KR20180133154A - Composition for forming silica layer, method for manufacturing silica layer, and silica layer - Google Patents
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Abstract
실리카 막 형성용 조성물로서, 규소 함유 중합체, 라디칼 억제제, 그리고 용매를 포함하고, 상기 실리카 막 형성용 조성물 내에 존재하는 라디칼 억제제 성분의 총 함량은 10 ppm 내지 1,000ppm인 실리카 막 형성용 조성물을 제공한다.A composition for forming a silica film, which comprises a silicon-containing polymer, a radical inhibitor, and a solvent, wherein the total content of radical inhibitor components present in the silica film-forming composition is from 10 ppm to 1,000 ppm .
Description
본 기재는 실리카 막 형성용 조성물, 실리카 막의 제조방법, 그리고 이에 따라 제조된 실리카 막에 관한 것이다.The present disclosure relates to a composition for forming a silica film, a method for producing a silica film, and a silica film produced thereby.
평판 표시 장치에서는 스위칭 소자로서 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극 및 반도체를 포함하는 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 사용하며, 이 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 주사 신호를 전달하는 게이트선(gate line)과 화소 전극에 인가될 신호를 전달하는 데이터선(data line)이 평판 표시 장치에 구비된다. 또한, 반도체와 여러 전극들 사이에는 이들을 구분하기 위한 절연막이 형성되어 있다. 상기 절연막은 규소 성분을 포함하는 실리카 막일 수 있다.In a flat panel display device, a thin film transistor (TFT) including a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, and a semiconductor is used as a switching element, and a gate line for transmitting a scanning signal for controlling the thin film transistor And a data line for transmitting a signal to be applied to the pixel electrode are provided in the flat panel display. In addition, an insulating film for separating the semiconductor and the various electrodes is formed. The insulating film may be a silica film containing a silicon component.
일반적으로, 실리카 막은 폴리실라잔, 폴리실록사잔, 또는 이들의 혼합물을 사용하여 코팅막을 형성한 후 이를 산화막질로 전환시켜 제조되는데, 균일한 산화막질을 얻기 위해서 막질에 발생되는 디펙트(defect)를 저감시켜야 한다.Generally, the silica film is prepared by forming a coating film using polysilazane, polysiloxazane, or a mixture thereof, and converting it into an oxide film. In order to obtain a uniform oxide film, a silica film is used to reduce defects .
이러한 디펙트는 실리카 막 형성용 조성물 내에 존재하는 탄소 불순물이 원인이 되어 발생할 수 있으므로 조성물 내의 탄소 불순물 함량을 제어하는 것이 중요하다.It is important to control the carbon impurity content in the composition because such defects can occur due to the carbon impurities present in the composition for forming a silica film.
일 구현예는 탄소 불순물 함량이 낮아 균일한 막질을 형성할 수 있는 실리카 막 형성용 조성물을 제공한다.One embodiment provides a composition for forming a silica film capable of forming a uniform film quality with a low carbon impurity content.
다른 구현예는 상기 실리카 막 형성용 조성물이 경화되어 형성되는 실리카 성분을 포함하는 실리카 막을 제공한다. Another embodiment provides a silica film comprising a silica component formed by curing the composition for forming a silica film.
또 다른 구현예는 상기 실리카 막을 포함하는 전자 소자를 제공한다.Another embodiment provides an electronic device comprising the silica film.
일 구현예에 따르면, 실리카 막 형성용 조성물로서, 규소 함유 중합체, 라디칼 억제제, 그리고 용매를 포함하고, 상기 실리카 막 형성용 조성물 내에 존재하는 라디칼 억제제 성분의 총 함량은 10 ppm 내지 1,000ppm인 실리카 막 형성용 조성물을 제공한다.According to one embodiment, there is provided a composition for forming a silica film, comprising a silicon-containing polymer, a radical inhibitor, and a solvent, wherein the total content of radical inhibitor components present in the silica film-forming composition is from 10 ppm to 1,000 ppm Gt; a < / RTI >
상기 라디칼 억제제는 페놀계 라디칼 억제제일 수 있다.The radical inhibitor may be a phenolic radical inhibitor.
상기 페놀계 라디칼 억제제는 2-6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol), 2-t-부틸-4-히드록시아니졸(2-tert-butyl-4-hydroxyanisole), 4-메톡시페놀(4-methoxyphenol), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The phenolic radical inhibitor is selected from the group consisting of 2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol, 2-t-butyl- -tert-butyl-4-hydroxyanisole, 4-methoxyphenol, or combinations thereof.
상기 실리카 막 형성용 조성물 내에 존재하는 라디칼 억제제 성분의 총 함량은 10 ppm 내지 500 ppm 일 수 있다.The total content of radical inhibitor components present in the composition for forming a silica film may be from 10 ppm to 500 ppm.
상기 규소 함유 중합체는 폴리실라잔, 폴리실록사잔, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The silicon-containing polymer may include polysilazane, polysiloxazane, or a combination thereof.
상기 규소 함유 중합체의 중량평균분자량은 1,000 내지 100,000 일 수 있다.The silicon-containing polymer may have a weight average molecular weight of 1,000 to 100,000.
상기 용매는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠, 디에틸벤젠, 트리메틸벤젠, 트리에틸벤젠, 사이클로헥산, 사이클로헥센, 데카히이드로 나프탈렌, 디펜텐, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 에틸사이클로헥산, 메틸사이클로헥산, 사이클로헥산, 사이클로헥센, p-멘탄, 디프로필에테르, 디부틸에테르, 아니솔, 아세트산 부틸, 아세트산 아밀, 메틸이소부틸케톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The solvent is selected from the group consisting of benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, diethylbenzene, trimethylbenzene, triethylbenzene, cyclohexane, cyclohexene, decahydronaphthalene, dipentene, pentane, hexane, heptane, At least one selected from the group consisting of ethyl cyclohexane, methyl cyclohexane, cyclohexane, cyclohexene, p-menthane, dipropyl ether, dibutyl ether, anisole, butyl acetate, amyl acetate, methyl isobutyl ketone, . ≪ / RTI >
상기 규소 함유 중합체는 상기 실리카 막 형성용 조성물의 총량에 대하여 0.1 내지 30 중량%로 포함될 수 있다.The silicon-containing polymer may be contained in an amount of 0.1 to 30% by weight based on the total amount of the composition for forming a silica film.
