JP2000345036A - 膜形成用組成物および絶縁膜形成用材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体素子などにおける層間絶縁膜として適
当な、均一な厚さを有する塗膜が形成可能で短時間の硬
化で誘電率特性などに優れ、かつ低吸湿性の膜形成用組
成物を提供すること。 【解決手段】 （Ａ）（Ａ−１）Ｒ¹ _a Ｓｉ（ＯＲ² ）
_4-a （式中、Ｒ¹ は水素原子、フッ素原子または１価の
有機基を示し、Ｒ² は１価の有機基を示し、ａは０〜２
の整数を表す）、および／または（Ａ−２）Ｒ³ _b （Ｒ
⁴ Ｏ）_3-b Ｓｉ−（Ｒ⁷ ）_d −Ｓｉ（ＯＲ⁵ ）_3-c Ｒ⁶
_c 〔式中、Ｒ³ ，Ｒ⁴ ，Ｒ⁵ およびＲ⁶ は、同一でも異
なっていてもよく、それぞれ１価の有機基を示し、ｂお
よびｃは、同一でも異なっていてもよく、０〜２の数を
示し、Ｒ⁷ は酸素原子または−（ＣＨ₂ ）_n −を示し、
ｄは０または１を示し、ｎは１〜６の数を示す）からな
る化合物、その加水分解物および／またはその縮合物、
ならびに（Ｂ）シラトラン化合物、を含有する膜形成用
組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、膜形成用組成物に
関し、さらに詳しくは、半導体素子などにおける層間絶
縁膜として適当な、均一な厚さを有する塗膜が形成可能
で、短時間の硬化で吸湿性が低く、誘電率特性などに優
れた膜形成用組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体素子などにおける層間絶縁
膜として、ＣＶＤ法などの真空プロセスで形成されたシ
リカ（ＳｉＯ₂ ）膜が多用されている。そして、近年、
より均一な層間絶縁膜を形成することを目的として、Ｓ
ＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）膜と呼ばれるテト
ラアルコキシランの加水分解生成物を主成分とする塗布
型の絶縁膜も使用されるようになっている。また、半導
体素子などの高集積化に伴い、有機ＳＯＧと呼ばれるオ
ルガノポリシロキサンを主成分とする低誘電率の層間絶
縁膜が開発されている。しかしながら、半導体素子など
のさらなる高集積化や多層化に伴い、より優れた導体間
の電気絶縁性が要求されており、したがって、より低誘
電率でクラック耐性に優れ、かつ短時間の硬化で低吸湿
性を有する層間絶縁膜材料が求められるようになってい
る。

【０００３】そこで、特開平６−１８１２０１号公報に
は、層間絶縁膜材料として、より低誘電率の絶縁膜形成
用塗布型組成物が開示されている。この塗布型組成物
は、吸水性が低く、耐クラック性に優れた半導体装置の
絶縁膜を提供することを目的としており、その構成は、
チタン、ジルコニウム、ニオブおよびタンタルから選ば
れる少なくとも１種の元素を含む有機金属化合物と、分
子内にアルコキシ基を少なくとも１個有する有機ケイ素
化合物とを縮重合させてなる、数平均分子量が５００以
上のオリゴマーを主成分とする絶縁膜形成用塗布型組成
物である。

【０００４】また、ＷＯ９６／００７５８号公報には、
多層配線基板の層間絶縁膜の形成に使用される、アルコ
キシシラン類、シラン以外の金属アルコキシドおよび有
機溶媒などからなる、厚膜塗布が可能で、かつ耐酸素プ
ラズマアッシング性に優れるシリカ系塗布型絶縁膜形成
用材料が開示されている。

【０００５】また、特開平３−２０３７７号公報には、
電子部品などの表面平坦化、層間絶縁などに有用な酸化
物被膜形成用塗布液が開示されている。この酸化物被膜
形成用塗布液は、ゲル状物の発生のない均一な塗布液を
提供し、また、この塗布液を用いることにより、高温で
の硬化、酸素プラズマによる処理を行った場合であって
も、クラックのない良好な酸化物被膜を得ることを目的
としている。そして、その構成は、所定のシラン化合物
と、同じく所定のキレート化合物とを有機溶媒の存在化
で加水分解し、重合して得られる酸化物被膜形成用塗布
液である。さらに、特開平１１−２９７４３号公報に
は、アルコキシシラン化合物を加水分解、重縮合させて
得られるシロキサンポリマーならびにアンモニア、アル
キルアミン、ジアルキルアミン、トリアルキルアミンお
よびアリールアミンからなる群から選ばれる少なくとも
一種の塩基性化合物を含有してなるシリカ系被膜形成用
塗布液が開示されている。このシリカ系被膜形成用塗布
液は、保存安定性に優れ、厚膜成膜性にも優れ、耐クラ
ック性に優れる被膜を形成することを目的としている。

【０００６】しかし、上記のようにシラン化合物にチタ
ンやジルコニウムなどの金属キレート化合物、アミン類
を組み合せた場合、得られる塗膜の吸湿性を小さくする
ためには、塗膜の硬化に高温で長時間を要するという問
題を有している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するための膜形成用組成物に関し、さらに詳しく
は、半導体素子などにおける層間絶縁膜として適当な、
均一な厚さを有する塗膜が形成可能で短時間の硬化で誘
電率特性などに優れ、かつ低吸湿性の膜形成用組成物を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）（Ａ−
１）下記一般式（１）で表される化合物（以下「化合物
（１）」ともいう） Ｒ¹ _a Ｓｉ（ＯＲ² ）_4-a ・・・・・（１） （Ｒ¹ は水素原子、フッ素原子または１価の有機基を示
し、Ｒ² は１価の有機基を示し、ａは０〜２の整数を表
す。）、および（Ａ−２）下記一般式（２) で表される
化合物（以下「化合物（２）」ともいう） Ｒ³ _b （Ｒ⁴ Ｏ）_3-b Ｓｉ−（Ｒ⁷ ）_d −Ｓｉ（ＯＲ⁵ ）_3-c Ｒ⁶ _c ・・・・・（２） （Ｒ³ ，Ｒ⁴ ，Ｒ⁵ およびＲ⁶ は、同一でも異なってい
てもよく、それぞれ１価の有機基を示し、ｂおよびｃ
は、同一でも異なっていてもよく、０〜２の数を示し、
Ｒ⁷ は酸素原子または−（ＣＨ₂ ）_n −を示し、ｄは０
または１を示し、ｎは１〜６の数を示す。）からなる群
より選ばれる少なくとも１種の化合物、その加水分解物
および／またはその縮合物（以下、それぞれ、「（Ａ−
１）成分」、「（Ａ−２）成分」ともいう）、ならびに
（Ｂ）シラトラン化合物を含有することを特徴とする膜
形成用組成物に関する。ここで、（Ａ）成分と（Ｂ）成
分の割合は、（Ａ）成分（完全加水分解縮合物換算）１
００重量部に対して、（Ｂ）成分が０．０１〜１０重量
部であることが好ましい。また、本発明は、上記膜形成
用組成物からなる絶縁膜形成用材料に関する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、膜を形成するベースポ
リマーとして、化合物（１）〜（２）、その加水分解物
および／またはその縮合物（以下「加水分解縮合物」と
もいう）である（Ａ）成分と、（Ｂ）成分とが二次元〜
三次元的な構造をとる組成物である。本発明の組成物
を、浸漬またはスピンコート法などにより、シリコンウ
エハなどの基材に塗布すると、例えば、微細パターン間
の溝を充分に埋めることができ、加熱により、有機溶剤
の除去と熱縮重合を行なうと、（Ａ）成分と（Ｂ）成分
とが高分子量を有するポリオルガノシロキサンを生成
し、ガラス質または巨大高分子の膜を形成することがで
きる。得られる膜は、密着性が良好で、平坦化に優れ、
クラックの発生がなく、低吸湿性の厚膜の絶縁体を形成
することができる。

