KR101059778B1 - Low dielectric norbornene-based copolymer with excellent solubility in organic solvents - Google Patents

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Abstract

본 발명은 노보넨(norbornene) 및 디시클로펜타디엔으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체와 하기 화학식 1의 노보넨계 공단량체를 포함하는 노보넨계 공중합체와, 이를 이용한 멀티칩 패키지용 절연 소재 및 반도체 노광공정의 반사방지막을 제공한다. The present invention is a norbornene-based copolymer comprising at least one monomer selected from the group consisting of norbornene and dicyclopentadiene and a norbornene-based comonomer of the general formula (1), an insulating material for a multi-chip package using the same and An antireflection film of a semiconductor exposure process is provided.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112004048051613-pat00001
Figure 112004048051613-pat00001

상기 화학식 1에 있어서, R1, R2 및 a는 명세서에서 정의한 바와 같다. In Chemical Formula 1, R 1 , R 2, and a are as defined in the specification.

본 발명에 따른 노보넨계 공중합체는 낮은 유전상수를 가질 뿐만 아니라, 열적 안정성 및 유기 용매에 대한 용해도가 우수하다. The norbornene-based copolymers according to the present invention not only have a low dielectric constant, but also have excellent thermal stability and solubility in organic solvents.

노보넨계 공중합체, 노보넨계 공단량체, 열적 안정성, 용해도Norbornene-based copolymers, norbornene-based comonomers, thermal stability, solubility

Description

유기 용매에 대한 용해도가 우수한 저유전성 노보넨계 공중합체{LOW DIELECTRIC NORBORNENE-BASED COPOLYMER HAVING IMPROVED SOLUBILITY TO ORGANIC SOLVENT}LOW DIELECTRIC NORBORNENE-BASED COPOLYMER HAVING IMPROVED SOLUBILITY TO ORGANIC SOLVENT with Excellent Solubility in Organic Solvents

도 1은 본 발명에 따른 실시예 2의 노보넨계 공단량체의 1H-NMR 스펙트럼이다.1 is a 1 H-NMR spectrum of the norbornene-based comonomer of Example 2 according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 실시예 8의 노보넨계 공중합체의 1H-NMR 스펙트럼이다.2 is a 1 H-NMR spectrum of the norbornene copolymer of Example 8 according to the present invention.

도 3 내지 도 5는 노보넨계 공중합체 중 본 발명에 따른 노보넨계 공단량체의 함량에 따른 노보넨계 공중합체의 열적 특성을 나타낸 그래프이다. 3 to 5 are graphs showing thermal characteristics of norbornene-based copolymers according to the content of norbornene-based comonomers according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 실시예 21의 노보넨계 공중합체의 유리 전이 온도를 나타낸 그래프이다. 6 is a graph showing the glass transition temperature of the norbornene-based copolymer of Example 21 according to the present invention.

본 발명은 노보넨계 공중합체에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 낮은 유전상수를 가지며 유기 용매에 대한 용해도가 우수한 노보넨계 공중합체에 관한 것이다. The present invention relates to a norbornene-based copolymer. More specifically, the present invention relates to norbornene-based copolymers having a low dielectric constant and excellent solubility in organic solvents.

최근 정보 통신의 발전으로 인하여 방대한 데이터의 빠른 처리 속도가 요구되고 있으며, 이에 따라 전자 시스템의 칩 형태가 단일칩 형태로부터 다수의 칩을 병렬 처리 방식으로 연결한 멀티칩 패키지 형태로 전환될 것이 요구되고 있다. 이와 같은 멀티칩 패키지를 위해서는 배선에 사용하기 위한 우수한 물성을 갖는 저유전 소재의 개발이 요구된다. 특히, 전자 시스템의 성능을 좌우하는 정전 용량과 신호 지연을 감소시키기 위해서는 더욱 낮은 유전 상수를 갖는 충진 물질의 개발이 요구된다. 또한, 액정디스플레이 박막 트랜지스터의 층간 유전 재료 등으로 사용되는 저유전성 소재는 집적 회로를 보호하는 기존의 단순한 기능을 벗어나 장치의 속도를 증가시키고 에너지 소모를 줄여 제품의 경량화를 유도할 수 있는 핵심 소재로서, 이들 소재에 대한 개발이 요구되고 있다. Recently, due to the development of information and communication, fast processing speed of massive data is required, and accordingly, it is required to change the chip form of the electronic system from a single chip form into a multichip package in which a plurality of chips are connected in parallel. have. Such a multichip package requires the development of a low dielectric material having excellent physical properties for use in wiring. In particular, the development of filling materials with lower dielectric constants is required to reduce capacitance and signal delay that influence the performance of electronic systems. In addition, low dielectric materials, such as the interlayer dielectric materials of liquid crystal display thin film transistors, are a key material that can lead to weight reduction of products by increasing the speed of devices and reducing energy consumption, beyond the existing simple functions of protecting integrated circuits. Therefore, development of these materials is required.

미국 반도체 산업계의 예상에 따르면, 2005년 이전에 개발되어야 하는 멀티칩 패키지용 저유전성 재료는 유전상수가 2.0 이하이고, 300 ℃ 이상에서 열안정성을 가지며 낮은 흡습율 등의 물성을 갖추어야 한다고 한다. 또한, 2005년 이후에는 전기적 배선 뿐만 아니라 광학적 배선을 통한 초고속 전자시스템 개발에 필요한 소재에 대한 수요가 예측되며, 이를 위한 유기 박막 소재는 적절한 굴절율과 높은 광투명도, 낮은 광손실을 가져야 한다. According to the expectation of the US semiconductor industry, low dielectric materials for multichip packages to be developed before 2005 should have a dielectric constant of 2.0 or less, thermal stability at 300 ° C or higher, and low physical properties. In addition, demand for materials required for the development of high-speed electronic systems through optical wiring as well as electrical wiring is expected after 2005. For this, organic thin film materials should have appropriate refractive index, high light transparency and low light loss.

기존의 반도체 패키지용 절연소재 및 층간절연재로는 실리콘 산화막(SiO2)이 사용되어 왔다. 그러나, 이것은 유전율이 4.0 정도로 높기 때문에 차세대 칩간 패키지 재료로서는 한계가 있다. 따라서, 차세대 패키지용 저유전성 물질을 개발하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 개발된 저유전성 물질로는 예컨대 폴리이미드(polyimide), 벤조시클로부텐(benzocyclobutene), 폴리노보넨(polynorbornene) 등이 있다.Conventionally, silicon oxide films (SiO 2 ) have been used as insulating materials and interlayer insulating materials for semiconductor packages. However, this has a limit as a next-generation chip-to-chip package material because the dielectric constant is as high as 4.0. Accordingly, various attempts have been made to develop low dielectric materials for next generation packages, and the developed low dielectric materials include, for example, polyimide, benzocyclobutene, polynorbornene, and the like.

