Study of Chemical Structure and Removal of Positive-Tone Novolak Resist Having Various Prebake Temperature using Wet Ozone

Abstract

プリベーク（PB）温度の異なるノボラック系ポジ型レジスト（ノボラック樹脂+溶解抑制剤（PAC））の湿潤オゾンによる除去特性について，FT-IRおよびマイクロサンプリング質量分析法（μ-MS）による化学構造の変化，熱重量測定（Thermo Gravimetry Analyzer; TGA）による残存溶媒量の変化など種々の構造解析を行い評価した．PB温度を100–200˚Cまで変化させたレジスト膜は，湿潤オゾンによってすべて除去された．ただし，PB温度100–140˚Cではレジスト除去速度は変化せず，PB温度160˚C以上ではPB温度が高くなるほどレジスト除去速度が低下した．FT-IRスペクトルより，ノボラック系ポジ型レジストは160˚C近傍でPACからN2が脱離するが，ノボラック樹脂については変化がみられなかった．μ-MSの結果では，PB温度によってノボラック樹脂およびPACの分解温度や化学構造は変化しなかった．TGA測定により，レジスト膜中の残存溶媒はPB温度140˚Cと160˚Cとの間でほぼ完全に蒸発した．以上のことからPB温度を変えてもレジスト膜の化学構造の変化や熱架橋は起こらず，PB温度が160˚C以上になることで膜中の残存溶媒がほぼ完全に蒸発し，レジスト膜が収縮し硬化する．このため，PB温度160˚C以上で，レジスト除去速度が大きく減少した．