현재 ArF용 레지스트의 연구방향은 건식내에칭성, 실리콘 웨이퍼에 대한 접착성 및 상용화된 현상액에 대한 적용성 등 기존 설비를 이용하여 사용가능한 레지스트의 개발에 중점을 두고 있다.
본 연구에서는 극성기와 지방족 고리 구조를 갖는 히드록시시클로헥실 메타크릴레이트 (HCMA)를 합성하였다. 이 단량체와 여러 지방족 고리의 메타크릴레이트 단량체와의 공중합체를 합성하여 건식내에칭성과 접착성을 갖는 화학증폭형 레지스트를 제조하였으며, 193nm용 레지스트로서의 가능성을 평가하였다.
합성된 공중합체들은 지방족으로 구성되어 있기 때문에 원자외선 특히 193nm에서 높은 투과도를 갖고 있으며, 220℃ 이상의 높은 열안정성 및 높은 유리전이온도 (130 - 160℃)를 갖고 있는 것으로 나타났다. 또한 이 공중합체들의 건식내에칭성 및 실리콘 웨이퍼에 대한 접착성을 평가하였다. 에칭가스로서 $CH_4:CHF_3$ 혼합가스를 사용할 경우 i-line용 레지스트로 사용중인 노볼락 수지에 비하여 약 1.1 - 1.2 배의 에칭속도를 갖고 있었다. 또한 접촉각 측정법을 이용하여 실리콘 웨이퍼에 대한 접착성을 측정한 결과 HCMA가 60mol% 이상 포함된 공중합체의 경우 KrF용 레지스트로 사용중인 폴리히드록시페놀과 유사한 접착력을 갖고 있었다.
이 공중합체를 이용하여 레지스트 용액을 제조한 후 화상형성 실험을 실시하였다. 248nm의 원자외선을 조사할 경우 8 - 20 mJ/㎠의 높은 감도를 갖고 있었으며, 1㎛ 선폭의 화상을 얻을 수 있었다. 또한 poly(TBMA-co-3HCMA-co-MAA)가 포함된 레지스트를 제조하여 193 nm의 원자외선을 조사한 결과 0.19㎛ 선폭의 화상을 얻었다.
따라서 본 연구에서 개발한 히드록시시클로 메타크릴레이트가 포함된 공중합체는 차세대 반도체 재료인 193nm용 레지스트로서 사용될 수 있을 것으로 예상된다.
