KR102513730B1 - 저손실 절연체용 비스말레이미드 가교제 - Google Patents

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민 왕 큉
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Abstract

본 발명은 아릴시클로부텐 모노머와 가교제로서의 비스말레이미드 화합물을 중합하여 생성되는 폴리머를 포함하는 화학 조성물; 및 특히 전자 장치에서의 이의 용도에 관한 것이다.

Description

저손실 절연체용 비스말레이미드 가교제{BISMALEIMIDE CROSS-LINKER FOR LOW LOSS DIELECTRIC}
본 발명은 아릴시클로부텐 모노머와 가교제로서의 비스말레이미드 화합물을 중합하여 생성되는 폴리머를 포함하는 화학 조성물; 및 특히 전자 장치에서의 이의 용도에 관한 것이다.
폴리머 수지는 스핀온 절연 패키징, 회로 기판, 라미네이트, 및 기타 전자 용품에 사용된다. 이러한 수지는 우수한 기계적 특성 및 우수한 접착 특성뿐만 아니라 저유전 특성을 갖는 막/코팅을 제공할 필요가 있다. 특히, 높은 인장 강도, 높은 인장 연신율, 구리에 대한 우수한 접착력, 및 고주파에서의 낮은 비유전율(Dk) 및 손실 탄젠트(Df)를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 과도한 경화 시간 없이 더 낮은 온도에서 수지를 경화시킬 수 있는 것이 바람직하다.
개선된 특성을 갖는 절연 수지 조성물에 대한 지속적인 요구가 있다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 바와 같이, 문맥에서 달리 명시하지 않는 한, 하기 약어는 다음과 같은 의미를 갖는다: ℃ = 섭씨; g = 그램; nm = 나노미터; μm = 미크론 = 마이크로미터; mm = 밀리미터; MPa = 메가 파스칼; sec. = 초; min. = 분. 달리 언급되지 않는 한, 모든 양은 중량%("wt%")이고 모든 비율은 몰비이다. 모든 수치 범위는 경계값을 포함하며 어떤 순서로도 조합될 수 있지만, 단 이러한 수치 범위의 합이 100%로 제한되는 것은 분명하다. 달리 언급되지 않는 한, 모든 폴리머 및 올리고머의 분자량은 g/mol 또는 달톤의 단위를 갖는 중량 평균 분자량("Mw")이며, 겔 투과 크로마토그래피를 이용해 폴리스티렌 표준물질과 비교하여 측정된다.
단수의 표현은 문맥상 달리 명시하지 않는 한, 단수 및 복수를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "및/또는"은 관련 항목 중 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 용어 "경화성"은 사용 조건에서 더 단단해지고 용매에 덜 용해되는 물질을 의미한다.
용어 "막" 및 "층"은 본 명세서 전체에 걸쳐 상호교환적으로 사용된다. 용어 "모노머"는 중합 또는 공중합을 거쳐 거대분자(폴리머)의 필수 구조에 구성 단위를 제공하는 분자를 의미한다. 용어 "폴리머"는 반복되는 모노머 단위로 구성된 분자를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "폴리머"는 1종의 모노머 단위로 구성된 동종중합체, 및/또는 중합 단위로서 2종 이상의 상이한 모노머로 구성된 공중합체를 지칭한다. 본 발명에서의 폴리머는 유기 첨가제 및/또는 무기 첨가제를 함유할 수 있다.
치환기를 언급할 때 "인접"이라는 용어는 단일 또는 다중 결합으로 서로 연결된 탄소에 결합되는 기를 의미한다. 예시적인 인접 R기는 아래와 같다.
Figure 112020133991710-pat00001
용어 "알콕시"는 R이 알킬기인 RO-기를 의미한다. 용어 "알킬"은 지방족 탄화수소로부터 유도된 기를 의미하며, 선형, 분지형, 또는 환형 기를 포함한다. 화합물로부터 "유도된" 기는 하나 이상의 수소 또는 중수소를 제거함으로써 형성된 라디칼을 나타낸다. 일부 구현예에서, 알킬은 1~20개의 탄소 원자를 갖는다.
용어 "방향족 화합물"은 4n+2개의 비편재화 π 전자를 갖는 적어도 하나의 불포화 환형기를 포함하는 유기 화합물을 의미한다. 용어 "아릴"은 하나 이상의 부착점을 갖는 방향족 화합물로부터 유도된 기를 의미한다. 이 용어는 단일 고리를 갖는 기, 및 서로 축합되거나 단일결합에 의해 연결될 수 있는 다중 고리를 갖는 기를 포함한다. 탄소환 아릴기는 고리 구조에 탄소만을 갖는다. 헤테로아릴기는 고리 구조에 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는다. 용어 "알킬아릴"은 하나 이상의 알킬 치환기를 갖는 아릴기를 의미한다. 용어 "아릴옥시"는 R이 아릴기인 RO-기를 의미한다.
용어 "액체 조성물"은 재료가 용해되어 용액을 형성하는 액체 매질, 재료가 분산되어 분산액을 형성하는 액체 매질, 또는 재료가 현탁되어 현탁액이나 에멀젼을 형성하는 액체 매질을 의미한다. 용어 "용매"는 실온(20~25℃)에서 액체인 유기 화합물을 의미한다. 이 용어는 단일 유기 화합물 또는 둘 이상의 유기 화합물의 혼합물을 포괄하고자 하는 것이다.
달리 정의하지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 용어 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 기재된 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 구현예의 실시 또는 시험에서 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료를 이하 설명한다. 또한, 재료, 방법, 및 실시예는 단지 예시적인 것이며 제한적인 것으로 의도된 것은 아니다.
본 명세서에서, 명시적으로 달리 언급하거나 용법의 맥락에 반하여 나타내지 않는 한, 본원 요지의 구현예가 특정 특징 또는 요소를 포함하거나, 함유하거나, 갖거나, 이로 이루어지거나 또는 이에 의해 또는 이로 구성되는 것으로 언급되거나 설명된 경우, 명시적으로 언급하거나 설명한 것 이외의 하나 이상의 특징 또는 요소가 구현예에 존재할 수 있다. 개시된 본원 요지의 대안적 구현예가 본질적으로 특정 특징 또는 요소로 이루어지는 것으로 설명되는 경우, 이러한 구현예에는 구현예의 작동 원리 또는 구별되는 특징을 실질적으로 변경하는 특징 또는 요소가 존재하지 않는다. 본원에 기재된 요지의 또 다른 대안적 구현예가 특정 특징 또는 요소로 이루어지는 것으로 설명되는 경우, 이러한 구현예 또는 이의 비실질적인 변형예에는 구체적으로 언급되거나 설명된 특징 또는 요소만이 존재한다.