다른 구현예에 따르면, 상술한 실리카 막 형성용 조성물이 경화되어 얻어지는 실리카 성분을 포함하는 실리카 막을 제공한다.According to another embodiment, there is provided a silica film containing a silica component obtained by curing the aforementioned composition for forming a silica film.
또 다른 구현예에 따르면, 상술한 실리카 막을 포함하는 전자 소자를 제공한다.According to another embodiment, there is provided an electronic device comprising the silica film described above.
일 구현예에 따른 실리카 막 형성용 조성물은 라디칼 억제제를 포함하고 전체 실리카 막 형성용 조성물 내 라디칼 억제제가 10 ppm 내지 1,000ppm의 함량으로 포함된다. 이러한 실리카 막 형성용 조성물을 사용하여 제조된 실리카 막은 디펙트 발생이 저감되어 균일한 막질을 가질 수 있다.The composition for forming a silica film according to an embodiment contains a radical inhibitor and the radical inhibitor in the total composition for forming a silica film is contained in an amount of 10 ppm to 1,000 ppm. The silica film produced using such a composition for forming a silica film can reduce the occurrence of defects and can have a uniform film quality.
본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.The embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
본명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '치환된'이란, 화합물중의 수소원자가 할로겐원자(F, Br, Cl, 또는 I), 히드록시기, 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 카르복실기나그의염, 술폰산기나그의염, 인산이나그의염, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C7 내지 C30 아릴알킬기, C1 내지 C30 알콕시기, C1 내지 C20 헤테로알킬기, C2 내지 C20 헤테로아릴기, C3 내지 C20 헤테로아릴알킬기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C3 내지 C15의사이클로알케닐기, C6 내지 C15 사이클로알키닐기, C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.Unless otherwise defined herein, 'substituted' means that a hydrogen atom in the compound is replaced by a halogen atom (F, Br, Cl, or I), a hydroxy group, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group, A thio group, an ester group, a carboxyl group or a salt thereof, a sulfonic acid group or a salt thereof, a phosphoric acid or a salt thereof, a C1 to C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a cyano group, A C 1 to C 30 arylalkyl group, a C 7 to C 30 arylalkyl group, a C 1 to C 30 alkoxy group, a C 1 to C 20 heteroalkyl group, a C 2 to C 20 heteroaryl group, a C 3 to C 20 heteroarylalkyl group, a C 3 to C 30 cycloalkyl group, C3 to C15 monocyclic alkenyl groups, C6 to C15 cycloalkynyl groups, C2 to C30 heterocycloalkyl groups, and combinations thereof.
또한, 본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '헤테로'란, N, O, S 및 P에서 선택된 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유한 것을 의미한다.In addition, unless otherwise defined herein, "hetero" means containing 1 to 3 heteroatoms selected from N, O, S and P.
또한, 본 명세서에서 "*"는 동일하거나 상이한 원자 또는 화학식과 연결되는 부분을 의미한다.In the present specification, " * " means the same or different atom or part connected to a chemical formula.
이하 본 발명의 일 구현예에 따른 실리카 막 형성용 조성물에 관하여 설명한다.Hereinafter, the composition for forming a silica film according to one embodiment of the present invention will be described.
일 구현예에 따른 실리카 막 형성용 조성물은 규소 함유 중합체, 라디칼 억제제, 그리고 용매를 포함하고, 전체 조성물 내에 존재하는 라디칼 억제제 성분의 총 함량은 10 ppm 내지 1,000ppm이다.The composition for forming a silica film according to one embodiment comprises a silicon-containing polymer, a radical inhibitor, and a solvent, wherein the total content of radical inhibitor components present in the overall composition is from 10 ppm to 1,000 ppm.
일반적으로 규소 함유 중합체는 높은 반응성을 가지며 예컨대 수분과 급격한 반응을 일으켜 Si-O 결합을 형성할 수 있다. 규소 함유 중합체는 수분 이외에도 유기 작용기를 가지는 다양한 화합물과도 쉽게 반응할 수 있으며 예컨대 알코올, 아민, 알데하이드 등과 같은 화합물과도 반응할 수 있다. 이러한 이유로 실리카 막 형성용 조성물 내의 용매들은 비교적 낮은 반응성을 가지는 지방족 화합물, 방향족 화합물 또는 에테르 화합물을 사용하는 것이 일반적이다. Generally, silicon-containing polymers have high reactivity and can form Si-O bonds by causing a rapid reaction with water, for example. The silicon-containing polymer can easily react with various compounds having organic functional groups in addition to moisture, and can also react with compounds such as alcohols, amines, aldehydes and the like. For this reason, the solvents in the composition for forming a silica film generally use an aliphatic compound, an aromatic compound or an ether compound having a relatively low reactivity.
그러나 이들 용매 내에는 반응성 탄소 불순물이 또한 존재할 수 있는데, 이러한 탄소 불순불은 상기 규소 함유 중합체와 결합하여 조성물 내에 잔류하는 탄소 함량을 증가시킬 수 있다.However, reactive carbon impurities may also be present in these solvents, which can combine with the silicon containing polymer to increase the carbon content remaining in the composition.
또한, 상기 용매 내에 반응성 탄소 불순물이 존재하지 않는 경우에도, 상기 실리카 막의 제조공정 중 다양한 환경을 거치면서 탄소 불순물이 막 재료 내에 인입될 수 있다. 특히, 실리카 막 형성시 조성물을 고온에서 경화시키는 과정을 거치게 되는데, 이 과정에서 탄소 불순물이 인입되기 쉽다. Further, even when the reactive carbon impurity is not present in the solvent, the carbon impurities may be introduced into the film material through various environments during the production of the silica film. Particularly, when the silica film is formed, the composition is subjected to a process of curing at a high temperature. In this process, carbon impurities are easily introduced.
일 구현예에 따른 실리카 막 형성용 조성물은 전체 조성물 내에 포함된 라디칼 억제제 성분의 함량을 10 ppm 내지 1,000ppm로 제어함으로써 조성물 내 탄소 불순물 함량을 저감시킬 수 있고, 나아가 제조되는 실리카 막의 디펙트 발생을 억제시킬 수 있다.The composition for forming a silica film according to one embodiment can reduce the content of carbon impurities in the composition by controlling the content of the radical inhibitor component contained in the whole composition to 10 ppm to 1,000 ppm and furthermore, .
