JP2007031696A - Resin composition, silica-based coating film, method for producing the same, layered product and electronic part - Google Patents

Resin composition, silica-based coating film, method for producing the same, layered product and electronic part Download PDF

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治彰 桜井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin composition capable of forming a silica-based coating film having excellent resistance to alkali treatment and keeping sufficient adhesiveness to the adjacent layer. <P>SOLUTION: The resin composition for forming a silica-based coating film contains (a) a siloxane resin produced by the hydrolytic condensation of a raw material component containing a silicon compound of general formula (1) and (b) a solvent dissolving the component (a). The ratio M of all atoms derived from the group R<SP>1</SP>bonded to the Si atom is 0.50-1.00 mol. In the formula, R<SP>1</SP>is an atom of H or F or a group containing B, N, Al, P, Si, Ge or Ti or is a 1-20C organic group; X is a hydrolyzable group; and n is an integer of 0-2. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、樹脂組成物、シリカ系被膜及びその製造方法、積層体、並びに、電子部品に関する。   The present invention relates to a resin composition, a silica-based coating and a method for producing the same, a laminate, and an electronic component.

ゾル−ゲル反応によって形成されるシリカ系被膜は、下記特許文献1に記載されているように、一般にアルカリ処理耐性が低い。このため、シリカ系被膜が露出している、又は、アルカリ処理前は露出していなくてもアルカリ処理によってシリカ系被膜が露出するような基板等に対しては、アルカリ処理を施すのが困難な傾向にあった。   The silica-based film formed by the sol-gel reaction generally has low alkali treatment resistance as described in Patent Document 1 below. For this reason, it is difficult to perform an alkali treatment on a substrate or the like in which the silica-based film is exposed or the silica-based film is exposed by the alkali treatment even if it is not exposed before the alkali treatment. There was a trend.

例えば、シリカ系被膜は反射防止膜として用いられるが、この場合、反射防止膜を偏向板上に貼り付ける際に行われるアルカリ処理において、シリカ系皮膜が劣化してしまうといった問題があった。また、シリカ系被膜からなる基板上に金属層を形成し、この金属層に対しレジストを用いてアルカリでパターニングする場合等にも、基板の劣化が生じるといった問題があった。   For example, a silica-based film is used as an antireflection film. In this case, however, there is a problem that the silica-based film is deteriorated in an alkali treatment performed when the antireflection film is attached to the deflection plate. In addition, when a metal layer is formed on a substrate made of a silica-based film and the metal layer is patterned with an alkali using a resist, there is a problem that the substrate is deteriorated.

これに対し、下記特許文献1には、シリカマトリックスを含フッ素有機ポリマーと組み合わせることによってアルカリ処理耐性を向上させることができるものの、これらは互いの相互作用を考慮して組み合わせる必要があることが記載されている。そして、特許文献1では、シリカマトリックスの原料として、重合可能なエチレン性不飽和基を含む置換基が導入されたアルコキシ基を有するシリカモノマーを用いることで、アルカリ処理耐性に優れる被膜(反射防止フィルム)が得られることが示されている。また、下記特許文献2には、フッ素を含む置換基を有するポリシロキサン樹脂とコロイダルシリカとを組み合わせたシロキサン樹脂組成物を有する反射防止膜が開示されている。
特開2002−243907号公報 特開2000−121803号公報
On the other hand, Patent Document 1 below describes that alkali treatment resistance can be improved by combining a silica matrix with a fluorine-containing organic polymer, but these must be combined in consideration of mutual interaction. Has been. And in patent document 1, the coating (antireflection film) which is excellent in alkali processing tolerance by using the silica monomer which has the alkoxy group by which the substituent containing a polymerizable ethylenically unsaturated group was introduce | transduced as a raw material of a silica matrix. ) Is obtained. Patent Document 2 below discloses an antireflection film having a siloxane resin composition in which a polysiloxane resin having a substituent containing fluorine and colloidal silica are combined.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-243907 JP 2000-121803 A

ところが、上記従来技術のように含フッ素有機ポリマーを組み合わせたり、フッ素を含有するシリカモノマーを用いたりする場合は、得られるシリカ系被膜の隣接する層に対する密着性が不十分となる傾向にあった。   However, when a fluorine-containing organic polymer is combined or a fluorine-containing silica monomer is used as in the above prior art, the adhesion to an adjacent layer of the resulting silica-based coating tends to be insufficient. .

そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、優れたアルカリ処理耐性を有するとともに、隣接する層に対する優れた密着性を有するシリカ系被膜を形成し得る樹脂組成物を提供することを目的とする。本発明はまた、かかる樹脂組成物を用いたシリカ系被膜及びその製造方法、積層体、並びに、電子部品を提供することを目的とする。   Then, this invention is made | formed in view of such a situation, and while providing the outstanding alkali treatment tolerance, the resin composition which can form the silica-type film which has the outstanding adhesiveness with respect to an adjacent layer is provided. For the purpose. Another object of the present invention is to provide a silica-based film using such a resin composition, a method for producing the same, a laminate, and an electronic component.

上記従来技術のような含フッ素有機ポリマーの組み合わせや、フッ素含有シリカモノマーの使用によるアルカリ処理耐性の向上効果は、フッ素原子や、フッ素含有置換基又は樹脂による撥水効果に起因していると推定される。   It is estimated that the improvement effect of alkali treatment resistance by the combination of the fluorine-containing organic polymer as in the above prior art and the use of the fluorine-containing silica monomer is caused by the water repellency effect by fluorine atoms, fluorine-containing substituents or resins. Is done.

これに対し、本発明者らは、従来のようなフッ素を利用する方法以外でシリカ系被膜のアルカリ処理耐性を向上させる方法について検討を行った結果、シリカ系被膜を形成するための原料として特定のシロキサン樹脂を含む樹脂組成物を用いることで、シリカ系被膜の機械強度及び密度を上げてアルカリ処理耐性を向上し得るという新たな知見を見出した。つまり、シリカ系被膜の膜の密度を上げ、薬液の浸入を抑制することによって、アルカリ処理耐性を向上することを想到した。   On the other hand, the present inventors have examined a method for improving the alkali treatment resistance of the silica-based coating other than the conventional method using fluorine, and as a result, identified as a raw material for forming the silica-based coating. The present inventors have found a new finding that by using a resin composition containing a siloxane resin, the mechanical strength and density of a silica-based film can be increased to improve alkali treatment resistance. That is, it has been conceived that the alkali treatment resistance is improved by increasing the density of the silica-based film and suppressing the intrusion of the chemical solution.

本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、シリカ系被膜を形成するための樹脂組成物であって、(a)下記一般式(1)で表されるケイ素化合物を含む原料成分を加水分解縮合して得られるシロキサン樹脂と、(b)(a)成分を溶解し得る溶媒とを含有し、シロキサン樹脂におけるシロキサン結合を構成しているケイ素原子1モルあたりの、ケイ素原子に結合しているH原子、F原子、B原子、N原子、Al原子、P原子、Si原子、Ge原子、Ti原子又はC原子の総含有割合Mが、0.50〜1.00モルであることを特徴とする。

Figure 2007031696

[式中、Rは、H及びFのうちのいずれか一方の原子、B、N、Al、P、Si、Ge若しくはTiを含む基、又は、炭素数1〜20の有機基を示し、Xは加水分解性基を示し、nは0〜2の整数である。ただし、R又はXが複数存在する場合、これらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。] The present invention has been made on the basis of the above findings, and is a resin composition for forming a silica-based film, comprising (a) a raw material component containing a silicon compound represented by the following general formula (1): A siloxane resin obtained by hydrolysis and condensation, and a solvent capable of dissolving the components (b) and (a), bonded to silicon atoms per mole of silicon atoms constituting the siloxane bond in the siloxane resin. The total content ratio M of H atom, F atom, B atom, N atom, Al atom, P atom, Si atom, Ge atom, Ti atom or C atom is 0.50 to 1.00 mol. Features.
Figure 2007031696

[Wherein, R 1 represents any one atom of H and F, a group containing B, N, Al, P, Si, Ge, or Ti, or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, X represents a hydrolyzable group, and n is an integer of 0-2. However, when two or more R < 1 > or X exists, these may be same or different, respectively. ]

上記本発明の樹脂組成物は、これに含まれるシロキサン樹脂から主として構成されるシリカ系被膜を形成することができる。このシロキサン樹脂は、一般式(1)のケイ素化合物に由来するRで表される官能基を上記特定の含有範囲で有していることから、緻密な構造を有しており、薬液の浸入が極めて生じ難い。このため、本発明の樹脂組成物から得られるシリカ系被膜は、優れたアルカリ処理耐性を有するものとなる。また、かかるシリカ系被膜は、このように緻密な構造をとることによって優れたアルカリ処理耐性を発揮でき、上記従来技術のように過剰なフッ素を導入する必要がないことから、隣接する層に対する十分な密着性を有するようになる。 The resin composition of the present invention can form a silica-based film mainly composed of a siloxane resin contained therein. Since this siloxane resin has the functional group represented by R 1 derived from the silicon compound of the general formula (1) in the above-mentioned specific content range, it has a dense structure, and the penetration of the chemical solution Is extremely unlikely to occur. For this reason, the silica-type film obtained from the resin composition of this invention has the outstanding alkali treatment tolerance. In addition, such a silica-based film can exhibit excellent alkali treatment resistance by taking such a dense structure, and it is not necessary to introduce excess fluorine as in the above-described prior art. Have good adhesion.

本発明の樹脂組成物において、上記Mは、0.55〜0.90であると好ましく、0.60〜0.80であるとより好ましく、0.62〜0.75であると更に好ましい。これらの条件を満たすようにすることで、優れたアルカリ処理耐性及び密着性を両立させ易くなる。   In the resin composition of the present invention, the M is preferably 0.55 to 0.90, more preferably 0.60 to 0.80, and still more preferably 0.62 to 0.75. By satisfying these conditions, it becomes easy to achieve both excellent alkali treatment resistance and adhesion.

また、シロキサン樹脂の原料であるケイ素化合物は、上記Rで表される基として、H原子、B、N、Al、P、Si、Ge若しくはTiを含む基、又は、炭素数1〜20の有機基を有するとより好ましく、メチル基を有すると更に好ましい。Rは、Fを含まないことがより好ましい。これにより、得られるシリカ系被膜の隣接層に対する密着性が更に良好に得られるようになる。 Moreover, the silicon compound which is a raw material of the siloxane resin is a group containing H atom, B, N, Al, P, Si, Ge or Ti as a group represented by R 1 , or a group having 1 to 20 carbon atoms. It is more preferable when it has an organic group, and it is still more preferable when it has a methyl group. More preferably, R 1 does not contain F. Thereby, the adhesiveness with respect to the adjacent layer of the silica-type film obtained comes to be obtained more favorably.

本発明の樹脂組成物は、(b)成分として、非プロトン性溶媒を含む有機溶媒を含有しているとより好ましい。こうすれば、(a)成分であるシロキサン樹脂が溶媒中に十分に溶解又は分散された樹脂組成物が得られるようになる。このような樹脂組成物によれば、均質且つ高密度であり、更に優れたアルカリ処理耐性を有するシリカ系被膜が得られるようになる。   The resin composition of the present invention more preferably contains an organic solvent containing an aprotic solvent as the component (b). By doing so, a resin composition in which the siloxane resin as the component (a) is sufficiently dissolved or dispersed in the solvent can be obtained. According to such a resin composition, a silica-based film having a uniform and high density and further excellent alkali treatment resistance can be obtained.

より具体的には、非プロトン性溶媒としては、エーテル系溶媒、エーテルアセテート系溶媒、エステル系溶媒及びケトン系溶媒からなる群より選ばれる少なくとも一種の溶媒が好ましい。また、この非プロトン性溶媒は、沸点が80〜180℃であるものであるとより好ましい。これらの溶媒を用いることにより、均一な厚さのシリカ系被膜が得られ易くなる。   More specifically, the aprotic solvent is preferably at least one solvent selected from the group consisting of ether solvents, ether acetate solvents, ester solvents, and ketone solvents. Further, this aprotic solvent is more preferably one having a boiling point of 80 to 180 ° C. By using these solvents, a silica-based film having a uniform thickness can be easily obtained.

さらに、本発明の樹脂組成物は、硬化促進触媒を更に含むものであると好ましい。このように硬化促進触媒を含むことで、樹脂組成物の硬化が速く且つ均一に進行することとなり、一層緻密な膜が得られるようになる。かかる硬化促進触媒としては、オニウム塩が好ましく、アンモニウム塩がより好ましい。   Furthermore, it is preferable that the resin composition of the present invention further contains a curing accelerating catalyst. By including the curing accelerating catalyst in this manner, the curing of the resin composition proceeds quickly and uniformly, and a denser film can be obtained. As such a curing accelerating catalyst, an onium salt is preferable, and an ammonium salt is more preferable.

上記本発明の樹脂組成物において、シロキサン樹脂は、熱又は放射線により硬化が可能なものであると更に好ましい。この場合、シリカ系被膜形成時の硬化において、基板等との化学結合を生じること等により、基板に対する密着性が更に向上する傾向にある。   In the resin composition of the present invention, the siloxane resin is more preferably one that can be cured by heat or radiation. In this case, the adhesiveness to the substrate tends to be further improved by forming a chemical bond with the substrate or the like in curing during the formation of the silica-based film.

また、本発明のシリカ系被膜の製造方法は、上記本発明の樹脂組成物からなる膜を焼成する工程を含むことを特徴とする。このように、膜状に成形された上記本発明の樹脂組成物を焼成することで、シリカ系被膜を容易に得ることができる。   Moreover, the manufacturing method of the silica-type film of this invention is characterized by including the process of baking the film | membrane which consists of the said resin composition of this invention. Thus, a silica-type film can be easily obtained by baking the resin composition of the said this invention shape | molded by the film form.

より具体的には、本発明のシリカ系被膜の製造方法は、上記本発明の樹脂組成物を基板上に塗布してこの樹脂組成物からなる膜を形成する工程と、かかる膜から溶媒の少なくとも一部を除去する工程と、この膜を200〜500℃の温度で焼成する工程とを含むとより好ましい。これらの工程によって、より緻密でありアルカリ処理耐性に優れるシリカ系被膜が得られるようになる。   More specifically, the method for producing a silica-based film of the present invention comprises a step of coating the resin composition of the present invention on a substrate to form a film comprising the resin composition, and at least a solvent from the film. It is more preferable to include a step of removing a part and a step of baking this film at a temperature of 200 to 500 ° C. By these steps, a silica-based film that is denser and has excellent alkali treatment resistance can be obtained.

さらに、本発明は、上記本発明の製造方法により得られたシリカ系被膜を提供する。かかるシリカ系被膜は、上記本発明の樹脂組成物から形成されたものであるから、アルカリ処理耐性及び隣接層への接着性の両方に優れるものとなる。   Furthermore, this invention provides the silica-type film obtained by the manufacturing method of the said invention. Such a silica-based film is formed from the resin composition of the present invention, so that it is excellent in both resistance to alkali treatment and adhesion to an adjacent layer.

本発明のシリカ系被膜は、エリプソメトリーの633nmの波長で求めた屈折率が1.42以下であると好ましい。また、比誘電率が4.0以下であるとより好ましい。さらに、ナノインデンテーション法で測定したヤング率が5GPa以上であると特に好ましい。さらにまた、300〜800nmの光の透過率が90%以上であると一層好ましい。これらの特性を有するシリカ系被膜は、隣接する層に対する密着性が十分に維持されたまま、極めて優れたアルカリ処理耐性を有するものとなる。   The silica-based coating of the present invention preferably has a refractive index of 1.42 or less determined at an ellipsometric wavelength of 633 nm. The relative dielectric constant is more preferably 4.0 or less. Furthermore, the Young's modulus measured by the nanoindentation method is particularly preferably 5 GPa or more. Furthermore, it is more preferable that the transmittance of light of 300 to 800 nm is 90% or more. A silica-based film having these characteristics has extremely excellent alkali treatment resistance while maintaining sufficient adhesion to adjacent layers.

本発明はまた、基板と、この基板上に設けられた上記本発明のシリカ系被膜とを備える積層板を提供する。このような積層板は、基板の構成等を変化させることで種々の用途に用いることができ、例えば、透明材料からなる基板を用いることで透明基板として適用可能である。また、ディスプレイ等の反射防止膜としても適用できる。さらに、本発明は、上記本発明のシリカ系被膜を備える電子部品を提供する。   The present invention also provides a laminate comprising a substrate and the silica-based coating of the present invention provided on the substrate. Such a laminated plate can be used for various purposes by changing the configuration of the substrate, and can be applied as a transparent substrate by using a substrate made of a transparent material, for example. It can also be applied as an antireflection film for displays and the like. Furthermore, this invention provides an electronic component provided with the silica-type film of the said invention.

本発明によれば、優れたアルカリ処理耐性を有するとともに、隣接する層に対する優れた密着性を有するシリカ系被膜を形成し得る樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、かかる樹脂組成物を用いたシリカ系被膜及びその製造方法、反射防止膜、透明基板、並びに、電子部品を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while having the outstanding alkali treatment tolerance, the resin composition which can form the silica-type film which has the outstanding adhesiveness with respect to an adjacent layer can be provided. Moreover, according to this invention, the silica type coating using this resin composition, its manufacturing method, an antireflection film, a transparent substrate, and an electronic component can be provided.

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
[シリカ系被膜]
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
[Silica-based coating]

まず、本発明の実施形態に係る樹脂組成物から得られるシリカ系被膜について説明する。   First, a silica-based film obtained from the resin composition according to the embodiment of the present invention will be described.

好適な実施形態に係るシリカ系被膜は、優れたアルカリ処理耐性を有している。ここで、アルカリ処理耐性とは、アルカリ金属の水酸化物水溶液による処理に対する耐性をいい、この水溶液が接触した場合に劣化を生じ難い特性を示す。アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化フランシウム等が挙げられる。アルカリ処理耐性の評価におけるアルカリ金属の水酸化物水溶液の濃度は、一般には0.1〜20重量%、好ましくは1〜20重量、より好ましくは5〜10重量%程度である。また、必要に応じて、水溶液は加温して用いることができる。   The silica-based film according to a preferred embodiment has excellent alkali treatment resistance. Here, the resistance to alkali treatment refers to resistance to treatment with an alkali metal hydroxide aqueous solution, and indicates a characteristic that hardly causes deterioration when the aqueous solution comes into contact. Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, and francium hydroxide. The concentration of the alkali metal hydroxide aqueous solution in the evaluation of alkali treatment resistance is generally about 0.1 to 20% by weight, preferably about 1 to 20% by weight, and more preferably about 5 to 10% by weight. Further, the aqueous solution can be heated and used as necessary.

