KR20050034839A - Carbon nanotube-graft-siloxane polymer and process for preparing dielectric film using the same - Google Patents

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이재준
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Abstract

본 발명은 산 처리된 탄소나노튜브를 축합반응제를 사용하여 축중합 가능한 작용기를 함유하는 실록산 중합체와 반응시켜 수득된 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체(CNT-graft-siloxane polymer)와, 이를 유기용매 또는 고분자의 유기용액에 분산시켜 기재 상에 도포한 후 건조하여 절연막을 형성하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법에 따라 제조된 절연막은 탄소나노튜브의 넓은 비표면적으로 인해 기계적 물성(mechanical properties)이 우수하며, 낮은 유전율을 유지한다.The present invention relates to a carbon nanotube-graft-siloxane polymer obtained by reacting an acid treated carbon nanotube with a siloxane polymer containing a functional group capable of polycondensation using a condensation reaction agent, and The present invention relates to a method of forming an insulating film by dispersing it in an organic solvent or an organic solution of a polymer, and then applying it on a substrate to dry the insulating film. It is excellent and maintains low dielectric constant.

Description

탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체 및 이를 이용한 절연막 제조방법 {Carbon Nanotube-Graft-Siloxane Polymer and Process for Preparing Dielectric Film using the Same} Carbon Nanotube-Graft-Siloxane Polymer and Process for Preparing Dielectric Film using the Same}

본 발명은 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체 및 이를 이용한 절연막 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산 처리된 탄소나노튜브를 축합반응제를 사용하여 축중합 가능한 작용기를 함유하는 실록산 중합체와 반응시켜 수득된 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체(CNT-graft-siloxane polymer) 및 이 중합체를 유기용매 또는 고분자의 유기용액에 분산켜, 기판 상에 도포한 후 건조하여 반도체 층간 절연막을 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon nanotube-graft-siloxane polymer and a method for preparing an insulating film using the same, and more particularly, to reacting an acid-treated carbon nanotube with a siloxane polymer containing a functional group capable of condensation polymerization using a condensation reagent. CNT-graft-siloxane polymer obtained by dispersing and dispersing the polymer in an organic solvent or an organic solution of a polymer, coated on a substrate and dried to form a semiconductor interlayer insulating film It is about.

반도체의 집적도가 증가함에 따라 배선 구조의 RC 딜레이(delay) 증가에 의한 신호 전달속도의 감소문제가 심각해지고 있어 반도체 소자에 있어 층간 절연 박막의 축전용량을 낮추는 것은 중요한 이슈가 되고 있다. 이를 위해, 미국특허 제 3,615,272호, 제 4,399,266호, 제 4,756,977호 및 제 4,999,397호는 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition)을 이용해야 하는 SiO2(유전율 4.0) 절연막 대신에 SOD (spin on deposition) 방식으로 제조할 수 있는 폴리실세스퀴옥산 (Polysilsesquioxane: 유전율 2.5~3.1 정도) 절연막을 개시하고 있다. 하이드로겐 실세스퀴옥산 및 이의 다양한 제조방법은 당해 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들어, 미국특허 제 3,615,272호는 황산 매질(medium) 내에서 트리클로로, 트리메톡시, 트리아세톡시 실란을 축합하여 완전 축합된 상태의 하이드로겐 실세스퀴옥산을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 한편, 미국특허 제 5,010,159호는 아릴술폰산 수화물을 포함한 가수분해 매질 내에서 하이드로 실란을 가수분해하여 수지를 형성한 후, 이 수지를 중화제와 접촉시켜 하이드로겐 실세스퀴옥산을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 또한, 미국특허 제 6,232,424호는 테트라알콕시실란 (tetraalkoxysilane), 유기실란(organosilane) 및 유기트리알콕시실란 (organotrialkoxysilane)을 물과 촉매의 존재하에 가수분해 및 축합반응시켜 용액 내에서 안정하고 용해도가 우수한 실리콘 수지(silicone resin) 조성물 및 이의 제조방법을 개시하고 있다. 미국특허 제 6,000,339호는 산소 플라즈마에 대한 저항성 및 기타 물성이 개선되고 두꺼운 박막형성이 가능한 실리카계 화합물을 제조하는 방법을 개시하고 있는 바, 상기 방법은 알콕시실란(alkoxysilane), 불소가 함유된 알콕시실란(fluorine-containing alkoxysilane), 및 알킬알콕시실란 (alkylalkoxysilane) 중에 선택된 단량체 및 티타늄(Ti) 또는 지르코늄(Zr) 알콕시드(alkoxide) 화합물을 물과 촉매하에 반응시키는 것으로 이루어져 있다. 미국특허 제 5,853,808호는 박막의 SiO2 의 함량을 높이기 위하여 유기실란(organosilane)의 β위치에 반응기(reactive group)가 치환된 화합물을 이용하여 제조한 실록산(siloxane)과 실세스퀴옥산(silsesquioxane)계 중합체 및 이를 이용한 박막 조성물을 개시하고 있다. 또한, 유럽특허 제 0 997 497 A1호는 모노알콕시실란 (monoalkoxysilanes), 디알콕시실란(dialkoxysilanes), 트리알콕시실란 (trialkoxysilanes), 테트라알콕시실란(tetraalkoxysilanes) 및 트리알콕시실란 이량체 (trialkoxysilane dimers)와 같은 다양한 알콕시실란(alkoxysilane) 화합물들의 혼합물을 가수분해 및 축합 반응하여 수득한 조성물 및 이를 이용한 박막 절연막을 개시하고 있다. 또한 미국특허 제 5,378,790호는 우수한 물성을 가진 유/무기 하이브리드 물질(inorganic/organic hybrid materials)을 개시하고 있고, 한국특허 제 343938호는 환형 실록산 단량체를 가수분해 및 축합반응시켜 제조한 실록산계 수지 및 이를 이용한 박막 절연박막을 개시하고 있다. 그러나, 상기 모든 공지된 기술에 의해 제조된 실록산계 중합체를 이용한 절연막은 충분히 낮은 유전율을 제공하지 못하거나, 혹은 충분히 낮은 유전율을 제공하는 경우에도 막의 기계적 물성이 좋지 않고, 절연막 내의 유기 탄소함량이 높은 문제점이 있다. 따라서, 당해 기술분야에는 SOD에 의해 제조 가능한 절연막으로서, 낮은 절연계수를 가지고 인성 강도 등의 기계적 물성이 우수한 절연막 형성 재료의 개발이 요구되고 있다.As the degree of integration of semiconductors increases, a problem of decreasing signal transmission speed due to an increase in RC delay of a wiring structure becomes serious. Therefore, lowering capacitance of an interlayer insulating thin film becomes an important issue in semiconductor devices. To this end, US Pat. Nos. 3,615,272, 4,399,266, 4,756,977, and 4,999,397 are manufactured by spin on deposition (SOD) instead of SiO 2 (dielectric constant 4.0) insulating films that require chemical vapor deposition (Chemical Vapor Deposition). A polysilsesquioxane (a dielectric constant of about 2.5 to 3.1) that can be used is disclosed. Hydrogen silsesquioxanes and various methods for their preparation are known in the art. For example, US Pat. No. 3,615,272 discloses a process for producing hydrogen silsesquioxane in a fully condensed state by condensing trichloro, trimethoxy, triacetoxy silane in a sulfuric acid medium. . U.S. Pat.No. 5,010,159 discloses a process for producing hydrogen silsesquioxane by hydrolyzing hydrosilane in a hydrolysis medium containing arylsulfonic acid hydrate to form a resin, and then contacting the resin with a neutralizing agent. have. In addition, U. S. Patent No. 6,232, 424 discloses stable and soluble silicones in solution by hydrolyzing and condensing tetraalkoxysilane, organosilane and organotrialkoxysilane in the presence of water and a catalyst. A resin resin composition and a method of preparing the same are disclosed. US Patent No. 6,000,339 discloses a method for preparing a silica-based compound having improved resistance to oxygen plasma and other physical properties and capable of forming a thin film. The method includes an alkoxysilane and an alkoxysilane containing fluorine. and a monomer selected from fluorine-containing alkoxysilane and alkylalkoxysilane and a titanium or zirconium alkoxide compound under water and a catalyst. U.S. Patent No. 5,853,808 discloses siloxane and silsesquioxane prepared by using a compound in which a reactive group is substituted at the β position of an organosilane to increase the SiO 2 content of the thin film. A polymer and a thin film composition using the same are disclosed. EP 0 997 497 A1 also discloses monoalkoxysilanes, dialkoxysilanes, trialkoxysilanes, tetraalkoxysilanes and trialkoxysilane dimers. A composition obtained by hydrolyzing and condensing a mixture of various alkoxysilane compounds and a thin film insulating film using the same are disclosed. In addition, U.S. Patent No. 5,378,790 discloses organic / organic hybrid materials having excellent physical properties, and Korean Patent No. 343938 discloses siloxane resins prepared by hydrolysis and condensation reaction of cyclic siloxane monomers, and A thin film insulating thin film using the same is disclosed. However, the insulating film using the siloxane polymer prepared by all the above known techniques does not provide a sufficiently low dielectric constant, or even if it provides a sufficiently low dielectric constant, the mechanical properties of the film are not good, and the organic carbon content in the insulating film is high. There is a problem. Accordingly, there is a need in the art for the development of an insulating film forming material having a low insulation coefficient and excellent mechanical properties such as toughness as an insulating film that can be produced by SOD.

