorte que cette TC assure la neutralisation de l’interface supérieure pendant la microséparation de phase du « high χ ». En 2012 le groupe de Grant Wilson a publié l’invention d’une TC à inversion de polarité [BTMD12] qui a permis l’orientation hors du plan de lamelles de PS-b-PTMSS-b-PS et PTMSS-b-PLA avec succès. Il n’existe pas aujourd’hui de solution TC universelle dont les propriétés de production, de répétabilité et d’uniformité auraient été démontrées viables à l’échelle des exigences industrielles.

Cinétiques et défectivité : recuit thermique ou en vapeur de solvant

Pour réaliser des films minces d’épaisseur contrôlée, la méthode du dépôt par enduction centrifuge est la plus répandue. Le copolymère en solution est déposé en quantité fixée sur le substrat à recouvrir et, par rotation du support (à vitesse et accélération connue) un film uniforme est réalisé. L’épaisseur finale est donc dépendante de la concentration de la solution en matière polymère et des paramètres de rotation (plus de détails sont présentés dans le chapitre II.2). Lors de cette étape, de nombreux facteurs (choix du solvant, gonflement préférentiel des chaînes, vitesse d’évaporation du solvant, arrangement en micelles…) vont propager un ordre dans l’arrangement des chaînes [Morr15]. Bien qu’il ne soit pas à l’équilibre thermodynamique idéalement décrit plus tôt, cet ordre initial est piégé par la cinétique ralentie des chaînes entremêlées. Il est donc nécessaire d’effectuer un recuit du matériau après son dépôt en couche mince pour retourner à l’ordre dicté par la seule microséparation de phase thermodynamique.
Le recuit thermique propose simplement d’utiliser l’agitation thermique (augmentation de la température au-dessus de la température de transition vitreuse Tg du copolymère) afin de fournir la mobilité suffisante aux chaînes et accélérer la cinétique menant à la microséparation de phase. Un recuit thermique participe grandement à l’élimination des défauts dans la morphologie du CPB. Plusieurs études de simulation ont en effet démontré que l’énergie libre ΔF associée à un défaut est d’un ordre de grandeur deux fois supérieur à kbT, ce qui devrait empêcher leur formation spontanée. En revanche, dans le régime de forte ségrégation (χN>100), la barrière d’énergie libre ΔFb associée à la destruction de ces défauts est plus élevée que kbT : les défauts sont métastables, ils ne peuvent pas être spontanément détruits par les fluctuations thermiques [LNPM14][LiMü16]. Ils sont piégés par les mêmes phénomènes à l’origine de la microséparation de phase (répulsion des blocs et entropie de conformation). L’augmentation de la température T diminue la valeur effective de χ en se rapprochant de la TODT (qu’elle ne doit pas dépasser pour conserver la microséparation de phase). Les simulations montrent qu’à l’approche du régime de faible ségrégation (autour de χN≈30), la barrière d’énergie libre ΔFb à franchir pour annihiler les défauts devient nulle : ils ne sont plus thermodynamiquement métastables (car ΔF>> kbT). De plus, l’interface entre les phases devient floue, la possibilité pour les chaînes de se réarranger est plus grande, et donc la cinétique d’annihilation des défauts augmente [LiMü16]. Voilà pourquoi un recuit haute température, avoisinant TODT permet de réaliser des morphologies moins défectueuses plus rapidement.
Expérimentalement, ce n’est pas toujours réalisable puisqu’il ne faut pas dépasser la température de dégradation des matériaux qui est parfois inférieure à la TODT comme c’est le cas pour beaucoup de matériaux « high χ ». Dans ces conditions particulières, il faut donc compenser par de long temps de recuit (heures ou jours) pour atteindre de faibles taux de défauts et le recuit thermique n’est alors plus une solution adaptée.
Dans tous les cas, la morphologie alors obtenue est figée lors du refroidissement à une température très inférieure à la TODT puis Tg (retour à un régime de forte ségrégation puis perte de mobilité des chaînes). Cette méthode de recuit reste la plus compatible avec les équipements 300mm et les exigences de rendement de l’industrie microélectronique.
Le recuit sous vapeur de solvant (ou SVA pour solvant annealing) utilise la capacité des solvants en phase vapeur à faire augmenter le volume libre des chaînes du film copolymère, réduisant effectivement la Tg du système et augmentant leur mobilité [KAPL13]. Ainsi il est possible d’accélérer les cinétiques de séparation de phases pour T<Tg. Aussi, le choix du solvant peut permettre de gonfler préférentiellement un des blocs et ainsi favoriser une morphologie (modification des fractions volumiques)[JuRo09], déclencher une orientation préférentielle lors de son évaporation (mécanisme de front de propagation du gradient de solvant dans l’épaisseur) [KHLK02][PFCG14] ou même réduire le χeffectif par écrantage des blocs [HaLH00][LHPA03]. Enfin, la saturation en solvant à l’interface supérieure du film (habituellement l’air) peut permettre de mitiger les différences d’énergies d’interaction des deux blocs et ainsi favoriser un mouillage non préférentiel même dans le cas des matériaux « high χ » [SGBA14][HTFC05]. La combinaison complexe de tous ces mécanismes permet à certains systèmes diblocs de tendre vers un degré d’ordre rarement accessible avec le recuit thermique. Aujourd’hui les promesses du SVA ne sont pas encore applicables à l’échelle industrielle en raison d’un temps de cycle trop long, du manque de stabilité du procédé, et de la nécessité d’équipements 300mm spécifiques. Des premiers essais associant recuit thermique et SVA ont vu le jour dans le but d’associer le meilleur de ces deux méthodes, mais ils restent au stade de développement [CMAS16].
D’autres méthodes de recuit ont été développées comme le recuit laser haute température [JPJL17] ou le recuit par micro-ondes [ZHWM10], mais elle restent encore marginales et loin d’une pleine compatibilité avec les exigences de la microélectronique.

