JP2002530505A - 架橋性マトリックス前駆体および気孔発生体を含有する組成物、並びにそれから製造された多孔質マトリックス - Google Patents
架橋性マトリックス前駆体および気孔発生体を含有する組成物、並びにそれから製造された多孔質マトリックスInfo
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Abstract
Description
,710の利益を主張する。 本発明は、架橋性マトリックス前駆体および気孔発生体(ポラゲン(pora
gen))を含有する組成物、並びにそれから製造された多孔質マトリックスに
関する。
るにつれて、望ましくないキャパシタンス関連遅れおよび金属配線間のクロスト
ークがより鋭く現れる。キャパシタンス関連遅れおよびクロストークは絶縁体の
誘電率に関係するので、超低誘電率材料(すなわち、≦2.0の誘電率を有する
誘電材料)の創造に注意が集中されてきた。かかる努力は、多孔質の無機(たと
えば、二酸化ケイ素)または熱可塑性ポリマー(たとえば、ポリイミド)物質の
創造を含む。
、Proc.Mat.Res.Soc.381,261(1995);Proc
.Mat.Res.Soc.443,91(1997);およびProc.Ma
t.Res.Soc.443,99(1997)に開示されているもののような
十分に発達したゾル−ゲル技法により多孔性にされ得る。二酸化ケイ素中への気
孔の導入は4.2から2.0未満への誘電率の低減を引き起こすけれども、生じ
る多孔質物質は有意的に弱化される。かくして、多孔質二酸化ケイ素は、低誘電
率材料として実用的でない。
超低誘電材料としての使用について調査されてきた。たとえば米国特許5,89
5,263および5,776,990参照。これらの多孔質熱可塑性物質は受容
可能な誘電率を有するように作製され得るけれども、気孔は後続の高温加工中崩
壊する傾向にあり、それによりこれらの物質の興味ある用途用の使用を排除する
。
る苛酷な加工条件に安定である超低誘電材料を得ることは望ましいであろう。
組成物であって、該マトリックス前駆体が、硬化時に300℃より高いTgを有
する架橋炭化水素含有物質を形成するように選択される該組成物を提供すること
により、先行技術の問題に取り組む。架橋炭化水素含有物質は、好ましくは、少
なくとも400℃の熱安定性を有する。
架橋炭化水素含有マトリックスを含む低誘電率材料である。該材料は、好ましく
は、基板上の薄いフィルムの形態にある。
する方法であって、 少なくとも300℃のTgを有するマトリックス材料を形成するよう硬化する
マトリックス前駆体、気孔発生体および溶媒を含む溶液を基板上に塗布すること
、 該溶媒を除去すること、 該マトリックス前駆体を反応させて、該マトリックス材料を形成させ、そして
該気孔発生体を分解して、該マトリックス中に気孔を形成させること を含む方法である。除去、反応および分解の工程は、下記に一層詳細に記載され
るように、1つまたはそれ以上の加熱工程により遂行される。
よび少なくとも部分的に多孔質誘電材料の層または領域により分離されたパター
ン化金属線路を含有する電気配線構造体を含む集積回路物品であって、該誘電材
料が、300℃より高いTgを有する架橋炭化水素含有マトリックスを含む上記
集積回路物品である。
り高い加工温度に安定である低誘電率の多孔質マトリックス材料を提供すること
により、当該技術における問題を解決する。
物を指す。B段階生成物は、通常、「プレポリマー」または「オリゴマー」と同
義である。
とが可能であるマトリックス前駆体を指す。架橋は、UV、マイクロ波、X線ま
たはEビームの照射により助成され得る。架橋が熱的になされる場合、しばしば
「熱硬化性」と互換的に用いられる。
ー、プレポリマーもしくはポリマー、またはそれらの混合物を指す。 「モノマー」は、重合性化合物または重合性化合物の混合物を指す。
ば、ビスシクロペンタジエノンおよびビス−アセチレンは各々2の官能価を有す
るのに対して、モノマー1,1,1−トリス(4−トリフルオロビニルオキシフ
ェニル)エタンは3の官能価を有する。
いてもよいマトリックスまたはマトリックス前駆体を指す。マトリックスまたは
マトリックス前駆体は、好ましくは50重量パーセントより多くないケイ素、一
層好ましくは30重量パーセントより多くないケイ素、最も好ましくは20重量
パーセントより多くないケイ素を含有する。
隙を発生し、それによりその樹脂の有効誘電率を低下するよう部分的にまたは完
全に架橋されたマトリックスから除去可能である固体状、液体状または気体状物
質を指す。
維持された試料の重量損失が1時間当たり1パーセント未満である最大温度Tを
指す。
品において、マトリックスは、分散された空隙または気孔を取り囲む固相である
。
ックス前駆体の混合物から製造され得る。気孔発生体は気孔発生体がポリマーマ
トリックス中に化学的に結合されるようになるように反応性であり得、またはそ
れは非反応性であり得る。
り高いTgを有する架橋樹脂を形成するものである。 好ましくは、マトリックス前駆体は、更に、硬化中モジュラスの低減を全くま
たは比較的小さい低減しか受けないことにおいて特徴づけられる。この物質が硬
化中大きいモジュラス降下を受ける場合、特に低いモジュラスが気孔発生体の分
解温度に近い温度において発生する場合、気孔崩壊が起こり得る。
および米国特許4,812,588に記載されているもののような、熱硬化性ベ
ンゾシクロブテン(BCB)またはそれらのB段階生成物を含む。特に好ましい
BCBは、1,3−ビス(2−ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−ト
リエン−3−イルエチニル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン(D
VS−ビスBCBと称される)であり、しかしてそのB段階樹脂はCYCLOT
ENETM樹脂として商業的に入手できる(The Dow Chemical C
ompanyから)。
こにおいて用いられるポリアリーレンは、繰返しアリーレン単位から作られた主
鎖を有する化合物、および主鎖中においてアリーレン単位を他の結合単位(たと
えば、ポリアリーレンエーテルにおける酸素)と一緒に有する化合物を含む。商
業的に入手できるポリアリーレン組成物の例は、SiLKTM半導体誘電体(Th
e Dow Chemical Companyから)、FlareTM誘電体(A
llied Signal,Inc.から)およびVeloxTM(ポリ(アリー
レンエーテル))(AirProducts/Shumacherから)を含む
。ポリアリーレンマトリックス前駆体の好ましいクラスは、WO98/1114
9に記載されているもののような、ポリシクロペンタジエノンとポリアセチレン
の熱硬化性混合物またはB段階生成物である。本発明の組成物において用いられ
得る熱硬化性組成物または架橋性ポリアリーレンの例は、WO97/10193
に示されているような、芳香族環上において互いにオルトにてエチニル基で置換
された芳香族化合物のようなモノマー;WO98/11149に示されているよ
うな、芳香族アセチレン化合物と組み合わせられたシクロペンタジエノン官能性
化合物;並びに米国特許第5,115,082号、第5,155,175号、第
5,179,188号および第5,874,516号並びにPCT WO91/
09081、WO97/01593およびEP0755957−81のポリアリ
ーレンエーテルを含む。一層好ましくは、熱硬化性組成物は、上記に挙げられた
モノマーの部分重合反応生成物(すなわち、B段階オリゴマー)(たとえばWO
98/11149、WO97/10193参照)を含む。
度範囲において観測される最小測定モジュラスが温度Tminにおいて発生しそし
て該最小測定モジュラスが最大温度に加熱しそしてTminまで冷却し戻した後の
組成物の測定硬化モジュラスの20パーセント一層好ましくは50パーセントに
等しい値より大きいことにおいて特徴づけられるところの、ねじり含浸布分析(
TICA)により測定されるときのモジュラスプロフィールにより特徴づけられ
る。「測定昇温モジュラス」は、モジュラス対温度のプロットにおいて試験の加
熱段階中試験複合材について検出された所与温度におけるモジュラスである。「
最小測定昇温モジュラス」は、300〜450℃の温度範囲において発生する最
小測定昇温モジュラスである。「測定硬化モジュラス」は、冷却段階中の試験複
合材についての所与温度におけるモジュラスである。このTICA技法において
、ガラス織布(好ましくは、たとえば厚さ0.3mm、幅15mmおよび長さ3
5mm,TA Instrumentsの部品番号980228.902)が、
DuPont 983 DMAのような動的機械分析器、好ましくは、感度を高め
るための低質量垂直クランプ付属品または同等の機能体を備えたものに取り付け
られる。該布の端は、長さ10mmを暴露したままにしてアルミニウム箔中に包
まれる。次いで、該布は、動的機械分析器の垂直クランプ(これらのクランプは
10mm離して据え付けられる)に取り付けられる。該クランプは、トルクレン
チを用いて12インチ(34.48cm)ポンドに締められる。該布は、前駆体
化合物を10〜30パーセント固形分にて含む溶液を用いて、ピペットを経て含
浸される。該布は該溶液を完全に染み込まされ、そして過剰分はピペットを用い
て除去される。熱ディフレクターおよびオーブンが取り付けられ、そして1時間
当たり3標準立方フィートの窒素流が確立される。変位の振幅は1.00mmに
そして周波数は1Hzに設定される。試料は1分当たり5℃にて500℃に加熱
され、そして次いで冷却される。データは、加熱および冷却の段階の両方中集め
られる。データ分析は、ガラスと処方物の複合材について温度対曲げモジュラス
値を得るように遂行され得る。DuPontのDMA標準データ分析バージョン
4.2またはTA Instrumentsのウインドウズ95/98/NT用
汎用分析バージョン2.5Hのような既製ソフトウエアプログラムは、該データ
分析を遂行するために用いられ得る。該モジュラス値それら自体は、ガラス布の
寄与および試料負荷の不可避な変動に因り、試験処方物についての絶対値ではな
い。しかしながら、ある一貫した温度までの硬化および冷却後の複合材のモジュ
ラスに対する加熱中のある点におけるモジュラス値の比率を用いると、異なる処
方物を比較するために用いられ得る値が与えられる。代理人参照番号44528
を有する同時係属中の共通所有の米国出願シリアル番号 も参照され
たい。
しくは次の化合物の部分重合(B段階)反応生成物を含む。すなわち、 (a)式
ありそしてAr1、Ar2およびAr3は独立に未置換芳香族部分または不活性置
換芳香族部分であり、そしてyは3またはそれ以上の整数である。
てAr1、Ar2およびAr3は独立に未置換芳香族部分または不活性置換芳香族
部分でありそしてMは結合であり、そしてyは3またはそれ以上の整数であり、
pは所定のモノマー単位における未反応アセチレン基の数であり、rは所定のモ