본원에 기재되지 않은 범위에서, 특정 재료, 프로세싱 동작, 및 회로에 대한 많은 세부 사항은 통상적인 것이며, 포토레지스트, 유기 발광 다이오드 디스플레이, 광검출기, 광전지, 및 반도체 부재 기술분야의 교재 및 기타 자료에서 찾을 수 있다.
아릴시클로부텐 모노머와 비스말레이미드(BMI) 화합물을 중합하여 생성되는 폴리머를 포함하는 화학 조성물이 제공된다.
화학 조성물은 조성물의 총량을 기준으로 5 내지 50 wt%, 또는 5 내지 40 wt%, 또는 10 내지 30 wt%, 또는 15 내지 25 wt%의 비스말레이미드 화합물을 함유할 수 있다. 비스말레이미드 화합물은 아래와 같은 일반식 I로 표시될 수 있다.
[일반식 I]
Figure 112020133991710-pat00002
식 중, R은 알킬렌, 알킬렌아릴, 시클로알킬렌, 시클로알킬렌아릴, 시클로알킬알킬렌, 디알킬 실록산, 디아릴실록산, 아릴, 헤테로아릴, 아릴옥시, 아릴아미노, 아릴티오, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환 또는 비치환 연결기이고; R1은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 메틸, 비닐, 알릴, 이소프렌, 1~100개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 이소프렌, 알킨, 치환된 알킨, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일부 구현예에서, R은 1 내지 100개의 탄소 원자, 또는 10 내지 100개의 탄소 원자, 또는 2 내지 50개의 탄소 원자, 또는 5 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌기일 수 있다.
일부 구현예에서, R은 10 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌, 알킬렌아릴, 시클로알킬렌, 시클로알킬렌아릴, 시클로알킬알킬렌, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환 또는 비치환 연결기이다.
비스말레이미드 화합물의 예는 C36 알킬렌디아민 이미드, 예컨대 1,1'-((4-헥실-3-옥틸시클로헥산-1,2-디일)비스(옥탄-8,1-디일))비스(1H-피롤-2,5-디온)(BMI-689, Designer Molecules에서 상업적으로 입수 가능), 1,6'-비스말레이미드-(2,2,4-트리메틸)헥산(TMH-BMI, Daiwa Kasei Industry Co., Ltd.(일본)에서 상업적으로 입수 가능), 1,3-비스(3-말레이미드페녹시)벤젠(APB-BMI, Hampford Research, Inc.에서 상업적으로 입수 가능), 1,1'-[2,2'-비스(트리플루오로메틸)[1,1'-바이페닐]-4,4'-디일]비스[1H-피롤-2,5-디온](MA-TFMB), 2,2-비스[4-(4-말레이미도페녹시)페닐]헥사플루오로프로판(BMP3 CF3), 및 1,3-비스(4-말레이미도페녹시)벤젠(1,3 Bis 4-PhoBMI), 1-(3-(5-(2,5-디옥소-2,5-디하이드로-1H-피롤-1-일)벤조[d]옥사졸-2-일)페닐)-1H-피롤-2,5-디온, 1,1'-(설포닐비스(4,1-페닐렌))비스(1H-피롤-2,5-디온), 1,1'-(설포닐비스(3,1-페닐렌))비스(1H-피롤-2,5-디온), 1,1'-((1,1,3,3-테트라메틸디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1H-피롤-2,5-디온), 1,1'-(메틸렌비스(2-에틸-6-메틸-4,1-페닐렌))비스(1H-피롤-2,5-디온)(BMI5100, Daiwa Kasei Industry Co., Ltd.(일본)에서 상업적으로 입수 가능), 1,1'-(1,3-페닐렌)비스(1H-피롤-2,5-디온)(BMI3000H, Daiwa Kasei Industry Co., Ltd.(일본)에서 상업적으로 입수 가능), 1,1'-(데칸-1,10-디일)비스(1H-피롤-2,5-디온), 1,1'-(1,3,5-트리아진-2,4-디일)비스(1H-피롤-2,5-디온), 1,1'-((퍼플루오로프로판-2,2-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(1H-피롤-2,5-디온), 1,1'-((9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(1H-피롤-2,5-디온), 및 1,1'-(메틸렌비스(4,1-페닐렌))비스(1H-피롤-2,5-디온)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
아릴시클로부텐 모노머는 아래와 같은 일반식 II 또는 III을 갖는다.
[일반식 II]
Figure 112020133991710-pat00003
[일반식 III]
Figure 112020133991710-pat00004
식 중,
K1은 알킬, 아릴, 탄소환 아릴, 다환 아릴, 헤테로아릴, 아릴옥시, 아릴알킬, 카보닐, 에스테르, 카복실, 에테르, 티오에스테르, 티오에테르, 3차 아민, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 2가의 기이고;
L1은 공유결합 또는 다가 연결기이고;
M은 치환 또는 비치환 2가 방향족 또는 다환방향족 라디칼기, 또는 치환 또는 비치환 2가 헤테로방향족 라디칼기이고;
R2 내지 R5는 동일하거나 상이하며, 각각은 독립적으로 비치환 또는 치환 알킬, 비치환 또는 치환 알킬옥시, 비치환 또는 치환 아릴, 비치환 또는 치환 아릴옥시, 알킬티오, 아릴티오, 치환된 알킬 아미노, 치환된 아릴 아미노, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R6 내지 R8은 동일하거나 상이하며, 각각은 독립적으로 수소, 중수소, 시아노, 할로 또는 메틸, 비닐, 알릴, 이소프렌, 1~100개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 이소프렌, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고; x와 y는 동일하거나 상이하며, 1~5의 정수이고, L1이 공유결합인 경우 y = 1이다.
아릴시클로부텐 모노머의 예는 1-(4-비닐 페녹시)-벤조시클로부텐, 1-(4-비닐 메톡시)-벤조시클로부텐, 1-(4-비닐 페닐)-벤조시클로부텐, 1-(4-비닐 하이드록시나프틸)-벤조시클로부텐, 4-비닐-1-메틸-벤조시클로부텐, 4-비닐-1-메톡시-벤조시클로부텐, 및 4--비닐-1-페녹시-벤조시클로부텐을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
아릴시클로부텐 모노머 및 하나 이상의 친디엔체 모이어티를 포함하는 모노머와 비스말레이미드 화합물을 공중합하여 생성되는 폴리머를 포함하는 화학 조성물이 또한 제공된다.
아릴시클로부텐 모노머는 전술한 바와 동일하다. 하나 이상의 친디엔체 모이어티를 포함하는 모노머는 아래와 같은 일반식 IV로 표시될 수 있다.
[일반식 IV]
Figure 112020133991710-pat00005
식 중,
B는 수소, 치환 또는 비치환 알킬, 치환 또는 비치환 방향족 모이어티, 치환 또는 비치환 헤테로방향족 모이어티, 하이드록시, 또는 치환 또는 비치환 알킬옥시이고;
R9 내지 R11은 동일하거나 상이하며, 각각은 독립적으로 수소, 메틸, 비닐, 알릴, 이소프렌, 1~100개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 이소프렌, 1 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 알킬기, 할로겐, 시아노, 6 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 아릴기, 6 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 헤테로아릴기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일 구현예에서, 친디엔체 모노머는 화학식 V를 갖는 방향족 비닐 모노머일 수 있다.
