DE60123512T2 - Zusammensetzung zur Filmerzeugung, Verfahren zur Filmerzeugung und Film auf Siliciumoxid-Basis - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zusammensetzung zur Filmerzeugung. Spezieller bezieht sich die Erfindung auf eine Zusammensetzung zur Filmerzeugung, die, wenn sie bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen und dergleichen als Material eines isolierenden Zwischenschichtfilms verwendet wird, in einem kurzen Zeitraum verbrannt werden kann und einen Film auf Siliciumoxid-Basis mit hervorragender Rissfestigkeit nach einem PCT (pressure cooker test; Dampf kochtest) ergibt.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Durch Vakuumverfahren wie etwa das CVD-Verfahren erzeugte Siliciumoxidfilme (SiO2-Filme) sind bisher häufig als isolierende Zwischenschichtfilme in Halbleitervorrichtungen und anderen Vorrichtungen eingesetzt worden. In den letzten Jahren ist ein isolierender Beschichtungsfilm, der als Hauptkomponente ein Tetraalkoxysilanhydrolysat umfasst und als SOG-Film (auf Glas geschleuderter Film) bezeichnet wird, zu dem Zweck eingesetzt worden, einen noch gleichmäßigeren isolierenden Zwischenschichtfilm auszubilden. Darüber hinaus ist als Ergebnis des Bestrebens in Richtung eines noch höheren Integrationsgrades von Halbleitervorrichtungen und dergleichen ein als organischer SOG-Film bezeichneter isolierender Zwischenschichtfilm entwickelt worden, welcher ein Polyorganosiloxan als Hauptkomponente umfasst und eine niedrige Dielektrizitätskonstante aufweist.
  • Mit dem weiteren Fortschreiten des Integrationsgrades oder des mehrschichtigen Aufbaus insbesondere bei Halbleitervorrichtungen und dergleichen ist eine bessere elektrische Isolation zwischen Leitern erforderlich geworden, und daher ist ein Material für einen isolierenden Zwischenschichtfilm mit einer geringeren Dielektrizitätskonstante und einer hervorragenden Rissfestigkeit erwünscht gewesen.
  • Als Materialien mit einer geringen Dielektrizitätskonstante werden eine Zusammensetzung, welche eine Mischung aus feinen Teilchen, die durch Kondensieren eines Alkoxysilans in der Gegenwart von Ammoniak erhalten werden, und ein basisches Produkt einer teilweisen Hydrolyse eines Alkoxysilans umfasst (siehe JP-A-5-263045 (der hier verwendete Begriff "JP-A" bezeichnet eine "ungeprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung") und JP-A-5-315319), und ein Beschichtungsfluid, welches durch Kondensieren eines basischen Hydrolysats eines Polyalkoxysilans in der Gegenwart von Ammoniak erhalten wird (siehe JP-A-11-340219 und JP-A-11-340220), vorgeschlagen. Allerdings weisen diese Reaktionsprodukte instabile Eigenschaften auf und können nicht in einem kurzen Zeitraum verbrannt werden, und die daraus erhaltenen Filme weisen eine beträchtliche Ungleichmäßigkeit der Eigenschaften wie etwa der Rissfestigkeit nach einem PCT auf. Aus diesem Grund sind die durch diese Verfahren erhaltenen Materialien für die industrielle Herstellung ungeeignet.
  • EP-A1-1 058 274 offenbart eine Zusammensetzung zur Filmerzeugung, welche (A) ein Hydrolyse- und Kondensationsprodukt, welches durch Hydrolysieren und Kondensieren wenigstens entweder eines monomeren Siloxans oder eines dimeren Siloxans erhalten wird, und (B) eine sich von einem mehrwertigen Alkohol ableitende Etherverbindung umfasst.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Zusammensetzung zur Filmerzeugung bereitzustellen, welche die vorstehend beschriebenen Probleme löst. Spezieller ist es eine Aufgabe, eine Zusammensetzung zur Filmerzeugung bereitzustellen, die, wenn sie bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen und dergleichen eingesetzt wird, in einem kurzen Zeitraum verbrannt werden kann und einen isolierenden Zwischenschichtfilm mit hervorragender Rissfestigkeit nach einem PCT ergibt.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen aus der Zusammensetzung erhaltenen Film auf Siliciumoxid-Basis bereitzustellen.
  • Die Erfindung stellt eine Zusammensetzung zur Filmerzeugung bereit, wie sie im Anspruch 1 definiert ist.
  • Die Erfindung stellt des Weiteren ein Verfahren zur Filmerzeugung bereit, wie es im Anspruch 5 definiert ist.
  • Die Erfindung stellt darüber hinaus einen Film auf Siliciumoxid-Basis bereit, welcher durch das vorstehend erwähnte Verfahren zur Filmerzeugung erhalten wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Das Hydrolyse- und Kondensationsprodukt (A) bezeichnet in der Erfindung eine Mischung eines Hydrolysats wenigstens eines Mitglieds ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Verbindungen (1) bis (3) und ein Kondensat des Hydrolysats oder bezeichnet entweder das Hydrolysat oder das Kondensat.
  • Bei dem Hydrolysat des Inhaltsstoffs (A) müssen nicht alle der in den Verbindungen (1) bis (3), welche den Inhaltsstoff (A) bilden sollen, enthaltenen R1O-, R2O-, R4O- und R5O-Gruppen hydrolysiert sein. Zum Beispiel kann das Hydrolysat eines sein, bei dem nur eine dieser Gruppen hydrolysiert worden ist, oder bei dem zwei oder mehr von ihnen hydrolysiert worden sind, oder es kann eine Mischung daraus sein.
  • Das Kondensat im Inhaltsstoff (A) bezeichnet ein Produkt, welches aus dem Hydrolysat der Verbindungen (1) bis (3), welche den Inhaltsstoff (A) bilden sollen, durch Kondensieren der Silanolgruppen des Hydrolysats erhalten wird, um Si-O-Si-Bindungen auszubilden. Allerdings müssen in der Erfindung nicht alle Silanolgruppen kondensiert worden sein. Und zwar bezeichnet der Begriff "Kondensat", wie er hier verwendet wird, ein Konzept, welches z.B. ein Kondensat einschließt, bei dem ein geringer Anteil der Silanolgruppen kondensiert worden ist, sowie eine Mischung aus Kondensaten, deren Kondensationsgrad sich unterscheidet.
  • Hydrolyse- und Kondensationsprodukt (A)
  • Das Hydrolyse- und Kondensationsprodukt (A) wird erhalten, indem wenigstens eine Silanverbindung hydrolysiert und kondensiert wird, die aus der Gruppe bestehend aus den Verbindungen (1) bis (3) ausgewählt ist.
  • Verbindungen (1):
  • Beispiele für die durch R und R1 in der Formel (1) dargestellten einbindigen organischen Gruppen schließen Alkyl-, Aryl-, Allyl- und Glycidylgruppen ein. In der Formel (1) ist R bevorzugt eine einbindige organische Gruppe, mehr bevorzugt eine Alkyl- oder Phenylgruppe.
  • Die Alkylgruppe weist bevorzugt 1 bis 5 Kohlenstoffe auf, und Beispiele dafür schließen Methyl, Ethyl, Propyl und Butyl ein. Diese Alkylgruppen können linear oder verzweigt sein und können welche sein, bei denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch z.B. Fluoratome ersetzt sind.
  • Bei der Formel (1) schließen Beispiele für die Arylgruppe Phenyl, Naphthyl, Methylphenyl, Ethylphenyl, Chlorphenyl, Bromphenyl und Fluorphenyl ein.
  • Beispiele für die durch die Formel (1) dargestellten Verbindungen schließen ein: Trimethoxysilan, Triethoxysilan, Tri-n-propoxysilan, Triisopropoxysilan, Tri-n-butoxysilan, Tri-sec-butoxysilan, Tri-tert-butoxysilan, Triphenoxysilan, Fluortrimethoxysilan, Fluortriethoxysilan, Fluortri-n-propoxysilan, Fluortriisopropoxysilan, Fluortri-n-butoxysilan, Fluortri-sec-butoxysilan, Fluortri-tert-butoxysilan und Fluortriphenoxysilan; Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Methyltri-n-propoxysilan, Methyltriisopropoxysilan, Methyltri-n-butoxysilan, Methyltri-sec-butoxysilan, Methyltri-tert-butoxysilan, Methyltriphenoxysilan, Ethyltrimethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, Ethyltri-n-propoxysilan, Ethyltriisopropoxysilan, Ethyltri-n-butoxysilan, Ethyltri-sec-butoxysilan, Ethyltri-tert-butoxysilan, Ethyltriphenoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyltri-n-propoxysilan, Vinyltriisopropoxysilan, Vinyltri-n-butoxysilan, Vinyltri-sec-butoxysilan, Vinyltri-tert-butoxysilan, Vinyltriphenoxysilan, n-Propyltrimethoxysilan, n-Propyltriethoxysilan, n-Propyltri-n-propoxysilan, n-Propyltriisopropoxysilan, n-Propyltri-n-butoxysilan, n-Propyltri-sec-butoxysilan, n-Propyltri-tert-butoxysilan, n-Propyltriphenoxysilan, Isopropyltrimethoxysilan, Isopropyltriethoxysilan, Isopropyltri-n-propoxysilan, Isopropyltriisopropoxysilan, Isopropyltri-n-butoxysilan, Isopropyltri-sec-butoxysilan, Isopropyltri-tert-butoxysilan, Isopropyltriphenoxysilan, n-Butyltrimethoxysilan, n-Butyltriethoxysilan, n-Butyltri-n-propoxysilan, n-Butyltriisopropoxysilan, n-Butyltri-n-butoxysilan, n-Butyltri-sec-butoxysilan, n-Butyltri-tert-butoxysilan, n-Butyltriphenoxysilan, sec-Butyltrimethoxysilan, sec-Butyltriethoxysilan, sec-Butyltri-n-propoxysilan, sec-Butyltriisopropoxysilan, sec-Butyltri-n-butoxysilan, sec-Butyltri-sec-butoxysilan, sec-Butyltri-tert-butoxysilan, sec-Butyltriphenoxysilan, tert-Butyltrimethoxysilan, tert-Butyltriethoxysilan, tert-Butyltri-n-propoxysilan, tert-Butyltriisopropoxysilan, tert-Butyltri-n-butoxysilan, tert-Butyltri-sec-butoxysilan, tert-Butyltri-tert-butoxysilan, tert-Butyltriphenoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, Phenyltri-n-propoxysilan, Phenyltriisopropoxysilan, Phenyltri-n-butoxysilan, Phenyltri-sec-butoxysilan, Phenyltri-tert-butoxysilan, Phenyltriphenoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, γ-Aminopropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltriethoxysilan, γ-Trifluorpropyltrimethoxysilan und γ-Trifluorpropyltriethoxysilan, und Dimethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Dimethyldi-n-propoxysilan, Dimethyldiisopropoxysilan, Dimethyldi-n-butoxysilan, Dimethyldi-sec-butoxysilan, Dimethyldi-tert-butoxysilan, Dimethyldiphenoxysilan, Diethyldimethoxysilan, Diethyldiethoxysilan, Diethyldi-n-propoxysilan, Diethyldiisopropoxysilan, Diethyldi-n-butoxysilan, Diethyldi-sec-butoxysilan, Diethyldi-tert-butoxysilan, Diethyldiphenoxysilan, Di-n-propyldimethoxysilan, Di-n-propyldiethoxysilan, Di-n-propyldi-n-propoxysilan, Di-n-propyldiisopropoxysilan, Di-n-propyldi-n-butoxysilan, Di-n-propyldi-sec-butoxysilan, Di-n-propyldi-tert-butoxysilan, Di-n-propyldiphenoxysilan, Diisopropyldimethoxysilan, Diisopropyldiethoxysilan, Diisopropyldi-n-propoxysilan, Diisopropyldiisopropoxysilan, Diisopropyldi-n-butoxysilan, Diisopropyldi-sec-butoxysilan, Diisopropyldi-tert-butoxysilan, Diisopropyldiphenoxysilan, Di-n-butyldimethoxysilan, Di-n-butyldiethoxysilan, Di-n-butyldi-n-propoxysilan, Di-n-butyldiisopropoxysilan, Di-n-butyldi-n-butoxysilan, Di-n-butyldi-sec-butoxysilan, Di-n-butyldi-tert-butoxysilan, Di-n-butyldiphenoxysilan, Di-sec-butyldimethoxysilan, Di-sec-butyldiethoxysilan, Di-sec-butyldi-n-propoxysilan, Di-sec-butyldiisopropoxysilan, Di-sec-butyldi-n-butoxysilan, Di-sec-butyldi-sec-butoxysilan, Di-sec-butyldi-tert-butoxysilan, Di-sec-butyldiphenoxysilan, Di-tert-butyldimethoxysilan, Di-tert-butyldiethoxysilan, Di-tert-butyldi-n-propoxysilan, Di-tert-butyldiisopropoxysilan, Di-tert-butyldi-n-butoxysilan, Di-tert-butyldi-sec-butoxysilan, Di-tert-butyldi-tert-butoxysilan, Di-tert-butyldiphenoxysilan, Diphenyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan, Diphenyldi-n-propoxysilan, Diphenyldiisopropoxysilan, Diphenyldi-n-butoxysilan, Diphenyldi-sec-butoxysilan, Diphenyldi-tert-butoxysilan, Diphenyldiphenoxysilan und Divinyltrimethoxysilan.
