JP2001279169A - 膜形成用組成物および絶縁膜形成用材料 - Google Patents

膜形成用組成物および絶縁膜形成用材料

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JP2001279169A JP2000097559A JP2000097559A JP2001279169A JP 2001279169 A JP2001279169 A JP 2001279169A JP 2000097559 A JP2000097559 A JP 2000097559A JP 2000097559 A JP2000097559 A JP 2000097559A JP 2001279169 A JP2001279169 A JP 2001279169A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁膜形成用材料に好適な、密着性、クラッ
ク耐性や低誘電性に優れた膜形成用組成物を提供する。 【解決手段】 下記式(1)に示す繰り返し単位を5モ
ル%以上有する重合体を含有する膜形成用組成物。 【化1】 〔式(1)中、Xは−CQQ′−(ここで、Q,Q′は
同一でも異なっていてもよく、水素原子、フッ素原子、
アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリールアルキル
基、またはアリール基を示す)で表される2価の有機基
およびフルオレニレン基からなる群から選ばれる少なく
とも1種を示し、R1 〜R8 は同一でも異なっていても
よく、水素原子、フッ素原子、アルキル基、ハロゲン化
アルキル基、アリールアルキル基、アリル基、またはア
リール基を示し、a〜dは0〜4の整数を示し、eは0
〜4の整数であり、mは1〜99モル%、nは99〜1
モル%(ただし、m+n=100モル%)である。〕

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、膜形成用組成物お
よび絶縁膜形成用材料に関する。さらに詳しくは、LS
I、システムLSI、DRAM、SDRAM、RDRA
M、D−RDRAMなどの半導体素子用層間絶縁膜、層
間絶縁膜のエッチングストッパー膜および銅拡散防止
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層間絶縁
膜;電子材料などのドライエッチング加工時のマスク膜
や反射防止膜などの原材料として好適な、密着性、クラ
ック耐性や低誘電性に優れた膜形成用組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子材料分野においては、高集積
化、多機能化、高性能化の進行に伴ない、回路抵抗や配
線間のコンデンサー容量が増大し、消費電力や遅延時間
の増大を招来している。中でも、遅延時間の増大は、デ
バイスの信号スピードの低下やクロストークの発生の大
きな要因となるため、この遅延時間を減少させてデバイ
スの高速化を図るべく、寄生抵抗や寄生容量の低減が求
められている。この寄生容量を低減するための具体策の
一つとして、配線の周辺を低誘電性の層間絶縁膜で被覆
することが試みられている。また、LCD関連分野にお
いても、素子の高集積化に伴い、透明性を維持した高耐
熱性の層間絶縁膜が求められている。また、層間絶縁膜
には、実装基板製造時の薄膜形成工程やチップ接続、ピ
ン付けなどの後工程に耐えることのできる優れた耐熱性
が求められている。
【0003】このような種々の要請、特に高耐熱性に対
応する有機材料として、ポリイミドが検討されている
が、極性の高いイミド基を含むため、低誘電性、低吸水
性の面では、必ずしも十分に満足し得るものではない。
【0004】一方、極性基を含まない高耐熱性の有機材
料としては、ポリフェニレン(ポリアリーレン)が知ら
れている。ポリフェニレンは、耐熱性には優れるもの
の、有機溶媒溶解性に劣り、加工性が悪いため、一般に
側鎖を導入することが行われている。しかし、側鎖を導
入することにより、耐熱性が低下したり、原料の製造が
煩雑になるなどの問題がある。
【0005】すなわち、このような従来のポリフェニレ
ン(例えば、米国特許第5,214,044号明細書
国際出願WO96/28491号明細書、ヨーロッパ特
許公開第629217号公報などに記載されたポリマ
ー)は、基本的にポリパラフェニレン構造を主体とした
もので、一部に屈曲性モノマーを共重合させているもの
であるが、特定の有機溶媒にしか溶けず、加工性が悪い
という問題がある。また、その側鎖として極性基やアル
キル基を用いたポリマー(例えば、米国特許第5,21
4,044号明細書、ヨーロッパ特許公開第62921
7号公報などに記載されたポリマー)は、耐熱性、低誘
電性の面で十分に満足し得るものではなく、原料合成に
多くの工程を要するという問題がある。さらに、耐熱、
低誘電の構造を有するポリマー(例えば、国際出願WO
96/28491号明細書に記載のポリマー)は、モノ
マーの合成が煩雑であるという問題がある。さらに、ポ
リパラフェニレン構造を主体としたものは、透明性が十
分ではなく、光学的用途には用いることができないとい
う問題がある。
【0006】本発明者らは、このような従来のポリフェ
ニレンの有する諸問題に対し、種々検討をした結果とし
て、加工性ならびに硬化させて塗膜としたときの耐熱性
および低誘電性を十分に満たし、さらに、安価なプロセ
スで製造することのできるポリフェニレンの製造方法を
提案している(例えば、特開平10−273521号公
報、特開平10−273523号公報)。しかしなが
ら、これらのポリフェニレンの製造方法では、塗膜の密
着性が充分ではないという、問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
に鑑み、かつ上述の提案に加えてなされたものであり、
LSI、システムLSI、DRAM、SDRAM、RD
RAM、D−RDRAMなどの半導体素子用層間絶縁
膜、層間絶縁膜のエッチングストッパー膜および銅拡散
防止膜;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層間
絶縁膜;電子材料などのドライエッチング加工時のマス
ク膜や反射防止膜などの原材料として好適な、密着性、
クラック耐性や低誘電性に優れた膜形成用組成物、およ
びそれを用いた絶縁膜形成用材料を提供することを目的
とする。本発明者らは、上述の課題を解決するべく鋭意
研究した結果、特定の繰り返し単位を特定モル%以上有
する有機溶媒可溶性の重合体を含有する溶液組成物によ
り、上記目的を達成することができることを知見し、本
発明を完成させた。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記式(1)
に示す繰り返し単位を5モル%以上有する重合体を含有
することを特徴とする膜形成用組成物に関する。
【0009】
【化3】
【0010】〔式(1)中、Xは−CQQ′−(ここ
で、Q,Q′は同一でも異なっていてもよく、水素原
子、フッ素原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、
アリールアルキル基、またはアリール基を示す)で表さ
れる2価の有機基およびフルオレニレン基からなる群か
ら選ばれる少なくとも1種を示し、R1 〜R8 は同一で
も異なっていてもよく、水素原子、フッ素原子、アルキ
ル基、ハロゲン化アルキル基、アリールアルキル基、ア
リル基、またはアリール基を示し、a〜dは0〜4の整
数を示し、eは0〜4の整数であり、mは1〜99モル
%、nは99〜1モル%(ただし、m+n=100モル
%)である。〕 ここで、上記重合体は、主鎖および側鎖もしくはいずれ
か一方に、アルキル基、アルキレン基およびアルキリデ
ン基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を有す
るものが好ましい。また、上記重合体は、下記式(2)
および(3)に示す繰り返し単位もしくはいずれか一方
の繰り返し単位をさらに含有するものが好ましい。
【0011】
【化4】
【0012】〔式(2)〜(3)中、Yは単結合、−O
−、−CO−、−COO−、−CONH−、および−S
2 −基の群から選ばれた少なくとも1種であり、R9
〜R11は同一でも異なっていてもよく、水素原子、フッ
素原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール
アルキル基、アリル基、またはアリール基を示し、f〜
hは0〜4の整数を示す。〕 次に、本発明は、上記膜形成用組成物からなることを特
徴とする絶縁膜形成用材料に関する。
【0013】
【発明の実施の形態】膜形成用組成物 本発明の膜形成用組成物は、上記式(1)で示される繰
り返し単位を5モル%以上有する重合体(以下「重合
体」ともいう)を含有するものである。なお、上記式
(1)において、繰り返し単位は、Xに対してパラ位で
連結されているのが好ましい。このような重合体は、例
えば、下記式(4)に示す化合物および下記式(5)に
示す化合物を含むモノマーを遷移金属化合物を含む触媒
系の存在下に重合することによって製造することができ
る。
【0014】
【化5】
【0015】〔式(4)中、Xは−CQQ′−(ここ
で、Q,Q′は同一でも異なっていてもよく、水素原
子、フッ素原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、
アリールアルキル基、またはアリール基を示す)で表さ
れる2価の有機基およびフルオレニレン基からなる群か
ら選ばれる少なくとも1種を示し、R1 〜R2 は同一で
も異なっていてもよく、水素原子、フッ素原子、アルキ
ル基、ハロゲン化アルキル基、アリールアルキル基、ア
リル基、またはアリール基を示し、a〜bは0〜4の整
数を示し、Zはアルキル基、ハロゲン化アルキル基また
はアリール基を示す。〕
【0016】上記式(4)中のXを構成するQ,Q′の
うち、アルキル基としては、メチル基、エチル基、i−
プロピル基、n−プロピル基、ブチル基、ペンチル基、
ヘキシル基など;ハロゲン化アルキル基としては、トリ
フルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基など;アリ
ールアルキル基としては、ベンジル基、ジフェニルメチ
ル基など;アリール基としては、フェニル基、ビフェニ
ル基、トリル基、ペンタフルオロフェニル基などを挙げ
ることができる。
【0017】また、上記式(4)中の、−OSO2 Zを
構成するZとして、アルキル基としては、メチル基、エ
チル基など;ハロゲン化アルキル基としては、トリフル
オロメチル基、ペンタフルオロエチル基など;アリール
基としては、フェニル基、ビフェニル基、p−トリル
基、p−ペンタフルオロフェニル基などを挙げることが
できる。
【0018】上記式(4)中のXとしては、下記に示す
