New series of norbornene-based monomers having steroid derivatives(cholic acid, deoxycholic acid, or lithocholic acid) were synthesized. t-Butyl 3α -(5-norbornene-2-carbonyloxy)-7α,12α-dihydroxy-5β-cholan-24-oate (TBNDHC)and t-butyl 3α-(5-norbornene-2-carbonyloxy)-12α-hydroxy-5β-cholan-24-oate(TBNHC) were copolymerized with maleic anhydride (MA). And t-butyl 3α-(5-norbornene-2-carbonyloxy)-5β-cholan-24-oate (TBNC) and MA wereterpolymerized with various norbornene monomers such as 2-hydroxyethyl-5-norbornene-2-carboxylate (HNC), 3α-(5-norbomene-2-carbonyloxy)-5β-cholan24-oic acid (NC), 2-acetoxyethyl-5-norbornene-2-carboxylate (AENC), and 2-ethyI succinyloxyethy1-5-norbornene-2-carboxylate (ESNC).
(Meth)acrylate-based monomers having steroid derivatives were also synthesized. t-Butyl 3α-methacryloyloxy-7α,12α-dihydroxy-5β-cholan-24-oate(TBMDHC), t-butyl 3α-methacryloyloxy-12α-hydroxy-5β-cholan-24-oate(TBMHC), t-butyl 3α-methacryloyloxy-5β-cholan-24-oate (TBMC), t-butyl 3α-methacryloyloxy-7α,12α-difornyloxy-5β-cholan-24-oate (TBMDFC), and t-butyl3α-acryloyloxy-7α,12α-diformyloxy-5β-cholan-24-aote (TBADFC). These(meth)acrylate-based monomers were homopolymerized or copolymerized with methacrylate monomers such as methyl methacrylate (MMA), 2-hydroxylethylmethacrylate (HEMA), and methacrylic acid (MAA).
The resulting polymers of norbornene-based monomers showed goodtransmittance at 193 nm and good thermal stability up to 255°C. The resists formulated with poly(TBNDHC-co-MA) showed better dry-etching resistancecompared to the conventional poly(hydroxystyrene) resist for $Cl_2/O_2$plasma. With the standard developer, the resists formulated with poly(TBNDHC-co-MA),poly(TBNHC-co-MA), poly(TBNC-co-HNC-co-MA), poly(TBNC-co-NC-coMA),and poly(TBNC-co-ESNC-co-MA) gave 0.14-0.16 μm line and spacepatterns using an ArF excimer laser stepper.
The resulting polymers of (meth)acrylate-based monomers showed excellent transmittance at 193 nm and good thennal stability up to 245°C. The resists fornulated with poly(TBMDHC), poly(TBMDHC-co-MMA-co-MAA),poly(TBMHC), poly(TBMHC-co-MMA-co-MAA), and poly(TBMC-co-HEMAco-MMA-co-MA) did not gave fine patterns due to cross-linking reaction between hydroxyl and carboxyl groups. And the resist formulated with poly(TBMDFC)and poly(TBADFC) gave 0.23 μm patterns having undesirable profiles and 0.17μm pattern profiles having poor adhesion, respectively.
193-nm 용 화학증폭형 포토레지스트로서 스테로이드계의 하나인 담즙산 (콜릭산,디옥시콜릭산,또는 리소콜릭산) 유도체를 포함하는 노르보르넨계및 메타크릴 (또는 아크릴)계 고분자를 합성하였다. 이 들 고분자는 중합개시제로 AIBN 을 사용하여 자유라디칼 중합으로 합성하였다. 노르보르넨계 고분자인 TBNDHC 와 MA,TBNHC 와 MA, TBNC 와 HNC 와 MA, TBNC 와 NC 와MA, TBNC 와 AENC 와 MA, 그리고 TBNC 와 ESNC 와 MA 의 공중합체들은193 nm 에 서 좋은 투과도를 나타냈으며 255°C 까지 열적으로 안정하였다.TBNDHC 와 MA 의 공중합체로 만든 레지스트는 염소/산소 플라즈마를 이용한내건식에칭성 평가에서 기존에 사용하던 단파장 자외선용인 히드록시스티렌계중합체에 비해 우수한 것으로 나타났다. TBNDHC 와 MA, TBNHC 와 MA,TBNC 와 NC 와 MA, TBNC 와 ESNC 와 MA, 그리고 TBNC 와 HNC 와 MA의 공중합체로 만든 레지스트로 ArF 엑시머 레이져 스테퍼와 2.38 wt% TMAH 현상액을 사용하여 미세가공평가를 한 결과 0.15-0.16μm 선폭의 패턴을 얻었다.메타크릴 (또는 아크릴)계 고분자인 TBMDHC, TBMDHC 와 MMA 와 MAA,TBMHC, TBMHC 와 MMA 와 MAA, TBMC 와 HEMA 와 MMA 와 MAA,TBMDFC, TBADFC, AADFC, 그리고 AAFC 의 중합체들은 193 nm 에서 뛰어난 투과도를 나타냈으며 245°C까지 열적으로 안정하였다. 그러나 TBMDHC,TBMDHC 와 MMA 와 MAA, TBMHC, TBMHC 와 MMA 와 MAA, TBMC 와 HEMA 와 MMA 와 MAA 의 공중합체로 만든 레지스트를 이용하여 미세가공평가를 한 결과 중합체내의 히드록실기와 탈보호 반응에서 생긴 카르복실기 사이에서의 가교반응에 의해 미세한 패턴을 얻지 못했다. 메타크릴 (또는 아크릴)계 단일 중합체인 TBMDFC 와 TBADFC 로 만든 레지스트를 이용하여 미세가공평가를 한 결과 0.17-0.23 μm 의 패턴을 얻었으나 접착성 등의 문제점을 갖고 있는 것으로 나타났다.