【００１０】ここで、上記加水分解物とは、化合物
（１）〜（２）に含まれるＲ² Ｏ−基や、Ｒ⁴ Ｏ−基，
Ｒ⁵ Ｏ−基がすべてが加水分解されている必要はなく、
例えば、１個だけが加水分解されているもの、２個以上
が加水分解されているもの、あるいは、これらの混合物
であってもよい。また、上記縮合物は、化合物（１）〜
（２）の加水分解物のシラノール基が縮合してＳｉ−Ｏ
−Ｓｉ結合を形成したものであるが、本発明では、シラ
ノール基がすべて縮合している必要はなく、僅かな一部
のシラノール基が縮合したもの、縮合の程度が異なって
いるものの混合物などをも包含した概念である。

【００１１】以下、本発明に用いられる（Ａ）成分、
（Ｂ）成分などについて説明し、次いで、本発明の組成
物の調製方法などについて詳述する。

【００１２】（Ａ）成分 （Ａ−１）成分を構成する化合物（１）は、上記一般式
（１）で表される。上記一般式（１）において、Ｒ¹ お
よびＲ² は、同一または異なり、それぞれ１価の有機基
である。この１価の有機基としては、アルキル基、アリ
ール基、アリル基、グリシジル基などを挙げることがで
きる。ここで、アルキル基としては、メチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基などが挙げられ、好ましくは
炭素数１〜５であり、これらのアルキル基は鎖状でも、
分岐していてもよく、さらに水素原子がフッ素原子など
に置換されていてもよい。また、一般式（１）におい
て、アリール基としては、フェニル基、ナフチル基など
を挙げることができる。

【００１３】化合物（１）の具体例としては、トリメト
キシシラン、トリエトキシシラン、トリ−ｎ−プロポキ
シシラン、トリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、トリ−ｎ
−ブトキシシラン、トリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ト
リ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、トリフェノキシシラ
ン、フルオロトリメトキシシラン、フルオロトリエトキ
シシラン、フルオロトリ−ｎ−プロポキシシラン、フル
オロトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、フルオロトリ−
ｎ−ブトキシシラン、フルオロトリ−ｓｅｃ−ブトキシ
シラン、フルオロトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、フ
ルオロトリフェノキシシラン、テトラメトキシシラン、
テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラ
ン、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−
ブトキシラン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テト
ラ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、テトラフェノキシシラ
ン；

【００１４】メチルトリメトキシシラン、メチルトリエ
トキシシラン、メチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、メ
チルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、メチルトリ−ｎ
−ブトキシシラン、メチルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラ
ン、メチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、メチルト
リフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチ
ルトリエトキシシラン、エチルトリ−ｎ−プロポキシシ
ラン、エチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、エチル
トリ−ｎ−ブトキシシラン、エチルトリ−ｓｅｃ−ブト
キシシラン、エチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、
エチルトリフェノキシシラン、ビニルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ−ｎ−プロ
ポキシシラン、ビニルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラ
ン、ビニルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ビニルトリ−ｓ
ｅｃ−ブトキシシラン、ビニルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキ
シシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ｎ−プロピル
トリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラ
ン、ｎ−プロピルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ｎ−プ
ロピルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｎ−プロピル
トリ−ｎ−ブトキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｓｅｃ
−ブトキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｔｅｒｔ−ブト
キシシラン、ｎ−プロピルトリフェノキシシラン、ｉ−
プロピルトリメトキシシラン、ｉ−プロピルトリエトキ
シシラン、ｉ−プロピルトリ−ｎ−プロポキシシラン、
ｉ−プロピルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｉ−プ
ロピルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ｉ−プロピルトリ−
ｓｅｃ−ブトキシシラン、ｉ−プロピルトリ−ｔｅｒｔ
−ブトキシシラン、ｉ−プロピルトリフェノキシシラ
ン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリエ
トキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｎ−プロポキシシラ
ン、ｎ−ブチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｎ−
ブチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｓ
ｅｃ−ブトキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｔｅｒｔ−ブ
トキシシラン、ｎ−ブチルトリフェノキシシラン、ｓｅ
ｃ−ブチルトリメトキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−ｉ−
トリエトキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｎ−プロ
ポキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｉｓｏ−プロポ
キシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｎ−ブトキシシラ
ン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、
ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ｓ
ｅｃ−ブチル−トリフェノキシシラン、ｔ−ブチルトリ
メトキシシラン、ｔ−ブチルトリエトキシシラン、ｔ−
ブチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ｔ−ブチルトリ−
ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｎ−ブト
キシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラ
ン、ｔ−ブチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ｔ−
ブチルトリフェノキシシラン、フェニルトリメトキシシ
ラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリ−ｎ
−プロポキシシラン、フェニルトリ−ｉｓｏ−プロポキ
シシラン、フェニルトリ−ｎ−ブトキシシラン、フェニ
ルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、フェニルトリ−ｔｅ
ｒｔ−ブトキシシラン、フェニルトリフェノキシシラ
ン；