DSA : l’auto-assemblage dirigé pour la lithographie

Ordre à longue distance

La clé d’une lithographie réussie réside dans sa capacité à localiser précisément la position de chaque motif d’intérêt sur une plaque, et de s’aligner pour superposer le résultat de très nombreuses étapes de structuration. Pour être utilisées dans la conception de dispositifs de circuits intégrés, des structures régulières doivent donc pouvoir exister sur plusieurs micromètres de surface. Un film mince de copolymère à blocs seul ne peut pas y parvenir. Par analogie avec les matériaux métalliques, la structuration de la microséparation de phase se répand en grains de quelques centaines de nanomètres à partir de point de nucléation, avec chacun une direction d’alignement des blocs qui lui est propre. La pénalité énergétique de cette coexistence de grains est négligeable en termes d’énergie libre [Morr15]. La figure I-18 montre par exemple la surface d’un PS-b-PMMA cylindrique de 35nm de période assemblé hors du plan du substrat et pour lesquels différents grains de maille hexagonale sont visibles.
Différentes méthodes ont donc été développées pour diriger l’alignement des morphologies sur de longues distances en fournissant un fort contraste d’énergie libre entre une zone alignée et une zone non-alignée. Ces méthodes sont regroupées sous l’appellation d’auto-assemblage dirigé, ou DSA (Directed Self-Assembly), et diffèrent dans leur façon d’imposer cette information d’orientation. Des méthodes d’alignement exotiques utilisent par exemple la pointe d’un équipement AFM pour structurer une surface attractive pour un bloc [FELF14], d’autres appliquent des forces de cisaillement [AWAD04, PKCR12], ou encore le recuit de zone inspiré des méthodes pour produire des métaux de grande pureté cristallographique [BBDJ07]. Cependant deux archétypes sont largement représentés dans la littérature de par leur fiabilité, leur maturité et leur utilisation compatible avec l’industrie déjà en place. Il s’agît de la chemoepitaxie et de la graphoepitaxie. Leur philosophie commune est d’utiliser l’alignement parfait d’une lithographie conventionnelle maîtrisée (approche top-down) pour que la microséparation de phase du copolymère à blocs (approche bottom-up) le reproduise à plus petite résolution et densité.

