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1	Nanostructuration par photolithographie DUV de matériaux organiques / Nanostructuration by DUV photolithography of organic materials Dirani, Ali 28 September 2010 (has links) L'objectif principal de ce travail de thèse a été de développer un montage de lithographie à 193 nm (Deep-UV, DUV), avec comme but d'obtenir des nanostructures de période l 00 nm sur des surfaces relativement importantes (cm2) dans différents matériaux organiques. Ainsi, une partie importante de cette thèse a consisté à mettre en place un interféromètre achromatique pour le DUV, ainsi que les méthodes d'analyse des échantillons aux différentes échelles. Le premier chapitre a pour but d'énoncer les enjeux et techniques de nanofabrication en comparant notamment les deux grandes approches dites « top-down » et « bottom-up ». Dans ce chapitre, une part importante est donnée aux techniques lithographiques dans lesquelles s'inscrit la technique utilisée ici. Le deuxième chapitre décrit les techniques utilisées, pour la nanofabrication (photolithographie interférentielle DUV) et les méthodes de caractérisation. Le troisième chapitre expose les résultats obtenus au sujet de résines positives, dites « à amplification chimique », formulées à partir des nouveaux polymères, et destinées à des applications en microélectronique. Le quatrième chapitre décrit les résultats obtenus en photolithographie DUV de polymères déposés par voie plasma. Il se présente sous la forme d'une compilation de 4 articles précédés d'une introduction pour expliquer les enjeux de cette démarche.Enfin, le cinquième chapitre constitue une ouverture vers une nouvelle technique de nanofabrication qui s'appuie sur la photolithographie 193 nm. Il s'agit d'utiliser une approche hybride de nanofabrication qui repose sur l'autoorganisation de films de copolymères dibloc dans des espaces nanoconfinés. / The main objective of this thesis was to develop a montage of lithography at 193 nm (Deep UV, DUV), to obtain nanostructures with a period of 100 nm on large surfaces (cm2) in different organic materials. Thus, an important part of this thesis was to establish an achromatic interferometer for the DUV, as well as methods for analyzing samples at different scales. Photolithographie 193 nm Films minces Polymères Auto-assemblage Nanostructures AFM Chimie de surface Photochimie Photolithographie at 193 nm Thin films Polymers Self-assembly Nanostructures Surface chemistry Photochemistry
2	Défis liés à la réduction de la rugosité des motifs de résine photosensible 193 nm / Line Width roughness,photoresist 193 nm,CD-AFM,CD-SEM,plasma etching,metrology Azar-Nouche, Laurent 04 July 2012 (has links) A chaque nouvelle étape franchie dans la réduction des dimensions des dispositifs en microélectronique, de nouvelles problématiques sont soulevées. Parmi elles, la fluctuation de la longueur de la grille des transistors, aussi appelée rugosité de bord de ligne (LWR, pour “Line Width Roughness”), constitue l'une des principales sources de variabilité. Afin d'assurer le bon fonctionnement des transistors, le LWR doit être inférieur à 2 nm pour les futurs noeuds technologiques. Dans ce contexte, la caractérisation précise de la rugosité à l'échelle nanométrique est essentielle mais se heurte aux limitations des équipements de métrologie. En effet, à ces dimensions, le bruit de mesure des équipements ne peut être ignoré. Afin de pallier à ce problème, un protocole permettant de s'affranchir du niveau de bruit des équipements de métrologie a été développé dans la première partie de cette thèse. Il s'appuie sur l'utilisation de la densité spectrale de puissance de la rugosité, basée sur une fonction d'autocorrélation de type "fractal auto-affine". Un bruit "blanc" a été inclus dans le modèle théorique, permettant l'ajustement des données expérimentales. La seconde problématique concerne la rugosité élevée des motifs des résines 193 nm qui est transférée dans la grille lors des étapes successives de gravure. Pour résoudre cette difficulté, des traitements plasma sur résines ont été envisagés dans la seconde partie de cette étude. Des analyses physico-chimiques des résines exposées aux traitements plasma nous ont permis de montrer que les UV émis par les plasmas lissent considérablement les flancs des résines. En contrepartie, la formation d'une couche "dure" autour des motifs avec certains plasmas (HBr et Ar) contribue à leur dégradation. De nouvelles stratégies ont également été examinées. Les