[화학식 V]
Figure 112020133991710-pat00006
식 중,
R12 내지 R14는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 수소 및 C1-5 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R15는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 수소 및 C1-5 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 인접한 R15기들은 연결되어 축합 6원 방향족 고리를 형성할 수 있다.
방향족 비닐 모노머의 예는 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐 톨루엔, 1-비닐나프탈렌, 및 2-비닐나프탈렌을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 양태에서, 본 발명의 화학 조성물은 아릴시클로부텐 모노머, 하나 이상의 친디엔체 모이어티를 포함하는 모노머, 및 적어도 하나의 디엔 모노머와 비스말레이미드 화합물을 공중합하여 생성되는 폴리머를 포함할 수 있다. 아릴시클로부텐 모노머, 하나 이상의 친디엔체 모이어티를 포함하는 모노머, 및 비스말레이미드 화합물은 전술한 바와 동일하다.
디엔 모노머는 아래와 같은 일반식 VI을 가질 수 있다.
[일반식 VI]
Figure 112020133991710-pat00007
식 중, R9는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 수소 및 메틸로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R10은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 수소, C1-5 알킬, C1-5 알콕시, C1-5 티오알킬, 및 C5-12 알케닐로 이루어진 군으로부터 선택된다.
디엔 모노머의 예는 부타디엔, 이소프렌, 1,3-펜타디엔, 2,4-헥사디엔, 시클로펜타디엔, β-미르센, 오시멘, 시클로옥타디엔, 파르네센, 및 중합성 테르펜을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다른 양태에서, 본 발명의 화학 조성물은 아릴시클로부텐 모노머, 하나 이상의 친디엔체 모이어티를 포함하는 모노머, 적어도 하나의 디엔 모노머, 및 적어도 하나의 헤테로환 함유 모노머와 비스말레이미드 화합물을 공중합하여 생성되는 폴리머를 포함할 수 있다. 아릴시클로부텐 모노머, 하나 이상의 친디엔체 모이어티를 포함하는 모노머, 디엔 모노머, 및 비스말레이미드 화합물은 전술한 바와 동일하다.
일부 구현예에서, 헤테로환 함유 모노머는 비닐치환 C3-12 헤테로환, 또는 비닐치환 C3-5 헤테로환일 수 있다. 일 구현예에서, 헤테로환은 하나 이상의 C1-6 알킬, C6-12 탄소환 아릴, 또는 C3-12 헤테로아릴로 더 치환될 수 있다.
일부 구현예에서, 헤테로환 함유 모노머는 질소 헤테로환, 황 헤테로환, 질소-황 헤테로환, 및 이들의 치환된 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일 구현예에서, 헤테로환 함유 모노머는 질소 헤테로환 함유 모노머일 수 있다. 질소 헤테로환 함유 모노머는 적어도 하나의 고리 질소를 포함할 수 있다. 질소 헤테로환 함유 모노머의 예는 피롤, 피리딘, 디아진, 트리아진, 이미다졸, 벤조이미다졸, 및 퀴놀론을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
질소 헤테로환 함유 모노머는 아래와 같은 일반식 VII을 가질 수 있다.
[일반식 VII]
Figure 112020133991710-pat00008
Z1과 Z2는 동일하거나 상이하며, N 또는 CR15a이고;
R12 내지 R14 및 R15a는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 수소 및 C1-5 알킬로 이루어진 군으로부터 선택된다.
이러한 질소 헤테로환 함유 모노머의 예는 4-비닐 피리딘, 4-비닐-1,3-디아진, 2-비닐-1,3,5-트리아진, 및 4-메틸-5-비닐-1,3-티아졸을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다른 구현예에서, 헤테로환 함유 모노머는 황 헤테로환 함유 모노머일 수 있다. 황 헤테로환 함유 모노머는 적어도 하나의 고리 황을 포함할 수 있다. 황 헤테로환 함유 모노머의 예는 티오펜, 벤조티오펜, 및 디벤조티오펜을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또 다른 구현예에서, 헤테로환 함유 모노머는 질소-황 헤테로환 함유 모노머일 수 있다. 질소-황 헤테로환 함유 모노머는 적어도 하나의 고리 질소 및 하나의 고리 황을 포함할 수 있다. 질소-황 헤테로환 함유 모노머의 예는 티아졸, 티아디아졸, 및 티아디아진을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 폴리머는 열개시제, 광개시제, 또는 기타 광활성 화합물의 작용에 의해 상기 모노머(들)를 중합하거나 공중합하여 형성될 수 있다. 일 구현예에서, 폴리머는 극성 용매에서 화학 조성물의 모노머(들)와 라디칼 개시제를 혼합하고, 5~50시간에 걸쳐 50 내지 100℃, 또는 50 내지 90℃의 온도로 가열하여 형성될 수 있다. 다른 구현예에서, 폴리머는 극성 용매에서 화학 조성물의 모노머(들)를 혼합하고, 50~100℃, 또는 50 내지 90℃의 온도로 가열하여 가열된 혼합물을 형성하고, 가열된 혼합물에 라디칼 개시제를 5~50시간에 걸쳐 연속적으로 공급하여 형성될 수 있다. 목적하는 반응 시간 후, 결과적으로 최종 반응 혼합물이 얻어지고, 실온(20~25℃)까지 냉각되고, 필요에 따라 처리된다.
극성 용매는 단일 유기 화합물이거나 화합물의 혼합물일 수 있다. 용매는 모노머가 혼화되거나 분산될 수 있는 것이다. 용매는 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 10~70 wt%, 또는 20~50 wt%의 양으로 존재할 수 있다. 일 구현예에서, 극성 용매는 비양성자성 유기 용매, 예컨대 (시클로)알카논, 환형 에스테르, 선형 또는 분지형 케톤, 또는 C1-8 에스테르일 수 있다.
라디칼 개시제는 일반적으로 아조 화합물 또는 유기 과산화물이다. 일 구현예에서, 라디칼 개시제는 지용성 아조 화합물이다. 이러한 개시제는, 예를 들어 디메틸 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트) 및 2,2’-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)을 포함할 수 있다. 첨가되는 총 개시제는 출발 반응 혼합물의 중량을 기준으로 1~5 wt%의 범위일 수 있다.
본 발명은 또한 폴리머 절연막에 관한 것이다. 폴리머막은 본 발명의 화학 조성물 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하는 액체 조성물로부터 제조될 수 있다(화학 조성물 중의 상기 폴리머는 용매에 용해되거나 분산됨). 액체 조성물은 임의의 공지 기술을 이용해 기판에 증착되거나 코팅될 수 있으며, 용매를 제거하기 위해 가열될 수 있다. 이후 막을 경화시키기 위해 추가적인 가열 단계가 수행될 수 있다.
