JP2001294811A - 膜形成用組成物の製造方法、膜形成用組成物、膜の形成方法およびシリカ系膜 - Google Patents

膜形成用組成物の製造方法、膜形成用組成物、膜の形成方法およびシリカ系膜

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JP2001294811A
JP2001294811A JP2000115139A JP2000115139A JP2001294811A JP 2001294811 A JP2001294811 A JP 2001294811A JP 2000115139 A JP2000115139 A JP 2000115139A JP 2000115139 A JP2000115139 A JP 2000115139A JP 2001294811 A JP2001294811 A JP 2001294811A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 半導体素子の層間絶縁膜材料として、長期保
存安定性、PCT後の比較誘電率特性、機械的強度に優
れたシリカ系膜を得る。 【解決手段】 下記式(1)〜(3)で示されるシラン RSi(OR4−a・・・・・(1) Si(OR・・・・・(2) R (RO)3−bSi−(RSi(O
3−c ・・・・・(3) (式中Rは−H、−Fまたは1価の有機基、R〜R
は1価の有機基、Rは−O−、フェニレン基又は−
(CH−aは1〜2、b、cは0〜2、dは0〜
1、nは1〜6の数)化合物の少なくとも1種を塩基性
化合物、水、沸点100℃以下のアルコール、及び式
(4)で示される溶剤の存在下で加水分解、縮合するこ
とにり膜形成用組成物を得ること、 RO(CHCHCHO)・・・・・(4) 及びこれを基板に塗布、加熱しシリカ膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、膜形成用組成物の
製造法とそれを用いた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材料とし
て、溶液の長期保存安定性、PCT(Presure Cooker T
est)後の比誘電率特性、PCT後の機械的強度に優れ
たシリカ系膜が形成可能な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と呼ばれるポ
リオルガノシロキサンを主成分とする低比誘電率の層間
絶縁膜が開発されている。特に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、より溶液の長期保
存安定性、PCT後の比誘電率特性、PCT後の機械的
強度に優れる層間絶縁膜材料が求められるようになって
いる。
【0003】低比誘電率の材料としては、アンモニアの
存在下にアルコキシシランを縮合して得られる微粒子と
アルコキシシランの塩基性部分加水分解物との混合物か
らなる組成物(特開平5−263045、同5−315
319)や、ポリアルコキシシランの塩基性加水分解物
をアンモニアの存在下縮合することにより得られた塗布
液(特開平11−340219、同11−34022
0)が提案されているが、これらの方法で得られる材料
は、反応の生成物の性質が安定せず、溶液の長期保存安
定性、PCT後の比誘電率特性、PCT後の機械的強度
などの膜特性のバラツキも大きいため、工業的生産には
不向きであった。
【0004】
【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、溶液の
長期保存安定性、PCT後の比誘電率特性、PCT後の
機械的強度に優れた膜形成用組成物および該組成物から
得られるシリカ系膜を提供することを目的とする。
【0005】
〔式中、R3 〜R6 は同一または異なり、それぞれ1価の有機基、bおよびcは同一または異なり、0〜2の数を示し、R7 は酸素原子、フェニレン基または−(CH2n −で表される基(ここで、nは1〜6の整数である)、dは0または1を示す。〕
(B)塩基性化合物、(C)水、(D)沸点100℃以
下のアルコールおよび(E)下記一般式(4)で表され
る溶剤 R8O(CHCH3CH2O)e9 ・・・・・(4) (R8およびR9は、それぞれ独立して水素原子、炭素数
1〜4のアルキル基またはCH3CO−から選ばれる1
価の有機基を示し、eは1〜2の整数を表す。)の存在
下で加水分解し、縮合することを特徴とする膜形成用組
成物の製造方法に関する。次に、本発明は、上記製造方
法で得られる膜形成用組成物に関する。次に、本発明
は、上記膜形成用組成物を基板に塗布し、加熱すること
を特徴とする膜の形成方法に関する。次に、本発明は、
上記膜の形成方法によって得られるシリカ系膜に関す
る。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明において、(A)成分の加
水分解縮合物とは、上記化合物(1)〜(3)の群から
選ばれた少なくとも1種の加水分解物および/またはそ
の縮合物である。ここで、(A)成分における加水分解
物とは、上記(A)成分を構成する化合物(1)〜
(3)に含まれるR1 O−基,R2 O−基,R4 O−基
およびR5 O−基の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、(A)成分における縮合
物は、(A)成分を構成する化合物(1)〜(3)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。
【0007】(A)成分の加水分解縮合物 (A)加水分解縮合物は、上記化合物(1)〜(3)の
群から選ばれた少なくとも1種のシラン化合物を(B)
塩基性化合物の存在下に、加水分解、縮合して得られ
る。 化合物(1);上記一般式(1)において、RおよびR
1 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。ま
た、一般式(1)において、Rは1価の有機基、特にア
ルキル基またはフェニル基であることが好ましい。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。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、メチルフェニル基、エ
チルフェニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル
基、フルオロフェニル基などを挙げることができる。
【0008】一般式(1)で表される化合物の具体例と
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−s
ec−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など;
【0009】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、s
ec−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、sec−
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−tert−
ブトキシシラン、フェニ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、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;
【0010】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、ジビニルトリ
メトキシシランなど;を挙げることができる。
【0011】化合物(1)として好ましい化合物は、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−is
o−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などであ
る。これらは、1種あるいは2種以上を同時に使用して
もよい。
【0012】化合物(2);上記一般式(2)におい
て、R2 で表される1価の有機基としては、先の一般式
(1)と同様な有機基を挙げることができる。一般式
(2)で表される化合物の具体例としては、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
