JP2006093657A - Organic silica system film and forming method thereof, composition for forming insulating film of semiconductor apparatus, and wiring structure and semiconductor apparatus - Google Patents

Organic silica system film and forming method thereof, composition for forming insulating film of semiconductor apparatus, and wiring structure and semiconductor apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic silica system film for a semiconductor apparatus, and a forming method thereof. <P>SOLUTION: The forming method comprises the steps of coating an insulating film forming composition to a substrate, heating the coated film, and performing a hardening process by applying heat and ultraviolet rays to the coated film. The insulating film forming composition is a hydrolytic condensate of a compound expressed by the following formulas (1) to (4), which contains an organic silica sol including 11.8-16.7 mol% of carbon atoms and an organic solvent. (1): R<SP>1</SP>Si(OR<SP>2</SP>)<SB>3</SB>, (2): Si(OR<SP>3</SP>)<SB>4</SB>, (3): (R<SP>4</SP>)<SB>2</SB>Si(OR<SP>5</SP>)<SB>2</SB>, (4): R<SP>6</SP><SB>b</SB>(R<SP>7</SP>O)<SB>3-b</SB>Si-(R<SP>10</SP>)<SB>d</SB>-Si(OR<SP>8</SP>)<SB>3-c</SB>R<SP>9</SP><SB>c</SB>, In the formula, R<SP>1</SP>-R<SP>9</SP>indicate an alkyl group or an aryl group respectively; b and c are same or different and indicate the number of 0-2, and R<SP>10</SP>is expressed by an oxygen atom; a phenylene group, or a group of -(CH<SB>2</SB>)<SB>m</SB>- (where, m is an integer of 1-6); and then d indicates 0 or 1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、有機シリカ系膜およびその形成方法、半導体装置の絶縁膜形成用組成物、ならびに配線構造体および半導体装置に関する。   The present invention relates to an organic silica film and a method for forming the same, a composition for forming an insulating film of a semiconductor device, a wiring structure, and a semiconductor device.

従来、大規模集積回路(LSI)などにおける半導体装置の配線層間絶縁膜として、CVD法などの真空プロセスにより形成されたシリカ(SiO)膜が多用されている。そして、近年、より均一な膜厚を有する半導体配線層間絶縁膜を形成することを目的として、SOG(Spin on Glass)膜と呼ばれるアルコキシランの加水分解生成物を主成分とする塗布型の絶縁膜も使用されるようになっている。また、LSIの高集積化に伴い、MSQ(メチルシルセスキオキサン)に代表される有機シリカゾルを主成分とする低比誘電率の層間絶縁膜の開発も行なわれている(米国特許第6235101号明細書,米国特許第6413647号明細書,米国特許第6495264号明細書)。 Conventionally, a silica (SiO 2 ) film formed by a vacuum process such as a CVD method is often used as a wiring interlayer insulating film of a semiconductor device in a large scale integrated circuit (LSI) or the like. In recent years, for the purpose of forming a semiconductor wiring interlayer insulating film having a more uniform film thickness, a coating type insulating film called an SOG (Spin on Glass) film, which is mainly composed of a hydrolysis product of alkoxysilane. Also comes to be used. Further, with the high integration of LSI, an interlayer insulating film having a low relative dielectric constant mainly composed of an organic silica sol represented by MSQ (methyl silsesquioxane) has been developed (US Pat. No. 6,235,101). Specification, US Pat. No. 6,413,647, US Pat. No. 6,495,264).

これら有機シリカゾルの硬化は、ゾルに含まれるシラノール基を350℃〜500℃の加熱により脱水縮合反応させることにより達成され、半導体装置用の層間絶縁膜として相応しい、誘電率、機械的強度、化学的耐性を兼ね備えた絶縁膜を形成することができる。ただし、この有機シリカゾルの反応は、固相の反応であり、拡散律則により脱水縮合がなかなか進行せず、長時間、短くとも30分程度、通常は1時間以上の加熱を必要するという難点があった。この長時間の加熱処理を行うために、複数枚、通常は50枚〜150枚のウエハーを一度に処理できるバッチ熱処理炉が、スピンオンの低誘電率層間絶縁膜を処理する目的で使用されている。ただし、低誘電率層間絶縁膜を主に必要としている半導体ディバイスはロッジックディバイス分野であり、このロジックディバイスの配線製造工程は、ウエハーを短時間で一枚一枚処理していく枚葉プロセスに移行しつつある。これは、ロジックディバイスの主流であるASICやカスタムICが少量他品種生産である処に由来し、製造工程の自由度を向上させる目的で枚葉プロセスが製造プロセスの主流になってきているためである。   Curing of these organic silica sols is achieved by dehydrating and condensing silanol groups contained in the sol by heating at 350 ° C. to 500 ° C., and is suitable as an interlayer insulating film for semiconductor devices. An insulating film having durability can be formed. However, this organic silica sol reaction is a solid phase reaction, and dehydration condensation does not proceed easily due to the diffusion law, and there is a difficulty that heating for a long time, at least about 30 minutes, usually 1 hour or more is required. there were. In order to perform this long-time heat treatment, a batch heat treatment furnace capable of processing a plurality of wafers, usually 50 to 150 wafers at a time, is used for the purpose of processing a spin-on low dielectric constant interlayer insulating film. . However, the semiconductor devices that mainly require low dielectric constant interlayer insulation films are in the field of the logic devices, and the wiring manufacturing process of this logic device is a single wafer process that processes wafers one by one in a short time. Transitioning. This is because ASICs and custom ICs, which are the mainstream of logic devices, originate from the production of small quantities of other varieties, and the single wafer process has become the mainstream of the manufacturing process for the purpose of improving the flexibility of the manufacturing process. is there.

有機シリカゾルを主成分とする低誘電率層間絶縁膜組成物を短時間でキュアし、かつ強度を向上させる方法として、電子線を用いる方法が提唱されている(米国特許第6204201号明細書、欧州特許第1122770号明細書)。これらの方法は、加熱と同時に電子線を照射することで、シラノールの縮合反応のみならず、有機シリカ系膜中の有機基を積極的に分解、活性化し、Si−CHx−Siなどの新しい架橋を導入することができるという特徴を有する。電子線を用いると、通常5分以内の電子線照射処理で吸湿が少なく機械的強度も優れた膜が得られ、ウエハーの枚葉処理が可能になる。その一方で、電子線照射による電荷の蓄積がLSI中のトランジスタ構造にダメージを与える懸念もあり、電子線をもちいた低誘電率層間絶縁膜組成物の硬化には賛否両論が存在する(E. Mickler et al. Proceedings of the International Interconnect Technology Conference, p190, 2004., Miyajima, et al. Proceedings of the International Interconnect Technology Conference, p222, 2004.)。   A method using an electron beam has been proposed as a method for curing a low dielectric constant interlayer insulating film composition mainly composed of an organic silica sol in a short time and improving the strength (US Pat. No. 6,204,201, Europe). Patent No. 1122770). These methods irradiate electron beams simultaneously with heating to actively decompose and activate not only the silanol condensation reaction but also the organic groups in the organic silica-based film to form new bridges such as Si-CHx-Si. It has the feature that can be introduced. When an electron beam is used, a film with low moisture absorption and excellent mechanical strength can be obtained by electron beam irradiation treatment usually within 5 minutes, and wafer single wafer processing becomes possible. On the other hand, there is a concern that charge accumulation due to electron beam irradiation may damage the transistor structure in the LSI, and there are pros and cons to curing a low dielectric constant interlayer insulating film composition using an electron beam (E. Mickler et al. Proceedings of the International Interconnect Technology Conference, p190, 2004., Miyajima, et al. Proceedings of the International Interconnect Technology Conference, p222, 2004.).

電子線以外を用いて有機シリカゾルを主成分とする低誘電率層間絶縁膜組成物を短時間に硬化する手法として紫外線を用いる方法が考えられる。ここで、一旦、LSI用層間絶縁膜以外の技術に視点を転じてみる。シリカゾルおよびアルコキシシランに、紫外線照射により酸や塩基など発生しる光酸発生剤や光塩基発生剤を配合し、シラノールおよびアルコキシドの縮合反応を促進しシリカゾルをゲル化させる技術は、光ゾルゲル技術として公知であり、光導波路の形成などに応用されている(特開2000−109695号公報など)。このような光酸発生剤や光塩基発生剤を用いて硬化させたシリカ膜は、一般的に、残留シラノールが多く吸湿性が高く、その結果、誘電率も高い膜となってしまう。残留シラノールによる吸湿は、紫外線照射によるゲル化を行った後に250℃〜500℃程度で、一定時間以上(通常30分以上)加熱を行うことで減少させることは可能であるが、これでは、上述した加熱によるシリカ膜の硬化と何ら変わりはない。さらに、これら光酸発生剤や光塩基発生剤を含む組成物は、光酸発生剤、光塩基発生剤自身、さらにこれらより生成した酸や塩基性物質が電荷のキャリアとなり絶縁性を損なったり、また、配線金属を劣化させるなど、高い絶縁信頼性を要求されるLSI用半導体装置の絶縁膜としての品質を満たせないなどの問題点がある。   As a method for curing the low dielectric constant interlayer insulating film composition containing organic silica sol as a main component using an electron beam other than an electron beam, a method using ultraviolet rays can be considered. Here, the viewpoint is temporarily turned to technologies other than the interlayer insulating film for LSI. The technology to mix silica sol and alkoxysilane with photoacid generators and photobase generators that generate acids and bases by UV irradiation, and to promote the condensation reaction of silanol and alkoxide to gel silica sol is photosol-gel technology. It is known and applied to the formation of optical waveguides (JP 2000-109695 A). A silica film cured using such a photoacid generator or photobase generator generally has a large amount of residual silanol and high hygroscopicity, resulting in a film having a high dielectric constant. Moisture absorption by residual silanol can be reduced by heating at a temperature of about 250 ° C. to 500 ° C. after gelation by ultraviolet irradiation for a certain period of time (usually 30 minutes or more). There is no difference from curing of the silica film by heating. Furthermore, the composition containing these photoacid generator and photobase generator is a photoacid generator, a photobase generator itself, and further, the acid or basic substance generated from these becomes a charge carrier and impairs insulation, Further, there is a problem that the quality as an insulating film of an LSI semiconductor device requiring high insulation reliability cannot be satisfied, for example, the wiring metal is deteriorated.

シロキサン化合物は、紫外線に対する透明性に優れているために、波長157nmの紫外線を用いるF2フォトレジストの主骨格としても盛んに研究されている(特開2002−288268号公報など)。この技術は、シロキサンをバックボーンとはするものの、基本的に、KrFやArF光源も用いた化学増感フォトレジストの原理を応用している。紫外線照射により光酸発生剤が酸性物質を発生し、この酸により開裂した化学結合がカルボン酸などの塩基性現像液に溶解しやすい官能基を生成するもので、紫外線によりシリカゾルの架橋反応を促進するものではない。   Siloxane compounds are highly studied as the main skeleton of F2 photoresist using ultraviolet rays having a wavelength of 157 nm because they are excellent in transparency to ultraviolet rays (JP 2002-288268 A). Although this technology uses siloxane as a backbone, it basically applies the principle of a chemically sensitized photoresist using a KrF or ArF light source. The photoacid generator generates an acidic substance when irradiated with ultraviolet light, and the chemical bond cleaved by this acid generates a functional group that is easily dissolved in a basic developer such as carboxylic acid. Not what you want.

熱や電子線などで硬化された有機シリカ系膜の表面は疎水性に富んでおり、この表面疎水性を改良する目的で、紫外線照射を行う場合もある(米国特許第6383913号明細書、特開昭63−248710号公報、特開昭63−289939号公報、特公平8−29932号公報、特開2001−110802号公報など)。これらの技術は、空気中で紫外線を照射することにより発生するオゾンにより有機シリカ系膜の極表面を酸化し、疎水性表面をシラノールなどの反応性に富んだ親水性表面に改質することを特徴とする。この改質は、主に、上層に成膜される膜との接着性を向上させる目的で実施される。   The surface of the organic silica film cured by heat, electron beam or the like is rich in hydrophobicity, and ultraviolet irradiation may be performed for the purpose of improving the surface hydrophobicity (US Pat. No. 6,383,913, special feature). JP-A 63-248710, JP-A 63-289939, JP-B 8-29932, JP-A 2001-110802, etc.). These technologies oxidize the extreme surface of the organic silica film by ozone generated by irradiating ultraviolet rays in the air, and modify the hydrophobic surface to a hydrophilic surface rich in reactivity such as silanol. Features. This modification is mainly performed for the purpose of improving the adhesion with the film formed on the upper layer.

このように、ポリシロキサン樹脂溶液もしくは有機シリカゾル溶液を、基板に塗布し、成膜後に紫外線を照射するという技術はかなり広く検討されている。ただし、LSI用半導体装置の層間絶縁膜を形成する目的で、紫外線を有機シリカゾルの硬化に積極的に用いる技術はこれまであまり報告されていない。数少ない先行例が、特開平3−30427号公報、特開平1−194980号公報、国際公開第03/025994号パンフレット、および米国特許出願公開第2004/0058090号公報に散見される。   As described above, a technique in which a polysiloxane resin solution or an organic silica sol solution is applied to a substrate and irradiated with ultraviolet rays after film formation has been considerably studied. However, so far, no technology has been reported that actively uses ultraviolet rays to cure the organic silica sol for the purpose of forming an interlayer insulating film of an LSI semiconductor device. A few prior examples are found in JP-A-3-30427, JP-A-1-194980, WO03 / 025994, and US Patent Application Publication No. 2004/0058090.

特開平3−30427号公報は、テトラアルコキシシラン(たとえばテトラエトキシシラン:TEOS)をコロジオン中に溶解した溶液を半導体基板に塗布後、窒素雰囲気下で紫外線照射を行い低温で二酸化硅素膜を得るという技術である。揮発性の高いTEOSをコロジオンによって固定し、コロジオンの分解とTEOSの脱水縮合を紫外線照射によって促進することに特徴がある。また、特開平1−194980号公報は、有機シロキサン樹脂を基板に塗布後、254nmを主波長とする紫外線を200℃以下の温度の加熱下で照射し、紫外線により発生したオゾンにより有機シロキサン膜の表面を酸化し、引き続き400℃以上、特に900℃付近で加熱することにより、緻密化した二酸化硅素膜を得るという技術である。   JP-A-3-30427 discloses that a silicon dioxide film is obtained at a low temperature by applying a solution obtained by dissolving tetraalkoxysilane (for example, tetraethoxysilane: TEOS) in collodion on a semiconductor substrate and then irradiating with ultraviolet rays in a nitrogen atmosphere. Technology. It is characterized in that highly volatile TEOS is fixed by collodion and decomposition of collodion and dehydration condensation of TEOS are promoted by ultraviolet irradiation. JP-A-1-194980 discloses that an organic siloxane resin is applied to a substrate, irradiated with ultraviolet light having a main wavelength of 254 nm under heating at a temperature of 200 ° C. or less, and ozone generated by the ultraviolet light is used to form an organic siloxane film. This is a technique for obtaining a dense silicon dioxide film by oxidizing the surface and subsequently heating at 400 ° C. or higher, particularly around 900 ° C.

一方、国際公開第03/025994号パンフレットおよび米国特許出願公開第2004/0058090号公報には、HSQ(水素化シルセスキオキサン)またはMSQを紫外線で硬化する手法が開示されている。この技術は、主に、酸素存在下でHSQまたは、HSQ/MSQ共縮合物に紫外線を照射することで、系中に発生した活性酸素(例えば、オゾンなど)がHSQ中のSi−Hの酸化を促進し、SiO結合が豊富なシリカ膜を形成するものである。また、これらの先行例には同手法がMSQに対しても有効であることが述べられているが、その場合でも酸素存在下の方がキュアに有効であることが述べられており、主に、活性酸素によるSiO結合が架橋反応の主たるメカニズムであると推定できる。このように、SiO結合を短時間に形成させることは他のキュア方法では実現困難であり、この紫外線を用いることが技術の一つの特徴であるが、この手法により形成されたシリカ膜は、SiO結合の増加により、弾性率や硬度の高い膜が得られる一方で、膜の親水性が上がり、吸湿や誘電率の上昇を招くという問題点も存在する。吸湿性の高い膜は、一般的に、半導体装置用層間絶縁膜の加工時の、RIE(リアクティブイオンエッチング)によるダメージを受けやすく、また、ウエット洗浄液に対する耐薬品性にも劣る。特に、絶縁膜自体がポーラスな構造を有する比誘電率kが2.5以下の低誘電率層間絶縁膜ではこの傾向は顕著である。したがって、
(a)光酸発生剤、光塩基発生剤、増感剤などのイオン性物質、電荷キャリアもしくは腐食性化合物の発生源を含まず、短時間で硬化可能な有機シリカゾル組成物、
(b)トランジスタ構造へのダメージが無く、枚葉プロセスで処理可能な有機シリカ系膜のキュア方法、
(c)吸湿性がなく疎水性に富んだ有機シリカ系膜、
(d)銅ダマシン構造の形成に耐えうる機械的強度を有する有機シリカ系膜、
がLSI用半導体装置の低誘電率層間絶縁膜およびその形成方法として望まれている。
On the other hand, International Publication No. 03/025994 pamphlet and US Patent Application Publication No. 2004/0058090 disclose a method for curing HSQ (hydrogenated silsesquioxane) or MSQ with ultraviolet rays. This technology mainly oxidizes HSQ or HSQ / MSQ cocondensate in the presence of oxygen by irradiating ultraviolet rays into the system so that active oxygen (for example, ozone) generated in the system oxidizes Si-H in HSQ. To form a silica film rich in SiO 2 bonds. In addition, it is stated in these previous examples that the same method is effective for MSQ, but even in that case, it is stated that the presence of oxygen is more effective for curing. It can be presumed that SiO 2 bonding by active oxygen is the main mechanism of the crosslinking reaction. Thus, it is difficult to form SiO 2 bonds in a short time by other curing methods, and one feature of the technology is that this ultraviolet ray is used, but the silica film formed by this method is The increase in the SiO 2 bond can provide a film having a high elastic modulus and hardness, but there is also a problem that the hydrophilicity of the film increases, leading to an increase in moisture absorption and a dielectric constant. A film having a high hygroscopic property is generally easily damaged by RIE (reactive ion etching) during processing of an interlayer insulating film for a semiconductor device, and has poor chemical resistance to a wet cleaning solution. In particular, this tendency is remarkable in a low dielectric constant interlayer insulating film having a dielectric constant k of 2.5 or less, in which the insulating film itself has a porous structure. Therefore,
(A) an organic silica sol composition that does not contain an ionic substance such as a photoacid generator, a photobase generator, and a sensitizer, a source of charge carriers or a corrosive compound, and can be cured in a short time;
(B) A method of curing an organic silica film that can be processed by a single wafer process without damaging the transistor structure;
(C) an organic silica-based film that is not hygroscopic and rich in hydrophobicity,
(D) an organosilica film having mechanical strength that can withstand the formation of a copper damascene structure;
Is desired as a low dielectric constant interlayer insulating film of an LSI semiconductor device and a method for forming the same.

