KR100849619B1 - 알칼리 용해성 중합체 및 이를 포함하는 감광성과 절연성을지니는 조성물 - Google Patents

알칼리 용해성 중합체 및 이를 포함하는 감광성과 절연성을지니는 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되며, 1,000~100,000의 중량평균분자량을 가지는 알칼리 용해성 중합체를 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112006080735171-pat00001
[상기 식에서, R1은 탄소수 1~4의 알킬기이고, R2는 탄소수 1~4의 알켄기이며, m, n, o, p는 각 단량체의 몰분율로서, 각각 0.01 내지 0.9를 나타낸다.]
본 발명에 의한 중합체의 경우, 알칼리용액으로 현상가능한 네거티브형 감광성 조성물에 사용될 수 있으며, 이 경우 고분자 사슬 내에 광가교결합이 가능한 작용기를 함께 포함하고 있어 광산발생제가 필요 없게 된다.
또한, 본 발명에 의한 중합체는 유전상수가 낮기 때문에 반도체 패키지 등에서 층간절연물질로서도 사용이 가능하다.
반도체, 패키지, 절연물질, 포토레지스트, 노보넨

Description

알칼리 용해성 중합체 및 이를 포함하는 감광성과 절연성을 지니는 조성물{ALKALI-SOLUBLE POLYMER, PHOTOSENSITIVE AND INSULATING COMPOSITION COMPRISING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 감광성과 절연성을 지니는 조성물을 사용하여 형성된 패턴을 보여주는 사진이다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 또 다른 실시예에 의하여 제조된 감광성과 절연성을 지니는 조성물을 사용하여 형성된 패턴을 보여주는 사진이다.
도 3은 화학식 4로 표시되는 단량체 B의 NMR 분광분석 결과를 보여주는 그림이다.
도 4는 화학식 5로 표시되는 단량체 C의 NMR 분광분석 결과를 보여주는 그림이다.
도 5는 화학식 6으로 표시되는 단량체 D의 NMR 분광분석 결과를 보여주는 그림이다.
도 6은 화학식 2로 표시되는 고분자 화합물의 IR 분광분석 결과를 보여주는 그림이다.
도 7은 화학식 1로 표시되는 고분자 화합물의 IR 분광분석 결과를 보여주는 그림이다.
본 발명은 네거티브 패턴 형성용 감광성 조성물 또는 반도체 패키지의 층간 절연성 조성물에 사용될 수 있는 알칼리 용해성 중합체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
노광과 현상을 통하여 패턴을 형성하는 감광성 물질은 크게 포지티브형과 네거티브형으로 구별되는데, 포지티브형은 노광된 부분이 알칼리에 대한 용해도가 증가하여 노광 후 현상과정에서 알칼리 용액에 용해되어 없어지게 되어 패턴을 형성하게 되며, 네거티브형은 노광된 부분이 알칼리에 대한 용해도가 감소하여 현상과정에서 비노광 부분이 알칼리 용액에 용해되어 없어짐으로써 패턴이 형성된다. 이러한 패턴 형성이 가능한 감광성 물질은 반도체의 미세회로 패턴, 반도체 패키지(pacakge)의 솔더 마스크(solder mask), PCB의 회로패턴 등 전자산업에 널리 사용되고 있다.
반도체의 회로가 미세화됨에 따라 이에 사용되는 포토레지스트도 이에 맞도록 변화되어 왔다. 미세화에 따라 자외선의 파장이 단파장으로 이동하게 되었으며 이것은 포토레지스트 구조의 변화를 초래하였다. 단순한 노볼락(norvorak)수지와 DNQ를 조합하여 사용하던 I-line 포토레지스트는 광산발생제(photoacid generator; PAG)를 함유하는 화학증폭형 포토레지스트로 대체되었다. 또한 포토레지스트 막의 두께가 점점 얇아지는 추세를 보이고 있는데 이에 맞추어 박막으로 코팅하였을 때에도 기계적 성질을 유지하기 위해 수지의 골격에 비교적 단단한 노보넨(norbornene), 아다만탄(adamantan) 등의 고리구조를 가지는 화합물을 삽입하기 시작하였다.
