일반기술

다이메틸 실록산기가 균일하게 도입된 폴리메틸실세스퀴옥산 공중합체의 제조방법

*원리 및 구성본 발명은 다이메틸실록산기가 균일하게 분산된 형태의 폴리메틸실세스퀴옥산 공중합체의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메틸트리알콕시실란(T 구조형)과 다이메틸다이클로로실란(D 구조형)을 몰비로 2 : 1 혼합한 용액을 열처리하여 두 물질이 서로 T-D-T 형으로 결합된 형태의 전구체를 얻은 후, THF와 톨루엔의 혼합용매를 사용하여 졸-겔 반응시키고 암모니아수로 중화함으로써, 다이메틸실록산 분자가 메틸실록산 골격에 분자 수준으로 제어된 방법으로 균일하게 분산된 폴리메틸실세스퀴옥산 공중합체의 제조방법에 관한 것이다.*배경반도체 소자의 집적률이 높아지고 그 작동 주파수가 높아짐에 따라 반도체 칩내의 전기적인 신호 전달을 위한 금속 배선사이에서의 크로스 토크(cross-talk)에 의한 잡음이 높아지고 또한 인접 배선사이의 상호 작용에 의한 기생 커패시턴스(prasitic capacitance)의 증가로 인한 신호전달 지연현상이 나타나게 된다. 특히, 회로의 선폭이 0.18 ㎛ 이하인 반도체 설계에서는 고속화 및 저소비 전력화를 위해, 현재 사용되고 있는 알루미늄 배선과, 산화 규소(SiO2) 절연막에서 구리 배선과, 그리고 유전율 3 이하의 저 유전율(low-k) 층간 절연막 재료의 도입이 불가피하다.*특징 및 장점본 발명에 따른 다이메틸실록산이 분자수준으로 균일하게 분산된 폴리메틸실세스퀴옥산 공중합체는 메틸트리알콕시실란과 다이메틸다이클로로실란을 몰비로 2 : 1로 혼합하고 미리 130 ℃ 전후에서 T-D-T 형의 균일한 구조가 되도록 전구체를 합성하고, 여기에 메틸실록산과 다이메틸실록산이 특정한 비율이 되게 메틸트리알콕시실란을 첨가하여 졸-겔법으로 공중합하여 폴리메틸실세스퀴옥산 모재의 유연성을 부가함과 동시에, 메틸알콕시실란과 다이메틸실록산간의 물에 대한 가수분해 속도를 최소화함으로써, 균일성이 높은 공중합체를 얻을 수 있다.1)내열성이 우수2)덴드리머 형 폴리알킬렌 옥시드 화합물과 같은 열분해성 물질과 혼합한 용액을 코팅하여 제조된 박막을 폴리알킬렌 옥시드가 분해되는 온도까지 가열하여 폴리알킬렌 옥시드를 제거하면 미세한 기공을 갖는 박막을 제조할 수 있음.3)일정한 양의 직선 골격을 가진 다이메틸실록산기의 도입으로 유연성 증가에 의하여 SOG(Spin On Glass) 및 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정에서 크랙 발생이 매우 낮으므로 미세 기공을 갖는 형태의 저 유전율 반도체 층간 절연막 제조의 모재로 사용가능.4)규소원자(Si)에 메틸기의 함량 증가에 의한 유연성이 기대.5)반도체용 저 유전(low-k) 층간 재료로 활용이 가능.