traitements plasma ont été combinés à des recuits thermiques dans le but d'additionner leurs avantages. Finalement, un plasma de H2 semble être prometteur puisqu'il ne génère pas de couche superficielle sur les motifs de résine, et l'action des UV réduit considérablement la rugosité. En combinant ce traitement avec un recuit thermique, il est possible d'atteindre des rugosités de 2.4 nm dans la grille finale. / With the constant decrease of dimensions in microelectronic devices, new problemes are raised. One of them is the variation of the transistor gate length, also called "Line Width Roughness" (LWR), which constitutes one of the most important sources of device variability. Regarding the future technological nodes, the LWR becomes a serious issue and should be reduced down to 2 nm. In this context, the acurate characterization of the LWR at the nanometric scale is essential but faces metrology tool limitations. At this scale, the equipment noise level can not be ignored.In order to compensate for this problem, a protocol allowing to get rid of the metrology equipment noise has been developped. It relies on the use of the discrete power spectral density, based on a "self affine fracal" autocorrelation function type. A "white" noise has been incorporated to the theoretical model, allowing the fitting of experimental data.The second issue concerns the significant LWR of the photoresist patterns printed by 193nm lithography, known to be partially transferred into the gate stack during the subsequent plasma etching steps. In order to solve this difficulty, plasma treatments have been applied to photoresists. Physico-chemical analysis of resists exposed to different plasma allowed us to observe that the UV emitted by the plama significantly smooth the resist sidewalls. On the other hand, the formation of a "stiff" layer around the patterns with some of the used plasma (namely HBr and Ar) leads to a degradation of the sidewall. New strategies have also been examined. Plasma treatments were especially combined to annealing treatments in order to couple their advantages. Finally, the H2 plasma appears as the most promissing for that it does not generate any surface "stiff" layer on the resist patterns and the UV significantly smooth the roughness. Combining this treatment with an annealing, it is possible to reach roughnesses as low as 2.4 nm in the final gate. Rugosité de bord de ligne Résine 193 nm CD-AFM CD-SEM Gravure plasma Métrologie Line Width roughness Photoresist 193 nm CD-AFM CD-SEM Plasma etching Metrology
3	Diminution of the lithographic process variability for advanced technology nodes / Diminution de la variabilité du procédé lithographique pour les noeuds technologiques avancés Szucs, Anna 10 December 2015 (has links) A l’heure actuelle, la lithographie optique 193 nm arrive à ces limites de capacité en termes de résolution des motifs dans la fenêtre du procédé souhaitée pour les nœuds avancés. Des lithographies de nouvelle génération (NGL) sont à l’étude, comme la lithographie EUV (EUV). La complexité de mise en production de ces nouvelles lithographie entraine que la lithographie 193 nm continue à être exploitée pour les nœuds 28 nm et au-delà. Afin de suivre la miniaturisation le rôle des techniques alternatives comme le RET (en anglais Resolution Enhancement Technique) tels que l’OPC (Optical Proximity Correction) est devenu primordial et essentiel. Néanmoins, la complexité croissante de design et de la variabilité du procédé lithographique font qu’il est nécessaire de faire des compromis. Dans ce contexte de complexité croissante du procédé de fabrication, l’objectif de la thèse est de mettre en place une méthode de boucles de correction des facteurs de variabilité. Cela signifie une diminution de la variabilité des motifs complexes pour assurer une résolution suffisante dans la fenêtre de procédé. Ces motifs complexes sont très importants, car c’est eux qui peuvent diminuer la profondeur du champ commune (uDoF). Afin d'accomplir cette tâche, nous avons proposé et validé un enchainement qui pourra être plus tard implémenté en production. L’enchainement en question consiste en une méthodologie de détection basée sur la simulation des motifs les plus critiques étant impactés par les effets issus de la topographie du masque et du profil de la résine. En outre cette méthodologie consiste en une diminution et la compensation de ces effets, une fois que ces motifs les plus critiques sont détectés. Le résultat de l’enchaînement complété sont