また、通常、半導体装置に用いられる低誘電率絶縁膜用の有機シリカゾル組成物は、CMP(Chemical Mechanical Polishing)、パッケージングなどの力学的ストレスの生ずる工程での収率を考慮して、熱硬化後に得られた有機シリカ膜が高い弾性率を示すように、有機シリカゾルの組成を制御している(例えば米国特許第6495264号明細書)。具体的には、有機シリカゾル内の4官能性シラン化合物(以下、「Q成分」ともいう)を、通常、40モル%以上に増やすことで、シリカ膜中の絶対的な架橋密度を上げる設計になっている。Q成分を上げることで架橋密度が上昇し、弾性率、硬度の高い膜が得られる。しかしながら、Q成分が有する架橋部位(シラノール)を完全に反応させることは難しく、Q成分を増やしすぎると熱硬化後の残留シラノールが多く、親水性で吸湿性の高い膜となってしまう。この弱点を補うため、通常、メチルトリアルコキシシランなどの疎水性基を有するアルコキシシランとの共縮合を塩基性触媒(例えば、アンモニアやテトラアルキルヒドロキシアンモニウム)を用いて行い縮合度の高いゾルを生成することでゾル中の絶対的なシラノール量を減らしたり(米国特許第6413647号明細書)、さらに、高縮合ゾルに追加で疎水化処理を行うなど工夫をしている(特開2004−59737号公報、特開2004−149714号公報)。ただし、このようなQ成分を多く含む有機シリカゾルは、依然、架橋密度が高く、分子鎖の運動性が低いため固相反応時の拡散障壁が非常に高い。このような、Q成分を多く含む有機シリカゾルの硬化を、たとえば400℃の温度で5分以内の紫外線照射を行っても、縮合反応が促進される兆候は全く見られない。このような有機シリカゾルを反応させるためには、やはり、30分以上の硬化時間が必要である。
米国特許第6235101号明細書 米国特許第6413647号明細書 米国特許第6495264号明細書 米国特許第6204201号明細書 欧州特許第1122770号明細書 特開2000−109695号公報 特開2002−288268号公報 米国特許第6383913号明細書 特開昭63−248710号公報 特開昭63−289939号公報 特公平8−29932号公報 特開2001−110802号公報 特開平3−30427号公報 特開平1−194980号公報 国際公開第03/025994号パンフレット 米国特許出願公開第2004/0058090号公報 特開2004−59737号公報 特開2004−149714号公報
In addition, organic silica sol compositions for low dielectric constant insulating films typically used in semiconductor devices are thermoset in consideration of yields in mechanical stress producing processes such as CMP (Chemical Mechanical Polishing) and packaging. The composition of the organic silica sol is controlled so that the organic silica film obtained later exhibits a high elastic modulus (for example, US Pat. No. 6,495,264). Specifically, it is designed to increase the absolute crosslink density in the silica film by increasing the tetrafunctional silane compound (hereinafter also referred to as “Q component”) in the organic silica sol to 40 mol% or more. It has become. By increasing the Q component, the crosslink density increases, and a film having a high elastic modulus and hardness can be obtained. However, it is difficult to completely react the cross-linked site (silanol) of the Q component. If the Q component is increased too much, there will be a large amount of residual silanol after thermosetting, resulting in a hydrophilic and highly hygroscopic film. To compensate for this weakness, co-condensation with an alkoxysilane having a hydrophobic group such as methyltrialkoxysilane is usually performed using a basic catalyst (eg, ammonia or tetraalkylhydroxyammonium) to produce a sol with a high degree of condensation. By doing so, the absolute amount of silanol in the sol is reduced (US Pat. No. 6,413,647), and a hydrophobization treatment is additionally performed on the highly condensed sol (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-59737). Publication, Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-149714). However, such an organic silica sol containing a large amount of Q component still has a high crosslink density and a low molecular chain mobility, and therefore has a very high diffusion barrier during a solid phase reaction. Even when such an organic silica sol containing a large amount of the Q component is cured by, for example, ultraviolet irradiation at a temperature of 400 ° C. within 5 minutes, there is no sign that the condensation reaction is accelerated. In order to react such an organic silica sol, a curing time of 30 minutes or more is still necessary.
US Pat. No. 6,235,101 US Pat. No. 6,413,647 US Pat. No. 6,495,264 US Pat. No. 6,204,201 European Patent No. 1122770 JP 2000-109695 A JP 2002-288268 A US Pat. No. 6,383,913 JP-A 63-248710 JP-A 63-289939 Japanese Patent Publication No. 8-29932 JP 2001-110802 A JP-A-3-30427 JP-A-1-194980 International Publication No. 03/025944 Pamphlet US Patent Application Publication No. 2004/0058090 JP 2004-59737 A JP 2004-149714 A

本発明の目的は、熱および紫外線を用いて硬化する半導体装置の絶縁膜形成組成物を用い、低比誘電率であり、機械的強度に優れ、さらに疎水性の高い有機シリカ系膜を従来より短い加熱時間で形成する有機シリカ系膜の形成方法、および有機シリカ系膜を提供することにある。   An object of the present invention is to use an insulating film forming composition for a semiconductor device that is cured using heat and ultraviolet rays, and to provide an organic silica film having a low relative dielectric constant, excellent mechanical strength, and high hydrophobicity. An object of the present invention is to provide a method for forming an organic silica film formed in a short heating time, and an organic silica film.

本発明の他の目的は、高集積化および多層化が望まれているLSI用半導体装置の製造などにおいて好適に用いることができ、紫外線照射により加熱時間を従来より短縮することが可能であり、低比誘電率であり、機械的強度などに優れた絶縁膜を形成することができる半導体装置の絶縁膜形成用組成物を提供することにある。   Another object of the present invention can be suitably used in the manufacture of LSI semiconductor devices for which higher integration and multilayering are desired, and the heating time can be shortened by conventional ultraviolet irradiation. An object of the present invention is to provide a composition for forming an insulating film of a semiconductor device, which can form an insulating film having a low relative dielectric constant and excellent mechanical strength.

本発明のさらに他の目的は、本発明の有機シリカ系膜を用いた配線構造体、および該配線構造体を含む半導体装置を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a wiring structure using the organosilica film of the present invention and a semiconductor device including the wiring structure.

本発明に係る有機シリカ系膜の形成方法は、
熱および紫外線を用いて硬化する半導体装置の絶縁膜形成用組成物を基板に塗布し、塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を加熱する工程と、
前記塗膜に熱および紫外線を照射して硬化処理を行う工程と、を含み、
前記絶縁膜形成用組成物は、
下記一般式(1)で表される化合物、下記一般式(2)で表される化合物、下記一般式(3)で表される化合物、および下記一般式(4)で表される化合物から選ばれたシラン化合物を加水分解、縮合した加水分解縮合物であって、
炭素原子を11.8〜16.7モル%含有する有機シリカゾルと、有機溶媒と、を含む。
The method for forming an organosilica film according to the present invention includes:
Applying a composition for forming an insulating film of a semiconductor device that is cured using heat and ultraviolet rays to a substrate and forming a coating film; and
Heating the coating film;
A step of curing the coating film by irradiating heat and ultraviolet rays,
The insulating film forming composition is:
Selected from the compound represented by the following general formula (1), the compound represented by the following general formula (2), the compound represented by the following general formula (3), and the compound represented by the following general formula (4) A hydrolyzed condensate obtained by hydrolyzing and condensing the silane compound,
An organic silica sol containing 11.8 to 16.7 mol% of carbon atoms and an organic solvent are included.

Si(OR ・・・・・(1)
(式中、Rはアルキル基またはアリール基、Rはアルキル基またはアリール基を示す。)
Si(OR ・・・・・(2)
(式中、Rはアルキル基またはアリール基を示す。)
(RSi(OR ・・・・・(3)
(式中、Rはアルキル基またはアリール基、Rはアルキル基またはアリール基を示す。)
(RO)3−bSi−(R10−Si(OR3−c ・・・(4)
〔式中、R〜Rは同一または異なり、それぞれアルキル基またはアリール基を示し、bおよびcは同一または異なり、0〜2の数を示し、R10は酸素原子、フェニレン基または−(CH−で表される基(ここで、mは1〜6の整数である)、dは0または1を示す。〕
R 1 Si (OR 2 ) 3 (1)
(In the formula, R 1 represents an alkyl group or an aryl group, and R 2 represents an alkyl group or an aryl group.)
Si (OR 3 ) 4 (2)
(In the formula, R 3 represents an alkyl group or an aryl group.)
(R 4 ) 2 Si (OR 5 ) 2 (3)
(In the formula, R 4 represents an alkyl group or an aryl group, and R 5 represents an alkyl group or an aryl group.)
R 6 b (R 7 O) 3-b Si- (R 10) d -Si (OR 8) 3-c R 9 c ··· (4)
[Wherein, R 6 to R 9 are the same or different and each represents an alkyl group or an aryl group; b and c are the same or different and each represents a number of 0 to 2; R 10 represents an oxygen atom, a phenylene group or — ( A group represented by CH 2 ) m — (wherein m is an integer of 1 to 6), d represents 0 or 1; ]

本発明に係る有機シリカ系膜の形成方法においては、前記紫外線は、波長が250nm以下であることができる。   In the method for forming an organic silica film according to the present invention, the ultraviolet light may have a wavelength of 250 nm or less.

本発明に係る有機シリカ系膜の形成方法においては、加熱および紫外線の照射を同時に行うことができる。   In the method for forming an organic silica film according to the present invention, heating and ultraviolet irradiation can be performed simultaneously.

本発明に係る有機シリカ系膜の形成方法においては、前記加熱は300〜450℃で行われることができる。   In the method for forming an organic silica film according to the present invention, the heating may be performed at 300 to 450 ° C.

本発明に係る有機シリカ系膜の形成方法においては、前記紫外線の照射が酸素の非存在下で行われることができる。   In the method for forming an organic silica film according to the present invention, the irradiation with ultraviolet rays can be performed in the absence of oxygen.

本発明に係る有機シリカ系膜は、本発明の有機シリカ系膜の形成方法により得られ、比誘電率1.5〜3.5および膜密度0.7〜1.3である。   The organic silica film according to the present invention is obtained by the method for forming an organic silica film of the present invention, and has a relative dielectric constant of 1.5 to 3.5 and a film density of 0.7 to 1.3.

本発明に係る配線構造体は、本発明に係る有機シリカ系膜を層間絶縁膜として用いている。また、本発明に係る半導体装置は、本発明に係る配線構造体を含む。   The wiring structure according to the present invention uses the organic silica film according to the present invention as an interlayer insulating film. The semiconductor device according to the present invention includes the wiring structure according to the present invention.

本発明に係る半導体装置の絶縁膜形成用組成物は、本発明に係る有機シリカ系膜の形成方法において使用され、
前記一般式(1)で表される化合物、前記一般式(2)で表される化合物、前記一般式(3)で表される化合物、および前記一般式(4)で表される化合物から選ばれたシラン化合物を加水分解、縮合した加水分解縮合物であって、
炭素原子を11.8〜16.7モル%含有する有機シリカゾルと、有機溶媒と、を含み、熱および紫外線を用いて硬化する。
The composition for forming an insulating film of a semiconductor device according to the present invention is used in the method for forming an organic silica-based film according to the present invention,
Selected from the compound represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (2), the compound represented by the general formula (3), and the compound represented by the general formula (4) A hydrolyzed condensate obtained by hydrolyzing and condensing the silane compound,
It contains an organic silica sol containing 11.8 to 16.7 mol% of carbon atoms and an organic solvent, and is cured using heat and ultraviolet rays.

本発明に係る半導体装置の絶縁膜形成用組成物においては、前記シラン化合物の60モル%以上が前記一般式(1)で表される化合物であることができる。   In the composition for forming an insulating film of a semiconductor device according to the present invention, 60 mol% or more of the silane compound may be a compound represented by the general formula (1).

本発明に係る半導体装置の絶縁膜形成用組成物においては、前記シラン化合物中の前記一般式(2)で表される化合物が40モル%以下であることができる。   In the composition for forming an insulating film of a semiconductor device according to the present invention, the compound represented by the general formula (2) in the silane compound may be 40 mol% or less.

本発明に係る半導体装置の絶縁膜形成用組成物においては、前記シラン化合物が前記一般式(1)で表される化合物65〜95モル%および前記一般式(2)で表される化合物5〜35モル%を含有することができる。   In the composition for forming an insulating film of a semiconductor device according to the present invention, the silane compound is 65 to 95 mol% of the compound represented by the general formula (1) and the compound 5 represented by the general formula (2). 35 mol% can be contained.

本発明に係る半導体装置の絶縁膜形成用組成物においては、紫外線に活性な反応促進剤を含まないことができる。かかる反応促進剤としては、反応開始剤、酸発生剤、塩基発生剤および紫外線吸収機能を有する増感剤のいずれか、または2種以上の組合せであることができる。   The composition for forming an insulating film of a semiconductor device according to the present invention can contain no reaction accelerator active against ultraviolet rays. Such a reaction accelerator can be any one of a reaction initiator, an acid generator, a base generator and a sensitizer having an ultraviolet absorbing function, or a combination of two or more.

本発明に係る半導体装置の絶縁膜形成用組成物においては、ナトリウム、カリウム、鉄の含有量がそれぞれ100ppb以下であることができる。   In the composition for forming an insulating film of a semiconductor device according to the present invention, the contents of sodium, potassium, and iron can each be 100 ppb or less.

本発明の半導体装置の絶縁膜形成用組成物(以下、単に「膜形成用組成物」という)は、特定の組成範囲を持つ有機シリカゾルの組成物を、基板に塗布して乾燥した後に、加熱および紫外線の照射によって硬化(キュア)することで、低比誘電率であり、機械的強度などに優れた絶縁膜を形成することができる。   The composition for forming an insulating film of a semiconductor device of the present invention (hereinafter simply referred to as “film forming composition”) is obtained by applying an organic silica sol composition having a specific composition range to a substrate and drying it, followed by heating. Further, by curing (curing) by irradiation with ultraviolet rays, an insulating film having a low relative dielectric constant and excellent mechanical strength can be formed.

以下、本発明の膜形成用組成物および有機シリカ系膜の形成方法における特徴について述べる。   Hereinafter, the characteristics of the film forming composition and the method for forming the organic silica film of the present invention will be described.

以下に、本発明について具体的に説明する。   The present invention will be specifically described below.

1.膜形成用組成物
本発明に係る膜形成用組成物は、下記一般式(1)で表される化合物(以下、「T成分」ともいう)、下記一般式(2)で表される化合物(Q成分)、下記一般式(3)で表される化合物(以下、「D成分」ともいう)、および下記一般式(4)で表される化合物から選ばれたシラン化合物を加水分解、縮合した加水分解縮合物であって、炭素原子を11.8〜16.7モル%含有する有機シリカゾルと、有機溶媒と、を含み、熱および紫外線を用いて硬化される。
1. Film-Forming Composition A film-forming composition according to the present invention comprises a compound represented by the following general formula (1) (hereinafter also referred to as “T component”), a compound represented by the following general formula (2) ( Q component), a compound represented by the following general formula (3) (hereinafter also referred to as “D component”), and a silane compound selected from the compounds represented by the following general formula (4) were hydrolyzed and condensed. A hydrolysis-condensation product, which contains an organic silica sol containing 11.8 to 16.7 mol% of carbon atoms and an organic solvent, and is cured using heat and ultraviolet rays.

Si(OR ・・・・・(1)
(式中、Rはアルキル基またはアリール基、Rはアルキル基またはアリール基を示す。)
Si(OR ・・・・・(2)
(式中、Rはアルキル基またはアリール基を示す。)
(RSi(OR ・・・・・(3)
(式中、Rはアルキル基またはアリール基、Rはアルキル基またはアリール基を示す。)
(RO)3−bSi−(R10−Si(OR3−c ・・・(4)
〔式中、R〜Rは同一または異なり、それぞれアルキル基またはアリール基を示し、bおよびcは同一または異なり、0〜2の数を示し、R10は酸素原子、フェニレン基または−(CH−で表される基(ここで、mは1〜6の整数である)、dは0または1を示す。〕
R 1 Si (OR 2 ) 3 (1)
(In the formula, R 1 represents an alkyl group or an aryl group, and R 2 represents an alkyl group or an aryl group.)
Si (OR 3 ) 4 (2)
(In the formula, R 3 represents an alkyl group or an aryl group.)
(R 4 ) 2 Si (OR 5 ) 2 (3)
(In the formula, R 4 represents an alkyl group or an aryl group, and R 5 represents an alkyl group or an aryl group.)
R 6 b (R 7 O) 3-b Si- (R 10) d -Si (OR 8) 3-c R 9 c ··· (4)
[Wherein, R 6 to R 9 are the same or different and each represents an alkyl group or an aryl group; b and c are the same or different and each represents a number of 0 to 2; R 10 represents an oxygen atom, a phenylene group or — ( A group represented by CH 2 ) m — (wherein m is an integer of 1 to 6), d represents 0 or 1; ]

以下、シラン化合物、組成、有機溶媒、添加剤などについて、具体的に説明する。   Hereinafter, a silane compound, a composition, an organic solvent, an additive, etc. are demonstrated concretely.

1.1.シラン化合物
前記一般式(1)で表される化合物(以下、「化合物1」という)、前記一般式(2)で表される化合物(以下、「化合物2」という)、前記一般式(3)で表される化合物(以下、「化合物3」という)、前記一般式(4)で表される化合物(以下、「化合物4」という)としては、以下のものを用いることができる。
1.1. Silane compound A compound represented by the general formula (1) (hereinafter referred to as “compound 1”), a compound represented by the general formula (2) (hereinafter referred to as “compound 2”), and the general formula (3). As the compound represented by (hereinafter referred to as “compound 3”) and the compound represented by the general formula (4) (hereinafter referred to as “compound 4”), the following can be used.

1.1.1.化合物1
前記一般式(1)において、R,Rで表される1価の有機基としては、アルキル基、アリール基を挙げることができる。なかでも、一般式(1)において、Rの1価の有機基は、特にアルキル基またはフェニル基であることが好ましい。ここで、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられ、好ましくは炭素数1〜5であり、これらのアルキル基は鎖状でも、分岐していてもよく、さらに水素原子がフッ素原子などに置換されていてもよい。前記一般式(1)において、アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、フルオロフェニル基などを挙げることができる。
1.1.1. Compound 1
In the general formula (1), examples of the monovalent organic group represented by R 1 and R 2 include an alkyl group and an aryl group. Among them, in the general formula (1), the monovalent organic group represented by R 2 is preferably a particular alkyl group or a phenyl group. Here, examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and preferably 1 to 5 carbon atoms. These alkyl groups may be linear or branched, Further, a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom or the like. In the general formula (1), examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a methylphenyl group, an ethylphenyl group, a chlorophenyl group, a bromophenyl group, and a fluorophenyl group.

