JP2004059736A

JP2004059736A - Composition for forming membrane, method for forming membrane and silica-based membrane

Info

Publication number: JP2004059736A
Application number: JP2002220076A
Authority: JP
Inventors: Michihiro Mita; 三田　倫広; Eiji Hayashi; 林　英治; Masahiro Akiyama; 秋山　将宏; Atsushi Shioda; 塩田　淳
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2004-02-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition for forming a membrane capable of forming a silica-based membrane having low dielectric constant and high elastic modulus as an interlaminar electrical insulation membrane material for semiconductor devices or the like. <P>SOLUTION: The composition for forming a membrane comprises a polysiloxane which is obtained by hydrolyzing (A) at least one silane compound selected from the group consisting of a compound of the general formula(1):R<SB>x</SB>Si(OR<SP>1</SP>)<SB>4-x</SB>, a compound of the general formula(2):Si(OR<SP>2</SP>)<SB>4</SB>and a compound of the general formula(3):R<SP>3</SP><SB>y</SB>(R<SP>4</SP>O)<SB>3-y</SB>Si-(R<SP>7</SP>)<SB>d</SB>-Si(OR<SP>5</SP>)<SB>3-z</SB>R<SP>6</SP><SB>z</SB>in the presence of (B) a basic compound, (C) water and (D) a secondary or tertiary alcohol followed by carrying out a condensation reaction. In the general formulae(1), (2) and (3), R is H, F or a monovalent organic group, R<SP>1</SP>to R<SP>6</SP>are each a monovalent organic group, and R<SP>7</SP>is O, a phenylene group or the group:-(CH<SB>2</SB>)<SB>n</SB>-. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子などにおける層間絶縁膜材料として、低誘電率、かつ高弾性率を有するシリカ系膜が形成可能な膜形成用組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子などにおける層間絶縁膜として、ＣＶＤ法などの真空プロセスで形成されたシリカ（ＳｉＯ_２　）膜が多用されている。そして、近年、より均一な層間絶縁膜を形成することを目的として、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ　　ｏｎ　　Ｇｌａｓｓ）膜と呼ばれるテトラアルコキシランの加水分解生成物を主成分とする塗布型の絶縁膜も使用されるようになっている。また、半導体素子などの高集積化に伴い、有機ＳＯＧと呼ばれるポリオルガノシロキサンを主成分とする低比誘電率の層間絶縁膜が開発されている。
特に半導体素子などのさらなる高集積化や多層化に伴い、より優れた導体間の電気絶縁性が要求されており、したがって、より低比誘電率でかつ機械的強度に優れる層間絶縁膜材料が求められるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決するための膜形成用組成物に関し、さらに詳しくは、半導体素子などにおける層間絶縁膜として、より低比誘電率でかつ機械的強度に優れた膜形成用組成物および該組成物から得られるシリカ系膜を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
（Ａ）下記一般式（１）で表される化合物（以下、「化合物１」という）、下記一般式（２）で表される化合物（以下、「化合物２」という）および下記一般式（３）（以下、「化合物３」という）で表される化合物の群から選ばれた少なくとも１種のシラン化合物を
Ｒ_ｘ　Ｓｉ（ＯＲ^１　）_４−ｘ　　　　　　　　・・・・・（１）
（式中、Ｒは水素原子、フッ素原子または１価の有機基、Ｒ^１　は１価の有機基、ｘは１〜２の整数を示す。）
Ｓｉ（ＯＲ^２　）_４　　　　　　　　　　　・・・・・（２）
（式中、Ｒ^２　は１価の有機基を示す。）
Ｒ^３　_ｙ　（Ｒ^４　Ｏ）_３−ｙ　Ｓｉ−（Ｒ^７　）_ｄ　−Ｓｉ（ＯＲ^５　）_３−ｚ　Ｒ^６　_ｚ・・（３）
〔式中、Ｒ^３　〜Ｒ^６　は同一または異なり、それぞれ１価の有機基、ｙおよびｚは同一または異なり、０〜２の数を示し、Ｒ^７　は酸素原子、フェニレン基または−（ＣＨ_２　）_ｎ　−で表される基（ここで、ｎは１〜６の整数である）、ｄは０または１を示す。〕
（Ｂ）塩基性化合物、（Ｃ）水、および（Ｄ）第二級または第三級アルコールの存在下で加水分解し、縮合してなるポリシロキサンを含有することを特徴とする膜形成用組成物に関する。
次に、本発明は、上記膜形成用組成物を基板に塗布し、加熱することを特徴とする膜の形成方法に関する。
次に、本発明は、上記膜の形成方法によって得られるシリカ系膜に関する。
【０００５】
本発明において、（Ａ）成分の加水分解縮合物とは、上記化合物（１）〜（３）の群から選ばれた少なくとも１種の加水分解物および／またはその縮合物である。
ここで、（Ａ）成分における加水分解物とは、上記（Ａ）成分を構成する化合物（１）〜（３）に含まれるＲ^１　Ｏ−基，Ｒ^２　Ｏ−基，Ｒ^４　Ｏ−基およびＲ^５　Ｏ−基のすべてが加水分解されている必要はなく、例えば、１個だけが加水分解されているもの、２個以上が加水分解されているもの、あるいは、これらの混合物であってもよい。
また、（Ａ）成分における縮合物は、（Ａ）成分を構成する化合物（１）〜（３）の加水分解物のシラノール基が縮合してＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を形成したものであるが、本発明では、シラノール基がすべて縮合している必要はなく、僅かな一部のシラノール基が縮合したもの、縮合の程度が異なっているものの混合物などをも包含した概念である。
【０００６】
（Ａ）成分の加水分解縮合物
（Ａ）加水分解縮合物は、上記化合物（１）〜（３）の群から選ばれた少なくとも１種のシラン化合物を（Ｂ）塩基性化合物、（Ｃ）水および（Ｄ）第二級または第三級アルコールの存在下に、加水分解、縮合して得られる。
化合物（１）；Ｒ_ｘ　Ｓｉ（ＯＲ^１　）_４−ｘ
上記一般式（１）において、ＲおよびＲ^１　の１価の有機基としては、アルキル基、アリール基、アリル基、グリシジル基、ビニル基などを挙げることができる。また、一般式（１）において、Ｒは１価の有機基、特にアルキル基またはフェニル基であることが好ましい。
ここで、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられ、好ましくは炭素数１〜５であり、これらのアルキル基は鎖状でも、分岐していてもよく、さらに水素原子がフッ素原子などに置換されていてもよい。
一般式（１）において、アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、フルオロフェニル基などを挙げることができる。
【０００７】
一般式（１）で表される化合物の具体例としては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリ−ｎ−プロポキシシラン、トリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、トリ−ｎ−ブトキシシラン、トリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、トリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、トリフェノキシシラン、フルオロトリメトキシシラン、フルオロトリエトキシシラン、フルオロトリ−ｎ−プロポキシシラン、フルオロトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、フルオロトリ−ｎ−ブトキシシラン、フルオロトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、フルオロトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、フルオロトリフェノキシシランなど；
【０００８】
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、メチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、メチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、メチルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、メチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、エチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、エチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、エチルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、エチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、エチルトリフェノキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ビニルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ビニルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ビニルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ビニルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ｎ−プロピルトリフェノキシシラン、ｉ−プロピルトリメトキシシラン、ｉ−プロピルトリエトキシシラン、ｉ−プロピルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ｉ−プロピルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｉ−プロピルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ｉ−プロピルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ｉ−プロピルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ｉ−プロピルトリフェノキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｓｅｃ−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、ｓｅｃ−ブチルトリエトキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｎ−プロポキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｎ−ブトキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリフェノキシシラン、ｔ−ブチルトリメトキシシラン、ｔ−ブチルトリエトキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ｔ−ブチルトリフェノキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリ−ｎ−プロポキシシラン、フェニルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、フェニルトリ−ｎ−ブトキシシラン、フェニルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、フェニルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、フェニルトリフェノキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−トリフロロプロピルトリメトキシシラン、γ−トリフロロプロピルトリエトキシシランなど；
【０００９】
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−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−フェノキシシラン、ジ−ｎ−ブチルジメトキシシラン、ジ−ｎ−ブチルジエトキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−フェノキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチルジメトキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチルジエトキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジ−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−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−フェノキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニル−ジ−エトキシシラン、ジフェニル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジフェニル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジフェニル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジフェニル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジフェニル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジフェニルジフェノキシシラン、ジビニルトリメトキシシランなど；
を挙げることができる。
【００１０】
化合物（１）として好ましい化合物は、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、メチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランなどである。
これらは、１種あるいは２種以上を同時に使用してもよい。
【００１１】
化合物（２）；Ｓｉ（ＯＲ^２　）_４
上記一般式（２）において、Ｒ^２　で表される１価の有機基としては、先の一般式（１）と同様な有機基を挙げることができる。
一般式（２）で表される化合物の具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシラン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、テトラフェノキシシランなどが挙げられる。
【００１２】
化合物（３）；Ｒ^３　_ｙ　（Ｒ^４　Ｏ）_３−ｙ　Ｓｉ−（Ｒ^７　）_ｄ　−Ｓｉ（ＯＲ^５　）_３−ｚ　Ｒ^６　_ｚ
上記一般式（３）において、Ｒ^３　〜Ｒ^６　で表される１価の有機基としては、先の一般式（１）と同様な有機基を挙げることができる。
