Curing imprint lithography (UV or thermal) has emerged as a less expensive alternative to print nano-scale features. But typical imprint resists is difficult to degrade because of highly cross-linking. By designing a resist in which all of the cross-linkers are cleavable under mild acid conditions, we would require only a simple degradation step to remove the film after imprinting. In this study, methacylate monomers containing tertiary ester linkages and hydroxyl groups were copolymerized with diazoketo-functionalized monomers, and then polymers were coated on substrate with a photoacid generator. Polymers were patterned with thermal imprint lithography to create cross-linked films through hydroxyl-diazoketo linkages. Films could be Sequential patterned in a subsequent photolithography step by thermal and acid-catalyzed decomposition of tertiary ester linkages. We introduce the combination of thermal imprint and photolithography into a single system.
마이크로 혹은 나노크기의 패턴을 형성하는 기술은 마이크로 혹의 나노기술의 발전에 매우 중요하다. 특히 보다 빠르고 강력한 마이크로칩을 만들기 위해, 반도체 산업에서는 2010년까지 22nm까지 트랜지스터 케이트 폭을 낮추고 있다. 때문에 원하는 마이크로 혹은 나노크기의 패턴을 형성할 수 있는 재료의 개발이 중요한 과제로 부각되고 있다. 그리고 향후 수년 내에 오천만 달러까지 폭등할 것으로 예상되는 리소그래피 도구의 가격은 반도체 산업에 큰 부담이므로, 낮은 가격의 패턴형성 기술의 개발이 또 하나의 중요한 과제이다.
가교 임프린트 리소그래피 기술(빛 또는 열)은 나노크기의 패턴을 형성할 수 있는 저가격의 대체기술로 주목받고 있다. 하지만 일반적인 임프린트 재료는 높은 가교도 때문에 제거하기 어렵기 때문에 활용도가 줄어든다는 단점이 있다. 레지스트의 가교부분이 산처리에 의해 분해할 수 있게 합성이 된다면 임프린트 후에 간단한 분해 공정으로 필름을 제거할 수 있으므로 재료의 활용도가 다양할 것으로 예상된다.
본 논문에서는, 열 가교를 위하여 하이드록시기와 다이아조기를 이용하고 가교부분에는 산 처리에 의하여 분해할 수 있는 3차 에스테르기를 이용하는 방법을 연구하였다. 하이드록시가와 3차 에스테르기를 포함하고 있는 단량체와 다이아조기를 포함하는 단량체를 중합하였다. 중합된 고분자를 광산발산제와 함께 도포한다. 고분자는 열 임프린트 리소그래피에 인하여 하이드록시기와 다이아조기가 결합된 첫 번째 패턴이 형성가능하다. 패턴이 형성된 필름은 3차 에스테르기의 광발산된 산 촉매 분해로 인하여 연속적인 패턴이 가능하다.
열 임프린트 리소그래피에 적용할 수 있는 본 재료의 사용으로 식각과정에서 하부층에 대한 손상이 없이 가교된 필름의 제거가 가능하므로 다각도로 적용이 가능하며, 임프린트와 포토리소그래피의 연합으로 인하여 형성할 수 있는 패턴의 범위가 넓어질 것으로 예상된다.