한편, 1991년 이지마 박사의 발견 이래, 나노 크기의 소재로서 많은 연구가 진행되어 온 탄소나노튜브는, 통상 흑연면으로 이루어진 직경 1 내지 20㎚ 정도의 원통형 구조를 가진다. 상기 탄소 나노튜브의 흑연면은 튼튼하고 평탄한 육각형 판상막 구조의 독특한 결합배열을 가지고, 나선모양으로 감기면서 튜브를 형성하며, 상이한 지점에서 모서리의 결합을 가지고, 상기 막의 상하부는 자유전자로 채워져 있으며, 상기 자유전자는 이산상태에서 막과 평행한 상태로 운동을 한다. 나노튜브의 전기적 특성은 구조와 직경의 함수인 것으로 알려져 있는바[Phys. Rev. B46, 1804 (1992); Phys. Rev. Lett. 68, 1579 (1992)], 그 구조와 직경에서의 차이에 따라 절연체로부터 반도체, 금속성까지 나타낼 수 있다. 예를 들면, 탄소나노튜브의 나선형 또는 키랄성(chirality)을 바꾸어 자유전자의 운동방식에 변화를 주게 되면, 자유전자의 운동이 완전히 자유로워져 탄소나노튜브가 금속과 같은 도체적 성질을 갖게 되거나, 혹은 극복해야 될 배리어(barrier)의 존재로 인해 반도체의 특성을 나타내기도 한다. 이 때, 상기 배리어의 크기는 튜브의 직경에 따라 결정되며, 최소직경에서 1eV도 가능한 것으로 알려져 있다.On the other hand, since the discovery of Dr. Ijima in 1991, many researches have been conducted as nano-sized materials have a cylindrical structure having a diameter of about 1 to 20 nm, usually made of graphite. The graphite surface of the carbon nanotubes has a unique bond arrangement of a strong, flat hexagonal plate-like membrane structure, forms a tube wound in a spiral shape, has a bond of edges at different points, and the upper and lower portions of the film are filled with free electrons. The free electrons move in parallel with the film in discrete states. The electrical properties of nanotubes are known to be a function of structure and diameter [ Phys. Rev. B46, 1804 (1992); Phys. Rev. Lett. 68, 1579 (1992)], depending on the structure and the difference in diameter can represent from the insulator to the semiconductor and metallic. For example, changing the helical or chirality of carbon nanotubes changes the way of free electron movement, and the movement of free electrons is completely free and the carbon nanotubes have the same conductive properties as metals, or The presence of barriers to be overcome may also indicate the characteristics of the semiconductor. At this time, the size of the barrier is determined according to the diameter of the tube, it is known that even 1eV at the minimum diameter.

탄소나노튜브는 이처럼 역학적 견고성과 화학적 안정성이 뛰어나고, 반도체와 도체의 성질을 모두 띨 수 있으며, 직경이 작고 길이가 길며 속이 비어있다는 특성 때문에, 평판표시소자, 트랜지스터, 에너지 저장체 등의 소재로서 뛰어난 성질을 보이고, 나노크기의 각종 전자소자로서의 응용성이 매우 크다. Carbon nanotubes are excellent in mechanical properties such as flat panel display devices, transistors, and energy storage materials because of their excellent mechanical robustness and chemical stability, their ability to exhibit both semiconductor and conductor properties, and their small diameter, length, and hollowness. It shows properties, and its applicability as nano-sized various electronic devices is very large.

본 발명자들은 상기 문제를 해결하고자 예의 연구한 결과, 탄소나노튜브의 표면에 카르복실레이트기를 도입한 후, 이를 실록산 중합체의 말단기에 반응시켜 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체(CNT-graft-siloxane polymer)를 제조하고, 이를 반도체 층간 절연막 제조에 이용하는 경우 기계적 물성이 비약적으로 개선됨을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have diligently studied to solve the above problems, and after introducing a carboxylate group on the surface of the carbon nanotubes, reacting them with the end groups of the siloxane polymers, the carbon nanotube-graft-siloxane polymers (CNT-graft- siloxane polymer), and when it is used to manufacture a semiconductor interlayer insulating film, the mechanical properties are remarkably improved, thereby completing the present invention.

즉, 본 발명의 한 측면은 유기용매 하에서 산 처리된 탄소나노튜브를 축합반응제를 사용하여 축중합 가능한 작용기를 함유하는 실록산 중합체와 반응시켜 수득된 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체에 관한 것이다.That is, one aspect of the present invention relates to a carbon nanotube-graft-siloxane polymer obtained by reacting an acid treated carbon nanotube in an organic solvent with a siloxane polymer containing a functional group capable of condensation polymerization using a condensation reaction agent. .

본 발명의 다른 측면은 상기 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체를 용매에 분산시켜 분산액을 제조하고, 이를 기판에 도포한 다음, 열 경화시키는 단계를 포함하는 반도체 층간 절연막의 형성방법에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a method for forming a semiconductor interlayer insulating film comprising the step of dispersing the carbon nanotube-graft-siloxane polymer in a solvent to prepare a dispersion, applying it to a substrate, and then thermally curing.

본 발명의 또 다른 측면은 상기 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체를 용매에 분산시켜 분산액을 제조하고, 이를 기판에 도포한 다음, 열 경화시켜 제조딘 반도체 층간 절연막에 관한 것이다. Another aspect of the present invention relates to a semiconductor interlayer insulating film prepared by dispersing the carbon nanotube-graft-siloxane polymer in a solvent to prepare a dispersion, applying it to a substrate, and then thermally curing it.

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

본 발명에 사용되는 탄소나노튜브는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 특별히 제한되지 않으며, 시판되는 제품을 구입하여 사용할 수 있다. 예컨대, 통상의 아크 방전법, 레이저 삭마법(Laser ablation), 고온 필라멘트 플라즈마 화학기상증착법, 마이크로웨이브 플라즈마 화학기상증착법, 열화학 기상증착법 또는 열분해법으로 제조된 것을 사용할 수 있다. 다만, 상기의 방법으로 합성된 탄소나노튜브에는 부산물인 비정질 탄소, 플러렌 등의 탄소-함유 물질들과 튜브의 성장을 위한 촉매로 사용되는 전이금속 등이 포함되어 있기 때문에, 이를 제거하기 위한 별도의 정제공정이 필요하다. 상기 탄소나노튜브의 정제는 당업계에 공지된 모든 방법을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 후술하는 방법에 따르나, 이에 제한되지는 아니한다. 우선, 탄소나노튜브를 100℃의 증류수 내에서 8 내지 24 시간, 바람직하게는 12시간 동안 환류시킨 후, 이를 여과하여 그 여과물을 완전히 건조시킨 다음, 건조된 분말을 톨루엔으로 세척하여 상술한 바와 같은 탄소-함유 물질들을 제거한다. 이어서, 이로부터 수득된 검뎅이 물질(soot)을 450 내지 500℃, 바람직하게는 470℃의 온도에서 가열한다. 가열 시간은 20 내지 30 분간, 바람직하게는 20분간이 적합하며, 마지막으로 4 내지 7M, 바람직하게 6M 정도는 염산으로 세척하여 모든 금속성 오염물을 제거함으로써 순수한 탄소나노튜브를 수득할 수 있다.The carbon nanotubes used in the present invention are not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired, and commercially available products can be purchased. For example, a conventional arc discharge method, laser ablation, high temperature filament plasma chemical vapor deposition, microwave plasma chemical vapor deposition, thermochemical vapor deposition, or pyrolysis can be used. However, since the carbon nanotubes synthesized by the above method include carbon-containing materials such as by-products amorphous carbon and fullerene, and transition metals used as catalysts for growth of the tubes, a separate Purification process is required. Purification of the carbon nanotubes can be used in all methods known in the art, preferably according to the method described below, but is not limited thereto. First, the carbon nanotubes are refluxed in distilled water at 100 ° C. for 8 to 24 hours, preferably 12 hours, and then filtered to completely dry the filtrate, followed by washing the dried powder with toluene to obtain Remove the same carbon-containing materials. The soot obtained therefrom is then heated at a temperature of 450 to 500 ° C, preferably 470 ° C. The heating time is suitable for 20 to 30 minutes, preferably 20 minutes, and finally, 4 to 7M, preferably about 6M may be washed with hydrochloric acid to remove all metallic contaminants to obtain pure carbon nanotubes.

