KR20230113378A - 광경화성 조성물 - Google Patents

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KR20230113378A
KR20230113378A KR1020237022212A KR20237022212A KR20230113378A KR 20230113378 A KR20230113378 A KR 20230113378A KR 1020237022212 A KR1020237022212 A KR 1020237022212A KR 20237022212 A KR20237022212 A KR 20237022212A KR 20230113378 A KR20230113378 A KR 20230113378A
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alkyl
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페이 리
웨이쥔 리우
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

광경화성 조성물은 중합성 물질 및 광개시제를 포함할 수 있으며, 여기서 중합성 물질은 R1이 H 또는 C1-C6 알킬이고, R2 및 R3이 C1-C10 알킬 또는 알킬-아릴의 하나 이상의 치환이고, R4, R5가 H 또는 C1-C10 알킬인 화학식 (1)의 일관능성 단량체를 10-40 wt%로 포함할 수 있다.
Figure pct00015

광경화성 조성물은 15 mPa·s 이하의 점도를 가질 수 있고; 광경화성 조성물의 광-경화된 층은 고온 베이킹 처리에 적용되는 경우에 낮은 열 수축, 및 적어도 74%의 탄소 함량을 가질 수 있다.

Description

광경화성 조성물
본 개시내용은 후속 베이킹 처리 동안 낮은 열 수축을 갖는 광-경화된 층을 형성하도록 구성된 광경화성 조성물, 특히 잉크젯 적응형 평탄화를 위한 광-경화성 조성물에 관한 것이다.
잉크젯 적응형 평탄화 (IAP)는 기판의 표면 상에 광경화성 조성물의 액적을 분사하고, 편평한 상판이 첨가된 액체와 직접 접촉하도록 하여 편평한 액체 층을 형성함으로써 기판, 예를 들어, 전기 회로를 함유하는 웨이퍼의 표면을 평탄화하는 공정이다. 편평한 액체 층은 전형적으로 UV 광 노출 하에 응고되고, 상판의 제거 후에 평탄한 중합체성 표면이 수득되어, 이것이 후속 가공 단계, 예를 들어 베이킹, 에칭, 및/또는 추가의 증착 단계에 적용될 수 있다.
형성된 광경화된 층의 후속 베이킹은 종종 그의 유리 전이 온도보다 높은 온도에서 수행된다. 베이킹은 전형적으로 보다 치밀하게 패킹된 중합체성 층의 형성을 야기하며, 이는 층의 바람직하지 않은 수축으로 이어지고, 평탄화 효율에 추가의 문제가 될 수 있다. 전형적으로, 베이킹 동안의 열 수축은 광경화성 조성물의 광-경화 동안의 수축보다 더 크다.
후속 가공 동안 낮은 수축을 갖는 평탄한 광-경화된 층을 유도하는 개선된 IAP 물질에 대한 필요성이 존재한다.
한 실시양태에서, 광경화성 조성물은 광개시제 및 중합성 물질을 포함할 수 있으며, 여기서 중합성 물질은 R1이 H 또는 C1-C6 알킬이고, R2 및 R3이 C1-C10 알킬 또는 알킬-아릴의 하나 이상의 치환이고, R4, R5가 H 또는 C1-C10 알킬인 화학식 (1)의 구조를 갖는 일관능성 아크릴레이트 단량체를 포함할 수 있고,
Figure pct00001
화학식 (1)의 아크릴레이트 단량체의 양은 중합성 물질의 총 중량을 기준으로 하여 10 wt% 이상 30 wt% 이하일 수 있고; 광경화성 조성물의 광-경화된 층의 탄소 함량은 적어도 74%일 수 있다.
한 측면에서, 중합성 물질은 적어도 1종의 다관능성 아크릴레이트 단량체를 추가로 포함할 수 있다. 특정한 측면에서, 적어도 1종의 다관능성 아크릴레이트 단량체는 이관능성 아크릴레이트 단량체, 삼관능성 아크릴레이트 단량체, 사관능성 아크릴레이트 단량체, 또는 그의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 특정한 구체적 측면에서, 적어도 1종의 다관능성 아크릴레이트 단량체는 비스페놀 A 디메타크릴레이트 (BPADMA)를 포함할 수 있다.
