KR20060082076A - 감광성 절연 수지 조성물 및 그의 경화물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기 반도체 소자 등의 기능을 저해하지 않고 저온 경화시키는 것이 가능하며, 해상성, 전기 절연성, 내열충격성 및 내약품성 등의 여러가지 특성이 우수한 경화물을 얻을 수 있고, 반도체 소자용 표면 보호막이나 층간 절연막 등의 용도에 적합한 감광성 절연 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 감광성 절연 수지 조성물은 에폭시기를 갖는 비닐 단량체와 옥세타닐기를 갖는 비닐 단량체를 포함하는 단량체 성분을 공중합하여 이루어지는 공중합체 (A)와, 광 감응성 산발생제 (B)를 함유하는 것을 특징으로 한다. 상기 공중합체 (A)는 에폭시기를 갖는 비닐 단량체, 옥세타닐기를 갖는 비닐 단량체, 및 그 밖의 비닐 단량체를 포함하는 단량체 성분을 공중합하여 이루어지는 것이 바람직하다.
감광성 절연 수지 조성물, 반도체 소재용 표면 보호막, 층간 절연막

Description

감광성 절연 수지 조성물 및 그의 경화물 {Photosensitive Insulating Resin Composition and Cured Product Thereof}
본 발명은 유기 반도체 소자 등의 표면 보호막 (오버 코트막(overcoat film)) 또는 층간 절연막 (부동태막(passivation film)) 등에 사용되는 감광성 절연 수지 조성물 및 그것을 경화하여 이루어지는 경화물에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 영구막 레지스트로서 해상성이 우수함과 동시에 저온 경화성, 전기 절연성, 내열충격성, 내약품성 등의 특성이 우수한 경화물, 및 그러한 경화물을 얻을 수 있는 감광성 절연 수지 조성물에 관한 것이다.
최근, Si, GaAs에 이어 제3의 반도체 재료로서 주목받고 있는 유기 반도체 재료는 차세대 전자 장치 재료로서 많은 기대를 받고 있으며, 그에 대한 연구ㆍ개발이 활발하게 이루어지고 있다.
유기 반도체 재료는 150 ℃ 이하의 저온에서 막을 형성할 수 있고, 또한 사용하는 기판의 선택 자유도가 높기 때문에, 유기 반도체 재료를 사용함으로써 비교적 저렴한 제조 장치로 간편하게 반도체 소자를 제조할 수 있다는 이점이 있다. 따라서, 발광 특성이 있는 유기 전계 발광(EL) 표시 소자, 불화비닐리덴을 강유전체층으로서 사용하는 유기 메모리 소자, 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 유기 광전 변환 소자 등의 많은 유기 반도체 소자가 연구ㆍ개발되고 있다.
종래, 전자 기기의 반도체 소자에 사용되는 표면 보호막 및 층간 절연막 등에는 내열성, 기계적 특성 및 막 형성 정밀도 등이 우수한 감광성 폴리이미드계 수지(예를 들면, 일본 특허 공고 (소)59-52822호 공보 참조)가 널리 사용되고 있다.
그러나, 유기 반도체 재료는 Si나 GaAs 등과 비교하여 내열성이 떨어지기 때문에, 표면 보호막이나 층간 절연막 등을 형성할 때, 통상 300 ℃ 이상의 온도로 경화시킬 필요가 있는 감광성 폴리이미드계 수지 등의 종래의 재료 및 제조 공정을 적용할 수 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 따른 문제점을 해결하여, 유기 반도체 소자 등의 기능을 저해하지 않고 저온 경화시키는 것이 가능하고, 해상성, 전기 절연성, 내열충격성 및 내약품성 등의 여러가지 특성이 우수한 경화물을 얻을 수 있으며, 반도체 소자용 표면 보호막 및 층간 절연막 등의 용도에 적합한 감광성 절연 수지 조성물을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 우수한 특성을 갖는 감광성 절연 수지 조성물을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 감광성 절연 수지 조성물은, 에폭시기를 갖는 비닐 단량체 및 옥세타닐기를 갖는 비닐 단량체를 포함하는 단량체 성분을 공중합하여 이루어지는 공중합체 (A)와, 광 감응성 산발생제 (B)를 함유하는 것을 특징으로 한다.