  • Bevorzugte Beispiele für die Verbindungen (1) schließen Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Methyltri-n-propoxysilan, Methyltriisopropoxysilan, Ethyltrimethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Diethyldimethoxysilan, Diethyldiethoxysilan, Diphenyldimethoxysilan und Diphenyldiethoxysilan ein.
  • Diese Verbindungen können alleine oder in Kombination von zwei oder mehren verwendet werden.
  • Verbindungen (2):
  • Beispiele für die in der Formel (2) durch R2 dargestellte einbindige organische Gruppe schließen die gleichen einbindigen organischen Gruppen ein, wie jene, die oben mit Bezug auf die Formel (1) aufgelistet wurden.
  • Beispiele für die durch die Formel (2) dargestellten Verbindungen schließen Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Tetra-n-propoxysilan, Tetraisopropoxysilan, Tetra-n-butoxysilan, Tetra-sec-butoxysilan, Tetra-tert-butoxysilan und Tetraphenoxysilan ein.
  • Verbindungen (3):
  • Beispiele für die in der Formel (3) mit R3 bis R6 bezeichneten einbindigen organischen Gruppen schließen die gleichen einbindigen organischen Gruppen ein, wie jene, die oben mit Bezug auf die Formel (1) aufgelistet wurden.
  • Beispiele für die durch die Formel (3) dargestellten Verbindungen, bei denen R7 ein Sauerstoffatom ist, schließen Hexamethoxydisiloxan, Hexaethoxydisiloxan, Hexaphenoxydisiloxan, 1,1,1,3,3-Pentamethoxy-3-methyldisiloxan, 1,1,1,3,3-Pentaethoxy-3-methyldisiloxan, 1,1,1,3,3-Pentaphenoxy-3-methyldisiloxan, 1,1,1,3,3-Pentamethoxy-3-ethyldisiloxan, 1,1,1,3,3-Pentaethoxy-3-ethyldisiloxan, 1,1,1,3,3-Pentaphenoxy-3-ethyldisiloxan, 1,1,1,3,3-Pentamethoxy-3-phenyldisiloxan, 1,1,1,3,3-Pentaethoxy-3-phenyldisiloxan, 1,1,1,3,3-Pentaphenoxy-3-phenyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetramethoxy-1,3-dimethyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetraethoxy-1,3-dimethyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetraphenoxy-1,3-dimethyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetramethoxy-1,3-diethyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetraethoxy-1,3-diethyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetraphenoxy-1,3-diethyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetramethoxy-1,3-diphenyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetraethoxy-1,3-diphenyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetraphenoxy-1,3-diphenyldisiloxan, 1,1,3-Trimethoxy-1,3,3-trimethyldisiloxan, 1,1,3-Triethoxy-1,3,3-trimethyldisiloxan, 1,1,3-Triphenoxy-1,3,3-trimethyldisiloxan, 1,1,3-Trimethoxy-1,3,3-triethyldisiloxan, 1,1,3-Triethoxy-1,3,3-triethyldisiloxan, 1,1,3-Triphenoxy-1,3,3-triethyldisiloxan, 1,1,3-Trimethoxy-1,3,3-triphenyldisiloxan, 1,1,3-Triethoxy-1,3,3-triphenyldisiloxan, 1,1,3-Triphenoxy-1,3,3-triphenyldisiloxan, 1,3-Dimethoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan, 1,3-Diethoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan, 1,3-Diphenoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan, 1,3-Dimethoxy-1,1,3,3-tetraethyldisiloxan, 1,3-Diethoxy-1,1,3,3-tetraethyldisiloxan, 1,3-Diphenoxy-1,1,3,3- tetraethyldisiloxan, 1,3-Dimethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxan, 1,3-Diethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxan und 1,3-Diphenoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxan ein.
  • Bevorzugt von diesen Verbindungen sind Hexamethoxydisiloxan, Hexaethoxydisiloxan, 1,1,3,3-Tetramethoxy-1,3-dimethyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetraethoxy-1,3-dimethyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetramethoxy-1,3-diphenyldisiloxan, 1,3-Dimethoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan, 1,3-Diethoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan, 1,3-Dimethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxan und 1,3-Diethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxan.
  • Beispiele für die durch die Formel (3) dargestellten Verbindungen, bei denen d 0 ist, schließen Hexamethoxydisilan, Hexaethoxydisilan, Hexaphenoxydisilan, 1,1,1,2,2-Pentamethoxy-2-methyldisilan, 1,1,1,2,2-Pentaethoxy-2-methyldisilan, 1,1,1,2,2-Pentaphenoxy-2-methyldisilan, 1,1,1,2,2-Pentamethoxy-2-ethyldisilan, 1,1,1,2,2-Pentaethoxy-2-ethyldisilan, 1,1,1,2,2-Pentaphenoxy-2-ethyldisilan, 1,1,1,2,2-Pentamethoxy-2-phenyldisilan, 1,1,1,2,2-Pentaethoxy-2-phenyldisilan, 1,1,1,2,2-Pentaphenoxy-2-phenyldisilan, 1,1,2,2-Tetramethoxy-1,2-dimethyldisilan, 1,1,2,2-Tetraethoxy-1,2-dimethyldisilan, 1,1,2,2-Tetraphenoxy-1,2-dimethyldisilan, 1,1,2,2-Tetramethoxy-1,2-diethyldisilan, 1,1,2,2-Tetraethoxy-1,2-diethyldisilan, 1,1,2,2-Tetraphenoxy-1,2-diethyldisilan, 1,1,2,2-Tetramethoxy-1,2-diphenyldisilan, 1,1,2,2-Tetraethoxy-1,2-diphenyldisilan, 1,1,2,2-Tetraphenoxy-1,2-diphenyldisilan, 1,1,2-Trimethoxy-1,2,2-trimethyldisilan, 1,1,2-Triethoxy-1,2,2-trimethyldisilan, 1,1,2-Triphenoxy-1,2,2-trimethyldisilan, 1,1,2-Trimethoxy-1,2,2-triethyldisilan, 1,1,2-Triethoxy-1,2,2-triethyldisilan, 1,1,2-Triphenoxy-1,2,2-triethyldisilan, 1,1,2-Trimethoxy-1,2,2-triphenyldisilan, 1,1,2-Triethoxy-1,2,2-triphenyldisilan, 1,1,2-Triphenoxy-1,2,2-triphenyldisilan, 1,2-Dimethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilan, 1,2-Diethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilan, 1,2-Diphenoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilan, 1,2-Dimethoxy-1,1,2,2-tetraethyldisilan, 1,2-Diethoxy-1,1,2,2-tetraethyldisilan, 1,2-Diphenoxy-1,1,2,2-tetraethyldisilan, 1,2-Dimethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilan, 1,2-Diethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilan und 1,2-Diphenoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilan ein.
  • Bevorzugt von jenen Verbindungen sind Hexamethoxydisilan, Hexaethoxydisilan, 1,1,2,2-Tetramethoxy-1,2-dimethyldisilan, 1,1,2,2-Tetraethoxy-1,2-dimethyldisilan, 1,1,2,2-Tetramethoxy-1,2-diphenyldisilan, 1,2-Dimethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilan, 1,2-Diethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilan, 1,2-Dimethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilan und 1,2-Diethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilan.
  • Beispiele für die durch die Formel (3) dargestellten Verbindungen, bei denen R7 eine durch -(CH2)n- dargestellte Gruppe ist, schließen Bis(trimethoxysilyl)methan, Bis(triethoxysilyl)methan, Bis(tri-n-propoxysilyl)methan, Bis(triisopropoxysilyl)methan, Bis(tri-n-butoxysilyl)methan, Bis(tri-sec-butoxysilyl)methan, Bis(tri-t-butoxysilyl)methan, 1,2-Bis(trimethoxysilyl)ethan, 1,2-Bis(triethoxysilyl)ethan, 1,2-Bis(tri-n- propoxysilyl)ethan, 1,2-Bis(triisopropoxysilyl)ethan, 1,2-Bis(tri-n-butoxysilyl)ethan, 1,2-Bis(tri-sec-butoxysilyl)ethan, 1,2-Bis(tri-t-butoxysilyl)ethan, 1-(Dimethoxymethylsilyl)-1-(trimethoxysilyl)methan, 1-(Diethoxymethylsilyl)-1-(triethoxysilyl)methan, 1-(Di-n-propoxymethylsilyl)-1-(tri-n-propoxysilyl)methan, 1-(Diisopropoxymethylsilyl)-1-(triisopropoxysilyl)methan, 1-(Di-n-butoxymethylsilyl)-1-(tri-n-butoxysilyl)methan, 1-(Di-sec-butoxymethylsilyl)-1-(tri-sec-butoxysilyl)methan, 1-(Di-t-butoxymethylsilyl)-1-(tri-t-butoxysilyl)methan, 1-(Dimethoxymethylsilyl)-2-(trimethoxysilyl)ethan, 1-(Diethoxymethylsilyl)-2-(triethoxysilyl)ethan, 1-(Di-n-propoxymethylsilyl)-2-(tri-n-propoxysilyl)ethan, 1-(Diisopropoxymethylsilyl)-2-(triisopropoxysilyl)ethan, 1-(Di-n-butoxymethylsilyl)-2-(tri-n-butoxysilyl)ethan, 1-(Di-sec-butoxymethylsilyl)-2-(tri-sec-butoxysilyl)ethan, 1-(Di-t-butoxymethylsilyl)-2-(tri-t-butoxysilyl)ethan, Bis(dimethoxymethylsilyl)methan, Bis(diethoxymethylsilyl)methan, Bis(di-n-propoxymethylsilyl)methan, Bis(diisopropoxymethylsilyl)methan, Bis(di-n-butoxymethylsilyl)methan, Bis(di-sec-butoxymethylsilyl)methan, Bis(di-t-butoxymethylsilyl)methan, 1,2-Bis(dimethoxymethylsilyl)ethan, 1,2-Bis(diethoxymethylsilyl)ethan, 1,2-Bis(di-n-propoxymethylsilyl)ethan, 1,2-Bis(diisopropoxymethylsilyl)ethan, 1,2-Bis(di-n-butoxymethylsilyl)ethan, 1,2-Bis(di-sec-butoxymethylsilyl)ethan, 1,2-Bis(di-t-butoxymethylsilyl)ethan, 1,2-Bis(trimethoxysilyl)benzol, 1,2-Bis(triethoxysilyl)benzol, 1,2-Bis(tri-n-propoxysilyl)benzol, 1,2-Bis(triisopropoxysilyl)benzol, 1,2-Bis(tri-n-butoxysilyl)benzol, 1,2-Bis(tri-sec- butoxysilyl)benzol, 1,2-Bis(tri-t-butoxysilyl)benzol, 1,3-Bis(trimethoxysilyl)benzol, 1,3-Bis(triethoxysilyl)benzol, 1,3-Bis(tri-n-propoxysilyl)benzol, 1,3-Bis(triisopropoxysilyl)benzol, 1,3-Bis(tri-n-butoxysilyl)benzol, 1,3-Bis(tri-sec-butoxysilyl)benzol, 1,3-Bis(tri-t-butoxysilyl)benzol, 1,4-Bis(trimethoxysilyl)benzol, 1,4-Bis(triethoxysilyl)benzol, 1,4-Bis(tri-n-propoxysilyl)benzol, 1,4-Bis(triisopropoxysilyl)benzol, 1,4-Bis(tri-n-butoxysilyl)benzol, 1,4-Bis(tri-sec-butoxysilyl)benzol und 1,4-Bis(tri-t-butoxysilyl)benzol ein.