광경화성 조성물의 또 다른 특정 측면에서, 다관능성 아크릴레이트 단량체의 양은 중합성 물질의 총 중량을 기준으로 하여 10 wt% 이상 30 wt% 이하일 수 있다.
광경화성 조성물의 특정한 실시양태에서, 일관능성 아크릴레이트 단량체는 R1이 H 또는 CH3인 화학식 (2)의 구조를 가질 수 있다:
Figure pct00002
한 측면에서, 화학식 (2)의 일관능성 아크릴레이트 단량체의 양은 중합성 물질의 총 중량을 기준으로 하여 25 wt% 이하일 수 있다.
또 다른 측면에서, 화학식 (2)의 일관능성 아크릴레이트 단량체의 양은 중합성 물질의 총 중량을 기준으로 하여 15 wt% 이하일 수 있다.
추가의 실시양태에서, 광경화성 조성물은 조성물의 광-경화된 층이 7.5 퍼센트 이하의 열 수축을 갖도록 구성될 수 있으며, 여기서 열 수축은 2분 동안 250℃에서 베이킹 처리에 적용되기 전과 그 후의 광-경화된 층의 두께의 차이이다.
또 다른 측면에서, 광경화성 조성물의 점도는 15 mPa·s 이하일 수 있다.
추가의 측면에서, 광경화성 조성물은 조성물의 광-경화된 층이 2.9 이하의 오니시 값(Ohnishi number)을 갖도록 구성될 수 있다.
한 실시양태에서, 라미네이트는 기판 및 기판 위에 놓인 광-경화된 층을 포함할 수 있으며, 여기서 광-경화된 층은 상기 기재된 광경화성 조성물로부터 형성된다.
라미네이트의 한 측면에서, 광-경화된 층은 7 퍼센트 이하의 열 수축을 가질 수 있으며, 여기서 열 수축은 2분 동안 250℃에서 베이킹 처리에 적용되기 전과 그 후의 광-경화된 층의 두께의 차이이다.
라미네이트의 또 다른 측면에서, 광-경화된 층은 2.9 이하의 오니시 값을 가질 수 있다.
추가의 실시양태에서, 기판 상에 광-경화된 층을 형성하는 방법은 하기 단계를 포함할 수 있다: 기판 상에 광경화성 조성물의 층을 도포하며, 여기서 광경화성 조성물은 광개시제 및 중합성 물질을 포함할 수 있고, 중합성 물질은 R1이 H 또는 C1-C6 알킬이고; R2 및 R3이 C1-C10 알킬 또는 알킬-아릴의 하나 이상의 치환이고; R4, R5가 H 또는 C1-C10 알킬인 화학식 (1)의 구조를 갖는 일관능성 아크릴레이트 단량체를 10 wt% 내지 30 wt%로 포함할 수 있는 것인 단계,
Figure pct00003
광경화성 조성물을 상판과 접촉하도록 하는 단계; 광경화성 조성물에 광을 조사하여 광-경화된 층을 형성하는 단계; 및 광-경화된 층으로부터 상판을 제거하는 단계.
방법의 한 측면에서, 광-경화된 층은 7.5 퍼센트 이하의 열 수축을 가질 수 있으며, 여기서 열 수축은 2분 동안 250℃에서 베이킹 처리에 적용되기 전과 그 후의 광-경화된 층의 두께의 차이이다.
방법의 추가의 측면에서, 광경화성 조성물의 점도는 15 mPa·s 이하일 수 있다.
방법의 특정 측면에서, 광경화성 조성물은 중합성 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 10 wt% 내지 30 wt%의 양의 비스페놀 A 디메타크릴레이트 (BPADMA)를 추가로 포함할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 물품을 형성하는 방법은 하기 단계를 포함할 수 있다: 기판 상에 광경화성 조성물의 층을 도포하며, 여기서 광경화성 조성물은 광개시제 및 중합성 물질을 포함할 수 있고, 중합성 물질은 R1이 H 또는 C1-C6 알킬이고; R2 및 R3이 C1-C10 알킬 또는 알킬-아릴의 하나 이상의 치환이고; R4, R5가 H 또는 C1-C10 알킬인 화학식 (1)의 구조를 갖는 일관능성 아크릴레이트 단량체를 10 wt% 내지 30 wt%로 포함하는 것인 단계,
Figure pct00004
광경화성 조성물을 상판과 접촉하도록 하는 단계; 광경화성 조성물에 광을 조사하여 광-경화된 층을 형성하는 단계; 광-경화된 층으로부터 상판을 제거하는 단계; 기판 상에 패턴을 형성하는 단계; 상기 형성 단계에서 패턴이 형성된 기판을 가공하는 단계; 및 상기 가공 단계에서 가공된 기판으로부터 물품을 제조하는 단계.
