KR20060045601A - 도파로 조성물 및 그로부터 형성된 도파로 - Google Patents

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Abstract

식 (RSiO1.5)(여기에서, R은 치환되거나 비치환된 유기 그룹이다)의 단위 및 다수의 작용 말단기를 가지는 폴리머를 포함하는 조성물이 제공된다. 제 1 성분은 활성화시 건조 상태의 조성물의 용해도를 변경시키기 위하여 제공된다. 제 2 성분은 에폭사이드, 옥세탄, 비닐 에테르 및 이들의 조합중에서 선택된 다수의 작용기를 함유한다. 제 2 성분은 활성화 전 후에 건조 상태의 조성물의 가요성을 향상시키기에 유효한 양으로 존재한다. 또한, 가요성 광 도파로, 그의 형성 방법 및 그를 포함하는 전자 장비가 제공된다.

Description

도파로 조성물 및 그로부터 형성된 도파로{Waveguide compositions and waveguides formed therefrom}
도 1(a) 내지 (e)는 본 발명의 한 측면에 따른 여러 형성단계에서의 광 도파로의 횡단면을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 한 측면에 따른 예시적인 전자 장비를 나타낸다.
관련 출원 참조
본 출원은 그의 전체내용이 본 원에 참고로 인용되는 2004년 4월 14일 출원된 미국 가출원 제 60/562,059호의 35 U.S.C. §119(e)에 의거한 이점을 청구한다.
발명의 배경
본 발명은 일반적으로 도파로(waveguide) 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 가요성 광 도파로를 형성하는데 사용하기에 적합한 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 가요성 광 도파로의 형성 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 가요성 광 도파로 및 이러한 광 도파로를 포함하는 전자 장비에 관한 것이다.
고속 통신에 있어서 광의 펄스 시퀀스(pulse sequence)를 이용한 신호 전달이 점점 더 중요해지고 있다. 예를 들어, 광 집적회로(optical integrated circuit)(OIC)가 고 밴드폭 광 연결을 위해 중요성을 더해 가고 있다. 그 결과, 도파로, 필터, 광 인터커넥터, 렌즈, 회절 격자 등과 같은 광 소자 통합이 점점 더 중요해 지고 있다.
광 도파로는 전형적으로 코어 물질을 클래딩 층(cladding layer)으로 에워 쌈으로써 구성된다. 클래드 층은 코어 물질 보다 굴절률(index of refraction)이 작기 때문에 광선은 코어 물질내로 전파된다. 도파로는 개별적으로 또는 기판상에 담지된 어레이(array)로서 사용될 수 있다. 도파로는 종종 광선에 수동적으로 작용한다. 예를 들어, 스플리터(splitter)는 하나의 도파로에서의 광 신호를 둘 이상의 도파로로 분할하며; 커플러(coupler)는 둘 이상의 도파로로부터의 광 신호를 보다 적은 수의 도파로로 합치며; 파장 분할 다중화("WDM", wavelength division multiplexing) 구조는 통상적으로 페이즈 어레이 디자인(phase array design) 또는 그레이팅(grating)을 사용하여 입력 광 신호를 스펙트럼적으로 분리된 출력 신호(이들은 각각 쌍을 이루어 도파로를 분리한다)로 분리한다. 스펙트럼 필터, 편광기 및 아이솔레이터(isolator)가 도파로에 내입될 수 있다. 또한, 도파로는 택일적으로 능동적인 기능(active functionality)을 가질 수 있으며, 이때 입력 신호는 이차 광 또는 전기 신호와의 상호작용에 의해 변경된다. 예시적인 활동적 기능으로 전기-광학, 열-광학 또는 음파-광학 장비에서와 같이 증폭 및 스위칭 기능이 포함된다.
도파로 기판은, 예를 들어 실리콘 웨이퍼 및 서버 장비용 회로 후면을 포함한다. 코어 및/또는 클래딩 재료에서 크랙 결함없이 도파로를 취급하는 능력이 요망된다. 크래킹 성질은 일반적으로 코팅 재료가 부서져서 생긴다. 폴리이미드와 같은 많은 유기 폴리머-기제 도파로는 가요성이나, 수분 흡수, 높은 손실 및 비용 등의 다른 결점을 갖는다. 유기 폴리머 시스템의 각종 결점에 역점을 둔 실리콘-기제 시스템은 보통 부서지며 취급시 크랙 결함을 초래한다.
코팅 부분이 유기 용매에 용해되어 목적하는 구조를 생성하는 광이미지성 도파로 코어가 제안되었다. 이 기술은 폐기물 처치가 곤란하고/하거나 밀폐 환경에 담겨진 유기 용매를 사용하는 결점이 있다. 따라서, 광이미지성 코팅으로부터 도파로 구조를 형성하기 위해 수성 현상액을 사용하는 것이 요망된다.
마이크로회로 응용을 위해, 특히 기공 생성 조성물에 있어서 층간 유전체 코팅에서의 부서짐에 역점을 둔 하이브리드 실리콘-탄소 폴리머 시스템이 제안되었다. Chandross 등에 의한 미국 특허 제 6,251,486호는 저 유전체 물질로 사용하기 위한 개선된 메틸실세스퀴옥산 조성물을 개시하였다. 이 메틸실세스퀴옥산은 모두가 메틸실세스퀴옥산인 것 보다 크랙 내성이 더 좋도록 디메틸 및 페닐 펜던트 그룹을 포함한다. 즉, 코팅전 폴리머에 펜던트 그룹을 함침시켜 코팅 제품에 크랙 내성을 이루었다. 펜던트 그룹 및 양의 선택은 제한적이다. 따라서, 코팅되는 조성물에 폴리머와 상이한 성분을 사용하여 적합한 물질의 선택 및 양을 증가시킴으 로써 가요성을 향상시키는 것이 바람직하다. 따라서, 당업계에서는 유리한 가요 특성을 제공하는, 광 도파로를 제조하는데 사용하기에 적합한 조성물이 요망된다. 이상적으로, 조성물은 또한 수성 현상액에서 현상될 수 있어야 한다. 또한, 당업계에서는 이들 조성물로부터 형성된 도파로, 그의 제조방법 및 이들을 포함하는 전자 장비가 요망된다. 본 발명은 당업계가 처한 상기 하나 이상의 문제점에 역점을 두었다.
본 발명의 한 측면으로 조성물이 제공된다. 이 조성물은 식 (RSiO1.5)(여기에서, R은 치환되거나 비치환된 유기 그룹이다)의 단위 및 다수의 작용 말단기를 가지는 폴리머; 활성화시 건조 상태의 조성물의 용해도를 변경시키기 위한 제 1 성분; 및 에폭사이드, 옥세탄, 비닐 에테르 및 이들의 조합중에서 선택된 다수의 작용기를 함유하는 제 2 성분을 포함한다. 제 2 성분은 활성화 전 후에 건조 상태의 조성물의 가요성을 향상시키기에 유효한 양으로 존재한다.
본 발명의 제 2 측면으로, 가요성 광 도파로가 제공된다. 이 도파로는 코어 및 클래드를 포함하며, 여기에서 코어 및/또는 클래드는 식 (RSiO1.5)(여기에서, R은 치환되거나 비치환된 유기 그룹이다)의 단위 및 다수의 작용 말단기를 가지는 폴리머; 활성화시 건조 상태의 조성물의 용해도를 변경시키기 위한 제 1 성분; 및 에폭사이드, 옥세탄, 비닐 에테르 및 이들의 조합중에서 선택된 하나 이상의 작용 기를 함유하는 제 2 성분을 포함하는 조성물로부터 형성된다. 제 2 성분은 활성화 전 후에 건조 상태의 조성물의 가요성을 향상시키기에 유효한 양으로 존재한다.
