JP2003238724A - 多孔質膜の製造方法、多孔質膜、及びそれを用いた半導体装置 - Google Patents

多孔質膜の製造方法、多孔質膜、及びそれを用いた半導体装置

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JP2003238724A
JP2003238724A JP2002047120A JP2002047120A JP2003238724A JP 2003238724 A JP2003238724 A JP 2003238724A JP 2002047120 A JP2002047120 A JP 2002047120A JP 2002047120 A JP2002047120 A JP 2002047120A JP 2003238724 A JP2003238724 A JP 2003238724A
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acid
formula
bis
film
chemical
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Application number
JP2002047120A
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English (en)
Inventor
Hiromi Oki
博美 沖
Hisafumi Enoki
尚史 榎
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体用途に用いられる、微細孔が均一に分
散し、比誘電率の極めて低い多孔質膜の製造方法を提供
する。 【解決手段】 一般式(1)で表される繰り返し単位を
有するポリアミドと、オリゴマーとを必須成分とする絶
縁膜用樹脂組成物と、溶媒99.7〜50重量%からな
る溶液を、フィルム状に流延し、得られたフィルム状物
を、前記絶縁膜用樹脂組成物の非溶媒蒸気に暴露する処
理を行う。 【化1】 式中、Xは式(A)で表される基の中から選ばれる2価
の基、Yは下記式(B)、式(C)、式(D)、及び式
(E)で表される基の中から選ばれる少なくとも1種の
2価の基を示し、nは、n>0,2≦n≦1000の関
係を満たす整数である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体用の層間絶
縁膜、保護膜、多層回路の層間絶縁膜、フレキシブル銅
張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜、液晶配向膜
等の用途に使用でき、物性値を効果的に制御することの
できる、多孔質絶縁膜の製造方法、多孔質膜、及びそれ
を用いた半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体用材料には、必要とされる特性に
応じて無機材料、有機材料などが、様々な部分で用いら
れている。例えば、半導体用の層間絶縁膜としては、化
学気相法で作製した2酸化シリコン等の無機酸化膜が使
用されている。しかしながら、近年の半導体の高速化、
高性能化に伴い、上記のような無機酸化膜では、比誘電
率が高いことが問題となっている。この改良手段のひと
つとして、有機材料の適用が検討されている。
【0003】半導体用途の有機材料としては、耐熱性、
電気特性、機械特性などに優れたポリイミド樹脂が挙げ
られ、ソルダーレジスト、カバーレイ、液晶配向膜など
に用いられている。しかしながら、一般にポリイミド樹
脂はイミド環にカルボニル基を2個有していることか
ら、吸水性、電気特性に問題がある。これらの問題に対
して、フッ素あるいはフッ素含有基を有機高分子内に導
入することにより、吸水性、電気特性を改良することが
試みられており、実用化されているものもある。
【0004】また、ポリイミド樹脂に比べて、耐熱性、
吸水性、電気特性に関して、より優れた性能を示すポリ
ベンゾオキサゾール樹脂があり、様々な分野への適用が
試みられている。例えば、4,4'−ジアミノ−3,3'−
ジヒドロキシビフェニルとテレフタル酸、あるいは2,
2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキ
サフルオロプロパンと、テレフタル酸からなる構造を有
するポリベンゾオキサゾール樹脂等がある。
【0005】しかし、さらに厳しい耐熱性、電気特性、
吸水性等の向上を要求されている先端分野では、このよ
うな要求全てを満足する材料は、未だ得られていないの
が現状である。つまり、優れた耐熱性を示すが、誘電率
等の電気特性は十分ではない、またフッ素導入により電
気特性は向上するものの、耐熱性の低下を招くといった
ことが起こっている。特に、半導体用層間絶縁膜として
有機材料を適用する場合、無機材料に匹敵する耐熱性、
機械特性、吸水性を要求され、その上で更なる低誘電率
化が求められている。
【0006】このような高性能化の要求に対して、無機
材料である無機酸化膜の膜中に微細孔を開けることによ
り、低密度化を図り、比誘電率を低減させる方法が検討
されている。空気の比誘電率は1であり、膜中に空気を
導入して比誘電率を下げることは、Scheuerleinらの米
国特許第3,883,452号(1975年5月13日発
行)の、約20μmの平均孔径を有する発泡重合体を生
成させる方法から類推される。しかしながら、空気を膜
中に導入することによって効果的な絶縁体にするために
は、膜厚がサブマイクロメーターオーダーで、平均化さ
れた比誘電率を有する必要があり、そして膜自体の機械
特性も各工程に耐え得るものでなければならい。このよ
うな問題を克服する無機材料は未だ得られていないのが
現状である。
【0007】一方、有機材料においては、サブマイクロ
メーターオーダーの微細孔を得る技術については、Hedr
ickらの米国特許第5,776,990号(1998年7
月7日発行)には、ブロックコポリマーを用いて、サブ
マイクロメーターオーダーの微細孔を有する樹脂を生成
させることが開示されている。ブロックコポリマーがサ
ブマイクロメーターオーダーで相分離することは公知
(T.Hashimoto, M.Shibayama, M.Fujimura and H.Kawa
i," Microphase Separation and the Polymer-polymer
Interphase in Block Polymers" in "Block Copolymers
-Science and Technology", p.63, Ed. By D.J.Meier
(Academic Pub., 1983))のことであり、天井温度の低
いポリマー類が容易に分解することも、高分子化学の分
野では、一般に良く知られていることである。しかし、
このようなブロックコポリマーの微細な相分離状態を保
持しながら焼成し、熱分解成分を分解揮散させ、微細孔
を導入することは非常に困難であった。すなわち、焼成
時に溶剤を蒸発させる時に、各ドメイン同士が、溶媒和
の束縛から解き放たれることで各々に凝集し、相構造が
変化してしまい、その結果、空孔が大きくなってしまう
問題があった。また、分解成分を分解揮散させる焼成時
において、マトリックス樹脂の弾性率が低下し、空孔が
破壊される問題もあった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体用途
において、優れた耐熱性を維持し、低誘電率化を可能と
するために、焼成中に、成分の相構造を維持し、空孔を
破壊することなく、微細孔が均一に分散した多孔質膜を
製造する方法、それにより得られる多孔質膜、及び半導
体装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記のよ
うな従来の問題点に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、特定
構造のポリアミドとオリゴマーを必須成分とする絶縁膜
用樹脂組成物と溶媒99.7〜50重量%からなる溶液
を、フィルム状に流延し、得られたフィルム状物を前記
絶縁膜用樹脂組成物の非溶媒蒸気に暴露する処理を行う
ことにより、前記の目的を満たし得る多孔質膜が得られ
ることを見出し、さらに検討を進めて本発明を完成する
に至った。
【0010】即ち本発明は、一般式(1)で表される繰
り返し単位を有するポリアミドと、オリゴマーとを必須
成分とする絶縁膜用樹脂組成物と、溶媒99.7〜50
重量%とからなる溶液を、フィルム状に流延し、得られ
たフィルム状物を、前記絶縁膜用樹脂組成物の非溶媒蒸
気に暴露する、処理を行うことを特徴とする多孔質膜の
製造方法である。またさらには、この製造方法により得
られた多孔質膜、およびそれを用いたことを特徴とする
半導体装置である。
【0011】
【化10】
【0012】式中、Xは下記式(A)で表される基の中
から選ばれる2価の基、Yは下記式(B)−1、式
(B)−2、式(C)、式(D)、及び式(E)で表さ
れる基の中から選ばれる少なくとも1種の2価の基を示
し、nは、n>0,2≦n≦1000の関係を満たす整
数である。
【0013】
【化11】 式(A)及び式(E)中、X1は式(F)で表される基
の中から選ばれる2価の基を示す。
【0014】
【化12】
【0015】
【化13】 式(B)−1及び式(B)−2[以下、両方を併せて式
(B)と記す]中、Rは水素原子、アルキル基又は式
(G)で表される基の中から選ばれる1価の基を示す。
【0016】
【化14】
【0017】
【化15】
【0018】
【化16】
【0019】
【化17】
【0020】
【化18】
【0021】式(A)〜式(G)で表される基における
ベンゼン環上の水素原子は、炭素数1〜4のアルキル
基、フッ素原子及びトリフルオロメチル基の中から選ば
れる少なくとも1個の基で置換されていてもよい。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明は、マトリックスとしてポ
リアミド樹脂を使用し、マトリックス樹脂と熱分解性オ
リゴマーとを必須成分とする絶縁膜用樹脂組成物と溶媒
からなる、溶液をフィルム状に流延し、得られたフィル
ム状物を前記絶縁膜用樹脂組成物の非溶媒蒸気に暴露す
る処理を行うことにより、非常に微細なサイズの空孔、
好適には10nm以下、より好適には5nm以下の空孔
を、絶縁膜中に均一に存在させることを可能にすること
を骨子とする。
【0023】本発明において、必須成分であるポリアミ
ドユニットは、前記式(A)に表された構造の中のいず
れかを有するビスアミノフェノール化合物の少なくとも
1種と、式(B)〜式(E)に表された構造の中のいず
れかを有するジカルボン酸の少なくとも1種とを用い
て、従来の酸クロリド法、活性化エステル法、ポリリン
酸やジシクロヘキシルカルボジイミド等の脱水縮合剤の
存在下での縮合反応等の方法により得ることが出来る。
【0024】本発明で用いる、式(A)に表された構造
を有するビスアミノフェノール化合物としては、2,4
−ジアミノレゾルシノール、4,6−ジアミノレゾルシ
ノール、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフ
ェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−
アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロ
パン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェ
ニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒド
ロキシフェニル)プロパン、3,3'−ジアミノ−4,4'
−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4'−ジアミノ
−3,3'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3'−
ジアミノ−4,4'−ジヒドロキシビフェニル、4,4'−
ジアミノ−3,3'−ジヒドロキシビフェニル、9,9−
ビス(4−((4−アミノ−3−ヒドロキシ)フェノキ
シ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−((3
−アミノ−4−ヒドロキシ)フェノキシ)フェニル)フ
ルオレン、9,9−ビス((4−アミノ−3−ヒドロキ
シ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス((3−アミ
ノ−4−ヒドロキシ)フェニル)フルオレン、3,3'−
ジアミノ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、
4,4'−ジアミノ−3,3'−ジヒドロキシフェニルエー
テル、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−2
−トリフルオロメチルフェニル)プロパン、2,2−ビ
ス(4−アミノ−3−ヒドロキシ−2−トリフルオロメ
チルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−アミノ−
4−ヒドロキシ−5−トリフルオロメチルフェニル)プ
ロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシ−
5−トリフルオロメチルフェニル)プロパン、2,2−
ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−6−トリフルオロ
メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノ
−3−ヒドロキシ−6−トリフルオロメチルフェニル)
プロパン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ
−2−トリフルオロメチルフェニル)ヘキサフルオロプ
ロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシ−
2−トリフルオロメチルフェニル)ヘキサフルオロプロ
パン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−5
−トリフルオロメチルフェニル)ヘキサフルオロプロパ
ン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシ−5−
トリフルオロメチルフェニル)ヘキサフルオロプロパ
ン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−6−
トリフルオロメチルフェニル)ヘキサフルオロプロパ
ン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシ−6−
トリフルオロメチルフェニル)ヘキサフルオロプロパ
ン、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジヒドロキシ−2,2'
−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、4,4'−ジ
アミノ−3,3'−ジヒドロキシ−2,2'−ビス(トリフ
ルオロメチル)ビフェニル、3,3'−ジアミノ−4,4'
−ジヒドロキシ−5,5'−ビス(トリフルオロメチル)
ビフェニル、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジヒドロキシ
−5,5'−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、
3,3'−ジアミノ−4,4'−ジヒドロキシ−6,6'−ビ
ス(トリフルオロメチル)ビフェニル、4,4'−ジアミ
ノ−3,3'−ジヒドロキシ−6,6'−ビス(トリフルオ
ロメチル)ビフェニル、9,9−ビス(4−((4−ア
ミノ−3−ヒドロキシ)フェノキシ)−3−フェニル−
フェニル)−フルオレン、9,9−ビス(4−((3−
アミノ−4−ヒドロキシ)フェノキシ)−3−フェニル
−フェニル)−フルオレン、9,9−ビス((2−アミ
ノ−3−ヒドロキシ−4−フェニル)−フェニル)−フ
ルオレン、9,9−ビス((2−ヒドロキシ−3−アミ
ノ−4−フェニル)−フェニル)−フルオレン、等が挙
げられ、これらは単独で用いてもよく、また2種類以上
組合せて使用してもよい。
【0025】本発明で用いるジカルボン酸は、式(B)
〜式(E)で表された構造のいずれかを有するジカルボ
ン酸であり、以下にその具体例を示す。これらは単独で
用いてもよく、また2種以上を組合せて使用しても良
い。2種以上を組合せる場合においては、式(B)〜式
(E)のそれぞれ同種内での組合せでも、同種外の組合
せでも何ら問題なく使用できる。
【0026】本発明で用いる、式(B)で表される2価
の基を有し、式(B)におけるRが、水素原子であるジ
カルボン酸の例としては、3−エチニルフタル酸、4−
エチニルフタル酸、2−エチニルイソフタル酸、4−エ
チニルイソフタル酸、5−エチニルイソフタル酸、2−
エチニルテレフタル酸、3−エチニルテレフタル酸、5
−エチニル−テレフタル酸、2−エチニル−1,5−ナ
フタレンジカルボン酸、3−エチニル−1,5−ナフタ
レンジカルボン酸、4−エチニル−1,5−ナフタレン
ジカルボン酸、1−エチニル−2,6−ナフタレンジカ
ルボン酸、3−エチニル−2,6−ナフタレンジカルボ
ン酸、4−エチニル−2,6−ナフタレンジカルボン
酸、2−エチニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、
3−エチニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、4−
エチニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、5−エチ
ニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、7−エチニル
−1,6−ナフタレンジカルボン酸、8−エチニル−1,
6−ナフタレンジカルボン酸、3,3'−ジエチニル−
2,2'−ビフェニルジカルボン酸、4,4'−ジエチニル
−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、5,5'−ジエチニ
ル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、6,6'−ジエチ
ニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、2,2'−ジエ
チニル−3,3'−ビフェニルジカルボン酸、4,4'−ジ
エチニル−3,3'−ビフェニルジカルボン酸、5,5'−
ジエチニル−3,3'−ビフェニルジカルボン酸、6,6'
−ジエチニル−3,3'−ビフェニルジカルボン酸、2,
2'−ジエチニル−4,4'−ビフェニルジカルボン酸、
3,3'−ジエチニル−4,4'−ビフェニルジカルボン
酸、2,2−ビス(2−カルボキシ−3−エチニルフェ
ニル)プロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ−4−
エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カル
ボキシ−5−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビ
ス(2−カルボキシ−6−エチニルフェニル)プロパ
ン、2,2−ビス(3−カルボキシ−2−エチニルフェ
ニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−4−
エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カル
ボキシ−5−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビ
ス(3−カルボキシ−6−エチニルフェニル)プロパ
ン、2,2−ビス(4−カルボキシ−2−エチニルフェ
ニル)プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−3−
エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カル
ボキシ−4−エチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパ
ン、2,2−ビス(3−カルボキシ−5−エチニルフェ
ニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−カ
ルボキシ−2−エチニルフェニル)ヘキサフルオロプロ
パン、4−エチニル−1,3−ジカルボキシシクロプロ
パン、5−エチニル−2,2−ジカルボキシシクロプロ
パン、1,3−ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−
5−エチニル−ベンゼンの構造異性体、1,3−ビス
(4−カルボキシ−フェニル)−5−エチニル−ベンゼ
ンの構造異性体、5−(3−エチニル−フェノキシ)−
イソフタル酸、5−(1−エチニル−フェノキシ)−イ
ソフタル酸、5−(2−エチニル−フェノキシ)イソフ
タル酸、2−(1−エチニル−フェノキシ)テレフタル
酸、2−(2−エチニル−フェノキシ)テレフタル酸、
2−(3−エチニル−フェノキシ)テレフタル酸、5−
(1−エチニル−フェニル)−イソフタル酸、5−(2
−エチニル−フェニル)−イソフタル酸、5−(3−エ
チニル−フェニル)−イソフタル酸、2−(1−エチニ
ル−フェニル)−テレフタル酸、2−(2−エチニル−
フェニル)−テレフタル酸、2−(3−エチニル−フェ
ニル)−テレフタル酸等が挙げられるが、これらに限定
されるものではない。
【0027】本発明で用いる、式(B)で表される2価
の基を有するジカルボン酸で、式(B)におけるRが式
(F)で表される1価の基である例としては、3−フェ
ニルエチニルフタル酸、4−フェニルエチニルフタル
酸、2−フェニルエチニルイソフタル酸、4−フェニル
エチニルイソフタル酸、5−フェニルエチニルイソフタ
ル酸、2−フェニルエチニルテレフタル酸、3−フェニ
ルエチニルテレフタル酸、2−フェニルエチニル−1,
5−ナフタレンジカルボン酸、3−フェニルエチニル−
1,5−ナフタレンジカルボン酸、4−フェニルエチニ
ル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、1−フェニルエ
チニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、3−フェニ
ルエチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、4−フ
ェニルエチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、2
−フェニルエチニル−1,6−ナフタレンジカルボン
酸、3−フェニルエチニル−1,6−ナフタレンジカル
ボン酸、4−フェニルエチニル−1,6−ナフタレンジ
カルボン酸、5−フェニルエチニル−1,6−ナフタレ
ンジカルボン酸、7−フェニルエチニル−1,6−ナフ
タレンジカルボン酸、8−フェニルエチニル−1,6−
ナフタレンジカルボン酸、3−ビフェニルエチニルフタ
ル酸、4−ビフェニルエチニルフタル酸、2−ビフェニ
ルエチニルイソフタル酸、4−ビフェニルエチニルイソ
フタル酸、5−ビフェニルエチニルイソフタル酸、2−
ビフェニルエチニルテレフタル酸、3−ビフェニルエチ
ニルテレフタル酸、5−ビフェニルエチニル−テレフタ
ル酸、2−ビフェニルエチニル−1,5−ナフタレンジ
カルボン酸、3−ビフェニルエチニル−1,5−ナフタ
レンジカルボン酸、4−ビフェニルエチニル−1,5−
ナフタレンジカルボン酸、1−ビフェニルエチニル−
2,6−ナフタレンジカルボン酸、3−ビフェニルエチ
ニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、4−ビフェニ
ルエチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、2−ビ
フェニルエチニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、
3−ビフェニルエチニル−1,6−ナフタレンジカルボ
ン酸、4−ビフェニルエチニル−1,6−ナフタレンジ
カルボン酸、5−ビフェニルエチニル−1,6−ナフタ
レンジカルボン酸、7−ビフェニルエチニル−1,6−
ナフタレンジカルボン酸、8−ビフェニルエチニル−
1,6−ナフタレンジカルボン酸、3,3'−ジビフェニ
ルエチニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、4,4'
−ジビフェニルエチニル−2,2'−ビフェニルジカルボ
ン酸、5,5'−ジビフェニルエチニル−2,2'−ビフェ
ニルジカルボン酸、6,6'−ジビフェニルエチニル−
2,2'−ビフェニルジカルボン酸、2,2'−ジビフェニ
ルエチニル−3,3'−ビフェニルジカルボン酸、4,4'
−ジビフェニルエチニル−3,3'−ビフェニルジカルボ
ン酸、5,5'−ジビフェニルエチニル−3,3'−ビフェ
ニルジカルボン酸、6,6'−ジビフェニルエチニル−
3,3'−ビフェニルジカルボン酸、2,2'−ジビフェニ
ルエチニル−4,4'−ビフェニルジカルボン酸、3,3'
−ジビフェニルエチニル−4,4'−ビフェニルジカルボ
ン酸、2,2−ビス(2−カルボキシ−3−ビフェニル
エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カル
ボキシ−4−ビフェニルエチニルフェニル)プロパン、
2,2−ビス(2−カルボキシ−5−ビフェニルエチニ
ルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ
−6−ビフェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2
−ビス(3−カルボキシ−2−ビフェニルエチニルフェ
ニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−4−
ビフェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス
(3−カルボキシ−5−ビフェニルエチニルフェニル)
プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−6−ビフェ
ニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−
カルボキシ−2−ビフェニルエチニルフェニル)プロパ
ン、2,2−ビス(4−カルボキシ−3−ビフェニルエ
チニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カルボ
キシ−4−ビフェニルエチニルフェニル)ヘキサフルオ
ロプロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−5−ビフ
ェニルエチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、
2,2−ビス(4−カルボキシ−2−ビフェニルエチニ
ルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4−ビフェニル
エチニル−1,3−ジカルボキシシクロプロパン、5−
ビフェニルエチニル−2,2−ジカルボキシシクロプロ
パン、1,3−ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−
5−ビフェニルエチニル−ベンゼンの構造異性体、1,
3−ビス(4−カルボキシ−フェニル)−5−ビフェニ
ルエチニル−ベンゼンの構造異性体、5−(3−ビフェ
ニルエチニル−フェノキシ)−イソフタル酸、5−(1
−ビフェニルエチニル−フェノキシ)−イソフタル酸、
5−(2−ビフェニルエチニル−フェノキシ)イソフタ
ル酸、2−(1−ビフェニルエチニル−フェノキシ)テ
レフタル酸、2−(2−ビフェニルエチニル−フェノキ
シ)テレフタル酸、2−(3−ビフェニルエチニル−フ
ェノキシ)テレフタル酸、5−(1−ビフェニルエチニ
ル−フェニル)−イソフタル酸、5−(2−ビフェニル
エチニル−フェニル)−イソフタル酸、5−(3−ビフ
ェニルエチニル−フェニル)−イソフタル酸、2−(1
−ビフェニルエチニル−フェニル)−テレフタル酸、2
−(2−ビフェニルエチニル−フェニル)−テレフタル
酸、2−(3−ビフェニルエチニル−フェニル)−テレ
フタル酸、2,2−ビス(2−カルボキシ−3−フェニ
ルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カ
ルボキシ−4−フェニルエチニルフェニル)プロパン、
2,2−ビス(2−カルボキシ−5−フェニルエチニル
フェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ−
6−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビ
ス(3−カルボキシ−2−フェニルエチニルフェニル)
プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−4−フェニ
ルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カ
ルボキシ−5−フェニルエチニルフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−カルボキシ−6−フェニルエチニル
フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−
2−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビ
ス(4−カルボキシ−3−フェニルエチニルフェニル)
プロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ−4−フェニ
ルエチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2
−ビス(3−カルボキシ−5−フェニルエチニルフェニ
ル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−カル
ボキシ−2−フェニルエチニルフェニル)ヘキサフルオ
ロプロパン、4−フェニルエチニル−1,3−ジカルボ
キシシクロプロパン、5−フェニルエチニル−2,2−
ジカルボキシシクロプロパン、1,3−ビス(4−カル
ボキシ−フェノキシ)−5−フェニルエチニル−ベンゼ
ンの構造異性体、1,3−ビス(4−カルボキシ−フェ
ニル)−5−フェニルエチニル−ベンゼンの構造異性
体、5−(1−フェニルエチニル−フェノキシ)−イソ
フタル酸、5−(2−フェニルエチニル−フェノキシ)
−イソフタル酸、5−(3−フェニルエチニル−フェノ
キシ)イソフタル酸、2−(1−フェニルエチニル−フ
ェノキシ)テレフタル酸、2−(2−フェニルエチニル
−フェノキシ)テレフタル酸、2−(3−フェニルエチ
ニル−フェノキシ)テレフタル酸、5−(1−フェニル
エチニル−フェニル)−イソフタル酸、5−(2−フェ
ニルエチニル−フェニル)−イソフタル酸、5−(3−
フェニルエチニル−フェニル)−イソフタル酸、2−
(1−フェニルエチニル−フェニル)−テレフタル酸、
2−(2−フェニルエチニル−フェニル)−テレフタル
酸、2−(3−フェニルエチニル−フェニル)−テレフ
タル酸等が挙げられるが、これらに限定されるものでは
ない。
【0028】式(B)におけるRがアルキル基である例
としては、3−ヘキシニルフタル酸、4−へキシニルフ
タル酸、2−へキシニルイソフタル酸、4−へキシニル
イソフタル酸、5−へキシニルイソフタル酸、2−へキ
シニルテレフタル酸、3−へキシニルテレフタル酸、2
−へキシニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、3−
へキシニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、4−へ
キシニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、1−へキ
シニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、3−へキシ
ニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、4−へキシニ
ル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、2−へキシニル
−1,6−ナフタレンジカルボン酸、3−へキシニル−
1,6−ナフタレンジカルボン酸、4−へキシニル−1,
6−ナフタレンジカルボン酸、5−へキシニル−1,6
−ナフタレンジカルボン酸、7−へキシニル−1,6−
ナフタレンジカルボン酸、8−へキシニル−1,6−ナ
フタレンジカルボン酸、3,3'−ジへキシニル−2,2'
−ビフェニルジカルボン酸、4,4'−ジへキシニル−
2,2'−ビフェニルジカルボン酸、5,5'−ジヘキシニ
ル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、6,6'−ジへキ
シニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、2,2'−ジ
へキシニル−3,3'−ビフェニルジカルボン酸、4,4'
−ジへキシニル−3,3'−ビフェニルジカルボン酸、
5,5'−ジへキシニル−3,3'−ビフェニルジカルボン
酸、6,6'−ジへキシニル−3,3'−ビフェニルジカル
ボン酸、2,2'−ジへキシニル−4,4'−ビフェニルジ
カルボン酸、3,3'−ジへキシニル−4,4'−ビフェニ
ルジカルボン酸、2,2−ビス(2−カルボキシ−3−
へキシニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カ
ルボキシ−4−へキシニルフェニル)プロパン、2,2
−ビス(2−カルボキシ−5−へキシニルフェニル)プ
ロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ−6−へキシニ
ルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ
−2−へキシニルフェニル)プロパン、2,2−ビス
(3−カルボキシ−4−へキシニルフェニル)プロパ
ン、2,2−ビス(3−カルボキシ−5−へキシニルフ
ェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−6
−へキシニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−
カルボキシ−2−へキシニルフェニル)プロパン、2,
2−ビス(4−カルボキシ−3−へキシニルフェニル)
プロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ−4−へキシ
ニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス
(3−カルボキシ−5−へキシニルフェニル)ヘキサフ
ルオロプロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−2−
へキシニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4−へ
キシニル−1,3−ジカルボキシシクロプロパン、5−
ヘキシニル−2,2−ジカルボキシシクロプロパン、1,
3−ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−5−ヘキシ
ニル−ベンゼンの構造異性体、1,3−ビス(4−カル
ボキシ−フェニル)−5−ヘキシニル−ベンゼンの構造
異性体、5−(3−ヘキシニル−フェノキシ)−イソフ
タル酸、5−(1−ヘキシニル−フェノキシ)−イソフ
タル酸、5−(2−ヘキシニル−フェノキシ)イソフタ
ル酸、2−(1−ヘキシニル−フェノキシ)テレフタル
酸、2−(2−ヘキシニル−フェノキシ)テレフタル
酸、2−(3−ヘキシニル−フェノキシ)テレフタル
酸、5−(1−ヘキシニル−フェニル)−イソフタル
酸、5−(2−ヘキシニル−フェニル)−イソフタル
酸、5−(3−ヘキシニル−フェニル)−イソフタル
酸、2−(1−ヘキシニル−フェニル)−テレフタル
酸、2−(2−ヘキシニル−フェニル)−テレフタル
酸、2−(3−ヘキシニル−フェニル)−テレフタル酸
等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0029】本発明で用いる、式(C)に表された構造
を有するビフェニレン骨格を持つジカルボン酸の例とし
ては、1,2−ビフェニレンジカルボン酸、1,3−ビフ
ェニレンジカルボン酸、1,4−ビフェニレンジカルボ
ン酸、1,5−ビフェニレンジカルボン酸、1,6−ビフ
ェニレンジカルボン酸、1,7−ビフェニレンジカルボ
ン酸、1,8−ビフェニレンジカルボン酸、2,3−ビフ
ェニレンジカルボン酸、2,6−ビフェニレンジカルボ
ン酸、2,7−ビフェニレンジカルボン酸等が挙げら
れ、得られるポリアミドの性能から、2,6−ビフェニ
レンジカルボン酸、および2,7−ビフェニレンジカル
ボン酸が特に好ましい。
【0030】本発明で用いる、式(D)で表される2価
の基を有するジカルボン酸の例としては、4,4'−トラ
ンジカルボン酸、3,4'−トランジカルボン酸、3,3'
−トランジカルボン酸、2,4'−トランジカルボン酸、
2,3'−トランジカルボン酸、2,2'−トランジカルボ
ン酸などが挙げられるが、これらに限定されるものでは
ない。
【0031】本発明で用いる、式(E)に表された構造
を有するジカルボン酸の例としては、イソフタル酸、テ
レフタル酸、4,4'−ビフェニルジカルボン酸、3,4'
−ビフェニルジカルボン酸、3,3'−ビフェニルジカル
ボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,3−ナフ
タレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン
酸、4,4'−スルホニルビス安息香酸、3,4'−スルホ
ニルビス安息香酸、3,3'−スルホニルビス安息香酸、
4,4'−オキシビス安息香酸、3,4'−オキシビス安息
香酸、3,3'−オキシビス安息香酸、2,2−ビス(4
−カルボキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−
カルボキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−カ
ルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−
ビス(3−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパ
ン、2,2'−ジメチル−4,4'−ビフェニルジカルボン
酸、3,3'−ジメチル−4,4'−ビフェニルジカルボン
酸、2,2'−ジメチル−3,3'−ビフェニルジカルボン
酸、2,2'−ビス(トリフルオロメチル)−4,4'−ビ
フェニルジカルボン酸、3,3'−ビス(トリフルオロメ
チル)−4,4'−ビフェニルジカルボン酸、2,2'−ビ
ス(トリフルオロメチル)−3,3'−ビフェニルジカル
ボン酸、9,9−ビス(4−(4−カルボキシフェノキ
シ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−
カルボキシフェノキシ)フェニル)フルオレン、4,4'
−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、4,
4'−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、
3,4'−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ビフェニ
ル、3,4'−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ビフェ
ニル、3,3'−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ビフ
ェニル、3,3'−ビス(3―カルボキシフェノキシ)ビ
フェニル、4,4'−ビス(4−カルボキシフェノキシ)
−p−ターフェニル、4,4'−ビス(4−カルボキシフ
ェノキシ)−m−ターフェニル、3,4'−ビス(4−カ
ルボキシフェノキシ)−p−ターフェニル、3,3'−ビ
ス(4−カルボキシフェノキシ)−p−ターフェニル、
3,4'−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−m−ター
フェニル、3,3'−ビス(4−カルボキシフェノキシ)
−m−ターフェニル、4,4'−ビス(3−カルボキシフ
ェノキシ)−p−ターフェニル、4,4'−ビス(3−カ
ルボキシフェノキシ)−m−ターフェニル、3,4'−ビ
ス(3−カルボキシフェノキシ)−p−ターフェニル、
3,3'−ビス(3−カルボキシフェノキシ)−p−ター
フェニル、3,4'−ビス(3−カルボキシフェノキシ)
−m−ターフェニル、3,3'−ビス(3−カルボキシフ
ェノキシ)−m−ターフェニル、3−フルオロイソフタ
ル酸、2−フルオロイソフタル酸、2−フルオロテレフ
タル酸、2,4,5,6−テトラフルオロイソフタル酸、
2,3,5,6−テトラフルオロテレフタル酸、5−トリ
フルオロメチルイソフタル酸等が挙げられるが、これら
に限定されるものではない。
【0032】本発明におけるポリアミドユニットの繰り
返し単位の数であるnは、n>0、2≦n≦1000の
関係を満たす整数であり、好ましくは5以上100以下
である。ここでnが2未満であると成膜性が低下し、膜
の機械強度が十分でなくなる。また、1000を越える
と分子量が大きくなりすぎて、溶剤に溶けにくくなった
り、溶解しても粘調なワニスとなり実用にそぐわない。
【0033】本発明において、必須成分であるポリアミ
ドの製造方法は、従来の酸クロリド法、活性化エステル
法、ポリリン酸やジシクロヘキシルカルボジイミド等の
脱水縮合剤の存在下での縮合反応等の方法を用いること
が出来る。例えば、酸クロリド法では、使用する酸クロ
リドは、まず、N,N−ジメチルホルムアミド等の触媒
存在下で、ジカルボン酸と過剰量の塩化チオニルとを、
室温ないし130℃で反応させ、過剰の塩化チオニルを
加熱及び減圧により留去した後、残査をヘキサン等の溶
媒で再結晶することにより得ることができる。このよう
にして製造したジカルボン酸クロリドと、前記他のジカ
ルボン酸を併用する場合、同様にして得られる酸クロリ
ドとを、ビスアミノフェノール化合物と共に、通常N−
メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミ
ド等の極性溶媒に溶解し、ピリジン等の酸受容剤存在下
で、室温ないし−30℃で反応させることにより、ポリ
アミドを得ることが出来る。
【0034】本発明において、もう一方の必須成分であ
るオリゴマーは、ポリアミドの熱分解温度より低い温度
で熱分解し、分解物が気化するオリゴマーであれば、ど
のようなオリゴマーでも良い。具体的に例示すると、ポ
リオキシメチレン、ポリオキシエチレン、ポリオキシメ
チレン−オキシエチレン共重合体、ポリオキシメチレン
−オキシプロピレン共重合体、ポリオキシエチレン−オ
キシプロピレン共重合体等のポリオキシアルキレンや、
ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、ポリα−メ
チルスチレン、ポリスチレン等が好適に挙げられる。必
要により、末端に水酸基、アミノ基、ニトロ基、カルボ
キシ基、シアノ基、メタクリル基等の、官能基を片末端
または両末端に導入したものを用いることができる。ま
た、ポリアミド樹脂あるいはポリベンゾオキサゾール樹
脂末端のカルボキシ基、アミノ基、水酸基、または主鎖
構造中の水酸基に反応させて共重合体として用いること
も可能である。これらの有機化合物は単独あるいは2種
以上を組合せて用いてもよい。
【0035】本発明の絶縁膜用樹脂組成物を、溶解もし
くは分散させるために使用する溶媒の量は、絶縁膜用樹
脂組成物と溶媒の総量に対して99.7〜50重量%で
あることが望ましい。調整された溶液粘度は、10〜1
0000ポイズであることが好ましい。溶液粘度が10
ポイズより小さいと、多孔質膜を作成した際のフィルム
強度が低下するので適当ではなく、10000ポイズよ
り大きいと、フィルム状に流延することが困難となる場
合があるためである。
【0036】使用する有機溶媒としては例えば、N−メ
チル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、N,N−
ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジエチ
レングリコールジメチルエーテル、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、ジ
プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチ
ル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチル−1,3−ブチレ
ングリコールアセテート、1,3−ブチレングリコール
−3−モノメチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビ
ン酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペ
ンタノン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン等
を、1種、または2種以上混合して用いることが出来
る。
【0037】本発明の絶縁膜用樹脂組成物と溶媒99.
7〜50重量%からなる溶液を、フィルム状に流延する
方法を具体的に例示すると、当該溶液を、適当な支持
体、例えば、ガラス、繊維、金属、シリコンウェハー、
セラミック基板等に塗布する。その塗布方法は、浸漬、
スクリーン印刷、スプレー、回転塗布、ロールコーティ
ングなどが挙げられ、塗布後に加熱乾燥して溶剤を揮発
せしめ、タックフリーなフィルム状物とすることができ
る。
【0038】得られたフィルム状物は、300℃、好ま
しくは350℃以上の温度で、更に加熱することによ
り、環化縮合反応及びその構造によっては架橋反応を生
じ、また、該オリゴマーは、このとき熱分解して、分解
物が気化・揮散し、ポリベンゾオキサゾール樹脂膜に微
細孔を形成させることにより、多孔質絶縁膜を得ること
ができるが、焼成時に溶剤を蒸発させる時に、各ドメイ
ン同士が溶媒和の束縛から解き放たれることで各々に凝
集し、相構造が変化してしまい、その結果、空孔が大き
くなる、または分解成分を分解揮散させる焼成時に、マ
トリックス樹脂の弾性率が低下し空孔が破壊される問題
等が生じる場合があった。しかしながら本発明における
絶縁膜用樹脂組成物の非溶媒蒸気に暴露する処理を行う
ことで、好適な微細孔を均一に有する多孔質膜を得るこ
とができる。つまり得られたフィルム状物を、加熱処理
する前に、該絶縁膜用樹脂組成物の非溶媒蒸気に暴露す
る処理を行うことが重要である。
【0039】本発明の非溶媒蒸気は、絶縁膜用樹脂組成
物の非溶媒を気相として含むものであればよく、例え
ば、エタノール、メタノールなどのアルコール類、アセ
トン、水などが挙げられる。処理方法としては、前記の
気相をフィルム状物に吹き付ける方法、前記の気相を満
たした処理槽内で所定時間保持する方法、もしくはベル
トなどで通過させる方法、また処理槽内に所定流量で流
す方法などの方法を取ることができる。本発明の非溶媒
蒸気の気相での濃度、及び処理時間には特に制限はない
が、絶縁膜用樹脂組成物のフィルム状物表面における、
凝縮した非溶媒蒸気量の増加により、樹脂組成物が析出
し、フィルム状物が白濁する直前に終了させることが望
ましい。処理温度に特に制限はない。
【0040】本発明の製造方法により得られた微細孔を
有する絶縁膜における、微細孔の大きさは、少なくとも
10nm以下、最適には5nm以下である。孔径がより
大きいと、配線間に用いられた絶縁膜における空隙率が
不均一になり、電気特性が一定とならず、また、膜の機
械強度が低下し、接着性に悪影響が出る等の問題が発生
するが、10nm以下であれば問題は発生しない。
【0041】本発明の樹脂組成物には、必要により各種
添加剤として、界面活性剤、シラン系に代表されるカッ
プリング剤、酸素ラジカルやイオウラジカルを加熱によ
り発生するラジカル開始剤等を添加し、半導体用層間絶
縁膜、保護膜、多層回路の層間絶縁膜、フレキシブル銅
張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜、液晶配向膜
等の形成に用いることが出来る。また、本発明における
ポリアミドは、感光剤としてのナフトキノンジアジド化
合物と一緒に用いることで、感光性樹脂組成物として用
いることが可能である。
【0042】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれによって何ら限定されるものではな
い。尚、実施例及び比較例で作成したフィルムについ
て、特性評価のため、下記の方法により、誘電率、ガラ
ス転移温度を測定し、また、微細孔の分布状況とその孔
径を透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて観察し、これ
らの結果は、表1にまとめて示した。
【0043】1.比誘電率 JIS−K6911に準拠し、周波数100KHzで、
ヒューレットパッカード社製HP−4284A Pre
cision LCRメーターを用いて測定を行った。
【0044】2.ガラス転移温度(Tg) セイコーインスツルメンツ(株)製DMS6100を用
いて、窒素ガス300mL/分フロー下、測定周波数1
Hz、昇温速度3℃/分の条件で、引張りモードで測定
し、損失正接(tanδ)のピークトップ温度をガラス
転移温度とした。
【0045】(実施例1)9,9−ビス((4−アミノ
−3−ヒドロキシ)フェニル)フルオレン37.7g
(0.098mol)を、乾燥したN−メチル−2−ピ
ロリドン330mLに溶解し、この溶液に4−エチニル
−2,6−ナフタレンジカルボン酸ジクロリド27.7g
(0.1mol)を、乾燥窒素下10℃で添加した。添加
後、10℃で1時間、続いて20℃で1時間撹拌した。
10℃にした後、トリエチルアミン22.3g(0.22
mol)を添加し、10℃で1時間、続いて20℃で20
時間攪拌した。反応終了後、反応液をろ過してトリエチ
ルアミン塩酸塩を除去し、ろ過した液をイオン交換水
6.6Lとイソプロパノール6.6Lの混合溶液に滴下
し、沈殿物を集めて乾燥することにより、ポリアミド樹
脂52gを得た。得られたポリアミド樹脂の分子量を、
東ソー株式会社製GPCを用いてポリスチレン換算で求
めたところ、重量平均分子量24,900、分子量分布
2.2であった。
【0046】得られたポリアミド樹脂3.1gとポリオ
キシプロピレン1.3g(数平均分子量7,500)を、
N−メチル−2−ピロリドン20.0gに溶解し、孔径
0.2μmのテフロン(R)フィルターでろ過してワニ
スを得た。スピンコーターを用いて、アルミニウムを蒸
着したシリコンウェハー上にこのワニスを塗布した。1
20℃のホットプレート上で240秒間乾燥した後の、
フィルム厚が約5μmとなるように、スピンコーターの
回転数と時間を設定した。120℃/240秒間のホッ
トプレート乾燥終了後、常温大気圧にて沸点に保ったメ
タノールの液面から10cm上方で1分間、前記沸騰メ
タノールに対面させて保持することにより、メタノール
蒸気に暴露する処理を行った。暴露処理終了後のフィル
ムは、暴露処理前と比較して、白濁等の外観の変化は見
られなかった。
【0047】暴露処理後、窒素を流入して酸素濃度を1
00ppm以下に制御したオーブンを用いて、300℃
で60分間加熱させることでポリベンゾオキサゾール樹
脂の皮膜を得た。さらに、400℃で60分間加熱して
オリゴマーユニットを分解し、細孔を有するポリベンゾ
オキサゾール樹脂の皮膜を得た。皮膜上にアルミニウム
を蒸着してパターンニングを行い所定の大きさの電極を
形成した。シリコンウェハー側のアルミニウムと、この
電極による容量を測定し、測定後に皮膜の電極隣接部
を、酸素プラズマによりエッチングして、表面粗さ計に
より膜厚を測定することにより、周波数1MHzにおけ
る誘電率を算出したところ2.1であった。Tgは45
0℃より大きかった。また、この皮膜について断面をT
EMにより観察したところ、得られた空隙は均一に分布
しており、5nm以下の細孔で非連続であった。
【0048】(実施例2)4,4'−ジアミノ−3,3'−
ジヒドロキシジフェニルエーテル22.1g(0.095
mol)を、乾燥したN−メチル−2−ピロリドン33
0mLに溶解し、この溶液に5−フェニルエチニル−イ
ソフタル酸ジクロリド30.3g(0.1mol)を、乾燥
窒素下10℃で添加した。添加後、10℃で1時間、続
いて20℃で1時間撹拌した。10℃にした後、トリエ
チルアミン22.3g(0.22mol)を添加し、10℃
で1時間、続いて20℃で20時間攪拌した。反応終了
後、反応液をろ過してトリエチルアミン塩酸塩を除去
し、ろ過した液をイオン交換水6.6Lとイソプロパノ
ール6.6Lの混合溶液に滴下し、沈殿物を集めて乾燥
することにより、ポリアミド樹脂39gを得た。得られ
たポリアミド樹脂の分子量を、東ソー株式会社製GPC
を用いてポリスチレン換算で求めたところ、重量平均分
子量23,100、分子量分布2.1であった。
【0049】得られたポリアミド樹脂3.0gとポリオ
キシエチレン−オキシプロピレン共重合体1.4g(数
平均分子量3,500)を、N−メチル−2−ピロリド
ン20.0gに溶解し、孔径0.2μmのテフロン(R)
フィルターでろ過してワニスを得た。スピンコーターを
用いてアルミニウムを蒸着したシリコンウェハー上に、
このワニスを塗布した。120℃のホットプレート上で
240秒間乾燥した後の、フィルム厚が約5μmとなる
ように、スピンコーターの回転数と時間を設定した。1
20℃/240秒間のホットプレート乾燥終了後、常温
大気圧にて沸点に保ったエタノールの液面から10cm
上方で1分間、前記沸騰エタノールに対面させて保持す
ることにより、エタノール蒸気に暴露する処理を行っ
た。暴露処理終了後のフィルムは、暴露処理前と比較し
て、白濁等の外観の変化は見られなかった。
【0050】暴露処理後、窒素を流入して酸素濃度を1
00ppm以下に制御したオーブンを用いて、300℃
で60分間加熱させることでポリベンゾオキサゾール樹
脂の皮膜を得た。さらに、400℃で60分間加熱して
オリゴマーユニットを分解し、細孔を有するポリベンゾ
オキサゾール樹脂の皮膜を得た。皮膜上にアルミニウム
を蒸着してパターンニングを行い所定の大きさの電極を
形成した。シリコンウェハー側のアルミニウムと、この
電極による容量を測定し、測定後に皮膜の電極隣接部
を、酸素プラズマによりエッチングして、表面粗さ計に
より膜厚を測定することにより、周波数1MHzにおけ
る誘電率を算出したところ2.1であった。Tgは45
0℃より大きかった。また、この皮膜について断面をT
EMにより観察したところ、得られた空隙は均一に分布
しており、10nm以下の細孔で非連続であった。
【0051】(実施例3)9,9−ビス((4−アミノ
−3−ヒドロキシ)フェニル)フルオレン35.8g
(0.093mol)を、乾燥したN−メチル−2−ピ
ロリドン330mLに溶解し、この溶液に2,7−ビフ
ェニレンジカルボン酸ジクロリド26.3g(0.095
mol)を、乾燥窒素下10℃で添加した。添加後、1
0℃で1時間、続いて20℃で1時間撹拌した。10℃
にした後、トリエチルアミン21.3g(0.21mol)
を添加し、次いでγ−ブチロラクトン100mLに、ポ
リ(プロピレングリコール)ビス(2−アミノプロピル
エーテル)40.0g(0.01mol、数平均分子量
4,000)を溶解した溶液を、乾燥窒素下10℃で添
加した。添加後、10℃で1時間、続いて20℃で20
時間攪拌した。反応終了後、反応液をろ過してトリエチ
ルアミン塩酸塩を除去し、ろ過した液をイオン交換水
6.6Lとイソプロパノール6.6Lの混合溶液に滴下
し、沈殿物を集めて乾燥することにより、ポリアミド・
オリゴマー共重合体79gを得た。得られた共重合体の
分子量を、東ソー株式会社製GPCを用いてポリスチレ
ン換算で求めたところ、重量平均分子量23,200、
分子量分布2.4であった。1H−NMRにより反応性オ
リゴマー成分の導入率は37重量%であった。
【0052】得られたポリアミド・オリゴマー共重合体
5.00gを、N−メチル−2−ピロリドン20.0gに
溶解し、孔径0.2μmのテフロン(R)フィルターで
ろ過してワニスを得た。スピンコーターを用いてアルミ
ニウムを蒸着したシリコンウェハー上にこのワニスを塗
布した。120℃のホットプレート上で240秒間乾燥
した後のフィルム厚が約5μmとなるようにスピンコー
ターの回転数と時間を設定した。120℃/240秒間
のホットプレート乾燥終了後、常温大気圧にて沸点に保
ったメタノールの液面から10cm上方で1分間、前記
沸騰メタノールに対面させて保持することにより、メタ
ノール蒸気に暴露する処理を行った。暴露処理終了後の
フィルムは、暴露処理前と比較して、白濁等の外観の変
化は見られなかった。
【0053】暴露処理後、窒素を流入して酸素濃度を1
00ppm以下に制御したオーブンを用いて、300℃
で60分間加熱させることでポリベンゾオキサゾール樹
脂の皮膜を得た。さらに、400℃で60分間加熱して
オリゴマーユニットを分解し、細孔を有するポリベンゾ
オキサゾール樹脂の皮膜を得た。皮膜上にアルミニウム
を蒸着してパターンニングを行い所定の大きさの電極を
形成した。シリコンウェハー側のアルミニウムと、この
電極による容量を測定し、測定後に皮膜の電極隣接部
を、酸素プラズマによりエッチングして、表面粗さ計に
より膜厚を測定することにより、周波数1MHzにおけ
る誘電率を算出したところ1.9であった。Tgは45
0℃より大きかった。また、この皮膜について断面をT
EMにより観察したところ、得られた空隙は均一に分布
しており、10nm以下の細孔で非連続であった。
【0054】(実施例4)9,9−ビス((4−アミノ
−3−ヒドロキシ)フェニル)フルオレン37.7g
(0.098mol)を、乾燥したN−メチル−2−ピ
ロリドン330mLに溶解し、この溶液に4,4'−トラ
ンジカルボン酸ジクロリド30.3g(0.1mol)
を、乾燥窒素下10℃で添加した。添加後、10℃で1
時間、続いて20℃で1時間撹拌した。10℃にした
後、トリエチルアミン22.3g(0.22mol)を添加
し、次いでγ−ブチロラクトン100mLに、ポリ(プ
ロピレングリコール)ビス(2−アミノプロピルエーテ
ル)40.0g(0.01mol、数平均分子量4,00
0)を溶解した溶液を、乾燥窒素下10℃で添加した。
添加後、10℃で1時間、続いて20℃で20時間攪拌
した。反応終了後、反応液をろ過してトリエチルアミン
塩酸塩を除去し、ろ過した液をイオン交換水6.6Lと
イソプロパノール6.6Lの混合溶液に滴下し、沈殿物
を集めて乾燥することにより、ポリアミド・オリゴマー
共重合体81gを得た。得られた共重合体の分子量を、
東ソー株式会社製GPCを用いてポリスチレン換算で求
めたところ、重量平均分子量24,800、分子量分布
2.3であった。1H−NMRにより反応性オリゴマー成
分の導入率は35重量%であった。
【0055】得られたポリアミド・オリゴマー共重合体
5.00gを、N−メチル−2−ピロリドン20.0gに
溶解し、孔径0.2μmのテフロン(R)フィルターで
ろ過してワニスを得た。スピンコーターを用いてアルミ
ニウムを蒸着したシリコンウェハー上にこのワニスを塗
布した。120℃のホットプレート上で240秒間乾燥
した後のフィルム厚が約5μmとなるようにスピンコー
ターの回転数と時間を設定した。120℃/240秒間
のホットプレート乾燥終了後、常温大気圧にて沸点に保
ったエタノールの液面から10cm上方で1分間、上記
沸騰エタノールに対面させて保持することにより、エタ
ノール蒸気に暴露する処理を行った。暴露処理終了後の
フィルムは、暴露処理前と比較して、白濁等の外観の変
化は見られなかった。
【0056】暴露処理後、窒素を流入して酸素濃度を1
00ppm以下に制御したオーブンを用いて、300℃
で60分間加熱させることでポリベンゾオキサゾール樹
脂の皮膜を得た。さらに、400℃で60分間加熱して
オリゴマーユニットを分解し、細孔を有するポリベンゾ
オキサゾール樹脂の皮膜を得た。皮膜上にアルミニウム
を蒸着してパターンニングを行い所定の大きさの電極を
形成した。シリコンウェハー側のアルミニウムと、この
電極による容量を測定し、測定後に皮膜の電極隣接部
を、酸素プラズマによりエッチングして、表面粗さ計に
より膜厚を測定することにより、周波数1MHzにおけ
る誘電率を算出したところ2.2であった。Tgは45
0℃より大きかった。また、この皮膜について断面をT
EMにより観察したところ、得られた空隙は均一に分布
しており、10nm以下の細孔で非連続であった。
【0057】(実施例5)3,3'−ジアミノ−4,4'−
ジヒドロキシビフェニル19.9g(0.092mol)
を、乾燥したN−メチル−2−ピロリドン330mLに
溶解し、この溶液に5−エチニルイソフタル酸ジクロリ
ド6.8g(0.03mol)と、5−フェニルエチニル
イソフタル酸ジクロリド21.2g(0.07mol)
を、乾燥窒素下10℃で添加した。添加後、10℃で1
時間、続いて20℃で1時間撹拌した。10℃にした
後、トリエチルアミン22.3g(0.22mol)を添加
し、次いでγ−ブチロラクトン100mLに、ポリ(プ
ロピレングリコール)ビス(2−アミノプロピルエーテ
ル)40.0g(0.01mol、数平均分子量4,00
0)を溶解した溶液を、乾燥窒素下10℃で添加した。
添加後、10℃で1時間、続いて20℃で20時間攪拌
した。反応終了後、反応液をろ過してトリエチルアミン
塩酸塩を除去し、ろ過した液をイオン交換水6.6Lと
イソプロパノール6.6Lの混合溶液に滴下し、沈殿物
を集めて乾燥することにより、ポリアミド・オリゴマー
共重合体67gを得た。得られた共重合体の分子量を、
東ソー株式会社製GPCを用いてポリスチレン換算で求
めたところ、重量平均分子量23,200、分子量分布
2.1であった。1H−NMRにより反応性オリゴマー成
分の導入率は43重量%であった。
【0058】得られたポリアミド・オリゴマー共重合体
5.00gを、N−メチル−2−ピロリドン20.0gに
溶解し、孔径0.2μmのテフロン(R)フィルターで
ろ過してワニスを得た。スピンコーターを用いてアルミ
ニウムを蒸着したシリコンウェハー上にこのワニスを塗
布した。120℃のホットプレート上で240秒間乾燥