이 중 폴리이미드는 유전율이 2.9 ∼ 3.5로 높고 흡습율이 높으며 고분자 구조상의 문제로 인해 전기적·광학적 이방성이 발생한다는 문제점이 있다. 다우(Dow)사에서 개발한 벤조시클로부텐도 역시 유전율이 2.7 정도로 높으며, 이를 이용한 박막 제조 공정이 복잡하고 금속과의 접착력이 떨어진다는 문제점이 있다. Among them, polyimide has a high dielectric constant of 2.9 to 3.5, high hygroscopicity, and electrical and optical anisotropy due to polymer structural problems. The benzocyclobutene developed by Dow also has a high dielectric constant of about 2.7, and there is a problem in that the thin film manufacturing process using the same is complicated and the adhesion to metal is poor.

또한, 폴리노보넨은 우수한 열안정성, 낮은 흡습율 및 전기적·광학적 등방성 등 우수한 물성을 보유하고 있으나, 금속과의 접착력이 낮은 문제가 있다. 최근 비에프 굿리치(BF Goodrich)사에서는 폴리노보넨의 전술한 금속과의 접착력을 향상시키기 위하여 알콕시(alkoxy)기를 함유하는 실리콘 화합물을 노보넨에 도입하여 폴리노보넨을 합성하였으나, 이것은 유전율이 2.7 정도로 높아 차세대 반도체 패키지용 소재로 사용하기 위해서는 보다 낮은 유전율을 갖는 소재의 개발이 요구된다.In addition, polynorbornene has excellent physical properties such as excellent thermal stability, low moisture absorption and electrical and optical isotropy, but has a problem of low adhesion to metals. Recently, BF Goodrich Co., Ltd. synthesized polynorbornene by introducing a silicon compound containing an alkoxy group into norbornene to improve the adhesion of polynorbornene to the aforementioned metal. In order to be used as a material for a next generation semiconductor package, it is necessary to develop a material having a lower dielectric constant.

한편, 전술한 저유전 소재를 제품에 적용하는 공정을 위해서는 상기 저유전 소재는 유기 용매에 대한 용해도가 좋아야 한다. 기존의 폴리노보넨계 공중합체 또는 공중합체의 가장 큰 문제점 중의 하나가 유기 용매에 대한 용해도가 현저히 낮다는 점이다. 유기 용매에 대한 용해도가 낮은 소재를 코팅과 같은 공정을 거쳐 제품에 적용하기 위해서는 특정한 용매를 특정한 온도 이상으로 올려서 사용해야 하는 등의 문제가 있다. 이 점을 개선하기 위해서, 공중합체에 사용되는 공단량체에 대한 디자인, 공중합체 내의 공단량체의 함량 및 공중합체의 분자량 등을 조절하려 는 시도가 이루어지고 있다. On the other hand, for the process of applying the aforementioned low dielectric material to the product, the low dielectric material should have good solubility in organic solvents. One of the biggest problems of the existing polynorbornene-based copolymers or copolymers is that their solubility in organic solvents is significantly lower. In order to apply a material having low solubility in an organic solvent to a product through a process such as coating, there is a problem such as using a specific solvent above a specific temperature. In order to improve this point, attempts have been made to control the design of the comonomer used in the copolymer, the content of the comonomer in the copolymer, the molecular weight of the copolymer, and the like.

본 발명자들은 노보넨계 공중합체의 제조시 히드록시벤젠 및/또는 알콕시벤젠을 포함하는 노보넨계 단량체를 공단량체로 사용하는 경우 노보넨계 공중합체의 유기 용매에 대한 용해도를 향상시킬 수 있다는 사실을 밝혀내었다. 특히, 공단량체로서 알콕시 벤젠을 포함하는 단량체를 사용하는 경우 노보넨계 공중합체의 열적 안정성도 향상시킬 수 있다는 사실을 밝혀내었다. The inventors have found that the use of norbornene-based monomers containing hydroxybenzenes and / or alkoxybenzenes as comonomers in the production of norbornene-based copolymers can improve the solubility of the norbornene-based copolymers in organic solvents. . In particular, it has been found that the use of monomers containing alkoxy benzene as comonomers can also improve the thermal stability of norbornene-based copolymers.

이에 본 발명은 유기 용매에 대한 용해도 및 바람직하게는 열적 안정성이 우수한 노보넨계 공중합체를 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a norbornene-based copolymer having excellent solubility in organic solvents and preferably thermal stability.

본 발명은 노보넨(norbornene) 및 디시클로펜타디엔으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체와 하기 화학식 1의 노보넨계 공단량체를 포함하는 노보넨계 공중합체를 제공한다:The present invention provides a norbornene-based copolymer comprising at least one monomer selected from the group consisting of norbornene and dicyclopentadiene and a norbornene-based comonomer of Formula 1 below:

Figure 112004048051613-pat00002
Figure 112004048051613-pat00002

상기 화학식 1에 있어서, In Formula 1,                     

R1 및 R2는 각각 히드록시기, 및 페닐기로 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분지쇄의 C1-12 알콕시기로 이루어진 군에서 선택되고, R 1 and R 2 are each selected from the group consisting of a hydroxy group and a straight or branched C 1-12 alkoxy group which is optionally substituted with a phenyl group,

a는 0 내지 4의 정수이다. a is an integer of 0-4.

또한, 본 발명은 상기 본 발명의 노보넨계 공중합체를 이용한 멀티칩 패키지용 절연 소재 및 반도체 노광공정의 반사방지막을 제공한다. The present invention also provides an insulating material for a multichip package using the norbornene-based copolymer of the present invention and an antireflection film in a semiconductor exposure process.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

전술한 바와 같이, 노보넨계 공중합체는 우수한 내열성, 낮은 흡습율, 전기적·광학적 등방성, 광학적 고투명성 등의 우수한 물성으로 인하여 차세대 멀티칩 패키지 및 반도체의 광학적 배선 재료로서의 사용가능성이 높아지고 있으나, 유기 용매에 대한 용해도가 좋지 않아 공정상의 어려움이 있다. 본 발명자들은 노보넨계 공중합체의 제조시 공단량체로서 히드록시벤젠 및/또는 알콕시벤젠을 갖는 노보넨계 단량체를 사용하는 경우 노보넨계 공중합체의 유기 용매에 대한 용해도를 크게 향상시킬 수 있다는 사실을 밝혀내었다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다. As described above, norbornene-based copolymers have high usability, such as heat resistance, low hygroscopicity, electrical and optical isotropy, and optical high transparency, and thus are highly usable as optical wiring materials for next-generation multichip packages and semiconductors. Due to poor solubility, there is a process difficulty. The inventors have found that the use of norbornene-based monomers having hydroxybenzenes and / or alkoxybenzenes as comonomers in the production of norbornene-based copolymers can greatly improve the solubility of the norbornene-based copolymers in organic solvents. . Specifically, it is as follows.