본 발명의 제 3 측면으로, 상술된 가요성 광 도파로를 포함하는 전자 장비가 제공된다.
본 발명의 제 4 측면으로, 코어 및 클래드를 구비한 가요성 광 도파로의 형성 방법이 제공된다. 이 방법은
(a) 식 (RSiO1.5)(여기에서, R은 치환되거나 비치환된 유기 그룹이다)의 단위 및 다수의 작용 말단기를 가지는 폴리머;
활성화시 건조 상태의 조성물의 용해도를 변경시키기 위한 제 1 성분; 및
에폭사이드, 옥세탄, 비닐 에테르 및 이들의 조합중에서 선택된 다수의 작용기를 함유하며 활성화 전 후에 건조 상태의 조성물의 가요성을 향상시키기에 유효한 양으로 존재하는 제 2 성분을 포함하는 조성물층을 기판상에 형성하고;
(b) 코어 또는 클래드층의 적어도 일부를 활성화시키는 단계를 포함한다.
도면의 간단한 설명
본 발명이 도면을 참조로 하여 보다 상세히 설명될 것이며, 도면에서 동일한 참조 숫자는 동일한 특징(faeture)을 나타낸다.
도 1(a) 내지 (e)는 본 발명의 한 측면에 따른 여러 형성단계에서의 광 도파로의 횡단면을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 한 측면에 따른 예시적인 전자 장비를 나타낸다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 가요성 광 도파로를 형성하는데 사용하기에 적합한 조성물을 제공한다. 달리 특별한 언급이 없으면, 조성물 성분의 양은 용매를 함유하지 않는 조성물에 기초한 중량%로 주어진다. 본 원에 사용된 용어 "폴리머"는 올리고머, 다이머, 트리머, 테트라머 등을 포함하며, 호모폴리머 및 고차 폴리머, 즉 2 이상의 상이한 모노머 단위로부터 형성된 폴리머, 및 헤테로폴리머 모두를 포괄한다. 용어 "알킬"은 치환되거나 비치환된 선형, 측쇄 및 사이클로알킬 그룹을 의미하며 사슬내 또는 사슬상에 헤테로 원자를 포함할 수 있다. 용어 "방향족"은 치환되거나 비치환된 방향족 그룹을 의미하며, 헤테로사이클을 포함할 수 있다. 용어들에는 하나 이상이라는 개념이 내포되어 있다.
용어 "건조 상태" 라는 것은 용매를 전체 조성물에 대해 10 중량% 이하로 함유하는 조성물을 의미한다. 용어 "건조 상태의 조성물의 용해도가 변경될 수 있다"는 것은 조성물의 용해도가 10 중량% 이하 범위의 임의의(반드시 항상 그런 것은 아니다) 용매 함량으로 변경될 수 있음을 의미한다.
용어 "수성 현상액에서 현상가능하다는" 것은 네거티브-작용성(negative-working) 물질의 경우, 조성물이 (i) 실리콘 웨이퍼상에 건조 상태로 8 ㎛ 두께로 코팅된 후, (ii) 70 내지 180 ℉(21 내지 82.2 ℃)의 온도에서 2N NaOH 현상액, 2N KOH 현상액 또는 2N TMAH 현상액, 또는 그의 1N 용액, 또는 그의 0.7N 용액, 또는 그의 0.26N 용액에 놓여져 정전(static) 현상 또는 40 psi 충격(impinging) 스프레이로 스프레이 현상되는 경우, 10 분 이내, 또는 2 분 이내, 또는 1 분 이내, 또는 30 초 이내에 완전히 용해됨을 의미한다. 조성물은 추가로 또는 택일적으로 유기 용매에서 현상될 수 있다.
용어 "가요적" 또는 "가요성" 이라는 것은 설명된 광 도파로에 관한 경우, 구리 포일상에 코팅되는 클래드 및/또는 코어층 형성에 사용된 건조 상태의 조성물이 크래킹(cracking) 또는 크레이징(crazing) 없이 원추형 Mandrel 바를 둘러싸 구부러지는 능력을 의미한다. 원추형 Mandrel 시험의 세부 사항은 코팅 산업에서 ASTM D522-93a(2001년 재승인)로 예시되어 널리 알려졌다.
조성물은 식 (RSiO1.5)(여기에서, R은 치환되거나 비치환된 유기 그룹이다)의 중합 단위 및 다수의 작용 말단기를 가지는 폴리머를 포함한다. 조성물은 추가로 활성화시 건조 상태의 조성물의 용해도를 변경시키기 위한 성분들을 포함한다. 조성물은 또한 에폭사이드, 옥세탄, 비닐 에테르 및 이들의 조합으로부터 선택된 다수의 작용기를 활성화 전후에 건조 상태의 조성물의 가용성을 향상시키기에 유효한 양으로 함유하는 성분을 포함한다.
본 발명에 유용한 폴리머는 예를 들어 실록산, 실레스퀴옥산 및 케이지(caged) 실록산 및 이들의 배합물을 포함한다. 폴리머는 조성물중에 1 내지 99.5 중량%, 예를 들어 60 내지 98.5 중량%의 양으로 존재할 수 있다. R에 대한 예시적 인 유기 그룹은 치환 및 비치환 알킬, 아릴(아르알킬 포함) 및 헤테로사이클릭 그룹을 포함한다. 알킬 그룹은 예를 들어 탄소원자수 1 내지 20의 직쇄, 측쇄 또는 사이클릭일 수 있고, 전형적으로 1 내지 20개의 탄소원자를 가지며, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, t-부틸, t-아밀, 옥틸, 데실, 도데실, 세틸, 스테아릴, 사이클로헥실 및 2-에틸헥실이 있다. 알킬 그룹은 예를 들어 알킬 사슬내 및/또는 상에서 헤테로 원자에 의해 치환될 수 있거나, 비방향족 사이클릭 그룹, 예컨대 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 노보닐, 아다만틸, 피페리디닐, 테트라하이드로푸라닐 및 테트라하이드로티오페닐 그룹일 수 있다. 예시적인 아릴 그룹은 6 내지 20개, 예를 들어 6 내지 15개의 탄소원자를 가지는 것을 포함하며, 예컨대 페닐, 톨릴, 에틸페닐, 벤질, 1-나프틸, 2-나프틸 및 2-페난트릴이 있고, 헤테로 원자에 의해 치환될 수 있다. 헤테로사이클릭 그룹은 방향족, 예를 들어 티오펜, 피리딘, 피리미딘, 피롤, 포스폴, 아르솔 및 푸란일 수 있다.
폴리머는 랜덤- 또는 블록-형태의 코폴리머 또는 고차 폴리머의 형태를 취할 수 있다. 폴리머는 예를 들어 각 단위의 비율이 폴리머에 대해 1 내지 85 중량%, 예를 들어 15 내지 80 중량%, 또는 25 내지 60 중량%, 또는 25 내지 50 중량%인 하나 이상의 추가의 실리콘-함유 단위를 포함할 수 있다. 추가의 단위는 예를 들어 실록산, 실세스퀴옥산, 케이지 실록산 및/또는 이들의 배합물로 대표될 수 있다. 예를 들어, 폴리머는 추가로 식 (R1SiO1.5)의 중합 단위(여기에서, R1은 상기 R에 정의된 바와 같은 치환되거나 비치환된 유기 그룹이다)를 포함할 수 있다. R 및 R1 중 하나는 예를 들어 치환되거나 비치환된 알킬 그룹중에서 선택될 수 있고, R 및 R1의 다른 하나는 치환되거나 비치환된 아릴 그룹중에서 선택될 수 있다.