ノキシシランなどが挙げられる。
【0013】化合物(3);上記一般式(3)におい
て、R3 〜R6 で表される1価の有機基としては、先の
一般式(1)と同様な有機基を挙げることができる。一
般式(3)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−ペンタフェノキシ−3
−メチルジシロキサン、1,1,1,3,3−ペンタメ
トキシ−3−エチルジシロキサン、1,1,1,3,3
−ペンタエトキシ−3−エチルジシロキサン、1,1,
1,3,3−ペンタフェノキシ−3−エチルジシロキサ
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、1,1,1,3,3−ペ
ンタフェノキシ−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−テトラフェノキシ−
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−ジエチルジシロキサン、1,1,
3,3−テトラエトキシ−1,3−ジエチルジシロキサ
ン、1,1,3,3−テトラフェノキシ−1,3−ジエ
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,
1,3,3−テトラフェノキシ−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
リフェノキシ−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−トリエチルジ
シロキサン、、1,1,3−トリエトキシ−1,3,3
−トリエチルジシロキサン、、1,1,3−トリフェノ
キシ−1,3,3−トリエチルジシロキサン、、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、1,1,3−トリフェノキシ
−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−ジフェノキシ−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−テトラエチルジシロキサン、1,3−
ジエトキシ−1,1,3,3−テトラエチルジシロキサ
ン、1,3−ジフェノキシ−1,1,3,3−テトラエ
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、1,
3−ジフェノキシ−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。
【0014】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。
【0015】また、一般式(3)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、ヘキサフェノキシジシラン、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−ペンタフェノキシ−2−メチ
ルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタメトキシ−2
−エチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタエトキ
シ−2−エチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタ
フェノキシ−2−エチルジシラン、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、
1,1,1,2,2−ペンタフェノキシ−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−テトラフ
ェノキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2
−テトラメトキシ−1,2−ジエチルジシラン、1,
1,2,2−テトラエトキシ−1,2−ジエチルジシラ
ン、1,1,2,2−テトラフェノキシ−1,2−ジエ
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、1,1,2,2−
テトラフェノキシ−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−トリフェノキシ−1,2,2
−トリメチルジシラン、1,1,2−トリメトキシ−
1,2,2−トリエチルジシラン、、1,1,2−トリ
エトキシ−1,2,2−トリエチルジシラン、、1,
1,2−トリフェノキシ−1,2,2−トリエチルジシ
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、、1,1,2−トリフ
ェノキシ−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−ジフェノキシ−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−テトラエチルジシラン、1,2−ジエトキシ−
1,1,2,2−テトラエチルジシラン、1,2−ジフ
ェノキシ−1,1,2,2−テトラエチルジシラン、
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、1,2−ジフェノキシ−1,1,
2,2−テトラフェニルジシランなどを挙げることがで
きる。
【0016】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、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、1,2−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を、好
ましい例として挙げることができる。
【0017】さらに、一般式(3)において、R7 が−
(CH2n −で表される基の化合物としては、ビス
(トリメトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシ
リル)メタン、ビス(トリ−n−プロポキシシリル)メ
タン、ビス(トリ−i−プロポキシシリル)メタン、ビ
ス(トリ−n−ブトキシシリル)メタン、ビス(トリ−
sec−ブトキシシリル)メタン、ビス(トリ−t−ブ
トキシシリル)メタン、1,2−ビス(トリメトキシシ
リル)エタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エ
タン、1,2−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)エ
タン、1,2−ビス(トリ−i−プロポキシシリル)エ
タン、1,2−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)エタ
ン、1,2−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)エ
タン、1,2−ビス(トリ−t−ブトキシシリル)エタ
ン、1−(ジメトキシメチルシリル)−1−(トリメト
キシシリル)メタン、1−(ジエトキシメチルシリル)
−1−(トリエトキシシリル)メタン、1−(ジ−n−
プロポキシメチルシリル)−1−(トリ−n−プロポキ
シシリル)メタン、1−(ジ−i−プロポキシメチルシ
リル)−1−(トリ−i−プロポキシシリル)メタン、
1−(ジ−n−ブトキシメチルシリル)−1−(トリ−
n−ブトキシシリル)メタン、1−(ジ−sec−ブト
キシメチルシリル)−1−(トリ−sec−ブトキシシ
リル)メタン、1−(ジ−t−ブトキシメチルシリル)
−1−(トリ−t−ブトキシシリル)メタン、1−(ジ
メトキシメチルシリル)−2−(トリメトキシシリル)
エタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−2−(トリ
エトキシシリル)エタン、1−(ジ−n−プロポキシメ
チルシリル)−2−(トリ−n−プロポキシシリル)エ
タン、1−(ジ−i−プロポキシメチルシリル)−2−
(トリ−i−プロポキシシリル)エタン、1−(ジ−n
−ブトキシメチルシリル)−2−(トリ−n−ブトキシ
シリル)エタン、1−(ジ−sec−ブトキシメチルシ
リル)−2−(トリ−sec−ブトキシシリル)エタ
ン、1−(ジ−t−ブトキシメチルシリル)−2−(ト