2価の基が好ましい。
【0019】
【化6】
【0020】
【0021】
【化7】
【0022】
【化8】
【0023】これらのうちでは、フルオレニレン基がさ
らに好ましい。
【0024】上記式(4)に示す化合物(モノマー)の
具体例としては、例えば2,2−ビス(4−メチルスル
フォニロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス
(4−メチルスルフォニロキシフェニル)メタン、ビス
(4−メチルスルフォニロキシフェニル)ジフェニルメ
タン、2,2−ビス(4−メチルスルフォニロキシ−3
−メチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−
ビス(4−メチルスルフォニロキシ−3−プロペニルフ
ェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−
メチルスルフォニロキシ−3,5−ジメチルフェニル)
ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−メチルス
ルフォニロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4
−メチルスルフォニロキシ−3−メチルフェニル)プロ
パン、2,2−ビス(4−メチルスルフォニロキシ−3
−プロペニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−
メチルスルフォニロキシ−3,5−ジメチルフェニル)
プロパン、2,2−ビス(4−メチルスルフォニロキシ
−3−フルオロフェニル)プロパン、2,2−ビス(4
−メチルスルフォニロキシ−3,5−ジフルオロフェニ
ル)プロパン、2,2−ビス(4−トリフルオロメチル
スルフォニロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス
(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシ−3−プロ
ペニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−フェニ
ルスルフォニロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス
(4−フェニルスルフォニロキシ−3−メチルフェニ
ル)プロパン、2,2−ビス(4−フェニルスルフォニ
ロキシ−3−プロペニルフェニル)プロパン、2,2−
ビス(4−フェニルスルフォニロキシ−3,5−ジメチ
ルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−フェニルス
ルフォニロキシ−3−フルオロフェニル)ジフェニルメ
タン、2,2−ビス(p−トリルスルフォニロキシフェ
ニル)プロパン、2,2−ビス(p−トリルスルフォニ
ロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス
(p−トリルスルフォニロキシ−3−プロペニルフェニ
ル)プロパン、2,2−ビス(p−トリルスルフォニロ
キシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、2,2−
ビス(p−トリルスルフォニロキシ−3−メチルフェニ
ル)プロパン、2,2−ビス(p−トリルスルフォニロ
キシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、2,2−
ビス(p−トリルスルフォニロキシ−3−プロペニルフ
ェニル)プロパン、ビス(p−トリルスルフォニロキシ
−3−フルオロフェニル)プロパン、ビス(p−トリル
スルフォニロキシ−3,5−ジフルオロフェニル)プロ
パン9,9−ビス(4−メチルスルフォニロキシフェニ
ル)フルオレン、9,9−ビス(4−メチルスルフォニ
ロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビ
ス(4−メチルスルフォニロキシ−3,5−ジメチルフ
ェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−メチルスルフ
ォニロキシ−3−プロペニルフェニル)フルオレン、
9,9−ビス(4−メチルスルフォニロキシ−3−フェ
ニルフェニル)フルオレン、ビス(4−メチルスルフォ
ニロキシ−3−メチルフェニル)ジフェニルメタン、ビ
ス(4−メチルスルフォニロキシ−3,5−ジメチルフ
ェニル)ジフェニルメタン、ビス(4−メチルスルフォ
ニロキシ−3−プロペニルフェニル)ジフェニルメタ
ン、ビス(4−メチルスルフォニロキシ−3−フルオロ
フェニル)ジフェニルメタン、ビス(4−メチルスルフ
ォニロキシ−3,5−ジフルオロフェニル)ジフェニル
メタン、9,9−ビス(4−メチルスルフォニロキシ−
3−フルオロフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4
−メチルスルフォニロキシ−3,5−ジフルオロフェニ
ル)フルオレン、ビス(4−メチルスルフォニロキシフ
ェニル)メタン、ビス(4−メチルスルフォニロキシ−
3−メチルフェニル)メタン、ビス(4−メチルスルフ
ォニロキシ−3,5−ジメチルフェニル)メタン、ビス
(4−メチルスルフォニロキシ−3−プロペニルフェニ
ル)メタン、ビス(4−メチルスルフォニロキシフェニ
ル)トリフルオロメチルフェニルメタン、ビス(4−メ
チルスルフォニロキシフェニル)フェニルメタン、2,
2−ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシフ
ェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−トリフル
オロメチルスルフォニロキシフェニル)メタン、ビス
(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシフェニル)
ジフェニルメタン、2,2−ビス(4−トリフルオロメ
チルスルフォニロキシ−3−メチルフェニル)ヘキサフ
ルオロプロパン、2,2−ビス(4−トリフルオロメチ
ルスルフォニロキシ−3−プロペニルフェニル)ヘキサ
フルオロプロパン、2,2−ビス(4−トリフルオロメ
チルスルフォニロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ヘ
キサフルオロプロパン、9,9−ビス(4−トリフルオ
ロメチルスルフォニロキシフェニル)フルオレン、9,
9−ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシ−
3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−
トリフルオロメチルスルフォニロキシ−3,5−ジメチ
ルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−トリフル
オロメチルスルフォニロキシ−3−プロペニルフェニ
ル)フルオレン、9,9−ビス(4−トリフルオロメチ
ルスルフォニロキシ−3−フェニルフェニル)フルオレ
ン、ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシ−
3−メチルフェニル)ジフェニルメタン、ビス(4−ト
リフルオロメチルスルフォニロキシ−3,5−ジメチル
フェニル)ジフェニルメタン、ビス(4−トリフルオロ
メチルスルフォニロキシ−3−プロペニルフェニル)ジ
フェニルメタン、ビス(4−トリフルオロメチルスルフ
ォニロキシ−3−フルオロフェニル)ジフェニルメタ
ン、ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシ−
3,5−ジフルオロフェニル)ジフェニルメタン、9,
9−ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシ−
3−フルオロフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4
−トリフルオロメチルスルフォニロキシ−3,5−ジフ
ルオロフェニル)フルオレン、ビス(4−トリフルオロ
メチルスルフォニロキシフェニル)メタン、ビス(4−
トリフルオロメチルスルフォニロキシ−3−メチルフェ
ニル)メタン、ビス(4−トリフルオロメチルスルフォ
ニロキシ−3,5−ジメチルフェニル)メタン、ビス
(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシ−3−プロ
ペニルフェニル)メタン、ビス(4−トリフルオロメチ
ルスルフォニロキシフェニル)トリフルオロメチルフェ
ニルメタン、ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニ
ロキシフェニル)、2,2−ビス(4−フェニルスルフ
ォニロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス
(4−フェニルスルフォニロキシフェニル)メタン、ビ
ス(4−フェニルスルフォニロキシフェニル)ジフェニ
ルメタン、2,2−ビス(4−フェニルスルフォニロキ
シ−3−メチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、
2,2−ビス(4−フェニルスルフォニロキシ−3−プ
ロペニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−
ビス(4−フェニルスルフォニロキシ−3,5−ジメチ
ルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、9,9−ビス
(4−フェニルスルフォニロキシフェニル)フルオレ
ン、9,9−ビス(4−フェニルスルフォニロキシ−3
−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−フ
ェニルスルフォニロキシ−3,5−ジメチルフェニル)
フルオレン、9,9−ビス(4−フェニルスルフォニロ
キシ−3−プロペニルフェニル)フルオレン、9,9−
ビス(4−フェニルスルフォニロキシ−3−フェニルフ
ェニル)フルオレン、ビス(4−フェニルスルフォニロ
キシ−3−メチルフェニル)ジフェニルメタン、ビス
(4−フェニルスルフォニロキシ−3,5−ジメチルフ
ェニル)ジフェニルメタン、ビス(4−フェニルスルフ
ォニロキシ−3−プロペニルフェニル)ジフェニルメタ
ン、ビス(4−フェニルスルフォニロキシ−3−フルオ
ロフェニル)ジフェニルメタン、ビス(4−フェニルス
ルフォニロキシ−3,5−ジフルオロフェニル)ジフェ
ニルメタン、9,9−ビス(4−フェニルスルフォニロ
キシ−3−フルオロフェニル)フルオレン、9,9−ビ
ス(4−フェニルスルフォニロキシ−3,5−ジフルオ