  • Von diesen Verbindungen sind Bis(trimethoxysilyl)methan, Bis(triethoxysilyl)methan, 1,2-Bis(trimethoxysilyl)ethan, 1,2-Bis(triethoxysilyl)ethan, 1-(Dimethoxymethylsilyl)-1-(trimethoxysilyl)methan, 1-(Diethoxymethylsilyl)-1-(triethoxysilyl)methan, 1-(Dimethoxymethylsilyl)-2-(trimethoxysilyl)ethan, 1-(Diethoxymethylsilyl)-2-(triethoxysilyl)ethan, Bis(dimethoxymethylsilyl)methan, Bis(diethoxymethylsilyl)methan, 1,2-Bis(dimethoxymethylsilyl)ethan, 1,2-Bis(diethoxymethylsilyl)ethan, 1,2-Bis(trimethoxysilyl)benzol, 1,2-Bis(triethoxysilyl)benzol, 1,3-Bis(trimethoxysilyl)benzol, 1,3-Bis(triethoxysilyl)benzol, 1,4-Bis(trimethoxysilyl)benzol und 1,4-Bis(triethoxysilyl)benzol bevorzugt.
  • In der Erfindung können die vorstehend beschriebenen Verbindungen (1), (2) und (3) alleine oder in einer Kombination von zwei oder mehreren von diesen den Inhaltsstoff (A) bilden.
  • Wenn wenigstens eine Silanverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Verbindungen (1) bis (3) zum Ausbilden des Inhaltsstoffs (A) hydrolysiert und kondensiert wird, ist es bevorzugt, Wasser in einer Menge von mehr als 0,5 mol bis 150 mol und mehr bevorzugt von mehr als 0,5 mol bis 130 mol pro mol der Silanverbindung einzusetzen. Wenn Wasser in einer Menge von 0,5 mol oder weniger zugegeben wird, gibt es die Fälle, dass die resultierende Zusammensetzung einen Beschichtungsfilm ergibt, der eine schlechte Rissfestigkeit aufweist. Wenn andererseits die zugegebene Wassermenge mehr als 150 mol beträgt, gibt es Fälle, bei denen während der Hydrolyse- und Kondensationsreaktionen ein Polymer ausfällt oder ein Gelieren auftritt.
  • Die Zugabe der Silanverbindung zu der Reaktionsmischung kann auf einmal erfolgen oder sie kann kontinuierlich oder schubweise erfolgen. In dem Fall, dass die Silanverbindung kontinuierlich oder schubweise zugegeben wird, beträgt die Zeitdauer der Zugabe bevorzugt von 5 Minuten bis 12 Stunden.
  • Bei der Herstellung des Hydrolyse- und Kondensationsprodukts (A) zur Verwendung in der Erfindung ist es bevorzugt, dass beim Hydrolysieren und Kondensieren wenigstens einer Silanverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Verbindungen (1) bis (3) ein Katalysator eingesetzt wird.
  • Beispiele für Katalysatoren, die bei der Hydrolyse und der Kondensation eingesetzt werden können, schließen Metallchelatverbindungen, saure Katalysatoren und basische Katalysatoren ein.
  • Beispiele für die Metallchelatverbindungen schließen Titanchelatverbindungen wie etwa Triethoxymono(acetylacetonat)titan, Tri-n-propoxymono(acetylacetonat)titan, Triisopropoxymono(acetylacetonat)titan, Tri-n-butoxymono(acetylacetonat)titan, Tri-sec-butoxymono(acetylacetonat)titan, Tri-t-butoxymono(acetylacetonat)titan, Diethoxybis(acetylacetonat)titan, Di-n-propoxybis(acetylacetonat)titan, Diisopropoxybis(acetylacetonat)titan, Di-n-butoxybis(acetylacetonat)titan, Di-sec-butoxybis(acetylacetonat)titan, Di-t-butoxybis(acetylacetonat)titan, Monoethoxytris(acetylacetonat)titan, Mono-n-propoxytris(acetylacetonat)titan, Monoisopropoxytris(acetylacetonat)titan, Mono-n-butoxytris(acetylacetonat)titan, Mono-sec-butoxytris(acetylacetonat)titan, Mono-t-butoxytris(acetylacetonat)titan, Tetrakis(acetylacetonat)titan, Triethoxymono(ethylacetoacetat)titan, Tri-n-propoxymono(ethylacetoacetat)titan, Triisopropoxymono(ethylacetoacetat)titan, Tri-n-butoxymono(ethylacetoacetat)titan, Tri-sec-butoxymono(ethylacetoacetat)titan, Tri-t-butoxymono(ethylacetoacetat)titan, Diethoxybis(ethylacetoacetat)titan, Di-n-propoxybis(ethylacetoacetat)titan, Diisopropoxybis(ethylacetoacetat)titan, Di-n-butoxybis(ethylacetoacetat)titan, Di-sec-butoxybis(ethylacetoacetat)titan, Di-t-butoxybis(ethylacetoacetat)titan, Monoethoxytris(ethylacetoacetat)titan, Mono-n-propoxytris(ethylacetoacetat)titan, Monoisopropoxytris(ethylacetoacetat)titan, Mono-n-butoxytris(ethylacetoacetat)titan, Mono-sec-butoxytris(ethylacetoacetat)titan, Mono-t-butoxytris(ethylacetoacetat)titan, Tetrakis(ethylacetoacetat)titan, Mono(acetylacetonat)tris(ethylacetoacetat)titan, Bis(acetylacetonat)bis(ethylacetoacetat)titan und Tris(acetylacetonat)mono(ethylacetoacetat)titan; Zirkoniumchelatverbindungen wie etwa Triethoxymono(acetylacetonat)zirkonium, Tri-n-propoxymono(acetylacetonat)zirkonium, Triisopropoxymono(acetylacetonat)zirkonium, Tri-n-butoxymono(acetylacetonat)zirkonium, Tri-sec-butoxymono(acetylacetonat)zirkonium, Tri-t-butoxymono(acetylacetonat)zirkonium, Diethoxybis(acetylacetonat)zirkonium, Di-n-propoxybis(acetylacetonat)zirkonium, Diisopropoxybis(acetylacetonat)zirkonium, Di-n-butoxybis(acetylacetonat)zirkonium, Di-sec-butoxybis(acetylacetonat)zirkonium, Di-t-butoxybis(acetylacetonat)zirkonium, Monoethoxytris(acetylacetonat)zirkonium, Mono-n-propoxytris(acetylacetonat)zirkonium, Monoisopropoxytris(acetylacetonat)zirkonium, Mono-n-butoxytris(acetylacetonat)zirkonium, Mono-sec-butoxytris(acetylacetonat)zirkonium, Mono-t-butoxytris(acetylacetonat)zirkonium, Tetrakis(acetylacetonat)zirkonium, Triethoxymono(ethylacetoacetat)zirkonium, Tri-n-propoxymono(ethylacetoacetat)zirkonium, Triisopropoxymono(ethylacetoacetat)zirkonium, Tri-n-butoxymono(ethylacetoacetat)zirkonium, Tri-sec-butoxymono(ethylacetoacetat)zirkonium, Tri-t-butoxymono(ethylacetoacetat)zirkonium, Diethoxybis(ethylacetoacetat)zirkonium, Di-n-propoxybis(ethylacetoacetat)zirkonium, Diisopropoxybis(ethylacetoacetat)zirkonium, Di-n-butoxybis(ethylacetoacetat)zirkonium, Di-sec-butoxybis(ethylacetoacetat)zirkonium, Di-t-butoxybis(ethylacetoacetat)zirkonium, Monoethoxytris(ethylacetoacetat)zirkonium, Mono-n-propoxytris(ethylacetoacetat)zirkonium, Monoisopropoxytris(ethylacetoacetat)zirkonium, Mono-n-butoxytris(ethylacetoacetat)zirkonium, Mono-sec-butoxytris(ethylacetoacetat)zirkonium, Mono-t-butoxytris(ethylacetoacetat)zirkonium, Tetrakis(ethylacetoacetat)zirkonium, Mono(acetylacetonat)tris(ethylacetoacetat)zirkonium, Bis(acetylacetonat)bis(ethylacetoacetat)zirkonium und Tris(acetylacetonat)mono(ethylacetoacetat)zirkonium; und Aluminiumchelatverbindungen wie etwa Tris(acetylacetonat)aluminium und Tris(ethylacetoacetat)aluminium ein. Von diesen sind die Chelatverbindungen des Titans und des Aluminiums bevorzugt. Speziell bevorzugt sind die Chelatverbindungen des Titans.
  • Diese Metallchelatverbindungen können alleine oder in einer Kombination von zwei oder mehreren von diesen eingesetzt werden.
  • Beispiele für die sauren Katalysatoren schließen anorganische Säuren wie etwa Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Fluorwasserstoffsäure, Phosphorsäure, Borsäure und Oxalsäure sowie organische Säuren wie etwa Essigsäure, Propionsäure, Butansäure, Pentansäure, Hexansäure, Heptansäure, Octansäure, Nonansäure, Decansäure, Oxalsäure, Maleinsäure, Methylmalonsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Gallussäure, Buttersäure, Mellitsäure, Arachidonsäure, Shikimisäure, 2-Ethylhexansäure, Oleinsäure, Stearinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Salicylsäure, Benzoesäure, p-Aminobenzoesäure, p-Toluolsulfonsäure, Benzolsulfonsäure, Monochloressigsäure, Dichloressigsäure, Trichloressigsäure, Trifluoressigsäure, Ameisensäure, Malonsäure, Sulfonsäuren, Phthalsäure, Fumarsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Bernsteinsäure, Itaconsäure, Mesaconsäure, Citraconsäure, Äpfelsäure, ein Glutarsäurehydrolysat, ein Maleinsäureanhydridhydrolysat und ein Phthalsäureanhydridhydrolysat ein. Von diesen sind die organischen Säuren bevorzugt.