상기 공중합체 (A)는 에폭시기를 갖는 비닐 단량체, 옥세타닐기를 갖는 비닐 단량체, 및 그 밖의 비닐 단량체를 포함하는 단량체 성분을 공중합하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 감광성 절연 수지 조성물은, 상기 공중합체 (A) 100 중량부에 대하여 광 감응성 산발생제 (B)를 0.1 내지 20 중량부의 양으로 함유하고,
단량체 성분에 포함되는 에폭시기를 갖는 비닐 단량체 및 옥세타닐기를 갖는 비닐 단량체의 함유량의 합계가 단량체 성분 100 중량부에 대하여 20 중량부 이상인 것이 바람직하다.
<발명의 효과>
본 발명의 감광성 절연 수지 조성물은 저온 경화시키는 것이 가능하고, 우수한 해상성, 전기 절연성, 내열성, 내열충격성 및 내약품성을 갖는 경화물을 형성할 수 있다. 이러한 특성을 갖는 본 발명의 감광성 절연 수지 조성물은 유기 반도체 소자 등의 전자 부품의 표면 보호막이나 층간 절연막 등의 용도에 적합하다.
도 1은 내열충격성 평가 기재의 단면 모식도이다.
도 2는 평가용 기재의 표면 모식도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 평가용 기재 2: 기판
3: 구리박
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 본 발명의 감광성 절연 수지 조성물 및 그의 경화물에 대하여 상세하 게 설명한다.
[감광성 절연 수지 조성물]
본 발명의 감광성 절연 수지 조성물은 공중합체 (A)와 광 감응성 산발생제 (B)로 구성된다. 또한, 본 발명의 감광성 절연 수지 조성물은 필요에 따라 각종 첨가제 등을 함유할 수도 있다.
(A) 공중합체
본 발명에서 사용되는 공중합체 (A)는, 에폭시기를 갖는 비닐 단량체, 옥세타닐기를 갖는 비닐 단량체 및 바람직하게는 그 밖의 추가 비닐 단량체를 포함하는 단량체 성분을 공중합하여 이루어진다.
에폭시기를 갖는 비닐 단량체로서는 글리시딜 (메트)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실메틸 (메트)아크릴레이트, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸 (메트)아크릴레이트, 알릴글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
옥세타닐기를 갖는 비닐 단량체로서는 (3-에틸-3-옥세타닐)메틸 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
그 밖의 비닐 단량체로서는 스티렌, α-메틸스티렌, o-메틸스티렌, m-메톡시스티렌, p-히드록시스티렌, o-클로로스티렌, m-클로로스티렌, N,N-디메틸-p-아미노스티렌, 디비닐벤젠 등의 방향족 비닐 화합물류;
메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 스테아릴 (메트)아크릴레이 트, 이소보르닐아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.02,6]데카닐 (메트)아크릴레이트 등의 알킬 (메트)아크릴레이트류;
크로톤산 메틸, 크로톤산 에틸, 신남산 메틸, 신남산 에틸 등의 불포화 모노카르복실산 에스테르류;
트리플루오로에틸 (메트)아크릴레이트, 펜타플루오로프로필 (메트)아크릴레이트, 헵타플루오로부틸 (메트)아크릴레이트 등의 플루오로알킬 (메트)아크릴레이트류;
트리메틸실록사닐디메틸실릴프로필 (메트)아크릴레이트, 트리스(트리메틸실록사닐)실릴프로필 (메트)아크릴레이트, 디(메트)아크릴로일프로필디메틸실릴에테르 등의 실록사닐 화합물류;
에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,6-헥산디올 등의 알킬렌글리콜의 모노- 또는 디-(메트)아크릴레이트류;
2-메톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-에톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 3-에톡시프로필 (메트)아크릴레이트 등의 알콕시알킬 (메트)아크릴레이트류;
시아노에틸 (메트)아크릴레이트, 시아노프로필 (메트)아크릴레이트 등의 시아노알킬 (메트)아크릴레이트류 및 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 시아노 화합물류;
