Polymères à faible polydispersité pour la photolithographie avancée

Contexte

Depuis l’émergence de l’industrie de la microélectronique, la taille des composantes élémentaires des circuits intégrés n’a cessé de diminuer pour atteindre aujourd’hui des dimensions de l’ordre de quelques dizaines de nanomètres. L’impression de motifs à cette échelle est possible grâce à la photolithographie qui permet graver les images voulues à l’aide de polymères sensibles à la lumière (photorésines, résines photosensibles). L’exposition lumineuse cause un changement de solubilité des photorésines. Un traitement chimique subséquent permet de développer les images et les motifs ainsi transférés deviendront les différentes composantes électroniques telles que des contacts et des drains. La grosseur minimale des motifs est déterminée par plusieurs facteurs tels que la définition de trait (LWR) qui dépend du type de polymères utilisé et de ses propriétés. Afin de poursuivre la miniaturisation des circuits électroniques, il est crucial d’obtenir une bonne définition de trait, et ce, pour des motifs n’approchant que quelques nanomètres de dimension.

Les photorésines sont généralement composées de copolymères obtenus par la polymérisation radicalaire de deux monomères ou plus. Cependant, la distribution des longueurs de chaînes des polymères ainsi obtenus est relativement large, diminuant la définition de trait. En effet, plus une résine photosensible est polydispersée, moins sa vitesse de dissolution est homogène affectant directement le LWR. Un autre facteur contribuant à obtenir une vitesse de dissolution uniforme est l’homogénéité au niveau de la structure des chaînes du polymère. Ce contrôle est relativement pauvre avec la polymérisation radicalaire conventionnelle.

Description de la problématique

L’objectif de la société est de développer une méthodologie pour obtenir des polymères homogènes avec une distribution de longueur de chaîne très étroite et pouvant être utilisés pour la préparation de résines photosensibles pour la photolithographie à 193 nm et EUV. Leur indice de polydispersité devrait être de l’ordre de 1.1. Ce type de résine devrait avoir une vitesse de dissolution uniforme permettant l’amélioration de la définition de trait afin de diminuer davantage la dimension des structures transférées par photolithographie.

Contrainte(s)

1. Le polymère obtenu doit être compatible avec la photolithographie à 193 nm et/ou EUV.
2. L’indice de polydispersité du polymère obtenu doit être plus petit que 1.1.
3. Le procédé développé, soit de synthèse ou de purification, doit est compatible avec l’échelle industrielle. Le niveau métallique du produit fini doit être extrêmement bas (< 10 ppm).