폴리머는 예를 들어 메틸 실세스퀴옥산 단위 및 부틸 실세스퀴옥산 단위를 함유하는 코폴리머와 같은 알킬 실리콘 폴리머; 페닐 실세스퀴옥산 단위 및 트리플루오로메틸페닐-실세스퀴옥산 단위을 함유하는 코폴리머와 같은 아릴 실리콘 폴리머; 또는 메틸 및 페닐 실세스퀴옥산 단위를 함유하는 코폴리머와 같은 아르알킬 실리콘 코폴리머일 수 있다.
상술된 바와 같이, 폴리머의 측쇄 그룹은 임의로 치환될 수 있다. "치환된" 이란 측쇄 그룹상의 하나 이상의 수소 원자가 다른 치환체 그룹, 예를 들어 중수소, 불소, 브롬 및 염소와 같은 할로겐, (C1-C6)알킬, (C1-C6)할로알킬, (C1-C10)알콕시, (C1-C10)알킬카보닐, (C1-C10)알콕시카보닐, (C1-C10)알킬카보닐옥시, 알킬아민, 알킬황 함유 물질 등에 의해 대체된 것을 의미한다. 폴리머는 랜덤 또는 블록 형태의 광범위 반복 단위를 함유할 수 있다. 본 발명에 유용한 폴리머 단위는 예를 들어 5 내지 150개, 전형적으로 약 10 내지 35개의 반복 단위를 가질 수 있으며; 본 발명에 유용한 실록산 단위는 예를 들어 5 내지 150개, 전형적으로 약 7 내지 25개의 반복 단위를 가질 수 있다. 따라서, 폴리머의 분자량은 광범위하게 달라질 수 있다. 전형적으로, 폴리머는 약 500 내지 15,000, 보다 전형적으로 약 1,000 내지 10,000, 보다 더 전형적으로 약 1,000 내지 5,000의 중량 평균 분자량(Mw)을 가진다. 수성 현상액에서 본 발명에 따른 조성물의 용해 속도는 분자량 Mw 및 수평균 분자량 Mn이 증가함에 따라 감소한다.
폴리머는 추가로 축합 중합이 일어나도록 하는 2 이상의 작용 말단기를 포함할 수 있다. 이러한 말단 그룹은 예를 들어 하이드록시, 알콕시, 예컨대 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시, 카복시에스테르, 아미노, 아미도, 에폭시, 이미노, 카복시산, 무수물, 올레핀, 아크릴, 아세탈, 오르토에스테르, 비닐 에테르 및 이들의 조합일 수 있다. 이들중에서, 하이드록시 그룹이 전형적이다. 폴리머에서 작용 말단기 함량은 예를 들어 목적하는 가요성-향성 성분의 함침량에 따라 달라질 것이다. 작용 말단기 함량은 예를 들어 폴리머에 대해 약 0.5 내지 35 중량%, 예를 들어 약 1 내지 10 중량%, 또는 약 2 내지 5 중량%일 수 있다.
폴리머는 또한 임의로 하나 이상의 실록산 단위, 예를 들어 페닐 또는 메틸-치환된 실록산을 포함할 수 있다.
개시된 폴리머 물질은 용이하게 입수가능한 출발물질을 사용하여 공지된 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 50:50 메틸-페닐 실리콘 함유 코폴리머는 50 중량% 메틸-트리에톡시-실란 및 50 중량% 페닐-트리에톡시-실란의 축합 반응에 의해 합성될 수 있다.
건조 상태의 조성물의 용해도를 변경시키는 제 1 성분은 현상액에서 조성물의 용해도를 변경시킬 수 있도록 조성물에 존재하는 활성 성분일 수 있다. 네거티브 작용성 물질의 경우, 활성 성분은 노광된 폴리머 조성물 부분의 커플링을 촉매 화하여 커플된 부분이 수성 현상액에 불용성이 되도록 하는 것으로 여겨진다. 활성 성분은 전형적으로 활성화시에 산 또는 염기를 방출한다. 포토애시드(photoacid) 발생제, 포토베이스(photobase) 발생제, 서멀애시드(thermal acid) 발생제 및 서멀베이스(thermal base) 발생제를 포함하나, 이에만 한정되지 않는 다양한 활성 성분이 본 발명에 사용될 수 있다. 이들중에서, 포토애시드 및 서멀애시드 발생제, 활성화시에 산을 발생하는 성분이 대표적이다.
본 발명에 유용한 포토애시드 발생제는 광에 노광시 산을 유리하는 임의의 화합물(들)일 수 있다. 적합한 포토애시드 발생제는 공지되었으며, 할로겐화 트리아진, 오늄 염, 설폰화 에스테르, 치환된 하이드록시이미드, 치환된 하이드록실이민, 아지드, 나프토퀴논, 예를 들어 디아조나프토퀴논, 디아조 화합물 및 이들의 배합물을 포함하나 이들로만 한정되지 않는다.
특히 유용한 할로겐화 트리아진으로는 예를 들어 트리할로메틸-s-트리아진과 같은 할로겐화 알킬 트리아진이 포함된다. s-트리아진 화합물은 특정의 트리메틸-할로메틸-s-트리아진과 특정의 알데하이드 또는 알데하이드 유도체의 축합 반응 생성물이다. 이러한 s-트리아진 화합물은 미국 특허 제 3,954,475호 및 Wakabayashi 등에 의한 Bulletin of the Chemical Society of Japan, 42, 2924-30(1969)에 개시된 방법에 따라 제조될 수 있다. 본 발명에 유용한 다른 트리아진 타입의 포토애시드 발생제가 그의 전체내용이 본 원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 5,366,846호에 기술되어 있다.
약 친핵성 음이온과의 오늄 염이 본 발명에서 포토애시드 발생제로서 사용하 기에 특히 적합하다. 이러한 음이온의 예에는 2 내지 7 가 금속 또는 비-금속(예를 들어 안티몬, 주석, 철, 비스무스, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 티탄, 지르콘, 스칸듐, 크롬, 하프늄, 구리, 붕소, 인 및 비소)의 할로겐 착 음이온이다. 적합한 오늄 염의 예로는 주기율표 VA 및 B 족, IIA 및 B 족 및 I 족의 디아릴-디아조늄 염 및 오늄 염, 예를 들어, 요오도늄과 같은 할로늄 염, 4급 암모늄, 포스포늄 및 아르소늄 염, 방향족 설포늄 염과 같은 설포늄 염, 설폭소늄 염 또는 셀레늄 염이 포함되나 이들로만 한정되지 않는다. 적합한 오늄의 예가, 예를 들어 모두가 본 원에 참고로 포함되는 미국 특허 제 4,442,197호; 4,603,101호 및 4,624,912호에 개시되어 있다. 트리페닐설포늄 헥사플루오로포스페이트와 같은 설포늄 염 및 이들의 혼합물이 바람직하다.
본 발명에서 포토애시드 발생제로서 유용한 설폰화 에스테르에는 예를 들어 설포닐옥시 케톤이 포함된다. 적합한 설폰화 에스테르에는 벤조인 토실레이트, t-부틸페닐 알파-(p-톨루엔설포닐옥시)-아세테이트, 2,6-디니트로벤질 토실레이트 및 t-부틸 알파-(p-톨루엔설포닐옥시)-아세테이트가 포함되나 이들로만 한정되지 않는다. 이러한 설폰화 에스테르가 예를 들어 본 원에 참고로 포함되는 문헌 [Journal of Photopolymer Science and Technology, vol. 4, No. 3,337-340 (1991)]에 개시되어 있다.
