Rtg reflexe na vrstvách fotorezistu

Bc. Jan Jíša

Diplomová práce

X-ray reflectivity on fotoresist layers

Anotace:

V předložené práci se zbývám studiem tloušťky a povrchové drsnosti vrstev pozitivních a negativních fotorezistů na křemíku pomocí rentgenové reflexe s vysokým rozlišením. Celkem sedm vzorků jsem připravoval metodou spin coating v laboratoři čistých prostorů Ústavu fyziky kondenzovaných látek (ÚFKL) Masarykovy univerzity a přeměřoval je v rtg laboratoři ÚFKL. Naměřená data jsem zpracovával s využitím Fourierovy transformace rtg reflexní křivky, protože nanesené vrstvy byly mnohem tlustší než vrstvy běžně zkoumané touto metodou. Kromě rtg reflexe jsem pro srovnání měřil tloušťku vrstev také optickou reflexní sondou a profilometrem. U optické sondy docházelo v šesti ze sedmi případů ke shodě v rámci chyby, u profilometru vycházely tloušťky řádově o několik procent větší. Dále jsem se snažil nasimulovat naměřená data modelem dvou vrstev na substrátu, v případě pozitivních fotorezistů docházelo k jisté shodě, ovšem pro negativní byl tento model nedostačující. Z těchto simulací se nakonec podařilo určit přibližný odhad indexu lomu vrstev a také povrchovou drsnost. Zdá se, že vrstvy nejsou v celé své tloušťce homogenní, ale pravděpodobně mají spojitě se měnící hustotu a tedy i index lomu.

Abstract:

In the present work I study the thickness and surface roughness of positive and negative photoresist layers on silicon using high resolution x-ray reflectivity measurement. Seven samples were prepared in the clean room laboratory at the Department of Condensed Matter Physics at Masaryk University using spin coating and were measured in the local x-ray laboratory. The measured data were processed using a Fourier transform of the reflectivity curve, because the deposited layers were significantly thicker than those commonly studied using this method. I also measured the thickness of the layers by an optical reflectivity probe and a surface profiler to provide comparison. In six out of seven cases, there was an agreement within the error margins between the thickness determined by x-ray reflectivity and the optical probe. The thickenss of layers determined by the surface profiler was greater by several percent. Furthermore, I tried to simulate the measured x-ray data using a model of two layers on a substrate. In case of positive photoresists, there was some agreement, but this model turned out to be insufficient for the negative photoresists. In the end I was able to estimate the index of refraction of the layers to a certain degree and to determine the surface roughness. It seems that these layers are inhomogeneous along their depth and probably have a continually varying density and therefore the index of refraction as well.

Klíčová slova

rentgenová reflexe, Fourierova transformace, fotorezisty, spin coating, x-ray reflectivity, Fourier transform, photoresists

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 13. 5. 2010

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 9. 6. 2010
• Vedoucí: Mgr. Mojmír Meduňa, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Fyzika / Fyzika kondenzovaných látek