KR101363783B1 - 임프린팅용 감광성 수지 조성물 및 기판 상에 유기막을 형성하는 방법 - Google Patents
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Abstract
임프린팅용 감광성 수지 조성물 및 기판 상에 유기막을 형성하는 방법이 개시된다. 임프린팅용 감광성 수지 조성물은 에리스리톨 계열의 모노머 또는 올리고머를 포함하기 때문에, 임프린팅 감광성 수지 조성물에 의해서 형성된 유기막은 향상된 복원력 등을 가진다. 이에 따라서, 감광성 수지 조성물은 임프린팅 공정에 적합하다.
임프린팅, 에리스리톨, 감광성, 수지, 조성물
Description
실시예는 임프린팅용 감광성 수지 조성물 및 이를 사용하여 기판 상에 유기막을 형성하는 방법에 관한 것이다.
근래 LCD공정 또는 반도체공정에서, 미세 패턴을 형성하기 위해서, 마이크로 포토리소그래피 공정이 널리 사용되고 있다.
이러한 포토리소그래피 공정은 노광 공정에 사용되는 빛의 파장에 의해 회로 선폭(또는 패턴 선폭)이 결정된다. 따라서, 현재의 기술수준을 고려할 때 포토리소그라피 공정을 이용하여 기판 상에 100㎚ 이하인 초미세 패턴을 형성하는 것이 매우 어려운 실정이다.
게다가 이와 같이 초미세화가 진행됨에 따라 노광장비와 같이 고가의 장비로 인하여 초기 투자비용이 증가하고 고해상도의 마스크 가격도 급등하여 효용성이 떨어지는 단점이 있다.
또한, 패턴이 형성될 때마다 노광, 노광후 베이크, 현상, 현상후 베이크, 식 각 공정, 세정 공정 등을 수행해야만 하기 때문에 시간이 오래 걸리고 공정이 매우 복잡해진다는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 공정인 임프린팅 공정은 최초 나노 스케일을 각인하기 위해 미국 프린스턴 대학교의 스테판 쵸우(Stephen chou)등에 의해 개발되었다. 이러한 임프린팅 공정은 상대적으로 강도가 강한 물질의 표면에 필요로 하는 형상을 미리 제작하여 이를 다른 물질 위에 도장 찍는 듯이 하여 패턴을 형성하거나 원하는 패턴을 미리 형성시킨 몰드(mold)를 사용하여 금속막 또는 유기막 위에 코팅된 경화성 조성물에 합착하여 열 또는 광경화시켜 패턴을 형성하는 공법으로 공정단순화 및 초미세 패턴 형성에 유리한 이점이 있다.
실시예는 향상된 복원력, 화학내성, 내열성, 치수안정성 및 경화밀도를 가지는 유기막을 형성하기 위한 임프린팅용 감광성 수지 조성물 및 이를 사용하여 기판 상에 유기막을 형성하는 방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 임프린팅용 감광성 수지 조성물은 다음의 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 3 중 하나로 표시되는 에리스리톨 계열의 모노머 또는 올리고머를 포함한다.
화학식1)
화학식2)
화학식3)
상기 화학식 1에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 히드록시기, 수소, 알킬기 또는 아크릴레이트로부터 선택되며, 상기 화학식 2에서, R5, R6, R7 및 R8은 각각 히드록시기, 수소, 알킬기 또는 아크릴레이트로부터 선택되며, 상기 화학식 3에서, R9, R10, R11, R12, R13 및 R14는 각각 각각 히드록시기, 수소, 알킬기 또는 아크릴레이트로부터 선택된다.
실시예에 따른 기판 상에 유기막을 형성하는 방법은 기판 상에 상기 감광성 수지 조성물을 배치하는 단계; 상기 감광성 수지 조성물에 성형 틀을 배치하여, 예비 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 예비 패턴이 형성된 감광성 수지 조성물을 노광시켜 경화하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 임프린팅용 감광성 수지 조성물은 에리스리톨 계열의 모노머 또는 올리고머를 포함한다.
따라서, 실시예에 따른 감광성 수지 조성물로 형성된 유기막은 향상된 복원 력, 화학내성, 내열성, 치수안정성 및 경화밀도를 가진다.