ロフェニル)フルオレン、ビス(4−フェニルスルフォ
ニロキシフェニル)メタン、ビス(4−フェニルスルフ
ォニロキシ−3−メチルフェニル)メタン、ビス(4−
フェニルスルフォニロキシ−3,5−ジメチルフェニ
ル)メタン、ビス(4−フェニルスルフォニロキシ−3
−プロペニルフェニル)メタン、ビス(4−フェニルス
ルフォニロキシフェニル)トリフルオロメチルフェニル
メタン、ビス(4−フェニルスルフォニロキシフェニ
ル)フェニルメタン2,2−ビス(p−トリルスルフォ
ニロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(p
−トリルスルフォニロキシフェニル)メタン、ビス(p
−トリルスルフォニロキシフェニル)ジフェニルメタ
ン、2,2−ビス(p−トリルスルフォニロキシ−3−
メチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビ
ス(p−トリルスルフォニロキシ−3−プロペニルフェ
ニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(p−ト
リルスルフォニロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ヘ
キサフルオロプロパン、9,9−ビス(p−トリルスル
フォニロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(p
−トリルスルフォニロキシ−3−メチルフェニル)フル
オレン、9,9−ビス(p−トリルスルフォニロキシ−
3,5−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス
(p−トリルスルフォニロキシ−3−プロペニルフェニ
ル)フルオレン、9,9−ビス(p−トリルスルフォニ
ロキシ−3−フェニルフェニル)フルオレン、ビス(p
−トリルスルフォニロキシ−3−メチルフェニル)ジフ
ェニルメタン、ビス(p−トリルスルフォニロキシ−
3,5−ジメチルフェニル)ジフェニルメタン、ビス
(p−トリルスルフォニロキシ−3−プロペニルフェニ
ル)ジフェニルメタン、ビス(p−トリルスルフォニロ
キシ−3−フルオロフェニル)ジフェニルメタン、ビス
(p−トリルスルフォニロキシ−3,5−ジフルオロフ
ェニル)ジフェニルメタン、9,9−ビス(p−トリル
スルフォニロキシ−3−フルオロフェニル)フルオレ
ン、9,9−ビス(p−トリルスルフォニロキシ−3,
5−ジフルオロフェニル)フルオレン、ビス(p−トリ
ルスルフォニロキシフェニル)メタン、ビス(p−トリ
ルスルフォニロキシ−3−メチルフェニル)メタン、ビ
ス(p−トリルスルフォニロキシ−3,5−ジメチルフ
ェニル)メタン、ビス(p−トリルスルフォニロキシ−
3−プロペニルフェニル)メタン、ビス(p−トリルス
ルフォニロキシフェニル)トリフルオロメチルフェニル
メタン、ビス(p−トリルスルフォニロキシフェニル)
フェニルメタンなどを挙げることができる。本発明にお
いては、上記式(4)に示す化合物を2種以上共重合す
ることもできる。
【0025】上記式(4)に示す化合物は、例えば、下
記の製法によって合成することができる。すなわち、ビ
スフェノール化合物〔例えば、2,2−ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン〕、およびビ
スフェノール化合物の2当量以上の塩基を溶媒に溶か
す。このとき、ピリジンなどを溶媒として用いて、溶媒
と塩基との両方の役割を兼用させてもよい。また、必要
に応じて、4−ジメチルアミノピリジンなどの触媒を加
えてもよい。
【0026】そして、スルフォン酸クロライド(無水
物)(例えば、メタンスルフォン酸クロライド)を15
℃以下に保持しながら5〜60分かけて乾燥窒素気流下
に滴下する。それから、その温度で、0〜60分攪拌し
たのち、室温に戻し、0〜24時間攪拌し、懸濁液を作
成する。得られた懸濁液を3〜20倍量の氷水に再沈殿
させ、その沈殿を回収し、再結晶などの操作を繰り返し
て、結晶としてビススルフォネート化合物を得ることが
できる。
【0027】あるいは、まず、ビスフェノール化合物
〔例えば、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘ
キサフルオロプロパン〕を水酸化ナトリウム水溶液など
の2当量のアルカリ水溶液に溶かす。その一方、スルフ
ォン酸クロライド(無水物)(例えば、メタンスルフォ
ン酸クロライド)をトルエン、クロロホルムなどの有機
溶媒に溶かす。そして、これらに必要に応じて、アセチ
ルトリメチルアンモニウムクロライドなどの相間移動触
媒を加えたのち、激しく攪拌する。そして、反応して得
られた有機層を精製することによっても、目的のビスス
ルフォネート化合物を得ることができる。
【0028】本発明においては、上記式(4)に示す化
合物の少なくとも1種と、下記式(5)に示す化合物と
を共重合させるか、さらにはこれらに加えて下記式
(6)および(7)に示す化合物もしくはいずれか一方
の化合物を共重合させる。
【0029】
【化9】
【0030】〔式(5)中、R3 〜R8 は同一でも異な
っていてもよく、水素原子、フッ素原子、アルキル基、
ハロゲン化アルキル基、アリールアルキル基、アリル
基、またはアリール基を示し、c〜dは0〜4の整数を
示し、eは0〜4の整数であり、R12は、−OSO2
(ここで、Zはアルキル基、ハロゲン化アルキル基また
はアリール基を示す)、塩素原子、臭素原子またはヨウ
素原子を示す。〕
【0031】R3 〜R8 のうち、アルキル基としてはメ
チル基、エチル基など、ハロゲン化アルキル基としては
トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基など、
アリールアルキル基としてはベンジル基、ジフェニルメ
チル基など、アリル基としては、プロペニル基など、ア
リール基としてはフェニル基、ペンタフルオロフェニル
基などを挙げることができる。また、−OSO2 Zを構
成するZとして、アルキル基としてはメチル基、エチル
基など、ハロゲン化アルキル基としてはトリフルオロメ
チル基など、アリール基としてはフェニル基、p−トリ
ル基、p−フルオロフェニル基などを挙げることができ
る。
【0032】上記式(5)に示す化合物としては、例え
ば下記式(8)〜(19)の化合物などを挙げることが
できる。
【0033】
【化10】
【0034】上記式(5)に示す化合物は、1種単独
で、または2種以上を組み合わせて用いることができ
る。
【0035】
【化11】
【0036】〔式(6)中、Yは単結合、−O−、−C
O−、−COO−、−CONH−、および−SO2 −基
の群から選ばれた少なくとも1種であり、R9 〜R10
同一でも異なっていてもよく、水素原子、フッ素原子、
アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリールアルキル
基、アリル基、またはアリール基を示し、f〜gは0〜
4の整数を示し、R13は、−OSO2 Z(ここで、Zは
アルキル基、ハロゲン化アルキル基またはアリール基を
示す)、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を示
す。〕
【0037】R9 〜R10のうち、アルキル基としてはメ
チル基、エチル基など、ハロゲン化アルキル基としては
トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基など、
アリールアルキル基としてはベンジル基、ジフェニルメ
チル基など、アリル基としてはプロペニル基など、アリ
ール基として、フェニル基、ペンタフルオロフェニル基
などを挙げることができる。また、−OSO2 Zを構成
するZとして、アルキル基としてはメチル基、エチル基
など、ハロゲン化アルキル基としてはトリフルオロメチ
ル基など、アリール基としてはフェニル基、p−トリル
基、p−フルオロフェニル基などを挙げることができ
る。
【0038】上記式(6)に示す化合物としては、例え
ば4,4′−ジメチルスルフォニロキシビフェニル、
4,4′−ジメチルスルフォニロキシ−3,3′−ジプ
ロペニルビフェニル、4,4′−ジブロモビフェニル、
4,4′−ジヨードビフェニル、4,4′−ジメチルス
ルフォニロキシ−3,3′−ジメチルビフェニル、4,
4′−ジメチルスルフォニロキシ−3,3′−ジフルオ
ロビフェニル、4,4′−ジメチルスルフォニロキシ−
3,3′,5,5′−テトラフルオロビフェニル、4,
4′−ジブロモオクタフルオロビフェニル、4,4−メ
チルスルフォニロキシオクタフルオロビフェニル、3,
3′−ジアリル−4,4′−ビス(4−フルオロベンゼ
ンスルフォニロキシ)ビフェニル、4,4′−ジクロロ
−2,2′−トリフルオロメチルビフェニル、4,4′
−ジブロモ−2,2′−トリフルオロメチルビフェニ
ル、4,4′−ジヨード−2,2′−トリフルオロメチ
ルビフェニル、ビス(4−クロロフェニル)スルフォ
ン、4,4′−ジクロロベンゾフェノン、2,4−ジク
ロロベンゾフェノンなどを挙げることができる。上記式
(6)に示す化合物は、1種単独で、または2種以上を
組み合わせて用いることができる。
【0039】
【化12】
【0040】〔式(7)中、R11は水素原子、フッ素原
子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリールアル
キル基、アリル基、またはアリール基を示し、hは0〜
4の整数を示し、R14は、−OSO2 Z(ここで、Zは
アルキル基、ハロゲン化アルキル基またはアリール基を
示す)、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を示
す。〕
【0041】R11のうち、アルキル基としてはメチル
基、エチル基など、ハロゲン化アルキル基としてはトリ
フルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基など、アリ
ールアルキル基としてはベンジル基、ジフェニルメチル
基など、アリル基としてはプロペニル基など、アリール
基としてはフェニル基、ペンタフルオロフェニル基など
を挙げることができる。また、−OSO2 Zを構成する
Zとしては、アルキル基としてメチル基、エチル基な
ど、ハロゲン化アルキル基としてトリフルオロメチル基
など、アリール基としてフェニル基、p−トリル基、p
−フルオロフェニル基などを挙げることができる。
【0042】上記式(7)に示す化合物としては、例え
ばo−ジクロロベンゼン、o−ジブロモベンゼン、o−
ジヨードベンゼン、o−ジメチルスルフォニロキシベン
ゼン、2,3−ジクロロトルエン、2,3−ジブロモト
ルエン、2,3−ジヨードトルエン、3,4−ジクロロ
トルエン、3,4−ジブロモトルエン、3,4−ジヨー
ドトルエン、2,3−ジメチルスルフォニロキシベンゼ