일부 구현예에서, 본 발명의 액체 조성물은 포토리소그래피, 패키징, 접착제, 밀봉 및 벌크 절연 용도를 위한(예컨대, 스핀온 코팅 또는 버퍼층에서) 절연막을 형성하는 데 사용될 수 있다. 기판에 형성된 절연막은 직접 사용되거나, 박리하여 전자 장치의 다른 기판에 사용될 수 있다.
적합한 유기 용매는 폴리머가 용해될 수 있는 것들이다. 예시적인 유기 용매는 극성 양성자성 및 극성 비양성자성 용매, 예를 들어 2-메틸-1-부탄올, 4-메틸-2-펜탄올, 및 메틸 이소부틸 카비놀과 같은 알코올; 에틸 락테이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 메틸 2-하이드록시이소부티레이트, 메틸 3-메톡시프로피오네이트, n-부틸 아세테이트, 및 3-메톡시-1-부틸 아세테이트와 같은 에스테르; 감마-부티로락톤과 같은 락톤; N-메틸피롤리디논과 같은 락탐; 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르와 같은 에테르 및 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르 이성체, 예컨대 PROGLYDETM DMM(Dow Chemical Company, 미시간주 미들랜드); 2-부타논, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 및 메틸시클로헥사논과 같은 케톤; 및 이들의 혼합물을 제한없이 포함한다.
프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 3-메톡시프로피오네이트, 아니솔, 메시틸렌, 2-헵타논, 시멘, 2-부타논, 에틸 락테이트, 아밀 아세테이트, n-부틸 아세테이트, N-메틸-2-피롤리돈, N-부틸-2-피롤리돈을 비롯한 다른 유기 용매도 사용될 수 있다.
적합한 첨가제가 본 발명의 액체 조성물에 첨가될 수 있다. 첨가제의 예는 하나 이상의 경화제, 계면활성제, 무기 충진제, 유기 충진제, 가소제, 접착 촉진제, 금속 부동태화 재료, 소포제, 및 이들의 임의의 조합을 제한없이 포함할 수 있다. 적합한 계면활성제는 당업자에게 잘 알려져 있다. 일 구현예에서, 계면활성제는 비이온성 계면활성제일 수 있다. 이러한 계면활성제는 0 내지 10 g/L, 또는 0 내지 5 g/L의 양으로 존재할 수 있다.
임의의 적합한 무기 충진제가 본 발명의 액체 조성물에 임의로 사용될 수 있으며, 이들은 당업자에게 잘 알려져 있다. 예시적인 무기 충진제는 실리카, 실리콘 탄화물, 실리콘 질화물, 알루미나, 알루미늄 탄화물, 알루미늄 질화물, 지르코니아 등, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 무기 충진제는 분말, 로드, 구, 또는 기타 임의의 적합한 형상의 형태일 수 있다. 이러한 무기 충진제는 임의의 적합한 치수를 가질 수 있다. 이러한 무기 충진제는 실란 또는 티타네이트와 같은 커플링제를 통상적인 양으로 포함할 수 있다. 무기 충진제는 조성물의 총 중량을 기준으로 고형분으로서 0 내지 80 wt%, 또는 40 내지 80 wt%의 양으로 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 무기 충진제는 존재하지 않는다.
일부 구현예에서, 금속 부동태화 재료는 구리 부동태화제이다. 적합한 구리 부동태화제는 당업계에 잘 알려져 있으며, 이미다졸, 벤조트리아졸, 에틸렌 디아민 또는 이의 염 또는 산 아미드, 및 이미노디아세트산 또는 이의 염을 포함한다.
다양한 경화제가 본 발명의 액체 조성물에 사용될 수도 있다. 예시적인 경화제는 열생성(thermally generated) 개시제 및 광활성 화합물(광생성(photogenerated) 개시제)을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 이러한 경화제의 선택은 당업자의 능력 범위 내이다. 바람직한 열생성 개시제는 아조비스이소부티로니트릴, 디벤조일 퍼옥사이드, 및 디쿠밀퍼옥사이드와 같은(이에 한정되지 않음) 자유 라디칼 개시제이다. 바람직한 광활성 경화제는 Irgacure 브랜드로 BASF에서 입수할 수 있는 자유 라디칼 광개시제, 및 디아조나프토퀴논(DNQ) 화합물(DNQ 화합물의 설포네이트 에스테르 포함)이다. 적합한 DNQ 화합물은 본 발명의 액체 조성물에서 광활성 화합물로서 기능하는, 즉 적절한 방사선에 노광시 용해 억제제로서 기능하는 DNQ 모이어티(예컨대, DNQ 설포네이트 에스테르 모이어티)를 갖는 임의의 화합물이다. 광활성 화합물의 양은 폴리머 고형분의 총 중량을 기준으로 0 내지 30 wt%로 가변적이다. 광활성 화합물이 존재하는 경우, 일반적으로 화학 조성물 고형분의 총 중량을 기준으로 5 내지 30 wt%, 또는 5 내지 25 wt%, 또는 10 내지 25 wt%의 양으로 사용된다.
임의의 적합한 접착 촉진제가 본 발명의 액체 조성물에 사용될 수 있으며, 이러한 접착 촉진제의 선택은 당업자의 능력 범위 내에서 잘 알려져 있다. 바람직한 접착 촉진제는 실란 함유 물질 또는 테트라알킬 티타네이트, 또는 트리알콕시실란 함유 물질이다. 예시적인 접착 촉진제는 비스(트리알콕시실릴알킬)벤젠, 예컨대 비스(트리메톡시실릴에틸)벤젠; 아미노알킬 트리알콕시 실란, 예컨대 아미노프로필 트리메톡시 실란, 아미노프로필 트리에톡시 실란, 및 페닐 아미노프로필 트리에톡시 실란; 및 기타 실란 커플링제, 뿐만 아니라 이들의 혼합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 특히 적합한 접착 촉진제는 AP 3000, AP 8000, 및 AP 9000C(Dow Electronic Materials, 매사추세츠주 말보로)를 포함한다. 본 발명의 액체 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 0 내지 15 wt%, 또는 0.5 내지 10 wt%, 또는 1 내지 10 wt%, 또는 2 내지 10 wt%의 접착 촉진제를 함유할 수 있다.
