露光工程において、遠心塗布後のレジスト層の均一性は露光ライン幅に大きな影響を与える。高速回転下で凹面基板上に形成されるレジストコロイドの膜厚均一性を得るために、凹面基板上の遠心回転する非ニュートン流体マイクロエレメントの流体力学モデルを構築した。対応する境界条件、非ニュートン流体の構成方程式および連続の方程式に基づき、流体特性、曲面形状、回転速度および時間などの因子と最終厚さの関係式を導出した。レオメーターを使用して950 K PMMA C 2%レジストの流体特性を較正し、凹面基板上で回転速度を単一変数とした遠心塗布実験を行い、分光楕円偏光計を用いて遠心後のベクトル半径の変化に伴うコロイド厚さを測定し、理論推導と比較した。実験結果は、回転速度が2,000 r/minのとき、理論厚さは267 nm、実験測定厚さは230 nmで偏差率は13.86％、回転速度が3,000 r/minのときは理論厚さが178 nm、実験測定厚さが172 nmで偏差率は3.37％であることを示した。塗布後の予備焼き工程でさらに膜厚が減少することを考慮すると、偏差は正常範囲内である。本論文で構築した数学モデルは予測性に優れており、遠心回転後のコロイドの均一性に対して理論的指針を提供できる。

電子ビーム露光;遠心塗布;非ニュートン流体;レジスト層厚さ;曲面