노보넨의 중합체인 폴리노보넨(polynorbornene)은 Tg가 400℃ 정도로 열적 안정성이 뛰어나지만 화학구조 자체가 유연성이 없기 때문에 부스러지기 쉬우며 용매에 대한 선택성이 매우 강하다. 이러한 단점을 보완하고자 여러 가지의 노보넨 유도체를 사용하여 원하는 성질을 가지도록 하려는 시도가 폭넓게 이루어지고 있다. 또한 그 자체로는 감광성이 없기 때문에 노보넨 유도체와 감광성 물질을 함께 사용하게 된다. 이러한 시도로서 대표적인 것은 광산발생제에 의해 생성된 수소 이온에 의하여 알칼리에 대한 용해도를 변화시킬 수 있는 작용기를 도입한 노보넨 유도체를 사용하는 것이다.
이러한 시도들의 예로서, 대한민국 특허등록 제10-0292406호, 대한민국 특허 등록 제10-0195582호, 대한민국 특허공개 제2001-8567호, 대한민국 특허공개 제 2005-59834호, 대한민국 특허공개 제2005-74683호 등에는 화학증폭형 포토레지스트에 관한 것으로 노보넨 유도체를 공단량체로 하고 있는 고분자가 개시되어 있다. 그러나, 이들은 모두 포지티브형의 포토레지스트에 관한 것으로 노광에 의하여 알칼리에 대한 용해도가 증가하여 알칼리 가용성으로 되기 때문에 네거티브형 감광성 조성물에는 사용이 곤란하다는 문제점이 있었다.
또한, 대한민국 특허공개 제2003-39877호는 네거티브형 감광성 물질에 관한 것으로 광산발생제에 의하여 생성된 수소이온에 의하여 가교결합이 생기고 이로 인하여 알칼리에 대한 용해도가 감소하여 네거티브 패턴의 형성이 가능하게 된다. 그러나, 이와 같이 광산발생제를 사용하는 경우 일반적으로 가교반응은 노광 후 경화(post-expose bake; PEB) 과정에서 일어나게 되는데 이때 반응금지제를 적절하게 사용하지 않으면 가교결합반응이 비노광부에서도 일어날 수 있으며, 이렇게 되면 전체적으로 알칼리에 불용성이 되므로 패턴형성이 곤란해진다는 문제점이 있었다.
따라서, 포토레지스트막의 박막화에도 불구하고 기계적 성질을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 알칼리 용액에 잘 용해될 수 있고, 광산발생제 없이도 가교반응이 잘 일어날 수 있는 감광성 조성물이 절실히 요청되고 있는 실정이다.
한편, 반도체 패키지 중 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package, WLP)의 경우 칩(chip)의 패드(pad)를 솔더볼에 연결하기 위한 재배열(redistribution)층을 만들기도 한다. 이때 재배열층에는 구리배선이 들어가게 되며, 칩과 배선 간의 절연을 위하여 유기고분자로 이루어진 절연물질을 도포한다. 이 절연물질층에는 솔더볼의 접합을 위한 부분이 노출된다. 노출부분은 일반적으로 감광성 물질을 사용한 포토리소그래피(photolithography) 방법으로 패턴을 형성하게 되는데 패키지에 사용되는 감광성 물질은 알칼리 현상이 가능한 네거티브형으로 노광에 의하여 가교반응이 일어나 알칼리에 대한 용해도가 감소하고, 비노광 부분이 알칼리에 용해되어 패턴이 형성된다. 최근에는 절연물질에 감광성을 부가하여 공정의 단계를 줄이는 방법을 많이 사용하고 있다.