  • Diese sauren Katalysatoren können alleine oder in einer Kombination von zwei oder mehreren von diesen eingesetzt werden.
  • Beispiele für die basischen Katalysatoren schließen Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid, Pyridin, Pyrrol, Piperazin, Pyrrolidin, Piperidin, Picolin, Monoethanolamin, Diethanolamin, Dimethylmonoethanolamin, Monomethyldiethanolamin, Triethanolamin, Diazabicyclooctan, Diazabicyclononan, Diazabicycloundecen, Tetramethylammoniumhydroxid, Ammoniak, Methylamin, Ethylamin, Propylamin, Butylamin, Pentylamin, Hexylamin, Heptylamin, Octylamin, Nonylamin, Decylamin, N,N-Dimethylamin, N,N-Diethylamin, N,N-Dipropylamin, N,N-Dibutylamin, Trimethylamin, Triethylamin, Tripropylamin, Tributylamin, Cyclohexylamin, Trimethylimidin, 1-Amino-3-methylbutan, Dimethylglycin und 3-Amino-3-methylbutan ein. Von diesen sind die organischen Amine bevorzugt. Unter dem Gesichtspunkt der Haftung eines Films auf Siliciumoxid-Basis an Substraten sind Ammoniak, die Alkylamine und Tetramethylammoniumhydroxid besonders bevorzugt.
  • Diese basischen Katalysatoren können alleine oder in einer Kombination von zwei oder mehreren von diesen eingesetzt werden.
  • Der Katalysator kann in einer Menge von im Allgemeinen 0,00001 bis 10 mol und bevorzugt von 0,00005 bis 5 mol pro mol der Gesamtmenge der R1O-, R2O-, R4O- und R5O-Gruppen eingesetzt werden, die in den Verbindungen (1) bis (3) enthalten sind. Solange der Katalysator in einer Menge innerhalb dieses Bereichs eingesetzt wird, tritt eine Polymerausfällung oder ein Gelieren während der Reaktion weniger leicht auf.
  • Bei dem Inhaltsstoff (A) ist der Anteil des Hydrolyse- und Kondensationsprodukts im Hinblick auf das vollständig hydrolysierte und kondensierte Produkt, das sich von jeder Verbindung ableitet, wie folgt. Der Gehalt des sich von der Verbindung (2) ableitenden Hydrolyse- und Kondensationsprodukts beträgt im Allgemeinen von 5 bis 75 Gew.-%, bevorzugt von 10 bis 70 Gew.-% und mehr bevorzugt von 15 bis 70 Gew.-%, basierend auf der Summe aller sich von den Verbindungen (1) bis (3) ableitenden Hydrolyse- und Kondensationsprodukte. Der Gehalt des sich von der Verbindung (1) und/oder der Verbindung (3) ableitenden Hydrolyse- und Kondensationsprodukts beträgt im Allgemeinen von 95 bis 25 Gew.-%, bevorzugt von 90 bis 30 Gew.-% und mehr bevorzugt von 85 bis 30 Gew.-%, basierend auf der Summe aller sich von den Verbindungen (1) bis (3) ableitenden Hydrolyse- und Kondensationsprodukte. Wenn der Gehalt des sich von der Verbindung (2) ableitenden Hydrolyse- und Kondensationsprodukts, basierend auf der Summe aller sind von den Verbindungen (1) bis (3) ableitenden Hydrolyse- und Kondensationsprodukte von 5 bis 75 Gew.-% beträgt, weist der Beschichtungsfilm dann ein hohes Elastizitätsmodul und eine übermäßig niedrige Dielektrizitätskonstante auf.
  • Der hier verwendete Begriff "vollständig hydrolysiertes und kondensiertes Produkt" meint ein Produkt, bei dem alle in der Verbindung (1), (2) oder (3) enthaltenen R1O-, R2O-, R4O- und R5O-Gruppen zu SiOH-Gruppen hydrolysiert und dann vollständig kondensiert worden sind, um Siloxanstrukturen auszubilden.
  • Der Inhaltsstoff (A) ist bevorzugt das Hydrolyse- und Kondensationsprodukt einer Mischung wenigstens einer der Verbindungen (1) und wenigstens einer der Verbindungen (2), da dieser Inhaltsstoff (A) der zu erhaltenden Zusammensetzung eine bessere Lagerungsstabilität verleiht.
  • Inhaltsstoff (B)
  • Der in der Erfindung zu verwendende Inhaltsstoff (B) umfasst wenigstens ein Salz einer organischen Säure wenigstens eines Metalls ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kalium, Rubidium, Cäsium, Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium und Barium.
  • Beispiele für den Inhaltsstoff (B) schließen Kaliumverbindungen wie etwa Kaliumacetat, Kaliummaleat, Kaliumoxalat, Kaliumitaconat, Kaliumfumarat, Kaliummalonat, Kaliumphthalat, Kaliumtartrat, Kaliumsuccinat, Kaliummesaconat, Kaliumcitraconat, Kaliummalat, Kaliumbenzoat, Kaliumbioxalat, Kaliumbiphthalat, Kaliumbitartrat, Kaliumcitrat, Kaliumcyclohexanbutyrat, Kaliumdihydrogencitrat, Kalium-2,5-dihydroxy-1,4-benzolsulfonat, Kalium-o-ethyldithiocarbonat, Kaliumethylxanthat, Kaliumethylxanthogenat, Kaliumformiat, Kaliumgluconat, Kalium-2,4-hexadienoat, Dikaliumhydrogencitrat, Kaliumhydrogenoxalat, Kaliumhydrogenphthalat, Kaliumhydrogentartrat, Dikaliumhydrochinon-2,5-disulfonat, Kaliumlactat, Kaliumlaurat, Kaliummalat, Kaliumnonafluor-1-butansulfonat, Kaliumoleat, Kaliumoxalat, Kaliumpalmitat, Kaliumphthalat, Kaliumphthalimid, Kaliumpicrat, Kaliumnatriumtartrat, Kaliumsorbat, Kaliumstearat, Kaliumsuccinat, Kalium-p-sulfobenzoat, Kaliumtetraoxalat und Kaliumtitanoxalat, Rubidiumverbindungen wie etwa Rubidiumacetat, Rubidiummaleat, Rubidiumoxalat, Rubidiumitaconat, Rubidiumfumarat, Rubidiummalonat, Rubidiumphthalat, Rubidiumtartrat, Rubidiumsuccinat, Rubidiummesaconat, Rubidiumcitraconat, Rubidiummalat, Rubidiumbenzoat, Rubidiumbioxalat, Rubidiumbiphthalat, Rubidiumbitartrat, Rubidiumcitrat, Rubidiumcyclohexanbutyrat, Rubidiumdihydrogencitrat, Rubidium-2,5-dihydroxy-1,4-benzolsulfonat, Rubidium-o-ethyldithiocarbonat, Rubidiumethylxanthat, Rubidiumethylxanthogenat, Rubidiumformiat, Rubidiumgluconat, Rubidium-2,4-hexadienoat, Dirubidiumhydrogencitrat, Rubidiumhydrogenoxalat, Rubidiumhydrogenphthalat, Rubidiumhydrogentartrat, Dirubidiumhydrochinon-2,5-disulfonat, Rubidiumlactat, Rubidiumlaurat, Rubidiummalat, Rubidiumnonafluor-1-butansulfonat, Rubidiumoleat, Rubidiumoxalat, Rubidiumpalmitat, Rubidiumphthalat, Rubidiumphthalimid, Rubidiumpicrat, Rubidiumnatriumtartrat, Rubidiumsorbat, Rubidiumstearat, Rubidiumsuccinat, Rubidium-p-sulfobenzoat, Rubidiumtetraoxalat und Rubidiumtitaniumoxalat, Cäsiumverbindungen wie etwa Cäsiumacetat, Cäsiummaleat, Cäsiumoxalat, Cäsiumitaconat, Cäsiumfumarat, Cäsiummalonat, Cäsiumphthalat, Cäsiumtartrat, Cäsiumsuccinat, Cäsiummesaconat, Cäsiumcitraconat, Cäsiummalat, Cäsiumbenzoat, Cäsiumbioxalat, Cäsiumbiphthalat, Cäsiumbitartrat, Cäsiumcitrat, Cäsiumcyclohexanbutyrat, Cäsiumdihydrogencitrat, Cäsium-2,5-dihydroxy-1,4-benzolsulfonat, Cäsium-o-ethyldithiocarbonat, Cäsiumethylxanthat, Cäsiumethylxanthogenat, Cäsiumformiat, Cäsiumgluconat, Cäsium-2,4-hexadienoat, Dicäsiumhydrogencitrat, Cäsiumhydrogenoxalat, Cäsiumhydrogenphthalat, Cäsiumhydrogentartrat, Dicäsiumhydrochinon-2,5-disulfonat, Cäsiumlactat, Cäsiumlaurat, Cäsiummalat, Cäsiumnonafluor-1-butansulfonat, Cäsiumoleat, Cäsiumoxalat, Cäsiumpalmitat, Cäsiumphthalat, Cäsiumphthalimid, Cäsiumpicrat, Cäsiumnatriumtartrat, Cäsiumsorbat, Cäsiumstearat, Cäsiumsuccinat, Cäsium-p-sulfobenzoat, Cäsiumtetraoxalat und Cäsiumtitaniumoxalat, Magnesiumverbindungen wie etwa Magnesiumacetat, Magnesiummaleat, Magnesiumoxalat, Magnesiumitaconat, Magnesiumfumarat, Magnesiummalonat, Magnesiumphthalat, Magnesiumtartrat, Magnesiumsuccinat, Magnesiummesaconat, Magnesiumcitraconat, Magnesiummalat, Magnesiumbenzoat, Magnesiumlactat, Magnesiummethoxidmethylcarbonat, Methylmagnesiumcarbonat, Magnesiumoleat, Magnesiumoxalat, Magnesiumstearat und Magnesiumsuccinat; Berylliumverbindungen wie etwa Berylliumacetat, Berylliumbenzoat, Berylliumlactat, Berylliummethoxidmethylcarbonat, Methylberylliumcarbonat, Berylliumoleat, Berylliumoxalat, Berylliumstearat und Berylliumsuccinat; Calciumverbindungen wie etwa Calciumacetat, Calciummaleat, Calciumoxalat, Calciumitaconat, Calciumfumarat, Calciummalonat, Calciumphthalat, Calciumtartrat, Calciumsuccinat, Calciummesaconat, Calciumcitraconat, Calciummalat, Calciumbenzoat, Calciumlactat, Calciummethoxidmethylcarbonat, Methylcalciumcarbonat, Calciumoleat, Calciumoxalat, Calciumstearat und Calciumsuccinat; Strontiumverbindungen wie etwa Strontiumacetat, Strontiummaleat, Strontiumoxalat, Strontiumitaconat, Strontiumfumarat, Strontiummalonat, Strontiumphthalat, Strontiumtartrat, Strontiumsuccinat, Strontiummesaconat, Strontiumcitraconat, Strontiummalat, Strontiumbenzoat, Strontiumlactat, Strontiummethoxidmethylcarbonat, Methylstrontiumcarbonat, Strontiumoleat, Strontiumoxalat, Strontiumstearat und Strontiumsuccinat; und Bariumverbindungen wie etwa Bariumacetat, Bariummaleat, Bariumoxalat, Bariumitaconat, Bariumfumarat, Bariummalonat, Bariumphthalat, Bariumtartrat, Bariumsuccinat, Bariummesaconat, Bariumcitraconat, Bariummalat, Bariumbenzoat, Bariumlactat, Bariummethoxidmethylcarbonat, Methylbariumcarbonat, Bariumoleat, Bariumoxalat, Bariumstearat und Bariumsuccinat ein.