여기서, '전체 조성물 내에 존재하는 라디칼 억제제 성분'은 실리카 막 형성용 조성물의 제조시 일 성분으로서 첨가된 것일 수도 있고, 실리카 막 형성용 조성물의 용매 성분으로부터 기인한 것일 수도 있다.Here, the radical inhibitor component present in the whole composition may be added as a component in the preparation of the composition for forming a silica film or may be derived from a solvent component of the composition for forming a silica film.
상기 '라디칼 억제제'는 실리카 막 혹은 실리카 막 형성용 조성물의 제조 과정 중 생성되는 라디칼과 반응하여 조성물을 안정화시키는 모든 물질을 포함한다. 이러한 라디칼 억제제는 그 자신이 가지고 있는 수소를 방출하여 라디칼을 안정화 시키고 그 자신이 라디칼로 변하게 되는데 공명효과 또는 전자의 재배열을 통하여 안정한 형태로 잔류하게 된다.The 'radical inhibitor' includes all substances that stabilize the composition by reacting with a radical generated during the preparation of a silica film or silica film forming composition. These radical inhibitors release their own hydrogen to stabilize the radicals and themselves to radicals, which remain in a stable form through resonance effects or rearrangement of electrons.
상기 라디칼 억제제는 페놀계 물질 및 방향족 아민계 물질을 포함할 수 있고, 일 구현예에서 상기 라디칼 억제제는 예컨대 페놀계 라디칼 억제제일 수 있다. The radical inhibitor may comprise a phenolic material and an aromatic amine material, and in one embodiment the radical inhibitor may be, for example, a phenolic radical inhibitor.
상기 라디칼 억제제는 예컨대 페놀, 비스페놀 등일 수 있으며, 구체적으로 2-6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol), 2-t-부틸-4-히드록시아니졸(2-tert-butyl-4-hydroxyanisole), 4-메톡시페놀(4-methoxyphenol). 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. The radical inhibitor may be, for example, phenol, bisphenol or the like, and specifically includes 2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol, 2-t- 2-tert-butyl-4-hydroxyanisole, 4-methoxyphenol. Or a combination thereof.
예를 들어, 상기 실리카 막 형성용 조성물 내에 존재하는 라디칼 억제제 성분의 총 함량은 10ppm 내지 900ppm일 수 있고, 보다 구체적으로는 10ppm 내지 500ppm, 10ppm 내지 200ppm, 10ppm 내지 100ppm, 10ppm 내지 80ppm, 10ppm 내지 50ppm, 또는 10ppm 내지 20ppm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the total content of the radical inhibitor component present in the composition for forming a silica film may be 10 ppm to 900 ppm, more specifically 10 ppm to 500 ppm, 10 ppm to 200 ppm, 10 ppm to 100 ppm, 10 ppm to 80 ppm, 10 ppm to 50 ppm , Or from 10 ppm to 20 ppm, but is not limited thereto.
일 구현예에 따른 실리카 막 형성용 조성물은 라디칼 억제제를 포함하고, 또 전체 실리카 막 형성용 조성물 내에 존재하는 라디칼 억제제 성분의 함량을 소정 범위로 제어함으로써 탄소 불순물의 함량을 저감시키면서도 디펙트(defect) 발생 (예컨대, 보이드(void) 또는 홀 디펙트(hole defect) 발생)을 제어할 수 있다.The composition for forming a silica film according to an embodiment includes a radical inhibitor and the content of the radical inhibitor component present in the entire silica film forming composition is controlled to a predetermined range to reduce the content of carbon impurities, (E.g., void or hole defect occurrence) can be controlled.
이하, 상기 실리카 막 형성용 조성물에 포함되는 상기 규소 함유 중합체에 관하여 설명한다. Hereinafter, the silicon-containing polymer contained in the composition for forming a silica film will be described.
상기 규소 함유 중합체는 폴리실라잔, 폴리실록사잔, 또는 이들의 조합을 포함하며, 예컨대 1,000 내지 100,000의 중량평균분자량을 가질 수 있다.The silicon-containing polymer includes polysilazane, polysiloxazane, or a combination thereof, and may have a weight average molecular weight of, for example, 1,000 to 100,000.
상기 규소 함유 중합체는 예컨대 하기 화학식 A로 표현되는 부분(moiety)을 포함할 수 있다.The silicon-containing polymer may include, for example, a moiety represented by the following formula (A).
[화학식 A](A)
상기 화학식 A에서, R1 내지 R3은, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된C7 내지 C30의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된알콕시기, 카르복실기, 알데히드기, 히드록시기, 또는 이들의 조합이고,In Formula (A), R 1 to R 3 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group , a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl A substituted or unsubstituted C7 to C30 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group , A substituted or unsubstituted alkoxy group, a carboxyl group, an aldehyde group, a hydroxy group, or a combination thereof,
상기 "*"은 연결지점을 의미한다.The " * " means a connection point.
일 예로, 상기 규소 함유 중합체는할로실란과암모니아가 반응하여 생성되는 폴리실라잔일 수 있다.For example, the silicon-containing polymer may be a polysilazane produced by reacting a halosilane with ammonia.
예를 들어, 상기 실리카 막 형성용 조성물에 포함된 규소 함유 중합체는 상기 화학식 A로 표시되는 부분(moiety) 외에, 하기 화학식 B로 표현되는 부분(moiety)을 더 포함할 수 있다. For example, the silicon-containing polymer contained in the composition for forming a silica film may further include a moiety represented by the following formula (B) in addition to the moiety represented by the formula (A).
[화학식 B][Chemical Formula B]
상기 화학식 B의 R4 내지 R7은, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된C2 내지 C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된알콕시기, 카르복실기, 알데히드기, 히드록시기, 또는 이들의 조합이고,R 4 to R 7 in Formula B are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group , A substituted or unsubstituted C7 to C30 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, A substituted or unsubstituted alkoxy group, a carboxyl group, an aldehyde group, a hydroxy group, or a combination thereof,
상기 "*"은 연결지점을 의미한다.The " * " means a connection point.