リ−t−ブトキシシリル)エタン、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−n−プロポキシメチルシリル)メタ
ン、ビス(ジ−i−プロポキシメチルシリル)メタン、
ビス(ジ−n−ブトキシメチルシリル)メタン、ビス
(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)メタン、ビス
(ジ−t−ブトキシメチルシリル)メタン、1,2−ビ
ス(ジメトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス
(ジエトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ
−n−プロポキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス
(ジ−i−プロポキシメチルシリル)エタン、1,2−
ビス(ジ−n−ブトキシメチルシリル)エタン、1,2
−ビス(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)エタン、
1,2−ビス(ジ−t−ブトキシメチルシリル)エタ
ン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、
1,2−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,2
−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)ベンゼン、1,
2−ビス(トリ−i−プロポキシシリル)ベンゼン、
1,2−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)ベンゼン、
1,2−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)ベンゼ
ン、1,2−ビス(トリ-t- ブトキシシリル)ベンゼ
ン、1,3−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、
1,3−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,3
−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)ベンゼン、1,
3−ビス(トリ−i−プロポキシシリル)ベンゼン、
1,3−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)ベンゼン、
1,3−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)ベンゼ
ン、1,3−ビス(トリ−t−ブトキシシリル)ベンゼ
ン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、
1,4−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,4
−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)ベンゼン、1,
4−ビス(トリ−i−プロポキシシリル)ベンゼン、
1,4−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)ベンゼン、
1,4−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)ベンゼ
ン、1,4−ビス(トリ−t−ブトキシシリル)ベンゼ
ンなど挙げることができる。
【0018】これらのうち、ビス(トリメトキシシリ
ル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、1,
2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2−ビス
(トリエトキシシリル)エタン、1−(ジメトキシメチ
ルシリル)−1−(トリメトキシシリル)メタン、1−
(ジエトキシメチルシリル)−1−(トリエトキシシリ
ル)メタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−2−
(トリメトキシシリル)エタン、1−(ジエトキシメチ
ルシリル)−2−(トリエトキシシリル)エタン、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、1,2−ビス(ジメトキシメチ
ルシリル)エタン、1,2−ビス(ジエトキシメチルシ
リル)エタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)ベ
ンゼン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼ
ン、1,3−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、
1,3−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,4
−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス
(トリエトキシシリル)ベンゼンなどを好ましい例とし
て挙げることができる。本発明において、(A)成分を
構成する化合物(1)〜(3)としては、上記化合物
(1)、(2)および(3)の1種もしくは2種以上を
用いることができる。
【0019】なお、上記(A)成分を構成する化合物
(1)〜(3)の群から選ばれた少なくとも1種のシラ
ン化合物を加水分解、縮合させる際に、(A)成分1モ
ル当たり20モルを越え150モル以下の水を用いるこ
とが好ましく、20モルを越え130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20モル以下で
あると塗膜の耐クラック性が劣る場合があり、150モ
ルを越えると加水分解および縮合反応中のポリマーの析
出やゲル化が生じる場合がある。
【0020】本発明の(A)加水分解縮合物を製造する
に際しては、上記化合物(1)〜(3)の群から選ばれ
た少なくとも1種のシラン化合物を加水分解、縮合させ
る際に、(B)塩基性化合物を用いることが特徴であ
る。(B)塩基性化合物を用いることにより、低比誘電
率、高弾性率でありさらに基板との密着性に優れたシリ
カ系膜を得ることができる。本発明で使用することので
きる(B)塩基性化合物としては、例えば、例えば、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水
酸化セシウムなどの金属水酸化物:水酸化テトラメチル
アンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸
化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルア
ンモニウムなどのアンモニウム塩:ピリジン、ピロー
ル、ピペリジン、1−メチルピペリジン、2−メチルピ
ペリジン、3−メチルピペリジン、4−メチルピペリジ
ン、ピペラジン、1−メチルピペラジン、2−メチルピ
ペラジン、1,4−ジメチルピペラジン、ピロリジン、
1−メチルピロリジン、ピコリン、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、2−ピラゾリン、3−
ピロリン、キヌキリジン、アンモニア、メチルアミン、
エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、N,N
−ジメチルアミン、N,N−ジエチルアミン、N,N−
ジプロピルアミン、N,N−ジブチルアミン、トリメチ
ルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ト
リブチルアミンなどの窒素含有化合物などを挙げること
ができ、pKaが9以上の化合物がより好ましく、特に
好ましい例としてアルキルアミン、アンモニア、水酸化
テトラメチルアンモニウムを挙げることができる。これ
らの(B)塩基性化合物は、1種あるいは2種以上を同
時に使用してもよい。
【0021】上記(B)塩基性化合物の使用量は、化合
物(1)〜(3)中のR1 O−基,R2 O−基,R4
−基およびR5 O−基で表される基の総量1モルに対し
て、通常、0.00001〜10モル、好ましくは0.