  • Von den vorstehend aufgelisteten Metallverbindungen sind die Oxalate, Maleate, Itaconate, Fumarate, Malonate, Phthalate, Tartrate, Succinate, Mesaconate, Citraconate, Malate, Citrate, Acetate und Lactate besonders bevorzugt.
  • Die Menge des Inhaltsstoffs (B) in der Zusammensetzung zur Filmerzeugung beträgt im Allgemeinen von 0,0001 bis 0,015 Gew.-Teile und bevorzugt von 0,0002 bis 0,01 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des Inhaltsstoffs (A) (hinsichtlich des vollständig hydrolysierten und kondensierten Produkts). Wenn der Gehalt des Inhaltsstoffs (B) kleiner als 0,0001 Gew.-Teile ist, gibt es Fälle, bei denen der aus der Zusammensetzung erzeugte Beschichtungsfilm schwerlich in einer kurzen Zeitdauer verbrannt werden kann. Wenn sein Gehalt 0,015 Gew.-Teile übersteigt, gibt es Fälle, bei denen die Lösung schlecht aufgebracht werden kann.
  • Eine Kombination aus zwei oder mehr dieser Metallverbindungen kann als Inhaltsstoff (B) eingesetzt werden.
  • Organisches Lösungsmittel (C)
  • Die Zusammensetzung zur Filmerzeugung der Erfindung umfasst die Inhaltsstoffe (A) und (B) üblicherweise gelöst oder dispergiert in einem organischen Lösungsmittel (C).
  • Dieses organische Lösungsmittel (C) kann wenigstens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkohollösungsmitteln, Ketonlösungsmitteln, Amidlösungsmitteln, Esterlösungsmitteln und aprotischen Lösungmitteln umfassen.
  • Beispiele für die Alkohollösungsmittel schließen einwertige Alkohole wie etwa Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, sec-Butanol, t-Butanol, n-Pentanol, Isopentanol, 2-Methylbutanol, sec-Pentanol, t-Pentanol, 3-Methoxybutanol, n-Hexanol, 2-Methylpentanol, sec-Hexanol, 2-Ethylbutanol, sec-Heptanol, Heptan-3-ol, n-Octanol, 2-Ethylhexanol, sec-Octanol, n-Nonylalkohol, 2,6-Dimethylheptan-4-ol, n-Decanol, sec-Undecylalkohol, Trimethylnonylalkohol, sec-Tetradecylalkohol, sec-Heptadecylalkohol, Phenol, Cyclohexanol, Methylcyclohexanol, 3,3,5-Trimethylcyclohexanol, Benzylalkohol und Diacetonalkohol; mehrwertige Alkohole wie etwa Ethylenglycol, 1,2-Propylenglycol, 1,3-Butylenglycol, Pentan-2,4-diol, 2-Methylpentan-2,4-diol, Hexan-2,5-diol, Heptan-2,4-diol, 2-Ethylhexan-1,3-diol, Diethylenglycol, Dipropylenglycol, Triethylenglycol und Tripropylenglycol; und partielle Ether mehrwertiger Alkohole wie etwa Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmonopropylether, Ethylenglycolmonobutylether, Ethylenglycolmonohexylether, Ethylenglycolmonophenylether, Ethylenglycolmono-2-ethylbutylether, Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmonopropylether, Diethylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonohexylether, Propylenglycolmonomethylether, Propylenglycolmonoethylether, Propylenglycolmonopropylether, Propylenglycolmonobutylether, Dipropylenglycolmonomethylether, Dipropylenglycolmonoethylether und Dipropylenglycolmonopropylether ein.
  • Diese Alkohollösungsmittel können alleine oder in einer Kombination von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
  • Beispiele für die Ketonlösungsmittel schließen Aceton, Methylethylketon, Methyl-n-propylketon, Methyl-n-butylketon, Diethylketon, Methylisobutylketon, Methyl-n-pentylketon, Ethyl-n-butylketon, Methyl-n-hexylketon, Diisobutylketon, Trimethylnonanon, Cyclohexanon, 2-Hexanon, Methylcyclohexanon, 2,4-Pentandion, Acetonylaceton, Acetophenon und Fenchon ein. Beispiele dafür schließen des Weiteren β-Diketone, wie etwa Acetylaceton, 2,4-Hexandion, 2,4-Heptandion, 3,5-Heptandion, 2,4-Octandion, 3,5-Octandion, 2,4-Nonandion, 3,5-Nonandion, 5-Methyl-2,4-hexandion, 2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-heptandion und 1,1,1,5,5,5-Hexafluor-2,4-heptandion ein.
  • Diese Ketonlösungsmittel können alleine oder in einer Kombination von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
  • Beispiele für die Amidlösungsmittel schließen Formamid, N-Methylformamid, N,N-Dimethylformamid, N-Ethylformamid, N,N-Diethylformamid, Acetamid, N-Methylacetamid, N,N-Dimethylacetamid, N-Ethylacetamid, N,N-Diethylacetamid, N-Methylpropionamid, N-Methylpyrrolidon, N-Formylmorpholin, N-Formylpiperidin, N-Formylpyrrolidin, N-Acetylmorpholin, N-Acetylpiperidin und N-Acetylpyrrolidin ein.
  • Diese Amidlösungsmittel können alleine oder in einer Kombination von zwei oder mehreren von diesen eingesetzt werden.
  • Beispiele für die Esterlösungsmittel schließen Diethylcarbonat, Ethylencarbonat, Propylencarbonat, Methylacetat, Ethylacetat, γ-Butyrolacton, γ-Valerolacton, n-Propylacetat, Isopropylacetat, n-Butylacetat, Isobutylacetat, sec-Butylacetat, n-Pentylacetat, sec-Pentylacetat, 3-Methoxybutylacetat, Methylpentylacetat, 2-Ethylbutylacetat, 2-Ethylhexylacetat, Benzylacetat, Cyclohexylacetat, Methylcyclohexylacetat, n-Nonylacetat, Methylacetoacetat, Ethylacetoacetat, Ethylenglycolmonomethyletheracetat, Ethylenglycolmonoethyletheracetat, Diethylenglycolmonomethyletheracetat, Diethylenglycolmonoethyletheracetat, Diethylenglycolmono-n-butyletheracetat, Propylenglycolmonomethyletheracetat, Propylenglycolmonoethyletheracetat, Propylenglycolmonopropyletheracetat, Propylenglycolmonobutyletheracetat, Dipropylenglycolmonomethyletheracetat, Dipropylenglycolmonoethyletheracetat, Glycoldiacetat, Methoxytriglycolacetat, Ethylpropionat, n-Butylpropionat, Isoamylpropionat, Diethyloxalat, Di-n-butyloxalat, Methyllactat, Ethyllactat, n-Butyllactat, n-Amyllactat, Diethylmalonat, Dimethylphthalat und Diethylphthalat ein.
  • Dieser Esterlösungsmittel können alleine oder in einer Kombination von zwei oder mehreren von diesen eingesetzt werden.
  • Beispiele für die aprotischen Lösungsmittel schließen Acetonitril, Dimethylsulfoxid, N,N,N',N'-Tetraethylsulfamid, Hexamethylphosphorsäuretriamid, N-Methylmorpholon, N-Methylpyrrol, N-Ethylpyrrol, N-Methyl-Δ3-pyrrolin, N-Methylpiperidin, N-Ethylpiperidin, N,N-Dimethylpiperazin, N-Methylimidazol, N-Methyl-4-piperidon, N-Methyl-2-piperidon, N-Methyl-2-pyrrolidon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon und 1,3-Dimethyltetrahydro-2(1H)-pyrimidinon ein.
  • Von den oben aufgelisteten organischen Lösungsmitteln sind die organischen Lösungsmittel, welche durch die folgende Formel (4) dargestellt werden, besonders bevorzugt: R8O(CHCH3CH2O)eR9 (4)wobei R8 und R9 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine einbindige organische Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und CH3CO- bezeichnen und e die ganze Zahl 1 oder 2 ist.
  • Diese organischen Lösungsmittel (C) können alleine oder in einer Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
  • Beim Hydrolysieren und/oder Kondensieren der Verbindungen (1) bis (3) zur Ausbildung des Inhaltsstoffs (A) bei der Herstellung der Zusammensetzung zur Filmerzeugung der Erfindung können die gleichen Lösungsmittel wie jene verwendet werden, die vorstehend aufgelistet wurden.
  • Ein Beispiel für Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung der Erfindung ist das Folgende. Wasser oder mit Lösungsmittel verdünntes Wasser wird schubweise oder kontinuierlich zu einem Lösungsmittel gegeben, welches darin gelöst die Verbindungen (1) bis (3) enthält. Bei diesem Vorgang kann ein Katalysator vorausgehend zu dem Lösungsmittel zugegeben werden, oder er kann vor der Zugabe des Wassers in dem Wasser gelöst oder dispergiert werden. Die Reaktionstemperatur beträgt in diesem Fall im Allgemeinen von 0 bis 100°C und bevorzugt von 15 bis 90°C.
  • ANDERE ZUSATZSTOFFE
  • Inhaltsstoffe wie etwa β-Diketone, kolloides Siliciumoxid, kolloides Aluminiumoxid, organische Polymere, oberflächenaktive Mittel, Silankupplungsmittel, Radikale erzeugende Mittel und Triazenverbindungen können zu der in der Erfindung erhaltenen Zusammensetzung zur Filmerzeugung zugegeben sein.
  • Beispiele für die β-Diketone schließen Acetylaceton, 2,4-Hexandion, 2,4-Heptandion, 3,5-Heptandion, 2,4-Octandion, 3,5-Octandion, 2,4-Nonandion, 3,5-Nonandion, 5-Methyl-2,4-hexandion, 2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-heptandion und 1,1,1,5,5,5-Hexafluor-2,4-heptandion ein. Von diesen sind Acetylaceton, 2,4-Hexandion, 2,4-Heptandion und 3,5-Heptandion bevorzugt.
  • Diese β-Diketone können alleine oder in einer Kombination von zwei oder mehreren von diesen eingesetzt werden.
  • Das kolloide Siliciumoxid ist eine Dispersion, die z.B. irgendeines der vorstehend erwähnten hydrophilen organischen Lösungsmittel sowie ein darin dispergiertes hochreines Kieselsäureanhydrid umfasst. Es weist einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von im Allgemeinen 5 bis 30 nm und bevorzugt von 10 bis 20 nm sowie eine Feststoffkonzentration von im Allgemeinen etwa 10 bis 40 Gew.-% auf. Beispiele für das kolloide Siliciumoxid schließen das Methanolsiliciumoxidsol und das Isopropanolsiliciumoxidsol, welche von Nissan Chemical Industries, Ltd. hergestellt werden, und Oscal, hergestellt von Catalysts & Chemicals Industries Co., Ltd., ein.
  • Beispiele für das kolloide Aluminiumoxid schließen Alumina Sol 520, 100 und 200, hergestellt von Nissan Chemical Industries, Ltd., und Alumina Clear Sol und Alumina Sol 10 und 132, hergestellt von Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd., ein.
