JP2005514479A - Organic composition - Google Patents

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Abstract

本発明の組成物は、(a)構造を有するモノマー、構造を有するダイマー、または前記モノマーと前記ダイマーの混合物(式中、Yはかご型化合物およびケイ素原子より選択され、R、R、R、R、R、およびRは独立に、アリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルから選択され、前記アリール、前記分岐アリール、および前記アリーレンエーテルの少なくとも1つはエチニル基を有し、Rはアリールまたは置換アリールであり、前記R、R、R、R、R、およびRの少なくとも1つは、少なくとも2種類の異性体を有する)を含む熱硬化性成分と、(b)少なくとも二官能性の化合物を含む接着促進剤とを含む組成物であって、前記二官能性は同種または異種であってよく、第1の官能性は前記熱硬化性成分(a)と相互作用可能であり、前記組成物が基板に適用される場合に、第2の官能性は前記基板と相互作用可能である組成物を提供する。本発明の組成物は、マイクロエレクトロニクス用途の誘電性材料として特に有用である。The composition of the present invention comprises (a) a monomer having a structure, a dimer having a structure, or a mixture of the monomer and the dimer (wherein Y is selected from a cage compound and a silicon atom, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently selected from aryl, branched aryl, and arylene ether, and at least one of the aryl, branched aryl, and arylene ether has an ethynyl group; R 7 is aryl or substituted aryl, and at least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 has at least two isomers) And (b) an adhesion promoter comprising at least a bifunctional compound, wherein the bifunctional may be the same or different, The potential is capable of interacting with the thermosetting component (a), when the composition is applied to a substrate, the second functionality may provide the substrate can interact and which composition. The compositions of the present invention are particularly useful as dielectric materials for microelectronic applications.

Description

本発明は、半導体デバイスに関し、特に有機低誘電率材料を有する半導体デバイス、およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having an organic low dielectric constant material and a method for manufacturing the same.

半導体デバイスの性能および速度を向上させる試みとして、半導体デバイス製造業者は、配線の線幅と間隔を減少させながら、伝送損失を最小限にし配線容量結合を減少させることが試みられてきた。消費電力を減少させキャパシタンス(capacitance)を減少させる方法の1つは、配線を分離する絶縁材料または誘電体の誘電率(「k」とも記載される)を減少させることである。誘電率が低い絶縁材料は、一般に信号伝播を速くさせ、キャパシタンスと導線間のクロストークを減少させ、集積回路の駆動に必要な電圧が低いために、特に望ましい。   In an attempt to improve the performance and speed of semiconductor devices, semiconductor device manufacturers have attempted to minimize transmission loss and reduce interconnect capacitive coupling while reducing interconnect linewidth and spacing. One way to reduce power consumption and reduce capacitance is to reduce the dielectric constant (also referred to as “k”) of the insulating material or dielectric that separates the wires. Insulating materials with low dielectric constants are particularly desirable because they generally speed up signal propagation, reduce crosstalk between capacitance and conductors, and require lower voltages to drive integrated circuits.

空気の誘電率は1.0であるので、大きな目的は絶縁材料の誘電率を理論的限界の1.0まで減少させることであり、絶縁材料の誘電率を減少させるための方法は数種類が公知である。これらの方法としては、フッ素などの元素をバルク材に加えて材料全体の誘電率を減少させることが挙げられる。kを減少させるためのその他の方法としては、交互誘電材料マトリックスの使用が挙げられる。   Since the dielectric constant of air is 1.0, the main purpose is to reduce the dielectric constant of the insulating material to the theoretical limit of 1.0, and several methods for reducing the dielectric constant of the insulating material are known. It is. These methods include adding an element such as fluorine to the bulk material to reduce the overall dielectric constant of the material. Other methods for reducing k include the use of alternating dielectric material matrices.

したがって、配線の線幅を減少させる場合、それに伴って絶縁材料の誘電率を低下させることが必要であり、それによって将来の半導体デバイスで所望の性能および速度の向上が実現される。例えば、配線の線幅が0.13μmまたは0.10μmおよびそれ未満であるデバイスでは、誘電率(k)<3の絶縁材料が求められる。   Therefore, when reducing the line width of the wiring, it is necessary to reduce the dielectric constant of the insulating material accordingly, thereby achieving the desired performance and speed improvements in future semiconductor devices. For example, in a device in which the line width of the wiring is 0.13 μm or 0.10 μm and less, an insulating material having a dielectric constant (k) <3 is required.

現在は、二酸化ケイ素(SiO)、ならびにフッ素化二酸化ケイ素またはフッ素化ケイ素ガラス(以降はFSGと記載)などのSiOを改質した材料が使用されている。これらの酸化物(誘電率は約3.5から4.0の範囲である)は半導体デバイスの誘電体としてよく使用されている。SiOおよびFSGは半導体デバイス製造の熱サイクルおよび加工段階に耐えるために必要な機械的安定性および熱的安定性を有するが、この分野ではより低い誘電率の材料が求められている。 Currently, SiO 2 modified materials such as silicon dioxide (SiO 2 ) and fluorinated silicon dioxide or fluorinated silicon glass (hereinafter referred to as FSG) are used. These oxides (dielectric constants ranging from about 3.5 to 4.0) are often used as dielectrics in semiconductor devices. Although SiO 2 and FSG have the mechanical and thermal stability necessary to withstand the thermal cycling and processing steps of semiconductor device manufacturing, there is a need for lower dielectric constant materials in this field.

誘電性材料を付着させるために使用される方法は、スピンオン(spin−on)付着(以降はSODと記載)および化学蒸着(以降はCVDと記載)の2種類に分類することができる。誘電率がより低い材料を開発するための試みとしては、化学組成(有機、無機、有機/無機混合物)の変更、または誘電性マトリックス(多孔質、非多孔質)の変更が挙げられる。表Iは、誘電率が2.0から3.5の範囲の数種類の材料の開発をまとめている(PE=プラズマ補助、HDP=高密度プラズマ)。しかし、表1に記載の刊行物に開示される誘電性材料およびマトリックスは、より高い機械的安定性、高い、熱安定性、高ガラス転移温度、高弾性率または硬度を有し、同時に基板、ウエハ、またはその他の表面に可溶化、スピンコーティング、または付着が可能となる、有効な誘電性材料に望ましく場合により必要となる多くの物理的性質および化学的性質を兼ね備えていない。従って、現在の形態では誘電性材料として考慮されていない化合物または材料であるかもしれないが、誘電性材料および層として使用可能な他の化合物および材料について研究することは有用であろう。   The methods used to deposit the dielectric material can be classified into two types: spin-on deposition (hereinafter referred to as SOD) and chemical vapor deposition (hereinafter referred to as CVD). Attempts to develop materials with lower dielectric constants include changing the chemical composition (organic, inorganic, organic / inorganic mixtures) or changing the dielectric matrix (porous, non-porous). Table I summarizes the development of several materials with dielectric constants ranging from 2.0 to 3.5 (PE = plasma assist, HDP = high density plasma). However, the dielectric materials and matrices disclosed in the publications listed in Table 1 have higher mechanical stability, high thermal stability, high glass transition temperature, high modulus or hardness, and at the same time a substrate, It does not combine many of the physical and chemical properties that are sometimes required for effective dielectric materials that can be solubilized, spin-coated, or deposited on a wafer or other surface. Thus, although it may be a compound or material that is not considered a dielectric material in its current form, it would be useful to study other compounds and materials that can be used as dielectric materials and layers.

残念なことに、誘電率が2.0から3.5の間である開発中の多くの有機SOD系は上記の機械的性質および熱的性質に関して欠点を有し、そのためこの誘電率範囲の誘電性フィルムの加工性および性能を向上させるための開発が当分野では必要とされ続けている。   Unfortunately, many organic SOD systems under development that have a dielectric constant between 2.0 and 3.5 have drawbacks with respect to the mechanical and thermal properties described above, and thus dielectrics in this dielectric constant range. Developments to improve the processability and performance of conductive films continue to be needed in the art.

ライヘルト(Reichert)およびマチアス(Mathias)は、かご型分子の一種でありダイヤモンドの代替品として有用と考えられているアダマンタン分子を含む化合物およびモノマーについて記載している(Polym,Prepr.(Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Chem.),1993,34(1)巻,495−6ページ;Polym,Prepr.(Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Chem.),1992,33(2)巻,144−5ページ;Chem.Mater.,1993,5(1)巻,4−5ページ;Macromolecules,1994,27(24)巻,7030−7034ページ;Macromolecules,1994,27(24)巻,7015−7023ページ;Polym,Prepr.(Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Chem.),1995,36(1)巻,741−742ページ;第205回ACS全国会議、会議プログラム(205th ACS National Meeting,Conference Program),1993年,312ページ;Macromolecules,1994,27(24)巻,7024−9ページ;Macromolecules,1992,25(9)巻,2294−306ページ;Macromolecules,1991,24(18)巻,5232−3ページ;ベロニカ(Veronica)R.ライヘルト(Reichert),博士論文(PhD Dissertation),1994,55−06B巻;ACSシンポジウムシリーズ(ACS Symp.Ser.):高性能材料用の段階成長ポリマー(Step−Growth Polymers for High−Performance Materials),1996,624巻,197−207ページ;Macromolecules,2000,33(10)巻,3855−3859ページ;Polym,Prepr.(Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Chem.),1999,40(2)巻,620−621ページ;Polym,Prepr.(Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Chem.),1999,40(2)巻,577−78ページ;Macromolecules,1997,30(19)巻,5970−5975ページ;J.Polym.Sci,Part A:Polymer Chemistry,1997,35(9)巻,1743−1751ページ;Polym,Prepr.(Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Chem.),1996,37(2)巻,243−244ページ;Polym,Prepr.(Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Chem.),1996,37(1)巻,551−552ページ;J.Polym.Sci.,Part A:Polymer Chemistry,1996,34(3)巻,397−402ページ;Polym,Prepr.(Am.Chem,Soc.,Div.Polym.Chem.),1995,36(2)巻,140−141ページ;Polym,Prepr.(Am,Chem.Soc.,Div.Polym.Chem.),1992,33(2),146−147ページ;J.Appl.Polym.Sci.,1998,68(3)巻,475−482ページ)。ライヘルトおよびマチアスが記載しているアダマンタン系化合物およびモノマーは、熱硬化性材料のコアでアダマンタン分子を有するポリマーの生成に使用されることが好ましい。しかし、ライヘルトおよびマチアスの研究で開示される化合物は、設計上の選択によってアダマンタン系化合物の1つの異性体のみを含む。構造Aは、この対称的なパラ異性体1,3,5,7−テトラキス[4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタン:   Reichert and Mathias describe compounds and monomers that contain adamantane molecules, which are a class of cage molecules and are considered useful as diamond replacements (Polym, Prepr. (Am. Chem). Soc., Div.Polym.Chem.), 1993, 34 (1), pages 495-6; Polym, Prepr. (Am. Chem. Soc., Div. Polym. Chem.), 1992, 33 (2). ), 144-5; Chem. Mater., 1993, 5 (1), 4-5; Macromolecules, 1994, 27 (24), 7030-7034; Macromolecules, 1994, 27 (24). , 7015-70 3 pages; Polym, Prepr. (Am. Chem. Soc., Div. Polym. Chem.), 1995, 36 (1), pages 741-742; 205th ACS National Conference, Conference Program (205th ACS National Meeting) , Conference Program), 1993, 312; Macromolecules, 1994, 27 (24), 7024-9; Macromolecules, 1992, 25 (9), 2294-306; Macromolecules, 1991, 24 (18). Veronica R. Reichert, PhD Dissertation, 1994, 55-06B, Vol. ACS Symp. Ser .: Step-Growth Polymers for High-Performance Materials, 1996, 624, 197-207; Macromolecules, 2000, 33 (10) , 3855-3859; Polym, Prepr. (Am. Chem. Soc., Div. Polym. Chem.), 1999, 40 (2), pages 620-621; Polym, Prepr. (Am. Chem. Soc. , Div.Polym.Chem.), 1999, 40 (2), 577-78; Macromolecules, 1997, 30 (19), 5970-5975; Polym. Sci, Part A: Polymer Chemistry, 1997, 35 (9), pages 1743-1751; Polym, Prepr. (Am. Chem. Soc., Div. Polym. Chem.), 1996, 37 (2), pages 243-244; Polym, Prepr. (Am. Chem. Soc., Div. Polym. Chem.), 1996, 37 (1), 551-552; Polym. Sci. , Part A: Polymer Chemistry, 1996, 34 (3), pages 397-402; Polym, Prepr. (Am. Chem, Soc., Div. Polym. Chem.), 1995, 36 (2), pages 140-141; Polym, Prepr. (Am, Chem. Soc., Div. Polym. Chem.), 1992, 33 (2), pages 146-147; Appl. Polym. Sci. 1998, 68 (3), pages 475-482). The adamantane compounds and monomers described by Reichert and Mathias are preferably used to produce polymers having adamantane molecules in the core of the thermosetting material. However, the compounds disclosed in Reichert and Mathias studies contain only one isomer of adamantane compounds by design choice. Structure A represents this symmetric para isomer 1,3,5,7-tetrakis [4 '-(phenylethynyl) phenyl] adamantane:

を示している。 Is shown.

言い換えると、ライヘルトおよびマチアスの個々の研究および共同研究では、目標とするアダマンタン系モノマーの1種類のみの異性体を含む有用なポリマーについて考慮していた。しかし、アダマンタン系モノマーの1種類の異性体(対称な「全パラ」異性体)1,3,5,7−テトラキス[4’−(フェニルエチニル)フェニル)アダマンタンからポリマーを生成して加工する場合には大きな問題が存在する。ライヘルトの博士論文(前出)およびMacromolecules,27号,(7015−7034ページ)(前出)によると、対称的な全パラ異性体1,3,5,7−テトラキス[4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタンは、クロロホルムに十分溶解性でありH NMRスペクトルが得られることが分かった。しかし、溶液13C NMRスペクトルを得るために必要な時間は非実用的であることが分かり、これより全パラ異性体の溶解性は低いと言える。したがって、ライヘルトの対称的な「全パラ」異性体1,3,5,7−テトラキス[4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタンは標準的な有機溶媒には不溶性であり、そのため溶解性が必要となる用途、またはフローコーティング、スピンコーティング、または浸漬コーティングなどの溶媒系処理方法には有用ではない。後述の比較例1を参照されたい。 In other words, Reichert and Mathias individual studies and collaborative studies have considered useful polymers containing only one isomer of the targeted adamantane monomer. However, when a polymer is produced from one isomer of an adamantane monomer (a symmetric “all para” isomer) 1,3,5,7-tetrakis [4 ′-(phenylethynyl) phenyl) adamantane and processed There is a big problem. According to Reichert's doctoral dissertation (supra) and Macromolecules, 27, (pages 7015-7034) (supra), the symmetric all para isomer 1,3,5,7-tetrakis [4 '-(phenylethynyl] ) Phenyl] adamantane was found to be sufficiently soluble in chloroform to give a 1 H NMR spectrum. However, the time required to obtain the solution 13 C NMR spectrum proved impractical and it can be said that the solubility of all para isomers is lower. Therefore, Reichert's symmetrical “all para” isomers 1,3,5,7-tetrakis [4 ′-(phenylethynyl) phenyl] adamantane are insoluble in standard organic solvents and therefore need solubility It is not useful for applications such as, or solvent-based processing methods such as flow coating, spin coating, or dip coating. See Comparative Example 1 below.

本願と同一の譲受人に譲渡された継続特許出願PCT/US01/22204号(2001年10月17日提出)において、本発明者らは、異性体熱硬化性モノマーまたはダイマー混合物を含む組成物を発見し、この混合物は、構造   In a continuation patent application PCT / US01 / 22204 (filed Oct. 17, 2001) assigned to the same assignee as the present application, we have described a composition comprising an isomer thermosetting monomer or dimer mixture. Discover and mix this structure

(式中、Yはかご型化合物およびケイ素原子より選択され、R、R、R、R、R、およびRは独立に、アリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルから選択され、前記アリール、前記分岐アリール、および前記アリーレンエーテルの少なくとも1つはエチニル基を有し、Rはアリールまたは置換アリールである)を有する少なくとも1種類のモノマーまたはダイマーを含む。本発明者らはこれらの熱硬化性混合物の生成方法も開示している。この新規異性体の熱硬化性モノマーまたはダイマー混合物はマイクロエレクトロニクス用途の誘電性材料として有用であり、シクロヘキサノンなどの多くの溶媒に溶解性である。これらの望ましい性質を有するため、この異性体の熱硬化性モノマーまたはダイマー混合物は約0.1μmから約1.0μmの厚さのフィルム形成に理想的である。 Wherein Y is selected from a cage compound and a silicon atom, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently selected from aryl, branched aryl, and arylene ether; At least one of the aryl, the branched aryl, and the arylene ether has an ethynyl group, and R 7 is aryl or substituted aryl). The inventors also disclose a method for producing these thermosetting mixtures. This novel isomeric thermosetting monomer or dimer mixture is useful as a dielectric material for microelectronic applications and is soluble in many solvents such as cyclohexanone. Because of these desirable properties, this isomeric thermosetting monomer or dimer mixture is ideal for film formation from about 0.1 μm to about 1.0 μm thick.

材料の誘電率を低下させるための種々の方法が公知であるが、これらの方法は欠点を有する。したがって、半導体産業では、a)誘電層の誘電率を低下させるための改良された組成物および方法の提供、b)熱安定性、ガラス転移温度(Tg)、および硬度などの機械的性質が向上した誘電性材料の提供、およびc)溶媒和可能でありウエハまたは層状材料上にスピンオン可能な熱硬化性化合物および誘電性材料の製造が引き続き求められている。   Various methods for reducing the dielectric constant of materials are known, but these methods have drawbacks. Thus, in the semiconductor industry, a) provision of improved compositions and methods for reducing the dielectric constant of dielectric layers, b) improved mechanical properties such as thermal stability, glass transition temperature (Tg), and hardness. There is a continuing need to provide such dielectric materials, and c) the production of thermosetting compounds and dielectric materials that are solvable and spin-on on a wafer or layered material.

この技術分野の必要性に答えて、本発明者らは、(a)構造   In response to the need in the art, we have (a) a structure

を有するモノマー、構造 Monomer having structure

を有するダイマー、または前記モノマーと前記ダイマーの混合物(式中、Yはかご型化合物およびケイ素原子より選択され、R、R、R、R、R、およびRは独立に、アリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルから選択され、前記アリール、前記分岐アリール、および前記アリーレンエーテルの少なくとも1つはエチニル基を有し、Rはアリールまたは置換アリールであり、前記R、R、R、R、R、およびRの少なくとも1つは、少なくとも2種類の異性体を有する)を含む熱硬化性成分と、
(b)少なくとも二官能性の化合物を含む接着促進剤と、
を含む組成物であって、前記二官能性は同種または異種であってよく、第1の官能性は前記熱硬化性成分(a)と相互作用可能であり、前記組成物が基板に適用される場合に、第2の官能性は前記基板と相互作用可能である組成物を開発した。
Or a mixture of the monomer and the dimer, wherein Y is selected from a cage compound and a silicon atom, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently Selected from aryl, branched aryl, and arylene ether, at least one of said aryl, said branched aryl, and said arylene ether has an ethynyl group, R 7 is aryl or substituted aryl, said R 1 , R 2 , At least one of R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 has at least two isomers),
(B) an adhesion promoter comprising at least a bifunctional compound;
Wherein the bifunctionality may be the same or different, the first functionality is capable of interacting with the thermosetting component (a), and the composition is applied to a substrate In some cases, a second functionality has been developed that is capable of interacting with the substrate.

好ましくは接着促進剤は、
(i)式(I):
Preferably the adhesion promoter is
(I) Formula (I):

(式中、R、R14、およびR17のそれぞれは独立に、置換または未置換のアルキレン、シクロアルキレン、ビニレン、アリレン、またはアリーレンを表し、R、R10、R11、R12、R15、およびR16はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル、アルキレン、ビニル、シクロアルキル、アリル、アリール、またはアリーレンを表し、線状または分岐であってよく、R13は有機ケイ素、シラニル、シロキシル、または有機基であり、a、b、c、およびdは条件[4≦a+b+c+d≦100,000]を満たし、bおよびcおよびdがすべて0となる場合があるし、独立に0となる場合もある)のポリカルボシラン、
(ii)式(R18(R19Si(R20(R21(式中、R18、R19、R20、およびR21はそれぞれ独立に、水素、ヒドロキシル、不飽和または飽和アルキル、置換または未置換アルキルを表し、置換基は、アミノまたはエポキシ、不飽和または飽和アルコキシル、不飽和または飽和カルボン酸基、あるいはアリールであり、前記R18、R19、R20、およびR21の少なくとも2つは水素、ヒドロキシル、飽和または不飽和アルコキシル、不飽和アルキル、あるいは不飽和カルボン酸基を表し、f+g+h+i≦4である)のシラン、
(iii)式−[R22(OH)(R23)]−(式中、R22は置換または未置換のアルキレン、シクロアルキレン、ビニル、アリル、またはアリールであり、R23はアルキル、アルキレン、ビニレン、シクロアルキレン、アリレン、またはアリールであり、j=3〜100である)のフェノール−ホルムアルデヒド樹脂またはオリゴマー、
(iv)グリシジルエーテル、
(v)少なくとも1つのカルボン酸基を含有する不飽和カルボン酸のエステル、および
(vi)環状基がピリジン、芳香族、または複素環式芳香族であるビニル環状オリゴマーまたはポリマー、
からなる群より選択される。
Wherein each of R 8 , R 14 , and R 17 independently represents a substituted or unsubstituted alkylene, cycloalkylene, vinylene, arylene, or arylene, and R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 15 and R 16 each independently represent a hydrogen atom, alkyl, alkylene, vinyl, cycloalkyl, allyl, aryl, or arylene, and may be linear or branched, and R 13 is organosilicon, silanyl, siloxyl Or a, b, c, and d satisfy the condition [4 ≦ a + b + c + d ≦ 100,000], and b, c, and d may all be 0, or may be independently 0 There are also polycarbosilanes,
(Ii) Formula (R 18 ) f (R 19 ) g Si (R 20 ) h (R 21 ) i (wherein R 18 , R 19 , R 20 , and R 21 are each independently hydrogen, hydroxyl, Represents unsaturated or saturated alkyl, substituted or unsubstituted alkyl, and the substituent is amino or epoxy, unsaturated or saturated alkoxyl, unsaturated or saturated carboxylic acid group, or aryl, R 18 , R 19 , R 20 , And at least two of R 21 represent hydrogen, hydroxyl, saturated or unsaturated alkoxyl, unsaturated alkyl, or unsaturated carboxylic acid group, f + g + h + i ≦ 4)
(Iii) formula - [R 22 C 6 H 2 (OH) (R 23)] j - ( wherein, R 22 is a substituted or unsubstituted alkylene, cycloalkylene, vinyl, allyl or aryl,, R 23 Is alkyl, alkylene, vinylene, cycloalkylene, arylene, or aryl, and j = 3-100), phenol-formaldehyde resin or oligomer,
(Iv) glycidyl ether,
(V) an ester of an unsaturated carboxylic acid containing at least one carboxylic acid group, and (vi) a vinyl cyclic oligomer or polymer in which the cyclic group is pyridine, aromatic, or heteroaromatic,
Selected from the group consisting of

本発明者らは、
(a)構造
The inventors have
(A) Structure

を有するモノマー、構造 Monomer having structure

を有するダイマー、または前記モノマーと前記ダイマーの混合物(式中、Yはかご型化合物およびケイ素原子より選択され、R、R、R、R、R、およびRは独立に、アリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルから選択され、前記アリール、前記分岐アリール、および前記アリーレンエーテルの少なくとも1つはエチニル基を有し、Rはアリールまたは置換アリールであり、前記R、R、R、R、R、およびRの少なくとも1つは、少なくとも2種類の異性体を有する)を含む熱硬化性成分と、
(b)少なくとも二官能性の化合物を含む接着促進剤と、
を含む組成物であって、前記二官能性は同種または異種であってよく、第1の官能性は前記熱硬化性成分(a)と相互作用可能であり、第2の官能性は基板と相互作用可能である組成物を含む層を、前記基板に適用する工程を含む、基板への接着性を向上させる方法も開発した。
Or a mixture of the monomer and the dimer wherein Y is selected from a cage compound and a silicon atom, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently Selected from aryl, branched aryl, and arylene ether, at least one of said aryl, said branched aryl, and said arylene ether has an ethynyl group, R 7 is aryl or substituted aryl, said R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have at least two isomers), and
(B) an adhesion promoter comprising at least a bifunctional compound;
Wherein the bifunctionality may be the same or different, the first functionality is capable of interacting with the thermosetting component (a), and the second functionality is with the substrate. A method for improving adhesion to a substrate has also been developed, including the step of applying a layer comprising a composition capable of interaction to the substrate.

また、本発明者らは、(a)構造   In addition, the inventors have (a) a structure

(式中、Arはアリールであり、R’、R’、R’、R’、R’、およびR’は独立に、アリール、分岐アリール、アリーレンエーテル、および置換なしから選択され、前記アリール、前記分岐アリール、および前記アリーレンエーテルのそれぞれは、少なくとも1つのエチニル基を有する)を有する熱硬化性モノマーと、
(b)少なくとも二官能性の化合物を含む接着促進剤と、
を含む組成物であって、前記二官能性は同種または異種であってよく、第1の官能性は前記熱硬化性モノマー(a)と相互作用可能であり、前記組成物が基板に適用される場合に、第2の官能性は前記基板と相互作用可能である組成物も開発した。好ましくは、接着促進剤(b)は、前述の(i)ポリカルボシラン、(ii)シラン、(iii)フェノール−ホルムアルデヒド樹脂またはオリゴマー、(iv)グリシジルエーテル、(v)不飽和カルボン酸エステル、または(vi)ビニル環状オリゴマーまたはポリマーから選択される。
Wherein Ar is aryl and R ′ 1 , R ′ 2 , R ′ 3 , R ′ 4 , R ′ 5 , and R ′ 6 are independently aryl, branched aryl, arylene ether, and unsubstituted. And each of the aryl, the branched aryl, and the arylene ether has at least one ethynyl group), and
(B) an adhesion promoter comprising at least a bifunctional compound;
The bifunctionality may be the same or different, the first functionality is capable of interacting with the thermosetting monomer (a), and the composition is applied to a substrate. In some cases, a composition was also developed in which the second functionality is capable of interacting with the substrate. Preferably, the adhesion promoter (b) comprises (i) polycarbosilane, (ii) silane, (iii) phenol-formaldehyde resin or oligomer, (iv) glycidyl ether, (v) unsaturated carboxylic acid ester, Or (vi) selected from vinyl cyclic oligomers or polymers.

また、本発明者らは、低誘電率ポリマー前駆物質の生成方法であって、
(1)(a)構造
The present inventors also provide a method for producing a low dielectric constant polymer precursor,
(1) (a) Structure

を有するモノマー、構造 Monomer having structure

を有するダイマー、または前記モノマーと前記ダイマーの混合物(式中、Yはかご型化合物およびケイ素原子より選択され、R、R、R、R、R、およびRは独立に、アリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルから選択され、前記アリール、前記分岐アリール、および前記アリーレンエーテルの少なくとも1つはエチニル基を有し、Rはアリールまたは置換アリールであり、前記R、R、R、R、R、およびRの少なくとも1つは、少なくとも2種類の異性体を有する)を含む熱硬化性成分と、
(b)少なくとも二官能性の化合物を含む接着促進剤と、
を含む組成物であって、前記二官能性は同種または異種であってよく、第1の官能性は前記熱硬化性成分(a)と相互作用可能であり、前記組成物が基板に適用される場合に、第2の官能性は前記基板と相互作用可能である組成物を提供する工程と、
(2)前記組成物を約30℃から約350℃の温度で約0.5時間から約60時間処理することによって、前記低誘電率ポリマー前駆物質を生成する工程と、
を含む方法も開発した。好ましくは、接着促進剤(b)は、前述の(i)ポリカルボシラン、(ii)シラン、(iii)フェノール−ホルムアルデヒド樹脂またはオリゴマー、(iv)グリシジルエーテル、(v)不飽和カルボン酸エステル、または(vi)ビニル環状オリゴマーまたはポリマーから選択される。
Or a mixture of the monomer and the dimer wherein Y is selected from a cage compound and a silicon atom, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently Selected from aryl, branched aryl, and arylene ether, at least one of said aryl, said branched aryl, and said arylene ether has an ethynyl group, R 7 is aryl or substituted aryl, said R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have at least two isomers), and
(B) an adhesion promoter comprising at least a bifunctional compound;
Wherein the bifunctionality may be the same or different, the first functionality is capable of interacting with the thermosetting component (a), and the composition is applied to a substrate Providing a composition wherein the second functionality is capable of interacting with the substrate;
(2) generating the low dielectric constant polymer precursor by treating the composition at a temperature of about 30 ° C. to about 350 ° C. for about 0.5 hours to about 60 hours;
We have also developed a method that includes Preferably, the adhesion promoter (b) comprises (i) polycarbosilane, (ii) silane, (iii) phenol-formaldehyde resin or oligomer, (iv) glycidyl ether, (v) unsaturated carboxylic acid ester, Or (vi) selected from vinyl cyclic oligomers or polymers.

また、本発明者らは、低誘電率ポリマーの生成方法であって、
(1)(a)構造
The present inventors also provide a method for producing a low dielectric constant polymer,
(1) (a) Structure

を有するモノマー、構造 Monomer having structure

を有するダイマー、または前記モノマーと前記ダイマーの混合物(式中、Yはかご型化合物およびケイ素原子より選択され、R、R、R、R、R、およびRは独立に、アリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルから選択され、前記アリール、前記分岐アリール、および前記アリーレンエーテルの少なくとも1つはエチニル基を有し、Rはアリールまたは置換アリールであり、前記R、R、R、R、R、およびRの少なくとも1つは、少なくとも2種類の異性体を有する)を含む熱硬化性成分と、
(b)少なくとも二官能性の化合物を含む接着促進剤と、
のオリゴマーであって、前記二官能性は同種または異種であってよく、第1の官能性は前記熱硬化性成分(a)と相互作用可能であり、前記組成物が基板に適用される場合に、第2の官能性は前記基板と相互作用可能であるオリゴマーを提供する工程と、
(2)前記オリゴマーを重合させることによって、前記低誘電率ポリマーを生成する工程とを含み、前記重合が前記エチニル基の化学反応を含む、低誘電率ポリマーの生成方法も開発した。好ましくは、接着促進剤(b)は、前述の(i)ポリカルボシラン、(ii)シラン、(iii)フェノール−ホルムアルデヒド樹脂またはオリゴマー、(iv)グリシジルエーテル、(v)不飽和カルボン酸エステル、または(vi)ビニル環状オリゴマーまたはポリマーから選択される。
Or a mixture of the monomer and the dimer wherein Y is selected from a cage compound and a silicon atom, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently Selected from aryl, branched aryl, and arylene ether, at least one of said aryl, said branched aryl, and said arylene ether has an ethynyl group, R 7 is aryl or substituted aryl, said R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have at least two isomers), and
(B) an adhesion promoter comprising at least a bifunctional compound;
Wherein the bifunctionality may be the same or different, the first functionality is capable of interacting with the thermosetting component (a), and the composition is applied to a substrate And wherein the second functionality provides an oligomer capable of interacting with the substrate;
(2) A method for producing a low dielectric constant polymer was also developed, which comprises a step of producing the low dielectric constant polymer by polymerizing the oligomer, wherein the polymerization comprises a chemical reaction of the ethynyl group. Preferably, the adhesion promoter (b) comprises (i) polycarbosilane, (ii) silane, (iii) phenol-formaldehyde resin or oligomer, (iv) glycidyl ether, (v) unsaturated carboxylic acid ester, Or (vi) selected from vinyl cyclic oligomers or polymers.

また、本発明者らは、(a)第1の芳香族部分および第1の反応性基を有する第1の主鎖、第2の芳香族部分および第2の反応性基を有する第2の主鎖(前記第1および第2の主鎖は架橋反応において前記第1および第2の反応性基によって架橋する)、ならびに前記第1および第2の主鎖の少なくとも1つと共有結合するかご型構造(前記かご型構造は少なくとも8個の原子を有する)、ならびに(b)少なくとも二官能性である化合物を含む接着促進剤、
を含むスピンオン低誘電率材料であって、前記二官能性は同種または異種であってよく、第1の官能性は前記第1および第2の主鎖と相互作用可能であり、前記材料が基板に適用される場合に、第2の官能性は前記基板と相互作用可能であるスピンオン低誘電率材料も開発した。好ましくは、接着促進剤(b)は、前述の(i)ポリカルボシラン、(ii)シラン、(iii)フェノール−ホルムアルデヒド樹脂またはオリゴマー、(iv)グリシジルエーテル、(v)不飽和カルボン酸エステル、または(vi)ビニル環状オリゴマーまたはポリマーから選択される。
The inventors also (a) a first main chain having a first aromatic moiety and a first reactive group, a second aromatic moiety and a second having a second reactive group. A main chain (the first and second main chains are cross-linked by the first and second reactive groups in a cross-linking reaction), and a cage type covalently bonded to at least one of the first and second main chains An adhesion promoter comprising a structure (wherein the cage structure has at least 8 atoms), and (b) a compound that is at least bifunctional;
Wherein the bifunctionality may be the same or different, the first functionality is capable of interacting with the first and second backbones, and the material is a substrate A spin-on low dielectric constant material has also been developed in which the second functionality is capable of interacting with the substrate when applied to. Preferably, the adhesion promoter (b) comprises (i) polycarbosilane, (ii) silane, (iii) phenol-formaldehyde resin or oligomer, (iv) glycidyl ether, (v) unsaturated carboxylic acid ester, Or (vi) selected from vinyl cyclic oligomers or polymers.