化合物1の具体例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−sec−ブトキシシラン、メチルトリ−tert−ブトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−n−プロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリ−n−ブトキシシラン、エチルトリ−sec−ブトキシシラン、エチルトリ−tert−ブトキシシラン、エチルトリフェノキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、n−プロピルトリイソプロポキシシラン、n−プロピルトリ−n−ブトキシシラン、n−プロピルトリ−sec−ブトキシシラン、n−プロピルトリ−tert−ブトキシシラン、n−プロピルトリフェノキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリ−n−プロポキシシラン、イソプロピルトリイソプロポキシシラン、イソプロピルトリ−n−ブトキシシラン、イソプロピルトリ−sec−ブトキシシラン、イソプロピルトリ−tert−ブトキシシラン、イソプロピルトリフェノキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、n−ブチルトリイソプロポキシシラン、n−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、n−ブチルトリ−sec−ブトキシシラン、n−ブチルトリ−tert−ブトキシシラン、n−ブチルトリフェノキシシラン、sec−ブチルトリメトキシシラン、sec−ブチルイソトリエトキシシラン、sec−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、sec−ブチルトリイソプロポキシシラン、sec−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、sec−ブチルトリ−sec−ブトキシシラン、sec−ブチルトリ−tert−ブトキシシラン、sec−ブチルトリフェノキシシラン、tert−ブチルトリメトキシシラン、tert−ブチルトリエトキシシラン、tert−ブチルト−n−プロポキシシラン、tert−ブチルトリイソプロポキシシラン、tert−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、tert−ブチルトリ−sec−ブトキシシラン、tert−ブチルトリ−tert−ブトキシシラン、tert−ブチルトリフェノキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリ−n−プロポキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリ−n−ブトキシシラン、フェニルトリ−sec−ブトキシシラン、フェニルトリ−tert−ブトキシシラン、フェニルトリフェノキシシランが挙げられる。これらは、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。   Specific examples of compound 1 include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, methyltri-sec-butoxysilane, methyltri-tert-butoxy. Silane, methyltriphenoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltri-n-propoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltri-n-butoxysilane, ethyltri-sec-butoxysilane, ethyltri-tert-butoxysilane , Ethyltriphenoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltri-n-propoxysilane, n-propyltriisopropoxy N-propyltri-n-butoxysilane, n-propyltri-sec-butoxysilane, n-propyltri-tert-butoxysilane, n-propyltriphenoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, isopropyltriethoxysilane, isopropyl Tri-n-propoxysilane, isopropyltriisopropoxysilane, isopropyltri-n-butoxysilane, isopropyltri-sec-butoxysilane, isopropyltri-tert-butoxysilane, isopropyltriphenoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n -Butyltriethoxysilane, n-butyltri-n-propoxysilane, n-butyltriisopropoxysilane, n-butyltri-n-butoxysilane, n-butyltri-sec-butoxy Run, n-butyltri-tert-butoxysilane, n-butyltriphenoxysilane, sec-butyltrimethoxysilane, sec-butylisotriethoxysilane, sec-butyltri-n-propoxysilane, sec-butyltriisopropoxysilane, sec-butyltri-n-butoxysilane, sec-butyltri-sec-butoxysilane, sec-butyltri-tert-butoxysilane, sec-butyltriphenoxysilane, tert-butyltrimethoxysilane, tert-butyltriethoxysilane, tert- Butyl-n-propoxysilane, tert-butyltriisopropoxysilane, tert-butyltri-n-butoxysilane, tert-butyltri-sec-butoxysilane, tert-butyltri- tert-butoxysilane, tert-butyltriphenoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltri-n-propoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, phenyltri-n-butoxysilane, phenyltri-sec-butoxy Examples thereof include silane, phenyl tri-tert-butoxy silane, and phenyl triphenoxy silane. These may be used alone or in combination of two or more.

化合物1として特に好ましい化合物は、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリ−iso−プロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランなどである。   Particularly preferred compounds as Compound 1 are methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltri-iso-propoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxy. Such as silane.

1.1.2.化合物2
前記一般式(2)において、Rの1価の有機基としては、前記一般式(1)のR,Rとして例示したものと同様の基を挙げることができる。
1.1.2. Compound 2
In the general formula (2), examples of the monovalent organic group represented by R 3 include the same groups as those exemplified as R 1 and R 2 in the general formula (1).

化合物2の具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−iso−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、テトラフェノキシシランなどを挙げることができ、特に好ましい化合物としてはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシランが挙げられる。これらは、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。   Specific examples of Compound 2 include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, Tetraphenoxysilane and the like can be mentioned, and particularly preferred compounds include tetramethoxysilane and tetraethoxysilane. These may be used alone or in combination of two or more.

1.1.3.化合物3
前記一般式(3)において、R,Rとしては、前記一般式(1)のR,Rとして例示したものと同様の基を挙げることができる。
1.1.3. Compound 3
In the general formula (3), examples of R 4 and R 5 include the same groups as those exemplified as R 1 and R 2 in the general formula (1).

化合物3の具体例としては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジ−n−プロポキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジ−n−ブトキシシラン、ジメチルジ−sec−ブトキシシラン、ジメチルジ−tert−ブトキシシラン、ジメチルジフェノキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジ−n−プロポキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラン、ジエチルジ−n−ブトキシシラン、ジエチルジ−sec−ブトキシシラン、ジエチルジ−tert−ブトキシシラン、ジエチルジフェノキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−n−プロポキシシラン、ジ−n−プロピルジイソプロポキシシラン、ジ−n−プロピルジ−n−ブトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−フェノキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジ−n−プロポキシシラン、ジイソプロピルジイソプロポキシシラン、ジイソプロピルジ−n−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−sec−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−tert−ブトキシシラン、ジイソプロピルジフェノキシシラン、ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−n−ブチルジイソプロポキシシラン、ジ−n−ブチルジ−n−ブトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−フェノキシシラン、ジ−sec−ブチルジメトキシシラン、ジ−sec−ブチルジエトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−sec−ブチルジイソプロポキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−n−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−フェノキシシラン、ジ−tert−ブチルジメトキシシラン、ジ−tert−ブチルジエトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−tert−ブチルジイソプロポキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−n−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−フェノキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジ−n−プロポキシシラン、ジフェニルジイソプロポキシシラン、ジフェニルジ−n−ブトキシシラン、ジフェニルジ−sec−ブトキシシラン、ジフェニルジ−tert−ブトキシシラン、ジフェニルジフェノキシシランが挙げられる。   Specific examples of the compound 3 include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldi-n-propoxysilane, dimethyldiisopropoxysilane, dimethyldi-n-butoxysilane, dimethyldi-sec-butoxysilane, and dimethyldi-tert-butoxysilane. , Dimethyldiphenoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldi-n-propoxysilane, diethyldiisopropoxysilane, diethyldi-n-butoxysilane, diethyldi-sec-butoxysilane, diethyldi-tert-butoxysilane, diethyl Diphenoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n-propyldiethoxysilane, di-n-propyldi-n-propoxysilane, di-n-propyldiisopro Xysilane, di-n-propyldi-n-butoxysilane, di-n-propyldi-sec-butoxysilane, di-n-propyldi-tert-butoxysilane, di-n-propyldi-phenoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, diisopropyldi Ethoxysilane, diisopropyldi-n-propoxysilane, diisopropyldiisopropoxysilane, diisopropyldi-n-butoxysilane, diisopropyldi-sec-butoxysilane, diisopropyldi-tert-butoxysilane, diisopropyldiphenoxysilane, di-n- Butyldimethoxysilane, di-n-butyldiethoxysilane, di-n-butyldi-n-propoxysilane, di-n-butyldiisopropoxysilane, di-n-butyldi-n-butoxysilane, di- -Butyldi-sec-butoxysilane, di-n-butyldi-tert-butoxysilane, di-n-butyldi-phenoxysilane, di-sec-butyldimethoxysilane, di-sec-butyldiethoxysilane, di-sec-butyldi -N-propoxysilane, di-sec-butyldiisopropoxysilane, di-sec-butyldi-n-butoxysilane, di-sec-butyldi-sec-butoxysilane, di-sec-butyldi-tert-butoxysilane, di -Sec-butyldi-phenoxysilane, di-tert-butyldimethoxysilane, di-tert-butyldiethoxysilane, di-tert-butyldi-n-propoxysilane, di-tert-butyldiisopropoxysilane, di-tert- Butyl di-n-butoxysilane, di-t tert-butyldi-sec-butoxysilane, di-tert-butyldi-tert-butoxysilane, di-tert-butyldi-phenoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldi-n-propoxysilane, diphenyldiisopropoxy Examples include silane, diphenyldi-n-butoxysilane, diphenyldi-sec-butoxysilane, diphenyldi-tert-butoxysilane, and diphenyldiphenoxysilane.

化合物3として特に好ましい化合物は、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランなどである。これらは1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。   Particularly preferred compounds as Compound 3 are dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

1.1.4.化合物4
前記一般式(4)において、R〜Rとしては、前記一般式(1)のR,Rとして例示したものと同様の基を挙げることができる。
1.1.4. Compound 4
In the general formula (4), examples of R 6 to R 9 include the same groups as those exemplified as R 1 and R 2 in the general formula (1).

一般式(4)において、d=0の化合物としては、ヘキサメトキシジシラン、ヘキサエトキシジシラン、ヘキサフェノキシジシラン、1,1,1,2,2−ペンタメトキシ−2−メチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタエトキシ−2−メチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタフェノキシ−2−メチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタメトキシ−2−エチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタエトキシ−2−エチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタフェノキシ−2−エチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタメトキシ−2−フェニルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタエトキシ−2−フェニルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタフェノキシ−2−フェニルジシラン、1,1,2,2−テトラメトキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2−テトラエトキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2−テトラフェノキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2−テトラメトキシ−1,2−ジエチルジシラン、1,1,2,2−テトラエトキシ−1,2−ジエチルジシラン、1,1,2,2−テトラフェノキシ−1,2−ジエチルジシラン、1,1,2,2−テトラメトキシ−1,2−ジフェニルジシラン、1,1,2,2−テトラエトキシ−1,2−ジフェニルジシラン、1,1,2,2−テトラフェノキシ−1,2−ジフェニルジシラン、1,1,2−トリメトキシ−1,2,2−トリメチルジシラン、1,1,2−トリエトキシ−1,2,2−トリメチルジシラン、1,1,2−トリフェノキシ−1,2,2−トリメチルジシラン、1,1,2−トリメトキシ−1,2,2−トリエチルジシラン、1,1,2−トリエトキシ−1,2,2−トリエチルジシラン、1,1,2−トリフェノキシ−1,2,2−トリエチルジシラン、1,1,2−トリメトキシ−1,2,2−トリフェニルジシラン、1,1,2−トリエトキシ−1,2,2−トリフェニルジシラン、1,1,2−トリフェノキシ−1,2,2−トリフェニルジシラン、1,2−ジメトキシ−1,1,2,2−テトラメチルジシラン、1,2−ジエトキシ−1,1,2,2−テトラメチルジシラン、1,2−ジフェノキシ−1,1,2,2−テトラメチルジシラン、1,2−ジメトキシ−1,1,2,2−テトラエチルジシラン、1,2−ジエトキシ−1,1,2,2−テトラエチルジシラン、1,2−ジフェノキシ−1,1,2,2−テトラエチルジシラン、1,2−ジメトキシ−1,1,2,2−テトラフェニルジシラン、1,2−ジエトキシ−1,1,2,2−テトラフェニルジシラン、1,2−ジフェノキシ−1,1,2,2−テトラフェニルジシランなどを挙げることができる。   In the general formula (4), examples of the compound where d = 0 include hexamethoxydisilane, hexaethoxydisilane, hexaphenoxydisilane, 1,1,1,2,2-pentamethoxy-2-methyldisilane, 1,1,1 , 2,2-pentaethoxy-2-methyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaphenoxy-2-methyldisilane, 1,1,1,2,2-pentamethoxy-2-ethyldisilane, , 1,1,2,2-pentaethoxy-2-ethyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaphenoxy-2-ethyldisilane, 1,1,1,2,2-pentamethoxy-2- Phenyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaethoxy-2-phenyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaphenoxy-2-phenyldisilane, 1,1,2,2-tetramethoxy 1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetraphenoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2 -Tetramethoxy-1,2-diethyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-diethyldisilane, 1,1,2,2-tetraphenoxy-1,2-diethyldisilane, 1,1 , 2,2-Tetramethoxy-1,2-diphenyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-diphenyldisilane, 1,1,2,2-tetraphenoxy-1,2-diphenyldisilane 1,1,2-trimethoxy-1,2,2-trimethyldisilane, 1,1,2-triethoxy-1,2,2-trimethyldisilane, 1,1,2-triphenoxy-1,2,2- Trime Rudisilane, 1,1,2-trimethoxy-1,2,2-triethyldisilane, 1,1,2-triethoxy-1,2,2-triethyldisilane, 1,1,2-triphenoxy-1,2,2 -Triethyldisilane, 1,1,2-trimethoxy-1,2,2-triphenyldisilane, 1,1,2-triethoxy-1,2,2-triphenyldisilane, 1,1,2-triphenoxy-1 , 2,2-triphenyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2-diphenoxy -1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetraethyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetraethyldisilane, 1, 2-diphenoxy-1,1,2,2-tetraethyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane 1,2-diphenoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane and the like.

これらのうち、ヘキサメトキシジシラン、ヘキサエトキシジシラン、1,1,2,2−テトラメトキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2−テトラエトキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2−テトラメトキシ−1,2−ジフェニルジシラン、1,2−ジメトキシ−1,1,2,2−テトラメチルジシラン、1,2−ジエトキシ−1,1,2,2−テトラメチルジシラン、1,2−ジメトキシ−1,1,2,2−テトラフェニルジシラン、1,2−ジエトキシ−1,1,2,2−テトラフェニルジシランなどを、好ましい例として挙げることができる。   Of these, hexamethoxydisilane, hexaethoxydisilane, 1,1,2,2-tetramethoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-dimethyldisilane, 1, 1,2,2-tetramethoxy-1,2-diphenyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetramethyl Preferred examples include disilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane, and the like.

さらに、一般式(4)において、R10がd=1の化合物としては、ビス(トリメトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、ビス(トリ−n−プロポキシシリル)メタン、ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)メタン、ビス(トリ−n−ブトキシシリル)メタン、ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)メタン、ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)メタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)エタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−1−(トリメトキシシリル)メタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−1−(トリエトキシシリル)メタン、1−(ジ−n−プロポキシメチルシリル)−1−(トリ−n−プロポキシシリル)メタン、1−(ジ−iso−プロポキシメチルシリル)−1−(トリ−iso−プロポキシシリル)メタン、1−(ジ−n−ブトキシメチルシリル)−1−(トリ−n−ブトキシシリル)メタン、1−(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)−1−(トリ−sec−ブトキシシリル)メタン、1−(ジ−tert−ブトキシメチルシリル)−1−(トリ−tert−ブトキシシリル)メタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−2−(トリメトキシシリル)エタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−2−(トリエトキシシリル)エタン、1−(ジ−n−プロポキシメチルシリル)−2−(トリ−n−プロポキシシリル)エタン、1−(ジ−iso−プロポキシメチルシリル)−2−(トリ−iso−プロポキシシリル)エタン、1−(ジ−n−ブトキシメチルシリル)−2−(トリ−n−ブトキシシリル)エタン、1−(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)−2−(トリ−sec−ブトキシシリル)エタン、1−(ジ−tert−ブトキシメチルシリル)−2−(トリ−tert−ブトキシシリル)エタン、ビス(ジメトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジエトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−n−プロポキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−iso−プロポキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−n−ブトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−tert−ブトキシメチルシリル)メタン、1,2−ビス(ジメトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジエトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−n−プロポキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−iso−プロポキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−n−ブトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−tert−ブトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)ベンゼンなど挙げることができる。 Furthermore, in the general formula (4), compounds in which R 10 is d = 1 include bis (trimethoxysilyl) methane, bis (triethoxysilyl) methane, bis (tri-n-propoxysilyl) methane, and bis (tri -Iso-propoxysilyl) methane, bis (tri-n-butoxysilyl) methane, bis (tri-sec-butoxysilyl) methane, bis (tri-tert-butoxysilyl) methane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) ) Ethane, 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-n-propoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-iso-propoxysilyl) ethane, 1,2-bis (Tri-n-butoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-sec-butoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-tert- Butoxysilyl) ethane, 1- (dimethoxymethylsilyl) -1- (trimethoxysilyl) methane, 1- (diethoxymethylsilyl) -1- (triethoxysilyl) methane, 1- (di-n-propoxymethylsilyl) ) -1- (Tri-n-propoxysilyl) methane, 1- (di-iso-propoxymethylsilyl) -1- (tri-iso-propoxysilyl) methane, 1- (di-n-butoxymethylsilyl)- 1- (tri-n-butoxysilyl) methane, 1- (di-sec-butoxymethylsilyl) -1- (tri-sec-butoxysilyl) methane, 1- (di-tert-butoxymethylsilyl) -1- (Tri-tert-butoxysilyl) methane, 1- (dimethoxymethylsilyl) -2- (trimethoxysilyl) ethane, 1- (diethoxymethyl) Rusilyl) -2- (triethoxysilyl) ethane, 1- (di-n-propoxymethylsilyl) -2- (tri-n-propoxysilyl) ethane, 1- (di-iso-propoxymethylsilyl) -2- (Tri-iso-propoxysilyl) ethane, 1- (di-n-butoxymethylsilyl) -2- (tri-n-butoxysilyl) ethane, 1- (di-sec-butoxymethylsilyl) -2- (tri -Sec-butoxysilyl) ethane, 1- (di-tert-butoxymethylsilyl) -2- (tri-tert-butoxysilyl) ethane, bis (dimethoxymethylsilyl) methane, bis (diethoxymethylsilyl) methane, bis (Di-n-propoxymethylsilyl) methane, bis (di-iso-propoxymethylsilyl) methane, bis (di-n-butoxy) Methylsilyl) methane, bis (di-sec-butoxymethylsilyl) methane, bis (di-tert-butoxymethylsilyl) methane, 1,2-bis (dimethoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (diethoxymethylsilyl) ) Ethane, 1,2-bis (di-n-propoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-iso-propoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-n-butoxymethylsilyl) ethane 1,2-bis (di-sec-butoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-tert-butoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,2-bis (Triethoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-n-propoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-iso-propoxy) Sisilyl) benzene, 1,2-bis (tri-n-butoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-sec-butoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-tert-butoxysilyl) benzene, 1 , 3-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,3-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-n-propoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-iso-propoxysilyl) ) Benzene, 1,3-bis (tri-n-butoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-sec-butoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-tert-butoxysilyl) benzene, 1, 4-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (tri-n-propoxysilyl) , 1,4-bis (tri-iso-propoxysilyl) benzene, 1,4-bis (tri-n-butoxysilyl) benzene, 1,4-bis (tri-sec-butoxysilyl) benzene, 1,4 -Bis (tri-tert-butoxysilyl) benzene and the like can be mentioned.

これらのうち、ビス(トリメトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−1−(トリメトキシシリル)メタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−1−(トリエトキシシリル)メタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−2−(トリメトキシシリル)エタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−2−(トリエトキシシリル)エタン、ビス(ジメトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジエトキシメチルシリル)メタン、1,2−ビス(ジメトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジエトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼンなどを好ましい例として挙げることができる。   Of these, bis (trimethoxysilyl) methane, bis (triethoxysilyl) methane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) ethane, 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane, 1- (dimethoxymethylsilyl) ) -1- (trimethoxysilyl) methane, 1- (diethoxymethylsilyl) -1- (triethoxysilyl) methane, 1- (dimethoxymethylsilyl) -2- (trimethoxysilyl) ethane, 1- (di Ethoxymethylsilyl) -2- (triethoxysilyl) ethane, bis (dimethoxymethylsilyl) methane, bis (diethoxymethylsilyl) methane, 1,2-bis (dimethoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di Ethoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,2-bis (triethoxy) Silyl) benzene, 1,3-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,3-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (triethoxysilyl) Benzene etc. can be mentioned as a preferable example.

上述した化合物4は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。   The above-mentioned compound 4 may be used alone or in combination of two or more.

1.1.5.シラン化合物の組成
本発明の膜形成用組成物において、有機シリカゾルの炭素原子の割合は、11.8〜16.7モル%である。炭素含量が11.8モル%より少ないと、固相反応での拡散障壁が高く、紫外線を照射しても反応が促進されにくい。炭素含量が16.7モル%より多すぎると、分子の運動性が高まりすぎて、弾性率が低く、場合によってはガラス転移点を示すような膜となり好ましくない。
1.1.5. Composition of Silane Compound In the film-forming composition of the present invention, the proportion of carbon atoms in the organic silica sol is 11.8 to 16.7 mol%. When the carbon content is less than 11.8 mol%, the diffusion barrier in the solid phase reaction is high, and the reaction is difficult to be accelerated even when irradiated with ultraviolet rays. If the carbon content is more than 16.7 mol%, the mobility of the molecule is too high, the elastic modulus is low, and in some cases, the film shows a glass transition point, which is not preferable.

また、本発明の膜形成用組成物において、前記一般式(1)で表される化合物1は、シラン化合物の好ましくは60モル%以上、より好ましくは65〜95モル%の割合で含まれる。また、シラン化合物中の前記一般式(2)で表される化合物2は、好ましくは40モル%以下、より好ましくは化合物5〜35モル%の割合で含まれる。本発明の膜形成用組成物においては、上述したように、少なくとも化合物1と化合物2とを含む。   In the film-forming composition of the present invention, the compound 1 represented by the general formula (1) is contained in a proportion of preferably 60 mol% or more, more preferably 65 to 95 mol% of the silane compound. Moreover, the compound 2 represented by the said General formula (2) in a silane compound becomes like this. Preferably it is 40 mol% or less, More preferably, it is contained in the ratio of 5-35 mol% of compounds. The film-forming composition of the present invention contains at least Compound 1 and Compound 2 as described above.