00005〜5モルである。(B)塩基性化合物の使用
量が上記範囲内であれば、反応中のポリマーの析出やゲ
ル化の恐れが少ない。(A)成分を加水分解する際の濃
度としては0.5〜7%(完全加水分解縮合物換算)で
あり、より好ましくは1〜6%である。また、この際の
反応温度としては、通常、0〜100℃、好ましくは1
5〜90℃である。
【0022】このようにして得られる(A)加水分解縮
合物の慣性半径は、GPC(屈折率,粘度,光散乱測
定)法による慣性半径で、好ましくは5〜50nm、さ
らに好ましくは8〜40nm、特に好ましくは9〜20
nmである。加水分解縮合物の慣性半径が5〜50nm
であると、得られるシリカ系膜の比誘電率、弾性率およ
び膜の均一性に特に優れるものとできる。また、このよ
うにして得られる(A)加水分解縮合物は、粒子状の形
態をとっていないことにより、基板状への塗布性が優れ
るという特徴を有している。粒子状の形態をとっていな
いことは、例えば透過型電子顕微鏡観察(TEM)によ
り確認される。
【0023】なお、(A)成分中、各成分を完全加水分
解縮合物に換算したときに、化合物(2)は、化合物
(1)〜(3)の総量中、5〜75重量%、好ましくは
10〜70重量%、さらに好ましくは15〜70重量%
である。また、化合物(1)および/または(3)は、
化合物(1)〜(3)の総量中、95〜25重量%、好
ましくは90〜30重量%、さらに好ましくは85〜3
0重量%である。化合物(2)が、化合物(1)〜
(3)の総量中、5〜75重量%であることが、得られ
る塗膜の弾性率が高く、かつ低誘電性に特に優れる。こ
こで、本発明において、完全加水分解縮合物とは、化合
物(1)〜(3)中のR1 O−基,R2 O−基,R4
−基およびR5 O−基が100%加水分解してSiOH
基となり、さらに完全に縮合してシロキサン構造となっ
たものをいう。また、(A)成分としては、得られる組
成物の貯蔵安定性がより優れるので、化合物(1)およ
び化合物(2)の加水分解縮合物であることが好まし
い。
【0024】さらに、(A)成分の加水分解縮合物で
は、化合物(1)〜(3)の群から選ばれた少なくとも
1種のシラン化合物を、(B)塩基性化合物の存在下に
加水分解・縮合して、加水分解縮合物とし、好ましくは
その慣性半径を5〜50nmとなすが、その後、組成物
のpHを7以下に調整することが好ましい。pHを調整
する方法としては、 pH調整剤を添加する方法、 常圧または減圧下で、組成物中より(B)塩基性化合
物を留去する方法、 窒素、アルゴンなどのガスをバブリングすることによ
り、組成物中から(B)塩基性化合物を除去する方法、 イオン交換樹脂により、組成物中から(B)塩基性化
合物を除く方法、 抽出や洗浄によって(B)塩基性化合物を系外に除去
する方法、 などが挙げられる。これらの方法は、それぞれ、組み合
わせて用いてもよい。
【0025】ここで、上記pH調整剤としては、無機酸
や有機酸が挙げられる。無機酸としては、例えば、塩
酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸、ホウ酸、シュウ酸な
どを挙げることができる。また、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、シキミ酸、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、コハク酸、フマル酸、イタコン酸、メサコ
ン酸、シトラコン酸、リンゴ酸、グルタル酸の加水分解
物、無水マレイン酸の加水分解物、無水フタル酸の加水
分解物などを挙げることができる。これら化合物は、1
種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
【0026】上記pH調整剤による組成物のpHは、7
以下、好ましくは1〜6に調整される。このように、加
水分解縮合物の慣性半径を5〜50nmとなしたのち、
上記pH調整剤により上記範囲内にpHを調整すること
により、得られる組成物の貯蔵安定性が向上するという
効果が得られる。pH調整剤の使用量は、組成物のpH
が上記範囲内となる量であり、その使用量は、適宜選択
される。
【0027】(D)沸点100℃以下のアルコール 本発明の(A)成分の加水分解時に使用する(D)沸点
100℃以下のアルコールとしては、例えばメタノー
ル、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール
を挙げることができる。
【0028】(E)成分 本発明の(A)成分の加水分解時に使用する(E)成分
は下記一般式(4)で表される溶剤である。 R8O(CHCH3CH2O)e9 ・・・・・(4) (R8およびR9は、それぞれ独立して水素原子、炭素数
1〜4のアルキル基またはCH3CO−から選ばれる1
価の有機基を示し、eは1〜2の整数を表す。) かかる溶剤としては、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、プロピレングリコー
ルジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエ
ーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プ
ロピレングリコールジブチルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノプロ
ピルエーテル、ジ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ジメチルエーテル、ジプ
ロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレング
リコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコール
ジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエ
ーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピル
エーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチル
エーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエ
チルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノ
プロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコール
モノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコール
ジアセテート、ジプロピレングリコールジアセテートな
どが挙げられ、特に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、プロピレングリコール
ジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエー
テル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテ
ート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセ
テートが好ましい。これらは1種または2種以上を同時
に使用することができる。
【0029】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、例え
ば、(D)成分と(E)成分中化合物(1)〜(3)を
混合して、水を連続的または断続的に添加して、加水分
解し、縮合すればよく、特に限定されない。
【0030】本発明の組成物の調製方法の具体例として
は、下記1)〜11)の方法などを挙げることができ
る。 1)(A)成分を構成する化合物(1)〜(3)、
(B)塩基性化合物、(D)成分および(E)成分から
なる混合物に、所定量の水を加えて、加水分解・縮合反
応を行う方法。 2)(A)成分を構成する化合物(1)〜(3)、
(B)塩基性化合物、(D)成分および(E)成分から
なる混合物に、所定量の水を連続的あるいは断続的に添
加して、加水分解、縮合反応を行う方法。 3)(A)成分を構成する化合物(1)〜(3)、
(D)成分および(E)成分からなる混合物に、所定量
の水および(B)塩基性化合物を加えて、加水分解・縮
合反応を行う方法。 4)(A)成分を構成する化合物(1)〜(3)、
(D)成分および(E)成分からなる混合物に、所定量
の水および(B)塩基性化合物を連続的あるいは断続的
に添加して、加水分解、縮合反応を行う方法。 5)(D)成分、(E)成分、水および(B)塩基性化
合物からなる混合物に、所定量の(A)成分を構成する
化合物(1)〜(3)を加えて、加水分解・縮合反応を
行う方法。 6)(D)成分、(E)成分、、水および(B)塩基性
化合物からなる混合物に、所定量の(A)成分を構成す
る化合物(1)〜(3)を連続的あるいは断続的に添加
して、加水分解・縮合反応を行う方法。 7)(D)成分、(E)成分、、水および(B)塩基性
化合物からなる混合物に、所定量の(A)成分を構成す
る化合物(1)〜(3)を加えて、加水分解・縮合反応
を行い、pH調整剤を添加する方法。 8)(D)成分、(E)成分、、水および(B)塩基性
化合物からなる混合物に、所定量の(A)成分を構成す
る化合物(1)〜(3)を加えて、加水分解・縮合反応
を行い、溶液の一定濃度に濃縮した後pH調整剤を添加
する方法。 9)上記1)〜8)の方法で得られた溶液を、有機溶剤
で抽出する方法。 10)上記1)〜8)の方法で得られた溶液を、有機溶
剤で置換する方法。 11)上記1)〜8)の方法で得られた溶液を、有機溶
剤で抽出した後、別な有機溶剤で置換する方法。
【0031】上記方法の中で使用することのできる有機
溶剤としては、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、アミ
ド系溶媒、エステル系溶媒および非プロトン系溶媒の群
から選ばれた少なくとも1種が挙げられる。ここで、ア
ルコール系溶媒としては、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、se
c−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、s
ec−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、ジアセトンアルコー
ルなどのモノアルコール系溶媒;
【0032】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などの多価ア
ルコール系溶媒;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
グリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコール
モノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシル
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、
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
モノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチ
ルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテ
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、
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルなどの多
価アルコール部分エーテル系溶媒;などを挙げることが
できる。これらのアルコール系溶媒は、1種あるいは2
種以上を同時に使用してもよい。
【0033】ケトン系溶媒としては、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、アセトフェノ
ン、フェンチョンなどのほか、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β−ジケトン類などが挙げられる。
これらのケトン系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時
に使用してもよい。
【0034】アミド系溶媒としては、ホルムアミド、N
−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミ
ド、N−エチルホルムアミド、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−エチルアセトアミド、
N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチルプロピオン
アミド、N−メチルピロリドン、N−ホルミルモルホリ
ン、N−ホルミルピペリジン、N−ホルミルピロリジ
ン、N−アセチルモルホリン、N−アセチルピペリジ
ン、N−アセチルピロリジンなどが挙げられる。これら
アミド系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用し
てもよい。
【0035】エステル系溶媒としては、ジエチルカーボ
ネート、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジエチ
ル、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
エチルなどが挙げられる。これらエステル系溶媒は、1
種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。非プロト
ン系溶媒としては、アセトニトリル、ジメチルスルホキ
シド、N,N,N´,N´−テトラエチルスルファミ
ド、ヘキサメチルリン酸トリアミド、N−メチルモルホ
ロン、N−メチルピロール、N−エチルピロール、N−
メチル−Δ3 −ピロリン、N−メチルピペリジン、N−
エチルピペリジン、N,N−ジメチルピペラジン、N−
メチルイミダゾール、N−メチル−4−ピペリドン、N
−メチル−2−ピペリドン、N−メチル−2−ピロリド
ン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3
−ジメチルテトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノンな
どを挙げることができる。これら有機溶媒は、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。
【0036】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、シランカップリング剤、ラジカル発生剤、トリア
ゼン化合物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前記親水性有
機溶媒に分散した分散液であり、通常、平均粒径が5〜
30mμ、好ましくは10〜20mμ、固形分濃度が1
0〜40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。有機ポリマ
ーとしては、例えば、糖鎖構造を有する化合物、ビニル
アミド系重合体、(メタ)アクリル系重合体、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、ポリアルキレ
ンオキサイド構造を有する化合物などを挙げることがで
きる。
【0037】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。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。 −(X)j−(Y)k− −(X)j−(Y)k−(X)l- (式中、Xは−CH2CH2O−で表される基を、Yは−
CH2CH(CH3)O−で表される基を示し、jは1〜
90、kは10〜99、l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。
【0038】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。
【0039】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等の末端、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F1
83(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。シリコーン系界面
活性剤としては、例えばSH7PA、SH21PA、S
H30PA、ST94PA(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出来る。
これらの中でも、上記SH28PA、SH30PAが特
に好ましい。
【0040】界面活性剤の使用量は、(A)成分(完全
加水分解縮合物)に対して通常0.0001〜10重量
部である。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。
【0041】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。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。
【0042】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−ジフェニルブタン等を
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。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。
【0043】トリアゼン化合物としては、例えば、1,
2−ビス(3,3−ジメチルトリアゼニル)ベンゼン、
1,3−ビス(3,3−ジメチルトリアゼニル)ベンゼ
ン、1,4−ビス(3,3−ジメチルトリアゼニル)ベ
ンゼン、ビス(3,3−ジメチルトリアゼニルフェニ
ル)エーテル、ビス(3,3−ジメチルトリアゼニルフ
ェニル)メタン、ビス(3,3−ジメチルトリアゼニル
フェニル)スルホン、ビス(3,3−ジメチルトリアゼ
ニルフェニル)スルフィド、2,2−ビス〔4−(3,
3−ジメチルトリアゼニルフェノキシ)フェニル〕−
1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、
2,2−ビス〔4−(3,3−ジメチルトリアゼニルフ
ェノキシ)フェニル〕プロパン、1,3,5−トリス
(3,3−ジメチルトリアゼニル)ベンゼン、2,7−
ビス(3,3−ジメチルトリアゼニル)−9,9−ビス
[4−(3,3−ジメチルトリアゼニル)フェニル]フ
ルオレン、2,7−ビス(3,3−ジメチルトリアゼニ
ル)−9,9−ビス[3−メチル−4−(3,3−ジメ
チルトリアゼニル)フェニル]フルオレン、2,7−ビ
ス(3,3−ジメチルトリアゼニル)−9,9−ビス
[3−フェニル−4−(3,3−ジメチルトリアゼニ
ル)フェニル]フルオレン、2,7−ビス(3,3−ジ
メチルトリアゼニル)−9,9−ビス[3−プロペニル
−4−(3,3−ジメチルトリアゼニル)フェニル]フ
ルオレン、2,7−ビス(3,3−ジメチルトリアゼニ
ル)−9,9−ビス[3−フルオロ−4−(3,3−ジ
メチルトリアゼニル)フェニル]フルオレン、2,7−
ビス(3,3−ジメチルトリアゼニル)−9,9−ビス
[3,5−ジフルオロ−4−(3,3−ジメチルトリア
ゼニル)フェニル]フルオレン、2,7−ビス(3,3
−ジメチルトリアゼニル)−9,9−ビス[3−トリフ
ルオロメチル−4−(3,3−ジメチルトリアゼニル)
フェニル]フルオレンなどが挙げられる。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。
【0044】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。なお、こ
の全固形分濃度の調整は、必要であれば、濃縮および上
記(D)有機溶剤による希釈によって行われる。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、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。
【0045】この際の膜厚は、乾燥膜厚として、1回塗
りで厚さ0.05〜2.5μm程度、2回塗りでは厚さ
0.1〜5.0μm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
とが出来、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。また、上記塗膜の硬化速度を制御するため、必要に
応じて、段階的に加熱したり、窒素、空気、酸素、減圧
などの雰囲気を選択することができる。このようにして
得られる本発明のシリカ系膜は、膜密度が、通常、0.
35〜1.2g/cm3 、好ましくは0.4〜1.1g
/cm3 、さらに好ましくは0.5〜1.0g/cm3
である。膜密度が0.35g/cm3 未満では、塗膜の
機械的強度が低下し、一方、1.2g/cm3 を超える
と低比誘電率が得られない。また、本発明のシリカ系膜
は、BJH法による細孔分布測定において、10nm以
上の空孔が認められず、微細配線間の層間絶縁膜材料と
して好ましい。さらに、本発明のシリカ系膜は、吸水性
が低い点に特徴を有し、例えば、塗膜を127℃、2.