통상 중합체의 용해도를 증가시키기 위해서는 공단량체에 사슬 모양의 알킬기를 도입하고, 도입된 알킬기는 중합체의 주 골격에 유연성을 부여하여 용매에 대한 용해도를 증가시키게 된다. 그러나, 이와 같이 중합체에 알킬기를 도입하는 경우, 용매에 대한 용해도는 향상되나 유리 전이 온도(Tg)는 감소하는 경향을 보이는 것으로 알려져 있다. 노보넨계 공중합체에서도 마찬가지로 공단량체로서 알킬기로 치환된 노보넨 단량체를 사용하는 경우, 이것은 견고한 노보넨계 공중합체의 구조 에 유연성을 부여함으로써 노보넨계 공중합체의 유기 용매에 대한 용해도를 향상시킬 수 있다. 그러나, 상기 알킬기로 치환된 노보넨 단량체는 노보넨계 공중합체에 구조적 유연성을 부여함과 동시에 노보넨계 공중합체의 유리 전이 온도(Tg)를 떨어뜨려 노보넨계 공중합체의 가장 큰 장점 중의 하나인 열적 안정성을 감소시킨다. In general, in order to increase the solubility of the polymer, a chain alkyl group is introduced into the comonomer, and the introduced alkyl group gives flexibility to the main backbone of the polymer to increase the solubility in the solvent. However, when the alkyl group is introduced into the polymer as described above, the solubility in the solvent is improved, but the glass transition temperature (Tg) tends to decrease. Similarly, when a norbornene-based copolymer uses a norbornene monomer substituted with an alkyl group as a comonomer, this can improve the solubility in the organic solvent of the norbornene-based copolymer by giving flexibility to the structure of the robust norbornene-based copolymer. However, the norbornene monomer substituted with the alkyl group provides structural flexibility to the norbornene-based copolymer and at the same time, it lowers the glass transition temperature (Tg) of the norbornene-based copolymer and thus thermal stability, which is one of the greatest advantages of the norbornene-based copolymer. Decreases.

그러나, 본 발명에서는 노보넨계 공중합체의 제조시 공단량체로서 알콕시벤젠을 갖는 노보넨 단량체를 사용함으로써 노보넨계 공중합체의 유기 용매에 대한 용해도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 노보넨계 공중합체의 열적 안정성의 감소도 방지할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 본 발명에서 사용하는 공단량체는 알콕시 중에 알킬기도 갖고 있지만 유동성이 없는 벤젠 고리를 갖고 있다. 따라서, 상기 단량체의 알콕시 중 알킬기가 노보넨계 공중합체의 구조에 유연성을 부여하여 유기 용매에 대한 용해도를 향상시키고, 이와 동시에 유동성이 없는 벤젠 고리가 노보넨계 공중합체의 유리 전이 온도의 감소를 막아 노보넨계 공중합체의 열적 안정성을 유지할 수 있다. 즉, 본 발명에 따라 제조된 노보넨계 공중합체는 유기 용매에 대한 용해도가 크게 향상된 반면, 열적 특성은 순수한 노보넨 중합체와 유사한 수준을 유지할 수 있다. However, in the present invention, by using a norbornene monomer having an alkoxybenzene as a comonomer in the production of the norbornene copolymer, not only the solubility in the organic solvent of the norbornene copolymer can be improved, but also the thermal stability of the norbornene copolymer Can also be prevented. Specifically, the comonomer used in the present invention has an alkyl group in alkoxy, but has a benzene ring without fluidity. Accordingly, the alkyl group in the alkoxy of the monomer gives flexibility to the structure of the norbornene-based copolymer to improve the solubility in organic solvents, and at the same time the benzene ring without fluidity prevents the reduction of the glass transition temperature of the norbornene-based copolymer. The thermal stability of the nene copolymer can be maintained. That is, norbornene-based copolymers prepared according to the present invention can greatly improve the solubility in organic solvents, while the thermal properties can maintain a level similar to the pure norbornene polymer.

본 발명에서는 노보넨계 공중합체의 제조시 다양한 알콕시벤젠을 갖는 공단량체를 사용함으로써 노보넨계 공중합체의 다양한 유기 용매에서의 용해도를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 노보넨계 공중합체의 열적 특성 및 이에 의하여 제조되는 필름의 특성을 조절할 수 있다. In the present invention, not only the solubility in various organic solvents of the norbornene-based copolymer can be controlled by using comonomers having various alkoxybenzenes in the preparation of the norbornene-based copolymer, and also the thermal properties of the norbornene-based copolymer The properties of the film can be adjusted.

본 발명에 있어서, 상기 공단량체는 본 발명의 노보넨계 공중합체 중에 0 초 과 20 몰% 이하로 포함되어 있는 것이 바람직하다. 노보넨계 공중합체 중 상기 공단량체가 20 몰%를 초과하여 포함되어 있는 경우, 노보넨 중합체가 갖고 있는 기계적, 열적 특성과 같은 물성에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 상기 공단량체는 가격이 비교적 높기 때문에 공중합체 중에 상기 범위의 양 이상으로 포함되는 것은 단가면에서 바람직하지 못하다. 상기 공단량체는 본 발명의 노보넨계 공중합체 중에 5 몰% 이하로 포함되어 있는 경우에도 상기와 같은 효과를 낼 수 있다. In the present invention, it is preferable that the comonomer is contained in the norbornene-based copolymer of the present invention in an amount of 0 second and 20 mol% or less. If the comonomer is included in more than 20 mol% of the norbornene-based copolymer, it may affect the physical properties such as mechanical and thermal properties of the norbornene polymer. In addition, since the comonomer is relatively high in price, it is not preferable to include more than the amount of the above range in the copolymer in terms of unit cost. The comonomer may have the same effect as described above even when included in 5 mol% or less of the norbornene-based copolymer of the present invention.