ノマー単位における反応アセチレン基の数より1小さくかつp+r=y−1であ
り、zは1〜1000の整数であり、wは0〜1000の整数であり、そしてv
は2またはそれ以上の整数である。
混合物またはB段階生成物を含む場合、該前駆体は、好ましくは、分岐が硬化過
程中比較的早く起こるように特徴づけられる。硬化過程中早期における分岐状マ
トリックスの形成は、該マトリックスのモジュラス降下を最小にし、そして硬化
過程中あり得る気孔崩壊を最小にするのを助けおよび/またはより低い温度にお
いて分解する気孔発生体の使用を許容する。これを達成する一つの手法は、前駆
体組成物におけるシクロペンタジエノン官能価対アセチレン官能価の、3:4よ
り大きいかつ好ましくは2:1より小さい一層好ましくは1:1の比率を用いる
ことである。3部の3,3′−(オキシジ−1,4−フェニレン)ビス(2,4
,5−トリフェニルシクロペンタジエノン)および2部の1,3,5−トリス(
フェニルエチニル)ベンゼン(モル比)からなるマトリックス前駆体は、かかる
系の例である。その代わりに、ポリシクロペンタジエノンとポリアセチレンの熱
硬化性混合物またはB段階生成物を架橋することの可能な追加的試薬が、硬化過
程中マトリックスのモジュラス降下を最小にするために添加され得る。適当な試
薬の例は、たとえばWO97/10193に開示されているようなビスオルトジ
アセチレン;モノオルトジアセチレン;ビストリアゼン;1,3−ジフェニルテ
トラジンのようなテトラジン;ビススルホニルアジドのようなビスアジド;およ
び二過酸化物を含めて過酸化物を含む。試薬の負荷レベルは、固形分を基準とし
て<1重量パーセントから固形分を基準として>30重量パーセントで変動し得
る。
の例は、熱硬化性ペルフルオロエチレンモノマー(3またはそれ以上の官能価を
有する)またはそのB段階生成物であり、そしてその開示および製造は米国特許
5,023,380(第4欄第38行以下)および米国特許5,540,997
(第3欄第4ないし46行)に見られ得る。好ましい熱硬化性ペルフルオロエチ
レンは、1,1,1−トリス(4−トリフルオロビニルオキシフェニル)エタン
である。熱硬化性ペルフルオロエチレンモノマーはまた、好都合には、米国特許
5,021,602、5,037,917および5,246,782に記載され
ているように製造された2の官能価を有するペルフルオロエチレンと共重合され
得る。
ているような熱硬化性ビス−o−ジアセチレンまたはそのB段階生成物である。
この具体的態様によれば、前駆体は、式
各Arは少なくとも1個の芳香族環を含み;各Rは独立に水素、アルキル、アリ
ールまたは不活性置換のアルキルもしくはアリール基であり;Lは共有結合また
は1個のArを少なくとも1個の他のArに連結する基、好ましくは置換または
未置換アルキル基であり;nおよびmは少なくとも2の整数であり;そしてqは
少なくとも1の整数であり;しかも芳香族環の一つの上にあるエチニル基の少な
くとも二つは互いにオルトである。
(または離散領域)を形成する物質である。好ましくは、ドメインは、最終所望
気孔サイズより大きくないべきである。
1マトリックス系に関して良好に機能する気孔発生体は、別のマトリックス系に
関して必ずしも良好に機能するとは限らない。マトリックス系との気孔発生体の
相溶性は、非常に大きいドメインが形成されないよう十分に高くなければならな
いが、しかしドメインが形成されない程十分に高くはあり得ない。
性温度より低い温度において熱分解する(すなわち、バーンアウト)ものである
。分解温度範囲は、硬化が分解より速く(または分解の前に)起こって気孔発生
体が実質的に除去される前にマトリックスが硬化するのを可能にする限り、硬化
温度範囲と重なり得る。これらの物質は、好ましくは、主として低分子量種に分
解しそしてかくして実質的な「炭」を多孔質マトリックス中に残さない。
マトリックス材料を形成し得る方法の例は、次のように記載される。
得る。かかる物質は、これらのブロックがナノメートルサイズ範囲の分離ドメイ
ンを与えるよう非混和性であるならば、Physics Today,1999
年2月号p.32に記載されているように自己集合することが可能であり得る。
かかるブロックコポリマーは、加工に適した処方物を得るために溶媒と共にまた
は溶媒なしに、架橋性マトリックス前駆体に添加され得る。ブロックコポリマー
は、加工中(たとえば、回転塗布後しかしマトリックスが形成される前)自己集
合し得る。ブロックの一つまたはそれ以上はマトリックスと反応性であり得、ま
たはブロックは非反応性であり得る。ブロックの一つまたはそれ以上はマトリッ
クスまたはその前駆体と相溶性であり得るが、しかし好ましくは少なくとも1つ
のブロックはマトリックスと非相溶性である。有用なポリマーブロックは、マト
リックス前駆体のオリゴマー、ポリビニル芳香族化合物(ポリスチレン、ポリビ
ニルピリジン、ハロゲン化ポリビニル芳香族化合物のような)、ポリアクリロニ
トリル、ポリアルキレンオキシド(ポリエチレンオキシドおよびポリプロピレン
オキシドのような)、ポリエチレン、ポリ乳酸、ポリシロキサン、ポリカプロラ
クトン、ポリカプロラクタム、ポリウレタン、ポリメタクリレート(ポリメチル
メタクリレートのような)またはポリメタクリル酸、ポリアクリレート(ポリメ
チルアクリレートのような)およびポリアクリル酸、ポリジエン(ポリブタジエ
ンおよびポリイソプレンのような)、ポリビニルクロライド、ポリアセタール、
およびアミンキャップドアルキレンオキシド(Huntsman Corp.か
らJeffamineTMポリエーテルアミンとして商業的に入手できる)を含み
得る。たとえば、ポリスチレンとポリメチルメタクリレートを基剤としたジブロ
ックポリマーは、メシチレンのような適当な溶媒中のCYCLOTENE樹脂の
溶液に、樹脂対ジブロックポリマーの、好ましくは1:1より小さくない一層好
ましくは2:1より小さくない最も好ましくは3:1より小さくない重量:重量
の比率にて添加され得る。総固形分含有率は用途依存性であるが、しかし好まし
くは1重量パーセントより少なくなく一層好ましくは5重量パーセントより少な
くなく最も好ましくは10重量パーセントより少なくなくかつ好ましくは70重
量パーセントより多くない一層好ましくは50重量パーセントより多くない最も
好ましくは30重量パーセントより多くない。該溶液は、次いでシリコンウェー
ハ上に回転塗布されて、DVS−ビスBCBの連続相中のジブロックコポリマー
の分散相を含有する薄いフィルムを残し得る。次いで、該フィルムは、熱硬化さ
れて、架橋DVS−ビスBCBの連続相中のポリ(スチレン−b−メチルメタク
リレート)の分散相を含有する架橋ポリマー系を残し得る。次いで、ジブロック
コポリマーは分解または除去されて、多孔質架橋DVS−ビスBCBポリマーが
残され得る。同様に、ポリスチレンとポリブタジエンを基剤としたジブロックポ
リマーは、ジシクロペンタジエノン(たとえば、3,3′−(オキシジ−1,4
−フェニレン)ビス(2,4,5−トリフェニルシクロペンタジエノン))とト
リスアセチレン(たとえば、1,3,5−トリス(フェニルエチニル)ベンゼン
)のB段階溶液に添加され得る。
もまた、気孔発生体として利用され得る。ここにおいて用いられる「ホモポリマ
ー」は、単一モノマーからの繰返し単位を含む化合物を意味する。適当な熱可塑
性物質は、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリブタジ
エン、ポリイソプレン、ポリフェニレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポ
リエチレンオキシド、ポリ(ジメチルシロキサン)、ポリテトラヒドロフラン、
ポリエチレン、ポリシクロヘキシルエチレン、ポリエチルオキサゾリン、ポリビ
ニルピリジン、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、これらの物質のコポリマー、お
よびこれらの物質の混合物を含む。熱可塑性物質は、特質上において線状、分岐
状、超分岐状、樹枝状または星様状であり得る。
クロペンタジエノンとポリアセチレンの熱硬化性混合物またはB段階生成物に関
して特に適合することが分かり、何故ならそれは高温(たとえば、約420℃〜
450℃)において分解し、また主としてモノマーに分解しそして該モノマーは
マトリックスから拡散して出ていき得るからである。いかなる公知のポリスチレ
ンも、気孔発生体として有用であり得る。たとえば、アニオン性重合ポリスチレ
ン、シンジオタクチックポリスチレン、未置換および置換ポリスチレン(たとえ
ば、ポリ(α−メチルスチレン))はすべて、気孔発生体として用いられ得る。
未置換ポリスチレンが特に好ましい。
ポリシクロペンタジエノンとポリアセチレンのポリアリーレンB段階反応生成物
とブレンドされ得る。次いで、この溶液は、ポリアリーレンマトリックス前駆体
中のポリスチレンの分散相を含有する薄いフィルムを生じるようにシリコンウェ
ーハ上に回転塗布され得る。被覆されたウェーハはホットプレート上で硬化され
てマトリックスを形成し、次いでポリスチレン気孔発生体はオーブン中での熱処
理により除去されて多孔質ポリアリーレンマトリックスが形成される。
体と反応してポリマー鎖のブロックまたはペンダント状(懸垂状)置換を形成す
るように設計され得る。かくして、たとえばビニル、アクリレート、メタクリレ
ート、アリル、ビニルエーテル、マレイミド、スチリル、アセチレン、ニトリル
、フラン、シクロペンタジエノン、ペルフルオロエチレン、BCB、ピロン、プ
ロピオレートまたはオルト−ジアセチレン基のような反応性基を含有する熱可塑
性ポリマーは、架橋性マトリックス前駆体と化学結合を形成し得、そして次いで
該熱可塑性ポリマーは除去されて気孔を残し得る。熱可塑性ポリマーは、ポリス
チレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリブタジエン、ポリイソプ
レン、ポリフェニレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレンオキシ
ド、ポリ(ジメチルシロキサン)、ポリテトラヒドロフラン、ポリエチレン、ポ
リシクロヘキシルエチレン、ポリエチルオキサゾリン、ポリカプロラクトン、ポ
リ乳酸およびポリビニルピリジンのホモポリマーもしくはコポリマー、またはそ
れらの混合物であり得る。1個の反応性基または多数の反応性基が、熱可塑性ポ
リマー上に存在し得る。反応性基の数およびタイプは、熱可塑性気孔発生体がペ
ンダント状物質としてまたはブロックとしてマトリックス中に合体されるかどう
かで決まる。熱可塑性物質は、特質上において線状、分岐状、超分岐状、樹枝状
または星様状であり得る。
マーは、シンナメート基で末端がキャップされそして次いで純DVS−ビスBC
Bモノマーに10〜30重量パーセントにて添加され得る。次いで、この混合物
は、加熱によりB段階にされ、次いでメシチレンのような適当な溶媒で希釈され