本発明の膜形成用組成物は、必要に応じて、前記一般式(3)で表される化合物3および前記一般式(4)で表される化合物4を含むことができる。これらの化合物3,4の含有量は、シラン化合物全体に対して35モル%以下であることが望ましい。化合物3および化合物4の含有量が35モル%を越えると、膜形成用組成物を得る段階で、有機シリカゾルの分子量を制御することが極めて難しく、場合によってはゲル化を起こすことがあり、好ましくない。   The film-forming composition of the present invention can contain the compound 3 represented by the general formula (3) and the compound 4 represented by the general formula (4) as necessary. The content of these compounds 3 and 4 is desirably 35 mol% or less with respect to the entire silane compound. If the content of compound 3 and compound 4 exceeds 35 mol%, it is extremely difficult to control the molecular weight of the organic silica sol in the stage of obtaining a film-forming composition, and in some cases, gelation may occur, Absent.

本発明の膜形成用組成物における有機シリカゾルの分子量は、500〜500,000であることができる。分子量がこの範囲より大きすぎると、粒子が生成しやすく、また、有機シリカ膜内の細孔が大きくなりすぎて好ましくない。一方、分子量がこの範囲より低いと、塗布性や保存安定性に問題が生じやすい。   The molecular weight of the organic silica sol in the film-forming composition of the present invention can be 500 to 500,000. If the molecular weight is larger than this range, particles are likely to be formed, and pores in the organic silica film become too large, which is not preferable. On the other hand, if the molecular weight is lower than this range, problems are likely to occur in coating properties and storage stability.

また、本発明の膜形成用組成物においては、前記シラン化合物の加水分解反応および/または縮合反応を促進するための反応促進剤を含まないことができる。ここで、「反応促進剤」とは、反応開始剤、触媒(酸発生剤、塩基発生剤)および紫外線吸収機能を有する増感剤のいずれか、または2種以上の組合せを意味する。前述したように、酸発生剤や塩基発生剤を用いて硬化させたシリカ膜は、一般的に、残留シラノールが多く吸湿性が高く、その結果、誘電率も高い膜となってしまう。さらに、これら酸発生剤や塩基発生剤を含む組成物は、酸発生剤、塩基発生剤自身、さらにこれらより生成した酸や塩基性物質が電荷のキャリアとなり膜の絶縁性を損なったり、また、配線金属を劣化させるなど、高い絶縁信頼性を要求されるLSI用半導体装置の絶縁膜としての品質を満たせないことがある。本発明の膜形成用組成物は、このような反応促進剤を含まなくとも加熱と紫外線照射で硬化することができるので、これらの問題を回避することができる。   In addition, the film forming composition of the present invention may not contain a reaction accelerator for promoting the hydrolysis reaction and / or condensation reaction of the silane compound. Here, the “reaction accelerator” means any one of a reaction initiator, a catalyst (acid generator, base generator) and a sensitizer having an ultraviolet absorption function, or a combination of two or more. As described above, a silica film cured using an acid generator or a base generator generally has a large amount of residual silanol and high hygroscopicity, resulting in a film having a high dielectric constant. Furthermore, the composition containing these acid generators and base generators may be acid generators, base generators themselves, and acids and basic substances generated from these may become charge carriers and impair the insulating properties of the film. In some cases, the quality as an insulating film of an LSI semiconductor device that requires high insulation reliability, such as deterioration of wiring metal, may not be satisfied. Since the film-forming composition of the present invention can be cured by heating and ultraviolet irradiation without including such a reaction accelerator, these problems can be avoided.

本発明の膜形成用組成物においては、ナトリウム、カリウム、鉄の含有量がそれぞれ100ppb以下であることが望ましい。これらの元素は、半導体装置の汚染源となるので、極力排除されることが望ましい。   In the film forming composition of the present invention, the contents of sodium, potassium, and iron are each preferably 100 ppb or less. Since these elements are sources of contamination of semiconductor devices, it is desirable to eliminate them as much as possible.

1.1.6.膜形成用組成物の製造方法
本発明の膜形成用組成物は、上述したシラン化合物1〜4を加水分解、縮合した加水分解縮合物を含む。シラン化合物1〜4の加水分解縮合は、金属キレート化合物、酸性化合物、または塩基性化合物の存在下で実行可能である。以下、金属キレート化合物、酸性化合物、および塩基性化合物それぞれについて説明する。
1.1.6. Method for Producing Film-Forming Composition The film-forming composition of the present invention contains a hydrolysis-condensation product obtained by hydrolyzing and condensing the silane compounds 1 to 4 described above. Hydrolytic condensation of the silane compounds 1 to 4 can be performed in the presence of a metal chelate compound, an acidic compound, or a basic compound. Hereinafter, each of the metal chelate compound, the acidic compound, and the basic compound will be described.

1.1.6a.金属キレート化合物
シラン化合物1〜4の加水分解縮合時に使用可能な金属キレート化合物は、下記一般式(5)で表される。
1.1.6a. Metal chelate compound The metal chelate compound which can be used at the time of the hydrolytic condensation of the silane compounds 1 to 4 is represented by the following general formula (5).

11 βM(OR12α−β ・・・・・(5)
〔式中、R11はキレート剤、Mは金属原子、R12は炭素数2〜5のアルキル基または炭素数6〜20のアリール基を示し、αは金属Mの原子価、βは1〜αの整数を表す。〕
ここで、金属Mとしては、IIIB族金属(アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム)およびIVA族金属(チタン、ジルコニウム、ハフニウム)より選ばれる少なくとも1種の金属であることが好ましく、チタン、アルミニウム、ジルコニウムがより好ましい。
R 11 β M (OR 12 ) α-β (5)
[Wherein R 11 is a chelating agent, M is a metal atom, R 12 is an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, α is the valence of metal M, β is 1 to represents an integer of α. ]
Here, the metal M is preferably at least one metal selected from Group IIIB metals (aluminum, gallium, indium, thallium) and Group IVA metals (titanium, zirconium, hafnium). Titanium, aluminum, zirconium Is more preferable.

金属キレート化合物の具体例としては、トリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−n−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリイソプロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−n−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−sec−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−tert−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−n−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−sec−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−tert−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−n−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノイソプロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−n−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−sec−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−tert−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、テトラキス(アセチルアセトナート)チタン、トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−n−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリイソプロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−n−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−sec−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−tert−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−n−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−sec−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−tert−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−n−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノイソプロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−sec−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−tert−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、テトラキス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)チタン、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)チタン、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)チタン、等のチタンキレート化合物;トリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−n−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリイソプロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−n−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−sec−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−tert−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−n−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−sec−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−tert−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−n−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノイソプロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−n−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−sec−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−tert−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、テトラキス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−n−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリイソプロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−n−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−sec−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−tert−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−n−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−sec−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−tert−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−n−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノイソプロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−sec−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−tert−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、等のジルコニウムキレート化合物;トリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリ−n−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリイソプロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリ−n−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリ−sec−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリ−tert−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−n−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−sec−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−tert−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノ−n−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノイソプロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノ−n−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノ−sec−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノ−tert−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、テトラキス(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリ−n−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリイソプロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリ−n−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリ−sec−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリ−tert−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジ−n−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジ−sec−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジ−tert−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ−n−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノイソプロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ−n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ−sec−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ−tert−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、等のアルミニウムキレート化合物;等の1種または2種以上が挙げられる。   Specific examples of metal chelate compounds include triethoxy mono (acetylacetonato) titanium, tri-n-propoxy mono (acetylacetonato) titanium, triisopropoxy mono (acetylacetonato) titanium, tri-n-butoxy. Mono (acetylacetonato) titanium, tri-sec-butoxy mono (acetylacetonato) titanium, tri-tert-butoxy mono (acetylacetonato) titanium, diethoxybis (acetylacetonato) titanium, di-n -Propoxy bis (acetylacetonato) titanium, diisopropoxy bis (acetylacetonato) titanium, di-n-butoxy bis (acetylacetonato) titanium, di-sec-butoxy bis (acetylacetonato) titanium J-tert-but Si-bis (acetylacetonato) titanium, monoethoxy-tris (acetylacetonato) titanium, mono-n-propoxy-tris (acetylacetonato) titanium, monoisopropoxy-tris (acetylacetonato) titanium, mono-n -Butoxy-tris (acetylacetonato) titanium, mono-sec-butoxy-tris (acetylacetonato) titanium, mono-tert-butoxy-tris (acetylacetonato) titanium, tetrakis (acetylacetonato) titanium, triethoxy mono (Ethyl acetoacetate) titanium, tri-n-propoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, triisopropoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, tri-n-butoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, Re-sec-butoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, tri-tert-butoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, diethoxy bis (ethyl acetoacetate) titanium, di-n-propoxy bis (ethyl acetoacetate) Titanium, diisopropoxy bis (ethyl acetoacetate) titanium, di-n-butoxy bis (ethyl acetoacetate) titanium, di-sec-butoxy bis (ethyl acetoacetate) titanium, di-tert-butoxy bis ( Ethyl acetoacetate) titanium, monoethoxy tris (ethyl acetoacetate) titanium, mono-n-propoxy tris (ethyl acetoacetate) titanium, monoisopropoxy tris (ethyl acetoacetate) titanium, mono-n-butoxy tri Sus (ethyl acetoacetate) titanium, mono-sec-butoxy tris (ethyl acetoacetate) titanium, mono-tert-butoxy tris (ethyl acetoacetate) titanium, tetrakis (ethyl acetoacetate) titanium, mono (acetylacetonate) Titanium chelate compounds such as tris (ethylacetoacetate) titanium, bis (acetylacetonate) bis (ethylacetoacetate) titanium, tris (acetylacetonate) mono (ethylacetoacetate) titanium; triethoxy mono (acetylacetonate) Zirconium, tri-n-propoxy mono (acetylacetonato) zirconium, triisopropoxy mono (acetylacetonato) zirconium, tri-n-butoxy mono (acetylacetonate) Zirconium, tri-sec-butoxy mono (acetylacetonato) zirconium, tri-tert-butoxy mono (acetylacetonato) zirconium, diethoxybis (acetylacetonato) zirconium, di-n-propoxybis (acetylacetate) Nate) zirconium, diisopropoxy bis (acetylacetonato) zirconium, di-n-butoxy bis (acetylacetonato) zirconium, di-sec-butoxy bis (acetylacetonato) zirconium, di-tert-butoxy Bis (acetylacetonato) zirconium, monoethoxytris (acetylacetonato) zirconium, mono-n-propoxytris (acetylacetonato) zirconium, monoisopropoxytris Acetylacetonato) zirconium, mono-n-butoxy-tris (acetylacetonato) zirconium, mono-sec-butoxy-tris (acetylacetonato) zirconium, mono-tert-butoxy-tris (acetylacetonato) zirconium, tetrakis ( Acetylacetonato) zirconium, triethoxy mono (ethyl acetoacetate) zirconium, tri-n-propoxy mono (ethyl acetoacetate) zirconium, triisopropoxy mono (ethyl acetoacetate) zirconium, tri-n-butoxy mono ( Ethyl acetoacetate) zirconium, tri-sec-butoxy mono (ethyl acetoacetate) zirconium, tri-tert-butoxy mono (ethyl acetoacetate) zirconium Konium, diethoxy bis (ethyl acetoacetate) zirconium, di-n-propoxy bis (ethyl acetoacetate) zirconium, diisopropoxy bis (ethyl acetoacetate) zirconium, di-n-butoxy bis (ethyl acetoacetate) Zirconium, di-sec-butoxy bis (ethyl acetoacetate) zirconium, di-tert-butoxy bis (ethyl acetoacetate) zirconium, monoethoxy tris (ethyl acetoacetate) zirconium, mono-n-propoxy tris (ethyl) Acetoacetate) zirconium, monoisopropoxy tris (ethyl acetoacetate) zirconium, mono-n-butoxy tris (ethyl acetoacetate) zirconium, mono-sec-but Si-tris (ethylacetoacetate) zirconium, mono-tert-butoxy-tris (ethylacetoacetate) zirconium, tetrakis (ethylacetoacetate) zirconium, mono (acetylacetonato) tris (ethylacetoacetate) zirconium, bis (acetylacetate) Zirconium chelate compounds such as nattobis (ethylacetoacetate) zirconium, tris (acetylacetonato) mono (ethylacetoacetate) zirconium; triethoxy mono (acetylacetonato) aluminum, tri-n-propoxy mono (acetylacetate) Nato) aluminum, triisopropoxy mono (acetylacetonato) aluminum, tri-n-butoxy mono (acetylacetonato) aluminium , Tri-sec-butoxy mono (acetylacetonato) aluminum, tri-tert-butoxy mono (acetylacetonato) aluminum, diethoxybis (acetylacetonato) aluminum, di-n-propoxybis (acetylacetonate) ) Aluminum, diisopropoxy bis (acetylacetonato) aluminum, di-n-butoxy bis (acetylacetonato) aluminum, di-sec-butoxy bis (acetylacetonato) aluminum, di-tert-butoxy bis (Acetylacetonato) aluminum, monoethoxy tris (acetylacetonato) aluminum, mono-n-propoxy tris (acetylacetonato) aluminum, monoisopropoxy tris (acetylacetate) Tonato) aluminum, mono-n-butoxy tris (acetylacetonato) aluminum, mono-sec-butoxy tris (acetylacetonato) aluminum, mono-tert-butoxy tris (acetylacetonato) aluminum, tetrakis (acetylacetate) Natto aluminum, triethoxy mono (ethyl acetoacetate) aluminum, tri-n-propoxy mono (ethyl acetoacetate) aluminum, triisopropoxy mono (ethyl acetoacetate) aluminum, tri-n-butoxy mono (ethyl aceto) Acetate) aluminum, tri-sec-butoxy mono (ethyl acetoacetate) aluminum, tri-tert-butoxy mono (ethyl acetoacetate) aluminum, di Toxi bis (ethyl acetoacetate) aluminum, di-n-propoxy bis (ethyl acetoacetate) aluminum, diisopropoxy bis (ethyl acetoacetate) aluminum, di-n-butoxy bis (ethyl acetoacetate) aluminum, Di-sec-butoxy bis (ethyl acetoacetate) aluminum, di-tert-butoxy bis (ethyl acetoacetate) aluminum, monoethoxy tris (ethyl acetoacetate) aluminum, mono-n-propoxy tris (ethyl acetoacetate) ) Aluminum, monoisopropoxy tris (ethyl acetoacetate) aluminum, mono-n-butoxy tris (ethyl acetoacetate) aluminum, mono-sec-butoxy tris Ethyl acetoacetate) aluminum, mono-tert-butoxy-tris (ethylacetoacetate) aluminum, tetrakis (ethylacetoacetate) aluminum, mono (acetylacetonato) tris (ethylacetoacetate) aluminum, bis (acetylacetonato) bis ( 1 type or 2 types or more of aluminum chelate compounds, such as ethyl acetoacetate) aluminum and tris (acetylacetonato) mono (ethyl acetoacetate) aluminum, etc. are mentioned.

特に、(CH(CH)HCO)4−tTi(CHCOCHCOCH,(CH(CH)HCO)4−tTi(CHCOCHCOOC,(CO)4−tTi(CHCOCHCOCH,(CO)4−tTi(CHCOCHCOOC,(C(CH)CO)4−tTi(CHCOCHCOCH,(C(CH)CO)4−tTi(CHCOCHCOOC,(CH(CH)HCO)4−tZr(CHCOCHCOCH,(CH(CH)HCO)4−tZr(CHCOCHCOOC,(CO)4−tZr(CHCOCHCOCH,(CO)4−tZr(CHCOCHCOOC,(C(CH)CO)4−tZr(CHCOCHCOCH,(C(CH)CO)4−tZr(CHCOCHCOOC,(CH(CH)HCO)3−tAl(CHCOCHCOCH,(CH(CH)HCO)3−tAl(CHCOCHCOOC,(CO)3−tAl(CHCOCHCOCH,(CO)3−tAl(CHCOCHCOOC,(C(CH)CO)3−tAl(CHCOCHCOCH,(C(CH)CO)3−tAl(CHCOCHCOOC等の1種または2種以上が、使用される金属キレート化合物として好ましい。 In particular, (CH 3 (CH 3) HCO) 4-t Ti (CH 3 COCH 2 COCH 3) t, (CH 3 (CH 3) HCO) 4-t Ti (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5) t, (C 4 H 9 O) 4 -t Ti (CH 3 COCH 2 COCH 3) t, (C 4 H 9 O) 4-t Ti (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5) t, (C 2 H 5 ( CH 3 ) CO) 4-t Ti (CH 3 COCH 2 COCH 3 ) t , (C 2 H 5 (CH 3 ) CO) 4-t Ti (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5 ) t , (CH 3 ( CH 3 ) HCO) 4-t Zr (CH 3 COCH 2 COCH 3 ) t , (CH 3 (CH 3 ) HCO) 4-t Zr (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5 ) t , (C 4 H 9 O ) 4-t Zr (CH 3 COCH 2 COCH 3 ) t , (C 4 H 9 O) 4-t Zr (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5 ) t , (C 2 H 5 (CH 3 ) CO) 4-t Zr (CH 3 COCH 2 COCH 3) t, (C 2 H 5 (CH 3) CO) 4-t Zr (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5) t, (CH 3 (CH 3) HCO) 3-t Al (CH 3 COCH 2 COCH 3) t, (CH 3 (CH 3) HCO) 3-t Al (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5) t, (C 4 H 9 O) 3-t Al (CH 3 COCH 2 COCH 3) t, (C 4 H 9 O ) 3-t Al (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5) t, (C 2 H 5 (CH 3) CO) 3-t Al (CH 3 COCH 2 COCH 3) t, (C 2 H 5 (CH 3 ) CO) 3-t Al (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5 ) One or more types such as t are preferred as the metal chelate compound used.

金属キレート化合物の使用量は、加水分解縮合時のシラン化合物1〜4の総量100重量部(完全加水分解縮合物換算)に対して、0.0001〜10重量部、好ましくは0.001〜5重量部である。金属キレート化合物の使用割合が0.0001重量部未満であると、塗膜の塗布性が劣る場合があり、10重量部を超えるとポリマー成長を制御できずゲル化を起こす場合がある。また、金属キレート化合物は、加水分解縮合時にシラン化合物1〜4とともに有機溶媒中にあらかじめ添加しておいてもよいし、水の添加時に水中に溶解あるいは分散させておいてもよい。   The amount of the metal chelate compound used is 0.0001 to 10 parts by weight, preferably 0.001 to 5 parts per 100 parts by weight (in terms of complete hydrolysis condensate) of the silane compounds 1 to 4 during hydrolysis condensation. Parts by weight. When the use ratio of the metal chelate compound is less than 0.0001 part by weight, the coatability of the coating film may be inferior, and when it exceeds 10 parts by weight, the polymer growth cannot be controlled and gelation may occur. The metal chelate compound may be added in advance to the organic solvent together with the silane compounds 1 to 4 at the time of hydrolysis condensation, or may be dissolved or dispersed in water at the time of addition of water.

金属キレート化合物の存在下でシラン化合物1〜4を加水分解縮合させる場合、シラン化合物1〜4の総量1モル当たり0.5〜20モルの水を用いることが好ましく、1〜10モルの水を加えることが特に好ましい。添加する水の量が0.5モル未満であると加水分解反応が十分に進行せず、塗布性及び保存安定性に問題が生じる場合があり、20モルを越えると加水分解および縮合反応中のポリマーの析出やゲル化が生じる場合がある。また、水は断続的あるいは連続的に添加されることが好ましい。   When hydrolyzing and condensing the silane compounds 1 to 4 in the presence of the metal chelate compound, it is preferable to use 0.5 to 20 mol of water per 1 mol of the total amount of the silane compounds 1 to 4, preferably 1 to 10 mol of water. It is particularly preferred to add. If the amount of water to be added is less than 0.5 mol, the hydrolysis reaction does not proceed sufficiently, which may cause problems in coating properties and storage stability. Polymer precipitation or gelation may occur. Moreover, it is preferable that water is added intermittently or continuously.

1.1.6b.酸性化合物
シラン化合物1〜4の加水分解縮合時に使用可能な酸性化合物としては、有機酸または無機酸が例示できる。有機酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、マレイン酸、メチルマロン酸、アジピン酸、セバシン酸、没食子酸、酪酸、メリット酸、アラキドン酸、シキミ酸、2−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、安息香酸、p−アミノ安息香酸、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、マロン酸、スルホン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、コハク酸、メサコン酸、シトラコン酸、リンゴ酸、マロン酸、グルタル酸の加水分解物、無水マレイン酸の加水分解物、無水フタル酸の加水分解物などを挙げることができる。無機酸としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸などを挙げることができる。なかでも、加水分解および縮合反応中のポリマーの析出やゲル化のおそれが少ない点で有機酸が好ましく、このうち、カルボキシル基を有する化合物がより好ましく、なかでも、酢酸、シュウ酸、マレイン酸、ギ酸、マロン酸、フタル酸、フマル酸、イタコン酸、コハク酸、メサコン酸、シトラコン酸、リンゴ酸、マロン酸、グルタル酸、無水マレイン酸の加水分解物が特に好ましい。これらは1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
1.1.6b. Acidic compound Examples of the acidic compound that can be used at the time of hydrolytic condensation of the silane compounds 1 to 4 include organic acids and inorganic acids. Examples of organic acids include acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, oxalic acid, maleic acid, methylmalonic acid, adipic acid, sebacic acid, gallic acid Acid, butyric acid, meritic acid, arachidonic acid, shikimic acid, 2-ethylhexanoic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid, linolenic acid, salicylic acid, benzoic acid, p-aminobenzoic acid, p-toluenesulfonic acid, benzenesulfone Acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, formic acid, malonic acid, sulfonic acid, phthalic acid, fumaric acid, citric acid, tartaric acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, succinic acid, mesaconic acid, Citraconic acid, malic acid, malonic acid, hydrolyzed glutaric acid, hydrolyzed maleic anhydride Objects, and the like hydrolyzate of phthalic anhydride. Examples of inorganic acids include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, and phosphoric acid. Of these, organic acids are preferred in that there is little risk of polymer precipitation or gelation during hydrolysis and condensation reactions, and among these, compounds having a carboxyl group are more preferred. Among these, acetic acid, oxalic acid, maleic acid, Particularly preferred are hydrolysates of formic acid, malonic acid, phthalic acid, fumaric acid, itaconic acid, succinic acid, mesaconic acid, citraconic acid, malic acid, malonic acid, glutaric acid and maleic anhydride. These may be used alone or in combination of two or more.

酸性化合物の使用量は、加水分解縮合時のシラン化合物1〜4の総量100重量部(完全加水分解縮合物換算)に対して、0.0001〜10重量部、好ましくは0.001〜5重量部である。酸性化合物の使用割合が0.0001重量部未満であると、塗膜の塗布性が劣る場合があり、10重量部を超えると急激に加水分解縮合反応が進行しゲル化を起こす場合がある。また、酸性化合物は、加水分解縮合時にシラン化合物1〜4とともに有機溶媒中にあらかじめ添加しておいてもよいし、水の添加時に水中に溶解あるいは分散させておいてもよい。   The amount of the acidic compound used is 0.0001 to 10 parts by weight, preferably 0.001 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight (in terms of complete hydrolysis condensate) of the silane compounds 1 to 4 during hydrolysis condensation. Part. If the use ratio of the acidic compound is less than 0.0001 part by weight, the coating property of the coating film may be inferior, and if it exceeds 10 parts by weight, the hydrolysis condensation reaction may proceed rapidly to cause gelation. The acidic compound may be added in advance to the organic solvent together with the silane compounds 1 to 4 at the time of hydrolysis condensation, or may be dissolved or dispersed in water at the time of addition of water.

酸性化合物の存在下でシラン化合物1〜4を加水分解縮合させる場合、シラン化合物1〜4の総量1モル当たり0.5〜20モルの水を用いることが好ましく、1〜10モルの水を加えることが特に好ましい。添加する水の量が0.5モル未満であると加水分解反応が十分に進行せず、塗布性及び保存安定性に問題が生じる場合があり、20モルを越えると加水分解および縮合反応中のポリマーの析出やゲル化が生じる場合がある。また、水は断続的あるいは連続的に添加されることが好ましい。   When hydrolyzing and condensing silane compounds 1 to 4 in the presence of an acidic compound, it is preferable to use 0.5 to 20 mol of water per 1 mol of the total amount of silane compounds 1 to 4, and 1 to 10 mol of water is added. It is particularly preferred. If the amount of water to be added is less than 0.5 mol, the hydrolysis reaction does not proceed sufficiently, which may cause problems in coating properties and storage stability. Polymer precipitation or gelation may occur. Moreover, it is preferable that water is added intermittently or continuously.

1.1.6c.塩基性化合物
シラン化合物1〜4の加水分解縮合時に使用可能な塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化セリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム、ピリジン、ピロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリン、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルモノエタノールアミン、モノメチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジアザビシクロオクラン、ジアザビシクロノナン、ジアザビシクロウンデセン、尿素、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラブチルアンモニウムハイドロオキサイド、ベンジルトリメチルアンモニウムハイドロオキサイド、コリン、などを挙げることができる。これらの中で、アンモニア、有機アミン類、アンモニウムハイドロオキサイド類を好ましい例として挙げることができ、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイドが特に好ましい。これらの塩基性化合物は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
1.1.6c. Basic compounds Examples of basic compounds that can be used during the hydrolytic condensation of silane compounds 1 to 4 include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, cerium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide, pyridine, Pyrrole, piperazine, pyrrolidine, piperidine, picoline, ammonia, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, monoethanolamine, diethanolamine , Dimethylmonoethanolamine, monomethyldiethanolamine, triethanolamine, diazabicycloocrane, diazabicyclononane, diazabicycloundecene, urea, Examples thereof include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium hydroxide, and choline. Among these, ammonia, organic amines, and ammonium hydroxides can be given as preferred examples, and tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and tetrapropylammonium hydroxide are particularly preferable. These basic compounds may be used alone or in combination of two or more.

塩基性化合物の使用量は、シラン化合物1〜4のアルコキシル基の総量である一般式(1)ないし(4)においてRO−(n=2,3,5,7,8)で表される基の合計1モルに対して、通常、0.00001〜1モル、好ましくは0.00005〜0.5モルである。塩基性化合物の使用量が上記範囲内であれば、反応中のポリマーの析出やゲル化のおそれが少ない。 The use amount of the basic compound is represented by R n O— (n = 2, 3, 5, 7, 8) in the general formulas (1) to (4), which is the total amount of alkoxyl groups of the silane compounds 1 to 4. The amount is usually 0.00001 to 1 mol, preferably 0.00005 to 0.5 mol, per 1 mol of the total group. If the usage-amount of a basic compound is in the said range, there is little possibility of polymer precipitation or gelation during reaction.

塩基性化合物の存在下でシラン化合物1〜4を加水分解縮合させる場合、シラン化合物1〜4の総量1モル当たり0.5〜150モルの水を用いることが好ましく、0.5〜130モルの水を加えることが特に好ましい。添加する水の量が0.5モル未満であると加水分解縮合反応に長時間を要し、生産性の観点から好ましくない。150モルを越えると加水分解および縮合反応中のポリマーの析出やゲル化が生じる場合がある。   When hydrolyzing and condensing the silane compounds 1 to 4 in the presence of a basic compound, it is preferable to use 0.5 to 150 mol of water per 1 mol of the total amount of the silane compounds 1 to 4, It is particularly preferred to add water. If the amount of water to be added is less than 0.5 mol, the hydrolysis and condensation reaction takes a long time, which is not preferable from the viewpoint of productivity. If it exceeds 150 moles, polymer precipitation or gelation may occur during hydrolysis and condensation reactions.

この場合、水とともに、沸点100℃以下のアルコールを用いることが好ましい。ここで、沸点100℃以下のアルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノールを挙げることができる。沸点100℃以下のアルコールの使用量は、シラン化合物1〜4の総量1モルに対して通常3〜100モル、好ましくは5〜80モルである。   In this case, it is preferable to use alcohol having a boiling point of 100 ° C. or lower together with water. Here, examples of the alcohol having a boiling point of 100 ° C. or lower include methanol, ethanol, n-propanol, and isopropanol. The amount of alcohol having a boiling point of 100 ° C. or less is usually 3 to 100 mol, preferably 5 to 80 mol, per 1 mol of the total amount of silane compounds 1 to 4.

なお、沸点100℃以下のアルコールは、シラン化合物1〜4の加水分解および/またはその縮合の際に生じる場合があり、その含量が20重量%以下、好ましくは5重量%以下になるように蒸留などにより除去することが好ましい。また、添加剤として、オルソギ酸メチル等の脱水剤やさらなる金属錯体やレベリング剤が含まれていてもよい。   Alcohol having a boiling point of 100 ° C. or lower may be generated during hydrolysis and / or condensation of the silane compounds 1 to 4, and distilled so that the content thereof is 20% by weight or less, preferably 5% by weight or less. It is preferable to remove by, for example. Further, as additives, a dehydrating agent such as methyl orthoformate, a further metal complex, or a leveling agent may be contained.

また、塩基性化合物の存在下でシラン化合物1〜4から加水分解縮合物を得た後、本発明の膜形成用組成物のpHを7以下に調整することが好ましい。pHを調整する方法としては、1)pH調整剤を添加する方法、2)常圧または減圧下で、組成物中から塩基性化合物を留去する方法、3)窒素、アルゴンなどのガスをバブリングすることにより、組成物中から塩基性化合物を除去する方法、4)イオン交換樹脂により、組成物中から塩基性化合物を除去する方法、5)抽出や洗浄によって塩基性化合物を系外に除去する方法、などが挙げられる。これらの方法は、それぞれ、組み合わせて用いてもよい。   Moreover, after obtaining a hydrolysis-condensation product from the silane compounds 1-4 in presence of a basic compound, it is preferable to adjust the pH of the film forming composition of this invention to 7 or less. As a method for adjusting the pH, 1) a method of adding a pH adjusting agent, 2) a method of distilling a basic compound from the composition under normal pressure or reduced pressure, and 3) bubbling a gas such as nitrogen or argon. To remove the basic compound from the composition, 4) a method to remove the basic compound from the composition with an ion exchange resin, and 5) to remove the basic compound from the system by extraction or washing. Method, etc. Each of these methods may be used in combination.

ここで、上記pH調整剤としては、無機酸や有機酸が挙げられる。無機酸としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸、ホウ酸、シュウ酸などを挙げることができる。また、有機酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、マレイン酸、メチルマロン酸、アジピン酸、セバシン酸、没食子酸、酪酸、メリット酸、アラキドン酸、シキミ酸、2−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、安息香酸、p−アミノ安息香酸、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、マロン酸、スルホン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、コハク酸、フマル酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、リンゴ酸、グルタル酸の加水分解物、無水マレイン酸の加水分解物、無水フタル酸の加水分解物などを挙げることができる。これら化合物は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。   Here, examples of the pH adjusting agent include inorganic acids and organic acids. Examples of inorganic acids include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, phosphoric acid, boric acid, oxalic acid, and the like. Examples of the organic acid include acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, oxalic acid, maleic acid, methylmalonic acid, adipic acid, and sebacic acid. Gallic acid, butyric acid, meritic acid, arachidonic acid, shikimic acid, 2-ethylhexanoic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid, linolenic acid, salicylic acid, benzoic acid, p-aminobenzoic acid, p-toluenesulfonic acid, Benzenesulfonic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, formic acid, malonic acid, sulfonic acid, phthalic acid, fumaric acid, citric acid, tartaric acid, succinic acid, fumaric acid, itaconic acid, mesaconic acid, citraconic acid , Malic acid, glutaric acid hydrolyzate, maleic anhydride hydrolyzate, phthalic anhydride Water decomposition products, and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

上記pH調整剤による組成物のpHは、7以下、好ましくは1〜6に調整される。上記pH調整剤により上記範囲内にpHを調整することにより、膜形成用組成物の貯蔵安定性が向上するという効果が得られる。pH調整剤の使用量は、膜形成用組成物のpHが上記範囲内となる量であり、その使用量は適宜選択される。   The pH of the composition by the pH adjuster is adjusted to 7 or less, preferably 1 to 6. By adjusting the pH within the above range with the pH adjusting agent, the effect of improving the storage stability of the film-forming composition can be obtained. The amount of the pH adjusting agent used is an amount that makes the pH of the film-forming composition within the above range, and the amount used is appropriately selected.

1.1.6d.有機溶媒
本発明においては、シラン化合物1〜4を有機溶媒中で加水分解縮合を行うことができる。ここで、有機溶媒としては、後述する有機溶媒の中でも下記一般式(6)で表される溶剤であることが好ましい。
1.1.6d. Organic Solvent In the present invention, silane compounds 1 to 4 can be hydrolytically condensed in an organic solvent. Here, the organic solvent is preferably a solvent represented by the following general formula (6) among the organic solvents described later.

13O(CHCHCHO)γ14 ・・・・・(6)
〔R13およびR14は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜4のアルキル基またはCHCO−から選ばれる1価の有機基を示し、γは1〜2の整数を表す。〕
上記一般式(6)において、炭素数1〜4のアルキル基としては、先の一般式(1)においてアルキル基として示したものと同様のものを挙げることができる。
R 13 O (CHCH 3 CH 2 O) γ R 14 (6)
[R 13 and R 14 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a monovalent organic group selected from CH 3 CO—, and γ represents an integer of 1 to 2. ]
In the said General formula (6), as a C1-C4 alkyl group, the thing similar to what was shown as an alkyl group in previous General formula (1) can be mentioned.

上記一般式(6)で表される有機溶媒としては、具体例には、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジアセテートなどが挙げられ、特にプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテートが好ましい。これらは1種または2種以上を同時に使用することができる。なお、上記一般式(6)で表される溶剤とともに、エステル系溶媒やアミド系溶媒等の他の溶剤が多少含まれていてもよい。   Specific examples of the organic solvent represented by the general formula (6) include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether. , Propylene glycol dipropyl ether, propylene glycol dibutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, di Propylene glycol dipropyl ether, di Lopylene glycol dibutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol mono Propyl ether acetate, dipropylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol diacetate, dipropylene glycol diacetate, etc., especially propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol Glycol monobutyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate are preferable. These can use 1 type (s) or 2 or more types simultaneously. In addition to the solvent represented by the general formula (6), other solvents such as an ester solvent and an amide solvent may be included to some extent.

本発明の膜形成用組成物の全固形分濃度は、好ましくは0.1〜10重量%であり、使用目的に応じて適宜調整される。本発明の膜形成用組成物の全固形分濃度が0.1〜10重量%であることにより、塗膜の膜厚が適当な範囲となり、より優れた保存安定性を有するものとなる。なお、この全固形分濃度の調整は、必要であれば、濃縮および有機溶媒による希釈によって行われる。   The total solid concentration of the film-forming composition of the present invention is preferably 0.1 to 10% by weight, and is appropriately adjusted according to the purpose of use. When the total solid concentration of the film-forming composition of the present invention is 0.1 to 10% by weight, the film thickness of the coating film is in an appropriate range, and the storage stability is more excellent. In addition, adjustment of this total solid content concentration is performed by concentration and dilution with an organic solvent, if necessary.

1.2.有機溶媒
本発明で用いることができる有機溶媒としては、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族系溶媒および含ハロゲン溶媒の群から選ばれた少なくとも1種が挙げられる。
1.2. Organic Solvents Organic solvents that can be used in the present invention include alcohol solvents, ketone solvents, amide solvents, ether solvents, ester solvents, aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic solvents, and halogen-containing solvents. The at least 1 sort (s) chosen from the group is mentioned.

アルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、i−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、t−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、ヘプタノール−3、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、2,6−ジメチルヘプタノール−4、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコールなどのモノアルコール系溶媒;
エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ペンタンジオール−2,4、2−メチルペンタンジオール−2,4、ヘキサンジオール−2,5、ヘプタンジオール−2,4、2−エチルヘキサンジオール−1,3、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコールなどの多価アルコール系溶媒;
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルなどの多価アルコール部分エーテル系溶媒;などを挙げることができる。これらのアルコール系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
Examples of alcohol solvents include methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, t-butanol, n-pentanol, i-pentanol, 2-methylbutanol, sec -Pentanol, t-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, heptanol-3, n-octanol, 2-ethylhexanol, sec-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethylheptanol-4, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec-heptadecyl alcohol, furf Alcohol, phenol, cyclohexanol, methyl cyclohexanol, 3,3,5-trimethyl cyclohexanol, benzyl alcohol, mono-alcohol solvents such as diacetone alcohol;
Ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, pentanediol-2,4, 2-methylpentanediol-2,4, hexanediol-2,5, heptanediol-2,4, 2- Polyhydric alcohol solvents such as ethylhexanediol-1,3, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol;
Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl Ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol And the like; monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, polyhydric alcohol partial ether solvents such as dipropylene glycol monopropyl ether. These alcohol solvents may be used alone or in combination of two or more.

ケトン系溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−i−ブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−i−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、2−ヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、アセトフェノン、フェンチョンなどのケトン系溶媒を挙げることができる。これらのケトン系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。   Examples of ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-i-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, and methyl-n-hexyl. Ketone, di-i-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, 2-hexanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, diacetone alcohol, acetophenone, Mention may be made of ketone solvents such as fenchon. These ketone solvents may be used alone or in combination of two or more.

アミド系溶媒としては、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド、N−メチルピロリドンなどの含窒素系溶媒を挙げることができる。これらのアミド系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。   Examples of amide solvents include N, N-dimethylimidazolidinone, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N- Examples thereof include nitrogen-containing solvents such as methylpropionamide and N-methylpyrrolidone. These amide solvents may be used alone or in combination of two or more.

エーテル溶媒系としては、エチルエーテル、i−プロピルエーテル、n−ブチルエーテル、n−ヘキシルエーテル、2−エチルヘキシルエーテル、エチレンオキシド、1,2−プロピレンオキシド、ジオキソラン、4−メチルジオキソラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル、エトキシトリグリコール、テトラエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジフェニルエーテル、アニソールなどのエーテル系溶媒を挙げることができる。これらのエーテル系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。   As ether solvent systems, ethyl ether, i-propyl ether, n-butyl ether, n-hexyl ether, 2-ethylhexyl ether, ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, dioxolane, 4-methyldioxolane, dioxane, dimethyldioxane, ethylene Glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether , Ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol Dimethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethoxytriglycol, tetraethylene glycol di-n-butyl ether, propylene glycol Monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, diphenyl ether Le, can be mentioned ether solvents such as anisole. These ether solvents may be used alone or in combination of two or more.

エステル系溶媒としては、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸i−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチルなどのエステル系溶媒を挙げることができる。これらのエステル系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。   Examples of ester solvents include diethyl carbonate, propylene carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, sec-acetate. Butyl, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl pentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, methyl acetoacetate , Ethyl acetoacetate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n acetate -Butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, glycol diacetate, methoxy acetate Triglycol, ethyl propionate, n-butyl propionate, i-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate, diethyl malonate And ester solvents such as dimethyl phthalate and diethyl phthalate. These ester solvents may be used alone or in combination of two or more.