상기 화학식 1의 공단량체는 일반적으로 노보넨계 유도체를 제조하는 공정인 고온·고압 공정이 아닌 간단한 액상 반응에 의하여 용이하게 제조할 수 있다. 예컨대, 상온에서 벤조퀴논 계열의 물질과 시클로펜타디엔과 같은 출발 물질을 유기 용매에서 교반하고 수시간 동안 반응시켜 상기 화학식 1의 공단량체를 제조할 수 있다. 상기 화학식 1의 공단량체를 제조하기 위한 출발물질은 예컨대 알드리치(Aldrich)사로부터 구입한 시약으로부터 얻을 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 화학식 1의 공단량체의 합성 방법은 후술하는 실시예에 상세하게 예시하며, 당업자는 이를 변형하여 본 발명에 따른 다양한 공단량체를 제조할 수 있다. The comonomer of Chemical Formula 1 may be easily prepared by a simple liquid phase reaction rather than a high temperature and high pressure process, which is a process for preparing norbornene-based derivatives. For example, the comonomer of Chemical Formula 1 may be prepared by stirring a benzoquinone series material and a starting material such as cyclopentadiene in an organic solvent and reacting for several hours at room temperature. Starting materials for preparing the comonomer of Formula 1 may be obtained from, for example, a reagent purchased from Aldrich, but is not limited thereto. Synthesis method of the comonomer of the formula (1) is illustrated in detail in the examples to be described later, those skilled in the art can be modified to prepare a variety of comonomers according to the present invention.

본 발명에 따라 제조된 노보넨계 공중합체는 노보넨과 상기 화학식 1의 공단량체로 이루어진 공중합체, 디시클로펜타디엔과 상기 화학식 1의 공단량체로 이루어진 공중합체, 및 노보넨, 디시클로펜타디엔 및 상기 화학식 1의 공단량체로 이루어진 공중합체를 모두 포함한다. The norbornene-based copolymer prepared according to the present invention is a copolymer consisting of norbornene and a comonomer of Formula 1, a copolymer consisting of dicyclopentadiene and a comonomer of Formula 1, and norbornene, dicyclopentadiene and It includes all of the copolymer consisting of the comonomer of the formula (1).

디시클로펜타디엔은 하기 화학식과 같이 노보넨에 오각 고리가 하나 더 붙어 있는 구조를 갖는다. 따라서, 노보넨과 상기 화학식 1의 공단량체로 이루어진 공중 합체와, 디시클로펜타디엔과 상기 화학식 1의 공단량체로 이루어진 공중합체 또는 노보넨, 디시클로펜타디엔 및 상기 화학식 1의 공단량체로 이루어진 공중합체는 골격 형태가 거의 유사하며, 이에 따라 열적 특성 및 유기 용매에 대한 용해도와 같은 기본적인 물성도 역시 유사하다. Dicyclopentadiene has a structure in which a pentagonal ring is further attached to norbornene as shown in the following formula. Thus, a copolymer made of norbornene and a comonomer of Formula 1, and a copolymer made of dicyclopentadiene and a comonomer of Formula 1 or a copolymer made of norbornene, dicyclopentadiene and a comonomer of Formula 1 Coalescing is almost similar in framework form, and thus basic properties such as thermal properties and solubility in organic solvents are also similar.

Figure 112004048051613-pat00003
Figure 112004048051613-pat00003

본 발명의 노보넨계 공중합체의 하나의 예는 하기 화학식 2와 같은 구조를 가질 수 있다:One example of the norbornene-based copolymer of the present invention may have a structure as shown in Formula 2:

Figure 112004048051613-pat00004
Figure 112004048051613-pat00004

상기 화학식 2에 있어서,In Chemical Formula 2,

R1 및 R2는 각각 히드록시기, 및 페닐기로 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분지쇄의 C1-12 알콕시기로 이루어진 군에서 선택되고, R 1 and R 2 are each selected from a hydroxy group, and a phenyl group substituted or consisting of a C 1-12 alkoxy, unsubstituted straight or branched chain, the

a는 0 내지 4의 정수이며, a is an integer of 0 to 4,

m은 100 내지 200의 정수이고, m is an integer from 100 to 200,                     

n은 200 내지 400의 정수이며, n is an integer from 200 to 400,

상기 각 단량체들은 공중합체 중에 랜덤하게 위치한다. Each of these monomers is randomly located in the copolymer.

본 발명에 따른 노보넨계 공중합체는 노보넨 및/또는 디시클로펜타디엔과 상기 화학식 1의 공단량체를 상온에서 적절한 용매에서 반응시켜 제조할 수 있다. 구체적인 제조 방법은 후술하는 실시예에 예시하였다. The norbornene-based copolymer according to the present invention may be prepared by reacting norbornene and / or dicyclopentadiene with the comonomer of Chemical Formula 1 in a suitable solvent at room temperature. The specific manufacturing method was illustrated in the Example mentioned later.

본 발명에 따른 노보넨계 공중합체는 공중합체에 포함되어 있는 알콕시벤젠을 갖는 노보넨계 공단량체에 의하여 메틸렌클로라이드, 테트라하이드로퓨란, 벤젠, 톨루엔, 클로로벤젠, 클로로포름 등과 같은 유기 용매에 대한 용해도가 우수할 뿐만 아니라, 공중합체의 조성에 따라 300 ℃∼400 ℃의 범위 내의 유리 전이 온도를 갖는다. The norbornene-based copolymer according to the present invention may have excellent solubility in organic solvents such as methylene chloride, tetrahydrofuran, benzene, toluene, chlorobenzene, chloroform and the like by the norbornene-based comonomer having alkoxybenzene contained in the copolymer. In addition, it has a glass transition temperature in the range of 300 to 400 degreeC according to the composition of a copolymer.

본 발명은 또한 전술한 본 발명의 노보넨계 공중합체를 이용하여 제조된 멀티칩 패키지용 절연소재 및 반도체 노광 공정의 반사방지막을 제공한다. The present invention also provides an insulation material for a multichip package manufactured by using the norbornene-based copolymer of the present invention described above and an antireflection film in a semiconductor exposure process.