一般式（３）のうち、Ｒ^７　が酸素原子の化合物としては、ヘキサメトキシジシロキサン、ヘキサエトキシジシロキサン、ヘキサフェノキシジシロキサン、１，１，１，３，３−ペンタメトキシ−３−メチルジシロキサン、１，１，１，３，３−ペンタエトキシ−３−メチルジシロキサン、１，１，１，３，３−ペンタフェノキシ−３−メチルジシロキサン、１，１，１，３，３−ペンタメトキシ−３−エチルジシロキサン、１，１，１，３，３−ペンタエトキシ−３−エチルジシロキサン、１，１，１，３，３−ペンタフェノキシ−３−エチルジシロキサン、１，１，１，３，３−ペンタメトキシ−３−フェニルジシロキサン、１，１，１，３，３−ペンタエトキシ−３−フェニルジシロキサン、１，１，１，３，３−ペンタフェノキシ−３−フェニルジシロキサン、１，１，３，３−テトラメトキシ−１，３−ジメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラエトキシ−１，３−ジメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラフェノキシ−１，３−ジメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラメトキシ−１，３−ジエチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラエトキシ−１，３−ジエチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラフェノキシ−１，３−ジエチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラメトキシ−１，３−ジフェニルジシロキサン、１，１，３，３−テトラエトキシ−１，３−ジフェニルジシロキサン、１，１，３，３−テトラフェノキシ−１，３−ジフェニルジシロキサン、１，１，３−トリメトキシ−１，３，３−トリメチルジシロキサン、１，１，３−トリエトキシ−１，３，３−トリメチルジシロキサン、１，１，３−トリフェノキシ−１，３，３−トリメチルジシロキサン、１，１，３−トリメトキシ−１，３，３−トリエチルジシロキサン、１，１，３−トリエトキシ−１，３，３−トリエチルジシロキサン、１，１，３−トリフェノキシ−１，３，３−トリエチルジシロキサン、１，１，３−トリメトキシ−１，３，３−トリフェニルジシロキサン、１，１，３−トリエトキシ−１，３，３−トリフェニルジシロキサン、１，１，３−トリフェノキシ−１，３，３−トリフェニルジシロキサン、１，３−ジメトキシ−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、１，３−ジエトキシ−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、１，３−ジフェノキシ−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、１，３−ジメトキシ−１，１，３，３−テトラエチルジシロキサン、１，３−ジエトキシ−１，１，３，３−テトラエチルジシロキサン、１，３−ジフェノキシ−１，１，３，３−テトラエチルジシロキサン、１，３−ジメトキシ−１，１，３，３−テトラフェニルジシロキサン、１，３−ジエトキシ−１，１，３，３−テトラフェニルジシロキサン、１，３−ジフェノキシ−１，１，３，３−テトラフェニルジシロキサンなどを挙げることができる。
【００１３】
これらのうち、ヘキサメトキシジシロキサン、ヘキサエトキシジシロキサン、１，１，３，３−テトラメトキシ−１，３−ジメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラエトキシ−１，３−ジメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラメトキシ−１，３−ジフェニルジシロキサン、１，３−ジメトキシ−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、１，３−ジエトキシ−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、１，３−ジメトキシ−１，１，３，３−テトラフェニルジシロキサン、１，３−ジエトキシ−１，１，３，３−テトラフェニルジシロキサンなどを、好ましい例として挙げることができる。
【００１４】
また、一般式（３）において、ｄが０の化合物としては、ヘキサメトキシジシラン、ヘキサエトキシジシラン、ヘキサフェノキシジシラン、１，１，１，２，２−ペンタメトキシ−２−メチルジシラン、１，１，１，２，２−ペンタエトキシ−２−メチルジシラン、１，１，１，２，２−ペンタフェノキシ−２−メチルジシラン、１，１，１，２，２−ペンタメトキシ−２−エチルジシラン、１，１，１，２，２−ペンタエトキシ−２−エチルジシラン、１，１，１，２，２−ペンタフェノキシ−２−エチルジシラン、１，１，１，２，２−ペンタメトキシ−２−フェニルジシラン、１，１，１，２，２−ペンタエトキシ−２−フェニルジシラン、１，１，１，２，２−ペンタフェノキシ−２−フェニルジシラン、１，１，２，２−テトラメトキシ−１，２−ジメチルジシラン、１，１，２，２−テトラエトキシ−１，２−ジメチルジシラン、１，１，２，２−テトラフェノキシ−１，２−ジメチルジシラン、１，１，２，２−テトラメトキシ−１，２−ジエチルジシラン、１，１，２，２−テトラエトキシ−１，２−ジエチルジシラン、１，１，２，２−テトラフェノキシ−１，２−ジエチルジシラン、１，１，２，２−テトラメトキシ−１，２−ジフェニルジシラン、１，１，２，２−テトラエトキシ−１，２−ジフェニルジシラン、１，１，２，２−テトラフェノキシ−１，２−ジフェニルジシラン、１，１，２−トリメトキシ−１，２，２−トリメチルジシラン、１，１，２−トリエトキシ−１，２，２−トリメチルジシラン、１，１，２−トリフェノキシ−１，２，２−トリメチルジシラン、１，１，２−トリメトキシ−１，２，２−トリエチルジシラン、、１，１，２−トリエトキシ−１，２，２−トリエチルジシラン、、１，１，２−トリフェノキシ−１，２，２−トリエチルジシラン、、１，１，２−トリメトキシ−１，２，２−トリフェニルジシラン、１，１，２−トリエトキシ−１，２，２−トリフェニルジシラン、、１，１，２−トリフェノキシ−１，２，２−トリフェニルジシラン、１，２−ジメトキシ−１，１，２，２−テトラメチルジシラン、１，２−ジエトキシ−１，１，２，２−テトラメチルジシラン、１，２−ジフェノキシ−１，１，２，２−テトラメチルジシラン、１，２−ジメトキシ−１，１，２，２−テトラエチルジシラン、１，２−ジエトキシ−１，１，２，２−テトラエチルジシラン、１，２−ジフェノキシ−１，１，２，２−テトラエチルジシラン、１，２−ジメトキシ−１，１，２，２−テトラフェニルジシラン、１，２−ジエトキシ−１，１，２，２−テトラフェニルジシラン、１，２−ジフェノキシ−１，１，２，２−テトラフェニルジシランなどを挙げることができる。
【００１５】
これらのうち、ヘキサメトキシジシラン、ヘキサエトキシジシラン、１，１，２，２−テトラメトキシ−１，２−ジメチルジシラン、１，１，２，２−テトラエトキシ−１，２−ジメチルジシラン、１，１，２，２−テトラメトキシ−１，２−ジフェニルジシラン、１，２−ジメトキシ−１，１，２，２−テトラメチルジシラン、１，２−ジエトキシ−１，１，２，２−テトラメチルジシラン、１，２−ジメトキシ−１，１，２，２−テトラフェニルジシラン、１，２−ジエトキシ−１，１，２，２−テトラフェニルジシランなどを、好ましい例として挙げることができる。
【００１６】
さらに、一般式（３）において、Ｒ^７　が−（ＣＨ_２　）_ｎ　−で表される基の化合物としては、ビス（トリメトキシシリル）メタン、ビス（トリエトキシシリル）メタン、ビス（トリ−ｎ−プロポキシシリル）メタン、ビス（トリ−ｉ−プロポキシシリル）メタン、ビス（トリ−ｎ−ブトキシシリル）メタン、ビス（トリ−ｓｅｃ−ブトキシシリル）メタン、ビス（トリ−ｔ−ブトキシシリル）メタン、１，２−ビス（トリメトキシシリル）エタン、１，２−ビス（トリエトキシシリル）エタン、１，２−ビス（トリ−ｎ−プロポキシシリル）エタン、１，２−ビス（トリ−ｉ−プロポキシシリル）エタン、１，２−ビス（トリ−ｎ−ブトキシシリル）エタン、１，２−ビス（トリ−ｓｅｃ−ブトキシシリル）エタン、１，２−ビス（トリ−ｔ−ブトキシシリル）エタン、１−（ジメトキシメチルシリル）−１−（トリメトキシシリル）メタン、１−（ジエトキシメチルシリル）−１−（トリエトキシシリル）メタン、１−（ジ−ｎ−プロポキシメチルシリル）−１−（トリ−ｎ−プロポキシシリル）メタン、１−（ジ−ｉ−プロポキシメチルシリル）−１−（トリ−ｉ−プロポキシシリル）メタン、１−（ジ−ｎ−ブトキシメチルシリル）−１−（トリ−ｎ−ブトキシシリル）メタン、１−（ジ−ｓｅｃ−ブトキシメチルシリル）−１−（トリ−ｓｅｃ−ブトキシシリル）メタン、１−（ジ−ｔ−ブトキシメチルシリル）−１−（トリ−ｔ−ブトキシシリル）メタン、１−（ジメトキシメチルシリル）−２−（トリメトキシシリル）エタン、１−（ジエトキシメチルシリル）−２−（トリエトキシシリル）エタン、１−（ジ−ｎ−プロポキシメチルシリル）−２−（トリ−ｎ−プロポキシシリル）エタン、１−（ジ−ｉ−プロポキシメチルシリル）−２−（トリ−ｉ−プロポキシシリル）エタン、１−（ジ−ｎ−ブトキシメチルシリル）−２−（トリ−ｎ−ブトキシシリル）エタン、１−（ジ−ｓｅｃ−ブトキシメチルシリル）−２−（トリ−ｓｅｃ−ブトキシシリル）エタン、１−（ジ−ｔ−ブトキシメチルシリル）−２−（トリ−ｔ−ブトキシシリル）エタン、ビス（ジメトキシメチルシリル）メタン、ビス（ジエトキシメチルシリル）メタン、ビス（ジ−ｎ−プロポキシメチルシリル）メタン、ビス（ジ−ｉ−プロポキシメチルシリル）メタン、ビス（ジ−ｎ−ブトキシメチルシリル）メタン、ビス（ジ−ｓｅｃ−ブトキシメチルシリル）メタン、ビス（ジ−ｔ−ブトキシメチルシリル）メタン、１，２−ビス（ジメトキシメチルシリル）エタン、１，２−ビス（ジエトキシメチルシリル）エタン、１，２−ビス（ジ−ｎ−プロポキシメチルシリル）エタン、１，２−ビス（ジ−ｉ−プロポキシメチルシリル）エタン、１，２−ビス（ジ−ｎ−ブトキシメチルシリル）エタン、１，２−ビス（ジ−ｓｅｃ−ブトキシメチルシリル）エタン、１，２−ビス（ジ−ｔ−ブトキシメチルシリル）エタン、１，２−ビス（トリメトキシシリル）ベンゼン、１，２−ビス（トリエトキシシリル）ベンゼン、１，２−ビス（トリ−ｎ−プロポキシシリル）ベンゼン、１，２−ビス（トリ−ｉ−プロポキシシリル）ベンゼン、１，２−ビス（トリ−ｎ−ブトキシシリル）ベンゼン、１，２−ビス（トリ−ｓｅｃ−ブトキシシリル）ベンゼン、１，２−ビス（トリ−ｔ−　ブトキシシリル）ベンゼン、１，３−ビス（トリメトキシシリル）ベンゼン、１，３−ビス（トリエトキシシリル）ベンゼン、１，３−ビス（トリ−ｎ−プロポキシシリル）ベンゼン、１，３−ビス（トリ−ｉ−プロポキシシリル）ベンゼン、１，３−ビス（トリ−ｎ−ブトキシシリル）ベンゼン、１，３−ビス（トリ−ｓｅｃ−ブトキシシリル）ベンゼン、１，３−ビス（トリ−ｔ−ブトキシシリル）ベンゼン、１，４−ビス（トリメトキシシリル）ベンゼン、１，４−ビス（トリエトキシシリル）ベンゼン、１，４−ビス（トリ−ｎ−プロポキシシリル）ベンゼン、１，４−ビス（トリ−ｉ−プロポキシシリル）ベンゼン、１，４−ビス（トリ−ｎ−ブトキシシリル）ベンゼン、１，４−ビス（トリ−ｓｅｃ−ブトキシシリル）ベンゼン、１，４−ビス（トリ−ｔ−ブトキシシリル）ベンゼンなど挙げることができる。
【００１７】
これらのうち、ビス（トリメトキシシリル）メタン、ビス（トリエトキシシリル）メタン、１，２−ビス（トリメトキシシリル）エタン、１，２−ビス（トリエトキシシリル）エタン、１−（ジメトキシメチルシリル）−１−（トリメトキシシリル）メタン、１−（ジエトキシメチルシリル）−１−（トリエトキシシリル）メタン、１−（ジメトキシメチルシリル）−２−（トリメトキシシリル）エタン、１−（ジエトキシメチルシリル）−２−（トリエトキシシリル）エタン、ビス（ジメトキシメチルシリル）メタン、ビス（ジエトキシメチルシリル）メタン、１，２−ビス（ジメトキシメチルシリル）エタン、１，２−ビス（ジエトキシメチルシリル）エタン、１，２−ビス（トリメトキシシリル）ベンゼン、１，２−ビス（トリエトキシシリル）ベンゼン、１，３−ビス（トリメトキシシリル）ベンゼン、１，３−ビス（トリエトキシシリル）ベンゼン、１，４−ビス（トリメトキシシリル）ベンゼン、１，４−ビス（トリエトキシシリル）ベンゼンなどを好ましい例として挙げることができる。
本発明において、（Ａ）成分を構成する化合物（１）〜（３）としては、上記化合物（１）、（２）および（３）の１種もしくは２種以上を用いることができる。
【００１８】
なお、上記（Ａ）成分を構成する化合物（１）〜（３）の群から選ばれた少なくとも１種のシラン化合物を加水分解、縮合させる際に、（Ａ）成分１モル当たり１モルを越え１５０モル以下の水を用いることが好ましく、１モルを越え１３０モル以下の水を加えることが特に好ましい。添加する水の量が５モル以下であると塗膜の耐クラック性が劣る場合があり、１５０モルを越えると加水分解および縮合反応中のポリマーの析出やゲル化が生じる場合がある。
【００１９】
本発明の（Ａ）加水分解縮合物を製造するに際しては、上記化合物（１）〜（３）の群から選ばれた少なくとも１種のシラン化合物を加水分解、縮合させる際に、（Ｂ）塩基性化合物を用いることが特徴である。
（Ｂ）塩基性化合物を用いることにより、低比誘電率、高弾性率でありさらに基板との密着性に優れたシリカ系膜を得ることができる。
本発明で使用することのできる（Ｂ）塩基性化合物としては、無機塩基のほか、有機塩基などが挙げられる。
ここで、無機塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化ベリリウム、水酸化マグネシウム、水酸化ストロンチウムなどを挙げることができる。
また、有機塩基としては、例えば、アンモニア、メタノールアミン、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、Ｎ−メチルメタノールアミン、Ｎ−エチルメタノールアミン、Ｎ−プロピルメタノールアミン、Ｎ−ブチルメタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−プロピルエタノールアミン、Ｎ−ブチルエタノールアミン、Ｎ−メチルプロパノールアミン、Ｎ−エチルプロパノールアミン、Ｎ−プロピルプロパノールアミン、Ｎ−ブチルプロパノールアミン、Ｎ−メチルブタノールアミン、Ｎ−エチルブタノールアミン、Ｎ−プロピルブタノールアミン、Ｎ−ブチルブタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルメタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルメタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルメタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルブタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルブタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルブタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルブタノールアミン、Ｎ−メチルジメタノールアミン、Ｎ−エチルジメタノールアミン、Ｎ−プロピルジメタノールアミン、Ｎ−ブチルジメタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ−プロピルジエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、Ｎ−メチルジプロパノールアミン、Ｎ−エチルジプロパノールアミン、Ｎ−プロピルジプロパノールアミン、Ｎ−ブチルジプロパノールアミン、Ｎ−メチルジブタノールアミン、Ｎ−エチルジブタノールアミン、Ｎ−プロピルジブタノールアミン、Ｎ−ブチルジブタノールアミン、Ｎ−（アミノメチル）メタノールアミン、Ｎ−（アミノメチル）エタノールアミン、Ｎ−（アミノメチル）プロパノールアミン、Ｎ−（アミノメチル）ブタノールアミン、Ｎ−（アミノエチル）メタノールアミン、Ｎ−（アミノエチル）エタノールアミン、Ｎ−（アミノエチル）プロパノールアミン、Ｎ−（アミノエチル）ブタノールアミン、Ｎ−（アミノプロピル）メタノールアミン、Ｎ−（アミノプロピル）エタノールアミン、Ｎ−（アミノプロピル）プロパノールアミン、Ｎ−（アミノプロピル）ブタノールアミン、Ｎ−（アミノブチル）メタノールアミン、Ｎ−（アミノブチル）エタノールアミン、Ｎ−（アミノブチル）プロパノールアミン、Ｎ−（アミノブチル）ブタノールアミン、メトキシメチルアミン、メトキシエチルアミン、メトキシプロピルアミン、メトキシブチルアミン、エトキシメチルアミン、エトキシエチルアミン、エトキシプロピルアミン、エトキシブチルアミン、プロポキシメチルアミン、プロポキシエチルアミン、プロポキシプロピルアミン、プロポキシブチルアミン、ブトキシメチルアミン、ブトキシエチルアミン、ブトキシプロピルアミン、ブトキシブチルアミン、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、テトラメチルエチレンジアミン、テトラエチルエチレンジアミン、テトラプロピルエチレンジアミン、テトラブチルエチレンジアミン、メチルアミノメチルアミン、メチルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピルアミン、メチルアミノブチルアミン、エチルアミノメチルアミン、エチルアミノエチルアミン、エチルアミノプロピルアミン、エチルアミノブチルアミン、プロピルアミノメチルアミン、プロピルアミノエチルアミン、プロピルアミノプロピルアミン、プロピルアミノブチルアミン、ブチルアミノメチルアミン、ブチルアミノエチルアミン、ブチルアミノプロピルアミン、ブチルアミノブチルアミン、ピリジン、ピロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリン、モルホリン、メチルモルホリン、ジアザビシクロオクラン、ジアザビシクロノナン、ジアザビシクロウンデセンなどを挙げることができる。
これらの（Ｂ）塩基性化合物は、１種あるいは２種以上を同時に使用してもよい。
【００２０】
上記（Ｂ）塩基性化合物の使用量は、化合物（１）〜（３）中のＲ^１　Ｏ−基，Ｒ^２　Ｏ−基，Ｒ^４　Ｏ−基およびＲ^５　Ｏ−基で表される基の総量１モルに対して、通常、０．００００１〜１０モル、好ましくは０．００００５〜５モルである。（Ｂ）塩基性化合物の使用量が上記範囲内であれば、反応中のポリマーの析出やゲル化の恐れが少ない。
【００２１】
さらに、（Ａ）成分の加水分解縮合物では、化合物（１）〜（３）の群から選ばれた少なくとも１種のシラン化合物を、（Ｂ）塩基性化合物の存在下に加水分解・縮合して、加水分解縮合物とし、その後、組成物のｐＨを７以下に調整することが好ましい。
ｐＨを調整する方法としては、
▲１▼ｐＨ調整剤を添加する方法、
▲２▼常圧または減圧下で、組成物中より（Ｂ）塩基性化合物を留去する方法、
▲３▼窒素、アルゴンなどのガスをバブリングすることにより、組成物中から（Ｂ）塩基性化合物を除去する方法、
▲４▼イオン交換樹脂により、組成物中から（Ｂ）塩基性化合物を除く方法、
▲５▼抽出や洗浄によって（Ｂ）塩基性化合物を系外に除去する方法、
などが挙げられる。これらの方法は、それぞれ、組み合わせて用いてもよい。