シリカ系被膜のアルカリ処理耐性は、例えば、次のようにして確認することができる。
(1)まず、シリカ系被膜を形成し、その膜厚及び屈折率を確認する。具体的には、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を2mLのプラスチック製注射器にとり、先端にPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製の孔径0.20μmフィルタを取り付け、樹脂組成物1.5mLを5インチシリコンウエハ上に滴下し、回転塗布により塗布膜を形成する。この塗布膜の形成においては、硬化後の塗布膜の膜厚が225±25nmとなるように回転数を調整する。
The alkali treatment resistance of the silica-based coating can be confirmed, for example, as follows.
(1) First, a silica-based film is formed, and its film thickness and refractive index are confirmed. Specifically, a silica-based film forming resin composition is placed in a 2 mL plastic syringe, a PTFE (polytetrafluoroethylene) pore diameter 0.20 μm filter is attached to the tip, and 1.5 mL of the resin composition is 5 inches. It is dropped on a silicon wafer and a coating film is formed by spin coating. In the formation of the coating film, the rotation speed is adjusted so that the film thickness of the coating film after curing is 225 ± 25 nm.

次いで、ホットプレートを用いて、塗布膜中の有機溶媒を250℃で3分かけて除去した後、酸素濃度が100ppm前後にコントロールされた石英チューブ炉にて350℃、30分かけて、有機溶媒除去後の塗布膜を硬化させ、シリカ系被膜を得る。そして、得られたシリカ系被膜に対し、ガードナー製のエリプソメーターL116Bで633nmの波長のHe−Neレーザーを照射して、照射により生じた位相差からシリカ系被膜の膜厚及び屈折率を求める。
(2)次に、シリカ系被膜が形成されたシリコンウェハを、50℃に加温した10重量%水酸化カリウム(KOH)水溶液に10分間浸漬し、その後、純水でシリコンウェハを洗浄し、さらにスピン乾燥する。
(3)その後、KOH水溶液浸漬後のシリカ系被膜の膜厚と屈折率とを上記(1)の方法と同様にして求める。そして、KOH水溶液浸漬前後の膜厚差が50nm以下であり、且つ、屈折率の変化が0.06以下であったシリカ系被膜を、良好なアルカリ処理耐性を有していると判定する。
Next, using a hot plate, the organic solvent in the coating film was removed at 250 ° C. over 3 minutes, and then the organic solvent was used in a quartz tube furnace in which the oxygen concentration was controlled at around 100 ppm at 350 ° C. over 30 minutes. The coating film after removal is cured to obtain a silica-based film. Then, the obtained silica-based film is irradiated with a He—Ne laser having a wavelength of 633 nm with an ellipsometer L116B manufactured by Gardner, and the film thickness and refractive index of the silica-based film are determined from the phase difference caused by the irradiation.
(2) Next, the silicon wafer on which the silica-based film is formed is immersed in a 10 wt% potassium hydroxide (KOH) aqueous solution heated to 50 ° C. for 10 minutes, and then the silicon wafer is washed with pure water. Spin dry.
(3) Thereafter, the film thickness and refractive index of the silica-based film after immersion in the KOH aqueous solution are determined in the same manner as in the above method (1). And the silica-type film whose film thickness difference before and behind immersion in KOH aqueous solution is 50 nm or less and whose change in refractive index is 0.06 or less is determined to have good alkali treatment resistance.

シリカ系被膜としては、上述した判定方法において、膜厚差が好ましくは30nm以下、より好ましくは20nm以下、特に好ましくは10μm以下であるものが、アルカリ処理耐性に一層優れることから好ましい。この膜厚差が50nmを超えるようなシリカ系被膜は、膜厚制御が困難である等の観点からも好ましくない。また、シリカ系被膜の屈折率差は、0.03以下であると好ましく、0.01以下であるとより好ましく、0.006以下であると更に好ましい。この屈折率差が0.06を超えるようなシリカ系被膜は、アルカリ処理による膜質の劣化が極めて大きいと考えられる。   As the silica-based film, those having a film thickness difference of preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, and particularly preferably 10 μm or less in the above-described determination method are preferable because the alkali treatment resistance is further improved. A silica-based film having a film thickness difference exceeding 50 nm is not preferable from the viewpoint of difficulty in controlling the film thickness. Further, the refractive index difference of the silica-based coating is preferably 0.03 or less, more preferably 0.01 or less, and further preferably 0.006 or less. It is considered that the silica-based film having the refractive index difference exceeding 0.06 is extremely deteriorated in film quality due to alkali treatment.

シリカ系被膜は、反射防止膜として用いる場合、屈折率が1.42以下であると好ましく、1.41以下であるとより好ましく、1.40以下であると更に好ましい。この屈折率が1.42を超えると、反射防止膜としての機能が不十分となる傾向にある。屈折率は、上述したのと同様の方法によって測定することができる。なお、シリカ系被膜を反射防止膜以外の用途で用いる場合は、このような屈折率を有していなくてもよい。   When used as an antireflection film, the silica-based film preferably has a refractive index of 1.42 or less, more preferably 1.41 or less, and even more preferably 1.40 or less. When the refractive index exceeds 1.42, the function as an antireflection film tends to be insufficient. The refractive index can be measured by the same method as described above. In addition, when using a silica-type film for uses other than an antireflection film, it does not need to have such a refractive index.

また、シリカ系被膜は、絶縁膜として用いる場合、その比誘電率が4.0以下であると好ましく、3.6以下であるとより好ましく、3.5以下であると更に好ましく、3.4以下であると特に好ましく、3.3以下であると一層好ましく、3.0以下であると極めて好ましい。シリカ系被膜の比誘電率が4.0を超えると、通常のSiO膜と同等の誘電率を有するようになり、配線間容量を低減できなくなるため、絶縁膜としての使用が困難となる。なお、シリカ系被膜を絶縁膜以外の用途で用いる場合は、このような屈折率を有していなくてもよい。 Further, when used as an insulating film, the silica-based film has a relative dielectric constant of preferably 4.0 or less, more preferably 3.6 or less, and further preferably 3.5 or less, 3.4. The following is particularly preferable, and 3.3 or less is more preferable, and 3.0 or less is extremely preferable. If the relative dielectric constant of the silica-based film exceeds 4.0, it has a dielectric constant equivalent to that of a normal SiO 2 film, and the inter-wiring capacity cannot be reduced, making it difficult to use as an insulating film. In addition, when using a silica-type film for uses other than an insulating film, it does not need to have such a refractive index.

シリカ系被膜の比誘電率は、例えば、以下のようにして測定することができる。まず、シリカ系被膜からなる層間絶縁膜を形成する。すなわち、まず、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を2mLのプラスチック製の注射器にとり、先端にPTFE製の孔径0.20μmフィルタを取り付け、樹脂組成物1.5mLを、抵抗が0.02Ω・cm以下である5インチシリコンウエハ上に滴下し、回転塗布により塗布膜を形成する。この塗布膜の形成においては、硬化後の塗布膜の膜厚が225±25nmとなるように回転数を調整する。   The relative dielectric constant of the silica-based film can be measured, for example, as follows. First, an interlayer insulating film made of a silica-based film is formed. That is, first, a resin composition for forming a silica-based film is placed in a 2 mL plastic syringe, a PTFE pore size 0.20 μm filter is attached to the tip, 1.5 mL of the resin composition is added, and the resistance is 0.02 Ω · cm. It is dropped on a 5-inch silicon wafer as described below, and a coating film is formed by spin coating. In the formation of the coating film, the rotation speed is adjusted so that the film thickness of the coating film after curing is 225 ± 25 nm.

次いで、ホットプレートを用いて、塗布膜中の有機溶媒を250℃で3分かけて除去した後、酸素濃度が100ppm前後にコントロールされた石英チューブ炉にて350℃、30分かけて、有機溶媒除去後の塗布膜を硬化させ、層間絶縁膜としてのシリカ系被膜を製造する。   Next, using a hot plate, the organic solvent in the coating film was removed at 250 ° C. over 3 minutes, and then the organic solvent was used in a quartz tube furnace in which the oxygen concentration was controlled at around 100 ppm at 350 ° C. over 30 minutes. The coating film after the removal is cured to produce a silica-based film as an interlayer insulating film.

その後、真空蒸着装置を用いて、シリカ系被膜上にAl金属を直径2mmの円形で厚さ約0.1μmとなるように真空蒸着させる。これにより、Al金属とシリコンウェハ(低抵抗率基板)との間にシリカ系被膜を配置する構造を有する層間絶縁膜を形成する。   Thereafter, using a vacuum deposition apparatus, Al metal is vacuum deposited on the silica-based coating so as to have a circular shape with a diameter of 2 mm and a thickness of about 0.1 μm. Thus, an interlayer insulating film having a structure in which a silica-based film is disposed between the Al metal and the silicon wafer (low resistivity substrate) is formed.

こうして得られたシリカ系被膜からなる層間絶縁膜の電荷容量を、LFインピーダンスアナライザー(横河電機株式会社製:HP4192A)に、誘電体テスト・フィクスチャー(横河電機株式会社製:HP16451B)を接続した装置を用いて、温度23℃±2℃、湿度40%±10%、使用周波数1MHzの条件で測定する。そして、得られた電荷容量の測定値を、下記式;
層間絶縁膜の比誘電率=3.597×10−2×電荷容量(pF)×層間絶縁膜の膜厚(μm)
に代入することで、層間絶縁膜の比誘電率を算出することができる。なお、層間絶縁膜の膜厚の値としては、上記シリカ系被膜の膜厚測定で得られる値を採用することができる。
A dielectric test fixture (Yokogawa Electric Corporation: HP16451B) is connected to the LF impedance analyzer (Yokogawa Electric Corporation: HP4192A) for the charge capacity of the interlayer insulating film made of the silica-based coating thus obtained. Measured under the conditions of a temperature of 23 ° C. ± 2 ° C., a humidity of 40% ± 10%, and a use frequency of 1 MHz. And the measured value of the obtained charge capacity is expressed by the following formula:
Dielectric constant of interlayer insulating film = 3.597 × 10 −2 × charge capacity (pF) × film thickness of interlayer insulating film (μm)
By substituting into, the relative dielectric constant of the interlayer insulating film can be calculated. In addition, as a value of the film thickness of the interlayer insulating film, a value obtained by measuring the film thickness of the silica-based film can be employed.

また、シリカ系被膜の300〜800nmの波長を有する光の透過率は、90%以上であると好ましく、93%以上であるとより好ましく、95%以上であると更に好ましく、97%以上であると特に好ましい。シリカ系被膜の上記波長域の光の透過率が90%未満であると、このシリカ系被膜を反射防止膜やFPD(フラットパネルディスプレイ)の層間絶縁膜として用いた場合に視認性が悪くなる傾向にある。   Further, the transmittance of light having a wavelength of 300 to 800 nm of the silica-based coating is preferably 90% or more, more preferably 93% or more, still more preferably 95% or more, and 97% or more. And particularly preferred. When the transmittance of light in the above-mentioned wavelength region of the silica-based coating is less than 90%, the visibility tends to deteriorate when this silica-based coating is used as an antireflection film or an interlayer insulating film of an FPD (flat panel display). It is in.

このようなシリカ系被膜の光の透過率は、例えば、以下のようにして測定することができる。すなわち、まず、基板として、シリコンウェハに代えて300〜800nmの波長領域で透明であるものを用いること以外は、上述した方法と同様にしてシリカ系被膜を形成する。次いで、シリカ系被膜が形成された基板を、株式会社日立製作所社製の紫外可視分光光度計(U−3310)を用い、シリカ系被膜を形成していない基板をリファレンスとして波長300〜800nmまでの領域を透過率モードで測定することによって、シリカ系被膜の上記波長域の光の透過率を測定することができる。   The light transmittance of such a silica-based film can be measured, for example, as follows. That is, first, a silica-based film is formed in the same manner as described above, except that a substrate that is transparent in the wavelength region of 300 to 800 nm is used instead of a silicon wafer. Next, the substrate on which the silica-based film is formed is used with a UV-visible spectrophotometer (U-3310) manufactured by Hitachi, Ltd., and the substrate on which the silica-based film is not formed is used as a reference for a wavelength of 300 to 800 nm. By measuring the region in the transmittance mode, the transmittance of light in the above-mentioned wavelength region of the silica-based coating can be measured.

さらに、シリカ系被膜のナノインデンテーション法で測定したヤング率は、5GPa以上であると好ましく、7GPa以上であるとより好ましく、10GPa以上であると更に好ましく、15GPa以上であると特に好ましい。シリカ系被膜のヤング率が5GPa未満であると、例えば、パッケージング等のストレスがかかる工程においてシリカ系被膜の剥離が生じ易くなる場合がある。シリカ系被膜のヤング率は、例えば、上述したのと同様にして層間絶縁膜を形成した後、ナノインデンターSA2(DCM、MTS社製)を用い、温度23℃±2℃、周波数75Hzで、ヤング率の測定範囲を膜厚の1/10以下で、押し込み深さで変動しない範囲とする条件で測定することにより求めることができる。
[樹脂組成物]
Furthermore, the Young's modulus of the silica-based film measured by the nanoindentation method is preferably 5 GPa or more, more preferably 7 GPa or more, further preferably 10 GPa or more, and particularly preferably 15 GPa or more. If the Young's modulus of the silica-based film is less than 5 GPa, for example, the silica-based film may be easily peeled off in a process where stress such as packaging is applied. The Young's modulus of the silica-based film is, for example, after forming an interlayer insulating film in the same manner as described above, and then using nanoindenter SA2 (DCM, manufactured by MTS) at a temperature of 23 ° C. ± 2 ° C. and a frequency of 75 Hz. The Young's modulus can be determined by measuring under a condition that the measurement range is 1/10 or less of the film thickness and does not vary with the indentation depth.
[Resin composition]

次に、シリカ系被膜を形成するための樹脂組成物の好適な実施形態について説明する。シリカ系被膜形成用の樹脂組成物は、(a)シロキサン樹脂及び(b)溶媒を含んでいる。以下、まず、樹脂組成物に含まれる各成分について説明する。   Next, a preferred embodiment of a resin composition for forming a silica-based film will be described. The resin composition for forming a silica-based film contains (a) a siloxane resin and (b) a solvent. Hereinafter, first, each component contained in the resin composition will be described.

(a)シロキサン樹脂
(a)成分であるシロキサン樹脂は、下記一般式(1)で表されるケイ素化合物を含む原料成分を加水分解縮合して得られるものである。

Figure 2007031696

[式中、Rは、水素及びフッ素のうちのいずれか一方の原子、ホウ素、窒素、アルミニウム、リン、ケイ素、ゲルマニウム若しくはチタンを含む基、又は、炭素数1〜20の有機基を示し、Xは加水分解性基を示し、nは0〜2の整数である。ただし、R又はXが複数存在する場合、これらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。] (A) Siloxane resin The siloxane resin as the component (a) is obtained by hydrolytic condensation of a raw material component containing a silicon compound represented by the following general formula (1).
Figure 2007031696

[Wherein, R 1 represents an atom of any one of hydrogen and fluorine, a group containing boron, nitrogen, aluminum, phosphorus, silicon, germanium, or titanium, or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, X represents a hydrolyzable group, and n is an integer of 0-2. However, when two or more R < 1 > or X exists, these may be same or different, respectively. ]

ここで、加水分解縮合とは、上記式(1)で表されるケイ素化合物における加水分解性基が、加水分解によってヒドロキシ基に変換された後、このヒドロキシ基同士が脱水縮合を生じる反応をいう。このような加水分解縮合により形成されたシロキサン樹脂は、ケイ素原子が酸素原子を介して直鎖状又は3次元網目状に結合され、また、ケイ素原子の少なくとも一部に上記Rで表される基が結合した構造を有するものとなる。なお、原料成分としては、上記一般式(1)で表されるケイ素化合物を必須成分として含む限り、他の成分を更に含んでいてもよいが、優れた特性を有するシリカ系被膜を得る観点からは、原料成分の大部分(90%以上)が一般式(1)のケイ素化合物であると好ましく、原料成分が上記一般式(1)のケイ素化合物のみから構成されるとより好ましい。 Here, the hydrolysis condensation refers to a reaction in which, after the hydrolyzable group in the silicon compound represented by the above formula (1) is converted into a hydroxy group by hydrolysis, the hydroxy groups cause dehydration condensation. . In the siloxane resin formed by such hydrolysis condensation, a silicon atom is bonded in a linear or three-dimensional network via an oxygen atom, and at least a part of the silicon atom is represented by the above R 1. It has a structure in which groups are bonded. In addition, as a raw material component, as long as the silicon compound represented by the general formula (1) is included as an essential component, it may further include other components, but from the viewpoint of obtaining a silica-based film having excellent characteristics. Is preferably the majority (90% or more) of the raw material component is a silicon compound of the general formula (1), more preferably the raw material component is composed only of the silicon compound of the general formula (1).

シロキサン樹脂としては、末端や側鎖にOH基を有するものが好ましい。これにより、シリカ系被膜形成時の硬化反応において、硬化のための加水分解縮合がより良好に進行するようになる。   As the siloxane resin, those having an OH group at the terminal or side chain are preferable. Thereby, in the curing reaction at the time of forming the silica-based film, hydrolysis condensation for curing proceeds better.

このようなシロキサン樹脂は、溶媒への溶解性、機械特性、成形性等の観点からは、重量平均分子量(Mw)が500〜1,000,000であることが好ましく、500〜500,000であることがより好ましく、500〜100,000であることが更に好ましく、500〜10,000であることが特に好ましく、500〜5,000であることが一層好ましい。シロキサン樹脂のMwが500未満であると、シリカ系被膜を形成する際の成膜性が劣る傾向にある。一方、Mwが1,000,000を超えると、シロキサン樹脂の溶媒との相溶性が低下して、緻密な膜が得られ難くなる傾向にある。なお、本明細書において、Mwとは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」という)によって測定され、標準ポリスチレンの検量線を使用して換算された値をいうものとする。   Such a siloxane resin preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 500 to 1,000,000 from the viewpoint of solubility in a solvent, mechanical properties, moldability, etc., and is 500 to 500,000. More preferably, it is more preferably 500 to 100,000, particularly preferably 500 to 10,000, and still more preferably 500 to 5,000. If the Mw of the siloxane resin is less than 500, the film formability when forming a silica-based film tends to be inferior. On the other hand, when Mw exceeds 1,000,000, the compatibility with the solvent of the siloxane resin is lowered, and it tends to be difficult to obtain a dense film. In the present specification, Mw means a value measured by gel permeation chromatography (hereinafter referred to as “GPC”) and converted using a standard polystyrene calibration curve.