당업계에 알려진 임의의 소포제 또는 탈포제가 본 발명에 사용될 수 있다. 예시적인 소포제는 실리콘 오일, 예컨대 폴리실록산, 폴리비닐 알코올, 미네랄 오일, 옥탄올, 에틸렌 비스 아미드(예컨대, 에틸렌 비스 스테아르아미드), 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
일 양태에서, 액체 조성물은 임의의 공지 기술을 이용해 기판에 코팅되거나 증착되고 가열에 의해 용매를 제거하여 막을 형성할 수 있으며, 막은 이후 추가 가열 단계에 의해 경화될 수 있다. 본 발명의 액체 조성물을 코팅하거나 증착하는 데 적합한 방법은 특히 스핀 코팅, 커튼 코팅, 스프레이 코팅, 롤러 코팅, 딥 코팅, 기상 증착, 및 라미네이션(예컨대, 진공 라미네이션)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
반도체 제조업에서, 스핀 코팅은 기존 장비와 공정을 활용하기에 바람직한 방법이다. 스핀 코팅에서, 액체 조성물 중의 고형분 함량은 도포되는 표면 상의 조성물의 목적 두께를 달성하기 위해 회전 속도와 함께 조정될 수 있다. 기판 표면에 대한 본 발명의 폴리머의 접착력을 높이기 위해, 당업계에 알려진 다양한 기상 처리(예컨대, 플라즈마 처리)가 사용될 수 있다. 특정 적용예에서, 본 발명의 액체 조성물로 표면을 코팅하기 전에 기판 표면을 처리하기 위해 접착 촉진제를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 액체 조성물은 400 내지 4000 rpm의 회전 속도로 스핀 코팅된다. 웨이퍼 또는 기판에 분배되는 액체 조성물의 양은 조성물 중의 총 고형분 함량, 생성되는 층의 목적 두께, 및 당업자에게 잘 알려진 기타 요인에 따라 달라진다. 액체 조성물의 막 또는 층이 스핀 코팅에 의해 캐스팅될 때, 용매의 많은 양(또는 전부)이 막의 증착 중에 증발한다. 바람직하게, 조성물은 표면에 배치된 후, 임의의 잔류 용매를 제거하기 위해 가열(소프트 베이킹)된다. 다른 온도가 적절하게 사용될 수 있지만, 일반적인 베이킹 온도는 70 내지 150℃, 또는 90 내지 120℃로 가변적이다. 더 긴 시간 또는 더 짧은 시간이 적절하게 사용될 수 있지만, 잔류 용매를 제거하기 위한 이러한 베이킹은 일반적으로 약 1분 또는 2분 동안 수행된다. 코팅된 조성물은 이후 일정 시간 동안의 가열에 의해 경화된다. 적합한 경화 온도는 100 내지 300℃, 또는 100 내지 250℃, 또는 120 내지 250℃, 또는 140 내지 200℃의 범위이다. 일반적으로, 경화 시간은 1 내지 600분, 또는 30 내지 240분, 또는 30 내지 120분의 범위이다.
다른 양태에서, 본 발명의 액체 조성물의 층은 독립형 건조 필름으로 형성된 후 라미네이션에 의해 기판의 표면에 배치될 수도 있다. 진공 라미네이션 기술을 비롯하여 여러 적합한 라미네이션 기술이 사용될 수 있으며, 이들은 당업자에게 잘 알려져 있다. 독립형 건조 필름을 형성함에 있어, 본 발명의 액체 조성물은 먼저 적절한 필름 지지 시트의 앞면에 배치(예컨대, 코팅)된다. 지지 시트는 슬롯-다이 코팅, 그라비어 인쇄, 또는 다른 적절한 방법을 사용한, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 시트와 같은 폴리에스테르 시트, 또는 KAPTON™ 폴리이미드(DuPont, 델라웨어주 윌밍턴)와 같은 폴리이미드 시트일 수 있다. 코팅된 조성물은 이후 임의의 용매를 제거하기 위해 적절한 온도(예컨대, 90 내지 140℃)에서 적절한 시간 동안(예컨대, 1 내지 30분) 동안 소프트 베이킹된다.
이어서, 보관 및 취급 중에 조성물을 보호하기 위해 건조 조성물에 폴리에틸렌과 같은 폴리머 필름 커버 시트가 실온(20~25℃)에서 롤-라미네이팅된다. 건조 조성물을 기판 상에 배치하기 위해, 먼저 커버 시트가 제거된다. 이어서, 지지 시트 상의 건조 조성물은 롤-라미네이션 또는 진공 라미네이션을 이용해 기판 표면에 라미네이팅된다. 라미네이션 온도는 20 내지 120℃의 범위일 수 있다. 이어서, 건조 조성물을 표면에 남기고 지지 시트가 제거(박리)된다.
접착 촉진제를 함유하지 않는 본 발명의 액체 조성물이 사용되는 경우, 액체 조성물로 코팅될 기판의 표면은 임의로 먼저 액체 또는 기상 처리를 이용해 적합한 접착 촉진제와 접촉할 수 있다. 이러한 처리는 기판 표면에 대한 본 발명의 액체 조성물의 접착력을 향상시킨다.
당업계에 알려진 임의의 기판이 본 발명에 사용될 수 있다. 기판의 예는 실리콘, 구리, 은, 인듐 주석 산화물, 실리콘 이산화물, 글래스, 실리콘 질화물, 알루미늄, 금, 폴리이미드, 및 에폭시 몰드 컴파운드를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 절연막은 고주파에서 3.0 미만, 또는 2.7 미만, 또는 2.6 미만, 또는 2.5 미만, 또는 2.4 미만의 Dk 값 및 0.006 미만, 또는 0.004 미만, 또는 0.0035 미만, 또는 0.003 미만의 Df 값을 가질 수 있다. 고주파는 20 GHz, 또는 30 GHz, 또는 40 GHz, 또는 50 GHz, 또는 60 GHz, 또는 70 GHz, 또는 80 GHz, 또는 90 GHz, 또는 100 GHz일 수 있다. 또한, 결과적으로 경화된 절연막은 우수한 인장 강도, 인장 연신율, 구리와 같은 원하는 기판에 대한 우수한 접착력을 갖는다. 절연막의 연신율은 10%, 또는 15%, 또는 20%, 또는 30%, 또는 40%, 또는 50%, 또는 60%, 또는 70%, 또는 80%, 또는 90%보다 클 수 있다. 상기 막의 인장 강도는 50 MPa, 또는 55 MPa, 또는 60 MPa, 또는 70 MPa, 또는 80 MPa, 또는 90 MPa, 또는 95 MPa보다 클 수 있다.