本発明の種々の目的、特徴、態様、および利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の詳細な説明ならびに添付の図面によってより明らかとなる。   Various objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the invention and the accompanying drawings.

本明細書で使用される場合、用語「少なくとも2種類の異性体」は、メタ異性体、パラ異性体、およびオルト異性体から選択される少なくとも2種類の異性体を意味する。好ましくは、少なくとも2種類の異性体はメタ異性体とパラ異性体である。   As used herein, the term “at least two isomers” means at least two isomers selected from meta isomers, para isomers, and ortho isomers. Preferably, the at least two isomers are meta isomers and para isomers.

本明細書で使用される場合、用語「低誘電率ポリマー」は、誘電率が約3.0以下である有機、有機金属、または無機のポリマーを意味する。多くの場合、低誘電性材料は、100Åから25,000Åの厚さの薄い層の形態で製造されるが、厚いフィルム、ブロック、円筒形、球形として使用することもできる。   As used herein, the term “low dielectric constant polymer” means an organic, organometallic, or inorganic polymer having a dielectric constant of about 3.0 or less. In many cases, the low dielectric material is manufactured in the form of a thin layer with a thickness of 100 to 25,000, but can also be used as a thick film, block, cylinder, or sphere.

また、本明細書で使用される場合、用語「主鎖」は、ポリマー鎖を形成する原子または部分が連続した鎖を意味し、これらの原子または部分の一部を除去すると鎖が中断されるようにこれらの原子または部分の一部は共有結合している。   In addition, as used herein, the term “main chain” means a chain in which atoms or portions forming a polymer chain are continuous, and the removal of a part of these atoms or portions breaks the chain. Thus, some of these atoms or moieties are covalently bonded.

本明細書で使用される場合、用語「反応性基」は、化学反応によって別の反応性基と少なくとも1つの共有結合を形成するのに十分な反応性を有する原子、官能基、または基を意味する。化学反応は、2つの同じまたは異なる反応性基で起こってよく、これらの反応性基は同じ主鎖上に存在する場合もあるし、2つの独立した主鎖上に存在する場合もある。1つ以上の第2のまたは外部の架橋性分子と反応して、第1および第2の主鎖が架橋しうることも考慮している。外部架橋剤を使用しない架橋は、ポリマーの反応性基の全体の数が減少し、必要な反応段階数が減少するなどの種々の利点があるが、外部架橋剤を使用しない架橋にはいくつかの欠点も存在する。例えば、架橋性官能基の量を調整することは通常不可能である。一方、外部架橋剤の使用は、重合反応と架橋反応が化学的に不適合である場合に好都合となりうる。   As used herein, the term “reactive group” refers to an atom, functional group, or group that is sufficiently reactive to form at least one covalent bond with another reactive group by a chemical reaction. means. A chemical reaction may occur with two identical or different reactive groups, which may be present on the same backbone or on two independent backbones. It is also contemplated that the first and second backbones can crosslink by reacting with one or more second or external crosslinkable molecules. Crosslinking without the use of an external crosslinker has various advantages, such as reducing the total number of reactive groups in the polymer and reducing the number of reaction steps required. There are also disadvantages. For example, it is usually impossible to adjust the amount of the crosslinkable functional group. On the other hand, the use of an external cross-linking agent can be advantageous when the polymerization reaction and the cross-linking reaction are chemically incompatible.

さらに、本明細書で使用される場合、語句「かご型構造」、「かご型分子」、および「かご型化合物」は、交換可能に使用されることを意図しており、これらの語句は、少なくとも1つの架橋部分が環構造の2つ以上の原子と共有結合するように配置した少なくとも8個の原子を有する分子を意味する。言い換えると、かご型構造、かご型分子、またはかご型化合物は、共有結合した原子により形成される複数の環を含み、これらの構造、分子、または化合物はある体積を規定し、その体積内の点は、環を通過せずにその体積から離れることはできない。架橋および/または環構造は、1つ以上のヘテロ原子を含んでよく、芳香族基、部分環式または非環式飽和炭化水素基、あるいは環式または非環式不飽和炭化水素基を含んでよい。さらに、本発明のかご型構造には、少なくとも1つの架橋を有するフラーレンおよびクラウンエーテルも含まれる。例えば、アダマンタンまたはジアマンタンはかご型構造であると見なされ、ナフタレンまたは芳香族スピロ化合物は、この定義ではかご型構造とは見なされない。なぜなら、ナフタレンまたは芳香族スピロ化合物1つ以上の架橋を有さず、したがって上記のかご型化合物の説明の範囲に含まれない。   Further, as used herein, the phrases “cage structure”, “cage molecule”, and “cage compound” are intended to be used interchangeably, and these terms are: A molecule having at least 8 atoms arranged such that at least one bridging moiety is covalently bonded to 2 or more atoms of the ring structure. In other words, a cage structure, cage molecule, or cage compound includes multiple rings formed by covalently bonded atoms, and these structures, molecules, or compounds define a volume within that volume. A point cannot leave its volume without passing through the ring. Bridges and / or ring structures may contain one or more heteroatoms and contain aromatic groups, partially cyclic or acyclic saturated hydrocarbon groups, or cyclic or acyclic unsaturated hydrocarbon groups. Good. Furthermore, the cage structure of the present invention also includes fullerenes and crown ethers having at least one bridge. For example, adamantane or diamantane is considered a cage structure, and naphthalene or aromatic spiro compounds are not considered a cage structure by this definition. Because it does not have one or more cross-links of naphthalene or aromatic spiro compounds and is therefore not included in the scope of the cage-type compounds described above.

本明細書で使用される場合、語句「接着促進剤」は、熱硬化性成分(a)またはポリマーに添加した場合に、熱硬化性成分(a)単独またはポリマー単独の場合よりも、基板への接着性が向上する任意の成分を意味する。本明細書で使用される場合、語句「少なくとも二官能性の化合物」は、後述のように相互作用、反応、または結合形成が可能な少なくとも2つの官能基を有する任意の化合物を意味する。官能基は、付加反応、求核性および求電子性の置換または脱離、ラジカル反応などの多数の経路で反応しうる。さらに別の反応では、ファンデルワールス結合、静電結合、イオン結合、および水素結合などの非共有結合の形成を含みうる。   As used herein, the phrase “adhesion promoter” refers to a substrate when added to a thermosetting component (a) or polymer rather than to the thermosetting component (a) alone or the polymer alone. It means an optional component that improves the adhesiveness of. As used herein, the phrase “at least bifunctional compound” means any compound having at least two functional groups capable of interaction, reaction, or bond formation, as described below. Functional groups can react in a number of ways, including addition reactions, nucleophilic and electrophilic substitutions or eliminations, radical reactions and the like. Yet another reaction may include the formation of non-covalent bonds such as van der Waals bonds, electrostatic bonds, ionic bonds, and hydrogen bonds.

本明細書で使用される場合、用語「層」には、フィルムやコーティングが含まれる。
(熱硬化性成分(a))
熱硬化性成分(a)およびポリマーは、本願と同一の譲受人に譲渡され継続中の米国特許出願第09/618945号(2000年7月19日提出)、米国特許出願第09/897936号(2001年7月5日提出)、PCT/US01/22204号(2001年10月17日提出)、米国特許出願第09/545058号(2000年4月7日提出)、および米国特許出願第09/902924号)(2001年7月10日提出)に開示されており、これらすべては本明細書に組み込まれる。
As used herein, the term “layer” includes films and coatings.
(Thermosetting component (a))
Thermosetting component (a) and polymer are assigned to the same assignee as the present application and are pending US patent application Ser. No. 09/618945 (filed Jul. 19, 2000), US patent application Ser. No. 09/879936 ( Filed July 5, 2001), PCT / US01 / 22204 (filed October 17, 2001), U.S. Patent Application No. 09/545058 (filed April 7, 2000), and U.S. Patent Application No. 09 / 902924) (submitted July 10, 2001), all of which are incorporated herein.

熱硬化性成分(a)は構造1A   Thermosetting component (a) has structure 1A

に示される一般構造を有するモノマー、構造1B A monomer having the general structure shown in Structure 1B

に示される一般構造を有するダイマー、またはこれらのモノマーとダイマーの混合物を含み、式中、Yはかご型化合物およびケイ素原子より選択され、R、R、R、R、R、およびRは独立に、アリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルから選択され、アリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルの少なくとも1つはエチニル基を有する。Rはアリールまたは置換アリールであり、この場合の置換基はアルキル、ハロゲン、またはアリールである。本明細書で使用される場合、さらに特定されない用語「アリール」がさらに特定されない場合は、この用語は、分岐アリールまたはアリーレンエーテルなどを含みうるあらゆる種類のアリールを意味する。好ましくは、Yはアダマンタンまたはジアマンタンである。アダマンタン、ジアマンタン、およびケイ素原子を有する熱硬化性モノマーの代表的構造はそれぞれ図1A、1B、および1Cに示され、図中のnは0〜5またはそれを超える整数である。アダマンタンおよびジアマンタンを有する熱硬化性ダイマーの代表的構造はそれぞれ図1Dおよび1Eに示され、図中のnは0〜5またはそれを超える整数である。好ましくは、熱硬化性成分(a)中にこれらのモノマーとダイマーの混合物が存座する。好ましくは、混合物は約95重量%から97重量%のモノマーと約3〜5重量%のダイマーを含む。 Or a mixture of these monomers and dimers, wherein Y is selected from a cage compound and a silicon atom, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , And R 6 are independently selected from aryl, branched aryl, and arylene ether, and at least one of the aryl, branched aryl, and arylene ether has an ethynyl group. R 7 is aryl or substituted aryl, in which case the substituent is alkyl, halogen, or aryl. As used herein, unless the term “aryl”, which is further specified, is further specified, the term means any type of aryl that may include branched aryl or arylene ethers and the like. Preferably Y is adamantane or diamantane. Representative structures of thermosetting monomers having adamantane, diamantane, and silicon atoms are shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, respectively, where n is an integer from 0 to 5 or greater. Representative structures of thermosetting dimers having adamantane and diamantane are shown in FIGS. 1D and 1E, respectively, where n is an integer from 0 to 5 or greater. Preferably, a mixture of these monomers and dimers is present in the thermosetting component (a). Preferably, the mixture comprises about 95% to 97% by weight monomer and about 3-5% by weight dimer.

あるいは、熱硬化性モノマー(a)は、構造2:   Alternatively, the thermosetting monomer (a) has the structure 2:

で示される一般構造を有し、式中、Arはアリールであり、R’〜R’は独立に、アリール、分岐アリール、アリーレンエーテル、および置換なしから選択され、これらのアリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルのそれぞれは少なくとも1つのエチニル基を有する。4置換セキシフェニレンおよび6置換セキシフェニレンを有する熱硬化性モノマーの代表的構造は、それぞれ図2Aから2Bおよび2Cから2Dに示される。 In which Ar is aryl and R ′ 1 to R ′ 6 are independently selected from aryl, branched aryl, arylene ether, and unsubstituted, and these aryl, branched aryl And each of the arylene ethers has at least one ethynyl group. Representative structures of thermosetting monomers having 4-substituted sexiphenylene and 6-substituted sexiphenylene are shown in FIGS. 2A to 2B and 2C to 2D, respectively.

構造1Aおよび1Bおよび2に一般的に示される熱硬化性モノマーは、種々の合成経路で調製可能であり、構造1Aおよび1Bおよび2の代表的合成計画は図3Aから3Cに示される。図3Aに図示され、実施例5で説明されるのは、かご型化合物としてアダマンタンを有する本発明の熱可塑性モノマーの好ましい合成経路であり、この経路では、パラジウム触媒を使用したヘック(Heck)反応によりブロモアレンがフェニルエチニル化される。最初に、従来手順(ソロット(Sollot),G.P.cおよびギルバート(Gilbert),E.E.によるJ.Org.Chem.45,5405−5408(1980))に従って、アダマンタン(1)をブロモ化して1,3,5,7−テトラブロモアダマンタン(TBA)(2)を生成する。ライヘルト(Reichert),V.R,およびマチアス(Mathias)L.J.によるMacromolecules,27,7015−7022(1990)に記載されるようにして、TBAを臭化フェニルと反応させて、1,3,5,7−テトラ(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(TBPA)(3)を生成し、続いてパラジウム触媒を使用したヘック反応によりTBPA置換エチニルアリールと反応させた後、標準的反応手順を実施して、1,3,5,7−テトラキス[3/4−(アリールエチニル)フェニル]アダマンタン(4)を生成する。実施例5は、「背景技術」に記載されるライヘルトの研究および化合物と本発明の熱硬化性成分(a)との違いを示している。パラジウム触媒を使用したヘック反応は、図2Aから2Dに示されるような芳香族部分としてセキシフェニレンを有する熱硬化性モノマーの合成にも利用可能であり、この場合それぞれテトラブロモセキシフェニレンおよびヘキサブロモセキシフェニレンを、エチニルアリール化合物と反応させると、所望の対応する熱硬化性モノマーが生成する。   Thermosetting monomers generally shown in structures 1A and 1B and 2 can be prepared by a variety of synthetic routes, and exemplary synthetic schemes for structures 1A and 1B and 2 are shown in FIGS. 3A-3C. Illustrated in FIG. 3A and illustrated in Example 5 is a preferred synthesis route for the thermoplastic monomer of the present invention having adamantane as the cage compound, in which a Heck reaction using a palladium catalyst is performed. To phenylethynylate bromoallene. First, the adamantane (1) is bromo-modified according to conventional procedures (Solot, GP, and J. Org. Chem. 45, 5405-5408 (1980) by Gilbert, EE). To produce 1,3,5,7-tetrabromoadamantane (TBA) (2). Reichert, V.M. R, and Mathias L. J. et al. Macromolecules, 27, 7015-7022 (1990) by reacting TBA with phenyl bromide to produce 1,3,5,7-tetra (3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane ( TBPA) (3), followed by reaction with TBPA-substituted ethynylaryl by a Heck reaction using a palladium catalyst, followed by standard reaction procedures to obtain 1,3,5,7-tetrakis [3 / 4- (Arylethynyl) phenyl] adamantane (4) is produced. Example 5 illustrates Reichert's work and compounds described in "Background" and the difference between the compound and the thermosetting component (a) of the present invention. The Heck reaction using a palladium catalyst can also be used to synthesize thermosetting monomers having sexiphenylene as an aromatic moiety as shown in FIGS. 2A to 2D, in which case tetrabromosethoxyphenylene and hexa Reaction of bromocenylphenylene with an ethynylaryl compound produces the desired corresponding thermosetting monomer.

別の方法では、TBAをヒドロキシアリール化アダマンタンに転化させることができ、これから求核芳香族置換反応によって熱硬化性モノマーが得られる。図3Bでは、TBA(2)前述のようにアダマンタン(1)から生成され、さらにフェノールとの求電子四置換反応によって、1,3,5,7−テトラキス(3’/4’−ヒドロキシフェニル)アダマンタン(THPA)(5)が生成する。あるいは、TBAをアニソールと反応させて1,3,5,7−テトラキス(3’/4’−メトキシフェニル)アダマンタン(6)を生成し、これをさらにBBrと反応させてTHPA(5)を生成することもできる。次に、THPAは標準的手順(例えば、R.J.コッター(Cotter)著「エンジニアリング プラスチック−ポリアリールエーテルのハンドブック」(Engineering Plastics−A Handbook of Polyarylethers),ゴードン・アンド・ブリーチ・パブリッシャーズ(Gordon and Breach Publishers),ISBN 2−88449−112−0)を使用して炭酸カルシウムの存在下で活性化フルオロ芳香族と種々の求核芳香族置換反応により反応させて、所望の熱硬化性モノマーを生成することができ、あるいは標準的な芳香族置換反応(例えば、前出の「エンジニアリング・プラスチック」)でTHPAを4−ハロ−4’−フルオロトラン(ハロ=BrまたはI)と反応させて、1,3,5,7−テトラキス{3’/4’−[4”−(ハロフェニルエチニル)フェノキシ]フェニル}アダマンタン(7)を生成することができる。さらに別の反応では、種々の異なる反応物質を使用して熱硬化性モノマーを生成することができる。同様に、求核芳香族置換反応を芳香族部分としてセキシフェニレンを有する熱可塑性モノマーの合成に使用することもでき、この反応ではセキシフェニレンを4−フルオロトランと反応させて熱硬化性モノマーが生成される。あるいは、標準的な芳香族置換反応でフロログルシノールを4−[4’−(フルオロフェニルエチニル)フェニルエチニル]ベンゼンと反応させて、1,3,5−トリス{4’−[4”−(フェニルエチニル)フェニルエチニル]フェノキシ}ベンゼンを生成することができる。 In another method, TBA can be converted to hydroxyarylated adamantane, from which a thermosetting monomer is obtained by a nucleophilic aromatic substitution reaction. In FIG. 3B, TBA (2) is generated from adamantane (1) as described above and is further subjected to electrophilic tetrasubstitution with phenol to give 1,3,5,7-tetrakis (3 ′ / 4′-hydroxyphenyl). Adamantane (THPA) (5) is produced. Alternatively, TBA is reacted with anisole to produce 1,3,5,7-tetrakis (3 ′ / 4′-methoxyphenyl) adamantane (6), which is further reacted with BBr 3 to produce THPA (5). It can also be generated. Second, THPA follows standard procedures (eg, Engineering Plastics-A Handbook of Polyarylethers by RJ Cotter, Gordon & Bleach Publishers, Gordon). and Breach Publishers), ISBN 2-88449-112-0) in the presence of calcium carbonate to react with various nucleophilic aromatic substitution reactions to produce the desired thermosetting monomer. Or THPA can be reacted with 4-halo-4′-fluorotolane (halo = Br or I) in standard aromatic substitution reactions (eg, “Engineering Plastics”, supra). To produce 1,3,5,7-tetrakis {3 ′ / 4 ′-[4 ″-(halophenylethynyl) phenoxy] phenyl} adamantane (7). In yet another reaction, A variety of different reactants can be used to produce thermosetting monomers, as well as nucleophilic aromatic substitution reactions can be used to synthesize thermoplastic monomers with sexiphenylene as the aromatic moiety. In this reaction, sexiphenylene is reacted with 4-fluorotolane to produce a thermosetting monomer, or phloroglucinol is converted to 4- [4 ′-(fluorophenylethynyl) by a standard aromatic substitution reaction. Phenylethynyl] benzene is reacted to produce 1,3,5-tris {4 ′-[4 ″-(phenylethynyl) phenylethynyl] phenoxy} benzene Can.

かご型化合物がケイ素原子である場合の、代表的な好ましい合成計画は図3Cに示されており、この計画によると、ブロモ(フェニルエチニル)芳香族アーム(8)(図中のnは0〜5またはそれを超える整数である)は対応する(フェニルエチニル)アリールリチウムアーム(9)に転化され、続いてこれを四塩化ケイ素と反応させると、かご型化合物としてケイ素原子を有する所望の星型熱硬化性モノマー(10)が生成する。   A typical preferred synthesis scheme when the cage compound is a silicon atom is shown in FIG. 3C, according to which the bromo (phenylethynyl) aromatic arm (8) (where n is 0 to 0). 5 or greater) is converted to the corresponding (phenylethynyl) aryllithium arm (9), which is then reacted with silicon tetrachloride to produce the desired star with silicon atoms as cage compounds. A thermosetting monomer (10) is formed.

好ましくは、かご型化合物は、ケイ素原子、アダマンタン、ジアマンタン、または複数のアダマンタンまたはジアマンタンである。本発明の別の態様では、アダマンタンおよびジアマンタン以外の種々のかご型化合物も考慮される。かご型化合物の分子の大きさおよび立体配置、ならびにアームR〜RまたはR’〜R’の全体の長さによって、最終低誘電率ポリマーのいくつかの物理的性質および機械的性質が決定される(立体効果によって)ことを特に理解すべきである。したがって、比較的小さなかご型化合物が望ましい場合、置換され誘導体化されたアダマンタン、ジアマンタン、ならびに比較的小さな架橋環状脂肪族および芳香族の化合物(通常は15原子未満)も考慮される。対照的に、より大きなかご型化合物が望ましい場合、より大型の架橋環状脂肪族および芳香族の化合物(通常は15個を超える原子を有する)およびフラーレンが考慮される。 Preferably, the cage compound is a silicon atom, adamantane, diamantane, or a plurality of adamantane or diamantane. In another aspect of the invention, various cage compounds other than adamantane and diamantane are also contemplated. Depending on the molecular size and configuration of the cage compound and the overall length of the arms R 1 to R 6 or R ′ 1 to R ′ 6 , some physical and mechanical properties of the final low dielectric constant polymer It should be particularly understood that is determined (by steric effects). Thus, where relatively small cage compounds are desired, substituted and derivatized adamantane, diamantane, and relatively small bridged cycloaliphatic and aromatic compounds (usually less than 15 atoms) are also considered. In contrast, where larger cage compounds are desired, larger bridged cycloaliphatic and aromatic compounds (usually having more than 15 atoms) and fullerenes are considered.

本発明のかご型化合物は、炭素原子だけでの構成に限定される必要はなく、N、S、O、Pなどのヘテロ原子も含有してよい。ヘテロ原子は、四角形ではない結合角構造を導入するために好都合となる場合があり、これはアームR〜RまたはR’〜R’の共有結合が可能となる。本発明のかご型化合物の置換基および誘導体化に関して、多くの置換基および誘導体が適切であることを理解されたい。例えば、かご型化合物が比較的疎水性である場合、親水性置換基を導入して親水性溶媒への溶解性を向上させることができ、またはその逆も可能である。したがって、極性が望まれる場合には、極性側基をかご型化合物に導入することができる。適切な置換基としては、熱不安定性基、ならびに求核性基および求電子性基もさらに挙げることができる。官能基がかご型化合物内で利用可能となることも好適である(例えば、架橋反応、誘導体化反応を促進するなど)。かご型化合物が誘導体化される場合、誘導体化として特に考慮されるものは、かご型化合物のハロゲン化であり、特に好ましいハロゲンはフッ素および臭素である。 The cage compound of the present invention is not necessarily limited to the constitution with only carbon atoms, and may contain heteroatoms such as N, S, O and P. Heteroatoms may be advantageous for introducing bond angle structures that are not square, which allows for covalent bonding of arms R 1 to R 6 or R ′ 1 to R ′ 6 . It should be understood that many substituents and derivatives are suitable for the substituents and derivatization of the cage compounds of the present invention. For example, if the cage compound is relatively hydrophobic, a hydrophilic substituent can be introduced to improve solubility in a hydrophilic solvent, or vice versa. Thus, if polarity is desired, polar side groups can be introduced into the cage compound. Suitable substituents can further include thermally labile groups, as well as nucleophilic and electrophilic groups. It is also preferred that the functional group be available within the cage compound (eg, to promote cross-linking reaction, derivatization reaction, etc.). When a cage compound is derivatized, what is particularly considered for derivatization is halogenation of the cage compound, and particularly preferred halogens are fluorine and bromine.

構造2に示されるように熱硬化性モノマー(a)が、アームR’〜R’と結合するアリールを有する場合、このアリールはフェニル基を含むことが好ましく、さらにより好ましくはアリールは、セキシフェニレンを生成するフェニル基を含む。本発明の別の態様では、フェニル基(またはセキシフェニレン)以外の種々のアリール化合物も適切であり、そのような化合物としては例えば、置換および未置換の二環式および多環式芳香族化合物が挙げられる。置換および未置換二環式および多環式芳香族化合物は、熱硬化性モノマーの大型化が好ましい場合には特に好都合である。例えば、代替アリールがある方向で別の方向よりも延びていることが望ましい場合には、ナフタレン、フェナントレン、およびアントラセンが特に考慮される。代替アリールが対称的に延在することが望ましい場合には、コロネンなどの多環式アリールが考慮される。好ましい態様では、考慮される二環式および多環式アリールは、ヘテロ原子を含んでも含まなくてもよい共役芳香族系を有する。考慮されるアリールの置換および誘導体化に関しては、本明細書に記載のかご型化合物の場合と同じ考察が適用される。 When the thermosetting monomer (a) has an aryl bonded to the arms R ′ 1 to R ′ 6 as shown in structure 2, it is preferred that the aryl comprises a phenyl group, even more preferably the aryl is Contains a phenyl group that produces sexiphenylene. In another aspect of the invention, various aryl compounds other than phenyl groups (or sexiphenylene) are also suitable, such as substituted and unsubstituted bicyclic and polycyclic aromatic compounds. Is mentioned. Substituted and unsubstituted bicyclic and polycyclic aromatic compounds are particularly advantageous when enlargement of thermosetting monomers is preferred. For example, naphthalene, phenanthrene, and anthracene are specifically considered when it is desired that the alternative aryl extend in one direction than the other. Where it is desirable for the alternative aryl to extend symmetrically, a polycyclic aryl such as coronene is contemplated. In preferred embodiments, the bicyclic and polycyclic aryls considered have conjugated aromatic systems that may or may not contain heteroatoms. The same considerations apply for the aryl substitutions and derivatizations considered as for the caged compounds described herein.

アームR〜RまたはR’〜R’に関しては、R〜Rは独立にアリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルから選択されることが好ましく、R’〜R’は独立にアリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテル、ならびに置換なしから選択されることが好ましい。R〜RおよびR’〜R’に関して特に考慮されるアリールとしては、(フェニルエチニル)フェニル、フェニルエチニル(フェニルエチニル)フェニル、および(フェニルエチニル)フェニルフェニル部分を有するアリールが挙げられる。特に好ましいアリーレンエーテルとしては、(フェニルエチニルフェニル)フェニルエーテルが挙げられる。Rとして特に考慮されるアリールは、フェニル、および水素、アルキル、アリール、またはハロゲンで置換されたフェニルなどの置換アリールである。 With respect to the arms R 1 to R 6 or R ′ 1 to R ′ 6 , R 1 to R 6 are preferably independently selected from aryl, branched aryl, and arylene ether, and R ′ 1 to R ′ 6 are independently Are preferably selected from aryl, branched aryl, and arylene ethers, and no substitution. Aryl specifically contemplated for R 1 -R 6 and R ′ 1 -R ′ 6 include (phenylethynyl) phenyl, phenylethynyl (phenylethynyl) phenyl, and aryl having a (phenylethynyl) phenylphenyl moiety. . Particularly preferred arylene ethers include (phenylethynylphenyl) phenyl ether. Aryl specifically contemplated as R 7 is phenyl and substituted aryl such as phenyl substituted with hydrogen, alkyl, aryl, or halogen.

本発明の別の態様では、アームR〜RおよびR’〜R’が反応性基を含み、熱硬化性成分の重合が反応性基の関与する反応を含むのであれば、熱硬化性成分の適切なアームはアリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルに限定される必要はない。例えば、考慮されるアームは、炭素原子であってもなくてもよい6個以下の原子を有する比較的短いものであってもよい。最終製品または材料に空隙または孔隙が望ましく、必要な孔隙の大きさが比較的小さい場合には、このような短いアームは特に好都合となりうる。対照的に、特に長いアームが好ましい場合、アームは7個から40個またはそれを超える数の原子を有するオリゴマーまたはポリマーを含んでよい。これらの長いアームは、材料安定性、熱安定性、または多孔質を意図する場合には、より短いアームよりも好都合となりうる。さらに、意図される熱硬化性モノマーと共有結合するアームの長さおよび化学組成は1種類のモノマー中で変化してもよい。例えば、重合中に特定の方向での寸法増加を促進するために、かご型化合物は2本の比較的短いアームと2本の比較的長いアームを有してよい。別の例では、レジオ選択的誘導体化反応を促進するため、かご型化合物は別の2本のアームとは化学的に異なる2本のアームを有してよい。 In another aspect of the invention, if the arms R 1 to R 6 and R ′ 1 to R ′ 6 contain reactive groups and the polymerization of the thermosetting component contains a reaction involving reactive groups, The appropriate arms of the curable component need not be limited to aryls, branched aryls, and arylene ethers. For example, the arms considered may be relatively short with 6 or fewer atoms, which may or may not be carbon atoms. Such short arms can be particularly advantageous when voids or pores are desired in the final product or material and the required pore size is relatively small. In contrast, if a particularly long arm is preferred, the arm may comprise an oligomer or polymer having from 7 to 40 or more atoms. These long arms may be advantageous over shorter arms when intended for material stability, thermal stability, or porosity. Furthermore, the length and chemical composition of the arm covalently bonded to the intended thermosetting monomer may vary in one type of monomer. For example, a cage compound may have two relatively short arms and two relatively long arms to facilitate dimensional increase in a particular direction during polymerization. In another example, the cage compound may have two arms that are chemically different from the other two arms to facilitate the regioselective derivatization reaction.

熱硬化性成分のすべてのアームが少なくとも1つの反応性基を有することが好ましいが、別の態様ではすべてのアームが反応性基を有する必要はない。例えば、かご型化合物が4本のアームを有し、3本または2本のアームのみが反応性基を有してもよい。あるいは、熱硬化性成分中のアリールは3本のアームを有し、そのうちの2本または1本のアームのみが反応性基を有してもよい。アームの化学的性質および所望の最終製品の品質に応じて、アームR〜RおよびR’〜R’のそれぞれの反応性基の数は大きく変動させることが可能である場合が多い。さらに、アームの主鎖、側鎖、または末端を含むアームの任意の部分に反応性基は存在してよい。特に注意すべきことには、熱硬化性成分(a)中の反応性基の数は、架橋度を調整するための道具として利用することができる。例えば、比較的低い架橋度が望ましい場合、考慮される熱硬化性モノマーはわずか1つまたは2つの反応性基を有して、これらはある1本のアームに存在してもしなくてもよい。一方、比較的高い架橋度が必要な場合、3つ以上の反応性基がモノマーに存在してよい。好ましい反応性基としては、求電子性基および求核性基が挙げられ、より好ましい基は付加環化反応に関与しうる基であり、特に好ましい反応性基はエチニル基である。 Although it is preferred that all arms of the thermosetting component have at least one reactive group, in another embodiment, not all arms need to have a reactive group. For example, the cage compound may have 4 arms and only 3 or 2 arms may have a reactive group. Alternatively, the aryl in the thermosetting component has 3 arms, of which only 2 or 1 arm may have a reactive group. Depending on the chemistry of the arm and the desired end product quality, the number of reactive groups on each of the arms R 1 to R 6 and R ′ 1 to R ′ 6 can often vary greatly. . Furthermore, a reactive group may be present in any part of the arm including the main chain, side chain, or end of the arm. Of particular note, the number of reactive groups in the thermosetting component (a) can be used as a tool to adjust the degree of crosslinking. For example, if a relatively low degree of crosslinking is desired, the thermoset monomers considered have only one or two reactive groups, which may or may not be present on a single arm. On the other hand, if a relatively high degree of crosslinking is required, more than two reactive groups may be present in the monomer. Preferred reactive groups include electrophilic groups and nucleophilic groups, more preferred groups are groups that can participate in cycloaddition reactions, and particularly preferred reactive groups are ethynyl groups.

アーム中の反応性基以外に、官能基などの他の基がアームに含まれてもよい。例えば、熱硬化性モノマーをポリマーに重合した後で特定の官能性(例えば、熱不安定性部分)が付与されることが望ましい場合、このような官能性を官能基に共有結合させることができる。   In addition to the reactive group in the arm, other groups such as a functional group may be included in the arm. For example, if it is desired that a particular functionality (eg, a thermolabile moiety) be imparted after polymerizing a thermosetting monomer into a polymer, such functionality can be covalently attached to the functional group.

熱硬化性成分(a)は、多くの種類の機構で重合させることができ、重合の実際の機構は、主にその重合法が関与する反応性基に依存する。したがって、考慮される機構としては、求核性、求電子性、および芳香族の置換反応、付加反応、脱離反応、ラジカル重合反応、ならびに付加環化反応が挙げられ、特に好ましい重合機構は、少なくとも1つのアームに存在する少なくとも1つのエチニル基が関与する付加環化である。例えば、アリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルから選択されるアームを有し、これらのアリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルの少なくとも3つが1つのエチニル基を有する熱硬化性成分(a)の場合、熱硬化性成分(a)の重合は少なくとも2つのエチニル基の付加環化反応(すなわち化学反応)を含みうる。別の例では、アリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルのアームのすべてが1つのエチニル基を有する熱硬化性モノマー(a)の場合、重合法はこれらのエチニル基の付加環化反応(すなわち化学反応)を含みうる。別の例では、付加環化反応(例えば、ディールス−アルダー(Diels−Alder)反応)は、熱硬化性モノマー(a)の少なくとも1本のアームのエチニル基と、ポリマーに存在するジエン基との間で起こりうる。さらに、熱硬化性成分(a)の重合は、別の分子(例えば架橋剤)を使用せずに実施可能であり、熱硬化性モノマー(a)の反応性基の間の付加環化反応ではこれが好ましい。しかし、本発明の別の態様では、熱硬化性成分(a)を共有結合させてポリマーを生成するために架橋剤を利用することができる。このような共有結合は、反応性基とポリマーの間、または官能基とポリマーの間のいずれかで起こりうる。   The thermosetting component (a) can be polymerized by many types of mechanisms, and the actual mechanism of polymerization mainly depends on the reactive groups involved in the polymerization process. Thus, the mechanisms considered include nucleophilic, electrophilic, and aromatic substitution reactions, addition reactions, elimination reactions, radical polymerization reactions, and cycloaddition reactions, and particularly preferred polymerization mechanisms are: Cycloaddition involving at least one ethynyl group present in at least one arm. For example, when the thermosetting component (a) has an arm selected from aryl, branched aryl, and arylene ether, and at least three of these aryl, branched aryl, and arylene ether have one ethynyl group, Polymerization of the curable component (a) can include a cycloaddition reaction (ie, chemical reaction) of at least two ethynyl groups. In another example, if the aryl, branched aryl, and arylene ether arms are all thermosetting monomers (a) having one ethynyl group, the polymerization process may be a cycloaddition reaction (ie, chemical reaction) of these ethynyl groups. ). In another example, the cycloaddition reaction (eg, the Diels-Alder reaction) is performed between the ethynyl group of at least one arm of the thermosetting monomer (a) and the diene group present in the polymer. Can happen between. Furthermore, the polymerization of the thermosetting component (a) can be carried out without using another molecule (for example, a crosslinking agent), and in the cycloaddition reaction between the reactive groups of the thermosetting monomer (a). This is preferred. However, in another aspect of the present invention, a crosslinking agent can be utilized to covalently bond the thermosetting component (a) to produce a polymer. Such covalent bonding can occur either between the reactive group and the polymer or between the functional group and the polymer.

