Отражательно-абсорбционная ИК Фурье-спектроскопия фоторезистивных плёнок на кремнии

Abstract

Проведён сравнительный анализ применения метода отражательно-абсорбционной спектроскопии с использованием заводской приставки диффузного отражения DRIFT ИК-спектрофотометра ALPHA и метода нарушенного полного внутреннего отражения для исследования оптических характеристик плёнок фоторезистов ФП9120, AZ nLOF 2020, 2070, 5510 и KMP E3502 толщиной 0,99– 6,0 мкм, сформированных на пластинах монокристаллического кремния методом центрифугирования. В отражательно-абсорбционных ИК спектрах полосы поглощения наблюдаются на фоне интерференционных полос, что позволяет определять показатель преломления фоторезиста при известной геометрической толщине плёнки. Показано, что метод отражательно-абсорбционной спектроскопии с использованием заводской приставки диффузного отражения DRIFT имеет как более высокую чувствительность по сравнению с методом нарушенного полного внутреннего отражения, так и пригоден для проведения неразрушающего межоперационного контроля в технологии изготовления приборов полупроводниковой электроники. Наиболее интенсивными в отражательно-абсорбционных спектрах фоторезистивных плёнок AZ nLOF и KMP E3502 являются полосы валентных колебаний ароматического кольца (≈ 1500 см-1), пульсационных колебаний углеродного скелета ароматического кольца (сдвоенный максимум ≈ 1595 и 1610 см-1) и полоса с максимумом ≈ 1430 см-1, обусловленная колебаниями бензольного кольца, связанного с СН2-мостиком. Установлено, что различия отражательно-абсорбционных спектров негативных фоторезистов разных производителей – MicroChemicals (AZ nLOF серии 2000) и Kempur Microelectronics (KMP E3502) – связаны с различными технологиями получения фенолформальдегидной смолы и наличием в плёнках остаточного растворителя.