  • Beispiele für die organischen Polymere schließen Verbindungen mit einer Zuckerkettenstruktur, Vinylamidpolymere, (Meth)acrylpolymere, aromatische Vinylverbindungen, Dendrimere, Polyimide, Poly(amidsäure)n, Polyarylene, Polyamide, Polychinoxalin, Polyoxadiazol, Fluorpolymere und Verbindungen mit einer Poly(alkylenoxid)struktur ein.
  • Beispiele für die Verbindungen mit einer Poly(alkylenoxid)struktur schließen Verbindungen mit einer Poly(methylenoxid)struktur, einer Poly(ethylenoxid)struktur, einer Poly(propylenoxid)struktur, einer Poly(tetramethylenoxid)struktur, einer Poly(butylenoxid)struktur oder dergleichen ein.
  • Spezielle Beispiele dafür schließen etherartige Verbindungen wie etwa Polyoxymethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylphenylether, Polyoxyethylensterolether, Polyoxyethylenlanolinderivate, Ethylenoxidderivate von Alkylphenolformalinkondensaten, Polyoxyethylen/Polyoxypropylen-Blockcopolymere und Polyoxyethylen/Polyoxypropylen-Alkylether, Ether-Ester-artige Verbindungen wie etwa Polyoxyethylen-Glycerin-Fettsäureester, Polyoxyethylen-Sorbitan-Fettsäureester, Polyoxyethylen-Sorbitol-Fettsäureester und Polyoxyethylen-Fettsäure-Alkanolamidschwefelsäuresalze sowie Ether-Ester-artige Verbindungen wie etwa Polyethylenglycol-Fettsäureester, Ethylenglycol-Fettsäureester, Fettsäuremonoglyceride, Polyglycerin-Fettsäureester, Sorbitan-Fettsäureester, Propylenglycol-Fettsäureester und Sucrose-Fettsäureester ein.
  • Beispiele für die Polyoxyethylen/Polyoxypropylen-Blockcopolymere schließen Verbindungen mit irgendeiner der folgenden Blockstrukturen ein: -(X)j-(Y)k- -(X)j-(Y)k-(X)l- wobei X -CH2CH2O- bezeichnet, Y -CH2CH(CH3)O- bezeichnet, j eine Zahl von 1 bis 90 ist, k eine Zahl von 10 bis 99 ist und l eine Zahl von 0 bis 90 ist.
  • Von den vorstehend aufgelisteten Verbindungen sind etherartige Verbindungen wie etwa Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylen/Polyoxypropylen-Blockcopolymere, Polyoxyethylen/Polyoxypropylen-Alkylether, Polyoxyethylen-Glycerin-Fettsäureester, Polyoxyethylen-Sorbitan-Fettsäureester und Polyoxyethylen-Sorbitol-Fettsäureester mehr bevorzugt.
  • Diese Verbindungen können alleine oder in einer Kombination von zwei oder mehreren von diesen eingesetzt werden.
  • Beispiele für die oberflächenaktiven Mittel schließen nichtionische oberflächenaktive Mittel, anionische oberflächenaktive Mittel, kationische oberflächenaktive Mittel und amphotere oberflächenaktive Mittel ein, und sie schließen des Weiteren fluorchemische oberflächenaktive Mittel, oberflächenaktive Silicon-Mittel, oberflächenaktive Poly(alkylenoxid)-Mittel und oberflächenaktive Poly(meth)acrylat-Mittel ein. Von diesen sind die fluorchemischen oberflächenaktiven Mittel und die oberflächenaktiven Silicon-Mittel bevorzugt.
  • Die fluorchemischen oberflächenaktiven Mittel sind welche, die eine Verbindung mit einer Fluoralkyl- oder einer Fluoralkylengruppe in wenigstens einer Position ausgewählt aus den Enden, der Hauptkette und den Seitenketten umfassen. Beispiele dafür schließen 1,1,2,2-Tetrafluoroctyl-1,1,2,2-tetrafluorpropylether, 1,1,2,2-Tetrafluoroctylhexylether, Octaethylenglycol-di(1,1,2,2-tetrafluorbutyl)ether, Hexaethylenglycol-1,1,2,2,3,3-hexafluorpentylether, Octapropylenglycol-di(1,1,2,2-tetrafluorbutyl)ether, Hexapropylenglycol-di(1,1,2,2,3,3-hexafluorpentyl)ether, Natriumperfluordodecylsulfonat, 1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-Decafluordodecan, 1,1,2,2,3,3-Hexafluordecan, N-[3-Perfluoroctansulfonamid)propyl]-N,N'-dimethyl-N-carboxymethylenammoniumbetain, Perfluoralkylsulfonamidpropyltrimethylammoniumsalze, Perfluoralkyl-N-ethylsulfonylglycinsalze, Bis(N-perfluoroctylsulfonyl-N-ethylaminoethyl)phosphat und Monoperfluoralkylethylphosphate ein.
  • Käuflich erhältliche Produkte solcher fluorchemischen oberflächenaktiven Mittel einschließen Produkte ein, die unter den Handelsbezeichnungen Megafac F142D, F172, F173 und F183 (hergestellt von Dainippon Ink & Chemicals, Inc.); F-Top EF301, EF303 und EF352 (hergestellt von New Akita Chemical Company); Fluorad FC-430 und FC-431 (hergestellt von Sumitomo 3M Ltd.); Asahi Guard AG710 und Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105 und SC-106 (hergestellt von Asahi Glass Co., Ltd.); BM-1000 und BM-1100 (hergestellt von Yusho K. K.) und NBX-15 (hergestellt von NEOS Co., Ltd.) erhältlich sind. Von diesen sind Megafac F172, BM-1000, BM-1100 und NBX-15 besonders bevorzugt.
  • Beispiele für die oberflächenaktiven Siliconmittel schließen SH7PA, SH21PA, SH30PA und ST94PA (alle hergestellt von Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) ein. Von diesen sind SH28PA und SH30PA speziell bevorzugt.
  • Die Menge solch eines zu verwendenden oberflächenaktiven Mittels beträgt üblicherweise von 0,0001 bis 10 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des Inhaltsstoffs (A) (hinsichtlich des vollständig hydrolysierten und kondensierten Produkts).
  • Diese oberflächenaktiven Mittel könne alleine oder in einer Kombination von zwei oder mehreren von diesen eingesetzt werden.
  • Beispiele für die Silankupplungsmittel schließen 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan, 3-Aminoglycidyloxypropyltriethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 3-Glycidyloxypropylmethyldimethoxysilan, 1-Methacryloxypropylmethyldimethoxysilan, 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyltriethoxysilan, 2-Aminopropyltrimethoxysilan, 2-Aminopropyltriethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilan, 3-Ureidopropyltrimethoxysilan, 3-Ureidopropyltriethoxysilan, N-Ethoxycarbonyl-3-aminopropyltrimethoxysilan, N-Ethoxycarbonyl-3-aminopropyltriethoxysilan, N-Trimethoxysilylpropyltriethylentriamin, N-Triethoxysilylpropyltriethylentriamin, 10-Trimethoxysilyl-1,4,7-triazadecan, 10-Triethoxysilyl-1,4,7-triazadecan, 9-Trimethoxysilyl-3,6-diazanonylacetat, 9-Triethoxysilyl-3,6-diazanonylacetat, N-Benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilan, N-Benzyl-3-aminopropyltriethoxysilan, N-Phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilan, N-Phenyl-3-aminopropyltriethoxysilan, N-Bis(oxyethylen)-3-aminopropyltrimethoxysilan und N-Bis(oxyethylen)-3-aminopropyltriethoxysilan ein.
  • Diese Silankupplungsmittel können alleine oder in einer Kombination von zwei oder mehreren von diesen eingesetzt werden.
  • Beispiele für die Radikale erzeugenden Mittel schließen Isobutyrylperoxid, α,α'-Bis(neodecanoylperoxy)diisopropylbenzol, Cumylperoxyneodecanoat, Di-n-propylperoxydicarbonat, Diisopropylperoxydicarbonat, 1,1,3,3-Tetramethylbutylperoxyneodecanoat, Bis(4-t-butylcyclohexyl)peroxydicarbonat, 1-Cyclohexyl-1-methylethylperoxyneodecanoat, Di-2-ethoxyethylperoxydicarbonat, Di-2-ethylhexylperoxydicarbonat, t-Hexylperoxyneodecanoat, Dimethoxybutylperoxydicarbonat, Di(3-methyl-3-methoxybutyl)peroxydicarbonat, t-Butylperoxyneodecanoat, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, t-Hexylperoxypivalat, t-Butylperoxypivalat, 3,5,5-Trimethylhexanoylperoxid, Octanoylperoxid, Lauroylperoxid, Stearoylperoxid, 1,1,3,3-Tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoat, Succinsäureperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(2-ethylhexanoylperoxy)hexan, 1-Cyclohexyl-1-methylethylperoxy-2-ethylhexanoat, t-Hexylperoxy-2-ethylhexanoat, t-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, m-Toluoylbenzoylperoxid, Benzoylperoxid, t-Butylperoxyisobutyrat, Di-t-butylperoxy-2-methylcyclohexan, 1,1-Bis(t-hexylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1-Bis(t-hexylperoxy)cyclohexan, 1,1-Bis(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1-Bis(t-butylperoxy)cyclohexan, 2,2-Bis(4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl)propan, 1,1-Bis(t-butylperoxy)cyclodecan, t-Hexylperoxyisopropylmonocarbonat, t-Butylperoxymaleat, t-Butylperoxy-3,3,5-trimethylhexanoat, t-Butylperoxylaurat, 2,5-Dimethyl-2,5-di(m-toluoylperoxy)hexan, t-Butylperoxyisopropylmonocarbonat, t-Butylperoxy-2-ethylhexylmonocarbonat, t-Hexylperoxybenzoat, 2,5-Dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexan, t-Butylperoxyacetat, 2,2-Bis(t-butylperoxy)butan, t-Butylperoxybenzoat, n-Butyl-4,4-bis(t-butylperoxy)valerat, Di-t-butylperoxyisophthalat, α,α'-Bis-(t-butylperoxy)diisopropylbenzol, Dicumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan, t-Butylcumylperoxid, Di-t-butylperoxid, p-Menthanhydroperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hex-3-in, Diisopropylbenzolhydroperoxid, t-Butyltrimethylsilylperoxid, 1,1,3,3-Tetramethylbutylhydroperoxid, Cumenhydroperoxid, t-Hexylhydroperoxid, t-Butylhydroperoxid und 2,3-Dimethyl-2,3-diphenylbutan ein.
  • Die Menge solch eines zuzugebenden Radikale erzeugenden Mittels beträgt bevorzugt von 0,1 bis 10 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des Polymers. Diese Radikale erzeugenden Mittel können alleine oder in einer Kombination von zwei oder mehreren von diesen eingesetzt werden.