熱硬化性成分(a)の重合機構に依存して、反応条件は大きく変動しうる。例えば、少なくとも1本のアームのエチニル基を使用する付加環化反応でモノマーが重合される場合、熱硬化性モノマーを約250℃以上に約45分間加熱すると多くの場合に十分となる。対照的に、ラジカル反応によってモノマーが重合される場合、ラジカル開始剤の添加は適当であってよい。好ましい重合方法および技術は実施例に記載している。   Depending on the polymerization mechanism of the thermosetting component (a), the reaction conditions can vary greatly. For example, if the monomer is polymerized in a cycloaddition reaction using at least one arm ethynyl group, heating the thermosetting monomer to about 250 ° C. or more for about 45 minutes is often sufficient. In contrast, if the monomer is polymerized by a radical reaction, the addition of a radical initiator may be appropriate. Preferred polymerization methods and techniques are described in the examples.

熱硬化性成分は、末端を含むポリマー主鎖の任意の位置に存在してよいし、またはポリマー側鎖として存在してもよい。   The thermosetting component may be present at any position in the polymer backbone including the ends, or may be present as a polymer side chain.

考慮されるポリマーとしては、ポリイミド、ポリスチレン、ポリアミドなどの多種多様なポリマーが挙げられる。しかし、特に考慮されるポリマーとしては、ポリアリーレンが挙げられ、より好ましくはポリ(アリーレンエーテル)である。さらにより好ましい態様では、ポリマーは、少なくとも一部は熱硬化性モノマーから生成され、熱硬化性成分の異性体から全体的に生成されることが特に考慮される。   Polymers considered include a wide variety of polymers such as polyimide, polystyrene, polyamide and the like. However, particularly contemplated polymers include polyarylene, more preferably poly (arylene ether). In an even more preferred embodiment, it is specifically contemplated that the polymer is produced at least in part from a thermosetting monomer and entirely from isomers of the thermosetting component.

図4に示される特に考慮されるアーム延長方法(図中のAdはアダマンタン基またはジアマンタン基を表している)では、フェニルアセチレンが出発物質であり、これをTBPA(前出)と反応させると(1)、1,3,5,7−テトラキス[3’/4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタン(TPEPA)が生成する。あるいは、フェニルアセチレンを4−(フェニルエチニル)フェニルブロミドに転化させて(2)、続いてこれをトリメチルシリルアセチレン(TMSA)と反応させると(3)、4−(フェニルエチニル)フェニルアセチレンが生成する。次に、TBPAを4−(フェニルエチニル)フェニルアセチレンと反応させて(4)、1,3,5,7−テトラキス{3’/4’−[4”−(フェニルエチニル)フェニルエチニル]フェニル}アダマンタン(TPEPEPA)を生成することができる。さらなる延長反応では、4−(フェニルエチニル)フェニルアセチレンを1−ブロモ−4−ヨードベンゼンと反応させると(5)、4−[4’−(フェニルエチニル)フェニルエチニル]フェニルブロミドが生成し、これはさらに4−[4’−(フェニルエチニル)フェニルエチニル]アセチレンに転化する(6)。こうして合成された4−[4’−(フェニルエチニル)フェニルエチニル]アセチレンをTBAと反応させて(7)、1,3,5,7−テトラキス−{3’/4’−[4”−(4”’−(フェニルエチニル)フェニルエチニル)フェニルエチニル]フェニル}アダマンタンを生成することができる。   In the particularly considered arm extension method shown in FIG. 4 (Ad represents an adamantane or diamantane group), phenylacetylene is the starting material, which is reacted with TBPA (supra) ( 1) 1,3,5,7-tetrakis [3 ′ / 4 ′-(phenylethynyl) phenyl] adamantane (TPEPA) is produced. Alternatively, phenylacetylene is converted to 4- (phenylethynyl) phenylbromide (2), which is then reacted with trimethylsilylacetylene (TMSA) (3) to produce 4- (phenylethynyl) phenylacetylene. Next, TBPA is reacted with 4- (phenylethynyl) phenylacetylene (4) and 1,3,5,7-tetrakis {3 ′ / 4 ′-[4 ″-(phenylethynyl) phenylethynyl] phenyl} In a further extension reaction, 4- (phenylethynyl) phenylacetylene can be reacted with 1-bromo-4-iodobenzene (5) to give 4- [4 ′-(phenylethynyl). ) Phenylethynyl] phenyl bromide, which is further converted to 4- [4 ′-(phenylethynyl) phenylethynyl] acetylene (6), thus synthesized 4- [4 ′-(phenylethynyl) phenylethynyl. Acetylene is reacted with TBA (7) to give 1,3,5,7-tetrakis- {3 '/ 4'-[4 " Can generate - (4 '' (phenylethynyl) phenylethynyl) phenylethynyl] phenyl} adamantane.

本発明は、(a)ペンダントかご型構造を有するポリマー−[OR24(R25OR26]n−(式中、R24は−Cであり、R25はアダマンタン、ジアマンタン、(C)p(アダマンタン)、または(C)p(ジアマンタン)であり、m=1〜3であり、n=1〜10であり、p=0または1であり、R26は、2,3,4,5−(テトラフェニル)シクロジエノン−1または The present invention relates to (a) a polymer having a pendant cage structure— [OR 24 (R 25 ) m OR 26 ] n— (wherein R 24 is —C 6 H 3 , R 25 is adamantane, diamantane, a (C 6 H 5) p (adamantane), or (C 6 H 5) p (diamantane), an m = 1 to 3, a n = 1 to 10 3, a p = 0 or 1, R 26 represents 2,3,4,5- (tetraphenyl) cyclodienone-1 or

の基である)と、
(b)少なくとも二官能性の化合物を含む接着促進剤と、
を含むスピンオン低誘電率ポリマーであって、前記二官能性は同種または異種であってよく、第1の官能性は前記ペンダントかご型構造を有するポリマーと相互作用可能であり、組成物が基板に適用される場合に、第2の官能性は前記基板と相互作用可能であるスピンオン低誘電率ポリマーも提供する。好ましくは、接着促進剤(b)は、前述の(i)ポリカルボシラン、(ii)シラン、(iii)フェノール−ホルムアルデヒド樹脂またはオリゴマー、(iv)グリシジルエーテル、(v)不飽和カルボン酸エステル、または(vi)ビニル環状オリゴマーまたはポリマーから選択される。
Base)
(B) an adhesion promoter comprising at least a bifunctional compound;
Wherein the bifunctionality may be the same or different, the first functionality is capable of interacting with the polymer having the pendant cage structure, and the composition is applied to the substrate When applied, the second functionality also provides a spin-on low dielectric constant polymer that can interact with the substrate. Preferably, the adhesion promoter (b) comprises (i) polycarbosilane, (ii) silane, (iii) phenol-formaldehyde resin or oligomer, (iv) glycidyl ether, (v) unsaturated carboxylic acid ester, Or (vi) selected from vinyl cyclic oligomers or polymers.

前述したように、本発明は、(a)第1の芳香族部分および第1の反応性基を有する第1の主鎖、第2の芳香族部分および第2の反応性基を有する第2の主鎖(前記第1および第2の主鎖は架橋反応において前記第1および第2の反応性基によって架橋する)、ならびに前記第1および第2の主鎖の少なくとも1つと共有結合するかご型構造(前記かご型構造は少なくとも8個の原子を有する)、ならびに(b)少なくとも二官能性である化合物を含む接着促進剤、を含むスピンオン低誘電率材料であって、前記二官能性は同種または異種であってよく、第1の官能性は前記第1および第2の主鎖と相互作用可能であり、組成物が基板に適用される場合に、第2の官能性は前記基板と相互作用可能であるスピンオン低誘電率材料も提供する。   As described above, the present invention provides (a) a first main chain having a first aromatic moiety and a first reactive group, a second aromatic moiety and a second having a second reactive group. (The first and second main chains are cross-linked by the first and second reactive groups in a cross-linking reaction), and a cage covalently bonded to at least one of the first and second main chains A spin-on low dielectric constant material comprising: a mold structure (wherein the cage structure has at least 8 atoms); and (b) an adhesion promoter comprising a compound that is at least difunctional. The first functionality can interact with the first and second backbones, and when the composition is applied to a substrate, the second functionality is with the substrate. Also provided are spin-on low dielectric constant materials that are capable of interacting.

構造3AからB(主鎖の1つの繰り返し単位のみが示されている)に示されるように、少なくとも1つの主鎖が、かご型構造としてそれぞれ2つのペンダントアダマンタン基を有するポリ(アリーレンエーテル)を含んでよい。好ましい架橋条件は、ポリ(アリーレンエーテル)主鎖を約200℃から250℃またはそれを超える温度に約30分間から180分間加熱することである。構造3Bは、後述の実施例1から3に概略が示される方法で合成することができる。   As shown in structures 3A to B (only one repeat unit of the main chain is shown), at least one main chain is a poly (arylene ether) having two pendant adamantane groups each as a cage structure. May include. Preferred cross-linking conditions are to heat the poly (arylene ether) backbone to a temperature of about 200 ° C. to 250 ° C. or higher for about 30 minutes to 180 minutes. Structure 3B can be synthesized by the method outlined in Examples 1 to 3 below.

第1および第2の芳香族部分はフェニル基を含み、第1および第2の反応性基はそれぞれがエチニル、テトラサイクロン、またはエチニルとテトラサイクロン部分の両方であり、これらの基がディールス−アルダー反応で主鎖を架橋させる。   The first and second aromatic moieties comprise phenyl groups, and the first and second reactive groups are each ethynyl, tetracyclone, or both ethynyl and tetracyclone moieties, and these groups are Diels-Alder The main chain is cross-linked by the reaction.

別の実施形態では、主鎖がポリ(アリーレンエーテル)に限定される必要はなく、最終低誘電率材料に望まれる物理化学的性質に依存して大きく変化させることができる。したがって、比較的高いTgが望ましい場合には、ケイ酸塩(SiO)および/またはアルミン酸塩(Al)を含む無機ポリマーなどの無機材料が特に考慮される。可撓性、加工の容易さ、または低応力/TCEなどが必要とされる場合には、有機ポリマーが考慮される。例えば、個々の用途によって異なるが、考慮される有機主鎖としては、ポリイミド、ポリアミド、およびポリエステルが挙げられる。 In another embodiment, the backbone need not be limited to poly (arylene ether) and can vary greatly depending on the physicochemical properties desired in the final low dielectric constant material. Thus, inorganic materials such as inorganic polymers including silicates (SiO 2 ) and / or aluminates (Al 2 O 3 ) are specifically considered when a relatively high Tg is desired. Organic polymers are considered where flexibility, ease of processing, or low stress / TCE are required. For example, depending on the particular application, the organic backbones considered include polyimides, polyamides, and polyesters.

第1および第2のポリマー主鎖の鎖長は、分子量が約1000〜10000の低分子量ポリマーで構成されることが好ましいが、繰り返し単位が5個以下〜数万またはそれを超える数までを変動してよい。好ましい主鎖は、芳香族置換反応によりモノマーから合成され、合成経路の例が図5および6に示される。さらに、場合によって主鎖は、分岐、高度分岐、または少なくとも部分的な架橋が存在してもよい。あるいは、主鎖はモノマーからその場で合成されてもよい。適切なモノマーとしては好ましくは芳香族ビスフェノール化合物およびジフルオロ芳香族化合物を挙げることができ、これらの化合物には0〜約20個のかご型構造が組み込まれてよい。   The chain length of the first and second polymer main chains is preferably composed of a low molecular weight polymer having a molecular weight of about 1000 to 10,000, but varies from 5 or less to tens of thousands or more. You can do it. A preferred backbone is synthesized from the monomer by an aromatic substitution reaction and examples of synthetic routes are shown in FIGS. Further, in some cases, the main chain may be branched, highly branched, or at least partially cross-linked. Alternatively, the backbone may be synthesized in situ from the monomer. Suitable monomers preferably include aromatic bisphenol compounds and difluoroaromatic compounds, which may incorporate from 0 to about 20 cage structures.

また、適切な熱硬化性成分(a)は、構造1Aおよび1Bまたは4Aおよび4Bに概略が示されるように四面体構造を有してもよい。一般構造1Aおよび1Bでは、熱硬化性モノマーはかご型構造Yを有し、側鎖R〜Rの少なくとも2つは芳香族部分および反応性基を有し、第1のモノマーの少なくとも1つの反応性基は、第2のモノマーの少なくとも1つの反応性基と反応して低誘電率ポリマーを生成する。一般構造4Aでは、かご型構造(好ましくはアダマンタン)が、重合に関与しうる4つの芳香族部分と結合し、式中のR〜Rは同種でも異種でもよい。R、R、R、およびRの少なくとも1つは少なくとも2種類の異性体を有する。一般構造4Bでは、好ましくはアダマンタンである各かご型構造が、重合に関与しうる3つの芳香族部分と結合し、式中のR〜Rはは同種でも異種でもよく、これらの2つのかご型構造はアリールまたは置換アリールによって結合する。R、R、R、R、R、およびRの少なくとも1つは少なくとも2種類の異性体を有する。好ましくは、Rに関してアダマンタンの少なくとも2種類の異性体が存在する。 Suitable thermosetting components (a) may also have a tetrahedral structure as outlined in structures 1A and 1B or 4A and 4B. In the general structures 1A and 1B, the thermosetting monomer has a cage structure Y, at least two of the side chains R 1 to R 6 have an aromatic moiety and a reactive group, and at least one of the first monomers One reactive group reacts with at least one reactive group of the second monomer to produce a low dielectric constant polymer. In the general structure 4A, a cage structure (preferably adamantane) is bonded to four aromatic moieties that can participate in polymerization, and R 1 to R 4 in the formula may be the same or different. At least one of R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 has at least two isomers. In general structure 4B, each cage structure, preferably adamantane, is bonded to three aromatic moieties that can participate in polymerization, wherein R 1 to R 6 may be the same or different, and these two The cage structure is linked by aryl or substituted aryl. At least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 has at least two isomers. Preferably, at least two isomers of adamantane with respect to R 7 are present.

四面体構造を有するモノマーが使用される場合、かご型構造は三次元構造で4本の主鎖と共有結合する。四面体構造を有する代表的なモノマーとその合成を図3Aに示す。かご型構造として置換または未置換アダマンタンを有する化合物にモノマーが限定される必要はなく、任意のシクロアルキルまたはシクロアルキレン構造、キュバン、置換または未置換ジアマンタン、またはフラーレンをかご型構造として含んでもよいことにさらに注意されたい。考慮される置換基としては、アルキル、アリール、ハロゲン、および官能基が挙げられる。例えば、アダマンタンは、−CF3基、1個から10個の炭素原子を有する第3級アルキル基、フェニル基、−COOH、−NO、あるいは−F、−Cl、または−Brで置換されてよい。したがって、かご型構造の化学的性質に依存するが、4つの芳香族部分以外に種々の基がかご型構造と結合してよい。例えば、かご型構造を介して比較的低い架橋度が得られることが望ましい場合、1個から3個の芳香族部分がかご型構造と結合することができ、芳香族部分は架橋のための反応性基を含む場合も含まない場合もある。より高い架橋度が好ましい場合には、4個以上の芳香族部分がかご型構造と結合することができ、芳香族部分のすべてまたはほとんどすべてが1つ以上の反応性基を有する。さらに、中央かご型構造に結合した芳香族部分は他のかご型構造を有してもよく、このかご型構造は中央のかご型構造と同種であってもよいし、完全に異なっていてもよい。例えば、考慮されるモノマーは、フラーレンかご型構造であってよく、この場合には非常に多数の芳香族部分と芳香族部分中のジアマンタンとを有することができる。したがって、考慮されるかご型構造は、第1および第2の主鎖と共有結合することができ、3つ以上の主鎖と共有結合することもできる。 When a monomer having a tetrahedral structure is used, the cage structure is a three-dimensional structure and is covalently bonded to four main chains. A representative monomer having a tetrahedral structure and its synthesis are shown in FIG. 3A. The monomer need not be limited to a compound having a substituted or unsubstituted adamantane as a cage structure, and may contain any cycloalkyl or cycloalkylene structure, cubane, substituted or unsubstituted diamantane, or fullerene as a cage structure Please note further. Substituents that are considered include alkyl, aryl, halogen, and functional groups. For example, adamantane, --CF3 group, tertiary alkyl group having 1-10 carbon atoms, a phenyl group, -COOH, -NO 2, or -F, may be substituted with -Cl or -Br, . Thus, depending on the chemistry of the cage structure, various groups other than the four aromatic moieties may be attached to the cage structure. For example, if it is desired to obtain a relatively low degree of crosslinking via a cage structure, 1 to 3 aromatic moieties can be combined with the cage structure, and the aromatic moiety is a reaction for crosslinking. It may or may not contain a sex group. If a higher degree of crosslinking is preferred, 4 or more aromatic moieties can be combined with the cage structure, and all or almost all of the aromatic moieties have one or more reactive groups. In addition, the aromatic moiety attached to the central cage structure may have other cage structures, which may be the same as or completely different from the central cage structure. Good. For example, the monomer considered may be a fullerene cage structure, in which case it may have a very large number of aromatic moieties and diamantane in the aromatic moieties. Thus, the considered cage structure can be covalently bonded to the first and second backbones and can be covalently bonded to more than two backbones.

芳香族部分の化学的性質に関して、適切な芳香族部分はフェニル基を含み、より好ましくはフェニル基および反応性基を含む。例えば、芳香族部分はトラン基すなわち(フェニルエチニルフェニル)基、または置換トランを含んでもよく、置換トランは、二重結合などの炭素−炭素結合、または炭素−非炭素原子結合によってトランと結合する別のフェニル基を含んでよく、エチニル基、エーテル基、ケト基、またはエステル基を含んでよい。   With respect to the chemical nature of the aromatic moiety, suitable aromatic moieties include phenyl groups, and more preferably include phenyl groups and reactive groups. For example, the aromatic moiety may comprise a tolan group, ie a (phenylethynylphenyl) group, or a substituted tolan, which is linked to the tolan by a carbon-carbon bond, such as a double bond, or a carbon-non-carbon atom bond. Another phenyl group may be included and may include an ethynyl group, an ether group, a keto group, or an ester group.

図7に例示されるようにペンダントかご型構造を有するモノマーも考慮され、この図ではジアマンタン基がペンダント基として使用されている。しかし、ペンダントかご型構造は2つのジアマンタン構造に限定されるものではない。意図される別のかご型構造としては、化学的に妥当な組み合わせの一置換および多置換のアダマンタン基、ジアマンタン基、およびフラーレンが挙げられる。置換基は、特定の溶解性、酸化安定性、またはその他の物理化学的性質が望ましい場合にかご型構造に導入することができる。したがって、考慮される置換基としては、ハロゲン、アルキル、アリール、およびアルケニル基が挙げられるが、エステル、酸基、ニトロおよびアミノ基などの官能基および極性基も挙げられる。   Monomers having a pendant cage structure as illustrated in FIG. 7 are also considered, in which the diamantane group is used as the pendant group. However, the pendant cage structure is not limited to two diamantane structures. Alternative cage structures contemplated include chemically reasonable combinations of mono- and polysubstituted adamantane groups, diamantane groups, and fullerenes. Substituents can be introduced into a cage structure where specific solubility, oxidative stability, or other physicochemical properties are desired. Thus, the considered substituents include halogen, alkyl, aryl, and alkenyl groups, but also include functional and polar groups such as ester, acid groups, nitro and amino groups.

主鎖が同種である必要はないことも理解すべきである。別の実施形態のある態様では、低誘電率材料が、芳香族部分、反応性基、および主鎖と結合するかご型化合物を有する第1および第2の主鎖を含むのであれば、低誘電率材料を製造するために2種類以上の化学的に異なる主鎖を使用することができる。   It should also be understood that the main chain need not be homogeneous. In an aspect of another embodiment, if the low dielectric constant material includes first and second backbones having an aromatic moiety, a reactive group, and a cage compound attached to the backbone, the low dielectric constant Two or more chemically different backbones can be used to produce the rate material.

反応性基に関して、外部架橋剤を使用せずに反応性基が第1および第2の主鎖と架橋可能であるなら、エチニル基およびテトラサイクロン基以外の多くの反応性基を使用することができる。例えば、適切な反応性基としてベンゾシクロブテニルが挙げられる。別の例では、第1の反応性基は求電子体を含むことができ、第2の反応性基は求核体を含むことができる。さらに、反応性基数は、(a)第1および第2の反応性基の反応性、(b)第1および第2の主鎖の間の架橋の強さ、ならびに(c)低誘電性材料中の所望の架橋度に大きく依存する。例えば、第1および第2の反応性基に立体障害が存在する場合(例えば、2つの誘導体化フェニル環の間のエチニル基)、ある程度2つの主鎖を架橋させるために比較的多数の反応性基が必要となりうる。同様に、水素結合またはイオン結合などの比較的弱い結合が反応性基間に形成される場合も、安定な架橋を形成するために、比較的多数の反応性基が必要となりうる。   With respect to reactive groups, many reactive groups other than ethynyl and tetracyclone groups can be used if the reactive group is crosslinkable with the first and second backbones without the use of an external crosslinker. it can. For example, a suitable reactive group includes benzocyclobutenyl. In another example, the first reactive group can include an electrophile and the second reactive group can include a nucleophile. In addition, the number of reactive groups includes (a) the reactivity of the first and second reactive groups, (b) the strength of the bridge between the first and second main chains, and (c) the low dielectric material. It depends greatly on the desired degree of cross-linking. For example, if there is steric hindrance in the first and second reactive groups (eg, an ethynyl group between two derivatized phenyl rings), a relatively large number of reactivities to bridge some of the two backbones Groups may be required. Similarly, when relatively weak bonds such as hydrogen bonds or ionic bonds are formed between reactive groups, a relatively large number of reactive groups may be required to form a stable bridge.

一方の主鎖中の反応性基がもう一方の主鎖の同種の反応性基と反応可能である場合には、1種類のみの反応性基が必要となりうる。例えば、2つの個別の同種の主鎖上にあるエチニル基は、付加型および付加環化型反応で反応して架橋構造を形成することができる。   If a reactive group in one main chain can react with the same type of reactive group in the other main chain, only one type of reactive group may be required. For example, ethynyl groups on two separate and homogeneous backbones can react in addition and cycloaddition reactions to form a crosslinked structure.

反応性基数は、分子間架橋と分子内架橋の比にも影響を与えうることも理解されたい。例えば、第1および第2の主鎖中に比較的高濃度の反応性基が存在し、両主鎖が比較的低濃度であると、分子内反応が起こりやすい。同様に、第1および第2の主鎖中に比較的低濃度の反応性基が存在し、両主鎖が比較的高濃度であれば、分子間反応が起こりやすい。分子内反応と分子間反応の間のバランスは、主鎖間の異種の反応性基の分布の影響も受けうる。分子間反応が望ましい場合には、第1の主鎖上にはある種類の反応性基が存在し、第2の主鎖上には別の種類の反応性基が存在してよい。さらに、異なる条件(例えば、2種類の異なる温度)で連続的な架橋が望ましい場合には、さらに第3および第4の反応性基を使用することもできる。   It should also be understood that the number of reactive groups can also affect the ratio of intermolecular and intramolecular crosslinks. For example, when a relatively high concentration of reactive groups is present in the first and second main chains and both main chains are at a relatively low concentration, an intramolecular reaction tends to occur. Similarly, if there are relatively low concentrations of reactive groups in the first and second main chains and both main chains are at a relatively high concentration, intermolecular reactions are likely to occur. The balance between intramolecular reactions and intermolecular reactions can also be influenced by the distribution of heterogeneous reactive groups between the main chains. If an intermolecular reaction is desired, one type of reactive group may be present on the first main chain and another type of reactive group may be present on the second main chain. In addition, third and fourth reactive groups can also be used if continuous crosslinking is desired under different conditions (eg, two different temperatures).

好ましい主鎖の反応性基は付加型反応によって反応するが、他の反応性基の化学的性質に依存して、求核性および求電子性の置換または脱離、ラジカル反応などの多くの他の反応も考慮される。さらに別の反応としては、静電結合、イオン結合、および水素結合などの非共有結合の形成を挙げることもできる。したがって、同一の主鎖または2つの主鎖上に存在しうる同種または異種の反応性基の間に形成される共有結合または非共有結合によって、第1および第2の主鎖の架橋が起こりうる。   Preferred backbone reactive groups react by addition-type reactions, but many others such as nucleophilic and electrophilic substitution or elimination, radical reactions, etc., depending on the chemical nature of the other reactive groups. This reaction is also considered. Yet another reaction may include the formation of non-covalent bonds such as electrostatic bonds, ionic bonds, and hydrogen bonds. Thus, the first and second backbones can be cross-linked by covalent or non-covalent bonds formed between the same or different reactive groups that may be present on the same backbone or on two backbones. .

別の実施形態のさらに別の態様では、かご型構造が少なくとも8個の原子を有するのであれば、かご型構造は、ジアマンタン、架橋クラウンエーテル、キュバン、またはフラーレンなどのアダマンタン以外の構造を含んでよい。適切なかご型構造の選択は、かご型構造の立体的な要求の所望の程度によって決定される。比較的小さなかご型構造が好ましい場合には、1つのアダマンタン基またはジアマンタン基で十分となりうる。アダマンタン基およびジアマンタン基を有する主鎖の考慮される構造が図8Aおよび8Bに示される。大きなかご型構造の場合はフラーレンを含むことができる。別の種類の主鎖は、1種類のかご型構造に限定される必要はないことも理解すべきである。適切な主鎖、2〜5個のかご型構造、またはその他の分子、さらには種類の異なるかご型構造を含んでもよい。例えば、フラーレンはポリマー主鎖の一端または両端に加えることができ、ジアマンタン基は主鎖の他の部分に配置される。さらに、より多数のかご型構造が望ましい場合は、オリゴマー化およびポリマー化かご型構造などの誘導体化かご型構造または複数のかご型構造も考慮される。かご型構造の化学組成は炭素原子に限定される必要はなく、炭素原子以外の原子(すなわち、ヘテロ原子)を有しうることも理解すべきであり、考慮されるヘテロ原子としてはN、O、P、S、Bなどを挙げることができる。   In yet another aspect of another embodiment, if the cage structure has at least 8 atoms, the cage structure includes structures other than adamantane such as diamantane, bridged crown ether, cubane, or fullerene. Good. The selection of an appropriate cage structure is determined by the desired degree of steric demand of the cage structure. If a relatively small cage structure is preferred, one adamantane or diamantane group may be sufficient. Considered structures of the backbone with adamantane and diamantane groups are shown in FIGS. 8A and 8B. In the case of a large cage structure, fullerenes can be included. It should also be understood that another type of backbone need not be limited to one type of cage structure. It may include a suitable backbone, 2-5 cage structures, or other molecules, as well as different types of cage structures. For example, fullerenes can be added to one or both ends of the polymer backbone, and diamantane groups are located in other parts of the backbone. Furthermore, derivatized cage structures such as oligomerized and polymerized cage structures or multiple cage structures are also considered where a larger number of cage structures is desired. It should also be understood that the chemical composition of the cage structure need not be limited to carbon atoms, but may have atoms other than carbon atoms (ie, heteroatoms), and the heteroatoms considered are N, O , P, S, B and the like.

かご型構造の位置に関して、かご型構造は主鎖の種々の位置で結合しうる。例えば、主鎖の末端官能基をマスクしたり、あるいは主鎖を形成する重合反応を終了したりすることが望ましい場合、かご型構造を末端キャップとして使用することができる。末端キャップの代表的構造は図9Aおよび9Bに示される。多量のかご型構造が望ましい別の場合では、かご型構造が主鎖と共有結合するペンダント構造が考慮される。共有結合の位置は変化することができ、主鎖とかご型構造を構成する化学的性質に大きく依存する。例えば、適切な共有結合は架橋分子または官能基を伴ってもよく、他の結合は単結合または二重結合であってよい。かご型基がペンダント基である場合、2つ以上の主鎖がかご型構造と結合しうることも特に考慮される。例えば、1つのかご型構造が少なくとも2つまたは3つ以上の主鎖と結合してもよい。あるいは、かご型基は主鎖と一体となった一部となりうることも考慮される。   With respect to the position of the cage structure, the cage structure can be bonded at various positions in the main chain. For example, when it is desirable to mask the terminal functional group of the main chain or to terminate the polymerization reaction to form the main chain, a cage structure can be used as the end cap. Representative structures of end caps are shown in FIGS. 9A and 9B. In other cases where a large number of cage structures are desirable, pendant structures where the cage structure is covalently bonded to the backbone are considered. The position of the covalent bond can vary and is highly dependent on the chemical properties that make up the backbone and cage structure. For example, a suitable covalent bond may involve a bridging molecule or functional group, and the other bond may be a single bond or a double bond. It is also specifically contemplated that when the cage group is a pendant group, more than one main chain can be attached to the cage structure. For example, one cage structure may be bonded to at least two or three or more main chains. Alternatively, it is also considered that the cage group can be part of the main chain.

ここで図10を参照すると、第1の反応性基G15および第2の反応性基G25によって、第1の主鎖10が第2の主鎖20と架橋する代表的ポリマーが示されており、この架橋によって共有結合50が形成される。両方の主鎖は、少なくとも1つの芳香族部分(図示されていない)をそれぞれ有する。複数のペンダントかご型構造30は第1および第2の主鎖と共有結合しており、第1の主鎖10は末端かご型基32をさらに有する。末端かご型基32、および少なくとも1つのペンダントかご型基30は少なくとも1つの置換基R(40)を有し、置換基40はハロゲン、アルキル基、またはアリール基であってよい。それぞれのかご型構造は少なくとも8個の原子を有する。   Referring now to FIG. 10, there is shown a representative polymer in which the first main group 10 and the second main group 20 are cross-linked by the first reactive group G15 and the second reactive group G25. A covalent bond 50 is formed by this cross-linking. Both backbones each have at least one aromatic moiety (not shown). The plurality of pendant cage structures 30 are covalently bonded to the first and second main chains, and the first main chain 10 further has a terminal cage group 32. The terminal cage group 32 and at least one pendant cage group 30 have at least one substituent R (40), and the substituent 40 may be a halogen, an alkyl group, or an aryl group. Each cage structure has at least 8 atoms.

(接着促進剤(b))
接着促進剤の1つは、式(R18(R19Si(R20(R21(式中、R18、R19、R20、およびR21はそれぞれ独立に、水素、ヒドロキシル、不飽和または飽和アルキル、置換または未置換アルキルを表し、置換基は、アミノまたはエポキシ、不飽和または飽和アルコキシル、不飽和または飽和カルボン酸基、あるいはアリールであり、前記R18、R19、R20、およびR21の少なくとも2つは水素、ヒドロキシル、飽和または不飽和アルコキシル、不飽和アルキル、あるいは不飽和カルボン酸基を表し、f+g+h+i≦4である)のシランである。例としては、HC=CHSi(CHHおよびHC=CHSi(R27(式中、R27はCHO、CO、AcO、HC=CH、またはHC=C(CH)O−である)またはビニルフェニルメチルシランなどのビニルシラン、式HC=CHCH−Si(OCおよびHC=CHCH−Si(H)(OCHのアリルシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジエトキシシランおよび(3−グリシドキシプロピル)トリメトキシシランなどのグリシドキシプロピルシラン、式HC=(CH)COO(CH−Si(OR28(式中、R28はアルキルであり、好ましくはメチルまたはエチルである)のメタクリルオキシプロピルシラン、HN(CHSi(OCHCH、HN(CHSi(OH)、またはHN(CHOC(CHCH=CHSi(OCHなどのアミノプロピルシラン誘導体が挙げられる。上記シランはゲレスト(Gelest)より市販されている。
(Adhesion promoter (b))
One of the adhesion promoters has the formula (R 18 ) f (R 19 ) g Si (R 20 ) h (R 21 ) i (wherein R 18 , R 19 , R 20 , and R 21 are each independently , Hydrogen, hydroxyl, unsaturated or saturated alkyl, substituted or unsubstituted alkyl, wherein the substituent is amino or epoxy, unsaturated or saturated alkoxyl, unsaturated or saturated carboxylic acid group, or aryl, R 18 , At least two of R 19 , R 20 , and R 21 represent hydrogen, hydroxyl, saturated or unsaturated alkoxyl, unsaturated alkyl, or unsaturated carboxylic acid group, and f + g + h + i ≦ 4). Examples include H 2 C═CHSi (CH 3 ) 2 H and H 2 C═CHSi (R 27 ) 3 (wherein R 27 is CH 3 O, C 2 H 5 O, AcO, H 2 C═CH , Or H 2 C═C (CH 3 ) O—) or a vinyl silane such as vinylphenylmethylsilane, the formula H 2 C═CHCH 2 —Si (OC 2 H 6 ) 3 and H 2 C═CHCH 2 —Si (H) (OCH 3) 2 of allylsilanes, (3-glycidoxypropyl) glycidoxypropyl silane such as methyl diethoxy silane and (3-glycidoxypropyl) trimethoxysilane, formula H 2 C = (CH 3) COO (CH 2) 3 -Si (oR 28) 3 ( wherein, R 28 is alkyl, methacryloxypropyl silane preferably methyl or ethyl), 2 N (CH 2) 3 Si (OCH 2 CH 3) 3, H 2 N (CH 2) 3 Si (OH) 3 or H 2 N (CH 2) 3 OC (CH 3), 2 CH = CHSi (OCH 3 ) Aminopropylsilane derivatives such as 3 . The silane is commercially available from Gelest.

