UV光照射ポジ型レジストによる電子ビーム露光感度の向上

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1. 研究目的電子ビーム露光は、ナノメートルサイズの微細構造の作製プロセス技術を支える重要な技術である。更なる微細化、高精度化の要求から高加速電圧の露光が要求されている。しかし、レジスト感度は、加速電圧に反比例し、加速電圧50kVに対し100kVでは約2倍の露光量が必要となり露光感度が低下する。レジストの感度を向上させることは、電子ビーム露光のスループットが向上し、露光装置のマシンタイムの有効利用につながり研究を進める上で非常に重要である。本研究は加速電圧100kVにおいてポジ型電子ビームレジストの感度低下を補うためUV光を補助露光としてバックグラウンド照射することで、パターン形成に必要な露光量を低下させレジスト感度の向上を実現することを目的とした。2. 研究成果本研究では、電子ビーム露光装置として加速電圧100kVのJBX-6300SJ(日本電子製)を用いて、ビーム電流850pAで露光した。試料はポジ型レジストZEP520AをSiウェハに220nm塗布、オーブンで170℃20minベーキングし作製した。露光後の現像はキシレンで15sec、リンスはIPAで30secおこなった。まずZEP520AのUV光照射による現像特性を調べるために低圧水銀ランプ(定格28mW/㎠、波長185nm/254nm)を光源として照射量を変化させ現像後のZEP520A膜厚を測定した。1,300mJ/㎠以上照射するとZEP520Aが全て現像された。433mJ/㎠照射で膜厚は220nmから128nmに減少した。この結果からUV光の照射量は433mJ/㎠とした。電子ビーム露光はパターンをライン幅30nm、周期200nm及び100nmのグレーティング構造とし、露光量は100～580μC/㎠まで20μC/㎠間隔で変化させた。露光後、現像をおこない電子顕微鏡で観察した結果、周期200nmのパターンが480μC/㎠で、周期100nmは440μC/㎠で露光できた。露光後低圧水銀ランプを433mJ/㎠照射したのち現像したところ周期200nmで380μC/㎠、周期100nmでは360μC/㎠で露光可能となりUV光照射による感度向上が実現できた。