した後のフィルム厚が約5μmとなるように、スピンコ
ーターの回転数と時間を設定した。120℃/240秒
間のホットプレート乾燥終了後、常温大気圧にて沸点に
保ったエタノールの液面から10cm上方で1分間、前
記沸騰エタノールに対面させて保持することにより、エ
タノール蒸気に暴露する処理を行った。暴露処理終了後
のフィルムは、暴露処理前と比較して、白濁等の外観の
変化は見られなかった。
【0059】暴露処理後、窒素を流入して酸素濃度を1
00ppm以下に制御したオーブンを用いて、300℃
で60分間加熱させることでポリベンゾオキサゾール樹
脂の皮膜を得た。さらに、400℃で60分間加熱して
オリゴマーユニットを分解し、細孔を有するポリベンゾ
オキサゾール樹脂の皮膜を得た。皮膜上にアルミニウム
を蒸着してパターンニングを行い所定の大きさの電極を
形成した。シリコンウェハー側のアルミニウムと、この
電極による容量を測定し、測定後に皮膜の電極隣接部
を、酸素プラズマによりエッチングして、表面粗さ計に
より膜厚を測定することにより、周波数1MHzにおけ
る誘電率を算出したところ2.1であった。Tgは45
0℃より大きかった。また、この皮膜について断面をT
EMにより観察したところ、得られた空隙は均一に分布
しており、5nm以下の細孔で非連続であった。
【0060】(実施例6)9,9−ビス((4−アミノ
−3−ヒドロキシ)フェニル)フルオレン36.5g
(0.095mol)を、乾燥したN−メチル−2−ピ
ロリドン330mLに溶解し、この溶液にテレフタル酸
ジクロリド20.3g(0.1mol)を、乾燥窒素下1
0℃で添加した。添加後、10℃で1時間、続いて20
℃で1時間撹拌した。10℃にした後、トリエチルアミ
ン22.3g(0.22mol)を添加し、次いでγ−ブチ
ロラクトン100mLに、ポリ(プロピレングリコー
ル)ビス(2−アミノプロピルエーテル)40.0g
(0.01mol、数平均分子量4,000)を溶解した
溶液を、乾燥窒素下10℃で添加した。添加後、10℃
で1時間、続いて20℃で20時間攪拌した。反応終了
後、反応液をろ過してトリエチルアミン塩酸塩を除去
し、ろ過した液をイオン交換水6.6Lとイソプロパノ
ール6.6Lの混合溶液に滴下し、沈殿物を集めて乾燥
することにより、ポリアミド・オリゴマー共重合体76
gを得た。得られた共重合体の分子量を、東ソー株式会
社製GPCを用いてポリスチレン換算で求めたところ、
重量平均分子量24,800、分子量分布2.1であっ
た。1H−NMRにより反応性オリゴマー成分の導入率
は39重量%であった。
【0061】得られたポリアミド・オリゴマー共重合体
5.00gをN−メチル−2−ピロリドン20.0gに溶
解し、孔径0.2μmのテフロン(R)フィルターでろ
過してワニスを得た。スピンコーターを用いてアルミニ
ウムを蒸着したシリコンウェハー上にこのワニスを塗布
した。120℃のホットプレート上で240秒間乾燥し
た後のフィルム厚が約5μmとなるようにスピンコータ
ーの回転数と時間を設定した。120℃/240秒間の
ホットプレート乾燥終了後、常温大気圧にて沸点に保っ
たエタノールの液面から10cm上方で1分間、前記沸
騰エタノールに対面させて保持することにより、エタノ
ール蒸気に暴露する処理を行った。暴露処理終了後のフ
ィルムは、暴露処理前と比較して、白濁等の外観の変化
は見られなかった。
【0062】暴露処理後、窒素を流入して酸素濃度を1
00ppm以下に制御したオーブンを用いて、300℃
で60分間加熱させることでポリベンゾオキサゾール樹
脂の皮膜を得た。さらに、400℃で60分間加熱して
オリゴマーユニットを分解し、細孔を有するポリベンゾ
オキサゾール樹脂の皮膜を得た。皮膜上にアルミニウム
を蒸着してパターンニングを行い所定の大きさの電極を
形成した。シリコンウェハー側のアルミニウムと、この
電極による容量を測定し、測定後に皮膜の電極隣接部
を、酸素プラズマによりエッチングして、表面粗さ計に
より膜厚を測定することにより、周波数1MHzにおけ
る誘電率を算出したところ2.2であった。Tgは44
6℃であった。また、この皮膜について断面をTEMに
より観察したところ、得られた空隙は均一に分布してお
り、10nm以下の細孔で非連続であった。
【0063】(比較例1)実施例1において、メタノー
ル蒸気に暴露する処理を行わない以外は、実施例1と同
様にして調製した樹脂皮膜について、評価を行なった。
周波数1MHzにおける誘電率を算出したところ2.3
であった。Tgは450℃以上であった。また、この皮
膜について断面をTEMにより観察したところ、得られ
た空隙は10nm以下の細孔ではあるものの、分布は一
部不均一であり、細孔が連続しているところがあった。
【0064】
【表1】
【0065】表1にまとめた、実施例および比較例の評
価結果から、本発明の暴露処理を行った多孔質膜は、優
れた低誘電率と高いTgを有し、その断面観察からは微
細孔が均一に分散していることが確認された。
【0066】
【発明の効果】本発明の絶縁膜用樹脂組成物と溶媒から
なる溶液から得られるフィルム状物を絶縁膜用樹脂組成
物の非溶媒蒸気に暴露する処理を行うことで、誘電率の
極めて低い、微細孔が均一に分散した多孔質膜を形成さ
せることが可能となり、半導体用の層間絶縁膜、保護
膜、多層回路の層間絶縁膜、フレキシブル銅張板のカバ
ーコート、ソルダーレジスト膜、液晶配向膜等の用途
に、好適に使用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F074 AA48 AA57 AA72 AA78 AH03 BA26 BA84 CA21 CC04X CC06X CC12Y CC28X CC29Y CC45X CC46X DA03 DA24 DA47 4J001 DA01 DB01 EB14 EB28 EB35 EB36 EB44 EB45 EB46 EB55 EB56 EB57 EB60 EB64 EB65 EC23 EC36 EC44 EC55 EC65 EC66 EC67 EC70 GA13 GE11 JA07 JA12 JB37 JB38 5F058 AA04 AA10 AC02 AC10 AF04 AG01 AG10 AH02 AH03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1)で表される繰り返し単位を
    有するポリアミドと、オリゴマーとを必須成分とする絶
    縁膜用樹脂組成物と、溶媒99.7〜50重量%とから
    なる溶液を、フィルム状に流延し、得られたフィルム状
    物を、前記絶縁膜用樹脂組成物の非溶媒蒸気に暴露す
    る、処理を行うことを特徴とする多孔質膜の製造方法。 【化1】 式中、Xは下記式(A)で表される基の中から選ばれる
    2価の基、Yは下記式(B)−1、式(B)−2、式
    (C)、式(D)、及び式(E)で表される基の中から
    選ばれる少なくとも1種の2価の基を示し、nは、n>
    0,2≦n≦1000の関係を満たす整数である。 【化2】 式(A)及び式(E)中、X1は式(F)で表される基
    の中から選ばれる2価の基を示す。 【化3】 【化4】 式(B)−1及び式(B)−2中、Rは水素原子、アル
    キル基又は式(G)で表される基の中から選ばれる1価
    の基を示す。 【化5】 【化6】 【化7】 【化8】 【化9】 式(A)〜式(G)で表される基におけるベンゼン環上
    の水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基、フッ素原子
    及びトリフルオロメチル基の中から選ばれる少なくとも
    1個の基で置換されていてもよい。
  2. 【請求項2】 オリゴマーが、前記ポリアミド構造中の
    カルボキシル基、アミノ基、又はヒドロキシル基と反応
    し得る置換基を有する反応性オリゴマーで、且つ、熱分
    解性を有するものであることを特徴とする、請求項1記
    載の多孔質膜の製造方法。
  3. 【請求項3】 絶縁膜用樹脂組成物が、ポリアミドと反
    応性オリゴマーとの共重合物であることを特徴とする、
    請求項2記載の多孔質膜の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
    製造方法により得られたものであることを特徴とする多
    孔質膜。
  5. 【請求項5】 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
    製造方法により得られる多孔質膜を用いたことを特徴と
    する半導体装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8048956B2 (en) 2008-12-05 2011-11-01 General Electric Company Functionalized polyfluorenes for use in optoelectronic devices
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