본 발명은 또한, 전자 장치 기판 상에 본 발명의 절연막의 적어도 하나의 층을 포함하는 매우 다양한 전자 장치에 관한 것이다. 전자 장치 기판은 임의의 전자 장치의 제조에 사용하기 위한 임의의 기판일 수 있다. 예시적인 전자 장치 기판은 반도체 웨이퍼, 글래스, 사파이어, 실리케이트 재료, 실리콘 질화물 재료, 실리콘 탄화물 재료, 디스플레이 장치 기판, 에폭시 몰드 컴파운드 웨이퍼, 회로 기판, 및 열안정성 폴리머를 제한없이 포함한다. 본원에 사용된 용어 "반도체 웨이퍼"는 반도체 기판, 반도체 장치, 및 단일칩 웨이퍼, 멀티칩 웨이퍼, 다양한 수준의 패키지, 발광 다이오드(LED)용 기판, 또는 솔더 연결이 필요한 기타 어셈블리를 비롯한 다양한 수준의 배선을 위한 다양한 패키지를 포함하고자 하는 것이다. 실리콘 웨이퍼, 갈륨-비소 웨이퍼, 및 실리콘-게르마늄 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼는 패터닝되거나 패터닝되지 않을 수 있다. 본원에 사용된 용어 "반도체 기판"은 반도체 장치의 활성부 또는 작동부를 포함하는 하나 이상의 반도체 층 또는 구조를 갖는 임의의 기판을 포함한다. 용어 "반도체 기판"은 반도체 재료를 포함하는 임의의 구성(예컨대, 반도체 장치)을 의미하는 것으로 정의된다. "반도체 장치"는 제작되었거나 제작 중인 적어도 하나의 마이크로전자 장치가 놓인 반도체 기판을 의미한다. 열안정성 폴리머는 아릴시클로부텐 물질을 경화시키는 데 사용되는 온도에 안정한 임의의 폴리머, 예컨대 폴리이미드, 예를 들어 KAPTON™ 폴리이미드(DuPont, 델라웨어주 윌밍턴), 액정 폴리머, 예를 들어 VECSTAR™ LCP 필름(Kuraray, 일본 도쿄) 및 비스말레이미드-트리아진(BT) 수지(MGC, 일본 도쿄)를 제한없이 포함한다.
실시예
본원에 설명된 개념을 하기 실시예에서 더 예시하지만, 청구범위에 기재된 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 의해 제한되지는 않는다.
재료
베타-미르센은 Vigon International, Inc.에서 구입하였고, 스티렌은 Sigma Aldrich에서 구입하였고, 비닐 톨루엔 이성체 혼합물은 Deltech Corporation에서 받았고, Vazo 65 개시제는 Fujifilm Wako Chemicals U.S.A. Corporation에서 구입하였다. 4-비닐 피리딘은 Vertellus에서 입수하여 받은 상태로 사용하였다. BMI-689는 Designer Molecules Inc.에서 받았다. 1,6'-비스말레이미드-(2,2,4-트리메틸)헥산(TMH-BMI)은 Daiwa Kasei에서 받았다. 1,3-비스(3-말레이미드페녹시)벤젠(APB-BMI)은 Hampford Research, Inc.에서 받았다. 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤지딘, 벤젠아민, 4,4'-[1,3-페닐렌비스(옥시)]비스-, 벤젠아민, 4,4'-[[2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에틸리덴]비스(4,1-페닐렌옥시)]비스-, 아세트산 무수물, 및 말레산 무수물은 TCI America에서 구입하였다. 1-(4-비닐페녹시 벤조시클로부텐(BCB)은, 전체 내용이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 출원 20190169327A1호에 따라 제조되었다. 기타 모든 용매 및 화학물질은 Dow Chemical Company에서 받아 추가 정제 없이 받은 상태로 사용하였다.
분자량 측정 절차
폴리머 샘플을 테트라하이드로퓨란(THF) 중의 0.5 wt% 용액으로서 제조하고 0.2 미크론 테프론 필터를 통해 여과하였다. 이동상은 0.5% 트리에틸아민, 5% 메탄올, 및 94.5% 테트라하이드로퓨란이었다. 컬럼은 Waters Styragel HR5E 7.8x300 mm 컬럼 로트 번호 0051370931이었다. 주입 부피는 100 마이크로리터였고 실행 시간은 27분이었다. 분자량 데이터는 폴리스티렌 표준물질을 기준으로 보고되었다.
합성
실시예 1 - Polymer 1
다음의 모노머 및 용매를 오버헤드 교반하에 5 L 재킷형 반응기에 첨가하고 질소 블랭킷하에서 80℃로 가열하였다: 1044.59 g의 1-(4-비닐페녹시)벤조시클로부텐, 778.34 g의 비닐 톨루엔, 80.18 g의 비닐 피리딘, 447.67 g의 베타-미르센, 및 997.04 g의 시클로헥사논. 시클로헥사논 888.21 g 중의 71.67 g의 V65의 개시제를 20시간 동안 일정한 속도로 반응기에 공급하고, 온도를 추가 2시간 동안 80℃로 유지한 후 25℃로 낮추었다. 용액을 하기 배합 실시예에 직접 사용하였다. GPC Mn 9.03k, Mw 51.18k.
실시예 2 - MA TFMB
30 g의 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤지딘을 250 ml의 둥근 바닥 플라스크에 첨가하고 105 ml의 테트라하이드로퓨란(THF)에 용해시켰다. 자기 교반을 통해 용해가 완료되었을 때, 7.96 g의 말레산 무수물을 첨가하였다. 용액을 23℃에서 2시간 동안 교반하고, 생성된 백색 고체 침전물을 여과하고 THF로 세척하였다. 고체를 자기 교반하에 새로운 250 ml의 둥근 바닥 플라스크에 첨가하고, 42 ml의 아세트산 무수물과 1.33 g의 아세트산나트륨을 첨가하였다. 혼합물을 2시간 동안 80℃로 가열한 후, 98 ml의 물을 부어 황갈색 고체(18.2 g)를 수득하였다. 수득된 MA-TFMB는 다음의 일반식을 갖는다.
Figure 112020133991710-pat00009
실시예 3 - 1,3 Bis-4 PhoBMI
10 g의 벤젠아민, 4,4'-[1,3-페닐렌비스(옥시)] 비스-; 6.71 g의 말레산 무수물; 33 ml의 테트라하이드로퓨란; 70 ml의 아세트산 무수물; 3.4 g의 아세트산나트륨을 사용하고 99 ml의 물에 침전시킨 것을 제외하고, 실시예 2와 유사한 절차를 사용하였다. 12.7 g의 무색 고체를 수득하였다. 수득된 1,3 Bis-4 PhoBMI는 다음의 일반식을 갖는다.
Figure 112020133991710-pat00010
실시예 4 - BMP3 CF3
10 g의 벤젠아민, 4,4'-[[2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에틸리덴]비스(4,1-페닐렌옥시)]비스-; 3.78 g의 말레산 무수물; 28 ml의 테트라하이드로퓨란; 39 ml의 아세트산 무수물; 1.9 g의 아세트산나트륨을 사용하고 99 ml의 물에 침전시킨 것을 제외하고, 실시예 2와 유사한 절차를 사용하였다. 11.1 g의 무색 고체를 수득하였다. 수득된 BMP3 CF3은 다음의 일반식을 갖는다.