또한, 여러 개의 칩을 하나의 기판 위에 탑재하게 되는 멀티칩모듈(multichip module, MCM)의 경우에도 칩 사이의 전기적 연결을 위한 다층의 배선을 만들게 되는데 이 배선 사이에는 배선 간의 전기적 절연을 위한 절연막을 도포하게 된다. 배선 사이의 전기적 연결을 위한 비아(via)의 형성도 포토리소그래피를 사용하게 되며, 감광성이 부가된 절연물질을 사용하게 된다.
따라서, 반도체 패키지나 멀티칩 모듈의 제조에서 공정단계를 줄이기 위해서 사용될 수 있는, 감광성이 부가된 절연물질이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 광산발생제를 사용하지 않는 알칼리 용액으로 현상 가능한 네거티브형 감광성 조성물에 사용될 수 있는 알칼리 용해성 중합체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 상기 알칼리 용해성 중합체를 포함하는 감광성과 절연성을 지니는 조성물 및 이를 이용한 네거티브 패턴의 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되며, 1,000~100,000의 중량평균분자량을 가지는 알칼리 용해성 중합체를 제공한다.
Figure 112006080735171-pat00002
[상기 식에서, R1은 탄소수 1~4의 알킬기이고, R2는 탄소수 1~4의 알켄기이며, m, n, o, p는 각 단량체의 몰분율로서, 각각 0.01 내지 0.9를 나타낸다.]
본 발명은 또한, 하기 화학식 2로 표시되는 고분자 화합물을 유기용매에 녹인 후, 불화테트라부틸암모늄(tetra butyl ammonium fluoride)을 처리하여 제조되는 상기 알칼리 용해성 중합체의 제조방법을 제공한다.
Figure 112006080735171-pat00003
[상기 식에서, R1은 탄소수 1~4의 알킬기이고, R2는 탄소수 1~4의 알켄기이며, m, n+o, p는 각 단량체의 몰분율로서, 각각 0.01 내지 0.9를 나타낸다.]
나아가, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되며, 1,000~100,000의 중량평균분자량을 가지는 알칼리 용해성 중합체; 다기능성 단량체; 광개시제를 포함하는 감광 성과 절연성을 지니는 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112006080735171-pat00004
[상기 식에서, R1은 탄소수 1~4의 알킬기이고, R2는 탄소수 1~4의 알켄기이며, m, n, o, p는 각 단량체의 몰분율로서, 각각 0.01 내지 0.9를 나타낸다.]
이에 더하여, 본 발명은 소정의 하부구조가 형성된 웨이퍼 상에 상기 감광성과 절연성을 지니는 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 조성물이 도포된 웨이퍼에 대하여 노광 및 현상공정을 진행하여 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 네거티브형 패턴의 형성방법을 제공한다.
이하에서, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
우선, 본 발명은 노보넨(nornornene)과 그 유도체를 포함하는 중합체로서, 하기 화학식 1로 표시되며, 1,000~100,000의 중량평균분자량을 가지는 알칼리 용해성 중합체를 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112006080735171-pat00005
[상기 식에서, R1은 탄소수 1~4의 알킬기이고, R2는 탄소수 1~4의 알켄기이며, m, n, o, p는 각 단량체의 몰분율로서, 각각 0.01 내지 0.9를 나타낸다.]
상기 고분자 중합체는 중량평균분자량이 1,000~100,000인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1,000~10,000이다. 본 발명에 의한 고분자 중합체의 중량평균분자량이 1,000 보다 작게 되면 고분자로서의 성질을 유지하기가 어려워 광조사에 의한 가교 반응의 정도가 미흡하여 알칼리에 대한 용해도의 감소가 일어나지 않게 되며, 100,000보다 크게 되면 알칼리에 대한 용해도의 감소가 너무 크게 되어 현상시 비노광 부분의 용해가 미흡하여 원하는 패턴을 얻기가 어려워진다.