  • Beispiele für die Triazenverbindungen schließen 1,2-Bis(3,3-dimethyltriazenyl)benzol, 1,3-Bis(3,3-dimethyltriazenyl)benzol, 1,4-Bis(3,3-dimethyltriazenyl)benzol, Bis(3,3-dimethyltriazenylphenyl)ether, Bis(3,3-dimethyltriazenylphenyl)methan, Bis(3,3-dimethyltriazenylphenyl)sulfon, Bis(3,3-dimethyltriazenylphenyl)sulfid, 2,2-Bis[4-(3,3-dimethyltriazenylphenoxy)phenyl]-1,1,1,3,3,3-hexafluorpropan, 2,2-Bis[4-(3,3-dimethyltriazenylphenoxy)phenyl]propan, 1,3,5-Tris(3,3-dimethyltriazenyl)benzol, 2,7-Bis(3,3-dimethyltriazenyl)-9,9-bis[4-(3,3-dimethyltriazenyl)phenyl]fluoren, 2,7-Bis(3,3-dimethyltriazenyl)-9,9-bis[3-methyl-4-(3,3-dimethyltriazenyl)phenyl]fluoren, 2,7-Bis(3,3-dimethyltriazenyl)-9,9-bis[3-phenyl-4-(3,3-dimethyltriazenyl)phenyl]fluoren, 2,7-Bis(3,3-dimethyltriazenyl)-9,9-bis[3-propenyl-4-(3,3-dimethyltriazenyl)phenyl]fluoren, 2,7-Bis(3,3-dimethyltriazenyl)-9,9-bis[3-fluor-4-(3,3-dimethyltriazenyl)phenyl]fluoren, 2,7-Bis(3,3-dimethyltriazenyl)-9,9-bis[3,5-difluor-4-(3,3-dimethyltriazenyl)phenyl]fluoren und 2,7-Bis(3,3-dimethyltriazenyl)-9,9-bis[3-trifluormethyl-4-(3,3-dimethyltriazenyl)phenyl]fluoren ein.
  • Diese Triazenverbindungen können alleine oder in einer Kombination von zwei oder mehreren von diesen eingesetzt werden.
  • Die so erhaltene Zusammensetzung der Erfindung weist eine Gesamtfeststoffkonzentration von bevorzugt 2 bis 30 Gew.-% auf. Ihre Feststoffkonzentration wird gemäß der für sie beabsichtigten Verwendung geeignet eingeregelt. Wenn die Zusammensetzung eine Gesamtfeststoffkonzentration von 2 bis 30 Gew.-% hat, ergibt die Zusammensetzung nicht nur einen Beschichtungsfilm mit einer zweckmäßigen Dicke, sondern weist zudem eine bessere Lagerungsstabilität auf.
  • Die Gesamtfeststoffkonzentration der Zusammensetzung wird wie erforderlich mittels eines Aufkonzentrierens oder eines Verdünnens mit dem organischen Lösungsmittel (C) eingeregelt.
  • Zum Aufbringen der Zusammensetzung der Erfindung auf ein Substrat wie etwa einen Silicium-Wafer, einen SiO2-Wafer oder einen SiN-Wafer kann eine Beschichtungsmethode wie etwa Schleuderbeschichten, Eintauchbeschichten, Walzenbeschichten oder Besprühen eingesetzt werden.
  • Dieser Beschichtungsvorgang kann so durchgeführt werden, dass ein Beschichtungsfilm mit einer Dicke auf Trockenbasis von etwa 0,05 bis 2,5 μm im Falle eines einzelnen Auftragens oder von etwa 0,1 bis 5,0 μm im Falle eines doppelten Auftragens gebildet wird. Danach wird der nasse Beschichtungsfilm durch Erhitzen bei einer Temperatur von etwa 80 bis 600°C für üblicherweise etwa 5 bis 240 Minuten getrocknet. Somit kann ein glasartiger oder makromolekularer isolierender Film ausgebildet werden.
  • Bei diesem Vorgang kann das Erhitzen mit einer heißen Platte, einem Ofen, einem Brennofen oder dergleichen z.B. an der Luft, in einer Stickstoff- oder Argonatmosphäre, unter Vakuum oder unter verringertem Druck bei einer eingeregelten Sauerstoffkonzentration erfolgen.
  • Ein Bestrahlen mit Elektronenstrahlen oder Ultraviolettstrahlen kann ebenfalls zur Erzeugung eines Beschichtungsfilms eingesetzt werden.
  • Um die Aushärtungsgeschwindigkeit des Beschichtungsfilms zu steuern, kann ein schrittweises Erhitzen oder eine geeignet ausgewählte Atmosphäre wie etwa eine Stickstoffatmosphäre, eine Luftatmosphäre, eine Sauerstoffatmosphäre oder eine Atmosphäre mit verringertem Druck wie erforderlich eingesetzt werden.
  • Der Film auf Siliciumoxid-Basis der Erfindung weist eine Dielektrizitätskonstante von im Allgemeinen 3,0 bis 1,2, bevorzugt von 3,0 bis 1,8 und mehr bevorzugt von 3,0 bis 2,0 auf.
  • Der so erhaltene isolierende Zwischenschichtfilm kann durch ein kurzzeitiges Brennen bzw. Glühen erzeugt werden und hat nach einer PCT eine hervorragende Rissfestigkeit. Infolgedessen ist dieser Beschichtungsfilm in Anwendungen wie etwa bei isolierenden Zwischenschichtfilmen oder Ätz-Stopp-Filmen für Halbleitervorrichtungen wie etwa LSIs, System-LSIs, DRAMs, SDRAMs, RDRAMs und D-RDRAMs, Schutzfilmen wie etwa Filmen zur Oberflächenbeschichtung für Halbleitervorrichtungen, Zwischenfilmen zur Verwendung in Verfahren zur Herstellung von Halbleitern unter Einsatz eines mehrschichtigen Fotolacks, isolierenden Zwischenschichtfilmen für mehrlagige gedruckte Leiterplatten und Schutz- oder Isolierfilmen für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen nützlich.
  • Die Erfindung wird nachstehend detaillierter unter Bezug auf die folgenden Beispiele erläutert. Allerdings zeigt die folgende Beschreibung lediglich allgemeine Ausführungsbeispiele der Erfindung, und es sollte verstanden werden, dass die Erfindung ohne spezielle Gründe nicht so auszulegen ist, dass sie auf die Beschreibung beschränkt ist.
  • In den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen bezieht sich "Teile" und "Prozente" auf das Gewicht, solange es nicht anderweitig angegeben ist.
  • Verschiedene Eigenschaften wurden mit den folgenden Verfahren bewertet.
  • Gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw)
  • Gemessen durch Gelpermeationschromatographie (GPC) unter den folgenden Bedingungen.
    Probe: Ein Gramm eines Hydrolyse- und Kondensationsprodukts wurde in 100 cm3 Tetrahydrofuran als Lösungsmittel gelöst, um eine Probe herzustellen.
    Standard-Polystyrol: Von Pressure Chemical, USA, hergestelltes Standard-Polystyrol wurde eingesetzt.
    Gerät: Ein Hochleistungs-Gelpermeationschromatograph für Hochtemperaturanwendung (Modell 150-C ALC/GPC), hergestellt von Waters Inc., USA.
    Säule: SHODEX A-80M (Länge 50 cm), hergestellt von Showa Denko K. K.
    Messtemperatur: 40°C
    Strömungsgeschwindigkeit: 1 cm3/min.
  • Dielektrizitätskonstante
  • Eine Probe der Zusammensetzung wurde durch Schleuderbeschichten auf einen 8-inch Silicium-Wafer aufgebracht. Das beschichtete Substrat wurde auf einer heißen Platte zuerst bei 90°C für 3 Minuten und anschließend in einer Stickstoffatmosphäre bei 200°C für 3 Minuten getrocknet und wurde dann auf einer 420°C heißen Platte in einer Stickstoffatmosphäre für 8 Minuten geglüht. Auf dem erhaltenen Film wurde durch Dampfabscheidung eine Elektrodenstruktur aus Aluminium ausgebildet. So wurde eine Probe für die Messung der Dielektrizitätskonstante hergestellt. Diese Probe wurde bei einer Frequenz von 100 kHz mit Elektroden HP16451B und einem Präzisions-LCR-Messgerät HP4284A, beide von Yokogawa-Hewlett-Packard, Ltd., hergestellt, mit dem CV-Verfahren untersucht, um die Dielektrizitätskonstante des Beschichtungsfilms zu bestimmen.
  • Rissfestigkeit nach PCT
  • Eine Probe der Zusammensetzung wurde durch Schleuderbeschichten auf einen 8-inch Silicium-Wafer aufgebracht. Das beschichtete Substrat wurde auf einer heißen Platte zuerst bei 90°C für 3 Minuten und anschließend in einer Stickstoffatmosphäre bei 200°C für 3 Minuten getrocknet und wurde dann auf einer 420°C heißen Platte in einer Stickstoffatmosphäre für 8 Minuten geglüht. Dieser Beschichtungsvorgang wurde so durchgeführt, dass sich eine Dicke des Beschichtungsfilms von 1,5 μm ergab. Der erhaltene Film wurde einem einstündigen PCT unter den Bedingungen von 100°C, 100% relativer Feuchtigkeit und 2 atm unterzogen. Der erhaltene Beschichtungsfilm wurde teilweise mit einer Schneide eingeschnitten und dann für 4 Stunden in reines Wasser eingetaucht. Danach wurde der Einschnitt in den Beschichtungsfilm mit einem Mikroskop untersucht, um die Rissfestigkeit basierend auf den folgenden Kriterien zu bewerten.
    • O:
    Es wurde kein Fortpflanzen des Risses beobachtet.
    X:
    Es wurde ein Fortpflanzen des Risses beobachtet.
  • SYNTHESEBEISPIEL 1
  • In 290 g destilliertem Propylenglycolmonopropylether, der in einen separaten Quarzkolben gefüllt war, wurden 77,04 g destilliertes Methyltrimethoxysilan, 24,05 g destilliertes Tetramethoxysilan und 0,48 g destilliertes Tetrakis(acetylacetat)titan gelöst. Diese Lösung wurde mit einem Drei-Eins-Motor gerührt, und ihre Temperatur wurde bei 60°C gehalten. Anschließend wurden 84 g destilliertes Wasser über 1 Stunde zu der Lösung zugegeben, und die resultierende Mischung wurde bei 60°C für 2 Stunden umgesetzt. Danach wurden dort 25 g destilliertes Acetylaceton zugegeben, und die resultierende Reaktionsmischung wurde für 30 Minuten umgesetzt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Von dieser Reaktionsmischung wurden 149 g einer Lösung, die Methanol und Wasser umfasste, durch Verdampfen bei 50°C abgezogen. So wurde eine Reaktionsmischung (1) erhalten.
  • Das so erhaltene Produkt der Kondensation und anderer Reaktionen hatte ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von 8.900. Diese Lösung wurde durch Atomabsorptionsspektrophotometrie hinsichtlich des Gehalts an Verbindungen der Metalle in den Gruppen IA und IIA des Periodensystems untersucht. Im Ergebnis wurde gefunden, dass ihr Gehalt 1 ppb oder weniger betrug (unterhalb der Nachweisgrenze der Atomabsorptionsspektrophotometrie).
  • SYNTHESEBEISPIEL 2
  • In 426 g destilliertem Propylenglycolmonopropylether, der in einen separaten Quarzkolben gefüllt war, wurden 205,50 g destilliertes Methyltrimethoxysilan und 85,51 g destilliertes Tetramethoxysilan gelöst. Diese Lösung wurde mit einem Drei-Eins-Motor gerührt und ihre Temperatur wurde bei 60°C gehalten. Anschließend wurden 182 g destilliertes Wasser, welches darin gelöst 0,013 g Maleinsäureanhydrid enthielt, über 1 Stunde zu der Lösung zugegeben, und die resultierende Reaktionsmischung wurde bei 60°C für 2 Stunden umgesetzt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Von dieser Reaktionsmischung wurden 360 g einer methanolhaltigen Lösung durch Verdampfen bei 50°C abgezogen. So wurde eine Reaktionsmischung (2) erhalten.