脂肪族炭化水素系溶媒としては、n−ペンタン、i−ペンタン、n−ヘキサン、i−ヘキサン、n−ヘプタン、i−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、i−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶媒を挙げることができる。これらの脂肪族炭化水素系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。   Examples of the aliphatic hydrocarbon solvent include n-pentane, i-pentane, n-hexane, i-hexane, n-heptane, i-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, i-octane, Examples thereof include aliphatic hydrocarbon solvents such as cyclohexane and methylcyclohexane. These aliphatic hydrocarbon solvents may be used alone or in combination of two or more.

芳香族炭化水素系溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n−プロピルベンセン、i−プロピルベンセン、ジエチルベンゼン、i−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−i−プロピルベンセン、n−アミルナフタレン、トリメチルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶媒を挙げることができる。これらの芳香族炭化水素系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。含ハロゲン溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、フロン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、などの含ハロゲン溶媒を挙げることができる。   Examples of aromatic hydrocarbon solvents include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propyl benzene, i-propyl benzene, diethyl benzene, i-butyl benzene, triethyl benzene, di-i-propyl benzene, Aromatic hydrocarbon solvents such as n-amylnaphthalene and trimethylbenzene can be mentioned. These aromatic hydrocarbon solvents may be used alone or in combination of two or more. Examples of the halogen-containing solvent include halogen-containing solvents such as dichloromethane, chloroform, chlorofluorocarbon, chlorobenzene, and dichlorobenzene.

本発明においては、沸点が150℃未満の有機溶媒を使用することが望ましく、溶剤種としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤が特に望ましく、さらにそれらを1種あるいは2種以上を同時に使用することが望ましい。   In the present invention, it is desirable to use an organic solvent having a boiling point of less than 150 ° C., and as the solvent species, alcohol solvents, ketone solvents, and ester solvents are particularly desirable. It is desirable to use them simultaneously.

1.3.その他の添加物
本発明の絶縁膜形成用組成物には、さらに有機ポリマー、界面活性剤、シランカップリング剤などの成分を添加してもよい。また、これらの添加物は、膜形成用組成物を製造する前の、各成分が溶解もしくは分散された溶剤中に添加されていてもよい。
1.3. Other Additives The insulating film forming composition of the present invention may further contain components such as an organic polymer, a surfactant, and a silane coupling agent. These additives may be added to a solvent in which each component is dissolved or dispersed before the film-forming composition is produced.

1.3.1.有機ポリマー
本発明で用いられる有機ポリマーは、シリカ系膜中に空孔を形成するための易分解成分として添加することができる。このような有機ポリマーを添加することは、特開2000−290590号公報、特開2000−313612号公報、Hedrick, J.L.,et al. "Templating Nanoporosity in Thin Film Dielectric Insulators". Adv. Mater., 10 (13), 1049, 1998.等の参考文献で記述されており、同様な有機ポリマーを添加してもよい。
1.3.1. Organic polymer The organic polymer used by this invention can be added as an easily decomposable component for forming a void | hole in a silica type film | membrane. The addition of such an organic polymer is described in JP 2000-290590, JP 2000-313612, Hedrick, JL, et al. “Templating Nanoporosity in Thin Film Dielectric Insulators”. Adv. Mater., 10 (13), 1049, 1998. etc., and similar organic polymers may be added.

有機ポリマーとしては、例えば、糖鎖構造を有する重合体、ビニルアミド系重合体、(メタ)アクリル系重合体、芳香族ビニル化合物系重合体、デンドリマー、ポリイミド,ポリアミック酸、ポリアリーレン、ポリアミド、ポリキノキサリン、ポリオキサジアゾール、フッ素系重合体、ポリアルキレンオキサイド構造を有する重合体などを挙げることができる。   Examples of organic polymers include polymers having a sugar chain structure, vinylamide polymers, (meth) acrylic polymers, aromatic vinyl compound polymers, dendrimers, polyimides, polyamic acids, polyarylenes, polyamides, polyquinoxalines. , Polyoxadiazole, a fluorine-based polymer, a polymer having a polyalkylene oxide structure, and the like.

1.3.2.界面活性剤
界面活性剤としては、たとえば、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられ、さらには、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ポリアルキレンオキシド系界面活性剤、ポリ(メタ)アクリレート系界面活性剤などを挙げることができ、好ましくはフッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤を挙げることができる。
1.3.2. Surfactant Examples of the surfactant include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and further, fluorine surfactants, silicone surfactants, and the like. Activators, polyalkylene oxide surfactants, poly (meth) acrylate surfactants and the like can be mentioned, and fluorine surfactants and silicone surfactants can be preferably exemplified.

フッ素系界面活性剤としては、例えば、1,1,2,2−テトラフロロオクチル(1,1,2,2−テトラフロロプロピル)エーテル、1,1,2,2−テトラフロロオクチルヘキシルエーテル、オクタエチレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサエチレングリコール(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、オクタプロピレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサプロピレングリコールジ(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、パーフロロドデシルスルホン酸ナトリウム、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10−デカフロロドデカン、1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロデカン、N−[3−(パーフルオロオクタンスルホンアミド)プロピル]−N,N′−ジメチル−N−カルボキシメチレンアンモニウムベタイン、パーフルオロアルキルスルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル−N−エチルスルホニルグリシン塩、リン酸ビス(N−パーフルオロオクチルスルホニル−N−エチルアミノエチル)、モノパーフルオロアルキルエチルリン酸エステルなどの末端、主鎖および側鎖の少なくとも何れかの部位にフルオロアルキルまたはフルオロアルキレン基を有する化合物からなるフッ素系界面活性剤を挙げることができる。   Examples of the fluorosurfactant include 1,1,2,2-tetrafluorooctyl (1,1,2,2-tetrafluoropropyl) ether, 1,1,2,2-tetrafluorooctyl hexyl ether, Octaethylene glycol di (1,1,2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexaethylene glycol (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, octapropylene glycol di (1,1,1, 2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexapropylene glycol di (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, sodium perfluorododecylsulfonate, 1,1,2,2,8, 8,9,9,10,10-Decafluorododecane, 1,1,2,2,3,3-hexafluorodecane, N- [3- (perfluoro Kutansulfonamido) propyl] -N, N'-dimethyl-N-carboxymethyleneammonium betaine, perfluoroalkylsulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl-N-ethylsulfonylglycine salt, bis (N-perfluorophosphate) Octylsulfonyl-N-ethylaminoethyl), monoperfluoroalkylethyl phosphate ester and the like, a fluorosurfactant comprising a compound having a fluoroalkyl or fluoroalkylene group at at least one of its terminal, main chain and side chain Can be mentioned.

また、市販品としては、メガファックF142D、同F172、同F173、同F183〔以上、大日本インキ化学工業(株)製〕、エフトップEF301、同303、同352〔新秋田化成(株)製〕、フロラードFC−430、同FC−431〔住友スリーエム(株)製〕、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106〔旭硝子(株)製〕、BM−1000、BM−1100〔裕商(株)製〕、NBX−15〔(株)ネオス〕などの名称で市販されているフッ素系界面活性剤を挙げることができる。これらの中でも、上記メガファックF172,BM−1000,BM−1100,NBX−15が特に好ましい。   Commercially available products include Megafax F142D, F172, F173, F183 [above, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.], Ftop EF301, 303, 352 [produced by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.] ] Fluorad FC-430, FC-431 [manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.], Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), BM-1000, BM-1100 (manufactured by Yusho Co., Ltd.), NBX-15 (Neos Co., Ltd.) and other commercially available fluorines There may be mentioned system surfactants. Among these, the above-mentioned Megafac F172, BM-1000, BM-1100, and NBX-15 are particularly preferable.

シリコーン系界面活性剤としては、例えば、SH7PA、SH21PA、SH30PA、ST94PA〔いずれも東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製〕などを用いることが出来る。これらの中でも、上記SH28PA、SH30PAが特に好ましい。   As the silicone surfactant, for example, SH7PA, SH21PA, SH30PA, ST94PA [all manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.] can be used. Of these, SH28PA and SH30PA are particularly preferable.

界面活性剤の使用量は、膜形成用組成物100重量部に対して、通常、0.00001〜1重量部である。これらは、1種あるいは2種以上を同時に使用しても良い。   The amount of the surfactant used is usually 0.00001 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the film-forming composition. These may be used alone or in combination of two or more.

1.3.3.シランカップリング剤
シランカップリング剤としては、例えば、3−グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノグリシジロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルメチルジメトキシシラン、1−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、10−トリエトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。これらは、1種あるいは2種以上を同時に使用しても良い。
1.3.3. Silane coupling agent Examples of the silane coupling agent include 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-aminoglycidyloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 3-glycidyloxypropylmethyl. Dimethoxysilane, 1-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-amino Ethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxy Silyl-1,4,7-triazadecane, 10-triethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6-dia Zanonyl acetate, N-benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxy Silane, N-bi (Oxyethylene) -3-aminopropyltrimethoxysilane, etc. N- bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

2.膜の形成方法
本発明の有機シリカ系膜の形成方法は、前記膜形成用組成物を基材に塗布し、塗膜を形成する工程と、該塗膜を加熱する工程と、該塗膜に紫外線を照射して硬化処理を行う工程と、を含む。本発明の硬化処理においては、加熱および紫外線の照射を同時に行うことが望ましい。このように、加熱と紫外線照射を同時に行うことにより、比較的低温かつ短時間で、有機シリカゾルの縮合反応を充分に達成でき、本発明の目的とする有機シリカ系膜を得ることができる。加熱および紫外線の照射を同時に行うと、硬化処理を好ましくは30秒〜10分間、より好ましくは30秒〜7分間で行うことができる。
2. Method for Forming Film The method for forming the organic silica film of the present invention comprises a step of applying the film-forming composition to a substrate to form a coating film, a step of heating the coating film, And a step of performing a curing process by irradiating with ultraviolet rays. In the curing treatment of the present invention, it is desirable to perform heating and ultraviolet irradiation simultaneously. Thus, by simultaneously performing heating and ultraviolet irradiation, the condensation reaction of the organic silica sol can be sufficiently achieved at a relatively low temperature and in a short time, and the organic silica film targeted by the present invention can be obtained. When heating and ultraviolet irradiation are performed simultaneously, the curing treatment can be preferably performed for 30 seconds to 10 minutes, more preferably 30 seconds to 7 minutes.

このように、本発明の有機シリカ系膜の形成方法によれば、低温かつ短時間で硬化処理を行うことができるので、半導体装置へのダメージがなく、LSIプロセスにおいて枚葉処理が可能となる。   As described above, according to the method for forming an organic silica-based film of the present invention, the curing process can be performed at a low temperature and in a short time, so that the semiconductor device is not damaged, and the single wafer processing can be performed in the LSI process. .

以下、途膜の硬化方法について具体的に述べる。   Hereinafter, the film curing method will be described in detail.

紫外線の照射においては、好ましくは250nm以下、より好ましくは150〜250mの波長を含む紫外線により行うことができる。この範囲の波長の紫外線を用いることにより、紫外線に活性な反応促進剤を用いることなく、有機シリカゾル中の分子の縮合反応を低温かつ短時間で行うことができる。紫外線の波長が250nmより長いと、有機シリカゾルにおいて充分な縮合反応の促進効果が認められない。また、紫外線の波長が150nmより短いと、有機シリカゾルにおいて、有機基の分解やシリコン原子からの有機基の脱離が生じやすくなる。   The irradiation with ultraviolet rays can be performed with ultraviolet rays including a wavelength of preferably 250 nm or less, more preferably 150 to 250 m. By using an ultraviolet ray having a wavelength in this range, the condensation reaction of molecules in the organic silica sol can be performed at a low temperature in a short time without using a reaction accelerator active to the ultraviolet ray. When the wavelength of the ultraviolet light is longer than 250 nm, a sufficient condensation reaction promoting effect is not observed in the organic silica sol. On the other hand, when the wavelength of the ultraviolet light is shorter than 150 nm, the organic silica sol is likely to be decomposed or detached from the silicon atoms.

また、紫外線照射においては、膜形成用組成物が塗布される基板からの反射による定在波による局部的な膜質の変化を防止するために、250nm以下の複数の波長を含む光源を用いることが望ましい。   In addition, in ultraviolet irradiation, a light source including a plurality of wavelengths of 250 nm or less is used in order to prevent local change in film quality due to standing waves due to reflection from the substrate on which the film-forming composition is applied. desirable.

本発明の塗膜の硬化処理においては、加熱は、好ましくは300〜450℃の温度で行うことができる。加熱温度が300℃より低いと、有機シリカゾル中の分子鎖の運動性が活発にならず、充分に高い縮合率が得られない。また、加熱温度が450℃より高いと、有機シリカゾル中の分子が分解しやすくなる。また、加熱温度が450℃より高いと、半導体装置の製造プロセスにおける工程、例えば、通常450℃以下で行われる銅ダマシンプロセスとの整合がとれなくなる。紫外線照射と同時に加熱する方法としては、ホットプレート、赤外線ランプアニールなどを使用することができる。   In the curing treatment of the coating film of the present invention, heating can be preferably performed at a temperature of 300 to 450 ° C. When the heating temperature is lower than 300 ° C., the mobility of the molecular chain in the organic silica sol does not become active, and a sufficiently high condensation rate cannot be obtained. On the other hand, when the heating temperature is higher than 450 ° C., the molecules in the organic silica sol are easily decomposed. Further, if the heating temperature is higher than 450 ° C., it is not possible to match the steps in the semiconductor device manufacturing process, for example, the copper damascene process that is usually performed at 450 ° C. or lower. As a method of heating at the same time as the ultraviolet irradiation, a hot plate, an infrared lamp annealing or the like can be used.

本発明の塗膜の硬化処理は、不活性雰囲気下または減圧下で行うことができる。特に、この硬化処理においては、紫外線の照射は、酸素の非存在下で行われることが望ましい。ここで、「酸素の非存在」とは、酸素分圧が好ましくは0.1kPa以下、より好ましくは0.01kPa以下である。酸素分圧が0.1kPaより高いと、紫外線照射時にオゾンが発生し、該オゾンによって有機シリカゾルの縮合物が酸化されることによって、得られる有機シリカ系膜の親水性が上がり、膜の吸湿性や比誘電率の上昇を招きやすい。したがって、硬化処理を酸素の非存在下で行うことにより、疎水性が高く、比誘電率の上昇を起こしにくい有機シリカ系膜を得ることができる。   The coating treatment of the present invention can be performed under an inert atmosphere or under reduced pressure. In particular, in this curing treatment, it is desirable that the irradiation with ultraviolet light be performed in the absence of oxygen. Here, “the absence of oxygen” means that the oxygen partial pressure is preferably 0.1 kPa or less, more preferably 0.01 kPa or less. If the oxygen partial pressure is higher than 0.1 kPa, ozone is generated during ultraviolet irradiation, and the condensate of the organic silica sol is oxidized by the ozone, thereby increasing the hydrophilicity of the obtained organic silica film and the hygroscopicity of the film. And the relative dielectric constant is likely to increase. Therefore, by performing the curing treatment in the absence of oxygen, it is possible to obtain an organic silica-based film that has high hydrophobicity and is unlikely to raise the dielectric constant.

本発明において紫外線の照射は不活性ガス雰囲気下で行うこともできる。ここで、使用される不活性ガスとしてはN、He、Ar、KrおよびXe、好ましくはHeおよびArなどを挙げることができる。紫外線照射を不活性ガス雰囲気下で行うことにより膜が酸化されにくくなり、得られる塗膜の低誘電率を維持することができる。 In the present invention, irradiation with ultraviolet rays can also be performed in an inert gas atmosphere. Here, examples of the inert gas used include N 2 , He, Ar, Kr, and Xe, preferably He and Ar. By performing ultraviolet irradiation in an inert gas atmosphere, the film is hardly oxidized, and the low dielectric constant of the obtained coating film can be maintained.

本発明において、紫外線照射は、加圧下、減圧雰囲気で行っても良い。そのときの圧力は、好ましくは0.001〜1000kPa、より好ましくは0.001〜101.3kPaである。圧力が上記範囲を外れると、硬化度に面内不均一性が生じるおそれがある。また、上記塗膜の硬化速度を制御するため、必要に応じて、段階的に加熱したり、窒素などの不活性ガス、減圧状態などの雰囲気条件をそれぞれ選択することができる。   In the present invention, ultraviolet irradiation may be performed in a reduced pressure atmosphere under pressure. The pressure at that time is preferably 0.001 to 1000 kPa, more preferably 0.001 to 101.3 kPa. If the pressure is out of the above range, in-plane non-uniformity may occur in the degree of curing. Moreover, in order to control the curing rate of the coating film, it is possible to select stepwise heating, an inert gas such as nitrogen, and atmospheric conditions such as a reduced pressure state, as necessary.

膜形成用組成物が塗布される基材としては、Si、SiO、SiN、SiC、SiCN等のSi含有層が挙げられる。膜形成用組成物を基材に塗布する方法としては、スピンコート、浸漬法、ロールコート法、スプレー法などの塗装手段が用いられる。基材に膜形成用組成物を塗布した後、溶剤を除去し塗膜を形成する。この際の膜厚は、乾燥膜厚として、1回塗りで厚さ0.05〜2.5μm、2回塗りでは厚さ0.1〜5.0μmの塗膜を形成することができる。その後、得られた塗膜に対して、上述した硬化処理を施すことで有機シリカ系膜を形成することができる。 Examples of the substrate to which the film forming composition is applied include Si-containing layers such as Si, SiO 2 , SiN, SiC, and SiCN. As a method for applying the film-forming composition to the substrate, a coating means such as spin coating, dipping method, roll coating method, spray method or the like is used. After apply | coating the composition for film formation to a base material, a solvent is removed and a coating film is formed. In this case, as a dry film thickness, a coating film having a thickness of 0.05 to 2.5 μm can be formed by one coating and a thickness of 0.1 to 5.0 μm can be formed by two coatings. Thereafter, an organic silica-based film can be formed by subjecting the obtained coating film to the curing treatment described above.

3.有機シリカ系膜
本発明の有機シリカ系膜は、後述する実施例からも明らかなように、弾性率および膜密度がきわめて高く、低誘電率である。また、本発明の有機シリカ系膜は、膜の収縮率および弾性率などの知見から、架橋密度が充分に高いといえる。具体的には、本発明の有機シリカ系膜は、その比誘電率が、好ましくは1.5〜3.5、より好ましくは1.8〜3.0であり、弾性率が、好ましくは4.0〜15.0GPa、より好ましくは4.0〜12.0GPaであり、膜密度が、好ましくは0.7〜1.3g/cm、より好ましくは0.8〜1.27g/cmである。これらのことから、本発明の有機シリカ系膜は、機械的強度、比誘電率などの絶縁膜特性に極めて優れているといえる。
3. Organic Silica Film The organic silica film of the present invention has an extremely high elastic modulus and film density and a low dielectric constant, as will be apparent from Examples described later. Moreover, it can be said that the organosilica film of the present invention has a sufficiently high crosslink density from the knowledge of the shrinkage rate and elastic modulus of the film. Specifically, the organic silica film of the present invention has a relative dielectric constant of preferably 1.5 to 3.5, more preferably 1.8 to 3.0, and an elastic modulus of preferably 4. 0.0-15.0 GPa, more preferably 4.0-12.0 GPa, and the film density is preferably 0.7-1.3 g / cm 3 , more preferably 0.8-1.27 g / cm 3. It is. From these, it can be said that the organic silica film of the present invention is extremely excellent in insulating film properties such as mechanical strength and relative dielectric constant.