하기 설명은 본원에 개시된 교시의 이해를 돕기 위해 제공된 것으로, 교시의 구체적 구현예 및 실시양태에 주안점을 둘 것이다. 이러한 주안점은 교시의 설명을 돕기 위해 제공된 것이며, 교시의 범주 또는 적용가능성에 대한 제한으로 해석되어서는 안 된다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 물질, 방법, 및 실시예는 예시일 뿐이며 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 본원에 기재되지 않는 한, 특정한 물질 및 가공에 관한 많은 세부사항은 임프린트 및 리소그래피 기술분야 내에서 통상적이며 교재 및 다른 자료에서 찾아볼 수 있다.
본원에 사용된 용어 "포함한다", "포함하는", "수반한다", "수반하는", "갖는다", "갖는" 또는 이들의 임의의 다른 변형어는 비배타적 포함을 보장하도록 의도된다. 예를 들어, 일련의 특색을 포함하는 공정, 방법, 물품, 또는 장치는 이들 특색으로만 반드시 제한되는 것이 아니라, 명시적으로 열거되지 않은 또는 이러한 공정, 방법, 물품, 또는 장치 고유의 다른 특색을 포함할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 달리 명백하게 언급되지 않는 한, "또는"은 배타적-논리합이 아닌 포함적-논리합을 나타낸다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 하기 중 어느 하나에 의해 충족된다: A가 참이고 (또는 존재하고) B가 거짓인 (또는 존재하지 않는) 경우, A가 거짓이고 (또는 존재하지 않고) B가 참인 (또는 존재하는) 경우, 및 A와 B 둘 다가 참인 (또는 존재하는) 경우.
또한, 본원에 기재된 요소 및 구성요소를 설명하기 위해 단수가 이용된다. 이는 단지 편의상, 본 발명의 범주의 일반적 의미를 제공하기 위한 것이다. 이러한 기재는 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 해석되어야 하며, 단수형은, 명백하게 달리 의도되지 않는 한, 복수형도 포함한다.
본 개시내용은 광개시제 및 중합성 물질을 포함하는 광경화성 조성물로서, 여기서 중합성 물질은 R1이 H 또는 C1-C6 알킬이고, R2 및 R3이 C1-C10 알킬 또는 알킬-아릴의 하나 이상의 치환이고, R4, R5가 H 또는 C1-C10 알킬인 화학식 (1)의 구조를 갖는 일관능성 아크릴레이트 단량체를 포함할 수 있는 것인 광경화성 조성물에 관한 것이다:
Figure pct00005
특정한 측면에서, 일관능성 아크릴레이트 단량체는 R1이 H 또는 CH3인 화학식 (2)의 구조를 가질 수 있다:
Figure pct00006
놀랍게도, 화학식 (1)의 단량체와 다관능성 아크릴레이트 단량체의 특정 조합이 경화 후에 낮은 열 수축을 갖는 광경화성 조성물을 유도할 수 있다는 것이 관찰되었다. 한 측면에서, 2분 동안 250℃에서 베이킹 처리에 적용될 때, 광경화성 조성물로부터 형성된 광-경화된 층의 열 수축은 7.5% 이하, 예컨대 7.2% 이하, 7.0% 이하, 6.8% 이하, 6.5% 이하, 6.3% 이하, 또는 6.0% 이하일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 열 수축은 베이킹 처리 전과 그 후의 광-경화된 층의 높이의 %차이로서 계산된다.