글리세롤, 1,2,4-부탄트리올, 펜타에리트리톨, 트리메틸올알칸(알칸의 탄소수는, 예를 들면 1 내지 3), 테트라메틸올알칸(알칸의 탄소수는, 예를 들면 1 내지 3) 등의 다가 알코올류의 디(메트)아크릴레이트, 트리(메트)아크릴레이트 또는 테트라(메트)아크릴레이트 등의 올리고(메트)아크릴레이트류;
2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트 등의 히드록시알킬 (메트)아크릴레이트류;
크로톤산 2-히드록시에틸, 크로톤산 2-히드록시프로필, 신남산 2-히드록시프로필 등의 불포화 카르복실산의 히드록시알킬에스테르류;
(메트)알릴알코올 등의 불포화 알코올류;
(메트)아크릴산, 크로톤산, 신남산 등의 불포화 (모노)카르복실산류;
(무수) 말레산, 푸마르산, (무수) 이타콘산, 시트라콘산 등의 불포화 폴리카르복실산 (무수물)류, 및 이들의 모노 또는 디에스테르류;
부타디엔, 이소프렌 등의 디엔계 화합물류;
염화비닐, 아세트산 비닐, 신남산 에스테르, 크로톤산 에스테르, 디시클로펜타디엔, 에틸리덴노르보르넨 등의 다른 화합물
등을 들 수 있다. 이들 중에서는 방향족 비닐 화합물류가 바람직하다. 상기 그 밖의 비닐 단량체는 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명의 공중합체 (A)는, 예를 들면 라디칼 중합 개시제를 사용하고, 필요에 따라 연쇄 이동제의 존재하에서 행하는 공지된 용액 중합법 등에 의해 제조할 수 있다. 이러한 용액 중합에 사용하는 중합 매체로서는 유기 용제를 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 유기 용제로서는 에틸렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트 등의 에틸렌글리콜 모노알킬에테르아세테이트류;
프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르, 프로필렌글리콜 모노부틸에테르 등의 프로필렌글리콜 모노알킬에테르류;
프로필렌글리콜 디메틸에테르, 프로필렌글리콜 디에틸에테르, 프로필렌글리콜 디프로필에테르, 프로필렌글리콜 디부틸에테르 등의 프로필렌글리콜 디알킬에테르류;
프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜 모노알킬에테르아세테이트류;
에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등의 셀로솔브류;
부틸카르비톨 등의 카르비톨류;
락트산 메틸, 락트산 에틸, 락트산 n-프로필, 락트산 이소프로필 등의 락트산 에스테르류;
아세트산 에틸, 아세트산 n-프로필, 아세트산 이소프로필, 아세트산 n-부틸, 아세트산 이소부틸, 아세트산 n-아밀, 아세트산 이소아밀, 프로피온산 이소프로필, 프로피온산 n-부틸, 프로피온산 이소부틸 등의 지방족 카르복실산 에스테르류;
3-메톡시프로피온산 메틸, 3-메톡시프로피온산 에틸, 3-에톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, 피루브산 메틸, 피루브산 에틸 등의 다른 에스테르 류;
톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류;
2-헵타논, 3-헵타논, 4-헵타논, 시클로헥사논 등의 케톤류;
N-디메틸포름아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드류;
γ-부티로락톤 등의 락톤류
등을 들 수 있다. 이들 유기 용제는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 에폭시기를 갖는 비닐 단량체 및 옥세타닐기를 갖는 비닐 단량체의 단량체 성분 중의 함유량은, 양자의 합계가 단량체 성분 100 중량부에 대하여 20 중량부 이상, 바람직하게는 30 중량부 이상이다.
상기 함유량이 20 중량부 미만이면 충분한 해상성이 얻어지지 않는 경우가 있다. 또한, 에폭시기를 갖는 비닐 단량체 및 옥세타닐기를 갖는 비닐 단량체 각각의 함유량은, 단량체 성분 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상, 바람직하게는 5 중량부 이상이다.
본 발명의 공중합체 (A)의 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의한 수 평균 분자량(Mn)은 통상 1,000 내지 100,000, 바람직하게는 3,000 내지 50,000이다.