そしてシリコンウェーハ上に回転塗布されて、B段階DVS−ビスBCBに化学
的に結合されたポリプロピレングリコールオリゴマーの分散相を含有する薄いフ
ィルムを生じ得る。次いで、分散ポリプロピレングリコールオリゴマーは分解さ
れて、多孔質架橋DVS−ビスBCBポリマーが残され得る。
クスとのそれらの相溶性、所望気孔サイズ、等のような様々な因子と共に変動す
る。しかしながら、一般に、気孔発生体の数平均分子量は、2000より大でか
つ100,000より小である。一層好ましくは分子量は、5000〜50,0
00の範囲にあり、そして最も好ましくは35,000より小である。気孔発生
体ポリマーはまた、好ましくは、狭い分子量分布を有する。
物質の例は、デンドリマー(Dendritech,Inc.を通じて入手でき
並びにPolymer J.(東京),Vol.17,117(1985)にT
omalia等により記載されているポリアミドアミン(PAMAM)デンドリ
マー;DSM Corporationから入手できるポリプロピレンイミンポ
リアミン(DAB−Am)デンドリマー;フレチェット型ポリエーテルデンドリ
マー(J.Am.Chem.Soc.,Vol.112,7638(1990)
、Vol.113,4252(1991)にFrechet等により記載されて
いる);パーセク型液晶モノデンドロン、デンドロン化ポリマーおよびそれらの
自己集合高分子(Nature,Vol.391,161(1998)、J.A
m.Chem.Soc.,Vol.119,1539(1997)にPerce
c等により記載されている);ボルトロンHシリーズ樹枝状ポリエステル(Pe
rstorp ABから商業的に入手できる)のような超分岐状ポリマー系およ
びラテックス粒子、特に架橋ポリスチレン含有ラテックスを含む。これらの物質
は、架橋性マトリックス前駆体に対して非反応性であり得、または上記に記載さ
れたように反応性であり得る。たとえば、Dendritech,Inc.の第
2世代PAMAM(ポリアミドアミン)デンドリマーはビニルベンジルクロライ
ドで官能化されて、デンドリマーの表面上のアミン基がビニルベンジル基に転化
され得る。次いで、この官能化デンドリマーはメシチレン中のB段階DVS−ビ
スBCBの溶液に添加され得、そして次いでこの混合物はシリコンウェーハ上に
回転塗布されて、DVS−ビスBCBオリゴマー中のPAMAMデンドリマーの
分散相が得られ得る。このフィルムは熱硬化されて、架橋DVS−ビスBCBの
連続相に化学的に結合されたPAMAMデンドリマーの分散相を含有する架橋ポ
リマー系が得られ得る。次いで、デンドリマーは熱分解されて、多孔質架橋DV
S−ビスBCBポリマーが得られ得る。その代わりに、Perstorp AB
の第4世代ボルトロン樹枝状ポリマー(H40)はその周辺にてベンゾイルクロ
ライドで変性されて、デンドリマーの表面上のヒドロキシ基がフェニルエステル
基に転化され得る。次いで、この官能化デンドリマーは、ガンマ−ブチロラクト
ンとシクロヘキサノンの溶媒混合物中のポリシクロペンタジエン化合物とポリア
セチレン化合物の部分重合(すなわち、B段階)反応生成物の前駆体溶液に添加
され得る。次いで、この混合物はシリコンウェーハ上に回転塗布されて、前駆体
オリゴマー中のボルトロンH40ベンゾエート樹枝状ポリマーの分散相が得られ
得る。このフィルムは熱硬化されて、架橋ポリアリーレンの連続相に化学的に結
合されたデンドリマーの分散相を含有する架橋ポリマー系が得られ得る。次いで
、デンドリマーは400℃にて熱分解されて、多孔質架橋ポリアリーレンが得ら
れ得る。
リマーまたは部分架橋ポリマーは、最初に、適当な溶媒またはガスの存在下で膨
潤され得る。次いで、膨潤物質は、構造保全性を増大するために更に架橋され得
、しかしてその後溶媒またはガスは、真空または加熱を適用することにより除去
され得る。適当な溶媒は、メシチレン、ピリジン、トリエチルアミン、N−メチ
ルピロリジノン(NMP)、メチルベンゾエート、エチルベンゾエート、ブチル
ベンゾエート、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シク
ロオクタノン、シクロヘキシルピロリジノン、およびジベンジルエーテル、ジグ
リム、トリグリム、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコー
ルメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリ
コールジメチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレン
グリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテルのような
エーテルまたはヒドロキシエーテル、トルエン、キシレン、ベンゼン、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、ジクロロベンゼン、プロピレン
カーボネート、ナフタレン、ジフェニルエーテル、ブチロラクトン、ジメチルア
セトアミド、ジメチルホルムアミド、並びにそれらの混合物を含む。
分に高いが、しかしマトリックスが所望の超小型電子装置(たとえば、集積回路
、マルチチップモジュールまたはフラットパネル表示装置)の製造において必要
とされるプロセス工程に耐えることを可能にするのに十分に低い。好ましくは、
気孔の密度は、マトリックスの誘電率を2.5未満に一層好ましくは2.0未満
に下げるのに十分である。好ましくは、気孔の濃度は、多孔質マトリックスの総
容積を基準として少なくとも5容量パーセント一層好ましくは少なくとも10容
量パーセント最も好ましくは少なくとも20容量パーセントかつ好ましくは70
容量パーセントより大でない一層好ましくは60容量パーセントより大でない。
満、なお一層好ましくは50nmより大でなく、更に一層好ましくは20nmよ
り大でなく、最も好ましくは10nmより大でない。
体を含有する溶液の加工中起こると考えられる。マトリックス前駆体と気孔発生
体の溶液は、回転塗布のような方法により基板上に施用される。この施用中、溶
媒のいくらかは蒸発して、基板上により濃厚な溶液が残される。次いで、被覆基
板はホットプレート上で加熱されて残存溶媒のほとんどが除去されて、マトリッ
クス前駆体中に分散された気孔発生体が残される。溶媒除去過程中および/また
は後続の熱加工中、気孔発生体相はマトリックス前駆体から分離する。この相分
離は、溶媒の損失(濃縮効果および/または溶液の溶解パラメーター変化)、マ
トリックス前駆体の分子量増加、特定位置における十分な気孔発生体量の集合も
しくは凝集、またはそれらの組合わせにより推進され得る。更なる熱処理でもっ
て、マトリックスは一層完全に硬化されるようになる。高められた温度において
、気孔発生体は断片に分解し始め、しかして該断片は拡散して被覆フィルムから
出ていって気孔を残し、かくして多孔質マトリックスを形成し得る。
光学的に透明な溶液を形成する。気孔発生体の量に関してのマトリックス前駆体
の量は、所望多孔度を生じるように調整され得る。しかしながら、好ましくは、
気孔発生体およびマトリックスの重量を基準として気孔発生体の重量パーセント
は、少なくとも5パーセント一層好ましくは少なくとも10パーセント最も好ま
しくは少なくとも20パーセントである。気孔発生体の最大量は、最終製品にお
いて所望される機械的および電気的性質により決定される。好ましくは、気孔発
生体重量パーセントは、80パーセントより大でなく一層好ましくは70パーセ
ントより大でなく最も好ましくは60パーセントより大でない。
て、溶媒の量は、様々な被膜厚を得ることが可能であるように変動され得る。用
いられる溶媒が多ければ多いほど、最終フィルムの層はより薄い。好ましくは、
溶媒の量は、全溶液の50〜95重量パーセントの範囲にある。
するために用いられ得る。回転塗布は、所望の非常に薄いフィルム層をもたらす
ために特に適合する。好ましいフィルム厚は、レベル間誘電フィルムについて1
0ミクロン未満好ましくは5ミクロン未満である。該組成物は、薄い多孔性フィ
ルムが所望されるいかなる基板にも施用され得る。好ましくは、基板は、シリコ
ンウェーハを含む。基板は、集積回路において見られるような他の層または特徴
(たとえば、ゲート、金属配線線路、他の絶縁材、等)を更に含み得る。
形成するいかなる溶媒または溶媒の組合わせでもよい。適当な溶媒の例は、メシ
チレン、ピリジン、トリエチルアミン、N−メチルピロリジノン(NMP)、メ
チルベンゾエート、エチルベンゾエート、ブチルベンゾエート、シクロペンタノ
ン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、シクロヘキシル
ピロリジノン、およびジベンジルエーテル、ジグリム、トリグリム、ジエチレン
グリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジプロピレ
ングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロ
ピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ト
リプロピレングリコールメチルエーテルのようなエーテルまたはヒドロキシエー
テル、トルエン、キシレン、ベンゼン、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、ジクロロベンゼン、プロピレンカーボネート、ナフタレン、ジ
フェニルエーテル、ブチロラクトン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムア
ミド、並びにそれらの混合物を含む。
はそれらは所望基板への溶液の施用に先だって部分的に反応されもしくはB段階
にされ得る。気孔発生体は、マトリックス前駆体B段階過程の様々な段階におい
て所望に応じて添加され得る。
マトリックス前駆体の更なる重合を引き起こすのに十分な条件下で焼き付けられ
得る。焼付け温度は系依存性であり、そして過度の実験なしに当業者により決定
され得る。マトリックス前駆体またはマトリックス材料の引き続いて形成された
被膜(典型的には0.1〜5ミクロンの厚さである)は、所望されるなら、化学
的機械的磨き(CMP)により滑らかにされ得る。気孔発生体は、CMP過程の
前または後のいずれかにて除去され得る。
好ましい。基板への組成物の施用後、溶媒は、典型的には中温への加熱により、
除去される。次いで、組成物は、前駆体物質を架橋しそしてマトリックスを形成
するのに少なくとも十分な温度に急速に加熱される。気孔発生体は、気孔発生体
を分解するのに十分な温度への加熱により除去される。ポリスチレン含有気孔発
生体が用いられる場合、加熱は酸素の不存在下で行われることが好ましい。乾燥
(溶媒除去)、硬化および分解の工程は別々の加熱工程により行われ得るけれど
も、単一加熱工程が用いられ得ることも可能であり、そして多段加熱段階が用い
られるとしても、諸過程のうちの一つより多い過程がいかなる所与の加熱工程に
おいても起こっていることがあり得ることが認識される。
も90パーセントそして最も好ましくは少なくとも95パーセントが除去される
。気孔発生体の除去は、赤外分光法、透過電子顕微鏡法、等のような技法により
決定され得る。気孔発生体の除去は、フィルムから拡散し得る低分子量種に気孔
発生体が分解する場合起こり得る。好ましくは気孔発生体の少なくとも80パー
セント、一層好ましくは少なくとも90パーセントそして最も好ましくは少なく
とも95パーセントが、低分子量種に分解する。熱可塑性気孔発生体の好ましく
は少なくとも80パーセント一層好ましくは少なくとも90パーセント最も好ま
しくは少なくとも95パーセントは、そのモノマー単位またはより小さい単位に
分解する。
こすのに十分なしかし気孔発生体についての分解温度未満の温度に加熱される。
かかる急速加熱工程を遂行するための適当な方法は、ホットプレート上での焼付
けおよび赤外線ランプ下での急速熱アニールを含む。WO98/11149に見
られるもののような好ましいマトリックス材料について、組成物は、好ましくは
、300℃一層好ましくは350℃を越える温度に、1秒当たり少なくとも20
℃一層好ましくは1秒当たり少なくとも50℃の速度にて上げられる。この初期
硬化工程は、気孔発生体およびマトリックスの構造を「固定」するのに十分にマ
トリックスが硬化される限り、完全硬化を引き起こす必要はない。次いで、少な
くとも1つの追加的加熱工程が、硬化を完全に完了させるために(必要ならば)
および気孔発生体を分解するために遂行される。この後続加熱工程は、好ましく
は400℃を越える一層好ましくは420℃を越えるかつ好ましくは500℃未
満一層好ましくは470℃未満の温度にて行われる。
に十分な温度への、好ましくは1秒当たり少なくとも20℃一層好ましくは1秒
当たり少なくとも50℃の速度にての単一急速加熱工程が用いられ得る。この具
体的態様において、乾燥後または別個の乾燥工程を用いないのいずれかにおいて
、温度は急速に上げられる。WO98/11149に見られるもののような好ま
しいマトリックス材料について、温度は、400℃より高く一層好ましくは42
0℃より高く上げられる。
孔質フィルムを形成した後、その層は、集積回路物品および他の超小型電子装置
の製造において所望されるような溝、バイア、穴を形成するために、公知の方法
によりエッチングまたは作像され得る。
マトリックスが形成しかつマトリックスが分解する前に気孔発生体が完全にまた
は実質的に完全に分解するように選択される。マトリックスの架橋から分解まで
の温度窓は、気孔発生体の選択における最大融通性を有するように広いことが好
ましい。
方法により除去され得る。該熱的バーンアウトは、酸素の不存在下で、または気
孔発生体の除去を促進するために酸素を存在させてもしくは酸素を添加してさえ
行われ得る。この第2の手法は、熱硬化性マトリックスが比較的熱酸化的に安定
である場合特に望ましい。気孔発生体はまた、気孔発生体が適切な溶媒でもって
熱硬化マトリックスから効果的に溶解除去される湿式溶解によりまたは気孔発生
体を選択的に除去するようにプラズマ化学が用いられる乾式すなわちプラズマ除
去により除去され得る。たとえば、上記に列挙されたもののような溶媒または超
臨界ガスは、分散第2相を溶解しそして除去するために用いられ得る。第2相は
、熱可塑性物質、ジブロックポリマー、無機物質、またはナノ規模レベルにて分
散され得かつポリマー系中に拡散しそして出ていき得る溶媒中に溶解されること
が可能であるいかなる物質でもよい。
はフラットパネル表示装置用の単一または多層電気配線アーキテクチャにおいて
絶縁または誘電層の一つまたはそれ以上として用いられ得る。本発明のポリマー
は、これらの用途において単独誘電体として、または二酸化ケイ素、窒化ケイ素
もしくはオキシ窒化ケイ素のような無機誘電体ともしくは他の有機ポリマーと共
に用いられ得る。
化物でもって製作されるもののような集積回路の配線構造において低誘電率絶縁
材料として特に有用である。多孔質炭化水素含有マトリックス材料はまた、米国
特許5,550,405および5,591,677に開示されているような集積
回路装置を作製する方法において用いられ得る。 次の例は、例示的目的のみのためであり、そして本発明の範囲を限定するよう
には意図されていない。
50mL丸底フラスコ中に、撹拌しながら、8000の数平均分子量を有するポ
リ(プロピレングリコール)(38.21g,4.78mmol)およびクロロ
ホルム(40mL)を添加した。次いで、この撹拌溶液に、ピリジン(0.60
g,7.64mmol)を添加した。この溶液に、シンナモイルクロライド(0
.64g,3.82mmol)を15分かけて滴加した。添加の完了時に、反応
混合物を還流下で18時間加熱した。次いで、反応を室温に冷却した。この溶液
を10パーセントHCl(3×25mL)、次いで水(1×50mL)、次いで
1M−NaOH(2×25mL)、次いで再び水(1×50mL)、次いでブラ
イン(1×50mL)で洗浄した。次いで、有機分を硫酸マグネシウム上で乾燥
し、そして溶媒を除去して生成物(37.5g)が得られ、しかしてその構造は
陽子および炭素NMR分光法により確認された。
#124221−30−3)(4.0g,1.024×10-2mol)およびポ
リ(プロピレングリコール)ビスシンナメート(1.0g,1.22×10-4m
ol)を入れた。単一相を形成したこの混合物を200℃にて18時間加熱し、
その結果物質は白くかつ固くなっていた。この物質を窒素下で50時間325℃
に加熱して、10〜50nmの範囲の気孔サイズ(透過電子顕微鏡法により決定
されるとき)を有する多孔質物品が得られた。
ゾシクロブテン80部の溶液をMw4000のポリ(プロピレングリコール)か
ら製造されたポリ(プロピレングリコール)ビスシンナメート20部と一緒にし
た。この溶液を165℃にて窒素下で4.5時間加熱して、分子量を更に高めた
。室温に冷却してから、この溶液の固形分総パーセントを、適切量のメシチレン
の添加により20パーセントに調整した。
ハ上に溜まらせ、そして最初に500rpmにて3秒間回転させそして次いで2
,000rpmにて30秒間回転させた。次いで、このウェーハを、次の熱条件
に付した。すなわち、ホットプレート200℃にて5分間、250℃にて6分間
、350℃にて10分間。このウェーハを、窒素雰囲気を有するオーブンに移し
そして300℃に9時間保持した。透過電子顕微鏡法は、サイズが60〜70n
mの平均値で20〜100nmの範囲にある気孔の存在を指摘した。
モ安息香酸(30.06g,0.1074モル)、メタノール(60g,1.8
7モル)および濃硫酸(1.8mL)を添加した。この混合物を23時間加熱還
流し、そしてこの混合物を室温に冷却し、しかして冷却期間中に固体が沈殿した
。この混合物を氷浴中で冷却し、そして固体を濾過により単離した。この固体を
冷メタノールですすぎ、そして次いで真空中で40℃にて乾燥した。反応の進行
を監視するためにおよび生成物の純度を評価するために、反応および最終生成物
をGCにより分析した。
リング 窒素導入口を備えた1L丸底フラスコに、メチル3,5−ジブロモベンゾエー
ト(26.4g,0.08981モル)、塩化パラジウムビス(トリフェニルホ
スフィン)(6.258g,0.008916モル)、トリフェニルホスフィン
(1.18g,0.004504モル)、フェニルアセチレン(27.40g,
0.2682モル)、トリエチルアミン(36.13g,0.3569モル)お
よびテトラヒドロフラン(THF)(500mL)を添加した。この混合物を、
室温にて20分間撹拌した。次いで、ヨウ化銅(I)(0.428g,0.00
225モル)を添加し、そしてこの混合物を室温にて95時間撹拌した。反応を
、GCにより追跡した。溶媒を、真空中で除去した。残渣をメタノールでスラリ
ー化し、そして濾過により単離した。固体を塩化メチレン中に溶解し、そして濾
過用漏斗中のシリカゲルの詰め物を通じて濾過した。溶媒を真空中で除去して、
褐色固体が得られた。
(32.7g,0.00972モル)およびイソプロパノール(261mL)を
添加した。この混合物を、固体のすべてが溶解するまで加熱還流した。水酸化カ
リウム(24.24gの45パーセントKOHaq,0.1944モル)を添加
し、そしてこの混合物を熱い状態に4時間保った。この混合物を冷却し、そして
次いで固体が沈殿するまで濃HClで酸性化した。この固体を濾過により単離し
、そして真空中で80℃にて一晩乾燥して、帯灰色固体(22g)が得られた。
この固体をトルエン中で脱色炭と共に還流し、濾過助剤を通じて熱いまま濾過し
、そして冷却し、しかして冷却期間中に固体が沈殿した。固体を濾過により単離
し、そして真空中で一晩乾燥した。高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)
による分析は、この物質が純粋であると示した。この物質を、1H−NMRおよ
び13C−NMRにより更に分析した。スペクトルは、所望構造と一致していた。
80モル)、オキサリルクロライド(2.2mL,0.02521モル)および
トルエン(7mL)を、50mL丸底フラスコに添加した。この混合物を、固体
のすべてが溶解するまでおよび加えて更に1時間50℃にて加熱した。溶媒およ
び過剰のオキサリルクロライドを、真空を適用することにより除去した。この固
体を室温にてトルエン中に再溶解し、そして次いで真空を適用することにより溶
媒を除去した。固体を、更なる精製なしに引き続いて用いた。
に、700mLのシクロヘキサン(活性アルミナに通された)を装填した。反応
器を55℃に加熱し、そして103.3gのスチレン(使用に先だって、活性ア
ルミナに通され、水素化カルシウムおよびジブチルマグネシウムから蒸留された
)を添加した。重合を、9.0mL(3.456ミリモル)の0.384Mのs
ec−ブチルリチウム溶液を添加することにより開始させた。1時間撹拌した後
、0.60gのエチレンオキシド(水素化カルシウム上で乾燥された)を添加し
、それにより橙色溶液が無色になった。30min後、10mLのテトラヒドロ
フラン(活性アルミナに通された)中の1.778g(3.456ミリモル,1
.0当量)の3,5−ビス(フェニルエチニル)ベンゾイルクロライドを添加し
た。30分後、この溶液を冷却し、そして反応器から取り出した。1.5Lのメ
タノール中で沈殿させそして真空下で80℃にて一晩乾燥することにより、ポリ
マーを単離した。収量は、定量的であった。狭い分子量のポリスチレン標準品に
対する該ポリマーのGPC分析は、Mn=39,353、Mw=41,303およ
びMw/Mn=1.050を与えた。類似的に、46,500および50,000
のMn値を有する官能化ポリスチレンもまた製造された。
ルシクロペンタジエノン)ジフェニルエーテル(45.38g,0.0580モ
ル)、1,3,5−トリス(フェニルエチニル)ベンゼン(14.62g,0.
0386モル)、3,5−ビス(フェニルエチニル)安息香酸のポリスチレンエ
ステル(Mn=39,353)(15.00g,0.000375モル)および
ガンマ−ブチロラクトン(140g)を添加した。フラスコを、窒素/真空導入
口に取り付けた。磁気式に撹拌されている溶液を、5回の真空の適用および窒素
の再充填により脱ガスした。次いで、この溶液を、200℃の内部温度に加熱し
た。55.5時間の加熱後、溶液を145℃に冷却し、次いでシクロヘキサノン
(205g)で希釈した。次いで、この溶液を室温に冷却した。ゲル透過クロマ
トグラフィーによる最終溶液の分析は、ポリスチレン標準品に関してMn=53
62およびMw=34022を指摘した。他の分子量の反応性ポリスチレンを用
いての同様な溶液が、類似的に製造された。
46,500)を気孔発生体として含有するところの、4,4′−ビス(2,4
,5−トリフェニルシクロペンタジエン−3−オン)ジフェニルエーテルおよび
1,3,5−トリス(フェニルエチニル)ベンゼンからの樹脂溶液を、上記に記
載されたようにして製造した。この溶液をシリコンウェーハに施用し、そして回
転塗布により流延して、1.16・m厚の被膜を形成させた。このフィルムを、
MTIホットプレート上で窒素下で320℃にて2分間そして次いで窒素下で4
00℃にて10分間焼き付けた。ウェーハ上のこの被膜を、Blue Mオーブ
ン中で窒素下で450℃にて20分間更に加熱した。このフィルムのTEM観察
の目視検査に基づいて、気孔は直径120nmであった。屈折率は、1.58で
あった。
ルシクロペンタジエノン)ジフェニルエーテル(60.00g,0.07662
モル)、1,3,5−トリス(フェニルエチニル)ベンゼン(19.34g,0
.0511モル)およびガンマ−ブチロラクトン(185g)を添加した。フラ
スコを、窒素/真空導入口に取り付けた。磁気式に撹拌されている溶液を、5回
の真空の適用および窒素の再充填により脱ガスした。次いで、この溶液を、20
0℃の内部温度に加熱した。48時間の加熱後、溶液を145℃に冷却し、次い
でシクロヘキサノン(132g)で希釈した。次いで、この溶液を室温に冷却し
た。ゲル透過クロマトグラフィーによる最終溶液の分析は、ポリスチレン標準品
に関してMn=5550およびMw=30550を指摘した。
反応器に、750mLのシクロヘキサン(活性アルミナに通された)を装填した
。反応器を55℃に加熱し、そして103.22gのスチレン(活性アルミナお
よびQ5触媒床に通された)を添加した。重合を、7.8mLの1.32Mのs
ec−ブチルリチウム溶液を添加することにより開始させた。1時間撹拌した後
、1mLのメタノールを添加して重合をクエンチした。この溶液を更に30分間
撹拌し、しかして反応器は冷えた。2Lのメタノール中で沈殿させそして真空下
で90℃にて一晩乾燥することにより、ポリマーを単離した。総量101.96
g(99パーセントの収率)が採取された。狭い分子量のポリスチレン標準品に
対する該ポリマーのGPC分析は、Mn=8,296、Mw=8,679およびM w /Mn=1.046を与えた。他の分子量のポリスチレンが、類似的に製造され
た。
えた1Lの一口丸底フラスコに、208gのシクロヘキサン(活性アルミナに通
された)および52.64gのスチレン(活性アルミナに通され、水素化カルシ
ウムおよびジブチルマグネシウムから蒸留された)を装填した。重合を、5.6
mLの0.624Mのsec−ブチルリチウム溶液を添加して橙色溶液をもたら
すことにより、室温にて開始させた。2時間後、2.31gのエチレンオキシド
(水素化カルシウム上で乾燥された)を添加して、無色の溶液が得られた。30
分後、2mLのメタノール(MeOH)を添加して重合を停止させた。MeOH
中で沈殿させそして真空下で90℃にて一晩乾燥することにより、ポリマーを単
離した。収量は、定量的であった。狭い分子量のポリスチレン標準品に対するG
PC分析は、Mn=14,960、Mw=16,035およびMw/Mn=1.07
2を与えた。他の分子量のヒドロキシ末端ポリスチレンが、類似的に製造された
。
ラスコに、ヒドロキシ末端ポリスチレン(Mn=4837)(10.00g,0
.0207モル)およびトルエン(150mL)を添加した。この混合物を、固
体が溶解するまで撹拌した。この混合物を2時間加熱還流して、水を共沸的に除
去した。この溶液を室温に冷却し、次いでフラスコをゴムセプタムで密封した。
四塩化ケイ素(59マイクロリットル,0.000517モル)を注射器により
添加し、そしてこの混合物を5分間撹拌した。ピリジン(50マイクロリットル
)を注射器により添加し、そしてこの混合物を室温にて48時間撹拌した。次い
で、この混合物を、1.5時間加熱還流した。次いで、溶媒を真空中で除去した
。残渣をメチレンクロライド中に溶解し、HCl(aq)およびNaCl(飽和
)で洗浄し、次いで乾燥し(MgSO4)、そして溶媒を真空中で除去した。ゲ
ル透過クロマトグラフィーによるこの物質の分析は、ポリスチレン標準品に関し
てMn=16876およびMw=17222を指摘した。
にして製造されたモル比3:2の4,4′−ビス(2,4,5−トリフェニルシ
クロペンタジエン−3−オン)ジフェニルエーテルおよび1,3,5−トリス(
フェニルエチニル)ベンゼンからのオリゴマー溶液に、固形分に関して20質量
パーセント添加した。この溶液は光学的に透明である共に、B段階樹脂中へのポ
リスチレンの溶解を指摘する暗赤色の色合いを有していた。この溶液をシリコン
ウェーハに施用し、そして回転塗布により流延して、3.5μm厚の被膜を形成
させた。このフィルムを、MTIホットプレート上で窒素下で320℃にて2分
間そして次いで窒素下で400℃にて10分間焼き付けた。ウェーハ上のこの被
膜を、Blue Mオーブン中で窒素下で425℃にて60分間更に加熱した。
この後者の加熱工程後、ポリスチレンの95パーセントが除去されたと、フーリ
エ変換赤外分光法(FTIR)により決定された。このフィルムのTEM観察の
目視検査に基づいた平均気孔サイズの推定は、300nmであった。多孔質被膜
の屈折率は、1.5であった。これは、完全緻密マトリックスについての1.6
3の屈折率と対照される。
布により流延して、3.3μm厚の被膜を形成させた。このフィルムを、ホット
プレート上で窒素下で380℃にて2分間そして次いで窒素下で400℃にて1
0分間焼き付けた。ウェーハ上のこの被膜を、オーブン中で窒素下で425℃に
て6分間更に加熱した。この後者の加熱工程は、FTIRにより測定されたとき
、ポリスチレンの80パーセントを除去した。推定平均気孔サイズは30nmで
あった。20分間の450℃における引き続く加熱により、残存ポリスチレンの
ほとんどが除去された。気孔の形態は本質的に未変化であり、30nmの平均気
孔サイズを有していた。
布により流延して、5.8μm厚の被膜を形成させた。このフィルムを、MTI
ホットプレート上で窒素下で340℃にて2分間そして次いで窒素下で400℃
にて10分間焼き付けた。ウェーハ上のこの被膜を、Blue Mオーブン中で
窒素下で425℃にて60分間更に加熱した。このフィルムのTEM観察の目視
検査に基づいた平均気孔サイズの推定は、300nmであった。
入されるような15,800のMnを有するアニオン重合ポリスチレンを、上記
に記載されたようにして製造されたモル比3:2の4,4′−ビス(2,4,5
−トリフェニルシクロペンタジエン−3−オン)ジフェニルエーテルおよび1,
3,5−トリス(フェニルエチニル)ベンゼンからのオリゴマー溶液に添加(固
形分に関して20質量パーセント)した。メシチレンを、総固形分含有率が20
パーセントなるように添加した。この溶液をシリコンウェーハに施用し、そして
回転塗布により流延して、1.85μm厚の被膜を形成させた。このフィルムを
、ホットプレート上で窒素下で320℃にて2分間そして次いで窒素下で400
℃にて10分間焼き付けた。次いで、ウェーハ上のこの被膜を、オーブン中で窒
素下で450℃にて20分間更に加熱した。推定平均気孔サイズは200nmで
あった。容積分率は、TEM顕微鏡写真の画像分析を用いて、11パーセントと
15パーセントの間にあると測定された。0.25インチ(.635cm)直径
の平行板コンデンサーでもって測定された誘電率は2.3であった。
入されるような12,400MnのMnを有するアニオン重合ポリスチレンを、上
記に記載されたようにして製造されたモル比3:2の4,4′−ビス(2,4,