  • Das so erhaltene Produkt der Kondensation und anderer Reaktionen hatte ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von 1.000. Diese Lösung wurde durch Atomabsorptionsspektrophotometrie hinsichtlich des Gehalts an Verbindungen der Metalle in den Gruppen IA und IIA des Periodensystems untersucht. Im Ergebnis wurde gefunden, dass ihr Gehalt 1 ppb oder weniger betrug (unterhalb der Nachweisgrenze der Atomabsorptionsspektrophotometrie).
  • SYNTHESEBEISPIEL 3
  • In einen separaten Quarzkolben wurden 570 g destilliertes Ethanol, 160 g destilliertes Wasser und 90 g einer 10%igen Lösung von destilliertem Dimethylamin in destilliertem Wasser eingefüllt. Der Inhalt wurde gerührt und homogenisiert. Zu dieser Lösung wurde über 30 Minuten eine Mischung von 13,6 g destilliertem Methyltrimethoxysilan und 20,9 g destilliertem Tetraethoxysilan zugegeben. Die resultierende Lösung wurde für 2 Stunden umgesetzt, während sie bei 65°C gehalten wurde. Zu dieser Lösung wurden 3.000 g destillierter Propylenglycolmonopropylether zugegeben. Anschließend wurde die resultierende Lösung mit einem 50°C heißen Verdampfer aufkonzentriert, bis ihre Konzentration 10% erreichte (hinsichtlich des vollständig hydrolysierten und kondensierten Produkts). Danach wurde eine 10%ige Lösung von Maleinsäure in destilliertem Propylenglycol zu der aufkonzentrierten Lösung zugegeben, um deren pH auf 4 einzustellen. So wurde eine Reaktionsmischung (3) erhalten.
  • Das so erhaltene Produkt der Kondensation und anderer Reaktionen hatte ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von 993.000. Diese Lösung wurde durch Atomabsorptionsspektrophotometrie hinsichtlich des Gehalts an Verbindungen der Metalle in den Gruppen IA und IIA des Periodensystems untersucht. Im Ergebnis wurde gefunden, dass ihr Gehalt 1 ppb oder weniger betrug (unterhalb der Nachweisgrenze der Atomabsorptionsspektrophotometrie).
  • SYNTHESEBEISPIEL 4
  • In einen separaten Quarzkolben wurden 470,9 g destillierter Ethanol, 226,5 g destilliertes Wasser und 17,2 g einer 25%igen wässrigen Tetramethylammoniumhydroxidlösung gefüllt. Der Inhalt wurde gerührt und homogenisiert. Zu dieser Lösung wurde eine Mischung von 44,9 g Methyltrimethoxysilan und 68,6 g Tetraethoxysilan zugegeben. Die resultierende Mischung wurde für 2 Stunden umgesetzt, während sie bei 58°C gehalten wurde. Zu dieser Lösung wurden 50 g einer 20%igen wässrigen Salpetersäurelösung zugegeben. Die resultierende Mischung wurde ausreichend gerührt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Zu dieser Lösung wurden 400 g Propylenglycolmonopropylether zugegeben. Anschließend wurde die resultierende Lösung mit einem 50°C heißen Verdampfer aufkonzentriert, bis ihre Konzentration 10% erreichte (hinsichtlich des Gehalts des vollständig hydrolysierten und kondensierten Produkts). Danach wurde eine 10%ige Lösung von Maleinsäure in destilliertem Propylenglycol zu der aufkonzentrierten Lösung zugegeben, um deren pH auf 3 einzustellen. So wurde eine Reaktionsmischung (4) erhalten.
  • Das so erhaltene Produkt der Kondensation und anderer Reaktionen hatte ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von 902.000. Diese Lösung wurde durch Atomabsorptionsspektrophotometrie hinsichtlich des Gehalts an Verbindungen der Metalle in den Gruppen IA und IIA des Periodensystems untersucht. Im Ergebnis wurde gefunden, dass ihr Gehalt 1 ppb oder weniger betrug (unterhalb der Nachweisgrenze der Atomabsorptionsspektrophotometrie).
  • SYNTHESEBEISPIEL 5
  • In einen separaten Quarzkolben wurden 470,9 g destillierter Ethanol, 226,5 g destilliertes Wasser und 17,2 g einer 25%igen wässrigen Tetramethylammoniumhydroxidlösung eingefüllt. Der Inhalt wurde gerührt und homogenisiert. Zu dieser Lösung wurde über 2 Stunden eine Mischung von 44,9 g Methyltrimethoxysilan und 68,6 g Tetraethoxysilan zugegeben. Die resultierende Lösung wurde für 6 Stunden umgesetzt, während sie bei 58°C gehalten wurde. Zu dieser Lösung wurden 50 g einer 20%igen wässrigen Salpetersäurelösung zugegeben. Die resultierende Mischung wurde ausreichend gerührt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Zu dieser Lösung wurden 400 g Propylenglycolmonopropylether zugegeben. Anschließend wurde die resultierende Lösung mit einem 50°C heißen Verdampfer aufkonzentriert, bis ihre Konzentration 10% erreichte (hinsichtlich des Gehalts des vollständig hydrolysierten und kondensierten Produkts). Danach wurde eine 10%ige Lösung von Maleinsäure in destilliertem Propylenglycol zu der aufkonzentrierten Lösung zugegeben, um deren pH auf 3 einzustellen. So wurde eine Reaktionsmischung (5) erhalten.
  • Das so erhaltene Produkt der Kondensation und anderer Reaktionen hatte ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von 802.000. Diese Lösung wurde durch Atomabsorptionsspektrophotometrie hinsichtlich des Gehalts an Verbindungen der Metalle in den Gruppen IA und IIA des Periodensystems untersucht. Im Ergebnis wurde gefunden, dass ihr Gehalt 1 ppb oder weniger betrug (unterhalb der Nachweisgrenze der Atomabsorptionsspektrophotometrie).
  • BEISPIEL 1
  • Zu 100 g der im Synthesebeispiel 1 erhaltenen Reaktionsmischung (1) wurden 0,1 g destilliertes Wasser zugegeben, welches darin gelöst 0,0002 g Kaliumlactat enthielt. Diese Mischung wurde ausreichend gerührt. Die resultierende Lösung wurde durch ein Teflonfilter mit einem Öffnungsdurchmesser von 0,2 μm filtriert, um eine Zusammensetzung zur Filmerzeugung der Erfindung zu erhalten.
  • Die erhaltene Zusammensetzung wurde durch Schleuderbeschichten auf einen Silicium-Wafer aufgebracht.
  • Der resultierende Beschichtungsfilm hatte eine Dielektrizitätskonstante von so niedrig wie 2,62. Selbst als dieser Beschichtungsfilm, welcher dem PCT unterzogen worden war, in Wasser eingetaucht wurde, wurde kein Fortpflanzen des Risses beobachtet.
  • BEISPIELE 2 BIS 9
  • Zusammensetzungen zur Filmerzeugung wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt und bewertet, mit der Ausnahme, dass die in der Tabelle 1 gezeigten Reaktionsmischungen anstelle der Reaktionsmischung (1) eingesetzt wurden und dass die in der Tabelle 1 gezeigten Inhaltsstoffe (B) anstelle von Kaliumlactat eingesetzt wurden. Die erhaltenen Bewertungsergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle gezeigt.
  • TABELLE
    Figure 00450001
  • VERGLEICHSBEISPIEL 1
  • Ein Beschichtungsfilm wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 erzeugt und bewertet, mit der Ausnahme, dass die im Synthesebeispiel 1 erhaltene Reaktionsmischung (1) alleine eingesetzt wurde.
  • Dieser Beschichtungsfilm hatte eine Dielektrizitätskonstante von so hoch wie 3,16. Der Beschichtungsfilm, welcher dem PCT unterzogen worden war, wurde in Wasser eingetaucht. Im Ergebnis wurde ein Fortpflanzen des Risses beobachtet.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 2
  • Ein Beschichtungsfilm wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 erzeugt und bewertet, mit der Ausnahme, dass die im Synthesebeispiel 2 erhaltene Reaktionsmischung (2) alleine eingesetzt wurde.
  • Dieser Beschichtungsfilm hatte eine Dielektrizitätskonstante von so hoch wie 3,34. Der Beschichtungsfilm, welcher dem PCT unterzogen worden war, wurde in Wasser eingetaucht. Im Ergebnis wurde ein Fortpflanzen des Risses beobachtet.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 3
  • Ein Beschichtungsfilm wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 erzeugt und bewertet, mit der Ausnahme, dass 0,0002 g Zinkacetat zu 100 g der im Synthesebeispiel 1 erhaltenen Reaktionsmischung (1) zugegeben wurden.
  • Dieser Beschichtungsfilm hatte eine Dielektrizitätskonstante von so hoch wie 3,12. Der Beschichtungsfilm, welcher dem PCT unterzogen worden war, wurde in Wasser eingetaucht. Im Ergebnis wurde ein Fortpflanzen des Risses beobachtet.

Claims (6)

  1. Zusammensetzung zur Filmerzeugung, die umfasst: (A) ein Hydrolyse- und Kondensationsprodukt, das durch Hydrolysieren und Kondensieren wenigstens einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (A-1) Verbindungen, die durch die folgende Formel (1) dargestellt werden RaSi(OR1)4-a (1)wobei R ein Wasserstoffatom, ein Fluoratom oder eine einbindige organische Gruppe bezeichnet, R1 eine einbindige organische Gruppe bezeichnet und a die ganze Zahl 1 oder 2 ist, (A-2) Verbindungen, die durch die folgende Formel (2) dargestellt werden Si(OR2)4 (2)wobei R2 eine einbindige organische Gruppe bezeichnet, und (A-3) Verbindungen, die durch die folgende Formel (3) dargestellt werden R3 b(R4O)3-bSi-(R7)d-Si(OR5)3-cR6 c (3)wobei R3 bis R6 gleich oder verschieden sein können und jeweils eine einbindige organische Gruppe bezeichnen, b und c gleich oder verschieden sein können und beide eine ganze Zahl von 0 bis 2 sind, R7 ein Sauerstoffatom, eine Phenylengruppe oder eine durch -(CH2)n- dargestellte Gruppe, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist, bezeichnet und d 0 oder 1 ist, erhalten wird, (B) wenigstens ein Salz einer organischen Säure wenigstens eines Metalls ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kalium, Rubidium, Cäsium, Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium und Barium, und (C) ein organisches Lösungsmittel.
  2. Zusammensetzung zur Filmerzeugung nach Anspruch 1, wobei der Gehalt des Inhaltstoffs (B) von 0,0001 bis 0,015 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Inhaltstoffs (A) (hinsichtlich des vollständig hydrolysierten und kondensierten Produkts) beträgt.
  3. Zusammensetzung zur Filmerzeugung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Inhaltstoff (A) ein Hydrolysat ist, das durch Hydrolysieren der wenigstens einen Verbindung in der Gegenwart wenigstens einer Substanz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metallchelatverbindungen, sauren Katalysatoren und basischen Katalysatoren erhalten ist.
  4. Zusammensetzung zur Filmerzeugung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das organische Lösungsmittel (C) ein Lösungsmittel umfasst, welches durch die folgende Formel (4) dargestellt wird: R8O(CHCH3CH2O)eR9 (4)wobei R8 und R9 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine einbindige organische Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und CH3CO- bezeichnen und e die ganze Zahl 1 oder 2 ist.
  5. Verfahren zur Filmerzeugung, welches ein Aufbringen der Zusammensetzung zur Filmerzeugung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auf ein Substrat und dann ein Erhitzen des resultierenden Überzugs umfasst.
  6. Film auf Siliciumoxidbasis, welcher durch das Verfahren zur Filmerzeugung nach Anspruch 5 erhalten ist.
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