【００２２】
ここで、上記ｐＨ調整剤としては、無機酸や有機酸が挙げられる。
無機酸としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸、ホウ酸、シュウ酸などを挙げることができる。
また、有機酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、マレイン酸、メチルマロン酸、アジピン酸、セバシン酸、没食子酸、酪酸、メリット酸、アラキドン酸、シキミ酸、２−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、安息香酸、ｐ−アミノ安息香酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、マロン酸、スルホン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、コハク酸、フマル酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、リンゴ酸、グルタル酸の加水分解物、無水マレイン酸の加水分解物、無水フタル酸の加水分解物などを挙げることができる。
これら化合物は、１種あるいは２種以上を同時に使用してもよい。
【００２３】
上記（Ｃ）水の使用量は、（Ａ）成分１モルに対して５モルを超え１００モル以下で、好ましくは１０モルを超え５０モル以下である。
（Ｃ）水の使用量が上記範囲内であれば、反応中のポリマーの析出やゲル化の恐れが少ない。
【００２４】
（Ｄ）第二級または第三級アルコール
本発明の（Ａ）成分の加水分解時に使用する（Ｄ）第二級または第三級アルコールとしては、アルコール類の他にグリコール類を挙げることができる。
アルコール類としては、例えばイソプロパノール、ｔ−ブタノール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、２−ヘキサノール、３−ヘキサノール、２−オクタノール、３−オクタノールを挙げることができる。
また、グリコール類としては、例えばプロビレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルを挙げることができる。
【００２５】
なお、上記（Ｄ）第二級または第三級アルコールは、（Ｄ−１）下記一般式（４）（以下、「化合物４」という）で表される化合物
Ｒ^８−ＣＨ_２−ＣＲ^９Ｒ^１０−ＯＨ　　　　　　・・・・・（４）
［式中、Ｒ^９、Ｒ^１０は水素原子またはメチル基であって、かつＲ^９およびＲ^１０の少なくとも一方がメチル基であり、Ｒ^８は水素原子、水酸基、または−ＯＺ（Ｚは炭素数１〜４のアルキル基）で表される基を示す。］
であることが好ましく、例えばイソプロパノール、ｔ−ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルを挙げることができる。
【００２６】
また、（Ｄ）成分の使用量は、（Ａ）成分１モルに対して１〜１００モルであることが好ましく、５〜３０モルであることが特に好ましい。
（Ｄ）成分の使用量が上記範囲内であれば、反応中のポリマーの析出やゲル化の恐れが少ない。
【００２７】
本発明における組成物の調製方法の具体例としては、下記１）〜１１）の方法などを挙げることができる。
１）（Ａ）成分を構成する化合物（１）〜（３）、（Ｂ）塩基性化合物、および（Ｄ）成分からなる混合物に、所定量の水を加えて、加水分解・縮合反応を行う方法。
２）（Ａ）成分を構成する化合物（１）〜（３）、（Ｂ）塩基性化合物、および（Ｄ）成分からなる混合物に、所定量の水を連続的あるいは断続的に添加して、加水分解、縮合反応を行う方法。
３）（Ａ）成分を構成する化合物（１）〜（３）、および（Ｄ）成分からなる混合物に、所定量の水および（Ｂ）塩基性化合物を加えて、加水分解・縮合反応を行う方法。
４）（Ａ）成分を構成する化合物（１）〜（３）、および（Ｄ）成分からなる混合物に、所定量の水および（Ｂ）塩基性化合物を連続的あるいは断続的に添加して、加水分解、縮合反応を行う方法。
５）（Ｄ）成分、水および（Ｂ）塩基性化合物からなる混合物に、所定量の（Ａ）成分を構成する化合物（１）〜（３）を加えて、加水分解・縮合反応を行う方法。
６）（Ｄ）成分、水および（Ｂ）塩基性化合物からなる混合物に、所定量の（Ａ）成分を構成する化合物（１）〜（３）を連続的あるいは断続的に添加して、加水分解・縮合反応を行う方法。
７）（Ｄ）成分、水および（Ｂ）塩基性化合物からなる混合物に、所定量の（Ａ）成分を構成する化合物（１）〜（３）を加えて、加水分解・縮合反応を行い、ｐＨ調整剤を添加する方法。
８）（Ｄ）成分、水および（Ｂ）塩基性化合物からなる混合物に、所定量の（Ａ）成分を構成する化合物（１）〜（３）を加えて、加水分解・縮合反応を行い、溶液の一定濃度に濃縮した後ｐＨ調整剤を添加する方法。
９）上記１）〜８）の方法で得られた溶液を、（Ｅ）有機溶剤で抽出する方法。
１０）上記１）〜８）の方法で得られた溶液を、（Ｅ）有機溶剤で置換する方法。
１１）上記１）〜８）の方法で得られた溶液を、（Ｅ）有機溶剤で抽出した後、別な有機溶剤で置換する方法。
【００２８】
上記方法の中で使用することのできる（Ｅ）有機溶剤としては、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エステル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒および非プロトン系極性溶媒の群から選ばれた少なくとも１種が挙げられる。
ここで、アルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｉ−ペンタノール、２−メチルブタノール、ｓｅｃ−ペンタノール、ｔ−ペンタノール、３−メトキシブタノール、ｎ−ヘキサノール、２−メチルペンタノール、ｓｅｃ−ヘキサノール、２−エチルブタノール、ｓｅｃ−ヘプタノール、３−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、２，６−ジメチルヘプタノール−４、ｎ−デカノール、ｓｅｃ−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、ｓｅｃ−テトラデシルアルコール、ｓｅｃ−ヘプタデシルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、３，３，５−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコールなどのモノアルコール系溶媒；
【００２９】
エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、ペンタンジオール−２，４、２−メチルペンタンジオール−２，４、ヘキサンジオール−２，５、ヘプタンジオール−２，４、２−エチルヘキサンジオール−１，３、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコールなどの多価アルコール系溶媒；
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−２−エチルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルなどの多価アルコール部分エーテル系溶媒；
などを挙げることができる。
これらのアルコール系溶媒は、１種あるいは２種以上を同時に使用してもよい。
【００３０】
ケトン系溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−ｉ−ブチルケトン、メチル−ｎ−ペンチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、ジ−ｉ−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、２−ヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、２，４−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、アセトフェノン、フェンチョンなどのほか、アセチルアセトン、２，４−ヘキサンジオン、２，４−ヘプタンジオン、３，５−ヘプタンジオン、２，４−オクタンジオン、３，５−オクタンジオン、２，４−ノナンジオン、３，５−ノナンジオン、５−メチル−２，４−ヘキサンジオン、２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオン、１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロ−２，４−ヘプタンジオンなどβ−ジケトン類などが挙げられる。
これらのケトン系溶媒は、１種あるいは２種以上を同時に使用してもよい。
【００３１】
アミド系溶媒としては、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−エチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ−メチルプロピオンアミド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−ホルミルモルホリン、Ｎ−ホルミルピペリジン、Ｎ−ホルミルピロリジン、Ｎ−アセチルモルホリン、Ｎ−アセチルピペリジン、Ｎ−アセチルピロリジンなどが挙げられる。
これらアミド系溶媒は、１種あるいは２種以上を同時に使用してもよい。
【００３２】
エステル系溶媒としては、ジエチルカーボネート、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジエチル、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−ブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢酸ｎ−ペンチル、酢酸ｓｅｃ−ペンチル、酢酸３−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸２−エチルブチル、酢酸２−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸ｎ−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ｎ−ブチル、プロピオン酸ｉ−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−ｎ−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ｎ−ブチル、乳酸ｎ−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチルなどが挙げられる。
これらエステル系溶媒は、１種あるいは２種以上を同時に使用してもよい。
【００３３】
脂肪族炭化水素系溶媒としては、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ｎ−ヘキサン、イソヘキサン、ｎ−ヘプタン、イソヘプタン、２，２，４−トリメチルペンタン、ｎ−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどが挙げられる。これら脂肪族炭化水素系溶媒は、１種あるいは２種以上を同時に使用してもよい。
【００３４】
芳香族炭化水素系溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、ｎ−プロピルベンセン、イソプロピルベンセン、ジエチルベンゼン、イソブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−イソプロピルベンセン、ｎ−アミルナフタレン、トリメチルベンゼンなどが挙げられる。
これら芳香族炭化水素系溶媒は、１種あるいは２種以上を同時に使用してもよい。
【００３５】
エーテル系溶媒としては、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジ−ｎ−ブチルエーテル、ジ−ｎ−ヘキシルエーテル、２−エチルヘキシルエーテル、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、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、フラン、ジメトキシエタンなどが挙げられる。
これらエーテル系溶媒は、１種あるいは２種以上を同時に使用してもよい。
【００３６】
非プロトン系極性溶媒としては、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ，Ｎエ，Ｎエ−テトラエチルスルファミド、ヘキサメチルリン酸トリアミド、Ｎ−メチルモルホロン、Ｎ−メチルピロール、Ｎ−エチルピロール、Ｎ−メチル−３　−ピロリン、Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ−エチルピペリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルピペラジン、Ｎ−メチルイミダゾール、Ｎ−メチル−４−ピペリドン、Ｎ−メチル−２−ピペリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジメチルテトラヒドロ−２（１Ｈ）−ピリミジノンなどを挙げることができる。
これら有機溶媒は、１種あるいは２種以上を混合して使用することができる。
【００３７】
その他の添加剤
本発明で得られる膜形成用組成物には、さらにコロイド状シリカ、コロイド状アルミナ、有機ポリマー、界面活性剤、シランカップリング剤、ラジカル発生剤、トリアゼン化合物などの成分を添加してもよい。
コロイド状シリカとは、例えば、高純度の無水ケイ酸を前記親水性有機溶媒に分散した分散液であり、通常、平均粒径が５〜３０　ｎｍ、好ましくは１０〜２０　ｎｍ、固形分濃度が１０〜４０重量％程度のものである。このような、コロイド状シリカとしては、例えば、日産化学工業（株）製、メタノールシリカゾルおよびイソプロパノールシリカゾル；触媒化成工業（株）製、オスカルなどが挙げられる。
コロイド状アルミナとしては、日産化学工業（株）製のアルミナゾル５２０、同１００、同２００；川研ファインケミカル（株）製のアルミナクリアーゾル、アルミナゾル１０、同１３２などが挙げられる。
有機ポリマーとしては、例えば、糖鎖構造を有する化合物、ビニルアミド系重合体、（メタ）アクリル系重合体、芳香族ビニル化合物、デンドリマー、ポリイミド，ポリアミック酸、ポリアリーレン、ポリアミド、ポリキノキサリン、ポリオキサジアゾール、フッ素系重合体、ポリアルキレンオキサイド構造を有する化合物などを挙げることができる。
【００３８】
ポリアルキレンオキサイド構造を有する化合物としては、ポリメチレンオキサイド構造、ポリエチレンオキサイド構造、ポリプロピレンオキサイド構造、ポリテトラメチレンオキサイド構造、ポリブチレンオキシド構造などが挙げられる。
具体的には、ポリオキシメチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエテチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、アルキルフェノールホルマリン縮合物の酸化エチレン誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルなどのエーテル型化合物、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アルカノールアミド硫酸塩などのエーテルエステル型化合物、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステルなどのエーテルエステル型化合物などを挙げることができる。
ポリオキシチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマーとしては下記のようなブロック構造を有する化合物が挙げられる。
−（Ｘ）ｊ−（Ｙ）ｋ−
−（Ｘ）ｊ−（Ｙ）ｋ−（Ｘ）ｌ−
（式中、Ｘは−ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ−で表される基を、Ｙは−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）Ｏ−で表される基を示し、ｊは１〜９０、ｋは１０〜９９、ｌは０〜９０の数を示す）
これらの中で、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、などのエーテル型化合物をより好ましい例として挙げることができる。
これらは１種あるいは２種以上を同時に使用しても良い。
【００３９】
界面活性剤としては、例えば、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられ、さらには、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ポリアルキレンオキシド系界面活性剤、ポリ（メタ）アクリレート系界面活性剤などを挙げることができ、好ましくはフッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤を挙げることができる。
【００４０】
フッ素系界面活性剤としては、例えば１，１，２，２−テトラフロロオクチル（１，１，２，２−テトラフロロプロピル）エーテル、１，１，２，２−テトラフロロオクチルヘキシルエーテル、オクタエチレングリコールジ（１，１，２，２−テトラフロロブチル）エーテル、ヘキサエチレングリコール（１，１，２，２，３，３−ヘキサフロロペンチル）エーテル、オクタプロピレングリコールジ（１，１，２，２−テトラフロロブチル）エーテル、ヘキサプロピレングリコールジ（１，１，２，２，３，３−ヘキサフロロペンチル）エーテル、パーフロロドデシルスルホン酸ナトリウム、１，１，２，２，８，８，９，９，１０，１０−デカフロロドデカン、１，１，２，２，３，３−ヘキサフロロデカン、Ｎ−［３−（パーフルオロオクタンスルホンアミド）プロピル］−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−カルボキシメチレンアンモニウムベタイン、パーフルオロアルキルスルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、リン酸ビス（Ｎ−パーフルオロオクチルスルホニル−Ｎ−エチルアミノエチル）、モノパーフルオロアルキルエチルリン酸エステル等の末端、主鎖および側鎖の少なくとも何れかの部位にフルオロアルキルまたはフルオロアルキレン基を有する化合物からなるフッ素系界面活性剤を挙げることができる。