このようなMwは、例えば、以下の条件でGPCを行うことにより測定することができる。
試料:シリカ系被膜形成用樹脂組成物
標準ポリスチレン:東ソー株式会社標準ポリスチレン(分子量190,000、17,900、9,100、2,980、578、474、370、266)
検出器:株式会社日立製作所社製RI−モニター、商品名「L−3000」
インテグレーター:株式会社日立製作所製GPCインテグレーター、商品名「D−2200」
ポンプ:株式会社日立製作所製、商品名「L−6000」
デガス装置:昭和電工株式会社製、商品名「Shodex DEGAS」
カラム:日立化成工業株式会社製、商品名「GL−R440」、「GL−R430」、「GL−R420」をこの順に連結して使用
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
測定温度:23℃
流速:1.75mL/分
測定時間:45分
Such Mw can be measured, for example, by performing GPC under the following conditions.
Sample: Silica-based film forming resin composition Standard polystyrene: Tosoh Corporation standard polystyrene (Molecular weight 190,000, 17,900, 9,100, 2,980, 578, 474, 370, 266)
Detector: RI-monitor manufactured by Hitachi, Ltd., trade name “L-3000”
Integrator: GPC integrator manufactured by Hitachi, Ltd., trade name “D-2200”
Pump: Hitachi, Ltd., trade name “L-6000”
Degassing device: Showa Denko Co., Ltd., trade name "Shodex DEGAS"
Column: Hitachi Chemical Co., Ltd., trade names “GL-R440”, “GL-R430”, “GL-R420” connected in this order and used eluent: tetrahydrofuran (THF)
Measurement temperature: 23 ° C
Flow rate: 1.75 mL / min Measurement time: 45 minutes

シロキサン樹脂の原料成分である上記式(1)で表されるケイ素化合物において、Xで表される加水分解性基としては、アルコキシ基、ハロゲン原子、アセトキシ基、イソシアネート基、ヒドロキシル基等が挙げられる。これらの中では、樹脂組成物の安定性や塗布特性を向上させる観点から、アルコキシ基が好ましい。   In the silicon compound represented by the above formula (1) which is a raw material component of the siloxane resin, examples of the hydrolyzable group represented by X include an alkoxy group, a halogen atom, an acetoxy group, an isocyanate group, and a hydroxyl group. . In these, an alkoxy group is preferable from a viewpoint of improving the stability and application | coating characteristic of a resin composition.

Xで表される加水分解性基がアルコキシ基であるケイ素化合物(アルコキシシラン)としては、テトラアルコキシシラン、トリアルコキシシラン又はジアルコキシシランが挙げられる。テトラアルコキシシランとしては、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−ブトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、テトラフェノキシシラン等が例示できる。   Examples of the silicon compound (alkoxysilane) in which the hydrolyzable group represented by X is an alkoxy group include tetraalkoxysilane, trialkoxysilane, and dialkoxysilane. Tetraalkoxysilanes include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, tetra Examples thereof include phenoxysilane.

また、トリアルコキシシランとしては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリ−n−プロポキシシラン、フルオロトリメトキシシラン、フルオロトリエトキシシラン、フルオロトリ−n−プロポキシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリ−iso−プロポキシシラン、メチルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−iso−ブトキシシラン、メチルトリ−tert−ブトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−n−プロポキシシラン、エチルトリ−iso−プロポキシシラン、エチルトリ−n−ブトキシシラン、エチルトリ−iso−ブトキシシラン、エチルトリ−tert−ブトキシシラン、エチルトリフェノキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、n−プロピルトリ−iso−プロポキシシラン、n−プロピルトリ−n−ブトキシシラン、n−プロピルトリ−iso−ブトキシシラン、n−プロピルトリ−tert−ブトキシシラン、n−プロピルトリフェノキシシラン、iso−プロピルトリメトキシシラン、iso−プロピルトリエトキシシラン、iso−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、iso−プロピルトリ−iso−プロポキシシラン、iso−プロピルトリ−n−ブトキシシラン、iso−プロピルトリ−iso−ブトキシシラン、iso−プロピルトリ−tert−ブトキシシラン、iso−プロピルトリフェノキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、n−ブチルトリ−iso−プロポキシシラン、n−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、n−ブチルトリ−iso−ブトキシシラン、n−ブチルトリ−tert−ブトキシシラン、n−ブチルトリフェノキシシラン、sec−ブチルトリメトキシシラン、sec−ブチルトリエトキシシラン、sec−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、sec−ブチルトリ−iso−プロポキシシラン、sec−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、sec−ブチルトリ−iso−ブトキシシラン、sec−ブチルトリ−tert−ブトキシシラン、sec−ブチルトリフェノキシシラン、t−ブチルトリメトキシシラン、t−ブチルトリエトキシシラン、t−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、t−ブチルトリ−iso−プロポキシシラン、t−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、t−ブチルトリ−iso−ブトキシシラン、t−ブチルトリ−tert−ブトキシシラン、t−ブチルトリフェノキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリ−n−プロポキシシラン、フェニルトリ−iso−プロポキシシラン、フェニルトリ−n−ブトキシシラン、フェニルトリ−iso−ブトキシシラン、フェニルトリ−tert−ブトキシシラン、フェニルトリフェノキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、ペンタフルオロエチルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。   Trialkoxysilanes include trimethoxysilane, triethoxysilane, tri-n-propoxysilane, fluorotrimethoxysilane, fluorotriethoxysilane, fluorotri-n-propoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane. Methyltri-n-propoxysilane, methyltri-iso-propoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, methyltri-iso-butoxysilane, methyltri-tert-butoxysilane, methyltriphenoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane Ethyltri-n-propoxysilane, ethyltri-iso-propoxysilane, ethyltri-n-butoxysilane, ethyltri-iso-butoxysilane, ethyltri-tert- Toxisilane, ethyltriphenoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltri-n-propoxysilane, n-propyltri-iso-propoxysilane, n-propyltri-n-butoxysilane N-propyltri-iso-butoxysilane, n-propyltri-tert-butoxysilane, n-propyltriphenoxysilane, iso-propyltrimethoxysilane, iso-propyltriethoxysilane, iso-propyltri-n-propoxy Silane, iso-propyltri-iso-propoxysilane, iso-propyltri-n-butoxysilane, iso-propyltri-iso-butoxysilane, iso-propyltri-tert-butoxysilane, iso-propyl Liphenoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-butyltri-n-propoxysilane, n-butyltri-iso-propoxysilane, n-butyltri-n-butoxysilane, n-butyltri-iso -Butoxysilane, n-butyltri-tert-butoxysilane, n-butyltriphenoxysilane, sec-butyltrimethoxysilane, sec-butyltriethoxysilane, sec-butyltri-n-propoxysilane, sec-butyltri-iso-propoxy Silane, sec-butyltri-n-butoxysilane, sec-butyltri-iso-butoxysilane, sec-butyltri-tert-butoxysilane, sec-butyltriphenoxysilane, t-butyltrimethoxysilane, t- Butyltriethoxysilane, t-butyltri-n-propoxysilane, t-butyltri-iso-propoxysilane, t-butyltri-n-butoxysilane, t-butyltri-iso-butoxysilane, t-butyltri-tert-butoxysilane, t-butyltriphenoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltri-n-propoxysilane, phenyltri-iso-propoxysilane, phenyltri-n-butoxysilane, phenyltri-iso-butoxysilane, phenyl Tri-tert-butoxysilane, phenyltriphenoxysilane, trifluoromethyltrimethoxysilane, pentafluoroethyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3 3- trifluoropropyl triethoxysilane, and the like.

さらに、ジアルコキシシランとしては、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジ−n−プロポキシシラン、ジメチルジ−iso−プロポキシシラン、ジメチルジ−n−ブトキシシラン、ジメチルジ−sec−ブトキシシラン、ジメチルジ−tert−ブトキシシラン、ジメチルジフェノキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジ−n−プロポキシシラン、ジエチルジ−iso−プロポキシシラン、ジエチルジ−n−ブトキシシラン、ジエチルジ−sec−ブトキシシラン、ジエチルジ−tert−ブトキシシラン、ジエチルジフェノキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−n−プロポキシシラン、ジ−n−プロピルジ−iso−プロポキシシラン、ジ−n−プロピルジ−n−ブトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−n−プロピルジフェノキシシラン、ジ−iso−プロピルジメトキシシラン、ジ−iso−プロピルジエトキシシラン、ジ−iso−プロピルジ−n−プロポキシシラン、ジ−iso−プロピルジ−iso−プロポキシシラン、ジ−iso−プロピルジ−n−ブトキシシラン、ジ−iso−プロピルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−iso−プロピルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−iso−プロピルジフェノキシシラン、ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−n−ブチルジ−iso−プロポキシシラン、ジ−n−ブチルジ−n−ブトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−n−ブチルジフェノキシシラン、ジ−sec−ブチルジメトキシシラン、ジ−sec−ブチルジエトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−iso−プロポキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−n−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチルジフェノキシシラン、ジ−tert−ブチルジメトキシシラン、ジ−tert−ブチルジエトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−iso−プロポキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−n−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチルジフェノキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジ−n−プロポキシシラン、ジフェニルジ−iso−プロポキシシラン、ジフェニルジ−n−ブトキシシラン、ジフェニルジ−sec−ブトキシシラン、ジフェニルジ−tert−ブトキシシラン、ジフェニルジフェノキシシラン、ビス(3,3,3−トリフルオロプロピル)ジメトキシシラン、メチル(3,3,3−トリフルオロプロピル)ジメトキシシラン等が挙げられる。   Further, as dialkoxysilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldi-n-propoxysilane, dimethyldi-iso-propoxysilane, dimethyldi-n-butoxysilane, dimethyldi-sec -Butoxysilane, dimethyldi-tert-butoxysilane, dimethyldiphenoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldi-n-propoxysilane, diethyldi-iso-propoxysilane, diethyldi-n-butoxysilane, diethyldi-sec- Butoxysilane, diethyldi-tert-butoxysilane, diethyldiphenoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n-propyldiethoxysilane Di-n-propyldi-n-propoxysilane, di-n-propyldi-iso-propoxysilane, di-n-propyldi-n-butoxysilane, di-n-propyldi-sec-butoxysilane, di-n-propyldi- tert-butoxysilane, di-n-propyldiphenoxysilane, di-iso-propyldimethoxysilane, di-iso-propyldiethoxysilane, di-iso-propyldi-n-propoxysilane, di-iso-propyldi-iso- Propoxysilane, di-iso-propyldi-n-butoxysilane, di-iso-propyldi-sec-butoxysilane, di-iso-propyldi-tert-butoxysilane, di-iso-propyldiphenoxysilane, di-n-butyl Dimethoxysilane, di-n-butyldiethoxy Orchid, di-n-butyldi-n-propoxysilane, di-n-butyldi-iso-propoxysilane, di-n-butyldi-n-butoxysilane, di-n-butyldi-sec-butoxysilane, di-n- Butyldi-tert-butoxysilane, di-n-butyldiphenoxysilane, di-sec-butyldimethoxysilane, di-sec-butyldiethoxysilane, di-sec-butyldi-n-propoxysilane, di-sec-butyldi- iso-propoxysilane, di-sec-butyldi-n-butoxysilane, di-sec-butyldi-sec-butoxysilane, di-sec-butyldi-tert-butoxysilane, di-sec-butyldiphenoxysilane, di-tert -Butyldimethoxysilane, di-tert-butyldiethoxysilane, di- tert-butyldi-n-propoxysilane, di-tert-butyldi-iso-propoxysilane, di-tert-butyldi-n-butoxysilane, di-tert-butyldi-sec-butoxysilane, di-tert-butyldi-tert- Butoxysilane, di-tert-butyldiphenoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldi-n-propoxysilane, diphenyldi-iso-propoxysilane, diphenyldi-n-butoxysilane, diphenyldi-sec- Butoxysilane, diphenyldi-tert-butoxysilane, diphenyldiphenoxysilane, bis (3,3,3-trifluoropropyl) dimethoxysilane, methyl (3,3,3-trifluoropropyl) dimethoxysilane, etc. And the like.

また、Xで表される加水分解性基がハロゲン原子(ハロゲン基)である上記一般式(1)のケイ素化合物(ハロゲン化シラン)としては、上述したアルコキシシランにおけるアルコキシ基がハロゲン原子で置換された化合物が例示できる。また、Xがアセトキシ基である上記一般式(1)のケイ素化合物(アセトキシシラン)としては、上述したアルコキシシランにおけるアルコキシ基がアセトキシ基で置換された化合物が挙げられる。さらに、Xがイソシアネート基である上記一般式(1)の化合物(イソシアネートシラン)としては、上述したアルコキシシランにおけるアルコキシ基がイソシアネート基で置換された化合物が挙げられる。さらにまた、Xがヒドロキシ基である上記一般式(1)の化合物(ヒドロキシシラン)としては、上述したアルコキシシランにおけるアルコキシ基がヒドロキシ基で置換された化合物が挙げられる。なお、上記一般式(1)で表される化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   In addition, as the silicon compound (halogenated silane) of the above general formula (1) in which the hydrolyzable group represented by X is a halogen atom (halogen group), the alkoxy group in the alkoxysilane described above is substituted with a halogen atom. The compound which can be illustrated can be illustrated. Moreover, as a silicon compound (acetoxysilane) of the said General formula (1) whose X is an acetoxy group, the compound by which the alkoxy group in the alkoxysilane mentioned above was substituted by the acetoxy group is mentioned. Furthermore, examples of the compound of general formula (1) (isocyanate silane) in which X is an isocyanate group include compounds in which the alkoxy group in the alkoxysilane described above is substituted with an isocyanate group. Furthermore, examples of the compound of the general formula (1) (hydroxysilane) in which X is a hydroxy group include compounds in which the alkoxy group in the alkoxysilane described above is substituted with a hydroxy group. In addition, the compound represented by the said General formula (1) can be used individually or in combination of 2 or more types.

上記一般式(1)におけるnは0〜2の整数を示す。但し、nが2のとき、上記Rは各々同一でも異なっていてもよい。また、nが0〜2のとき、上記Xは、各々同一でも異なっていてもよい。なお、nは0〜1であることが好ましく、nが0である上記一般式(1)で表される化合物とnが1である上記一般式(1)で表される化合物とを組み合わせて使用することがより好ましい。nが0である化合物及びnが1である化合物を組み合わせた場合には、シロキサン樹脂は、SiOで表される単位及びRSiO3/2で表される単位を含む。但し、Rは上記と同義である。かかるシロキサン樹脂は、多官能性を有する上述のテトラアルコキシシランとトリアルコキシシランとを共加水分解縮合させて得られる。なお、SiOで表される単位はテトラアルコキシシランに由来する単位であり、RSiO3/2で表される単位はトリアルコキシシランに由来する単位である。シロキサン樹脂はこれらの構造単位を含むことによって架橋密度が向上するため、被膜特性を向上させることができる。 N in the said General formula (1) shows the integer of 0-2. However, when n is 2, each R 1 may be the same or different. Moreover, when n is 0-2, said X may be same or different, respectively. In addition, it is preferable that n is 0-1, and the compound represented by the general formula (1) in which n is 0 and the compound represented by the general formula (1) in which n is 1 are combined. More preferably it is used. When a compound in which n is 0 and a compound in which n is 1 are combined, the siloxane resin includes a unit represented by SiO 2 and a unit represented by R 1 SiO 3/2 . However, R 1 is as defined above. Such a siloxane resin is obtained by cohydrolyzing and condensing the above-mentioned tetraalkoxysilane and trialkoxysilane having polyfunctionality. The unit represented by SiO 2 is a unit derived from tetraalkoxysilane, and the unit represented by R 1 SiO 3/2 is a unit derived from trialkoxysilane. Since the siloxane resin contains these structural units, the crosslink density is improved, so that the film characteristics can be improved.

シロキサン樹脂は、上述の如く、上記一般式(1)で表されるケイ素化合物を必須成分として含む原料成分を加水分解縮合して得られるものであり、主にこのケイ素化合物の重合体から構成される。この加水分解縮合反応は、例えば、ケイ素化合物やその他の原料成分に水を加えて溶媒中で攪拌することによって生じさせることができる。この加水分解縮合反応においては、反応を促進する触媒を更に添加してもよい。このような触媒としては、酸触媒、アルカリ触媒、金属キレート化合物等が挙げられる。   As described above, the siloxane resin is obtained by hydrolytic condensation of a raw material component containing the silicon compound represented by the general formula (1) as an essential component, and is mainly composed of a polymer of this silicon compound. The This hydrolysis-condensation reaction can be caused, for example, by adding water to a silicon compound or other raw material components and stirring in a solvent. In this hydrolysis condensation reaction, a catalyst for promoting the reaction may be further added. Examples of such a catalyst include an acid catalyst, an alkali catalyst, and a metal chelate compound.

酸触媒としては、例えば、蟻酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、マロン酸、コハク酸、酒石酸、リンゴ酸、乳酸、クエン酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、酪酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、ベンゼンスルホン酸、安息香酸、p−アミノ安息香酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルフォン酸、トリフルオロエタンスルフォン酸等の有機酸、塩酸、燐酸、硝酸、ホウ酸、硫酸、フッ酸等の無機酸などが挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。   Examples of the acid catalyst include formic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, malonic acid, succinic acid, tartaric acid, malic acid, lactic acid, citric acid, acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid and heptanoic acid. , Octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, oxalic acid, adipic acid, sebacic acid, butyric acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid, linolenic acid, salicylic acid, benzenesulfonic acid, benzoic acid, p-aminobenzoic acid, p- Examples thereof include organic acids such as toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid and trifluoroethanesulfonic acid, and inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, boric acid, sulfuric acid and hydrofluoric acid. These may be used alone or in combination of two or more.

また、アルカリ触媒としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、ピリジン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、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、アンモニア、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、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、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデカシルアミン、ドデカシルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、N,N−ジメチルアミン、N,N−ジエチルアミン、N,N−ジプロピルアミン、N,N−ジブチルアミン、N,N−ジペンチルアミン、N,N−ジヘキシルアミン、N,N−ジシクロペンチルアミン、N,N−ジシクロヘキシルアミン、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、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリシクロペンチルアミン、トリシクロヘキシルアミン等が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。   Examples of the alkali catalyst include sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, pyridine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, dimethylmonoethanolamine, monomethyldiethanolamine, ammonia, tetramethylammonium. Hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, undecacilamine, dodecacylamine, cyclopentylamine , Cyclohexylamine, N, N-dimethylamine, N, N-diethylamine, N N-dipropylamine, N, N-dibutylamine, N, N-dipentylamine, N, N-dihexylamine, N, N-dicyclopentylamine, N, N-dicyclohexylamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, Examples include tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, tricyclopentylamine, and tricyclohexylamine. These may be used alone or in combination of two or more.

