Most of positive chemical amplification resists do not have enough stability to process delay. It has been claimed that airborne contaminations neutralize acids from photoacid generaters. Our new environmentally stable chemical amplification positive resist has designed on the basis of concept of using basic additives without any migration throughout the process. The resist system consists of triphenylsulfonium hexafluoroantimonate as photoacidgenerator and poly(hydroxystyrene-co-t-butyl acrylate-co-3- (t-butoxycarbonyl)-N-vinyl caprolactam). And poly(hydroxystyrene-co-t- butyl acrylate) was also prepared as reference matrix polymer in order to verify the improvement of environmental stability of the new resist system containing the basic unit, as acid scavanger. Characterization of the resist terpolymer and copolymer was performed by using proton NMR, FT-IR spectrometer, DSC, and TGA. The chmical changes of resist system due to deep UV irradition were studied using TGA, UV, and FT-IR spectrometer. The lowering of deep UV sensitivity of resist polymers show that BCVC unit satisfies the requirement for the trapping of photogenerated acid. We obtained 1 micrometer line/space positive images patterns.
We knew that the new resist system has desirable properties such as high transparency in deep UV region, facile deprotection, proper sensitivity. And we expect improvement of environmental stability by basic unit. This system can be applied to high temperature process without migration of basic additives.
Deep UV용 화학증폭형 레지스트는 외부 오염에 의한 화상 단면의 T-top 형성의 문제점을 가지고 있다. 우리는 염기성 단위를 고분자 사슬내에 도입한 새로운 화학증폭형 레지스트를 제안한다. 이 레지스트 체계는 공정중에 필름내에서 이동이 없는 염기성 첨가제의 도입을 기본 개념으로 한다. 이 레지스트 체계는 광산발생제와 다양한 BCVC 함량을 가진 poly(HOST-co-TBA-co-BCVC)로 이루어지며 레지스트 고분자는 라디칼 중합에 의해 합성된 poly(ACOST-co-TBA-co-BCVC)의 염기 수분해에 얻어졌다. 또한 BCVC 도입으로 외부 오염에 대한 내성 향상을 확인하기 위하여 비교물질로 poly(HOST-co-TBA)를 합성 하였다. 이 레지스트 특성은 $^1H$-NMR, FT-IR, DSC와 TGA로 측정하였다.
Deep UV 노광에 의해 생성된 산 촉매에 의한 보호기의 탈리 특성이 고찰되었다. 이를 통해 1㎛ 선폭의 패턴을 얻었다. 그리고 레지스트 고분자의 deep UV 노광에 대한 감도가 낮아 지는 것 (~10 mJ/㎠)을 확인했다. 이 사실로 BCVC 단위가 산을 비활성 시키는 역할을 함을 확인할 수 있었다. 그러나 일반적으로 염기 첨가제의 도입으로 야기되는 광감도의 저하가 이 레지스트 체계에서는 심각하지 않았다.
우리가 제시한 새로운 레지스트 체계는 deep UV에 대한 투명성, 보호기 탈리의 용이함, 그리고 적당한 광감도를 가지며, 염기성 단위의 도입에 의한 PED 안정성의 향상을 기대할 수 있다.