ン、3,4−ジメチルスルフォニロキシベンゼン、m−
ジクロロベンゼン、m−ジブロモベンゼン、m−ジヨー
ドベンゼン、m−ジメチルスルフォニロキシベンゼン、
2,4−ジクロロトルエン、2,4−ジブロモトルエ
ン、2,4−ジヨードトルエン、3,5−ジクロロトル
エン、3,5−ジブロモトルエン、3,5−ジヨードト
ルエン、2,6−ジクロロトルエン、2,6−ジブロモ
トルエン、2,6−ジヨードトルエン、3,5−ジメチ
ルスルフォニロキシトルエン、2,6−ジメチルスルフ
ォニロキシトルエン、2,4−ジクロロベンゾトリフル
オライド、2,4−ジブロモベンゾトリフルオライド、
2,4−ジヨードベンゾトリフルオライド、3,5−ジ
クロロベンゾトリフルオライド、3,5−ジブロモトリ
フルオライド、3,5−ジヨードベンゾトリフルオライ
ド、1,3−ジブロモ−2,4,5,6−テトラフルオ
ロベンゼン、2,4−ジクロロベンジルアルコール、
3,5−ジクロロベンジルアルコール、2,4−ジブロ
モベンジルアルコール、3,5−ジブロモベンジルアル
コール、3,5−ジクロロフェノール、3,5−ジブロ
モフェノール、3,5−ジクロロ−t−ブトキシカルボ
ニロキシフェニル、3,5−ジブロモ−t−ブトキシカ
ルボニロキシフェニル、2,4−ジクロロ安息香酸、
3,5−ジクロロ安息香酸、2,4−ジブロモ安息香
酸、3,5−ジブロモ安息香酸、2,4−ジクロロ安息
香酸メチル、3,5−ジクロロ安息香酸メチル、3,5
−ジブロモ安息香酸メチル、2,4−ジブロモ安息香酸
メチル、2,4−ジクロロ安息香酸−t−ブチル、3,
5−ジクロロ安息香酸−t−ブチル、2,4−ジブロモ
安息香酸−t−ブチル、3,5−ジブロモ安息香酸−t
−ブチルなどを挙げることができ、好ましくは、m−ジ
クロロベンゼン、2,4−ジクロロトルエン、3,5−
ジメチルスルフォニロキシトルエン、2,4−ジクロロ
ベンゾトリフルオライド、2,4−ジクロロベンゾフェ
ノン、2,4−ジクロロフェノキシベンゼンなどであ
る。上記式(7)に示す化合物は、1種単独で、または
2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0043】重合体中の繰り返し単位の割合は、上記式
(1)において、mが1〜99モル%、好ましくは2〜
80モル%、nが99〜1モル%、好ましくは98〜2
0モル%(ただし、m+n=100モル%)である。m
が1モル%未満では、塗膜の密着性が劣るものとなり、
一方、99モル%を超えると、塗膜の耐熱性が劣るもの
となる。また、必要に応じて上記式(2)および(3)
で表される繰り返し単位もしくはいずれか一方を導入す
ることができる。この場合、式(2)〜(3)で表され
る繰り返し単位は、全繰り返し単位中に、70モル%以
下、好ましくは5〜50モル%である。
【0044】さらに、本発明の重合体は、主鎖および側
鎖もしくはいずれか一方に、アルキル基、アルキレン基
およびアルキリデン基の群から選ばれた少なくとも1種
の基を有することが、塗膜の耐熱性をさらに向上させる
点で好ましい。ここで、アルキル基としては、メチル
基、エチル基、i−プロピル基、n−プロピル基、ブチ
ル基など、アルキレン基としては、ビニル基、エチニル
基など、アルキリデン基としては、イソプロピリデン基
などが挙げられる。また、主鎖や側鎖にこれらの基を有
するとは、重合体中の芳香族基に直結した上記有機基を
有することである。
【0045】本発明に用いられる重合体を製造する際に
用いられる触媒は、遷移金属化合物を含む触媒系が好ま
しく、この触媒系としては、遷移金属塩および配位
子、または配位子が配位された遷移金属(塩)、ならび
に還元剤を必須成分とし、さらに、重合速度を上げる
ために、「塩」を添加してもよい。
【0046】ここで、遷移金属塩としては、塩化ニッケ
ル、臭化ニッケル、ヨウ化ニッケル、ニッケルアセチル
アセトナートなどのニッケル化合物、塩化パラジウム、
臭化パラジウム、ヨウ化パラジウムなどのパラジウム化
合物、塩化鉄、臭化鉄、ヨウ化鉄などの鉄化合物、塩化
コバルト、臭化コバルト、ヨウ化コバルトなどのコバル
ト化合物などを挙げることができる。これらのうち特
に、塩化ニッケル、臭化ニッケルなどが好ましい。
【0047】また、配位子としては、トリフェニルホス
フィン、2,2′−ビピリジン、1,5−シクロオクタ
ジエン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパ
ンなどを挙げることができるが、トリフェニルホスフィ
ン、2,2′−ビピリジンが好ましい。上記配位子は、
1種単独でまたは2種以上を組合わせて用いることがで
きる。
【0048】さらに、あらかじめ配位子が配位された遷
移金属(塩)としては、例えば、塩化ニッケル2トリフ
ェニルホスフィン、臭化ニッケル2トリフェニルホスフ
ィン、ヨウ化ニッケル2トリフェニルホスフィン、硝酸
ニッケル2−トリフェニルホスフィン、塩化ニッケル
2,2′ビピリジン、臭化ニッケル2,2′ビピリジ
ン、ヨウ化ニッケル2,2′ビピリジン、硝酸ニッケル
2,2′ビピリジン、ビス(1,5−シクロオクタジエ
ン)ニッケル、テトラキス(トリフェニルホスフィン)
ニッケル、テトラキス(トリフェニルホスファイト)ニ
ッケル、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジ
ウムなどを挙げることができるが、塩化ニッケル2トリ
フェニルホスフィン、塩化ニッケル2,2′ビピリジン
が好ましい。
【0049】このような触媒系において使用することが
できる上記還元剤としては、例えば、鉄、亜鉛、マンガ
ン、アルミニウム、マグネシウム、ナトリウム、カルシ
ウムなどを挙げることできるが、亜鉛、マンガンが好ま
しい。これらの還元剤は、酸や有機酸に接触させること
により、より活性化して用いることができる。
【0050】また、このような触媒系において使用する
ことのできる「塩」としては、フッ化ナトリウム、塩化
ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、硫酸
ナトリウムなどのナトリウム化合物、フッ化カリウム、
塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、硫酸カ
リウムなどのカリウム化合物、フッ化テトラエチルアン
モニウム、塩化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラ
エチルアンモニウム、ヨウ化テトラエチルアンモニウ
ム、硫酸テトラエチルアンモニウムなどのアンモニウム
化合物などを挙げることができるが、臭化ナトリウム、
ヨウ化ナトリウム、臭化カリウム、臭化テトラエチルア
ンモニウム、ヨウ化テトラエチルアンモニウムが好まし
い。
【0051】このような触媒系における各成分の使用割
合は、遷移金属塩または配位子が配位された遷移金属
(塩)が、上記式(4)〜(7)の化合物の総量1モル
に対し、通常、0.0001〜10モル、好ましくは
0.01〜0.5モルである。0.0001モル未満で
あると、重合反応が充分に進行せず、一方、10モルを
超えると、分子量が低下することがある。
【0052】このような触媒系において、遷移金属塩お
よび配位子を用いる場合、この配位子の使用割合は、遷
移金属塩1モルに対し、通常、0.1〜100モル、好
ましくは1〜10モルである。0.1モル未満では、触
媒活性が不充分となり、一方、100モルを超えると、
分子量が低下するという問題がある。
【0053】また、触媒系における還元剤の使用割合
は、上記式(4)〜(7)の化合物の総量1モルに対
し、通常、0.1〜100モル、好ましくは1〜10モ
ルである。0.1モル未満であると、重合が充分進行せ
ず、一方、100モルを超えると、得られる重合体の精
製が困難になることがある。
【0054】さらに、触媒系に「塩」を使用する場合、
その使用割合は、上記式(4)〜(7)の化合物の総量
1モルに対し、通常、0.001〜100モル、好まし
くは0.01〜1モルである。0.001モル未満であ
ると、重合速度を上げる効果が不充分であり、一方、1
00モルを超えると、得られる重合体の精製が困難とな
ることがある。
【0055】本発明で使用することのできる重合溶媒と
しては、例えば、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノ
ン、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムア
ミド、N,N−ジメチルアセトアミド、1−メチル−2
−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、γ−ブチロラクタ
ムなどを挙げることができ、テトラヒドロフラン、N,
N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトア
ミド、1−メチル−2−ピロリドンが好ましい。これら
の重合溶媒は、充分に乾燥してから用いることが好まし
い。重合溶媒中における上記式(4)〜(7)の化合物
の総量の濃度は、通常、1〜100重量%、好ましくは
5〜40重量%である。
【0056】また、本発明の重合体を重合する際の重合
温度は、通常、0〜200℃、好ましくは50〜80℃
である。また、重合時間は、通常、0.5〜100時
間、好ましくは1〜40時間である。なお、本発明に用
いられる重合体のポリスチレン換算の重量平均分子量
は、通常、1,000〜1,000,000である。
【0057】本発明の膜形成用組成物は、上記重合体を
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;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、sec−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、sec−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;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;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;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;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。これらの溶剤は、1種
単独で、または2種以上を組み合わせて用いることがで
きる。
【0058】本発明の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、ラジカル発生剤、シランカップリング剤など
の成分を添加してもよい。
【0059】コロイド状シリカとは、例えば、高純度の