さらに、金属キレート化合物としては、例えば、トリメトキシ・モノ(アセチルアセナート)チタン、トリエトキシ・モノ(アセチルアセナート)チタン、トリ−n−プロポキシ・モノ(アセチルアセナート)チタン、トリ−iso−プロポキシ・モノ(アセチルアセナート)チタン、トリ−n−ブトキシ・モノ(アセチルアセナート)チタン、トリ−sec−ブトキシ・モノ(アセチルアセナート)チタン、トリ−tert−ブトキシ・モノ(アセチルアセナート)チタン、ジメトキシ・モノ(アセチルアセナート)チタン、ジエトキシ・ジ(アセチルアセナート)チタン、ジn−プロポキシ・ジ(アセチルアセナート)チタン、ジiso−プロポキシ・ジ(アセチルアセナート)チタン、ジn−ブトキシ・ジ(アセチルアセナート)チタン、ジsec−ブトキシ・ジ(アセチルアセナート)チタン、ジtert−ブトキシ・ジ(アセチルアセナート)チタン、モノメトキシ・トリス(アセチルアセナート)チタン、モノエトキシ・トリス(アセチルアセナート)チタン、モノn−プロポキシ・トリス(アセチルアセナート)チタン、モノiso−プロポキシ・トリス(アセチルアセナート)チタン、モノn−ブトキシ・トリス(アセチルアセナート)チタン、モノsec−ブトキシ・トリス(アセチルアセナート)チタン、モノtert−ブトキシ・トリス(アセチルアセナート)チタン、テトラキス(アセチルアセナート)チタン、トリメトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)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−iso−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、ジメトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、ジエトキシ・ジ(エチルアセトアセテート)チタン、ジn−プロポキシ・ジ(エチルアセトアセテート)チタン、ジiso−プロポキシ・ジ(エチルアセトアセテート)チタン、ジn−ブトキシ・ジ(エチルアセトアセテート)チタン、ジsec−ブトキシ・ジ(エチルアセトアセテート)チタン、ジtert−ブトキシ・ジ(エチルアセトアセテート)チタン、モノメトキシ・トリス(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iso−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)チタン等のチタンを有する金属キレート化合物や、このチタンを有する金属キレート化合物のチタンがジルコニウム、アルミニウム等に置換された化合物等が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。   Furthermore, examples of the metal chelate compound include trimethoxy mono (acetyl acetonate) titanium, triethoxy mono (acetyl acetonate) titanium, tri-n-propoxy mono (acetyl acetonate) titanium, tri-iso-propoxy. Mono (acetylacetonate) titanium, tri-n-butoxy mono (acetylacetonate) titanium, tri-sec-butoxy mono (acetylacetonate) titanium, tri-tert-butoxy mono (acetylacetonate) titanium, Dimethoxy mono (acetyl acetonate) titanium, diethoxy di (acetyl acetonate) titanium, di n-propoxy di (acetyl acetonate) titanium, diiso-propoxy di (acetyl acetonate) titanium, di n-butoxy・ Di (acetylacetonate) Chita , Disec-butoxy-di (acetylacetonate) titanium, ditert-butoxy-di (acetylacetonate) titanium, monomethoxytris (acetylacetonate) titanium, monoethoxytris (acetylacetonate) titanium, mono n-propoxy-tris (acetylacetonate) titanium, monoiso-propoxy-tris (acetylacetonate) titanium, mono-n-butoxy-tris (acetylacetonate) titanium, mono-sec-butoxy-tris (acetylacetonate) titanium , Mono tert-butoxy tris (acetylacetonate) titanium, tetrakis (acetylacetonate) titanium, trimethoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, triethoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, tri-n-propoxy (Ethyl acetoacetate) titanium, tri-iso-propoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, tri-n-butoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, tri-sec-butoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, tri -Tert-butoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, dimethoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, diethoxy di (ethyl acetoacetate) titanium, di-n-propoxy di (ethyl acetoacetate) titanium, diiso-propoxy Di (ethyl acetoacetate) titanium, di-n-butoxy di (ethyl acetoacetate) titanium, disec-butoxy di (ethyl acetoacetate) titanium, di tert-butoxy di (ethyl acetoacetate) titanium, monometh Xy-tris (ethyl acetoacetate) titanium, monoethoxy tris (ethyl acetoacetate) titanium, mono n-propoxy tris (ethyl acetoacetate) titanium, monoiso-propoxy tris (ethyl acetoacetate) titanium, mono n- Metal chelates with titanium such as butoxy tris (ethyl acetoacetate) titanium, mono sec-butoxy tris (ethyl acetoacetate) titanium, mono tert-butoxy tris (ethyl acetoacetate) titanium, tetrakis (ethyl acetoacetate) titanium Examples thereof include compounds and compounds in which titanium of the metal chelate compound having titanium is substituted with zirconium, aluminum, or the like. These may be used alone or in combination of two or more.

ケイ素化合物の加水分解縮合は上記触媒を用いて行うことが好ましいが、組成物の安定性が悪化する場合や、触媒を含むことによって他材料への腐食等の影響が懸念される場合は、例えば、加水分解後に上記触媒を組成物から取り除いたり、反応させて触媒としての機能を失活させたりしてもよい。これらの方法としては特に制限はないが、例えば、触媒を取り除く方法としては、蒸留やイオンクロマトカラム等が挙げられる。また、加水分解後の反応物から上記一般式(1)のケイ素化合物の加水分解物を再沈等で取り出してもよい。一方、反応により触媒としての機能を失活させる方法としては、例えば、触媒がアルカリ触媒の時は、酸触媒を添加することで中和したり、pHを酸性側にしたりする方法がある。   The hydrolytic condensation of the silicon compound is preferably performed using the above catalyst. However, when the stability of the composition deteriorates, or when there is a concern about the influence of corrosion on other materials by including the catalyst, for example, The catalyst may be removed from the composition after hydrolysis, or may be reacted to deactivate the function as a catalyst. Although there is no restriction | limiting in particular as these methods, For example, distillation, an ion chromatography column, etc. are mentioned as a method of removing a catalyst. Moreover, you may take out the hydrolyzate of the said silicon compound of General formula (1) from the reaction material after a hydrolysis by reprecipitation etc. On the other hand, as a method of deactivating the function as a catalyst by the reaction, for example, when the catalyst is an alkali catalyst, there are a method of neutralizing by adding an acid catalyst or making the pH acidic.

加水分解縮合における触媒の使用量は、上記一般式(1)で表される化合物1モルに対して、0.0001〜1モルの範囲であると好ましい。この使用量が0.0001モル未満であると、加水分解縮合を促進する効果が十分に得られ難くなる傾向にある。一方、1モルを超えると、加水分解縮合時に望ましくないゲル化が促進される傾向にある。なお、加水分解縮合反応では、加水分解副生物としてアルコール等が生成するが、これらはプロトン性溶媒であり、樹脂組成物中に含まれると好ましくないことから、エバポレーター等を用いて除去しておくことが望ましい。   The amount of the catalyst used in the hydrolysis condensation is preferably in the range of 0.0001 to 1 mol with respect to 1 mol of the compound represented by the general formula (1). If the amount used is less than 0.0001 mol, the effect of promoting hydrolysis condensation tends to be hardly obtained. On the other hand, when it exceeds 1 mol, undesired gelation tends to be promoted during hydrolysis condensation. In the hydrolysis-condensation reaction, alcohol or the like is generated as a hydrolysis by-product. However, these are protic solvents and are not preferable if they are contained in the resin composition. Therefore, they are removed using an evaporator or the like. It is desirable.

本実施形態におけるシロキサン樹脂は、上述の如く、上記一般式(1)で表されるケイ素化合物が酸素原子を介して直鎖状又は3次元網目状に結合された構造を主に有するものとなる。また、かかる構造中のケイ素原子の少なくとも一部は、ケイ素化合物におけるRに由来する基、すなわち、H及びFのうちのいずれか一方の原子、B、N、Al、P、Si、Ge若しくはTiを含む基、又は、炭素数1〜20の有機基を有することとなる。ただし、ケイ素原子に結合しているF原子の量が多くなると、シリカ系被膜の密着性が低下する傾向にあることから、強い密着性を得ようとする場合はF原子を有しない構成とすることが望ましい。上述したなかでも、シロキサン樹脂中のケイ素原子は、H原子、F原子、Siを含む基、又は、有機基を有していると好ましい。これにより、得られるシリカ系被膜の誘電特性及び機械特性が向上するようになる。特に、シロキサン樹脂におけるケイ素原子は、有機基を有していると好ましく、メチル基を有していると特に好ましい。シロキサン樹脂中のケイ素原子に結合した基の種類は、原料のケイ素化合物を適宜選択することで任意に変更でき、複数種を組み合わせることもできる。 As described above, the siloxane resin in the present embodiment mainly has a structure in which the silicon compound represented by the general formula (1) is bonded in a linear or three-dimensional network via an oxygen atom. . Further, at least part of the silicon atoms in the structure is a group derived from R 1 in the silicon compound, that is, any one atom of H and F, B, N, Al, P, Si, Ge or It has a group containing Ti or an organic group having 1 to 20 carbon atoms. However, when the amount of F atoms bonded to silicon atoms increases, the adhesion of the silica-based coating tends to decrease. Therefore, in order to obtain strong adhesion, the structure does not include F atoms. It is desirable. Among the above, the silicon atom in the siloxane resin preferably has a group containing H atom, F atom, Si, or an organic group. Thereby, the dielectric properties and mechanical properties of the resulting silica-based coating are improved. In particular, the silicon atom in the siloxane resin preferably has an organic group, and particularly preferably has a methyl group. The type of group bonded to the silicon atom in the siloxane resin can be arbitrarily changed by appropriately selecting the raw silicon compound, and a plurality of types can be combined.

また、シロキサン樹脂においては、当該樹脂におけるシロキサン結合を構成しているケイ素(Si)原子1モルあたりの、上記Rで表される基におけるケイ素原子に直接結合している原子、すなわちH原子、F原子、B原子、N原子、Al原子、P原子、Si原子、Ge原子、Ti原子及びC原子の総含有割合M(これを、特定の結合原子(一般式(1)中のR)の総数とする)が、0.50〜1.00モルである。つまり、シロキサン樹脂において、シロキサン結合を構成しているケイ素原子に結合している上記特定の結合原子の総モル数を、シロキサン結合を構成しているケイ素原子の総モル数で割った値が、0.50〜1.00である。これは、換言すれば、シロキサン樹脂において、当該樹脂中のケイ素原子1原子あたりに、平均して0.50〜1.00個の上記原子が結合しているということもできる。 Further, in the siloxane resin, the atom directly bonded to the silicon atom in the group represented by R 1 per 1 mol of silicon (Si) atom constituting the siloxane bond in the resin, that is, H atom, Total content M of F atom, B atom, N atom, Al atom, P atom, Si atom, Ge atom, Ti atom and C atom (this is a specific bonding atom (R 1 in the general formula (1)) Is 0.50 to 1.00 mol). That is, in the siloxane resin, a value obtained by dividing the total number of moles of the specific bond atom bonded to the silicon atom constituting the siloxane bond by the total number of moles of silicon atom constituting the siloxane bond, 0.50 to 1.00. In other words, in a siloxane resin, it can also be said that 0.50 to 1.00 of the above atoms are bonded on an average per one silicon atom in the resin.

シロキサン樹脂におけるMの値が上記範囲内であると、得られるシリカ系薄膜が緻密な構造となって優れたアルカリ処理耐性を有するようになるほか、隣接する層への密着性も十分なものとなり、しかも、優れた機械強度をも得られるようになる。これに対し、上記Mが0.50未満であると、得られるシリカ系被膜のアルカリ処理耐性が不十分となる。一方、Mが1.00を超えると、シリカ系被膜の隣接する層に対する密着性が低下する。そして、上述した効果をより良好に得る観点からは、上記Mの値は、0.55〜0.90モルであると好ましく、0.60〜0.80モルであるとより好ましく、0.62〜0.75モルであると更に好ましい。   When the value of M in the siloxane resin is within the above range, the resulting silica-based thin film has a dense structure and has excellent alkali treatment resistance, as well as sufficient adhesion to adjacent layers. Moreover, excellent mechanical strength can be obtained. On the other hand, when the M is less than 0.50, the resulting silica-based coating has insufficient alkali treatment resistance. On the other hand, when M exceeds 1.00, the adhesiveness with respect to the adjacent layer of a silica-type film will fall. And from the viewpoint of obtaining the above-described effects better, the value of M is preferably 0.55 to 0.90 mol, more preferably 0.60 to 0.80 mol, and 0.62 More preferably, it is -0.75 mol.

上述したMの値は、具体的には、シロキサン樹脂の原料である上記一般式(1)の化合物の仕込み量から算出することができる。例えば、下記式;
M=[M1+(M2/2)+(M3/3)]/MSi
によって算出することができる。式中、M1は特定の結合原子のうち単一の(ただ1つの)Si原子と結合している原子の総数を示し、M2は特定の結合原子のうち2つのケイ素原子で共有されている原子の総数を示し、M3は特定の結合原子のうち3つのケイ素原子で共有されている原子の総数を示し、MSiはSi原子の総数を示す。
Specifically, the value of M described above can be calculated from the charged amount of the compound of the general formula (1), which is a raw material for the siloxane resin. For example:
M = [M1 + (M2 / 2) + (M3 / 3)] / MSi
Can be calculated. In the formula, M1 represents the total number of atoms bonded to a single (only one) Si atom among the specific bonded atoms, and M2 is an atom shared by two silicon atoms among the specific bonded atoms M3 represents the total number of atoms shared by three silicon atoms among the specific bonding atoms, and MSi represents the total number of Si atoms.

また、シロキサン樹脂としては、一種類を単独で用いることもでき、また、2種以上を組み合わせて用いることができる。このような2種以上の組み合わせとしては、例えば、異なる重量平均分子量を有する2種類以上のシロキサン樹脂の組み合わせや、異なるケイ素化合物を必須成分とする原料成分を加水分解縮合して得られた2種以上のシロキサン樹脂の組み合わせが挙げられる。   Moreover, as a siloxane resin, one type can be used alone, or two or more types can be used in combination. As such two or more types of combinations, for example, a combination of two or more types of siloxane resins having different weight average molecular weights, or two types obtained by hydrolytic condensation of raw material components having different silicon compounds as essential components The combination of the above siloxane resin is mentioned.

(b)溶媒
(b)成分は、上記(a)成分を溶解し得る溶媒である。(a)成分を溶解可能である溶媒としては、非プロトン性溶媒、プロトン性溶媒等が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて含有させてもよい。
(B) Solvent The component (b) is a solvent that can dissolve the component (a). Examples of the solvent capable of dissolving the component (a) include aprotic solvents and protic solvents. You may contain these individually or in combination of 2 or more types.

非プロトン性溶媒としては、例えば、ケトン系溶媒、例えば、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−iso−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、メチル−iso−ブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジ−iso−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等が挙げられる。また、エーテル系溶媒、例えば、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、メチル−n−ジ−n−プロピルエーテル、ジ−iso−プロピルエーテル、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、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ジ−n−プロピルエーテル、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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルモノ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールメチルモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、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メチルモノ−n−ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエチルエーテル、トリエチレングリコールメチルモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルモノ−n−ヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラエチレングリコールメチルモノ−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、テトラエチレングリコールメチルモノ−n−ヘキシルエーテル、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−n−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メチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルモノ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルモノ−n−ヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルモノ−n−ヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラプロピレングリコールジエチルエーテル、テトラジプロピレングリコールメチルエチルエーテル、テトラプロピレングリコールメチルモノ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル、テトラプロピレングリコールメチルモノ−n−ヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル等が挙げられる。   Examples of aprotic solvents include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-iso-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, and methyl-n-pentyl. Ketone, methyl-n-hexyl ketone, diethyl ketone, dipropyl ketone, di-iso-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, γ-butyrolactone, Examples thereof include γ-valerolactone. Also, ether solvents such as diethyl ether, methyl ethyl ether, methyl-n-di-n-propyl ether, di-iso-propyl ether, tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, dioxane, dimethyldioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl Ether, ethylene glycol di-n-propyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol methyl mono-n-propyl ether, diethylene glycol methyl mono-n-butyl ether, diethylene glycol di-n- Propyl ether, diethylene glycol di-n- Chill ether, diethylene glycol methyl mono-n-hexyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, triethylene glycol methyl ethyl ether, triethylene glycol methyl mono-n-butyl ether, triethylene glycol di-n-butyl ether, triethylene Glycol methyl mono-n-hexyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol diethyl ether, tetradiethylene glycol methyl ethyl ether, tetraethylene glycol methyl mono-n-butyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, tetraethylene glycol methyl mono-n -Hexyl ether, tetraethylene glycol di n-butyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol di-n-propyl ether, propylene glycol dibutyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol methyl ethyl ether, dipropylene glycol methyl mono -N-butyl ether, dipropylene glycol di-n-propyl ether, dipropylene glycol di-n-butyl ether, dipropylene glycol methyl mono-n-hexyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol diethyl ether, tripropylene glycol methyl Ethyl ether, tripropylene glycol methyl Mono-n-butyl ether, tripropylene glycol di-n-butyl ether, tripropylene glycol methyl mono-n-hexyl ether, tetrapropylene glycol dimethyl ether, tetrapropylene glycol diethyl ether, tetradipropylene glycol methyl ethyl ether, tetrapropylene glycol methyl mono -N-butyl ether, dipropylene glycol di-n-butyl ether, tetrapropylene glycol methyl mono-n-hexyl ether, tetrapropylene glycol di-n-butyl ether and the like.

さらに、エステル系溶媒、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、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−ブチル等が挙げられる。   Furthermore, ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, acetic acid 3-methoxybutyl, methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, nonyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl acetate , Diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, glycol diacetate, methoxytriglycol acetate, propio Acid ethyl, propionic acid n- butyl, propionate i- amyl, diethyl oxalate, an oxalic di -n- butyl and the like.

さらにまた、エーテルアセテート系溶媒、例えば、エチレングリコールメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール−n−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールエチルエーテルアセテート等が挙げられる。   Furthermore, ether acetate solvents such as ethylene glycol methyl ether propionate, ethylene glycol ethyl ether propionate, ethylene glycol methyl ether acetate, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol methyl ether acetate, diethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol- Examples thereof include n-butyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, dipropylene glycol methyl ether acetate, dipropylene glycol ethyl ether acetate and the like.

またさらに、アセトニトリル、N−メチルピロリジノン、N−エチルピロリジノン、N−プロピルピロリジノン、N−ブチルピロリジノン、N−へキシルピロリジノン、N−シクロヘキシルピロリジノン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルスルホキシド等も例示できる。   Furthermore, acetonitrile, N-methylpyrrolidinone, N-ethylpyrrolidinone, N-propylpyrrolidinone, N-butylpyrrolidinone, N-hexylpyrrolidinone, N-cyclohexylpyrrolidinone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, Examples thereof include N, N-dimethyl sulfoxide.

