JP2002285087A - 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、膜の形成方法およびシリカ系膜

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JP2002285087A
JP2002285087A JP2001086897A JP2001086897A JP2002285087A JP 2002285087 A JP2002285087 A JP 2002285087A JP 2001086897 A JP2001086897 A JP 2001086897A JP 2001086897 A JP2001086897 A JP 2001086897A JP 2002285087 A JP2002285087 A JP 2002285087A
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acid
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Michinori Nishikawa
通則 西川
Eiji Hayashi
英治 林
Kinji Yamada
欣司 山田
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JSR Corp
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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比誘電率
が2.4以下で、その焼成依存が小さく、塗膜の密着性
に優れたシリカ系膜が形成可能な膜形成用組成物を得
る。 【解決手段】 A)一般式1〜3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触媒と水
の存在下で加水分解し、縮合した加水分解縮合物、B)
一般式4で表される繰り返し単位を有する重合体、C)
有機溶媒、とを含有する膜形成用組成物。 Ra Si(OR14-a ・・・・・(1) Si(OR24 ・・・・・(2) R3 b (R4 O)3-b Si−(R7d −Si(OR
53-c6 c・・(3) −(SiHR−O)− ・・・・・(4) 〔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。R2は1価の有機
基。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、R7
は酸素原子、フェニレン基または−(CH2)n−で表
される基(ここで、nは1〜6の整数)、dは0または
1。R8は1価の有機基を示し、eは5〜1000。〕

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
縁膜材料として、2.4以下の比誘電率を示し、かつ比
誘電率の焼成依存が小さく、さらには塗膜の密着性に優
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、より低比誘電率で
かつ密着性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、2.4以下の比誘
電率、比誘電率の焼成依存、さらには塗膜の密着性など
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、2.4
以下の比誘電率を示し、かつ比誘電率の焼成依存が小さ
く、さらには塗膜の密着性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)下記一般式(4)で表される繰り返し単位を有す
る重合体、 −(SiHR−O)− ・・・・・(4) (式中、Rは1価の有機基を示し、eは5〜1000
である。) ならびに(C)有機溶媒を含有することを特徴とする膜
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)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その縮合物もしく
はいずれか一方である。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)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特定塩
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、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。また、上記(A)成分を反応液に添加す
る際には、一括で(A)成分を添加しても、(A)成分
を連続的あるいは断続的に添加しても良い。連続的ある
いは断続的に添加する場合は、その添加時間が5分〜1
2時間であることが好ましい。
【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、塩基性触媒を用いることが特徴である。
【0021】かかる塩基性触媒としては、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、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、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
ロオクタン、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、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド、テ
トラプロピチルアンモニウムハイドロオキサイド、テト
ラブチルアンモニウムハイドロオキサイド、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、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ペンチ
ルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミ
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、シクロヘキシルアミン、
トリメチルイミジン、1−アミノ−3−メチルブタン、
ジメチルグリシン、3−アミノ−3−メチルアミンなど
を挙げることができ、好ましい例としてアンモニア、ア
ルキルアミン、テトラアルキルアンモニウムハイドロオ
キサイド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、特に好
ましくはアルキルアミン、テトラアルキルアンモニウム
ハイドロオキサイドがシリカ系膜の基板への密着性の点
から特に好ましい。これらの塩基性触媒は1種あるいは
2種以上を同時に使用しても良い。
【0022】上記塩基性触媒の使用量は、化合物(1)
〜(3)中のR1 O−基,R2 O−基,R4 O−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0.000
05〜5モル、特に好ましくは0.001〜1モル、さ
らに好ましくは0.01〜0.5モルである。特定塩基
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。
【0023】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。
【0024】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。
【0025】さらに、(A)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、特定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、組成物中より特定塩基性化合物
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、組成物中から特定塩基性化合物を除去する方法、 イオン交換樹脂により、組成物中から特定塩基性化合
物を除く方法、 抽出や洗浄によって特定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。
【0026】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。
【0027】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。
【0028】(B)成分 本発明の膜形成用組成物は、下記一般式(4)で表され
る繰り返し単位を有する重合体を含有する。 −(SiHR−O)− ・・・・・(4) (式中、Rは1価の有機基を示し、eは5〜1000
である。)
【0029】上記一般式(1)において、R 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。一般式(4)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。
【0030】一般式(4)で表される繰り返し単位を有
する重合体としては、例えば、ポリメチルハイドロジェ
ンシロキサン、ポリエチルハイドロジェンシロキサン、
ポリビニルハイドロジェンシロキサン、ポリプロピルハ
イドロジェンシロキサン、ポリブチルハイドロジェンシ