상기와 같이 정제공정을 거친 탄소나노튜브는 산처리에 의해 그 표면에 카르복실기를 도입한다. 산 처리는 탄소나노튜브 표면에 카르복실레이트기를 도입할 수 있는 방법이면 공지된 어떠한 방법도 이용할 수 있으나, 바람직하게는 환류하는 강산으로 처리하여 탄소나노튜브의 표면에 카르복실레이트기를 도입하는 방법을 이용한다. 이 때 강산으로는 질산, 황산 또는 이들의 혼합 용액이 바람직하나 이에 제한되지 않는다.The carbon nanotubes undergoing the purification process as described above introduce carboxyl groups on their surfaces by acid treatment. The acid treatment may be any known method as long as it can introduce a carboxylate group to the surface of the carbon nanotubes, but preferably, a method of introducing a carboxylate group to the surface of the carbon nanotubes by treating with a reflux strong acid I use it. At this time, the strong acid is preferably nitric acid, sulfuric acid or a mixed solution thereof, but is not limited thereto.

먼저, 탄소 나노튜브를 부피비 1:9 내지 9:1, 바람직하게는 2:8 내지 8:2의 질산 및 황산의 혼합산 용액 내에서 72 내지 120시간 동안 환류시키고 0.1 내지 0.4㎛, 바람직하게는 0.2㎛의 폴리카보네이트 필터로 여과 한 후, 그 여과물을 다시 질산에 담가 90 내지 120 ℃에서 45 내지 60시간 동안 환류시킨 다음, 원심분리한다. 원심분리 후 상등액을 회수하여 폴리카보네이트 필터로 여과하고, 그 여과물을 완전히 건조시키고, 다시 폴리 카보네이트 필터로 여과하여 일정한 크기를 갖는 탄소나노튜브만을 선별해 낸다. 수득된 탄소나노튜브의 카르복실화는 라만스펙트럼 등으로 확인할 수 있으며, 산처리된 탄소나노튜브의 경우 표면에 존재하는 카르복실기 때문에 일정한 점도를 가진 균일 슬러리로 존재하게 된다.First, the carbon nanotubes are refluxed for 72 to 120 hours in a mixed acid solution of nitric acid and sulfuric acid at a volume ratio of 1: 9 to 9: 1, preferably 2: 8 to 8: 2, and preferably 0.1 to 0.4 mu m. After filtration with a 0.2 μm polycarbonate filter, the filtrate was immersed in nitric acid again and refluxed at 90 to 120 ° C. for 45 to 60 hours, followed by centrifugation. After centrifugation, the supernatant is recovered, filtered through a polycarbonate filter, the filtrate is completely dried, and filtered through a polycarbonate filter to screen only carbon nanotubes having a certain size. Carboxylation of the obtained carbon nanotubes can be confirmed by Raman spectrum, etc., and in the case of acid treated carbon nanotubes, they exist as a uniform slurry having a constant viscosity because of the carboxyl groups present on the surface.

이렇게 산처리를 거친 탄소나노튜브는 랜덤 네트워크를 형성하게 되며, 그 표면에 다수의 카르복실레이트기가 존재하여 추후 실록산 중합체와 반응시에 쿨롱의 힘을 형성할 수 있다.The acid treated carbon nanotubes form a random network, and a plurality of carboxylate groups are present on the surface thereof to form coulomb force upon reaction with the siloxane polymer.

상기 산 처리된 탄소나노튜브와 반응할 실록산 중합체는 특별히 제한되지 않으며 공지된 모든 실록산 중합체를 사용할 수 있다.The siloxane polymer to react with the acid treated carbon nanotubes is not particularly limited and any known siloxane polymer may be used.

보다 구체적으로는 실란계 모노머, 환형 실록산계 모노머 및 케이지형 실록산계 모노머로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 모노머를 유기용매 하에서 산 또는 염기 촉매와 함께 물의 존재 하에서 축합 반응시켜 얻을 수 있다.More specifically, at least one monomer selected from the group consisting of silane monomers, cyclic siloxane monomers and cage siloxane monomers can be obtained by condensation reaction in the presence of water with an acid or base catalyst in an organic solvent.

상기 실란계 모노머에는 구체적으로 하기 화학식 1 내지 2로 표시되는 물질이 포함되나, 이에 한정되지 않는다.The silane monomers include, but are not limited to, materials represented by the following Chemical Formulas 1 to 2 specifically.

RR 1n1n Si(ORSi (OR 22 )) 4-n4-n

상기 식에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소원자, C1~C3의 알킬기 또는 C6~C15의 아릴기 또는 할로겐 원자이며, R1 및 R2 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이고, n은 0 내지 3의 정수이다.Wherein R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 , an aryl group or a halogen atom of C 6 to C 15 , and at least one of R 1 and R 2 is a hydrolyzable functional group and n is an integer of 0-3.

XX 1One XX 22 XX 33 Si-M-SiXSi-M-SiX 1One XX 22 XX 33

상기 식에서, M은 C6~C15 아릴렌기 또는 C1~C10의 알킬렌기이고, X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1~C3의 알킬기, C1~C10 의 알콕시기 또는 할로겐 원자로서, X1, X2 및 X3 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이다.In the above formula, M is C 6 ~ C 15 An arylene group or a C 1 to C 10 alkylene group, X 1 , X 2 and X 3 are each independently a hydrogen atom, an C 1 to C 3 alkyl group, a C 1 to C 10 alkoxy group or a halogen atom, At least one of 1 , X 2 and X 3 is a hydrolyzable functional group.

상기 환형 실록산계 모노머에는 하기 화학식 3 또는 4로 표시되는 물질이 포함되나, 이에 한정되지 않는다.The cyclic siloxane monomers include, but are not limited to, a material represented by the following Chemical Formula 3 or 4.

상기 식에서, R1은 수소원자, C1~C3의 알킬기 또는 C6~C15 의 아릴기이고, X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1~C3의 알킬기, C1 ~C10의 알콕시기 또는 할로겐 원자로서, X1, X2 및 X3 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이며, p는 3 내지 8의 정수이고, m은 0 내지 10의 정수이다.Wherein R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 or an aryl group of C 6 to C 15 , X 1 , X 2 and X 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 , As an alkoxy group or halogen atom of C 1 to C 10 , at least one of X 1 , X 2 and X 3 is a hydrolyzable functional group, p is an integer of 3 to 8, and m is an integer of 0 to 10.

상기 식에서, R1은 수소원자, C1~C3의 알킬기 또는 C6~C15 의 아릴기이고, R2는 수소원자, C1~C3의 알킬기, R'CO 또는 SiX1X2X3로서, 이때 R'는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며, X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1~C 3의 알킬기, C1~C10의 알콕시기 또는 할로겐 원자로서, X1, X2 및 X3 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이며, p는 3 내지 8의 정수이다.Wherein R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 or an aryl group of C 6 to C 15 , and R 2 is a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 , R'CO or SiX 1 X 2 X 3 , wherein R 'is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, X 1 , X 2 and X 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 , an alkoxy group of C 1 to C 10 or a halogen atom At least one of X 1 , X 2 and X 3 is a hydrolyzable functional group, and p is an integer of 3 to 8.

또한 상기 케이지형 실록산계 모노머에는 하기 화학식 5 내지 7로 표시되는 물질이 포함되나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the cage-type siloxane monomers include, but are not limited to, a material represented by the following Chemical Formulas 5 to 7.

상기 화학식 5 내지 7에서, X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1~C3의 알킬기, C1~C10의 알콕시기 또는 할로겐 원자로서, X1, X2 및 X3 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이며, n은 0 내지 10의 정수이다.In Formulas 5 to 7, X 1 , X 2 and X 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 ~ C 3 , an alkoxy group of C 1 ~ C 10 or a halogen atom, X 1 , X 2 and X At least one of 3 is a hydrolyzable functional group and n is an integer of 0-10.

상기 실록산 중합체 제조시 사용되는 산 또는 염기 촉매는 염산 (hydrochloric acid), 질산(nitric acid), 벤젠 술폰산(benzene sulfonic acid), 옥살릭산(oxalic acid), 포믹산(formic acid), 수산화칼륨(potassium hydroxide), 수산화나트륨(sodium hydroxide), 트리에틸아민(triethylamine), 탄산수소나트륨 (sodium bicarbonate), 피리딘(pyridine)등을 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상기 촉매는 모노머에 대한 촉매의 몰비가 1:0.00001~1:10가 되는 범위에서 사용한다.The acid or base catalyst used in the preparation of the siloxane polymer may be hydrochloric acid, nitric acid, benzene sulfonic acid, oxalic acid, formic acid, or potassium hydroxide. hydroxide, sodium hydroxide, triethylamine, sodium bicarbonate, pyridine and the like can be used, but is not limited thereto. The catalyst is used in a range in which the molar ratio of the catalyst to the monomer is 1: 0.00001 to 1:10.