別の有用な接着促進剤は、式−[R22(OH)(R23)]−(式中、R22は置換または未置換のアルキレン、シクロアルキレン、ビニル、アリル、またはアリールであり、R23はアルキル、アルキレン、ビニレン、シクロアルキレン、アリレン、またはアリールであり、j=3〜100である)のフェノール−ホルムアルデヒド樹脂またはオリゴマーである。有用なアルキル基の例としては、−CH−および−(CH−(式中、k>1)が挙げられる。特に有用なフェノール−ホルムアルデヒド樹脂オリゴマーは分子量が1500であり、これはスケネクタディ・インターナショナル(Schenectady International)より市販されている。 Another useful adhesion promoter is of the formula — [R 22 C 6 H 2 (OH) (R 23 )] j —, where R 22 is a substituted or unsubstituted alkylene, cycloalkylene, vinyl, allyl, or R 23 is an alkyl, alkylene, vinylene, cycloalkylene, arylene, or aryl, where j = 3 to 100) phenol-formaldehyde resin or oligomer. Examples of useful alkyl groups include —CH 2 — and — (CH 2 ) k —, where k> 1. A particularly useful phenol-formaldehyde resin oligomer has a molecular weight of 1500, which is commercially available from Schenectady International.

別の有用な接着促進剤は、限定するものではないが1,1,1−トリス−(ヒドロキシフェニル)エタントリグリシジルエーテル(これはトリクエスト(TriQuest)より市販されている)などのグリシジルエーテルである。   Another useful adhesion promoter is a glycidyl ether such as, but not limited to, 1,1,1-tris- (hydroxyphenyl) ethane triglycidyl ether (which is commercially available from TriQuest). is there.

別の有用な接着促進剤は、少なくとも1つのカルボン酸基を含有する不飽和カルボン酸のエステルである。例としては、三官能性メタクリル酸エステル、三官能性アクリル酸エステル、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、およびメタクリル酸グリシジルが挙げられる。以上のものはすべてサートマー(Sartomer)より市販されている。   Another useful adhesion promoter is an ester of an unsaturated carboxylic acid containing at least one carboxylic acid group. Examples include trifunctional methacrylates, trifunctional acrylic esters, trimethylolpropane triacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, and glycidyl methacrylate. All of the above are commercially available from Sartomer.

別の有用な接着促進剤は、環状基がピリジン、芳香族、または複素環式芳香族であるビニル環状ピリジンオリゴマーまたはポリマーである。   Another useful adhesion promoter is a vinyl cyclic pyridine oligomer or polymer in which the cyclic group is pyridine, aromatic, or heteroaromatic.

有用な例としては、限定するものではないが、レイリー(Reilly)より市販される2−ビニルピリジンおよび4−ビニルピリジン、ビニル芳香族、ならびに限定するものではないがビニルキノリン、ビニルカルバゾール、ビニルイミダゾール、およびビニルオキサゾールなどのビニル複素環式芳香族が挙げられる。   Useful examples include, but are not limited to, 2-vinyl pyridine and 4-vinyl pyridine, vinyl aromatics commercially available from Reilly, and, without limitation, vinyl quinoline, vinyl carbazole, vinyl imidazole. And vinyl heterocyclic aromatics such as vinyl oxazole.

好ましくは、接着促進剤(b)は、本願と同一の譲受人に譲渡された同時係属中の米国特許出願第09/471299号(1999年12月23日提出)(この記載内容全体は本明細書に組み込まれる)に開示されるポリカルボシランである。このポリカルボシランは、式(I):   Preferably, the adhesion promoter (b) is a co-pending US patent application Ser. No. 09/471299, filed Dec. 23, 1999, assigned to the same assignee as the present application, the entire contents of which are hereby incorporated herein by reference. The polycarbosilane disclosed in US Pat. This polycarbosilane has the formula (I):

(式中、R、R14、およびR17のそれぞれは独立に、置換または未置換のアルキレン、シクロアルキレン、ビニレン、アリレン、またはアリーレンを表し、R、R10、R11、R12、R15、およびR16はそれぞれ独立に、水素原子、またはアルキル、アルキレン、ビニル、シクロアルキル、アリル、またはアリールを含む有機基を表し、線状または分岐であってよく、R13は有機ケイ素、シラニル、シロキシル、または有機基を表し、a、b、c、およびdは条件[4≦a+b+c+d≦100,000]を満たし、bおよびcおよびdがすべて0となる場合があるし、個々が0となる場合もある)のポリカルボシランである。これらの有機基は最大18個の炭素原子を含有することができるが、通常は約1個から約10個の炭素原子を含有する。有用なアルキル基としては、−CH−および−(CH)e−(式中、e>1)が挙げられる。 Wherein each of R 8 , R 14 , and R 17 independently represents a substituted or unsubstituted alkylene, cycloalkylene, vinylene, arylene, or arylene, and R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 15 and R 16 each independently represent a hydrogen atom or an organic group containing alkyl, alkylene, vinyl, cycloalkyl, allyl, or aryl, which may be linear or branched, and R 13 is organosilicon, Represents silanyl, siloxyl, or an organic group, a, b, c, and d satisfy the condition [4 ≦ a + b + c + d ≦ 100,000], and b, c, and d may all be 0, and each may be 0 In some cases). These organic groups can contain up to 18 carbon atoms, but usually contain from about 1 to about 10 carbon atoms. Useful alkyl groups include —CH 2 — and — (CH 2 ) e—, where e> 1.

本発明の好ましいポリカルボシランとしては、Rが置換または未置換アルキレンまたはフェニルであり、R基が水素原子であり、ポリカルボシラン鎖にはその他の基は存在せず、すなわちb、c、およびdがすべて0であるジヒドリドポリカルボシランが挙げられる。別の好ましい種類のポリカルボシランは、式中のR、R10、R11、R12、R15、およびR16が2個から10個の炭素原子を有する置換または未置換アルケニル基であるポリカルボシランである。アルケニル基は、エテニル、プロペニル、アリル、ブテニル、または最大で10個の炭素原子を有する任意の他の不飽和有機主鎖であってよい。アルケニル基はジエニルの性質を有するであってよく、他のアルキルまたは不飽和有機ポリマー主鎖上に付加または置換した不飽和アルケニル基が挙げられる。これらの好ましいポリカルボシランの例としては、ポリジヒドリドカルボシラン、ポリアリルヒドリジドカルボシラン、およびポリジヒドリドカルボシランとポリアリルヒドリドカルボシランのランダムコポリマーなどのジヒドリドまたはアルケニル置換ポリカルボシランが挙げられる。 Preferred polycarbosilanes of the present invention are those wherein R 8 is substituted or unsubstituted alkylene or phenyl, R 9 group is a hydrogen atom, and no other groups are present in the polycarbosilane chain, ie b, c And dihydridopolycarbosilane in which d is all 0. Another preferred class of polycarbosilanes where R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 15 , and R 16 are substituted or unsubstituted alkenyl groups having from 2 to 10 carbon atoms. Polycarbosilane. An alkenyl group can be ethenyl, propenyl, allyl, butenyl, or any other unsaturated organic backbone having up to 10 carbon atoms. Alkenyl groups may have dienyl properties, including unsaturated alkenyl groups added or substituted on other alkyl or unsaturated organic polymer backbones. Examples of these preferred polycarbosilanes include dihydrido or alkenyl substituted polycarbosilanes such as polydihydridocarbosilane, polyallylhydridocarbosilane, and random copolymers of polydihydridocarbosilane and polyallylhydridocarbosilane.

より好ましいポリカルボシランでは、式IのR基は水素原子であり、Rはメチレンであり、付随する基のb、c、およびdは0である。本発明の他の好ましいポリカルボシラン化合物は、RおよびR15が水素であり、RとR17がメチレンであり、R16がアルケニルであり、付随する基のbおよびcは0である式Iのポリカルボシランである。ポリカルボシランはこの技術分野で公知の方法で調製可能であり、ポリカルボシラン組成物の製造元からも提供されている。最も好ましいポリカルボシランでは、式(I)のR基が水素原子であり、Rは−CH−であり、b、c、およびd=0であり、a=5〜25である。これらの最も好ましいポリカルボシランは、スターファイアー・システムズ(Starfire Systems,Inc.)より入手可能である。これらの最も好ましいポリカルボシランの具体例は以下の通りである。 In a more preferred polycarbosilane, the R 9 group of formula I is a hydrogen atom, R 8 is methylene, and the associated groups b, c, and d are 0. Other preferred polycarbosilane compounds of the invention are those wherein R 9 and R 15 are hydrogen, R 8 and R 17 are methylene, R 16 is alkenyl, and the associated groups b and c are 0. Polycarbosilane of formula I. Polycarbosilanes can be prepared by methods known in the art and are also provided by manufacturers of polycarbosilane compositions. In the most preferred polycarbosilane, the R 9 group of formula (I) is a hydrogen atom, R 8 is —CH 2 —, b, c, and d = 0, and a = 5-25. These most preferred polycarbosilanes are available from Starfire Systems, Inc. Specific examples of these most preferred polycarbosilanes are as follows.

式(I)から分かるように、本発明に使用されるポリカルボシランは、c>0の場合にシロキシル基の形態の酸化基を有することができる。したがって、c>0の場合に、R13は、有機ケイ素、シラニル、シロキシル、または有機基を表す。ポリカルボシランの酸化された形態(c>0)は本発明においで非常に効率的に機能し、十分本発明の範囲内にある。同様にあきらかであるが、cは、a、b、およびdとは独立に0であってもよく、式Iのポリカルボシランの基a、b、c、およびdは条件[4<a+b+c+d<100,000]のみを満たす必要があり、bおよびcがともに0となる場合もあるし、独立に0となる場合もある。 As can be seen from formula (I), the polycarbosilane used in the present invention can have an oxidizing group in the form of a siloxyl group when c> 0. Thus, when c> 0, R 13 represents an organosilicon, silanyl, siloxyl, or organic group. The oxidized form of polycarbosilane (c> 0) functions very efficiently in the present invention and is well within the scope of the present invention. Similarly, c may be 0 independently of a, b, and d, and the groups a, b, c, and d of the polycarbosilane of formula I may satisfy the condition [4 <a + b + c + d < 100,000] only, and both b and c may be 0, or may be 0 independently.

本発明のポリカルボシランは、本発明の熱硬化性組成物(a)の重量に対して約0.5重量%から最大20重量%の少量の有効量で加えられることが好ましく、組成物の最大約5.0重量%の量が一般により好ましい。   The polycarbosilane of the present invention is preferably added in a small effective amount of about 0.5 wt.% Up to 20 wt.% Relative to the weight of the thermosetting composition (a) of the present invention. An amount of up to about 5.0% by weight is generally more preferred.

ポリカルボシランは、多くの製造元から現在市販されている出発物質を使用して従来の重合法によって生成することもできる。ポリカルボシランの合成例としては、出発物質を通常のオルガノシラン化合物から生成することができ、あるいは出発物質としてポリシロキサンを使用して、ポリシランとポリボロシロキサンの混合物を不活性雰囲気中で加熱して対応するポリマーを生成するか、あるいはポリシランと低分子量カルボシランの混合物を不活性雰囲気中で加熱して対応するポリマーを生成するか、あるいはポリシランと低分子量カルボシランの混合物を不活性雰囲気中、ポリボロジフェニルシロキサンなどの触媒の存在下で加熱し対応するポリマーを生成することができる。ポリカルボシランは、米国特許第5,153,295号(この記載内容は本明細書に組み込まれる)に報告されるグリニャール(Grignard)反応によって合成することもできる。   Polycarbosilanes can also be produced by conventional polymerization methods using starting materials that are currently commercially available from many manufacturers. As examples of the synthesis of polycarbosilane, the starting material can be produced from a normal organosilane compound, or the polysilane is used as the starting material and the mixture of polysilane and polyborosiloxane is heated in an inert atmosphere. To produce the corresponding polymer, or heat the mixture of polysilane and low molecular weight carbosilane in an inert atmosphere to produce the corresponding polymer, or mix the mixture of polysilane and low molecular weight carbosilane in an inert atmosphere Heating in the presence of a catalyst such as diphenylsiloxane can produce the corresponding polymer. Polycarbosilanes can also be synthesized by the Grignard reaction reported in US Pat. No. 5,153,295, the description of which is incorporated herein.

好ましいポリカルボシランを熱硬化性成分(a)またはポリマーと混合し、組成物を熱源または高エネルギー源に曝露することによって、得られる組成物はポリマー全体で優れた接着性を示し、コーティングのあらゆる接触面で親和性が得られる。本発明のポリカルボシランは、条線制御、粘度、および被膜均一性も向上する。目視検査によって条線制御の向上が確認できる。   By mixing the preferred polycarbosilane with the thermosetting component (a) or polymer and exposing the composition to a heat source or high energy source, the resulting composition exhibits excellent adhesion across the polymer, and any coating Affinity is obtained at the contact surface. The polycarbosilane of the present invention also improves line control, viscosity, and film uniformity. The improvement of the line control can be confirmed by visual inspection.

本発明の組成物は、別の接着促進剤、消泡剤、洗剤、難燃剤、顔料、可塑剤、安定剤、および界面活性剤などの追加成分を含むこともできる。   The compositions of the present invention may also contain additional components such as other adhesion promoters, antifoams, detergents, flame retardants, pigments, plasticizers, stabilizers, and surfactants.

(有用性)
熱硬化性成分(a)および接着促進剤(b)を含む本発明の組成物は、他の特殊な添加剤と混合することによって特殊な結果を得ることができる。このような添加剤の代表例は、場合によってはコバルトと混合されるバリウムフェライト、酸化鉄などの磁性粒子、または磁気媒体、光学媒体、またはその他の記録媒体に使用される他の金属含有粒子などの金属含有化合物;導電性シーラントとして使用される金属や炭素などの導電性粒子、導電性接着剤、導電性コーティング、電磁妨害(EMI)/無線周波数妨(RFI)遮蔽コーティング、静的散逸、および電気接点である。これらの添加剤が使用される場合、本発明の組成物はバインダーとして作用する。本発明の組成物は、金属、半導体、コンデンサ、インダクタ、導体、太陽電池、ガラスおよびガラス繊維、石英、および石英繊維の表面を不動態化するためのコーティングなど、製造、保管、または使用環境に対する保護のために使用することもできる。
(Usefulness)
The composition of the present invention comprising a thermosetting component (a) and an adhesion promoter (b) can obtain special results by mixing with other special additives. Representative examples of such additives include magnetic particles such as barium ferrite and iron oxide, possibly mixed with cobalt, or other metal-containing particles used in magnetic media, optical media, or other recording media, etc. Metal-containing compounds of: conductive particles such as metals and carbon used as conductive sealants, conductive adhesives, conductive coatings, electromagnetic interference (EMI) / radio frequency interference (RFI) shielding coatings, static dissipation, and It is an electrical contact. When these additives are used, the composition of the present invention acts as a binder. The compositions of the present invention are suitable for manufacturing, storage, or use environments such as metals, semiconductors, capacitors, inductors, conductors, solar cells, glass and glass fibers, quartz, and coatings to passivate the surfaces of quartz fibers. It can also be used for protection.

熱硬化性成分(a)および接着促進剤(b)を含む本発明の組成物は、シールおよびガスケットに有用であり、好ましくはスクリムの周囲または単独でシールまたはガスケットの層としても有用である。さらに、本発明の組成物は、ボート部品などの物体の防汚性コーティング、電気スイッチ封止剤、バスタブおよびシャワーのコーティング、防かび性コーティングの成分、あるいは難燃性、耐光性、または耐湿性を物品に付与するものとして有用である。本発明の組成物はある範囲の温度で耐性であるため、本発明の組成物は、低温貯蔵容器、オートクレーブ、およびオーブン、ならびに熱交換器、およびその他の加熱または冷却される表面、およびマイクロ波に曝露する物品の上にコーティングすることができる。   The compositions of the present invention comprising a thermosetting component (a) and an adhesion promoter (b) are useful for seals and gaskets, preferably also around the scrim or alone as a seal or gasket layer. In addition, the compositions of the present invention can be used for antifouling coatings on objects such as boat parts, electrical switch sealants, bathtub and shower coatings, components of antifungal coatings, or flame retardant, light and moisture resistant. Is useful for imparting to a product. Because the compositions of the present invention are resistant to a range of temperatures, the compositions of the present invention are suitable for cold storage containers, autoclaves and ovens, as well as heat exchangers and other heated or cooled surfaces, and microwaves. It can be coated on an article exposed to.

熱硬化性成分(a)および接着促進剤(b)を含む本発明の組成物は誘電性材料として有用である。好ましくは、本発明の誘電性材料は誘電率kが3.0未満である。   The composition of the present invention comprising a thermosetting component (a) and an adhesion promoter (b) is useful as a dielectric material. Preferably, the dielectric material of the present invention has a dielectric constant k of less than 3.0.

熱硬化性成分(a)および接着促進剤(b)を含む本発明の組成物の層は、吹き付け、ロールコーティング、浸漬コーティング、スピンコーティング、フローコーティング、またはキャスティングなどの溶液法によって形成することができ、スピンコーティングがマイクロエレクトロニクス用途には好ましい。好ましくは、本発明の組成物は溶媒に溶解される。本発明の組成物のこのような溶液に使用される好適な溶媒としては、所望の温度で揮発する任意の好適な有機分子、有機金属分子、または無機分子の純物質または混合物が挙げられる。好適な溶媒としては、非プロトン性溶媒、例えば、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、およびシクロオクタノンなどの環状ケトン、N−アルキルピロリジノン(個々でアルキルは約1個から4個の炭素原子を有する)などの環状アミド、およびN−シクロヘキシルピロリジノン、ならびにそれらの混合物などの非プロトン性溶媒が挙げられる。接着促進剤の溶解を促進し、同時にコーティング溶液として得られる溶液の粘度を効率的に制御できるのであれば、多種多様な他の有機溶媒を本発明に使用することができる。撹拌および/または加熱などの種々の促進手段を使用して、溶解を促進してもよい。その他の好適な溶媒としては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジブチルエーテル、環状ジメチルポリシロキサン、ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、2−ヘプタン、3−エトキシプロピオン酸エチル、ポリエチレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、メシチレン、アニソール、ならびにキシレン、ベンゼン、およびトルエンなどの炭化水素溶媒が挙げられる。好ましい溶媒はシクロヘキサノンである。通常、層の厚さは0.1μmから約15μmである。マイクロエレクトロニクス用の誘電性中間層の場合には、層の厚さは一般に2μm未満である。   The layer of the composition of the present invention comprising the thermosetting component (a) and the adhesion promoter (b) may be formed by solution methods such as spraying, roll coating, dip coating, spin coating, flow coating, or casting. Spin coating is preferred for microelectronic applications. Preferably, the composition of the present invention is dissolved in a solvent. Suitable solvents for use in such solutions of the compositions of the present invention include any suitable organic molecule, organometallic molecule, or pure substance or mixture of inorganic molecules that volatilizes at the desired temperature. Suitable solvents include aprotic solvents such as cyclic ketones such as cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, and cyclooctanone, N-alkylpyrrolidinone (wherein the alkyl is about 1 to 4 carbon atoms). And aprotic solvents such as N-cyclohexylpyrrolidinone, and mixtures thereof. A wide variety of other organic solvents can be used in the present invention provided they can promote dissolution of the adhesion promoter and at the same time efficiently control the viscosity of the resulting solution as a coating solution. Various facilitating means such as stirring and / or heating may be used to promote dissolution. Other suitable solvents include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, dibutyl ether, cyclic dimethylpolysiloxane, butyrolactone, γ-butyrolactone, 2-heptane, ethyl 3-ethoxypropionate, polyethylene glycol methyl ether, propylene glycol methyl ether acetate, Mention may be made of mesitylene, anisole, and hydrocarbon solvents such as xylene, benzene, and toluene. A preferred solvent is cyclohexanone. Usually the layer thickness is from 0.1 μm to about 15 μm. In the case of dielectric interlayers for microelectronics, the layer thickness is generally less than 2 μm.

好ましくは、熱硬化性成分(a)および接着促進剤(b)の組成物と溶剤とは、約30℃から約350℃の温度で約0.5時間から約60時間処理される。一般に、この処理によって、熱硬化性成分(a)と接着促進剤(b)のオリゴマーが生成し、このことはGPCにより確認される。   Preferably, the thermosetting component (a) and adhesion promoter (b) composition and solvent are treated at a temperature of about 30 ° C. to about 350 ° C. for about 0.5 hours to about 60 hours. In general, this treatment produces oligomers of thermosetting component (a) and adhesion promoter (b), which is confirmed by GPC.

本発明の組成物は、電気装置に使用可能であり、より具体的には、1つの集積回路(「IC」)チップと関連する配線における中間層として使用することができる。通常、集積回路チップは、本発明の組成物の複数の層と、金属導体の複数の層を表面に有する。集積回路チップは、別々の金属導体の間、あるいは集積回路の同じ層または表面の導体の領域間に本発明の組成物の領域を有しうる。   The compositions of the present invention can be used in electrical devices and more specifically as an intermediate layer in wiring associated with one integrated circuit (“IC”) chip. In general, an integrated circuit chip has a plurality of layers of the composition of the present invention and a plurality of layers of metal conductors on the surface. An integrated circuit chip may have regions of the composition of the present invention between separate metal conductors or between regions of the same layer or surface conductors of the integrated circuit.

本発明のポリマーのICにおける用途では、本発明の組成物の溶液が、スピンコーティングなどの従来の湿式コーティング法を使用して、半導体ウエハに適用され、スプレーコーティングやフローコーティングなどの他の公知のコーティング法を個々の場合で使用することもできる。例として、本発明の組成物のシクロヘキサノンが、導電性素子が内部に形成された基板上にスピンコーティングされ、次にコーティングされた基板の熱処理が実施される。本発明の組成物の代表的配合物は、非金属製ライニングを有する従来の装置で微量金属による汚染を防止するために清浄な取り扱いのプロトコルを厳守して、本発明の組成物をシクロヘキサノン溶媒に溶解することによって調製される。得られる溶液は、全溶液重量を基準にして、好ましくは約1重量%から約50重量%の熱硬化性成分(a)および接着促進剤(b)と、約50重量%から約99重量%の溶媒とを含み、より好ましくは約3〜約20重量%の熱硬化性成分(a)および接着促進剤(b)と、約80重量%から約97重量%の溶媒とを含む。   For IC applications of the polymer of the present invention, a solution of the composition of the present invention is applied to a semiconductor wafer using conventional wet coating methods such as spin coating, and other known methods such as spray coating and flow coating. The coating method can also be used in individual cases. By way of example, cyclohexanone of the composition of the present invention is spin coated onto a substrate having conductive elements formed therein, and then the coated substrate is heat treated. A typical formulation of the composition of the present invention adheres to a clean handling protocol to prevent contamination with trace metals in conventional equipment having a non-metallic lining, and the composition of the present invention is a cyclohexanone solvent. Prepared by dissolving. The resulting solution is preferably about 1% to about 50% by weight of thermosetting component (a) and adhesion promoter (b), and about 50% to about 99% by weight, based on the total solution weight. More preferably about 3 to about 20% by weight of thermosetting component (a) and adhesion promoter (b) and about 80% to about 97% by weight of solvent.

本発明の使用例を以下に示す。平面またはある形状の表面または基板に本発明の組成物を適用することによる層の形成は、あらゆる従来の装置、好ましくはスピンコーターを使用して実施可能であり、その理由は、本発明で使用される組成物はコーターなどに好適な制御された粘度を有するためである。スピンコーティング中の単純な風乾、周囲環境への曝露、または最高350℃のホットプレート上での加熱などの任意の好適な手段を使用して、溶媒を蒸発させることができる。基板は、熱硬化性成分(a)および接着促進剤(b)の本発明の組成物を少なくとも2層有しうる。   Examples of use of the present invention are shown below. Formation of the layer by applying the composition of the present invention to a planar or certain shaped surface or substrate can be performed using any conventional apparatus, preferably a spin coater, for the reason used in the present invention. This is because the resulting composition has a controlled viscosity suitable for a coater or the like. The solvent can be evaporated using any suitable means such as simple air drying during spin coating, exposure to the ambient environment, or heating on a hot plate at up to 350 ° C. The substrate may have at least two layers of the inventive composition of thermosetting component (a) and adhesion promoter (b).

本発明で考慮される基板は、任意の望ましい実質的に固体の材料を含むことができる特に望ましい基板層は、フィルム、ガラス、セラミック、プラスチック、金属または被覆された金属、または複合材料を含む。好ましい実施形態では、基板は、シリコンまたはヒ化ゲルマニウムのダイまたはウエハ面、銅、銀、ニッケル、または金でメッキされたリードフレームに見られるようなパッケージ面、回路基板またはパッケージ相互接続パターン、基板を経由するインターフェースまたは補強インターフェースに見られるような銅表面(「銅」は、純銅および銅酸化物を含むことを考慮している)、ポリイミド系可撓性パッケージに見られるようなポリマー系実装またはボードインターフェース、鉛またはその他の合金のはんだ玉表面、ガラス、ならびにポリマーを含む。より好ましい実施形態では、基板は、ケイ素、銅、ガラス、およびポリマーなどの実装および回路基板産業で一般的な材料を含む。本発明の組成物は、マイクロチップ、マルチチップモジュール、積層回路基板、またはプリント配線板の誘電性基板材料として使用することもできる。本発明の組成物で構成される回路基板は、種々の導電性回路の表面パターン上に搭載される。回路基板は、非導電性繊維織物またはガラス布などの種々の補強材を含んでよい。このような回路基板は、片面、ならびに両面が使用されうる。   Substrates contemplated by the present invention can include any desired substantially solid material. Particularly desirable substrate layers include films, glass, ceramics, plastics, metals or coated metals, or composite materials. In a preferred embodiment, the substrate is a silicon or germanium arsenide die or wafer surface, a package surface such as found in copper, silver, nickel, or gold plated lead frames, a circuit board or package interconnect pattern, a substrate A copper surface (such as “copper” is considered to include pure copper and copper oxide), such as found in interfaces via or via reinforced interfaces, polymer-based packaging or as found in polyimide-based flexible packages or Includes board interface, lead or other alloy solder ball surfaces, glass, and polymers. In a more preferred embodiment, the substrate comprises materials common in the packaging and circuit board industry, such as silicon, copper, glass, and polymers. The composition of the present invention can also be used as a dielectric substrate material for microchips, multichip modules, laminated circuit boards, or printed wiring boards. The circuit board comprised with the composition of this invention is mounted on the surface pattern of various electroconductive circuits. The circuit board may include various reinforcing materials such as non-conductive fiber fabric or glass cloth. Such a circuit board can be used on one side as well as on both sides.

本発明の組成物により形成される層は、低誘電率、高い熱安定性、高い機械的強度を有し、さらに、ケイ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、シリコンオキシカーバイド、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、シリコンオキシニトリド、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、アルミニウム、銅、タンタル、オルガノシロキサン、有機ケイ素ガラス、およびフッ素化ケイ素ガラスなどの電子基板表面に優れた接着性を示す。接着促進剤が分子的に分散しているため、これらの層、下にある基板、および上に重ねられるキャッピング層またはマスキング層(例えばSiOおよびSi3N4キャッピング層など)を含む取り付けられたすべての表面に対して優れた接着性を示す。これらの層を使用することによって、フィルムの基板および/または上に重ねられた表面に接着するための少なくとも1つのプライマーコーティングの適用の形態のさらなる工程段階が不要となる。 The layer formed by the composition of the present invention has a low dielectric constant, high thermal stability, high mechanical strength, and furthermore, silicon, silicon nitride, silicon oxide, silicon oxycarbide, silicon dioxide, silicon carbide, silicon Excellent adhesion to electronic substrate surfaces such as oxynitride, titanium nitride, tantalum nitride, tungsten nitride, aluminum, copper, tantalum, organosiloxane, organosilicon glass, and fluorinated silicon glass. Because the adhesion promoter is molecularly dispersed, all attached surfaces including these layers, the underlying substrate, and the overlying capping or masking layer (eg, SiO 2 and Si 3 N 4 capping layers, etc.) Excellent adhesion to. The use of these layers eliminates the need for further process steps in the form of application of at least one primer coating to adhere to the substrate of the film and / or the overlaid surface.

本発明の組成物を電子基板の表面に適用した後、コーティングされた構造について、約50℃から最高約450℃の範囲の高温で焼き付けおよび熱硬化工程を実施して、コーティングを硬化させる。硬化温度は少なくとも約300℃である。なぜならここでの反応を完了するためにはこれより低温では不十分であるからである。一般に、硬化は約375℃から約425℃の温度で実施されることが好ましい。硬化は、電気炉、ホットプレートなどの従来の硬化室で実施することができ、一般には硬化室中の不活性(非酸化性)雰囲気で(窒素)実施される。本発明の有機ケイ素−改質熱硬化性成分(a)またはポリマーを硬化させて本発明の低k誘電層を形成するために効果的であるなら、任意の非酸化性または還元性雰囲気(例えば、アルゴン、ヘリウム、水素、および窒素処理気体)を本発明の実施のため使用することができる。   After applying the composition of the present invention to the surface of the electronic substrate, the coated structure is subjected to a baking and heat curing step at an elevated temperature ranging from about 50 ° C. up to about 450 ° C. to cure the coating. The curing temperature is at least about 300 ° C. This is because lower temperatures are not sufficient to complete the reaction here. In general, curing is preferably performed at a temperature of about 375 ° C to about 425 ° C. Curing can be performed in a conventional curing chamber such as an electric furnace, hot plate, etc. and is generally performed in an inert (non-oxidizing) atmosphere (nitrogen) in the curing chamber. If effective to cure the organosilicon-modified thermosetting component (a) or polymer of the present invention to form the low-k dielectric layer of the present invention, any non-oxidizing or reducing atmosphere (e.g., Argon, helium, hydrogen, and nitrogen treatment gases) can be used to practice the present invention.

限定することを意図するものではないが、本発明の低誘電率組成物を熱処理することによって、熱硬化性成分(a)および接着促進剤(b)の架橋網目構造が形成されると推測される。実質的に、本発明の組成物のこの熱処理によって、好ましいポリカルボシラン接着促進剤(b)のシラン部分がシリレン/シリル基に転化し、次にこの基が熱硬化性成分(a)および基板表面の両方の不飽和構造と反応し、それによって主要熱硬化性モノマー(a)の接着面に化学結合が形成され、シリレン/シリル基は組成物全体で、化学結合によって接触する任意の界面を締結および固定するために利用されうる。この反応は、層形成中、または層形成の前の処理中に起こりうる。前述したように、組成物全体に基がこのように分散するため、下にある基板表面ならびにキャッピング層またはマスキング層などの上にある面の両方に対して本発明の層が優れた接着性を示す。本発明で発見された材料に関して重要な点は、好ましい式Iのポリカルボシラン接着促進剤が、ポリカルボシランの主鎖構造中に反応性ヒドリド置換ケイ素を有するという発見である。ポリカルボシランのこの特徴によって、(1)熱硬化性成分(a)と反応性となり、(2)接着性が向上したポリカルボシラン改質熱硬化性成分(a)を生成可能となる。   Although not intended to be limiting, it is speculated that heat-treating the low dielectric constant composition of the present invention will form a crosslinked network structure of thermosetting component (a) and adhesion promoter (b). The Substantially, this heat treatment of the composition of the present invention converts the silane moiety of the preferred polycarbosilane adhesion promoter (b) to silylene / silyl groups, which in turn are the thermosetting component (a) and the substrate. It reacts with both unsaturated structures on the surface, thereby forming a chemical bond on the adhesive surface of the main thermosetting monomer (a), and the silylene / silyl group is present throughout the composition at any interface that is contacted by the chemical bond. Can be used for fastening and fixing. This reaction can occur during layer formation or during processing prior to layer formation. As mentioned above, the base of this invention is dispersed throughout the composition so that the layer of the present invention has excellent adhesion to both the underlying substrate surface and the surface overlying, such as a capping or masking layer. Show. An important point regarding the materials discovered in the present invention is the discovery that the preferred polycarbosilane adhesion promoters of Formula I have reactive hydride substituted silicon in the main chain structure of the polycarbosilane. This feature of the polycarbosilane allows (1) the thermosetting component (a) to be reactive and (2) a polycarbosilane modified thermosetting component (a) with improved adhesion.

得られる層は、本明細書で規定されるように3.0以下の低い誘電率kを有する。これらの層は、平坦またはある断面の半導体表面、または基板に対して優れた接着性を示す。   The resulting layer has a low dielectric constant k of 3.0 or less as defined herein. These layers exhibit excellent adhesion to a flat or certain cross-sectional semiconductor surface or substrate.