ロキサン、ポリフェニルハイドロジェンシロキサンなど
を挙げることが出来る。
【0031】かかる重合体の具体例としては、例えばチ
ッソ(株)製HMS−013、HMS−031、HMS
−064、HMS−071、HMS−151、HMS−
301、HMS−501、HMS−991、HMS−9
92、HES−992、HPM−502、HAM−30
3などを挙げることが出来る。これら(B)成分は、1
種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
【0032】(A)成分に対する(B)成分の使用割合
は、(A)成分100重量部(完全加水分解縮合物換
算)に対して(B)成分0.5〜20重量部であり、好
ましくは0.5〜10重量部、特に好ましくは1〜10
重量部である。(B)成分の使用割合が0.5重量部未
満であるとシリカ膜の基板に対する密着性が劣る場合が
あり、20重量部を越えるとシリカ膜の耐熱性が劣る場
合がある。
【0033】(C)有機溶媒 本発明の膜形成用組成物は、(A)成分と(B)成分
を、通常、(C)有機溶媒に溶解または分散してなる。
この(C)有機溶媒としては、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、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、ジア
セトンアルコールなどのモノアルコール系溶媒;
【0034】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。
【0035】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。
【0036】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。
【0037】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。
【0038】これらの有機溶剤の中で、特に下記一般式
(5)で表される有機溶剤が好ましい。 RO(CHCH3CH2O)10 ・・・・・(5) (RおよびR10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、fは1〜2の整数を表す。)上
記の有機溶媒は、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。本発明においては、化合物(1)〜
(3)を加水分解し、縮合する際に、上記と同様の溶媒
を使用することができる。
【0039】(A)成分を重合する際の反応温度として
は、通常、0〜100℃、好ましくは15〜90℃であ
る。
【0040】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〜
30nm、好ましくは10〜20nm、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。
【0041】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。
【0042】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。
【0043】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。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。
【0044】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。
【0045】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。
【0046】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。
【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、例え
ば、溶媒中化合物(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、縮合し、
(A)成分を調製したのち、これに(B)成分を添加す
ればよく、特に限定されない。
【0048】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)、特定
塩基性化合物および有機溶媒からなる混合物に、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)、特定
塩基性化合物および有機溶媒からなる混合物に、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)および
有機溶媒からなる混合物に、所定量の水および特定塩基
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)および
有機溶剤からなる混合物に、所定量の水および特定塩基
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)有機溶剤、水および特定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)有機溶剤、水および特定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)有機溶剤、水および特定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)有機溶剤、水および特定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、別な有機
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、別な有
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、別な有
機溶剤で抽出した後、更に別な有機溶剤で置換する方
法。
【0049】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。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。
【0050】このようにして得られる層間絶縁膜は、P
CT後の比誘電率特性、PCT後のCMP耐性、PCT
後の基板との密着性を示すことから、LSI、システム
LSI、DRAM、SDRAM、RDRAM、D−RD
RAM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。
【0051】
【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。
【0052】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℃
【0053】塗膜の比誘電率 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℃と420℃のそれぞれの温度の真空ファーネス
(30mTorr)で30分基板を焼成した。得られた
膜に対して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100kHz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HP
4284A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。
【0054】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90℃で3分
間、窒素雰囲気200℃で3分間基板を乾燥し、さらに
420℃の真空ファーネス(30mTorr)で30分
基板を焼成した。この基板上にプラズマCVD法でテト
ラエトキシシランの重合体膜(SiO)を1000Å
の厚みで形成した。得られた膜に対して100℃、湿度
100%RH、2気圧の条件でPCTを1時間行った。
得られた基板上にエポキシ樹脂を用いてスタッドピン1
0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本共シリカ膜とプラズマCVD法
で得られたSiO膜の界面での剥離無し ×:シリカ膜とプラズマCVD法で得られたSiO
の界面での剥離発生
【0055】合成例1 石英製セパラブルフラスコに、蒸留エタノール470.
9g、イオン交換水226.5gと25%水酸化テトラ
メチルアンモニウム水溶液17.2g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44.9
gとテトラエトキシシラン68.6g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20%硝酸水溶液50gを添加し、十分攪拌
した後、室温まで冷却した。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400gを加え、その後、
50℃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、マレイ
ン酸の10%プロピレングリコールモノプロピルエーテ
ル溶液10g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、20.9nmであっ
た。
【0056】合成例2 石英製セパラブルフラスコに、蒸留エタノール470.