사용될 수 있는 치환된 하이드록시이미드에는 예를 들어 n-트리플루오로메틸설포닐옥시-2,3-디페닐말레이미드 및 2-트리플루오로메틸벤젠설포닐옥시-2,3-디페닐말레이미드가 포함된다. 적합한 치환된 하이드록시이민에는 예를 들어 2-(니트 릴로-2-메틸벤질리덴)-(5-하이드록시이미노부틸설포닐)-티오펜이 포함된다. 본 발명에 유용한 아지드는 예를 들어 2,6-(4-아미도벤질리덴)사이클로헥사논을 포함한다. 나프토퀴논은 예를 들어 2,3,4-트리하이드록시벤조페논의 2,1-디아조나프토퀴논-4-설포네이트 에스테르를 포함한다. 디아조 화합물중에서 1,7-비스(4-클로로설포닐 페닐)-4-디아조-3,5-헵탄디온이 사용될 수 있다.
본 발명에 유용한 포토베이스 발생제는 광에 노광시 염기를 유리하는 임의의 화합물(들)일 수 있다. 적합한 포토베이스 발생제에는 벤질 카바메이트, 벤조인 카바메이트, O-카바모일하이드록시아민, O-카바모일옥심, 방향족 설폰아미드, 알파-락탐, N-(2-알릴에테닐)아미드, 아릴아지드 화합물, N-아릴포름아미드, 4-(오르토-니트로페닐)디하이드로피리딘 및 이들의 배합물이 포함되나 이들로만 한정되지 않는다.
본 발명에 유용한 서멀애시드 발생제는 열 활성화시에 산을 발생하는 임의의 화합물(들)일 수 있다. 열은 대류식 가열과 같은 간접 방법 또는 레이저 가열 기법과 같은 직접 가열 방법에 의해 공급될 수 있다.
적합한 서멀애시드 발생제는 공지되었으며, 할로겐화 트리아진, 산의 암모늄 염, 오늄 염, 설폰화 에스테르, 치환된 하이드록시이미드, 치환된 하이드록시이민, 아지드, 나프토퀴논, 예를 들어 디아조나프토퀴논, 디아조 화합물 및 이들의 배합물을 포함하나 이들로만 한정되지 않는다.
본 발명에 유용한, 용해도를 변경시키기 위한 성분의 양은, 네거티브 작용성 물질의 경우, 화학 조사선 또는 열에 노출시 커플된 부분이 수성 현상액에 용해되 지 않도록 실리콘-함유 폴리머의 커플링을 촉매화하기에 충분한 양이다. 활성 성분은 조성물중에 0.1 내지 25 중량%, 예를 들어 0.1 내지 12 중량%의 양으로 존재한다.
활성화 전후에 건조 상태의 조성물의 가요성을 향상시키기 위한 하나 이상의 성분이 조성물에 존재한다. 이들 가요성-향상 물질은 에폭사이드, 옥세탄, 비닐 에테르 및 이들의 조합중에서 선택된 다수의 작용기를 함유한다. 가요성-향상 물질에서, 작용기는 백본 물질에 부착된다. 예시적인 백본 물질은 치환 및 비치환 알킬 및 아릴 탄화수소, 에테르, 아크릴레이트, 노볼락, 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리설폰, 폴리케톤, 풀러렌, POSS 실리콘, 나노입자 및 이들의 조합을 포함한다. 작용기는 백본상에 및/또는 백본을 따라 하나 이상의 위치에 말단기로 존재할 수 있다.
이론에 결부됨이 없이, 하나 이상의 가요성-향상 성분은 폴리머와 섞여 조성물의 부스러짐에 관여하는 결정성을 저지하는 것으로 여겨진다. 활성화 단계시에, 가요화 성분의 말단상 또는 백본을 통한 작용기는 폴리머의 작용 말단기와 반응하여 조성물의 활성화 부분에 가요화 링크를 야기하는 것으로 판단된다.
적합한 가요화 성분의 예에는 에폭사이드 화합물, 예를 들어 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 비스페놀 F 디글리시딜 에테르, 비스페놀 S 디글리시딜 에테르, 브롬화 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 브롬화 비스페놀 F 디글리시딜 에테르, 브롬화 비스페놀 S 디글리시딜 에테르, 에폭시 노볼락 수지, 수소화 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 수소화 비스페놀 F 디글리시딜 에테르, 수소화 비스페놀 S 디글리 시딜 에테르, 3,4-에폭시 사이클로헥실메틸-3,4-에폭시사이클로헥산 카복실레이트, 2-(3 및 4-에폭시 사이클로헥실-5,5-스피로-3,4-에폭시)사이클로헥산-메타-디옥산, 비스(3 및 4-에폭시 사이클로헥실메틸)아디페이트, 비닐 사이클로헥산 옥사이드, 4-비닐 에폭시사이클로헥산, 비스(3 및 4-에폭시-6-메틸 사이클로헥실 메틸)아디페이트, 3,4-에폭시-6-메틸 사이클로헥실-3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥산 카복실레이트, 디(3 및 4-에폭시 사이클로헥실메틸)에테르, 에틸렌 비스 디사이클로펜타디엔 디에폭사이드, 에틸렌 글리콜 (3 및 4-에폭시사이클로헥산 카복실레이트), 디옥틸 에폭시 헥사하이드로프탈레이트, 디-2-에틸헥실에폭시헥사하이드로프탈레이트, 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르, 글리세린 트리글리시딜 에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 다가 알콜의 폴리글리시딜 에테르, 페놀, 크레졸 및 알킬페놀 디글리시딜 에스테르, 에폭시화 대두유, 부틸 에폭시스테아레이트, 옥틸 에폭시스테아레이트, 에폭시화 아마인유, 에폭시화 폴리부타디엔 등이 있다.
예시적인 옥세탄에는 3,3-디메틸옥세탄, 3,3-디클로로메틸옥세탄, 3-에틸-3-페녹시메틸옥세탄, 비스(3-에틸-3-메틸옥시)부탄 등이 포함된다.
예시적인 비닐 에테르에는 에틸렌 글리콜 디비닐 에테르, 트리에틸렌 글리콜 디비닐 에테르, 트리메틸올프로판 트리비닐 에테르 등이 포함된다.
상술된 바와 같이, 가요성-향상 성분은 단독으로 또는 상호 조합하여 사용될 수 있다.
가요성-향상 성분은 중량 평균 분자량이 예를 들어 62 내지 5,000, 예를 들어 62 내지 2,000일 수 있다. 이 성분은 활성화 전후에 건조 상태의 조성물의 가요성을 향상시키기에 효과적인 양으로 존재한다. 특정량은 예를 들어 백본, 및 가요성-향상 성분의 작용기 타입 및 수에 따라 달라질 것이다. 이 성분은 예를 들어 조성물에 0.5 내지 35 중량%, 예를 들어 2 내지 20 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
표면 평탄화제(surface leveling agent), 습윤제, 소포제, 부착 촉진제, 틱소트로피제(thixotropic agent) 등을 포함하나 이들로만 한정되지 않는 다른 첨가제가 본 발명의 조성물에 임의로 존재할 수 있다. 이러한 첨가제들은 코팅 조성물용으로 당업계에 널리 알려져 있다. 본 발명의 조성물에 표면 평탄화제, 예를 들어 Dow Chemical Company에서 시판하는 SILWET L-7604 실리콘-기제 오일와 같은 실리콘-기제 오일이 사용될 수 있다. 복수개의 첨가제가 본 발명의 조성물중에 배합될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 습윤제가 틱소트로피제와 배합될 수 있다. 이러한 임의적인 첨가제는 다양한 공급자들로부터 상업적으로 입수가능하다. 본 발명의 조성물에 사용되는 이러한 임의적인 첨가제의 양은 특정 첨가제 및 목적하는 효과에 따라 달라질 것이며, 당업자의 능력에 따른다. 이와 같은 기타 첨가제들은 전형적으로 조성물중에 5 중량% 미만, 보다 특히 2.5 중량% 미만의 양으로 존재한다.