無水ケイ酸を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5〜30mμ、好ましくは10〜20
mμ、固形分濃度が10〜40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1
00、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。
【0060】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
ト重合体、芳香族ビニル化合物重合体、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。
【0061】ポリアルキレンオキサイド構造を有する化
合物としては、ポリメチレンオキサイド構造、ポリエチ
レンオキサイド構造、ポリプロピレンオキサイド構造、
ポリテトラメチレンオキサイド構造、ポリブチレンオキ
シド構造などが挙げられる。具体的には、ポリオキシメ
チレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキル
エーテル、ポリオキシエテチレンアルキルフェニルエー
テル、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオ
キシエチレンラノリン誘導体、アルキルフェノールホル
マリン縮合物の酸化エチレン誘導体、ポリオキシエチレ
ンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキ
シエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルなど
のエーテル型化合物、ポリオキシエチレングリセリン脂
肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エ
ステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステ
ル、ポリオキシエチレン脂肪酸アルカノールアミド硫酸
塩などのエーテルエステル型化合物、ポリエチレングリ
コール脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エス
テル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エ
ステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコ
ール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステルなどのエー
テルエステル型化合物などを挙げることができる。
【0062】また、上記ポリオキシチレンポリオキシプ
ロピレンブロックコポリマーとしては、下記のようなブ
ロック構造を有する化合物が挙げられる。 −(A)p−(B)q− −(A)p−(B)q−(A)r− 〔式中、Aは−CH2 CH2 O−で表される基を、Bは
−CH2 CH(CH3 )O−で表される基を示し、pは
1〜90、qは10〜99、rは0〜90の数を示
す。〕 これらの中で、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、
ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポ
リマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアル
キルエーテル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エ
ステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステ
ル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、
などのエーテル型化合物をより好ましい例として挙げる
ことができる。これらは、1種あるいは2種以上を同時
に使用しても良い。
【0063】糖鎖構造を有する化合物としては、例えば
シクロデキストリン、ショ糖エステル、オリゴ糖、グル
コース、フルクトース、マンニット、デンプン糖、D−
ソルビット、デキストラン、ザンサンガム、カードラ
ン、プルラン、シクロアミロース、異性化糖、マルチト
ール、酢酸セルロース、セルロース、カルボキシメチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシ
プロピルセルロース、メチルセルロース、エチルヒドロ
キシエチルセルロース、キチン、キトサンなどを挙げる
ことができる。
【0064】ビニルアミド重合体としては、例えばポリ
(N−ビニルアセトアミド)、ポリ(N−ビニルピロリ
ドン)、ポリ(2−メチル−2−オキサゾリン)、ポリ
(N,N−ジメチルアクリルアミド)などが挙げられ
る。
【0065】(メタ)アクリル系重合体としては、ポリ
オキシエチル基、ポリオキシプロピル基、アミド基、ヒ
ドロキシル基、カルボキシル基の群より選ばれた少なく
とも1種を有する(メタ)アクリル系重合体が挙げられ
る。上記(メタ)アクリル系重合体は、アクリル酸、メ
タクリル酸、官能基を有するアクリル酸誘導体、官能基
を有するメタクリル酸誘導体、官能基を有さないアクリ
ル酸エステルおよび官能基を有さないメタクリル酸エス
テルより構成される。
【0066】官能基を有するアクリル酸誘導体の具体例
としては、2−ヒドロキシエチルアクリレート、ジエチ
レングリコールアクリレート、ポリエチレングリコール
アクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレ
ート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、
エトキシジエチレングリコールアクリレート、エトキシ
ポリエチレングリコールアクリレート、2−ヒドロキシ
プロピルアクリレート、ジプロピレングリコールアクリ
レート、ポリプロピレングリコールアクリレート、メト
キシジプロピレングリコールアクリレート、メトキシポ
リプロピレングリコールアクリレート、エトキシジプロ
ピレングリコールアクリレート、エトキシポリプロピレ
ングリコールアクリレート、2−ジメチルアミノエチル
アクリレート、2−ジエチルアミノエチルアクリレー
ト、N−ビニルピロリドン、ビニルピリジン、アクリル
アミド、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチル
アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、グリ
シジルアクリレートなどのモノアクリレート類;ジエチ
レングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコー
ルジアクリレートなどのジアクリレート類;などが挙げ
られる。これらは、1種または2種以上を同時に使用し
てもよい。
【0067】官能基を有するメタクリル酸誘導体の具体
例としては、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ジ
エチレングリコールメタクリレート、ポリエチレングリ
コールメタクリレート、メトキシジエチレングリコール
メタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタ
クリレート、エトキシジエチレングリコールメタクリレ
ート、エトキシポリエチレングリコールメタクリレー
ト、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジプロピ
レングリコールメタクリレート、ポリプロピレングリコ
ールメタクリレート、メトキシジプロピレングリコール
メタクリレート、メトキシポリプロピレングリコールメ
タクリレート、エトキシジプロピレングリコールメタク
リレート、エトキシポリプロピレングリコールメタクリ
レート、2−ジメチルアミノエチルメタクリレート、2
−ジエチルアミノエチルメタクリレート、メタクリルア
ミド、N−メチルメタクリルアミド、N,N−ジメチル
メタクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、
グリシジルメタクリレートなどのモノメタクリレート
類;ジエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチ
レングリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコ
ールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメ
タクリレートなどのジメタクリレート類;などが挙げら
れる。これらは、1種または2種以上を同時に使用して
もよい。
【0068】官能基を有さないアクリル酸エステルの具
体例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレー
ト、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアク
リレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルア
クリレート、sec−ブチルアクリレート、ter−ブ
チルアクリレート、アミルアクリレート、ヘキシルアク
リレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレー
ト、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシ
ルアクリレート、テトラデシルアクリレート、ヘキサデ
シルアクリレート、オクタデシルアクリレート、シクロ
ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレー
ト、2−メトキシエチルアクリレート、2−エトキシエ
チルアクリレート、2−メトキシプロピルアクリレー
ト、2−エトキシプロピルアクリレート、ベンジルアク
リレート、フェニルカルビトールアクリレート、ノニル
フェニルアクリレート、ノニルフェニルカルビトールア
クリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレ
ート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボル
ニルアクリレートなどのモノアクリレート類;エチレン
グリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコー
ルジアクリレート、1,4−ブチレングリコールジアク
リレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、