(B) 광 감응성 산발생제
본 발명에서 사용되는 광 감응성 산발생제 (B)는 방사선 등의 조사에 의해 산을 발생하는 화합물이며, 이 산의 촉매 작용에 의해 공중합체 (A) 중의 에폭시기 및 옥세타닐기가 개환 중합 반응을 일으켜 경화하기 때문에, 본 발명에 관한 감광성 절연 수지 조성물을 사용하면 네가티브형의 패턴을 형성할 수 있다.
광 감응성 산발생제 (B)로서는 방사선 등의 조사에 의해 산을 발생하는 화합물이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 오늄염 화합물, 할로겐 함유 화합물, 디아조케톤 화합물, 술폰 화합물, 술폰산 화합물, 술폰이미드 화합물, 디아조메탄 화합물 등을 들 수 있다. 이하, 그 구체예를 나타낸다.
오늄염 화합물로서는, 예를 들면 요오도늄염, 술포늄염, 포스포늄염, 디아조늄염, 피리디늄염 등을 들 수 있다. 바람직한 오늄염의 구체예로서는 디페닐요오도늄 트리플루오로메탄술포네이트, 디페닐요오도늄 p-톨루엔술포네이트, 디페닐요오도늄 헥사플루오로안티모네이트, 디페닐요오도늄 헥사플루오로포스페이트, 디페닐요오도늄 테트라플루오로보레이트, 트리페닐술포늄 트리플루오로메탄술포네이트, 트리페닐술포늄 p-톨루엔술포네이트, 트리페닐술포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-t-부틸페닐ㆍ디페닐술포늄 트리플루오로메탄술포네이트, 4-t-부틸페닐ㆍ디페닐술포늄 p-톨루엔술포네이트, 4,7-디-n-부톡시나프틸 테트라히드로티오페늄 트리플루오로메탄술포네이트, (4-페닐티오)페닐디페닐술포늄 헥사플루오로포스페이트, (4-페닐티오)페닐디페닐술포늄 헥사플루오로안티모네이트 등을 들 수 있다.
할로겐 함유 화합물로서는, 예를 들면 할로알킬기 함유 탄화수소 화합물, 할로알킬기 함유 복소환식 화합물 등을 들 수 있다. 바람직한 할로겐 함유 화합물의 구체예로서는 1,10-디브로모-n-데칸; 1,1-비스(4-클로로페닐)-2,2,2-트리클로로에탄; 페닐-비스(트리클로로메틸)-S-트리아진, 4-메톡시페닐-비스(트리클로로메틸)- S-트리아진, 스티릴-비스(트리클로로메틸)-S-트리아진, 나프틸-비스(트리클로로메틸)-S-트리아진 등의 S-트리아진 유도체를 들 수 있다.
디아조케톤 화합물로서는, 예를 들면 1,3-디케토-2-디아조 화합물, 디아조벤조퀴논 화합물, 디아조나프토퀴논 화합물 등을 들 수 있다. 바람직한 디아조케톤 화합물의 구체예로서는 페놀류의 1,2-나프토퀴논디아지도-4-술폰산 에스테르 화합물을 들 수 있다.
술폰 화합물로서는, 예를 들면 β-케토술폰 화합물, β-술포닐술폰 화합물 및 이들 화합물의 α-디아조 화합물을 들 수 있다. 바람직한 술폰 화합물의 구체예로서는 4-트리스펜아실술폰, 메시틸펜아실술폰, 비스(펜아실술포닐)메탄 등을 들 수 있다.
술폰산 화합물로서는, 예를 들면 알킬술폰산 에스테르류, 할로알킬술폰산 에스테르류, 아릴술폰산 에스테르류, 이미노술포네이트류 등을 들 수 있다. 바람직한 술폰산 화합물의 구체예로서는 벤조인 토실레이트, 피로갈롤 트리스트리플루오로메탄술포네이트, o-니트로벤질 트리플루오로메탄술포네이트, o-니트로벤질 p-톨루엔술포네이트 등을 들 수 있다.