【００１５】ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエ
トキシシラン、ジメチル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、
ジメチル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジメチル−
ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジメチル−ジ−ｓｅｃ−ブト
キシシラン、ジメチル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラ
ン、ジメチルジフェノキシシラン、ジエチルジメトキシ
シラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチル−ジ−ｎ
−プロポキシシラン、ジエチル−ジ−ｉｓｏ−プロポキ
シシラン、ジエチル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジエチ
ル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジエチル−ジ−ｔｅ
ｒｔ−ブトキシシラン、ジエチルジフェノキシシラン、
ジ−ｎ−プロピルジメトキシシラン、ジ−ｎ−プロピル
ジエトキシシラン、ジ−ｎ−プロピル−ジ−ｎ−プロポ
キシシラン、ジ−ｎ−プロピル−ジ−ｉｓｏ−プロポキ
シシラン、ジ−ｎ−プロピル−ジ−ｎ−ブトキシシラ
ン、ジ−ｎ−プロピル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、
ジ−ｎ−プロピル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジ
−ｎ−プロピル−ジ−フェノキシシラン、ジ−ｉｓｏ−
プロピルジメトキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピルジエ
トキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｎ−プロポ
キシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｉｓｏ−プロ
ポキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｎ−ブトキ
シシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｓｅｃ−ブトキ
シシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｔｅｒｔ−ブト
キシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−フェノキシシ
ラン、ジ−ｎ−ブチルジメトキシシラン、ジ−ｎ−ブチ
ルジエトキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｎ−プロポ
キシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシ
シラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジ
−ｎ−ブチル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−
ブチル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−ブチ
ル−ジ−フェノキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチルジメト
キシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチルジエトキシシラン、ジ
−ｓｅｃ−ブチル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジ−ｓ
ｅｃ−ブチル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジ−ｓ
ｅｃ−ブチル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジ−ｓｅｃ−
ブチル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブ
チル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブ
チル−ジ−フェノキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルジ
メトキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルジエトキシシラ
ン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｎ−プロポキシシラ
ン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシ
ラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｎ−ブトキシシラ
ン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラ
ン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシ
ラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−フェノキシシラン、
ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニル−ジ−エトキ
シシラン、ジフェニル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジ
フェニル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジフェニル
−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジフェニル−ジ−ｓｅｃ−
ブトキシシラン、ジフェニル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシ
シラン、ジフェニルジフェノキシシラン；γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−トリフロロプロピルトリメトキシシラン、γ−
トリフロロプロピルトリエトキシシラン；などを挙げる
ことができる。

【００１６】化合物（１）として、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシ
ラン、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラフェ
ノキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリ
エトキシシラン、メチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、
メチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、エチルトリメ
トキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリ
メトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニル
トリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジ
メチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、
ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラ
ン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキ
シシランをより好ましい例として挙げることができる。

【００１７】（Ａ−２）成分 （Ａ−２）成分を構成する化合物（２）は、上記一般式
（２）で表される。上記一般式（２）において、Ｒ³ 〜
Ｒ⁶ は、１価の有機基であり、この有機基としては、先
の一般式（１）のＲ¹ 〜Ｒ² と同様な有機基を挙げるこ
とができる。一般式（２）のうち、Ｒ⁷ が酸素原子の化
合物としては、ヘキサメトキシジシロキサン、ヘキサエ
トキシジシロキサン、ヘキサフェノキシジシロキサン、
１，１，１，３，３−ペンタメトキシ−３−メチルジシ
ロキサン、１，１，１，３，３−ペンタエトキシ−３−
メチルジシロキサン、１，１，１，３，３−ペンタメト
キシ−３−フェニルジシロキサン、１，１，１，３，３
−ペンタエトキシ−３−フェニルジシロキサン、１，
１，３，３−テトラメトキシ−１，３−ジメチルジシロ
キサン、１，１，３，３−テトラエトキシ−１，３−ジ
メチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラメトキシ
−１，３−ジフェニルジシロキサン、１，１，３，３−
テトラエトキシ−１，３−ジフェニルジシロキサン、
１，１，３−トリメトキシ−１，３，３−トリメチルジ
シロキサン、１，１，３−トリエトキシ−１，３，３−
トリメチルジシロキサン、１，１，３−トリメトキシ−
１，３，３−トリフェニルジシロキサン、１，１，３−
トリエトキシ−１，３，３−トリフェニルジシロキサ
ン、１，３−ジメトキシ−１，１，３，３−テトラメチ
ルジシロキサン、１，３−ジエトキシ−１，１，３，３
−テトラメチルジシロキサン、１，３−ジメトキシ−
１，１，３，３−テトラフェニルジシロキサン、１，３
−ジエトキシ−１，１，３，３−テトラフェニルジシロ
キサンなどを挙げることができる。これらのうち、ヘキ
サメトキシジシロキサン、ヘキサエトキシジシロキサ
ン、１，１，３，３−テトラメトキシ−１，３−ジメチ
ルジシロキサン、１，１，３，３−テトラエトキシ−
１，３−ジメチルジシロキサン、１，１，３，３−テト
ラメトキシ−１，３−ジフェニルジシロキサン、１，３
−ジメトキシ−１，１，３，３−テトラメチルジシロキ
サン、１，３−ジエトキシ−１，１，３，３−テトラメ
チルジシロキサン、１，３−ジメトキシ−１，１，３，
３−テトラフェニルジシロキサン、１，３−ジエトキシ
−１，１，３，３−テトラフェニルジシロキサンなど
を、好ましい例として挙げることができる。

【００１８】一般式（２）において、ｄが０の化合物と
しては、ヘキサメトキシジシラン、ヘキサエトキシジシ
ラン、ヘキサフェニキシジシラン、１，１，１，２，２
−ペンタメトキシ−２−メチルジシラン、１，１，１，
２，２−ペンタエトキシ−２−メチルジシラン、１，
１，１，２，２−ペンタメトキシ−２−フェニルジシラ
ン、１，１，１，２，２−ペンタエトキシ−２−フェニ
ルジシラン、１，１，２，２−テトラメトキシ−１，２
−ジメチルジシラン、１，１，２，２−テトラエトキシ
−１，２−ジメチルジシラン、１，１，２，２−テトラ
メトキシ−１，２−ジフェニルジシラン、１，１，２，
２−テトラエトキシ−１，２−ジフェニルジシラン、
１，１，２−トリメトキシ−１，２，２−トリメチルジ
シラン、１，１，２−トリエトキシ−１，２，２−トリ
メチルジシラン、１，１，２−トリメトキシ−１，２，
２−トリフェニルジシラン、１，１，２−トリエトキシ
−１，２，２−トリフェニルジシラン、１，２−ジメト
キシ−１，１，２，２−テトラメチルジシラン、１，２
−ジエトキシ−１，１，２，２−テトラメチルジシラ
ン、１，２−ジメトキシ−１，１，２，２−テトラフェ
ニルジシラン、１，２−ジエトキシ−１，１，２，２−
テトラフェニルジシランなどが挙げられる。