これらのなかでも、シリカ系被膜を厚膜化する観点からは、エーテル系溶媒、エーテル
アセテート系溶媒又はケトン系溶媒が好ましい。特に、シリカ系被膜形成の際の塗布ムラやはじきを抑える観点からは、エーテルアセテート系溶媒が最も好ましく、次いでエーテル系溶媒が好ましく、次いでケトン系溶媒が好ましい。エーテル系溶媒のなかでは、2価アルコールのジアルキル、2価アルコールのジエステル、2価アルコールのアルキルエステルが好ましい。また、エステル系溶媒のなかでは、エーテル系溶媒で列記した2価アルコールのジエステル、2価アルコールのアルキルエステルの他にアルキルアセテートが好ましい。更に具体的には、溶媒としては、ジエチ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モノメチルエーテルアセテート又はシクロヘキサノンが好ましい。これらは、シロキサン樹脂との相溶性に特に優れるほか、得られるシリカ系被膜の機械強度等を特に向上し得る傾向にある。これらは1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使
用してもよい。
Among these, an ether solvent, an ether acetate solvent, or a ketone solvent is preferable from the viewpoint of thickening the silica-based film. In particular, from the viewpoint of suppressing coating unevenness and repelling during the formation of a silica-based film, an ether acetate solvent is most preferable, followed by an ether solvent, and then a ketone solvent. Among the ether solvents, dialkyl dihydric alcohol, diester dihydric alcohol, and alkyl ester dihydric alcohol are preferable. Among ester solvents, alkyl acetates are preferred in addition to diesters of dihydric alcohols listed in ether solvents and alkyl esters of dihydric alcohols. More specifically, the solvent is preferably diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate or cyclohexanone. These are particularly excellent in compatibility with the siloxane resin and tend to particularly improve the mechanical strength of the resulting silica-based coating. These may be used alone or in combination of two or more.

一方、プロトン性溶媒としては、例えば、アルコール系溶媒、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、i−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、t−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等が挙げられる。   On the other hand, examples of protic solvents include alcohol solvents such as methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, t-butanol, n-pentanol, i -Pentanol, 2-methylbutanol, sec-pentanol, t-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, n-octanol 2-ethylhexanol, sec-octanol, n-nonyl alcohol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec-heptadecyl alcohol, phenol, cyclohexane SANOL, methylcyclohexanol, benzyl alcohol, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, and the like.

また、エーテル系溶媒、例えば、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、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−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モノ−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プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。   Also, ether solvents such as ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethoxytri Examples include glycol, tetraethylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol propyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, and tripropylene glycol monomethyl ether.

さらに、エステル系溶媒、例えば、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル等が挙げられる。なかでも、樹脂組成物の保管安定性の観点からは、アルコール系溶媒が好ましい。特に、塗布ムラやはじきを抑える観点からは、エタノール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコールプロピルエーテル等が好ましい。これらは1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。   Further, ester solvents such as methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate and the like can be mentioned. Of these, alcohol solvents are preferred from the viewpoint of storage stability of the resin composition. In particular, ethanol, isopropyl alcohol, propylene glycol propyl ether, and the like are preferable from the viewpoint of suppressing coating unevenness and repellency. These can be used alone or in combination of two or more.

なお、アルコールに代表されるプロトン性溶媒は、電気陰性度の大きい酸素に結合した水素を有している。そのために、プロトン性溶媒分子は求核試薬などと水素結合を作って溶媒和する傾向にある。すなわち、プロトン性溶媒は一般式(1)のケイ素化合物を加水分解して得られるシロキサン樹脂と溶媒和し易いため、シロキサン樹脂の縮合においては溶媒分子が障害となって低温での硬化を阻害する場合がある。そのため、プロトン性溶媒を用いた場合、塗布直後の被膜には多くの溶媒が残る可能性があり、これによって硬化時の膜収縮率が大きくなるおそれがある。一方、非プロトン性溶媒は、電気陰性度の大きい元素上に水素原子を有しておらず、プロトン性溶媒に比して反応阻害の要因は小さいと考えられる。したがって、溶媒としては、プロトン性溶媒に比して、非プロトン性溶媒を用いる方が、より密度が高く、機械強度の高いシリカ系被膜が得られ、優れたアルカリ処理耐性が得られる傾向にある。   Note that a protic solvent typified by alcohol has hydrogen bonded to oxygen having a high electronegativity. For this reason, protic solvent molecules tend to solvate by forming hydrogen bonds with nucleophiles and the like. That is, since the protic solvent easily solvates with the siloxane resin obtained by hydrolyzing the silicon compound of the general formula (1), the solvent molecule becomes an obstacle in the condensation of the siloxane resin and inhibits curing at a low temperature. There is a case. Therefore, when a protic solvent is used, a large amount of solvent may remain in the film immediately after coating, which may increase the film shrinkage rate during curing. On the other hand, an aprotic solvent does not have a hydrogen atom on an element having a high electronegativity, and is considered to have a smaller factor of reaction inhibition than a protic solvent. Therefore, as a solvent, using an aprotic solvent as compared with a protic solvent has a tendency to obtain a silica-based film having a higher density and higher mechanical strength and excellent alkali treatment resistance. .

以上の理由から、本実施形態に係る樹脂組成物は、非プロトン性溶媒を(b)成分である溶媒の重量基準で30重量%以上、好ましくは50重量%以上、より好ましくは70重量%以上、更に好ましくは80重量%以上、特に好ましくは90重量%以上含有するとよい。(b)成分に占める非プロトン性溶媒の含有割合が少ないと、上記樹脂組成物の硬化時における膜収縮率の増加が生じるほか、硬化の際の低温度化や短時間化が困難となる傾向にある。また、得られるシリカ被膜の比誘電率の上昇や機械強度の低下が生じるおそれもある。   For the above reasons, the resin composition according to the present embodiment has an aprotic solvent of 30% by weight or more, preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more based on the weight of the solvent as component (b). More preferably, it is 80% by weight or more, and particularly preferably 90% by weight or more. When the content of the aprotic solvent in the component (b) is small, the film shrinkage rate at the time of curing of the resin composition is increased, and it is difficult to lower the temperature and shorten the time of curing. It is in. Moreover, there exists a possibility that the raise of the dielectric constant of the silica film obtained and the fall of mechanical strength may arise.

また、(b)成分である溶媒の沸点は、80〜180℃であることが好ましく、100℃〜180℃であることがより好ましく、100〜160℃であることが更に好ましく、120℃〜160℃であることが特に好ましい。詳細な機構は明らかではないが、溶媒の沸点が80℃未満であるか又は180℃を超えると、シリカ系被膜の成膜時にストリエーションなどの膜ムラが生じやすくなり、硬化直後の面内における膜厚の均一性に劣る傾向にある。   Moreover, it is preferable that the boiling point of the solvent which is (b) component is 80-180 degreeC, It is more preferable that it is 100 degreeC-180 degreeC, It is further more preferable that it is 100-160 degreeC, 120 degreeC-160 It is particularly preferable that the temperature is C. Although the detailed mechanism is not clear, when the boiling point of the solvent is less than 80 ° C. or exceeds 180 ° C., film unevenness such as striation is likely to occur during the formation of the silica-based film, and in the plane immediately after curing. The film thickness tends to be inferior.

樹脂組成物中への(b)成分である溶媒の添加方法としては、特に制限されないが、例えば、(a)成分であるシロキサン樹脂を調製する際に溶媒として添加する方法、(a)成分の調製後に添加するか又は溶媒交換する方法、(a)成分の調製後に(a)成分のみを取り出してこれと(b)成分を混合する方法等が挙げられる。なお、溶媒としては、上述した例のような有機溶媒以外に水を含んでいてもよいが、かかる水の含有量は、樹脂組成物及びシリカ系被膜の特性が低下しない程度とすることが好ましい。   The method for adding the solvent as the component (b) to the resin composition is not particularly limited. For example, the method for adding the solvent as the component (a) when preparing the siloxane resin as the component, Examples include a method of adding after the preparation or exchanging the solvent, a method of taking out only the component (a) after the preparation of the component (a) and mixing this with the component (b). The solvent may contain water in addition to the organic solvent as in the above-described example, but the content of such water is preferably set to such an extent that the properties of the resin composition and the silica-based coating do not deteriorate. .

樹脂組成物中の溶媒の含有量は、樹脂組成物中の(a)成分であるシロキサン樹脂の濃度が3〜35重量%となる量であると好ましく、5〜30重量%となる量であるとより好ましく、5〜25重量%となる量であると更に好ましく、5〜20重量%となる量であると特に好ましく、5〜15重量%となる量であると一層好ましい。溶媒の量が多すぎ、(a)成分の濃度が3重量%未満となると、所望の膜厚を有するシリカ系被膜を形成し難くなる傾向がある。一方、溶媒の量が少なすぎ、(a)成分の濃度が35重量%を超えると、シリカ系被膜の成膜性等が悪化するとともに、樹脂組成物自体の安定性が低下する傾向がある。   The content of the solvent in the resin composition is preferably such that the concentration of the siloxane resin as the component (a) in the resin composition is 3 to 35% by weight, and is an amount that is 5 to 30% by weight. More preferably, the amount is 5 to 25% by weight, even more preferably 5 to 20% by weight, and even more preferably 5 to 15% by weight. When the amount of the solvent is too large and the concentration of the component (a) is less than 3% by weight, it tends to be difficult to form a silica-based film having a desired film thickness. On the other hand, when the amount of the solvent is too small and the concentration of the component (a) exceeds 35% by weight, the film formability of the silica-based film is deteriorated and the stability of the resin composition itself tends to be lowered.

樹脂組成物の安定性を考慮すると、(b)成分としては、水に対する溶解性又は水を溶解する特性(水の溶解性)を有していることが好ましく、水に対する溶解性及び水の溶解性の両方を有しているが好ましい。また、(b)成分は、極性を有していることが好ましい。(b)成分が極性を有していない場合、(a)成分との相溶性に劣る傾向があり、樹脂組成物の安定性が不十分となるおそれがある。これらの観点からは、非プロトン性溶媒が水に対する溶解性又は水の溶解性を有していない場合は、非プロトン性溶媒に加えてプロトン性溶媒を添加することが好ましい。   In view of the stability of the resin composition, the component (b) preferably has water solubility or water solubility properties (water solubility), and is soluble in water and dissolved in water. Although it has both sex, it is preferable. Moreover, it is preferable that (b) component has polarity. When the component (b) does not have polarity, the compatibility with the component (a) tends to be inferior, and the stability of the resin composition may be insufficient. From these viewpoints, when the aprotic solvent does not have solubility in water or water, it is preferable to add a protic solvent in addition to the aprotic solvent.

(c)硬化促進触媒
好適な実施形態に係る樹脂組成物は、上述した(a)シロキサン樹脂及び(b)溶媒を含むものであるが、樹脂組成物は、硬化促進触媒(以下、必要に応じて「(c)成分」という)を更に含有していると好ましい。こうすれば、樹脂組成物からシリカ系被膜を形成する際の硬化反応が良好に生じ、よりアルカリ処理耐性や密着性に優れるシリカ系皮膜が得られ易くなる。
(C) Curing Accelerating Catalyst The resin composition according to a preferred embodiment includes the above-described (a) siloxane resin and (b) solvent, but the resin composition may be a curing accelerating catalyst (hereinafter referred to as “ It is preferable that (c) component ") is further contained. If it carries out like this, the hardening reaction at the time of forming a silica-type film from a resin composition will arise favorably, and it will become easy to obtain the silica-type film which is more excellent in alkali processing tolerance and adhesiveness.

硬化促進触媒は、通常の光酸発生剤や光塩基発生剤とは異なるものであり、これらの用途で用いられる通常のオニウム塩等とは相違するものが好ましい。ただし、光酸発生能や光塩基発生能に加えて、硬化促進触媒能を有するようなものは、硬化促進触媒として適用することができる。   The curing accelerating catalyst is different from ordinary photoacid generators and photobase generators, and is preferably different from ordinary onium salts used in these applications. However, those having a curing acceleration catalyst ability in addition to the photoacid generation ability and photobase generation ability can be applied as the curing acceleration catalyst.

かかる硬化促進触媒は、樹脂組成物の溶液中ではなく、主として塗布後の塗膜中で活性を示すという特異な特性を有している。化合物の硬化促進触媒能は、例えば、次に示す1〜4に示す方法によって確認することができる。
1.まず、(a)成分及び(b)成分からなる組成物を用意する。
2.次いで、1.の組成物を、ベイク後の膜厚が1.0±0.1μmとなるようにシリコンウェハ上に塗布し、これを所定の温度で30秒間ベイクした後、得られた被膜の膜厚を測定する。
3.その後、被膜が形成されたシリコンウェハを、23±2℃の2.38重量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液に30秒浸漬し、水洗、乾燥した後の被膜の膜減り(厚さの減少)の程度を観察する。そして、同じ組成物からなる複数のサンプルに対し、ベイク温度を変えて同様の観察を行い、TMAHに浸漬する前後の被膜の膜厚変化を20%以内にできるベイクの最低温度を不溶解温度とする。
4.硬化促進触媒能を確認したい化合物を、1と同様の組成物に、(a)成分の0.01重量%となる量加えた後、得られた組成物を用いて2及び3の操作を行い、当該組成物を用いた場合の不溶解温度を求める。そして、硬化促進触媒能を確認したい化合物を加えることによって、化合物を加えない場合に比して不溶解温度が低下した場合は、その化合物は、硬化促進触媒能を有していると判定する。
Such a curing accelerating catalyst has a unique characteristic that it exhibits activity mainly in the coating film after coating, not in the solution of the resin composition. The curing acceleration catalytic ability of the compound can be confirmed, for example, by the methods shown in the following 1-4.
1. First, a composition comprising the component (a) and the component (b) is prepared.
2. Then: Was applied on a silicon wafer so that the film thickness after baking would be 1.0 ± 0.1 μm, and this was baked at a predetermined temperature for 30 seconds, and then the film thickness of the obtained film was measured. To do.
3. Thereafter, the silicon wafer on which the film was formed was immersed in a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution at 23 ± 2 ° C. for 30 seconds, washed with water, and dried to reduce the film thickness (thickness of the film). Observe the degree of decrease. Then, the same temperature is observed for a plurality of samples made of the same composition while changing the baking temperature, and the minimum baking temperature at which the change in film thickness before and after immersion in TMAH can be within 20% is defined as the insoluble temperature. To do.
4). After adding the compound whose curing acceleration catalytic ability is to be confirmed to the same composition as 1 in an amount of 0.01% by weight of the component (a), operations 2 and 3 are performed using the obtained composition. The insoluble temperature when the composition is used is determined. And when the insoluble temperature falls by adding the compound which wants to confirm hardening acceleration | stimulation catalytic ability compared with the case where a compound is not added, it determines with the compound having hardening acceleration | stimulation catalytic ability.

このような硬化促進触媒能を有する化合物(硬化促進触媒)としては、例えば、水酸化ナトリウム、塩化ナトリウム、水酸化カリウム、塩化カリウム等のアルカリ金属類、オニウム塩などが挙げられる。これらは1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて添加することができる。これらの中でも、得られるシリカ系被膜の低屈折率化や機械強度の向上が可能であり、更に、樹脂組成物の安定性を高めることができるという観点からは、オニウム塩が好ましく、4級アンモニウム塩がより好ましい。   Examples of such a compound (curing promoting catalyst) having a curing promoting catalytic ability include alkali metals such as sodium hydroxide, sodium chloride, potassium hydroxide and potassium chloride, onium salts and the like. These can be added singly or in combination of two or more. Among these, onium salts are preferred from the viewpoint that the resulting silica-based coating film can be reduced in refractive index and mechanical strength, and can further improve the stability of the resin composition. A salt is more preferred.

硬化促進触媒能を有するオニウム塩としては、例えば、(c−1)窒素含有化合物と、(c−2)アニオン性基含有化合物及びハロゲン原子のうちの少なくとも一種と、から形成される塩が挙げられる。上記(c−1)窒素含有化合物において、窒素に結合する原子としては、H原子、F原子、B原子、N原子、Al原子、P原子、Si原子、Ge原子、Ti原子及びC原子からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。また、上記アニオン性基含有化合物のアニオン性基としては、例えば、水酸基、硝酸基、硫酸基、カルボニル基、カルボキシル基、カーボネート基、フェノキシ基等が挙げられる。   Examples of the onium salt having curing acceleration catalytic ability include a salt formed from (c-1) a nitrogen-containing compound and (c-2) at least one of an anionic group-containing compound and a halogen atom. It is done. In the above (c-1) nitrogen-containing compound, the atoms bonded to nitrogen include H atoms, F atoms, B atoms, N atoms, Al atoms, P atoms, Si atoms, Ge atoms, Ti atoms, and C atoms. At least one selected from the group is preferred. Examples of the anionic group of the anionic group-containing compound include a hydroxyl group, a nitrate group, a sulfate group, a carbonyl group, a carboxyl group, a carbonate group, and a phenoxy group.

このようなオニウム塩化合物としては、例えば、アンモニウムハイドロオキシド、アンモニウムフルオライド、アンモニウムクロライド、アンモニウムブロマイド、ヨウ化アンモニウム、燐酸アンモニウム塩、硝酸アンモニウム塩、ホウ酸アンモニウム塩、硫酸アンモニウム塩、蟻酸アンモニウム塩、マレイン酸アンモニウム塩、フマル酸アンモニウム塩、フタル酸アンモニウム塩、マロン酸アンモニウム塩、コハク酸アンモニウム塩、酒石酸アンモニウム塩、リンゴ酸アンモニウム塩、乳酸アンモニウム塩、クエン酸アンモニウム塩、酢酸アンモニウム塩、プロピオン酸アンモニウム塩、ブタン酸アンモニウム塩、ペンタン酸アンモニウム塩、ヘキサン酸アンモニウム塩、ヘプタン酸アンモニウム塩、オクタン酸アンモニウム塩、ノナン酸アンモニウム塩、デカン酸アンモニウム塩、シュウ酸アンモニウム塩、アジピン酸アンモニウム塩、セバシン酸アンモニウム塩、酪酸アンモニウム塩、オレイン酸アンモニウム塩、ステアリン酸アンモニウム塩、リノール酸アンモニウム塩、リノレイン酸アンモニウム塩、サリチル酸アンモニウム塩、ベンゼンスルホン酸アンモニウム塩、安息香酸アンモニウム塩、p−アミノ安息香酸アンモニウム塩、p−トルエンスルホン酸アンモニウム塩、メタンスルホン酸アンモニウム塩、トリフルオロメタンスルフォン酸アンモニウム塩、トリフルオロエタンスルフォン酸アンモニウム塩、等のアンモニウム塩化合物等が挙げられる。   Examples of such onium salt compounds include ammonium hydroxide, ammonium fluoride, ammonium chloride, ammonium bromide, ammonium iodide, ammonium phosphate, ammonium nitrate, ammonium borate, ammonium sulfate, ammonium formate, and maleic acid. Ammonium salt, ammonium fumarate, ammonium phthalate, ammonium malonate, ammonium succinate, ammonium tartrate, ammonium malate, ammonium lactate, ammonium citrate, ammonium acetate, ammonium propionate, Ammonium butanoate, ammonium pentanoate, ammonium hexanoate, ammonium heptanoate, ammonium octanoate, nonanoic acid Ammonium salt, ammonium decanoate, ammonium oxalate, ammonium adipate, ammonium sebacate, ammonium butyrate, ammonium oleate, ammonium stearate, ammonium linoleate, ammonium linoleate, ammonium salicylate Benzene sulfonic acid ammonium salt, benzoic acid ammonium salt, p-aminobenzoic acid ammonium salt, p-toluenesulfonic acid ammonium salt, methanesulfonic acid ammonium salt, trifluoromethanesulfonic acid ammonium salt, trifluoroethanesulfonic acid ammonium salt, etc. And ammonium salt compounds.