前述したように、本発明のポリカルボシランで改質された熱硬化性成分(a)またはポリマーのコーティングは中間層として機能することができ、その他の誘電性(SiO)コーティング、SiO改質セラミック酸化物層、ケイ素含有コーティング、ケイ素炭素含有コーティング、ケイ素窒素含有コーティング、ケイ素−窒素−炭素含有コーティング、ダイヤモンド状炭素含有コーティング、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、アルミニウム、銅、タンタル、オルガノシロキサン、有機ケイ素ガラス、およびフッ素化ケイ素ガラスなどの他のコーティングを覆うこともできる。このような多層コーティングは米国特許第4,973,526号(この記載内容は本明細書に組み込まれる)に教示されている。そして十分に説明したが、本発明の方法により調製される本発明のポリカルボシラン改質熱硬化性成分(a)は、製造された電子基板または半導体基板上の隣接する導電性経路の間にはさまれる誘電層として容易に形成可能である。 As described above, the polycarbosilane modified thermosetting component (a) or polymer coating of the present invention can function as an intermediate layer, and other dielectric (SiO 2 ) coatings, SiO 2 modified. Ceramic oxide layer, silicon containing coating, silicon carbon containing coating, silicon nitrogen containing coating, silicon-nitrogen-carbon containing coating, diamond-like carbon containing coating, titanium nitride, tantalum nitride, tungsten nitride, aluminum, copper, tantalum, organo Other coatings such as siloxane, organosilicon glass, and fluorinated silicon glass can also be covered. Such multilayer coatings are taught in US Pat. No. 4,973,526, the description of which is incorporated herein. And as fully explained, the polycarbosilane-modified thermosetting component (a) of the present invention prepared by the method of the present invention is formed between adjacent conductive paths on the manufactured electronic substrate or semiconductor substrate. It can be easily formed as a sandwiched dielectric layer.

本発明の皮膜は、集積回路製造のための銅デュアルダマシン加工、または金属(アルミニウムなど)除去加工に使用することができる。本発明の組成物は、マイケル(Michael)E.トーマス(Thomas)による「低keff誘電率のスピンオン積層フィルム」(Spin−On Stacked Films for Low keffDielectrics」,Solid State Technology(2001年7月)(この記載内容全体は本明細書に組み込まれる)に教示されるような望ましいすべてのスピンオン積層フィルムに使用可能である。 The coating of the present invention can be used for copper dual damascene processing for integrated circuit manufacturing or metal (such as aluminum) removal processing. The compositions of the present invention are prepared by Michael E. Thomas due to (Thomas) "spin-laminated film of low-k eff dielectric constant" (Spin-On Stacked Films for Low k eff Dielectrics ", which is incorporated in Solid State Technology (7 May 2001) (the entire content of the description herein Can be used for any desired spin-on laminate film as taught in (1).

実施例
(分析試験方法)
プロトンNMR:分析する試料2mgから5mgをNMR管に入れた。約0.7mlの重水素化クロロホルムを加えた。混合物を手で振って材料を溶解させた。次に試料を、バリアン(Varian)400MHz NMRを使用して分析した。
Example (Analytical Test Method)
Proton NMR: 2 to 5 mg of sample to be analyzed was placed in an NMR tube. About 0.7 ml of deuterated chloroform was added. The mixture was shaken by hand to dissolve the material. Samples were then analyzed using a Varian 400 MHz NMR.

高性能液体クロマトグラフィー(HPLC):フェノマネックス・ルナ・フェニル−ヘキシル(Phenomenex luna Phenyl−Hexyl)250×4.6mm 5μmカラムを備えたHPLCを使用した。カラム温度は40℃に設定した。ピークの分離をよくするために水とアセトニトリルを使用した。   High Performance Liquid Chromatography (HPLC): An HPLC equipped with a Phenomenex luna Phenyl-Hexyl 250 × 4.6 mm 5 μm column was used. The column temperature was set to 40 ° C. Water and acetonitrile were used to improve peak separation.

以下の実験条件を使用した。 The following experimental conditions were used.

試料は以下のように調製した。 Samples were prepared as follows.

実施例5の1,3,5,7−テトラキス(3/4−ブロモフェニル)アダマンタンおよび1,3/4−ビス[1’,3’,5’−トリス(3”/4”−ブロモフェニル]アダマンチル]ベンゼンの混合物などのハロゲン化中間体の混合物の場合、反応混合物(0.5mlから1ml)に約4%HCl(数ml)を加えて振盪した。その有機層に水を加えて振盪した。有機層試料(20μl)を採取し、アセトニトリル(1ml)を加えた。   1,3,5,7-tetrakis (3 / 4-bromophenyl) adamantane and 1,3 / 4-bis [1 ′, 3 ′, 5′-tris (3 ″ / 4 ″ -bromophenyl) of Example 5 In the case of a mixture of halogenated intermediates such as a mixture of adamantyl] benzene, about 4% HCl (several ml) was added to the reaction mixture (0.5 ml to 1 ml) and shaken, water was added to the organic layer and shaken. An organic layer sample (20 μl) was taken and acetonitrile (1 ml) was added.

実施例5の1,3,5,7−テトラキス[3’/4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタンと1,3/4−ビス{1’,3’,5’−トリス[3”/4”−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンチル}ベンゼンの混合物などの最終生成物の混合物の場合、反応混合物(0.5g)にクロロホルム(5ml)と3〜5%HCl(5ml)を加えて混合し、振盪した。その有機層を水洗いした。有機層試料(100μl)をテトラヒドロフラン(0.9ml)に加えた。   1,3,5,7-tetrakis [3 ′ / 4 ′-(phenylethynyl) phenyl] adamantane of Example 5 and 1,3 / 4-bis {1 ′, 3 ′, 5′-tris [3 ”/ In the case of a mixture of final products such as a mixture of 4 ″-(phenylethynyl) phenyl] adamantyl} benzene, chloroform (5 ml) and 3-5% HCl (5 ml) are added to the reaction mixture (0.5 g) and mixed. , Shaken. The organic layer was washed with water. An organic layer sample (100 μl) was added to tetrahydrofuran (0.9 ml).

ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC):GPC分析は、ウォーター717プラスオートサンプラー(Water 717 plus Autosampler)、ウォーターズインライン脱気装置(Waters in−line degasser)、ウォーターズ(Waters)515 HPLCポンプ、ウォーターズ410示差屈折計(Waters 410 Differential Refractometer)(Rl検出器)、および2つのカラムHP PIゲル5μ MIXED Dで構成されるウォーターズ(Waters)液体クロマトグラフィーシステムを使用して行った。分析条件は以下の通りである。   Gel Permeation Chromatography (GPC): GPC analysis was performed using a Water 717 plus Autosampler, a Waters in-line degasser, a Waters 515 HPLC pump, a Waters 410 differential refractometer. (Waters 410 Differential Refractometer) (Rl detector), and a Waters liquid chromatography system consisting of two columns HP PI gel 5μ MIXED D. The analysis conditions are as follows.

試料(10mg)はテトラヒドロフラン(1ml)に加えることによって調製した。 A sample (10 mg) was prepared by adding to tetrahydrofuran (1 ml).

質量分析(MS):この分析は、ヒューレット−パッカードシリーズ(Hewlett−Packard Series)1050 HPLCシステムをクロマトグラフィー入口として使用して、大気圧イオン化(Atmospheric Pressure lonization)(API)インターフェースユニットを有するフィニガン(Finnigan)/MAT TSQ7000トリプルステージ四重極子質量分析装置で行った。質量分析イオン電流と可変単一波長UVデータの両方は、時間−強度クロマトグラムとして求めた。   Mass Spectrometry (MS): This analysis was performed using a Hewlett-Packard Series 1050 HPLC system as a chromatography inlet and a Finnigan with an Atmospheric Pressure Ionization (API) interface unit. ) / MAT TSQ7000 triple stage quadrupole mass spectrometer. Both mass spectrometric ion current and variable single wavelength UV data were determined as time-intensity chromatograms.

クロマトグラフィーは、フェノマネックス・ルナ(Phenomenex Luna)5ミクロンフェニルヘキシルカラム(250×4.6mm)で実施した。試料自動注入は、テトラヒドロフラン含有およびテトラヒドロフラン非含有の両方の通常10μlまたは20μlの濃縮溶液であった。カラムを通る移動相流は1.0ml/分のアセトニトリル/水であり、最初の5分間が70/30で、次に15分で100%アセトニトリルとなるようにプログラムされ、100分まで維持される(カラムから完全に材料が溶出するまでに実際必要な時間よりも長い)。大気圧化学イオン化(Atmospheric Pressure Chemical lonization)(APCI)質量スペクトルを、正および負の両方のイオンモードで交互に記録した。APCIコロナ放電は5μAであり、正のイオン化で約5kV、負のイオン化で約4kVであった。加熱キャピラリーラインは200℃に維持し、ベーパライザーセルは400℃に維持した。四重極子質量分析後の検出システムは変換ダイノード15kV、および電子増倍管電圧1500Vに設定した。通常、質量スペクトルは0.5秒/スキャンにおいて、正のイオン化モードではほぼm/z150〜2000a.m.u.、負のイオン化モードではm/z125〜2000a.m.u.でスキャンした。   Chromatography was performed on a Phenomenex Luna 5 micron phenyl hexyl column (250 x 4.6 mm). Sample auto-injection was usually 10 μl or 20 μl concentrated solution, both with and without tetrahydrofuran. Mobile phase flow through the column is 1.0 ml / min acetonitrile / water, programmed to be 70/30 for the first 5 minutes, and then 100% acetonitrile in 15 minutes and maintained for up to 100 minutes. (Longer than actually required for complete elution of material from the column). Atmospheric Pressure Chemical Ionization (APCI) mass spectra were recorded alternately in both positive and negative ion modes. The APCI corona discharge was 5 μA, about 5 kV for positive ionization and about 4 kV for negative ionization. The heated capillary line was maintained at 200 ° C and the vaporizer cell was maintained at 400 ° C. The detection system after quadrupole mass spectrometry was set to a conversion dynode 15 kV and an electron multiplier voltage 1500 V. Typically, the mass spectrum is approximately 0.5 / sec and in the positive ionization mode approximately m / z 150-2000 a. m. u. In the negative ionization mode, m / z 125-2000a. m. u. Scanned.

示差走査熱分析(DSC):DSC測定は、TAインストルメンツ2920示差走査熱量計(TA Instruments 2920 Differential Scanning Calorimeter)にコントローラおよび関連ソフトウェアを使用して実施した。温度範囲250℃から725℃(不活性雰囲気:窒素50ml/分)で標準的DSCセルを使用して分析を行った。冷却ガス源として液体窒素を使用した。精度±0.0001gのメトラー・トレド化学天秤(Mettler Toledo Analytical balance)を使用して、自動DSCアルミニウム試料パン(部品番号990999−901)に少量の試料(10mgから12mg)を注意深く秤量した。あらかじめ排気のための穴が開けられたふたでパンをふさいでを試料を封入した。窒素雰囲気中、試料を100℃/分の速度で0℃から450℃まで加熱し(サイクル1)、次に100℃/分の速度で0℃まで冷却した。直ちに第2のサイクルを実施して、100℃/分の速度で0℃から450℃上昇させた(サイクル1の繰り返し)。第1のサイクルから架橋温度を求めた。   Differential Scanning Calorimetry (DSC): DSC measurements were performed using a controller and associated software on a TA Instruments 2920 Differential Scanning Calorimeter. Analysis was performed using a standard DSC cell in the temperature range 250 ° C. to 725 ° C. (inert atmosphere: nitrogen 50 ml / min). Liquid nitrogen was used as the cooling gas source. A small sample (10-12 mg) was carefully weighed into an automated DSC aluminum sample pan (part number 990999-901) using a Mettler Toledo Analytical balance with an accuracy of ± 0.0001 g. The sample was sealed by covering the pan with a lid that had been previously punctured. The sample was heated from 0 ° C. to 450 ° C. at a rate of 100 ° C./min in a nitrogen atmosphere (cycle 1) and then cooled to 0 ° C. at a rate of 100 ° C./min. A second cycle was performed immediately, increasing from 0 ° C. to 450 ° C. at a rate of 100 ° C./min (repeating cycle 1). The crosslinking temperature was determined from the first cycle.

FTIR分析:ニコレット・マグナ550FTIR(Nicolet Magna 550 FTIR)分光計を透過モードで使用して、FTIRスペクトルを測定した。コーティングされていない基板を使用して、基板のバックグラウンドスペクトルを測定した。基板をバックグラウンドとして使用してフィルムのスペクトルを測定した。次に、フィルムのスペクトルの解析を行い、ピーク位置および強度に変換した。   FTIR analysis: FTIR spectra were measured using a Nicolet Magna 550 FTIR (Nicolet Magna 550 FTIR) spectrometer in transmission mode. The background spectrum of the substrate was measured using an uncoated substrate. The spectrum of the film was measured using the substrate as background. Next, the spectrum of the film was analyzed and converted into a peak position and intensity.

誘電率:硬化層の上にアルミニウムの薄いフィルムをコーティングし、1MHzでキャパシタンス−電圧測定を行い、層の厚さを基準にしたk値を計算することによって誘電率を求めた。   Dielectric constant: A thin film of aluminum was coated on the hardened layer, capacitance-voltage measurement was performed at 1 MHz, and the dielectric constant was determined by calculating the k value based on the thickness of the layer.

ガラス転移温度(Tg):温度の関数として薄膜応力を測定することによって、薄膜のガラス転移温度を求めた。薄膜応力測定はKLA3220フレカス(KLA 3220 Flexus)で実施した。フィルム測定の前に、ウエハ自体の応力緩和による誤差を避けるために、コーティングしていないウエハを500℃で60分間アニールした。次にこのウエハに試験する材料を付着させ、必要なすべての工程段階を実施した。続いて、ウエハを応力ゲージに取り付けて、温度の関数としてのウエハの反りを測定した。ウエハの厚さとフィルムの厚さが公知であれば、装置の計算によって、応力対温度のグラフを作製した。結果はグラフの形態で表示した。Tg値を求めるために、水平接線を引いた(応力対温度のグラフで傾きが0)。Tg値は、グラフと水平接線が交差する部分の値であった。   Glass transition temperature (Tg): The glass transition temperature of the thin film was determined by measuring the thin film stress as a function of temperature. Thin film stress measurements were performed with a KLA 3220 Flexus. Prior to film measurement, the uncoated wafer was annealed at 500 ° C. for 60 minutes to avoid errors due to stress relaxation of the wafer itself. The material to be tested was then deposited on the wafer and all necessary process steps were performed. Subsequently, the wafer was attached to a stress gauge and the wafer bow as a function of temperature was measured. If the wafer thickness and film thickness were known, a stress vs. temperature graph was created by instrument calculations. The results were displayed in the form of a graph. In order to determine the Tg value, a horizontal tangent line was drawn (slope was 0 in the stress vs. temperature graph). The Tg value was the value at the intersection of the graph and the horizontal tangent.

測定過程自体がTgに影響しうるため、第1の温度サイクル後、または最高温度が使用された後のサイクル後のどちらでTgを求めたかを記録するべきである。   Since the measurement process itself can affect Tg, it should be recorded whether the Tg was determined after the first temperature cycle or after the cycle after the maximum temperature was used.

等温重量分析(ITGA)重量減:TAインストルメンツ2950熱重量分析装置(TA Instruments 2950 Thermogravimetric Analyzer)(TGA)に、TAインストルメンツ熱分析コントローラーおよび関連のソフトウェアを使用して、全重量減を測定した。プラチネルII熱電対(Platinel II Thermocouple)および標準加熱炉を温度範囲25℃から1000℃および加熱速度0.1℃から100℃/分で使用した。TGA天秤(分解能:0.1g、精度:±0.1%まで)で少量の試料(7mgから12mg)を秤量し、白金パンで加熱した。パージ速度100ml/分(60ml/分は加熱炉に供給され、40ml/分は天秤に共有される)窒素雰囲気下で試料を加熱した。窒素雰囲気下で試料を20℃で20分間平衡化させ、次に10℃/分で200℃まで温度を上昇させ、200℃で10分間維持した。次に10℃/分の速度で425℃まで温度を上昇させ、425℃で4時間維持した。425℃で4時間後の重量減を計算した。   Isothermal gravimetric analysis (ITGA) Weight loss: Total weight loss was measured using a TA Instruments 2950 Thermogravimetric Analyzer (TGA) on a TA Instruments 2950 Thermogravimetric Analyzer (TGA). . A Platinel II Thermocouple and a standard furnace were used at a temperature range of 25 ° C. to 1000 ° C. and a heating rate of 0.1 ° C. to 100 ° C./min. A small sample (7-12 mg) was weighed with a TGA balance (resolution: 0.1 g, accuracy: ± 0.1%) and heated in a platinum pan. The sample was heated under a nitrogen atmosphere with a purge rate of 100 ml / min (60 ml / min is fed to the heating furnace and 40 ml / min is shared with the balance). The sample was equilibrated at 20 ° C. for 20 minutes under a nitrogen atmosphere, then the temperature was increased to 200 ° C. at 10 ° C./min and maintained at 200 ° C. for 10 minutes. The temperature was then increased to 425 ° C. at a rate of 10 ° C./min and maintained at 425 ° C. for 4 hours. The weight loss after 4 hours at 425 ° C. was calculated.

収縮:処理前および処理後にフィルムの厚さを測定することによって、フィルムの収縮を測定した。収縮は、元のフィルムの厚さの%で表現した。フィルムの厚さが減少した場合には収縮は正であった。実際の厚さの測定は、J.A.ウォーラムM−88(J.A.Woollam M−88)分光楕円偏光計を使用して光学的に実施した。コーシー(Cauchy)のモデルを使用してψとδの最適値を計算した(楕円偏光法に関する詳細は、例えば、H.G.トムキンス(Thompkins)およびウィリアム(William)A.マガハーン(McGahan)編著「分光楕円偏光法および反射光測定」(Spectroscopic Ellipsometry and Reflectometry),ジョン・ワイリー・アンド・サンズ(John Wiley and Sons,Inc.),1999、に見ることができる)。   Shrinkage: Film shrinkage was measured by measuring film thickness before and after treatment. Shrinkage was expressed as a percentage of the original film thickness. Shrinkage was positive when the film thickness decreased. The actual thickness measurement is described in J.H. A. Optically performed using a Worlam M-88 (JA Woollam M-88) spectroscopic ellipsometer. Optimum values of ψ and δ were calculated using the Cauchy model (for details on ellipsometry, see, eg, HG Thomkins and William A. McGahan, “ Spectral Ellipsometry and Reflection Measurement "(Spectroscopic Ellipsometry and Reflectometry), John Wiley and Sons, Inc., 1999).

屈折率:屈折率測定は、J.A.ウォーラムM−88分光楕円偏光計を使用して厚さ測定と同時に実施した。コーシーのモデルを使用してψとδの最適値を計算した。他に明記しない限り、屈折率は波長633nmにおけるものを報告している(楕円偏光法に関する詳細は、例えば、H.G.トムキンスおよびウィリアムA.マガハーン編著「分光楕円偏光法および反射光測定」,ジョン・ワイリー・アンド・サンズ,1999、に見ることができる)。   Refractive index: The refractive index measurement is described in A. Performed simultaneously with thickness measurement using a Warram M-88 spectroscopic ellipsometer. The optimal values of ψ and δ were calculated using Cauchy's model. Unless otherwise stated, the refractive index is reported at a wavelength of 633 nm (for details on ellipsometry, see eg HG Spectral Ellipsometry and Reflection Measurement, edited by HG Tomkins and William A. Magahan, (John Wiley and Sons, 1999).

弾性率および硬度:弾性率および硬度は、装置の圧痕試験によって測定した。測定は、MTSナノインデンターXP(MTS Nanoindenter XP)(テネシー州オークリッジのMTSシステムズ(MTS Systems Corp.,Oak Ridge,TN))を使用して行った。特に、連続的剛性測定法を使用し、それによって、無荷重曲線からの不連続値の測定ではなく、弾性率および硬度を正確かつ連続的に測定することが可能となった。このシステムは、公称弾性率が72±3.5GPaである溶融石英を使用して較正した。溶融石英の弾性率は、押し込み深さ500nmから1000nmの間の平均値から求めた。薄膜の場合、弾性率および硬度の値は最小弾性率対深さの曲線から粗求められ、深さは通常フィルムの厚さの5%から15%であった。   Elastic modulus and hardness: Elastic modulus and hardness were measured by an indentation test of the device. Measurements were made using MTS Nanoindenter XP (MTS Systems Corp., Oak Ridge, TN). In particular, a continuous stiffness measurement method has been used, which makes it possible to measure elastic modulus and hardness accurately and continuously rather than measuring discontinuous values from no-load curves. The system was calibrated using fused silica with a nominal elastic modulus of 72 ± 3.5 GPa. The elastic modulus of the fused silica was determined from the average value between the indentation depths of 500 nm and 1000 nm. For thin films, the modulus and hardness values were roughly determined from the curve of minimum modulus vs. depth, and the depth was usually 5% to 15% of the film thickness.

テープ試験:ASTM D3359−95の基準にしたがってテープ試験を実施した。以下のようにして誘電層にグリッドを刻みつけた。テープ試験は、後述の方法で刻んだグリッドに沿って実施した。(1)接着テープ(好ましくはスコッチ・ブランド(Scotch brand)#3m600−1/2X1296)を本発明の層の上に置き、十分に接触するようにしっかりと押さえつけ、(2)層表面に対して180°の角度でテープを素早く剥離してした。ウエハ上に層が無傷で残留した場合に試料は合格であると見なされ、テープによってフィルムの一部または全部が剥離した場合には不合格であると見なされる。   Tape test: The tape test was performed according to the standard of ASTM D3359-95. A grid was cut into the dielectric layer as follows. The tape test was performed along a grid cut by the method described later. (1) Place the adhesive tape (preferably Scotch brand # 3m600-1 / 2X1296) on the layer of the present invention and press firmly to make sufficient contact, (2) against the layer surface The tape was quickly peeled off at an angle of 180 °. A sample is considered acceptable if the layer remains intact on the wafer, and is rejected if any or all of the film is peeled off by the tape.

スタッド抜取試験:エポキシをコーティングしたスタッドを、本発明の層を有するウエハ表面に取り付けた。基板のそりやスタッド端部への過度の応力集中を防止するため、ウエハの裏面にセラミック製バッキングプレートを取り付けた。標準的抜取手順を使用する試験装置によってウエハ表面から垂直方向にスタッドを引っ張った。破壊されるまでに加えられた応力と界面の位置を記録した。   Stud sampling test: Epoxy coated studs were attached to the wafer surface with the layer of the present invention. In order to prevent excessive stress concentration on the substrate warp and stud end, a ceramic backing plate was attached to the back surface of the wafer. Studs were pulled vertically from the wafer surface by a test apparatus using standard sampling procedures. The stress applied until failure and the position of the interface were recorded.

溶媒との相溶性:溶媒処理の前後でフィルムの厚さ、屈折率、FTIRスペクトル、および誘電率を測定することによって溶媒との相溶性を調べた。相溶性溶媒の場合には、有意差は観察されない。   Compatibility with solvent: Compatibility with solvent was investigated by measuring film thickness, refractive index, FTIR spectrum, and dielectric constant before and after solvent treatment. In the case of compatible solvents, no significant difference is observed.

実施例1
(4,6−ビス(アダマンチル)レゾルシノールの合成)
窒素入口、熱電対、およびコンデンサーを取り付けた250mLの三つ口フラスコに、レゾルシノール(11.00g、100.0mmol)、ブロモアダマンタン(44.02g、205.1mmol)およびトルエン(150mL)を加えた。この混合物を110℃に加熱すると、透明な溶液が得られた。反応を48時間続けた後、TLCを行うと、すべてのレゾルシノールがなくなったことが分かった。溶媒を除去して、固形分をヘキサン(150mL)から結晶化させた。二置換生成物が、収率66.8%(25.26g)で白色固体として得られた。最初の回収後に残った母液を濃縮してシリカゲルカラムクロマトグラフィーを行うことによって、さらに5.10gの生成物を得た。生成物の全収率は80.3%であった。プロトンNMR、HPLC、FTIR、およびMSによる生成物の特性決定を行った。
Example 1
(Synthesis of 4,6-bis (adamantyl) resorcinol)
To a 250 mL three-necked flask equipped with a nitrogen inlet, thermocouple, and condenser was added resorcinol (11.00 g, 100.0 mmol), bromoadamantane (44.02 g, 205.1 mmol) and toluene (150 mL). When this mixture was heated to 110 ° C., a clear solution was obtained. After the reaction was continued for 48 hours, TLC was performed and it was found that all resorcinol was gone. The solvent was removed and the solid was crystallized from hexane (150 mL). The disubstituted product was obtained as a white solid in 66.8% yield (25.26 g). An additional 5.10 g of product was obtained by concentrating the mother liquor remaining after the first recovery and performing silica gel column chromatography. The overall yield of product was 80.3%. The product was characterized by proton NMR, HPLC, FTIR, and MS.

(4,6−ビス(アダマンチル)レゾルシノールのポリアリーレンエーテル)主鎖への重合)
窒素入口、熱電対、およびディーン−スターク(Dean−Stark)トラップを取り付けた250mLの三つ口フラスコに、ビス(アダマンチル)レゾルシノール(7.024g、18.57mmol)、FBZT(5.907g、18.57mmol)、炭酸カリウム(5.203g、36.89mmol)、DMAC(50mL)、およびトルエン(25mL)を加えた。この反応混合物を135℃に加熱すると、透明な溶液が得られた。この温度で反応を1時間続けた後、トルエンを一部除去して温度を165℃に上昇させた。重合の過程はGPCで監視した。M=22,000となった時に、反応を停止させた。さらに50mLのDMACを反応フラスコに加えた。得られた固体を室温でろ過し、熱ジクロロメタン(150mL×2回)で抽出し、その溶液にメタノール(150ml)を加えて白色固体を沈殿させ、これをろ取した。収率は65.8%(8.511g)であった。この固体をテトラヒドロフラン(150mL)に溶解させ、得られた溶液にメタノール(300mL)をゆっくりと加えた。沈殿した白色固体をろ取し、90℃で減圧乾燥した。
(Polyarylene ether of 4,6-bis (adamantyl) resorcinol) polymerization to main chain)
A 250 mL three-necked flask equipped with a nitrogen inlet, thermocouple, and Dean-Stark trap was charged with bis (adamantyl) resorcinol (7.024 g, 18.57 mmol), FBZT (5.907 g, 18. 57 mmol), potassium carbonate (5.203 g, 36.89 mmol), DMAC (50 mL), and toluene (25 mL) were added. The reaction mixture was heated to 135 ° C. to obtain a clear solution. The reaction was continued at this temperature for 1 hour, after which part of the toluene was removed and the temperature was raised to 165 ° C. The polymerization process was monitored by GPC. The reaction was stopped when M w = 22,000. An additional 50 mL of DMAC was added to the reaction flask. The obtained solid was filtered at room temperature, extracted with hot dichloromethane (150 mL × 2), methanol (150 ml) was added to the solution to precipitate a white solid, and this was collected by filtration. The yield was 65.8% (8.511 g). This solid was dissolved in tetrahydrofuran (150 mL), and methanol (300 mL) was slowly added to the resulting solution. The precipitated white solid was collected by filtration and dried at 90 ° C. under reduced pressure.

実施例1A
実施例1の生成物、シラン接着促進剤、および溶媒から組成物を調製し、基板上にスピンコーティングした。
Example 1A
A composition was prepared from the product of Example 1, a silane adhesion promoter, and a solvent and spin coated onto a substrate.

実施例2
(別のポリマーの合成)
Example 2
(Synthesis of another polymer)

4,4’−ジフルオロトランをジフルオロ化合物として使用したことを除けば、実施例1に記載の合成手順を使用した。   The synthetic procedure described in Example 1 was used, except that 4,4'-difluorotolane was used as the difluoro compound.

実施例2A   Example 2A

3,4−ジフルオロテトラフェニルシクロジエノンをジフルオロ化合物として使用したことを除けば、実施例1の合成手順に従った。   The synthetic procedure of Example 1 was followed except that 3,4-difluorotetraphenylcyclodienone was used as the difluoro compound.

実施例2B
実施例2の生成物、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂接着促進剤、および溶媒から組成物を調製し、基板上にスピンコーティングした。
Example 2B
A composition was prepared from the product of Example 2, a phenol-formaldehyde resin adhesion promoter, and a solvent and spin coated onto a substrate.

実施例2C
実施例2Aの生成物、グリシジルエーテル接着促進剤、および溶媒から組成物を調製し、基板上にスピンコーティングした。
Example 2C
A composition was prepared from the product of Example 2A, a glycidyl ether adhesion promoter, and a solvent and spin coated onto a substrate.

実施例3
(考慮される別の主鎖)
以下の構造は、実施例1および2の一般的合成手順に従って生成可能な考慮される代表的な主鎖である。
Example 3
(Another main chain considered)
The following structures are representative backbones considered that can be generated according to the general synthetic procedures of Examples 1 and 2.

実施例3A
実施例3の第1のポリマー、不飽和カルボン酸エステル接着促進剤、および溶媒から組成物を調製し、基板上にスピンコーティングした。
Example 3A
A composition was prepared from the first polymer of Example 3, an unsaturated carboxylic acid ester adhesion promoter, and a solvent and spin coated onto a substrate.

実施例3B
実施例3の第2のポリマー、ビニルピリジンオリゴマーまたはポリマー接着促進剤、および溶媒から組成物を調製し、基板上にスピンコーティングした。
Example 3B
A composition was prepared from the second polymer of Example 3, a vinyl pyridine oligomer or polymer adhesion promoter, and a solvent and spin coated onto a substrate.

実施例3C
実施例3の第3のポリマー、ビニル芳香族オリゴマーまたはポリマー接着促進剤、および溶媒から組成物を調製し、基板上にスピンコーティングした。
Example 3C
A composition was prepared from the third polymer of Example 3, a vinyl aromatic oligomer or polymer adhesion promoter, and a solvent and spin coated onto a substrate.

実施例3D
実施例3の第4のポリマー、ビニル複素環式芳香族オリゴマーまたはポリマー接着促進剤、および溶媒から組成物を調製し、基板上にスピンコーティングした。
Example 3D
A composition was prepared from the fourth polymer of Example 3, a vinyl heteroaromatic oligomer or polymer adhesion promoter, and a solvent and spin coated onto a substrate.

実施例4
図9Aおよび9Bに示されるアダマンタニルで末端がキャップされたモノマーを、C.M.ルイス(Lewis),L.J.マチアス(Mathias),N.ウィーガル(Wiegal),ACS Polymer Preprints,36(2),140(1995)に記載のようにして合成した。
Example 4
Monomers endcapped with adamantanyl as shown in FIGS. M.M. Lewis, L.L. J. et al. Mathias, N .; Synthesized as described in Wiegal, ACS Polymer Preprints, 36 (2), 140 (1995).

実施例4A
実施例4の生成物、ビニルシラン接着促進剤、および溶媒から組成物を調製し、基板上にスピンコーティングした。
Example 4A
A composition was prepared from the product of Example 4, a vinyl silane adhesion promoter, and a solvent and spin coated onto a substrate.

実施例5
この実施例は、熱硬化性成分(a)の調製を示す。
Example 5
This example demonstrates the preparation of a thermosetting component (a).

(ステップ1:1,3,5,7−テトラブロモアダマンタン(TBA)の合成)   (Step 1: Synthesis of 1,3,5,7-tetrabromoadamantane (TBA))

1,3,5,7−テトラブロモアダマンタンの合成は、市販のアダマンタンから開始し、G.P.ソロット(Sollott)およびE.E.ギルバート(Gilbert),J.Org.Chem.,45,5405−5408(1980)、B.シェルテル(Schartel),V.スタンフリン(Stumpflin),J.ウェンドリング(Wendling),J.H.ウェンドルフ(Wendorff),W.ハイツ(Heitz),およびR.ノイハウス(Neuhaus),Colloid Polym.Sci.,274,911−919(1996)、またはA.P.カルディン(Khardin),I.A.ノバコフ(Novakov),およびS.S.ラドチェンコ(Radchenko),Zh.Org.Chem.,9,435(1972)に記載される合成手順に従った。1バッチ当たり最高150gまでの量で定期的に合成した。   The synthesis of 1,3,5,7-tetrabromoadamantane started from commercially available adamantane, G. P. Sollott and E.I. E. Gilbert, J.M. Org. Chem. 45, 5405-5408 (1980), B.I. Scheltel, V.M. Stampflin, J.A. Wendling, J.M. H. Wendorff, W.M. Heights, and R.A. Neuhaus, Colloid Polym. Sci. , 274, 911-919 (1996), or A.M. P. Khardin, I.D. A. Novakov, and S.N. S. Radchenko, Zh. Org. Chem. , 9, 435 (1972). Synthesized periodically in amounts up to 150 g per batch.

(ステップ2:1,3,5,7−テトラキス(3/4−ブロモフェニル)アダマンタン(TBPA)と1,3/4−ビス[1’,3’,5’−トリス(3”/4”−ブロモフェニル)アダマンチル]ベンゼン(BTBPAB)の混合物の合成)
第1のステップで、TBAをブロモベンゼンと反応させると、Macromolecules,27,7015−7023(1994)(前出)に記載されるように1,3.5,7−テトラキス(3/4−ブロモフェニル)アダマンタン(TBPA)が生成すると思われるHPLC−MS分析から、全反応生成物のうち、所望のTBPAが約50%存在し、40%のトリブロモ化テトラフェニルアダマンタンと、約10%のジブロモ化テトラフェニルアダマンタンを伴うことが分かった。
(Step 2: 1,3,5,7-tetrakis (3 / 4-bromophenyl) adamantane (TBPA) and 1,3 / 4-bis [1 ′, 3 ′, 5′-tris (3 ″ / 4 ″) -Bromophenyl) adamantyl] benzene (BTBPAB) mixture)
In the first step, TBA is reacted with bromobenzene and 1,3.5,7-tetrakis (3 / 4-bromo) as described in Macromolecules, 27, 7015-7023 (1994) (supra). From the HPLC-MS analysis where phenyl) adamantane (TBPA) appears to be formed, of the total reaction product, about 50% of the desired TBPA is present, 40% tribrominated tetraphenyladamantane and about 10% dibromination. It was found to be accompanied by tetraphenyladamantane.

具体的に、上記のステップ2の実験手順は以下のように行われる。乾燥させた5Lの三つ口丸底フラスコ、水コンデンサー、磁気撹拌子、加熱マントル、熱電対、熱制御装置、およびN2入口−30%KOH溶液への出口を組み立てた。フラスコにN2を10分間パージし、2L(全体積の62%v/v)のブロモベンゼンをフラスコに入れ、撹拌子を動かした。TBA(160.00±0.30g)を加え、使用した漏斗を1L(全体積の31%v/v)ブロモベンゼンで洗浄した。出発物質のHPLC試料を採取し、標準HPLCクロマトグラムと比較した。臭化アルミニウム(32.25±0.30g)を溶液に加え、その漏斗を220mL(全体積の7%v/v)のブロモベンゼンで洗浄した。この時点で溶液は深紫色であり沈殿物は見られなかった。反応混合物を室温で1時間撹拌した。1時間後、反応混合物の温度を40℃まで上昇させた。温度を40℃に上昇させてから、反応混合物を3時間撹拌した。1時間+3.0時間の時点で40℃でHPLC試料をそれぞれ採取した。HPLCクロマトグラムでTBAの痕跡が見られなくなった時点で反応を終了した。反応終了後、暗色の反応混合物を、7L(ブロモベンゼンの全体積に対して217%v/v)の脱イオン水、2L(ブロモベンゼンの全体積に対して62%v/v)の氷、および300mL(37%)のHCl(ブロモベンゼンの全体積に対して9%v/v)の入った20L反応器に入れた。オーバーヘッドスターラーを使用して反応混合物を1時間±10分間激しく撹拌した。   Specifically, the experimental procedure in Step 2 is performed as follows. A dried 5 L three-necked round bottom flask, water condenser, magnetic stir bar, heating mantle, thermocouple, thermal controller, and outlet to N2 inlet-30% KOH solution were assembled. The flask was purged with N2 for 10 minutes, 2 L (62% v / v of total volume) of bromobenzene was placed in the flask and the stir bar was moved. TBA (160.00 ± 0.30 g) was added and the used funnel was washed with 1 L (31% v / v of total volume) bromobenzene. An HPLC sample of the starting material was taken and compared to a standard HPLC chromatogram. Aluminum bromide (32.25 ± 0.30 g) was added to the solution and the funnel was washed with 220 mL (7% v / v of total volume) bromobenzene. At this point, the solution was deep purple and no precipitate was seen. The reaction mixture was stirred at room temperature for 1 hour. After 1 hour, the temperature of the reaction mixture was raised to 40 ° C. The temperature was raised to 40 ° C. and the reaction mixture was stirred for 3 hours. Each HPLC sample was taken at 40 ° C. at 1 hour + 3.0 hours. The reaction was terminated when no trace of TBA was seen in the HPLC chromatogram. After completion of the reaction, the dark reaction mixture was diluted with 7 L (217% v / v bromobenzene total volume) deionized water, 2 L (62% v / v bromobenzene total volume) ice, And a 20 L reactor containing 300 mL (37%) HCl (9% v / v relative to the total volume of bromobenzene). The reaction mixture was stirred vigorously for 1 hour ± 10 minutes using an overhead stirrer.

有機層を分離チャンバーに移し、700ml(ブロモベンゼンの全体積に対して22%v/v)の脱イオン水で2回洗浄した。洗浄した有機層を4Lの分液漏斗に入れ、オーバーヘッドスターラーの下に置いた30L反応器に入れた16L(ブロモベンゼンの全体積の5倍)のメタノールに、分液漏斗の有機層ををゆっくりと流しながら加え、25分間±5分間かけて固体を沈殿させた。添加終了後、メタノール懸濁液を1時間±10分間激しく撹拌した。メタノール懸濁液をブフナー(Buchner)漏斗(185mm)で吸引ろ過した。フィルターケーキ上に得られた固体を600mL(ブロモベンゼンの全体積に対して19%v/v)メタノールで3回洗浄した。得られた固体を30分間減圧乾燥した。   The organic layer was transferred to a separation chamber and washed twice with 700 ml (22% v / v with respect to the total volume of bromobenzene) of deionized water. Place the washed organic layer into a 4 L separatory funnel and slowly place the organic layer of the separatory funnel into 16 L (5 times the total volume of bromobenzene) methanol in a 30 L reactor placed under an overhead stirrer. The solid was allowed to settle for 25 minutes ± 5 minutes. After the addition was complete, the methanol suspension was stirred vigorously for 1 hour ± 10 minutes. The methanol suspension was suction filtered through a Buchner funnel (185 mm). The solid obtained on the filter cake was washed with 600 mL (19% v / v based on the total volume of bromobenzene) methanol three times. The obtained solid was dried under reduced pressure for 30 minutes.

得られたピンク色の粉末をスパチュラで結晶皿に移し、減圧オーブンに入れて終夜乾燥させ、乾燥後に秤量した。この粉末を重量変化が<1%となるまでさらに2時間減圧オーブンで再乾燥させ、再秤量を行った。固体を乾燥させた後、最終重量を記録し、収率を計算した。生成物は前述の通り、約50%のTBPA、40%のトリブロモ化テトラフェニルアダマンタン、および10%のジブロモ化テトラフェニルアダマンタンであった。収量は176.75gであった。3〜5重量%のBTBPABが生成した。   The obtained pink powder was transferred to a crystal dish with a spatula, placed in a vacuum oven, dried overnight, and weighed after drying. The powder was re-dried in a vacuum oven for an additional 2 hours until the weight change was <1% and reweighed. After drying the solid, the final weight was recorded and the yield was calculated. The product was about 50% TBPA, 40% tribrominated tetraphenyladamantane, and 10% dibrominated tetraphenyladamantane as described above. The yield was 176.75g. 3-5 wt% BTBPAB was produced.

(ステップ3:TBPAおよびBTBPABの合成) (Step 3: Synthesis of TBPA and BTBPAB)

予期せぬことであったが、前述の生成物の混合物を新しい試薬および触媒(ブロモベンゼンおよびAlCl、20℃で1分間)反応させると、四臭素化、三臭素化、および二臭素化モノマーの混合物のTBPAの比率が、約50%から約90〜95%まで増加した。BTBPABは3〜5重量%のままであった。本発明者らは数回繰り返して確認を行い、後述および図11に示されるように、この方法が前駆混合物を熱硬化性成分(a)に転化させる新しい方法であるという驚くべき結果を本発明者らは得た。 Unexpectedly, reaction of the aforementioned product mixture with new reagents and catalysts (bromobenzene and AlCl 3 , 1 min at 20 ° C.) resulted in tetrabrominated, tribrominated, and dibrominated monomers The ratio of TBPA in this mixture increased from about 50% to about 90-95%. BTBPAB remained at 3-5% by weight. The inventors have confirmed several times and confirmed the surprising result that this method is a new method for converting the precursor mixture into the thermosetting component (a), as described below and shown in FIG. They got.

具体的には、上記ステップ3の実験手順は以下の通りである。使用した装置は、前出のステップ2と同じものであった。   Specifically, the experimental procedure of step 3 is as follows. The equipment used was the same as in step 2 above.

ブロモベンゼンおよび臭化アルミニウムの対応する必要量を、前述の合成または従来の合成で合成されるTBPAの収率に基づいて計算した。適切な量(全体積の80%v/v)のブロモベンゼンをフラスコに入れ、撹拌子を動かした。前出のステップ2で合成したTBPAの全量を加え、使用した漏斗を適切な量(全体積の10%v/v)のブロモベンゼンで洗浄した。出発物質のHPLC試料を採取し、標準的HPLCクロマトグラムと比較した。全量の臭化アルミニウムを溶液に加え、使用した漏斗を残り(全体積の10%)のブロモベンゼンで洗浄した。この時点で溶液は深紫色であり沈殿物は見られなかった。反応混合物を室温で17分間撹拌した。5分後および17分後にHPLC試料を採取した。HPLCクロマトグラムでTBPAに対応するピークが優勢となった時点で反応を終了した。反応終了後、暗色の反応混合物を、7L(ブロモベンゼンの全体積に対して217%v/v)の脱イオン水、2L(ブロモベンゼンの全体積に対して62%v/v)の氷、および300mL(37%)のHCl(ブロモベンゼンの全体積に対して9%v/v)の入った20L反応器に入れ、オーバーヘッドスターラーを使用して1時間±10分間激しく撹拌した。   The corresponding required amounts of bromobenzene and aluminum bromide were calculated based on the yield of TBPA synthesized in the previous or conventional synthesis. An appropriate amount (80% v / v of the total volume) of bromobenzene was placed in the flask and the stir bar was moved. The total amount of TBPA synthesized in step 2 above was added and the funnel used was washed with an appropriate amount (10% v / v of total volume) of bromobenzene. An HPLC sample of the starting material was taken and compared to a standard HPLC chromatogram. The entire amount of aluminum bromide was added to the solution and the used funnel was washed with the remaining (10% of the total volume) bromobenzene. At this point, the solution was deep purple and no precipitate was seen. The reaction mixture was stirred at room temperature for 17 minutes. HPLC samples were taken after 5 and 17 minutes. The reaction was terminated when the peak corresponding to TBPA became dominant in the HPLC chromatogram. After completion of the reaction, the dark reaction mixture was diluted with 7 L (217% v / v bromobenzene total volume) deionized water, 2 L (62% v / v bromobenzene total volume) ice, And a 20 L reactor containing 300 mL (37%) HCl (9% v / v relative to the total volume of bromobenzene) and stirred vigorously using an overhead stirrer for 1 hour ± 10 minutes.

有機層を分離漏斗に移し、700ml(ブロモベンゼンの全体積に対して22%v/v)の脱イオン水で2回洗浄し、700ml(ブロモベンゼンの全体積に対して22%v/v)の飽和NaCl溶液で3回洗浄した。洗浄した有機層を4Lの分液漏斗に入れ、オーバーヘッドスターラーの下に置いた30L反応器に入れた適切な量(ブロモベンゼンの全体積の5倍)のメタノールに、分液漏斗の有機層をゆっくりと流しながら加え、25分間±5分間かけて固体を沈殿させた。添加終了後、メタノール懸濁液を1時間±10分間激しく撹拌した。メタノール懸濁液をブフナー漏斗(185mm)で吸引ろ過した。フィルターケーキ上に得られた固体を600mL(ブロモベンゼンの全体積に対して19%v/v)メタノールで3回洗浄した。得られた固体を30分間減圧乾燥した。   The organic layer is transferred to a separatory funnel and washed twice with 700 ml (22% v / v of total volume of bromobenzene) with deionized water and 700 ml (22% v / v of total volume of bromobenzene). Was washed 3 times with a saturated NaCl solution. Put the washed organic layer into a 4 L separatory funnel and put the organic layer of the separatory funnel into the appropriate amount (5 times the total volume of bromobenzene) methanol in a 30 L reactor placed under an overhead stirrer. Slowly added and allowed to settle for 25 minutes ± 5 minutes. After the addition was complete, the methanol suspension was stirred vigorously for 1 hour ± 10 minutes. The methanol suspension was suction filtered with a Buchner funnel (185 mm). The solid obtained on the filter cake was washed with 600 mL (19% v / v based on the total volume of bromobenzene) methanol three times. The obtained solid was dried under reduced pressure for 30 minutes.

得られたピンク色の粉末をスパチュラで結晶皿に移し、減圧オーブンに入れて終夜乾燥させ、乾燥後に秤量し、重量変化が<1%となるまでさらに2時間減圧オーブンで再乾燥させ、再秤量を行った。固体を乾燥させた後、最終重量を記録し、収率を計算した。収率は85%であった。   The resulting pink powder is transferred to a crystallization dish with a spatula, placed in a vacuum oven, dried overnight, weighed after drying, re-dried in a vacuum oven for an additional 2 hours until the weight change is <1%, and reweighed Went. After drying the solid, the final weight was recorded and the yield was calculated. The yield was 85%.

(ステップ4:1,3,5,7−テトラキス[3’/4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタン(TPEPA)と1,3/4−ビス{1’,3’,5’−トリス[3”/4”−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンチル}ベンゼン(BTPEPAB)の混合物の合成)   (Step 4: 1,3,5,7-tetrakis [3 ′ / 4 ′-(phenylethynyl) phenyl] adamantane (TPEPA) and 1,3 / 4-bis {1 ′, 3 ′, 5′-tris [ Synthesis of a mixture of 3 "/ 4"-(phenylethynyl) phenyl] adamantyl} benzene (BTPEPAB)

パラジウム触媒を使用するヘックのエチニル化の一般的反応プロトコルに従って、TBPAとBTBPABの混合物をフェニルアセチレンと反応させると、最終生成物の95重量%から97重量%の1,3,5,7−テトラキス[3’/4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタン(TPEPA)が異性体混合物として生成し、さらに3〜5重量%の1,3/4−ビス{1’,3’,5’−トリス[3”/4”−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンチル}ベンゼン(BTPEPAB)がメタ異性体およびパラ異性体の混合物として生成した(GPC、NMR、およびHPLCによって同定した)。TBPAを含む反応で生成したTPEPAとBTPEPABの混合物はシクロヘキサノンに溶解性である。   Following the general reaction protocol for Heck's ethinylation using a palladium catalyst, a mixture of TBPA and BTBPAB is reacted with phenylacetylene to yield 95% to 97% by weight of 1,3,5,7-tetrakis of the final product. [3 ′ / 4 ′-(Phenylethynyl) phenyl] adamantane (TPEPA) is formed as an isomer mixture and an additional 3-5 wt% 1,3 / 4-bis {1 ′, 3 ′, 5′-tris [3 "/ 4"-(Phenylethynyl) phenyl] adamantyl} benzene (BTPEPAB) was formed as a mixture of meta and para isomers (identified by GPC, NMR, and HPLC). The mixture of TPEPA and BTPEPAB produced in the reaction containing TBPA is soluble in cyclohexanone.

具体的には、ステップ4の実験手順は以下の通りである。乾燥させた2Lの三つ口丸底フラスコ、水冷却器、オーバーヘッドスターラー、加熱マントル、熱電対、熱制御装置、滴下漏斗、二つ口アダプター、およびN2入口−30%KOH溶液への出口を組み立てた。フラスコはN2を10分間パージした。   Specifically, the experimental procedure of Step 4 is as follows. Assemble a dry 2L three-necked round bottom flask, water cooler, overhead stirrer, heating mantle, thermocouple, thermal controller, dropping funnel, two-neck adapter, and outlet to N2 inlet-30% KOH solution It was. The flask was purged with N2 for 10 minutes.

上記ステップ3の合成手順で得たTBPAとBTBPABの混合物を秤量した。トリエチルアミン(TEA)(全計算TEA体積−300mL)を反応フラスコに加え、オーバーヘッドスターラーを作動させ、以下の化合物を記載の順序で加えた。ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム[II]触媒添加、使用した漏斗の50mL(全体積の4%)のTEAで洗浄し5分間撹拌、トリフェニルホスフィン添加、漏斗を50mL(全体積の4%)のTEAで洗浄し5分間撹拌、ヨウ化銅(I)添加、漏斗を50mL(全体積の4%)のTEAで洗浄し5分間撹拌。前出のステップ3の合成で得たTBPAの全量を加え、使用した漏斗を100mL(全体積の8%)のTEAで洗浄した。フラスコを80℃に加熱した。反応混合物温度が80℃に到達してから、分析用のHPLC試料を採取した。これは出発物質であった。   The mixture of TBPA and BTBPAB obtained by the synthesis procedure of Step 3 above was weighed. Triethylamine (TEA) (total calculated TEA volume—300 mL) was added to the reaction flask, the overhead stirrer was turned on, and the following compounds were added in the order listed. Dichlorobis (triphenylphosphine) palladium [II] catalyst addition, wash with 50 mL of used funnel (4% of total volume) TEA and stir for 5 min, add triphenylphosphine, add 50 mL of funnel (4% of total volume) Wash with TEA and stir for 5 minutes, add copper (I) iodide, wash the funnel with 50 mL (4% of total volume) TEA and stir for 5 minutes. The total amount of TBPA obtained in the synthesis of Step 3 above was added and the funnel used was washed with 100 mL (8% of the total volume) of TEA. The flask was heated to 80 ° C. An analytical HPLC sample was taken after the reaction mixture temperature reached 80 ° C. This was the starting material.

量を測定したフェニルアセチレンを50mL(全体積の4%)のTEAで希釈したものを滴下漏斗にいれ、二つ口アダプターの口の1つを取り付けた。希釈したフェニルアセチレンを、30分間±10分間かけて反応混合物に滴下した。これは発熱反応であった。温度は水浴を使用して制御した。加熱は3時間続けた。80℃で3時間加熱した後、反応を停止させた。80℃で3時間の時点でHPLC試料を採取した。   The amount of phenylacetylene whose amount was measured was diluted with 50 mL (4% of the total volume) of TEA was placed in a dropping funnel, and one of the two-neck adapter ports was attached. Diluted phenylacetylene was added dropwise to the reaction mixture over 30 minutes ± 10 minutes. This was an exothermic reaction. The temperature was controlled using a water bath. Heating was continued for 3 hours. After heating at 80 ° C. for 3 hours, the reaction was stopped. An HPLC sample was taken at 3 hours at 80 ° C.

反応混合物を50℃に冷却し、ブフナー漏斗(185mm)でろ過した。得られた未精製固体を600mLのTEA(計算したTEA体積に対してv/v%=52%)で2回洗浄した。フィルターケーキを4Lのビーカーに入れ、内容物に1L(計算したTEA体積に対してv/v%=87%)のTEAを加えて室温で15分間撹拌した。得られたフィルターケーキをブフナー漏斗(185mm)でろ過し、得られた未精製固体を300mLのTEA(計算したTEA体積に対してv/v%=26%)で洗浄した。得られた固体を終夜減圧乾燥し、粗生成物の試料3gについてHPLC、DSC、微量金属、およびUV−VISの分析を実施した。   The reaction mixture was cooled to 50 ° C. and filtered through a Buchner funnel (185 mm). The resulting crude solid was washed twice with 600 mL TEA (v / v% = 52% with respect to the calculated TEA volume). The filter cake was put into a 4 L beaker, 1 L (v / v% = 87% based on the calculated TEA volume) of TEA was added to the contents, and the mixture was stirred at room temperature for 15 minutes. The resulting filter cake was filtered through a Buchner funnel (185 mm) and the resulting crude solid was washed with 300 mL TEA (v / v% = 26% based on calculated TEA volume). The obtained solid was dried under reduced pressure overnight, and HPLC, DSC, trace metal, and UV-VIS analysis were performed on 3 g of the crude product sample.

従来技術と本発明の間の解釈の違いは以下のとおりである。図11および12は後述の異性体の調製を示しており、この実施例のローマ数字は図11および12のローマ数字に対応している。「背景技術」の項で説明したように、ライヘルトの目標は、規定された構造の1,3,5,7−テトラキス[(4−フェニルエチニル)フェニル)]アダマンタンを調製すること、すなわちこの化合物の1種類のp−異性体1,3,5,7−テトラキス[4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタン(VIII)を調製することであった。規定された構造(分析法によって特性決定可能)を有するこの唯一の化合物がライヘルトの研究の目標であった。   The differences in interpretation between the prior art and the present invention are as follows. FIGS. 11 and 12 show the preparation of the isomers described below, and the Roman numerals in this example correspond to the Roman numerals in FIGS. As explained in the “Background” section, Reichert's goal is to prepare 1,3,5,7-tetrakis [(4-phenylethynyl) phenyl)] adamantane of the defined structure, ie this compound Was to prepare one p-isomer of 1,3,5,7-tetrakis [4 ′-(phenylethynyl) phenyl] adamantane (VIII). This sole compound with a defined structure (which can be characterized by analytical methods) was the goal of Reichert's research.

ライヘルトの計画は、以下の図式で示された:
1,3,5,7−テトラブロモアダマンタン(I)→1,3,5,7−テトラキス(4’−ブロモフェニル)アダマンタン(II)(p−異性体)→1,3,5,7−テトラキス[4’−(フェニルエチニル)フェニル)]アダマンタン(VIII)(p−異性体)
ライヘルトは、アダマンタンコアに結合したp−およびm−ブロモフェニル基の組み合わせ(後出)を含む1,3,5,7−テトラキス(ブロモフェニル)アダマンタンの異性体混合物である1,3,5,7−テトラキス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(III)合成したと考えたことで、ステップ(I)→(II)で失敗しており、目標を達成できなかったと考えた。このことを示すものとして、ライヘルトは、「アリール化中にレジオ選択性がないために、アダマンタン上のフリーデル−クラフツ反応が実施できず、容易に生成する1,3,5,7−テトラフェニルアダマンタン(VI)の誘導体化のさらなる研究を進めることになった」と記述している。1種類のp−異性体である1,3,5,7−テトラキス[4’−(フェニルエチニル)フェニル)]アダマンタン(VIII)を合成するために、ライヘルトは、
1,3,5,7−テトラフェニルアダマンタン(VI)→1,3,5,7−テトラキス(4’−ヨードフェニル)アダマンタン(VII)→1,3,5,7−テトラキス[4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタン(VIII)
のような「回り道をした手順」を計画した。
Reichert's plan is shown in the following diagram:
1,3,5,7-tetrabromoadamantane (I) → 1,3,5,7-tetrakis (4′-bromophenyl) adamantane (II) (p-isomer) → 1,3,5,7- Tetrakis [4 ′-(phenylethynyl) phenyl)] adamantane (VIII) (p-isomer)
Reichert is a mixture of isomers of 1,3,5,7-tetrakis (bromophenyl) adamantane containing a combination of p- and m-bromophenyl groups attached to an adamantane core (see below). Since it was thought that 7-tetrakis (3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane (III) was synthesized, it failed in step (I) → (II), and it was thought that the target could not be achieved. As an indication of this, Reichert states that “there is no regioselectivity during arylation, so the Friedel-Crafts reaction on adamantane cannot be carried out and is easily generated, 1,3,5,7-tetraphenyl. It was decided to proceed with further research on the derivatization of adamantane (VI). " In order to synthesize one p-isomer, 1,3,5,7-tetrakis [4 ′-(phenylethynyl) phenyl)] adamantane (VIII), Reichert
1,3,5,7-tetraphenyladamantane (VI) → 1,3,5,7-tetrakis (4′-iodophenyl) adamantane (VII) → 1,3,5,7-tetrakis [4 ′-( Phenylethynyl) phenyl] adamantane (VIII)
I planned a "detour procedure" like

ライヘルトは引き続きこの経路を実施し、一種類のp−異性体(VIII)を単離したが、この化合物の溶解性が低いことが分かり、ライヘルトはこの化合物の13C NMRスペクトルを得ることができなかった。ライヘルトは、「化合物3[(VIII)]はH NMRスペクトルをとるためにクロロホルムに十分溶解性であることが分かった。しかし、溶液の13C NMRスペクトルを得るためには捕捉時間が実用的でないことが分かった。固体NMRを使用して生成物を同定した」とライヘルトの学位論文(前述)で述べている。これらの結果を確認するため、ライヘルトの化合物を、数種類の標準的有機溶媒で試験すると、試験した有機溶媒すべてに対して実質的に不溶性であることが分かった。 Reichert continued this route and isolated a single p-isomer (VIII), but the compound was found to be poorly soluble and Reichert was able to obtain a 13 C NMR spectrum of the compound. There wasn't. Reichert found that “Compound 3 [(VIII)] was sufficiently soluble in chloroform to take a 1 H NMR spectrum. However, a capture time was practical to obtain a 13 C NMR spectrum of the solution. "The product was identified using solid-state NMR," says Reichert's dissertation (described above). To confirm these results, Reichert's compounds were tested in several standard organic solvents and found to be substantially insoluble in all tested organic solvents.

したがって言い換えると、ライヘルトが調製したと考えていたものは1,3,5,7−テトラキス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(III)であったが、この方向では続けられなかった。なぜならこの生成物は定義された構造の1種類の異性体ではなかったからである。ライヘルトは1種類のパラ異性体の1,3,5,7−テトラキス(4’−ヨードフェニル)アダマンタン(VII)を調製したのではなく、それが1種類の異性体の1,3,5,7−テトラキス[4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタン(VIII)に変化しており、これは不溶性であることが分かり、したがって有用でないことが分かった。   Thus, in other words, what Reichert thought was prepared was 1,3,5,7-tetrakis (3 '/ 4'-bromophenyl) adamantane (III), but could not continue in this direction. Because this product was not a single isomer of defined structure. Reichert did not prepare one para isomer, 1,3,5,7-tetrakis (4′-iodophenyl) adamantane (VII), but it did not produce one isomeric 1,3,5, It was changed to 7-tetrakis [4 ′-(phenylethynyl) phenyl] adamantane (VIII), which was found to be insoluble and therefore not useful.

本発明者らは、1,3,5,7−テトラブロモアダマンタンとブロモベンゼンの反応を多数繰り返し、1,3,5,7−テトラブロモアダマンタンとブロモベンゼンの反応生成物を本発明者らが分析すると、1,3,5,7−テトラキス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(III)(ライヘルトの言及)ではなく、1,3,5,7−テトラキス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(III)とほぼ同量の1−フェニル−3,5,7−トリス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(IV)との混合物であることが分かった。この結論はLC−MS分析および元素分析で確認した。   The inventors of the present invention repeated a large number of reactions of 1,3,5,7-tetrabromoadamantane and bromobenzene, and the present inventors obtained a reaction product of 1,3,5,7-tetrabromoadamantane and bromobenzene. Analysis revealed that 1,3,5,7-tetrakis (3 ′ / 4′-), not 1,3,5,7-tetrakis (3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane (III) (Reichert's reference). It was found to be a mixture of bromophenyl) adamantane (III) with approximately the same amount of 1-phenyl-3,5,7-tris (3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane (IV). This conclusion was confirmed by LC-MS analysis and elemental analysis.

本発明者らは、このような反応経路の原因を見つけることができた。ブロモベンゼンは、フリーデル−クラフツ反応の条件を実質的に不均衡にすることが知られている(G.A.オラー(Olah),W.S.トルゲシ(Tolgyesi),R.E.A.ディア(Dear),J.Org.Chem.,27,3441−3449(1962)):
2PhBr→PhH+BrΦ
反応混合物中のベンゼン濃度が増加すると、(I)の臭素[または(III)のブロモフェニル]の置換が起こり、ベンゼンの比率が高いために、速く平衡に到達してほぼ同量の(III)と(IV)が生成する。
The present inventors have been able to find the cause of such a reaction pathway. Bromobenzene is known to substantially imbalance the conditions of the Friedel-Crafts reaction (GA Olah, WS Tolgiesi, REEA. Dear, J. Org. Chem., 27, 3441-3449 (1962)):
2PhBr → PhH + Br 2 Φ
As the concentration of benzene in the reaction mixture increases, substitution of bromine [I] [or bromophenyl of (III)] occurs, and due to the high proportion of benzene, equilibrium is reached quickly and approximately the same amount of (III) And (IV) are generated.

したがって、ライヘルトは(自身が考えていたようには)1,3,5,7−テトラキス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(III)を合成しておらず、その代わり1,3,5,7−テトラキス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(III)と1−フェニル−3,5,7−トリス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン (IV)のほぼ1:1の混合物を合成していた。   Therefore, Reichert did not synthesize 1,3,5,7-tetrakis (3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane (III) (as he had thought), Almost 1: 1 of 5,7-tetrakis (3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane (III) and 1-phenyl-3,5,7-tris (3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane (IV) Was synthesized.

1,3,5,7−テトラキス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(III)側に平衡が移動させるために、本発明者らは、1,3,5,7−テトラブロモアダマンタンとブロモベンゼンの固体反応生成物[1,3,5,7−テトラキス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(III)と1−フェニル−3,5,7−トリス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(IV)の1:1混合物]を、臭化アルミニウムの存在下で新しいブロモベンゼンで処理した。1−フェニル−3,5,7−トリス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(IV)のフェニル基が純ブロモベンゼンとすぐに置換することが分かったので、30秒の溶液中の生成物は約90〜95%の1,3,5,7−テトラキス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(III)を含有した。この状況は室温で約5〜10分間観察され、その後ゆっくりとベンゼン濃度が増加し、それによって1−フェニル−3,5,7−トリス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(IV)濃度が増加し、数時間後には平衡に再到達して1,3,5,7−テトラキス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(III)と1−フェニル−3,5,7−トリス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(iv)の濃度がほぼ同じになった。   In order to move the equilibrium to the 1,3,5,7-tetrakis (3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane (III) side, we have 1,3,5,7-tetrabromoadamantane and A solid reaction product of bromobenzene [1,3,5,7-tetrakis (3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane (III) and 1-phenyl-3,5,7-tris (3 ′ / 4′- Bromophenyl) adamantane (IV) 1: 1 mixture] was treated with fresh bromobenzene in the presence of aluminum bromide. It was found that the phenyl group of 1-phenyl-3,5,7-tris (3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane (IV) was immediately replaced with pure bromobenzene, so formation in solution for 30 seconds The product contained about 90-95% 1,3,5,7-tetrakis (3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane (III). This situation is observed at room temperature for about 5-10 minutes, after which the benzene concentration slowly increases, thereby causing 1-phenyl-3,5,7-tris (3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane (IV) concentration Increased, and after a few hours, equilibrium was reached again and 1,3,5,7-tetrakis (3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane (III) and 1-phenyl-3,5,7-tris ( The concentration of 3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane (iv) became almost the same.

したがって、1,3,5,7−テトラキス(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(III)(ライヘルトが合成したと考えた)は、臭化アルミニウムの存在下で1,3,5,7−テトラブロモアダマンタンをブロモベンゼンの固体反応生成物の第2の処理を行うことによって調製可能である。   Thus, 1,3,5,7-tetrakis (3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane (III) (considered by Reichert) was synthesized in the presence of aluminum bromide. -Tetrabromoadamantane can be prepared by performing a second treatment of the solid reaction product of bromobenzene.

1,3,5,7−テトラ(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(III)とフェニルアセチレンとのヘック反応を行うと、95重量%から97重量%の1,3,5,7−テトラ[3’/4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタン(V)(p−異性体とw−異性体の混合物が生成した。(1)パラ、パラ、パラ、パラ、(2)パラ、パラ、パラ、メタ、(3)パラ、パラ、メタ、メタ、(4)パラ、メタ、メタ、メタ、および(5)メタ、メタ、メタ、メタを含む5種類の異性体が生成した。微量のo−異性体も存在しうる)と、3〜5重量%の1,3/4−ビス{1’,3’,5’−トリス[3”/4”−フェニルエチニル)フェニル]アダマンチル}ベンゼン(14種類の異性体が生成した)との新規混合物を得た。これらはGPC、NMR、およびHPLCによって同定され、トルエン、キシレン、シクロヘキサノン、アニソール、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、メシチレン、シクロヘキシルアセテートに非常に溶解性が高かった。例えば、シクロヘキサノンに対する溶解性は>20%である。この性質のために、スピンコーティング可能となり、この材料を、特に好ましくは層状材料および半導体の分野で実際に使用することができる。   When a Heck reaction between 1,3,5,7-tetra (3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane (III) and phenylacetylene is performed, 95% to 97% by weight of 1,3,5,7- Tetra [3 ′ / 4 ′-(phenylethynyl) phenyl] adamantane (V) (a mixture of p- and w-isomers formed. (1) Para, para, para, para, (2) para, Para, para, meta, (3) para, para, meta, meta, (4) para, meta, meta, meta, and (5) meta, meta, meta, meta, and five isomers were generated. Trace amounts of o-isomers may also be present) and 3-5% by weight of 1,3 / 4-bis {1 ′, 3 ′, 5′-tris [3 ″ / 4 ″ -phenylethynyl) phenyl] adamantyl } A new mixture with benzene (14 isomers formed) was obtained. These were identified by GPC, NMR, and HPLC and were very soluble in toluene, xylene, cyclohexanone, anisole, propylene glycol methyl ether acetate, mesitylene, cyclohexyl acetate. For example, the solubility in cyclohexanone is> 20%. This property makes it possible to spin coat and this material can be used practically in the field of layered materials and semiconductors, particularly preferably.

従って、本発明者らが調製した中間体の1,3,5,7−テトラ(3’/4’−ブロモフェニル)アダマンタン(III)から、1,3,5,7−テトラ[3’/4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタン(V)および1,3/4−ビス{1’,3’,5’−トリス[3”/4”−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンチル}ベンゼン(p−異性体とm−異性体の溶解性混合物)を調製することができ、これは熱硬化性成分(a)として有用である。   Therefore, from the intermediate 1,3,5,7-tetra (3 ′ / 4′-bromophenyl) adamantane (III) prepared by the inventors, 1,3,5,7-tetra [3 ′ / 4 ′-(phenylethynyl) phenyl] adamantane (V) and 1,3 / 4-bis {1 ′, 3 ′, 5′-tris [3 ″ / 4 ″-(phenylethynyl) phenyl] adamantyl} benzene (p -A soluble mixture of isomers and m-isomers), which is useful as the thermosetting component (a).

実施例6
この実施例は、別の熱硬化性モノマー(a)の調製を示す。
Example 6
This example shows the preparation of another thermosetting monomer (a).