【００１９】一般式（２）において、Ｒ⁷ が−（Ｃ
Ｈ₂ ）_n −の化合物としては、ビス（ヘキサメトキシシ
リル）メタン、ビス（ヘキサエトキシシリル）メタン、
ビス（ヘキサフェノキシシリル）メタン、ビス（ジメト
キシメチルシリル）メタン、ビス（ジエトキシメチルシ
リル）メタン、ビス（ジメトキシフェニルシリル）メタ
ン、ビス（ジエトキシフェニルシリル）メタン、ビス
（メトキシジメチルシリル）メタン、ビス（エトキシジ
メチルシリル）メタン、ビス（メトキシジフェニルシリ
ル）メタン、ビス（エトキシジフェニルシリル）メタ
ン、ビス（ヘキサメトキシシリル）エタン、ビス（ヘキ
サエトキシシリル）エタン、ビス（ヘキサフェノキシシ
リル）エタン、ビス（ジメトキシメチルシリル）エタ
ン、ビス（ジエトキシメチルシリル）エタン、ビス（ジ
メトキシフェニルシリル）エタン、ビス（ジエトキシフ
ェニルシリル）エタン、ビス（メトキシジメチルシリ
ル）エタン、ビス（エトキシジメチルシリル）エタン、
ビス（メトキシジフェニルシリル）エタン、ビス（エト
キシジフェニルシリル）エタン、１，３−ビス（ヘキサ
メトキシシリル）プロパン、１，３−ビス（ヘキサエト
キシシリル）プロパン、１，３−ビス（ヘキサフェノキ
シシリル）プロパン、１，３−ビス（ジメトキシメチル
シリル）プロパン、１，３−ビス（ジエトキシメチルシ
リル）プロパン、１，３−ビス（ジメトキシフェニルシ
リル）プロパン、１，３−ビス（ジエトキシフェニルシ
リル）プロパン、１，３−ビス（メトキシジメチルシリ
ル）プロパン、１，３−ビス（エトキシジメチルシリ
ル）プロパン、１，３−ビス（メトキシジフェニルシリ
ル）プロパン、１，３−ビス（エトキシジフェニルシリ
ル）プロパンなどを挙げることができる。

【００２０】これらのうち、ヘキサメトキシジシラン、
ヘキサエトキシジシラン、ヘキサフェニキシジシラン、
１，１，２，２−テトラメトキシ−１，２−ジメチルジ
シラン、１，１，２，２−テトラエトキシ−１，２−ジ
メチルジシラン、１，１，２，２−テトラメトキシ−
１，２−ジフェニルジシラン、１，１，２，２−テトラ
エトキシ−１，２−ジフェニルジシラン、１，２−ジメ
トキシ−１，１，２，２−テトラメチルジシラン、１，
２−ジエトキシ−１，１，２，２−テトラメチルジシラ
ン、１，２−ジメトキシ−１，１，２，２−テトラフェ
ニルジシラン、１，２−ジエトキシ−１，１，２，２−
テトラフェニルジシラン、ビス（ヘキサメトキシシリ
ル）メタン、ビス（ヘキサエトキシシリル）メタン、ビ
ス（ジメトキシメチルシリル）メタン、ビス（ジエトキ
シメチルシリル）メタン、ビス（ジメトキシフェニルシ
リル）メタン、ビス（ジエトキシフェニルシリル）メタ
ン、ビス（メトキシジメチルシリル）メタン、ビス（エ
トキシジメチルシリル）メタン、ビス（メトキシジフェ
ニルシリル）メタン、ビス（エトキシジフェニルシリ
ル）メタンを、好ましい例として挙げることができる。

【００２１】本発明において、（Ａ）成分としては、上
記（Ａ−１）成分および（Ａ−２）成分、もしくはいず
れか一方を用い、（Ａ−１）成分および（Ａ−２）成分
はそれぞれ２種以上用いることもできる。

【００２２】上記化合物（１）〜（２）を加水分解、縮
合させる際に、Ｒ² Ｏ基やＲ⁴ Ｏ基，Ｒ⁵ Ｏ基で表され
る基の総モル数１モル当たり、０．２５〜３モルの水を
用いることが好ましく、０．３〜２．５モルの水を加え
ることが特に好ましい。添加する水の量が０．２５〜３
モルの範囲内の値であれば、塗膜の均一性が低下する恐
れが無く、また、膜形成用組成物の保存安定性が低下す
る恐れが少ないためである。

【００２３】また、化合物（１）〜（２）を加水分解、
縮合させる際には、触媒を使用してもよい。この際に使
用する触媒としては、金属キレート化合物、有機酸、無
機酸、有機塩基、無機塩基を挙げることができる。

【００２４】金属キレート化合物としては、例えば、ト
リエトキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、ト
リ−ｎ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）チ
タン、トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナ
ート）チタン、トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（アセチルア
セトナート）チタン、トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ
（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｔ−ブトキシ
・モノ（アセチルアセトナート）チタン、ジエトキシ・
ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｎ−プロポ
キシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｉ−
プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ
−ｎ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタ
ン、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナー
ト）チタン、ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（アセチルアセト
ナート）チタン、モノエトキシ・トリス（アセチルアセ
トナート）チタン、モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（ア
セチルアセトナート）チタン、モノ−ｉ−プロポキシ・
トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ−ｎ−ブ
トキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ
−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）
チタン、モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（アセチルアセト
ナート）チタン、テトラキス（アセチルアセトナート）
チタン、トリエトキシ・モノ（エチルアセトアセテー
ト）チタン、トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（エチルアセ
トアセテート）チタン、トリ−ｉ−プロポキシ・モノ
（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｎ−ブトキ
シ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｓ
ｅｃ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタ
ン、トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテー
ト）チタン、ジエトキシ・ビス（エチルアセトアセテー
ト）チタン、ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（エチルアセト
アセテート）チタン、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（エチ
ルアセトアセテート）チタン、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス
（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｓｅｃ−ブト
キシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｔ
−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、
モノエトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタ
ン、モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセ
テート）チタン、モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（エチ
ルアセトアセテート）チタン、モノ−ｎ−ブトキシ・ト
リス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ−ｓｅｃ
−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタ
ン、モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテ
ート）チタン、テトラキス（エチルアセトアセテート）
チタン、モノ（アセチルアセトナート）トリス（エチル
アセトアセテート）チタン、ビス（アセチルアセトナー
ト）ビス（エチルアセトアセテート）チタン、トリス
（アセチルアセトナート）モノ（エチルアセトアセテー
ト）チタンなどのチタンキレート化合物；

【００２５】トリエトキシ・モノ（アセチルアセトナー
ト）ジルコニウム、トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（アセ
チルアセトナート）ジルコニウム、トリ−ｉ−プロポキ
シ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリ
−ｎ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコ
ニウム、トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（アセチルアセ
トナート）ジルコニウム、トリ−ｔ−ブトキシ・モノ
（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジエトキシ・
ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｎ−
プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウ
ム、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナー
ト）ジルコニウム、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（アセチル
アセトナート）ジルコニウム、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・
ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｔ−
ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウ
ム、モノエトキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジ
ルコニウム、モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（アセチル
アセトナート）ジルコニウム、モノ−ｉ−プロポキシ・
トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノ−
ｎ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコ
ニウム、モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（アセチルア
セトナート）ジルコニウム、モノ−ｔ−ブトキシ・トリ
ス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、テトラキス
（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリエトキシ
・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ
−ｎ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジ
ルコニウム、トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（エチルアセ
トアセテート）ジルコニウム、トリ−ｎ−ブトキシ・モ
ノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ−ｓ
ｅｃ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジル
コニウム、トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（エチルアセトア
セテート）ジルコニウム、ジエトキシ・ビス（エチルア
セトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｎ−プロポキシ・
ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｉ
−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコ
ニウム、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテ
ート）ジルコニウム、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（エ
チルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｔ−ブトキ
シ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モ
ノエトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコ
ニウム、モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（エチルアセト
アセテート）ジルコニウム、モノ−ｉ−プロポキシ・ト
リス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ−
ｎ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジル
コニウム、モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（エチルア
セトアセテート）ジルコニウム、モノ−ｔ−ブトキシ・
トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、テト
ラキス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ
（アセチルアセトナート）トリス（エチルアセトアセテ
ート）ジルコニウム、ビス（アセチルアセトナート）ビ
ス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリス
（アセチルアセトナート）モノ（エチルアセトアセテー
ト）ジルコニウムなどのジルコニウムキレート化合物；