Auto-assemblage dirigé par contrainte chimique (chemoepitaxie)

En chémoepitaxie, l’information d’alignement est inscrite dans l’interface avec le substrat sur lequel le copolymère à blocs est déposé. Comme indiqué sur la figure I-19, des zones rectilignes sont créées sur un substrat dont la chimie d’interface est modifiée pour forcer le mouillage préférentiel d’un des blocs du copolymère dibloc (AB) utilisé. Ces bandes de guidage jouent alors le rôle d’ancrage, une condition limite à partir de laquelle un ordre et une orientation longue distance s’établissent. Dans le concept de base, toute la surface du substrat est modifiée. Les bandes attractives au bloc A s’alternent avec celles attractives au bloc B selon une période (Ps) égale à celle du CPB à organiser (PBCP ou L0). L’objectif est donc de produire sur le substrat l’orientation exacte des motifs, à l’échelle 1:1, que l’on souhaite voir reproduite par le CPB. Cette méthode offre un intérêt limité en lithographie puisque la résolution et la densité extrêmement agressive nécessaire pour créer ce contraste chimique sur le substrat nullifient les intérêts initiaux du DSA. En revanche, il est envisageable de choisir une approche où un seul type de bandes attractives (soit au bloc A ou au bloc B) est nécessaire. Celles-ci jouent toujours le rôle de condition limite pour l’orientation du CPB en contact. Pour propager l’orientation des motifs entre ces bandes, le reste du substrat est maintenu non préférentiel, ou neutre, pour les deux blocs. Ces zones libres, moins contraintes, permettent de propager l’orientation d’alignement par effet de proche en proche même si les bandes attractives sont espacées d’une période Ps égale à un nombre entier de fois la période intrinsèque PBCP (pour respecter la commensurabilité).
Figure I-19 Schéma de principe de la chemoepitaxie. A/ Le substrat est modifié de façon à reproduire de manière rectiligne les dimensions (à l’échelle 1:1) et les différences chimiques des deux phases (rouge et bleu) du dibloc, et ainsi forcer son orientation. Cette approche a peu d’intérêt en lithographie car les difficultés de résolution et de densité solutionnées par le DSA sont reportées sur la réalisation du substrat. B/ Le substrat majoritairement non préférentiel (vert) pour les deux blocs du CPB est structuré avec des bandes attractives pour un seul des blocs. Ces bandes peuvent être espacées d’une distance « Ps » égale à plusieurs fois la période « PBCP » du polymère et continuer à propager l’orientation linéaire au-dessus des zones « neutres ». [CRSK08] Des procédés permettant d’organiser des copolymères à blocs à partir d’une chemoepitaxie à Ps = 2*L0 ou 3*L0 ont été développés. La méthode principalement étudiée dans le cas d’application ligne/espace (dispositifs et interconnections) est basée sur le travail fondateur de Nealey et al. [RKDD08]. Sur une idée originale initialement étudiée à l’Université du Wisconsin [LNRH10], ce travail a donné lieu en 2011 au premier procédé d’intégration ligne/espace d’un matériau PS-b-PMMA lamellaire largement admis comme viable [LHOT11], appelé procédé « LiNe », par la suite développé puis amélioré en coopération avec l’Imec [RGTW12].