따라서, 실시예에 따른 감광성 수지 조성물은 임프린팅 공정에 적합하며, 실시예는 임프린팅 공정에 의해서, 기판 상에 미세한 패턴을 포함하는 유기막을 용이하게 형성하는 방법을 제공한다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 막, 또는 층 등이 각 기판, 막, 또는 층 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
일 실시예에 따른 임프린팅용 감광성 수지 조성물은 아래의 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 3으로 표현되는 에리스리톨 계열의 모노머 또는 올리고머; 에틸렌계 모노머; 적어도 2개 이상의 에틸렌계 이중결합을 가지는 가교제; 및 광중합개시제를 포함한다.
화학식1)
화학식2)
화학식3)
상기 화학식 1에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 히드록시기, 수소, 알킬기 또는 아크릴레이트로부터 선택되며, 상기 화학식 2에서, R5, R6, R7 및 R8은 각각 히드록시기, 수소, 알킬기 또는 아크릴레이트로부터 선택되며, 상기 화학식 3에서, R9, R10, R11, R12, R13 및 R14는 각각 각각 히드록시기, 수소, 알킬기 또는 아크릴레이트로부터 선택된다.
일 실시예에서는, R1 내지 R14는 각각 히드록시기, 수소, 메틸기 또는 아크릴레이트로부터 선택된다.
일 실시예에서는, R1 내지 R14는 각각 히드록시기, 수소, 메틸기 또는 아래의 화학식 4로부터 선택된다.
화학식4)
화학식 4에서, R15는 수소 또는 알킬기로부터 선택될 수 있다. 더 자세하게, R15는 수소 또는 메틸기일 수 있다.
일 실시예에 따른 임프린팅용 감광성 수지 조성물은 상기 화학식1, 화학식2 또는 화학식3로 표현되는 모노머 또는 올리고머가 중합되어 형성되는 코폴리머를 포함한다.
일 실시예에서는, 상기 에리스리톨 계열의 모노머, 올리고머 또는 코폴리머는 약 1 내지 20 wt%의 조성비를 가진다.
더 바람직하게, 상기 에리스리톨 계열의 모노머, 올리고머 또는 코폴리머는 약 1 내지 10wt%의 조성비를 가진다.
특히, 상기 에리스리톨 계열의 모노머, 올리고머 또는 코폴리머의 양이 1wt% 미만인 경우에는 복원력을 향상시키기 어렵고, 경화밀도 및 산 또는 염기 혼합액에 대한 내성 등을 동시에 개선시키는 효과를 기대하기 어렵다.
또한, 상기 에리스리톨 계열의 모노머, 올리고머 또는 코폴리머의 양이 20wt%를 초과하는 경우에는, 감광성 수지 조성물의 점도 증가 및 하부막과의 접착력이 저하가 유발될 수 있다.
상기 에리스리톨 계열의 모노머, 올리고머 또는 코폴리머의 구체적인 예로서는 에리스리톨, 에리스리톨 모노아크릴레이트, 에리스리톨 디아크릴레이트, 에리스리톨 트리아크릴레이트, 에리스리톨 테트라 아크릴레이트, 펜타에리스리톨, 펜타에리스리톨 모노아크릴레이트, 펜타에리스리톨 디아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디에리스리톨, 디에리스리톨 모노아크릴레이트, 디에리스리톨 디아크릴레이트, 디에리스리톨 트리아크릴레이트, 디에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디에리스리톨 펜타아크릴레이트, 디에리스리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨 모노아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 디아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 또는 이들의 유도체 또는 이들의 에스테르화합물 또는 이들의 메타아크릴레이트류 등을 들 수 있다. 또한, 상기 물질들은 임프린팅용 감광성 수지 조성물에 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다
일 실시예에서는, 상기 에틸렌계 모노머는 약 9 내지 80wt%의 조성비를 가진다.
더 바람직하게, 상기 에틸렌계 모노머는 약 20 내지 60 wt%의 조성비를 가진다.
상기 에틸렌계 모노머의 조성이 약 10 wt% 미만일 때, 감광성 수지 조성물에 의해서 형성된 유기막의 분자량이 충분하지 않아 강도가 저하될 수 있다. 또한, 상기 에틸렌계 모노머의 조성이 약 80 wt%를 초과할 때, 감광성 수지 조성물의 미반 응이 증가하여, 상기 유기막이 크게 수축할 수 있다.
