Kombination spektroskopischer Verfahren zur Erforschung grundlegender Mechanismen der Poren- und Netzwerkbildung in mesoporösen low-k Dielektrika

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Stefan E. Schulz; Dr. Andreas Wagner
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398216953

Poröse Organosilikate werden seit etwa 10 Jahren für die Metallisierung von integrierten Schaltkreisen im Sektor der Spitzentechnologien eingesetzt. Dennoch tauchen in der Literatur immer wieder offene Fragen auf bezüglich der Entstehung und Beeinflussung der porösen Struktur. Das Ziel des geplanten Vorhabens besteht in der Erforschung von grundlegenden Fragestellungen zu den kinetischen und physikalischen Vorgängen im Material bei der Herstellung, den Curing-Prozessen. Hierbei sollen die folgenden Fragenstellungen transient in situ untersucht und detailliert beantwortet werden. - Welche Rolle spielt die Temperatur für die Vernetzung und den Porogenaustrieb im Detail?- Wie gestaltet sich der zeitliche Verlauf der Poren- & Netzwerkbildung?- Findet eine gegenseitige Behinderung der beiden Prozesse statt?- Welchen Einfluss nimmt der Prozessdruck auf diese beiden Prozesse?- Können beim UV-Curing niedrigere Temperaturen verwendet werden?- Treten während des Curing-Prozesses bereits Materialschädigungen auf?- Wie verhält sich der Curing-Prozess in Abhängigkeit der Porogen-Konzentration?- Welchen Einfluss nehmen verschiedene Netzwerkmaterialien auf den zeitlichen Verlauf?- Können Spin-On ULKs wie CVD ULKs gecured werden? Derzeit wird in der Literatur kein Unterschied gemacht. Beide Materialien könnten aber nicht unterschiedlicher sein.Mittels zwei spektroskopischer Verfahren sollen diese grundlegenden Mechanismen der Poren- und Netzwerkbildung in-situ während des Curing-Prozesses untersucht werden. An der TU Chemnitz erfolgt die zeitabhängige Analyse der Netzwerkparameter in einer experimentelle Curing-Kammer mit integriertem FTIR-Messsystem. Am Helmholtz Zentrum Rossendorf erfolgt die in-situ Charakterisierung der Porensystemparameter mit den zur Verfügung stehenden EPOS- und SPONSOR-Quellen (AIDA I und AIDA II). Mittels der gepulsten Positronenquelle (EPOS), welche weltweit einzigartig ist, können somit tiefenabhängige Materialienuntersuchungen während des Curing erfolgen. Damit verbunden, sollen die mechanischen und elektrischen Eigenschaften bestimmt werden, um deren Verknüpfung zu den Poren- und Netzwerkparameter darzustellen und in die bestehende Literatur einordnen zu können. Mit Abschluss der experimentellen Untersuchungen sollen die Ergebnisse durch FEM-Simulationen gestützt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen