JP2003174023A - Composition for forming interlayer insulating film, method of manufacturing interlayer insulating film, and electronic component - Google Patents

Composition for forming interlayer insulating film, method of manufacturing interlayer insulating film, and electronic component

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JP2003174023A
JP2003174023A JP2001370437A JP2001370437A JP2003174023A JP 2003174023 A JP2003174023 A JP 2003174023A JP 2001370437 A JP2001370437 A JP 2001370437A JP 2001370437 A JP2001370437 A JP 2001370437A JP 2003174023 A JP2003174023 A JP 2003174023A
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治彰 桜井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition for forming an interlayer insulating film and so on whereby an insulating film can be formed with high mechanical strength such as sufficient CMP resistance, a low dielectric property, and high adhesion. <P>SOLUTION: The composition for forming an interlayer insulating film of the present invention includes as component (a) a siloxane resin such as alkoxy silane having a carbon content of 10 mass % or less, as component (b) a solvent such an alcohol capable of solving the siloxane resin, and as component (c) a diazabicyclo compound such as 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、層間絶縁膜形成用
組成物、層間絶縁膜の製造方法及び電子部品に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composition for forming an interlayer insulating film, a method for manufacturing an interlayer insulating film, and an electronic component.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIの高集積化による配線の微細化に
伴い、配線間容量の増大による信号遅延時間の増大が問
題となっており、電子部品の絶縁材料に対して、耐熱
性、機械特性等の他、更なる低比誘電率と熱処理工程の
短縮が求められている。
2. Description of the Related Art With the miniaturization of wiring due to high integration of LSI, increase in signal delay time due to increase in inter-wiring capacitance has become a problem. In addition to the above, further reduction of the relative dielectric constant and heat treatment process is required.

【0003】一般に配線の信号伝搬速度(v)と、配線
材料が接する絶縁材料の比誘電率(ε)とは、下記式
(2); v=k/√ε …(2)、 で示される関係がある(式中のkは定数である)。つま
り、使用する周波数領域を高くすると共に、絶縁材料の
比誘電率(ε)を低減することにより、信号伝搬の高速
化が達成される。例えば、従来から、比誘電率が4.2
程度のCVD法によるSiO2膜が層間絶縁膜の形成材
料として用いられてきたが、デバイスの配線間容量を低
減し、LSIの動作速度を向上するため、より低誘電率
を発現する材料が切望されている。
Generally, the signal propagation velocity (v) of the wiring and the relative permittivity (ε) of the insulating material in contact with the wiring material are represented by the following equation (2): v = k / √ε (2) There is a relationship (k in the formula is a constant). That is, by increasing the frequency range to be used and reducing the relative permittivity (ε) of the insulating material, high speed signal propagation can be achieved. For example, conventionally, the relative dielectric constant is 4.2.
Although a SiO 2 film formed by the CVD method has been used as a material for forming an interlayer insulating film, a material that exhibits a lower dielectric constant is desired in order to reduce the interwiring capacitance of a device and improve the operation speed of an LSI. Has been done.

【0004】これに対し、現在実用化されている低誘電
率材料としては、比誘電率が3.5程度のCVD法によ
るSiOF膜が挙げられる。また、比誘電率が2.5〜
3.0の絶縁材料としては、有機SOG (Spin
On Glass)、有機ポリマー等を例示できる。さ
らに、比誘電率が2.5以下の絶縁材料としては、膜中
に空隙を有するポーラス材が有力と考えられており、L
SIの層間絶縁膜に適用するための検討・開発が盛んに
行われている。
On the other hand, as a low dielectric constant material which has been put into practical use at present, there is a SiOF film by a CVD method having a relative dielectric constant of about 3.5. Also, the relative dielectric constant is 2.5 to
As an insulating material of 3.0, organic SOG (Spin
On Glass), organic polymers, and the like. Further, as the insulating material having a relative dielectric constant of 2.5 or less, a porous material having voids in the film is considered to be effective, and L
Research and development for application to the SI interlayer insulating film are being actively conducted.

【0005】そのようなポーラス材の形成方法として、
特開平10−283843号公報、特開平11−322
992号公報、特開平11−310411号公報等で
は、有機SOG材の低誘電率化が提案されている。この
方法は、金属アルコキシシランの加水分解縮重合物と加
熱することにより揮発又は分解する特性を有するポリマ
ーを含有する組成物の被膜を形成し、この被膜を加熱す
ることにより空孔を形成するものである。一方、特開2
001−2989号公報には、低誘電率化に伴う膜強度
の低下を防止するため、有機基を有するアルコキシシラ
ンの加水分解縮重合物に環状アミン化合物を添加するこ
とが提案されている。
As a method for forming such a porous material,
JP-A-10-283843, JP-A-11-322
Japanese Patent Application Laid-Open No. 992, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-310411, and the like propose a low dielectric constant of an organic SOG material. This method forms a coating film of a composition containing a polymer having a property of volatilizing or decomposing by heating with a hydrolyzed polycondensation product of a metal alkoxysilane, and forming pores by heating the coating film. Is. On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No.
Japanese Patent Laid-Open No. 001-2989 proposes to add a cyclic amine compound to a hydrolyzed polycondensation product of an alkoxysilane having an organic group in order to prevent the film strength from being lowered due to the lowering of the dielectric constant.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平1
0−283843号公報等に記載の方法では、絶縁膜の
誘電率が低下するにつれ、その膜強度が低下してしまう
傾向にあり、プロセス適合性の観点から大きな問題があ
る。
However, the above-mentioned Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
In the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 0-283843, the film strength tends to decrease as the dielectric constant of the insulating film decreases, which is a serious problem from the viewpoint of process compatibility.

【0007】また、特開2001−2989号公報に記
載の材料をCu−ダマシンプロセスの層間膜材料として
適用する場合、キャップ膜として用いられているCVD
法で成膜されるSiO2膜とSOG膜との界面において
接着性(接合性)が弱くなる傾向にある。こうなると、
配線金属を積層したときに生じる余分なCu膜を研磨す
るCu−CMP(Chemical Mechanic
al Polish)工程において、界面剥離が生じて
しまう。さらに、環状アミンが多量に添加されると、吸
湿による誘電率の上昇或いは脱離ガスの増加を招くおそ
れがある。これらの問題点は、プロセス適合性の観点か
ら極めて不都合である。
When the material described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-2989 is applied as an interlayer film material for the Cu-damascene process, CVD used as a cap film.
The adhesiveness (bondability) tends to be weak at the interface between the SiO 2 film and the SOG film formed by the method. This happens when,
Cu-CMP (Chemical Mechanical) for polishing an excessive Cu film generated when wiring metal is laminated
Interfacial peeling occurs in the (al Polish) step. Furthermore, when a large amount of cyclic amine is added, there is a possibility that the dielectric constant or the desorbed gas may increase due to moisture absorption. These problems are extremely inconvenient from the viewpoint of process compatibility.

【0008】そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなさ
れたものであり、十分な機械強度を有し、低誘電性、並
びに、シリコン基板及びP−TEOS等のSiO2膜の
両方への接着性に優れると共に、電気的信頼性をも向上
された絶縁膜を形成できる層間絶縁膜形成用組成物及び
層間絶縁膜の製造方法、並びに、その層間絶縁膜を有す
る電子部品を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances and has sufficient mechanical strength, low dielectric properties, and adhesiveness to both a silicon substrate and a SiO 2 film such as P-TEOS. It is an object of the present invention to provide an interlayer insulating film forming composition capable of forming an insulating film having excellent electrical reliability and improved electrical reliability, a method for producing an interlayer insulating film, and an electronic component having the interlayer insulating film. To do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者らは、絶縁膜材料の構成成分及び組成の観
点から鋭意研究を重ね、特定の成分を含有する組成物
が、従来の種々の問題点を解消し得ることを見出し、本
発明を完成するに至った。
In order to solve the above problems, the inventors of the present invention have conducted extensive studies from the viewpoint of the constituent components and compositions of insulating film materials, and have found that compositions containing specific components have been The inventors have found that the various problems described above can be solved, and completed the present invention.

【0010】すなわち、本発明による層間絶縁膜形成用
組成物は、(a)成分:下記式(1); RnSiX4-n …(1)、 で表される化合物を加水分解縮合して得られ、且つ、炭
素含有量が10質量%以下であるシロキサン樹脂と、
(b)成分:(a)成分を溶解可能な溶媒と、(c)成
分:ジアザビシクロ化合物とを含むものである。ここ
で、式中、Rは水素原子又は炭素数1〜20の有機基を
示し、Xは加水分解性基を示し、nは0〜2の整数を示
し、nが2のとき、各Rは同一でも異なっていてもよ
く、nが0〜2のとき、各Xは同一でも異なっていても
よい。
That is, the composition for forming an interlayer insulating film according to the present invention is obtained by hydrolyzing and condensing a compound represented by component (a): the following formula (1); R n SiX 4-n (1) A siloxane resin obtained and having a carbon content of 10 mass% or less;
Component (b): a solvent capable of dissolving component (a) and component (c): a diazabicyclo compound. Here, in the formula, R represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, X represents a hydrolyzable group, n represents an integer of 0 to 2, and when n is 2, each R represents They may be the same or different, and when n is 0 to 2, each X may be the same or different.

【0011】このような構成を有する組成物を用いてウ
エハ上に絶縁膜を形成し、その特性を評価したところ、
十分な弾性率及びCMP耐性を奏すると共に、優れた低
誘電性を発現することが確認された。また、(a)成分
であるシロキサン樹脂中の炭素含有量が、10質量%を
上回ると、他層との接着性及び機械強度が不都合な程に
低下してしまうので好ましくない。
An insulating film was formed on a wafer by using the composition having the above structure, and its characteristics were evaluated.
It was confirmed that sufficient elastic modulus and CMP resistance are exhibited, and excellent low dielectric properties are exhibited. Further, if the carbon content in the siloxane resin as the component (a) exceeds 10% by mass, the adhesiveness to other layers and the mechanical strength are undesirably lowered.

【0012】具体的には、(c)成分の濃度が500p
pm以下であると好適である。この濃度が500ppm
を超えると、組成物自体の安定性や絶縁膜としての成膜
性に劣る傾向にある。
Specifically, the concentration of the component (c) is 500 p
It is suitable that it is pm or less. This concentration is 500ppm
If it exceeds, the stability of the composition itself and the film formability as an insulating film tend to be poor.

【0013】また、(d)成分:250〜500℃の加
熱温度において熱分解又は揮発する熱分解揮発性化合物
を更に含有するとより好ましい。これにより、絶縁膜の
誘電特性を調整し易くなる。ここで、本発明における
「熱分解」温度とは、TG−DTA(Thermogravimetry
-Differential Thermal Analysis)で測定される値であ
る。具体的には、10mg程度のサンプルを正確に秤量
し、Sieko InstrumentsInc 社製の TG/DTA6300による測
定で得たTG曲線から熱分解を開始した温度及び完全に
分解した温度を求める。また、「揮発」とは、分解した
成分が膜中に残らずに蒸発又は気化することをいう。
Further, it is more preferable that the component (d) further contains a thermal decomposition volatile compound which thermally decomposes or volatilizes at a heating temperature of 250 to 500 ° C. This facilitates adjusting the dielectric characteristics of the insulating film. Here, the “pyrolysis” temperature in the present invention means TG-DTA (Thermogravimetry).
-Differential Thermal Analysis). Specifically, a sample of about 10 mg is accurately weighed, and the temperature at which thermal decomposition is started and the temperature at which it is completely decomposed are obtained from the TG curve obtained by measurement with TG / DTA6300 manufactured by Sieko Instruments Inc. Further, "volatile" means that decomposed components are evaporated or vaporized without remaining in the film.

【0014】さらに、ハロゲンイオン濃度が10ppm
以下であることが望ましい。このハロゲンイオン濃度が
10ppmを上回ると、得られる絶縁膜中に残存した残
留イオンにより配線腐食につながるといった問題点が生
じるおそれがある。
Further, the halogen ion concentration is 10 ppm.
The following is desirable. If the halogen ion concentration exceeds 10 ppm, there is a possibility that residual ions remaining in the obtained insulating film may lead to wiring corrosion.

【0015】またさらに、アルカリ金属イオン濃度及び
アルカリ土類金属イオン濃度がそれぞれ100ppb以
下であると一層好ましい。これらの金属イオン濃度は低
い程よく、その濃度が100ppbを超えると、半導体
素子に金属イオンが流入し易くなり、デバイス性能に影
響を与える可能性がある。
Furthermore, it is more preferable that the alkali metal ion concentration and the alkaline earth metal ion concentration are each 100 ppb or less. The lower the concentration of these metal ions, the better. If the concentration exceeds 100 ppb, the metal ions will easily flow into the semiconductor element, possibly affecting the device performance.

【0016】また、本発明による層間絶縁膜の製造方法
は、本発明の層間絶縁膜形成用組成物を基板上に塗布し
て被膜を形成し、その被膜に含有する溶媒を除去した
後、その被膜を300〜500℃の加熱温度で焼成する
ことを特徴とする。このような温度範囲で焼成を行う
と、金属配線層がある場合にその劣化を抑制しつつ、被
膜の硬化を十分に行うことができるので、諸特性に優れ
た絶縁膜の製造容易性が向上される。
In the method for producing an interlayer insulating film according to the present invention, the composition for forming an interlayer insulating film according to the present invention is applied onto a substrate to form a film, the solvent contained in the film is removed, and then the film is removed. The coating is baked at a heating temperature of 300 to 500 ° C. When firing is performed in such a temperature range, the film can be sufficiently cured while suppressing the deterioration of the metal wiring layer in the presence of the metal wiring layer, thus improving the ease of manufacturing an insulating film having excellent various characteristics. To be done.

【0017】また、本発明による電子部品は、本発明の
層間絶縁膜の製造方法により製造された層間絶縁膜を有
するものである。
The electronic component according to the present invention has an interlayer insulating film produced by the method for producing an interlayer insulating film of the present invention.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳細に説明する。本発明による層間絶縁膜形成用組成物
は、上述の如く、必須成分として(a)成分、(b)成
分、及び(c)成分を含むものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below. As described above, the composition for forming an interlayer insulating film according to the present invention contains the components (a), (b) and (c) as essential components.

【0019】〈(a)成分〉本発明における(a)成分
は、下記式(1); RnSiX4-n …(1)、 で表される化合物を加水分解縮合して得られるシロキサ
ン樹脂である。ここで、式中、Rは水素原子又は炭素数
1〜20の有機基を示し、Xは加水分解性基を示し、n
は0〜2の整数を示し、nが2のとき、各Rは同一でも
異なっていてもよく、nが0〜2のとき、各Xは同一で
も異なっていてもよい。
<Component (a)> The component (a) in the present invention is a siloxane resin obtained by hydrolyzing and condensing a compound represented by the following formula (1); R n SiX 4-n (1) Is. Here, in the formula, R represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, X represents a hydrolyzable group, and n
Represents an integer of 0 to 2, and when n is 2, each R may be the same or different, and when n is 0 to 2, each X may be the same or different.

【0020】加水分解性基Xとしては、例えば、アルコ
キシ基、ハロゲン原子、アセトキシ基、イソシアネート
基等が挙げられる。これらの中では、組成物自体の液状
安定性や被膜塗布特性等の観点からアルコキシ基が好ま
しい。
Examples of the hydrolyzable group X include an alkoxy group, a halogen atom, an acetoxy group and an isocyanate group. Among these, an alkoxy group is preferable from the viewpoint of the liquid stability of the composition itself and the coating properties of the coating.

【0021】加水分解性基Xが、アルコキシ基である化
合物(アルコキシシラン)としては、例えば、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
フェノキシシラン等のテトラアルコキシシラン、トリメ
トキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシ
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、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−iso−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−iso−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、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−iso−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、iso−プロピル
トリメトキシシラン、iso−プロピルトリエトキシシ
ラン、iso−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、
iso−プロピルトリ−iso−プロポキシシラン、i
so−プロピルトリ−n−ブトキシシラン、iso−プ
ロピルトリ−iso−ブトキシシラン、iso−プロピ
ルトリ−tert−ブトキシシラン、iso−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−iso−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、sec−ブチルトリメトキシシラン、s
ec−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、sec−ブチルトリ−iso−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−iso−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−iso−ブトキシシラン、フェニルトリ−te
rt−ブトキシシラン、フェニルトリフェノキシシラ
ン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、ペンタフ
ルオロエチルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフ
ルオロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリ
フルオロプロピルトリエトキシシラン等のトリアルコキ
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−tert−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−is
o−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−sec−ブチルジ−
iso−プロポキシシラン、ジ−sec−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−is
o−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、ビス(3,3,3−トリ
フルオロプロピル)ジメトキシシラン、メチル(3,
3,3−トリフルオロプロピル)ジメトキシシラン等の
ジオルガノジアルコキシシラン等が挙げられる。
Examples of the compound (alkoxysilane) in which the hydrolyzable group X is an alkoxy group include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane,
Tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, tetraphenoxysilane and other tetraalkoxysilanes, trimethoxysilane, triethoxysilane, tripropoxysilane, fluorotrimethoxysilane, fluorotriethoxy. Silane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltri-iso-propoxysilane, methyltri-n
-Butoxysilane, methyltri-iso-butoxysilane, methyltri-tert-butoxysilane, methyltriphenoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltri-n-propoxysilane, ethyltri-iso-propoxysilane, ethyltri-n -Butoxysilane, ethyltri-iso-butoxysilane, ethyltri-tert-butoxysilane,
Ethyltriphenoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltri-n-propoxysilane, n-propyltri-
iso-propoxysilane, n-propyltri-n-butoxysilane, n-propyltri-iso-butoxysilane, n-propyltri-tert-butoxysilane,
n-propyltriphenoxysilane, iso-propyltrimethoxysilane, iso-propyltriethoxysilane, iso-propyltri-n-propoxysilane,
iso-propyltri-iso-propoxysilane, i
so-propyltri-n-butoxysilane, iso-propyltri-iso-butoxysilane, iso-propyltri-tert-butoxysilane, iso-propyltriphenoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane , N-butyltri-
n-propoxysilane, n-butyltri-iso-propoxysilane, n-butyltri-n-butoxysilane,
n-butyltri-iso-butoxysilane, n-butyltri-tert-butoxysilane, n-butyltriphenoxysilane, sec-butyltrimethoxysilane, s
ec-butyltriethoxysilane, sec-butyltri-n-propoxysilane, sec-butyltri-iso
-Propoxysilane, sec-butyltri-n-butoxysilane, sec-butyltri-iso-butoxysilane, sec-butyltri-tert-butoxysilane,
sec-butyltriphenoxysilane, t-butyltrimethoxysilane, t-butyltriethoxysilane, t-
Butyltri-n-propoxysilane, t-butyltri-
iso-propoxysilane, t-butyltri-n-butoxysilane, t-butyltri-iso-butoxysilane, t-butyltri-tert-butoxysilane, t-
Butyltriphenoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltri-n
-Propoxysilane, phenyltri-iso-propoxysilane, phenyltri-n-butoxysilane, phenyltri-iso-butoxysilane, phenyltri-te
rt-butoxysilane, phenyltriphenoxysilane, trifluoromethyltrimethoxysilane, pentafluoroethyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane, etc. Trialkoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldi-n-propoxysilane, dimethyldi-iso-propoxysilane, dimethyldi-n-
Butoxysilane, dimethyldi-sec-butoxysilane, dimethyldi-tert-butoxysilane, dimethyldiphenoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldi-n-propoxysilane, diethyldi-iso-propoxysilane, diethyldi-n-butoxysilane. Silane, diethyldi-sec-butoxysilane, diethyldi-tert-butoxysilane,
Diethyldiphenoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n-propyldiethoxysilane, di-
n-propyldi-n-propoxysilane, di-n-propyldi-iso-propoxysilane, di-n-propyldi-n-butoxysilane, di-n-propyldi-sec
-Butoxysilane, di-n-propyldi-tert-butoxysilane, di-n-propyldiphenoxysilane,
Di-iso-propyldimethoxysilane, di-iso-
Propyldiethoxysilane, di-iso-propyldi-
n-propoxysilane, di-iso-propyldi-is
o-propoxysilane, di-iso-propyldi-n-
Butoxysilane, di-iso-propyldi-sec-butoxysilane, di-iso-propyldi-tert-butoxysilane, di-iso-propyldiphenoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, di-n-butyldiethoxysilane , Di-n-butyldi-n-propoxysilane, di-n-butyldi-iso-propoxysilane, di-n-butyldi-n-butoxysilane, di-n-
Butyldi-sec-butoxysilane, di-n-butyldi-tert-butoxysilane, di-n-butyldiphenoxysilane, di-sec-butyldimethoxysilane, di-sec-butyldiethoxysilane, di-sec-butyldi- n-propoxysilane, di-sec-butyldi-
iso-propoxysilane, di-sec-butyldi-n
-Butoxysilane, di-sec-butyldi-sec-butoxysilane, di-sec-butyldi-tert-butoxysilane, di-sec-butyldiphenoxysilane,
Di-tert-butyldimethoxysilane, di-tert
-Butyldiethoxysilane, di-tert-butyldi-
n-propoxysilane, di-tert-butyldi-is
o-propoxysilane, di-tert-butyldi-n-
Butoxysilane, di-tert-butyldi-sec-butoxysilane, di-tert-butyldi-tert-butoxysilane, di-tert-butyldiphenoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldi-n-propoxysilane. , Diphenyldi-iso-propoxysilane, diphenyldi-
n-butoxysilane, diphenyldi-sec-butoxysilane, diphenyldi-tert-butoxysilane, diphenyldiphenoxysilane, bis (3,3,3-trifluoropropyl) dimethoxysilane, methyl (3,3
Examples include diorganodialkoxysilanes such as 3,3-trifluoropropyl) dimethoxysilane.

【0022】また、加水分解性基Xが、ハロゲン原子
(ハロゲン基)である化合物(ハロゲン化シラン)とし
ては、上記の各アルコキシシラン分子中のアルコキシ基
がハロゲン原子で置換されたものが挙げられる。さら
に、加水分解性基Xが、アセトキシ基である化合物(ア
セトキシシラン)としては、上記の各アルコキシシラン
分子中のアルコキシ基がアセトキシ基で置換されたもの
が挙げられる。またさらに、加水分解性基Xが、イソシ
アネート基である化合物(イソシアネートシラン)とし
ては、上記の各アルコキシシラン分子中のアルコキシ基
がイソシアネート基で置換されたものが挙げられる。
Examples of the compound (halogenated silane) in which the hydrolyzable group X is a halogen atom (halogen group) include those in which the alkoxy group in each of the above alkoxysilane molecules is substituted with a halogen atom. . Furthermore, examples of the compound (acetoxysilane) in which the hydrolyzable group X is an acetoxy group include compounds in which the alkoxy group in each of the above alkoxysilane molecules is substituted with an acetoxy group. Furthermore, examples of the compound (isocyanate silane) in which the hydrolyzable group X is an isocyanate group include those in which the alkoxy group in each of the above alkoxysilane molecules is substituted with an isocyanate group.

【0023】これら式(1)で表される化合物は、単独
で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
The compounds represented by the formula (1) may be used alone or in combination of two or more kinds.

【0024】また、式(1)で表される化合物の加水分
解縮合において加水分解縮合反応を促進する触媒とし
て、蟻酸、マレイン酸、フマル酸、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、アジピン
酸、セバシン酸、酪酸、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、フタル酸、
スルホン酸、酒石酸、トリフルオロメタンスルフォン酸
等の有機酸、塩酸、燐酸、硝酸、ホウ酸、硫酸、フッ酸
等の無機酸等を用いることができる。
Further, as a catalyst for promoting the hydrolytic condensation reaction in the hydrolytic condensation of the compound represented by the formula (1), formic acid, maleic acid, fumaric acid, acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid are used. , Heptanoic acid,
Octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, oxalic acid, adipic acid, sebacic acid, butyric acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid, linoleic acid, salicylic acid, benzoic acid, p-
Aminobenzoic acid, p-toluenesulfonic acid, phthalic acid,
Organic acids such as sulfonic acid, tartaric acid and trifluoromethanesulfonic acid, and inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, boric acid, sulfuric acid and hydrofluoric acid can be used.

【0025】この触媒の使用量は、式(1)で表される
化合物1モルに対して0.0001〜1モルの範囲が好
ましい。この使用量が1モルを超える場合、加水分解縮
合時にゲル化が促進される傾向があり、0.0001モ
ル未満の場合、実質的に反応が進行しない傾向がある。
The amount of this catalyst used is preferably in the range of 0.0001 to 1 mol with respect to 1 mol of the compound represented by the formula (1). If the amount used exceeds 1 mol, gelation tends to be promoted during hydrolysis condensation, and if it is less than 0.0001 mol, the reaction tends to substantially not progress.

【0026】さらに、この反応において、加水分解によ
って副生するアルコールを、必要に応じてエバポレータ
等を用いて除去してもよい。またさらに、加水分解縮合
反応系中に存在させる水の量を適宜決定することができ
るが、好ましくは式(1)で表される化合物1モルに対
して0.5〜20モルの範囲とする。この水量が0.5
モル未満の場合及び20モルを超える場合には、絶縁膜
の成膜性が悪化すると共に、組成物自体の保存安定性が
低下するといった問題が生じ得る。
Further, in this reaction, alcohol by-produced by hydrolysis may be removed by using an evaporator or the like, if necessary. Furthermore, the amount of water to be present in the hydrolysis-condensation reaction system can be appropriately determined, but is preferably in the range of 0.5 to 20 mol with respect to 1 mol of the compound represented by the formula (1). . This amount of water is 0.5
If the amount is less than 20 moles or more than 20 moles, the film-forming property of the insulating film may be deteriorated and the storage stability of the composition itself may be deteriorated.

【0027】また、(a)成分としてのシロキサン樹脂
は、溶媒への溶解性、機械特性、成形性等の点から、ゲ
ルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によ
り測定され且つ標準ポリスチレンの検量線を使用して換
算された質量平均分子量が、500〜20,000であ
ることが好ましく、1,000〜10,000であるこ
とがより好ましい。この質量平均分子量が、500未満
であると、絶縁膜の成膜性が劣る傾向にある。一方、こ
の質量平均分子量が20,000を超えると、溶媒に対
する相溶性が低下する傾向にある。
Further, the siloxane resin as the component (a) is measured by gel permeation chromatography (GPC) from the viewpoint of solubility in a solvent, mechanical properties, moldability and the like, and a calibration curve of standard polystyrene is used. The mass average molecular weight converted by the above is preferably 500 to 20,000, and more preferably 1,000 to 10,000. If the mass average molecular weight is less than 500, the film forming property of the insulating film tends to be poor. On the other hand, when the mass average molecular weight exceeds 20,000, the compatibility with the solvent tends to decrease.

【0028】本発明におけるシロキサン樹脂中の炭素含
有量は、10質量%以下であることが必要であり、好ま
しくは4〜10質量%、より好ましくは4〜9.5質量
%、特に好ましくは4〜9質量%以下である。この炭素
含有量が10質量%を超えると、上層膜との接着性、層
間絶縁膜の機械強度等が著しく劣る傾向がある。また、
炭素含有量が4質量%未満であると、層間絶縁膜の電気
特性が劣る場合がある。
The carbon content in the siloxane resin in the present invention must be 10% by mass or less, preferably 4 to 10% by mass, more preferably 4 to 9.5% by mass, and particularly preferably 4% by mass. Is 9 mass% or less. If the carbon content exceeds 10% by mass, the adhesiveness to the upper layer film, the mechanical strength of the interlayer insulating film, etc. tend to be significantly deteriorated. Also,
When the carbon content is less than 4% by mass, the electrical characteristics of the interlayer insulating film may be poor.

【0029】〈(b)成分〉本発明における(b)成分
は、(a)成分すなわち前述のシロキサン樹脂を溶解可
能な溶媒であり、例えば、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、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、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、se
c−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、ベンジルアルコール、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、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
グリコール等のアルコール系、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、メチル−i−ブチルケトン、メチル−n−
ペンチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジエチ
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、シクロペンタノン、メチルシク
ロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルア
セトン、ジアセトンアルコール、アセトフェノン、γ−
ブチロラクトン等のケトン系溶媒、エチルエーテル、i
−プロピルエーテル、n−ブチルエーテル、n−ヘキシ
ルエーテル、2−エチルヘキシルエーテル、エチレンオ
キシド、1,2−プロピレンオキシド、ジオキソラン、
4−メチルジオキソラン、ジオキサン、ジメチルジオキ
サン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレ
ングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコール
ジエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ヘキ
シルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテ
ル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテ
ル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコール
ジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエー
テル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテ
ル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジ
エチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル、エト
キシトリグリコール、テトラエチレングリコールジ−n
−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プ
ロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレ
ングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコ
ールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモ
ノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテ
トラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、酢酸メチル、酢
酸エチル、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、酢酸ノニル、
γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、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−アミル等のエステ
ル系溶媒、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムア
ミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチ
ルスルホキシド等の溶媒を例示できる。これらは単独で
又は2種以上を組み合わせて用いられる。
<Component (b)> The component (b) in the present invention is a solvent capable of dissolving the component (a), that is, the above-mentioned siloxane resin, and is, for example, methanol, ethanol, n.
-Propanol, i-propanol, n-butanol,
i-butanol, sec-butanol, t-butanol, n-pentanol, i-pentanol, 2-methylbutanol, sec-pentanol, t-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-
Methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, sec-octanol,
n-nonyl alcohol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, se
c-tetradecyl alcohol, sec-heptadecyl alcohol, phenol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, benzyl alcohol, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol. , Alcohols such as tripropylene glycol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, methyl-i-butyl ketone, methyl-n-
Pentyl ketone, methyl-n-hexyl ketone, diethyl ketone, di-i-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, diacetone alcohol, acetophenone, γ −
Ketone-based solvent such as butyrolactone, ethyl ether, i
-Propyl ether, n-butyl ether, n-hexyl ether, 2-ethylhexyl ether, ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, dioxolane,
4-methyldioxolane, dioxane, dimethyldioxane, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether, Ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethoxytriglycol, tetraethylene glycol di-n
-Ether solvents such as butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran , Methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl acetate Pentyl, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methylcyclohexyl acetate, nonyl acetate,
γ-butyrolactone, γ-valerolactone, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, acetic acid Propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, glycol diacetate, methoxytriglycol acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, propionate i -Amyl, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-lactate Examples include ester solvents such as butyl and n-amyl lactate, and solvents such as acetonitrile, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N, N-dimethylsulfoxide. These may be used alone or in combination of two or more.

【0030】この溶媒(つまり(b)成分)の使用量と
しては、(a)成分と(b)成分との混合溶液における
(a)成分(シロキサン樹脂)の量が5〜25質量%と
なるような量とされることが好ましい。溶媒の量が少な
すぎて(a)成分の濃度が25質量%を超えると、絶縁
膜の成膜性等が悪化すると共に、組成物自体の安定性が
低下する傾向にある。これに対し、溶媒の量が多すぎて
(a)成分の濃度が5質量%を下回ると、所望の膜厚を
有する絶縁膜を形成し難くなる傾向にある。
Regarding the amount of the solvent (that is, the component (b)) used, the amount of the component (a) (siloxane resin) in the mixed solution of the component (a) and the component (b) is 5 to 25% by mass. Such an amount is preferable. When the amount of the solvent is too small and the concentration of the component (a) exceeds 25% by mass, the film forming property of the insulating film is deteriorated and the stability of the composition itself tends to be lowered. On the other hand, when the amount of the solvent is too large and the concentration of the component (a) is less than 5% by mass, it tends to be difficult to form an insulating film having a desired film thickness.

【0031】〈(c)成分〉本発明における(c)成分
は、ジアザビシクロ化合物であり、例えば、1.8−ジア
ザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、1.5−ジアザビ
シクロ[4.3.0]ノナ−5−エン等の化合物が挙げられる。
<Component (c)> The component (c) in the present invention is a diazabicyclo compound, such as 1.8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene and 1.5-diazabicyclo [4.3.0] nona-5. -Compounds such as ene.

【0032】これらジアザビシクロ化合物の使用量とし
ては、層間絶縁膜形成用組成物の全量に対して、500
ppm以下であると好ましく、0.01ppm〜500
ppmであるとより好ましく、0.01ppm〜250
ppmであると更に好ましく、0.1ppm〜100p
pmであると一層好ましい。
The amount of these diazabicyclo compounds used is 500 with respect to the total amount of the composition for forming an interlayer insulating film.
It is preferably not more than ppm, and 0.01 ppm to 500
More preferably, it is 0.01 ppm-250.
More preferably, it is 0.1 ppm to 100 p.
More preferably, it is pm.

【0033】この使用量が500ppmを上回ると、絶
縁膜の成膜性等が悪化すると共に、組成物自体の安定性
が低下する傾向にあり、しかも、層間絶縁膜の電気特性
及びプロセス適合性が劣る傾向がある。また、この使用
量が0.01ppmを下回ると、場合によっては、最終
的に得られる層間絶縁膜の電気特性、機械特性が劣る傾
向がある。なお、これらのジアザビシクロ化合物は、必
要に応じて水や溶媒に溶解してから、所望の濃度となる
ように添加することができる。
If the amount used exceeds 500 ppm, the film formability of the insulating film and the like tend to deteriorate, and the stability of the composition itself tends to deteriorate, and moreover, the electrical characteristics and process compatibility of the interlayer insulating film tend to deteriorate. Tends to be inferior. If the amount used is less than 0.01 ppm, the electrical properties and mechanical properties of the finally obtained interlayer insulating film tend to deteriorate in some cases. In addition, these diazabicyclo compounds can be added to a desired concentration after being dissolved in water or a solvent, if necessary.

【0034】このような成分構成を有する層間絶縁膜形
成用組成物によれば、十分な機械強度を有し且つ低誘電
性を発現し、しかも、シリコン基板及びP−TEOS等
のSiO2膜の両方への接着性に優れる絶縁膜を形成で
きる。よって、電気的信頼性を向上できると共に、CM
P工程において、界面剥離が生じてしまうといった従来
の問題点を解消できる。このような従来達成されなかっ
た効果が奏されるメカニズムの詳細は、未だ不明な点が
あるものの、ジアザビシクロ化合物によって脱水縮合反
応が促進されてシロキサン結合密度が上昇することで、
十分な機械強度を達成でき、また、残留するシラノール
基が減少するため、誘電特性が向上するといった機構に
よると考えられる。さらに、炭素含有量が10質量%以
下のため、ぬれ性が大きいことも要因の一つと推定され
る。但し、作用はこれらに限定されない。
According to the composition for forming an interlayer insulating film having such a component constitution, sufficient mechanical strength and low dielectric property are exhibited, and moreover, a silicon substrate and a SiO 2 film such as P-TEOS are formed. An insulating film having excellent adhesiveness to both can be formed. Therefore, the electrical reliability can be improved and the CM
In the P step, the conventional problem that interface peeling occurs can be solved. The details of the mechanism by which such an effect that has not been achieved in the past is achieved, though there are still unclear points, but the dehydration condensation reaction is promoted by the diazabicyclo compound and the siloxane bond density is increased,
This is considered to be due to the mechanism that sufficient mechanical strength can be achieved and the residual silanol groups are reduced, so that the dielectric properties are improved. Furthermore, since the carbon content is 10% by mass or less, it is estimated that one of the factors is the high wettability. However, the action is not limited to these.

【0035】〈(d)成分〉また、本発明の層間絶縁膜
形成用組成物は、さらに(d)成分を含むものであると
好ましい。この(d)成分は、250〜500℃の加熱
温度で熱分解又は揮発する熱分解揮発性化合物であり、
例えば、ポリアルキレンオキサイド構造を有する重合
体、(メタ)アクリレート系重合体、ポリエステル重合
体、ポリカーボネート重合体、ポリアンハイドライド重
合体、テトラキスシラン類等が挙げられる。
<Component (d)> The composition for forming an interlayer insulating film of the present invention preferably further contains the component (d). The component (d) is a thermal decomposition volatile compound that thermally decomposes or volatilizes at a heating temperature of 250 to 500 ° C.,
For example, a polymer having a polyalkylene oxide structure, a (meth) acrylate-based polymer, a polyester polymer, a polycarbonate polymer, a polyanhydride polymer, and tetrakissilanes may be mentioned.

【0036】上記ポリアルキレンオキサイド構造として
は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
チレンオキサイド構造等を例示でき、より具体的には、
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等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等のエーテルエ
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
等のエーテルエステル型化合物等を挙げることができ
る。
Examples of the polyalkylene oxide structure include polyethylene oxide structure, polypropylene oxide structure, polytetramethylene oxide structure, polybutylene oxide structure, and the like. More specifically,
Polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene sterol ether, polyoxyethylene lanolin derivative, ethylene oxide derivative of alkylphenol formalin condensate, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer, ether type compound such as polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, Ether ester type compounds such as polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid alkanolamide sulfate, polyethylene glycol fatty acid ester, ethylene glycol fatty acid ester, fatty acid monoglyceride, polyglycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester , Ether such as propylene glycol fatty acid ester And the like Le type compound.

【0037】また、(メタ)アクリレート系重合体を構
成するアクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルと
しては、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸ア
ルキルエステル、アクリル酸アルコキシアルキルエステ
ル、メタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アル
コキシアルキルエステル等を挙げることができる。
As the acrylic acid ester and methacrylic acid ester constituting the (meth) acrylate polymer, alkyl acrylate, methacrylic acid alkyl ester, acrylic acid alkoxyalkyl ester, methacrylic acid alkyl ester, methacrylic acid alkoxyalkyl are used. An ester etc. can be mentioned.

【0038】アクリル酸アルキルエステルとしては、ア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プ
ロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチ
ル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ペンチル、アク
リル酸ヘキシル等の炭素数1〜6のアルキルエステル、
メタクリル酸アルキルエステルとしては、メタクリル酸
メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピ
ル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチ
ル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ペンチル、
メタクリル酸ヘキシル等の炭素数1〜6のアルキルエス
テル、アクリル酸アルコキシアルキルエステルとして
は、アクリル酸メトキシメチル、アクリル酸エトキシエ
チル、メタクリル酸アルコキシアルキルエステルとして
は、メタクリル酸メトキシメチル、メタクリル酸エトキ
シエチル等が挙げられる。
Examples of the alkyl acrylate include carbon acrylate such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, pentyl acrylate and hexyl acrylate. An alkyl ester of ~ 6,
Examples of the alkyl methacrylate include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, pentyl methacrylate,
Alkyl esters of 1 to 6 carbon atoms such as hexyl methacrylate, methoxymethyl acrylate and ethoxyethyl acrylate as alkoxyalkyl acrylate, and methoxymethyl methacrylate and ethoxyethyl methacrylate as methacrylic acid alkoxyalkyl ester. Is mentioned.

【0039】さらに、ポリエステルとしては、ヒドロキ
シカルボン酸の重縮合物、ラクトンの開環重合物、脂肪
族ポリオールと脂肪族ポリカルボン酸との重縮合物等を
挙げることができる。
Furthermore, examples of the polyester include polycondensates of hydroxycarboxylic acids, ring-opening polymers of lactones, and polycondensates of aliphatic polyols with aliphatic polycarboxylic acids.

【0040】またさらに、ポリカーボネートとしては、
ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネー
ト、ポリトリメチレンカーボネート、ポリテトラメチレ
ンカーボネート、ポリペンタメチレンカーボネート、ポ
リヘキサメチレンカーボネート等の炭酸とアルキレング
リコールの重縮合物等を挙げることができる。
Further, as the polycarbonate,
Examples thereof include polycondensates of carbonic acid such as polyethylene carbonate, polypropylene carbonate, polytrimethylene carbonate, polytetramethylene carbonate, polypentamethylene carbonate and polyhexamethylene carbonate, and the like.

【0041】さらにまた、ポリアンハイドライドとして
は、ポリマロニルオキシド、ポリアジポイルオキシド、
ポリピメイルオキシド、ポリスベロイルオキシド、ポリ
アゼライルオキシド、ポリセバコイルオキシド等のジカ
ルボン酸の重縮合物等を挙げることができる。
Further, as polyanhydride, polymalonyl oxide, polyadipoyl oxide,
Examples thereof include polycondensates of dicarboxylic acids such as polypimeyl oxide, polysuberoyl oxide, polyazelayl oxide, and polysebacyl oxide.

【0042】加えて、テトラキスシラン類としては、テ
トラキス(トリメチルシロキシ)シラン、テトラキス
(トリメチルシリル)シラン、テトラキス(メトキシエ
トキシ)シラン、テトラキス(メトキシエトキシエトキ
シ)シラン、テトラキス(メトキシプロポキシ)シラン
等を挙げることができる。
In addition, examples of tetrakissilanes include tetrakis (trimethylsiloxy) silane, tetrakis (trimethylsilyl) silane, tetrakis (methoxyethoxy) silane, tetrakis (methoxyethoxyethoxy) silane, and tetrakis (methoxypropoxy) silane. You can

【0043】これらの中では、(c)成分のシロキサン
樹脂との相溶性、(b)成分の溶媒への溶解性、得られ
る絶縁膜の機械特性、成形性等の観点から、アルキレン
オキサイド構造を有する化合物、アクリレート系重合
体、又はテトラキスシラン類を使用するのが好ましい。
また、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GP
C)により測定され且つ標準ポリスチレンの検量線を使
用して換算された質量平均分子量が、200〜200,
000であることが好ましく、200〜15,000で
あるとより好ましい。この質量平均分子量が2000,
000を超えると、相溶性が低下する傾向にある。一
方、この質量平均分子量が200未満であると、絶縁膜
の誘電特性を調整し難くなるおそれがある。
Of these, the alkylene oxide structure is preferred from the viewpoints of compatibility with the siloxane resin of the component (c), solubility of the component (b) in a solvent, mechanical properties of the resulting insulating film, moldability and the like. It is preferable to use the compound, the acrylate polymer, or the tetrakissilanes.
In addition, gel permeation chromatography (GP
The mass average molecular weight measured by C) and converted using a calibration curve of standard polystyrene is 200 to 200,
It is preferably 000, and more preferably 200 to 15,000. This mass average molecular weight is 2000,
If it exceeds 000, the compatibility tends to decrease. On the other hand, when the mass average molecular weight is less than 200, it may be difficult to adjust the dielectric properties of the insulating film.

【0044】また、(d)成分の使用量としては、組成
物中に含有するシロキサン樹脂に対して0〜200質量
%ことが好ましく、0〜100質量%であるとより好ま
しい。なお、(d)成分が0%とは、(d)成分が含ま
れていないことを示す。この使用量が200質量%を超
えると、絶縁膜の機械的強度が低下する傾向がある。
The amount of the component (d) used is preferably 0 to 200% by mass, more preferably 0 to 100% by mass, based on the siloxane resin contained in the composition. In addition, 0% of the (d) component means that the (d) component is not contained. If the amount used exceeds 200 mass%, the mechanical strength of the insulating film tends to decrease.

【0045】さらに、(d)成分である熱分解揮発性化
合物が250℃を下回る温度で熱分解又は揮発するもの
であると、シロキサン骨格形成前に熱分解揮発してしま
うため、所望の誘電特性が得られないおそれがある。一
方、この熱分解揮発性化合物が500℃を超える温度で
熱分解又は揮発するものであると、配線金属の劣化が生
じるおそれがある。したがって、かかる温度範囲で熱分
解又は揮発するものであれば、配線金属の劣化を抑えつ
つ、絶縁膜の誘電特性を調整し易くなる利点がある。
Further, if the thermally decomposable volatile compound as the component (d) is thermally decomposed or volatilized at a temperature lower than 250 ° C., it is thermally decomposed and volatilized before the formation of the siloxane skeleton, so that a desired dielectric property is obtained. May not be obtained. On the other hand, if the thermal decomposition volatile compound is thermally decomposed or volatilized at a temperature exceeding 500 ° C., the wiring metal may be deteriorated. Therefore, if it is thermally decomposed or volatilized in such a temperature range, there is an advantage that the dielectric characteristics of the insulating film can be easily adjusted while suppressing the deterioration of the wiring metal.

【0046】なお、本発明の層間絶縁膜形成用組成物
は、ハロゲンイオン濃度が10ppm以下であることが
望ましく、より好ましくは5ppm以下である。この濃
度が10ppmを上回ると、絶縁膜中に残存した残留イ
オンにより配線腐食が生じるおそれがある。
The composition for forming an interlayer insulating film of the present invention preferably has a halogen ion concentration of 10 ppm or less, more preferably 5 ppm or less. If this concentration exceeds 10 ppm, wiring corrosion may occur due to residual ions remaining in the insulating film.

【0047】また、本発明の層間絶縁膜形成用組成物
は、アルカリ金属やアルカリ土類金属を含有しないこと
が望ましいが、含まれる場合でも、組成物中のそれらの
金属イオン濃度が100ppb以下であると好ましく、
20ppb以下であるとより好ましい。これらの金属イ
オン濃度が100ppbを超えると、半導体素子に金属
イオンが流入し易くなってデバイス性能そのものに悪影
響を及ぼすおそれがある。よって、必要に応じてイオン
交換フィルター等を使用してアルカリ金属やアルカリ土
類金属を組成物中から除去することが有効である。
The composition for forming an interlayer insulating film of the present invention preferably does not contain an alkali metal or an alkaline earth metal, but even when it is contained, the metal ion concentration in the composition is 100 ppb or less. Preferably
It is more preferably 20 ppb or less. If the concentration of these metal ions exceeds 100 ppb, the metal ions may easily flow into the semiconductor element, which may adversely affect the device performance itself. Therefore, it is effective to remove an alkali metal or an alkaline earth metal from the composition by using an ion exchange filter or the like, if necessary.

【0048】このような本発明の層間絶縁膜形成用組成
物を用いて、基板上に層間絶縁膜を形成する方法につい
て、一般に層間絶縁膜の成膜性及び膜均一性に優れるス
ピンコート法を例にとって説明する。まず、層間絶縁膜
形成用組成物をシリコンウエハ等の基板上に好ましくは
500〜5000回転/分、より好ましくは1000〜
3000回転/分でスピン塗布して被膜を形成する。こ
の際、回転数が500回転/分未満であると、膜均一性
が悪化する傾向にある一方で、5000回転/分を超え
ると、成膜性が悪化するおそれがあるため好ましくな
い。
As a method of forming an interlayer insulating film on a substrate using the composition for forming an interlayer insulating film of the present invention, a spin coating method which is excellent in film forming property and film uniformity of the interlayer insulating film is generally used. Take for example. First, the composition for forming an interlayer insulating film is preferably applied on a substrate such as a silicon wafer at 500 to 5000 revolutions / minute, more preferably 1000 to 5000 rpm.
A coating is formed by spin coating at 3000 rpm. At this time, if the rotation speed is less than 500 rotations / minute, the film uniformity tends to deteriorate, whereas if it exceeds 5000 rotations / minute, the film formability may deteriorate, which is not preferable.

【0049】次いで、好ましくは50〜300℃、より
好ましくは100〜250℃でホットプレート等にて被
膜中の溶媒を乾燥させる。この乾燥温度が50℃未満で
あると、溶媒の乾燥が十分に行われない。一方、乾燥温
度が300℃を超えると、被膜においてシロキサン骨格
が形成される前にポーラス形成用の熱分解揮発性化合物
((d)成分)が熱分解揮発してしまい、所望の低誘電
特性を有する層間絶縁膜を得難くなるおそれがある。
Next, the solvent in the coating is dried on a hot plate or the like at preferably 50 to 300 ° C., more preferably 100 to 250 ° C. If this drying temperature is lower than 50 ° C, the solvent is not sufficiently dried. On the other hand, when the drying temperature exceeds 300 ° C., the pyrolytic volatile compound ((d) component) for forming the pores is pyrolytically volatilized before the siloxane skeleton is formed in the coating film, and the desired low dielectric properties are obtained. It may be difficult to obtain the inter-layer insulating film.

【0050】次に、溶媒が除去された被膜を300〜5
00℃の加熱温度で焼成して最終硬化を行う。最終硬化
は、N2、Ar、He等の不活性雰囲気下で行うのが好
ましく、この場合、酸素濃度が1000ppm以下であ
るのが好ましい。この加熱温度が300℃未満である
と、十分な硬化が達成されない傾向にある。これに対
し、加熱温度が500℃を超えると、金属配線層がある
場合に、入熱量が増大して配線金属の劣化が生じるおそ
れがある。また、この際の加熱時間は2〜60分が好ま
しい。加熱時間が60分を超えると、サーマルバジェッ
トが過度に増大して配線金属の劣化が生じるおそれがあ
る。さらに、加熱装置としては、石英チューブ炉その他
の炉、ホットプレート、ラピッドサーマルアニール(R
TA)等の加熱処理装置を用いることが好ましい。
Next, the coating film from which the solvent has been removed is applied to 300 to 5 parts.
Final baking is performed by firing at a heating temperature of 00 ° C. The final curing is preferably carried out in an inert atmosphere of N 2 , Ar, He or the like, and in this case, the oxygen concentration is preferably 1000 ppm or less. If the heating temperature is less than 300 ° C, sufficient curing tends not to be achieved. On the other hand, if the heating temperature exceeds 500 ° C., the amount of heat input may increase and the wiring metal may deteriorate if there is a metal wiring layer. The heating time at this time is preferably 2 to 60 minutes. If the heating time exceeds 60 minutes, the thermal budget may excessively increase and the wiring metal may deteriorate. Further, as a heating device, a quartz tube furnace or other furnace, a hot plate, a rapid thermal anneal (R
It is preferable to use a heat treatment device such as TA).

【0051】また、このようにして形成される層間絶縁
膜の膜厚は、0.01〜40μmであることが好まし
く、0.1μm〜2.0μmであるとより好ましい。か
かる膜厚が40μmを超えると、応力によりクラックが
発生し易くなる傾向がある一方で、0.01μm未満で
あると、上下配線間のリーク特性が悪化する傾向があ
る。
The film thickness of the interlayer insulating film thus formed is preferably 0.01 to 40 μm, and more preferably 0.1 to 2.0 μm. When the film thickness exceeds 40 μm, cracks are likely to occur due to stress, while when it is less than 0.01 μm, the leak characteristic between the upper and lower wirings tends to deteriorate.

【0052】かかる層間絶縁膜を有する本発明の電子部
品としては、半導体素子、多層配線板等の絶縁膜を有す
るデバイスが挙げられる。具体的には、半導体素子とし
て、ダイオード、トランジスタ、化合物半導体、サーミ
スタ、バリスタ、サイリスタ等の個別半導体、DRAM
(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリー)、S
RAM(スタティック・ランダム・アクセス・メモリ
ー)、EPROM(イレイザブル・プログラマブル・リ
ード・オンリー・メモリー)、マスクROM(マスク・
リード・オンリー・メモリー)、EEPROM(エレク
トリカル・イレイザブル・プログラマブル・リード・オ
ンリー・メモリー)、フラッシュメモリー等の記憶素
子、マイクロプロセッサー、DSP、ASIC等の理論
回路素子、MMIC(モノリシック・マイクロウェーブ
集積回路)に代表される化合物半導体等の集積回路素
子、混成集積回路(ハイブリッドIC)、発光ダイオー
ド、電荷結合素子等の光電変換素子等が挙げられる。ま
た、多層配線板としては、MCM等の高密度配線板など
が挙げられる。
The electronic component of the present invention having such an interlayer insulating film may be a device having an insulating film such as a semiconductor element or a multilayer wiring board. Specifically, as semiconductor elements, individual semiconductors such as diodes, transistors, compound semiconductors, thermistors, varistors, and thyristors, DRAMs
(Dynamic Random Access Memory), S
RAM (Static Random Access Memory), EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), Mask ROM (Mask
Read only memory), EEPROM (electrical erasable programmable read only memory), memory device such as flash memory, microprocessor, DSP, theoretical circuit device such as ASIC, MMIC (monolithic microwave integrated circuit) Examples thereof include integrated circuit elements such as compound semiconductors, hybrid integrated circuits (hybrid ICs), light emitting diodes, photoelectric conversion elements such as charge-coupled elements, and the like. Examples of the multilayer wiring board include high density wiring boards such as MCM.

【0053】このような電子部品は、本発明の層間絶縁
膜を備えることにより、信号伝搬遅延時間の低減といっ
た高性能化が図られると同時に高信頼性を達成できる。
By including the interlayer insulating film of the present invention, such an electronic component can achieve high performance such as reduction of signal propagation delay time and at the same time high reliability.

【0054】[0054]

【実施例】以下、本発明に係る具体的な実施例について
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
EXAMPLES Hereinafter, specific examples according to the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.

【0055】〈実施例1〉テトラエトキシシラン49.
0gとメチルトリエトキシシラン47.2gとをプロピ
レングリコールモノプロピルエーテル194.3gに溶
解させた溶液中に、70%硝酸0.26gを溶解させた
水28.1gを攪拌下で30分かけて滴下した。滴下終
了後5時間反応させ、ポリシロキサン溶液を得た。この
溶液に20%のポリメチルメタクリレート/γ-ブチロ
ラクトン溶液68.4gを添加し、減圧下、温浴中で生
成エタノールを留去して350gのポリシロキサン/ポ
リメチルメタクリレート溶液を得た。次いで、この溶液
に1.8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン0.0
35gを添加して層間絶縁膜形成用組成物を調製した。
Example 1 Tetraethoxysilane 49.
0 g and 47.2 g of methyltriethoxysilane were dissolved in 194.3 g of propylene glycol monopropyl ether, and 28.1 g of water in which 0.26 g of 70% nitric acid was dissolved was added dropwise over 30 minutes with stirring. did. After completion of dropping, reaction was carried out for 5 hours to obtain a polysiloxane solution. To this solution was added 68.4 g of a 20% polymethylmethacrylate / γ-butyrolactone solution, and the produced ethanol was distilled off in a warm bath under reduced pressure to obtain 350 g of a polysiloxane / polymethylmethacrylate solution. The solution was then added with 1.8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene 0.0.
35 g was added to prepare an interlayer insulating film forming composition.

【0056】〈実施例2〉テトラエトキシシラン60.
5gとメチルトリエトキシシラン37.3gとをプロピ
レングリコールモノプロピルエーテル187.8gに溶
解させた溶液中に、70%硝酸0.27gを溶解させた
水29.3gを攪拌下で30分かけて滴下した。滴下終
了後5時間反応させ、ポリシロキサン溶液を得た。この
溶液に20%のポリメチルメタクリレート/γ-ブチロ
ラクトン溶液67.5gを添加し、減圧下、温浴中で生
成エタノールを留去して340gのポリシロキサン/ポ
リメチルメタクリレート溶液を得た。次いで、この溶液
に1.8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン0.0
34gを添加して層間絶縁膜形成用組成物を調製した。
Example 2 Tetraethoxysilane 60.
Into a solution prepared by dissolving 5 g and 37.3 g of methyltriethoxysilane in 187.8 g of propylene glycol monopropyl ether, 29.3 g of water in which 0.27 g of 70% nitric acid was dissolved was added dropwise over 30 minutes with stirring. did. After completion of dropping, reaction was carried out for 5 hours to obtain a polysiloxane solution. To this solution was added 67.5 g of a 20% polymethylmethacrylate / γ-butyrolactone solution, and the produced ethanol was distilled off in a warm bath under reduced pressure to obtain 340 g of a polysiloxane / polymethylmethacrylate solution. The solution was then added with 1.8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene 0.0.
34 g was added to prepare a composition for forming an interlayer insulating film.

【0057】〈実施例3〉テトラエトキシシラン82.
8gとメチルトリエトキシシラン18.3gとをプロピ
レングリコールモノプロピルエーテル175.3gに溶
解させた溶液中に、70%硝酸0.29gを溶解させた
水30.7gを攪拌下で30分かけて滴下した。滴下終
了後5時間反応させ、ポリシロキサン溶液を得た。この
溶液に20%のポリメチルメタクリレート/γ-ブチロ
ラクトン溶液65.8gを添加し、減圧下、温浴中で生
成エタノールを留去して330gのポリシロキサン/ポ
リメチルメタクリレート溶液を得た。次いで、この溶液
に1.8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン0.0
33gを添加して層間絶縁膜形成用組成物を調製した。
Example 3 Tetraethoxysilane 82.
Into a solution prepared by dissolving 8 g and 18.3 g of methyltriethoxysilane in 175.3 g of propylene glycol monopropyl ether, 30.7 g of water in which 0.29 g of 70% nitric acid was dissolved was added dropwise under stirring over 30 minutes. did. After completion of dropping, reaction was carried out for 5 hours to obtain a polysiloxane solution. To this solution, 65.8 g of a 20% polymethylmethacrylate / γ-butyrolactone solution was added, and the produced ethanol was distilled off in a warm bath under reduced pressure to obtain 330 g of a polysiloxane / polymethylmethacrylate solution. The solution was then added with 1.8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene 0.0.
33 g was added to prepare a composition for forming an interlayer insulating film.

【0058】〈比較例1〉テトラエトキシシラン22.
9gとメチルトリエトキシシラン69.5gとをプロピ
レングリコールモノプロピルエーテル208.9gに溶
解させた溶液中に、70%硝酸0.24gを溶解させた
水26.1gを攪拌下で30分かけて滴下した。滴下終
了後5時間反応させ、ポリシロキサン溶液を得た。この
容器に20%のポリメチルメタクリレート/γ-ブチロラ
クトン溶液70.2gを添加し、減圧下、温浴中で生成
エタノールを留去して360gのポリシロキサン/ポリ
メチルメタクリレート溶液を得た。次いで、この溶液に
1.8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン0.36
gを添加して層間絶縁膜形成用組成物を調製した。
Comparative Example 1 Tetraethoxysilane 22.
Into a solution prepared by dissolving 9 g and 69.5 g of methyltriethoxysilane in 208.9 g of propylene glycol monopropyl ether, 26.1 g of water in which 0.24 g of 70% nitric acid was dissolved was added dropwise over 30 minutes under stirring. did. After completion of dropping, reaction was carried out for 5 hours to obtain a polysiloxane solution. To this container was added 70.2 g of a 20% polymethylmethacrylate / γ-butyrolactone solution, and the produced ethanol was distilled off in a warm bath under reduced pressure to obtain 360 g of a polysiloxane / polymethylmethacrylate solution. Then in this solution
1.8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene 0.36
g was added to prepare a composition for forming an interlayer insulating film.

【0059】〔ハロゲンイオン濃度測定〕実施例1〜3
及び比較例1で得た各層間絶縁膜形成用組成物50gを
100ccビーカーに取り出し、硝酸銀水溶液(0.1
%)による電位差滴定法によりハロゲンイオン濃度測定
を行った。
[Measurement of Halogen Ion Concentration] Examples 1 to 3
And 50 g of each composition for forming an interlayer insulating film obtained in Comparative Example 1 was taken out into a 100 cc beaker, and a silver nitrate aqueous solution (0.1
%) By the potentiometric titration method.

【0060】〔金属不純物測定〕島津製作所製AA−6
650Gを用い、実施例1〜3及び比較例1で得た各層
間絶縁膜形成用組成物中のNaイオン及びKイオン含有
量をそれぞれ測定した。
[Measurement of metallic impurities] AA-6 manufactured by Shimadzu Corporation
650G was used to measure the Na ion and K ion contents in the respective interlayer insulating film forming compositions obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1.

【0061】〈層間絶縁膜の製造〉実施例1〜3及び比
較例1で得た各層間絶縁膜形成用組成物を回転数150
0rpm/30秒でシリコンウエハ上に回転塗布して被
膜を形成した。回転塗布後、150℃/1分+250℃
/1分かけて被膜中の溶媒を除去した後、O2濃度が1
00ppm前後にコントロールされている石英チューブ
炉で400℃/30分間かけて被膜を最終硬化して層間
絶縁膜を製造した。形成後、各層間絶縁膜の膜厚を分光
エリプソメータ(使用波長:633nm)で測定した。
<Production of Interlayer Insulating Film> Each of the compositions for forming an interlayer insulating film obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 was rotated at a rotational speed of 150.
A coating was formed by spin coating on a silicon wafer at 0 rpm / 30 seconds. After spin coating, 150 ℃ / 1min + 250 ℃
After removing the solvent in the coating over 1 minute, the O 2 concentration was 1
The coating film was finally cured in a quartz tube furnace controlled to about 00 ppm at 400 ° C./30 minutes to produce an interlayer insulating film. After the formation, the film thickness of each interlayer insulating film was measured by a spectroscopic ellipsometer (working wavelength: 633 nm).

【0062】〈層間絶縁膜の評価〉上記〈層間絶縁膜の
製造〉によって得た各層間絶縁膜に対して以下の方法で
電気特性及び膜強度評価を行った。
<Evaluation of Interlayer Insulating Film> The electrical characteristics and film strength of each interlayer insulating film obtained by the above-mentioned <Production of interlayer insulating film> were evaluated by the following methods.

【0063】〔比誘電率測定〕各層間絶縁膜上にアルミ
ニウム被膜を0.1μmの厚さで真空蒸着法により形成
し、この試料の比誘電率をLFインピーダンスメータに
て周波数10kHzで測定した。
[Measurement of relative permittivity] An aluminum film was formed on each interlayer insulating film to a thickness of 0.1 μm by a vacuum vapor deposition method, and the relative permittivity of this sample was measured with an LF impedance meter at a frequency of 10 kHz.

【0064】〔弾性率測定〕各層間絶縁膜に対してMT
S社製のナノインデンターDCMを用いて膜強度を示す
弾性率を測定した。
[Measurement of Elastic Modulus] MT for each interlayer insulating film
A nanoindenter DCM manufactured by S Co. was used to measure the elastic modulus indicating the film strength.

【0065】〔単膜CMP耐性〕各層間絶縁膜に対し、
層間絶縁膜が研磨されないと考えられる条件でCMP研
磨を実施した。スラリーとして日立化成工業(株)製の
HS−C430を用い、付加荷重を400gf/cm2
で1分間研磨を行い、絶縁膜の残存の有無を調べた。絶
縁膜が残存する場合には膜強度が十分あることを示すも
のであり、後述する表1においては、全く問題ないと認
められた場合を‘○’と、絶縁膜の凝集破壊が認められ
た場合を‘×’と判定した。
[Single film CMP resistance] For each interlayer insulating film,
CMP polishing was performed under the condition that the interlayer insulating film was not polished. HS-C430 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. was used as the slurry, and the applied load was 400 gf / cm 2.
Polishing was carried out for 1 minute to examine whether or not the insulating film remained. In the case where the insulating film remains, it means that the film has sufficient strength. In Table 1 described later, when there is no problem, "○" is shown and cohesive failure of the insulating film is recognized. The case was judged as'x '.

【0066】〔積層膜CMP耐性〕各層間絶縁膜上にC
VD法でP−TEOS膜を0.1μm積層した後、スパ
ッタ法で成膜されるTa金属0.03μm、Cu金属
0.2μmを積層し、その後上記〔単膜CMP耐性〕と
同条件でCMP研磨を施した。これは、Cuのみが研磨
される条件での研磨であり、研磨後絶縁膜表面にTa金
属が残存している場合にはCVD膜/SOG膜間での界
面剥離が起こっていないことを示している。そこで、後
述する表1においては、Ta金属表面が略全面に得られ
た場合を‘○’と、CVD膜/SOG膜間で界面剥離が
生じるか又は膜強度不足で生じる凝集破壊が認められた
場合を‘×’と判定した。
[Laminated film CMP resistance] C on each interlayer insulating film
After 0.1 μm of P-TEOS film is laminated by VD method, 0.03 μm of Ta metal and 0.2 μm of Cu metal are laminated by sputtering method, and then CMP is performed under the same conditions as the above [single film CMP resistance]. Polished. This is polishing under the condition that only Cu is polished, and when Ta metal remains on the surface of the insulating film after polishing, it indicates that the interfacial peeling between the CVD film / SOG film does not occur. There is. Therefore, in Table 1 to be described later, when the Ta metal surface was obtained on almost the entire surface, "○" was given, and interfacial delamination between the CVD film / SOG film or cohesive failure caused by insufficient film strength was recognized. The case was judged as'x '.

【0067】以上の各測定結果及び評価結果をまとめて
表1に示す。
Table 1 summarizes the above measurement results and evaluation results.

【0068】[0068]

【表1】 [Table 1]

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の層間絶縁
膜形成用組成物及び層間絶縁膜の製造方法によれば、十
分な機械強度を有し、低誘電性、並びに、シリコン基板
及びP−TEOS等のSiO2膜の両方への接着性に優
れる絶縁膜を簡易に形成することができ、その絶縁膜ひ
いてはデバイスの電気的信頼性を向上させることが可能
となる。また、これにより、製品生産の歩留まりを向上
でき、プロセス裕度を増大せしめることができる。ま
た、本発明の電子部品によれば、このように優れた特性
を有する絶縁膜を備えるので、高密度且つ高品位で信頼
性に優れたものとなる。
As described above, according to the composition for forming an interlayer insulating film and the method for manufacturing an interlayer insulating film of the present invention, sufficient mechanical strength, low dielectric property, silicon substrate and P An insulating film having excellent adhesiveness to both SiO 2 films such as TEOS can be easily formed, and the insulating film and thus the electrical reliability of the device can be improved. Further, as a result, the yield of product production can be improved and the process margin can be increased. Further, according to the electronic component of the present invention, since the insulating film having such excellent characteristics is provided, the electronic component has high density, high quality, and excellent reliability.

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 21/768 H01L 21/90 S (72)発明者 野部 茂 茨城県日立市東町四丁目13番1号 日立化 成工業株式会社山崎事業所内 (72)発明者 榎本 和宏 茨城県日立市東町四丁目13番1号 日立化 成工業株式会社山崎事業所内 (72)発明者 桜井 治彰 茨城県日立市東町四丁目13番1号 日立化 成工業株式会社山崎事業所内 Fターム(参考) 4F071 AA33 AA43 AA50 AA51 AA67 AC05 AC06 AC07 AC10 AC12 AE19 AF39 BA02 BB02 BC02 4J002 BG04X BH02X CF00X CG01X CG02X CH02X CP03W EU206 FD206 GQ01 5F033 HH11 HH21 MM05 MM13 PP15 QQ48 RR23 RR25 SS22 WW03 WW04 XX12 XX17 XX24 5F058 AA08 AC03 AF04 AG01 AH02Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 21/768 H01L 21/90 S (72) Inventor Shigeru Nobe 4-13-1, Higashimachi, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Seisaku Kogyo Co., Ltd. Yamazaki Plant (72) Inventor Kazuhiro Enomoto 4-13-1, Higashi-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Chemical Co., Ltd. Yamazaki Plant (72) Inventor, Haraaki Sakurai 4-chome, Higashi-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1 Hitachi Chemical Co., Ltd. Yamazaki Works F-term (reference) 4F071 AA33 AA43 AA50 AA51 AA67 AC05 AC06 AC07 AC10 AC12 AE19 AF39 BA02 BB02 BC02 4J002 BG04X BH02X CF00X CG01X CG02X CH02X CP03W EU11 HFD3H01206HFD3H01206FFD3 H01206F3H21H06HFD3H015 QQ48 RR23 RR25 SS22 WW03 WW04 XX12 XX17 XX24 5F058 AA08 AC03 AF04 AG01 AH02

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)成分:下記式(1); RnSiX4-n …(1)、 (式中、Rは水素原子又は炭素数1〜20の有機基を示
し、Xは加水分解性基を示し、nは0〜2の整数を示
し、nが2のとき、各Rは同一でも異なっていてもよ
く、nが0〜2のとき、各Xは同一でも異なっていても
よい)、で表される化合物を加水分解縮合して得られ、
且つ、炭素含有量が10質量%以下であるシロキサン樹
脂と、 (b)成分:前記(a)成分を溶解可能な溶媒と、 (c)成分:ジアザビシクロ化合物と、を含む層間絶縁
膜形成用組成物。
1. A component (a): the following formula (1); R n SiX 4-n (1), (wherein R represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, and X represents a hydrolyzed group). Represents a decomposable group, n represents an integer of 0 to 2, when n is 2, each R may be the same or different, and when n is 0 to 2, each X may be the same or different. Good), obtained by hydrolysis and condensation of a compound represented by
A composition for forming an interlayer insulating film, which contains a siloxane resin having a carbon content of 10% by mass or less, a component (b): a solvent capable of dissolving the component (a), and a component (c): a diazabicyclo compound. object.
【請求項2】 前記(c)成分の濃度が500ppm以
下である請求項1記載の層間絶縁膜形成用組成物。
2. The composition for forming an interlayer insulating film according to claim 1, wherein the concentration of the component (c) is 500 ppm or less.
【請求項3】 (d)成分:250〜500℃の加熱温
度において熱分解又は揮発する熱分解揮発性化合物、を
更に含む請求項1又は2に記載の層間絶縁膜形成用組成
物。
3. The composition for forming an interlayer insulating film according to claim 1, further comprising a component (d): a thermal decomposition volatile compound which thermally decomposes or volatilizes at a heating temperature of 250 to 500 ° C.
【請求項4】 ハロゲンイオン濃度が10ppm以下で
ある請求項1〜3のいずれか一項に記載の層間絶縁膜形
成用組成物。
4. The composition for forming an interlayer insulating film according to claim 1, wherein the halogen ion concentration is 10 ppm or less.
【請求項5】 アルカリ金属イオン濃度及びアルカリ土
類金属イオン濃度がそれぞれ100ppb以下である請
求項1〜4のいずれか一項に記載の層間絶縁膜形成用組
成物。
5. The composition for forming an interlayer insulating film according to claim 1, wherein the alkali metal ion concentration and the alkaline earth metal ion concentration are each 100 ppb or less.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一項に記載の層
間絶縁膜形成用組成物を基板上に塗布して被膜を形成
し、該被膜に含有する溶媒を除去した後、該被膜を30
0〜500℃の加熱温度で焼成することを特徴とする層
間絶縁膜の製造方法。
6. A coating film is formed by applying the composition for forming an interlayer insulating film according to claim 1 on a substrate, removing the solvent contained in the coating film, and then forming the coating film. 30
A method for producing an interlayer insulating film, which comprises firing at a heating temperature of 0 to 500 ° C.
【請求項7】 基板上に請求項6記載の層間絶縁膜の製
造方法により製造された層間絶縁膜を有する電子部品。
7. An electronic component having an interlayer insulating film manufactured by the method for manufacturing an interlayer insulating film according to claim 6 on a substrate.
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