술폰이미드 화합물의 구체예로서는 N-(트리플루오로메틸술포닐옥시)숙신이미드, N-(트리플루오로메틸술포닐옥시)프탈이미드, N-(트리플루오로메틸술포닐옥시)디페닐말레이미드, N-(트리플루오로메틸술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(트리플루오로메틸술포닐옥시)나프틸이미드 등을 들 수 있다.
디아조메탄 화합물의 구체예로서는, 비스(트리플루오로메틸술포닐)디아조메 탄, 비스(시클로헥실술포닐)디아조메탄, 비스(페닐술포닐)디아조메탄 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는, 이들 광 감응성 산발생제 (B)를 1종 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 광 감응성 산발생제 (B)의 배합량은, 본 발명의 수지 조성물의 감도, 해상도 및 패턴 형상 등을 확보한다는 관점에서, 공중합체 (A) 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 10 중량부이다. 광 감응성 산발생제 (B)의 배합량이 상기 범위보다 낮으면 경화가 불충분해져 내열성이 저하하는 경우가 있고, 상기 범위를 초과하면 방사선에 대한 투명성이 저하하고, 패턴 형상의 열화를 초래하는 경우가 있다.
첨가제
본 발명의 감광성 절연 수지 조성물에는, 필요에 따라 각종 첨가제를 배합할 수 있다. 첨가제의 구체예로서는 폴리이미드, 아크릴 중합체, 폴리올레핀계 엘라스토머, 스티렌/부타디엔 엘라스토머, 실리콘 엘라스토머, 톨릴렌 디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트 화합물 또는 그의 블록화물, 페놀성 수산기를 갖는 수지, 에폭시 수지, 옥세타닐기를 갖는 수지, 고밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카르보네이트, 폴리아릴레이트, 지방족 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리에테르케톤, 폴리페닐렌술피드, (변성) 폴리카르보디이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에스테르이미드, 변성 폴리페닐렌옥시드 등의 열가소성 또는 열경화성 수지 등을 들 수 있다. 또한, 밀착 보조제, 증감제, 레벨링제, 무기 충전제 등을 함유시킬 수도 있다. 이러한 첨가제는 1종을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
[경화물]
본 발명의 감광성 절연 수지 조성물은, 에폭시기를 갖는 비닐 단량체, 옥세타닐기를 갖는 비닐 단량체, 및 그 밖의 비닐 단량체를 포함하는 단량체 성분을 공중합하여 이루어지는 공중합체 (A), 광 감응성 산발생제 (B) 및 필요에 따라 각종 첨가제를 함유하고, 비교적 저온에서 경화시키는 것이 가능하며, 해상성이 우수함과 동시에, 그 경화물은 전기 절연성, 내열충격성, 내열성 및 내약품성이 우수하다.
따라서, 본 발명의 감광성 절연 수지 조성물은, 특히 유기 반도체 소자 등의 전자 부품의 표면 보호막용 재료 및(또는) 층간 절연막용 재료 등으로서 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 경화물은, 상기한 감광성 수지 조성물을 경화시켜 이루어진다. 구체적으로는, 이하와 같다.
본 발명의 감광성 절연 수지 조성물을, 배선 패턴이 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판에 도포하고, 건조하여 용제 등을 휘발시켜 도막을 형성한다. 그 후, 원하는 마스크 패턴을 통해 노광하고, 가열 처리(이하, 이 가열 처리를 「PEB」라고 함)하여 공중합체 (A)의 경화 반응을 촉진시킨다. 이어서, 현상액에 의해 현상하고, 미노광부를 용해, 제거함으로써 원하는 패턴이 형성된 도막을 얻을 수 있다. 또한, 절연막 특성을 발현시키기 위해 현상 후에 가열 처리를 행함으로써 경화막을 얻을 수 있다.
수지 조성물을 기판에 도포하는 방법으로서는, 예를 들면 침지법, 분무법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 스핀 코팅법, 커튼 코팅법 등의 도포 방법을 이용할 수 있으며, 도포의 두께는 도포 수단, 감광성 절연 수지 조성물의 고형분 농도나 점도를 조절함으로써 적절하게 제어할 수 있다.