상기 가수분해 및 축합 반응에서 사용되는 물은 모노머에 대한 물의 몰(mol) 비가 1:1~1:100이 되는 범위에서 사용된다.The water used in the hydrolysis and condensation reaction is used in a range in which the molar ratio of water to monomers is 1: 1 to 1: 100.

또한 실록산 중합체 제조 시 유기용매로 헥산(hexane)등의 탄화수소 용매 (aliphatic hydrocarbon solvent), 아니솔(anisol), 메시틸렌(mesitylene) 및 자일렌(xylene)을 포함하는 방향족계 탄화수소 용매(aromatic hydrocarbon solvent); 메틸 이소부틸 케톤(methyl isobutyl ketone), 1-메틸-2-피롤리디논(1-1methyl-2-pyrrolidinone), 시클로헥사논(cyclohexanone) 및 아세톤(acetone)을 포함하는 케톤계 용매(ketone-based solvent); 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran) 및 이소프로필 에테르(isopropyl ether)를 포함하는 에테르계 용매(ether-based solvent); 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 부틸 아세테이트(butyl acetate) 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate)를 포함하는 아세테이트계 용매(acetate-based solvent); 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol) 및 부틸 알코올(butyl alcohol)을 포함하는 알코올계 용매(alcohol-based solvent); 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide) 및 디메틸포름아미드 (dimethylformamide)를 포함하는 아미드계 용매; 실리콘계 용매(silicon-based solvent); 또는 이들 중 일종 이상의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, in the preparation of the siloxane polymer, an aromatic solvent containing an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane, anisole, mesitylene and xylene is used as an organic solvent. ); Ketone-based solvents including methyl isobutyl ketone, 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-pyrrolidinone, cyclohexanone and acetone solvent); Ether-based solvents including tetrahydrofuran and isopropyl ether; Acetate-based solvents including ethyl acetate, butyl acetate and propylene glycol methyl ether acetate; Alcohol-based solvents including isopropyl alcohol and butyl alcohol; Amide solvents including dimethylacetamide and dimethylformamide; Silicon-based solvents; Or a mixture of one or more of them.

축합 반응에서 온도는 0~200℃ 범위이며, 반응 시간은 0.1~100 시간이 바람직하다. In the condensation reaction, the temperature is in the range of 0 to 200 ° C, and the reaction time is preferably 0.1 to 100 hours.

상기에서 제조된 실록산 중합체는 분자량이 3,000~300,000의 범위가 되는 것이 바람직하며, 전체 중합체의 말단기 중 Si-OH 함량이 5%이상인 것이 바람직하다.The siloxane polymer prepared above preferably has a molecular weight in the range of 3,000 to 300,000, and preferably has a Si-OH content of 5% or more in the terminal groups of the entire polymer.

상기와 같이 얻어진 실록산 중합체는 유기 용매 내에서 축합반응제를 이용하여 탄소나노튜브와 반응시키는데, 산처리된 탄소나노입자 표면의 다수의 카르복실레이트기와 실록산 중합체 말단기에 존재하는 상기 하이드록시 반응기가 축합반응함으로써 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체를 수득한다. The siloxane polymer obtained as described above is reacted with carbon nanotubes using a condensation reaction agent in an organic solvent, and the hydroxy reactor present in a plurality of carboxylate groups and siloxane polymer terminal groups on the surface of the acid-treated carbon nanoparticles By condensation reaction, a carbon nanotube-graft-siloxane polymer is obtained.

상기 축합반응에서 사용할 수 있는 축합반응제의 예로서는 1,3-디시클로카르보디이미드(1,3-Dicyclohexylcarbodimide: DCC), N,N-디이소프로필에틸아민(N,N-Diisopropylethylamine: DIEA), O-(7-아자벤조트리아졸-1-일)-N,N,N',N'-테트라메틸우로니움 헥사플루오르포스페이트 [O-(7-Azabenzotriazol-1-yl)-N,N,N',N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate: HATU] 또는 이들의 2 이상의 혼합물을 들 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the condensation reaction agent that can be used in the condensation reaction include 1,3-dicyclohexylcarbodimide (DCC), N, N-diisopropylethylamine (DIEA), O- (7-Azabenzotriazol-1-yl) -N, N, N ', N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate [O- (7-Azabenzotriazol-1-yl) -N, N, N ', N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate: HATU] or a mixture of two or more thereof, but is not limited thereto.

상기 반응에서 탄소나노튜브의 사용량은 실록산 중합체 100 중량부에 대하여 0.001 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.The amount of carbon nanotubes used in the reaction is preferably 0.001 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the siloxane polymer.

상기 축합반응에서 이용되는 유기용매로는 특별히 제한되지 않으나 바람직하게는 디메틸 포름 아마이드(DMF)를 사용한다.The organic solvent used in the condensation reaction is not particularly limited, but dimethyl formamide (DMF) is preferably used.

본 발명에 따른 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체를 유기용매 또는 고분자의 유기용액에 분산시키고, 이를 기판 상에 도포하고 열경화시켜 절연막을 제조할 수 있다. 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체를 유기용매 또는 고분자의 유기용액에 분산시킬 경우, 분산이 쉽게 이루어져서 실록산 중합체와 탄소나노튜브간의 계면에 형성된 쿨롱의 힘에 의해 상용성이 크게 향상되며 별도의 계면활성제를 사용하지 않고도 코팅시에 실록산 중합체와 탄소나노튜브가 상분리되거나 시간 경과에 따라 침전되는 문제가 발생하지 않는다.The carbon nanotube-graft-siloxane polymer according to the present invention may be dispersed in an organic solvent or an organic solution of a polymer, and then coated on a substrate and thermoset to prepare an insulating film. When the carbon nanotube-graft-siloxane polymer is dispersed in an organic solvent or an organic solution of a polymer, dispersion is easily performed, and compatibility is greatly improved by the coulomb force formed at the interface between the siloxane polymer and the carbon nanotube. There is no problem that the siloxane polymer and the carbon nanotubes are phase separated or precipitated over time during coating without using an active agent.

상기 유기용매는 특별히 제한되지는 않으나, 바람직하게는 헥산(hexane), 또는 헵탄 (heptane) 등의 지방족 탄화수소 용매(aliphatic hydrocarbon solvent); 아니솔(anisol), 메시틸렌 (mesitylene), 자일렌(xylene) 등의 방향족계 탄화수소 용매(aromatic hydrocarbon solvent); 메틸 이소부틸 케톤(methyl isobutyl ketone), 1-메틸-2-피롤리디논(1-1methyl-2-pyrrolidinone), 시클로헥산온 (cyclohexanone), 아세톤(acetone) 등의 케톤계 용매(ketone-based solvent); 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran), 이소프로필 에테르(isopropyl ether) 등의 에테르계 용매(ether-based solvent); 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 부틸 아세테이트 (butyl acetate), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate) 등의 아세테이트계 용매(acetate-based solvent); 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol), 부틸 알코올(butyl alcohol), 알코올계 용매 (alcohol-based solvent); 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide), 디메틸 포름아미드(dimethylformamide) 등의 아미드계 용매; 실리콘계 용매(silicon-based solvent); 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. The organic solvent is not particularly limited, but is preferably an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane or heptane; Aromatic hydrocarbon solvents such as anisol, mesitylene and xylene; Ketone-based solvents such as methyl isobutyl ketone, 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-pyrrolidinone, cyclohexanone, and acetone ); Ether-based solvents such as tetrahydrofuran and isopropyl ether; Acetate-based solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, and propylene glycol methyl ether acetate; Isopropyl alcohol, butyl alcohol, alcohol-based solvents; Amide solvents such as dimethylacetamide and dimethylformamide; Silicon-based solvents; Or mixtures thereof.

상기 용매의 함량은 전체 조성물 대비 20~99.9 중량%인 것이 바람직하다. The content of the solvent is preferably 20 to 99.9 wt% based on the total composition.

상기와 같이 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체를 유기용매 또는 고분자의 유기용액에 분산시켜 형성된 분산액은 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 기공형성물질을 추가로 포함하여 코팅액을 형성할 수 있으며, 이 코팅액을 기판 위에 도포하고 열 경화시키는 단계를 거쳐 절연막을 제조한다.As described above, the dispersion formed by dispersing the carbon nanotube-graft-siloxane polymer in an organic solvent or an organic solution of a polymer may further include a pore-forming material within a range that does not impair the object of the present invention to form a coating solution. The coating solution is coated on a substrate and thermally cured to prepare an insulating film.