이 경우, 상기 규소 함유 중합체는그 구조 내에 규소-질소 (Si-N) 결합 부분 외에 규소-산소-규소(Si-O-Si) 결합 부분을 포함하여, 이러한 규소-산소-규소(Si-O-Si) 결합 부분이 열처리에 의한 경화 시 응력을 완화시켜 수축을 줄일 수 있다.In this case, the silicon-containing polymer includes a silicon-oxygen-silicon (Si-O-Si) bonding moiety in addition to a silicon-nitrogen (Si- -Si) bond portion relaxes stress during curing by heat treatment and can reduce shrinkage.
예를 들어, 상기 규소 함유 중합체는 상기 화학식 A로 표현되는 부분, 상기 화학식 B로 표현되는 부분을 포함하고, 나아가 하기 화학식 C으로 표현되는 부분을 더 포함할 수 있다.For example, the silicon-containing polymer may further include a moiety represented by the formula (A), a moiety represented by the formula (B), and further represented by the following formula (C).
[화학식 C]≪ RTI ID = 0.0 &
상기 화학식 C로 표현되는 부분은 말단부가 수소로 캡핑되어 있는 구조로, 이는 상기 폴리실라잔 또는 폴리실록사잔 구조 중 Si-H 결합의 총 함량에 대하여 15 내지 35 중량%로 포함될 수 있다. 상기 화학식 3의 부분이 폴리실라잔 또는 폴리실록사잔 구조 중에 상기 범위로 포함되는 경우, 열처리 시 산화반응이 충분히 일어나면서도 열처리 시 SiH3 부분이 SiH4로 되어 비산되는 것을 방지하여 수축을 방지하고, 이로부터 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.The moiety represented by the above formula (C) is a structure in which the terminal portion is capped with hydrogen, which may be contained in the polysilazane or polysiloxane structure in an amount of 15 to 35% by weight based on the total amount of Si-H bonds. When the portion of Formula 3 is included in the polysilazane or polysiloxane structure within the above range, the SiH 3 portion is prevented from being scattered due to SiH 4 during the heat treatment, thereby preventing the shrinkage, Cracks can be prevented from occurring.
예를 들어, 상기 규소 함유 중합체는 상기 실리카 막 형성용 조성물에 대하여 0.1중량% 내지 30중량%의 함량으로 포함될 수 있다. For example, the silicon-containing polymer may be contained in an amount of 0.1 wt% to 30 wt% with respect to the composition for forming a silica film.
상기 실리카 막 형성용 조성물에 포함되는 용매는 상기 규소 함유 중합체를 녹일 수 있는 용매라면 특별히 제한되지 않으며, 구체적으로는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠, 디에틸벤젠, 트리메틸벤젠, 트리에틸벤젠, 사이클로헥산, 사이클로헥센, 데카히이드로 나프탈렌, 디펜텐, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 에틸사이클로헥산, 메틸사이클로헥산, 사이클로헥산, 사이클로헥센, p-멘탄, 디프로필에테르, 디부틸에테르, 아니솔, 아세트산 부틸, 아세트산 아밀, 메틸이소부틸케톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The solvent contained in the composition for forming a silica film is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving the silicon-containing polymer. Specific examples thereof include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, diethylbenzene, trimethylbenzene, But are not limited to, cyclohexane, cyclohexane, decahydronaphthalene, dipentene, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, ethylcyclohexane, methylcyclohexane, cyclohexane, cyclohexene, And may include at least one member selected from the group consisting of ether, anisole, butyl acetate, amyl acetate, methyl isobutyl ketone, and combinations thereof.
한편, 상기 실리카 막 형성용 조성물은 열산 발생제(thermal acid generator, TAG)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the composition for forming a silica film may further include a thermal acid generator (TAG).
열산 발생제는 상기 실리카 막 형성용 조성물의 현상성을 개선하기 위한 첨가제로, 상기 조성물에 포함된 중합체가 비교적 낮은 온도에서 현상될 수 있도록 한다. The thermal acid generator is an additive for improving the developability of the composition for forming a silica film, so that the polymer contained in the composition can be developed at a relatively low temperature.
상기 열산 발생제는 열에 의해 산(H+)을 발생할 수 있는 화합물이면 특히 한정되지 않으나, 90℃ 이상에서 활성화되어 충분한 산을 발생하며 휘발성이 낮은 것을 선택할 수 있다.The thermal acid generator is not particularly limited as long as it is a compound capable of generating acid (H + ) by heat, but it can be activated at 90 DEG C or higher to generate sufficient acid and have low volatility.
상기 열산 발생제는 예컨대 니트로벤질토실레이트, 니트로벤질벤젠술포네이트, 페놀 술포네이트 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.The thermal acid generators may be selected from, for example, nitrobenzyl tosylate, nitrobenzyl benzene sulfonate, phenol sulfonate, and combinations thereof.
상기 열산 발생제는 실리카 막 형성용 조성물의 총 함량에 대하여 0.01 내지 25중량%로 포함될 수 있으며, 상기 범위로 포함되는 경우 비교적 낮은 온도에서 상기 중합체가 현상될 수 있는 동시에 코팅성을 개선할 수 있다. The thermal acid generator may be contained in an amount of 0.01 to 25% by weight based on the total amount of the composition for forming a silica film. When the thermal acid generator is included in the range, the polymer can be developed at a relatively low temperature and the coating property can be improved .
상기 실리카 막 형성용 조성물은 계면 활성제를 더 포함할 수 있다.The composition for forming a silica film may further comprise a surfactant.
계면 활성제는 특히 한정되지 않으며, 예컨대 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌세틸에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌노닐페놀에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬알릴에테르류, 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌블럭코폴리머류, 솔비탄모노라우레이트, 솔비탄모노팔미테이트, 솔비탄모노스테아레이트, 솔비탄모노올레이에트, 폴리옥시에틸렌솔비탄모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌솔비탄트리올레이에이트, 폴리옥시에틸렌솔비탄트리스테아레이트 등의 폴리옥시에틸렌솔비탄지방산에스테르 등의 비이온성 계면활성제, 에프톱EF301, EF303, EF352((주)토켐프로덕츠 제조), 메가팩F171, F173(다이닛폰잉크(주) 제조), 프로라드FC430, FC431(스미토모쓰리엠(주) 제조), 아사히가드AG710, 샤프론S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106(아사히가라스(주) 제조) 등의 불소계 계면활성제, 오르가노실록산폴리머 KP341(신에쯔카가쿠고교(주) 제조) 등과 기타 실리콘계 계면활성제를 들 수 있다. The surfactant is not particularly limited, and examples thereof include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether and polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene nonylphenol ether And polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as polyoxyethylene alkyl allyl ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitol Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, and polyoxyethylene sorbitan tristearate; polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as Flax EF301, EF303 and EF352 Manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), Megafac F171 and F173 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), Prorad FC430 and FC431 (manufactured by Sumitomo 3M Ltd.) Fluorine surfactants such as Asahi Guard AG710, SHAPRON S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105 and SC106 (manufactured by Asahi Kasei Corporation), organosiloxane polymer KP341 (Shinetsu Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and other silicone surfactants.
