화학뉴스

쇼와덴코머터리얼즈(SDM: Showa Denko Materials)가 미세회로에 대응할 수 있는 신규 폴리머를 공개했다.
쇼와덴코머터리얼즈는 5G(5세대 이동통신) 등 고속‧대용량 통신기기에 적합한 새로운 고분자 화합물을 개발하는데 성공했다.
고주파의 전기신호 손실을 막을 수 있는 저유전손실과 미세한 패턴을 형성하는 포토리소그래피 등에 대한 적합성 등 상반되는 특성을 모두 갖추어 고성능 반도체 패키지용 절연소재로 적합할 것으로 예상되며 2-3년 안에 실용화 기술을 확립할 계획이다.
신규 폴리머는 아크릴레이트계로 말단에 카복실기를 가진 분자 구조이며 관능기(카복실기)를 통해 알칼리 수용액에 대한 용해성을 갖춤으로써 사진을 현상하듯 패턴을 형성하는 포토리소그래피용 감광소재로 사용이 가능할 것으로 예상되고 있다.
감광소재를 기재에 도포해 남겨진 부분을 광 조사로 굳히고 알칼리성 현상액으로 불필요한 부분을 제거해 미세한 패턴을 그리는 방법을 채용하고 있다.
알칼리 현상액에 대한 용해성과 저유전성은 상반관계이지만 쇼와덴코머터리얼즈는 폴리머 관능기 부분만을 가열 처리로 제거하도록 설계함으로써 최종적으로 완성된 절연막이 고주파의 전기통신을 놓치지 않을 수 있도록 개량했다.
쇼와덴코머터리얼즈가 자체적으로 실시한 실험에서 가열 전 폴리머는 알칼리 수용액에 대한 용해속도가 분당 52.5나노미터로 포토리소그래피용 일반 감광소재와 비슷한 수준을 나타냈다.
유전특성은 유전률이 4 이상, 유전정접은 0.1 이상이었으나 폴리머 중 관능기를 섭씨 150도에서 60분 가열해 완전히 분해시키자 유전률은 3.5, 유전정접도 0.05 등으로 크게 낮아졌다.
쇼와덴코머터리얼즈는 신규 폴리머를 반도체 칩과 마더보드를 연결하는 패키지 기판, 여러 개의 반도체 칩과 패키지 기판의 전기적 접속을 담당하는 인터포저용 절연소재로 제안할 계획이다.
반도체 패키지 기판에 사용하는 절연소재는 현재 레이저 등으로 층간 접속을 위한 구멍을 내고 있으나 반도체 회로가 미세화됨에 따라 기존 방식보다 더 미세한 패턴을 형성할 수 있는 포토리소그래피로의 전환이 요구되고 있다.
절연소재 패턴이 미세화되면 고밀도 실장이 가능하고 정보통신 기기의 소형화에도 속도가 붙을 것으로 기대되고 있다.
쇼와덴코머터리얼즈는 앞으로 통신이 더욱 고속‧대용량화되면 반도체 패키지 기판에 대한 저유전손실 요구가 더욱 확대되고 포토리소그래피에 대한 적합성과 저유전손실을 모두 갖춘 절연소재 시장이 성장할 것이라는 전망 아래 신규 폴리머 개발을 추진했다.
폴리머 합성기술은 중국 상하이(Shanghai)교통대학과 공동으로 연구했으며 앞으로 저유전률과 유전정접을 더욱 저감하는데 주력할 예정이다.
이를 통해 2-3년 안에 유전특성을 실용화 가능한 수준으로 향상시키는 것을 목표로 하고 있다. (K)