5atm、100%RHの環境に1時間放置した場合、
放置後の塗膜のIRスペクトル観察からは塗膜への水の
吸着は認められない。この吸水性は、本発明における膜
形成用組成物に用いられる化合物(1)のテトラアルコ
キシシラン類の量により、調整することができる。さら
に、本発明のシリカ系膜の比誘電率は、通常、2.6〜
1.2、好ましくは2.5〜1.2、さらに好ましくは
2.4〜1.2である。
【0046】このようにして得られる層間絶縁膜は、溶
液の長期保存安定性、PCT後の比誘電率特性、PCT
後の機械的強度に優れることから、LSI、システムL
シ、DRAM、SDRAM、RDRAM、D−RDRA
Mなどの半導体素子用層間絶縁膜やエッチングストッパ
ー膜、半導体素子の表面コート膜などの保護膜、多層レ
ジストを用いた半導体作製工程の中間層、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膜などの
用途に有用である。
【0047】
【実施例】以下、本発明を実施例を挙げてさらに具体的
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、特に理由なく、かかる記載に
より本発明は限定されるものではない。なお、実施例お
よび比較例中の部および%は、特記しない限り、それぞ
れ重量部および重量%であることを示している。また、
各種の評価は、次のようにして行なった。
【0048】慣性半径 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)(屈折率,粘度,光散乱測定)法により測
定した。 試料溶液:シラン化合物の加水分解縮合物を、固形分濃度が0.25%となる ように、10mMのLiBrを含むメタノールで希釈し、GPC(屈折率,粘度 ,光散乱測定)用試料溶液とした。 装置:東ソー(株)製、GPCシステム モデル GPC−8020 東ソー(株)製、カラム Alpha5000/3000 ビスコテック社製、粘度検出器および光散乱検出器 モデル T−60 デュアルメーター キャリア溶液:10mMのLiBrを含むメタノール キャリア送液速度:1ml/min カラム温度:40℃
【0049】溶液の長期保存安定性 35℃で2ヶ月保存した膜形成用組成物を、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
2,000rpm、17秒の条件で以て塗布した。ホッ
トプレート上で90℃で3分間、窒素雰囲気200℃で
3分間基板を乾燥し、有機溶媒を飛散させた。このよう
にして得られた塗膜の膜厚を、光学式膜厚計(Rudo
lph Technologies社製、Spectr
a Laser200)を用いて塗膜面内で50点測定
した。得られた膜厚の膜厚を測定し、下式により求めた
膜厚増加率により、保存安定性を評価した。 膜厚増加率(%)=((保存後の膜厚)−(保存前の膜
厚))÷(保存前の膜厚)×100 〇:膜厚増加率が5%以下 ×:膜厚増加率が5%を越える
【0050】PCT後の比誘電率 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90℃で3分
間、窒素雰囲気200℃で3分間基板を乾燥し、さらに
380℃の真空(50mTorr)ホットプレートで3
0分基板を焼成した。得られた膜に対して110℃、湿
度100%RH、2気圧の条件でPCTを1時間行い、
蒸着法によりアルミニウム電極パターンを形成させ比誘
電率測定用サンプルを作成した。該サンプルを周波数1
00kHzの周波数で、横河・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メータを用いてCV法により当該塗
膜の比誘電率を測定した。
【0051】PCT後の機械的強度(弾性率) 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90℃で3分
間、窒素雰囲気200℃で3分間基板を乾燥し、さらに
380℃の真空(50mTorr)ホットプレートで3
0分基板を焼成した。得られた膜の弾性率は、ナノイン
デンターXP(ナノインスツルメント社製)を用いて、
連続剛性測定法により測定した。
【0052】実施例1 石英製セパラブルフラスコに、蒸留エタノール370
g、蒸留プロピレングリコールモノプロピルエーテル2
00g、イオン交換水160gと10%メチルアミン水
溶液90gを入れ、均一に攪拌した。この溶液にメチル
トリメトキシシラン136gとテトラエトキシシラン2
09gの混合物を添加した。溶液を55℃に保ったま
ま、2時間反応を行った。この溶液にプロピレングリコ
ールモノプロピルエーテル300gを加え、その後、5
0℃のエバポレーターを用いて溶液を10%(完全加水
分解縮合物換算)となるまで濃縮し、その後、酢酸の1
0%プロピレングリコールモノプロピルエーテル溶液1
0gを添加し、反応液を得た。このようにして得られ
た縮合物等の慣性半径は、15.4nmであった。この
溶液を0.2μm孔径のテフロン(登録商標)製フィル
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
後焼成することで塗膜を得た。本塗膜の評価結果を表1
に示す。
【0053】実施例2 合成例1において、蒸留プロピレングリコールモノプロ
ピルエーテルの代わりに蒸留プロピレングリコールモノ
ブチルエーテルを使用した以外は合成例1と同様にし
て、反応液を得た。このようにして得られた縮合物等
の慣性半径は、14.9nmであった。この溶液を実施
例1と同様にして評価行った。本塗膜の評価結果を表1
に示す。
【0054】実施例3 合成例1において、蒸留プロピレングリコールモノプロ
ピルエーテルの代わりに蒸留プロピレングリコールモノ
エチルエーテルを使用した以外は合成例1と同様にし
て、反応液を得た。このようにして得られた縮合物等