본 발명에 의한 고분자 중합체는 하기 화학식 3으로 표시되는 단량체 A, 하기 화학식 4로 표시되는 단량체 B, 하기 화학식 5로 표시되는 단량체 C 및 하기 화학식 6으로 표시되는 단량체 D로 구성되며, 이때, 각 단량체의 몰분율은 비노광 부분은 알칼리에 쉽게 용해되고, 노광부분은 다기능성 단량체와 가교결합이 되어 알칼리에 용해되지 않도록 조절되며, 그 범위는 각각 m=0.2~0.5, n=0.2~0.4, o=0.1~0.3, p=0.2~0.5인 것이 바람직하다.
Figure 112006080735171-pat00006
(단량체 A)
Figure 112006080735171-pat00007
(단량체 B)
Figure 112006080735171-pat00008
(단량체 C)
Figure 112006080735171-pat00009
(단량체 D)
상기 화학식 3으로 표시되는 단량체 A는 고분자의 기계적 성질을 유지하기 위한 것으로 그 비율은 몰분율로서 0.2~0.5의 범위가 바람직하다. 이 범위 이하에서는 기계적 성질이 나빠지게 되며 이 범위 이상에서는 너무 딱딱해져 잘 부서지게 된다.
상기 화학식 4로 표시되는 단량체 B와 상기 화학식 5로 표시되는 단량체 C는 각각 알칼리에 용해되는 성질을 가지는 부분 및 기판과의 부착력을 증가시키기 위한 것으로 그 비율은 각각 0.2~0.4 및 0.1~0.3 몰분율의 범위가 바람직하다. 단량체 C에서 R1은 탄소수 1~4의 알킬기이다.
상기 화학식 6으로 표시되는 단량체 D는 다기능성 단량체와 가교결합을 하는 부분으로 R2는 말단에 이중결합을 갖는 탄소수 1~4의 불포화 지방족 작용기이며, 그 중에서도 탄소수 1~4의 알켄이다. 단량체 D의 비율은 0.2~0.5의 몰분율의 범위가 바람직하다. 이보다 작으면 광가교 반응이 부족하게 되어 알칼리에 대한 용해도가 감소하지 않기 때문에 패턴의 형성이 곤란해지며, 이보다 많으면 알칼리 불용성이 과도하게 되어 노광한 후 현상이 안 되는 현상이 나타난다.
본 발명은 또한, 하기 화학식 2로 표시되는 고분자 화합물을 유기용매에 녹인 후, 불화테트라부틸암모늄(tetra butyl ammonium fluoride; TBAF)을 처리하여 제조되는 상기 알칼리 용해성 중합체의 제조방법을 제공한다.
[화학식 2]
Figure 112006080735171-pat00010
[상기 식에서, R1은 탄소수 1~4의 알킬기이고, R2는 탄소수 1~4의 알켄기이며, m, n+o, p는 각 단량체의 몰분율로서, 각각 0.01 내지 0.9를 나타낸다.]
이때, 상기 유기용매로는 특별한 제한이 없다고 할 것이나, 그 중에서도 테트라하이드로퓨란이 바람직하다.
또한, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3, 5 및 6으로 각각 표시되는 단량체 A, C, D를 염화메틸렌에 녹이고, 금속촉매하에서 20-28시간 반응시킨 후 염산을 첨가한 메탄올을 가하여 제조되는 것이 바람직하다.
이때, 하기 화학식 4로 표시되는 단량체 B 대신에 하기 화학식 5로 표시되는 단량체 C를 사용하는 이유는, 단량체 B를 사용하는 경우, 단량체 B의 하이드록시기가 금속촉매를 비활성화시키기 때문에 중합반응이 진행되지 않게 되기 때문이다. 따라서, 단량체 B에서 하이드록시기가 실란으로 치환된 단량체 C를 사용하여 금속촉매의 활성이 유지된 상태에서 고분자 중합을 실시한 후, 실란기를 산으로 처리하여 하이드록시기를 복원시킨다. 이때, 실란기의 일부를 남기게 되는데, 남아있는 실란기는 금속표면 특히 웨이퍼 표면과 고분자와의 접착력을 향상시키게 된다.