상기 기공형성물질에는 다공성 절연막 형성을 위해 사용되는 모든 공지의 기공형성물질을 포함한다. 바람직하게는, 사이크로덱스트린 (cyclodextrin) 및 그 유도체, 폴리카프로락톤(polycaprolactone) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 단독으로 또는 2 이상 조합하여 사용할 수 있다. 상기 기공 형성물질은 코팅액 중 고형분(즉, 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체와 기공형성물질)의 전체 중량을 기준으로 0 내지 70 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. The pore forming material includes all known pore forming materials used for forming a porous insulating film. Preferably, a compound selected from the group consisting of cyclodextrin and derivatives thereof, polycaprolactone and derivatives thereof may be used alone or in combination of two or more thereof. The pore-forming material is preferably present in an amount of 0 to 70% by weight based on the total weight of solids (ie, carbon nanotube-graft-siloxane polymer and pore-forming material) in the coating solution.

상기 기판은 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 특별히 제한되지 않으며, 열경화 조건을 견딜 수 있는 모든 기판, 예를 들어, 유리 기판, 실리콘 웨이퍼, 또는 플라스틱 기판을 용도에 따라 선택하여 사용할 수 있다.The substrate is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired, and any substrate capable of withstanding thermosetting conditions, for example, a glass substrate, a silicon wafer, or a plastic substrate may be selected and used depending on the application.

상기 코팅액을 도포하는 방법으로는 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), 분무 코팅(spray coating), 흐름 코팅(flow coating), 및 스크린 인쇄 (screen printing) 등이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 편의성 및 균일성의 측면에서 볼 때 스핀 코팅이 가장 바람직하다. 스핀코팅을 행하는 경우, 스핀속도는 800 내지 5,000 rpm의 범위 내에서 조절되는 것이 바람직하다.Methods of applying the coating solution include spin coating, dip coating, spray coating, flow coating, and screen printing, but are not limited thereto. It doesn't work. Spin coating is most preferred in view of convenience and uniformity. When spin coating is performed, the spin speed is preferably adjusted within the range of 800 to 5,000 rpm.

상기 기판에 도포가 완료된 후, 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체 및 선택적으로 기공형성물질로 이루어진 필름이 형성되도록, 필요에 따라 용매를 증발시켜 필름을 건조하는 과정을 포함할 수 있다. 필름 건조과정은 단순히 주위 환경에 노출시키거나, 경화 공정의 초기 단계에서 진공을 적용하거나, 혹은 200℃이하의 온도로 약하게 가열하여 수행할 수 있다.After the coating is completed on the substrate, a process of drying the film by evaporating the solvent as necessary so that a film made of a carbon nanotube-graft-siloxane polymer and optionally a pore-forming material is formed. The film drying process can be carried out simply by exposing to the ambient environment, applying a vacuum in the initial stages of the curing process, or by slightly heating to a temperature below 200 ° C.

이어서, 상기 필름은 1 내지 150분 동안 150℃ 내지 600℃, 바람직하게는 200℃ 내지 450℃의 온도로 열경화시켜 균열이 없는 불용성 피막을 형성시킨다. 균열이 없는 피막이란 1000배율의 광학현미경으로 관찰할 때, 육안으로 볼 수 있는 임의의 균열이 관찰되지 않는 피막을 뜻하며, 불용성 피막이란 실록산계 중합체를 침착시켜 막을 형성시키는 용매 또는 수지를 도포시키기에 유용한 것으로 기술된 용매에 본질적으로 용해되지 않는 피막을 말한다.The film is then thermoset at a temperature of 150 ° C. to 600 ° C., preferably 200 ° C. to 450 ° C. for 1 to 150 minutes to form an insoluble coating free of cracks. A crack-free film is a film in which no visible crack is observed when viewed with an optical microscope at a 1000x magnification. An insoluble film is used to apply a solvent or resin to form a film by depositing a siloxane-based polymer. It refers to a coating that is essentially insoluble in a solvent described as useful.

탄소 나노튜브-그라프트-실록산 중합체만으로 이루어진 절연막은 3.0 이하의 유전율을 가지며 반도체 층간 저유전 코팅 막으로 사용될 수 있으며, 상기 탄소 나노튜브-그라프트-실록산 중합체에 기공형성 물질이 포함되어 형성된 절연막은 2.5이하의 유전율을 가진다.An insulating film composed of carbon nanotube-graft-siloxane polymer only has a dielectric constant of 3.0 or less and can be used as a low dielectric coating film between semiconductor layers, and the insulating film formed by including a pore-forming material in the carbon nanotube-graft-siloxane polymer is It has a dielectric constant of 2.5 or less.

본 발명에 따른 방법으로 제조된 절연막의 경우, 산 처리된 탄소나노튜브와 실록산 중합체 간의 우수한 상용성으로 인해, 실록산 중합체의 랜덤 네트워크 구조(random network structure)에 탄소나노튜브가 도핑(doppig)된 구조를 가지는 바, 절연물질로 인해 수득된 절연막의 유전율과 탄소함량을 유지하면서도 넓은 비표면적으로 인해 소량의 첨가로도 필름의 기계적 물성을 급격히 향상시킬 수 있다. In the case of the insulating film prepared by the method according to the present invention, due to the excellent compatibility between the acid-treated carbon nanotubes and the siloxane polymer, a structure in which the carbon nanotubes are doped in a random network structure of the siloxane polymer Since the dielectric constant and carbon content of the insulating film obtained by the insulating material while maintaining a large specific surface area, even a small amount of addition can dramatically improve the mechanical properties of the film.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the following Examples are for the purpose of explanation and are not intended to limit the present invention.

하기 실시예에서 제조된 절연막의 성능을 측정하기 위한 측정방법에 대하여 먼저 상술한다.The measuring method for measuring the performance of the insulating film prepared in the following Examples will be described first.

1) 유전율 측정 1) permittivity measurement

붕소 도핑(boron-doping)된 p 타입의 실리콘 웨이퍼 상에 실리콘 열산화막을 3000Å을 도포하고 금속 증착기(metal evaporator)로 티타늄(titanium) 100Å, 알루미늄(aluminum) 박막 2000Å, 티타늄(titanium) 100Å 을 증착한 다음, 그 위에 측정 대상 절연막을 형성시켰다. 상기 절연막 위에 전극지름이 1mm로 설계된 하드마스크(hard mask)를 이용하여 1㎜ 지름을 가지는 원형의 티타늄(titanium) 100Å, 알루미늄(aluminum) 박막 5000Å을 증착하여 MIM(metal-insulator-metal)구조의 유전율 측정용 저유전 박막을 완성한다. 완성된 박막을 Probe station (micromanipulatior 6200 probe station)이 장착된 PRECISION LCR METER (HP4284A)를 이용하여 약 10kHz, 100kHz, 및 1MHz의 주파수에서 정전용량 (capacitance)을 측정하고, 프리즘 커플러를 이용하여 박막 두께를 측정한 다음, 하기 식으로부터 유전율을 구한다:3000Å of silicon thermal oxide was deposited on boron-doped p-type silicon wafer, and 100Å of titanium, 2000Å of aluminum thin film, and 100Å of titanium were deposited using a metal evaporator. Then, an insulating film to be measured was formed thereon. Using a hard mask designed with an electrode diameter of 1 mm on the insulating film, a circular titanium 100 Å and an aluminum thin film 5000 Å having a diameter of 1 mm were deposited to form a metal-insulator-metal (MIM) structure. A low dielectric thin film for measuring dielectric constant is completed. Measure the capacitance at frequencies of about 10 kHz, 100 kHz, and 1 MHz using a PRECISION LCR METER (HP4284A) equipped with a probe station (micromanipulatior 6200 probe station) and thin film thickness using a prism coupler. The dielectric constant is then calculated from the following equation:

k = C x d / ε0 x Ak = C xd / ε 0 x A

(상기 식에서, k는 유전율(relative permittivity)이고, C는 정전용량 (capacitance)이며, ε0는 진공의 유전 상수이고, d는 절연막의 두께이며, A는 전극의 접촉 단면적이다).(Where k is the relative permittivity, C is the capacitance, ε 0 is the dielectric constant of vacuum, d is the thickness of the insulating film, and A is the contact cross-sectional area of the electrode).

2) 경도(hardness) 및 탄성계수(modulus) 2) hardness and modulus

경도 및 탄성계수는 MTS사의 나노인덴터(nanoindenter) II를 이용하여 절연막을 정량적으로 분석하여 결정하였다. 보다 상세하게는 박막을 나노인덴터로 압입(indent)하고, 압입깊이가 박막 두께의 10% 일 때 박막의 경도(hardness)와 탄성계수(modulus)를 구하였다. 박막의 두께는 프리즘 커플러(prism coupler)를 이용하여 측정하였다. 본 실시예 및 비교예에서는 신뢰도를 확보하기 위해 절연막상의 9개 지점를 압입하여 평균값으로부터 각각의 경도 및 탄성계수를 구하였다.Hardness and modulus of elasticity were determined by quantitatively analyzing the insulating film using MTS Nanoindenter II. More specifically, the thin film was indented with a nanoindenter, and the hardness and modulus of the thin film were obtained when the indentation depth was 10% of the thin film thickness. The thickness of the thin film was measured using a prism coupler. In the present Example and the comparative example, in order to ensure the reliability, nine points on the insulating film were press-fitted and the hardness and elastic modulus were calculated from the average value.