한 측면에서, 중합성 물질의 다관능성 아크릴레이트 단량체는 이관능성 아크릴레이트 단량체, 삼관능성 아크릴레이트 단량체, 사관능성 아크릴레이트 단량체, 또는 그의 임의의 조합일 수 있다. 다관능성 아크릴레이트 단량체의 비제한적 예는 비스페놀 A 디메타크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라아크릴레이트, 또는 그의 임의의 조합일 수 있다.
특정한 측면에서, 다관능성 아크릴레이트 단량체는 이관능성 아크릴레이트 단량체일 수 있다. 특정한 구체적 측면에서, 이관능성 아크릴레이트 단량체는 화학식 (3)에 제시된 구조를 갖는 비스페놀 A 디메타크릴레이트일 수 있다:
Figure pct00007
한 측면에서, 화학식 (1)의 일관능성 아크릴레이트 단량체의 양은 중합성 물질의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 10 wt%, 예컨대 적어도 15 wt%, 또는 적어도 20 wt%일 수 있다. 또 다른 특정 측면에서, 화학식 (1)의 단량체의 양은 중합성 물질의 총 중량을 기준으로 하여 40 wt% 이하, 또는 30 wt% 이하, 또는 25 wt% 이하, 또는 20 wt% 이하, 또는 15 wt% 이하, 또는 12 wt% 이하, 또는 10 wt% 이하일 수 있다. 화학식 (1)의 단량체의 양은 상기 언급된 임의의 최소 값 및 최대 값 사이의 범위 내의 값일 수 있다.
또 다른 측면에서, 다관능성 아크릴레이트 단량체의 양은 중합성 물질의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 10 wt%, 또는 적어도 15 wt%, 또는 적어도 20 wt%, 또는 적어도 25 wt%일 수 있다. 또 다른 측면에서, 다관능성 아크릴레이트 단량체의 양은 중합성 물질의 총 중량을 기준으로 하여 50 wt% 이하, 예컨대 40 wt% 이하, 30 wt% 이하, 25 wt% 이하, 또는 20 wt% 이하일 수 있다. 다관능성 아크릴레이트 단량체의 양은 상기 언급된 임의의 최소 값 및 최대 값, 예컨대 10 wt% 내지 50 wt%, 15 wt% 내지 40 wt%, 또는 10 wt% 내지 30 wt% 내의 값일 수 있다.
추가의 측면에서, 화학식 (1)의 일관능성 단량체 대 다관능성 아크릴레이트 단량체의 중량% 비는 1:5 내지 5:1, 예컨대 1:3 내지 3:1, 또는 1:1 내지 3:1일 수 있다.
경화 전에 중합성 조성물의 낮은 점도를 유지하는 측면이 단량체의 선택에 있어서 중요하다. 한 실시양태에서, 경화성 조성물의 점도는 30 mPa·s 이하, 예컨대 25 mPa·s 이하, 20 mPa·s 이하, 15 mPa·s 이하, 또는 10 mPa·s 이하일 수 있다. 다른 특정 실시양태에서, 점도는 적어도 3 mPa·s, 예컨대 적어도 5 mPa·s, 또는 적어도 8 mPa·s일 수 있다. 특히 바람직한 측면에서, 광경화성 조성물은 15 mPa·s 이하의 점도를 가질 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 모든 점도 값은 브룩필드(Brookfield) 점도계를 사용하여 브룩필드 방법으로 23℃의 온도에서 측정된 점도를 나타낸다.
광경화성 조성물 중 중합성 물질의 양은 광경화성 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 75 wt%, 예컨대 적어도 80 wt%, 적어도 85 wt%, 적어도 90 wt%, 또는 적어도 95 wt%일 수 있다. 또 다른 측면에서, 중합성 물질의 양은 광경화성 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 99 wt% 이하, 예컨대 98 wt% 이하, 또는 97 wt% 이하, 또는 95 wt% 이하일 수 있다. 중합성 물질의 양은 상기 언급된 임의의 최소 값 및 최대 값 사이의 값일 수 있다. 특정한 측면에서, 중합성 물질의 양은 적어도 85 wt% 및 98 wt% 이하일 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 광경화성 조성물의 중합성 물질은 화학식 (1)의 일관능성 아크릴레이트 단량체 및 적어도 1종의 다관능성 아크릴레이트 단량체 이외에, 중합성 단량체, 올리고머, 또는 중합체를 특정 양까지 포함할 수 있다. 이러한 중합성 화합물의 비제한적 예는, 예를 들어, 벤질 아크릴레이트, 1-나프틸 아크릴레이트, 디비닐벤젠, 말레이미드 단량체, 비닐에테르, 또는 스티렌 유도체일 수 있다.