또한, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 제조에 사용되는 금속 촉매로는 특별한 제한은 없다고 할 것이나, 그 중에서도 팔라듐(Pd) 화합물 또는 니켈(Ni) 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
[화학식 3]
Figure 112006080735171-pat00011
(단량체 A)
[화학식 4]
Figure 112006080735171-pat00012
(단량체 B)
[화학식 5]
Figure 112006080735171-pat00013
(단량체 C)
[화학식 6]
Figure 112006080735171-pat00014
(단량체 D)
나아가, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되며, 1,000~100,000의 중량평균분자량을 가지는 알칼리 용해성 중합체; 다기능성 단량체; 광개시제를 포함하는 감광성과 절연성을 지니는 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112006080735171-pat00015
[상기 식에서, R1은 탄소수 1~4의 알킬기이고, R2는 탄소수 1~4의 알켄기이며, m, n, o, p는 각 단량체의 몰분율로서, 각각 0.01 내지 0.9를 나타낸다.]
본 발명에 의한 중합체는 다기능성 단량체(multi function monomer), 광개시제(photo initiator) 등과 함께 조합되는 경우 감광성 조성물 또는 반도체 패키지의 층간 절연성 조성물로서의 역할을 할 수 있다.
이때, 사용될 수 있는 다기능성 단량체로는 특별한 제한은 없다고 할 것이 나, 그 중에서도 DPHA(Dipentaerythritol penta-/hexa-acrylate)가 바람직하다.
또한, 상기 조성물에 포함될 수 있는 광개시제로는 특별한 제한이 없다고 할 것이나, 그 중에서도 350~450nm의 파장을 갖는 브로드밴드(broad band) 영역에서 감광성을 지니게 되는 광개시제를 사용하는 것이 10~100㎛ 의 선폭을 가지는 패턴의 제조에 유용하게 사용될 수 있어서, 바람직하다.
본 발명에 의한 감광성 또는 절연성 조성물은 상기 알칼리 용해성 중합체: 다기능성 단량체: 광개시제가 1.4~1.8: 1.4~1.8: 1의 중량비로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 소정의 하부구조가 형성된 웨이퍼 상에 상기 감광성과 절연성을 지니는 조성물을 도포하는 단계; 상기 조성물이 도포된 웨이퍼에 대하여 노광 및 현상공정을 진행하여 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 네거티브형 패턴의 형성방법을 제공한다.
상기와 같이, 본 발명에 의한 감광성 조성물을 사용하여 패턴을 형성할 경우, 알칼리용액 특히 2.38% TMAH 용액에 현상이 잘 되므로, 네커티브형 패턴의 형성에 특히 적합하게 된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로서 제시된 것이다.
< 실시예 >
< 합성예 1> 단량체 B의 합성
1,4-벤조퀴논(1,4-benzoquinone)을 염화메틸렌(methylene chloride)에 녹여 넣고 염화메틸렌에 용해시킨 사이클로펜타디엔(cyclopentadiene)을 첨가한 후 질소 분위기 하에서 반응시켰다. 반응이 끝난 후 회전식 진공 증발기(rotatory vacuum evaporator)를 통해 용매를 제거하여 생성물을 얻는다(수율: ~98%)
생성물을 염화메틸렌에 용해시킨 후 Al2O3 (Fulka, basic: pH 9-9.5, activity I)을 넣어주고 상온에서 6시간 동안 교반기를 이용해 반응을 시키면 용액의 색이 연한 노란색으로 변한다. 이후에 필터를 통해서 Al2O3을 제거한 후, 그 용액을 회전식 진공 증발기를 사용해서 용매를 제거하고 소량의 클로로포름을 넣어주면 하기 화학식 4로 표시되는 단량체 B를 얻는다(도 3 참조)(수율: ~75 %).