1,6−ヘキサングリコールジアクリレート、2,2−
ビス(4−アクリロキシプロピロキシフェニル)プロパ
ン、2,2−ビス(4−アクリロキシジエトキシフェニ
ル)プロパンなどのジアクリレート類;トリメチロール
エタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ
アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート
などのトリアクリレート類;ペンタエリスリトールテト
ラアクリレートなどのテトラアクリレート類などが挙げ
られる。これらは、1種または2種以上を同時に使用し
てもよい。
【0069】官能基を有さないメタクリル酸エステルの
具体例としては、メチルメタクリレート、エチルメタク
リレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロ
ピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、is
o−ブチルメタクリレート、sec−ブチルメタクリレ
ート、ter−ブチルメタクリレート、アミルメタクリ
レート、ヘキシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレ
ート、オクチルメタクリレート、ノニルメタクリレー
ト、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、
テトラデシルメタクリレート、ヘキサデシルメタクリレ
ート、オクタデシルメタクリレート、シクロヘキシルメ
タクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、2
−メトキシエチルメタクリレート、2−エトキシエチル
メタクリレート、2−メトキシプロピルメタクリレー
ト、2−エトキシプロピルメタクリレート、ベンジルメ
タクリレート、フェニルカルビトールメタクリレート、
ノニルフェニルメタクリレート、ノニルフェニルカルビ
トールメタクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチ
ルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレ
ート、イソボルニルメタクリレートなどのモノメタクリ
レート類;エチレングリコールジメタクリレート、1,
3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブ
チレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリ
コールジメタクリレート、1,6−ヘキサングリコール
ジメタクリレート、2,2−ビス(4−メタクリロキシ
ジエトキシフェニル)プロパンなどのジメタクリレート
類;トリメチロールエタントリエタクリレート、トリメ
チロールプロパントリメタクリレートなどのトリメタク
リレート類などが挙げられる。これらは、1種または2
種以上を同時に使用してもよい。
【0070】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、フッ
素系界面活性剤、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、ポリ(メタ)アクリレート
系界面活性剤などを挙げることができ、好ましくはフッ
素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤を挙げること
ができる。
【0071】フッ素系界面活性剤としては、例えば、
1,1,2,2−テトラフロロオクチル(1,1,2,
2−テトラフロロプロピル)エーテル、1,1,2,2
−テトラフロロオクチルヘキシルエーテル、オクタエチ
レングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチ
ル)エーテル、ヘキサエチレングリコール(1,1,
2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、オ
クタプロピレングリコールジ(1,1,2,2−テトラ
フロロブチル)エーテル、ヘキサプロピレングリコール
ジ(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)
エーテル、パーフロロドデシルスルホン酸ナトリウム、
1,1,2,2,8,8,9,9,10,10−デカフ
ロロドデカン、1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロ
デカン、N−〔3−(パーフルオロオクタンスルホンア
ミド)プロピル〕- N,N′−ジメチル−N−カルボキ
シメチレンアンモニウムベタイン、パーフルオロアルキ
ルスルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、
パーフルオロアルキル−N−エチルスルホニルグリシン
塩、リン酸ビス(N−パーフルオロオクチルスルホニル
−N−エチルアミノエチル)、モノパーフルオロアルキ
ルエチルリン酸エステルなどの末端、主鎖および側鎖の
少なくとも何れかの部位にフルオロアルキルまたはフル
オロアルキレン基を有する化合物からなるフッ素系界面
活性剤を挙げることができる。また、市販品としては、
メガファックF142D、同F172、同F173、同
F183〔以上、大日本インキ化学工業(株)製〕、エ
フトップEF301、同303、同352〔新秋田化成
(株)製〕、フロラードFC−430、同FC−431
〔住友スリーエム(株)製〕、アサヒガードAG71
0、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−
102、同SC−103、同SC−104、同SC−1
05、同SC−106〔旭硝子(株)製〕、BM−10
00、BM−1100〔裕商(株)製〕、NBX−15
〔(株)ネオス〕などの名称で市販されているフッ素系
界面活性剤を挙げることができる。これらの中でも、上
記メガファックF172,BM−1000,BM−11
00,NBX−15が特に好ましい。
【0072】シリコーン系界面活性剤としては、例え
ば、SH7PA、SH21PA、SH30PA、ST9
4PA〔いずれも東レ・ダウコーニング・シリコーン
(株)製〕などを用いることができる。これらの中で
も、上記SH28PA、SH30PAに相当する下記式
(20)で表される重合体が特に好ましい。
【0073】
【化13】
【0074】〔式(20)中、Rは水素原子または炭素
数1〜5のアルキル基であり、zは1〜20の整数であ
り、x,yはそれぞれ独立に2〜100の整数であ
る。〕
【0075】界面活性剤の使用量は、重合体100重量
部に対して、通常、0.00001〜1重量部である。
【0076】ラジカル発生剤としては、例えば、イソブ
チリルパーオキサイド、α,α′ビス(ネオデカノイル
パーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、クミルパーオキ
シネオデカノエート、ジ−nプロピルパーオキシジカー
ボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、
1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデ
カノエート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パ
ーオキシジカーボネート、1−シクロヘキシル−1−メ
チルエチルパーオキシネオデカノエート、ジ−2−エト
キシエチルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エチル
ヘキシルパーオキシ)ジカーボネート、t−ヘキシルパ
ーオキシネオデカノエート、ジメトキブチルパーオキシ
ジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル
パーオキシ)ジカーボネート、t−ブチルパーオキシネ
オデカノエート、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキ
サイド、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチ
ルパーオキシピバレート、3,5,5−トリメチルヘキ
サノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイ
ド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキ
サイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキ
シ2−エチルヘキサノエート、スクシニックパーオキサ
イド、 2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘ
キサノイルパーオキシ)ヘキサン、1−シクロヘキシル
−1−メチルエチルパーオキシ2−エチルヘキサノエー
ト、t−ヘキシルパーオキシ2−エチルヘキサノエー
ト、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、
m−トルオイルアンドベンゾイルパーオキサイド、ベン
ゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソブチ
レート、ジ−t−ブチルパーオキシ−2−メチルシクロ
ヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−
3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス
(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−
ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチ
ルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキ
シ)シクロヘキサン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−
ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、1,1−
ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロデカン、t−ヘキ
シルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブ
チルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシ−