한 측면에서, 중합성 물질은 화학식 (1)의 일관능성 아크릴레이트 단량체 및 다관능성 아크릴레이트 단량체 이외에, 적어도 1종의 추가의 일관능성 아크릴레이트 단량체, 예컨대 적어도 2 또는 3종의 추가의 일관능성 아크릴레이트 단량체를 포함할 수 있다. 특정한 측면에서, 적어도 1종의 추가의 일관능성 아크릴레이트 단량체의 양은 중합성 물질의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 30 wt%, 또는 적어도 40 wt%, 또는 적어도 50 wt%, 또는 적어도 60 wt%일 수 있다. 특정한 구체적 측면에서, 중합성 물질은 추가의 일관능성 아크릴레이트 단량체로서 적어도 40 wt%의 양의 벤질 아크릴레이트를 포함할 수 있다.
추가의 측면에서, 본 개시내용의 경화성 조성물은 용매를 함유하지 않을 수 있다.
광에 노출되는 경우에 조성물의 광경화를 개시하기 위해, 1종 이상의 광개시제가 광경화성 조성물에 포함될 수 있다.
특정 측면에서, 경화는 또한 광 및 열 경화의 조합에 의해 수행될 수 있다.
광경화성 조성물은 1종 이상의 임의적인 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 임의적인 첨가제의 비제한적 예는 안정화제, 분산제, 용매, 계면활성제, 억제제 또는 그의 임의의 조합일 수 있다.
한 실시양태에서, 광경화성 조성물은 기판 상에 도포되어 광-경화된 층을 형성할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 기판 및 기판 위에 놓인 광-경화된 층의 조합을 라미네이트라고 한다.
중합성 물질의 단량체의 조합이 광-경화된 층에서의 높은 탄소 함량을 유도할 수 있다. 한 실시양태에서, 광-경화된 층의 탄소 함량은 적어도 70%, 예컨대 적어도 72%, 적어도 73%, 적어도 74%, 적어도 75%, 적어도 76%, 또는 적어도 77%일 수 있다. 특정한 측면에서, 탄소 함량은 적어도 74%일 수 있다.
또 다른 측면에서, 라미네이트의 광-경화된 층은 2.9 이하, 또는 2.8 이하, 또는 2.7 이하, 또는 2.6 이하의 오니시 값을 가질 수 있다. 또 다른 측면에서, 오니시 값은 적어도 1.8, 예컨대 적어도 1.9, 적어도 2.0, 적어도 2.1, 적어도 2.2, 또는 적어도 2.3일 수 있다.
특정한 실시양태에서, 광-경화된 층은 적어도 74%의 탄소 함량 및 2.9 이하의 오니시 값을 가질 수 있다.
추가로 본 개시내용은 광-경화된 층을 형성하는 방법에 관한 것이다. 방법은 기판 위에 상기 기재된 광경화성 조성물의 층을 도포하는 단계; 광경화성 조성물을 주형 또는 상판과 접촉하도록 하는 단계; 광경화성 조성물에 광을 조사하여 광-경화된 층을 형성하는 단계; 및 광-경화된 층으로부터 주형 또는 상판을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
기판 및 응고된 층은 추가의 가공, 예를 들어, 에칭 공정에 적용되어, 응고된 층 및/또는 응고된 층 아래에 있는 패턴화된 층 중 하나 또는 둘 다의 패턴에 상응하는 이미지를 기판으로 전사할 수 있다. 기판은 장치 (물품) 제작을 위한 공지된 단계 및 공정, 예컨대, 예를 들어, 경화, 산화, 층 형성, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 성형가능한 물질 제거, 다이싱, 접합, 및 패키징 등에 추가로 적용될 수 있다.
광-경화된 층은 추가로 반도체 장치, 예컨대 LSI, 시스템 LSI, DRAM, SDRAM, RDRAM, 또는 D-RDRAM의 층간 절연 막으로서, 또는 반도체 제조 공정에서 사용되는 레지스트 막으로서 사용될 수 있다.