[화학식 4]
Figure 112006080735171-pat00016
(단량체 B)
< 합성예 2> 단량체 C의 합성
상기 합성예 1에서 얻어진 단량체 B와 염화트리메틸실란(trimethylsilane chloride) 및 트리에틸아민(triethyl amine)을 테트라히드로퓨란(tetra hydrofuran)에 녹인 후 교반하면서 반응시켰다. 노말헥산(n-hexane)과 에틸아세테이트(ethyl acetate)의 혼합용매를 이용한 컬럼크로마토그래피를 통해 하기 화학식 5로 표시되는 단량체 C를 얻었다(도 4 참조)(수율 : 90%)
[화학식 5]
Figure 112006080735171-pat00017
(단량체 C)
< 합성예 3> 고분자 화합물의 합성
하기 화학식 3, 5 및 6으로 각각 표시되는 단량체 A, C, D를 염화메틸렌에 녹인 다음 금속촉매 하에서 24시간 반응시킨 후 염산을 첨가한 메탄올(methanol)을 반응기에 첨가하여 하기 화학식 2로 표시되는 고분자 화합물(도 6 참조)을 침전으로 얻었다.
[화학식 2]
Figure 112006080735171-pat00018
[상기 식에서, R1은 탄소수 1~4의 알킬기이고, R2는 탄소수 1~4의 알켄기이며, m, n+o, p는 각 단량체의 몰분율로서, 각각 0.01 내지 0.9를 나타낸다.]
[화학식 3]
Figure 112006080735171-pat00019
(단량체 A)
[화학식 5]
Figure 112006080735171-pat00020
(단량체 C)
[화학식 6]
Figure 112006080735171-pat00021
(단량체 D)
< 실시예 1> 알칼리 용해성 중합체의 합성
상기 합성예 3에서 합성된 고분자 화합물을 테트라히드로퓨란에 녹인 후 TBAF를 넣고 교반하여 실란기를 하이드록시기로 치환하여 하기 화학식 1로 표시되는 알칼리 용해성 중합체를 얻었다(도 7 참조).
[화학식 1]
Figure 112006080735171-pat00022
[상기 식에서, R1은 탄소수 1~4의 알킬기이고, R2는 탄소수 1~4의 알켄기이며, m, n, o, p는 각 단량체의 몰분율로서, 각각 0.01 내지 0.9를 나타낸다.]
< 실시예 2> 감광성과 절연성을 지니는 조성물 및 이를 이용한 패턴의 형성 1
상기 실시예 1에서 제조된 알칼리 용해성 중합체와 다기능성 단량체로서 DPHA(Dipentaerythritol penta-/hexa-acrylate, Aldrich 제품), 및 광개시제(Igacure 819, CIBA사 제품)를 각각 6: 6: 4의 중량비가 되도록 DMF(dimethyl formamide)에 녹인 후 PGMEA(propylene glycol monomethyl ether acetate)로 희석하였다. 상기 조성물을 웨이퍼에 스핀코팅하고 90℃에서 90초간 가열하여 용매를 증발시킨 후 600mJ/㎠의 광량으로 노광하였다. 노광 후 코팅을 110℃에서 1분간 가열하고 2.38% TMAH용액으로 90초간 현상하여 도 1과 같은 패턴을 얻었다. 이때의 패턴 크기는 100×300㎛ 이었다.
< 실시예 3> 감광성과 절연성을 지니는 조성물 및 이를 이용한 패턴의 형성 2
상기 실시예 1에서 제조된 알칼리 용해성 중합체와 다기능성 단량체로서 DPHA(Dipentaerythritol penta-/hexa-acrylate, Aldrich 제품), 광개시제(Igacure 819, CIBA사 제품)를 각각 10: 10: 6의 중량비가 되도록 DMF에 녹인 후 PGMEA로 희석하였다. 상기 조성물을 웨이퍼에 스핀코팅하고 90℃에서 90초간 가열하여 용매를 증발시킨 후 600mJ/㎠의 광량으로 노광하였다. 노광 후 코팅을 110℃에서 1분간 가열하고 2.38% TMAH용액으로 90초간 현상하여 도 2a 및 도 2b와 같은 패턴을 얻었다. 이때의 패턴 크기는 각각 30㎛ 이었다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 중합체는 우선, 노보넨과 그 유도체의 공중합체이므로, 포토레지스트에 적용될 경우, 포토레지스트의 박막화에도 불구하고 그 기계적 성질을 유지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의한 중합체의 경우, 알칼리에 용해되는 성질을 지니고 있어서, 네거티브형 감광성 조성물에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 다기능성 단량체와 가교 결합을 할 수 있는 단량체를 포함하고 있어서 본 발명에 의한 중합체가 포함된 감광성 조성물의 경우, 광산발생제의 사용이 불필요하게 된다.