본 발명의 조성물은 임의로 하나 이상의 유기 가교결합제를 함유할 수 있다. 가교결합제는 예를 들어 조성물의 성분들을 삼차원적으로 연결하는 물질을 포함한 다. 실리콘-함유 폴리머와 반응하는 방향족 또는 지방족 가교결합제가 본 발명에 사용하기에 적합하다. 이러한 유기 가교결합제는 경화하여 실리콘-함유 폴리머와 함께 중합망을 형성함으로써 현상액에 대한 용해도를 감소시킬 것이다. 이와 같은 유기 가교결합제는 모노머 또는 폴리머일 수 있다. 가교결합제의 배합물이 본 발명에서 성공적으로 사용될 수 있음을 당업자들은 인정할 것이다.
본 발명에 유용한 적합한 유기 가교결합제에는 아민 함유 화합물물이 포함되나 이들로만 한정되지 않는다. 본 발명에서 가교결합제로서 유용한 아민 함유 화합물로는 멜라민 모노머, 멜라민 폴리머, 알킬올메틸 멜라민, 벤조구아나민 수지, 벤조구아나민-포름알데하이드 수지, 우레아-포름알데하이드 수지, 글리콜우릴-포름알데하이드 수지, 및 이들의 배합물이 포함되나 이들로만 한정되지 않는다.
적합한 유기 가교제 농도가 가교제의 반응성 및 조성물의 특정 응용예와 같은 요인에 따라 달라질 것임을 당업자들은 인지할 것이다. 사용시, 가교결합제(들)는 전형적으로 조성물중에 0.1 내지 50 중량%, 예를 들어 0.5 내지 25 중량%, 또는 1 내지 20 중량%의 양으로 존재한다.
본 발명의 조성물은 임의로 하나 이상의 용매를 함유할 수 있다. 이러한 용매는 본 발명의 조성물의 제제화 및 기판상에서 본 발명의 조성물의 코팅을 돕는다. 각종 용매가 사용될 수 있다. 적합한 용매에는 글리콜 에테르, 예를 들어 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에스테르, 예를 들어 메틸 셀로솔브 아세테이트, 에틸 셀로솔브 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 이염기성 에스테르, 카보네이트, 예를 들어 프로필렌 카보네이트, γ-부티로락톤, 에스테르, 예를 들어 에틸 락테이트, n-아밀 아세테이트 및 n-부틸 아세테이트, 알콜, 예를 들어 n-프로판올, 이소프로판올, 케톤, 예를 들어 사이클로헥사논, 메틸 이소부틸 케톤, 디이소부틸 케톤 및 2-헵타논, 락톤, 예를 들어 γ-부티로락톤 및 γ-카프로락톤, 에테르, 예를 들어 디페닐 에테르 및 아니솔, 탄화수소, 예를 들어 메시틸렌, 톨루엔 및 크실렌, 및 헤테로사이클릭 화합물, 예를 들어 N-메틸-2-피롤리돈, N,N'-디메틸프로필렌우레아, 또는 이들의 혼합물이 포함되나 이들로만 한정되지 않는다.
본 발명의 조성물은 실리콘-함유 폴리머, 촉매 성분 및 다른 임의 성분들을 임의 순서로 혼합하여 제조될 수 있다.
본 발명의 조성물은 가요성 광 도파로를 제조하는데 사용하기에 특히 적합하다. 광 도파로는 스플리터(splitter), 커플러(coupler), 분광(spectral) 필터, 편광자(polarizer), 아이솔레이터(isolator), 파장 분할 멀티플렉싱 구조와 같은 멀티플렉서(multiplexer), 증폭기(amplifier), 감쇠기(attenuator), 스위치 등을 포함하나 이로만 제한되지 않는 광학 전기 장비 또는 인쇄배선판, 집적 회로, 인터커넥터(interconnect) 등과 같은 대형 전자 장비의 형성에 사용될 수 있다. 본 발명의 감광성 조성물은 또한 렌즈 뿐 아니라 미러, 프리즘 및 커넥터와 같은 광소자를 포함한 디스플레이 장비를 제조하는데 특히 유용하다. 본 원에 사용된 용어 전자 장비는 예를 들어 위에서 설명한 광학-전자 장비들 뿐만 아니라 광학-전자 장치를 포함하는 위에서 언급한 대규모 장비를 포함하는 것으로 의도하고 있다.
본 발명의 도파로는 개별 도파로 또는 도파로 어레이로서 제조될 수 있다. 본 발명의 조성물을 사용하여 도파로를 제조하는 방법은 (a) 기판상에 상술된 조성물로부터의 층을 형성하고; (b) 층의 적어도 일부(여기에서 층은 클래드 또는 코어층이다)를 활성화시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 조성물은 도파로 클래드 및/또는 코어 구조를 형성하는데 사용하기에 적합하다. 본 발명의 조성물로부터 형성된 클래드 및 코어 구조를 가지는 가요성 광 도파로의 형성 방법이 예시적인 목적으로만 기술될 것이다. 도파로는 코어, 및 제 1 및 제 2 클래딩 층을 침착시켜 형성된다. 최종 구조의 클래드는 코어에 비해 낮은 굴절율을 가진다. 특히 유용한 도파로는 굴절율이 1.4 내지 1.7인 코어 및 굴절율이 1.3 내지 1.69인 클래딩을 포함한다.
도 1을 참고로 하여, 도파로를 지지하기에 적합한 임의의 기판 (2)이 본 발명의 조성물 및 구조물과 함께 사용될 수 있다. 적합한 기판은 배선판 및 집적회로와 같은 전자 장비의 제조에 사용되는 기판을 포함하나, 이로만 제한되는 것은 아니다. 특히 적합한 기판은 구리 클래드 보드의 라미네이트 표면 및 구리 표면, 구리 포일, 인쇄배선판 내층 및 외층, 집적회로의 제조에 사용되는 웨이퍼, 예를 들어 실리콘, 갈륨 아르세나이드 및 인듐 포스파이드 웨이퍼, 액정 디스플레이("LCD") 유리 기판을 포함하나, 이로만 한정되지 않는 유리 기판, 및 절연체 코팅, 클래딩 층 등을 포함하는 기판을 포함한다.
제 1 클래딩 층 (4)이 기판 표면 (2) 상에 형성될 수 있다. 제 1 클래딩 층 (4)(및 기술될 다른 도파로 층)이 본 발명의 조성물로부터 스크린 프린팅, 커튼 코 팅(curtain coating), 롤러(roller) 코팅, 슬롯(slot) 코팅, 스핀(spin) 코팅, 플러드(flood) 코팅, 정전 스프레이(electrostatic spray), 스프레이 코팅 또는 딥(dip) 코팅을 포함하나, 이로만 제한되지 않는 임의의 기술에 의해 형성될 수 있다. 본 발명의 조성물 및 구조물이 스프레이 코팅되는 경우, 가열 스프레이 건(heated spray gun)이 임의로 사용될 수 있다. 조성물의 점도는 각 적용 방법의 요건을 만족시키도록 점도 조절제, 틱소트로피제, 충전제 등에 의해 조정될 수 있다. 제 1 클래딩 층은 약 1 내지 100 ㎛, 예를 들어 약 10 내지 50 ㎛의 건조 상태의 두께로 침착된다.
제 1 클래딩 층 (4)은 제 1 클래딩 조성물내 활성 성분의 타입에 따라, 예를 들어 열적으로 및/또는 광분해적으로 경화될 수 있다. 열 경화 온도는 90 내지 300 ℃, 예를 들어 90 내지 220 ℃이다. 이러한 경화는 전형적으로 5초 내지 1 시간에 걸쳐 일어난다. 이 경화는 오븐내 또는 열판상에서 기판을 가열함으로써 일어날 수 있다. 별도로, 도파로 클래드는 예를 들어 1 내지 2 줄(Joule)/㎠의 화학 조사선으로 플러드(flood) 노광후, 90 내지 300 ℃, 예를 들어 90 내지 220 ℃로 열 경화될 수 있다.