Figure 112020133991710-pat00011
폴리머 배합
실시예 5
20 ml의 유리 바이알에, 11.127 g의 Polymer 1 용액(실시예 1에서 제조된 Polymer 1 55 wt%를 시클로헥사논에 용해) 및 실시예 2에서 제조된 1.53 g의 MA TFMB를 첨가하였다. 이어서, 2.343 g의 시클로펜타논을 바이알에 첨가하였다. 바이알을 밀봉하고 밤새 롤링하여 균질화한 후, 5 미크론 Nylon™ 필터를 통해 여과하였다. 코팅 전에 용액을 대기 조건에서 3시간 동안 탈기시켰다.
실시예 6
실시예 5에서 제조된 Polymer 1 용액 9.597 g, APB-BMI 2.372 g, 및 시클로펜타논 3.031 g을 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방식으로 폴리머 배합물을 제조하였다.
실시예 7
실시예 4에서 제조된 BMP3 CF3을 최종 배합물이 51%의 고형분이고 20 wt%의 BMP3 CF3을 함유하도록 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방식으로 폴리머 배합물을 제조하였다.
실시예 8
실시예 5에서 제조된 1,3 Bis 4-PhoBMI를 최종 배합물이 51%의 고형분이고 31 wt%의 BMI 1,3 Bis 4-PhoBMI를 함유하도록 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방식으로 폴리머 배합물을 제조하였다.
실시예 9
BMI-689를 최종 배합물이 51%의 고형분이고 40 wt%의 BMI-689를 함유하도록 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방식으로 폴리머 배합물을 제조하였다.
실시예 10
TMH-BMI를 최종 배합물이 51%의 고형분이고 8 wt%의 TMH-BMI를 함유하도록 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방식으로 폴리머 배합물을 제조하였다.
막 제조
상기와 같이 제조된 폴리머 배합물을 200 mm 직경의 구리-코팅 웨이퍼 기판에 스핀 코팅하여 막을 제조하였다. 스핀 코팅 후, 코팅된 웨이퍼를 120℃에서 180초 동안 소프트 베이킹하였다. 생성된 막을 이어서 질소 분위기하에 200℃에서 1시간 동안 베이킹하여 막을 더 경화시켰다. 이어서, 웨이퍼를 원하는 조각으로 절단하고, 5%의 황산암모늄 수용액을 사용하여 웨이퍼로부터 막을 박리시켰다. 생성된 필름 단편을 분석하여 유전 특성 및 기계적 특성과 같은 재료 특성을 측정하였다.
유전 특성의 분석
20 GHz에서 작동하는 분할 실린더 공진기 및 Keysight N5224A PNA 네트워크 분석기를 사용하여 독립형 필름의 유전 특성을 측정하였다. 분할 실린더 공진기에 적절한 크기의 독립형 필름을 필름이 캐비티의 직경보다 크도록 공진기에 배치하였다. 관심 필름의 존재시 및 부재시 모두에 대해 주파수 및 캐비티의 Q 인자를 기록하였다. 주파수 및 Q 인자를 사용하여, 유전 특성, 유전 상수(Dk), 및 손실 탄젠트(Df)를 MATLAB 소프트웨어로 계산하였다.
기계적 특성의 분석
필름 샘플을 1 cm x 6 cm로 절단하고, Instron 인장 시험기 33R4464를 사용한 인장 시험 방법을 통해 분석하였다. 필름 샘플을 단단히 고정하고 원하는 속도로 인장시켰다. 힘 대 변형률을 기록하고, 적절한 분석 소프트웨어를 사용하여 각각의 샘플의 연신율 및 인장 강도를 구하였다. 표 1은 시험 결과를 나타낸다.
Figure 112020133991710-pat00012
참고로, 전반적인 설명 또는 실시예에서 전술한 모든 행위가 요구되는 것은 아니며, 특정 행위의 일부가 요구되지 않을 수 있고, 설명된 것 이외에 하나 이상의 추가 행위가 수행될 수 있다. 또한, 나열된 행위의 순서가 반드시 행위의 수행 순서는 아니다.
전술한 명세서에서, 특정 구현예를 참조하여 개념을 설명하였다. 그러나, 당업자는 하기 청구범위에 기재된 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 이해한다. 따라서, 본 명세서 및 도면은 제한적 의미라기보다는 예시적인 것으로 간주되어야 하고, 이러한 모든 변형은 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.
특정 구현예와 관련하여 이점, 다른 장점, 및 문제 해결책을 전술하였다. 그러나, 이점, 장점, 문제 해결책, 그리고 임의의 이점, 장점, 또는 해결책을 발생시키거나 보다 명확하게 할 수 있는 임의의 특징(들)을, 임의의 또는 모든 청구범위의 중요하거나 필수적이거나 본질적인 특징인 것으로 해석해서는 안 된다.
명확성을 위해 개별적인 구현예의 맥락에서 본원에 설명된 특정 특징들이 단일 구현예에서 조합으로 제공될 수도 있음을 이해해야 한다. 반대로, 간결성을 위해 단일 구현예의 맥락에서 설명된 다양한 특징이 개별적으로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수도 있다.

Claims (13)

  1. 일반식 II 또는 III으로 표시되는 아릴시클로부텐 모노머를 포함하는 모노머; 및 일반식 I로 표시되는 비스말레이미드 화합물;을 중합하여 생성되는 폴리머를 포함하는 화학 조성물:
    [일반식 I]
    Figure 112022085506675-pat00013

    (식 중, R은 알킬렌아릴, 시클로알킬렌, 시클로알킬렌아릴, 시클로알킬알킬렌, 디알킬 실록산, 디아릴실록산, 아릴, 헤테로아릴, 아릴옥시, 아릴아미노, 아릴티오, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환 또는 비치환 연결기이고; R1은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 메틸, 비닐, 알릴, 이소프렌, 1~100개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 이소프렌, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택됨);
    [일반식 II]
    Figure 112022085506675-pat00018

    [일반식 III]
    Figure 112022085506675-pat00019

    (식 중,
    K1은 알킬, 아릴, 탄소환 아릴, 다환 아릴, 헤테로아릴, 아릴옥시, 아릴알킬, 카보닐, 에스테르, 카복실, 에테르, 티오에스테르, 티오에테르, 3차 아민, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 2가의 기이고;
    L1은 공유결합 또는 다가 연결기이고;
    M은 치환 또는 비치환 2가 방향족 또는 다환방향족 라디칼기, 또는 치환 또는 비치환 2가 헤테로방향족 라디칼기이고;
    R2 내지 R5는 동일하거나 상이하며, 각각은 독립적으로 비치환 또는 치환 알킬, 비치환 또는 치환 알킬옥시, 비치환 또는 치환 아릴, 비치환 또는 치환 아릴옥시, 알킬티오, 아릴티오, 치환된 알킬 아미노, 치환된 아릴 아미노, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    R6 내지 R8은 동일하거나 상이하며, 각각은 독립적으로 수소, 중수소, 시아노, 할로 또는 메틸, 비닐, 알릴, 이소프렌, 1~100개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 이소프렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    x와 y는 동일하거나 상이하며, 1 내지 5의 정수이고, L1이 공유결합인 경우 y = 1임).