나아가, 본 발명에 의한 중합체는 유전상수가 낮기 때문에 반도체 패키지 등 에서 층간 절연물질로서의 사용도 가능하므로, 반도체 제조 공정단계를 줄일 수 있게 된다.

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되며, 1,000~100,000의 중량평균분자량을 가지는 알칼리 용해성 중합체.
    [화학식 1]
    Figure 112006080735171-pat00023
    [상기 식에서, R1은 탄소수 1~4의 알킬기이고, R2는 탄소수 1~4의 알켄기이며, m, n, o, p는 각 단량체의 몰분율로서, 각각 0.01 내지 0.9를 나타낸다.]
  2. 제 1 항에 있어서,
    1,000~10,000의 중량평균분자량을 가지는 알칼리 용해성 중합체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    m=0.2~0.5, n=0.2~0.4, o=0.1~0.3, p=0.2~0.5인 알칼리 용해성 중합체.
  4. i) 하기 화학식 2로 표시되는 고분자 화합물을 유기용매에 녹이는 단계; 및
    ii) TBAF(tetra butyl ammonium fluoride)를 첨가하여 교반하는 단계를 포함하는, 제 1 항에 의한 알칼리 용해성 중합체의 제조방법.
    [화학식 2]
    Figure 112007082000393-pat00024
    [상기 식에서, R1은 탄소수 1~4의 알킬기이고, R2는 탄소수 1~4의 알켄기이며, m, n+o, p는 각 단량체의 몰분율로서, 각각 0.01 내지 0.9를 나타낸다.]
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 유기용매는 테트라하이드로퓨란인 알칼리 용해성 중합체의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3, 5 및 6으로 각각 표시되는 단량체 A, C, D를 염화메틸렌에 녹이고, 팔라듐 화합물 또는 니켈 화합물인 금속촉매 하에서 20-28시간 반응시킨 후 염산을 첨가한 메탄올을 가하여 제조되는 알칼리 용해성 중합체의 제조방법.
    [화학식 3]
    Figure 112007082000393-pat00025
    (단량체 A)
    [화학식 5]
    Figure 112007082000393-pat00026
    (단량체 C)
    [화학식 6]
    Figure 112007082000393-pat00027
    (단량체 D)
  7. 삭제
  8. 하기 화학식 1로 표시되며, 1,000~100,000의 중량평균분자량을 가지는 알칼리 용해성 중합체; DPHA(Dipentaerythritol penta-/hexa-acrylate); 광개시제를 포함하는 감광성과 절연성을 지니는 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112007082000393-pat00028
    [상기 식에서, R1은 탄소수 1~4의 알킬기이고, R2는 탄소수 1~4의 알켄기이며, m, n, o, p는 각 단량체의 몰분율로서, 각각 0.01 내지 0.9를 나타낸다.]
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 광개시제는 350~450nm의 파장을 갖는 브로드밴드(broad band) 영역에서 감광성을 지니는 조성물.
  11. 제 8 항에 있어서,
    알칼리 용해성 중합체: DPHA: 광개시제가 1.4~1.8: 1.4~1.8: 1의 중량비로 포함되는 조성물.
  12. 소정의 하부구조가 형성된 웨이퍼 상에 제 8 항, 제 10 항 및 제 11 항 중 어느 한 항에 의한 조성물을 도포하는 단계; 및
    상기 조성물이 도포된 웨이퍼에 대하여 노광 및 현상공정을 진행하여 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 네거티브형 패턴의 형성방법.
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