3) 탄소함량 3) carbon content

XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여 절연막의 탄소함량을 측정한다. 본 실시예 및 비교예에서 사용된 기기는 Physical Electronics사의 Q2000 모델이었고, X-ray 발생 장치로 단색성의 (monochromatic) Al source (1486.6 eV)가 이용되었다. 구체적으로, 3 keV의 아르곤 이온(Ar ion)으로 박막을 스퍼터링 (sputtering)하고 깊이에 따른 원소정량을 하였고, 박막의 각 원소의 함량이 일정하게 유지되는 일정한 구간에서 평균한 정량 값을 탄소함량으로 하였다.X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is used to measure the carbon content of the insulating film. The device used in the present Examples and Comparative Examples was used was a model Q2000's Physical Electronics, solid sex (monochromatic) Al source (1486.6 eV ) in X-ray generator. Specifically, sputtering the thin film with 3 keV ar ion and performing element determination according to the depth, and the quantitative value averaged in a certain section in which the content of each element of the thin film is kept constant is carbon content. It was.

제조예 1Preparation Example 1

실록산 중합체 A의 제조Preparation of siloxane polymer A

메틸 트리메톡시 실란(methyl trimethoxysilane, MTMS)을 플라스크에 넣고, 전체 용액의 농도가 0.05~0.07M이 되도록 테트라히드로퓨란을 넣어 희석시킨 후, 반응액 온도를 -78℃로 하였다. 상기 플라스크에 표 1에 나타난 바와 같은 양의 염산과 물을 각각 첨가한 후, 반응액의 온도를 -78℃에서 70℃로 서서히 승온하여 16시간 동안 반응을 진행하였다. 반응용액을 분별 깔대기에 옮긴 후, 최초 넣어 준 테트라히드로퓨란과 동일한 양의 디에틸에테르와 테트라히드로퓨란을 첨가하고, 전체 용매의 1/10 가량의 물로 3회 씻어 준 다음, 감압 하에서 휘발성 물질을 제거하여 흰색 분말 형태의 중합체를 얻었다. 상기의 방법으로 얻은 중합체를 아세톤을 용해시켜 투명한 용액을 만들고, 이를 기공이 0.2㎛인 필터로 여과한 후 여액에 물을 서서히 첨가하여 흰색분말의 침전을 수득하였다. 상기 흰색 분말을 0~20℃, 0.1토르(torr) 감압 하에서 10시간 동안 건조시켜서 분별된 실록산계 중합체를 얻었다. 각각의 중합체 합성에 사용된 단량체, 산촉매, 물 및 실록산계 중합체의 량과, 제조된 중합체의 분자량, Si-OH 함량, Si-OCH3 함량, 및 Si-CH3 함량 측정치를 하기 표 1에 나타내었다. 단, 상기 Si-OH, Si-OCH3 및 Si-CH3의 함량은 하기식에 따라 핵자기공명분석기(NMR, Bruker社)로 분석하였다.Methyl trimethoxysilane (MTMS) was put in a flask, tetrahydrofuran was added and diluted so that the total solution concentration might be 0.05-0.07M, and the reaction liquid temperature was -78 degreeC. After adding hydrochloric acid and water in an amount as shown in Table 1, respectively, the temperature of the reaction solution was gradually raised from -78 ° C to 70 ° C, and the reaction was carried out for 16 hours. After the reaction solution was transferred to a separatory funnel, the same amount of tetraethylfuran and tetrahydrofuran in the same amount were added, washed three times with about 1/10 of the total solvent, and then the volatiles were removed under reduced pressure. Removal to obtain a polymer in the form of a white powder. The polymer obtained by the above method was dissolved in acetone to form a transparent solution, which was then filtered through a filter having a pore of 0.2 μm, and water was slowly added to the filtrate to obtain a precipitate of white powder. The white powder was dried at 0-20 ° C. under 0.1 Torr for 10 hours to obtain a fractionated siloxane polymer. The amount of monomer, acid catalyst, water and siloxane polymer used in each polymer synthesis, and the molecular weight, Si-OH content, Si-OCH 3 content, and Si-CH 3 content of the prepared polymer are shown in Table 1 below. It was. However, the content of the Si-OH, Si-OCH 3 and Si-CH 3 was analyzed by a nuclear magnetic resonance analyzer (NMR, Bruker) according to the following formula.

·Si-OH(%)=Area(Si-OH)÷[Area(Si-OH)+Area(Si-OCH3)/3+Area(Si-CH3)/3]×100Si-OH (%) = Area (Si-OH) ÷ [Area (Si-OH) + Area (Si-OCH 3 ) / 3 + Area (Si-CH 3 ) / 3] × 100

·Si-OCH3(%)=Area(Si-OCH3)/3÷[Area(Si-OH)+Area(Si-OCH3)/3+Area(Si-CH 3)/3]×100Si-OCH 3 (%) = Area (Si-OCH 3 ) / 3 ÷ [Area (Si-OH) + Area (Si-OCH 3 ) / 3 + Area (Si-CH 3 ) / 3] × 100

·Si-CH3(%)=Area(Si-CH3)/3÷[Area(Si-OH)+Area(Si-OCH3)/3+Area(Si-CH 3)/3]×100Si-CH 3 (%) = Area (Si-CH 3 ) / 3 ÷ [Area (Si-OH) + Area (Si-OCH 3 ) / 3 + Area (Si-CH 3 ) / 3] × 100

제조예 2Preparation Example 2

실록산 중합체 BSiloxane polymer B

메틸 트리메톡시 실란(methyl trimethoxysilane, MTMS)대신에 하기 화학식 8로 표시되는 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-사이클로테트라실란올(1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-cyclotetrasilanol: TS-T4(OH))과 하기 화학식 9로 표시되는 TCS-2를 공중합한 것을 제외하고는 상기 중합체 A예와 동일하게 실시하였다. 제조된 중합체의 분자량, Si-OH 함량, Si-OCH3 함량, 및 Si-CH3 함량 측정치를 하기 표 1에 나타내었다. 단, 상기 Si-OH, Si-OCH3 및 Si-CH3 함량은 상기식에 따라 핵자기공명분석기(NMR, Bruker社)로 분석하였다.1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-cyclotetrasilaneol (1,3,5,7) represented by the following formula (8) instead of methyl trimethoxysilane (MTMS) -Tetramethyl-1,3,5,7-cyclotetrasilanol: TS-T4 (OH)) and the TCS-2 represented by the following formula 9 was carried out in the same manner as in the polymer A. The molecular weight, Si-OH content, Si-OCH 3 content, and Si-CH 3 content of the prepared polymers are shown in Table 1 below. However, the Si-OH, Si-OCH 3 and Si-CH 3 content was analyzed by a nuclear magnetic resonance analyzer (NMR, Bruker) according to the above formula.

중합체polymer 단량체종류(mmol)Monomer type (mmol) HCl(mmol)HCl (mmol) H2O(mmol)H 2 O (mmol) 중합체량(g)Polymer amount (g) Si-OH(g)Si-OH (g) Si-OCH3 (g)Si-OCH 3 (g) Si-CH3 (%)Si-CH 3 (%) 제조예1Preparation Example 1 AA MTMSMTMS 1.6641.664 0.1660.166 5.205.20 27.2527.25 1.251.25 71.5071.50 73.4173.41 제조예2Preparation Example 2 BB TS-T4TS-T4 TCS-2TCS-2 0.0280.028 0.0770.077 3.803.80 28.1428.14 0.950.95 70.9170.91 20.6920.69 2.282.28

제조예 3Preparation Example 3

탄소나노튜브의 정제 및 카르복실화Purification and Carboxylation of Carbon Nanotubes

100mg의 탄소나노튜브(상품명 ILJIN CNT AP-Grade, 일진나노텍, 한국)를 환류관이 장착된 500 ml 플라스크 내에서 50ml의 증류수를 사용하여 100℃에서 12시간 동안 환류시켰다. 환류가 끝난 후 필터를 통해 여과된 물질을 60℃에서 12시간 건조시킨 후, 톨루엔으로 잔류 플러렌을 씻어냈다. 남아있는 검댕이 물질을 플라스크로부터 회수하여 470℃ 가열로에서 20분간 가열한 후, 마지막으로 6M 염산으로 세척함으로써 금속 성분을 모두 제거하여 순수한 탄소나노튜브를 수득하였다. 100 mg of carbon nanotubes (trade name ILJIN CNT AP-Grade, Iljin Nanotech, Korea) were refluxed at 100 ° C. for 12 hours using 50 ml of distilled water in a 500 ml flask equipped with a reflux tube. After refluxing, the material filtered through the filter was dried at 60 ° C. for 12 hours, and then the residual fullerene was washed with toluene. The remaining soot material was recovered from the flask and heated in a 470 ° C. heating furnace for 20 minutes, and finally washed with 6M hydrochloric acid to remove all metal components to obtain pure carbon nanotubes.