5−トリフェニルシクロペンタジエン−3−オン)ジフェニルエーテルおよび1
,3,5−トリス(フェニルエチニル)ベンゼンからのオリゴマー溶液に、添加
(固形分に関して20質量パーセント)した。総固形分含有率を、シクロヘキサ
ノンでもって15パーセントに調整した。この溶液を4枚のほぼ同一の200m
mシリコンウェーハに施用し、そしてMTI200mmトラックコーターにて回
転塗布により流延して、0.9μm厚の被膜を形成させた。これらのフィルムを
、該トラック上のホットプレート上で窒素下で150℃にて2分間焼き付けた。
引き続いて、これらのフィルムの二つを、該トラックコーターに隣接したホット
プレートモジュール上で7psiの窒素パージ下で320℃にて焼き付けた。残
りのウェーハを、該トラックに隣接した該ホットプレートと同様な孤立型モジュ
ールホットプレート上で55psiの窒素パージ下で320℃にて焼き付けた。
次いで、四つのフィルムのすべてを、55psiの窒素パージ下で400℃にて
10分間焼き付け、そして最後にオーブン中で窒素下で450℃にて20分間加
熱してポリスチレンを除去した。7psiの窒素パージのホットプレート上で3
20℃にて焼き付けられたウェーハは、気孔発生体含有率に比例したフィルムの
損失を被り、0.68μmの最終厚さおよび1.63の屈折率を有し、しかして
これは気孔の形成の代わりにフィルムの崩壊を指摘している。55psiのパー
ジ下で焼き付けられたウェーハは、0.83μmの最終厚さおよび1.55の屈
折率を有し、しかしてこれは450℃の加熱工程中における気孔の形成を指摘し
ている。
′−ビス(2,4,5−トリフェニルシクロペンタジエン−3−オン)ジフェニ
ルエーテルおよび1,3,5−トリス(フェニルエチニル)ベンゼンからのオリ
ゴマー溶液に、固形分に関して20重量パーセントレベルにて添加した。この溶
液をシリコンウェーハに施用し、そして回転塗布により流延して、2.2μm厚
の被膜を形成させた。このフィルムを、MTIホットプレート上で窒素下で32
0℃にて2分間そして次いで窒素下で400℃にて10分間焼き付けた。ウェー
ハ上のこの被膜を、Blue Mオーブン中で窒素下で425℃にて60分間更
に加熱した。このフィルムのTEM観察の目視検査に基づいた平均気孔サイズの
推定は、120nmであった。多孔質被膜の屈折率は、1.56であった。
れた)(10.0000g,0.08757モル)およびクロロホルム(400
mL)を添加した。トリエチルアミン(23.1mL,0.1656モル)を、
注射器により添加した。セバコイルクロライド(19.799g,0.0827
9モル)をビーカー中に量り取り、クロロホルム(300mL)中に溶解し、そ
して1L丸底フラスコに取り付けられた滴下漏斗に移した。この酸塩化物の溶液
を、上記のジアミンの溶液に急速に添加した。滴下漏斗をクロロホルム(50m
L)ですすぎ、しかしてこのクロロホルムは反応混合物に添加された。この混合
物を、室温にて10分間撹拌した。次いで、この混合物をヘキサン(2L)中に
注ぐと、白色固体が沈殿した。水(1L)を添加し、そしてこの混合物を撹拌し
た。液体層を、白色固体からデカントした。この固体をクロロホルム中に採取し
、そして上部の水性層を除去しそして捨てた。溶媒を真空中で除去した。残渣を
ジメチルホルムアミド中に採取し、そして次いで水中に沈殿させた。生じた固体
を濾過により単離し、そして真空中で100℃にて一晩乾燥した。
ル)を、25mL丸底フラスコ中に量り取った。チオニルクロライド(10mL
)を添加し、そしてこの混合物を室温にて2時間撹拌した。過剰のチオニルクロ
ライドを、蒸留によりおよび次いで真空の適用により除去した。生じた固体を、
2回、クロロホルム中に溶解しそして溶媒を真空中で除去した。次いで、この固
体をクロロホルム中に溶解した。上記に記載されたようにして製造されたポリア
ミド(5.0g,0.0005モル)を100mL丸底フラスコ中に量り取り、
そしてクロロホルム(50mL)中に溶解した。次いで、上記の酸塩化物の溶液
を添加し、そして次いでトリエチルアミン(0.5mL)を添加した。この混合
物を、室温にて17時間撹拌した。この反応混合物を1ミクロンフィルターを通
じて濾過し、次いでヘキサンで希釈すると、薄黄色固体が沈殿した。溶媒をこの
固体からデカントし、そして追加的ヘキサンを添加した。溶媒を再びデカント除
去し、そして固体を真空中で室温にて乾燥した。試料をゲル透過クロマトグラフ
ィーにより分析し、しかしてMn=24100およびMw=43803が指摘され
た。
ルシクロペンタジエノン)ジフェニルエーテル(10.0000g,0.012
77モル)、1,3,5−トリス(フェニルエチニル)ベンゼン(4.8340
g,0.01277モル)、上記からの3,5−ビス(フェニルエチニル)ベン
ズアミド基で末端がキャップされたポリアミド(3.7085g,0.0001
54モル)およびガンマ−ブチロラクトン(43.27g)を添加した。フラス
コを、窒素/真空導入口に取り付けた。磁気式に撹拌されている溶液を、5回の
真空の適用および窒素の再充填により脱ガスした。次いで、この溶液を、200
℃の内部温度に加熱した。48時間の加熱後、溶液を145℃に冷却し、次いで
シクロヘキサノン(30.89g)で希釈した。次いで、この溶液を室温に冷却
した。ゲル透過クロマトグラフィーによる最終溶液の分析は、ポリスチレン標準
品に関してMn=5071およびMw=14378を指摘した。この溶液をシリコ
ンウェーハに施用し、そして回転塗布により流延して、1.5μm厚の被膜を形
成させた。このフィルムを、MTIホットプレート上で窒素下で320℃にて2
分間そして次いで窒素下で400℃にて10分間焼き付けた。ウェーハ上のこの
被膜を、Blue Mオーブン中で窒素下で450℃にて20分間更に加熱した
。このフィルムのTEM観察の目視検査に基づいた気孔サイズは、大きい方の気
孔が250nm直径でそして小さい方の気孔が30nmである二モードであるよ
うに見えた。
ら入手できるもののような)を、上記に記載されたモル比3:2の4,4′−ビ
ス(2,4,5−トリフェニルシクロペンタジエン−3−オン)ジフェニルエー
テルおよび1,3,5−トリス(フェニルエチニル)ベンゼンからのオリゴマー
溶液(水中に沈殿され、乾燥されそしてDowanol PMアセテート中に再
溶解されていた)に、固形分対固形分に基づいて20重量パーセントレベルにて
添加した。この溶液をディーン・スタークトラップ/凝縮器/窒素導入口を備え
た丸底フラスコ中で加熱還流して、ラテックス粒子でもって導入された水を共沸
蒸留により除去した。生じた溶液を冷却し、そして次いで後続の加工において用
いた。気孔発生体としてDW−110NAラテックス(The Dow Che
mical Companyから)を含有する樹脂溶液を、記載されたようにし
て製造した。この溶液をシリコンウェーハに施用し、そして回転塗布により流延
して、2.7μm厚の被膜を形成させた。このフィルムを、MTIホットプレー
ト上で窒素下で320℃にて2分間そして次いで窒素下で400℃にて10分間
焼き付けた。ウェーハ上のこの被膜を、Blue Mオーブン中で窒素下で45
0℃にて20分間更に加熱した。このフィルムのTEM観察の目視検査に基づい
て、気孔は、長軸がフィルムの平面にある偏球状であるように見えた。長軸は1
50nmであり、そして短軸は50nmであった。
50mL丸底フラスコ中に、撹拌しながら、1モル当たり7,316gの理論分
子量を有するボルトロンH40樹枝状ポリエステルポリマー(5.0g,1g当
たり8.75ミリモルのOH,44ミリモル)およびTHF(70mL)を添加
した。次いで、この撹拌溶液に、ピリジン(7mL)を添加した。この溶液に、
ベンゾイルクロライド(7.03g,50mmol)を15分かけて滴加した。
添加の完了時に、反応混合物を還流下で2時間加熱した。次いで、反応を室温に
冷却した。この溶液を濾過し、200mLのメチレンクロライドで希釈し、10
パーセントHCl(3×25mL)、次いで水(1×50mL)、次いで1M−
NaOH(2×25mL)、次いで再び水(1×50mL)そして次いでブライ
ン(1×50mL)で洗浄した。次いで、有機分を硫酸マグネシウム上で乾燥し
、そして溶媒を除去して粗生成物が得られ、しかしてこの粗生成物をメタノール
中への沈殿により更に精製して7.4gの生成物(77パーセント)が得られ、
その構造は陽子および炭素NMR分光法により確認された。
−テトラブロモベンゼン(Collins,I.、Suschitzky,H.
