Buch, Deutsch, 125 Seiten, PB, Format (B × H): 148 mm x 210 mm, Gewicht: 300 g
Dissertation Oliver Böhm, Wissenschaftliche Schriftenreihe der GWT, Forschung für die Praxis Band 2
Buch, Deutsch, 125 Seiten, PB, Format (B × H): 148 mm x 210 mm, Gewicht: 300 g
ISBN: 978-3-95735-021-3
Verlag: Wissenschaftliche Scripten
In der vorliegenden Arbeit wurden atomskalige Simulationsmethoden zur Untersuchung von Reinigungs- und Reparaturprozessen geschädigter ULK-Materialien angewendet. Im Detail wurden die Dichtefunktionaltheorie zur Berechnung von thermochemischen Eigenschaften relevanter Reaktionen und das Kraftfeld ReaxFF zur Berechnung von Diffusionskonstanten eingesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass der in der Halbleiterindustrie häufig verwendete Reiniger dHF lediglich zur Entfernung von offenporigen CF-Polymerfilmen geeignet ist. Ebenso sollten aminhaltige Reiniger aufgrund unerwünschter Nebenreaktionen vermieden werden. Zur Wiederherstellung der Dielektrizitätskonstante sowie des Kohlenstoffgehaltes in geschädigten ULK-Materialien wurden Reaktionen zur Silylierung von siliziumgebundenen Hydroxylgruppen in der Gasphase untersucht. Ein besonders günstiges Verhältnis aus Aktivierungs- und Reaktionsenergie zeigten das Silazan Bis(dimethylamino)dimethylsilan und das Siloxan Dimethyldiacetoxysilan.
Neben den thermochemischen Eigenschaften der Silylierungsreaktionen ist auch das Diffusionsverhalten der Reparaturchemikalien von Interesse. Zur Ermittlung der Selbstdiffusionskonstante wurde das Kraftfeld ReaxFF für die Elemente Si, C, O, N und H unter der Verwendung von ab initio Daten parametrisiert. In einer Molekulardynamiksimulation konnten dann die Selbstdiffusionskonstanten der Chemikalien Hexamethyldisilazan und Dimethyldiacetoxysilan berechnet werden.
Autoren/Hrsg.
Weitere Infos & Material
1 Einleitung
2 Theoretische Grundlagen
2.1 Vielteilchentheorie
2.1.1 Die Vielteilchen-Schrödingergleichung
2.1.2 Adiabatische Näherung
2.1.3 Elektronische Schrödingergleichung
2.2 Kinetik chemischer Reaktionen
2.2.1 Reaktionsgeschwindigkeit
2.2.2 Übergangszustandstheorie nach Arrhenius und Eyring
2.2.3 Zustandssummen
2.2.4 Ab initio Berechnung von minimalen Energiepfaden und Übergangszuständen
2.3 ReaxFF - ein reaktives Kraftfeld
3 Modellierung von Low-k- und Ultra-low-k-Materialien
3.1 Einleitung
3.2 Simulationsdetails
3.3 Methylpassiviertes Siliziumdioxid als Modellsystem für ULK-Materialien
3.4 Erzeugung amorpher ULK-Materialien
3.5 Amorphes Volumen-ULK-Material
3.6 Modell einer amorphen ULK-Oberfläche und einer ULK-Pore
4 Reinigung geschädigter Ultra-low-k-Materialien
4.1 Ablösen von CF-Polymerfilmen mit Flusssäure
4.1.1 Reaktionsmechanismen
4.1.2 Einfluss von Wasser
4.1.3 Beurteilung von Flusssäure als Reiniger
4.2 Aminhaltige Reiniger
4.2.1 Methylamin
5 Reparatur geschädigter Ultra-low-k-Materialien
5.1 Vorauswahl der Reperaturchemikalien
5.2 Charakterisierung und Geometrieoptimierung der Reparaturchemikalien
5.2.1 Hexamethyldisilazan
5.2.2 N-(trimethylsilyl)imidazol
5.2.3 Bis(dimethylamino)dimethylsilan, Bis(diethylamino)dimethylsilan und Dimethyldiacetoxysilan
5.2.4 Octamethylcyclotetrasiloxan
5.2.5 Hexamethylcyclotrisilazan
5.3 Silylierungsreaktion von Hexamethyldisilazan an verschiedenen ULK-Materialien
5.3.1 Reaktionsenergien
5.4 Silylierung von siliziumgebundenen Hydroxylgruppen
5.4.1 Minimale Energiereaktionspfade
5.4.2 Reaktionsprozess
5.4.3 Vor- und Nachreaktionskomplexe
5.4.4 Übergangszustände
5.5 Thermische Korrekturen und Reaktionsraten
5.6 Silylierung geminaler Hydroxylgruppen
5.7 Kondensationsreaktion mit Octamethylcyclotetrasiloxan
5.8 Abstands- und Größenproblem
5.9 Anti-Reparatur
5.10 Kombinierte Anwendung von Reparaturchemikalien
5.11 Reinigungs- und Reparaturschema - Prozessempfehlung
6 Diffusion in ULK-Materialien
6.1 ReaxFF zur Beschreibung von Diffusionsprozessen
6.2 Wahl der ReaxFF-Parameter
6.3 Training des ReaxFF-Parametersatzes
6.3.1 Erzeugung eines Trainingssatzes aus ab initio Berechnungen
6.3.2 Automatisierungsalgorithmus
6.4 Reduktion der Parameterzahl
6.5 Berechnung der Selbstdiffusionskonstante verschiedener Organosilikate
7 Zusammenfassung