상기 에틸렌계 모노머의 구체적이 예로서는 이소부틸아크릴레이트, tert-부틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 알킬아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 2-히드록시아크릴레이트, 트리메톡시부틸아크릴레이트, 에틸카르비돌아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글리콜아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-아크릴옥시에틸-2-히드록시프로필프탈레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트 및 이들의 메타크릴레이트류 등을 들 수 있으며, 또한, 3-플로에틸아크릴레이트, 4-플로프로필아크릴레이트와 같은 할로겐화합물을 포함하는 아크릴레이트 및 이들의 메타크릴레이트류 등을 들 수 있고, 트리에틸실록실에틸아크릴레이트와 같은 실록산기를 포함하는 아크릴레이트 및 이들의 메타크릴레이트류 등을 들 수 있고, 또한, 스티렌, 4-메톡시스티렌과 같은 방향족을 갖는 올레핀류 등을 들 수 있다. 또한, 상기 물질들은 감광성 수지 조성물에 단독 또는 2 종 이상 혼합 사용할 수 있다.
일 실시예에서는, 상기 가교제는 약 9 내지 80wt%의 조성비를 가진다.
더 바람직하게, 상기 가교제는 약 20 내지 60 wt%의 조성비를 가진다. 상기 가교제의 조성비가 10 wt% 미만일 때, 상기 감광성 수지 조성물에 의해서 형성되는 유기막의 경화도가 부족하여 패턴의 미형성이 발생한다. 또한, 상기 가교제의 조성비가 80 wt%를 초과할 때, 상기 유기막의 경화도의 지나친 증가 또는 감광성 수지 조성물의 미반응이 발생될 수 있다.
상기 가교제의 구체적인 예로서는 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 솔비톨트리아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트 유도체, 트리메틸프로판트리아크릴레이트, 또는 이들의 메타아크릴레이트류 등을 들 수 있다. 또한, 상기 물질들은 감광성 수지 조성물에 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 광중합 개시제는 0.1 내지 10wt%의 조성비를 가진다.
더 바람직하게, 상기 광중합 개시제는 약 1 내지 6 wt%의 조성비를 가진다. 상기 광중합 개시제의 조성비가 0.1 wt% 미만일 때, 감광성 수지 조성물의 광경화속도가 저하된다. 또한, 상기 광중합 개시제의 조성비가 10 wt%를 초과할 때, 감광성 수지 조성물의 반응억제효과가 발생하여, 형성되는 유기막의 특성, 투과도 또는 경화마진이 저하될 수 있다.
상기 광중합 개시제의 구체적인 예로서는 2,2'-디에톡시아세토페논, 2,2'-디부톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로리오페논, p-t-부틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 벤조페논, 4-클로로아세토페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노프로판-1-온 및 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온 등의 아세토 페논계 화합물 등을 들 수 있으며, 또한, 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노) 벤조페논 및 4,4'-비스(디에틸 아미노) 벤조페논 등의 벤조페논계 화합물 등을 들 수 있으며, 또한, 티오크산톤, 2-크롤티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤 및 2-클로로 티오크산톤 등의 티오크산톤계 화합물; 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조 인 이소부틸 에테르 및 벤질디메틸케탈 등의 벤조인계 화합물 등을 들 수 있으며, 또한, 2,4,6,-트리클로로 s-트리아진, 2-페닐 4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아, 2-(3',4'-디메톡시 스티릴)-4,6-비스(트리 클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시 페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-트릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-페닐 4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로 메틸)-6-스티릴 s-트리아진, 2-(나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시 나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진 및 2-4-트리클로로 메틸(4'-메톡시 스티릴)-6-트리아진 등의 트리아진계 화합물 등을 들 수 있다. 상기 물질들은 감광성 수지 조성물에 단독 또는 2 종 이상 혼합되어 사용될 수 있다. 더 바람직하게, 상기 광중합 개시제로 아세토페논계가 사용되어, 형성되는 유기막의 경화마진을 효율적으로 확보할 수 있다.
도 1 내지 도 4는 실시예에 따른 임프린팅용 감광성 수지 조성물을 사용하여, 기판 상에 유기막을 형성하는 과정을 도시한 단면도들이다.