また、オニウム塩としては、上記アンモニウム塩化合物のアンモニウム部位が、メチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、プロピルアンモニウム、ジプロピルアンモニウム、トリプロピルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、ブチルアンモニウム、ジブチルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、エタノールアンモニウム、ジエタノールアンモニウム、トリエタノールアンモニウム等に置換されたアンモニウム塩化合物等も挙げられる。   As the onium salt, the ammonium moiety of the ammonium salt compound is methylammonium, dimethylammonium, trimethylammonium, tetramethylammonium, ethylammonium, diethylammonium, triethylammonium, tetraethylammonium, propylammonium, dipropylammonium, tripropyl. Examples thereof include ammonium salt compounds substituted with ammonium, tetrapropylammonium, butylammonium, dibutylammonium, tributylammonium, tetrabutylammonium, ethanolammonium, diethanolammonium, triethanolammonium, and the like.

これらのオニウム塩化合物のなかでは、シリカ系被膜を形成する際の硬化促進に特に有効なことから、テトラメチルアンモニウム硝酸塩、テトラメチルアンモニウム酢酸塩、テトラメチルアンモニウムプロピオン酸塩、テトラメチルアンモニウムマレイン酸塩、テトラメチルアンモニウム硫酸塩等のアンモニウム塩が好ましい。これらは1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。   Among these onium salt compounds, tetramethylammonium nitrate, tetramethylammonium acetate, tetramethylammonium propionate, and tetramethylammonium maleate are particularly effective in promoting curing when forming a silica-based film. Ammonium salts such as tetramethylammonium sulfate are preferred. These can be used singly or in combination of two or more.

(c)成分である硬化促進触媒の配合割合は、(a)成分の総量に対して0.001〜1.0重量%であると好ましく、0.006〜1.0重量%であるとより好ましく、0.06〜0.5重量%であると更に好ましい。硬化促進触媒の配合割合が0.001重量%未満であると、シリカ被膜形成時の硬化を促進する効果が十分に得られ難くなる、一方、1.0重量%を超えると、樹脂組成物の保管安定性が低下する傾向にある。   The blending ratio of the curing accelerating catalyst as component (c) is preferably 0.001 to 1.0% by weight and more preferably 0.006 to 1.0% by weight with respect to the total amount of component (a). Preferably, it is 0.06 to 0.5% by weight. When the blending ratio of the curing accelerating catalyst is less than 0.001% by weight, it is difficult to sufficiently obtain the effect of promoting curing at the time of forming the silica film. Storage stability tends to decrease.

オニウム塩等の硬化促進触媒は、必要に応じて水に溶解するか又は水で希釈してから、所望の濃度となるように添加することができる。また、硬化促進触媒は、例えば、(a)成分の加水分解縮合開始時、加水分解縮合中、加水分解縮合終了時、或いは、反応後の溶媒除去前後といった任意の時点で添加することができる。   A curing accelerating catalyst such as an onium salt can be added to a desired concentration after being dissolved in water or diluted with water as necessary. Moreover, a hardening acceleration | stimulation catalyst can be added at arbitrary time points, for example, at the time of the start of hydrolysis condensation of the component (a), during hydrolysis condensation, at the end of hydrolysis condensation, or before and after solvent removal after the reaction.

このようにオニウム塩等の硬化促進触媒を添加することにより効果が生じる要因については必ずしも明らかではないものの、硬化促進触媒によって所定の基板に塗布した直後のシロキサン樹脂の脱水縮合が促進されることに起因していると考えられる。これによって、シロキサン樹脂のシロキサン結合の密度が増加するとともに残留するシラノール基が減少し、その結果、膜収縮率が低減され、膜の機械強度及び誘電特性が向上するようになると考えられる。ただし、作用はこれに限定されない。   Although the cause of the effect of adding a curing acceleration catalyst such as an onium salt is not always clear, the curing acceleration catalyst promotes dehydration condensation of the siloxane resin immediately after being applied to a predetermined substrate. It is thought to be caused. This is thought to increase the density of siloxane bonds in the siloxane resin and reduce the residual silanol groups, thereby reducing the film shrinkage and improving the mechanical strength and dielectric properties of the film. However, the action is not limited to this.

(その他の成分)
本実施形態の樹脂組成物は、上記(a)、(b)及び(c)成分に加え、本発明の目的及び効果が損なわれない範囲で、その他の成分を更に含有していてもよい。その他の成分としては、色素、界面活性剤、シランカップリング剤、増粘剤、無機充填剤、ポリプロピレングリコール等の熱分解性化合物、揮発性化合物などが挙げられる。熱分解性化合物及び揮発性化合物は、熱(好ましくは200〜500℃)により分解又は揮発して空隙を形成できる空隙形成用化合物(以下、「(d)成分」という)であると好ましく、シリカ系被膜中に良好に空隙を形成する観点からは、樹脂組成物中にこの(d)成分を含有させることが好ましい。なお、(a)成分であるシロキサン樹脂に空隙形成能を付与してもよい。また、樹脂組成物は、光酸発生剤又は光塩基発生剤(以下、「(e)成分」という)を含有させることで、放射線硬化性組成物としてもよい。これらのその他の成分はシリカ系被膜形成時に膜収縮率を抑制する効果が損なわれないように添加することが望ましい。
(Other ingredients)
In addition to the components (a), (b) and (c), the resin composition of the present embodiment may further contain other components as long as the object and effect of the present invention are not impaired. Examples of other components include dyes, surfactants, silane coupling agents, thickeners, inorganic fillers, thermally decomposable compounds such as polypropylene glycol, and volatile compounds. The thermally decomposable compound and the volatile compound are preferably void-forming compounds that can be decomposed or volatilized by heat (preferably 200 to 500 ° C.) to form voids (hereinafter referred to as “component (d)”), and silica. From the viewpoint of satisfactorily forming voids in the system coating, it is preferable to contain this component (d) in the resin composition. In addition, you may provide void formation ability to the siloxane resin which is (a) component. The resin composition may be a radiation curable composition by containing a photoacid generator or a photobase generator (hereinafter referred to as “component (e)”). These other components are desirably added so as not to impair the effect of suppressing the film shrinkage during the formation of the silica-based film.

まず、(d)成分である熱分解性化合物について説明する。   First, the thermally decomposable compound as component (d) will be described.

上記(d)成分である熱分解性化合物又は揮発性化合物は、200〜500℃の加熱温度で熱分解又は揮発する化合物である。かかる(d)成分は、シリカ系被膜中に微細孔(空隙、空孔)を徐々に形成することができる。この(d)成分の添加により、最終硬化時に空孔の更なる微細化及び形状の均一化を図ることができる。このような機能を良好に発揮するために、(d)成分は、温度200〜500℃の窒素ガス雰囲気における減少率が95重量%以上であることが好ましく、97重量%以上であることがより好ましく、99重量%以上であることが更に好ましい。この減少率が95重量%未満であると、本実施形態の樹脂組成物を加熱する際に、(d)成分である化合物の分解又は揮散が不十分となる傾向にある。すなわち、(d)成分そのもの、(d)成分の一部又は(d)成分由来の反応生成物が、最終的に得られるシリカ系被膜中に残留してしまうおそれがある。こうなると、比誘電率が上昇する等、シリカ系被膜の電気特性が劣化し易くなる場合がある。   The thermally decomposable compound or volatile compound as the component (d) is a compound that thermally decomposes or volatilizes at a heating temperature of 200 to 500 ° C. The component (d) can gradually form micropores (voids and vacancies) in the silica-based film. By the addition of the component (d), the pores can be further refined and the shape can be made uniform during the final curing. In order to satisfactorily exhibit such a function, the component (d) preferably has a reduction rate in a nitrogen gas atmosphere at a temperature of 200 to 500 ° C. of 95% by weight or more, more preferably 97% by weight or more. Preferably, it is 99 weight% or more. When the reduction rate is less than 95% by weight, when the resin composition of this embodiment is heated, decomposition or volatilization of the compound (d) component tends to be insufficient. That is, the component (d) itself, a part of the component (d) or the reaction product derived from the component (d) may remain in the finally obtained silica-based film. In this case, the electrical characteristics of the silica-based film may be easily deteriorated, such as an increase in relative dielectric constant.

なお、上述した(d)成分の「減少率」は、例えば、以下の装置及び条件によって求めることができる。すなわち、「減少率」は、(d)成分である空隙形成用化合物10mgを、昇温開始温度50℃、昇温速度10℃/min、窒素(N)ガスの流速200ml/minとする条件下で、示差走査熱量計(セイコーインスツルメンツ株式会社製、TG/DTA6300)を用いて測定することができる。なお、この測定において、リファレンスとしてはα−アルミナ(セイコーインスツルメンツ株式会社製)を用い、試料容器としては直径5mmのアルミニウム製オープンサンプルパン(セイコーインスツルメンツ株式会社製)を使用する。 Note that the “decrease rate” of the component (d) described above can be obtained, for example, by the following apparatus and conditions. That is, the “decrease rate” is a condition in which 10 mg of the void forming compound as component (d) is set to a temperature rising start temperature of 50 ° C., a temperature rising rate of 10 ° C./min, and a nitrogen (N 2 ) gas flow rate of 200 ml / min Below, it can measure using a differential scanning calorimeter (Seiko Instruments Inc. make, TG / DTA6300). In this measurement, α-alumina (manufactured by Seiko Instruments Inc.) is used as a reference, and an aluminum open sample pan (manufactured by Seiko Instruments Inc.) having a diameter of 5 mm is used as a sample container.

この測定において、(d)成分の分解開始前の基準質量は、昇温途中である150℃における質量とする。これは、150℃以下における質量減少は、吸着した水分等の除去によるものであって、(d)成分そのものの分解は実質的に生じていないと推定されるからである。また、「減少率」の測定において、(d)成分が溶媒に溶解しているため(d)成分のみを直接量り取ることができない場合は、(d)成分を含む溶液を例えば金属シャーレに約2g程度とり、常圧の空気中、150℃にて3時間乾燥して得られる残渣物を試料として用いてもよい。   In this measurement, the reference mass before the start of decomposition of the component (d) is the mass at 150 ° C. during the temperature increase. This is because the decrease in mass at 150 ° C. or less is due to the removal of adsorbed moisture and the like, and it is estimated that the decomposition of the component (d) itself has not substantially occurred. In addition, in the measurement of the “decrease rate”, when the component (d) is dissolved in a solvent and only the component (d) cannot be directly measured, the solution containing the component (d) is reduced to, for example, a metal petri dish. A residue obtained by taking about 2 g and drying in air at normal pressure at 150 ° C. for 3 hours may be used as a sample.

(d)成分である空隙形成用化合物としては、熱分解性又は揮発性を有するものであれば特に制限はないが、例えば、ポリアルキレンオキサイド構造を有する重合体、(メタ)アクリレート系重合体、ポリエステル重合体、ポリカーボネート重合体、ポリアンハイドライド重合体、テトラキスシラン類等が挙げられる。これらは、シリカ系被膜を形成する際の膜収縮率を抑制する観点から、シロキサン樹脂との相互作用が強いヒドロキシル基(−OH)の量が少ないことが好ましい。ヒドロキシ基(−OH)を含む熱分解性化合物及び揮発性化合物は、一般式(1)を加水分解して得られるシロキサン樹脂と溶媒和するため、シロキサン樹脂が縮合する際に障害となり、低温での硬化を阻害する傾向がある。このため、硬化時における膜収縮率が大きくなる傾向にある。しかしながら、ヒドロキシ基(−OH)などの極性置換基を全く有していない場合は、シロキサン樹脂との相溶性が低下して、成膜不良が生じたり、空隙のサイズが大きくなりすぎたりする傾向がある。したがって、空隙成形用化合物としては、ある程度のヒドロキシ基を有しているものが好ましい。   The void-forming compound as the component (d) is not particularly limited as long as it has thermal decomposability or volatility. For example, a polymer having a polyalkylene oxide structure, a (meth) acrylate polymer, Examples thereof include polyester polymers, polycarbonate polymers, polyanhydride polymers, and tetrakissilanes. From the viewpoint of suppressing the film shrinkage when forming a silica-based film, it is preferable that the amount of hydroxyl groups (—OH) having a strong interaction with the siloxane resin is small. The thermally decomposable compound and volatile compound containing a hydroxy group (—OH) are solvated with the siloxane resin obtained by hydrolyzing the general formula (1). There is a tendency to inhibit the hardening of. For this reason, the film shrinkage rate during curing tends to increase. However, when there is no polar substituent such as a hydroxy group (—OH), the compatibility with the siloxane resin is lowered, resulting in poor film formation and excessive void size. There is. Therefore, as the void forming compound, those having a certain amount of hydroxy groups are preferable.

また、熱分解性化合物や揮発性化合物が200℃を下回る温度で熱分解性又は揮発性を有するものであると、シロキサンの骨格が形成される前に熱分解や揮発を生じてしまうため、所望の誘電特性が得られなくなるおそれがある。一方、500℃を超える温度で熱分解性又は揮発性を有するものであると、シリカ系被膜を、配線金属等を有する基板上に形成する場合に、かかる高温によって配線金属の劣化が生じる恐れがある。したがって、これらの温度範囲(200〜500℃)で熱分解又は揮発するものであれば、配線金属の劣化を抑えつつ、絶縁膜の誘電特性を調整し易くなるという効果が得られるようになる。   In addition, if the thermally decomposable compound or volatile compound has thermal decomposability or volatility at a temperature lower than 200 ° C., thermal decomposition or volatilization occurs before the siloxane skeleton is formed. The dielectric properties may not be obtained. On the other hand, when the silica-based film is formed on a substrate having a wiring metal or the like if it has thermal decomposability or volatility at a temperature exceeding 500 ° C., the wiring metal may be deteriorated due to the high temperature. is there. Therefore, if it is thermally decomposed or volatilized in these temperature ranges (200 to 500 ° C.), it is possible to obtain an effect that the dielectric characteristics of the insulating film can be easily adjusted while suppressing the deterioration of the wiring metal.

上記ポリアルキレンオキサイド構造としては、例えば、ポリエチレンオキサイド構造、ポリプロピレンオキサイド構造、ポリテトラメチレンオキサイド構造、ポリブチレンオキサイド構造等が挙げられる。このような構造を有する重合体としては、具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、アルキルフェノールホルマリン縮合物の酸化エチレン誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のエーテル型化合物、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アルカノールアミド硫酸塩等のエーテルエステル型化合物、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル等のエーテルエステル型化合物等が挙げられる。   Examples of the polyalkylene oxide structure include a polyethylene oxide structure, a polypropylene oxide structure, a polytetramethylene oxide structure, a polybutylene oxide structure, and the like. Specific examples of the polymer having such a structure include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene sterol ether, polyoxyethylene lanolin derivative, ethylene oxide derivative of alkylphenol formalin condensate, polyoxyethylene polyoxypropylene block Copolymer, ether type compound such as polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, ether ester type compound such as polyoxyethylene fatty acid alkanolamide sulfate, polyethylene glycol fatty acid ester, Ethylene glycol fatty acid ester, fatty acid monoglyceride, polyglycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, B propylene glycol fatty acid ester ether ester type compounds such like.

また、(メタ)アクリレート系重合体は、アクリル酸、メタクリル酸又はこれらのエステルを単量体単位として有するものである。アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、アクリル酸アルコキシアルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルコキシアルキルエステル等が挙げられる。   The (meth) acrylate polymer has acrylic acid, methacrylic acid or an ester thereof as a monomer unit. Examples of the acrylic acid ester or methacrylic acid ester include acrylic acid alkyl ester, methacrylic acid alkyl ester, acrylic acid alkoxyalkyl ester, methacrylic acid alkyl ester, and methacrylic acid alkoxyalkyl ester.

より具体的には、上記アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル等の炭素数1〜6のアルキルエステルが挙げられる。また、メタクリル酸アルキルエステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ペンチル、メタクリル酸ヘキシル等の炭素数1〜6のアルキルエステルが挙げられる。さらに、アクリル酸アルコキシアルキルエステルとしては、アクリル酸メトキシメチル、アクリル酸エトキシエチルが挙げられる。さらにまた、メタクリル酸アルコキシアルキルエステルとしては、メタクリル酸メトキシメチル、メタクリル酸エトキシエチル等が挙げられる。   More specifically, examples of the alkyl acrylate ester include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, pentyl acrylate, and acrylic acid. C1-C6 alkylesters, such as hexyl, are mentioned. Moreover, as alkyl methacrylate, it is C1-C1 such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, pentyl methacrylate, hexyl methacrylate. 6 alkyl esters. Further, examples of the alkoxyalkyl acrylate include methoxymethyl acrylate and ethoxyethyl acrylate. Furthermore, examples of the alkoxyalkyl methacrylate include methoxymethyl methacrylate and ethoxyethyl methacrylate.

また、ヒドロキシル基を有するアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルも好適であり、例えば、アクリル酸2−ヒドロキシルエチル、アクリル酸2−ヒドロキシルプロピル、メタクリル酸2−ヒドロキシルエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシルプロピル等が挙げられる。   Acrylic acid ester or methacrylic acid ester having a hydroxyl group is also suitable, for example, 2-hydroxylethyl acrylate, 2-hydroxylpropyl acrylate, 2-hydroxylethyl methacrylate, 2-hydroxylpropyl methacrylate, and the like. It is done.

さらに、空隙形成用化合物であるポリエステル重合体としては、例えば、ヒドロキシカルボン酸の重縮合物、ラクトンの開環重合物、脂肪族ポリオールと脂肪族ポリカルボン酸との重縮合物等が例示できる。   Furthermore, examples of the polyester polymer that is a void forming compound include polycondensates of hydroxycarboxylic acids, ring-opening polymers of lactones, polycondensates of aliphatic polyols and aliphatic polycarboxylic acids, and the like.

さらにまた、ポリカーボネート重合体としては、例えば、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート、ポリトリメチレンカーボネート、ポリテトラメチレンカーボネート、ポリペンタメチレンカーボネート、ポリヘキサメチレンカーボネート等の炭酸とアルキレングリコールの重縮合物などが挙げられる。   Furthermore, examples of the polycarbonate polymer include polycondensates of carbonic acid and alkylene glycol such as polyethylene carbonate, polypropylene carbonate, polytrimethylene carbonate, polytetramethylene carbonate, polypentamethylene carbonate, and polyhexamethylene carbonate. .