9g、イオン交換水226.5gと25%水酸化テトラ
メチルアンモニウム水溶液17.2g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44.9
gとテトラエトキシシラン68.6gの混合物を2時間
かけて添加した。溶液を59℃に保ったまま、5時間反
応を行った。この溶液に20%硝酸水溶液50gを添加
し、十分攪拌した後、室温まで冷却した。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400gを加
え、その後、50℃のエバポレーターを用いて溶液を1
0%(完全加水分解縮合物換算)となるまで濃縮し、そ
の後、マレイン酸の10%プロピレングリコールモノプ
ロピルエーテル溶液10g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、17.
9nmであった。
【0057】合成例3 石英製セパラブルフラスコに、蒸留エタノール470.
9g、イオン交換水233.3gと25%水酸化カリウ
ム水溶液10.4g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44.9gとテトラエトキ
シシラン68.6gの混合物を30分間かけて添加し
た。溶液を52℃に保ったまま、1時間反応を行った。
この溶液に20%硝酸水溶液50gを添加し、十分攪拌
した後、室温まで冷却した。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400gを加え、その後、
50℃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、マレイ
ン酸の10%プロピレングリコールモノプロピルエーテ
ル溶液10g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、21.6nmであっ
た。
【0058】合成例4 石英製セパラブルフラスコに、蒸留エタノール570
g、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13.6gとテトラエトキシシラン2
0.9gの混合物を添加した。溶液を59℃に保ったま
ま、4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3000gを加え、その後、
50℃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)となるまで濃縮した。この溶液10
%マレイン酸のプロピレングリコール溶液を添加し、溶
液のpHを4とすることで反応液を得た。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。
【0059】合成例5 石英製セパラブルフラスコ中で、メチルトリメトキシシ
ラン205.50gとテトラメトキシシラン85.51
gを、プロピレングリコールモノエチルエーテル426
g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60℃に安定させた。次に、無水マレイン酸
0.013gを溶解させたイオン交換水182gを1時
間かけて溶液に添加した。その後、60℃で2時間反応
させたのち、反応液を室温まで冷却した。50℃で反応
液からメタノールを含む溶液を360gエバポレーショ
ンで除去し、反応液を得た。
【0060】実施例1 合成例1で得られた反応液中の(A)成分100重量
部(完全加水分解縮合物換算)に対して、チッソ(株)
製HMS−991を5重量部となるよう添加し、十分攪
拌した。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
エハ上に塗布した。塗膜の380℃および420℃焼成
における比誘電率はそれぞれ2.23、2.22と焼成
依存の小さい結果が得られた。また、PCT後の塗膜の
密着性も良好であった。
【0061】実施例2〜9 表1に示す組成で膜形成用組成物を作製し、実施例1と
同様に評価を行った。評価結果を表1に併せて示す。
【0062】
【表1】
【0063】参考例1 合成例1で得られた反応液のみを使用した以外は実施
例1と同様にして塗膜の評価を行った。塗膜の380℃
および420℃焼成における比誘電率はそれぞれ2.2
2、2.21と焼成依存の小さい結果であったが、PC
T後の塗膜でスタッドピン4本に剥離が発生した。
【0064】参考例2 合成例5で得られた反応液のみを使用した以外は実施
例1と同様にして塗膜の評価を行った。塗膜の380℃
および420℃焼成における比誘電率はそれぞれ3.2
2、2.73と焼成依存が大きいものであった。また、
PCT後の塗膜でスタッドピン7本に剥離が発生した。
【0065】参考例3 合成例5で得られた反応液中の(A)成分100重量
部(完全加水分解縮合物換算)に対して、チッソ(株)
製HMS−991を5重量部となるよう添加したこと以
外は実施例1と同様にして塗膜の評価を行った。PCT
後の塗膜の密着性は良好であったが、塗膜の380℃お
よび420℃焼成における比誘電率はそれぞれ3.2
5、2.78と焼成依存が大きいものであった。
【0066】
【発明の効果】本発明によれば、アルコキシシラン加水
分解縮合物、特定の繰り返し単位のシリコーン重合体、
有機溶剤を含有する膜形成用組成物を使用することで、
2.4以下の比誘電率を示し、かつ比誘電率の焼成依存
が小さく、さらには塗膜の密着性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 (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/316 H01L 21/316 G Fターム(参考) 4J038 AA011 DL021 DL031 HA176 HA441 JB01 JB03 JB27 JB28 JB29 JB30 JB33 KA04 MA09 NA12 NA21 PA19 PB09 PC02 5F058 AA08 AA10 AC03 AF04 AG01 AH02 BA10 BA20 BB07 BF46 BH01 BJ02

Claims (7)

