Directed self-assembly of block copolymer is one of the most promising candidates for sub-10 nm scale lithography due to its cost effectiveness and outstanding pattern resolution. Howev-er, further improvements of pattern resolution over 10 nm and etching selectivity of Poly(styrene-b-methyl methacrylate) (PS-b-PMMA) block copolymer remain as critical chal-lenges. Here, we suggest a newly designed block copolymer, poly[(styrene-co-pentafluorostyrene)-b-methyl methacrylate], that can form nanoscale patterns with relatively improved line edge roughness, and line width roughness and a higher etching resistance com-pared to PS-b-PMMA. The block copolymer was synthesized by reversible addition-fragmentation chain-transfer polymerization copolymerized with pentafluorostyrene, func-tionalized monomer, which has hydrophobicity. The modified block copolymer showed in-creased pattern resolution than conventional PS-b-PMMA due to two times higher Flory-Huggins interaction parameter ($\chi$). Even though it had a high $\chi$ value, the polymer could form perpendicular lamellae morphology by short thermal annealing. Also, synthesized BCPs were vertically aligned on homo-PS brush. The BCP could form a high-aspect-ratio vertical lamellae structure over 90 nm thickness.
블록 공중합체를 이용한 자기조립 기술은 저렴한 공정비용과 뛰어난 패턴 해상도로 인해 10 nm 이하 수준의 리소그래피를 위한 후보군 중 기술로 각광받고 있다. 하지만 가장 폭넓게 사용되는 폴리스타이렌-블록-폴리메틸메타크릴레이트와 같은 블록 공중합체의 경우 낮은 에칭 선택성과 10 나노미터 이하의 해상도의 패턴을 만들 수 없다는 단점을 가지고 있다. 따라서, 폴리(스타이렌-랜덤-펜타플루오로스타이렌)-블록-폴리메틸메타크릴레이트 라는 새로운 블록 공중합체를 만들어서 이를 해결하고자 한다. 해당 블록 공중합체는, 가역적 첨가-분절 사슬 이동 중합에 의해 합성되었으며, 펜타플루오로스타이렌의 낮은 표면 에너지로 인해 높은 Flory-Huggins 상호작용 인자를 가지게 되었다. 만들어진 블록 공중합체는 짧은 가열 공정을 통하여 잘 정렬된 수직배향 라멜라 구조를 얻을 수 있었으며, 해당 블록 공중합체는 90 nm와 같은 높은 두께에서도 수직배향이 가능하였다.