また、市販品としてはメガファックＦ１４２Ｄ、同Ｆ１７２、同Ｆ１７３、同Ｆ１８３（以上、大日本インキ化学工業（株）製）、エフトップＥＦ３０１、同３０３、同３５２（新秋田化成（株）製）、フロラードＦＣ−４３０、同ＦＣ−４３１（住友スリーエム（株）製）、アサヒガードＡＧ７１０、サーフロンＳ−３８２、同ＳＣ−１０１、同ＳＣ−１０２、同ＳＣ−１０３、同ＳＣ−１０４、同ＳＣ−１０５、同ＳＣ−１０６（旭硝子（株）製）、ＢＭ−１０００、ＢＭ−１１００（裕商（株）製）、ＮＢＸ−１５（（株）ネオス）などの名称で市販されているフッ素系界面活性剤を挙げることができる。これらの中でも、上記メガファックＦ１７２，ＢＭ−１０００，ＢＭ−１１００，ＮＢＸ−１５が特に好ましい。
シリコーン系界面活性剤としては、例えばＳＨ７ＰＡ、ＳＨ２１ＰＡ、ＳＨ３０ＰＡ、ＳＴ９４ＰＡ（いずれも東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製などを用いることが出来る。これらの中でも、上記ＳＨ２８ＰＡ、ＳＨ３０ＰＡが特に好ましい。
【００４１】
界面活性剤の使用量は、（Ａ）成分（完全加水分解縮合物）に対して通常０．０００１〜１０重量部である。
これらは１種あるいは２種以上を同時に使用しても良い。
【００４２】
シランカップリング剤としては、例えば３−グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アミノグリシジロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシジロキシプロピルメチルジメトキシシラン、１−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、２−アミノプロピルトリメトキシシラン、２−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−エトキシカルボニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−エトキシカルボニル−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、Ｎ−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、１０−トリメトキシシリル−１，４，７−トリアザデカン、１０−トリエトキシシリル−１，４，７−トリアザデカン、９−トリメトキシシリル−３，６−ジアザノニルアセテート、９−トリエトキシシリル−３，６−ジアザノニルアセテート、Ｎ−ベンジル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−ベンジル−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−ビス（オキシエチレン）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−ビス（オキシエチレン）−３−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
これらは１種あるいは２種以上を同時に使用しても良い。
【００４３】
ラジカル発生剤としては、例えばイソブチリルパーオキサイド、瘁Ａ癇ビス（ネオデカノイルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、クミルパーオキシネオデカノエート、ジ−ｎプロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、ジ−２−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ（２−エチルヘキシルパーオキシ）ジカーボネート、ｔ−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、ジメトキブチルパーオキシジカーボネート、ジ（３−メチル−３−メトキシブチルパーオキシ）ジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエート、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ２−エチルヘキサノエート、スクシニックパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ２−エチルヘキサノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシ２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシ２−エチルヘキサノエート、ｍ−トルオイルアンドベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−２−メチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロデカン、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｍ−トルオイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソフタレート、ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｐ−メンタンヒドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、ｔ−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、ｔ−ヘキシルヒドロパーオキサイド、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、２，３−ジメチル−２，３−ジフェニルブタン等を挙げることができる。
ラジカル発生剤の配合量は、重合体１００重量部に対し、０．１〜１０重量部が好ましい。
これらは１種あるいは２種以上を同時に使用しても良い。
【００４４】
トリアゼン化合物としては、例えば、１，２−ビス（３，３−ジメチルトリアゼニル）ベンゼン、１，３−ビス（３，３−ジメチルトリアゼニル）ベンゼン、１，４−ビス（３，３−ジメチルトリアゼニル）ベンゼン、ビス（３，３−ジメチルトリアゼニルフェニル）エーテル、ビス（３，３−ジメチルトリアゼニルフェニル）メタン、ビス（３，３−ジメチルトリアゼニルフェニル）スルホン、ビス（３，３−ジメチルトリアゼニルフェニル）スルフィド、２，２−ビス〔４−（３，３−ジメチルトリアゼニルフェノキシ）フェニル〕−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス〔４−（３，３−ジメチルトリアゼニルフェノキシ）フェニル〕プロパン、１，３，５−トリス（３，３−ジメチルトリアゼニル）ベンゼン、２，７−ビス（３，３−ジメチルトリアゼニル）−９，９−ビス［４−（３，３−ジメチルトリアゼニル）フェニル］フルオレン、２，７−ビス（３，３−ジメチルトリアゼニル）−９，９−ビス［３−メチル−４−（３，３−ジメチルトリアゼニル）フェニル］フルオレン、２，７−ビス（３，３−ジメチルトリアゼニル）−９，９−ビス［３−フェニル−４−（３，３−ジメチルトリアゼニル）フェニル］フルオレン、２，７−ビス（３，３−ジメチルトリアゼニル）−９，９−ビス［３−プロペニル−４−（３，３−ジメチルトリアゼニル）フェニル］フルオレン、２，７−ビス（３，３−ジメチルトリアゼニル）−９，９−ビス［３−フルオロ−４−（３，３−ジメチルトリアゼニル）フェニル］フルオレン、２，７−ビス（３，３−ジメチルトリアゼニル）−９，９−ビス［３，５−ジフルオロ−４−（３，３−ジメチルトリアゼニル）フェニル］フルオレン、２，７−ビス（３，３−ジメチルトリアゼニル）−９，９−ビス［３−トリフルオロメチル−４−（３，３−ジメチルトリアゼニル）フェニル］フルオレンなどが挙げられる。
これらは１種あるいは２種以上を同時に使用しても良い。
【００４５】
このようにして得られる本発明の組成物の全固形分濃度は、好ましくは、２〜３０重量％であり、使用目的に応じて適宜調整される。
なお、この全固形分濃度の調整は、必要であれば、濃縮および上記（Ｅ）有機溶剤による希釈によって行われる。
本発明の組成物を、シリコンウエハ、ＳｉＯ_２ウエハ、ＳｉＣウエハ、ＳｉＮウエハ、ＳｉＣＮウエハなどの基材に塗布する際には、スピンコート、浸漬法、ロールコート法、スプレー法などの塗装手段が用いられる。
【００４６】
この際の膜厚は、乾燥膜厚として、１回塗りで厚さ０．０５〜２．５μｍ、２回塗りでは厚さ０．１〜５．０μｍの塗膜を形成することができる。その後、常温で乾燥するか、あるいは８０〜６００℃程度の温度で、通常、５〜２４０分程度加熱して乾燥することにより、ガラス質または巨大高分子の絶縁膜を形成することができる。
この際の加熱方法としては、ホットプレート、オーブン、ファーネスなどを使用することが出来、加熱雰囲気としては、大気下、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気、真空下、酸素濃度をコントロールした減圧下などで行うことができる。
また、電子線や紫外線を照射することによっても塗膜を形成させることができる。
また、上記塗膜の硬化速度を制御するため、必要に応じて、段階的に加熱したり、窒素、空気、酸素、減圧などの雰囲気を選択することができる。
さらに、本発明のシリカ系膜の比誘電率は、通常、２．３〜１．２、好ましくは２．２〜１．５、さらに好ましくは２．１〜１．７であり、弾性率は通常２．０ＧＰａ以上、好ましくは２．１ＧＰａ以上、さらに好ましくは２．２ＧＰａ以上である。
【００４７】
このようにして得られる層間絶縁膜は、比誘電率特性、機械的強度に優れることから、ＬＳＩ、システムＬシ、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、ＲＤＲＡＭ、Ｄ−ＲＤＲＡＭなどの半導体素子用層間絶縁膜やエッチングストッパー膜、半導体素子の表面コート膜などの保護膜、多層レジストを用いた半導体作製工程の中間層、多層配線基板の層間絶縁膜、液晶表示素子用の保護膜や絶縁膜などの用途に有用である。
【００４８】
【実施例】
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、以下の記載は、本発明の態様例を概括的に示すものであり、特に理由なく、かかる記載により本発明は限定されるものではない。
なお、実施例および比較例中の部および％は、特記しない限り、それぞれ重量部および重量％であることを示している。
また、各種の評価は、次のようにして行った。
【００４９】
比誘電率
８インチシリコンウエハ上に、スピンコート法を用いて組成物試料を塗布し、大気雰囲気中ホットプレート上で８０℃で１分間、つづいて２００℃で１分間基板を乾燥し、さらに４２５℃真空の条件で１時間基板を焼成した。得られた膜に対して、蒸着法によりアルミニウム電極パターンを形成させ比誘電率測定用サンプルを作成した。該サンプルの比誘電率を、カスケード・マイクロテック（株）製マニュアル・ステーション（ＳＵＭＭＩＴ１１７５１ＨＴ）、ヒューレットパッカード（株）製ＨＰ４２８５ＡプレシジョンＬＣＲメータを用いて１００ｋＨｚの周波数でＣＶ法により測定した。
【００５０】
機械的強度（弾性率）
８インチシリコンウエハ上に、スピンコート法を用いて組成物試料を塗布し、大気雰囲気中ホットプレート上で８０℃で１分間、つづいて２００℃で１分間基板を乾燥し、さらに４２５℃真空の条件で１時間基板を焼成した。得られた膜の弾性率を、ナノインデンターＸＰ（ＭＴＳシステムズ社製）を用いて、連続剛性測定法により測定した。
【００５１】
実施例１
石英製セパラブルフラスコに蒸留プロピレングリコールモノメチルエーテル４１０ｇ、イオン交換水１８０ｇと２５％メチルアミン水溶液１４ｇを入れ、６０℃で攪拌を行った。この混合液にメチルトリエトキシシラン４５．３ｇとテトラエトキシシラン６９．２ｇの混合物を一定速度で２時間かけて添加した。この溶液を６０℃で更に４時間反応させた。この溶液に１０％マレイン酸のプロピレングリコールモノプロピルエーテル溶液を添加し、溶液のｐＨを７以下とし、５０℃のエバポレーターを用いて溶液を１０％（完全加水分解縮合物換算）となるまで濃縮し、反応液▲１▼を得た。この溶液を０．２μｍ径のテフロン製フィルターでろ過を行い本発明の膜形成用組成物を得た。
得られた組成物をスピンコート法でシリコンウエハ上に塗布後焼成することで塗膜を得た。本塗膜の評価結果を表１に示す。
【００５２】
実施例２
実施例１において、蒸留プロピレングリコールモノメチルエーテルの代わりに蒸留プロピレングリコールモノエチルエーテル、メチルアミン水溶液の代わりにエチルアミン水溶液を使用した以外は合成例１と同様にして反応液▲２▼を得た。
この溶液を実施例１と同様にして評価を行った。本塗膜の評価結果を表１に示す。
【００５３】
実施例３
実施例１において、蒸留プロピレングリコールモノメチルエーテルの代わりに蒸留ｔ−ブタノール、メチルアミン水溶液の代わりにプロピルアミン水溶液を使用した以外は合成例１と同様にして反応液▲３▼を得た。
この溶液を実施例１と同様にして評価を行った。本塗膜の評価結果を表１に示す。
【００５４】
実施例４
実施例１において、蒸留プロピレングリコールモノメチルエーテルの代わりに蒸留イソプロパノール、メチルアミン水溶液の代わりに水酸化テトラメチルアンモニウムを使用した以外は合成例１と同様にして反応液▲４▼を得た。
この溶液を実施例１と同様にして評価を行った。本塗膜の評価結果を表１に示す。
【００５５】
実施例５
実施例１において、メチルトリエトキシシラン４５．３ｇの代わりにメチルトリエトキシシラン６３．４ｇ、テトラエトキシシラン６９．２ｇの代わりにテトラエトキシシラン４１．５ｇを使用した以外は合成例１と同様にして反応液▲５▼を得た。
この溶液を実施例１と同様にして評価を行った。本塗膜の評価結果を表１に示す。
【００５６】
実施例６
実施例１において、メチルトリエトキシシラン４５．３ｇの代わりにメチルトリメトキシシラン２０．８ｇ、テトラエトキシシラン６９．２ｇの代わりにテトラエトキシシラン９６．９ｇを使用した以外は合成例１と同様にして反応液▲６▼を得た。
この溶液を実施例１と同様にして評価を行った。本塗膜の評価結果を表１に示す。
【００５７】
実施例７
実施例１において、メチルトリエトキシシラン４５．３ｇとテトラエトキシシラン６９．２ｇの混合物の代わりにメチルトリエトキシシラン４５．３ｇ、テトラメトキシシラン４０．５ｇ、１，２−ビス（トリエトキシシリル）エタン３６．０ｇを使用した以外は合成例１と同様に反応液▲７▼を得た。
この溶液を実施例１と同様にして評価を行った。本塗膜の評価結果を表１に示す。
【００５８】
比較例１
実施例１において、蒸留プロピレングリコールモノメチルエーテルの代わりに蒸留メタノールを使用した以外は合成例１と同様にして反応液▲８▼を得た。
この溶液を実施例１と同様にして評価を行った。本塗膜の評価結果を表１に示す。
【００５９】
比較例２
実施例１において、蒸留プロピレングリコールモノメチルエーテルの代わりに蒸留エタノール、メチルアミン水溶液の代わりに水酸化テトラメチルアンモニウムを使用した以外は合成例１と同様にして反応液▲９▼を得た。
この溶液を実施例１と同様にして評価を行った。本塗膜の評価結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】

【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、塩基性化合物、第二級アルコールまたは第三級アルコール、水の存在下アルコキシシラン加水分解および／または縮合を行うことで、比誘電率特性、機械的強度に優れた膜形成用組成物（層間絶縁膜用材料）を提供することが可能である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a film-forming composition capable of forming a silica-based film having a low dielectric constant and a high elastic modulus as an interlayer insulating film material in a semiconductor device or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, silica (SiO 2) formed by a vacuum process such as a CVD method has been used as an interlayer insulating film in a semiconductor element or the like.₂Ii) The membrane is heavily used. In recent years, for the purpose of forming a more uniform interlayer insulating film, a coating-type insulating film mainly containing a hydrolysis product of tetraalkoxylan, which is called an SOG (Spin on Glass) film, may be used. It has become. In addition, with the increase in integration of semiconductor elements and the like, an interlayer insulating film having a low relative dielectric constant and mainly composed of polyorganosiloxane called organic SOG has been developed.