도 1을 참조하면, 기판(100) 상에 임프린팅용 감광성 수지 조성물이 도포되 어, 감광성 수지층(201)이 형성된다.
상기 기판(100)은 금속층, 고분자층 또는 무기물층을 포함하는 실리콘 기판, 세라믹 기판, 유리기판 또는 필름기판일 수 있다.
상기 임프린팅용 감광성 수지 조성물은 앞서 설명에서와 같은 조성을 가진다. 상기 감광성 수지 조성물은 스핀 코팅, 롤러 코팅 또는 슬릿 코팅 등의 공정에 의해서, 상기 기판(100) 상에 도포된다. 상기 감광성 수지층(201)의 두께는 약 0.5 내지 10 ㎛일 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 감광성 수지층(201) 상에 몰드(300)가 배치된다. 상기 몰드(300)는 상기 감광성 수지층(201)을 성형하기 위한 성형 틀이다. 상기 몰드(300)는 유기물질 또는 무기물질로 이루어 질 수 있으며, 상기 몰드(300)로 사용되는 물질의 예로서는 폴리디메틸실록산(polydimethysiloxane;PDMS) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 몰드(300)의 하면에는 다수 개의 홈 패턴이 형성된다. 상기 몰드(300)는 투명하다.
상기 몰드(300)에 의해서, 상기 감광성 수지층(201)에 압력이 가해지고, 상기 홈 패턴에 대응하여, 상기 감광성 수지층(201)에 예비 패턴(202a)이 형성된다. 즉, 상기 압력에 의해서, 상기 홈 패턴에 상기 감광성 수지 조성물이 채워진다.
도 3을 참조하면, 상기 예비 패턴(202a)이 형성된 감광성 수지층(202)에 자외선이 조사되고, 상기 예비 패턴(202a)이 형성된 감광성 수지층(202)은 경화되고, 패턴을 포함하는 유기막(200)이 형성된다. 이때, 상기 감광성 수지층(201)에 약 190 내지 450nm의 파장을 가지는 자외선이 조사될 수 있다. 더 바람직하게, 상기 감광성 수지층(201)에 약 200 내지 400nm의 파장을 가지는 자외선이 조사될 수 있다.
이와는 다르게, 상기 감광성 수지층(201)에 전자선이 조사될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 몰드(300)는 상기 유기막(200)으로부터 이탈되고, 상기 기판(100) 상에 패턴(200a)이 형성된 유기막(200)이 형성된다.
이후, 상기 유기막(200)에 추가적인 열처리가 진행되어, 상기 유기막(200)의 기계적인 강도 및 내산성 및 상기 기판(100)과의 접착성이 향상될 수 있다.
상기 유기막(200)은 유기절연막, 오버코트 및 스페이서 등일 수 있으며, 특히, 스페이서를 포함하는 유기막은 일정수준의 복원력을 가져야 한다.
이때, 상기 감광성 수지 조성물은 에리스리톨 계열의 모노머, 올리고머 또는 코폴리머를 포함하기 때문에, 상기 유기막(200)은 향상된 복원력을 가진다. 이에 따라서, 상기 유기막(200)은 향상된 성능을 가지는 스페이서를 포함할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
실험예1
약 10wt%의 에리스리톨 디아크릴레이트, 약 30wt%의 히드록시부틸아크릴레이트, 약 30wt%의 페녹시에틸아크릴레이트, 약 25wt%의 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 및 광중합 개시제로서 약 5wt%의 이가큐어 369(시바-가이기사 제품)를 상온에서 6시간 동안 균일하게 혼합하여 감광성 수지 조성물#1을 형성하였다.
이후, 상기 감광성 수지 조성물#1을 유리기판 상에 약 2.5㎛의 두께로, 균일하게 도포한 후, 평평한 하면을 가지는 PDMS몰드를 상기 도포된 감광성 수지 조성물#1에 접촉시켰다.
이후, 상기 PDMS몰드를 통하여, 상기 감광성 수지 조성물#1에 약 365nm의 파장을 가지는 자외선을 약 1 분동안 조사하였다.
이와 같은 방식으로 상기 유리기판에 유기막#1이 형성되었다.