예컨대, 상기한 방법에 의해 제조된 공중합체를 스핀 코팅에 의하여 박막으로 제조할 수 있다. 즉, 미리 표면처리한 Si 웨이퍼에 준비된 농도의 공중합체 용액을 필터(예컨대, 0.2 ㎛ 필터)로 거르면서 바로 떨어뜨린 후, 스핀 코터의 회전수(rpm)을 변화시켜 원하는 두께의 박막을 만든다. 준비된 박막을 90∼220 ℃ 공기 중에서 열처리하여 남아 있는 용매를 증발시키면, 박박이 형성된다. 이 때, 상기 열처리 과정은 반드시 제조된 공중합체의 유리 전이 온도 이하의 온도에서 이루어져야 하는데, 그 이유는 제조된 공중합체의 유리 전이 온도 이상의 온도에서 열처리를 하게 되면 노보넨계 공중합체의 사슬이 유동성을 가지게 되므로 형성된 나노 기공의 구조가 붕괴되기 때문이다. 이와 같이 제조된 막은 멀티칩 패키지용 절연소재 및 반도체 노광 공정의 반사방지막으로 사용될 수 있다. For example, the copolymer prepared by the above method can be produced into a thin film by spin coating. That is, the copolymer solution of the concentration prepared on the surface-treated Si wafer is immediately dropped while filtering with a filter (for example, 0.2 µm filter), and the rotation speed (rpm) of the spin coater is changed to form a thin film having a desired thickness. The thin film is formed by heat-treating the prepared thin film in air at 90-220 ° C. to evaporate the remaining solvent. At this time, the heat treatment process must be carried out at a temperature below the glass transition temperature of the prepared copolymer, the reason is that when the heat treatment at a temperature above the glass transition temperature of the prepared copolymer the chain of the norbornene-based copolymer fluidity This is because the structure of the formed nano-pores will collapse. The film thus prepared may be used as an insulating material for a multichip package and an antireflection film in a semiconductor exposure process.

실시예Example

이하, 본 발명은 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

[공단량체의 제조][Production of Comonomer]

실시예 1Example 1

노보넨 공단량체 I(1,4-디히드로-1,4-메타노나프탈렌-5,8-디올)의 합성Synthesis of norbornene comonomer I (1,4-dihydro-1,4-methanonaphthalene-5,8-diol)

메틸렌클로라이드(MC) 용매 100 mL에 녹인 DCPD(디시클로펜타디엔) 10 g을 150 ℃에서 환류시키면서 벤조퀴논 16 g을 투입하고 온도를 0 ℃로 내려 3 시간 동안 반응시켰다. 이 반응으로부터 제조된 생성물에 에틸아세테이트 50 mL 및 산화알루미늄 20 g을 넣고 1 시간동안 초음파 조사에 의하여 환원시켜 연노란색의 고체 생성물을 얻었다. 수율: 20 g (80%)16 g of benzoquinone was added while refluxing 10 g of DCPD (dicyclopentadiene) dissolved in 100 mL of methylene chloride (MC) solvent at 150 ° C., and the temperature was lowered to 0 ° C. for 3 hours. 50 mL of ethyl acetate and 20 g of aluminum oxide were added to the product prepared from the reaction, and reduced by ultrasonic irradiation for 1 hour to obtain a pale yellow solid product. Yield: 20 g (80%)

Figure 112004048051613-pat00005
Figure 112004048051613-pat00005

실시예 2Example 2

노보넨계 공단량체 II(5,8-디에톡시-1,4-디히드로-1,4-메타노나프탈렌)의 합 성Synthesis of norbornene-based comonomer II (5,8-diethoxy-1,4-dihydro-1,4-methanonaphthalene)

상기 실시예 1에서 합성한 1,4-디히드로-1,4-메타노나프탈렌-5,8-디올 10 g을 디메틸설폭시드 용매 20 mL에 넣었다. 이어서, 여기에 KOH 12.9 g를 첨가하고 30 분 동안 반응시킨 후, 브롬화에탄 12.5 g을 넣고 30분 동안 반응시켰다. 반응이 끝난 후, 반응 용액에 물 50 mL와 메틸렌클로라이드 50 mL를 넣어 추출하였다. 추출된 메틸렌클로라이드 용액에 Na2SO4 5 g을 넣어 소량의 물을 제거한 후, 감압기를 이용하여 용매를 증발시켜 연노란색의 고체를 얻었다. 수율: 13.1 g (99%)10 g of 1,4-dihydro-1,4-methanonaphthalene-5,8-diol synthesized in Example 1 was added to 20 mL of dimethyl sulfoxide solvent. Then, 12.9 g of KOH was added thereto and reacted for 30 minutes, and then 12.5 g of ethane bromide was added and reacted for 30 minutes. After the reaction was completed, 50 mL of water and 50 mL of methylene chloride were added to the reaction solution. 5 g of Na 2 SO 4 was added to the extracted methylene chloride solution to remove a small amount of water, and the solvent was evaporated using a pressure reducer to obtain a pale yellow solid. Yield: 13.1 g (99%)

Figure 112004048051613-pat00006
Figure 112004048051613-pat00006

실시예 3Example 3

노보넨계 공단량체 III(5,8-벤질옥시-1,4-디히드로-1,4-메타노나프탈렌)의 합성Synthesis of norbornene-based comonomer III (5,8-benzyloxy-1,4-dihydro-1,4-methanonaphthalene)

브롬화에탄 12.5 g 대신 브롬화벤질 19.6 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 실시하여 5,8-벤질옥시-1,4-디히드로-1,4-메타노나프탈렌을 제조하였다. 수율 : 96%5,8-benzyloxy-1,4-dihydro-1,4-methonanaphthalene was prepared in the same manner as in Example 2 except that 19.6 g of benzyl bromide was used instead of 12.5 g of ethane bromide. Yield: 96%

Figure 112004048051613-pat00007
Figure 112004048051613-pat00007

실시예 4Example 4

노보넨계 공단량체 IV(5,8-옥토시-1,4-디히드로-1,4-메타노나프탈렌)의 합성Synthesis of norbornene-based comonomer IV (5,8-octoxy-1,4-dihydro-1,4-methanonaphthalene)

브롬화에탄 12.5 g 대신 브롬화옥탄 22 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 실시하여 5,8-옥토시-1,4-디히드로-1,4-메타노나프탈렌을 제조하였다. 수율: 93%5,8-octoxy-1,4-dihydro-1,4-methanonaphthalene was prepared in the same manner as in Example 2 except that 22 g of octane bromide was used instead of 12.5 g of ethane bromide. Yield: 93%

Figure 112004048051613-pat00008
Figure 112004048051613-pat00008

[노보넨계 공중합체의 합성][Synthesis of norbornene-based copolymer]