また、本発明の有機シリカ系膜は、水の接触角が、好ましくは60゜以上、より好ましくは70゜以上である。これは、本発明の有機シリカ系膜が疎水性であることを示しており、吸湿性が低く、低い比誘電率を維持することができる。さらに、このような有機シリカ系膜は、吸湿性が低いことによって、半導体プロセスにおいて用いられるRIEによるダメージを受けにくく、また、ウエット洗浄液に対する耐薬品性にも優れている。特に、絶縁膜自体がポーラスな構造を有する比誘電率kが2.5以下の有機シリカ系膜ではこの傾向は顕著である。   Further, the organic silica film of the present invention has a water contact angle of preferably 60 ° or more, more preferably 70 ° or more. This indicates that the organosilica film of the present invention is hydrophobic, has low hygroscopicity, and can maintain a low relative dielectric constant. Furthermore, since such an organic silica film has low hygroscopicity, it is not easily damaged by RIE used in a semiconductor process, and is excellent in chemical resistance to a wet cleaning liquid. This tendency is particularly remarkable in an organic silica film having a dielectric constant k of 2.5 or less, in which the insulating film itself has a porous structure.

以上のように、本発明の有機シリカ系膜は、
(a)膜形成用組成物が特定の組成と炭素濃度を有するので、比誘電率、弾性率などの絶縁膜特性に優れ、かつ低温かつ短時間で形成できること、
(b)膜形成用組成物が、紫外線活性な酸発生剤、塩基発生剤、増感剤などのイオン性物質、電荷キャリアもしくは腐食性化合物の発生源を含まなくともよいため、半導体装置への汚染物質を含まないこと、
(c)RIEなどの半導体プロセスによるトランジスタ構造へのダメージが極めて少なく、かつ枚葉プロセスで処理可能な硬化方法を採用できること、
(d)疎水性が高く、吸湿性が低いので、低い比誘電率を維持できること、
(e)弾性率などの機械的強度が優れており、例えば銅ダマシン構造の形成に耐えうること、
などの特徴を有する。
As described above, the organosilica film of the present invention is
(A) Since the film-forming composition has a specific composition and carbon concentration, it has excellent insulating film properties such as relative dielectric constant and elastic modulus, and can be formed at a low temperature in a short time.
(B) Since the film-forming composition does not need to contain an ionic substance such as an ultraviolet-active acid generator, base generator, and sensitizer, a source of charge carriers or corrosive compounds, Free of pollutants,
(C) It is possible to adopt a curing method in which damage to the transistor structure due to a semiconductor process such as RIE is extremely small and can be processed by a single wafer process;
(D) Since it has high hydrophobicity and low hygroscopicity, it can maintain a low relative dielectric constant,
(E) excellent mechanical strength such as elastic modulus, for example, being able to withstand the formation of a copper damascene structure;
It has the features such as.

本発明の膜形成用組成物では、相対的にQ成分を減らし、3官能性シラン化合物(T成分)を増してT成分リッチにすることによって、分子鎖の運動性を高め、硬化後の残留シラノールを低減することができる。かかる膜形成用組成物は、塗布、乾燥後に、好ましくは非酸素存在下で、加熱および紫外線照射を行うと、長時間の熱硬化を要する膜と比較して、より吸湿性が低い有機シリカ膜が得られることが判明した。このような有機シリカ系膜が得られる詳細なメカニズムは解明されていないが、Q成分を減らし、加えて、加熱を行うことで固相反応時の拡散障壁を下げ、かつ、紫外線による励起部位における反応の確率が向上したことによる考えられる。   In the film-forming composition of the present invention, the Q component is relatively reduced, and the trifunctional silane compound (T component) is increased to make the T component rich, thereby increasing the mobility of the molecular chain and remaining after curing. Silanol can be reduced. Such a film-forming composition is an organic silica film having a lower hygroscopicity when applied and dried, preferably in the presence of non-oxygen, when heated and irradiated with ultraviolet light, as compared with a film that requires long-term thermosetting. Was found to be obtained. Although the detailed mechanism by which such an organic silica-based film is obtained has not been elucidated, the diffusion barrier during the solid-phase reaction is lowered by reducing the Q component and in addition to heating, and at the excitation site by ultraviolet rays. This is thought to be due to the improved probability of reaction.

すなわち、本発明の膜形成用組成物によれば、長時間の熱硬化を要する従来の組成物と比較して、短時間の加熱および紫外線照射で、より縮合度が上がっているといえる。縮合度の向上は、残留シラノールの減少を意味し、有機シリカゾルにおける炭素原子を11.8〜16.7モル%含み、従来技術(たとえば米国特許第6413647号明細書,実施例1)などと比較し、炭素成分を多く含む組成物の特徴に加え、縮合度が向上したことで、硬化後の有機シリカ系膜の疎水性が飛躍的に向上する。さらに、縮合度の向上は、架橋密度の向上をも意味し、弾性率などの機械的強度が向上する。本発明の膜形成用組成物のようにQ成分が低い系では、熱硬化を行った場合には、Q成分がリッチな組成物を熱硬化して得られた有機シリカ膜に比べて、弾性率の点で及ばなかった。しかしながら、本発明の膜形成用組成物を加熱および紫外線照射によって硬化することで、上記Q成分がリッチな組成物を用いた場合に比べて、弾性率は同等、もしくは凌駕する値を示す。このように、本発明の膜形成用組成物によれば、十分な疎水性を有し、かつ高い弾性率を有する有機シリカ系膜が得られる。   That is, according to the film-forming composition of the present invention, it can be said that the degree of condensation is increased by short-time heating and ultraviolet irradiation as compared with conventional compositions that require long-time thermosetting. The improvement in the degree of condensation means reduction of residual silanol, which contains 11.8 to 16.7 mol% of carbon atoms in the organic silica sol, and is compared with the prior art (for example, US Pat. No. 6,413,647, Example 1). In addition to the characteristics of the composition containing a large amount of the carbon component, the hydrophobicity of the cured organic silica film is dramatically improved due to the improved degree of condensation. Furthermore, an improvement in the degree of condensation also means an improvement in crosslink density, and mechanical strength such as elastic modulus is improved. In a system having a low Q component such as the film forming composition of the present invention, when thermosetting is performed, it is more elastic than an organic silica film obtained by thermosetting a composition rich in the Q component. It was not enough in terms of rate. However, by curing the film-forming composition of the present invention by heating and ultraviolet irradiation, the elastic modulus shows a value equal to or surpassing that of the composition having a rich Q component. Thus, according to the film forming composition of the present invention, an organic silica film having sufficient hydrophobicity and high elastic modulus can be obtained.

本発明の有機シリカ系膜はこのような特徴を有することから、LSI、システムLSI、DRAM、SDRAM、RDRAM、D−RDRAMなどの半導体装置用の層間絶縁膜として特に優れている他、エッチングストッパー膜、半導体素子の表面コート膜などの保護膜、多層レジストを用いた半導体装置の作製工程の中間層、多層配線基板の層間絶縁膜などの半導体装置の用途に好適に用いることができる。また、本発明の有機シリカ系膜は、銅ダマシンプロセスを含む半導体装置に有用である。   Since the organosilica film of the present invention has such characteristics, it is particularly excellent as an interlayer insulating film for semiconductor devices such as LSI, system LSI, DRAM, SDRAM, RDRAM, and D-RDRAM. Etching stopper film It can be suitably used for semiconductor device applications such as a protective film such as a surface coat film of a semiconductor element, an intermediate layer in a manufacturing process of a semiconductor device using a multilayer resist, and an interlayer insulating film of a multilayer wiring board. The organosilica film of the present invention is useful for a semiconductor device including a copper damascene process.

4.実施例
以下、本発明を実施例を挙げてさらに具体的に説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例中の「部」および「%」は、特記しない限り、それぞれ重量部および重量%であることを示している。
4). EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The present invention is not limited to the following examples. In the examples and comparative examples, “parts” and “%” indicate parts by weight and% by weight, respectively, unless otherwise specified.

4.1.実施例、比較例
以下のようにして、膜形成用組成物の製造およびシリカ系膜の形成を行った。
4.1. Examples and Comparative Examples Production of a film-forming composition and formation of a silica-based film were performed as follows.

4.1.1.膜形成用組成物の製造方法
表1に示す組成で実施例1〜3、比較例1の膜形成用組成物を得た。
4.1.1. Production Method of Film Forming Composition Film forming compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were obtained with the compositions shown in Table 1.

4.1.1a.実施例1
コンデンサーを備えた石英製フラスコ中で、Q成分としてテトラメトキシシラン69.3g、T成分としてメチルトリメトキシシラン135.3g、D成分としてジメチルジメトキシシラン74.6gを、プロピレングリコールモノエチルエーテル202.8gの溶媒に溶解させた後、スリーワンモーターで攪拌して溶液の温度を55℃に安定させた。次に、シュウ酸0.45gを溶解させたイオン交換水217.6gを1時間かけて溶液に添加した。その後、55℃で3時間反応させた後、プロピレングリコールモノエチルエーテル837.2gを加え反応液を室温まで冷却した。この反応液を固形分濃度が10%となるまで減圧下で濃縮し、膜形成用組成物1を得た。この組成物1中に含まれる有機シリカゾルの炭素含量は、15.9モル%であり、ナトリウム含量0.7ppb、カリウム含量0.4ppbおよび鉄含量1.7ppbであった。また、縮合物の重量平均分子量は2,100であった。
4.1.1a. Example 1
In a quartz flask equipped with a condenser, 69.3 g of tetramethoxysilane as a Q component, 135.3 g of methyltrimethoxysilane as a T component, 74.6 g of dimethyldimethoxysilane as a D component, and 202.8 g of propylene glycol monoethyl ether Then, the mixture was stirred with a three-one motor to stabilize the temperature of the solution at 55 ° C. Next, 217.6 g of ion-exchanged water in which 0.45 g of oxalic acid was dissolved was added to the solution over 1 hour. Then, after making it react at 55 degreeC for 3 hours, propylene glycol monoethyl ether 837.2g was added and the reaction liquid was cooled to room temperature. The reaction solution was concentrated under reduced pressure until the solid content concentration became 10%, whereby a film-forming composition 1 was obtained. The organic silica sol contained in Composition 1 had a carbon content of 15.9 mol%, a sodium content of 0.7 ppb, a potassium content of 0.4 ppb and an iron content of 1.7 ppb. The weight average molecular weight of the condensate was 2,100.

4.1.1b.実施例2
コンデンサーを備えた石英製フラスコ中で、テトラメトキシシラン41.2g、メチルトリメトキシシラン180.1gをプロピレングリコールモノエチルエーテル227.3gに溶解させた。次にイオン交換水136.5gを溶液に加え、室温で1時間攪拌した。その後テトラキス(アセチルアセトナート)チタン0.106gをプロピレングリコールモノエチルエーテル79.9gに溶解したものを添加し、温度50℃で3時間反応させた後、プロピレングリコールモノエチルエーテル887.4gを加え反応液を室温まで冷却した。この反応液を固形分濃度が15%以上となるまで減圧下で濃縮し、アセチルアセトン35.0gを加え、更にプロピレングリコールモノエチルエーテルを固形分濃度10%になるように加え、膜形成用組成物2を得た。この組成物2中に含まれる有機シリカゾルの炭素含量は、14.1モル%であり、ナトリウム含量0.3ppb、カリウム含量0.1ppbおよび鉄含量2.4ppbであった。また、縮合物の重量平均分子量は1,500であった。
4.1.1b. Example 2
In a quartz flask equipped with a condenser, 41.2 g of tetramethoxysilane and 180.1 g of methyltrimethoxysilane were dissolved in 227.3 g of propylene glycol monoethyl ether. Next, 136.5 g of ion-exchanged water was added to the solution and stirred at room temperature for 1 hour. Thereafter, 0.106 g of tetrakis (acetylacetonato) titanium dissolved in 79.9 g of propylene glycol monoethyl ether was added, and the mixture was reacted at a temperature of 50 ° C. for 3 hours, followed by reaction with 887.4 g of propylene glycol monoethyl ether. The liquid was cooled to room temperature. The reaction solution is concentrated under reduced pressure until the solid concentration is 15% or more, 35.0 g of acetylacetone is added, and propylene glycol monoethyl ether is further added to a solid content concentration of 10%. 2 was obtained. The carbon content of the organic silica sol contained in the composition 2 was 14.1 mol%, the sodium content was 0.3 ppb, the potassium content was 0.1 ppb, and the iron content was 2.4 ppb. The weight average molecular weight of the condensate was 1,500.

4.1.1c.実施例3
コンデンサーを備えた石英製フラスコ中に、25%水酸化テトラブチルアンモニウム水溶液5.2g、超純水124.1g、エタノール536.7gを秤取り、25℃で攪拌した。次いで、Q成分としてテトラエトキシシラン13.5g、T成分としてメチルトリエトキシシラン20.5gを連続的に1時間かけて加えた後、さらに60℃で1時間攪拌した。反応液を室温に冷却後、プロピレングリコールモノプロピルエーテル1321.6gと20%酢酸水溶液34.1gを加えた。この反応液を固形分濃度が10%となるまで減圧下で濃縮し、膜形成用組成物3を得た。この組成物3中に含まれる有機シリカゾルの炭素含量は、12.8モル%であり、ナトリウム含量0.3ppb、カリウム含量0.2ppbおよび鉄含量1.9ppbであった。また、縮合物の重量平均分子量は58,000であった。
4.1.1c. Example 3
In a quartz flask equipped with a condenser, 5.2 g of 25% tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution, 124.1 g of ultrapure water, and 536.7 g of ethanol were weighed and stirred at 25 ° C. Next, 13.5 g of tetraethoxysilane as the Q component and 20.5 g of methyltriethoxysilane as the T component were continuously added over 1 hour, and the mixture was further stirred at 60 ° C. for 1 hour. After cooling the reaction solution to room temperature, 1321.6 g of propylene glycol monopropyl ether and 34.1 g of a 20% aqueous acetic acid solution were added. The reaction solution was concentrated under reduced pressure until the solid concentration became 10%, whereby a film-forming composition 3 was obtained. The carbon content of the organic silica sol contained in Composition 3 was 12.8 mol%, the sodium content was 0.3 ppb, the potassium content was 0.2 ppb, and the iron content was 1.9 ppb. The weight average molecular weight of the condensate was 58,000.

4.1.1d.比較例1
コンデンサーを備えた石英製フラスコ中に、20%水酸化テトラブチルアンモニウム水溶液8.3g、超純水118.6g、イソプロピルアルコール516.1gを秤取り、40℃で攪拌した。次いで、テトラエトキシシラン34.4g、メチルトリエトキシシラン22.5gを連続的に1時間かけて加えた後、さらに80℃で1時間攪拌した。反応液を室温に冷却後、プロピレングリコールモノプロピルエーテル1269.4gと20%酢酸水溶液55.5gを加えた。この反応液を固形分濃度が10%となるまで減圧下で濃縮し、膜形成用組成物4を得た。この組成物4中に含まれる有機シリカゾルの炭素含量は、10.5モル%であり、ナトリウム含量0.4ppb、カリウム含量0.1ppbおよび鉄含量1.4ppbであった。また、縮合物の重量平均分子量は52,000であった。
4.1.1d. Comparative Example 1
In a quartz flask equipped with a condenser, 8.3 g of a 20% tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution, 118.6 g of ultrapure water, and 516.1 g of isopropyl alcohol were weighed and stirred at 40 ° C. Next, after 34.4 g of tetraethoxysilane and 22.5 g of methyltriethoxysilane were continuously added over 1 hour, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 1 hour. After cooling the reaction solution to room temperature, 1269.4 g of propylene glycol monopropyl ether and 55.5 g of a 20% aqueous acetic acid solution were added. The reaction solution was concentrated under reduced pressure until the solid concentration became 10%, whereby a film-forming composition 4 was obtained. The carbon content of the organic silica sol contained in Composition 4 was 10.5 mol%, the sodium content was 0.4 ppb, the potassium content was 0.1 ppb, and the iron content was 1.4 ppb. Moreover, the weight average molecular weight of the condensate was 52,000.

Figure 2006093657
Figure 2006093657

4.2.有機シリカ系膜の形成方法
表2に示す組成物および硬化条件を用いて実施例4〜8、比較例2〜7,参考例1の有機シリカ系膜を得た。
4.2. Method for Forming Organic Silica Film Using the compositions and curing conditions shown in Table 2, organic silica films of Examples 4 to 8, Comparative Examples 2 to 7, and Reference Example 1 were obtained.

4.2.1.実施例4〜8,比較例2〜7,参考例1
8インチシリコンウエハ上に、スピンコート法を用いて(1)で得られた膜形成用組成物を塗布し、塗膜をホットプレート上で90℃で1分間、窒素雰囲気下200℃で1分間乾燥した。その後、ホットプレート上で塗膜を加熱しながら紫外線を照射して塗膜の硬化を行い、有機シリカ系膜のサンプルを得た。膜形成用組成物の種類および硬化条件を表2に示す。
4.2.1. Examples 4-8, Comparative Examples 2-7, Reference Example 1
The film-forming composition obtained in (1) was applied onto an 8-inch silicon wafer by using a spin coating method, and the coating film was applied on a hot plate at 90 ° C. for 1 minute and in a nitrogen atmosphere at 200 ° C. for 1 minute. Dried. Thereafter, the coating film was cured by irradiating ultraviolet rays while heating the coating film on a hot plate to obtain a sample of an organic silica film. Table 2 shows the types of film-forming compositions and the curing conditions.

紫外線原は、波長250nm以下の波長を含む白色紫外線(紫外線1)および波長250nm以下の波長をほとんど含まない水銀灯(紫外線2)の2種類を用いた。なお、紫外線1は、白色紫外光のため有効な方法で照度の測定は行えなかった。   Two types of ultraviolet rays were used: white ultraviolet rays (ultraviolet rays 1) having a wavelength of 250 nm or less and mercury lamps (ultraviolet rays 2) having almost no wavelength of 250 nm or less. In addition, since the ultraviolet ray 1 was white ultraviolet light, the illuminance could not be measured by an effective method.

実施例4〜8では、硬化処理において、加熱と紫外線1の照射を同時に行った。これに対し、比較例2,3,5,7では、紫外線を照射する代わりに、420℃で60分間の熱処理のみを行って塗膜をキュアしサンプルを得た。また、比較例4,6,参考例1では、加熱と紫外線照射を同時に行ったが、以下の点で実施例と異なる。すなわち、参考例1では紫外線1を用いたが、酸素分圧が1kPaであり、比較例4では紫外線2を用い、比較例6では比較例1の組成物4を用いた。   In Examples 4 to 8, heating and irradiation with ultraviolet rays 1 were simultaneously performed in the curing treatment. On the other hand, in Comparative Examples 2, 3, 5, and 7, instead of irradiating with ultraviolet rays, only the heat treatment at 420 ° C. for 60 minutes was performed to cure the coating film to obtain a sample. In Comparative Examples 4, 6, and Reference Example 1, heating and ultraviolet irradiation were performed simultaneously, but differed from the examples in the following points. That is, although the ultraviolet ray 1 was used in the reference example 1, the oxygen partial pressure was 1 kPa, the ultraviolet ray 2 was used in the comparative example 4, and the composition 4 of the comparative example 1 was used in the comparative example 6.

Figure 2006093657
Figure 2006093657

4.2.2.評価方法
前記4.1.(2)で得られた有機シリカ系膜に関する各種の評価は、次のようにして行った。
4.2.2. Evaluation method 4.1. Various evaluations regarding the organic silica film obtained in (2) were performed as follows.

4.2.2a.比誘電率、Δk
0.1Ω・cm以下の抵抗率を有する8インチのN型シリコンウエハ上に、上述の方法で形成された有機シリカ系膜に、蒸着法によりアルミニウム電極パターンを形成させ比誘電率測定用サンプルを作成した。該サンプルを周波数100kHzの周波数で、アリジェント社製、HP16451B電極およびHP4284AプレシジョンLCRメータを用いてCV法により有機シリカ系膜の比誘電率を測定した。
4.2.2a. Dielectric constant, Δk
A sample for measuring relative permittivity is prepared by forming an aluminum electrode pattern on an organic silica film formed by the above-described method on an 8-inch N-type silicon wafer having a resistivity of 0.1 Ω · cm or less by vapor deposition. Created. The relative permittivity of the organic silica-based film was measured by the CV method using an HP 16451B electrode and an HP4284A precision LCR meter manufactured by Argent Co. at a frequency of 100 kHz.