【００２６】トリス（アセチルアセトナート）アルミニ
ウム、トリス（エチルアセトアセテート）アルミニウム
などのアルミニウムキレート化合物；などを挙げること
ができる。

【００２７】有機酸としては、例えば、酢酸、プロピオ
ン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン
酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、マレ
イン酸、メチルマロン酸、アジピン酸、セバシン酸、没
食子酸、酪酸、メリット酸、アラキドン酸、ミキミ酸、
２−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リ
ノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、安息香酸、ｐ−
アミノ安息香酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ベンゼンス
ルホン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ
酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、マロン酸、スルホン
酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸などを挙げ
ることができる。無機酸としては、例えば、塩酸、硝
酸、硫酸、フッ酸、リン酸などを挙げることができる。

【００２８】有機塩基としては、例えば、ピリジン、ピ
ロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリ
ン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノ
ールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルモノエタノ
ールアミン、モノメチルジエタノールアミン、トリエタ
ノールアミン、ジアザビシクロオクラン、ジアザビシク
ロノナン、ジアザビシクロウンデセン、テトラメチルア
ンモニウムハイドロオキサイドなどを挙げることができ
る。無機塩基としては、例えば、アンモニア、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カ
ルシウムなどを挙げることができる。これら触媒のう
ち、金属キレート化合物、有機酸、無機酸が好ましく、
より好ましくはチタンキレート化合物、有機酸を挙げる
ことができる。これらの触媒は、１種あるいは２種以上
を同時に使用してもよい。

【００２９】上記触媒の使用量は、化合物（１）〜
（２）の総量１００重量部に対し、通常、０．００１〜
１０重量部、好ましくは０．０１〜１０重量部の範囲で
ある。

【００３０】（Ｂ）成分 本発明で使用するシラトラン化合物としては、下記一般
式（３）で表される化合物を挙げることができる。

【００３１】

【化１】

【００３２】〔上記一般式（３）において、Ｒ¹⁰は水素
原子、炭素数１〜１２のアルキル基、アリール基または
アラルキル基、Ｒ¹¹〜Ｒ²²は同一または異なり、水素原
子または炭素数１〜３のアルキル基を示す。〕

【００３３】シラトラン化合物としては、例えば、メチ
ルシラトラン、エチルシラトラン、ｎ−プロピルシラト
ラン、ｉ―プロピルシラトラン、ｎ−ブチルシラトラ
ン、ｉ−ブチルシラトラン、ｓｅｃ−ブチルシラトラ
ン、ｔ−ブチルシラトラン、ｎ−ペンチルシラトラン、
ｎ−ヘキシルシラトラン、フェニルシラトラン、ハイド
ロジェンシラトランを好ましい例として挙げることがで
き、メチルシラトラン、フェニルシラトラン、ハイドロ
ジェンシラトランを特に好ましい例として挙げることが
できる。

【００３４】本発明の膜形成用組成物は、（Ａ）成分お
よび（Ｂ）成分を有機溶剤に溶解または分散してなる。
本発明に使用する有機溶剤としては、例えば、ｎ−ペン
タン、ｉ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｉ−ヘキサン、ｎ
−ヘプタン、ｉ−ヘプタン、２，２，４−トリメチルペ
ンタン、ｎ−オクタン、ｉ−オクタン、シクロヘキサ
ン、メチルシクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶
媒；ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、
トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、ｎ−プロ
ピルベンセン、ｉ−プロピルベンセン、ジエチルベンゼ
ン、ｉ−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−ｉ
−プロピルベンセン、ｎ−アミルナフタレン、トリメチ
ルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶媒；

【００３５】メタノール、エタノール、ｎ−プロパノー
ル、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノー
ル、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ｎ−ペンタ
ノール、ｉ−ペンタノール、２−メチルブタノール、ｓ
ｅｃ−ペンタノール、ｔ−ペンタノール、３−メトキシ
ブタノール、ｎ−ヘキサノール、２−メチルペンタノー
ル、ｓｅｃ−ヘキサノール、２−エチルブタノール、ｓ
ｅｃ−ヘプタノール、ヘプタノール−３、ｎ−オクタノ
ール、２−エチルヘキサノール、ｓｅｃ−オクタノー
ル、ｎ−ノニルアルコール、２，６−ジメチルヘプタノ
ール−４、ｎ−デカノール、ｓｅｃ−ウンデシルアルコ
ール、トリメチルノニルアルコール、ｓｅｃ−テトラデ
シルアルコール、ｓｅｃ−ヘプタデシルアルコール、フ
ェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノ
ール、３，３，５−トリメチルシクロヘキサノール、ベ
ンジルアルコール、フェニルメチルカルビノール、ジア
セトンアルコール、クレゾールなどのモノアルコール系
溶媒；

【００３６】エチレングリコール、１，２−プロピレン
グリコール、１，３−ブチレングリコール、ペンタンジ
オール−２，４、２−メチルペンタンジオール−２，
４、ヘキサンジオール−２，５、ヘプタンジオール−
２，４、２−エチルヘキサンジオール−１，３、ジエチ
レングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレ
ングリコール、トリプロピレングリコール、グリセリン
などの多価アルコール系溶媒；アセトン、メチルエチル
ケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチル−ｎ−ブ
チルケトン、ジエチルケトン、メチル−ｉ−ブチルケト
ン、メチル−ｎ−ペンチルケトン、エチル−ｎ−ブチル
ケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、ジ−ｉ−ブチル
ケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、２−
ヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、２，４−ペンタ
ンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコー
ル、アセトフェノン、フェンチョンなどのケトン系溶
媒；

【００３７】エチルエーテル、ｉ−プロピルエーテル、
ｎ−ブチルエーテル、ｎ−ヘキシルエーテル、２−エチ
ルヘキシルエーテル、エチレンオキシド、１，２−プロ
ピレンオキシド、ジオキソラン、４−メチルジオキソラ
ン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、エチレングリコ
ールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチ
ルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エ
チレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、エチレン
グリコールモノ−ｎ−ヘキシルエーテル、エチレングリ
コールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ
−２−エチルブチルエーテル、エチレングリコールジブ
チルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチ
レングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコー
ルモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ
−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ
−ヘキシルエーテル、エトキシトリグリコール、テトラ
エチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、プロピレ
ングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコー
ルモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロ
ピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテ
ル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプ
ロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレ
ングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラ
ン、２−メチルテトラヒドロフランなどのエーテル系溶
媒；

【００３８】ジエチルカーボネート、酢酸メチル、酢酸
エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、酢
酸ｎ−プロピル、酢酸ｉ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、
酢酸ｉ−ブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢酸ｎ−ペンチ
ル、酢酸ｓｅｃ−ペンチル、酢酸３−メトキシブチル、
酢酸メチルペンチル、酢酸２−エチルブチル、酢酸２−
エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、
酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸ｎ−ノニル、アセト酢
酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコール
モノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチ
ルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエー
テル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、
酢酸ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、
酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プ
ロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレ
ングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレング
リコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコ
ールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコール
モノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシ
トリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ｎ
−ブチル、プロピオン酸ｉ−アミル、シュウ酸ジエチ
ル、シュウ酸ジ−ｎ−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチ
ル、乳酸ｎ−ブチル、乳酸ｎ−アミル、マロン酸ジエチ
ル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチルなどのエステ
ル系溶媒；

【００３９】Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、アセ
トアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル
アセトアミド、Ｎ−メチルプロピオンアミド、Ｎ−メチ
ルピロリドンなどの含窒素系溶媒；硫化ジメチル、硫化
ジエチル、チオフェン、テトラヒドロチオフェン、ジメ
チルスルホキシド、スルホラン、１，３−プロパンスル
トンなどの含硫黄系溶媒；などを挙げることができる。
これらの有機溶剤は、１種あるいは２種以上を混合して
使用することができる。

【００４０】本発明の膜形成用組成物は、上記の有機溶
剤を含有するが、化合物（１）〜（２）を加水分解およ
び／または縮合する際に、同様の溶剤を使用することが
できる。具体的には、化合物（１）〜（２）を溶解させ
た有機溶剤中に、水を断続的あるいは連続的に添加す
る。この際、触媒は、有機溶剤中に予め添加しておいて
もよいし、水添加時に水中に溶解あるいは分散させてお
いてもよい。この際の反応温度としては、通常、０〜１
００℃、好ましくは１５〜８０℃である。

【００４１】また、膜形成用組成物を構成するにあた
り、組成物中の沸点１００℃以下のアルコールの含量
が、２０重量％以下、特に５重量％以下であることが好
ましい。沸点１００℃以下のアルコールは、上記化合物
（１）〜（２）の加水分解および／またはその縮合の際
に生じる場合があり、その含量が２０重量％以下、好ま
しくは５重量％以下になるように蒸留などにより除去す
ることが好ましい。

【００４２】本発明の膜形成用組成物中における（Ａ）
成分と（Ｂ）成分の使用割合は、（Ａ）成分（完全加水
分解縮合物換算）１００重量部に対して、（Ｂ）成分が
０．０１〜１０重量部、好ましくは０．１〜５重量部で
ある。（Ｂ）成分の含有量が０．０１重量部未満である
と、塗膜の硬化性が低下し、一方、１０重量部を超える
と、組成物から得られる塗膜の均一性が低下する。な
お、本発明において完全加水分解縮合物とは、（Ａ）成
分を構成する化合物（１）〜（２）のＲ² Ｏ基や、Ｒ⁴
Ｏ基，Ｒ⁵ Ｏ基で表される基が１００％加水加水分解し
てＯＨ基となり、完全に縮合したものを示す。

【００４３】本発明の膜形成用組成物は、さらに下記の
ような成分を添加してもよい。β−ジケトン β−ジケトンとしては、アセチルアセトン、２，４−ヘ
キサンジオン、２，４−ヘプタンジオン、３，５−ヘプ
タンジオン、２，４−オクタンジオン、３，５−オクタ
ンジオン、２，４−ノナンジオン、３，５−ノナンジオ
ン、５−メチル−２，４−ヘキサンジオン、２，２，
６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオン、１，
１，１，５，５，５−ヘキサフルオロ−２，４−ヘプタ
ンジオンなどの１種または２種以上である。本発明にお
いて、膜形成用組成物中のβ−ジケトン含有量は、全溶
剤の１〜５０重量％、好ましくは３〜３０重量％とする
ことが好ましい。このような範囲でβ−ジケトンを添加
すれば、一定の保存安定性が得られるとともに、膜形成
用組成物の塗膜均一性などの特性が低下する恐れが少な
い。

【００４４】その他の添加剤 本発明で得られる膜形成用組成物には、さらにコロイド
状シリカ、コロイド状アルミナ、有機ポリマー、界面活
性剤などの成分を添加してもよい。コロイド状シリカと
は、例えば、高純度の無水ケイ酸を上記親水性有機溶媒
に分散した分散液であり、通常、平均粒径が５〜３０ｍ
μ、好ましくは１０〜２０ｍμ、固形分濃度が１０〜４
０重量％程度のものである。このような、コロイド状シ
リカとしては、例えば、日産化学工業（株）製、メタノ
ールシリカゾルおよびイソプロパノールシリカゾル；触
媒化成工業（株）製、オスカルなどが挙げられる。コロ
イド状アルミナとしては、日産化学工業（株）製のアル
ミナゾル５２０、同１００、同２００；川研ファインケ
ミカル（株）製のアルミナクリアーゾル、アルミナゾル
１０、同１３２などが挙げられる。

【００４５】有機ポリマーとしては、例えば、ポリアル
キレンオキサイド構造を有する化合物、糖鎖構造を有す
る化合物、ビニルアミド系重合体、（メタ）アクリレー
ト化合物、芳香族ビニル化合物、デンドリマー、ポリイ
ミド、ポリアミック酸、ポリアリーレン、ポリアミド、
ポリキノキサリン、ポリオキサジアゾール、フッ素系重
合体などを挙げることができる。界面活性剤としては、
例えば、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性
剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げ
られ、さらには、シリコーン系界面活性剤、ポリアルキ
レンオキシド系界面活性剤、含フッ素界面活性剤などを
挙げることができる。

【００４６】なお、本発明で得られる膜形成用組成物に
おいて、この組成物中のナトリウム含量を２０ｐｐｂ以
内の値とするのが好ましい。このような範囲にナトリウ
ム含量を限定することにより、半導体などの層間絶縁膜
材料に用いた場合でも、電気回路などの信頼性を低下さ
せる恐れがない。また、腐食の発生をより効率的に防止
しながら、均一な厚さの層間絶縁膜とすることができ
る。

【００４７】膜形成用組成物の調製方法 本発明の膜形成用組成物を調製するに際しては、上記の
ように、有機溶剤中、化合物（１）および／または
（２）を混合して、触媒および水の存在下で、化合物
（１）および／または（２）を加水分解し、縮合し、こ
れに（Ｂ）成分を添加すればよく、特に限定されない。
しかしながら、上記金属キレート化合物とβ−ジケトン
類を使用する場合には、組成物を調製後、最後にβ−ジ
ケトンを添加する方法が採用される。