실시예 5 내지 실시예 10Examples 5-10

100 mL의 메틸렌클로라이드(MC)가 들어있는 반응기에 촉매로서 알릴 팔라듐 클로라이드 이량체(allyl palladium chloride dimer)와 음이온으로서 실버 헥사플루오로안티모네이트(silver hexaflluoroantimonate)를 넣고 젓개를 사용하여 30 분간 충분히 교반하였다. 이어서, 상기 반응기에 9 g의 노보넨과 하기 표 1에 기재된 노보넨계 공단량체 1 g을 첨가한 후 상온에서 12 시간 반응시켰다. 이어서, 이 반응물을 메탄올/염산(9/1) 용액(200 mL)에 떨어뜨렸고, 고체 침전이 형성되었다. 이 침전물을 거른 후에 침전물에 남아있는 소량의 용매를 진공으로 제거하여 흰색 고분자를 얻었다. Into a reactor containing 100 mL of methylene chloride (MC), add allyl palladium chloride dimer as a catalyst and silver hexaflluoroantimonate as an anion and stir well for 30 minutes using a stirrer. It was. Subsequently, 9 g of norbornene and 1 g of norbornene-based comonomer shown in Table 1 were added to the reactor, followed by reaction at room temperature for 12 hours. The reaction was then dropped into methanol / hydrochloric acid (9/1) solution (200 mL) and a solid precipitate formed. After filtering the precipitate, a small amount of solvent remaining in the precipitate was removed in vacuo to obtain a white polymer.

실시예Example 공단량체Comonomer [노보넨]/[공단량체](g/g)[Norbornene] / [comonomer] (g / g) [촉매]/[단량체][Catalyst] / [monomer] 수율yield 55 실시예 1Example 1 9/19/1 1/5001/500 45%45% 66 실시예 2Example 2 9/19/1 1/1251/125 75%75% 77 실시예 2Example 2 9/19/1 1/2501/250 69%69% 88 실시예 2Example 2 9/19/1 1/5001/500 78%78% 99 실시예 3Example 3 9/19/1 1/5001/500 72%72% 1010 실시예 4Example 4 9/19/1 1/5001/500 75%75%

실시예 11 내지 실시예 24Examples 11-24

100 mL의 메틸렌클로라이드가 들어있는 반응기에 촉매로서 [Pd(CH3CH2CN)4][SbF6]2를 넣고 젓개를 사용하여 30분간 충분히 교반한 후에, 노보넨과 실시예 1 내지 4에서 합성한 노보넨계 공단량체를 하기 표 2에 기재한 양으로 첨가하고 상온에서 12시간 반응시켰다. 이 반응물을 메탄올/염산(9/1) 용액(200 mL)에 떨어뜨렸으며, 이 때 고체 침전이 형성되었다. 그 침전물을 거른 후에 침전물에 남아있는 소량의 용매를 진공으로 제거하여 되면 흰색 고분자를 얻었다.In a reactor containing 100 mL of methylene chloride, [Pd (CH 3 CH 2 CN) 4 ] [SbF 6 ] 2 was added as a catalyst and thoroughly stirred for 30 minutes using a stirrer. The synthesized norbornene-based comonomer was added in the amounts shown in Table 2 and reacted at room temperature for 12 hours. The reaction was dropped into methanol / hydrochloric acid (9/1) solution (200 mL), at which time a solid precipitate formed. After filtering the precipitate, a small amount of solvent remaining in the precipitate was removed by vacuum to obtain a white polymer.

실시예Example 공단량체Comonomer [노보넨]/[공단량체](g/g)[Norbornene] / [comonomer] (g / g) [촉매]/[단량체][Catalyst] / [monomer] 수율yield 1111 실시예 2Example 2 9/19/1 1/1251/125 82%82% 1212 실시예 2Example 2 9/19/1 1/2501/250 80%80% 1313 실시예 2Example 2 9/19/1 1/5001/500 78%78% 1414 실시예 2Example 2 9/19/1 1/10001/1000 77%77% 1515 실시예 2Example 2 9.5/0.59.5 / 0.5 1/1251/125 70%70% 1616 실시예 2Example 2 9.5/0.59.5 / 0.5 1/5001/500 72%72% 1717 실시예 2Example 2 8/28/2 1/1251/125 56%56% 1818 실시예 2Example 2 8/28/2 1/5001/500 63%63% 1919 실시예 3Example 3 0/100/10 1/501/50 7%7% 2020 실시예 3Example 3 9/19/1 1/1251/125 76%76% 2121 실시예 3Example 3 9/19/1 1/5001/500 72%72% 2222 실시예 4Example 4 0/100/10 1/501/50 4%4% 2323 실시예 4Example 4 9/19/1 1/1251/125 56%56% 2424 실시예 4Example 4 9/19/1 1/5001/500 45%45%

[노보넨계 공중합체의 유기 용매에 대한 용해도][Solubility in Organic Solvents of Norbornene Copolymer]

비교실험예 1, 실험예 2 내지 실험예 5Comparative Experimental Example 1, Experimental Example 2 to Experimental Example 5

종래의 폴리노보넨 단일중합체(PNB)와 상기 실시예 5, 실시예 13, 실시예 21 및 실시예 24에서 제조한 본 발명의 노보넨계 공중합체의 유기 용매에 대한 용해도를 측정하여 하기 표 3에 나타내었다. 용해도는 각 용매 mL 당 중합체 0.5 g을 녹여, 녹는 경우 O, 녹지 않는 경우 X로 표시하였다. The solubility of the conventional polynorbornene homopolymer (PNB) and the organic solvent of the norbornene-based copolymers of the present invention prepared in Examples 5, 13, 21 and 24 was measured and described in Table 3 below. Indicated. Solubility was expressed by dissolving 0.5 g of polymer per mL of each solvent, O when melting, and X when not melting.

용매
(상대적 극성도)
menstruum
(Relative polarity)
비교
실험예 1
(PNB)
compare
Experimental Example 1
(PNB)
실험예 2
(실시예 5)
Experimental Example 2
(Example 5)
실험예 3
(실시예 13)
Experimental Example 3
(Example 13)
실험예 4
(실시예 21)
Experimental Example 4
(Example 21)
실험예 5
(실시예 24)
Experimental Example 5
(Example 24)
헥산(1.0)Hexane (1.0) XX XX XX XX XX 톨루엔(2.3)Toluene (2.3) XX OO OO OO OO 디에틸 에테르(4.3)Diethyl ether (4.3) XX XX XX XX XX 클로로포름
(4.8)
chloroform
(4.8)
XX OO OO OO OO
THF(7.6)THF (7.6) XX OO OO OO OO 메틸렌
클로라이드
(MC) (8.9)
Methylene
Chloride
(MC) (8.9)
XX OO OO OO OO
아세톤(21)Acetone (21) XX XX XX XX XX MeOH(32.7)MeOH (32.7) XX XX XX XX XX DMF(37)DMF (37) XX XX XX XX XX 디메틸설폭시드
(DMSO) (47)
Dimethyl sulfoxide
(DMSO) (47)
XX XX XX XX XX
클로로벤젠Chlorobenzene OO OO OO OO OO

상기 표 3에 있어서, 용매명 옆에 괄호 내에 있는 수치는 극성을 상대적으로 나타낸 값이다. 수치가 높을수록 극성이 큰 것을 의미한다. In Table 3, the numerical values in parentheses next to the solvent names are values indicating relative polarities. The higher the value, the greater the polarity.