실험예2
약 10wt%의 에리스리톨 트리아크릴레이트, 약 30 wt%의 히드록시부틸아크릴레이트, 약 25 wt%의 페녹시에틸아크릴레이트, 약 30 wt%의 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 및 광중합개시제로서 약 5 wt% 이가큐어 369를 실험예1과 같은 조건으로 혼합하여, 감광성 수지 조성물#2를 형성하였다.
이후, 감광성 수지 조성물#2를 사용하여, 실험예1과 같은 과정으로 유기막#2를 형성하였다.
실험예3
약 10wt%의 디에리스리톨 모노아크릴레이트, 약 30 wt%의 히드록시부틸아크 릴레이트, 약 25 wt%의 페녹시에틸아크릴레이트, 약 30 wt%의 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 및 광중합개시제로서 약 5 wt% 이가큐어 369를 실험예1과 같은 조건으로 혼합하여, 감광성 수지 조성물#3을 형성하였다.
이후, 감광성 수지 조성물#3을 사용하여, 실험예1과 같은 과정으로 유기막#3를 형성하였다.
실험예4
약 10wt%의 디에리스리톨 디아크릴레이트, 약 30 wt%의 히드록시부틸아크릴레이트, 약 25 wt%의 페녹시에틸아크릴레이트, 약 30 wt%의 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 및 광중합개시제로서 약 5 wt% 이가큐어 369를 실험예1과 같은 조건으로 혼합하여, 감광성 수지 조성물#4를 형성하였다.
이후, 감광성 수지 조성물#4를 사용하여, 실험예1과 같은 과정으로 유기막#4를 형성하였다.
비교예
약 40 wt%의 히드록시부틸아크릴레이트, 약 25 wt%의 페녹시에틸아크릴레이트, 약 30 wt%의 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 및 광중합개시제로서 약 5 wt% 이가큐어 369를 실험예1과 같은 조건으로 혼합하여, 감광성 수지 조성물#5를 형성하였다.
이후, 감광성 수지 조성물#2를 사용하여, 실험예1과 같은 과정으로 유기막#5를 형성하였다.
상기 유기막#1, #2, #3, #4 및 #5의 성능은 아래와 같은 기준으로 측정되었 다.
상기 유기막들에 복원력 측정 장비를 이용하여 100mN의 힘을 가했을 패턴이 복원되는 정도를 측정하였고, 아래와 같은 기준으로 상기 유기막들의 복원력을 평가하였다.
A: 복원력이 70%이상인 경우
B: 복원력이 60%이상인 경우
C: 복원력이 50%이상인 경우
D: 복원력이 40%이상인 경우
상기 유기막들을 230℃에서 60분 동안 오븐에서 열경화하고, %의 농도를 가지는 용액에 10min 담근 후, 두께 변화율을 측정하였고, 아래와 같은 기준으로 상기 유기막들의 화학내성을 평가하였다.
A: 두께변화가 1% 미만인 경우 경우
B: 두께변화가 1%이상, 3% 미만인 경우
C: 두께변화가 3%이상, 5% 미만인 경우
D: 두께변화가 5% 이상인 경우
상기 유기막들의 일부를 각각 채취하여, 30 분동안 230℃를 유지하면서, 열중량분석기(TGA)로 무게감소를 측정하였고, 아래와 같은 기준으로 상기 유기막들의 내열성을 평가하였다.
A: 무게감소가 1% 미만인 경우
B: 무게감소가 1%이상, 3% 미만인 경우
C: 무게감소가 3%이상, 5% 미만인 경우
D: 무게감소가 5% 이상인 경우
상기 유기막들을 230℃에서 60분 동안 오븐에서 열경화하였고, 경화전후의 두께를 측정하였다. 이때, 아래와 같은 기준으로 상기 유기막들의 치수안정성을 평가하였다.
A: 두께 감소가 5% 미만인 경우
B: 두께 감소가 5%이상, 10% 미만인 경우
C: 두께 감소가 10%이상, 15% 미만인 경우
D: 두께 감소가 15% 이상인 경우
상기 유기막들에 동적초미소경도시험기를 이용하여 50mN의 힘을 가했을 때 최대 변형량을 측정하였다. 이때, 아래와 같은 기준으로 상기 유기막들의 경화밀도를 평가하였다.