の慣性半径は、15.0nmであった。この溶液を実施
例1と同様にして評価行った。本塗膜の評価結果を表1
に示す。
【0055】実施例4 合成例1において、10%メチルアミン水溶液90gの
代わりに10%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液
30gを使用した以外は合成例1と同様にして、反応液
を得た。このようにして得られた縮合物等の慣性半径
は、14.8nmであった。この溶液を実施例1と同様
にして評価行った。本塗膜の評価結果を表1に示す。
【0056】比較例1 実施例1において、蒸留エタノールを使用しなかったこ
と以外は実施例1と同様にして反応を行い、反応液を
得た。このようにして得られた縮合物等の慣性半径は、
50.8nmであった。この溶液を実施例1と同様にし
て評価行おうとしたが、0.2μm孔径のテフロン製フ
ィルターでろ過不能であった。
【0057】比較例2 実施例1において、蒸留プロピレングリコールモノプロ
ピルエーテルを使用しなかったこと以外は実施例1と同
様にして反応を行い、反応液を得た。このようにして
得られた縮合物等の慣性半径は、18.8nmであっ
た。この溶液を実施例1と同様にして評価行った。本塗
膜の評価結果を表1に示す。
【0058】比較例3 合成例1において、10%メチルアミン水溶液90gの
代わりに10%酢酸水溶液90gを使用した以外は合成
例1と同様にして、反応液を得た。このようにして得
られた縮合物等の慣性半径は、0.3nmであった。こ
の溶液を実施例1と同様にして評価行った。本塗膜の評
価結果を表1に示す。
【0059】
【表1】
【0060】
【発明の効果】本発明によれば、塩基性化合物、沸点1
00℃以下のアルコール、プロピレングリコール系溶
剤、水の存在下アルコキシシラン加水分解および/また
は縮合を行うことで、溶液の長期保存安定性、PCT後
の比誘電率特性、PCT後の機械的強度に優れた膜形成
用組成物(層間絶縁膜用材料)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) 4J035 AA02 AA03 AA05 AB03 BA02 BA03 BA04 BA05 BA06 BA12 BA13 BA14 BA15 BA16 CA112 CA142 CA182 EB03 EB04 HA01 HA02 HB03 LB01 4J038 CL001 DL021 DL031 DL051 DL071 DL081 DL111 DL161 HA176 JA18 JB01 JB25 KA03 KA04 KA06 KA08 KA09 KA15 NA04 NA11 NA14 NA21 NA27 PA19 PB09 PB11 PC02 PC03 PC08

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)下記一般式(1)で表される化
    合物、下記一般式(2)で表される化合物および下記一
    般式(3)で表される化合物の群から選ばれた少なくと
    も1種のシラン化合物を Ra Si(OR14-a ・・・・・(1) (式中、Rは水素原子、フッ素原子または1価の有機
    基、R1 は1価の有機基、aは1〜2の整数を示す。) Si(OR24 ・・・・・(2) (式中、R2 は1価の有機基を示す。) R3 b (R4 O)3-b Si−(R7d −Si(OR53-c6 c・・・・ (3) 〔式中、R3 〜R6 は同一または異なり、それぞれ1価
    の有機基、bおよびcは同一または異なり、0〜2の数
    を示し、R7 は酸素原子、フェニレン基または−(CH
    2n −で表される基(ここで、nは1〜6の整数であ
    る)、dは0または1を示す。〕 (B)塩基性化合物、(C)水、(D)沸点100℃以
    下のアルコールおよび(E)下記一般式(4)で表され
    る溶剤 R8O(CHCH3CH2O)e9 ・・・・・(4) (R8およびR9は、それぞれ独立して水素原子、炭素数
    1〜4のアルキル基またはCH3CO−から選ばれる1
    価の有機基を示し、eは1〜2の整数を表す。)の存在
    下で加水分解し、縮合することを特徴とする膜形成用組
    成物の製造方法。
  2. 【請求項2】 (B)塩基性化合物がpKa9以上であ
    ることを特徴とする請求項1記載の膜形成用組成物の製
    造方法。
  3. 【請求項3】 加水分解時の(A)成分の濃度が0.5
    〜7重量%(完全加水分解縮合物換算)であることを特
    徴とする請求項1記載の膜形成用組成物の製造方法。
  4. 【請求項4】 (D)沸点100℃以下のアルコール
    が、メタノール、エタノール、n−プロパノールおよび
    イソプロパノールから選ばれることを特徴とする請求項
    1記載の膜形成用組成物の製造方法。
  5. 【請求項5】 (B)塩基性化合物の使用量が、(A)
    成分中のアルコキシル基の総量1モルに対して0.00
    001〜10モルであることを特徴とする請求項1記載
    の膜形成用組成物。
  6. 【請求項6】 (C)水の使用量が、(A)成分1モル
    に対して20モルを越え150モル以下であることを特
    徴とする請求項1記載の膜形成用組成物の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6記載の製造方法で得られる
    膜形成用組成物。
  8. 【請求項8】 請求項7項記載の膜形成用組成物を基板
    に塗布し、加熱することを特徴とする膜の形成方法。
  9. 【請求項9】 請求項8記載の膜の形成方法によって得
    られるシリカ系膜。
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