실시예에서 추가로 입증되는 바와 같이, 놀랍게도, 광경화성 조성물에서의 화학식 (1)의 일관능성 아크릴레이트 단량체를 함유하는 중합성 단량체와 다관능성 아크릴레이트 단량체를 포함하는 적어도 1종의 제2 단량체의 특정 조합이 특히 IAP 가공에 매우 적합한 특성을 가질 수 있다는 것이 발견되었다. 본 개시내용의 광경화성 조성물은 15 mPa·s 미만의 목적하는 낮은 점도를 가질 수 있으며, 고온 베이킹 처리에 노출되는 경우에 낮은 열 수축을 갖는 광-경화된 층을 형성할 수 있다.
실시예
하기의 비제한적 실시예가 본원에 기재된 바와 같은 개념을 예시한다.
실시예 1
광경화성 IAP 조성물의 제조.
각각의 샘플을 위해 일관능성 아크릴레이트 단량체 3-페녹시벤질 아크릴레이트 (POBA)를 이관능성 아크릴레이트 단량체 비페닐 A 디메타크릴레이트 (BPADMA), 및 벤질아크릴레이트 (BA), 1-나프틸아크릴레이트 (1-NA), 및 오르토-페닐페놀 EO 아크릴레이트 (미원 스페셜티 케미칼 캄파니, 리미티드(Miwon Specialty Chemical Co., Ltd)로부터의 미라머(Miramer) M1142)로부터 선택된 2종의 추가의 단량체와 조합함으로써 5종의 광경화성 조성물 (샘플 S1 내지 S5)을 제조하였다. 각각의 조성물의 중합성 물질의 단량체의 정확한 조합 및 양이 하기 표 1에 요약되어 있다.
추가로, 이관능성 BPADMA를 BA 및 1-NA와 조합함으로써 (비교용 조성물 C1), 그리고 BPADMA를 BA, 1-NA 및 1-아다만틸 메타크릴레이트 (1-AMA)와 조합함으로써 (비교용 조성물 C2) 2종의 비교용 광경화성 조성물을 제조하였다. 1-AMA의 구조는 화학식 (4)에 제시되어 있다.
Figure pct00008
비교용 조성물 C1 및 C2의 중합성 물질이 또한 표 1에 요약되어 있다. 모든 광경화성 조성물은 1-5 wt%의 양의 광개시제 이르가큐어(Irgacure) 819 및 0.1% - 3% (wt%)의 양의 계면활성제 C10GM2070을 추가로 함유하였다.
표 1:
Figure pct00009
표 1에 요약되어 있는 광경화성 조성물로부터, 유리 기판 상에 약 300 마이크로미터 두께의 광경화성 조성물의 액막을 도포하고, 액막을 2.4 J/cm2의 경화 에너지 투입량에 상응하는 4 mW/cm2의 UV 광 강도에 600초 (s) 동안 적용함으로써 광-경화된 층을 제조하였다. 광-경화 후에, 모든 광-경화된 층은 고체였다.
열 수축의 측정
열 수축을 평가하기 위해, 광-경화 후에 광-경화된 층을 250℃의 온도를 갖는 핫플레이트 상에 2분 동안 두었으며, 이를 또한 본원에서는 베이킹이라 한다. 모든 베이킹 처리는 공기 중에서 수행되었다. 베이킹 처리 전과 그 후의 시험 층의 두께의 변화를 엘립소미터를 사용하여 측정하고, 공식: St = (Tu - Tb) / Tu에 따라 열 수축 (St)을 계산함으로써 열 수축을 구하였고, 여기서 Tu는 베이킹 전 베이킹하지 않은 스테이지에서의 층의 두께이고, Tb는 베이킹 후의 층의 두께이다.
모든 샘플에 대한 열 수축 시험의 결과가 표 2에 요약되어 있다. 표 2에는 층의 중량% 단위의 탄소 함량 계산치 및 오니시 값이 추가로 포함되어 있다. 샘플 S1 내지 S5가 비교 샘플 C1 및 C2보다 약 1 내지 3 퍼센트 더 낮은 열 수축을 가졌다는 것을 알 수 있다.