In particular, with higher integration and multi-layering of semiconductor devices and the like, better electrical insulation between conductors is required.Therefore, an interlayer insulating film material having a lower relative dielectric constant and excellent mechanical strength is required. It is supposed to be.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention relates to a film-forming composition for solving the above problems, and more specifically, a film-forming composition having a lower relative dielectric constant and excellent mechanical strength as an interlayer insulating film in a semiconductor device or the like. And a silica-based film obtained from the composition.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention
(A) a compound represented by the following general formula (1) (hereinafter, referred to as “compound 1”), a compound represented by the following general formula (2) (hereinafter, referred to as “compound 2”), and a compound represented by the following general formula (3) At least one silane compound selected from the group of compounds represented by
R_xSi (OR¹)_4-x・・・・・・・ (1)
(Wherein R is a hydrogen atom, a fluorine atom or a monovalent organic group,¹Represents a monovalent organic group, and x represents an integer of 1 to 2. )
Si (OR²)₄・・・・・・・ (2)
(Where R²Represents a monovalent organic group. )
R³ _y(R⁴O)_3-ySi- (R⁷)_d-Si (OR⁵)_3-zR⁶ _z・・ (3)
[Wherein, R³-R⁶同一 is the same or different, each is a monovalent organic group, y and z are the same or different, and represents a number of 0 to 2,⁷Represents an oxygen atom, a phenylene group or-(CH₂)_nA group represented by-(where n is an integer of 1 to 6), and d represents 0 or 1. ]
A film-forming composition comprising (B) a basic compound, (C) water, and (D) a polysiloxane obtained by hydrolysis and condensation in the presence of a secondary or tertiary alcohol. About things.
Next, the present invention relates to a method for forming a film, which comprises applying the composition for film formation to a substrate and heating the substrate.
Next, the present invention relates to a silica-based film obtained by the method for forming a film.
[0005]
In the present invention, the hydrolyzed condensate of the component (A) is at least one hydrolyzate selected from the group of the compounds (1) to (3) and / or a condensate thereof.
Here, the hydrolyzate in the component (A) refers to R contained in the compounds (1) to (3) constituting the component (A).¹O-group, R²O-group, R⁴O-group and R⁵It is not necessary that all of the O- groups are hydrolyzed, and for example, only one may be hydrolyzed, two or more may be hydrolyzed, or a mixture thereof.
The condensate in the component (A) is a product in which the silanol groups of the hydrolyzates of the compounds (1) to (3) constituting the component (A) are condensed to form a Si—O—Si bond. In the present invention, it is not necessary that all of the silanol groups are condensed, and the concept includes a mixture of a small amount of condensed silanol groups and a mixture of those having different degrees of condensation.
[0006]
Hydrolysis condensate of component (A)
(A) The hydrolysis condensate is obtained by converting at least one silane compound selected from the group of the compounds (1) to (3) into (B) a basic compound, (C) water and (D) secondary or It is obtained by hydrolysis and condensation in the presence of a tertiary alcohol.
Compound (1); R_xSi (OR¹)_4-x
In the general formula (1), R and R¹Examples of the monovalent organic group of include an alkyl group, an aryl group, an allyl group, a glycidyl group, and a vinyl group. Further, in the general formula (1), R is preferably a monovalent organic group, particularly an alkyl group or a phenyl group.
Here, examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and the like, preferably having 1 to 5 carbon atoms, and these alkyl groups may be chain-like or branched, Further, a hydrogen atom may be substituted by a fluorine atom or the like.
In the general formula (1), examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a methylphenyl group, an ethylphenyl group, a chlorophenyl group, a bromophenyl group, and a fluorophenyl group.
[0007]
Specific examples of the compound represented by the general formula (1) include trimethoxysilane, triethoxysilane, tri-n-propoxysilane, tri-iso-propoxysilane, tri-n-butoxysilane, and tri-sec-butoxy. Silane, tri-tert-butoxysilane, triphenoxysilane, fluorotrimethoxysilane, fluorotriethoxysilane, fluorotri-n-propoxysilane, fluorotri-iso-propoxysilane, fluorotri-n-butoxysilane, fluorotri- sec-butoxysilane, fluorotri-tert-butoxysilane, fluorotriphenoxysilane and the like;
[0008]
Methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltri-iso-propoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, methyltri-sec-butoxysilane, methyltri-tert-butoxysilane, methyltriphenoxysilane, Ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltri-n-propoxysilane, ethyltri-iso-propoxysilane, ethyltri-n-butoxysilane, ethyltri-sec-butoxysilane, ethyltri-tert-butoxysilane, ethyltriphenoxysilane, Vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltri-n-propoxysilane, vinyltri-iso-propoxysilane, vinyltri-n-butoxy , Vinyltri-sec-butoxysilane, vinyltri-tert-butoxysilane, vinyltriphenoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltri-n-propoxysilane, n-propyltri- iso-propoxysilane, n-propyltri-n-butoxysilane, n-propyltri-sec-butoxysilane, n-propyltri-tert-butoxysilane, n-propyltriphenoxysilane, i-propyltrimethoxysilane, i -Propyltriethoxysilane, i-propyltri-n-propoxysilane, i-propyltri-iso-propoxysilane, i-propyltri-n-butoxysilane, i-propyltri-sec-butoxysilane, i-propyltri −ter -Butoxysilane, i-propyltriphenoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-butyltri-n-propoxysilane, n-butyltri-iso-propoxysilane, n-butyltri-n-butoxy Silane, n-butyltri-sec-butoxysilane, n-butyltri-tert-butoxysilane, n-butyltriphenoxysilane, sec-butyltrimethoxysilane, sec-butyltriethoxysilane, sec-butyl-tri-n-propoxy Silane, sec-butyl-tri-iso-propoxysilane, sec-butyl-tri-n-butoxysilane, sec-butyl-tri-sec-butoxysilane, sec-butyl-tri-tert-butoxysilane, sec-butyl- Trifenoki Sisilane, t-butyltrimethoxysilane, t-butyltriethoxysilane, t-butyltri-n-propoxysilane, t-butyltri-iso-propoxysilane, t-butyltri-n-butoxysilane, t-butyltri-sec-butoxy Silane, t-butyltri-tert-butoxysilane, t-butyltriphenoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltri-n-propoxysilane, phenyltri-iso-propoxysilane, phenyltri-n-butoxy Silane, phenyltri-sec-butoxysilane, phenyltri-tert-butoxysilane, phenyltriphenoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ- Aminopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-trifluoropropyltrimethoxysilane, γ-trifluoropropyltriethoxysilane, and the like;
[0009]
Dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyl-di-n-propoxysilane, dimethyl-di-iso-propoxysilane, dimethyl-di-n-butoxysilane, dimethyl-di-sec-butoxysilane, dimethyl-di-tert -Butoxysilane, dimethyldiphenoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyl-di-n-propoxysilane, diethyl-di-iso-propoxysilane, diethyl-di-n-butoxysilane, diethyl-di-sec -Butoxysilane, diethyl-di-tert-butoxysilane, diethyldiphenoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n-propyldiethoxysilane, di-n-propyl-di-n-propoxysilane, di- n-propyl- -Iso-propoxysilane, di-n-propyl-di-n-butoxysilane, di-n-propyl-di-sec-butoxysilane, di-n-propyl-di-tert-butoxysilane, di-n-propyl -Di-phenoxysilane, di-iso-propyldimethoxysilane, di-iso-propyldiethoxysilane, di-iso-propyl-di-n-propoxysilane, di-iso-propyl-di-iso-propoxysilane, di- -Iso-propyl-di-n-butoxysilane, di-iso-propyl-di-sec-butoxysilane, di-iso-propyl-di-tert-butoxysilane, di-iso-propyl-di-phenoxysilane, di- -N-butyldimethoxysilane, di-n-butyldiethoxysilane, di-n-butyl-di-n-pro Xysilane, di-n-butyl-di-iso-propoxysilane, di-n-butyl-di-n-butoxysilane, di-n-butyl-di-sec-butoxysilane, di-n-butyl-di-tert -Butoxysilane, di-n-butyl-di-phenoxysilane, di-sec-butyldimethoxysilane, di-sec-butyldiethoxysilane, di-sec-butyl-di-n-propoxysilane, di-sec-butyl -Di-iso-propoxysilane, di-sec-butyl-di-n-butoxysilane, di-sec-butyl-di-sec-butoxysilane, di-sec-butyl-di-tert-butoxysilane, di-sec -Butyl-di-phenoxysilane, di-tert-butyldimethoxysilane, di-tert-butyldiethoxysilane, di-tert -Butyl-di-n-propoxysilane, di-tert-butyl-di-iso-propoxysilane, di-tert-butyl-di-n-butoxysilane, di-tert-butyl-di-sec-butoxysilane, di- -Tert-butyl-di-tert-butoxysilane, di-tert-butyl-di-phenoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyl-di-ethoxysilane, diphenyl-di-n-propoxysilane, diphenyl-di-iso-propoxysilane Silane, diphenyl-di-n-butoxysilane, diphenyl-di-sec-butoxysilane, diphenyl-di-tert-butoxysilane, diphenyldiphenoxysilane, divinyltrimethoxysilane, and the like;
Can be mentioned.
[0010]
Preferred compounds as compound (1) are methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltri-iso-propoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane. Ethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, and the like.
These may be used alone or in combination of two or more.
[0011]
Compound (2); Si (OR²)₄
In the above general formula (2), R²Examples of the monovalent organic group represented by include the same organic groups as those in the general formula (1).
Specific examples of the compound represented by the general formula (2) include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, and tetra-sec-butoxysilane. , Tetra-tert-butoxysilane, tetraphenoxysilane and the like.
[0012]
Compound (3); R³ _y(R⁴O)_3-ySi- (R⁷)_d-Si (OR⁵)_3-zR⁶ _z
In the general formula (3), R³-R⁶Examples of the monovalent organic group represented by include the same organic groups as those in the general formula (1).