3,3,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパ
ーオキシラウレート、2,5−ジメチル−2,5−ジ
(m−トルオイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパ
ーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパ
ーオキシ2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ヘ
キシルパーオキシベンゾエート、2,5−ジメチル−
2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブ
チルパーオキシアセテート、2,2−ビス(t−ブチル
パーオキシ)ブタン、t−ブチルパーオキシベンゾエー
ト、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキ
シ)バレレート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレ
ート、α,α′ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプ
ロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジ
メチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサ
ン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチル
パーオキサイド、p−メンタンヒドロパーオキサイド、
2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキ
シ)ヘキシン−3、ジイソプロピルベンゼンヒドロパー
オキサイド、t−ブチルトリメチルシリルパーオキサイ
ド、1,1,3,3−テトラメチルブチルヒドロパーオ
キサイド、クメンヒドロパーオキサイド、t−ヘキシル
ヒドロパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイ
ド、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタンなど
を挙げることができる。ラジカル発生剤の配合量は、重
合体100重量部に対し、0.1〜10重量部が好まし
い。
【0077】シランカップリング剤としては、例えば、
3−グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、3−
アミノグリシジロキシプロピルトリエトキシシラン、3
−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グ
リシジロキシプロピルメチルジメトキシシラン、1−メ
タクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピル
トリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−
(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロ
ピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルト
リメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシ
シラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピル
トリメトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、N−トリエトキシシ
リルプロピルトリエチレントリアミン、N−トリエトキ
シシリルプロピルトリエチレントリアミン、10−トリ
メトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、10−
トリエトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、9
−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテー
ト、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノニルア
セテート、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメト
キシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリ
メトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルト
リエトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−
アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシ
エチレン)−3−アミノプロピルトリエトキシシランな
どが挙げられる
【0078】本発明の膜形成用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。
【0079】絶縁膜形成用材料 本発明の組成物を絶縁膜形成材料として、、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、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。
【0080】この際の膜厚は、乾燥膜厚として、1回塗
りで厚さ0.02〜2μm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80〜6
00℃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、絶縁膜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。また、電子線や紫外線を照射することによっ
ても塗膜を形成させることができる。
【0081】このようにして得られる層間絶縁膜は、絶
縁性に優れ、塗布膜の均一性、誘電率特性、塗膜の低吸
湿性に優れることから、LSI、システムLSI、DR
AM、SDRAM、RDRAM、D−RDRAMなどの
半導体素子用層間絶縁膜、層間絶縁膜のエッチングスト
ッパー膜および銅拡散防止膜;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
素子用の保護膜や層間絶縁膜;電子材料などのドライエ
ッチング加工時のマスク膜や反射防止膜などの用途に有
用である。
【0082】
【実施例】以下、本発明を実施例によって、さらに具体
的に説明するが、本発明は、これらの実施例によって、
なんら制限を受けるものではない。なお、実施例中、%
および部は、特に断らない限り重量基準である。また、
実施例中の各種の測定項目は、下記のようにして測定し
た。
【0083】重量平均分子量(Mw) 下記条件によるゲルパーミエーションクロマトグラフィ
ー(GPC)法により測定した。 試料:テトラヒドロフランを溶媒として使用し、重合体
1gを、100ccのテトラヒドロフランに溶解して調
製した。 標準ポリスチレン:米国プレッシャーケミカル社製の標
準ポリスチレンを使用した。 装置:米国ウオーターズ社製の高温高速ゲル浸透クロマ
トグラム(モデル150−C ALC/GPC) カラム:昭和電工(株)製のSHODEX A−80M
(長さ50cm) 測定温度:40℃ 流速:1cc/分
【0084】比誘電率 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100℃で2
分間、350℃で2分間基板を乾燥し、さらに450℃
の窒素雰囲気のホットプレート中で30分基板を焼成し
た。得られた基板上にアルミニウムを蒸着し、比誘電率
評価用基板を作製した。比誘電率は、横川・ヒューレッ
トパッカード(株)製のHP16451B電極およびH
P4204AプレシジョンLCRメーター用いて、10
kHzにおける容量値から算出した。
【0085】クラック耐性 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100℃で2
分間、350℃で2分間基板を乾燥し、さらに450℃
の窒素雰囲気のホットプレート中で30分基板を焼成し
た。この際の最終的な塗膜の膜厚は5μmとした。得ら
れた塗膜付き基板を60℃の温水中に1時間浸漬し、塗
膜の外観を35万ルクスの表面観察用ランプで観察し、
下記基準で評価した。 ○;塗膜表面にクラックが認められない。 ×;塗膜表面にクラックが認められる。
【0086】塗膜の密着性 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100℃で2
分間、350℃で2分間基板を乾燥し、さらに450℃
の窒素雰囲気のホットプレート中で30分基板を焼成し
た。得られた基板上にエポキシ樹脂を用いてスタッドピ
ン10本を固定し、150℃で1時間乾燥させた。この
スタッドピンをセバスチャン法を用いて引き抜き試験行
い、以下の基準で密着性を評価した。 ○:スタッドピン10本とも、シリコンウエハと塗膜の
界面での剥離無し ×:シリコンウエハと塗膜の界面での剥離発生
【0087】合成例1 アルゴンガス導入管および温度計を備えた内容積500
mlの三つ口フラスコに、ヨウ化ナトリウム7.5g、
無水塩化ニッケル1.3g、トリフェニルホスフィン1
5.7g、酢酸により活性化させた亜鉛末19.6g、
9,9−ビス(メチルスルフォニロキシフェニル)フル
オレン16.7g、および式(16)の化合物2.00
gを加え、24時間、真空下で乾燥したのち、三つ口フ
ラスコ内をアルゴンガスで充填した。引き続き、乾燥
N,N−ジメチルアセトアミド50ml、乾燥テトラヒ
ドロフラン50ml、および2,4−ジクロロトルエン
9.99gを添加し、70℃でアルゴン気流下に攪拌し
たところ、反応液が褐色となった。そのまま、70℃で
20時間反応させたのち、反応液を36%塩酸400m
lおよびメタノール1,600ml混合液中に注ぎ、沈
殿物を回収した。得られた沈殿物を、クロロホルム中に
加えて懸濁させ、2規定塩酸水溶液で抽出を行ったの
ち、クロロホルム層をメタノールに注ぎ、沈殿を回収、
乾燥したところ、重量平均分子量9,300の白色粉末
状重合体A15.2gを得た。
【0088】合成例2 アルゴンガス導入管および温度計を備えた内容積500
mlの三つ口フラスコに、ヨウ化ナトリウム7.5g、
無水塩化ニッケル1.3g、トリフェニルホスフィン1
5.7g、酢酸により活性化させた亜鉛末19.6g、
9,9−ビス(メチルスルフォニロキシフェニル)フル