また、ポリアンハイドライドとしては、例えば、ポリマロニルオキシド、ポリアジポイルオキシド、ポリピメイルオキシド、ポリスベロイルオキシド、ポリアゼライルオキシド、ポリセバコイルオキシド等のジカルボン酸の重縮合物等が挙げられる。   Examples of the polyanhydride include polycondensates of dicarboxylic acids such as polymalonyl oxide, polyadipoyl oxide, polypimeyl oxide, polysuberoyl oxide, polyazelayl oxide, and polysebacoyl oxide. .

さらに、テトラキスシラン類としては、例えば、テトラキス(トリメチルシロキシ)シラン、テトラキス(トリメチルシリル)シラン、テトラキス(メトキシエトキシ)シラン、テトラキス(メトキシエトキシエトキシ)シラン、テトラキス(メトキシプロポキシ)シラン等が挙げられる。(d)成分である空隙形成用化合物としては、これらを単独で、又は組み合わせて含有することができる。   Further, examples of the tetrakissilanes include tetrakis (trimethylsiloxy) silane, tetrakis (trimethylsilyl) silane, tetrakis (methoxyethoxy) silane, tetrakis (methoxyethoxyethoxy) silane, tetrakis (methoxypropoxy) silane, and the like. As the void-forming compound as the component (d), these can be contained alone or in combination.

なお、(d)成分のMwは、溶媒への溶解性、シロキサン樹脂との相溶性、膜の機械特性、膜の成形性等の観点から、200〜10,000であることが好ましく、300〜5,000であることがより好ましく、400〜2,000であることが更に好ましい。このMwが10,000を超えると、シロキサン樹脂との相溶性が低下する傾向にある。一方、200未満であると、空隙の形成が不充分となる傾向にある。   In addition, it is preferable that Mw of (d) component is 200-10,000 from viewpoints, such as solubility to a solvent, compatibility with a siloxane resin, the mechanical property of a film | membrane, and the moldability of a film | membrane, 300- It is more preferably 5,000, and further preferably 400 to 2,000. When this Mw exceeds 10,000, the compatibility with the siloxane resin tends to decrease. On the other hand, if it is less than 200, void formation tends to be insufficient.

次に、(e)成分である光酸発生剤又は光塩基発生剤について説明する。   Next, the photoacid generator or photobase generator as component (e) will be described.

また、(e)成分である光酸発生剤又は光塩基発生剤としては、特に制限されるものではないが、例えば、以下のものが挙げられる。すなわち、光酸発生剤としては、具体的には、ジアリールスルホニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、アリールジアゾニウム塩、芳香族テトラカルボン酸エステル、芳香族スルホン酸エステル、ニトロベンジルエステル、オキシムスルホン酸エステル、芳香族N−オキシイミドスルフォネート、芳香族スルファミド、ハロアルキル基含有炭化水素系化合物、ハロアルキル基含有ヘテロ環状化合物、ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル等が例示できる。これらの化合物は、必要に応じて2種類以上併用したり、他の増感剤と組合せて使用したりすることができる。   In addition, the photoacid generator or photobase generator as the component (e) is not particularly limited, and examples thereof include the following. Specifically, as the photoacid generator, specifically, a diarylsulfonium salt, a triarylsulfonium salt, a dialkylphenacylsulfonium salt, a diaryliodonium salt, an aryldiazonium salt, an aromatic tetracarboxylic acid ester, an aromatic sulfonic acid ester, Nitrobenzyl ester, oxime sulfonic acid ester, aromatic N-oxyimide sulfonate, aromatic sulfamide, haloalkyl group-containing hydrocarbon compound, haloalkyl group-containing heterocyclic compound, naphthoquinone diazide-4-sulfonic acid ester and the like can be exemplified . These compounds can be used in combination of two or more as required, or in combination with other sensitizers.

また、光塩基発生剤は、具体的には非イオン性のものとして下記一般式(2)〜(5)で示される化合物群、あるいはニフェジピン類等、イオン性のものとしてコバルトアミン錯体や下記一般式(6)、(7)で示される4級アンモニウム塩等が挙げられる。

Figure 2007031696

[式(2)中、Rは炭素数1〜30の1価の有機基であり、メトキシ基又はニトロ基が置換した芳香族環を含んでいてもよい、Rは炭素数1〜20の1〜4価の有機基、mは1〜4の整数である]
Figure 2007031696

[式(3)中、Rは一般式(2)と同じであり、R、Rは各々独立に炭素数1〜30の1価の有機基である。R及びRは互いが結合することにより環状構造を形成していても良い。また、mは1〜4の整数である]
Figure 2007031696

[式(4)中、Rは一般式(2)と同じであり、R、Rは各々独立に炭素数1〜30の1価の有機基である。R及びRは、互いが結合することで環状構造を形成していても良い。またどちらか一方は水素原子であってもよい]
Figure 2007031696

[式(5)中、R及びRは一般式(4)と同じであり、Rは炭素数1〜30の1価の有機基であり、アルコキシ基、ニトロ基、アミノ基、アルキル置換アミノ基、アルキルチオ基が置換した芳香族環を含んでいてもよい。Rは、炭素数1〜30の2価の有機基を示す。]
Figure 2007031696

[式(6)中、R10は炭素数1〜30の1価の有機基、R11及びR12は各々独立に水素原子又は炭素数1〜30の1価の有機基。R13、R14、R15及びR16は各々独立に炭素数1〜30の1価の有機基、R17、R18及びR19は各々独立に単結合又は炭素数1〜30の2価の有機基、R20及びR21は各々独立に炭素数1〜30の3価の有機基、Yはアンモニウム塩の対イオンをあらわす。mは1〜3であり、q及びpは各々独立に0、1又は2であり、且つm+q+p=3である。]
Figure 2007031696

[式(7)中、R10〜R21、Y、m、q及びpは一般式(6)と同じである。] Further, the photobase generator is specifically a nonionic compound group represented by the following general formulas (2) to (5), or nifedipines, etc. Quaternary ammonium salts represented by the formulas (6) and (7) are exemplified.
Figure 2007031696

[In formula (2), R 2 is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms, a methoxy group or a nitro group may contain an aromatic ring substituted, R 3 is 1 to 20 carbon atoms 1 to 4 valent organic groups, m is an integer of 1 to 4]
Figure 2007031696

[In the formula (3), R 3 is the same as in the general formula (2), and R 4 and R 5 are each independently a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. R 4 and R 5 may be bonded to each other to form a cyclic structure. M is an integer of 1 to 4]
Figure 2007031696

[In the formula (4), R 2 is the same as in the general formula (2), and R 6 and R 7 are each independently a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. R 6 and R 7 may form a cyclic structure by bonding to each other. Either one may be a hydrogen atom]
Figure 2007031696

[In the formula (5), R 6 and R 7 are the same as those in the general formula (4), R 8 is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms, alkoxy group, nitro group, amino group, alkyl group An aromatic ring substituted with a substituted amino group or an alkylthio group may be contained. R 9 represents a divalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. ]
Figure 2007031696

Wherein (6), R 10 is a monovalent organic group, a monovalent organic group of R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or a C1-30 C1-30. R 13 , R 14 , R 15 and R 16 are each independently a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms, and R 17 , R 18 and R 19 are each independently a single bond or a divalent group having 1 to 30 carbon atoms. R 20 and R 21 each independently represents a trivalent organic group having 1 to 30 carbon atoms, and Y represents a counter ion of an ammonium salt. m is 1 to 3, q and p are each independently 0, 1 or 2, and m + q + p = 3. ]
Figure 2007031696

[In the formula (7), R 10 to R 21 , Y, m, q and p are the same as those in the general formula (6). ]

(e)成分である光酸発生剤又は光塩基発生剤の添加量は、これらの感度や効率、用いる光源、所望とする硬化物の厚さ等の条件に依存することから、これらに応じて適宜決定することが好ましい。具体的には、樹脂組成物の樹脂分重量に対して、0.0001〜50重量%であると好ましく、0.001〜20重量%であるとより好ましく、0.01〜10重量%であると更に好ましい。この添加量が0.0001重量%未満であると、光硬化性が低下し、硬化に要する露光量が多大となる傾向にある。一方、この使用量が50重量%を超えると、樹脂組成物の安定性や成膜性が低下する傾向にあるとともに、硬化物の電気特性やプロセス適合性が低下する場合もある。   The amount of the photoacid generator or photobase generator as the component (e) depends on the sensitivity and efficiency, the light source used, the thickness of the desired cured product, and the like. It is preferable to determine appropriately. Specifically, it is preferably 0.0001 to 50% by weight, more preferably 0.001 to 20% by weight, and 0.01 to 10% by weight with respect to the resin component weight of the resin composition. And more preferred. When this addition amount is less than 0.0001% by weight, the photocurability is lowered and the exposure amount required for curing tends to be large. On the other hand, when the amount used exceeds 50% by weight, the stability and film formability of the resin composition tend to be lowered, and the electrical properties and process suitability of the cured product may be lowered.

また、放射線硬化性組成物である樹脂組成物に対しては、上記(d)成分や(e)成分以外に、光増感剤を添加してもよい。光増感剤を用いることによって、放射線のエネルギーを効率よく吸収できるようになり、例えば光塩基発生剤の感度を向上させることが可能となる。光増感剤としては、アントラセン誘導体、ペリレン誘導体、アントラキノン誘導体、チオキサントン誘導体、クマリン等を挙げることが出来る。   Moreover, you may add a photosensitizer to the resin composition which is a radiation curable composition in addition to the said (d) component and (e) component. By using a photosensitizer, the energy of radiation can be efficiently absorbed, and for example, the sensitivity of the photobase generator can be improved. Examples of the photosensitizer include anthracene derivatives, perylene derivatives, anthraquinone derivatives, thioxanthone derivatives, and coumarins.

さらに、樹脂組成物(放射線硬化性組成物)には、色素を添加してもよい。色素を添加することによって、感度の調整が可能となるほか、定在波効果を抑制する効果も得られるようになる。さらにまた、本発明の目的や効果を損なわない範囲で、樹脂組成物には、界面活性剤、シランカップリング剤、増粘剤、無機充填剤等を添加してもよい。   Furthermore, you may add a pigment | dye to a resin composition (radiation curable composition). By adding the dye, the sensitivity can be adjusted, and an effect of suppressing the standing wave effect can be obtained. Furthermore, a surfactant, a silane coupling agent, a thickener, an inorganic filler, and the like may be added to the resin composition as long as the object and effects of the present invention are not impaired.

(各成分の含有量)
次に、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物における各成分の好適な含有量について説明する。樹脂組成物中の(a)成分であるシロキサン樹脂の含有量は、3〜25重量%が好ましい。(a)成分の濃度が25重量%を超えると、相対的に有機溶媒の量が過少となり、シリカ系被膜を形成する際の成膜性等が悪化すると共に、組成物自体の安定性も低下する傾向にある。一方、(a)成分の濃度が3重量%未満であると、溶媒の量が過多となり所望の膜厚を有するシリカ系被膜を形成し難くなる傾向にある。また、(b)成分の好適な含有量は、樹脂組成物の総量中、(a)成分及びその他の成分((c)成分、(d)成分、(e)成分等)の合計含有量を除いた残部となる。
(Content of each component)
Next, the preferable content of each component in the resin composition for forming a silica-based film will be described. The content of the siloxane resin as the component (a) in the resin composition is preferably 3 to 25% by weight. When the concentration of the component (a) exceeds 25% by weight, the amount of the organic solvent becomes relatively small, the film formability at the time of forming the silica-based film is deteriorated, and the stability of the composition itself is also lowered. Tend to. On the other hand, when the concentration of the component (a) is less than 3% by weight, the amount of the solvent is excessive, and it is difficult to form a silica-based film having a desired film thickness. Moreover, the suitable content of (b) component is the total content of (a) component and other components ((c) component, (d) component, (e) component, etc.) in the total amount of the resin composition. The remaining part is removed.

好適な実施形態に係るシリカ系被膜形成用の樹脂組成物は、上述した(a)成分及び(b)成分を必須成分として含み、必要に応じて(c)成分、(d)成分、(e)成分といったその他の成分を含有するものである。このような樹脂組成物からなるシリカ系被膜を層間絶縁膜として適用する場合、樹脂組成物にはアルカリ金属やアルカリ土類金属を含有させないことが好ましい。また、これらを含有する場合であっても、組成物中の上記の金属イオン濃度が好ましくは100ppb以下、より好ましくは20ppb以下とする。この金属イオン濃度が100ppbを超えると、樹脂組成物から得られるシリカ系被膜を備える半導体素子に金属イオンが流入し易くなって、デバイスの性能に悪影響を及ぼすおそれがある。したがって、樹脂組成物にアルカリ金属やアルカリ土類金属が含まれる場合は、必要に応じて、イオン交換フィルタ等を使用すること等によって、樹脂組成物中から金属を除去することが有効である。
[シリカ系被膜の製造方法]
The resin composition for forming a silica-based film according to a preferred embodiment includes the above-described component (a) and component (b) as essential components, and (c) component, (d) component, (e It contains other components such as component). When a silica-based film made of such a resin composition is applied as an interlayer insulating film, it is preferable that the resin composition does not contain an alkali metal or an alkaline earth metal. Even in the case where these are contained, the metal ion concentration in the composition is preferably 100 ppb or less, more preferably 20 ppb or less. When this metal ion concentration exceeds 100 ppb, metal ions easily flow into a semiconductor element having a silica-based film obtained from the resin composition, which may adversely affect device performance. Therefore, when an alkali metal or alkaline earth metal is contained in the resin composition, it is effective to remove the metal from the resin composition by using an ion exchange filter or the like as necessary.
[Method for producing silica-based film]

次に、上述した実施形態のシリカ系被膜形成用の樹脂組成物を用いてシリカ系被膜を製造する方法について説明する。   Next, a method for producing a silica-based coating using the resin composition for forming a silica-based coating according to the above-described embodiment will be described.

まず、所定の基板上に樹脂組成物を均一に塗布し、塗布膜を形成する。基板としては、シリコンウェハ等の表面が平坦なものや、電極(配線金属)等が形成されて凹凸を有しているもの(例えば配線基板等)の両方が適用できる。基板としては、上記以外に例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアクリル、ナイロン、ポリエーテルサルフォン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、トリアセチルセルロース等の有機高分子等からなるものが例示できる。また、これらの有機高分子等のプラスチックフィルムなども使用可能である。   First, a resin composition is uniformly applied on a predetermined substrate to form a coating film. As the substrate, both a substrate having a flat surface such as a silicon wafer and a substrate having electrodes (wiring metal) or the like and having irregularities (for example, a wiring substrate) can be applied. Examples of the substrate include those made of organic polymers such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyamide, polycarbonate, polyacryl, nylon, polyethersulfone, polyvinyl chloride, polypropylene, and triacetyl cellulose. it can. Also, plastic films such as these organic polymers can be used.

基板上への樹脂組成物の塗布方法としては、スピンコート法が好ましい。塗布方法は必ずしもスピンコート法に限定されないが、優れた成膜性や膜均一性が得られることから、スピンコート法が好ましい。   As a method for applying the resin composition on the substrate, a spin coating method is preferable. The coating method is not necessarily limited to the spin coating method, but the spin coating method is preferable because excellent film formability and film uniformity can be obtained.

スピンコート法においては、樹脂組成物をシリコンウェハ等の基板上に好ましくは500〜5000回転/分、より好ましくは700〜3000回転/分でスピン塗布して塗布膜を形成する。この際、回転数が500回転/分未満であると、膜の均一性が悪化する傾向にある。一方、5000回転/分を超えると、成膜性が悪化するおそれがある。   In the spin coating method, the resin composition is preferably spin-coated on a substrate such as a silicon wafer at 500 to 5000 revolutions / minute, more preferably 700 to 3000 revolutions / minute to form a coating film. At this time, if the rotational speed is less than 500 revolutions / minute, the uniformity of the film tends to deteriorate. On the other hand, when it exceeds 5000 rpm, the film formability may be deteriorated.

この際、膜厚の調整は、例えば、樹脂組成物中の(a)成分の配合割合を調整することにより行うことができる。また、スピンコート法における回転数及び塗布回数を調整することにより膜厚を調整することもできる。前者のように(a)成分の配合割合を調整して膜厚を制御する場合は、例えば、膜厚を厚くする場合には(a)成分の濃度を高くし、膜厚を薄くする場合には(a)成分の濃度を低くする。また、回転数及び塗布回数を調整する場合は、例えば、膜厚を厚くする場合には回転数を下げたり、塗布回数を増やしたりし、一方、膜厚を薄くする場合には回転数を上げたり、塗布回数を減らしたりする。   Under the present circumstances, adjustment of a film thickness can be performed by adjusting the compounding ratio of (a) component in a resin composition, for example. The film thickness can also be adjusted by adjusting the number of rotations and the number of coatings in the spin coating method. When the film thickness is controlled by adjusting the blending ratio of the component (a) as in the former, for example, when the film thickness is increased, the concentration of the component (a) is increased and the film thickness is decreased. Reduces the concentration of component (a). Also, when adjusting the number of rotations and the number of coatings, for example, when increasing the film thickness, the number of rotations is decreased or the number of coatings is increased, while when the film thickness is decreased, the number of rotations is increased. Or reduce the number of applications.

次いで、得られた塗布膜に対し、好ましくは50〜350℃、より好ましくは100〜300℃でホットプレート等を用いて塗布膜中の有機溶媒を乾燥させる。この乾燥温度が50℃未満であると、有機溶媒の乾燥が不十分となる傾向にある。一方、乾燥温度が350℃を超えると、例えば(d)成分を含む場合は、シロキサン樹脂のシロキサン骨格が充分に形成される前にポーラス形成用の(d)成分が熱分解してその揮発量が不都合な程に増大し、所望の機械強度及び低誘電特性を有するシリカ系被膜を得難くなるおそれがある。   Next, the organic solvent in the coating film is dried using a hot plate or the like at 50 to 350 ° C., more preferably 100 to 300 ° C., with respect to the obtained coating film. If the drying temperature is less than 50 ° C., the organic solvent tends to be insufficiently dried. On the other hand, when the drying temperature exceeds 350 ° C., for example, when the component (d) is included, the porous component (d) component is thermally decomposed and its volatilization amount before the siloxane skeleton of the siloxane resin is sufficiently formed. Increases undesirably, and it may be difficult to obtain a silica-based film having desired mechanical strength and low dielectric properties.