【００４８】本発明の組成物の調製法の具体例として
は、下記〜の方法などを挙げることができる。 化合物（１）および／または（２）、ならびに必要量
の有機溶剤からなる混合物に、所定量の水および触媒を
加えて加水分解・縮合反応を行ない、次いで、（Ｂ）成
分を添加する方法。 化合物（１）および／または（２）、ならびに必要量
の有機溶剤からなる混合物に、所定量の水および触媒を
加えて加水分解・縮合反応を行ったのち、反応により生
じたアルコール成分を減圧除去し、次いで、（Ｂ）成分
を添加する方法。

【００４９】化合物（１）および／または（２）、な
らびに必要量の有機溶剤からなる混合物に、所定量の水
および触媒を加えて加水分解・縮合反応を行ったのち、
（Ｂ）成分およびβ−ジケトンを添加する方法。 化合物（１）および／または（２）、ならびに必要量
の有機溶剤からなる混合物に、所定量の水および触媒を
加えて加水分解・縮合反応を行ったのち、反応により生
じたアルコール成分を減圧除去し、次いで、（Ｂ）成分
およびβ−ジケトンを添加する方法。

【００５０】化合物（１）および／または（２）、な
らびに必要量の有機溶剤からなる混合物に、所定量の水
および触媒を加えて加水分解・縮合反応を行ったのち、
（Ｂ）成分およびβ−ジケトンを添加し、次いで、反応
により生じたアルコール成分を減圧除去する方法。

【００５１】このようにして得られる本発明の組成物の
全固形分濃度は、好ましくは、２〜３０重量％であり、
使用目的に応じて適宜調整される。組成物の全固形分濃
度が２〜３０重量％であると、塗膜の膜厚が適当な範囲
となり、保存安定性もより優れるものである。ここで、
固形分濃度は、上記有機溶剤の使用量によって、容易に
調整することができる。また、このようにして得られる
組成物中の（Ａ）成分である加水分解縮合物の重量平均
分子量は、通常、１，０００〜１２０，０００、好まし
くは１，２００〜１００，０００程度である。

【００５２】このようにして得られる本発明の組成物
を、シリコンウエハ、ＳｉＯ₂ ウエハ、ＳｉＮウエハな
どの基材に塗布する際には、スピンコート法、浸漬法、
ロールコート法、スプレー法などの塗装手段が用いられ
る。

【００５３】この際の膜厚は、乾燥膜厚として、１回塗
りで厚さ０．０５〜１．５μｍ程度、２回塗りでは厚さ
０．１〜３μｍ程度の塗膜を形成することができる。そ
の後、常温で乾燥するか、あるいは、８０〜６００℃程
度の温度で、通常、５〜２４０分程度加熱して乾燥する
ことにより、ガラス質または巨大高分子の絶縁膜（層間
絶縁膜用材料）を形成することができる。この際の加熱
方法としては、ホットプレート、オーブン、ファーネス
などを使用することができ、加熱雰囲気としては、大気
下、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気、真空下、酸素濃度を
コントロールした減圧下などで行うことができる。

【００５４】このようにして得られる膜は、絶縁性に優
れ、塗布膜の均一性、誘電率特性、塗膜の耐クラック
性、塗膜の表面硬度に優れるから、ＬＳＩ、システムＬ
ＳＩ、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、ＲＤＲＡＭ、Ｄ−ＲＤＲ
ＡＭなどの半導体素子用層間絶縁膜、半導体素子の表面
コート膜などの保護膜、多層配線基板の層間絶縁膜、液
晶表示素子用の保護膜や絶縁防止膜などの用途に有用で
ある。

【００５５】

【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体
的に説明する。ただし、以下の記載は、本発明の態様例
を概括的に示すものであり、この記載により本発明は限
定されるものではない。なお、実施例中の部は、重量基
準である。また、膜形成用組成物の評価は、次のように
して測定したものである。

【００５６】膜厚均一性 膜形成用組成物を、８インチシリコンウエハ上に、スピ
ンコーターを用いて、回転数１，８００ｒｐｍ、２０秒
の条件で以て塗布した。その後、８０℃の温度に保持し
たホットプレートを用いて、膜形成用組成物を塗布した
シリコンウエハを５分間加熱し、有機溶媒を飛散させ
た。次いで、２００℃の温度に保持したホットプレート
を用いて、膜形成用組成物を塗布したシリコンウエハを
５分間加熱し、シリコンウエハ上に塗膜を形成させた。
このようにして得られた塗膜の膜厚を、光学式膜厚計
（Ｒｕｄｏｌｐｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製、Ｓ
ｐｅｃｔｒａ Ｌａｓｅｒ２００）を用いて塗膜面内で
５０点測定した。得られた膜厚の３σを計算し、下記基
準で評価した。 ○：塗膜の３σが１００ｎｍ未満 ×：塗膜の３σが１００ｎｍ以上

【００５７】吸湿性 ８インチシリコンウエハ上に、スピンコート法を用いて
組成物試料を塗布し、ホットプレート上で８０℃で１分
間、２００℃で１分間基板を乾燥し、さらに窒素置換し
たオーブン中４００℃で３０分間基板を焼成した。次い
で、焼成基板をクリーンルーム内で２３℃、５０％ＲＨ
の雰囲気で２週間放置後、吸湿性をＴＤＳ装置（電子科
学製、ＥＭＤ−ＷＡ１００Ｓ型）を用いて評価した。評
価条件は、以下のとおりである。すなわち、１℃／ｓｅ
ｃ．の昇温速度で室温から６００℃まで加熱してＴＤＳ
スペクトルを測定し、水のフラグメント（Ｍ／Ｚ＝１
８）の室温から４００℃までの面積を膜厚５００ｎｍ換
算で求める。その際、８インチシリコンウエハ上に形成
したＣＶＤ法ＳｉＯ₂ 膜の水のフラグメント（Ｍ／Ｚ＝
１８）の面積を同様にして求め、両者の面積比（組成物
／ＣＶＤ法ＳｉＯ₂ ）で吸湿性を評価した。面積比が小
さいほど、吸湿性が小さく良好である。

【００５８】誘電率 ８インチシリコンウエハ上に、スピンコート法を用いて
組成物試料を塗布し、ホットプレート上で８０℃で１分
間、２００℃で１分間基板を乾燥し、さらに４００℃の
真空オーブン中で３０分間、基板を焼成した。得られた
基板上にアルミニウムを蒸着し、誘電率評価用基板を作
製した。誘電率は、横川・ヒューレットパッカード
（株）製、ＨＰ１６４５１Ｂ電極およびＨＰ４２８４Ａ
プレシジョンＬＣＲメーター用いて、１０ｋＨｚにおけ
る容量値から算出した。