    【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触媒と水の存在下で加水分解
    し、縮合した加水分解縮合物、 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)下記一般式(4)で表される繰り返し単位を有す
    る重合体、 −(SiHR−O)− ・・・・・(4) (式中、Rは1価の有機基を示し、eは5〜1000
    である。)ならびに (C)有機溶媒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】 触媒が塩基性化合物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。
  3. 【請求項3】 (A)成分に対する(B)成分の使用割
    合が、(A)成分100重量部(完全加水分解縮合物換
    算)に対して(B)成分0.5〜20重量部であること
    を特徴とする請求項1〜2記載の膜形成用組成物。
  4. 【請求項4】 (C)有機溶剤が、下記一般式(5)で
    表される溶剤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。 RO(CHCH3CH2O)10 ・・・・・(5) (RおよびR10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、fは1〜2の整数を表す。)
  5. 【請求項5】 請求項1〜4項いずれかに記載の膜形
    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。
  6. 【請求項6】 請求項6記載の膜の形成方法によって
    得られるシリカ系膜。
  7. 【請求項7】 比誘電率が2.4以下であることを特
    徴とする請求項6記載のシリカ系膜。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004039903A1 (ja) * 2002-10-31 2004-05-13 Catalysts & Chemicals Industries Co., Ltd. 低誘電率非晶質シリカ系被膜形成用塗布液および該塗布液の調製方法
JP2004277502A (ja) * 2003-03-13 2004-10-07 Hitachi Chem Co Ltd シリカ系被膜形成用組成物、シリカ系被膜及びその形成方法並びにシリカ系被膜を備える電子部品
EP2253466A1 (en) * 2008-03-09 2010-11-24 Mitsubishi Plastics, Inc. Mold release film
KR101029895B1 (ko) * 2006-04-06 2011-04-18 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 연마 내성 코팅 조성물 및 코팅된 제품
KR101035833B1 (ko) * 2006-04-06 2011-05-20 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 내마모성 코팅 조성물 및 코팅된 물품
WO2015129563A1 (ja) * 2014-02-28 2015-09-03 旭硝子株式会社 液状組成物、ガラス物品および被膜の形成方法
US11283023B2 (en) 2017-06-08 2022-03-22 Corning Incorporated Doping of other polymers into organic semi-conducting polymers

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004039903A1 (ja) * 2002-10-31 2004-05-13 Catalysts & Chemicals Industries Co., Ltd. 低誘電率非晶質シリカ系被膜形成用塗布液および該塗布液の調製方法
KR101031925B1 (ko) 2002-10-31 2011-04-29 후지쯔 가부시끼가이샤 저유전율 비정질 실리카계 피막형성용 도포액 및 상기도포액의 조제방법
JP2004277502A (ja) * 2003-03-13 2004-10-07 Hitachi Chem Co Ltd シリカ系被膜形成用組成物、シリカ系被膜及びその形成方法並びにシリカ系被膜を備える電子部品
KR101029895B1 (ko) * 2006-04-06 2011-04-18 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 연마 내성 코팅 조성물 및 코팅된 제품
KR101035833B1 (ko) * 2006-04-06 2011-05-20 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 내마모성 코팅 조성물 및 코팅된 물품
EP2253466A1 (en) * 2008-03-09 2010-11-24 Mitsubishi Plastics, Inc. Mold release film
EP2253466A4 (en) * 2008-03-09 2012-08-01 Mitsubishi Plastics Inc FILM FOR REMOVAL FROM THE FORM
WO2015129563A1 (ja) * 2014-02-28 2015-09-03 旭硝子株式会社 液状組成物、ガラス物品および被膜の形成方法
US10301214B2 (en) 2014-02-28 2019-05-28 AGC Inc. Liquid composition, glass article and method of forming coating film
US11283023B2 (en) 2017-06-08 2022-03-22 Corning Incorporated Doping of other polymers into organic semi-conducting polymers

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