계면활성제는 실리카 막 형성용 조성물의 총 함량에 대하여 0.001 내지 10중량%로 포함될 수 있으며, 상기 범위로 포함되는 경우 용액의 분산성을 개선하는 동시에 막 형성시 막 두께의 균일성을 높일 수 있다.The surfactant may be included in an amount of 0.001 to 10% by weight based on the total amount of the composition for forming a silica film. When the surfactant is included in the above range, the dispersibility of the solution can be improved and the uniformity of the film thickness can be increased.
다른 일 구현예에 따르면, 상술한 상기 실리카 막 형성용 조성물을 도포하는 단계, 상기 실리카 막 형성용 조성물이 도포된 기판을 건조하는 단계 및 상기 실리카막 형성용 조성물을 경화하는 단계를 포함할 수 있다.According to another embodiment, the method may include coating the composition for forming a silica film described above, drying the substrate to which the composition for forming a silica film is applied, and curing the composition for forming a silica film .
상기 실리카 막 형성용 조성물은 용액 공정으로 도포할 수 있으며, 예컨대 스핀-온 코팅, 슬릿 코팅, 잉크젯 인쇄 등과 같은 방법으로 도포할 수 있다.The composition for forming a silica film can be applied by a solution process, and can be applied by a method such as spin-on coating, slit coating, inkjet printing or the like.
상기 기판은 예컨대 반도체, 액정 등의 디바이스 기판일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The substrate may be, for example, a device substrate such as semiconductor or liquid crystal, but is not limited thereto.
상기 실리카 막 형성용 조성물의 도포가 완료되면, 이어서 기판을 건조하고 경화하는 단계를 거친다. 상기 건조 및 경화하는 단계는 예컨대 약 100℃ 이상의 온도에서 수행될 수 있고, 예컨대 열, 자외선, 마이크로웨이브, 음파, 또는 초음파 등의 에너지를 가하여 수행될 수 있다.When the application of the composition for forming a silica film is completed, the substrate is then dried and cured. The drying and curing step may be performed at a temperature of, for example, about 100 캜 or higher and may be performed by applying energy such as heat, ultraviolet rays, microwaves, sonic waves, or ultrasonic waves.
예를 들어, 상기 건조는 약 100℃ 내지 약 200℃에 수행될 수 있으며, 해당 건조 단계를 거침으로써 실리카 막 형성용 조성물 내의 용매를 제거할 수 있다. 또한, 상기 경화는 약 250℃ 내지 1,000℃에서 진행될 수 있으며, 해당 경화 단계를 거침으로써 실리카 막 형성용 조성물을 산화막질의 박막으로 전환시킬 수 있다. 상기 경화단계는 예컨대 250℃ 내지 1,000℃의 수증기 분위기에서 1차 경화를 실시한 후, 600℃ 내지 1,000 ℃의 질소분위기에서 2차 경화를 수행할 수 있다.For example, the drying may be performed at about 100 ° C to about 200 ° C, and the solvent in the composition for forming a silica film may be removed through the drying step. Further, the curing may proceed at about 250 ° C to 1,000 ° C, and the composition for forming a silica film may be converted into a thin film of an oxide film by passing through the curing step. The curing may be performed by, for example, primary curing in a steam atmosphere at 250 ° C to 1,000 ° C, followed by secondary curing in a nitrogen atmosphere at 600 ° C to 1,000 ° C.
본 발명의 다른 구현예에 따르면 상술한 실리카 막 형성용 조성물이 경화되어 얻어지는 실리카 성분을 포함하는 실리카 막을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a silica film containing a silica component obtained by curing the aforementioned composition for forming a silica film.
상기 실리카 막은 예컨대 절연막, 분리막, 하드코팅 막 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The silica film may be, for example, an insulating film, a separation film, a hard coating film, or the like, but is not limited thereto.
본 발명의 상기 실리카 막을 포함하는 전자소자를 제공한다. 상기 전자소자는 예컨대 LCD나 LED 등과 같은 디스플레이 소자, 또는 반도체 소자일 수 있다.An electronic device comprising the silica film of the present invention is provided. The electronic device may be a display device such as an LCD or an LED, or a semiconductor device.
이하, 실시예를 통하여 상술한 본 발명의 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to embodiments. The following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention.
실리카 막 형성용 조성물의 제조 Preparation of composition for silica film formation
비교예 1Comparative Example 1
용량 3L의 교반기 및 온도제어장치 부착 반응기의 내부를 건조질소로 치환했다. 그리고 피리딘 1,500g 반응기에 투입한 후 이것을 0℃로 유지하였다. 이어서 디클로로실란 100g을 1시간에 걸쳐서 서서히 주입했다. 여기에 암모니아 70g을 3시간에 걸쳐 서서히 주입했다. 다음으로 건조질소를 120분간 주입하고 반응기 내에 잔존하는 암모니아를 제거했다. 얻어진 백색 슬러리 상의 생성물을 건조질소 분위기 중에서1㎛의 테프론제 여과기를 사용하여 여과하여 여액 1,000g을 얻었다. 여기에 자일렌 1,000g을 첨가한 후, 회전 증발기(Rotary evaporator)를 사용하여 용매를 피리딘에서 자일렌으로 치환하는 조작을 총3회 반복하면서 고형분 농도를 20 중량%로 조정하고, 이어서 포어 사이즈 0.03㎛의 테프론제 여과기로 여과했다.A stirrer having a capacity of 3 L and a reactor equipped with a temperature control device were replaced with dry nitrogen. And put into a 1,500 g pyridine reactor, which was maintained at 0 ° C. Subsequently, 100 g of dichlorosilane was slowly added over 1 hour. 70 g of ammonia was slowly added thereto over 3 hours. Next, dry nitrogen was injected for 120 minutes to remove ammonia remaining in the reactor. The resulting white slurry product was filtered through a 1 mu m teflon filter in a dry nitrogen atmosphere to obtain 1,000 g of a filtrate. 1,000 g of xylene was added thereto, and the operation of replacing the solvent with xylene in pyridine using a rotary evaporator was repeated three times in total to adjust the solid concentration to 20% by weight, followed by pore size 0.03 Lt; / RTI > filtered through a Teflon filter.