A: 변형량이 30% 미만인 경우
B: 변형량이 30%이상, 60% 미만인 경우
C: 변형량이 60%이상, 80% 미만인 경우
D: 변형량이 80% 이상인 경우
표1에서와 같이, 에리스리톨 계열의 모노머, 올리고머 또는 코폴리머를 포함하는 감광성 수지 조성물#1, #2, #3 및 #4에 의해서 형성된 유기막들은 향상된 복원력, 화학내성 및 경화밀도를 가지고, 적정 수준의 내열성 및 치수안정성을 가진다는 알 수 있다. 즉, 상기 감광성 수지 조성물#1, #2, #3 및 #4은 임프린팅 공정 에 적합한 특성을 가진다는 것을 알 수 있다.
| 구분 | 복원력 | 화학내성 | 내열성 | 치수안정성 | 경화밀도 |
| 실험예1 | B | B | B | B | B |
| 실험예2 | B | B | B | B | B |
| 실험예3 | A | B | B | B | A |
| 실험예4 | B | B | B | B | B |
| 비교예 | D | C | B | A | C |
도 1 내지 도 4는 실시예에 따른 임프린팅용 감광성 수지 조성물을 사용하여, 기판 상에 유기막을 형성하는 과정을 도시한 단면도들이다.
Claims (9)
- 에리스리톨 계열의 모노머 또는 올리고머를 포함하고,상기 에리스리톨 계열의 모노머 또는 올리고머는 하기 화학식 1 및 화학식 3으로 나타내는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린팅용 감광성 수지 조성물:화학식1)
화학식3)
상기 식에서,R1 내지 R4 및 R9 내지 R14는 각각 독립적으로 히드록시기 또는 아크릴레이트이다. - 제 1 항에 있어서,상기 감광성 수지 조성물은,에틸렌 계열의 모노머 또는 올리고머를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
- 제 2 항에 있어서,상기 감광성 수지 조성물은,가교제; 및광중합 개시제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
- 제 3 항에 있어서,상기 에리스리톨 계열의 모노머 또는 올리고머는 1 내지 20 wt%이고,상기 에틸렌계 모노머 또는 올리고머는 9 내지 80 wt%이고,상기 가교제는 9 내지 80 wt%이고,상기 광중합 개시제는 0.1 내지 10 wt%인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
- 제 1 항에 있어서,상기 에리스리톨 계열의 모노머 또는 올리고머는,에리스리톨, 에리스리톨 모노아크릴레이트, 에리스리톨 디아크릴레이트, 에리스리톨 트리아크릴레이트, 에리스리톨 테트라 아크릴레이트, 디에리스리톨, 디에리스리톨 모노아크릴레이트, 디에리스리톨 디아크릴레이트, 디에리스리톨 트리아크릴레이트, 디에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디에리스리톨 펜타아크릴레이트 또는 디에리스리톨 헥사아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
- 제 1 항에 있어서,상기 에리스리톨 계열의 모노머 또는 올리고머는, 화학식 2로 나타내는 에리스리톨 계열의 모노머 또는 올리고머를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물:화학식2)
상기 식에서, R5 내지 R8은 각각 독립적으로 히드록시기 또는 아크릴레이트이다. - 기판 상에 에리스리톨 계열의 모노머 또는 올리고머를 포함하는 감광성 수지 조성물을 배치하는 단계;상기 감광성 수지 조성물에 성형 틀을 배치하여, 예비 패턴을 형성하는 단계; 및상기 예비 패턴이 형성된 감광성 수지 조성물을 노광시켜 경화하는 단계를 포함하고,상기 에리스리톨 계열의 모노머 또는 올리고머는 하기 화학식 1 및 화학식 3으로 나타내는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 상에 유기막을 형성하는 방법:화학식1)
화학식3)
상기 식에서,R1 내지 R4 및 R9 내지 R14는 각각 독립적으로 히드록시기 또는 아크릴레이트이다. - 제 7 항에 있어서,상기 감광성 수지 조성물은,에틸렌 계열의 모노머 또는 올리고머;가교제; 및광중합 개시제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 상에 유기막을 형성하는 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 에리스리톨 계열의 모노머 또는 올리고머는, 화학식 2로 나타내는 에리스리톨 계열의 모노머 또는 올리고머를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물:화학식2)
상기 식에서, R5 내지 R8은 각각 독립적으로 히드록시기 또는 아크릴레이트이다.
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