노광에 사용되는 방사선으로서는, 예를 들면 저압 수은등, 고압 수은등, 금속 할라이드 램프, g선 스테퍼, i선 스테퍼 등의 자외선이나 전자선, 레이저 광선 등을 들 수 있으며, 노광량은 사용하는 광원이나 수지막 두께 등에 따라 적절하게 선정되지만, 예를 들면 고압 수은등으로부터의 자외선 조사, 수지막 두께 5 내지 50 ㎛의 경우에는 1,000 내지 20,000 J/m2 정도이다.
노광 후에는 발생한 산에 의한 공중합체 (A)의 경화 반응을 촉진시키기 위해 PEB 처리를 행한다. 그 조건은 수지 조성물의 배합량이나 사용하는 막 두께 등에 따라 상이하지만, 통상 150 ℃ 이하, 바람직하게는 80 내지 120 ℃의 온도에서 1 내지 60 분 정도이다. 이러한 온도 범위라면, 유기 반도체 소자의 기능을 저해시키는 경우가 없다. 그 후, 현상액에 의해 현상하여 미노광부를 용해, 제거함으로써 원하는 패턴을 형성한다. 이 경우의 현상 방법으로서는 샤워 현상법, 분무 현상법, 침지 현상법, 패들 현상법 등을 들 수 있으며, 현상 조건은 통상 20 내지 40 ℃에서 1 내지 10 분 정도이다.
상기 현상액으로서는 유기 용제를 바람직하게 사용할 수 있으며, 구체적으로는 공중합체 (A)를 제조할 때 사용할 수 있는 중합 매체로서 예시한 유기 용제를 들 수 있다.
또한, 현상 후에 절연막으로서의 특성을 충분히 발현시키기 위해, 가열 처리를 행함으로써 충분히 경화시킬 수 있다. 통상 150 ℃ 이하, 바람직하게는 50 내지 120 ℃의 온도에서 30 분 내지 10 시간 정도의 경화 조건으로 가열함으로써 유기 반도체 소자의 기능을 저해하지 않고, 수지 조성물을 경화시킬 수 있다. 또한, 경화를 충분히 진행시키거나, 얻어진 패턴 형상의 변형을 방지하기 위해 2 단계로 가열할 수도 있다. 이러한 경화 조건이라면 가열 설비로서 일반적인 오븐이나 적외선 오븐 등을 이용할 수 있다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 경화물의 각 특성에 대해서는, 하기의 방식으로 평가하였다.
해상성
6 인치의 실리콘 웨이퍼에 감광성 절연 수지 조성물을 스핀 코팅하고, 핫 플레이트에서 110 ℃로 3 분간 가열하여 10 ㎛ 두께의 균일한 도막을 제조하였다. 그 후, 정렬기(aligner; Karl Suss사 제조 MA-150)를 사용하고, 패턴 마스크를 통해 고압 수은등으로부터의 자외선을 파장 350 nm에서의 노광량이 3,000 내지 5,000 J/m2가 되도록 노광하였다. 이어서, 핫 플레이트에서 110 ℃로 3 분간 가열(PEB)하고, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트를 사용하여 23 ℃에서 60 초간 침지 현상하였다. 얻어진 패턴의 최소 치수를 해상도로 하였다.
전기 절연성(부피 저항률)
수지 조성물을 SUS 기판에 도포하고, 핫 플레이트에서 110 ℃로 3 분간 가열하여 10 ㎛ 두께의 균일한 수지 도막을 제조하였다. 그 후, 정렬기를 사용하고, 패턴 마스크를 통해 고압 수은등으로부터의 자외선을 파장 350 nm에서의 노광량이 3,000 내지 5,000 J/m2가 되도록 노광하였다. 이어서, 핫 플레이트에서 110 ℃로 3 분간 가열(PEB)한 후, 다시 고압 수은등으로부터의 자외선을 파장 350 nm에서의 노광량이 3,000 내지 5,00O J/m2가 되도록 노광하고, 대류식 오븐에서 120 ℃로 2 시간 가열하여 경화막을 얻었다. 이 얻어진 경화막을 압력 가마 시험 장치(다바이 에스펙(주) 제조)에서 온도 121 ℃, 습도 100 ％, 압력 2.1 기압의 조건하에서 168 시간 처리하였다. 시험 전후의 층간 부피 저항률을 측정하여 내성을 확인하였다.