표 2:
Figure pct00010
샘플의 점도를 스핀들 크기 #18을 갖는 브룩필드 점도계 LVDV-II + Pro를 사용하여, 200 rpm 하에 23℃에서 측정하였다. 점도 시험을 위해, 스핀들 헤드를 덮을 만큼 충분하게, 약 6-7 mL의 샘플 액체를 샘플 챔버에 첨가하였다. 모든 점도 시험을 위해, 적어도 3회의 측정을 수행하여 평균 값을 계산하였다.
오니시 값 (ON)은 실험적 파라미터인 것으로 공지되어 있으며, 중합체 반복 단위 내 총 원자수 (Nt)를 단위 내 탄소 원자수 (Nc)와 산소 원자수 (NO) 사이의 차이로 나눈 비, 즉, ON = Nt / (NC - NO)로서 계산된다. 오니시 값의 계산을 위해, 경화된 물질이 첨가 중합에 의해 형성된 중합된 단량체 단위 100 wt%를 함유하는 것으로 가정되었다 (중합 동안 원자의 손실이 없음).
본원에 기재된 실시양태의 명세 및 예시는 다양한 실시양태의 구조에 관한 일반적 이해를 제공하려는 것으로 의도된다. 이러한 명세 및 예시는 본원에 기재된 구조 또는 방법을 사용하는 장치 및 시스템의 모든 요소 및 특색에 관한 완전하고 종합적인 설명으로서 활용되도록 의도되지 않는다. 별개의 실시양태가 또한 단일 실시양태로 조합되어 제공될 수 있고, 반대로, 간결성을 위해 단일 실시양태의 맥락으로 기재된 다양한 특색이 또한 개별적으로 또는 임의의 재조합으로 제공될 수 있다. 추가로, 범위로 명시된 값의 언급은 해당 범위 내의 각각의 및 모든 값을 포함한다. 본 명세서를 정독하는 것만으로도 많은 다른 실시양태가 통상의 기술자에게 명백할 수 있다. 본 개시내용의 범주로부터 벗어나지 않으면서 구조적 치환, 논리적 치환, 또는 또 다른 변화가 이루어질 수 있도록 하는 다른 실시양태가 사용되며 본 개시내용으로부터 유추될 수 있다. 따라서, 본 개시내용은 제한하는 것이 아닌 예시하는 것으로 간주되어야 한다.

Claims (20)

  1. 광개시제 및 중합성 물질을 포함하는 광경화성 조성물로서,
    중합성 물질은 R1이 H 또는 C1-C6 알킬이고, R2 및 R3이 C1-C10 알킬 또는 알킬-아릴의 하나 이상의 치환이고, R4, R5가 H 또는 C1-C10 알킬인 화학식 (1)의 구조를 갖는 일관능성 아크릴레이트 단량체를 포함하고,
    Figure pct00011

    화학식 (1)의 아크릴레이트 단량체의 양은 중합성 물질의 총 중량을 기준으로 하여 10 wt% 이상 40 wt% 이하이고;
    광경화성 조성물의 광-경화된 층의 탄소 함량은 적어도 74%인, 광경화성 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 중합성 물질이 적어도 1종의 다관능성 아크릴레이트 단량체를 추가로 포함하는, 광경화성 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 적어도 1종의 다관능성 아크릴레이트 단량체가 이관능성 아크릴레이트 단량체, 삼관능성 아크릴레이트 단량체, 사관능성 아크릴레이트 단량체, 또는 그의 임의의 조합을 포함하는, 광경화성 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 적어도 1종의 다관능성 아크릴레이트 단량체가 비스페놀 A 디메타크릴레이트 (BPADMA)를 포함하는, 광경화성 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 다관능성 아크릴레이트 단량체의 양이 중합성 물질의 총 중량을 기준으로 하여 10 wt% 이상 40 wt% 이하인, 광경화성 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 일관능성 아크릴레이트 단량체가 R1이 H 또는 CH3인 화학식 (2)의 구조를 갖는 것인 광경화성 조성물.
    Figure pct00012
  7. 제6항에 있어서, 일관능성 아크릴레이트 단량체의 양이 중합성 물질의 총 중량을 기준으로 하여 25 wt% 이하인, 광경화성 조성물.