코어 층 (6)이 본 발명의 조성물로부터 형성된 제 1 클래드 층상에 형성된다. 코어 층은 약 1 내지 100 ㎛, 예를 들어 약 8 내지 60 ㎛의 두께로 코팅된다. 이어서, 코팅 기판을, 예를 들어 베이킹에 의해 소프트 경화하여 코팅중의 용매를 제거한다. 경화는 선택된 특정 용매에 따라 다양한 온도에서 일어날 수 있다. 적합한 온도는 존재하는 용매를 실질적으로 제거하기에 충분한 임의의 온도이다. 소 프트 경화는 예를 들어 기판 및 열 예산에 따라 실온(25 ℃) 내지 300 ℃의 임의의 온도에서 일어날 수 있다. 경화는, 예를 들어 오븐내 또는 열판상에서 5 초 내지 60 분에 이르는 시간에 걸쳐 일어날 수 있다.
경화후, 본 발명의 조성물 층을 화학 조사선에 노광시켜 이미지화할 수 있다. 이러한 방법은 예를 들어 접촉 이미지화, 투영 이미지화 및 다광자 흡수에 의한 레이저 직접 기록 이미지화를 포함한 레이저 직접 기록 이미지화를 포함한다. 필요에 따라, 층내에 3-차원 구조를 형성하기 위하여 다광자 흡수가 사용될 수 있다. 예를 들어 도 1에서 마스크 (8)로 한정되는 노광 패턴은 코어 도파로의 기하구조를 전형적으로 길이가 수 센티미터에서 수 미터이고, 폭이 수 미크론에서 수백 미크론으로 한정하나, 언제나 그런 것은 아니다. 노광후, 조성물을 전형적으로 40 내지 170 ℃의 온도에서 후 노광 경화시킬 수 있다. 경화 시간은 달라질 수 있으나, 일반적으로 약 30 초 내지 약 1 시간이다. 이론적인 결부없이, 네거티브-작용성 물질의 경우, 화학 조사선에 노광시 실리콘-함유 폴리머의 커플링으로 노광 영역이 비노광 영역보다 현상액에 덜 용해되는 것으로 판단된다.
비노광 영역을, 예를 들어 적합한 현상액과 접촉시켜 제거하여 기판상에 노광 영역만을 남겨 도 1의 코어 구조 (6)를 형성할 수 있다. 조성물은 수성 현상액에서 현상될 수 있다. 적합한 수성 현상액으로는, 예를 들어 수중 수산화나트륨 및 수산화칼륨과 같은 알칼리 금속 하이드록사이드, 및 수중 테트라메틸암모늄 하이드록사이드와 같은 테트라알킬암모늄 하이드록사이드가 포함된다. 이러한 현상액은 전형적으로 0.1 내지 2N, 예를 들어 0.15 내지 1N, 또는 0.26 내지 0.7N의 농 도로 사용된다. 현상액은 임의로 하나 이상의 공지된 계면활성제, 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜, 알킬 설포네이트, 및 당업계에 공지된 다른 계면활성제를 포함할 수 있다. 계면활성제는 전형적으로 현상액중에 0.01 내지 3 중량%의 양으로 존재한다. 소포제가 또한 유리하게는 현상액에 포함될 수 있다.
비노광 영역을 또한 비수성 현상액과 접촉시켜 제거하여 기판상에 노광 영역만을 남길 수 있다. 적합한 비수성 현상액에는, 예를 들어 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 사이클로헥사논, 2-옥타논, 2-헵타논 및 메틸 이소아밀 케톤과 같은 케톤; 에탄올, 이소프로판올, n-프로판올, n-부탄올, 이소부탄올 및 아밀올과 같은 알콜; 에틸 아세테이트, 에틸 프로피오네이트 및 에틸 락테이트와 같은 에스테르; 에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 에틸 에테르 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르와 같은 글리콜 에테르; 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트와 같은 글리콜 에테르 에스테르; 톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠, 디클로로벤젠 등과 같은 방향족 및 이들의 배합물이 포함된다.
상기 언급된 수성 현상액과 상기 언급된 비수성 현상액의 배합물인 반수성 현상액이 또한 사용될 수 있다.
이와 같은 현상은 다양한 온도, 예를 들어 실온 내지 약 65 ℃, 예를 들어 21 내지 49 ℃에서 수행될 수 있다. 공격적인 교반시 현상 시간은 10 분 이내, 예를 들어 5 분 이내, 2 분 이내, 1 분 이내, 또는 30 초 이내일 수 있다. 현상은, 예를 들어 정전 현상 챔버내에서 또는 현상액이 스프레이되는 컨베이어 플랫폼 상 에서 수행될 수 있다. 스프레이 압은 5 내지 40 psi, 예를 들어 10 내지 25 psi일 수 있다.
현상후, 본 발명의 도파로는 최종 경화 단계에 적용될 수 있다. 경화는, 예를 들어, 1 내지 2 Joules/㎠의 화학 조사선을 사용한 플러드 노광을 포함한다. 추가로, 또는 택일적으로, 도파로는 공기 또는 질소나 아르곤과 같은 불활성 분위기에서 약 130 내지 300 ℃의 온도로 가열될 수 있다. 이어서, 제 2 클래딩 층 (10)이 제 1 클래딩 층 (4) 및 코어 구조 (6) 위에 상술된 바와 같이 형성될 수 있다. 제 2 클래딩 층은 제 1 클래딩 층과 동일하거나 상이할 수 있다. 제 2 클래딩 층을 열적으로 활성화시키고/시키거나 광 활성화시켜 제 1 클래드 층에 대해 상기 언급한 바와 같은 도파로 구조를 제공할 수 있다. 제 2 클래딩 층은 전형적으로 약 1 내지 100 ㎛, 예를 들어 약 10 내지 50 ㎛의 두께로 침착된다.
본 발명의 광 도파로는 다양한 파장에서 뛰어난 투명성을 보유한다. 따라서, 본 발명의 광 도파로는 예를 들어 600 내지 1,700 nm에서 사용될 수 있다. 본 발명의 광 도파로가 다른 파장에서도 유리하게 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명의 광 도파로는 데이터 통신 및 텔레커뮤니케이션 응용에 사용하기에 특히 적합하다.
도 2는 본 발명의 추가적인 측면에 따른 예시적인 전자 장비를 도시한다. 전자 장비는 도파로 클래드 (4)상에 형성된 도파로 코어 (6)를 포함하는 광 스플리터이다. 입사된 신호 파장 λ는 Y-분기점 (12)에서 파장은 동일하나 파워 진폭이 감소된 두개의 광 신호 λ'로 스플릿된다.
하기 실시예는 본 발명의 보다 다양한 측면을 설명하고자 의도된 것이며, 본 발명의 범위를 어떤 측면으로도 제한하고자 의도된 것은 아니다. 실시예에 사용된 중량%는 용매를 포함한 전체 조성물에 기초한다. 총 중량 퍼센트가 100 중량%로부터 벗어나는 경우 이는 측정중에 반올림(rounding)을 했기 때문이다.
