In photolithography, air bubbles on the surface of a photoresist have been found to produce defects characterized by significant underexposure and geometry-dependent pattern distortion. The polymers with tertiary butyl groups, widely used for chemically amplified photoresists, release the volatile byproduct, isobutene, by acid-catalyzed deprotection reaction and produced air bubbles.
A novel monomer for low-outgassing resist was synthesized. Tertiary caprolactone group was synthesized from camphor by Baeyer-Villiger oxidation. Tertiary caprolactone group was cleaved and the carboxylic acid functionality was formed by acid-catalyzed ring-opening reaction in the exposure region after post-exposure bake. This group do not produce volatile byproducts during the deprotection reaction.
미세한 패턴을 만들기 위해서 도입된 액침노광 방식에 있어서 레지스트 표면의 공기방울은, 노광되지 않거나 패턴의 왜곡으로 표현되는 결함을 형성하는 것으로 확인되었다. 현재 화학증폭형 포토레지스트로 널리 쓰이고 있는 3차 부틸기를 포함하는 고분자는 산촉매반응으로 인해 휘발성의 부산물인 이소부텐을 방출하게 되고 공기방울을 만들게 된다. 따라서 액침노광에 사용되는 레지스트로서 반응시 휘발성의 부산물을 만들지 않는 레지스트의 개발이 필요하게 되었다.
이 논문에서는 저가스발생형 레지스트에 쓰이는 새로운 단량체를 합성하였다. 도입기로 사용되는 3차 락톤기는 자연에서 쉽게 얻을 수 있는 캠퍼로부터 쉽게 합성되었다. 이 반응기는 산과 열에 반응하여 고리가 끊어지면서 극성이 변화하게 된다. 그러면서도 끊어진 두 부분이 모두 고분자에 결합되어 있어 휘발성의 부산물을 생성하지 않게 된다. 따라서 이 단량체를 이용해 레지스트를 합성하게 된다면 기존에 사용하는 레지스트에 비해서 기체 부산물의 생성이 적게 될 것이다.