【００５９】合成例１ メチルトリメトキシシラン１６９．７ｇをイソプロピル
エーテル９１ｇに溶解させたのち、スリーワンモーター
で攪拌させ、溶液温度を５０℃に安定させた。次に、酢
酸４．４ｇを溶解させたイオン交換水１３０ｇを１時間
かけて溶液に添加した。その後、５０℃で２時間反応さ
せたのち、反応液を室温まで冷却した。この反応液に、
プロピレングリコールモノプロピルエーテル２３９ｇ添
加し、５０℃で反応液からメタノールを含む溶液を２３
９ｇエバポレーションで除去し、反応液（Ａ−１）を得
た。

【００６０】合成例２ メチルトリメトキシシラン１６９．７ｇとジイソプロポ
キシチタンビスエチルアセチルアセテート１．１ｇをメ
チルアミルケトン９１ｇに溶解させたのち、スリーワン
モーターで攪拌させ、溶液温度を５０℃に安定させた。
次に、イオン交換水１３０ｇを１時間かけて溶液に添加
した。その後、５０℃で２時間反応させたのち、反応液
を室温まで冷却した。この反応液に酢酸ブチル２３９ｇ
添加し、５０℃で反応液からメタノールを含む溶液を２
３９ｇエバポレーションで除去し、反応液（Ａ−２）を
得た。

【００６１】合成例３ メチルトリメトキシシラン１０１．８ｇとテトラメトキ
シシラン８４．７ｇをプロピレングリコールモノプロピ
ルエーテル１４３ｇに溶解させたのち、スリーワンモー
ターで攪拌させ、溶液温度を５０℃に安定させた。次
に、シュウ酸４．４ｇを溶解させたイオン交換水７０ｇ
を１時間かけて溶液に添加した。その後、５０℃で２時
間反応させたのち、反応液を室温まで冷却した。この反
応液にプロピレングリコールモノプロピルエーテル２３
４ｇ添加し、５０℃で反応液からメタノールを含む溶液
を２３４ｇエバポレーションで除去し、反応液（Ａ−
３）を得た。

【００６２】実施例１ 合成例１で得られた反応液（Ａ−１）に、反応溶液（Ａ
−１）中の固形分１００部に対して０．３部になるよう
メチルシラトランを添加した。得られた溶液を十分に攪
拌したのち、０．２μｍ孔径のポリテトラフルオロエチ
レン製フィルターでろ過を行い、スピンコート法でシリ
コンウエハ上に塗布し、ホットプレート上で８０℃で１
分間、２００℃で１分間基板を乾燥し、さらに窒素置換
したオーブン中４００℃で３０分間基板を焼成した。得
られた塗膜の塗膜の膜厚は５３０ｎｍであり、３σは６
１ｎｍと良好であった。塗膜の吸湿性は水のピークの面
積比＝０．４と良好であった。また、塗膜の誘電率を評
価したところ、２．７１と非常に低い誘電率を示した。

【００６３】実施例２〜５ 合成例１、２および３で得られた反応液（Ａ−１），
（Ａ−２）および（Ａ−３）と表１に示す（Ｂ）成分を
使用した以外は、実施例１と同様に塗膜を評価した。評
価結果を表１に示す。

【００６４】

【表１】

【００６５】＊）添加量：反応液中の固形分〔化合物
（１）〜（２）の完全加水分解縮合物換算〕１００部に
対する（Ｂ）成分の添加量 （Ｂ）成分： （ａ）メチルシラトラン〔上記一般式（３）において、
Ｒ¹⁰がメチル基、Ｒ¹¹〜Ｒ²²がいずれも水素原子〕 （ｂ）フェニルシラトラン〔上記一般式（３）におい
て、Ｒ¹⁰がフェニル基、Ｒ¹¹〜Ｒ²²がいずれも水素原
子〕 （ｃ）エチルシラトラン〔上記一般式（３）において、
Ｒ¹⁰がエチル基、Ｒ¹¹〜Ｒ²²がいずれも水素原子〕

【００６６】比較例１ 合成例１で得られた反応液（Ａ−１）のみを使用した以
外は、実施例１と同様に実施例１と同様に塗膜の評価を
行った。塗膜の膜厚は５７０ｎｍで３σは７７ｎｍ、誘
電率は２．６４と良好であったが、得られた塗膜の吸湿
性は面積比２．１と劣るものであった。

【００６７】比較例２ 合成例２で得られた反応液（Ａ−２）のみを使用した以
外は、実施例１と同様に塗膜の評価を行った。塗膜の膜
厚は６００ｎｍで３σは７７ｎｍ、誘電率は２．７１と
良好であったが、得られた塗膜の吸湿性は面積比１．８
と劣るものであった。

【００６８】比較例３ 合成例３で得られた反応液（Ａ−３）のみを使用した以
外は、実施例１と同様に塗膜の評価を行った。塗膜の膜
厚は６１０ｎｍで３σは７５ｎｍ、誘電率は２．７６と
良好であったが、得られた塗膜の吸湿性は面積比２．５
と劣るものであった。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、アルコキシシラン類の
加水分解縮合物とシラトラン化合物とを含有させること
により、塗布膜における厚さの均一性、誘電率特性、低
吸湿性のバランスに優れた、層間絶縁膜用材料に有用な
膜形成用組成物を提供することが可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J002 CP021 CP031 EX076 GQ01 4J038 DL032 DL051 JC32 JC35 KA06 NA07 NA17 NA20 PB09 PC03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）（Ａ−１）下記一般式（１）で表
   される化合物 Ｒ¹ _a Ｓｉ（ＯＲ² ）_4-a ・・・・・（１） （Ｒ¹ は水素原子、フッ素原子または１価の有機基を示
   し、Ｒ² は１価の有機基を示し、ａは０〜２の整数を表
   す。）、および（Ａ−２）下記一般式（２) で表される
   化合物 Ｒ³ _b （Ｒ⁴ Ｏ）_3-b Ｓｉ−（Ｒ⁷ ）_d −Ｓｉ（ＯＲ⁵ ）_3-c Ｒ⁶ _c ・・・・・（２） 〔Ｒ³ ，Ｒ⁴ ，Ｒ⁵ およびＲ⁶ は、同一でも異なってい
   てもよく、それぞれ１価の有機基を示し、ｂおよびｃ
   は、同一でも異なっていてもよく、０〜２の数を示し、
   Ｒ⁷ は酸素原子または−（ＣＨ₂ ）_n −を示し、ｄは０
   または１を示し、ｎは１〜６の数を示す。〕からなる群
   より選ばれる少なくとも１種の化合物、その加水分解物
   および／またはその縮合物、ならびに（Ｂ）シラトラン
   化合物を含有することを特徴とする膜形成用組成物。
2. 【請求項２】 （Ａ）成分（完全加水分解縮合物換算）
   １００重量部に対し、（Ｂ）成分が０．０１〜１０重量
   部である請求項１記載の膜形成用組成物。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の膜形成用組成物
   からなる絶縁膜形成用材料。