In the general formula (3), R⁷Are compounds having an oxygen atom such as hexamethoxydisiloxane, hexaethoxydisiloxane, hexaphenoxydisiloxane, 1,1,1,3,3-pentamethoxy-3-methyldisiloxane, 1,1,1,3, 3-pentaethoxy-3-methyldisiloxane, 1,1,1,3,3-pentaphenoxy-3-methyldisiloxane, 1,1,1,3,3-pentamethoxy-3-ethyldisiloxane, 1 1,1,1,3,3-pentaethoxy-3-ethyldisiloxane, 1,1,1,3,3-pentaphenoxy-3-ethyldisiloxane, 1,1,1,3,3-pentamethoxy- 3-phenyldisiloxane, 1,1,1,3,3-pentaethoxy-3-phenyldisiloxane, 1,1,1,3,3-pentaphenoxy-3-phenyldisiloxane 1,1,3,3-tetramethoxy-1,3-dimethyldisiloxane, 1,1,3,3-tetraethoxy-1,3-dimethyldisiloxane, 1,1,3,3-tetraphenoxy-1 1,3-dimethyldisiloxane, 1,1,3,3-tetramethoxy-1,3-diethyldisiloxane, 1,1,3,3-tetraethoxy-1,3-diethyldisiloxane, 1,1,3 1,3-tetraphenoxy-1,3-diethyldisiloxane, 1,1,3,3-tetramethoxy-1,3-diphenyldisiloxane, 1,1,3,3-tetraethoxy-1,3-diphenyldisiloxane Siloxane, 1,1,3,3-tetraphenoxy-1,3-diphenyldisiloxane, 1,1,3-trimethoxy-1,3,3-trimethyldisiloxane, 1,1,3-triethoxy-1,3 3-trimethyldisiloxane, 1,1,3-triphenoxy-1,3,3-trimethyldisiloxane, 1,1,3-trimethoxy-1,3,3-triethyldisiloxane, 1,1,3-triethoxy -1,3,3-triethyldisiloxane, 1,1,3-triphenoxy-1,3,3-triethyldisiloxane, 1,1,3-trimethoxy-1,3,3-triphenyldisiloxane, 1 , 1,3-Triethoxy-1,3,3-triphenyldisiloxane, 1,1,3-triphenoxy-1,3,3-triphenyldisiloxane, 1,3-dimethoxy-1,1,3, 3-tetramethyldisiloxane, 1,3-diethoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3-diphenoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1, 3-dimethoxy-1,1,3,3-tetraethyldisiloxane, 1,3-diethoxy-1,1,3,3-tetraethyldisiloxane, 1,3-diphenoxy-1,1,3,3-tetraethyldisiloxane Siloxane, 1,3-dimethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane, 1,3-diethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane, 1,3-diphenoxy-1,1, 3,3-tetraphenyldisiloxane and the like can be mentioned.
[0013]
Of these, hexamethoxydisiloxane, hexaethoxydisiloxane, 1,1,3,3-tetramethoxy-1,3-dimethyldisiloxane, 1,1,3,3-tetraethoxy-1,3-dimethyldisiloxane Siloxane, 1,1,3,3-tetramethoxy-1,3-diphenyldisiloxane, 1,3-dimethoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3-diethoxy-1,1, Preferred are 3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3-dimethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane, 1,3-diethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane and the like. Examples can be given.
[0014]
Further, in the general formula (3), the compound in which d is 0 includes hexamethoxydisilane, hexaethoxydisilane, hexaphenoxydisilane, 1,1,1,2,2-pentamethoxy-2-methyldisilane, 1,1 1,1,2,2-pentaethoxy-2-methyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaphenoxy-2-methyldisilane, 1,1,1,2,2-pentamethoxy-2-ethyldisilane 1,1,1,2,2-pentaethoxy-2-ethyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaphenoxy-2-ethyldisilane, 1,1,1,2,2-pentamethoxy- 2-phenyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaethoxy-2-phenyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaphenoxy-2-phenyldisilane, 1,1,2,2-tetrame Xy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetraphenoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2 1,2-tetramethoxy-1,2-diethyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-diethyldisilane, 1,1,2,2-tetraphenoxy-1,2-diethyldisilane, 1, , 1,2,2-tetramethoxy-1,2-diphenyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-diphenyldisilane, 1,1,2,2-tetraphenoxy-1,2- Diphenyldisilane, 1,1,2-trimethoxy-1,2,2-trimethyldisilane, 1,1,2-triethoxy-1,2,2-trimethyldisilane, 1,1,2-triphenoxy-1,2,2 2- Limethyldisilane, 1,1,2-trimethoxy-1,2,2-triethyldisilane, 1,1,2-triethoxy-1,2,2-triethyldisilane, 1,1,2-triphenoxy-1 , 2,2-triethyldisilane, 1,1,2-trimethoxy-1,2,2-triphenyldisilane, 1,1,2-triethoxy-1,2,2-triphenyldisilane, 1,1, 2-triphenoxy-1,2,2-triphenyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane 1,2-diphenoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetraethyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2- Tetraethyl Disilane, 1,2-diphenoxy-1,1,2,2-tetraethyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2 -Tetraphenyldisilane, 1,2-diphenoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane and the like.
[0015]
Among them, hexamethoxydisilane, hexaethoxydisilane, 1,1,2,2-tetramethoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,2,2-tetramethoxy-1,2-diphenyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetramethyl Preferred examples include disilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane, and the like.
[0016]
Further, in the general formula (3), R⁷Is-(CH₂)_nExamples of the compound represented by-include bis (trimethoxysilyl) methane, bis (triethoxysilyl) methane, bis (tri-n-propoxysilyl) methane, bis (tri-i-propoxysilyl) methane, and bis (tri-i-propoxysilyl) methane. (Tri-n-butoxysilyl) methane, bis (tri-sec-butoxysilyl) methane, bis (tri-t-butoxysilyl) methane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) ethane, 1,2-bis ( Triethoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-n-propoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-i-propoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-n-butoxysilyl) ethane 1,2-bis (tri-sec-butoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-t-butoxysilyl) ethane, 1- (dimethoxymethylsilyl) 1)-(trimethoxysilyl) methane, 1- (diethoxymethylsilyl) -1- (triethoxysilyl) methane, 1- (di-n-propoxymethylsilyl) -1- (tri-n-propoxy) (Silyl) methane, 1- (di-i-propoxymethylsilyl) -1- (tri-i-propoxysilyl) methane, 1- (di-n-butoxymethylsilyl) -1- (tri-n-butoxysilyl) Methane, 1- (di-sec-butoxymethylsilyl) -1- (tri-sec-butoxysilyl) methane, 1- (di-tert-butoxymethylsilyl) -1- (tri-tert-butoxysilyl) methane, 1- (dimethoxymethylsilyl) -2- (trimethoxysilyl) ethane, 1- (diethoxymethylsilyl) -2- (triethoxysilyl) ethane, 1- (di-n-propo Cimethylsilyl) -2- (tri-n-propoxysilyl) ethane, 1- (di-i-propoxymethylsilyl) -2- (tri-i-propoxysilyl) ethane, 1- (di-n-butoxymethylsilyl) 2- (tri-n-butoxysilyl) ethane, 1- (di-sec-butoxymethylsilyl) -2- (tri-sec-butoxysilyl) ethane, 1- (di-t-butoxymethylsilyl) -2 -(Tri-t-butoxysilyl) ethane, bis (dimethoxymethylsilyl) methane, bis (diethoxymethylsilyl) methane, bis (di-n-propoxymethylsilyl) methane, bis (di-i-propoxymethylsilyl) Methane, bis (di-n-butoxymethylsilyl) methane, bis (di-sec-butoxymethylsilyl) methane, bis (di-t-butoxy) Methylsilyl) methane, 1,2-bis (dimethoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (diethoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-n-propoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (Di-i-propoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-n-butoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-sec-butoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di -T-butoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,2-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-n-propoxysilyl) benzene, 1, 2-bis (tri-i-propoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-n-butoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-sec-butoxysilyl) Benzene, 1,2-bis (tri-t-butoxysilyl) benzene, 1,3-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,3-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-n -Propoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-i-propoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-n-butoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-sec-butoxysilyl) benzene , 1,3-bis (tri-t-butoxysilyl) benzene, 1,4-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (tri-n- Propoxysilyl) benzene, 1,4-bis (tri-i-propoxysilyl) benzene, 1,4-bis (tri-n-butoxysilyl) benzene, 1,4-bis ( Li -sec- butoxysilyl) benzene, can be cited such as 1,4-bis (tri -t- butoxysilyl) benzene.
[0017]
Of these, bis (trimethoxysilyl) methane, bis (triethoxysilyl) methane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) ethane, 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane, 1- (dimethoxymethylsilyl) ) -1- (Trimethoxysilyl) methane, 1- (diethoxymethylsilyl) -1- (triethoxysilyl) methane, 1- (dimethoxymethylsilyl) -2- (trimethoxysilyl) ethane, 1- (dimethoxysilyl) methane Ethoxymethylsilyl) -2- (triethoxysilyl) ethane, bis (dimethoxymethylsilyl) methane, bis (diethoxymethylsilyl) methane, 1,2-bis (dimethoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di Ethoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,2-bis (triethoxy (Silyl) benzene, 1,3-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,3-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (triethoxysilyl) Benzene is a preferred example.
In the present invention, as the compounds (1) to (3) constituting the component (A), one or more of the above compounds (1), (2) and (3) can be used.
[0018]
When at least one silane compound selected from the group consisting of the compounds (1) to (3) constituting the component (A) is hydrolyzed and condensed, the amount exceeds 1 mol per mol of the component (A). It is preferable to use 150 mol or less of water, and it is particularly preferable to add more than 1 mol and 130 mol or less of water. If the amount of water to be added is 5 mol or less, the crack resistance of the coating film may be poor, and if it exceeds 150 mol, precipitation or gelation of the polymer during the hydrolysis and condensation reaction may occur.
[0019]
In producing the (A) hydrolyzed condensate of the present invention, when hydrolyzing and condensing at least one silane compound selected from the group of the compounds (1) to (3), (B) a base It is characterized by using an acidic compound.
By using the basic compound (B), it is possible to obtain a silica-based film having a low relative dielectric constant, a high elastic modulus and excellent adhesion to a substrate.
Examples of the basic compound (B) that can be used in the present invention include an inorganic base and an organic base.
Here, examples of the inorganic base include sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide, lithium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, beryllium hydroxide, magnesium hydroxide, strontium hydroxide and the like. Can be mentioned.
Examples of the organic base include ammonia, methanolamine, ethanolamine, propanolamine, butanolamine, N-methylmethanolamine, N-ethylmethanolamine, N-propylmethanolamine, N-butylmethanolamine, and N-methyl. Ethanolamine, N-ethylethanolamine, N-propylethanolamine, N-butylethanolamine, N-methylpropanolamine, N-ethylpropanolamine, N-propylpropanolamine, N-butylpropanolamine, N-methylbutanolamine , N-ethylbutanolamine, N-propylbutanolamine, N-butylbutanolamine, N, N-dimethylmethanolamine, N, N-diethylmethanolamine, N, N-dipropane Methanolamine, N, N-dibutylmethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, N, N-dipropylethanolamine, N, N-dibutylethanolamine, N, N-dimethylpropanol Amine, N, N-diethylpropanolamine, N, N-dipropylpropanolamine, N, N-dibutylpropanolamine, N, N-dimethylbutanolamine, N, N-diethylbutanolamine, N, N-dipropylbutanol Amine, N, N-dibutylbutanolamine, N-methyldimethanolamine, N-ethyldimethanolamine, N-propyldimethanolamine, N-butyldimethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N- Professional Rudiethanolamine, N-butyldiethanolamine, N-methyldipropanolamine, N-ethyldipropanolamine, N-propyldipropanolamine, N-butyldipropanolamine, N-methyldibutanolamine, N-ethyldibutanolamine, N-propyldibutanolamine, N-butyldibutanolamine, N- (aminomethyl) methanolamine, N- (aminomethyl) ethanolamine, N- (aminomethyl) propanolamine, N- (aminomethyl) butanolamine, N- (aminoethyl) methanolamine, N- (aminoethyl) ethanolamine, N- (aminoethyl) propanolamine, N- (aminoethyl) butanolamine, N- (aminopropyl) methanolamine, N- (aminopropyl) Propyl) ethanolamine, N- (aminopropyl) propanolamine, N- (aminopropyl) butanolamine, N- (aminobutyl) methanolamine, N- (aminobutyl) ethanolamine, N- (aminobutyl) propanolamine, N- (aminobutyl) butanolamine, methoxymethylamine, methoxyethylamine, methoxypropylamine, methoxybutylamine, ethoxymethylamine, ethoxyethylamine, ethoxypropylamine, ethoxybutylamine, propoxymethylamine, propoxyethylamine, propoxypropylamine, propoxybutylamine , Butoxymethylamine, butoxyethylamine, butoxypropylamine, butoxybutylamine, methylamine, ethylamine, propyl Min, butylamine, N, N-dimethylamine, N, N-diethylamine, N, N-dipropylamine, N, N-dibutylamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tetramethylammonium hydroxide, water Tetraethylammonium oxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetramethylethylenediamine, tetraethylethylenediamine, tetrapropylethylenediamine, tetrabutylethylenediamine, methylaminomethylamine, methylaminoethylamine, methylaminopropylamine, methylaminobutylamine, ethyl Aminomethylamine, ethylaminoethylamine, ethylaminopropylamine, ethylaminobutylamine, propyl Minomethylamine, propylaminoethylamine, propylaminopropylamine, propylaminobutylamine, butylaminomethylamine, butylaminoethylamine, butylaminopropylamine, butylaminobutylamine, pyridine, pyrrole, piperazine, pyrrolidine, piperidine, picoline, morpholine, methyl Examples include morpholine, diazabicyclooctane, diazabicyclononane, diazabicycloundecene and the like.
These (B) basic compounds may be used alone or in combination of two or more.
[0020]
The amount of the basic compound (B) used is determined by the amount of R in the compounds (1) to (3).¹O-group, R²O-group, R⁴O-group and R⁵It is usually 0.00001 to 10 mol, preferably 0.00005 to 5 mol, per 1 mol of the total amount of the group represented by the O- group. When the amount of the basic compound (B) is within the above range, there is little risk of polymer precipitation or gelation during the reaction.
[0021]
Further, in the hydrolysis-condensation product of the component (A), at least one silane compound selected from the group of the compounds (1) to (3) is hydrolyzed and condensed in the presence of the basic compound (B). Then, it is preferable to adjust the pH of the composition to 7 or less.
As a method of adjusting the pH,
(1) a method of adding a pH adjuster,
(2) a method of distilling (B) the basic compound from the composition under normal pressure or reduced pressure;
(3) a method of removing (B) a basic compound from the composition by bubbling a gas such as nitrogen or argon;
(4) a method of removing (B) a basic compound from the composition by using an ion exchange resin,
(5) a method of removing (B) a basic compound out of the system by extraction or washing,
And the like. Each of these methods may be used in combination.