여과된 용액에 피리딘을 300g을 투입하고 100 ℃로 가열하여 중량평균분자량 5,200인 폴리실라잔을 얻었다. 그 후, 얻어진 폴리실라잔을 회전 증발기(Rotary evaporator)를 사용하여 용매를 자일렌 용매로 치환하여 고형분 함량이 15±0.1 중량%인 실리카 막 형성용 조성물을 제조하였다.300 g of pyridine was added to the filtered solution and heated to 100 캜 to obtain a polysilazane having a weight average molecular weight of 5,200. Thereafter, the obtained polysilazane was substituted with a xylene solvent by using a rotary evaporator to prepare a composition for forming a silica film having a solid content of 15 ± 0.1 wt%.
본 명세서 내의 폴리실라잔의 중량평균분자량은 Waters社 제 GPC(PLC Pump 1515, RI Detector 2414)를 사용하여 측정했다.The weight average molecular weight of the polysilazane in the present specification was measured using a Waters GPC (PLC Pump 1515, RI Detector 2414).
비교예 2Comparative Example 2
용량 3L의 교반 장치 및 온도제어장치가 부착된 반응기의 내부를 건조 질소로 치환했다. 그리고 피리딘 1,500g을 반응기에 투입한 후 0℃로 유지하였다. 이어서 2-6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol)을 반응기에 넣고 30분에 걸쳐 반응기를 교반시킨다. 이때 첨가된 2-6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol) 함량은 제조될 최종 실리카 막 형성용 조성물의 1,100ppm이 되도록 투입한다. 그 후 디클로로실란 100g을 1시간에 걸쳐서 서서히 주입했다. 여기에 암모니아 70g을 3시간에 걸쳐 서서히 주입했다. 다음으로 건조질소를 120분간 주입하고 반응기 내에 잔존하는 암모니아를 제거했다. 얻어진 백색 슬러리 상의 생성물을 건조질소 분위기 중에서1㎛의 테프론제 여과기를 사용하여 여과하여 여액 1,000g을 얻었다. 여기에 자일렌 1,000g을 첨가한 후, 회전 증발기(Rotary evaporator)를 사용하여 용매를 피리딘에서 자일렌으로 치환하는 조작을 총3회 반복하면서 고형분 농도를 20 중량%로 조정하고, 이어서 포어 사이즈 0.03㎛의 테프론제 여과기로 여과했다.The inside of the reactor equipped with the stirrer and the temperature controller of 3 L capacity was replaced with dry nitrogen. And 1,500 g of pyridine were charged into the reactor and maintained at 0 캜. Then, 2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol is added to the reactor and the reactor is stirred for 30 minutes. The amount of the added 2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol added is 1,100 ppm of the final silica film-forming composition to be prepared. Then, 100 g of dichlorosilane was slowly injected over one hour. 70 g of ammonia was slowly added thereto over 3 hours. Next, dry nitrogen was injected for 120 minutes to remove ammonia remaining in the reactor. The resulting white slurry product was filtered through a 1 mu m teflon filter in a dry nitrogen atmosphere to obtain 1,000 g of a filtrate. 1,000 g of xylene was added thereto, and the operation of replacing the solvent with xylene in pyridine using a rotary evaporator was repeated three times in total to adjust the solid concentration to 20% by weight, followed by pore size 0.03 Lt; / RTI > filtered through a Teflon filter.
여과된 용액에 피리딘을 300g을 투입하고 100 ℃로 가열하였다. 상기 과정을 거쳐 중량평균분자량 5,200인 폴리실라잔을 얻었다. 그 후, 얻어진 폴리실라잔을 회전 증발기(Rotary evaporator)를 사용하여 용매를 자일렌 용매로 치환하여 고형분 함량이 15±0.1 중량%인 실리카 막 형성용 조성물을 제조하였다.To the filtered solution was added 300 g of pyridine and heated to 100 캜. The above procedure was followed to obtain polysilazane having a weight average molecular weight of 5,200. Thereafter, the obtained polysilazane was substituted with a xylene solvent by using a rotary evaporator to prepare a composition for forming a silica film having a solid content of 15 ± 0.1 wt%.
본 명세서 내의 폴리실라잔의 중량평균분자량은 Waters社 제 GPC(PLC Pump 1515, RI Detector 2414)를 사용하여 측정했다.The weight average molecular weight of the polysilazane in the present specification was measured using a Waters GPC (PLC Pump 1515, RI Detector 2414).
전체 실리카 막 형성용 조성물 중 2-6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol) 성분의 함량은 1,100ppm 이었다.The content of 2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol in the total composition for forming a silica film was 1,100 ppm.
비교예 3Comparative Example 3
비교예 2에서 전체 실리카 막 형성용 조성물 중 2-6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol) 성분의 함량이 2,000ppm 인 것을 제외하고는 비교예 2와 동일하게 하여 실리카 막 형성용 조성물을 제조하였다.Except that the content of the 2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol component in the composition for forming a total silica film in Comparative Example 2 was 2,000 ppm Was prepared in the same manner as in Comparative Example 2 to prepare a composition for forming a silica film.
실시예 1Example 1
비교예 2에서 전체 실리카 막 형성용 조성물 중 2-6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol) 성분의 함량이 10ppm 인 것을 제외하고는 비교예 2와 동일하게 하여 실리카 막 형성용 조성물을 제조하였다.Except that the content of 2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol in the composition for forming a total silica film in Comparative Example 2 was 10 ppm A composition for forming a silica film was prepared in the same manner as in Comparative Example 2.
실시예 2Example 2
비교예 2에서 전체 실리카 막 형성용 조성물 중 2-6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol) 성분의 함량이 50ppm 인 것을 제외하고는 비교예 2와 동일하게 하여 실리카 막 형성용 조성물을 제조하였다.Except that the content of the component 2-6-di-t-butyl-4-methylphenol in the total silica film-forming composition was 50 ppm in Comparative Example 2 A composition for forming a silica film was prepared in the same manner as in Comparative Example 2.
