厚膜レジストにおける現像方法の違いによる解像性の検討

摘要

厚膜レジストプロセスにおいて高解像性や高アスペクト比を実現するためのメカニズムの解析は，ほとんどされていなかった．そこで今回，我々は，厚膜レジストのパターン形成において，現像方法の違いによる現像特性を調査し，厚膜レジストに有効な現像方法と現像メカニズムを検討したので報告する．検討にはディップ現像方法，ステップパドル現像方法，振動現像方法，逆さ現像方法に対応した現像装置，現像速度測定装置，マスクアライナー，リソグラフィーシミュレータを用いた．具体的には，ジアゾナフトキノン（DNQ）ノボラック系厚膜用ポジ型レジストを用い，Si基板上に24μmの膜厚で塗布した．次いで，プリベーク後真空デシケータ内に塗布基板を放置し脱水した後，純水に一定時間浸漬した．このサンプルをQuintel社製マスクアライナーQ4000を用いてパターンの転写を行うとともに，現像速度の測定を行った．その結果，得られたパターンのレーザ顕微鏡観察結果から，パターンの解像性，垂直性はステップパドル現像方法が最も高く，次いで振動現像方法，ディップ現像方法，逆さ現像方法の順になることがわかった．そこで，そのメカニズムを各現像方法における現像コントラスト及び活性化エネルギーの比較とレジストパターンシミュレーションを行うことにより考察した．その結果，現像の進行を阻害しパターン形状と解像性の劣化をもたらす要因は，現像中にレジスト内部から発生するN_2による現像阻害の効果と現像液中の溶解生成物による現像阻害の効果であることがわかった．