[0022]
Here, examples of the pH adjuster include inorganic acids and organic acids.
Examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, phosphoric acid, boric acid, and oxalic acid.
Examples of the organic acid include acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, oxalic acid, maleic acid, methylmalonic acid, adipic acid, and sebacic acid. Gallic acid, butyric acid, melitic acid, arachidonic acid, shikimic acid, 2-ethylhexanoic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid, linoleic acid, salicylic acid, benzoic acid, p-aminobenzoic acid, p-toluenesulfonic acid, Benzenesulfonic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, formic acid, malonic acid, sulfonic acid, phthalic acid, fumaric acid, citric acid, tartaric acid, succinic acid, fumaric acid, itaconic acid, mesaconic acid, citraconic acid , Malic acid, glutaric acid hydrolyzate, maleic anhydride hydrolyzate, phthalic anhydride Water decomposition products, and the like.
These compounds may be used alone or in combination of two or more.
[0023]
The amount of the water (C) to be used is more than 5 mol and 100 mol or less, preferably more than 10 mol and 50 mol or less per 1 mol of the component (A).
(C) When the amount of water used is within the above range, there is little risk of polymer precipitation or gelation during the reaction.
[0024]
(D) Secondary or tertiary alcohol
Examples of the (D) secondary or tertiary alcohol used during the hydrolysis of the component (A) of the present invention include glycols in addition to alcohols.
Examples of alcohols include isopropanol, t-butanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 2-octanol, and 3-octanol.
Examples of the glycols include propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, and propylene glycol monobutyl ether.
[0025]
The (D) secondary or tertiary alcohol is (D-1) a compound represented by the following general formula (4) (hereinafter, referred to as “compound 4”).
R⁸-CH₂-CR⁹R¹⁰-OH (4)
[Wherein, R⁹, R¹⁰Is a hydrogen atom or a methyl group, and R⁹And R¹⁰At least one is a methyl group;⁸Represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, or a group represented by —OZ (Z is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). ]
And preferred examples include isopropanol, t-butanol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, and propylene glycol monobutyl ether.
[0026]
The amount of the component (D) used is preferably 1 to 100 mol, and particularly preferably 5 to 30 mol, per 1 mol of the component (A).
When the amount of the component (D) is within the above range, there is little risk of polymer precipitation or gelation during the reaction.
[0027]
Specific examples of the method for preparing the composition in the present invention include the following methods 1) to 11).
1) A predetermined amount of water is added to a mixture composed of the compounds (1) to (3), the basic compound (B), and the component (D) constituting the component (A) to perform a hydrolysis / condensation reaction. Method.
2) A predetermined amount of water is continuously or intermittently added to a mixture of the compounds (1) to (3) constituting the component (A), the basic compound (B), and the component (D), A method of performing hydrolysis and condensation reactions.
3) A predetermined amount of water and a basic compound (B) are added to a mixture of the compounds (1) to (3) constituting the component (A) and the component (D), and a hydrolysis / condensation reaction is performed. Method.
4) A predetermined amount of water and a basic compound (B) are continuously or intermittently added to a mixture of the compounds (1) to (3) constituting the component (A) and the component (D), A method of performing hydrolysis and condensation reactions.
5) A method of adding a predetermined amount of the compounds (1) to (3) constituting the component (A) to a mixture of the component (D), water and the basic compound (B), and performing a hydrolysis / condensation reaction. .
6) A predetermined amount of the compounds (1) to (3) constituting the component (A) is continuously or intermittently added to a mixture comprising the component (D), water and the basic compound (B), and A method of performing a decomposition / condensation reaction.
7) To a mixture comprising the component (D), water and the basic compound (B), a predetermined amount of the compounds (1) to (3) constituting the component (A) are added, and a hydrolysis / condensation reaction is carried out. A method of adding a pH adjuster.
8) A predetermined amount of the compounds (1) to (3) constituting the component (A) are added to a mixture comprising the component (D), water and the basic compound (B), and a hydrolysis / condensation reaction is carried out. A method of concentrating a solution to a certain concentration and then adding a pH adjuster.
9) A method of extracting the solution obtained by the methods 1) to 8) with an organic solvent (E).
10) A method in which the solution obtained by the above methods 1) to 8) is replaced with (E) an organic solvent.
11) A method in which the solution obtained by the above methods 1) to 8) is extracted with an organic solvent (E) and then replaced with another organic solvent.
[0028]
Examples of the (E) organic solvent that can be used in the above method include alcohol solvents, ketone solvents, amide solvents, ester solvents, aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, and ether solvents. At least one selected from the group consisting of a solvent and an aprotic polar solvent is used.
Here, as the alcohol solvent, methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, t-butanol, n-pentanol, i-pentanol, 2-methyl Butanol, sec-pentanol, t-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2- Ethylhexanol, sec-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethylheptanol-4, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec-heptadecyl alcohol Phenol, cyclohexanol, methyl cyclohexanol, 3,3,5-trimethyl cyclohexanol, benzyl alcohol, mono-alcohol solvents such as diacetone alcohol;
[0029]
Ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, pentanediol-2,4,2-methylpentanediol-2,4, hexanediol-2,5, heptanediol-2,4,2- Polyhydric alcohol solvents such as ethylhexanediol-1,3, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, and tripropylene glycol;
Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl Ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol Monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, polyhydric alcohol partial ether solvents such as dipropylene glycol monopropyl ether;
And the like.
One or more of these alcohol solvents may be used at the same time.
[0030]
Examples of ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-i-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, and methyl-n-hexyl. In addition to ketone, di-i-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclohexanone, 2-hexanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, acetophenone, and fenchone, acetylacetone, 2,4-hexanedione, 2,4-heptanedione, 3,5-heptanedione, 2,4-octanedione, 3,5-octanedione, 2,4-nonanedione, 3,5-nonanedione, 5-methyl-2,4-hexanedione, 2,2,6,6-tetramethyl-3, - heptanedione, 1,1,1,5,5,5-hexafluoro-2,4-heptane dione, etc. β- diketones, and the like.
These ketone solvents may be used alone or in combination of two or more.
[0031]
Examples of the amide solvent include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-ethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, and N-ethylacetamide. , N, N-diethylacetamide, N-methylpropionamide, N-methylpyrrolidone, N-formylmorpholine, N-formylpiperidine, N-formylpyrrolidine, N-acetylmorpholine, N-acetylpiperidine, N-acetylpyrrolidine and the like. No.
One or more of these amide solvents may be used simultaneously.
[0032]
Examples of the ester solvent include diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, and i-acetic acid. -Butyl, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methylcyclohexyl acetate, n-acetic acid -Nonyl, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethyl acetate Glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl acetate acetate, dipropylene glycol Glycol acetate, methoxytriglycol acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, i-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-lactate Amyl, diethyl malonate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate and the like can be mentioned.
These ester solvents may be used alone or in combination of two or more.
[0033]
Examples of the aliphatic hydrocarbon-based solvent include n-pentane, isopentane, n-hexane, isohexane, n-heptane, isoheptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, cyclohexane, methylcyclohexane, and the like. One or more of these aliphatic hydrocarbon solvents may be used simultaneously.
[0034]
Examples of the aromatic hydrocarbon solvents include benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propylbenzene, isopropylbenzene, diethylbenzene, isobutylbenzene, triethylbenzene, di-isopropylbenzene, and n-amylnaphthalene. And trimethylbenzene.
One or more of these aromatic hydrocarbon solvents may be used at the same time.
[0035]
Examples of ether solvents include diethyl ether, diisopropyl ether, di-n-butyl ether, di-n-hexyl ether, 2-ethylhexyl ether, dioxolan, 4-methyldioxolan, dioxane, dimethyldioxane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, and furan. , Dimethoxyethane and the like.
One or more of these ether solvents may be used simultaneously.
[0036]
Examples of aprotic polar solvents include acetonitrile, dimethyl sulfoxide, N, N, NE, N-tetraethylsulfamide, hexamethylphosphoric triamide, N-methylmorpholone, N-methylpyrrole, N-ethylpyrrole, N-methyl-3 -pyrroline, N-methylpiperidine, N-ethylpiperidine, N, N-dimethylpiperazine, N-methylimidazole, N-methyl-4-piperidone, N-methyl-2-piperidone, N-methyl- Examples thereof include 2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and 1,3-dimethyltetrahydro-2 (1H) -pyrimidinone.
These organic solvents can be used alone or in combination of two or more.
[0037]
Other additives
Components such as colloidal silica, colloidal alumina, an organic polymer, a surfactant, a silane coupling agent, a radical generator, and a triazene compound may be further added to the film-forming composition obtained in the present invention.
Colloidal silica is, for example, a dispersion in which high-purity silicic anhydride is dispersed in the hydrophilic organic solvent, and usually has an average particle size of 5 to 30 nm, preferably 10 to 20 nm, and a solid content concentration of It is about 10 to 40% by weight. Such colloidal silica includes, for example, methanol silica sol and isopropanol silica sol manufactured by Nissan Chemical Industry Co., Ltd .; Oscar manufactured by Catalyst Chemical Industry Co., Ltd.
Examples of the colloidal alumina include alumina sols 520, 100, and 200 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd .; and alumina clear sol, alumina sol 10, and 132 manufactured by Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd., and the like.
Examples of the organic polymer include a compound having a sugar chain structure, a vinylamide polymer, a (meth) acrylic polymer, an aromatic vinyl compound, a dendrimer, a polyimide, a polyamic acid, a polyarylene, a polyamide, a polyquinoxaline, and a polyoxadiene. An azole, a fluorine-based polymer, a compound having a polyalkylene oxide structure, and the like can be given.
[0038]
Examples of the compound having a polyalkylene oxide structure include a polymethylene oxide structure, a polyethylene oxide structure, a polypropylene oxide structure, a polytetramethylene oxide structure, and a polybutylene oxide structure.
Specifically, polyoxymethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene sterol ether, polyoxyethylene lanolin derivative, ethylene oxide derivative of alkylphenol formalin condensate, polyoxyethylene poly Oxypropylene block copolymers, ether compounds such as polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ethers, polyoxyethylene glycerin fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitol fatty acid esters, polyoxyethylene fatty acid alkanolamide sulfates and the like Ether ester type compound, polyethylene glycol fatty acid ester, ethylene glycol fat Esters, fatty acid monoglycerides, polyglycerol fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, propylene glycol fatty acid esters, and the like ether ester type compounds such as sucrose fatty acid esters.
Examples of the polyoxytylene polyoxypropylene block copolymer include compounds having the following block structures.
-(X) j- (Y) k-
-(X) j- (Y) k- (X) l-
(Wherein X is -CH₂CH₂A group represented by O-, Y is -CH₂CH (CH₃) Represents a group represented by O-, j represents 1 to 90, k represents 10 to 99, and l represents a number of 0 to 90.)
Among these, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, And ether-type compounds such as the above.
These may be used alone or in combination of two or more.
[0039]
As the surfactant, for example, a nonionic surfactant, an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, and the like, further, a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, Examples thereof include a polyalkylene oxide-based surfactant and a poly (meth) acrylate-based surfactant, and preferably include a fluorine-based surfactant and a silicone-based surfactant.
[0040]
Examples of the fluorine surfactant include 1,1,2,2-tetrafluorooctyl (1,1,2,2-tetrafluoropropyl) ether, 1,1,2,2-tetrafluorooctylhexyl ether, octa Ethylene glycol di (1,1,2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexaethylene glycol (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, octapropylene glycol di (1,1,2 , 2-tetrafluorobutyl) ether, hexapropylene glycol di (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, sodium perfluorododecylsulfonate, 1,1,2,2,8,8 , 9,9,10,10-Decafluorododecane, 1,1,2,2,3,3-hexafluorodecane, N- [3- (perfluoro Tansulfonamido) propyl] -N, N-dimethyl-N-carboxymethyleneammonium betaine, perfluoroalkylsulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl-N-ethylsulfonylglycine salt, bis (N-perfluorooctyl phosphate) Sulfonyl-N-ethylaminoethyl), a monoperfluoroalkylethyl phosphate ester and the like, a fluorine-based surfactant comprising a compound having a fluoroalkyl or fluoroalkylene group at at least one of terminal, main chain and side chain sites. Can be mentioned.
Commercially available products include Megafac F142D, F172, F173, and F183 (all manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), F-Top EF301, 303, and 352 (manufactured by Shin-Akita Chemical Co., Ltd.) , Florad FC-430, FC-431 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), Asahigard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC -105, SC-106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), BM-1000, BM-1100 (manufactured by Yusho Co., Ltd.), NBX-15 (manufactured by Neos Co., Ltd.), etc. Surfactants can be mentioned. Among them, the above-mentioned Megafac F172, BM-1000, BM-1100, and NBX-15 are particularly preferred.
As the silicone-based surfactant, for example, SH7PA, SH21PA, SH30PA, ST94PA (all manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.), among which SH28PA and SH30PA are particularly preferable.
[0041]
The amount of the surfactant used is usually 0.0001 to 10 parts by weight based on the component (A) (completely hydrolyzed condensate).
These may be used alone or in combination of two or more.
[0042]
Examples of the silane coupling agent include 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-aminoglycidyloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropylmethyldimethoxysilane, Methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3- Aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4 , 7-Triazadecane, 10-triethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, N -Benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-bis (Oxyethylene)- - aminopropyltrimethoxysilane, etc. N- bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane and the like.
These may be used alone or in combination of two or more.