정제된 탄소나노튜브는 질산:황산의 비가 7:3(v/v)인 혼합산 용액이 담긴 소니케이터에서 96시간 동안 환류시키고, 0.2 ㎛ 폴리카보네이트 필터로 여과한 후, 그 여과물을 다시 질산에 담가 90℃에서 45시간 동안 환류시킨 다음, 12,000rpm에서 원심분리하여 얻은 상등액을 0.1 ㎛ 폴리카보네이트 필터로 여과하고, 60℃에서 12시간 동안 건조시켰다. 건조된 탄소나노튜브를 DMF에 분산시킨 후, 다시 0.1 ㎛ 폴리카보네이트 필터로 여과하여 선별 사용하였다. The purified carbon nanotubes were refluxed in a sonicator containing a mixed acid solution having a ratio of nitric acid to sulfuric acid 7: 3 (v / v) for 96 hours, filtered through a 0.2 μm polycarbonate filter, and the filtrate was again filtered. The supernatant obtained by immersion in nitric acid and refluxed at 90 ° C. for 45 hours and then centrifuged at 12,000 rpm was filtered through a 0.1 μm polycarbonate filter and dried at 60 ° C. for 12 hours. The dried carbon nanotubes were dispersed in DMF, and filtered again using a 0.1 μm polycarbonate filter.

실시예 1, 2Examples 1 and 2

탄소나노튜브의 그라프팅(Grafting)Grafting of Carbon Nanotubes

제조예 1 및 2에서 얻은 실록산 중합체 A와 B 각각 5g 및 상기 제조예 3에서 얻은 산처리된 탄소나노튜브 0.01g을 디메틸포름아마이드 250 ml 내에서 혼합하고, 하기 표 2에 나타난 바와 같은 조성의 축합반응제를 사용하여 12시간 축합 반응시킨 후 미반응물을 메탄올로 수 회 세정하였다. 침전물을 0.2 ㎛ 폴리카보네이트 필터로 여과하여 40℃에서 12시간 동안 건조시켜 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체를 수득하였다. 5 g each of the siloxane polymers A and B obtained in Preparation Examples 1 and 2 and 0.01 g of the acid treated carbon nanotubes obtained in Preparation Example 3 were mixed in 250 ml of dimethylformamide and condensed in a composition as shown in Table 2 below. After 12 hours of condensation reaction using a reactant, the unreacted product was washed several times with methanol. The precipitate was filtered through a 0.2 μm polycarbonate filter and dried at 40 ° C. for 12 hours to obtain a carbon nanotube-graft-siloxane polymer.

실록산 중합체Siloxane polymer 산처리 탄소나노튜브Acid Treated Carbon Nanotubes 축합반응제A condensation reagent 실시예 1Example 1 중합체 A 5gPolymer A 5g 0.01g0.01 g DCC/DIEA(2.5g/1.2g)DCC / DIEA (2.5g / 1.2g) 실시예 2Example 2 중합체 B 5gPolymer B 5g 0.01g0.01 g DCC/DIEA(2.5g/1.2g)DCC / DIEA (2.5g / 1.2g)

실시예 3, 4Examples 3 and 4

절연막의 제조Preparation of Insulation Film

상기 실시예 1 및 2로부터 수득한 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체를 용매로서 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate)를 사용하여 코팅액을 제조하였다. 코팅액에 있어서, 고형분 함량은 30 중량%로 하였다. 코팅액을 3000 rpm으로 30초간 실리콘 웨이퍼 위에 스핀 코팅을 하고, 질소 분위기의 핫플레이트(hot plate)상에서, 150℃로 1분간 그리고 250℃로 1분간 예비가열하여 건조시켜 필름을 제조하였다. 상기 필름을 진공 분위기에서 420℃(승온속도: 3℃/min)에서 1시간 소성시켜 절연막을 제조하였다. 제조된 절연막의 두께(thickness), 굴절률(refractive index), 유전율(dielectric constant), 경도(hardness), 탄성계수(modulus), 및 탄소함량을 측정하고 그 결과를 표 3에 나타내었다. 하기 표에서 유전율은 100kHz에서 측정한 것이다. The carbon nanotube-graft-siloxane polymers obtained in Examples 1 and 2 were prepared using propylene glycol methyl ether acetate as a solvent. In the coating liquid, the solid content was 30% by weight. The coating solution was spin-coated on a silicon wafer for 30 seconds at 3000 rpm, and preheated at 150 ° C. for 1 minute and at 250 ° C. for 1 minute on a hot plate in a nitrogen atmosphere to prepare a film. The film was fired at 420 ° C. (heating rate: 3 ° C./min) for 1 hour in a vacuum atmosphere to prepare an insulating film. The thickness, refractive index, dielectric constant, hardness, modulus, and carbon content of the prepared insulating film were measured and the results are shown in Table 3. In the following table, the dielectric constant is measured at 100 kHz.

비교예 1, 2Comparative Examples 1 and 2

제조예 1 및 2에서 얻은 실록산 중합체 A와 B를 각각 실시예 3~4와 동일한 방법으로 절연막을 형성한 후, 두께(thickness), 굴절률(refractive index), 유전율(dielectric constant), 경도(hardness), 탄성계수(modulus), 및 탄소함량을 측정하여 실시예 3~4에서 제조된 절연막과 비교하여 그 결과를 표 3에 나타내었다. After the siloxane polymers A and B obtained in Production Examples 1 and 2 were formed in the same manner as in Examples 3 to 4, respectively, the thickness, refractive index, dielectric constant, and hardness were measured. , Modulus, and carbon content were measured and compared with the insulating films prepared in Examples 3 to 4, and the results are shown in Table 3.

코팅액의 조성Composition of Coating Liquid 굴절률Refractive index 두께(Å)Thickness 유전율permittivity 경도(GPa)Longitude (GPa) 탄성계수(GPa)Modulus of elasticity (GPa) 탄소함량(%)Carbon content (%) 비교예 1Comparative Example 1 중합체 APolymer A 1.3731.373 1358013580 2.902.90 0.340.34 2.622.62 19.819.8 실시예 3Example 3 CNT-g-중합체 ACNT-g-polymer A 1.3751.375 1689016890 2.912.91 0.400.40 2.632.63 20.220.2 비교예 2Comparative Example 2 중합체 BPolymer B 1.4121.412 1036010360 2.702.70 1.051.05 6.766.76 25.425.4 실시예 4Example 4 CNT-g-중합체 BCNT-g-polymer B 1.4131.413 1257012570 2.722.72 1.151.15 6.766.76 25.825.8

상기 표 3 에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의해 수득한 절연막의 경우, 탄소 나노튜브를 소량 첨가함으로써 기존 물질보다 높은 기계적 물성을 가지는 바, 상기 결과로부터 실록산 중합체간 연결된 망목구조 사이에 탄소 나노튜브가 화학적 연결로 도핑된 결과를 나타내어 코팅된 막의 기계적 특성이 증가함을 알 수 있다. As shown in Table 3, in the case of the insulating film obtained by the method according to the present invention, by adding a small amount of carbon nanotubes have a higher mechanical properties than conventional materials, from the above results It can be seen that the nanotubes are doped with chemical linkages, increasing the mechanical properties of the coated film.

본 발명에 따른 절연막은 기공형성물질과의 상용성이 우수하고, 탄소함량과 유전율은 동등한 수준을 유지하면서도 기계적 물성(mechanical properties)이 비약적으로 상승하므로 반도체 소자 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.The insulating film according to the present invention is excellent in compatibility with the pore-forming material, and the mechanical properties of the carbon content and the dielectric constant is significantly increased, so that it can be usefully used in the field of semiconductor devices.