실시예 1
프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 45.76 중량%, 페닐-메틸-디메틸 실세스퀴옥산(폴리머에 기초하여 49:49:2 중량%) 48.17 중량%, 에폭시화 폴리부타디엔 1.1 중량%, 하이드록시 종결된 디페닐나프틸설포늄 퍼플루오로부탄포스페이트 0.11 중량%, 폴리디페닐실록산 4.82 중량% 및 DOW SILWET L-7604 실리콘-기제 오일 0.007 중량%를 혼합물로 배합하였다. 조성물을 # 80 드로우다운 바(drawdown bar)를 사용하여 경석-스크러빙된 구리 포일상에 코팅하고, 오븐에 넣어 90 ℃에서 15 분동안 건조시켰다. 필요한 도파로를 디파인하는 아트워크를 조성물상에 직접 배치하였다. 아트워크는 다양한 치수 및 형태의 도파로, 예를 들어 길이 2 내지 14 ㎝이고 폭 15 내지 50 ㎛인 선형, 분지 및 커브 형태의 도파로를 형성하기 위한 패턴을 포함한다. 구조물을 300 mJ/㎠의 화학 조사선에 적용한 후, 공기중, 90 ℃에서 15 분간 후-노광 베이킹하였다. 그후, 노광 웨이퍼를 37.8 ℃(100 ℉)로 유지되는 0.85N 수산화나트륨 현상액에 30 초간 담가 두었다. 이어서, 웨이퍼를 탈이온수로 세정하여 건조시켰다. 그후, 웨이퍼를 10 분간 200 ℃로 가열하였다. 구리 포일은 1/16 인치 직경의 만드렐에 접어 구부려졌다. 크래킹이 육안적으로 관찰되지 않았다.
실시예 2
프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 45 중량%, 트리플루오로메틸-페닐-실세스퀴옥산(폴리머에 기초해 10:90 중량%) 35 중량%, 3,3-디메틸옥세탄 15 중량%, 벤조인 토실레이트 4.95 중량% 및 DOW SILWET L-7604 실리콘-기제 오일 0.05 중량%를 혼합물로 배합하였다. 조성물을 6 인치 이산화규소-코팅된 실리콘 웨이퍼 상에 2,500 rpm으로 스핀-코팅하고, 열판상에서 공기중에 90 ℃에서 2 분동안 8 ㎛의 두께로 소프트 베이킹하였다. 실시예 1에 기술된 바와 같은 아트워크를 조성물상에 직접 배치하였다. 구조물에 2,000 mJ/㎠의 화학 조사선을 적용한 후, 공기중에 90 ℃에서 2 분간 후-노광 베이킹하였다. 그후, 노광된 웨이퍼를 37.8 ℃(100 ℉)로 유지되는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 현상액에 30 초간 담가 두었다. 이어서, 웨이퍼를 탈이온수로 세정하여 건조시켰다. 그후, 웨이퍼를 공기중, 열판상에서 200 ℃로 10 분간 가열하였다. 가요성 광 도파로가 형성된 것으로 예상된다.
실시예 3
프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 37 중량%, 메틸-페닐 실세스퀴옥산(폴리머에 기초해 50:50 중량%) 47.99 중량%, 트리메틸올프로판 트리비닐 에테 르 10 중량%, 트리페닐설포늄 트리플루오로메틸설포네이트 5 중량% 및 DOW SILWET L-7604 실리콘-기제 오일 0.01 중량%를 혼합물로 배합하였다. 조성물을 예를 들어 인쇄배선판 제조에 통상 사용되는 24 인치 ×36 인치(61 ㎝ ×91.4 ㎝) 에폭시 라미네이트상에 60 ㎛의 두께로 롤-코팅하였다. 그후, 조성물을 대류식 오븐에 넣어 90 ℃에서 45 분동안 공기-건조시켰다. 실시예 1에 기술된 바와 같으나, 라인 폭이 40 내지 200 ㎛인 아트워크를 조성물상에 직접 배치하였다. 구조물에 1,000 mJ/㎠의 화학 조사선을 적용한 후, 공기중에 90 ℃에서 30 분간 후노광 베이킹하였다. 이어서, 노광 구조를 37.8 ℃(100 ℉)로 유지되는 0.7N 수산화나트륨 현상액을 함유하는 스프레이 현상액에 총 120 초간 놓아 두었다. 이어서, 라미네이트를 탈이온수로 세정하여 건조시켰다. 형성된 도파로를 2,000 mJ/㎠의 화학 조사선으로 플러드-노광하고, 대류식 오븐에 넣어 공기중에 180 ℃에서 120 분간 하드 경화시켰다. 가요성 광 도파로가 형성된 것으로 예상된다.
실시예 4
프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 30 중량%, 메틸-페닐 실세스퀴옥산(폴리머에 기초해 40:60 중량%) 54.99 중량%, 하이드록시 종결된 폴리디메틸실록산 10 중량%, 트리페닐설포늄 트리플루오로메틸설포네이트 5 중량% 및 DOW SILWET L-7604 실리콘-기제 오일 0.01 중량%를 혼합물로 배합하였다. 조성물을 예를 들어 인쇄배선판 제조에 통상 사용되는 24 인치 ×36 인치(61 ㎝ ×91.4 ㎝) 에폭시 라미네이트상에 50 ㎛의 두께로 롤-코팅하였다. 그후, 조성물을 대류식 오븐 에 넣어 90 ℃에서 30 분동안 공기-건조시켰다. 실시예 1에 기술된 바와 같으나, 라인 폭이 40 내지 200 ㎛인 아트워크를 조성물상에 직접 배치하였다. 구조물에 800 mJ/㎠의 화학 조사선을 적용한 후, 공기중에 90 ℃에서 30 분간 후노광 베이킹하였다. 이어서, 노광 구조를 37.8 ℃(100 ℉)로 유지되는 0.7N 수산화나트륨 현상액을 함유하는 스프레이 현상액에 총 120 초간 놓아 두었다. 이어서, 라미네이트를 탈이온수로 세정하여 건조시켰다. 형성된 도파로를 대류식 오븐에 넣어 공기중에 180 ℃에서 120 분간 하드 경화시켰다. 가요성 광 도파로가 형성된 것으로 예상된다.
실시예 5
클래드 (1) 층
프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 39 중량%, 페닐-메틸-디메틸 실세스퀴옥산(폴리머에 기초해 35:65 중량%) 48.5 중량%, 1,4-부탄디올의 디글리시딜 에테르 7.5 중량%, 아민 블록된 도데실페닐설포네이트 4.99 중량% 및 DOW SILWET L-7604 실리콘-기제 오일 0.01 중량%를 혼합물로 배합하여 제 1 클래딩 층 조성물을 형성하였다. 조성물을 예를 들어 인쇄배선판 제조에 통상 사용되는 24 인치 ×36 인치(61 ㎝ ×91.4 ㎝) 에폭시 라미네이트상에 50 ㎛의 두께로 롤-코팅하였다. 그후, 조성물을 대류식 오븐에 넣어 90 ℃에서 45 분동안 공기-건조시켰다. 제 1 클래드 코팅 기판을 180 ℃에서 1.5 시간동안 가열하였다.
코어
제 1 클래딩 층을 실시예 1과 동일한 조성물로 코팅하고, 처리하여 도파로 코어 구조를 형성하였다.
클래드 (2) 층
소프트 베이킹후 제 2 클래딩 층의 두께가 60 ㎛인 것을 제외하고, 제 1 클래딩 층을 형성하는데 사용된 동일한 조성물 및 방법을 이용하여 패턴화된 코어 구조 및 제 1 클래딩 층상에 제 2 클래딩 층 조성물을 형성하였다. 가요성 광 도파로가 형성된 것으로 예상된다.