  8. 제6항에 있어서, 일관능성 아크릴레이트 단량체의 양이 중합성 물질의 총 중량을 기준으로 하여 15 wt% 이하인, 광경화성 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 중합성 물질이 화학식 (1)의 일관능성 아크릴레이트 단량체와는 상이한 적어도 1종의 일관능성 아크릴레이트 단량체를 추가로 포함하는, 광경화성 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 광경화성 조성물은, 조성물의 광-경화된 층이 7.5 퍼센트 이하의 열 수축을 갖도록 구성되며, 여기서 열 수축은 2분 동안 250℃에서 베이킹 처리에 적용되기 전과 그 후의 광-경화된 층의 두께의 차이인, 광경화성 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 광경화성 조성물의 점도가 15 mPa·s 이하인, 광경화성 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 광경화성 조성물이 조성물의 광-경화된 층이 2.9 이하의 오니시 값(Ohnishi number)을 갖도록 구성되는, 광경화성 조성물.
  13. 기판 및 기판 위에 놓인 광-경화된 층을 포함하는 라미네이트로서, 여기서 광-경화된 층은 제1항의 광경화성 조성물로부터 형성되는, 라미네이트.
  14. 제13항에 있어서, 광-경화된 층이 7.5 퍼센트 이하의 열 수축을 가지며, 여기서 열 수축은 2분 동안 250℃에서 베이킹 처리에 적용되기 전과 그 후의 광-경화된 층의 두께의 차이인, 라미네이트.
  15. 제13항에 있어서, 광-경화된 층이 2.9 이하의 오니시 값을 갖는, 라미네이트.
  16. 기판 상에 광-경화된 층을 형성하는 방법으로서,
    기판 상에 광경화성 조성물의 층을 도포하며, 여기서 광경화성 조성물은 광개시제 및 중합성 물질을 포함하고, 중합성 물질은 R1이 H 또는 C1-C6 알킬이고; R2 및 R3이 C1-C10 알킬 또는 알킬-아릴의 하나 이상의 치환이고; R4, R5가 H 또는 C1-C10 알킬인 화학식 (1)의 구조를 갖는 일관능성 아크릴레이트 단량체를 10 wt% 내지 40 wt%로 포함하는, 단계,
    Figure pct00013

    광경화성 조성물을 상판과 접촉하도록 하는 단계;
    광경화성 조성물에 광을 조사하여 광-경화된 층을 형성하는 단계; 및
    광-경화된 층으로부터 상판을 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 광-경화된 층이 7.5 퍼센트 이하의 열 수축을 가지며, 여기서 열 수축은 2분 동안 250℃에서 베이킹 처리에 적용되기 전과 그 후의 광-경화된 층의 두께의 차이인, 방법.
  18. 제16항에 있어서, 광경화성 조성물의 점도가 15 mPa·s 이하인, 방법.
  19. 제16항에 있어서, 광경화성 조성물이 중합성 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 10 wt% 내지 30 wt%의 양의 비스페놀 A 디메타크릴레이트 (BPADMA)를 추가로 포함하는, 방법.
  20. 물품을 형성하는 방법으로서,
    기판 상에 광경화성 조성물의 층을 도포하며, 여기서 광경화성 조성물은 광개시제 및 중합성 물질을 포함하고, 중합성 물질은 R1이 H 또는 C1-C6 알킬이고; R2 및 R3이 C1-C10 알킬 또는 알킬-아릴의 하나 이상의 치환이고; R4, R5가 H 또는 C1-C10 알킬인 화학식 (1)의 구조를 갖는 일관능성 아크릴레이트 단량체를 10 wt% 내지 40 wt%로 포함하는 것인 단계,
    Figure pct00014

    광경화성 조성물을 상판과 접촉하도록 하는 단계;
    광경화성 조성물에 광을 조사하여 광-경화된 층을 형성하는 단계;
    광-경화된 층으로부터 상판을 제거하는 단계;
    기판 상에 패턴을 형성하는 형성 단계;
    상기 형성 단계에서 패턴이 형성된 기판을 가공하는 가공 단계; 및
    상기 가공 단계에서 가공된 기판으로부터 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 방법.
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