オレン16.7g、および式(19)の化合物3.61
gを加え、24時間、真空下で乾燥したのち、三つ口フ
ラスコ内をアルゴンガスで充填した。引き続き、乾燥
N,N−ジメチルアセトアミド50ml、乾燥テトラヒ
ドロフラン50ml、および2,4−ジクロロトルエン
9.99gを添加し、70℃でアルゴン気流下に攪拌し
たところ、反応液が褐色となった。そのまま、70℃で
20時間反応させたのち、反応液を36%塩酸400m
lおよびメタノール1,600ml混合液中に注ぎ、沈
殿物を回収した。得られた沈殿物を、クロロホルム中に
加えて懸濁させ、2規定塩酸水溶液で抽出を行ったの
ち、クロロホルム層をメタノールに注ぎ、沈殿を回収、
乾燥したところ、重量平均分子量10,400の白色粉
末状重合体B16.6gを得た。
【0089】合成例3 アルゴンガス導入管および温度計を備えた内容積500
mlの三つ口フラスコに、ヨウ化ナトリウム7.5g、
無水塩化ニッケル1.3g、トリフェニルホスフィン1
5.7g、酢酸により活性化させた亜鉛末19.6g、
9,9−ビス(メチルスルフォニロキシフェニル)フル
オレン16.7g、および式(18)の化合物2.37
gを加え、24時間、真空下で乾燥したのち、三つ口フ
ラスコ内をアルゴンガスで充填した。引き続き、乾燥
N,N−ジメチルアセトアミド50ml、乾燥テトラヒ
ドロフラン50ml、および2,4−ジクロロトルエン
9.99gを添加し、70℃でアルゴン気流下に攪拌し
たところ、反応液が褐色となった。そのまま、70℃で
20時間反応させたのち、反応液を36%塩酸400m
lおよびメタノール1,600ml混合液中に注ぎ、沈
殿物を回収した。得られた沈殿物を、クロロホルム中に
加えて懸濁させ、2規定塩酸水溶液で抽出を行ったの
ち、クロロホルム層をメタノールに注ぎ、沈殿を回収、
乾燥したところ、重量平均分子量10,000の白色粉
末状重合体C16.0gを得た。
【0090】合成例4 アルゴンガス導入管および温度計を備えた内容積500
mlの三つ口フラスコに、ヨウ化ナトリウム7.5g、
無水塩化ニッケル1.3g、トリフェニルホスフィン1
5.7g、酢酸により活性化させた亜鉛末19.6g、
9,9−ビス(メチルスルフォニロキシフェニル)フル
オレン16.7g、および式(18)の化合物7.11
gを加え、24時間、真空下で乾燥したのち、三つ口フ
ラスコ内をアルゴンガスで充填した。引き続き、乾燥
N,N−ジメチルアセトアミド50ml、乾燥テトラヒ
ドロフラン50ml、および2,4−ジクロロトルエン
8.38gを添加し、70℃でアルゴン気流下に攪拌し
たところ、反応液が褐色となった。そのまま、70℃で
20時間反応させたのち、反応液を36%塩酸400m
lおよびメタノール1,600ml混合液中に注ぎ、沈
殿物を回収した。得られた沈殿物を、クロロホルム中に
加えて懸濁させ、2規定塩酸水溶液で抽出を行ったの
ち、クロロホルム層をメタノールに注ぎ、沈殿を回収、
乾燥したところ、重量平均分子量9,400の白色粉末
状重合体D16.3gを得た。
【0091】合成例5 アルゴンガス導入管および温度計を備えた内容積500
mlの三つ口フラスコに、ヨウ化ナトリウム7.5g、
無水塩化ニッケル1.3g、トリフェニルホスフィン1
5.7g、酢酸により活性化させた亜鉛末19.6g、
9,9−ビス(メチルスルフォニロキシフェニル)フル
オレン33.4g、および式(18)の化合物2.37
gを加え、24時間、真空下で乾燥したのち、三つ口フ
ラスコ内をアルゴンガスで充填した。引き続き、乾燥
N,N−ジメチルアセトアミド50ml、乾燥テトラヒ
ドロフラン50ml、および2,4−ジクロロトルエン
4.67gを添加し、70℃でアルゴン気流下に攪拌し
たところ、反応液が褐色となった。そのまま、70℃で
20時間反応させたのち、反応液を36%塩酸400m
lおよびメタノール1,600ml混合液中に注ぎ、沈
殿物を回収した。得られた沈殿物を、クロロホルム中に
加えて懸濁させ、2規定塩酸水溶液で抽出を行ったの
ち、クロロホルム層をメタノールに注ぎ、沈殿を回収、
乾燥したところ、重量平均分子量6,000の白色粉末
状重合体E19.0gを得た。
【0092】比較合成例 アルゴンガス導入管および温度計を備えた内容積500
mlの三つ口フラスコに、ヨウ化ナトリウム7.5g、
無水塩化ニッケル1.3g、トリフェニルホスフィン1
5.7g、酢酸により活性化させた亜鉛末19.6g、
および9,9−ビス(メチルスルフォニロキシフェニ
ル)フルオレン33.4gを加え、24時間、真空下で
乾燥したのち、三つ口フラスコ内をアルゴンガスで充填
した。引き続き、乾燥N,N−ジメチルアセトアミド5
0ml、乾燥テトラヒドロフラン50ml、および2,
4−ジクロロベンゼン4.99gを添加し、70℃でア
ルゴン気流下に攪拌したところ、反応液が褐色となっ
た。そのまま、70℃で20時間反応させたのち、反応
液を36%塩酸400ml、およびメタノール1,60
0ml混合液中に注ぎ、沈殿物を回収した。得られた沈
殿物を、クロロホルム中に加えて懸濁させ、2規定塩酸
水溶液で抽出を行ったのち、クロロホルム層をメタノー
ルに注ぎ、沈殿を回収、乾燥したところ、重量平均分子
量6,000の白色粉末状重合体F24.0gを得た。
【0093】実施例1 合成例1で得られた重合体A5gをシクロヘキサノン4
5gに溶解させ、0.2μm孔径のポリテトラフルオロ
エチレン(デュポン社製、テフロン)製のフィルターで
ろ過を行い、本発明の膜形成用組成物を得た。得られた
組成物を、スピンコート法でシリコンウエハ上に塗布し
た。得られた塗膜の比誘電率を評価したところ、2.9
2と低い値であった。塗膜のクラック耐性を評価したと
ころ、表面にクラックは認められなかった。また、塗膜
の密着性を評価したところ、スタッドピン10本とも、
シリコンウエハと塗膜の界面での剥離は認められなかっ
た。
【0094】実施例2〜5 表1に示す組成で、実施例1と同様にして評価を行っ
た。評価結果を表1に示す。
【0095】
【表1】
【0096】*1)SH28PA;ジメチルポリシロキ
サン−ポリオキシアルキレン共重合体(界面活性剤) *2)NBX−15;フッ素系界面活性剤 *3)ポリメタクリル酸メチル;分解性成分として添加 *4)2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルメタクリ
ル;ラジカル発生剤として添加
【0097】比較例1 比較合成例で得られた重合体F5gをシクロヘキサノン
45gに溶解させた以外は、実施例1と同様にして評価
を行った。得られた塗膜の比誘電率を評価したところ、
2.95と低い値であったが、塗膜の表面にクラックの
発生が認められた。また、塗膜の密着性を評価したとこ
ろ、スタッドピン7本でシリコンウエハと塗膜の界面で
の剥離が認められた。
【0098】
【発明の効果】本発明によれば、LSI、システムLS
I、DRAM、SDRAM、RDRAM、D−RDRA
Mなどの半導体素子用層間絶縁膜、層間絶縁膜のエッチ
ングストッパー膜および銅拡散防止膜;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層間絶縁膜;電子材料などの
ドライエッチング加工時のマスク膜や反射防止膜などの
原材料として好適な、密着性、クラック耐性や低誘電性
に優れた絶縁膜を形成し得る重合体組成物、およびそれ
に熱処理を施して形成した絶縁膜を提供することができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 欣司 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 Fターム(参考) 4J032 CA04 CB04 CB05 CD02 CE03 CG08 4J038 DC001 GA01 GA02 GA08 GA09 GA12 GA13 HA106 JC38 KA03 KA04 LA03 MA06 MA09 NA11 NA12 NA19 NA21 PA14 PA19 PB09 5E346 AA12 CC08 DD03 EE31 EE38 GG19 HH11

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記式(1)に示す繰り返し単位を5モ
    ル%以上有する重合体を含有することを特徴とする膜形
    成用組成物。 【化1】 〔式(1)中、Xは−CQQ′−(ここで、Q,Q′は
    同一でも異なっていてもよく、水素原子、フッ素原子、
    アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリールアルキル
    基、またはアリール基を示す)で表される2価の有機基
    およびフルオレニレン基からなる群から選ばれる少なく
    とも1種を示し、R1 〜R8 は同一でも異なっていても
    よく、水素原子、フッ素原子、アルキル基、ハロゲン化
    アルキル基、アリールアルキル基、アリル基、またはア
    リール基を示し、a〜dは0〜4の整数を示し、eは0
    〜4の整数であり、mは1〜99モル%、nは99〜1
    モル%(ただし、m+n=100モル%)である。〕
  2. 【請求項2】 重合体が、主鎖および側鎖もしくはいず
    れか一方に、アルキル基、アルキレン基およびアルキリ
    デン基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を有
    する請求項1記載の膜形成用組成物。
  3. 【請求項3】 重合体が、下記式(2)および(3)に
    示す繰り返し単位もしくはいずれか一方の繰り返し単位
    をさらに含有する請求項1記載の膜形成用組成物。 【化2】 〔式(2)〜(3)中、Yは単結合、−O−、−CO
    −、−COO−、−CONH−、および−SO2 −基の
    群から選ばれた少なくとも1種であり、R9 〜R11は同
    一でも異なっていてもよく、水素原子、フッ素原子、ア
    ルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリールアルキル
    基、アリル基、またはアリール基を示し、f〜hは0〜
    4の整数を示す。〕
  4. 【請求項4】 請求項1〜3いずれか1項記載の膜形成
    用組成物からなることを特徴とする絶縁膜形成用材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09309945A (ja) * 1995-11-09 1997-12-02 Maxdem Inc ポリフェニレンコポリマー
JPH10144670A (ja) * 1996-11-08 1998-05-29 Texas Instr Inc <Ti> 集積回路絶縁体及び方法

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