실시예 3Example 3
비교예 1과 동일하게 제조된 실리카 막 형성용 조성물에 2-6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol)을 첨가하였다. 전체 실리카 막 형성용 조성물 중 2-6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol) 성분의 함량은 50ppm 이었다.2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol was added to the silica film-forming composition prepared in the same manner as in Comparative Example 1. The content of the 2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol component in the total composition for forming a silica film was 50 ppm.
실시예 4Example 4
비교예 2에서 전체 실리카 막 형성용 조성물 중 2-6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol) 성분의 함량이 100ppm 인 것을 제외하고는 비교예 2와 동일하게 하여 실리카 막 형성용 조성물을 제조하였다.Except that the content of the component of 2-6-di-t-butyl-4-methylphenol in the composition for forming a total silica film in Comparative Example 2 was 100 ppm A composition for forming a silica film was prepared in the same manner as in Comparative Example 2.
실시예 5Example 5
비교예 2에서 전체 실리카 막 형성용 조성물 중 2-6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol) 성분의 함량이 500ppm 인 것을 제외하고는 비교예 2와 동일하게 하여 실리카 막 형성용 조성물을 제조하였다.Except that the content of the component of 2-6-di-t-butyl-4-methylphenol in the composition for forming a total silica film in Comparative Example 2 was 500 ppm A composition for forming a silica film was prepared in the same manner as in Comparative Example 2.
실시예 6Example 6
비교예 2에서 전체 실리카 막 형성용 조성물 중 2-6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol) 성분의 함량이 900ppm 인 것을 제외하고는 비교예 2와 동일하게 하여 실리카 막 형성용 조성물을 제조하였다.Except that the content of the component of 2-6-di-t-butyl-4-methylphenol in the composition for forming a total silica film in Comparative Example 2 was 900 ppm A composition for forming a silica film was prepared in the same manner as in Comparative Example 2.
실시예 7Example 7
비교예 2에서 2-6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol) 대신 2-t-부틸-4-히드록시아니졸(2-tert-butyl-4-hydroxyanisole)을 사용한 것을 제외하고는 비교예 2와 동일하게 하여 실리카 막 형성용 조성물을 제조하였다.In Comparative Example 2, 2-tert-butyl-4-hydroxyanisole (2-tert-butyl-4-methylphenol) was used instead of 2-6- -butyl-4-hydroxyanisole) was used as the initiator in the preparation of the silica film.
전체 실리카 막 형성용 조성물 중 2-t-부틸-4-히드록시아니졸(2-tert-butyl-4-hydroxyanisole) 성분의 함량은 50ppm 이었다.The content of the 2-tert-butyl-4-hydroxyanisole component in the total composition for forming a silica film was 50 ppm.
실시예 8Example 8
비교예 2에서 2-6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol) 대신 4-메톡시페놀(4-methoxyphenol)을 사용한 것을 제외하고는 비교예 2와 동일하게 하여 실리카 막 형성용 조성물을 제조하였다.Except that 4-methoxyphenol was used instead of 2-6-di-t-butyl-4-methylphenol in Comparative Example 2 A composition for forming a silica film was prepared in the same manner as in Comparative Example 2.
전체 실리카 막 형성용 조성물 중 4-메톡시페놀(4-methoxyphenol) 성분의 함량은 50ppm 이었다.The content of the 4-methoxyphenol component in the total composition for forming a silica film was 50 ppm.
평가 1: 탄소 불순물 함량 확인Evaluation 1: Determination of carbon impurity content
비교예 1 내지 3 그리고 실시예 1 내지 8에 따른 실리카 막 형성용 조성물의 탄소 불순물 함량을 측정한다.The carbon impurity content of the composition for forming a silica film according to Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 8 was measured.
[측정방법][How to measure]
비교예 1 내지 3 그리고 실시예 1 내지 8에 따른 실리카 막 형성용 조성물을 각각 3cc씩 취하여 스핀코터(MIKASA社 제, MS-A200)를 이용하여 직경 8인치 실리콘 웨이퍼 정 중앙부분에 디스펜스하여, 1500 rpm으로 20초간 스핀 도포하였다. 그 후 3분 동안 150℃에서 소프트 베이크를 진행하고, 이어서 고온 산화반응을 진행하여 800℃에서 산화막으로 전환시켰다. 그 후 이차이온질량분석기(CAMECA社, IMS-6F)를 이용하여 산화막 내 탄소 함량을 분석 하였다.3cc each of the compositions for forming a silica film according to Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 8 were taken and dispensed in a center portion of a silicon wafer having a diameter of 8 inches by using a spin coater (MIKASA, MS-A200) rpm for 20 seconds. Thereafter, soft baking was carried out at 150 ° C for 3 minutes, followed by a high-temperature oxidation reaction to convert the oxide film to 800 ° C. The carbon content in the oxide film was then analyzed using a secondary ion mass spectrometer (CAMECA, IMS-6F).
그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.The results are shown in Table 1 below.
평가 2: 박막의 보이드 디펙트(void defect) 측정Evaluation 2: Measurement of void defects of thin films
비교예 1 내지 3 그리고 실시예 1 내지 8에 따른 실리카 막 형성용 조성물을 spinner의 노즐 tip에서 3㎖ 디스펜싱 하여 직경 8인치 패턴화된 실리콘 웨이퍼의 중앙 부분에 스핀코터(MIKASA社 제, MS-A200)를 이용하여 1,500rpm로 스핀 도포하였다. 이어서, 코팅된 박막을 150℃에서 프리베이크 공정을 진행하였다. 이어서, 수증기를 공급하는 퍼니스를 이용하여 300℃에서 경화를 진행하여 막질을 산화막질로 전환시켰다. 그 후, 식각 공정을 거쳐 형성된 산화막질을 1,000Å 이상 제거한 후, defect inspection (KLA社 Surf Scan SP-1)장비를 이용하여 박막 내 지름 0.2㎛ 이상의 원형의 음각 또는 양각으로 존재하는 보이드 디펙트(void defect)를 측정하였다.The silica film forming compositions according to Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 8 were dispensed in 3 ml of the nozzle tip of a spinner and spin-coated on a central portion of a silicon wafer having a diameter of 8 inches by a spin coater (MS- A200) at 1,500 rpm. Subsequently, the coated thin film was prebaked at 150 캜. Subsequently, curing was carried out at 300 캜 using a furnace for supplying water vapor to convert the film quality to an oxide film quality. Thereafter, the oxide film formed by the etching process was removed by 1,000 angstroms or more, and then a defect inspection (KLA Surf Scan SP-1) was used to measure the void defects void defect) were measured.