encourageants : une méthode qui détecte et diminue les variabilités du processus lithographique pour des nœuds de technologie de 28nm a été validée. En plus elle pourrait être adaptée pour les nœuds au-delà de 28 nm. / The currently used 193 nm optical lithography reaches its limits from resolution point of view. Itis despite of the fact that various techniques have been developed to push this limit as much aspossible. Indeed new generation lithography exists such as the EUV, but are not yet reliable to beapplied in mass production. Thus in orders to maintain a robust lithographic process for theseshrunk nodes, 28 nm and beyond, the optical lithography needs to be further explored. It ispossible through alternatives techniques: e.g. the RETs (Resolution Enhancement Techniques),such as OPC (Optical Proximity Correction) and the double patterning. In addition to theresolution limits, advanced technology nodes are dealing with increasing complexity of design andsteadily increasing process variability requiring more and more compromises.In the light of this increasing complexity, this dissertation work is addressed to mitigate thelithographic process variability by the implementation of a correction (mitigation) flow exploredmainly through the capability of computational lithography. Within this frame, our main objectiveis to participate to the challenge of assuring a good imaging quality for the process windowlimiting patterns with an acceptable gain in uDoF (usable Depth of Focus).In order to accomplish this task, we proposed and validated a flow that might be laterimplemented in the production. The proposed flow consists on simulation based detectionmethodology of the most critical patterns that are impacted by effects coming from the masktopography and the resist profile. Furthermore it consists of the mitigation and the compensationof these effects, once the critical patterns are detected. The obtained results on the completedflow are encouraging: a validated method that detects the critical patterns and then mitigates thelithographic process variability been developed successfully. Microélectronique Lithographie optique 193 nm RET (Resolution Enhancement Techniques) Masque 3D Résine 3D Microelectronics 193 nm optical lithography RET (Resolution Enhancement Techniques) OPC (Optical Proximity Correction) Mask and resist 3D 620
4	Conception, montage et caractérisation d'un interféromètre achromatique pour l'étude de la lithographie à immersion à 193nm Charley, Anne-Laure 08 December 2006 (has links) (PDF) La miniaturisation est aujourd'hui, plus que jamais, devenue le maître mot en microélectronique.<br />En effet, les industriels poursuivent l'objectif, de plus en plus ambitieux, de diminuer les dimensions<br />critiques des dispositifs actuels afin d'en améliorer les performances et d'en diminuer le coˆut. Dans<br />cette perspective, la lithographie joue un rˆole majeur car c'est la première étape qui définit le circuit<br />intégré. La technique de lithographie utilisée aujourd'hui pour la production de masse et ayant<br />permis d'atteindre le noeud technologique 65 nm est la lithographie optique à 193 nm. Pour aller en<br />de¸cà, il nous faut améliorer la résolution des outils de lithographie et cela ne peut se faire sans une<br />forte augmentation de leur complexité, de leur prix et de la difficulté de contrˆoler les procédés. Une<br />solution est la technique de lithographie à immersion à 193 nm qui consiste en l'introduction d'un<br />fluide d'indice supérieur à celui de l'air entre la lentille de projection et la plaquette de silicium :<br />elle permet, dans un premier temps, de relâcher les contraintes sur les procédés en améliorant la<br />profondeur de champ et, dans un second temps, d'améliorer la résolution tout en conservant l'infrastructure<br />du 193 nm.<br />L'objectif de ce travail de thèse est de monter et valider un interféromètre à immersion à 193 nm<br />pour étudier, par anticipation, certains aspects de la technique. Dans ce manuscrit, nous décrivons<br />la conception d'un montage interférométrique en immersion à 193 nm ayant la particularité d'être<br />achromatique et présentant donc l'avantage de ne pas pâtir de la faible cohérence des sources excim`<br />eres à 193 nm. Nous nous sommes focalisés sur la caractérisation du montage optique et avons<br />conclu sur les paramètres de profondeur de champ et de transmission du système. Finalement, nous<br />nous sommes intéressés à l'étude de l'imagerie à haute ouverture numérique. Nous avons pu montrer<br />l'amélioration de la résolution en immersion, ainsi que la corrélation entre l'augmentation de la<br />rugosité et la perte de contraste due à la polarisation. [SPI:OTHER] Engineering Sciences/Other Lithographie 193 nm immersion interférométrie haute ouverture numérique