Brièvement, le principe du procédé « LiNe » en figure I-20 consiste à utiliser une lithographie 193nm immersion pour transférer des motifs ligne/espace (période autour de 75-80nm) de résine dans un film de polystyrène réticulé (XPS) sous-jacent (étapes A-B). Un plasma à base d’oxygène est utilisé pour réduire de manière contrôlée et uniforme les dimensions de la résine transférée (opération de « trimming ») et oxyder les flancs de matière XPS non protégée par la résine (étapes C-D). La résine est retirée lorsque les motifs ligne/espace transférés dans le XPS ont été réduits à un CD d’environ 0,5*L0, avec L0 la période intrinsèque du copolymère à blocs utilisé (environ 24 nm dans ce travail). Entre les structures de XPS restantes est déposé et greffé un PS-r-PMMA conçu pour être non préférentiel aux deux blocs (étape E). La structure finale se compose donc d’une surface majoritairement non préférentielle (assemblage des lamelles hors du plan) parsemée régulièrement de bande XPS très hydrophobes fortement attractives pour le bloc PS qui est contraint à positionner une phase PS le long de ces bandes (information chimique de direction). Il est aussi démontré que l’espacement Ls de ces bandes XPS doit rester commensurable avec le L0 du copolymère pour maintenir un ordre longue distance acceptable. La qualité de l’ordre diminue lorsque le ratio Ls/L0 augmente et une marge de variabilité de 10% par rapport à la commensurabilité idéale est supportée pour un ratio de 1.
Comme représenté sur la figure I-20, les sociétés IBM et AZchemical ont chacune développé un procédé de chemoépitaxie, respectivement en rupture et en continuité avec le procédé LiNe, dans l’optique de relâcher la contrainte de résolution à l’étape de lithographie initiale : Le procédé IBM, appelé procédé « lift-off », réalise une lithographie de résine positive plus relâchée à Ls =2*L0 ou 3*L0. Un PS-r-PMMA est ensuite greffé entre et sur les motifs de résine préalablement traités pour devenir insolubles au solvant de dépôt (inversion de tonalité)[CSTH10]. Les blocs de résine sont ensuite retirés et toute la matière greffée à leur surface disparaît également (principe du lift-off). Ne reste que des larges bandes non préférentielles entre lesquelles le substrat, généralement un oxyde hydrophile, peut attirer préférentiellement un des deux blocs du copolymère. Ce procédé a démontré être entièrement compatible avec les équipements 300mm de l’industrie sur la ligne pilote de l’Imec [Gron11].
Le procédé SMART d’AZ annoncé en 2013 [KWMY13] suit le même principe de lithographie relâché qu’IBM à la différence qu’il structure directement le PS-b-PMMA (réticulé pour supporter les différents traitements) à travers la résine. Aussi, un hPS est sélectivement greffé entre les bandes de brush pour réaliser un guidage complet (similaire LiNe) qui n’est pas dépendant de la nature du substrat (au contraire d’IBM).
Ces dernières années toute la littérature en chemoepitaxie s’est servie de ces trois bases de travail pour développer des preuves de transfert [CTPR14], effectuer des études de simulation et de caractérisation [StMM15], réaliser la lithographie de différents motifs utiles en circuit imprimé [WLCG14] ou encore corriger des structures EUV défectueuses [SCCL14].
Récemment, il a été démontré l’importance capitale des flancs de XPS oxydés pendant l’ouverture plasma du procédé LiNe [WSCS16]. Ces zones très hydrophiles (préférentielles PMMA) créent un fort contraste chimique supplémentaire et servent tout autant à l’information d’orientation que le XPS intact. Au contraire des procédés IBM ou AZ, cette chemoepitaxie LiNe n’est donc pas générée par une contrainte de seulement deux mais bien de trois zones de tonalités (préférentielle PS, préférentielle PMMA, et non préférentielle). Ce contraste chimique plus complexe, plus directif révèle toute son importance puisqu’il pourrait expliquer pourquoi, au-delà de la seule commensurabilité, la défectivité du LiNe reste aujourd’hui bien meilleure que celle des deux autres procédés [SGHN12].