그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.The results are shown in Table 1 below.
* 보이드 디펙트(void defect) 평가 기준* Void defect evaluation criteria
(디펙트 지름 0.2㎛ 이상 짜리의 개수에 따른 디펙트 평가 기준)(Defect evaluation standard according to the number of defects having a diameter of 0.2 mu m or more)
매우 양호: 100개 미만Very good: less than 100
양호: 100개 내지 300개Good: 100 to 300
불량: 300개 초과 600개 이하Bad: More than 300 but less than 600
매우 불량: 600개 초과Very bad: over 600
라디칼 억제제
총 함량 (ppm)Within the composition
Radical inhibitor
Total Content (ppm)
탄소 불순물 함량 (atoms/cm3)Within the composition
Carbon impurity content (atoms / cm 3 )
상기 표 1을 참고하면, 라디칼 억제제의 총 함량이 조성물 내에서 소정 범위 내로 존재하는 실시예 1 내지 8에 따른 실리카 막 형성용 조성물은 탄소 불순물의 함량이 상대적으로 적고, 이로부터 제조되는 박막에 존재하는 보이드 디펙트 개수도 상대적으로 적음을 알 수 있다. Referring to Table 1 above, the compositions for forming a silica film according to Examples 1 to 8, in which the total content of the radical inhibitor is within a predetermined range in the composition, have a relatively small content of carbon impurities and are present in the thin film The number of void defects is relatively small.
그러나, 라디칼 억제제를 넣지 않은 비교예 1에 따른 실리카 막 형성용 조성물은 탄소 불순물의 함량이 상대적으로 많고, 박막의 보이드 디펙트 수도 상대적으로 많음을 알 수 있다. 또한, 실리카 막 형성용 조성물 내 존재하는 라디칼 억제제의 총 함량이 소정 범위를 만족하지 않는 비교예 2 및 3에 따른 실리카 막 형성용 조성물은 탄소 불순물 함량이 상대적으로 높지는 않지만, 이로부터 제조되는 박막의 보이드 디펙트 수는 상대적으로 많음을 알 수 있다.However, it can be seen that the composition for forming a silica film according to Comparative Example 1 in which no radical inhibitor is added has a relatively large content of carbon impurities and a relatively large void defects in the thin film. The composition for forming a silica film according to Comparative Examples 2 and 3 in which the total content of the radical inhibitors present in the composition for forming a silica film does not satisfy the predetermined range does not have a relatively high carbon impurity content, The number of void defects is relatively large.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. And falls within the scope of the present invention.
Claims (10)
규소 함유 중합체,
라디칼 억제제, 그리고
용매
를 포함하고,
상기 실리카 막 형성용 조성물 내에 존재하는 라디칼 억제제 성분의 총 함량은 10 ppm 내지 1,000ppm인
실리카 막 형성용 조성물.As a composition for forming a silica film,
Silicon-containing polymers,
Radical inhibitors, and
menstruum
Lt; / RTI >
The total content of the radical inhibitor component present in the composition for forming a silica film is 10 ppm to 1,000 ppm
Composition for forming a silica film.
상기 라디칼 억제제는 페놀계 라디칼 억제제인 실리카 막 형성용 조성물.The method of claim 1,
Wherein the radical inhibitor is a phenolic radical inhibitor.
상기 페놀계 라디칼 억제제는 2-6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol), 2-t-부틸-4-히드록시아니졸(2-tert-butyl-4-hydroxyanisole), 4-메톡시페놀(4-methoxyphenol), 또는 이들의 조합을 포함하는 실리카 막 형성용 조성물. 3. The method of claim 2,
The phenolic radical inhibitor is selected from the group consisting of 2-6-Di-t-butyl-4-methylphenol, 2-t-butyl- -tert-butyl-4-hydroxyanisole), 4-methoxyphenol, or a combination thereof.
상기 실리카 막 형성용 조성물 내에 존재하는 라디칼 억제제 성분의 총 함량은 10 ppm 내지 500 ppm 인 실리카 막 형성용 조성물.The method of claim 1,
Wherein the total content of radical inhibitor components present in the composition for forming a silica film is 10 ppm to 500 ppm.
상기 규소 함유 중합체는 폴리실라잔, 폴리실록사잔, 또는 이들의 조합을 포함하는 실리카 막 형성용 조성물.The method of claim 1,
Wherein the silicon-containing polymer comprises polysilazane, polysiloxazane, or a combination thereof.
상기 규소 함유 중합체의 중량평균분자량은 1,000 내지 100,000인 실리카 막 형성용 조성물.The method of claim 1,
Wherein the silicon-containing polymer has a weight average molecular weight of 1,000 to 100,000.
상기 용매는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠, 디에틸벤젠, 트리메틸벤젠, 트리에틸벤젠, 사이클로헥산, 사이클로헥센, 데카히이드로 나프탈렌, 디펜텐, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 에틸사이클로헥산, 메틸사이클로헥산, 사이클로헥산, 사이클로헥센, p-멘탄, 디프로필에테르, 디부틸에테르, 아니솔, 아세트산 부틸, 아세트산 아밀, 메틸이소부틸케톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 실리카 막 형성용 조성물.The method of claim 1,
The solvent is selected from the group consisting of benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, diethylbenzene, trimethylbenzene, triethylbenzene, cyclohexane, cyclohexene, decahydronaphthalene, dipentene, pentane, hexane, heptane, At least one selected from the group consisting of ethyl cyclohexane, methyl cyclohexane, cyclohexane, cyclohexene, p-menthane, dipropyl ether, dibutyl ether, anisole, butyl acetate, amyl acetate, methyl isobutyl ketone, Wherein the silica film forming composition comprises:
상기 규소 함유 중합체는 상기 실리카 막 형성용 조성물의 총량에 대하여 0.1 내지 30 중량%로 포함되어 있는 실리카 막 형성용 조성물.The method of claim 1,
Wherein the silicon-containing polymer is contained in an amount of 0.1 to 30% by weight based on the total amount of the composition for forming a silica film.
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