厚膜レジスト用スプレーコート法の開発

摘要

マイクロデバイスの構造材料としては、シリコンやその化合物が広く用いられ、様々な構造物が作製されているが、近年、加工の容易性や材料コストの観点から、高分子材料であるポリマーが注目されている。その中でも、高アスペクト比の永久構造物が得られるSU-8 等のエポキシ樹脂ベースの厚膜レジストを用いた研究が多く見られる。Yoon らは、SU-8 を用いて傾斜露光を行い、マイクロ流路やマイクロフィルタを作製している。ポリマーは、インプロセスでの膜厚制御が容易であるという長所があるが、シリコンに比べて膜厚均一性が悪い点が問題である。特に、厚膜レジストを塗布する一般的なスピンコート法では、高粘度のレジストを塗布するため、塗布と同時にレジストが乾燥し、塗布膜にうねりやエッジビードが生じ、膜厚均一性が薄膜レジストに比べて大幅に悪化し、完成物の加工精度を悪化させる。他のレジスト塗布方法としては、レジストを微粒子化して塗布するスプレーコート法が提案されている。この塗布方法は低粘度のレジストを塗布するので，塗布時の膜流動性が高く、塗布後の乾燥を抑えることができる。佐々木らは、スプレーコート法を用いて膜厚5μm 以下の薄膜立体塗布について検討を行い、表面粗さなどの評価を行っている。本研究では、永久構造物として有用な膜厚10μm 以上の厚膜レジストを高精度に塗布することを目的としたスプレーコート法を提案する。厚膜塗布時に発生するエッジビードを抑制するために基板の端部にカバーを取り付けて塗布する方法を提案し、塗布膜の粗さ、うねり、再現性について評価を行った。さらに、塗布膜の高流動性を利用して平滑基板上にテーパ状の膜厚分布を形成する方法を検討した。