상기 표 3에 나타난 바와 같이, PNB는 상기 용매들 중 클로로벤젠에서만 용해되었으나, 본 발명에 따른 공중합체는 극성이 상당히 높은 클로로포름, THF 및 메틸렌클로라이드에서도 용해되었다. 또한, 클로로벤젠에서도 PNB는 0.1 g/mL 의 낮은 용해도를 나타내었으나, 상기 실시예 5, 실시예 13, 실시예 21 및 실시예 24의 공중합체는 1 g/mL 이상의 용해도를 나타내었다. As shown in Table 3 above, PNB was dissolved only in chlorobenzene in the above solvents, but the copolymer according to the present invention was also dissolved in chloroform, THF and methylene chloride, which are highly polar. In addition, in chlorobenzene, PNB showed a low solubility of 0.1 g / mL, but the copolymers of Examples 5, 13, 21, and 24 showed a solubility of 1 g / mL or more.

[노보넨계 공중합체의 열적 안정성][Thermal Stability of Norbornene Copolymer]

실시예 6 내지 실시예 8에서 제조한 본 발명의 노보넨계 공중합체의 열적 분석(thermal analysis) 결과를 도 3에, 실시예 11 내지 실시예 13의 공중합체의 열적 분석 결과를 도 4에, 그리고 실시예 20, 실시예 21, 실시예 23 및 실시예 24의 공중합체의 열적 분석 결과를 도 5에 나타내었다. 이들 도면을 통하여, 본 발명의 실시예에서 제조된 공중합체의 열적 안정성이 종래의 폴리노보넨 단일공중합체의 열적 안정성과 유사한 수준임을 알 수 있다. The thermal analysis results of the norbornene-based copolymers of the present invention prepared in Examples 6 to 8 are shown in FIG. 3, and the thermal analysis results of the copolymers of Examples 11 to 13 are shown in FIG. 4, and The thermal analysis results of the copolymers of Examples 20, 21, 23, and 24 are shown in FIG. 5. Through these drawings, it can be seen that the thermal stability of the copolymer prepared in the embodiment of the present invention is similar to that of the conventional polynorbornene homopolymer.

한편, 도 6은 폴리노보넨 단일공중합체(PNB)와 실시예 21에서 제조된 공중합체의 유리 전이 온도를 측정한 결과이다(Dynamic Mechanical Analysis). 도 6에 나타난 바와 같이, 실시예 21에서 제조된 공중합체의 유리 전이 온도가 PNB의 유리 전이 온도보다 20 ℃ 가량 낮은 것을 알 수 있다. 통상 알킬기를 포함한 노보넨 공중합체의 경우 PNB의 유리 전이 온도보다 100 ℃ 정도 낮은 것과 비교할 때, 실시예 21의 공중합체의 유리 전이 온도는 PNB의 유리 전이 온도와 크게 차이나지 않는다는 것을 알 수 있다. On the other hand, Figure 6 is a result of measuring the glass transition temperature of the polynorbornene homopolymer (PNB) and the copolymer prepared in Example 21 (Dynamic Mechanical Analysis). As shown in Figure 6, it can be seen that the glass transition temperature of the copolymer prepared in Example 21 is about 20 ℃ lower than the glass transition temperature of the PNB. It can be seen that the glass transition temperature of the copolymer of Example 21 is not significantly different from the glass transition temperature of the PNB when compared to a norbornene copolymer containing an alkyl group, which is about 100 ° C. lower than the glass transition temperature of the PNB.

[노보넨계 공중합체를 이용하여 형성한 박막의 전기광학적 특성 분석 시험][Electro-optical Characterization Test of Thin Films Formed Using Norbornene Copolymer]

본 발명에서 제조된 공중합체를 메시틸렌(mesitylene) 용매에 20 wt%가 되도록 녹인 용액을 제조한 후 2000 rpm에서 30초 동안 스핀 코팅하여 박막을 제조하였다. 박막의 두께는 Prism Coupler로 측정한 결과 약 2 ㎛ 였다. 250 내지 450 ℃까지 열처리하여 공중합체 박막을 제조하였다. After preparing a solution in which the copolymer prepared in the present invention was dissolved to 20 wt% in a mesitylene solvent, spin coating was performed at 2000 rpm for 30 seconds to prepare a thin film. The thickness of the thin film was about 2 μm as measured by the Prism Coupler. Heat treatment to 250 to 450 ℃ to prepare a copolymer thin film.

박막의 전기적 특성을 조사하기 위하여 박막 위에 알루미늄 전극을 진공 증착하였다. 구체적으로, 상기 알루미늄 전극은 지름 5 mm, 압력이 10-5 torr 이하, 증발속도는 0.5 nm/sec 이하의 조건에서 증착하여 100 nm 내외의 균일한 두께로 얻어졌다. In order to investigate the electrical properties of the thin film, an aluminum electrode was vacuum deposited on the thin film. Specifically, the aluminum electrode was deposited under a condition of a diameter of 5 mm, a pressure of 10 −5 torr or less, and an evaporation rate of 0.5 nm / sec or less to obtain a uniform thickness of about 100 nm.

공중합체의 전기적인 특성 조사는 MIS (Metal-Insulator-Semiconductor) 구조로 C-V(Capacitance-Voltage) 곡선의 최대 캐패시턴스(capacitance) 값으로부터 유전 상수를 계산하였으며 이를 표 4에 개시하였다.Investigation of the electrical properties of the copolymer was calculated in the dielectric constant from the maximum capacitance (Capacitance) value of the capacitance-voltage (C-V) curve with a metal-insulator-semiconductor (MIS) structure and are shown in Table 4.