Δkは、24℃、40%RHの雰囲気で測定した比誘電率(k@RT)と、200℃、乾燥窒素雰囲気下で測定した比誘電率(k@200℃)との差(Δk=k@RT−k@200℃)である。かかるΔkにより、主に、膜の吸湿による誘電率の上昇分を評価することができる。通常、Δkが0.15以上であると、吸水性の高い有機シリカ膜であると言える。   Δk is the difference between the relative dielectric constant (k @ RT) measured in an atmosphere of 24 ° C. and 40% RH and the relative dielectric constant (k @ 200 ° C.) measured in an atmosphere of 200 ° C. and dry nitrogen (Δk = k @ RT-k @ 200 ° C.). With this Δk, the increase in dielectric constant due to moisture absorption of the film can be mainly evaluated. Usually, it can be said that it is an organic silica film | membrane with high water absorption as (DELTA) k is 0.15 or more.

4.2.2b.シリカ系膜の弾性率
MTS社製超微小硬度計(Nanoindentator XP)にバーコビッチ型圧子
を取り付け、連続剛性測定法により、上述の方法で形成された絶縁膜の弾性率を測定した。
4.2.2b. Elastic Modulus of Silica-Based Film A Berkovich indenter was attached to an ultra-small hardness meter (Nanoindentator XP) manufactured by MTS, and the elastic modulus of the insulating film formed by the above method was measured by a continuous stiffness measurement method.

4.2.2c.接触角
膜の疎水性を測定する目的で、協和界面科学社製接触角測定装置(DropMaster500)を用いて、上述の方法で形成された絶縁膜の表面に超純水液滴を滴下し、接触角の測定を行った。
4.2.2c. Contact angle In order to measure the hydrophobicity of the membrane, ultrapure water droplets were dropped on the surface of the insulating film formed by the above method using a contact angle measuring device (DropMaster 500) manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. Corner measurements were taken.

4.2.2d.縮合率
シロキサン結合の縮合率を測定する目的で、キュア後の塗膜(有機シリカ系膜)について核磁気共鳴(NMR)法を用いて、29Si−NMRスペクトルのシグナルの面積を求めた。
4.2.2 d. Condensation rate For the purpose of measuring the condensation rate of siloxane bonds, the area of the 29 Si-NMR spectrum signal was determined for the coated film (organic silica film) after curing using a nuclear magnetic resonance (NMR) method.

具体的には、上述の方法で得られた有機シリカ系膜をシリコンウエハ上から削り取り、更にメノウすり鉢を用いて固体粉末試料とした。この試料を外径7mmのジルコニア製ローターに詰め、300MHzフーリエ変換NMR分光計(Bruker社製Avance 300)を用いて、29Si−NMRをdipolar decoupled-magic angle spining(29Si-DD-MAS N MR)法で行った。本手法で得られるシグナルの積分強度は、Siの存在比を反映するため、縮合率を測定することが可能である。測定条件は、以下の条件で測定を行った。測定温度30℃、パルス間隔10秒、試料管回転数3000〜7000Hz、観測中心周波数59.62MHz、観測周波数範囲15.53kHz、データポイント16k、積算回数5,000〜50,000で測定を行った。化学シフトの標準試料として予めポリジメチルシロキサンを測定し、ポリジメチルシロキサンのピークを−34ppmに補正した際のdecoupler frequency offset値を読み取り、各試料の測定時にその値を入力することで補正した。 Specifically, the organosilica film obtained by the above-described method was scraped off from a silicon wafer, and a solid powder sample was obtained using an agate mortar. This sample was packed in a zirconia rotor having an outer diameter of 7 mm, and 29 Si-NMR was subjected to bipolar decoupled-magic angle spining ( 29 Si-DD-MAS N MR) using a 300 MHz Fourier transform NMR spectrometer (Avance 300 manufactured by Bruker). ) Since the integrated intensity of the signal obtained by this method reflects the abundance ratio of Si, the condensation rate can be measured. Measurement was performed under the following conditions. Measurement was performed at a measurement temperature of 30 ° C., a pulse interval of 10 seconds, a sample tube rotation speed of 3000 to 7000 Hz, an observation center frequency of 59.62 MHz, an observation frequency range of 15.53 kHz, a data point of 16 k, and an integration number of 5,000 to 50,000. . Polydimethylsiloxane was measured in advance as a standard sample for chemical shift, and the decoupler frequency offset value when the polydimethylsiloxane peak was corrected to -34 ppm was read and corrected by inputting the value when measuring each sample.

4.2.2e.分子量(重量平均分子量;Mw)
膜形成用組成物の分子量(重量平均分子量;Mw)は、下記条件によるサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)法により測定した。
4.2.2e. Molecular weight (weight average molecular weight; Mw)
The molecular weight (weight average molecular weight; Mw) of the film-forming composition was measured by a size exclusion chromatography (SEC) method under the following conditions.

試料:濃度10mmol/L LiBr−HPO 2−メトキシエタノール溶液を溶媒として使用し、加水分解縮合物0.1gを100ccの10mmol/L LiBr−HPO 2−メトキシエタノール溶液に溶解して調整した。
標準試料:WAKO社製 ポリエチレンオキサイドを使用した。
装置:東ソー(株)社製 高速GPC装置(モデル HLC−8120GPC)
カラム:東ソー(株)社製 TSK−GEL SUPER AWM−H(長さ15cm)を直列に3本設置して使用した。
測定温度:40℃
流速:0.6ml/min.
検出器:東ソー(株)社製 UV−8220 RIにより検出した。
Sample: Concentration 10 mmol / L LiBr—H 3 PO 4 2-methoxyethanol solution was used as a solvent, and hydrolysis condensate 0.1 g was dissolved in 100 cc 10 mmol / L LiBr—H 3 PO 4 2-methoxyethanol solution. Adjusted.
Standard sample: Polyethylene oxide manufactured by WAKO was used.
Equipment: High-speed GPC equipment (model HLC-8120GPC) manufactured by Tosoh Corporation
Column: Three TSK-GEL SUPER AWM-H (length: 15 cm) manufactured by Tosoh Corporation were used in series.
Measurement temperature: 40 ° C
Flow rate: 0.6 ml / min.
Detector: Detected by UV-8220 RI manufactured by Tosoh Corporation.

4.3.評価結果
4.3.1.比誘電率、Δk、弾性率、接触角
これらの評価結果を表2に示す。
4.3. Evaluation results 4.3.1. Specific permittivity, Δk, elastic modulus, contact angle These evaluation results are shown in Table 2.

実施例4〜8および比較例2,3,5の比較から、有機シリカゾルの炭素含量が、12.8モル%、14.1モル%、15.9モル%の組成では、加熱下で紫外線を用いて硬化を行った場合、熱硬化と比較して、Δkが低く、弾性率が高く、優れた機械的強度を有する有機シリカ系膜が得られることがわかった。   From the comparison of Examples 4 to 8 and Comparative Examples 2, 3, and 5, it was found that when the carbon content of the organic silica sol was 12.8 mol%, 14.1 mol%, and 15.9 mol%, ultraviolet rays were heated under heating. It was found that an organic silica-based film having a low Δk, a high elastic modulus, and an excellent mechanical strength can be obtained when used for curing.

一方、比較例6,7から、有機シリカゾルの炭素含量が10.5モル%の場合、紫外線1と加熱によるキュアによって得られた有機シリカ系膜は、加熱によるキュアによって得られた有機シリカ系膜より弾性率およびΔkの特性が劣っていることがわかった。   On the other hand, from Comparative Examples 6 and 7, when the carbon content of the organic silica sol is 10.5 mol%, the organic silica film obtained by curing with ultraviolet rays 1 and heating is an organic silica film obtained by curing by heating. It was found that the elastic modulus and Δk characteristics were inferior.

また、参考例1から、酸素分圧が高い雰囲気下で、加熱および紫外線照射を行うと膜の酸化によると考えられる、接触角の低下と、Δkの上昇が観察された。   Further, from Reference Example 1, when a heating and ultraviolet irradiation were performed in an atmosphere having a high oxygen partial pressure, a decrease in contact angle and an increase in Δk, which were considered to be due to oxidation of the film, were observed.

さらに、比較例4から、250nm以下の波長を含まない紫外線を用いた場合には、特に弾性率およびΔkの特性が劣ることがわかった。   Furthermore, it was found from Comparative Example 4 that the properties of elasticity and Δk were particularly inferior when ultraviolet rays not including a wavelength of 250 nm or less were used.

4.3.2.分子量(重量平均分子量;Mw)
実施例2,3,比較例1より、縮合物の重量平均分子量は、約1,000〜約60,000であった。そして、実施例4〜8の結果から、広い分子量範囲でΔkが低く、弾性率が高く、優れた機械的強度を有する有機シリカ系膜が得られることがわかった。また、実施例8と比較例6の比較から、ほぼ同じ重量平均分子量において、炭素含量が12.8モル%である実施例8のみΔkが低くなることがわかった。
4.3.2. Molecular weight (weight average molecular weight; Mw)
From Examples 2 and 3 and Comparative Example 1, the weight average molecular weight of the condensate was about 1,000 to about 60,000. From the results of Examples 4 to 8, it was found that an organic silica-based film having a low Δk, a high elastic modulus, and excellent mechanical strength in a wide molecular weight range was obtained. Further, from comparison between Example 8 and Comparative Example 6, it was found that Δk was low only in Example 8 having a carbon content of 12.8 mol% at substantially the same weight average molecular weight.

4.3.3.29Si−DDMAS NMR
実施例7および比較例3について得られた、29Si−DDMAS NMRの結果を図1に示す。図1において、符号aで示すラインは実施例7、符号bで示すラインは比較例3の結果を示す。
4.3.3. 29 Si-DDMAS NMR
The results of 29 Si-DDMAS NMR obtained for Example 7 and Comparative Example 3 are shown in FIG. In FIG. 1, the line indicated by the symbol a indicates the result of Example 7, and the line indicated by the symbol b indicates the result of Comparative Example 3.

図1から、比較例3のスペクトルでは、Si−OHを含むピークT2がみられるのに対し、実施例7では、このピークが小さくなっていることが確認された。また、図1から、実施例7のスペクトルにおけるSi−OのピークT3は、比較例3のピークT3より大きくなっていることが確認された。具体的には、実施例1では、ピーク面積比(T3/T2)が8.6であるのに対し、比較例1では、ピーク面積比(T3/T2)が3.1であった。   From FIG. 1, it was confirmed that in the spectrum of Comparative Example 3, a peak T2 containing Si—OH was observed, whereas in Example 7, this peak was small. Further, from FIG. 1, it was confirmed that the Si—O peak T3 in the spectrum of Example 7 was larger than the peak T3 of Comparative Example 3. Specifically, in Example 1, the peak area ratio (T3 / T2) was 8.6, whereas in Comparative Example 1, the peak area ratio (T3 / T2) was 3.1.

これらのことから、単なる加熱キュアでは、縮合反応が進行していないのに対し、本実施例では、Si−OHを含む成分が減少して、縮合反応が充分に進行したことがわかった。   From these facts, it was found that the condensation reaction did not proceed in mere heating cure, whereas in this example, the component containing Si—OH decreased and the condensation reaction proceeded sufficiently.

以上のことから明らかなように、本発明によれば、比較例と比して特性、特に弾性率、Δkおよび疎水性が格段に向上した有機シリカ系膜の形成が可能であることが確認された。このため、本発明により得られる有機シリカ系膜は、機械的強度に優れ、比誘電率が低く、さらに吸湿性が低く、半導体装置の層間絶縁膜などとして好適に用いることができる。   As is clear from the above, according to the present invention, it was confirmed that it is possible to form an organic silica-based film in which properties, in particular, elastic modulus, Δk and hydrophobicity are remarkably improved as compared with the comparative example. It was. For this reason, the organic silica film obtained by the present invention is excellent in mechanical strength, has a low relative dielectric constant, has a low hygroscopic property, and can be suitably used as an interlayer insulating film of a semiconductor device.

実施例について求めた29Si−DDMAS NMRスペクトルを示す図である。It is a diagram showing the 29 Si-DDMAS NMR spectrum obtained for Example.

Claims (15)

熱および紫外線を用いて硬化する半導体装置の絶縁膜形成用組成物を基板に塗布し、塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を加熱する工程と、
前記塗膜に熱および紫外線を照射して硬化処理を行う工程と、を含み、
前記絶縁膜形成用組成物は、
下記一般式(1)で表される化合物、下記一般式(2)で表される化合物、下記一般式(3)で表される化合物、および下記一般式(4)で表される化合物から選ばれたシラン化合物を加水分解、縮合した加水分解縮合物であって、炭素原子を11.8〜16.7モル%含有する有機シリカゾルと、有機溶媒と、を含む、有機シリカ系膜の形成方法。
Si(OR ・・・・・(1)
(式中、Rはアルキル基またはアリール基、Rはアルキル基またはアリール基を示す。)
Si(OR ・・・・・(2)
(式中、Rはアルキル基またはアリール基を示す。)
(RSi(OR ・・・・・(3)
(式中、Rはアルキル基またはアリール基、Rはアルキル基またはアリール基を示す。)
(RO)3−bSi−(R10−Si(OR3−c ・・・(4)
〔式中、R〜Rは同一または異なり、それぞれアルキル基またはアリール基を示し、bおよびcは同一または異なり、0〜2の数を示し、R10は酸素原子、フェニレン基または−(CH−で表される基(ここで、mは1〜6の整数である)、dは0または1を示す。〕
Applying a composition for forming an insulating film of a semiconductor device that is cured using heat and ultraviolet rays to a substrate and forming a coating film; and
Heating the coating film;
A step of curing the coating film by irradiating heat and ultraviolet rays,
The insulating film forming composition is:
Selected from the compound represented by the following general formula (1), the compound represented by the following general formula (2), the compound represented by the following general formula (3), and the compound represented by the following general formula (4) Hydrolysis condensate obtained by hydrolyzing and condensing the resulting silane compound, comprising an organic silica sol containing 11.8 to 16.7 mol% of carbon atoms, and an organic solvent, and a method for forming an organic silica film .
R 1 Si (OR 2 ) 3 (1)
(In the formula, R 1 represents an alkyl group or an aryl group, and R 2 represents an alkyl group or an aryl group.)
Si (OR 3 ) 4 (2)
(In the formula, R 3 represents an alkyl group or an aryl group.)
(R 4 ) 2 Si (OR 5 ) 2 (3)
(In the formula, R 4 represents an alkyl group or an aryl group, and R 5 represents an alkyl group or an aryl group.)
R 6 b (R 7 O) 3-b Si- (R 10) d -Si (OR 8) 3-c R 9 c ··· (4)
[Wherein, R 6 to R 9 are the same or different and each represents an alkyl group or an aryl group; b and c are the same or different and each represents a number of 0 to 2; R 10 represents an oxygen atom, a phenylene group or — ( A group represented by CH 2 ) m — (wherein m is an integer of 1 to 6), d represents 0 or 1; ]
請求項1において、
前記紫外線は、波長が250nm以下である、有機シリカ系膜の形成方法。
In claim 1,
The method of forming an organic silica film, wherein the ultraviolet light has a wavelength of 250 nm or less.
請求項1または2において、
加熱および紫外線の照射を同時に行う、有機シリカ系膜の形成方法。
In claim 1 or 2,
A method for forming an organic silica film, in which heating and ultraviolet irradiation are simultaneously performed.
請求項1ないし3のいずれかにおいて、
前記加熱は300〜450℃で行われる、有機シリカ系膜の形成方法。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The said heating is a 300-450 degreeC formation method of the organic silica type film | membrane.
請求項1ないし4のいずれかにおいて、
前記紫外線の照射が酸素の非存在下で行われる、有機シリカ系膜の形成方法。
In any of claims 1 to 4,
A method for forming an organic silica film, wherein the ultraviolet irradiation is performed in the absence of oxygen.
請求項1ないし5のいずれかに記載された有機シリカ系膜の形成方法により得られる、比誘電率1.5〜3.5および膜密度0.7〜1.3g/cmである有機シリカ系膜。 Organic silica having a relative dielectric constant of 1.5 to 3.5 and a film density of 0.7 to 1.3 g / cm 3 obtained by the method for forming an organic silica-based film according to any one of claims 1 to 5. System membrane. 請求項6に記載の有機シリカ系膜を層間絶縁膜として用いた、配線構造体。   A wiring structure using the organic silica-based film according to claim 6 as an interlayer insulating film. 請求項7に記載の配線構造体を含む半導体装置。   A semiconductor device comprising the wiring structure according to claim 7. 請求項1ないし5のいずれかに記載の有機シリカ系膜の形成方法において使用され、
前記一般式(1)で表される化合物、前記一般式(2)で表される化合物、前記一般式(3)で表される化合物、および前記一般式(4)で表される化合物から選ばれたシラン化合物を加水分解、縮合した加水分解縮合物であって、
炭素原子を11.8〜16.7モル%含有する有機シリカゾルと、有機溶媒と、を含み、熱および紫外線を用いて硬化する、半導体装置の絶縁膜形成用組成物。
It is used in the method for forming an organosilica film according to any one of claims 1 to 5,
Selected from the compound represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (2), the compound represented by the general formula (3), and the compound represented by the general formula (4) A hydrolyzed condensate obtained by hydrolyzing and condensing the silane compound,
A composition for forming an insulating film of a semiconductor device, comprising an organic silica sol containing 11.8 to 16.7 mol% of a carbon atom, and an organic solvent, and is cured using heat and ultraviolet rays.
請求項9において、
前記シラン化合物の60モル%以上が前記一般式(1)で表される化合物である、半導体装置の絶縁膜形成用組成物。
In claim 9,
The composition for insulating film formation of a semiconductor device whose 60 mol% or more of the said silane compound is a compound represented by the said General formula (1).
請求項9または10において、
前記シラン化合物中の前記一般式(2)で表される化合物が40モル%以下である、半導体装置の絶縁膜形成用組成物。
In claim 9 or 10,
The composition for insulating film formation of a semiconductor device whose compound represented by the said General formula (2) in the said silane compound is 40 mol% or less.
請求項9ないし11のいずれかにおいて、
前記シラン化合物が前記一般式(1)で表される化合物65〜95モル%および前記一般式(2)で表される化合物5〜35モル%を含有する、半導体装置の絶縁膜形成用組成物。
In any of claims 9 to 11,
The composition for forming an insulating film of a semiconductor device, wherein the silane compound contains 65 to 95 mol% of the compound represented by the general formula (1) and 5 to 35 mol% of the compound represented by the general formula (2). .
請求項9ないし12のいずれかにおいて、
紫外線に活性な反応促進剤を含まない、半導体装置の絶縁膜形成用組成物。
In any one of claims 9 to 12,
A composition for forming an insulating film of a semiconductor device, which does not contain a reaction accelerator active to ultraviolet rays.
請求項13において、
前記反応促進剤は、反応開始剤、酸発生剤、塩基発生剤および紫外線吸収機能を有する増感剤のいずれか、または2種以上の組合せである、半導体装置の絶縁膜形成用組成物。
In claim 13,
The composition for forming an insulating film of a semiconductor device, wherein the reaction accelerator is any one of a reaction initiator, an acid generator, a base generator and a sensitizer having an ultraviolet absorption function, or a combination of two or more thereof.
請求項9ないし14のいずれかにおいて、
ナトリウム、カリウム、鉄の含有量がそれぞれ100ppb以下である、半導体装置の絶縁膜形成用組成物。
In any of claims 9 to 14,
A composition for forming an insulating film of a semiconductor device, wherein the contents of sodium, potassium, and iron are each 100 ppb or less.
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