내열충격성
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 기판 (2) 상에 패턴상의 동박 (3)을 갖고 있는 내열충격용 평가용 기재 (1)에 감광성 절연 수지 조성물을 도포하고, 핫 플레이트에서 110 ℃로 3 분간 가열하여 도체 상에서 10 ㎛ 두께의 수지 도막을 제조하였다. 그 후, 정렬기를 사용하고, 패턴 마스크를 통해 고압 수은등으로부터의 자외선을 파장 350 nm에서의 노광량이 5,000 J/m2가 되도록 노광하였다. 이어서, 핫 플레이트에서 110 ℃로 3 분간 가열(PEB)한 후, 고압 수은등으로부터의 자외선을 파장 350 nm에서의 노광량이 3,000 내지 5,000 J/m2가 되도록 노광하고, 대류식 오븐에서 120 ℃로 2 시간 가열하여 경화막을 얻었다. 이 평가용 기재를 내열 충격 시험기 (다바이 에스펙(주) 제조)에서 -55 ℃/30 분 내지 150 ℃/30 분을 1 사이클로 하여 내성 시험을 행하였다. 경화막에 균열 등의 결함이 발생할 때까지의 사이클수를 확인하였다.
내약품성
6 인치의 실리콘 웨이퍼에 감광성 절연 수지 조성물을 스핀 코팅하고, 핫 플레이트에서 110 ℃로 3 분간 가열하여 10 ㎛ 두께의 균일한 도막을 제조하였다. 그 후, 정렬기를 사용하고, 패턴 마스크를 통해 고압 수은등으로부터의 자외선을 파장 350 nm에서의 노광량이 5,000 J/m2가 되도록 노광하였다. 이어서, 핫 플레이트에서 110 ℃로 3 분간 가열(PEB)한 후, 고압 수은등으로부터의 자외선을 파장 350 nm에서의 노광량이 3,000 내지 5,000 J/m2가 되도록 노광하고, 대류식 오븐에서 120 ℃로 2 시간 가열하여 경화막을 얻었다. 얻어진 기판을 이소프로필알코올 중에 60 ℃에서 10 분간 침지하고, 경화막 표면을 광학 현미경으로 관찰하여, 이하의 기준으로 평가하였다.
○: 경화막 표면에 이상이 확인되지 않음
×: 경화막 표면에 백화 또는 거칠음이 확인됨
<합성예 1>
1 L의 분리가능한 플라스크에 스티렌 195 g, 글리시딜 메타크릴레이트 133 g, (3-에틸-3-옥세타닐)메틸 아크릴레이트 172 g, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(중합 개시제, 이하 「AIBN」이라고 함) 15 g 및 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(이하, 「PGMEA」라고 함) 350 g을 첨가하여 교반을 개시하고, 플라스크 내부는 질소 기체 분위기가 되게 하였다. 이어서, 반응액을 70 ℃로 승온하여 3 시간 교반한 후, AIBN 10 g을 첨가하고, 동일 온도에서 1시간 더 교반을 계속하였다. 이어서, 반응액을 100 ℃로 승온하여 3 시간 교반을 계속한 후, 가열을 멈추고 반응을 완결시켜 고형분 49 중량％의 공중합체 (A-1)의 용액을 얻었다.
<합성예 2>
1 L의 분리가능한 플라스크에 스티렌 171 g, 글리시딜 메타크릴레이트 78 g, 메타크릴산 (3-에틸-3-옥세타닐)메틸 101 g, AIBN 15 g 및 2-헵타논 350 g을 첨가하여 교반을 개시하고, 플라스크 내부는 질소 기체 분위기가 되게 하였다. 이어서, 반응액을 70 ℃로 승온하여 3 시간 교반한 후, AIBN 10 g을 첨가하고, 동일 온도에서 1 시간 더 교반을 계속하였다. 이어서, 반응액을 100 ℃로 승온하여 3 시간 교반을 계속한 후, 가열을 멈추고 반응을 완결시켜 고형분 49 중량％의 공중합체 (A-2)의 용액을 얻었다.
