2020 Fiscal Year Final Research Report

Fabrication of three dimensional polymer aggregate structure based on self-align arrangement

Research Project

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Project/Area Number	18H01494
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
Research Institution	Nagaoka University of Technology
Principal Investigator	Kawai Akira 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (00251851)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	加藤有行長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (10303190) 木村宗弘長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (20242456) 田中久仁彦長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (30334692) 進藤怜史長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (90826223)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	リソグラフィ / フォトレジスト / 高分子集合体 / 原子間力顕微鏡 / 走査型共焦点レーザー顕微鏡 / 半導体集積回路 / 浸透 / 膨潤
Outline of Final Research Achievements	The LER generated in the process of forming the resist pattern determines the performance of the final device. In this study, TMAH developer was dropped on the resist surface and the dissolution process was analyzed using CLMS. As a result, it was found that local condensation of TMAH occurred at the resist / substrate interface at the initial stage of dissolution of the resist exposed portion, and the TMAH was non-uniformly present. It was also found that dissolution proceeded preferentially from the locally condensed portion. Condensation of TMAH near this interface is a major factor in the formation of LER in the resist pattern in the unexposed portion. In addition, by removing the residual solvent by a vacuum system, the permeation path in the resist membrane became uniform, and the condensation of TMAH at the resist / substrate interface became uniform, and LER reduction was realized.
Free Research Field	微細加工技術
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	レジストパターンのLERはレジストの溶解過程で生じ、実際の溶解過程を解明することは、学術的に意義が大きい。特に、レジスト露光部におけるTMAHの浸透及び局所的凝縮はLERの起源となるため、これらをコントロールすることによってLERの低減が期待できると考えた。本研究ではフォトレジスト露光部におけるTMAHの浸透の面からLERを低減することを主目的とした。具体的には、レジスト内の残留溶剤を真空乾燥によって除去し、浸透チャネルを均一化することによってLERの低減を実現させた。この現像パスによるLER制御は、学術的にも意義が大きく、今後の半導体デバイスの早期実現に大きく寄与すると考えられる。