Auto-assemblage dirigé par contrainte topologique (graphoepitaxie)

En graphoepitaxie, l’information d’alignement provient du confinement mécanique exercé par la topographie 3D du substrat. Le copolymère rempli une cavité dont les surfaces vont guider son orientation lors de sa microséparation de phase. Le travail initié par Segalman et al. a ainsi pu montrer dès 2001 la création (sur plusieurs microns) d’un unique grain de sphère PS-b-PVP en maille hexagonale par graphoepitaxie [SeHK01].
L’intérêt en microélectronique réside dans la possibilité de créer des structures topographiques localisées sur une plaque 300 mm possédant une forme et une orientation idéale qui, une fois remplies avec un copolymère à blocs, sont reproduites à densité multipliée grâce à la microséparation de phase. La réalisation des structures topographiques, ou structures guides, peut s’effectuer via n’importe quelle méthode de lithographie connue (optique, électronique, interférence…) selon les exigences de résolution et de rapidité d’écriture. Deux catégories de graphoepitaxie existent selon le type d’applications visé pour le circuit intégré : la réduction de contact ou « contact shrink » (pour les connections verticales) et la multiplication de ligne (pour les interconnexions, grilles et zones actives de transistors). La figure I-21 montre un exemple de résultat en DSA obtenu pour chacune de ces deux configurations : Contrairement à la chemoepitaxie, aucun procédé de graphoepitaxie ne fait aujourd’hui consensus ce qui multiplie le nombre d’études publiées sur des configurations de graphoépitaxie différentes. Plusieurs informations principales sont à retenir de ces études : La commensurabilité entre la taille de la structure de guide et la période L0 du copolymère utilisé doit être respectée le mieux possible. Le travail de Segalman [SeHK01] allait déjà dans ce sens mais ce sont les résultats de Ross et al. [ChMR04, CRTS03, CZCM06, CZSV06] qui ont permis de quantifier ce phénomène. En utilisant des motifs de tranchées (80nm de hauteur) à largeur W variable, ils démontrent grâce au diagramme reporté en figure I-22 que le nombre de microdomaines d’un PS-b-PFS cylindrique formés à l’intérieur peut être contrôlé avec précision. Leur modèle d’énergie libre montre que des minima d’équilibre locaux existent lorsque W =n*L0 ce qui favorise l’apparition d’un nombre exact de « n » domaines. A l’inverse, à l’approche de W = (n+0.5)*L0 une pénalité d’énergie existe et une coexistence entre deux états favorables (n et n+1) est préférée. Ces règles sont directement applicables au cas de la chemoepitaxie.
Parce que les surfaces du guide déclenchent les premières structures ordonnées dans la microséparation de phase (de manière similaire à une nucléation), elles propagent ensuite ces informations d’orientation et de direction au reste du film par effet de proche en proche [KCYJ14] [SeHK01]. Il résulte donc que l’influence du confinement sur l’ordre s’estompe loin de ces surfaces et est le plus faible au centre des cavités (lorsque W>>1*L0, l’orientation préférentielle du guide est même perdue).
La hauteur des cavités est aussi un paramètre à prendre en compte lors d’une graphoepitaxie. Pour que le confinement de la topographie l’emporte sur les autres interfaces, il est admis que la hauteur de cavité (h) doit être au moins égale à la période intrinsèque L0 du copolymère utilisé [SuDS04a, SuDS04b]. Plusieurs travaux ont montré que le ratio entre l’épaisseur du copolymère déposé (t) et la hauteur de la cavité à remplir (h) joue un rôle déterminant dans l’orientation et le niveau de défauts de l’assemblage final [YTYC09] [PRPK09]. Black et al. [BlBe04] ont par exemple observé (comme représenté figure I-23) comment les profils de remplissage d’un copolymère diblocs cylindrique à l’intérieur de cavités pouvaient affecter sa morphologie où son orientation.