,J.Chem.Soc.,C,1969,2337)、27.0g(0.26
7モル)のトリエチルアミン、13.6g(0.132モル)のフェニルアセチ
レンおよび60mLのN,N−ジメチルホルムアミドを入れた。この反応混合物
を窒素で15分間パージし、そして次いで0.945g(0.0036モル)の
トリフェニルホスフィンおよび0.135g(0.0006モル)の酢酸パラジ
ウムを添加した。この反応混合物を窒素雰囲気下で80℃にて20時間加熱した
後、フラスコを室温に冷却し、水(100mL)およびトルエン(100mL)
を添加した。生じた有機層を10パーセントHCl、水および飽和NaClで洗
浄し、そしてNa2SO4で乾燥した。溶媒の除去およびヘキサン/トルエン混合
物からの再結晶にて、純粋な生成物(5.4g,38パーセント)が得られた。 1 H−NMR(CDCl3,300MHz)δ7.37(m,12H)、7.50
(s,2H)、7.62(m,8H)。13C−NMR(CDCl3,75MHz
)δ87.3、88.1、95.5、98.2、123.1、123.4、12
5.7、128.4、128.5、128.8、130.9、131.8、13
1.9。
質量パーセントおよび1,2,3,4−テトラキス(フェニルエチニル)ベンゼ
ンを固形分に関して20質量パーセント、WO98/11149に記載されてい
るような、ガンマ−ブチロラクトンおよびシクロヘキサノン中のモル比1:1の
4,4′−ビス(2,4,5−トリフェニルシクロペンタジエン−3−オン)ジ
フェニルエーテルおよび1,3,5−トリス(フェニルエチニル)ベンゼンから
のオリゴマー溶液に添加した。この溶液は光学的に透明である共に、B段階樹脂
中へのボルトロンH40ベンゾエートおよび1,2,3,4−テトラキス(フェ
ニルエチニル)ベンゼンの溶解を指摘する暗赤色の色合いを有していた。この溶
液をシリコンウェーハに施用し、そして回転塗布により流延して、1.6μm厚
の被膜を形成させた。このフィルムを、MTIホットプレート上で窒素下で32
0℃にて2分間そして次いで窒素下で400℃にて10分間焼き付けた。ウェー
ハ上のこの被膜を、Blue Mオーブン中で窒素下で425℃にて60分間更
に加熱した。このフィルムのTEM観察の目視検査に基づいた平均気孔サイズの
推定は、300nmであった。また、5nmと10nmの間のサイズを有するよ
り小さい気孔構造が見えた。
入口を有する添加漏斗を備えた500mLの一口丸底フラスコに、193gのテ
トラヒドロフラン(活性アルミナに通された)を装填した。フラスコを−78℃
に冷却し、そして12.73gのスチレン(活性アルミナおよびQ5触媒床に通
された)を添加した。重合を、1.15mL(0.84ミリモル)の0.733
Mのsec−ブチルリチウム溶液を添加して橙色溶液をもたらすことにより開始
させた。2時間後、アリコートを取り出しそしてそれをメタノール(MeOH)
に添加することによりポリ(スチレン)(PS)ブロックをサンプリングし、そ
して0.19g(1.05ミリモル,1.25当量)のジフェニルエチレン(ジ
フェニルヘキシルリチウムから蒸留された)を添加すると暗赤色を生じた。25
分後、13.18gのメチルメタクリレート(MMA)(水素化カルシウムおよ
びトリエチルアルミニウムから蒸留された)を、20分の期間をかけて添加漏斗
を経て滴加した。赤色は、MMAの最初の数滴後に消失した。1時間後、0.2
mLのMeOHを添加することにより重合を停止させた。この溶液を室温に温め
、そして600mLのMeOH中で沈殿させそして濾過により採取することによ
りポリマーを単離した。両方のポリマーを、真空下で60℃にて数時間乾燥した
。総量24.69g(95パーセントの収率)のPS−b−PMMAが採取され
た。狭い分子量のポリスチレン標準品に対するPSブロックのGPC分析は、M n =14,567、Mw=15,821およびMw/Mn=1.086を与えた。P
S−b−PMMAコポリマーは、Mn=26,825、Mw=28,893および
Mw/Mn=1.077を与えた。このブロックコポリマーのNMR分析は、PM
MAブロックがMn=15,364を有することを示し、しかして該コポリマー
についてMn=29,913が与えられた。
に、650mLのシクロヘキサン(活性アルミナに通された)を装填した。反応
器を50℃に加熱し、そして32.55gの1,3−ブタジエン(活性アルミナ
およびQ5触媒床に通された)を添加した。重合を、7.0mL(9.1ミリモ
ル)の1.3Mのsec−ブチルリチウム溶液を添加することにより開始させた
。2.5時間撹拌した後、アリコートを取り出しそしてそれをメタノール(Me
OH)に添加することによりポリ(ブタジエン)(PB)ブロックをサンプリン
グし、そして1.58g(3.59ミリモル,3.9当量)のエチレンオキシド
(水素化カルシウム上で乾燥された)を添加した。反応温度を70℃に上げた。
20分後、9.1mL(9.1ミリモル,1.0当量)の1.0Mジエチルアル
ミニウムクロライドおよび0.1mLのテトラヒドロフラン(活性アルミナを通
された)を添加すると、濁った溶液が得られた。反応器を60℃に冷却し、そし
て34.81gのε−カプロラクトン(2回水素化カルシウムから蒸留された)
を添加すると、乳白色溶液が得られた。90分後、0.5mLのMeOHを添加
して重合を停止させた。この溶液を更に30分間撹拌して完全停止を確実にし、
そして次いで0.75gの2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノー
ルに添加した。1.2Lのメタノール中で沈殿させそして真空下で50℃にて数
時間乾燥することにより、ポリマーを単離した。総量48.1g(71パーセン
トの収率)のPB−b−PCLが採取された。狭い分子量のポリ(ブタジエン)
標準品に対するPBブロックのGPC分析は、Mn=4,890、Mw=5,08
0およびMw/Mn=1.039を与えた。PB−b−PCLコポリマーは、Mn
=5,655、Mw=6,629およびMw/Mn=1.172を与えた。このブ
ロックコポリマーのNMR分析は、PCLブロックがMn=4,794を有する
ことを示し、しかして該コポリマーについてMn=9,685が与えられた。
記に記載されたモル比3:2の4,4′−ビス(2,4,5−トリフェニルシク
ロペンタジエン−3−オン)ジフェニルエーテルおよび1,3,5−トリス(フ
ェニルエチニル)ベンゼンからのオリゴマー溶液に、添加(固形分に関して20
質量パーセント)した。この溶液は光学的に透明である共に、B段階樹脂中への
該ブロックコポリマーの溶解を指摘する暗赤色の色合いを有していた。この溶液
をシリコンウェーハに施用し、そして回転塗布により流延して、1.94μm厚
の被膜を形成させた。このフィルムを、MTIホットプレート上で窒素下で40
0℃にて10分間焼き付けた。ウェーハ上のこの被膜を、Blue Mオーブン
中で窒素下で4500℃にて20分間更に加熱した。このフィルムのTEM観察
の目視検査に基づいた平均気孔サイズの推定は、200nmであった。
、上記に記載されたモル比3:2の4,4′−ビス(2,4,5−トリフェニル
シクロペンタジエン−3−オン)ジフェニルエーテルおよび1,3,5−トリス
(フェニルエチニル)ベンゼンからのオリゴマー溶液に添加(固形分に関して2
0質量パーセント)した。この溶液は光学的に透明である共に、B段階樹脂中へ
の該ブロックコポリマーの溶解を指摘する暗赤色の色合いを有していた。この溶
液をシリコンウェーハに施用し、そして回転塗布により流延して、2.85μm
厚の被膜を形成させた。このフィルムを、MTIホットプレート上で窒素下で3
20℃にて2分間そして次いで窒素下で400℃にて10分間焼き付けた。ウェ
ーハ上のこの被膜を、Blue Mオーブン中で窒素下で450℃にて20分間
更に加熱した。このフィルムのTEM観察の目視検査に基づいた平均気孔サイズ
の推定は、20nmであった。
デンドリマーをフェニルプロピオル酸で官能化して、周辺に16個のフェニルプ
ロピオルアミドを有するデンドリマーが得られた。この官能化プロピオルアミド
(0.3g)を、N−シクロヘキシルピロリジノン中の25重量パーセントオリ
ゴマージビニルシロキサン−ビス−ベンゾシクロブテンの溶液6.9gに添加し
た。この混合物を60℃に温め、そして次いで室温に冷却しそして48時間放置
した。デンドリマー対ベンゾシクロブテンオリゴマーの重量比は16.7:83
.3であり、そして固形分総パーセントは28.6パーセントであった。このプ
レポリマー溶液を2.7gのN−シクロヘキシルピロリジノンで更に希釈して、
20重量パーセント固形分の最終溶液が得られた。この溶液を4インチ(10.
16cm)シリコンウェーハ上で回転させ(500rpmで3秒、次いで200
0rpmで30秒)、そして次いで次の熱処理に付した。すなわち、200℃で
5分、250℃で6分、ホットプレート350℃で10分、そしてオーブン30
0℃で9時間。フィルムはわずかに曇っており、そして透過電子顕微鏡法(TE
M)により調べた場合、直径5〜200nmの範囲の球状の閉鎖セル気孔の分布
を示した。
50mL丸底フラスコ中に、撹拌しながら、1モル当たり10,000gの分子
量を有する分岐状PEG(8腕型,Shearwater Polymersか
ら)ポリマー(5.0g,4ミリモルOH)およびメチレンクロライド(40m
L)を添加した。次いで、この撹拌溶液に、トリエチルアミン(5mL)を添加
した。この溶液に、20mLのメチレンクロライド中のベンゾイルクロライド(
1.69g,12ミリモル)を15分かけて滴加した。添加の完了時に、反応混
合物を還流下で2時間加熱した。次いで、反応を室温に冷却した。この溶液を1
0パーセントHCl(3×25mL)、次いで水(1×50mL)、次いで1M
−NaOH(2×25mL)、次いで再び水(1×50mL)、次いでブライン
(1×50mL)で洗浄した。次いで、有機分を硫酸マグネシウム上で乾燥し、
そして溶媒を除去して粗生成物が得られ、しかしてこの粗生成物をエーテル中へ
の沈殿により更に精製して、4.4gの生成物(81パーセント)が得られた。
その構造は、陽子および炭素NMR分光法により確認された。
記に記載されたモル比3:2の4,4′−ビス(2,4,5−トリフェニルシク
ロペンタジエン−3−オン)ジフェニルエーテルおよび1,3,5−トリス(フ
ェニルエチニル)ベンゼンからのオリゴマー溶液に、固形分に関して20質量パ
ーセント添加した。この溶液は光学的に透明である共に、B段階樹脂中への気孔
発生体の溶解を指摘する暗赤色の色合いを有していた。この溶液をシリコンウェ
ーハに施用し、そして回転塗布により流延して、2.5μm厚の被膜を形成させ
た。このフィルムをMTIホットプレート上で窒素下で400℃にて2分間焼き
付け、そしてウェーハ上のこの被膜をBlue Mオーブン中で窒素下で450
℃にて20分間更に加熱した。このフィルムのTEM観察の目視検査に基づいた
平均気孔サイズの推定は、180nmであった。
50mL丸底フラスコ中に、撹拌しながら、1モル当たり10,000gの分子
量を有するモノヒドロキシル末端ポリスチレン(Scientific Pol
ymer Productsから)(10.0g,1.0ミリモル)であるポリ
スチレンおよびTHF(50mL)を添加した。次いで、この撹拌溶液に、ピリ
ジン(5mL)を添加した。この溶液に、10mLのTHF中の4−フェニルエ
チニルベンゾイルクロライド(0.96g,4ミリモル)を15分かけて滴加し
た。この反応混合物を還流下で2時間加熱し、そして次いで室温に冷却した。こ