공중합체Copolymer 박막두께(㎛)Thin film thickness (㎛) 유전상수, kDielectric constant, k 굴절율(@ 632 nm)Refractive Index (@ 632 nm) 실시예 8Example 8 1.51.5 2.422.42 1.5081.508 실시예 9Example 9 1.431.43 2.452.45 1.4921.492 실시예 10Example 10 0.90.9 2.552.55 1.5001.500 실시예 11Example 11 1.381.38 2.122.12 1.271.27 실시예 13Example 13 1.391.39 2.482.48 1.4831.483 실시예 15Example 15 1.421.42 2.282.28 1.321.32 실시예 18Example 18 1.411.41 2.122.12 1.271.27 실시예 21Example 21 1.011.01 2.482.48 1.4921.492 실시예 24Example 24 0.960.96 2.482.48 1.4921.492

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 기존의 폴리노보넨 단일중합체의 유전상수가 2.6인 것에 비하여, 상기 실시예에서 제조된 노보넨계 공중합체의 유전상수는 2.6 보다 낮은 값을 나타내었다.As shown in Table 3, the dielectric constant of the norbornene-based copolymer prepared in the above example was lower than 2.6, compared to 2.6 of the conventional polynorbornene homopolymer.

본 발명의 노보넨계 공중합체는 제조시 공단량체로서 히드록시벤젠 및/또는 알콕시벤젠을 갖는 노보넨계 단량체를 이용함으로써 유기 용매에 대한 용해도가 우수한 동시에, 종래의 폴리노보넨 단일중합체와 유사한 수준의 열적 안정성을 가지며, 낮은 유전상수를 갖는다. 따라서, 본 발명의 노보넨계 공중합체는 차세대 반도체 산업의 멀티칩 패키지용 절연 소재와 반도체 노광공정에 사용되는 반사방지막용 소재로서 유용하게 사용될 수 있다. The norbornene-based copolymers of the present invention have excellent solubility in organic solvents by using norbornene-based monomers having hydroxybenzenes and / or alkoxybenzenes as comonomers at the same time, and at the same level as those of conventional polynorbornene homopolymers. It is stable and has a low dielectric constant. Therefore, the norbornene-based copolymer of the present invention can be usefully used as an insulating material for a multi-chip package of the next-generation semiconductor industry and an anti-reflection film material used in a semiconductor exposure process.

Claims (5)

노보넨(norbornene) 및 디시클로펜타디엔으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체와 하기 화학식 1의 노보넨계 공단량체를 포함하는 노보넨계 공중합체:Norbornene-based copolymer comprising at least one monomer selected from the group consisting of norbornene and dicyclopentadiene and a norbornene-based comonomer of the general formula (I): [화학식 1][Formula 1]
Figure 112004048051613-pat00009
Figure 112004048051613-pat00009
상기 화학식 1에 있어서, In Formula 1, R1 및 R2는 각각 히드록시기, 및 페닐기로 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분지쇄의 C1-12 알콕시기로 이루어진 군에서 선택되고, R 1 and R 2 are each selected from the group consisting of a hydroxy group and a straight or branched C 1-12 alkoxy group which is optionally substituted with a phenyl group, a는 0 내지 4의 정수이다. a is an integer of 0-4.
제1항에 있어서, 상기 화학식 1의 노보넨계 공단량체는 노보넨계 공중합체 중 0 초과 20 몰% 이하로 포함되어 있는 것인 노보넨계 공중합체.The norbornene-based copolymer of claim 1, wherein the norbornene-based comonomer of Formula 1 is contained in more than 0 20 mol% of the norbornene-based copolymer. 제1항에 있어서, 상기 노보넨계 공중합체는 하기 화학식 2의 공중합체인 것인 노보넨계 공중합체:The norbornene-based copolymer of claim 1, wherein the norbornene-based copolymer is a copolymer of Formula 2 below: [화학식 2][Formula 2]
Figure 112004048051613-pat00010
Figure 112004048051613-pat00010
상기 화학식 2에 있어서,In Chemical Formula 2, R1 및 R2는 각각 히드록시기, 및 페닐기로 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분지쇄의 C1-12 알콕시기로 이루어진 군에서 선택되고, R 1 and R 2 are each selected from the group consisting of a hydroxy group and a straight or branched C 1-12 alkoxy group which is optionally substituted with a phenyl group, a는 0 내지 4의 정수이며, a is an integer of 0 to 4, m은 100 내지 200의 정수이고, m is an integer from 100 to 200, n은 200 내지 400의 정수이며, n is an integer from 200 to 400, 상기 각 단량체들은 공중합체 중에 랜덤하게 위치한다. Each of these monomers is randomly located in the copolymer.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 기재된 노보넨계 공중합체를 이용한 멀티칩 패키지용 절연 소재. The insulating material for multichip packages using the norbornene-type copolymer of any one of Claims 1-3. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 기재된 노보넨계 공중합체를 이용한 반도체 노광 공정의 반사 방지막. The antireflection film of the semiconductor exposure process using the norbornene-type copolymer of any one of Claims 1-3.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3991139A (en) * 1974-04-23 1976-11-09 Showa Denko Kabushiki Kaisha High heat stability composition of ring-opening polymerization product
US4080491A (en) * 1975-08-27 1978-03-21 Showa Denko K.K. Process of producing ring-opening polymerization products
JPH0586131A (en) * 1991-02-12 1993-04-06 Mitsui Petrochem Ind Ltd Random cycloolefin copolymer and its production
KR20030036948A (en) * 2001-11-01 2003-05-12 삼성전자주식회사 Norbonene-based copolymer for photoresist, preparation method thereof, and photoresist composition comprising the same
KR100570206B1 (en) * 2003-10-15 2006-04-12 주식회사 하이닉스반도체 Organic anti-reflective coating polymer, its preparation method and organic anti-reflective coating composition comprising the same
KR100599319B1 (en) * 2003-05-06 2006-07-14 차국헌 low dielectric films of nanoporous norborenen copolymer and manufacturing methods therefor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3991139A (en) * 1974-04-23 1976-11-09 Showa Denko Kabushiki Kaisha High heat stability composition of ring-opening polymerization product
US4080491A (en) * 1975-08-27 1978-03-21 Showa Denko K.K. Process of producing ring-opening polymerization products
JPH0586131A (en) * 1991-02-12 1993-04-06 Mitsui Petrochem Ind Ltd Random cycloolefin copolymer and its production
KR20030036948A (en) * 2001-11-01 2003-05-12 삼성전자주식회사 Norbonene-based copolymer for photoresist, preparation method thereof, and photoresist composition comprising the same
KR100599319B1 (en) * 2003-05-06 2006-07-14 차국헌 low dielectric films of nanoporous norborenen copolymer and manufacturing methods therefor
KR100570206B1 (en) * 2003-10-15 2006-04-12 주식회사 하이닉스반도체 Organic anti-reflective coating polymer, its preparation method and organic anti-reflective coating composition comprising the same

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