[0043]
Examples of radical generators include isobutyryl peroxide, bis (neodecanylperoxy) diisopropylbenzene, cumylperoxyneodecanate, di-n-propylperoxydicarbonate, diisopropylperoxydicarbonate, , 1,3,3-tetramethylbutyl peroxy neodecanoate, bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxy dicarbonate, 1-cyclohexyl-1-methylethyl peroxy neodecanoate, di-2- Ethoxyethyl peroxydicarbonate, di (2-ethylhexylperoxy) dicarbonate, t-hexylperoxyneodecanoate, dimethoxybutylperoxydicarbonate, di (3-methyl-3-methoxybutylperoxy) di Carbonate, t- Tilperoxy neodecanoate, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, t-hexyl peroxypivalate, t-butyl peroxypivalate, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, octanoyl peroxide, Lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy 2-ethylhexanoate, succinic peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (2-ethylhexanoyl Peroxy) hexane, 1-cyclohexyl-1-methylethylperoxy 2-ethylhexanoate, t-hexylperoxy 2-ethylhexanoate, t-butylperoxy 2-ethylhexanoate, m-toluoyl Andbenzoyl peroxide, Benzoi Peroxide, t-butylperoxyisobutyrate, di-t-butylperoxy-2-methylcyclohexane, 1,1-bis (t-hexylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1 -Bis (t-hexylperoxy) cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, 2,2 -Bis (4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl) propane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclodecane, t-hexylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxymaleic acid, t -Butylperoxy-3,3,5-trimethylhexanoate, t-butylperoxylaurate, 2, 5-dimethyl-2,5-di (m-toluoylperoxy) hexane, t-butylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxy 2-ethylhexyl monocarbonate, t-hexylperoxybenzoate, 2,5- Dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, t-butylperoxyacetate, 2,2-bis (t-butylperoxy) butane, t-butylperoxybenzoate, n-butyl-4,4- Bis (t-butylperoxy) valerate, di-t-butylperoxyisophthalate, bis (t-butylperoxy) diisopropylbenzene, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t- Butylperoxy) hexane, t-butylcumyl peroxide, di-t-butylperoxide Side, p-menthane hydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexyne-3, diisopropylbenzene hydroperoxide, t-butyltrimethylsilyl peroxide, 1,1,3, Examples thereof include 3-tetramethylbutyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, t-hexyl hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, and 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane.
The amount of the radical generator is preferably 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer.
These may be used alone or in combination of two or more.
[0044]
Examples of the triazene compound include 1,2-bis (3,3-dimethyltriazenyl) benzene, 1,3-bis (3,3-dimethyltriazenyl) benzene, 1,4-bis (3,3 -Dimethyltriazenyl) benzene, bis (3,3-dimethyltriazenylphenyl) ether, bis (3,3-dimethyltriazenylphenyl) methane, bis (3,3-dimethyltriazenylphenyl) sulfone, Bis (3,3-dimethyltriazenylphenyl) sulfide, 2,2-bis [4- (3,3-dimethyltriazenylphenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoro Propane, 2,2-bis [4- (3,3-dimethyltriazenylphenoxy) phenyl] propane, 1,3,5-tris (3,3-dimethyltriazenyl) ben 2,7-bis (3,3-dimethyltriazenyl) -9,9-bis [4- (3,3-dimethyltriazenyl) phenyl] fluorene, 2,7-bis (3,3- Dimethyltriazenyl) -9,9-bis [3-methyl-4- (3,3-dimethyltriazenyl) phenyl] fluorene, 2,7-bis (3,3-dimethyltriazenyl) -9, 9-bis [3-phenyl-4- (3,3-dimethyltriazenyl) phenyl] fluorene, 2,7-bis (3,3-dimethyltriazenyl) -9,9-bis [3-propenyl- 4- (3,3-dimethyltriazenyl) phenyl] fluorene, 2,7-bis (3,3-dimethyltriazenyl) -9,9-bis [3-fluoro-4- (3,3-dimethyl Triazenyl) phenyl] fluorene, 2,7-bis ( , 3-Dimethyltriazenyl) -9,9-bis [3,5-difluoro-4- (3,3-dimethyltriazenyl) phenyl] fluorene, 2,7-bis (3,3-dimethyltriazenyl) L) -9,9-bis [3-trifluoromethyl-4- (3,3-dimethyltriazenyl) phenyl] fluorene.
These may be used alone or in combination of two or more.
[0045]
The total solid content of the composition of the present invention thus obtained is preferably 2 to 30% by weight, and is appropriately adjusted according to the purpose of use.
The adjustment of the total solid content concentration is performed by concentration and dilution with the above (E) organic solvent, if necessary.
The composition of the present invention is applied to a silicon wafer, SiO₂When applying to a substrate such as a wafer, a SiC wafer, a SiN wafer, and a SiCN wafer, coating means such as spin coating, dipping, roll coating, and spraying are used.
[0046]
The film thickness at this time can be a dry film thickness of 0.05 to 2.5 μm in a single application and a 0.1 to 5.0 μm thickness in a double application. Thereafter, by drying at room temperature or by heating at a temperature of about 80 to 600 ° C., usually for about 5 to 240 minutes, a glassy or macromolecular insulating film can be formed.
As a heating method at this time, a hot plate, an oven, a furnace, or the like can be used, and as a heating atmosphere, the heating is performed in the atmosphere, a nitrogen atmosphere, an argon atmosphere, a vacuum, a reduced pressure with controlled oxygen concentration, or the like. Can be.
Further, the coating film can be formed by irradiating an electron beam or an ultraviolet ray.
Further, in order to control the curing speed of the coating film, if necessary, heating may be performed stepwise, or an atmosphere such as nitrogen, air, oxygen, or reduced pressure may be selected.
Furthermore, the relative dielectric constant of the silica-based film of the present invention is usually 2.3 to 1.2, preferably 2.2 to 1.5, more preferably 2.1 to 1.7, and the elastic modulus is It is usually at least 2.0 GPa, preferably at least 2.1 GPa, more preferably at least 2.2 GPa.
[0047]
Since the interlayer insulating film thus obtained is excellent in relative dielectric constant characteristics and mechanical strength, it can be used as an interlayer insulating film for semiconductor devices such as LSI, system LSI, DRAM, SDRAM, RDRAM, D-RDRAM, and an etching stopper. It is useful for applications such as films, protective films such as surface coat films for semiconductor devices, intermediate layers in semiconductor manufacturing processes using multilayer resists, interlayer insulating films for multilayer wiring boards, and protective films and insulating films for liquid crystal display devices. .
[0048]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the following description generally shows an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited by such description without any particular reason.
Parts and% in Examples and Comparative Examples are parts and% by weight, respectively, unless otherwise specified.
Various evaluations were performed as follows.
[0049]
Relative permittivity
A composition sample is applied on an 8-inch silicon wafer by a spin coating method, and the substrate is dried at 80 ° C. for 1 minute on a hot plate in an air atmosphere, then at 200 ° C. for 1 minute, and further dried at 425 ° C. under vacuum. The substrate was baked under the conditions for one hour. An aluminum electrode pattern was formed on the obtained film by a vapor deposition method to prepare a sample for measuring a relative dielectric constant. The relative permittivity of the sample was measured by a CV method at a frequency of 100 kHz using a manual station (SUMMIT 11751HT) manufactured by Cascade Microtech Co., Ltd. and an HP4285A precision LCR meter manufactured by Hewlett-Packard Co., Ltd.
[0050]
Mechanical strength (elastic modulus)
A composition sample is applied on an 8-inch silicon wafer by a spin coating method, and the substrate is dried at 80 ° C. for 1 minute on a hot plate in an air atmosphere, then at 200 ° C. for 1 minute, and further dried at 425 ° C. under vacuum. The substrate was baked under the conditions for one hour. The elastic modulus of the obtained film was measured by a continuous stiffness measuring method using Nanoindenter XP (manufactured by MTS Systems).
[0051]
Example 1
A quartz separable flask was charged with 410 g of distilled propylene glycol monomethyl ether, 180 g of ion-exchanged water and 14 g of a 25% aqueous solution of methylamine, and stirred at 60 ° C. To this mixture, a mixture of 45.3 g of methyltriethoxysilane and 69.2 g of tetraethoxysilane was added at a constant rate over 2 hours. This solution was reacted at 60 ° C. for another 4 hours. To this solution is added a 10% solution of maleic acid in propylene glycol monopropyl ether, the pH of the solution is adjusted to 7 or less, and the solution is concentrated using an evaporator at 50 ° C. until it becomes 10% (complete hydrolyzed condensate). Thus, a reaction solution (1) was obtained. This solution was filtered through a Teflon filter having a diameter of 0.2 μm to obtain a film-forming composition of the present invention.
The resulting composition was applied on a silicon wafer by a spin coating method and then baked to obtain a coating film. Table 1 shows the evaluation results of this coating film.
[0052]
Example 2
A reaction liquid (2) was obtained in the same manner as in Synthesis example 1 except that distilled propylene glycol monoethyl ether was used instead of distilled propylene glycol monomethyl ether and an ethylamine aqueous solution was used instead of the methylamine aqueous solution.
This solution was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of this coating film.
[0053]
Example 3
A reaction liquid {circle around (3)} was obtained in the same manner as in Synthesis example 1 except that distilled propylene glycol monomethyl ether was replaced with distilled t-butanol and a methylamine aqueous solution was replaced with an aqueous propylamine solution.
This solution was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of this coating film.
[0054]
Example 4
A reaction liquid (4) was obtained in the same manner as in Synthesis example 1 except that distilled isopropanol was used instead of distilled propylene glycol monomethyl ether and tetramethylammonium hydroxide was used instead of an aqueous solution of methylamine.
This solution was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of this coating film.
[0055]
Example 5
In the same manner as in Synthesis Example 1 except that 43.4 g of methyltriethoxysilane was used instead of 45.3 g of methyltriethoxysilane and 41.5 g of tetraethoxysilane was used instead of 69.2 g of tetraethoxysilane in Example 1. A reaction solution (5) was obtained.
This solution was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of this coating film.
[0056]
Example 6
In the same manner as in Synthesis Example 1 except that in Example 1, 20.8 g of methyltrimethoxysilane was used instead of 45.3 g of methyltriethoxysilane, and 96.9 g of tetraethoxysilane was used instead of 69.2 g of tetraethoxysilane. A reaction solution (6) was obtained.
This solution was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of this coating film.
[0057]
Example 7
In Example 1, instead of a mixture of 45.3 g of methyltriethoxysilane and 69.2 g of tetraethoxysilane, 45.3 g of methyltriethoxysilane, 40.5 g of tetramethoxysilane, 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane A reaction solution (7) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 36.0 g was used.
This solution was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of this coating film.
[0058]
Comparative Example 1
A reaction solution (8) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that distilled methanol was used instead of distilled propylene glycol monomethyl ether in Example 1.
This solution was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of this coating film.
[0059]
Comparative Example 2
A reaction solution (9) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that distilled ethanol was used instead of distilled propylene glycol monomethyl ether and tetramethylammonium hydroxide was used instead of an aqueous methylamine solution in Example 1.
This solution was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of this coating film.
[0060]
[Table 1]

[0061]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, by performing an alkoxysilane hydrolysis and / or condensation in presence of a basic compound, a secondary alcohol or a tertiary alcohol, and water, film formation excellent in relative dielectric constant property and mechanical strength is formed. Composition (material for interlayer insulating film) can be provided.

Claims

(A) at least one silane compound selected from the group consisting of a compound represented by the following general formula (1), a compound represented by the following general formula (2), and a compound represented by the following general formula (3) To R _x Si (OR ¹ ) _4-x ... (1)
(In the formula, R represents a hydrogen atom, a fluorine atom or a monovalent organic group, R ¹ represents a monovalent organic group, and x represents an integer of 1 to 2.)
Si (OR ² ) ₄ (2)
(In the formula, R ² represents a monovalent organic group.)
^{_{^{_{R 3 y (R 4 O)}}}} 3-y Si- (R 7) d -Si (OR 5) 3-z R 6 z ···· (3)
[Wherein, R ^{3 to} R ⁶ are the same or different, each is a monovalent organic group, y and z are the same or different, and represent a number of 0 to 2, and R ⁷ is an oxygen atom, a phenylene group, or — (CH ₂ A) a group represented by _n- (where n is an integer of 1 to 6), and d represents 0 or 1. ]
A film-forming composition comprising (B) a basic compound, (C) water, and (D) a polysiloxane obtained by hydrolysis and condensation in the presence of a secondary or tertiary alcohol. Method of manufacturing a product.

(D) The secondary or tertiary alcohol is (D-1) a compound represented by the following general formula (4): R ⁸ —CH ₂ —CR ⁹ R ¹⁰ —OH (4)
[Wherein, R ⁹ and R ¹⁰ are a hydrogen atom or a methyl group, and at least one of R ⁹ and R ¹⁰ is a methyl group, and R ⁸ is a hydrogen atom, a hydroxyl group, or —OZ (Z is a carbon atom 1 to 4 alkyl groups). ]
The composition for forming a film according to claim 1, wherein the composition is selected from the group consisting of:

The composition for forming a film according to claim 1, wherein the amount of the basic compound (B) is 0.00001 to 10 mol based on 1 mol of the total amount of the alkoxyl group in the component (A).

2. The composition for forming a film according to claim 1, wherein the amount of (C) water used is more than 5 mol and not more than 100 mol per 1 mol of the component (A).

A method for forming a film, comprising applying the film-forming composition according to claim 1 to a substrate and heating the substrate.

A silica-based film obtained by the method for forming a film according to claim 5.