(ステップ1:m−およびp−ブロモトラン異性体の合成)   (Step 1: Synthesis of m- and p-bromotolane isomers)

添加漏斗と窒素ガス入口を取り付けた500mLの三つ口丸底フラスコに4−ヨードブロモベンゼン(25.01g、88.37mmol)、トリエチルアミン(300mL)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム[II]クロリド(0.82g)、およびヨウ化銅[I](0.54g)を加えた。続いて、フェニルアセチレン(9.025g、88.37mmol)をトリエチルアミン(50mL)に溶解した溶液をゆっくりと加え、撹拌しながら溶液の温度を35℃未満に維持した。添加終了からさらに4時間混合物を撹拌した。ロータリーエバポレーターで溶媒を蒸発させ、残留物に200mLの水を加えた。生成物をジクロロメタン(2×150mL)で抽出した。それらの有機層を混合し、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去した。残留物を80mLのヘキサンで洗浄し、ろ過した。HPLCによると純粋な生成物であることが分かった(収量19.5g、86%)。シリカショートカラムのクロマトグラフィー(溶離液はトルエンとヘキサンの1:2混合物である)でさらに精製を行った。溶媒除去後には白色結晶質固体が得られた。この生成物の純度をアセトン溶液中のGC/MSで調べ、さらにプロトンNMRで特性決定を行った。   A 500 mL three-necked round bottom flask equipped with an addition funnel and a nitrogen gas inlet was charged with 4-iodobromobenzene (25.01 g, 88.37 mmol), triethylamine (300 mL), bis (triphenylphosphine) palladium [II] chloride ( 0.82 g), and copper iodide [I] (0.54 g) were added. Subsequently, a solution of phenylacetylene (9.025 g, 88.37 mmol) in triethylamine (50 mL) was added slowly and the temperature of the solution was maintained below 35 ° C. with stirring. The mixture was stirred for an additional 4 hours after the end of the addition. The solvent was evaporated on a rotary evaporator and 200 mL of water was added to the residue. The product was extracted with dichloromethane (2 × 150 mL). These organic layers were mixed and the solvent was removed with a rotary evaporator. The residue was washed with 80 mL hexane and filtered. HPLC showed a pure product (yield 19.5 g, 86%). Further purification was performed by chromatography on a silica short column (eluent is a 1: 2 mixture of toluene and hexane). A white crystalline solid was obtained after removal of the solvent. The purity of this product was examined by GC / MS in acetone solution and further characterized by proton NMR.

(ステップ2:m−およびp−エチニルトランの合成)   (Step 2: Synthesis of m- and p-ethynyltolane)

p−ブロモトランからのp−エチニルトランの合成を2段階で実施した。第1の段階では、トリメチルシリルアセチレン(TMSA、前出)を使用してp−ブロモトランのトリメチルシリルエチニル化を行い、第2の段階では、第1の段階の反応生成物を最終目標生成物に転化させた。   The synthesis of p-ethynyltolane from p-bromotolane was performed in two steps. In the first stage, trimethylsilylacetylene (TMSA, supra) is used to perform trimethylsilylethynylation of p-bromotolane, and in the second stage, the reaction product of the first stage is converted to the final target product. It was.

ステップa(4−ブロモトランのトリメチルシリルエチニル):オーバーヘッド磁気撹拌装置と冷却器を備えN2パージされ加熱マントル内に入れられた5リットルの四つ口丸底フラスコの中に、4−ブロモトラン(10.285g、40.0mmol)、エチニルトリメチルシラン(5.894g、60.0mmol)、0.505g(0.73mmol)のジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム[II]触媒、40mLの無水トリエチルアミン、0.214g(1.12mmol)のヨウ化銅[I]、および0.378g(1.44mmol)のトリフェニルホスフィンを入れた。混合物を緩やかに還流するまで加熱し(約88℃)、還流を1.5時間維持した。反応混合物は粘稠な黒色ペースト状になり、続いて冷却を行った。薄層クロマトグラフィー分析から、出発材料の4−ブロモトランが1種類の生成物に完全に転化したことが分かった。この固体をろ過し、50mLのトリエチルアミンで洗浄し、400mLの水と混合し、30分間撹拌した。その固形分をろ過し、40mLのメタノールで洗浄した。得られた未精製固体をc500mLのメタノールから再結晶させた。静置すると、光沢のある銀色の結晶が沈殿した。これらをろ過により単離し、50mLのメタノールで2回洗浄した。4.662gが回収された(収率42.5%)。   Step a (trimethylsilylethynyl of 4-bromotolane): 4-bromotolane (10.285 g) in a 5 liter four-necked round bottom flask equipped with an overhead magnetic stirrer and condenser and placed in an N2 purged heating mantle. 40.0 mmol), ethynyltrimethylsilane (5.894 g, 60.0 mmol), 0.505 g (0.73 mmol) dichlorobis (triphenylphosphine) palladium [II] catalyst, 40 mL anhydrous triethylamine, 0.214 g (1 .12 mmol) of copper iodide [I] and 0.378 g (1.44 mmol) of triphenylphosphine. The mixture was heated to gentle reflux (about 88 ° C.) and maintained at reflux for 1.5 hours. The reaction mixture became a viscous black paste and was subsequently cooled. Thin layer chromatographic analysis showed that the starting 4-bromotolane was completely converted to one product. The solid was filtered, washed with 50 mL triethylamine, mixed with 400 mL water and stirred for 30 minutes. The solid was filtered and washed with 40 mL methanol. The resulting crude solid was recrystallized from c500 mL of methanol. On standing, shiny silver crystals precipitated. These were isolated by filtration and washed twice with 50 mL of methanol. 4.662 g was recovered (yield 42.5%).

ステップb(4−(トリメチルシリル)エチニルトランの4−エチニルトランへの転化):窒素入口とオーバーヘッド磁気撹拌装置とが取り付けられた1リットルの三つ口丸底フラスコに、800mLの無水メタノール、12.68g(46.2mmol)の4−(トリメチルシリル)エチニルトラン、および1.12gの無水炭酸カリウムを加えた。混合物を50℃に加熱した。HPLC分析で出発物質が検出されなくなるまで撹拌を続けた(約3時間)。反応混合物を冷却した。得られた未精製固体を、0mLのジクロロメタン中で30分間撹拌した後、ろ過した。HPLCによるとろ過した懸濁固体は主に不純物であることが分かった。ジクロロメタンろ液を乾燥させ、蒸発させて、8.75gの固体を得た。オーブンでさらに乾燥させると、最終重量は8.67gとなった。これは収率92.8%である。   Step b (Conversion of 4- (trimethylsilyl) ethynyltolan to 4-ethynyltolane): To a 1 liter three-necked round bottom flask fitted with a nitrogen inlet and overhead magnetic stirrer, 800 mL of absolute methanol, 12. 68 g (46.2 mmol) of 4- (trimethylsilyl) ethynyltolan and 1.12 g of anhydrous potassium carbonate were added. The mixture was heated to 50 ° C. Stirring was continued until no starting material was detected by HPLC analysis (about 3 hours). The reaction mixture was cooled. The resulting crude solid was stirred in 0 mL of dichloromethane for 30 minutes and then filtered. According to HPLC, the filtered suspended solid was found to be mainly an impurity. The dichloromethane filtrate was dried and evaporated to give 8.75 g of solid. Further drying in the oven resulted in a final weight of 8.67 g. This is a yield of 92.8%.

(ステップ3:1,3,5,7−テトラキス{3’/4’−[4”−(フェニルエチニル)フェニルエチニル]フェニル}アダマンタン(TPEPEPA)と1,3/4−ビス{1’,3’,5’−トリス(3”/4”−[4’”−(フェニルエチニル)フェニルエチニル]フェニル}アダマンチル}ベンゼン(BTPEPEPAB)の混合物の合成)   (Step 3: 1,3,5,7-tetrakis {3 ′ / 4 ′-[4 ″-(phenylethynyl) phenylethynyl] phenyl} adamantane (TPEPEPA) and 1,3 / 4-bis {1 ′, 3 Synthesis of a mixture of ', 5'-tris (3 "/ 4"-[4' "-(phenylethynyl) phenylethynyl] phenyl} adamantyl} benzene (BTPEPEPAB))

パラジウム触媒を使用したヘックのエチニル化反応の一般的プロトコルに従って、TBPAとBTBPABの混合物(前述)を、4−エチニルトランと反応させて、1,3,5,7−テトラキス−{3’/4’−[4”−(フェニルエチニル)フェニルエチニル]フェニル}アダマンタン(TPEPEPA)と1,3/4−ビス{1’,3’,5’−トリス{3”/4”−[4’”−(フェニルエチニル)フェニルエチニル]フェニル}アダマンチル}ベンゼン(BTPEPEPAB)の混合物の最終生成物を得た。   Following a general protocol for Heck's ethinylation reaction using a palladium catalyst, a mixture of TBPA and BTBPAB (described above) was reacted with 4-ethynyltolan to give 1,3,5,7-tetrakis- {3 ′ / 4. '-[4 "-(phenylethynyl) phenylethynyl] phenyl} adamantane (TPEPEPA) and 1,3 / 4-bis {1', 3 ', 5'-tris {3" / 4 "-[4'"- The final product of a mixture of (phenylethynyl) phenylethynyl] phenyl} adamantyl} benzene (BTPEPEPAB) was obtained.

実施例7
前述の実施例5と同様の手順で調製した熱硬化性成分(a)(200g)をフラスコに入れた。熱硬化性成分(a)の5.4倍の量のシクロヘキサノンをフラスコに加え、フラスコを振盪した。使用した接着促進剤(b)はポリカルボシラン(CHSiH2)q(式中、qは20〜30である)であり、熱硬化性成分(a)の0.268倍の量のこの接着促進剤(b)をフラスコに加えて振盪した。最終溶液は、熱硬化性化合物(a)基準にして、15重量%の熱硬化性成分(a)と6.7重量%ポリカルボシラン接着促進剤(b)とを含んだ。
Example 7
A thermosetting component (a) (200 g) prepared by the same procedure as in Example 5 was placed in a flask. 5.4 times the amount of cyclohexanone of thermosetting component (a) was added to the flask and the flask was shaken. (Wherein, q is 20 to 30) using the adhesion promoter (b) is polycarbosilane (CH 2 SiH2) q is, the adhesive of 0.268 times the amount of the thermosetting component (a) Accelerator (b) was added to the flask and shaken. The final solution contained 15 wt% thermosetting component (a) and 6.7 wt% polycarbosilane adhesion promoter (b) based on the thermosetting compound (a).

還流させるために、磁気撹拌子、N2入口および出口のついた水コンデンサー、温度制御装置と熱電対がついた油浴、ならびにアダプター付き温度計を取り付けた乾燥状態の1リットルの三つ口丸底フラスコを使用した。溶液は約23時間加熱還流した。   1 liter three-necked round bottom with a magnetic stir bar, water condenser with N2 inlet and outlet, oil bath with temperature controller and thermocouple, and thermometer with adapter for reflux A flask was used. The solution was heated to reflux for about 23 hours.

反応混合物を120℃まで冷却した。ディーン−スタークトラップを取り付け、トルエンを満たした。mlの単位で熱硬化性成分(a)の0.15倍の量のトルエンを、還流溶液に加えた。130℃で激しい沸騰と共沸が始まり、水が発生しなくなるまで約40分間これを続けた。反応混合物温度は148℃まで上昇した。トラップからトルエンと水を抜き取り、熱硬化性成分(a)の0.165倍の量のトルエンとシクロヘキサノンがさらに蒸留されるまで共沸を続けた。フラスコ温度は153〜155℃に到達した。   The reaction mixture was cooled to 120 ° C. A Dean-Stark trap was attached and filled with toluene. Toluene in an amount of 0.15 times the thermosetting component (a) in units of ml was added to the refluxing solution. Vigorous boiling and azeotropy began at 130 ° C and continued for about 40 minutes until no more water was generated. The reaction mixture temperature rose to 148 ° C. Toluene and water were extracted from the trap, and azeotropy was continued until toluene and cyclohexanone in an amount 0.165 times that of the thermosetting component (a) were further distilled. The flask temperature reached 153-155 ° C.

反応混合物を室温まで冷却した。熱硬化性成分(a)とポリカルボシラン成分接着促進剤(b)を含む本発明の組成物が15重量%の溶液になるようにシクロヘキサノンを加えた。GPCにより、オリゴマーの生成が確認された。   The reaction mixture was cooled to room temperature. Cyclohexanone was added so that the composition of the present invention containing the thermosetting component (a) and the polycarbosilane component adhesion promoter (b) was a 15% by weight solution. The formation of oligomers was confirmed by GPC.

次の実施例は、本発明の組成物の層と、従来技術の組成物の層の作製に関する。   The following examples relate to the production of layers of the composition of the present invention and layers of the prior art.

実施例8
比較例Aは、ハニーウェル(Honeywell)の米国特許第5,986,045号に教示されるポリアリーレンエーテルである。実施例8では、表IIのコーティング条件を使用して実施例7の組成物を基板に適用した。
Example 8
Comparative Example A is a polyarylene ether taught in US Pat. No. 5,986,045 to Honeywell. In Example 8, the composition of Example 7 was applied to the substrate using the coating conditions in Table II.

表IIにおいて、BSRは裏面洗浄を意味し、EBRは端部ビード洗浄を意味する。使用したコーターはDNS SC−W80A−A VFDLPであり、加圧ガスはヘリウムであり、供給圧力は0.08MPaであり、供給速度は1.0ml/秒であり、インラインフィルターは0.1μmPFFVO1D8S(ミリポア(Millipore),フルオロリン−S(Fuluoroline−S))であった。   In Table II, BSR means backside cleaning and EBR means end bead cleaning. The coater used was DNS SC-W80A-A VFDLP, the pressurized gas was helium, the supply pressure was 0.08 MPa, the supply rate was 1.0 ml / sec, and the inline filter was 0.1 μm PFFVO1D8S (Millipore (Millipore), Fluoroline-S).

スピンコーティングした組成物は、N2雰囲気下(<50ppmのO2)で1分間、それぞれ150℃、200℃、および250℃の温度で焼き付けを行った。加熱炉硬化条件はN2(15リットル/分)中400℃で60分間であり、5°K/分の速度で250℃から上昇させた。硬化温度範囲は350℃から450℃であった。あるいは、N2雰囲気下で350℃から450℃で1分間から5分間のホットプレート硬化条件を使用してもよい。   The spin-coated composition was baked at temperatures of 150 ° C., 200 ° C., and 250 ° C., respectively, for 1 minute under N 2 atmosphere (<50 ppm O 2). Furnace curing conditions were 60 minutes at 400 ° C. in N 2 (15 liters / minute) and increased from 250 ° C. at a rate of 5 ° K / minute. The curing temperature range was 350 ° C to 450 ° C. Alternatively, hot plate curing conditions of 350 ° C. to 450 ° C. for 1 minute to 5 minutes under N 2 atmosphere may be used.

前述の分析試験方法にしたがって、得られた層を分析した。層の性質を表IIIに示す。   The resulting layers were analyzed according to the analytical test method described above. The layer properties are shown in Table III.

目視試験から条線は存在しないことが分かった。Tgの向上は過酷な高温加工環境での使用に有意義であり、弾性率の向上は製品の完全性に寄与する。   A visual test revealed that no streak was present. An increase in Tg is significant for use in harsh high temperature processing environments, and an increase in modulus contributes to product integrity.

実施例9から11
比較例Bは100%熱硬化性化合物(a)であり、接着促進剤(b)を含有しなかった。実施例9から11では、ポリカルボシラン接着促進剤(b)の量を変化させたことを除けば、実施例8に従って表IVの組成物を調製した。使用したポリカルボシラン成分(B)は(CHSiH2)q(式中、qは20〜30である)であった。
Examples 9 to 11
Comparative Example B was a 100% thermosetting compound (a) and did not contain an adhesion promoter (b). In Examples 9 to 11, the compositions of Table IV were prepared according to Example 8 except that the amount of polycarbosilane adhesion promoter (b) was varied. Polycarbosilane component used (B) was (CH 2 SiH2) q (wherein, q is 20 to 30).

以上のように、低誘電率ポリマーを生成するための組成物および方法の具体的な実施形態および用途を開示してきた。しかし、本明細書に記載される本発明の概念から逸脱しない多くの修正が既に開示したもの以外に可能であることは、当業者には明らかである。したがって、本発明の精神は添付の請求項以外によって限定されるべきではない。さらに、明細書および請求項の両方の解釈において、すべての用語は、その文脈内で首尾一貫させながら可能な限り広い範囲で解釈されるべきである。特に、用語「含む」および「含んでいる」は、要素、構成要素、または工程を非排他的な意味で言及していると解釈すべきであり、言及された要素、構成要素、または工程が、特に言及されない要素、構成要素、または工程とともに存在したり、使用したり、組み合わせたりすることが可能なことを示している。   Thus, specific embodiments and applications of compositions and methods for producing low dielectric constant polymers have been disclosed. However, it will be apparent to those skilled in the art that many modifications, other than those already disclosed, can be made without departing from the inventive concepts described herein. Accordingly, the spirit of the invention should not be limited except by the appended claims. Moreover, in interpreting both the specification and the claims, all terms should be interpreted in the broadest possible manner consistently within the context. In particular, the terms “including” and “including” should be construed as referring to elements, components, or steps in a non-exclusive sense, and the stated elements, components, or steps Indicates that they can be present, used or combined with elements, components or processes not specifically mentioned.

熱硬化性モノマーの考慮される構造である。Considered structure of thermosetting monomer. 熱硬化性モノマーの考慮される構造である。Considered structure of thermosetting monomer. 熱硬化性モノマーの考慮される構造である。Considered structure of thermosetting monomer. 熱硬化性ダイマーの考慮される構造である。Considered structure of thermosetting dimer. 熱硬化性ダイマーの考慮される構造である。Considered structure of thermosetting dimer. セキシフェニレンを含む熱可塑性モノマーの代表的な構造である。This is a typical structure of a thermoplastic monomer containing sexiphenylene. セキシフェニレンを含む熱可塑性モノマーの代表的な構造である。This is a typical structure of a thermoplastic monomer containing sexiphenylene. セキシフェニレンを含む熱可塑性モノマーの代表的な構造である。This is a typical structure of a thermoplastic monomer containing sexiphenylene. セキシフェニレンを含む熱可塑性モノマーの代表的な構造である。This is a typical structure of a thermoplastic monomer containing sexiphenylene. 熱硬化性モノマーのための本発明の合成計画である。2 is a synthesis scheme of the present invention for a thermosetting monomer. 熱硬化性モノマーのための本発明の合成計画である。2 is a synthesis scheme of the present invention for a thermosetting monomer. 熱硬化性モノマーのための本発明の合成計画である。2 is a synthesis scheme of the present invention for a thermosetting monomer. 置換アダマンタンを生成するための合成計画である。This is a synthesis plan for generating a substituted adamantane. ペンダントかご型構造を有する低分子量ポリマーを生成するための合成計画である。Synthetic scheme to produce low molecular weight polymer with pendant cage structure. ペンダントかご型構造を有する低分子量ポリマーを生成するための合成計画である。Synthetic scheme to produce low molecular weight polymer with pendant cage structure. 熱硬化性モノマーを生成するための合成計画である。It is a synthetic scheme for producing thermosetting monomers. 本発明の種々のポリマーの構造である。2 is the structure of various polymers of the present invention. 本発明の種々のポリマーの構造である。2 is the structure of various polymers of the present invention. ペンダントかご型構造を有する末端がキャップされた分子を生成するための合成計画である。Synthetic scheme to generate end-capped molecules with pendant cage structure. ペンダントかご型構造を有する末端がキャップされた分子を生成するための合成計画である。Synthetic scheme to generate end-capped molecules with pendant cage structure. 本発明の低誘電率材料の概略構造である。It is a schematic structure of the low dielectric constant material of this invention. 少なくとも2種類の異性体を有する熱硬化性成分を調製するための合成計画である。A synthetic scheme for preparing a thermosetting component having at least two isomers. ライヘルトの1,3,5,7−テトラキス[4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタン(パラ異性体)の調製のための合成計画である。A synthetic scheme for the preparation of Reichert's 1,3,5,7-tetrakis [4 '-(phenylethynyl) phenyl] adamantane (para isomer).

Claims (68)