の溶液を濾過し、200mLのクロロホルムで希釈し、そして10パーセントH
Cl(25mL)、次いで水(50mL)、次いで1M−NaOH(25mL)
、次いで再び水(50mL)そして次いでブライン(50mL)で洗浄した。次
いで、有機分を硫酸マグネシウム上で乾燥し、そして溶媒を除去して粗生成物が
得られ、しかしてこの粗生成物をメタノール中への沈殿により更に精製して、9
.3gの生成物が得られた。
ルシクロペンタジエノン)ジフェニルエーテル(8.0g,0.0102モル)
、1,3,5−トリス(フェニルエチニル)ベンゼン(3.71g,0.009
8モル)、4−フェニルエチニル安息香酸のポリスチレンエステル(Mw=1モ
ル当たり10,000g)(3.0g,他の固形分に関して20パーセント)お
よびガンマ−ブチロラクトン(37.3g)を添加した。フラスコを、窒素/真
空導入口に取り付けた。磁気式に撹拌されている溶液を、5回の真空の適用およ
び窒素の再充填により脱ガスした。次いで、この溶液を、200℃の内部温度に
加熱した。46時間の加熱後、溶液を145℃に冷却し、次いでシクロヘキサノ
ン(19.6g)で希釈した。次いで、この溶液を室温に冷却した。この溶液を
シリコンウェーハに施用し、そして回転塗布により流延して、4.7μm厚の被
膜を形成させた。このフィルムを、MTIホットプレート上で窒素下で320℃
にて2分間そして次いで窒素下で400℃にて10分間焼き付けた。ウェーハ上
のこの被膜を、Blue Mオーブン中で窒素下で425℃にて60分間更に加
熱した。このフィルムのTEM観察の目視検査に基づいた平均気孔サイズの推定
は、110nmであった。
ン樹脂のオリゴマー溶液を用いた。この樹脂を、厚さがほぼ1ミクロンになるよ
うに、3000rpmにて4インチ(10.16cm)シリコンウェーハ上に回
転塗布した。次いで、これらのウェーハを161℃にてアイドリングしているオ
ーブン中に入れることにより、樹脂をそのゲル化点を越えるまで反応させた。オ
ーブンは、5分で175℃に上昇され、そして次いで175℃に46分間保持さ
れた。室温に冷却した後、これらのウェーハを、膨潤溶液なし、90重量パーセ
ントのメシチレンと10重量パーセントのスチリル−ベンゾシクロブテンの溶液
または90重量パーセントメシチレンと10重量パーセントスチリル−ベンゾシ
クロブテンの溶液の溶液のいずれかに曝した。この曝しは、網状構造を膨潤させ
るために溶液をウェーハ上に1分間溜まらせることにより行われた。次いで、該
ウェーハを3000rpmにて45秒間回転させて、過剰の溶媒を除去した。回
転後、該ウェーハをホットプレート上に窒素パージ下で325℃にて1分間置い
て、フィルムを硬化した。ウェーハは上記の過程における様々な時点においてサ
ンプリングされ、そして5つの異なる箇所においてエリプソメトリーを用いて屈
折率が測定されそして次いで平均された。それらの結果は、下記の表中に列挙さ
れている。
Claims (36)
- 【請求項1】 a)炭化水素含有マトリックス前駆体およびb)気孔発生体
を含む組成物であって、該マトリックス前駆体が、硬化時に300℃より高いT
gを有する架橋炭化水素含有物質を形成するように選択される組成物。 - 【請求項2】 架橋炭化水素含有物質が、少なくとも400℃の熱安定性を
有する、請求項1記載の組成物。 - 【請求項3】 マトリックス前駆体が、ベンゾシクロブテン;ベンゾシクロ
ブテンのB段階生成物;ポリシクロペンタジエノン官能性化合物とポリアセチレ
ン官能性化合物の混合物であって、それらの少なくともいくらかが3個またはそ
れ以上の反応性官能基を有する該混合物;ポリシクロペンタジエノンとポリアセ
チレンの混合物のB段階生成物であって、それらの少なくともいくらかが3個ま
たはそれ以上の反応性官能基を有する該B段階生成物;3またはそれ以上の官能
価を有するペルフルオロエチレン化合物;3またはそれ以上の官能価を有するペ
ルフルオロエチレン化合物のB段階生成物;ビス−オルト−ジアセチレン芳香族
化合物;およびビス−オルト−ジアセチレン芳香族化合物のB段階反応生成物か
ら選択された化合物を含む、請求項1記載の組成物。 - 【請求項4】 マトリックス前駆体が、ジビニルシロキサン−ビス−ベンゾ
シクロブテンのB段階反応生成物を含む、請求項3記載の組成物。 - 【請求項5】 マトリックス前駆体が、 (a)式 【化1】 のビスシクロペンタジエノン (b)式 【化2】 の多官能性アセチレン (c)および任意に式 【化3】 のジアセチレン 〔ここで、R1およびR2は独立にHまたは未置換もしくは不活性置換芳香族部分
でありそしてAr1、Ar2およびAr3は独立に未置換芳香族部分または不活性
置換芳香族部分であり、そしてyは3またはそれ以上の整数である〕 を含む反応体の部分重合反応生成物を含む、請求項3記載の組成物。 - 【請求項6】 気孔発生体がポリマーである、請求項1記載の組成物。
- 【請求項7】 気孔発生体が、架橋炭化水素含有物質の熱安定性温度より低
い温度において分解するポリマーである、請求項2記載の組成物。 - 【請求項8】 気孔発生体が、ブロックコポリマーである、請求項6記載の
組成物。 - 【請求項9】 気孔発生体が、ホモポリマーである、請求項7記載の組成物
。 - 【請求項10】 気孔発生体がポリスチレンであり、そして架橋炭化水素含
有物質がポリアリーレンである、請求項9記載の組成物。 - 【請求項11】 気孔発生体が、マトリックス前駆体と反応して架橋炭化水
素含有物質から枝分かれしている基を形成する、請求項1記載の組成物。 - 【請求項12】 気孔発生体が1〜50nmの平均直径を有する粒子であり
、かつ該粒子がデンドリマー、超分岐状ポリマーおよびラテックス粒子から選択
される、請求項1記載の組成物。 - 【請求項13】 少なくとも350℃のTgを有する請求項1記載の組成物
であって、気孔発生体が、反応性または非反応性の、a)ブロックの一方が架橋
ポリマーマトリックス樹脂と相溶性でありかつ他方のブロックがそれと非相溶性
であるジブロックポリマー、b)デンドリマー、c)ラテックス粒子、d)溶媒
、e)ガス、f)熱可塑性オリゴマーまたはg)溶媒もしくは超臨界ガス中に溶
解され得る物質である、請求項1記載の組成物。 - 【請求項14】 溶媒を更に含む、請求項1記載の組成物。
- 【請求項15】 溶媒が、メシチレン、ピリジン、トリエチルアミン、N−
メチルピロリジノン(NMP)、メチルベンゾエート、エチルベンゾエート、ブ
チルベンゾエート、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、
シクロオクタノン、シクロヘキシルピロリジノン、およびジベンジルエーテル、
ジグリム、トリグリム、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリ
コールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレン
グリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピ
レングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテルのよ
うなエーテルまたはヒドロキシエーテル、トルエン、キシレン、ベンゼン、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、ジクロロベンゼン、プロピ
レンカーボネート、ナフタレン、ジフェニルエーテル、ブチロラクトン、ジメチ
ルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、並びにそれらの混合物から選択される
、請求項14記載の組成物。 - 【請求項16】 気孔発生体が、アルキレン基が2〜5個の炭素原子を有す
るポリ(アルキレングリコール)、ポリアルキレングリコールのブロックコポリ
マー、ポリアミドアミンデンドリマー、およびポリカプロラクトンから選択され
る、請求項4記載の組成物。 - 【請求項17】 気孔発生体が、反応性および非反応性の、ポリスチレン含
有ポリマー、超分岐状ポリエステル、架橋ポリスチレン含有ラテックス、脂肪族
ポリアミド、アルキレン基が2〜5個の炭素原子を有するポリアルキレングリコ
ール含有ポリマー、スチレンとアクリレートまたはメタクリレートのブロックコ
ポリマー、およびブタジエンとカプロラクトンのブロックコポリマーから選択さ
れる、請求項5記載の組成物。 - 【請求項18】 基板上において多孔質フィルムを作製する方法であって、 基板を用意すること、 請求項2記載の組成物と溶媒を含む溶液を該基板上に塗布すること、 該溶媒を除去し、該マトリックス前駆体を硬化して架橋炭化水素含有物質を形
成させ、そして該架橋炭化水素含有物質の熱安定性温度より低い温度に加熱する
ことにより該気孔発生体を分解すること、 を含む方法。 - 【請求項19】 除去、反応および分解の工程が、単一加熱工程中で行われ
る、請求項18記載の方法。 - 【請求項20】 分解工程が、被膜から熱可塑性物質の少なくとも80パー
セントを除去することを含む、請求項18記載の方法。 - 【請求項21】 架橋炭化水素含有物質がポリアリーレンであり、そして気
孔発生体がポリスチレンである、請求の範囲第18項の方法。 - 【請求項22】 基板上において多孔質フィルムを作製する方法であって、 基板を用意すること、 請求項16記載の組成物と溶媒を含む溶液を該基板上に塗布すること、 該溶媒を除去し、該マトリックス前駆体を硬化して架橋炭化水素含有物質を形
成させ、そして該気孔発生体を加熱により分解すること を含む方法。 - 【請求項23】 基板上において多孔質フィルムを作製する方法であって、 基板を用意すること、 請求項16記載の組成物と溶媒を含む溶液を該基板上に塗布すること、 該溶媒を除去し、該マトリックス前駆体を硬化して架橋炭化水素含有物質を形
成させ、そして該気孔発生体を加熱により分解すること を含む方法。 - 【請求項24】 低誘電率材料であって、300℃より高いTgを有する多
孔質架橋炭化水素含有マトリックスを含む材料。 - 【請求項25】 2.5未満の誘電率を有する、請求項24記載の材料。
- 【請求項26】 2.2未満の誘電率を有する、請求項24記載の材料。
- 【請求項27】 気孔の平均直径が、400nm未満である、請求項24記
載の材料。 - 【請求項28】 気孔の平均直径が、20nm未満である、請求項24記載
の材料。 - 【請求項29】 気孔が、材料の少なくとも10容積パーセントを占める、
請求項24記載の材料。 - 【請求項30】 10ミクロン未満の厚さを有するフィルムである、請求項
24記載の材料。 - 【請求項31】 ポリアリーレンである、請求項24記載の材料。
- 【請求項32】 基板および請求項31記載の材料を含む、物品。
- 【請求項33】 材料が、ポリアリーレンである、請求項32記載の物品。
- 【請求項34】 トランジスターを含有する能動基板および少なくとも部分
的に多孔質誘電材料の層または領域により分離されたパターン化金属線路を含有
する電気配線構造体を含む集積回路物品であって、該誘電材料が、300℃より
高いTgを有する架橋炭化水素含有マトリックスである物品。 - 【請求項35】 架橋樹脂が、ポリシクロペンタジエノン官能性化合物とポ
リアセチレン官能性化合物の硬化生成物である、請求項34記載の物品。 - 【請求項36】 液晶表示装置である、請求項32記載の物品。
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