Table des matières

RESUME
CHAPITRE I- ETAT DE L’ART : L’AUTO-ASSEMBLAGE DIRIGE DES COPOLYMERES A BLOCS POUR LA LITHOGRAPHIE CMOS AVANCEE
I.1 HISTORIQUE ET ENJEUX DE LA LITHOGRAPHIE
I1.1 La miniaturisation du transistor comme leitmotiv
I1.2 Principe et limitations de la technologie optique actuelle
I1.3 La solution de continuité : l’extrême ultraviolet
I1.4 Critères de sélection des lithographies nouvelle génération
I1.5 Exemples de lithographies nouvelle génération
I.2 L’AUTO-ASSEMBLAGE DIRIGE DES COPOLYMERES A BLOCS
I2.1 Thermodynamique de la microséparation de phase
I2.2 Contrôle de l’orientation des nanodomaines
I2.3 DSA : l’auto-assemblage dirigé pour la lithographie
I.3 LE DSA ET L’INDUSTRIE CMOS: CONTEXTE ET OBJECTIFS DE THESE
I3.1 Applications DSA pour le CMOS
I3.2 Contexte de thèse : maturité industrielle du DSA
I3.3 Objectifs de thèse
CHAPITRE II- PROTOCOLES EXPERIMENTAUX POUR L’EVALUATION PERTINENTE DES COPOLYMERES A BLOCS
II.1 REALISATION DES FILMS MINCES DE COPOLYMERE A BLOCS
II1.1 Systèmes polymères utilisés
II1.2 Dépôt des CPB en film mince
II1.3 Protocole expérimental pour le recuit thermique
II1.4 Fonctionnalisation de surface par greffage de CPB
II1.5 Méthodes de retrait du bloc PMMA
II.2 REALISATION DES GUIDES DE GRAPHOEPITAXIE
II2.1 Lithographie des motifs du guide
II2.2 Transfert des guides résine dans un masque dur
II.3 METROLOGIE D’EVALUATION DES PERFORMANCES DSA
II3.1 Evaluation des dimensions critiques au CD-SEM
II3.2 Méthodes d’évaluation de la défectivité
II3.3 Méthodes d’évaluation de la rugosité de lignes
II3.4 Mise en place d’une routine de métrologie
CHAPITRE III- LITHOGRAPHIE DSA PAR GRAPHOEPITAXIE : EVALUATION INITIALE DES PERFORMANCES SUR LIGNE PILOTE 300MM
III.1 INTRODUCTION
III.2 OPTIMISATION DES PARAMETRES DE L’AUTO-ASSEMBLAGE DU L38
III2.1 Optimisation du couple temps (t) et température (T)
III2.2 Optimisation matériaux : mélange de copolymères à blocs
III.3 PROCEDE DE GRAPHOEPITAXIE INITIAL EN 300MM
III3.1 Etudes morphologiques
III3.2 Morphologie dans l’épaisseur
III.4 PASSAGE A LA LITHOGRAPHIE 300MM : ETUDE DES CARACTERISTIQUES DU PROCEDE ΑPS
III4.1 Structures de guides adaptées à l’étude de commensurabilité
III4.2 Fenêtre de procédé délimité par les défauts
III4.3 Fenêtre de procédé délimitée par la rugosité
III4.4 Conclusion du chapitre
CHAPITRE IV- INTEGRATION DU DSA PAR GRAPHOEPITAXIE POUR LA REALISATION DE TRANSISTORS EN NANOFILS DE SILICIUM
IV.1 INTEGRATION CHOISIE ET RETRAIT DU PMMA
IV1.1 Schéma d’intégration au Leti
IV1.2 Insertion du procédé de graphoepitaxie
IV1.3 Elaboration du masque PS et transfert dans l’oxyde
IV.2 OPTIMISATION DE L’INTEGRATION PAR EXPOSITION AUX ULTRA-VIOLETS
IV2.1 Contrôle de l’énergie d’interface d’un film greffé par insolation UV
IV2.2 Adaptation du concept à un environnement 3D : simulation
IV2.3 Démonstration de faisabilité en graphoepitaxie
IV2.4 Preuve de concept expérimental : disparition des défauts après gravure
IV.3 INTEGRATION AVEC LE PROCEDE ASSISTE PAR LES UV
IV3.1 Caractéristiques post-retrait PMMA (masque PS)
IV3.2 Etapes successives de transferts à partir du masque PS
IV.4 CONCLUSION DU CHAPITRE
CONCLUSION GENERALE & PERSPECTIVES
BIBLIOGRAPHIE

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