(a)構造
を有するモノマー、構造
を有するダイマー、または前記モノマーと前記ダイマーの混合物(式中、Yはかご型化合物およびケイ素原子より選択され、R、R、R、R、R、およびRは独立に、アリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルから選択され、前記アリール、前記分岐アリール、および前記アリーレンエーテルの少なくとも1つはエチニル基を有し、Rはアリールまたは置換アリールであり、前記R、R、R、R、R、およびRの少なくとも1つは、少なくとも2種類の異性体を有する)を含む熱硬化性成分と、
(b)少なくとも二官能性の化合物を含む接着促進剤と、
を含む組成物であって、前記二官能性は同種または異種であってよく、第1の官能性は前記熱硬化性成分(a)と相互作用可能であり、前記組成物が基板に適用される場合に、第2の官能性は前記基板と相互作用可能である組成物。
(A) Structure
Monomer having structure
Or a mixture of the monomer and the dimer wherein Y is selected from a cage compound and a silicon atom, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently Selected from aryl, branched aryl, and arylene ether, at least one of said aryl, said branched aryl, and said arylene ether has an ethynyl group, R 7 is aryl or substituted aryl, said R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have at least two isomers), and
(B) an adhesion promoter comprising at least a bifunctional compound;
Wherein the bifunctionality may be the same or different, the first functionality is capable of interacting with the thermosetting component (a), and the composition is applied to a substrate The second functionality is capable of interacting with the substrate.
前記アリールが、(フェニルエチニル)フェニル、フェニルエチニル(フェニルエチニル)フェニル、および(フェニルエチニル)フェニルフェニルからなる群より選択される部分を含む、請求項1に記載の組成物。   2. The composition of claim 1, wherein the aryl comprises a moiety selected from the group consisting of (phenylethynyl) phenyl, phenylethynyl (phenylethynyl) phenyl, and (phenylethynyl) phenylphenyl. 前記Yが、アダマンタンまたはジアマンタンからなる群より選択される、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein Y is selected from the group consisting of adamantane or diamantane. 前記モノマーが存在する、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the monomer is present. 前記モノマーが1,3,5,7−テトラキス[3’/4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタンである、請求項4に記載の組成物。   5. The composition of claim 4, wherein the monomer is 1,3,5,7-tetrakis [3 '/ 4'-(phenylethynyl) phenyl] adamantane. 前記ダイマーが存在する、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the dimer is present. 前記ダイマーが1,3/4−ビス{1’,3’,5’−トリス[3”/4”−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンチル}ベンゼンである、請求項6に記載の組成物。   7. The composition of claim 6, wherein the dimer is 1,3 / 4-bis {1 ', 3', 5'-tris [3 "/ 4"-(phenylethynyl) phenyl] adamantyl} benzene. 前記モノマーと前記ダイマーの前記混合物が存在する、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the mixture of the monomer and the dimer is present. 前記モノマーが1,3,5,7−テトラキス[3’/4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタンであり、前記ダイマーが1,3/4−ビス{1’,3’,5’−トリス[3”/4”−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンチル}ベンゼンである、請求項8に記載の組成物。   The monomer is 1,3,5,7-tetrakis [3 ′ / 4 ′-(phenylethynyl) phenyl] adamantane, and the dimer is 1,3 / 4-bis {1 ′, 3 ′, 5′-tris. 9. The composition of claim 8, which is [3 "/ 4"-(phenylethynyl) phenyl] adamantyl} benzene. 前記少なくとも2種類の異性体がメタ異性体およびパラ異性体である、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the at least two isomers are meta isomers and para isomers. 前記接着促進剤(b)が、
(i)式(I):
(式中、R、R14、およびR17のそれぞれは独立に、置換または未置換のアルキレン、シクロアルキレン、ビニレン、アリレン、またはアリーレンを表し、R、R10、R11、R12、R15、およびR16はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル、アルキレン、ビニル、シクロアルキル、アリル、アリール、またはアリーレンを表し、線状または分岐であってよく、R13は有機ケイ素、シラニル、シロキシル、または有機基であり、a、b、c、およびdは条件[4≦a+b+c+d≦100,000]を満たし、bおよびcおよびdがすべて0となる場合があるし、独立的に0となる場合もある)のポリカルボシラン、
(ii)式(R18(R19Si(R20(R21(式中、R18、R19、R20、およびR21はそれぞれ独立に、水素、ヒドロキシル、不飽和または飽和アルキル、置換または未置換アルキルを表し、置換基は、アミノまたはエポキシ、不飽和または飽和アルコキシル、不飽和または飽和カルボン酸基、あるいはアリールであり、前記R18、R19、R20、およびR21の少なくとも2つは水素、ヒドロキシル、飽和または不飽和アルコキシル、不飽和アルキル、あるいは不飽和カルボン酸基を表し、f+g+h+i≦4である)のシラン、
(iii)式−[R22(OH)(R23)]−(式中、R22は置換または未置換のアルキレン、シクロアルキレン、ビニル、アリル、またはアリールであり、R23はアルキル、アルキレン、ビニレン、シクロアルキレン、アリレン、またはアリールであり、j=3〜100である)のフェノール−ホルムアルデヒド樹脂またはオリゴマー、
(iv)グリシジルエーテル、
(v)少なくとも1つのカルボン酸基を含有する不飽和カルボン酸のエステル、および
(vi)環状基がビニル、芳香族、または複素環式芳香族であるビニル環状オリゴマーまたはポリマー、
からなる群より選択される、請求項1に記載の組成物。
The adhesion promoter (b)
(I) Formula (I):
Wherein each of R 8 , R 14 , and R 17 independently represents a substituted or unsubstituted alkylene, cycloalkylene, vinylene, arylene, or arylene, and R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 15 and R 16 each independently represent a hydrogen atom, alkyl, alkylene, vinyl, cycloalkyl, allyl, aryl, or arylene, and may be linear or branched, and R 13 is organosilicon, silanyl, siloxyl Or a, b, c, and d satisfy the condition [4 ≦ a + b + c + d ≦ 100,000], and b, c, and d may all be 0, or independently 0 In some cases) polycarbosilane,
(Ii) Formula (R 18 ) f (R 19 ) g Si (R 20 ) h (R 21 ) i (wherein R 18 , R 19 , R 20 , and R 21 are each independently hydrogen, hydroxyl, Represents unsaturated or saturated alkyl, substituted or unsubstituted alkyl, and the substituent is amino or epoxy, unsaturated or saturated alkoxyl, unsaturated or saturated carboxylic acid group, or aryl, and the above R 18 , R 19 , R 20 , And at least two of R 21 represent hydrogen, hydroxyl, saturated or unsaturated alkoxyl, unsaturated alkyl, or unsaturated carboxylic acid group, f + g + h + i ≦ 4)
(Iii) formula - [R 22 C 6 H 2 (OH) (R 23)] j - ( wherein, R 22 is a substituted or unsubstituted alkylene, cycloalkylene, vinyl, allyl or aryl,, R 23 Is alkyl, alkylene, vinylene, cycloalkylene, arylene, or aryl, where j = 3-100), phenol-formaldehyde resins or oligomers;
(Iv) glycidyl ether,
(V) an ester of an unsaturated carboxylic acid containing at least one carboxylic acid group, and (vi) a vinyl cyclic oligomer or polymer in which the cyclic group is vinyl, aromatic, or heterocyclic aromatic,
The composition of claim 1, wherein the composition is selected from the group consisting of:
前記接着促進剤(b)が前記ポリカルボシランである、請求項11に記載の組成物。   The composition according to claim 11, wherein the adhesion promoter (b) is the polycarbosilane. 請求項1に記載の前記組成物を含むオリゴマー。   An oligomer comprising the composition of claim 1. 請求項13に記載の前記オリゴマーと溶媒とを含むスピンオン組成物。   A spin-on composition comprising the oligomer according to claim 13 and a solvent. 前記溶媒がシクロヘキサノンである、請求項14に記載のスピンオン組成物。   The spin-on composition of claim 14, wherein the solvent is cyclohexanone. 請求項13に記載の前記オリゴマーから生成されるポリマー。   14. A polymer produced from the oligomer of claim 13. 請求項16に記載の前記ポリマーを含む層。   17. A layer comprising the polymer of claim 16. 前記層の誘電率が3.0未満である、請求項17に記載の層。   The layer of claim 17, wherein the dielectric constant of the layer is less than 3.0. 少なくとも1つの請求項17に記載の前記層をその表面に有する基板。   A substrate having on its surface at least one of the layers of claim 17. 少なくとも2つの請求項17に記載の前記層をその表面に有する基板。   A substrate having on its surface at least two of the layers of claim 17. 請求項19に記載の前記基板を含む電気装置。   An electrical device comprising the substrate according to claim 19. (a)構造
を有するモノマー、構造
を有するダイマー、または前記モノマーと前記ダイマーの混合物(式中、Yはかご型化合物およびケイ素原子より選択され、R、R、R、R、R、およびRは独立に、アリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルから選択され、前記アリール、前記分岐アリール、および前記アリーレンエーテルの少なくとも1つはエチニル基を有し、Rはアリールまたは置換アリールであり、前記R、R、R、R、R、およびRの少なくとも1つは、少なくとも2種類の異性体を有する)を含む熱硬化性成分と、
(b)少なくとも二官能性の化合物を含む接着促進剤と、
を含む組成物であって、前記二官能性は同種または異種であってよく、第1の官能性は前記熱硬化性成分(a)と相互作用可能であり、第2の官能性は基板と相互作用可能である組成物を含む層を、前記基板に適用する工程を含む、基板への接着性を向上させる方法。
(A) Structure
Monomer having structure
Or a mixture of the monomer and the dimer wherein Y is selected from a cage compound and a silicon atom, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently Selected from aryl, branched aryl, and arylene ether, at least one of said aryl, said branched aryl, and said arylene ether has an ethynyl group, R 7 is aryl or substituted aryl, said R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have at least two isomers), and
(B) an adhesion promoter comprising at least a bifunctional compound;
Wherein the bifunctionality may be the same or different, the first functionality is capable of interacting with the thermosetting component (a), and the second functionality is with the substrate. A method for improving adhesion to a substrate, comprising applying a layer comprising a composition capable of interacting to the substrate.
前記アリールが、(フェニルエチニル)フェニル、フェニルエチニル(フェニルエチニル)フェニル、および(フェニルエチニル)フェニルフェニルからなる群より選択される部分を含む、請求項22に記載の方法。   23. The method of claim 22, wherein the aryl comprises a moiety selected from the group consisting of (phenylethynyl) phenyl, phenylethynyl (phenylethynyl) phenyl, and (phenylethynyl) phenylphenyl. 前記Yが、アダマンタンまたはジアマンタンからなる群より選択される、請求項22に記載の方法。   23. The method of claim 22, wherein Y is selected from the group consisting of adamantane or diamantane. 前記モノマーが存在する、請求項22に記載の方法。   23. The method of claim 22, wherein the monomer is present. 前記モノマーが1,3,5,7−テトラキス[3’/4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタンである、請求項25に記載の方法。   26. The method of claim 25, wherein the monomer is 1,3,5,7-tetrakis [3 '/ 4'-(phenylethynyl) phenyl] adamantane. 前記ダイマーが存在する、請求項22に記載の方法。   23. The method of claim 22, wherein the dimer is present. 前記ダイマーが1,3/4−ビス{1’,3’,5’−トリス[3”/4”−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンチル}ベンゼンである、請求項27に記載の方法。   28. The method of claim 27, wherein the dimer is 1,3 / 4-bis {1 ', 3', 5'-tris [3 "/ 4"-(phenylethynyl) phenyl] adamantyl} benzene. 前記モノマーと前記ダイマーの前記混合物が存在する、請求項22に記載の方法。   23. The method of claim 22, wherein the mixture of the monomer and the dimer is present. 前記モノマーが1,3,5,7−テトラキス[3’/4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタンであり、前記ダイマーが1,3/4−ビス{1’,3’,5’−トリス[3”/4”−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンチル}ベンゼンである、請求項29に記載の方法。   The monomer is 1,3,5,7-tetrakis [3 ′ / 4 ′-(phenylethynyl) phenyl] adamantane, and the dimer is 1,3 / 4-bis {1 ′, 3 ′, 5′-tris. 30. The method of claim 29, wherein [3 "/ 4"-(phenylethynyl) phenyl] adamantyl} benzene. 前記少なくとも2種類の異性体がメタ異性体およびパラ異性体である、請求項22に記載の方法。   23. The method of claim 22, wherein the at least two isomers are meta isomers and para isomers. 前記接着促進剤(b)が、
(i)式(I):
(式中、R、R14、およびR17のそれぞれは独立に、置換または未置換のアルキレン、シクロアルキレン、ビニレン、アリレン、またはアリーレンを表し、R、R10、R11、R12、R15、およびR16はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル、アルキレン、ビニル、シクロアルキル、アリル、アリール、またはアリーレンを表し、線状または分岐であってよく、R13は有機ケイ素、シラニル、シロキシル、または有機基であり、a、b、c、およびdは条件[4≦a+b+c+d≦100,000]を満たし、bおよびcおよびdがすべて0となる場合があるし、独立的に0となる場合もある)のポリカルボシラン、
(ii)式(R18(R19Si(R20(R21(式中、R18、R19、R20、およびR21はそれぞれ独立に、水素、ヒドロキシル、不飽和または飽和アルキル、置換または未置換アルキルを表し、置換基は、アミノまたはエポキシ、不飽和または飽和アルコキシル、不飽和または飽和カルボン酸基、あるいはアリールであり、前記R18、R19、R20、およびR21の少なくとも2つは水素、ヒドロキシル、飽和または不飽和アルコキシル、不飽和アルキル、あるいは不飽和カルボン酸基を表し、f+g+h+i≦4である)のシラン、
(iii)式−[R22(OH)(R23)]−(式中、R22は置換または未置換のアルキレン、シクロアルキレン、ビニル、アリル、またはアリールであり、R23はアルキル、アルキレン、ビニレン、シクロアルキレン、アリレン、またはアリールであり、j=3〜100である)のフェノール−ホルムアルデヒド樹脂またはオリゴマー、
(iv)グリシジルエーテル、
(v)少なくとも1つのカルボン酸基を含有する不飽和カルボン酸のエステル、および
(vi)環状基がピリジン、芳香族、または複素環式芳香族であるビニル環状オリゴマーまたはポリマー、
からなる群より選択される、請求項22に記載の方法。
The adhesion promoter (b)
(I) Formula (I):
Wherein each of R 8 , R 14 , and R 17 independently represents a substituted or unsubstituted alkylene, cycloalkylene, vinylene, arylene, or arylene, and R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 15 and R 16 each independently represent a hydrogen atom, alkyl, alkylene, vinyl, cycloalkyl, allyl, aryl, or arylene, and may be linear or branched, and R 13 is organosilicon, silanyl, siloxyl Or a, b, c, and d satisfy the condition [4 ≦ a + b + c + d ≦ 100,000], and b, c, and d may all be 0, or independently 0 In some cases) polycarbosilane,
(Ii) Formula (R 18 ) f (R 19 ) g Si (R 20 ) h (R 21 ) i (wherein R 18 , R 19 , R 20 , and R 21 are each independently hydrogen, hydroxyl, Represents unsaturated or saturated alkyl, substituted or unsubstituted alkyl, and the substituent is amino or epoxy, unsaturated or saturated alkoxyl, unsaturated or saturated carboxylic acid group, or aryl, R 18 , R 19 , R 20 , And at least two of R 21 represent hydrogen, hydroxyl, saturated or unsaturated alkoxyl, unsaturated alkyl, or unsaturated carboxylic acid group, f + g + h + i ≦ 4)
(Iii) formula - [R 22 C 6 H 2 (OH) (R 23)] j - ( wherein, R 22 is a substituted or unsubstituted alkylene, cycloalkylene, vinyl, allyl or aryl,, R 23 Is alkyl, alkylene, vinylene, cycloalkylene, arylene, or aryl, and j = 3-100), phenol-formaldehyde resin or oligomer,
(Iv) glycidyl ether,
(V) an ester of an unsaturated carboxylic acid containing at least one carboxylic acid group, and (vi) a vinyl cyclic oligomer or polymer in which the cyclic group is pyridine, aromatic, or heteroaromatic,
23. The method of claim 22, wherein the method is selected from the group consisting of:
前記接着促進剤(b)が前記ポリカルボシランである、請求項32に記載の方法。   33. The method of claim 32, wherein the adhesion promoter (b) is the polycarbosilane. (a)構造
(式中、Arはアリールであり、R’、R’、R’、R’、R’、およびR’は独立に、アリール、分岐アリール、アリーレンエーテル、および置換なしから選択され、前記アリール、前記分岐アリール、および前記アリーレンエーテルはそれぞれ少なくとも1つのエチニル基を有する)を有する熱硬化性モノマーと、
(b)少なくとも二官能性の化合物を含む接着促進剤と、
を含む組成物であって、前記二官能性は同種または異種であってよく、第1の官能性は前記熱硬化性モノマー(a)と相互作用可能であり、前記組成物が基板に適用される場合に、第2の官能性は前記基板と相互作用可能である組成物。
(A) Structure
Wherein Ar is aryl and R ′ 1 , R ′ 2 , R ′ 3 , R ′ 4 , R ′ 5 , and R ′ 6 are independently aryl, branched aryl, arylene ether, and unsubstituted. A thermosetting monomer having a selected aryl, the branched aryl, and the arylene ether each having at least one ethynyl group;
(B) an adhesion promoter comprising at least a bifunctional compound;
The bifunctionality may be the same or different, the first functionality is capable of interacting with the thermosetting monomer (a), and the composition is applied to a substrate. The second functionality is capable of interacting with the substrate.
前記接着促進剤(b)が、
(i)式(I):
(式中、R、R14、およびR17のそれぞれは独立に、置換または未置換のアルキレン、シクロアルキレン、ビニレン、アリレン、またはアリーレンを表し、R、R10、R11、R12、R15、およびR16はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル、アルキレン、ビニル、シクロアルキル、アリル、アリール、またはアリーレンを表し、線状または分岐であってよく、R13は有機ケイ素、シラニル、シロキシル、または有機基であり、a、b、c、およびdは条件[4≦a+b+c+d≦100,000]を満たし、bおよびcおよびdがすべて0となる場合があるし、独立的に0となる場合もある)のポリカルボシラン、
(ii)式(R18(R19Si(R20(R21(式中、R18、R19、R20、およびR21はそれぞれ独立に、水素、ヒドロキシル、不飽和または飽和アルキル、置換または未置換アルキルを表し、置換基は、アミノまたはエポキシ、不飽和または飽和アルコキシル、不飽和または飽和カルボン酸基、あるいはアリールであり、前記R18、R19、R20、およびR21の少なくとも2つは水素、ヒドロキシル、飽和または不飽和アルコキシル、不飽和アルキル、あるいは不飽和カルボン酸基を表し、f+g+h+i≦4である)のシラン、
(iii)式−[R22(OH)(R23)]−(式中、R22は置換または未置換のアルキレン、シクロアルキレン、ビニル、アリル、またはアリールであり、R23はアルキル、アルキレン、ビニレン、シクロアルキレン、アリレン、またはアリールであり、j=3〜100である)のフェノール−ホルムアルデヒド樹脂またはオリゴマー、
(iv)グリシジルエーテル、
(v)少なくとも1つのカルボン酸基を含有する不飽和カルボン酸のエステル、および
(vi)環状基がピリジン、芳香族、または複素環式芳香族であるビニル環状オリゴマーまたはポリマー、
からなる群より選択される、請求項34に記載の組成物。
The adhesion promoter (b)
(I) Formula (I):
Wherein each of R 8 , R 14 , and R 17 independently represents a substituted or unsubstituted alkylene, cycloalkylene, vinylene, arylene, or arylene, and R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 15 and R 16 each independently represent a hydrogen atom, alkyl, alkylene, vinyl, cycloalkyl, allyl, aryl, or arylene, and may be linear or branched, and R 13 is organosilicon, silanyl, siloxyl Or a, b, c, and d satisfy the condition [4 ≦ a + b + c + d ≦ 100,000], and b, c, and d may all be 0, or independently 0 In some cases) polycarbosilane,
(Ii) Formula (R 18 ) f (R 19 ) g Si (R 20 ) h (R 21 ) i (wherein R 18 , R 19 , R 20 , and R 21 are each independently hydrogen, hydroxyl, Represents unsaturated or saturated alkyl, substituted or unsubstituted alkyl, and the substituent is amino or epoxy, unsaturated or saturated alkoxyl, unsaturated or saturated carboxylic acid group, or aryl, and the above R 18 , R 19 , R 20 , And at least two of R 21 represent hydrogen, hydroxyl, saturated or unsaturated alkoxyl, unsaturated alkyl, or unsaturated carboxylic acid group, f + g + h + i ≦ 4)
(Iii) formula - [R 22 C 6 H 2 (OH) (R 23)] j - ( wherein, R 22 is a substituted or unsubstituted alkylene, cycloalkylene, vinyl, allyl or aryl,, R 23 Is alkyl, alkylene, vinylene, cycloalkylene, arylene, or aryl, where j = 3-100), phenol-formaldehyde resins or oligomers;
(Iv) glycidyl ether,
(V) an ester of an unsaturated carboxylic acid containing at least one carboxylic acid group, and (vi) a vinyl cyclic oligomer or polymer in which the cyclic group is pyridine, aromatic, or heteroaromatic,
35. The composition of claim 34, selected from the group consisting of:
前記接着促進剤(b)が前記ポリカルボシランである、請求項35に記載の組成物。   36. The composition of claim 35, wherein the adhesion promoter (b) is the polycarbosilane. 請求項34に記載の前記オリゴマーと溶媒とを含むスピンオン組成物。   35. A spin-on composition comprising the oligomer of claim 34 and a solvent. 前記溶媒がシクロヘキサノンである、請求項37に記載のスピンオン組成物。   38. The spin-on composition of claim 37, wherein the solvent is cyclohexanone. 請求項37に記載の前記スピンオン組成物を含む層。   38. A layer comprising the spin-on composition of claim 37. (1)(a)構造
を有するモノマー、構造
を有するダイマー、または前記モノマーと前記ダイマーの混合物(式中、Yはかご型化合物およびケイ素原子より選択され、R、R、R、R、R、およびRは独立に、アリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルから選択され、前記アリール、前記分岐アリール、および前記アリーレンエーテルの少なくとも1つはエチニル基を有し、Rはアリールまたは置換アリールであり、前記R、R、R、R、R、およびRの少なくとも1つは、少なくとも2種類の異性体を有する)を含む熱硬化性成分と、
(b)少なくとも二官能性の化合物を含む接着促進剤と、
を含む組成物であって、前記二官能性は同種または異種であってよく、第1の官能性は前記熱硬化性成分(a)と相互作用可能であり、前記組成物が基板に適用される場合に、第2の官能性は前記基板と相互作用可能である組成物を提供する工程と、
(2)前記組成物を約30℃から約350℃の温度で約0.5時間から約60時間処理することによって、前記低誘電率ポリマー前駆物質を生成する工程と、
を含む、低誘電率ポリマー前駆物質の生成方法。
(1) (a) Structure
Monomer having structure
Or a mixture of the monomer and the dimer wherein Y is selected from a cage compound and a silicon atom, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently Selected from aryl, branched aryl, and arylene ether, at least one of said aryl, said branched aryl, and said arylene ether has an ethynyl group, R 7 is aryl or substituted aryl, said R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have at least two isomers), and
(B) an adhesion promoter comprising at least a bifunctional compound;
Wherein the bifunctionality can be the same or different, the first functionality is capable of interacting with the thermosetting component (a), and the composition is applied to a substrate. Providing a composition wherein the second functionality is capable of interacting with the substrate;
(2) generating the low dielectric constant polymer precursor by treating the composition at a temperature of about 30 ° C. to about 350 ° C. for about 0.5 hours to about 60 hours;
A method for producing a low dielectric constant polymer precursor.
前記モノマーが存在する、請求項40に記載の方法。   41. The method of claim 40, wherein the monomer is present. 前記モノマーが1,3,5,7−テトラキス[3’/4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタンである、請求項41に記載の方法。   42. The method of claim 41, wherein the monomer is 1,3,5,7-tetrakis [3 '/ 4'-(phenylethynyl) phenyl] adamantane. 前記ダイマーが存在する、請求項40に記載の方法。   41. The method of claim 40, wherein the dimer is present. 前記ダイマーが1,3/4−ビス{1’,3’,5’−トリス[3”/4”−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンチル}ベンゼンである、請求項43に記載の方法。   44. The method of claim 43, wherein the dimer is 1,3 / 4-bis {1 ', 3', 5'-tris [3 "/ 4"-(phenylethynyl) phenyl] adamantyl} benzene. 前記モノマーと前記ダイマーの前記混合物が存在する、請求項40に記載の方法。   41. The method of claim 40, wherein the mixture of the monomer and the dimer is present. 前記モノマーが1,3,5,7−テトラキス[3’/4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタンであり、前記ダイマーが1,3/4−ビス{1’,3’,5’−トリス[3”/4”−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンチル}ベンゼンである、請求項45に記載の方法。   The monomer is 1,3,5,7-tetrakis [3 ′ / 4 ′-(phenylethynyl) phenyl] adamantane and the dimer is 1,3 / 4-bis {1 ′, 3 ′, 5′-tris 46. The method of claim 45, wherein [3 "/ 4"-(phenylethynyl) phenyl] adamantyl} benzene. 前記接着促進剤(b)が、
(i)式(I):
(式中、R、R14、およびR17のそれぞれは独立に、置換または未置換のアルキレン、シクロアルキレン、ビニレン、アリレン、またはアリーレンを表し、R、R10、R11、R12、R15、およびR16はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル、アルキレン、ビニル、シクロアルキル、アリル、アリール、またはアリーレンを表し、線状または分岐であってよく、R13は有機ケイ素、シラニル、シロキシル、または有機基であり、a、b、c、およびdは条件[4≦a+b+c+d≦100,000]を満たし、bおよびcおよびdがすべて0となる場合があるし、独立的に0となる場合もある)のポリカルボシラン、
(ii)式(R18(R19Si(R20(R21(式中、R18、R19、R20、およびR21はそれぞれ独立に、水素、ヒドロキシル、不飽和または飽和アルキル、置換または未置換アルキルを表し、置換基は、アミノまたはエポキシ、不飽和または飽和アルコキシル、不飽和または飽和カルボン酸基、あるいはアリールであり、前記R18、R19、R20、およびR21の少なくとも2つは水素、ヒドロキシル、飽和または不飽和アルコキシル、不飽和アルキル、あるいは不飽和カルボン酸基を表し、f+g+h+i≦4である)のシラン、
(iii)式−[R22(OH)(R23)]−(式中、R22は置換または未置換のアルキレン、シクロアルキレン、ビニル、アリル、またはアリーレンであり、R23はアルキル、アルキレン、ビニレン、シクロアルキレン、アリレン、またはアリールであり、j=3〜100である)のフェノール−ホルムアルデヒド樹脂またはオリゴマー、
(iv)グリシジルエーテル、
(v)少なくとも1つのカルボン酸基を含有する不飽和カルボン酸のエステル、および
(vi)環状基がピリジン、芳香族、または複素環式芳香族であるビニル環状オリゴマーまたはポリマー、
からなる群より選択される、請求項40に記載の方法。
The adhesion promoter (b)
(I) Formula (I):
Wherein each of R 8 , R 14 , and R 17 independently represents a substituted or unsubstituted alkylene, cycloalkylene, vinylene, arylene, or arylene, and R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 15 and R 16 each independently represent a hydrogen atom, alkyl, alkylene, vinyl, cycloalkyl, allyl, aryl, or arylene, and may be linear or branched, and R 13 is organosilicon, silanyl, siloxyl Or a, b, c, and d satisfy the condition [4 ≦ a + b + c + d ≦ 100,000], and b, c, and d may all be 0, or independently 0 In some cases) polycarbosilane,
(Ii) Formula (R 18 ) f (R 19 ) g Si (R 20 ) h (R 21 ) i (wherein R 18 , R 19 , R 20 , and R 21 are each independently hydrogen, hydroxyl, Represents unsaturated or saturated alkyl, substituted or unsubstituted alkyl, and the substituent is amino or epoxy, unsaturated or saturated alkoxyl, unsaturated or saturated carboxylic acid group, or aryl, R 18 , R 19 , R 20 , And at least two of R 21 represent hydrogen, hydroxyl, saturated or unsaturated alkoxyl, unsaturated alkyl, or unsaturated carboxylic acid group, f + g + h + i ≦ 4)
(Iii) formula - [R 22 C 6 H 2 (OH) (R 23)] j - ( wherein, R 22 is a substituted or unsubstituted alkylene, cycloalkylene, vinyl, allyl, or arylene,, R 23 Is alkyl, alkylene, vinylene, cycloalkylene, arylene, or aryl, and j = 3-100), phenol-formaldehyde resin or oligomer,
(Iv) glycidyl ether,
(V) an ester of an unsaturated carboxylic acid containing at least one carboxylic acid group, and (vi) a vinyl cyclic oligomer or polymer in which the cyclic group is pyridine, aromatic, or heteroaromatic,
41. The method of claim 40, wherein the method is selected from the group consisting of:
(1)(a)構造
を有するモノマー、構造
を有するダイマー、または前記モノマーと前記ダイマーの混合物(式中、Yはかご型化合物およびケイ素原子より選択され、R、R、R、R、R、およびRは独立に、アリール、分岐アリール、およびアリーレンエーテルから選択され、前記アリール、前記分岐アリール、および前記アリーレンエーテルの少なくとも1つはエチニル基を有し、Rはアリールまたは置換アリールであり、前記R、R、R、R、R、およびRの少なくとも1つは、少なくとも2種類の異性体を有する)を含む熱硬化性成分と、
(b)少なくとも二官能性の化合物を含む接着促進剤と、
のオリゴマーであって、前記二官能性は同種または異種であってよく、第1の官能性は前記熱硬化性成分(a)と相互作用可能であり、前記組成物が基板に適用される場合に、第2の官能性は前記基板と相互作用可能であるオリゴマーを提供する工程と、
(2)前記オリゴマーを重合させることによって、前記低誘電率ポリマーを生成する工程とを含み、前記重合が前記エチニル基の化学反応を含む、低誘電率ポリマーの生成方法。
(1) (a) Structure
Monomer having structure
Or a mixture of the monomer and the dimer wherein Y is selected from a cage compound and a silicon atom, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently Selected from aryl, branched aryl, and arylene ether, at least one of said aryl, said branched aryl, and said arylene ether has an ethynyl group, R 7 is aryl or substituted aryl, said R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have at least two isomers), and
(B) an adhesion promoter comprising at least a bifunctional compound;
Wherein the bifunctionality may be the same or different, the first functionality is capable of interacting with the thermosetting component (a), and the composition is applied to a substrate And wherein the second functionality provides an oligomer capable of interacting with the substrate;
(2) A method for producing a low dielectric constant polymer, comprising polymerizing the oligomer to produce the low dielectric constant polymer, wherein the polymerization comprises a chemical reaction of the ethynyl group.
前記Yが、アダマンタンおよびジアマンタンからなる群より選択される、請求項48に記載の方法。   49. The method of claim 48, wherein Y is selected from the group consisting of adamantane and diamantane. 前記アリールが、(フェニルエチニル)フェニル、フェニルエチニル(フェニルエチニル)フェニル、および(フェニルエチニル)フェニルフェニルからなる群より選択される部分を含む、請求項48に記載の方法。   49. The method of claim 48, wherein the aryl comprises a moiety selected from the group consisting of (phenylethynyl) phenyl, phenylethynyl (phenylethynyl) phenyl, and (phenylethynyl) phenylphenyl. 前記アリール、前記分岐アリール、および前記アリーレンエーテルの少なくとも3つがエチニル基を有し、前記重合が少なくとも2つの前記エチニル基の化学反応を含む、請求項48に記載の方法。   49. The method of claim 48, wherein at least three of the aryl, the branched aryl, and the arylene ether have an ethynyl group and the polymerization comprises a chemical reaction of at least two of the ethynyl groups. 前記アリール、前記分岐アリール、および前記アリーレンエーテルのすべてがエチニル基を有し、前記重合がエチニル基の化学反応を含む、請求項48に記載の方法。   49. The method of claim 48, wherein the aryl, the branched aryl, and the arylene ether all have an ethynyl group and the polymerization comprises a chemical reaction of an ethynyl group. 前記モノマーが存在する、請求項48に記載の方法。   49. The method of claim 48, wherein the monomer is present. 前記モノマーが1,3,5,7−テトラキス[3’/4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタンである、請求項53に記載の方法。   54. The method of claim 53, wherein the monomer is 1,3,5,7-tetrakis [3 '/ 4'-(phenylethynyl) phenyl] adamantane. 前記ダイマーが存在する、請求項48に記載の方法。   49. The method of claim 48, wherein the dimer is present. 前記ダイマーが1,3/4−ビス{1’,3’,5’−トリス[3”/4”−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンチル}ベンゼンである、請求項55に記載の方法。   56. The method of claim 55, wherein the dimer is 1,3 / 4-bis {1 ', 3', 5'-tris [3 "/ 4"-(phenylethynyl) phenyl] adamantyl} benzene. 前記モノマーと前記ダイマーの前記混合物が存在する、請求項48に記載の方法。   49. The method of claim 48, wherein the mixture of the monomer and the dimer is present. 前記モノマーが1,3,5,7−テトラキス[3’/4’−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンタンであり、前記ダイマーが1,3/4−ビス{1’,3’,5’−トリス[3”/4”−(フェニルエチニル)フェニル]アダマンチル}ベンゼンである、請求項57に記載の方法。   The monomer is 1,3,5,7-tetrakis [3 ′ / 4 ′-(phenylethynyl) phenyl] adamantane, and the dimer is 1,3 / 4-bis {1 ′, 3 ′, 5′-tris. 58. The method of claim 57, which is [3 "/ 4"-(phenylethynyl) phenyl] adamantyl} benzene. 前記少なくとも2種類の異性体がメタ異性体およびパラ異性体である、請求項48に記載の方法。   49. The method of claim 48, wherein the at least two isomers are meta isomers and para isomers. 前記熱硬化性成分(a)を溶媒に溶解させる、請求項48に記載の方法。   49. The method of claim 48, wherein the thermosetting component (a) is dissolved in a solvent. 前記接着促進剤(b)が、
(i)式(I):
(式中、R、R14、およびR17のそれぞれは独立に、置換または未置換のアルキレン、シクロアルキレン、ビニレン、アリレン、またはアリーレンを表し、R、R10、R11、R12、R15、およびR16はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル、アルキレン、ビニル、シクロアルキル、アリル、アリール、またはアリーレンを表し、線状または分岐であってよく、R13は有機ケイ素、シラニル、シロキシル、または有機基であり、a、b、c、およびdは条件[4≦a+b+c+d≦100,000]を満たし、bおよびcおよびdがすべて0となる場合があるし、独立的に0となる場合もある)のポリカルボシラン、
(ii)式(R18(R19Si(R20(R21(式中、R18、R19、R20、およびR21はそれぞれ独立に、水素、ヒドロキシル、不飽和または飽和アルキル、置換または未置換アルキルを表し、置換基は、アミノまたはエポキシ、不飽和または飽和アルコキシル、不飽和または飽和カルボン酸基、あるいはアリールであり、前記R18、R19、R20、およびR21の少なくとも2つは水素、ヒドロキシル、飽和または不飽和アルコキシル、不飽和アルキル、あるいは不飽和カルボン酸基を表し、f+g+h+i≦4である)のシラン、
(iii)式−[R22(OH)(R23)]−(式中、R22は置換または未置換のアルキレン、シクロアルキレン、ビニル、アリル、またはアリールであり、R23はアルキル、アルキレン、ビニレン、シクロアルキレン、アリレン、またはアリールであり、j=3〜100である)のフェノール−ホルムアルデヒド樹脂またはオリゴマー、
(iv)グリシジルエーテル、
(v)少なくとも1つのカルボン酸基を含有する不飽和カルボン酸のエステル、および
(vi)環状基がピリジン、芳香族、または複素環式芳香族であるビニル環状オリゴマーまたはポリマー、
からなる群より選択される、請求項48に記載の方法。
The adhesion promoter (b)
(I) Formula (I):
Wherein each of R 8 , R 14 , and R 17 independently represents a substituted or unsubstituted alkylene, cycloalkylene, vinylene, arylene, or arylene, and R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 15 and R 16 each independently represent a hydrogen atom, alkyl, alkylene, vinyl, cycloalkyl, allyl, aryl, or arylene, and may be linear or branched, and R 13 is organosilicon, silanyl, siloxyl Or a, b, c, and d satisfy the condition [4 ≦ a + b + c + d ≦ 100,000], and b, c, and d may all be 0, or independently 0 In some cases) polycarbosilane,
(Ii) Formula (R 18 ) f (R 19 ) g Si (R 20 ) h (R 21 ) i (wherein R 18 , R 19 , R 20 , and R 21 are each independently hydrogen, hydroxyl, Represents unsaturated or saturated alkyl, substituted or unsubstituted alkyl, and the substituent is amino or epoxy, unsaturated or saturated alkoxyl, unsaturated or saturated carboxylic acid group, or aryl, and the above R 18 , R 19 , R 20 , And at least two of R 21 represent hydrogen, hydroxyl, saturated or unsaturated alkoxyl, unsaturated alkyl, or unsaturated carboxylic acid group, f + g + h + i ≦ 4)
(Iii) formula - [R 22 C 6 H 2 (OH) (R 23)] j - ( wherein, R 22 is a substituted or unsubstituted alkylene, cycloalkylene, vinyl, allyl or aryl,, R 23 Is alkyl, alkylene, vinylene, cycloalkylene, arylene, or aryl, where j = 3-100), phenol-formaldehyde resins or oligomers;
(Iv) glycidyl ether,
(V) an ester of an unsaturated carboxylic acid containing at least one carboxylic acid group, and (vi) a vinyl cyclic oligomer or polymer in which the cyclic group is pyridine, aromatic, or heteroaromatic,
49. The method of claim 48, wherein the method is selected from the group consisting of:
(a)第1の芳香族部分および第1の反応性基を有する第1の主鎖、第2の芳香族部分および第2の反応性基を有する第2の主鎖(前記第1および第2の主鎖は架橋反応において前記第1および第2の反応性基によって架橋する)、ならびに前記第1および第2の主鎖の少なくとも1つと共有結合するかご型構造(前記かご型構造は少なくとも8個の原子を有する)、ならびに
(b)少なくとも二官能性である化合物を含む接着促進剤、
を含むスピンオン低誘電率材料であって、前記二官能性は同種または異種であってよく、第1の官能性は前記第1および第2の主鎖と相互作用可能であり、前記材料が基板に適用される場合に、第2の官能性は前記基板と相互作用可能であるスピンオン低誘電率材料。
(A) a first main chain having a first aromatic moiety and a first reactive group, a second main chain having a second aromatic moiety and a second reactive group (the first and second Two main chains are cross-linked by the first and second reactive groups in a cross-linking reaction), and a cage structure that is covalently bonded to at least one of the first and second main chains (the cage structure is at least An adhesion promoter comprising a compound having 8 atoms), and (b) a compound that is at least difunctional;
Wherein the bifunctionality may be the same or different, the first functionality is capable of interacting with the first and second backbones, and the material is a substrate When applied to a spin-on low dielectric constant material, wherein the second functionality is capable of interacting with the substrate.
前記芳香族部分がフェニルを含む、請求項62に記載のスピンオン低誘電率材料。   64. The spin-on low dielectric constant material of claim 62, wherein the aromatic moiety comprises phenyl. 前記第1の反応性基または前記第2の反応性基の少なくとも1つがエチニル基を含む、請求項62に記載のスピンオン低誘電率材料。   64. The spin-on low dielectric constant material of claim 62, wherein at least one of the first reactive group or the second reactive group comprises an ethynyl group. 前記かご型構造がアダマンタンおよびジアマンタンの少なくとも1つを含む、請求項62に記載のスピンオン低誘電率材料。   64. The spin-on low dielectric constant material of claim 62, wherein the cage structure comprises at least one of adamantane and diamantane. 前記かご型構造が置換基を有する、請求項62に記載のスピンオン低誘電率材料。   64. The spin-on low dielectric constant material of claim 62, wherein the cage structure has a substituent. 前記接着促進剤(b)が、
(i)式(I):
(式中、R、R14、およびR17のそれぞれは独立に、置換または未置換のアルキレン、シクロアルキレン、ビニレン、アリレン、またはアリーレンを表し、R、R10、R11、R12、R15、およびR16はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル、アルキレン、ビニル、シクロアルキル、アリル、アリール、またはアリーレンを表し、線状または分岐であってよく、R13は有機ケイ素、シラニル、シロキシル、または有機基であり、a、b、c、およびdは条件[4≦a+b+c+d≦100,000]を満たし、bおよびcおよびdがすべて0となる場合があるし、独立的に0となる場合もある)のポリカルボシラン、
(ii)式(R18(R19Si(R20(R21(式中、R18、R19、R20、およびR21はそれぞれ独立に、水素、ヒドロキシル、不飽和または飽和アルキル、置換または未置換アルキルを表し、置換基は、アミノまたはエポキシ、不飽和または飽和アルコキシル、不飽和または飽和カルボン酸基、あるいはアリールであり、前記R18、R19、R20、およびR21の少なくとも2つは水素、ヒドロキシル、飽和または不飽和アルコキシル、不飽和アルキル、あるいは不飽和カルボン酸基を表し、f+g+h+i≦4である)のシラン、
(iii)式−[R22(OH)(R23)]−(式中、R22は置換または未置換のアルキレン、シクロアルキレン、ビニル、アリル、またはアリールであり、R23はアルキル、アルキレン、ビニレン、シクロアルキレン、アリレン、またはアリールであり、j=3〜100である)のフェノール−ホルムアルデヒド樹脂またはオリゴマー、
(iv)グリシジルエーテル、
(v)少なくとも1つのカルボン酸基を含有する不飽和カルボン酸のエステル、および
(vi)環状基がピリジン、芳香族、または複素環式芳香族であるビニル環状オリゴマーまたはポリマー、
からなる群より選択される、請求項62に記載のスピンオン低誘電率材料。
The adhesion promoter (b)
(I) Formula (I):
Wherein each of R 8 , R 14 , and R 17 independently represents a substituted or unsubstituted alkylene, cycloalkylene, vinylene, arylene, or arylene, and R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 15 and R 16 each independently represent a hydrogen atom, alkyl, alkylene, vinyl, cycloalkyl, allyl, aryl, or arylene, and may be linear or branched, and R 13 is organosilicon, silanyl, siloxyl Or a, b, c, and d satisfy the condition [4 ≦ a + b + c + d ≦ 100,000], and b, c, and d may all be 0, or independently 0 In some cases) polycarbosilane,
(Ii) Formula (R 18 ) f (R 19 ) g Si (R 20 ) h (R 21 ) i (wherein R 18 , R 19 , R 20 , and R 21 are each independently hydrogen, hydroxyl, Represents unsaturated or saturated alkyl, substituted or unsubstituted alkyl, and the substituent is amino or epoxy, unsaturated or saturated alkoxyl, unsaturated or saturated carboxylic acid group, or aryl, and the above R 18 , R 19 , R 20 , And at least two of R 21 represent hydrogen, hydroxyl, saturated or unsaturated alkoxyl, unsaturated alkyl, or unsaturated carboxylic acid group, f + g + h + i ≦ 4)
(Iii) formula - [R 22 C 6 H 2 (OH) (R 23)] j - ( wherein, R 22 is a substituted or unsubstituted alkylene, cycloalkylene, vinyl, allyl or aryl,, R 23 Is alkyl, alkylene, vinylene, cycloalkylene, arylene, or aryl, where j = 3-100), phenol-formaldehyde resins or oligomers;
(Iv) glycidyl ether,
(V) an ester of an unsaturated carboxylic acid containing at least one carboxylic acid group, and (vi) a vinyl cyclic oligomer or polymer in which the cyclic group is pyridine, aromatic, or heteroaromatic,
64. The spin-on low dielectric constant material of claim 62, selected from the group consisting of:
(a)ペンダントかご型構造を有するポリマー−[OR24(R25OR26−(式中、R24は−Cであり、R25はアダマンタン、ジアマンタン、(C(アダマンタン)、または(C(ジアマンタン)であり、m=1〜3であり、n=1〜10であり、p=0または1であり、R26は、2,3,4,5−(テトラフェニル)シクロジエノン−1または
の基である)と、
(b)少なくとも二官能性の化合物を含む接着促進剤と、
を含むスピンオン低誘電率ポリマーであって、前記二官能性は同種または異種であってよく、第1の官能性は前記ポリマーと相互作用可能であり、前記ポリマーが基板に適用される場合に、第2の官能性は前記基板と相互作用可能である、スピンオン低誘電率ポリマー。
(A) a polymer having pendant cage structure - [OR 24 (R 25) m OR 26] n - ( wherein, R 24 is -C 6 H 3, R 25 is adamantane, diamantane, (C 6 H 5) p is (adamantane), or (C 6 H 5) p (diamantane), an m = 1 to 3, a n = 1 to 10 3, a p = 0 or 1, R 26 is 2,3,4,5- (tetraphenyl) cyclodienone-1 or
)
(B) an adhesion promoter comprising at least a bifunctional compound;
Wherein the bifunctionality can be the same or different, the first functionality can interact with the polymer, and when the polymer is applied to a substrate, A spin-on low dielectric constant polymer, wherein the second functionality is capable of interacting with the substrate.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007031663A (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Fujifilm Corp Film-forming composition and insulating film and electron device formed by using the same
JP2008109061A (en) * 2006-09-29 2008-05-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lead, wiring member, package component, metal component with resin and resin sealing semiconductor device, and manufacturing method thereof
JP2010077395A (en) * 2008-08-25 2010-04-08 Sumitomo Bakelite Co Ltd Polymer for insulating film, method of polymerizing the same, insulating film, and electronic device
JP2020107855A (en) * 2018-12-28 2020-07-09 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing method and substrate processing system

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7531209B2 (en) 2005-02-24 2009-05-12 Michael Raymond Ayers Porous films and bodies with enhanced mechanical strength
WO2007143025A2 (en) 2006-05-31 2007-12-13 Roskilde Semiconductor Llc Porous inorganic solids for use as low dielectric constant materials
US7883742B2 (en) 2006-05-31 2011-02-08 Roskilde Semiconductor Llc Porous materials derived from polymer composites
WO2007143026A2 (en) 2006-05-31 2007-12-13 Roskilde Semiconductor Llc Linked periodic networks of alternating carbon and inorganic clusters for use as low dielectric constant materials
US7790234B2 (en) 2006-05-31 2010-09-07 Michael Raymond Ayers Low dielectric constant materials prepared from soluble fullerene clusters
US7638566B2 (en) * 2006-10-30 2009-12-29 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Poly(arylene ether) compositions
GB2451865A (en) 2007-08-15 2009-02-18 Univ Liverpool Microporous polymers from alkynyl monomers

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6423811B1 (en) * 2000-07-19 2002-07-23 Honeywell International Inc. Low dielectric constant materials with polymeric networks

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007031663A (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Fujifilm Corp Film-forming composition and insulating film and electron device formed by using the same
JP2008109061A (en) * 2006-09-29 2008-05-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lead, wiring member, package component, metal component with resin and resin sealing semiconductor device, and manufacturing method thereof
JP2010077395A (en) * 2008-08-25 2010-04-08 Sumitomo Bakelite Co Ltd Polymer for insulating film, method of polymerizing the same, insulating film, and electronic device
JP2020107855A (en) * 2018-12-28 2020-07-09 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing method and substrate processing system
JP7110090B2 (en) 2018-12-28 2022-08-01 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing method and substrate processing system

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