5	Nanostructuration par photolithographie DUV de matériaux organiques Dirani, Ali 28 September 2010 (has links) (PDF) L'objectif principal de ce travail de thèse a été de développer un montage de lithographie à 193 nm (Deep-UV, DUV), avec comme but d'obtenir des nanostructures de période l 00 nm sur des surfaces relativement importantes (cm2) dans différents matériaux organiques. Ainsi, une partie importante de cette thèse a consisté à mettre en place un interféromètre achromatique pour le DUV, ainsi que les méthodes d'analyse des échantillons aux différentes échelles. Le premier chapitre a pour but d'énoncer les enjeux et techniques de nanofabrication en comparant notamment les deux grandes approches dites " top-down " et " bottom-up ". Dans ce chapitre, une part importante est donnée aux techniques lithographiques dans lesquelles s'inscrit la technique utilisée ici. Le deuxième chapitre décrit les techniques utilisées, pour la nanofabrication (photolithographie interférentielle DUV) et les méthodes de caractérisation. Le troisième chapitre expose les résultats obtenus au sujet de résines positives, dites " à amplification chimique ", formulées à partir des nouveaux polymères, et destinées à des applications en microélectronique. Le quatrième chapitre décrit les résultats obtenus en photolithographie DUV de polymères déposés par voie plasma. Il se présente sous la forme d'une compilation de 4 articles précédés d'une introduction pour expliquer les enjeux de cette démarche.Enfin, le cinquième chapitre constitue une ouverture vers une nouvelle technique de nanofabrication qui s'appuie sur la photolithographie 193 nm. Il s'agit d'utiliser une approche hybride de nanofabrication qui repose sur l'autoorganisation de films de copolymères dibloc dans des espaces nanoconfinés. [CHIM] Chemical Sciences [CHIM] Chimie Photolithographie 193 nm Films minces Polymères Auto-assemblage Nanostructures AFM Chimie de surface Photochimie
6	Défis liés à la réduction de la rugosité des motifs de résine photosensible 193 nm Azar-nouche, Laurent 04 July 2012 (has links) (PDF) A chaque nouvelle étape franchie dans la réduction des dimensions des dispositifs en microélectronique, de nouvelles problématiques sont soulevées. Parmi elles, la fluctuation de la longueur de la grille des transistors, aussi appelée rugosité de bord de ligne (LWR, pour "Line Width Roughness"), constitue l'une des principales sources de variabilité. Afin d'assurer le bon fonctionnement des transistors, le LWR doit être inférieur à 2 nm pour les futurs noeuds technologiques. Dans ce contexte, la caractérisation précise de la rugosité à l'échelle nanométrique est essentielle mais se heurte aux limitations des équipements de métrologie. En effet, à ces dimensions, le bruit de mesure des équipements ne peut être ignoré. Afin de pallier à ce problème, un protocole permettant de s'affranchir du niveau de bruit des équipements de métrologie a été développé dans la première partie de cette thèse. Il s'appuie sur l'utilisation de la densité spectrale de puissance de la rugosité, basée sur une fonction d'autocorrélation de type "fractal auto-affine". Un bruit "blanc" a été inclus dans le modèle théorique, permettant l'ajustement des données expérimentales. La seconde problématique concerne la rugosité élevée des motifs des résines 193 nm qui est transférée dans la grille lors des étapes successives de gravure. Pour résoudre cette difficulté, des traitements plasma sur résines ont été envisagés dans la seconde partie de cette étude. Des analyses physico-chimiques des résines exposées aux traitements plasma nous ont permis de montrer que les UV émis par les plasmas lissent considérablement les flancs des résines. En contrepartie, la formation d'une couche "dure" autour des motifs avec certains plasmas (HBr et Ar) contribue à leur dégradation. De nouvelles stratégies ont également été examinées. Les traitements plasma ont été combinés à des recuits thermiques dans le but d'additionner leurs avantages. Finalement, un plasma de H2 semble être prometteur puisqu'il ne génère pas de couche superficielle sur les motifs de résine, et l'action des UV réduit considérablement la rugosité. En combinant ce traitement avec un recuit thermique, il est possible d'atteindre des rugosités de 2.4 nm dans la grille finale. [SPI:OTHER] Engineering Sciences/Other Rugosité de bord de ligne Résine 193 nm CD-AFM CD-SEM Gravure plasma Métrologie