실시예 6
클래드 (1) 층
프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 50 중량%, 페닐-메틸 실세스퀴옥산(폴리머에 기초해 40:60 중량%) 40.99 중량%, 3,3-디메틸옥세탄 4 중량%, 트리페닐설포늄 트리플루오로메틸설페이트 5 중량% 및 DOW SILWET L-7604 실리콘-기제 오일 0.01 중량%를 혼합물로 배합하여 제 1 클래딩 층 조성물을 형성하였다. 조성물을 6 인치 이산화규소-코팅된 실리콘 웨이퍼 상에 2,000 rpm으로 스핀-코팅하고, 열판상에서 공기중에 90 ℃에서 2 분동안 8 ㎛의 두께로 소프트 베이킹하였다. 조성물을 800 mJ에서 노광한 후, 열판상에서 2 분동안 90 ℃로 가열하였다. 그후, 조성물을 공기중, 열판상에서 200 ℃로 10 분동안 하드-베이킹하였다.
코어
제 1 클래딩 층을 실시예 2와 동일한 조성물로 코팅하고, 처리하여 도파로 코어 구조를 형성하였다.
클래드 (2) 층
소프트 베이킹후 제 2 클래딩 층의 두께가 10 ㎛인 것을 제외하고, 제 1 클래딩 층을 형성하는데 사용된 동일한 조성물 및 방법을 이용하여 패턴화된 코어 구조 및 제 1 클래딩 층상에 제 2 클래딩 층 조성물을 형성하였다. 가요성 광 도파로가 형성된 것으로 예상된다.
실시예 7
클래드 (1) 층
프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 39 중량%, 페닐-메틸 실세스퀴옥산(폴리머에 기초해 50:50 중량%) 46 중량%, 트리메틸올프로판 트리비닐 에테르 10 중량%, 아민 블록된 도데실페닐설포네이트 4.99 중량% 및 DOW SILWET L-7604 실리콘-기제 오일 0.01 중량%를 혼합물로 배합하여 제 1 클래딩 층 조성물을 형성하였다. 조성물을 예를 들어 인쇄배선판 제조에 통상 사용되는 24 인치 ×36 인치(61 ㎝ ×91.4 ㎝) 에폭시 라미네이트상에 50 ㎛의 두께로 롤-코팅하였다. 그후, 조성물을 대류식 오븐에 넣어 90 ℃에서 45 분동안 공기-건조시켰다. 제 1 클래드 코팅 기판을 180 ℃에서 1 시간동안 가열하였다.
코어
제 1 클래딩 층을 실시예 3과 동일한 조성물로 코팅하고, 처리하여 도파로 코어 구조를 형성하였다.
클래드 (2) 층
소프트 베이킹후 제 2 클래딩 층의 두께가 60 ㎛인 것을 제외하고 제 1 클래딩 층을 형성하는데 사용된 동일한 조성물 및 방법을 이용하여 패턴화된 코어 구조 및 제 1 클래딩 층상에 제 2 클래딩 층 조성물을 형성하였다. 가요성 광 도파로가 형성된 것으로 예상된다.
실시예 8
클래드 (1) 층
프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 39 중량%, 페닐-메틸 실세스퀴옥산(폴리머에 기초해 50:50 중량%) 46 중량%, 하이드록시-종결된 폴리디페닐실록산 10 중량%, 아민 블록된 도데실페닐설포네이트 4.99 중량% 및 DOW SILWET L-7604 실리콘-기제 오일 0.01 중량%를 혼합물로 배합하여 제 1 클래딩 층 조성물을 형성하였다. 조성물을 예를 들어 인쇄배선판 제조에 통상 사용되는 24 인치 ×36 인치(61 ㎝ ×91.4 ㎝) 에폭시 라미네이트상에 50 ㎛의 두께로 롤-코팅하였다. 그후, 조성물을 대류식 오븐에 넣어 90 ℃에서 45 분동안 공기-건조시켰다. 제 1 클래드 코팅 기판을 180 ℃에서 1 시간동안 가열하였다.
코어
제 1 클래딩 층을 실시예 4와 동일한 조성물로 코팅하고, 처리하여 도파로 코어 구조를 형성하였다.
클래드 (2) 층
소프트 베이킹후 제 2 클래딩 층의 두께가 60 ㎛인 것을 제외하고, 제 1 클래딩 층을 형성하는데 사용된 동일한 조성물 및 방법을 이용하여 패턴화된 코어 구조 및 제 1 클래딩 층상에 제 2 클래딩 층 조성물을 형성하였다. 가요성 광 도파로가 형성된 것으로 예상된다.
본 발명이 그의 특정 구체예를 참조로 하여 상세히 설명되었으나, 청구범위의 영역을 벗어나지 않는 한, 다양하게 변화 및 변경될 수 있고 등가물이 사용될 수 있음이 당업자들에게는 자명할 것이다.

Claims (10)

  1. 식 (RSiO1.5)(여기에서, R은 치환되거나 비치환된 유기 그룹이다)의 단위 및 다수의 작용 말단기를 가지는 폴리머;
    활성화시 건조 상태의 조성물의 용해도를 변경시키기 위한 제 1 성분; 및
    에폭사이드, 옥세탄, 비닐 에테르 및 이들의 조합중에서 선택된 다수의 작용기를 함유하며 활성화 전 후에 건조 상태의 조성물의 가요성을 향상시키기에 유효한 양으로 존재하는 제 2 성분을 포함하는 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 2 성분이 치환 및 비치환 알킬 및 아릴 탄화수소, 에테르, 아크릴레이트, 노볼락, 나노입자, 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리설폰, 폴리케톤, 풀러렌, POSS 실리콘 및 이들의 조합중에서 선택된 물질을 포함하는 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 제 2 성분이 폴리에폭사이드인 조성물.
  4. 제 1 항 내지 3 항중 어느 한항에 있어서, 폴리머가 식 (R1SiO1.5)(R1은 치환되거나 비치환된 알킬 그룹이고, R은 치환되거나 비치환된 아릴 그룹이다)의 단위를 추가로 포함하는 조성물.
  5. 제 1 항 내지 4 항중 어느 한 항에 있어서, 건조 상태의 조성물이 수성 현상가능한 조성물.
  6. 코어 및 클래드를 포함하고, 이 코어 및/또는 클래드는
    식 (RSiO1.5)(여기에서, R은 치환되거나 비치환된 유기 그룹이다)의 단위 및 다수의 작용 말단기를 가지는 폴리머;
    활성화시 건조 상태의 조성물의 용해도를 변경시키기 위한 제 1 성분; 및
    에폭사이드, 옥세탄, 비닐 에테르 및 이들의 조합중에서 선택된 다수의 작용기를 함유하며 활성화 전 후에 건조 상태의 조성물의 가요성을 향상시키기에 유효한 양으로 존재하는 제 2 성분을 포함하는 조성물로부터 형성되는 가요성 광 도파로.
  7. 제 6 항에 있어서, 제 2 성분이 치환 및 비치환 알킬 및 아릴 탄화수소, 에테르, 아크릴레이트, 노볼락, 나노입자, 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리설폰, 폴리케톤, 풀러렌, POSS 실리콘 및 이들의 조합중에서 선택된 물질을 포함하는 가요성 광 도파로.
  8. 제 6 항에 있어서, 제 2 성분이 폴리에폭사이드인 가요성 광 도파로.
  9. 제 6 항 내지 8 항중 어느 한항에 있어서, 폴리머가 식 (R1SiO1.5)(R1은 치환되거나 비치환된 알킬 그룹이고, R은 치환되거나 비치환된 아릴 그룹이다)의 단위를 추가로 포함하는 가요성 광 도파로.
  10. (a) 기판상에 제 1 항 내지 5 항중 어느 한 항에 따른 조성물 층을 형성하고;
    (b) 코어 또는 클래드 층의 적어도 일부를 활성화시키는 단계를 특징으로 하여, 코어 및 클래드를 포함하는 가요성 광 도파로를 형성하는 방법.
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