  2. 제1항에 있어서, R은 알킬렌아릴, 시클로알킬렌, 시클로알킬렌아릴, 시클로알킬알킬렌, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환 또는 비치환 연결기인, 화학 조성물.
  3. 아릴시클로부텐 모노머를 포함하는 모노머; 및 비스말레이미드 화합물;을 중합하여 생성되는 폴리머를 포함하며,
    상기 비스말레이미드 화합물이 1,1'-((4-헥실-3-옥틸시클로헥산-1,2-디일)비스(옥탄-8,1-디일))비스(1H-피롤-2,5-디온)(BMI-689), 1,3-비스(3-말레이미드페녹시)벤젠(APB-BMI), 1,1'-[2,2'-비스(트리플루오로메틸)[1,1'-바이페닐]-4,4'-디일]비스[1H-피롤-2,5-디온](MA-TFMB), 2,2-비스[4-(4-말레이미도페녹시)페닐]헥사플루오로프로판(BMP3 CF3), 및 1,3-비스(4-말레이미도페녹시)벤젠(1,3 Bis 4-PhoBMI)으로 이루어진 군으로부터 선택되는,
    화학 조성물.
  4. 아릴시클로부텐 모노머를 포함하는 모노머; 및 일반식 I로 표시되는 비스말레이미드 화합물;을 중합하여 생성되는 폴리머를 포함하며,
    상기 모노머가 하나 이상의 친디엔체 모이어티를 갖는 모노머를 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 친디엔체 모이어티를 갖는 모노머는 일반식 IV로 표시되는,
    화학 조성물:
    [일반식 I]
    Figure 112022085506675-pat00020

    (식 중, R은 알킬렌아릴, 시클로알킬렌, 시클로알킬렌아릴, 시클로알킬알킬렌, 디알킬 실록산, 디아릴실록산, 아릴, 헤테로아릴, 아릴옥시, 아릴아미노, 아릴티오, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환 또는 비치환 연결기이고; R1은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 메틸, 비닐, 알릴, 이소프렌, 1~100개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 이소프렌, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택됨);
    [일반식 IV]
    Figure 112022085506675-pat00016

    (식 중, B는 수소, 치환 또는 비치환 알킬, 치환 또는 비치환 방향족 모이어티 또는 치환 또는 비치환 헤테로방향족 모이어티, 하이드록시 또는 치환 또는 비치환 알킬옥시이고; R9 내지 R11은 동일하거나 상이하며, 각각은 독립적으로 수소, 메틸, 비닐, 알릴, 이소프렌, 1~100개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 이소프렌, 1 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 알킬기, 할로겐, 시아노, 6 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 아릴기, 6 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 헤테로아릴기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택됨).
  5. 제4항에 있어서, 상기 모노머는 적어도 하나의 디엔 모노머를 추가로 포함하고, 상기 디엔 모노머는 일반식 V로 표시되는, 화학 조성물:
    [일반식 V]
    Figure 112022085506675-pat00017

    (식 중, R9는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 수소 및 메틸로부터 선택되고; R10은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 수소, C1-5 알킬, C1-5 알콕시, C1-5 티오알킬, 및 C5-12 알케닐로부터 선택됨).
  6. 제5항에 있어서, 상기 모노머는 적어도 하나의 질소 헤테로환 함유 모노머를 추가로 포함하는, 화학 조성물.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 아릴시클로부텐 모노머는 일반식 II 또는 III으로 표시되는, 화학 조성물:
    [일반식 II]
    Figure 112022085506675-pat00021

    [일반식 III]
    Figure 112022085506675-pat00022

    (식 중,
    K1은 알킬, 아릴, 탄소환 아릴, 다환 아릴, 헤테로아릴, 아릴옥시, 아릴알킬, 카보닐, 에스테르, 카복실, 에테르, 티오에스테르, 티오에테르, 3차 아민, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 2가의 기이고;
    L1은 공유결합 또는 다가 연결기이고;
    M은 치환 또는 비치환 2가 방향족 또는 다환방향족 라디칼기, 또는 치환 또는 비치환 2가 헤테로방향족 라디칼기이고;
    R2 내지 R5는 동일하거나 상이하며, 각각은 독립적으로 비치환 또는 치환 알킬, 비치환 또는 치환 알킬옥시, 비치환 또는 치환 아릴, 비치환 또는 치환 아릴옥시, 알킬티오, 아릴티오, 치환된 알킬 아미노, 치환된 아릴 아미노, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    R6 내지 R8은 동일하거나 상이하며, 각각은 독립적으로 수소, 중수소, 시아노, 할로 또는 메틸, 비닐, 알릴, 이소프렌, 1~100개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 이소프렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    x와 y는 동일하거나 상이하며, 1 내지 5의 정수이고, L1이 공유결합인 경우 y = 1임).
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 화학 조성물을 적어도 하나의 유기 용매 내에 포함하는 액체 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유기 용매는 시클로펜타논, 시클로헥사논, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 감마-부티로락톤, 3-메톡시프로피오네이트, 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 3-메톡시부틸 아세테이트, 아니솔, 메시틸렌, 2-헵타논, 시멘, 2-부타논, 에틸 락테이트, 아밀 아세테이트, n-부틸 아세테이트, N-메틸-2-피롤리돈, N-부틸-2-피롤리돈으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 액체 조성물.
  10. 구리, 은, 인듐 주석 산화물, 글래스, 실리콘, 실리콘 이산화물, 실리콘 질화물, 알루미늄, 금, 폴리이미드, 및 에폭시 몰드 컴파운드로 이루어진 군으로부터 선택되는 기판에 제9항의 액체 조성물을 증착하고 가열하여 제조된 절연막.
  11. 제7항의 화학 조성물을 적어도 하나의 유기 용매 내에 포함하는 액체 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 상기 유기 용매는 시클로펜타논, 시클로헥사논, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 감마-부티로락톤, 3-메톡시프로피오네이트, 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 3-메톡시부틸 아세테이트, 아니솔, 메시틸렌, 2-헵타논, 시멘, 2-부타논, 에틸 락테이트, 아밀 아세테이트, n-부틸 아세테이트, N-메틸-2-피롤리돈, N-부틸-2-피롤리돈으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 액체 조성물.
  13. 구리, 은, 인듐 주석 산화물, 글래스, 실리콘, 실리콘 이산화물, 실리콘 질화물, 알루미늄, 금, 폴리이미드, 및 에폭시 몰드 컴파운드로 이루어진 군으로부터 선택되는 기판에 제12항의 액체 조성물을 증착하고 가열하여 제조된 절연막.
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