7	Etude de la stabilité et de la précision des modèles utilisés dans la correction des effets de proximité optique en photolithographie / Study of the impact of different physical parameters during OPC model creation for 65nm and 45nm technologies Saied, Mazen 30 September 2011 (has links) À l’heure actuelle, les modèles photochimiques utilisés dans la correction des effets de proximitéoptique (OPC) en photolithographie sont devenus complexes et moins physiques afin de permettre decapturer rapidement le maximum d’effets optiques et chimiques. La question de la stabilité de tels modèlespurement empiriques est devenue d’actualité. Dans ce mémoire, nous avons étudié la stabilité desmodèles photochimiques actuels en examinant les différentes causes d’instabilité vis-à-vis des paramètresdu procédé. Dans la suite, nous avons développé une méthode perturbative permettant d’évaluer le critèrede la stabilité. L’obtention de modèles simples et stables nous conduit à séparer les effets optiques desautres effets chimiques. De plus, les approximations utilisées dans la modélisation des systèmes optiquesopérant à grande ouverture numérique entraînent des erreurs résiduelles pouvant dégrader la précisionet la stabilité des modèles OPC. Ainsi, nous nous sommes intéressés à étudier les limites de validitéde l’approximation de Kirchhoff, méthode qui, jusqu’à présent, est la plus utilisée dans la modélisationdu champ proche d’un masque. D’autres méthodes semi-rigoureuses, permettant de modéliser les effetstopographiques, ont été également évaluées. Ces méthodes approchées permettent de gagner en précisionmais dégradent le temps de calcul. Nous avons ainsi proposé différentes façons de corriger les effetstopographiques du masque, tout en gardant l’approximation de Kirchhoff dans la modélisation de la partieoptique. Parmi les méthodes proposées, nous exploitons celle permettant de réduire les erreurs liéesaux effets topographiques du masque par l’intermédiaire d’un second modèle empirique. Nous montronsque pour garantir une précision adéquate, il est nécessaire d’augmenter la complexité du modèle en rajoutantdes termes additionnels. Enfin, pour garantir la stabilité numérique du modèle empirique, nousintroduirons une nouvelle méthode approchée hybride rapide et précise, la méthode des multi-niveaux,permettant d’inclure les effets topographiques par décomposition multi-niveaux du masque fin et discuteronsses avantages et ses limites. / At present, common resist models utilized in photolithography to correct for optical proximity effects(OPC) became complex and less physical in order to capture the maximum of optical and chemical effectsin shorter times. The question on the stability of such models, purely empirical, become topical. In thisthesis, we study the stability of existing OPC models by examining the origins of model instability towardsprocess parameters. Thus, we have developed a perturbative method in order to evaluate the stabilitycriterion. However, achieving stable and simple models needs a separation between optical and otherchemical effects. Besides, multiple approximations, widely utilized in the modeling of optical systemsoperating at high numerical aperture, lead to residual errors which can degrade OPC model accuracyand stability. Thus, we were interested to study the limits of validity of the Kirchhoff approximation,a method which, so far, is the most commonly used in mask near-field modeling. Other semi-rigorousmethods for mask topography effect modeling were also evaluated. These approximate methods canimprove the accuracy but degrades the run time. We then suggested different techniques to correct formask topography effects, while keeping the Kirchhoff approximation in the modeling of the optical part.Among them, we showed that errors due to mask topography effects can be partially captured by asecond empirical model. However, in order to ensure a good accuracy, it is necessary to increase themodel complexity by using more additional empirical terms. Finally, in order to achieve a numericalstability of the empirical model, we introduced a new hybrid fast and accurate method, the multi-levelmethod, which allows us to correct for mask topography effects through a multi-level decomposition ofthe thin mask and discussed its advantages and drawbacks. Photolithographie Effets de proximité optique OPC Modélisation Précision Stabilité Résine Système optique 193 nm Masque Champ proche Effets topographiques Effets 3D du masque Méthode perturbative Méthode multi-niveaux Kirchhoff DDM M3D Photolithography Optical proximity effects OPC Modeling Accuracy Stability Resist Optical system 193 nm Mask Near-field Topography effects 3D mask effects Perturbative method Multi-level method Kirchhoff DDM M3D
