In the advanced lithography processes of chip industry, the relatively deficient etching resistance and pattern distortion phenomena of spin-on hardmask (SOH) on dry etching process have emerged as new major issues. We tried to overcome the obstacles by applying the graphitic carbon materials with high mechanical strength to the SOH polymer. The graphene-polymer (nGO-FPHA) composites were prepared by chemical coupling reaction of fluorinated poly(hydroxyamide) (FPHA) and acyl-chloride-functionalized graphene oxide of submicron size (nGO). The nGO-FPHA showed stable dispersion in some organic solvents, and finally changed to rigid nRGO-FPBO under heat after spin-coating the solution on substrates. According to the investigation of nRGO-FPBO, the homogeneous dispersion and reduction of nGO sheets helped to enhance the properties and performance of composite film as much as 72 %, 56 %, and 54 % of elastic modulus, hardness, etch resistance from pure FPBO polymer, respectively. In addition, the nRGO-FPBO showed a good thermal stability below $400 \circ C$ so that the composite film can be used to high temperature processes.
반도체 칩 제조 공정의 고도화에 따라 기존 회전도포 방식의 하드마스크 사용에 있어서 낮은 에칭 내성과 패턴 왜곡 현상이 주요한 이슈로 부각됐다. 본 연구에서는 그래핀 구조로 된 탄소 물질의 높은 물리적 강성을 기존 고분자에 적용한 나노복합체로 이러한 문제를 해결하고자 시도하였다. 구체적으로는 그래파이트로부터 합성한 나노 크기의 그래핀 옥사이드에 폴리하이드록시아마이드를 화학적으로 기능화시켜 일부 유기 용제 내 분산성을 높였고, 이 용액을 기판에 회전도포 및 소성하여 최종 필름을 형성하였다. 이렇게 제조된 나노복합체 필름의 물성을 분석한 결과, 탄성계수, 경도, 그리고 에칭 내성이 각각 72%, 56%, 54% 개선됨을 확인하였고, 섭씨 400도까지 안정한 내열성도 확인하였다.