Claims (12)

유기용매 하에서 축합반응제를 사용하여 산 처리된 탄소나노튜브를 축중합 가능한 작용기를 함유하는 실록산 중합체와 반응시켜 수득된 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체.A carbon nanotube-graft-siloxane polymer obtained by reacting an acid treated carbon nanotube with a siloxane polymer containing a functional group capable of condensation polymerization under an organic solvent. 제 1항에 있어서, 상기 축중합 가능한 작용기를 함유하는 실록산 중합체가 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 실란계 모노머, 화학식 3 및 4로 표시되는 환형 실록산계 모노머 및 화학식 5 내지 7로 표시되는 케이지형 실록산계 모노머로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 모노머를 유기용매 내에서 산 또는 염기 촉매 및 물의 존재 하에 축합중합 및 가수분해하여 제조된 것임을 특징으로 하는 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체:The siloxane polymer according to claim 1, wherein the siloxane polymer containing a polycondensable functional group is a silane monomer represented by Formulas 1 and 2, a cyclic siloxane monomer represented by Formulas 3 and 4, and a cage type represented by Formulas 5 to 7. A carbon nanotube-graft-siloxane polymer, which is prepared by condensation polymerization and hydrolysis of at least one monomer selected from the group consisting of siloxane monomers in an organic solvent in the presence of an acid or a base catalyst and water: [화학식 1][Formula 1] R1nSi(OR2)4-n R 1n Si (OR 2 ) 4-n 상기 식에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소원자, C1~C3의 알킬기 또는 C6~C15의 아릴기 또는 할로겐 원자이며, R1 및 R2 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이고, n은 0 내지 3의 정수이다.Wherein R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 , an aryl group or a halogen atom of C 6 to C 15 , and at least one of R 1 and R 2 is a hydrolyzable functional group and n is an integer of 0-3. [화학식 2][Formula 2] X1X2X3Si-M-SiX1X2X3 X 1 X 2 X 3 Si-M-SiX 1 X 2 X 3 상기 식에서, M은 C6~C15 아릴렌기 또는 C1~C10의 알킬렌기이고, X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1~C3의 알킬기, C1~C10 의 알콕시기 또는 할로겐 원자로서, X1, X2 및 X3 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이다.In the above formula, M is C 6 ~ C 15 An arylene group or a C 1 to C 10 alkylene group, X 1 , X 2 and X 3 are each independently a hydrogen atom, an C 1 to C 3 alkyl group, a C 1 to C 10 alkoxy group or a halogen atom, At least one of 1 , X 2 and X 3 is a hydrolyzable functional group. [화학식 3][Formula 3] 상기 식에서, R1은 수소원자, C1~C3의 알킬기 또는 C6~C15 의 아릴기이고, X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1~C3의 알킬기, C1 ~C10의 알콕시기 또는 할로겐 원자로서, X1, X2 및 X3 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이며, p는 3 내지 8의 정수이고, m은 0 내지 10의 정수이다.Wherein R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 or an aryl group of C 6 to C 15 , X 1 , X 2 and X 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 , As an alkoxy group or halogen atom of C 1 to C 10 , at least one of X 1 , X 2 and X 3 is a hydrolyzable functional group, p is an integer of 3 to 8, and m is an integer of 0 to 10. [화학식 4][Formula 4] 상기 식에서, R1은 수소원자, C1~C3의 알킬기 또는 C6~C15 의 아릴기이고, R2는 수소원자, C1~C3의 알킬기, R'CO 또는 SiX1X2X3로서, 이때 R'는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며, X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1~C 3의 알킬기, C1~C10의 알콕시기 또는 할로겐 원자로서, X1, X2 및 X3 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이며, p는 3 내지 8의 정수이다.Wherein R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 or an aryl group of C 6 to C 15 , and R 2 is a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 , R'CO or SiX 1 X 2 X 3 , wherein R 'is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, X 1 , X 2 and X 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 , an alkoxy group of C 1 to C 10 or a halogen atom At least one of X 1 , X 2 and X 3 is a hydrolyzable functional group, and p is an integer of 3 to 8. [화학식 5][Formula 5] [화학식 6][Formula 6] [화학식 7][Formula 7] 상기 화학식 5 내지 7에서, X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1~C3 의 알킬기, C1~C10의 알콕시기 또는 할로겐 원자로서, X1, X2 및 X3 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이며, n은 0 내지 10의 정수이다.In Formulas 5 to 7, X 1 , X 2 and X 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 ~ C 3 , an alkoxy group of C 1 ~ C 10 or a halogen atom, X 1 , X 2 and X At least one of 3 is a hydrolyzable functional group and n is an integer of 0-10. 제 1항에 있어서, 상기 유기용매로서 탄화수소 용매(aliphatic hydrocarbon solvent); 방향족계 탄화수소 용매(aromatic hydrocarbon solvent); 케톤계 용매 (ketone-based solvent); 에테르계 용매(ether-based solvent); 아세테이트계 용매 (acetate-based solvent); 알코올계 용매(alcohol-based solvent); 아미드계 용매; 실리콘계 용매(silicon-based solvent); 또는 이들의 혼합물을 사용한 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체.The method of claim 1, wherein the organic solvent is a hydrocarbon solvent (aliphatic hydrocarbon solvent); Aromatic hydrocarbon solvents; Ketone-based solvents; Ether-based solvents; Acetate-based solvents; Alcohol-based solvents; Amide solvents; Silicon-based solvents; Or a mixture of these, carbon nanotube-graft-siloxane polymer. 제 1항 있어서, 상기 실록산 중합체 100 중량부에 대하여 산처리된 탄소나노튜브가 0.001 내지 10중량부의 비율로 사용되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체.The carbon nanotube-graft-siloxane polymer according to claim 1, wherein acid-treated carbon nanotubes are used in an amount of 0.001 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the siloxane polymer. 제 1항에 있어서, 상기 축합반응제로 1,3-디시클로카르보디이미드(1,3-Dicyclohexylcarbodimide: DCC), N,N-디이소프로필에틸아민(N,N-Diisopropylethylamine: DIEA), O-(7-아자벤조트리아졸-1-일)-N,N,N',N'-테트라메틸우로니움 헥사플루오르포스페이트 [O-(7-Azabenzotriazol-1-yl)- N,N,N',N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate: HATU] 또는 이들의 2 이상의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체.The method of claim 1, wherein the condensation reaction agent is 1,3-Dicyclohexylcarbodimide (DCC), N, N-diisopropylethylamine (DIEA), O- (7-Azabenzotriazol-1-yl) -N, N, N ', N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate [O- (7-Azabenzotriazol-1-yl) -N, N, N' , N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate: HATU] or a mixture of two or more thereof, carbon nanotube-graft-siloxane polymer. 제 1항의 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체를 용매에 분산시켜 분산액을 제조하고, 이를 기판에 도포한 다음, 열 경화시키는 단계를 포함하는 반도체 층간 절연막의 형성방법.A method for forming a semiconductor interlayer insulating film comprising the step of dispersing the carbon nanotube-graft-siloxane polymer of claim 1 in a solvent to prepare a dispersion, applying the same to a substrate, and then performing thermal curing. 제 6항에 있어서, 상기 용매로서 지방족 탄화수소 용매(aliphatic hydrocarbon solvent); 방향족계 탄화수소 용매(aromatic hydrocarbon solvent); 케톤계 용매(ketone-based solvent); 에테르계 용매(ether-based solvent); 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 아세테이트계 용매(acetate-based solvent); 알코올계 용매(alcohol-based solvent); 아미드계 용매; 실리콘계 용매(silicon-based solvent); 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 층간 절연막의 형성방법.The method of claim 6, wherein the solvent is aliphatic hydrocarbon solvent (aliphatic hydrocarbon solvent); Aromatic hydrocarbon solvents; Ketone-based solvents; Ether-based solvents; Ethyl acetate, acetate-based solvents; Alcohol-based solvents; Amide solvents; Silicon-based solvents; Or a mixture thereof. 제 6항에 있어서, 상기 분산액 중 용매의 함량이 20 ~ 99.9 중량%인 것을 특징으로 하는 반도체 층간 절연막의 형성방법.7. The method of claim 6, wherein the content of the solvent in the dispersion is 20 to 99.9% by weight. 제 6항에 있어서, 상기 분산액 중에 기공형성물질이 추가로 첨가되는 것을 특징으로 하는 반도체 층간 절연막의 형성방법.The method of claim 6, wherein a pore-forming material is further added to the dispersion. 제 9항에 있어서, 상기 기공형성물질로 사이클로덱스트린(cyclodextrin) 및 그의 유도체, 폴리카프로락톤(polycaprolactone) 또는 그의 유도체를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 층간 절연막의 형성방법.10. The method for forming a semiconductor interlayer insulating film according to claim 9, wherein cyclodextrin and derivatives thereof, polycaprolactone or derivatives thereof are used as the pore forming material. 제 9항에 있어서, 상기 기공형성물질이 분산액의 고형분(탄소나노튜브-그라프트- 실론산 중합체+기공형성물질) 기준으로 0 ~ 70 중량% 함량으로 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 층간 절연막의 형성방법.10. The method of claim 9, wherein the pore-forming material is formed in a content of 0 to 70% by weight based on the solids content of the dispersion (carbon nanotube-graft-silonic acid polymer + pore-forming material). Way. 제 1항의 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체를 용매에 분산시켜 분산액을 제조하고, 이를 기판에 도포한 다음, 열 경화시켜 제조된 반도체 층간 절연막.A semiconductor interlayer insulating film prepared by dispersing the carbon nanotube-graft-siloxane polymer of claim 1 in a solvent to prepare a dispersion, applying the same to a substrate, and then performing thermal curing.
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