8	Etude de la stabilité et de la précision des modèles utilisés dans la correction des effets de proximité optique en photolithographie Saied, Mazen 30 September 2011 (has links) (PDF) À l'heure actuelle, les modèles photochimiques utilisés dans la correction des effets de proximitéoptique (OPC) en photolithographie sont devenus complexes et moins physiques afin de permettre decapturer rapidement le maximum d'effets optiques et chimiques. La question de la stabilité de tels modèlespurement empiriques est devenue d'actualité. Dans ce mémoire, nous avons étudié la stabilité desmodèles photochimiques actuels en examinant les différentes causes d'instabilité vis-à-vis des paramètresdu procédé. Dans la suite, nous avons développé une méthode perturbative permettant d'évaluer le critèrede la stabilité. L'obtention de modèles simples et stables nous conduit à séparer les effets optiques desautres effets chimiques. De plus, les approximations utilisées dans la modélisation des systèmes optiquesopérant à grande ouverture numérique entraînent des erreurs résiduelles pouvant dégrader la précisionet la stabilité des modèles OPC. Ainsi, nous nous sommes intéressés à étudier les limites de validitéde l'approximation de Kirchhoff, méthode qui, jusqu'à présent, est la plus utilisée dans la modélisationdu champ proche d'un masque. D'autres méthodes semi-rigoureuses, permettant de modéliser les effetstopographiques, ont été également évaluées. Ces méthodes approchées permettent de gagner en précisionmais dégradent le temps de calcul. Nous avons ainsi proposé différentes façons de corriger les effetstopographiques du masque, tout en gardant l'approximation de Kirchhoff dans la modélisation de la partieoptique. Parmi les méthodes proposées, nous exploitons celle permettant de réduire les erreurs liéesaux effets topographiques du masque par l'intermédiaire d'un second modèle empirique. Nous montronsque pour garantir une précision adéquate, il est nécessaire d'augmenter la complexité du modèle en rajoutantdes termes additionnels. Enfin, pour garantir la stabilité numérique du modèle empirique, nousintroduirons une nouvelle méthode approchée hybride rapide et précise, la méthode des multi-niveaux,permettant d'inclure les effets topographiques par décomposition multi-niveaux du masque fin et discuteronsses avantages et ses limites. [SPI:OTHER] Engineering Sciences/Other Photolithographie Effets de proximité optique OPC Modélisation Précision Stabilité Résine Système optique 193 nm Masque Champ proche Effets topographiques Effets 3D du masque Méthode perturbative Méthode multi-niveaux Kirchhoff DDM M3D
9	Photodissoziation von Halogenwasserstoff- und orientierten Wasserstoff-Edelgas-Halogen-Molekülen in Clusterumgebungen / Photodissociation of hydrogen halide and oriented hydrogen-rare gas-halogen molecules in cluster environments Nahler, Nils Hendrik 28 October 2002 (has links) No description available. 530 Physik Mathematics and Computer Science Photodissoziation Cluster Halogenwasserstoff Edelgas UV Photodissoziation HBr HI HCl große Ar/sub n/ Cluster adsorbiertes Molekül eingebettes Molekül mittlere Größe Größenverteilung Energieverteilung Käfigeffekt Adsorptionsort orientierte Moleküle Gasphase Xe/sub n/ asymmetrische Verteilung gepulste Laserstrahlung elektrostatisches Feld Ausrichtung Orientierung Polarisierbarkeit Dipolmoment HXeI HXeCl Anisotropieparameter Verzweigungsverhältnis polarisierte Laserstrahlung Flugzeitmassenspektrometer Spin-Bahn Aufspaltung 243 nm 193 nm photodissociation cluster hydrogen halide rare gas UV photodissociation HBr HI HCl large Ar/sub n/ clusters adsorbed molecule embedded molecule mean size size distribution kinetic energy distribution cage effect adsorption sites oriented molecules gas phase Xe/sub n/ asymmetric distribution pulsed laser electrostatic field alignment orientation polarizability dipole moment HXeI HXeCl anisotropy parameter branching ratio polarized laser light time-of-flight mass spectrometer spin-orbit state 243 nm 193 nm 33.30 SD

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