<합성예 3>
1 L의 분리가능한 플라스크에 스티렌 108 g, 글리시딜 메타크릴레이트 110 g, 아크릴산 (3-에틸-3-옥세타닐)메틸 132 g, AIBN 15 g 및 PGMEA 350 g을 첨가하여 교반을 개시하고, 플라스크 내부는 질소 기체 분위기가 되게 하였다. 이어서, 반응액을 70 ℃로 승온하여 3 시간 교반한 후, AlBN 10 g을 첨가하고, 동일 온도에 서 1 시간 더 교반을 계속하였다. 이어서, 반응액을 100 ℃로 승온하여 3 시간 교반을 계속한 후, 가열을 멈추고 반응을 완결시켜 고형분 49 중량％의 공중합체 (A-3)의 용액을 얻었다.
<실시예 1>
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 고형분이 100 중량부가 되는 공중합체 (A-1)의 용액과, 산발생제 (B-1) 5 중량부를 혼합하여 감광성 절연 수지 조성물을 제조하였다. 이 조성물의 특성을 상기 평가 방법에 따라 측정하였다. 얻어진 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
<실시예 2 및 실시예 3>
실시예 1과 동일하게 하여, 표 1에 나타낸 조성의 감광성 절연 수지 조성물을 제조하고, 이들의 특성을 실시예 1과 동일하게 측정하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타내었다.
<비교예 1 및 2>
실시예 1과 동일하게 하여, 표 1에 나타낸 조성의 감광성 절연 수지 조성물을 제조하고, 이들 특성을 실시예 1과 동일하게 측정하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타내었다.
Figure 112006016356270-PCT00001
표 1에 기재한 성분은 이하와 같다.
(B) 광 감응성 산발생제
B-1: (4-페닐티오)페닐디페닐술포늄 헥사플루오로포스페이트
B-2: (4-페닐티오)페닐디페닐술포늄 헥사플루오로안티모네이트
(C) 에폭시 수지, 옥세탄 화합물
C-1: 에폭시 수지(닛본 가야꾸 제조 「NC-7000L」)
C-2: 옥세탄 화합물(도아 고세이 제조 「XDO」)
Figure 112006016356270-PCT00002

Claims (11)

  1. 에폭시기를 갖는 비닐 단량체와 옥세타닐기를 갖는 비닐 단량체를 포함하는 단량체 성분을 공중합하여 이루어지는 공중합체 (A)와,
    광 감응성 산발생제 (B)를 함유하는 것을 특징으로 하는 감광성 절연 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공중합체 (A)가 에폭시기를 갖는 비닐 단량체, 옥세타닐기를 갖는 비닐 단량체, 및 그 밖의 비닐 단량체를 포함하는 단량체 성분을 공중합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광성 절연 수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 그 밖의 비닐 단량체가 방향족 비닐 화합물인 것을 특징으로 하는 감광성 절연 수지 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 방향족 비닐 화합물이 스티렌인 것을 특징으로 하는 감광성 절연 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 공중합체 (A) 100 중량부에 대하여, 상기 광 감응성 산 발생제 (B)를 0.1 내지 20 중량부의 양으로 함유하는 것을 특징으로 하는 감광성 절연 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 단량체 성분에 포함되는 에폭시기를 갖는 비닐 단량체 및 옥세타닐기를 갖는 비닐 단량체의 함유량의 합계가, 단량체 성분 100 중량부에 대하여 20 중량부 이상인 것을 특징으로 하는 감광성 절연 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 에폭시기를 갖는 비닐 단량체가 글리시딜 (메트)아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 감광성 절연 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 옥세타닐기를 갖는 비닐 단량체가 (3-에틸-3-옥세타닐)메틸 (메트)아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 감광성 절연 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광 감응성 산발생제 (B)가 오늄염 화합물인 것을 특징으로 하는 감광성 절연 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 감광성 절연 수지 조성물을 경화하여 이루어지는 경화물.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 감광성 절연 수지 조성물을 사용하여 형성된 표면 보호막 및(또는) 층간 절연막을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
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