その後、有機溶媒が除去された塗布膜を200〜500℃の加熱温度で焼成して最終硬化を行う。この加熱温度は、好ましくは250〜500℃である。こうして、アルカリ処理耐性のあるシリカ系被膜が形成される。最終硬化は、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性雰囲気下で行うのが好ましく、この場合、酸素濃度が1000ppm以下であると好ましい。加熱温度が200℃未満であると、十分な硬化が達成されない傾向にあるとともに、(d)成分の分解・揮発が十分に促進できない傾向にある。これに対し、加熱温度が500℃を超えると、基板上に金属配線層がある場合に、入熱量が増大して配線金属の劣化が生じるおそれがある。   Thereafter, the coating film from which the organic solvent has been removed is baked at a heating temperature of 200 to 500 ° C. to perform final curing. This heating temperature is preferably 250 to 500 ° C. In this way, a silica-based film having alkali treatment resistance is formed. The final curing is preferably performed in an inert atmosphere such as nitrogen, argon, or helium. In this case, the oxygen concentration is preferably 1000 ppm or less. When the heating temperature is less than 200 ° C., sufficient curing tends not to be achieved, and decomposition and volatilization of the component (d) tend not to be promoted sufficiently. On the other hand, when the heating temperature exceeds 500 ° C., when there is a metal wiring layer on the substrate, the amount of heat input may increase and the wiring metal may be deteriorated.

この硬化の際の加熱時間は2〜60分が好ましく、2〜30分がより好ましい。この加熱時間が60分を超えると、入熱量が過度に増大して配線金属の劣化が生じるおそれがある。また、加熱装置としては、石英チューブ炉やその他の炉、ホットプレート、ラピッドサーマルアニール(RTA)等の加熱処理装置を用いることができる。   The heating time for this curing is preferably 2 to 60 minutes, more preferably 2 to 30 minutes. If this heating time exceeds 60 minutes, the amount of heat input may increase excessively and the wiring metal may deteriorate. Moreover, as a heating apparatus, a heat treatment apparatus such as a quartz tube furnace, other furnaces, a hot plate, or rapid thermal annealing (RTA) can be used.

こうして形成されるシリカ系被膜の膜厚としては、例えば、反射防止膜用途では、0.01〜10μmが好ましく、LSI等の層間絶縁膜に使用する際の膜厚は0.01〜2μmが好ましく、パッシベーション層に使用する際の膜厚は2〜40μmが好ましい。また、液晶用途に使用する際の膜厚は、0.1〜20μmが好ましく、フォトレジストに使用する際の膜厚は0.1〜2μmが好ましく、光導波路に使用する際の膜厚は1〜50μmが好ましい。さらに、特に反射防止膜とする場合は、高屈折材料と組み合わせることによって、積層構造としてもよい。   The film thickness of the silica-based film thus formed is preferably 0.01 to 10 μm, for example, for use in an antireflection film, and the film thickness when used for an interlayer insulating film such as an LSI is preferably 0.01 to 2 μm. The film thickness when used in the passivation layer is preferably 2 to 40 μm. The film thickness when used for liquid crystal is preferably 0.1 to 20 μm, the film thickness when used for a photoresist is preferably 0.1 to 2 μm, and the film thickness when used for an optical waveguide is 1 ˜50 μm is preferred. Further, in particular, when an antireflection film is used, a laminated structure may be obtained by combining with a highly refractive material.

上述した観点から、シリカ系被膜の膜厚は、0.010〜10μmであることが好ましく、0.01〜5.0μmであることがより好ましく、0.010〜3.0μmであることが更に好ましく、0.010〜2.0μmであることが特に好ましく、0.10〜2.0μmであることが極めて好ましい。膜厚は、上述した樹脂組成物の基板上への塗布段階での膜厚を制御することで調整可能である。   From the viewpoint described above, the thickness of the silica-based coating is preferably from 0.010 to 10 μm, more preferably from 0.01 to 5.0 μm, and further preferably from 0.010 to 3.0 μm. Preferably, it is 0.010-2.0 micrometers, and it is especially preferable that it is 0.10-2.0 micrometers. The film thickness can be adjusted by controlling the film thickness at the application stage of the resin composition described above onto the substrate.

また、上記(e)成分である光酸発生剤又は光塩基発生剤が含まれており、放射線硬化性組成物として機能する樹脂組成物の場合は、以下のようにして所望にパターン化されたシリカ系被膜を形成することもできる。すなわち、まず、上記シリカ系被膜の生成方法と同様にして所定の基板上に樹脂組成物(放射線硬化性組成物)を塗布して塗布膜を形成した後、好ましくは50〜200℃、より好ましくは70〜150℃でホットプレート等にて塗膜中の有機溶媒及び水を揮発させ塗布膜を乾燥する。この乾燥温度が50℃未満であると、有機溶媒の揮発が十分に行われない傾向にある。一方、乾燥温度が200℃を超えると、後の現像処理の際に塗膜が現像液に溶解し難くなり、パターン精度が低下する傾向にある。   In addition, in the case of a resin composition that contains a photoacid generator or photobase generator as the component (e) and functions as a radiation curable composition, it was patterned as desired as follows. A silica-based film can also be formed. That is, first, after forming a coating film by applying a resin composition (radiation curable composition) on a predetermined substrate in the same manner as the method for producing a silica-based coating, it is preferably 50 to 200 ° C., more preferably Evaporate the organic solvent and water in the coating film on a hot plate or the like at 70 to 150 ° C. to dry the coating film. When the drying temperature is less than 50 ° C., the organic solvent tends to be not sufficiently volatilized. On the other hand, when the drying temperature exceeds 200 ° C., the coating film is difficult to dissolve in the developer during the subsequent development processing, and the pattern accuracy tends to be lowered.

次に、所望のパターンを有するマスクを介して、塗布膜に放射線を照射して露光する。これにより、放射線を照射された塗布膜の露光部は硬化して硬化膜を形成する。この際の露光量は、5.0〜5,000mJ/cmであることが好ましく、5.0〜1,000mJ/cmであることがより好ましく、5.0〜500mJ/cmであることが更に好ましく、5.0〜100mJ/cmであることが特に好ましい。この露光量が5.0mJ/cm未満では、光源によっては制御が困難となるおそれがある。一方、5,000mJ/cmを超えると露光時間が長くなり、生産性が悪くなる傾向がある。なお、従来の一般的なシロキサン系放射線硬化性組成物の露光量は500〜5,000mJ/cm程度である。 Next, exposure is performed by irradiating the coating film with radiation through a mask having a desired pattern. Thereby, the exposed part of the coating film irradiated with radiation is cured to form a cured film. Exposure at this time is preferably 5.0~5,000mJ / cm 2, more preferably 5.0~1,000mJ / cm 2, is 5.0~500mJ / cm 2 Is more preferable, and 5.0 to 100 mJ / cm 2 is particularly preferable. If the exposure amount is less than 5.0 mJ / cm 2, it may be difficult to control depending on the light source. On the other hand, when it exceeds 5,000 mJ / cm 2 , the exposure time becomes long, and the productivity tends to deteriorate. In addition, the exposure amount of the conventional general siloxane radiation-curable composition is about 500 to 5,000 mJ / cm 2 .

また、露光に用いる放射線は、電磁波又は粒子線のことをいい、例えば、可視光線、紫外線、赤外線、X線、α線、β線、γ線等が挙げられる。これらの中では、特に紫外線が好ましい。紫外線の発生源としては、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ、エキシマランプ等が挙げられる。   The radiation used for exposure refers to electromagnetic waves or particle beams, and examples thereof include visible light, ultraviolet light, infrared light, X-rays, α-rays, β-rays, and γ-rays. Among these, ultraviolet rays are particularly preferable. Examples of the ultraviolet ray generation source include an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a metal halide lamp, and an excimer lamp.

なお、上記露光後には、必要に応じて加熱(ポストエクスポジャベイク:PEB)工程を実施してもよい。この工程における加熱処理はホットプレート等の加熱手段にて、少なくとも露光により硬化した露光部(硬化膜)を加熱する。その際、未露光部の塗膜の現像液に対する溶解性が低下しない程度の温度領域で加熱することが好ましい。この加熱温度は50〜200℃であることが好ましく、70〜150℃であることがより好ましく、70〜110℃であることが更に好ましく、70〜100℃であることが特に好ましい。一般に温度が高くなるほど発生した酸が拡散しやすくなるため、この加熱温度は低い方がよい。なお、従来の一般的なシロキサン系放射線硬化性組成物のPEB工程における加熱温度は115〜120℃程度である。ただし、酸の拡散を確実に回避するとともに、生産コストを抑制する必要がある場合は、露光後、現像前に上述のような加熱工程は設けないことが好ましい。   In addition, you may implement a heating (post exposure bake: PEB) process as needed after the said exposure. In the heat treatment in this step, at least an exposed portion (cured film) cured by exposure is heated by a heating means such as a hot plate. In that case, it is preferable to heat in the temperature range in which the solubility with respect to the developing solution of the coating film of an unexposed part does not fall. The heating temperature is preferably 50 to 200 ° C, more preferably 70 to 150 ° C, still more preferably 70 to 110 ° C, and particularly preferably 70 to 100 ° C. In general, the higher the temperature, the more easily the generated acid diffuses, so the lower the heating temperature is better. In addition, the heating temperature in the PEB process of the conventional general siloxane type radiation curable composition is about 115-120 degreeC. However, when it is necessary to reliably avoid acid diffusion and to reduce production costs, it is preferable not to provide a heating step as described above after exposure and before development.

上述した露光後、樹脂組成物(放射線硬化性組成物)の塗布膜における未露光部の除去、すなわち現像を行う。露光の工程においてマスクによって放射線の照射が阻害された未露光部は、この現像の際に用いられる現像液に対して十分に溶解性を有する。一方、放射線の照射された露光部は、露光により酸性活性物質や塩基性活性物質が発生し、これによりこの部分に加水分解縮合反応が生じ、その結果、現像液に対する溶解性が低下する。この作用により、現像の工程においては未露光部のみが除去され、基板上に露光部(硬化膜)のみが選択的に残存してパターンが形成される。   After the exposure described above, removal of unexposed portions in the coating film of the resin composition (radiation curable composition), that is, development is performed. The unexposed area where the irradiation of radiation is inhibited by the mask in the exposure process has sufficient solubility in the developer used in this development. On the other hand, in the exposed portion irradiated with radiation, an acidic active substance or a basic active substance is generated by exposure, and thereby a hydrolytic condensation reaction occurs in this part, and as a result, the solubility in the developer is lowered. By this action, only the unexposed portion is removed in the development process, and only the exposed portion (cured film) remains selectively on the substrate to form a pattern.

現像に際しては、例えば、アルカリ性水溶液等の現像液を使用することができる。このアルカリ性水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、アンモニア等の無機アルカリ;エチルアミン、n−プロピルアミン等の第1級アミン;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン等の第2級アミン;トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第3級アミン;ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン;テトラメチルアンモニウムハイドロオキシド(TMAH)、テトラエチルアンモニウムハイドロオキシド等の第4級アンモニウムなどの水溶液が挙げられる。また、これらのアルカリ水溶液に、水溶性有機溶媒や界面活性剤を適当量添加した水溶液を使用することもできる。樹脂組成物を電子部品の製造に用いる場合は、電子部品がアルカリ金属による汚染を嫌う傾向にあることから、現像液としては、テトラメチルアンモニウムハイドロオキシド水溶液が好ましい。   For development, for example, a developer such as an alkaline aqueous solution can be used. Examples of the alkaline aqueous solution include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and ammonia; primary amines such as ethylamine and n-propylamine; diethylamine and di-n. Secondary amines such as propylamine; tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine; alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine; fourth amines such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH) and tetraethylammonium hydroxide An aqueous solution such as quaternary ammonium can be mentioned. In addition, an aqueous solution obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent or a surfactant to these alkaline aqueous solutions can also be used. When the resin composition is used for the production of an electronic component, the electronic component tends to hate contamination with alkali metals, and therefore, a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is preferable as the developer.

好適な現像時間は、塗布膜や硬化膜の膜厚や溶剤にもよるが、5秒間〜5分間であることが好ましく、30秒間〜3分間であることがより好ましく、30秒間〜1分間であることが更に好ましい。この現像時間が5秒間未満ではウエハや基板全面に対する正確な時間制御が困難となる場合があり、5分間を超えると生産性が悪くなる傾向がある。現像時の処理温度は特に限定されないが、一般に20〜30℃である。現像方法としては、例えば、スプレー、パドル、浸漬、超音波等の方法を適用できる。   The suitable development time depends on the thickness of the coating film and the cured film and the solvent, but is preferably 5 seconds to 5 minutes, more preferably 30 seconds to 3 minutes, and 30 seconds to 1 minute. More preferably it is. If the development time is less than 5 seconds, accurate time control for the entire surface of the wafer or substrate may be difficult, and if it exceeds 5 minutes, the productivity tends to deteriorate. Although the processing temperature at the time of image development is not specifically limited, Generally it is 20-30 degreeC. As the developing method, for example, methods such as spraying, paddle, dipping, and ultrasonic can be applied.

このように形成されたパターンは、必要に応じて蒸留水等によりリンスされてもよい。この状態のパターン(樹脂組成物の硬化膜)は、そのままレジストマスクとして用いることもできる。   The pattern thus formed may be rinsed with distilled water or the like as necessary. The pattern in this state (cured film of the resin composition) can be used as it is as a resist mask.

上述した露光・現像によってパターン化された硬化膜を、層間絶縁膜やクラッド層等として基板上や電子部品内に残存させる場合は、例えば、硬化膜を100〜500℃の加熱温度で焼成して最終硬化を行うことが好ましい。この最終硬化は、N、Ar、He等の不活性雰囲気下、大気中、減圧条件下等で行うことが好ましいが、用途に要求される特性を満足する限り、これらの周囲の雰囲気や圧力の条件に特に制限はない。この最終硬化の際の加熱温度を100℃〜500℃とすることによって、露光部の硬化性を更に向上することができると共に、電気絶縁性を向上させることができる。また、この加熱温度が低い方が、基板やウエハといった塗布膜の下層に用いられる材料の劣化を抑制できる傾向にあるため好ましい。 When the cured film patterned by exposure / development described above is left on the substrate or in the electronic component as an interlayer insulating film or a cladding layer, for example, the cured film is baked at a heating temperature of 100 to 500 ° C. It is preferable to perform final curing. This final curing is preferably performed under an inert atmosphere such as N 2 , Ar, or He, in the air, under reduced pressure conditions, or the like. However, as long as the characteristics required for the application are satisfied, the ambient atmosphere and pressure are increased. There are no particular restrictions on the conditions. By setting the heating temperature in this final curing to 100 ° C. to 500 ° C., the curability of the exposed portion can be further improved and the electrical insulation can be improved. In addition, the lower heating temperature is preferable because deterioration of materials used for the lower layer of the coating film such as a substrate or a wafer tends to be suppressed.

この最終硬化における加熱時間は2〜240分間であると好ましく、2〜120分間であるとより好ましい。この加熱時間が240分間を超えると量産性の観点から好ましくない傾向にある。加熱装置としては、例えば、石英チューブ炉等の炉、ホットプレート、ラピッドサーマルアニール(RTA)等が挙げられる。   The heating time in this final curing is preferably 2 to 240 minutes, and more preferably 2 to 120 minutes. If the heating time exceeds 240 minutes, it tends to be undesirable from the viewpoint of mass productivity. Examples of the heating device include a furnace such as a quartz tube furnace, a hot plate, and rapid thermal annealing (RTA).

上記のようなシリカ系被膜は、単一の層として、又は、所定の基板上に設けられた積層体の形態で種々の用途に適用される。例えば、上述したような高屈折材料からなる基板等と組み合わせることで反射防止膜として適用可能である。また積層体は、その他、基板の種類を変えることによって下記のような種々の電子部品やその部品等として応用できる。
[電子部品]
The silica-based coating as described above is applied to various uses as a single layer or in the form of a laminate provided on a predetermined substrate. For example, it can be applied as an antireflection film by combining with a substrate made of a highly refractive material as described above. In addition, the laminate can be applied as various electronic components and components thereof as described below by changing the type of the substrate.
[Electronic parts]

次に、上述した実施形態のシリカ系被膜を備える電子部品について説明する。   Next, an electronic component including the silica-based film according to the above-described embodiment will be described.

シリカ系被膜を備える電子部品としては、半導体素子や多層配線板等の電子デバイス、シリカ系被膜を有するフラットパネルディスプレイ(FPD)等が挙げられる。シリカ系被膜は、半導体素子においては、表面保護膜(パッシベーション膜)、バッファーコート膜、層間絶縁膜等として使用することができる。また、多層配線板においては、層間絶縁膜として好適に使用することができる。さらに、フラットパネルディスプレイ(FPD)においてはトランジスタの絶縁膜、層間絶縁膜、低屈折率膜、保護膜として使用することができる。さらにまた、シリカ系被膜は、FPDやガラスなどの反射防止膜として使用することが出来る。   Examples of the electronic component having a silica-based coating include electronic devices such as semiconductor elements and multilayer wiring boards, and flat panel displays (FPD) having a silica-based coating. Silica-based coatings can be used as surface protective films (passivation films), buffer coat films, interlayer insulating films, and the like in semiconductor elements. Moreover, in a multilayer wiring board, it can be suitably used as an interlayer insulating film. Further, in a flat panel display (FPD), it can be used as an insulating film, an interlayer insulating film, a low refractive index film, and a protective film of a transistor. Furthermore, the silica-based film can be used as an antireflection film such as FPD or glass.

具体的には、半導体素子としては、ダイオード、トランジスタ、化合物半導体、サーミスタ、バリスタ、サイリスタ等の個別半導体素子、DRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリー)、SRAM(スタティック・ランダム・アクセス・メモリー)、EPROM(イレイザブル・プログラマブル・リード・オンリー・メモリー)、マスクROM(マスク・リード・オンリー・メモリー)、EEPROM(エレクトリカル・イレイザブル・プログラマブル・リード・オンリー・メモリー)、フラッシュメモリー等の記憶素子、マイクロプロセッサー、DSP、ASIC等の理論回路素子、MMIC(モノリシック・マイクロウェーブ集積回路)に代表される化合物半導体等の集積回路素子、混成集積回路(ハイブリッドIC)、発光ダイオード、電荷結合素子等の光電変換素子等が挙げられる。また、多層配線板としては、MCM等の高密度配線板等が挙げられる。また、フラットパネルディスプレイ(FPD)としては液晶、有機EL、プラズマディスプレイ等のトランジスタが挙げられる。さらに、その他の電子部品として、光導波路、レジスト、太陽電池パネル等が挙げられ、シリカ系被膜はこれらの被膜に用いることができる。   Specifically, as semiconductor elements, individual semiconductor elements such as diodes, transistors, compound semiconductors, thermistors, varistors, thyristors, DRAM (dynamic random access memory), SRAM (static random access memory), EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), Mask ROM (Mask Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), Flash Memory and other Memory Elements, Microprocessor, Theoretical circuit elements such as DSP and ASIC, integrated circuit elements such as compound semiconductors represented by MMIC (monolithic microwave integrated circuit), hybrid integrated circuits (hybrid IC), Diodes, etc. The photoelectric conversion element such as a charge coupled device and the like. Examples of the multilayer wiring board include a high-density wiring board such as MCM. Further, examples of the flat panel display (FPD) include transistors such as liquid crystal, organic EL, and plasma display. Furthermore, other electronic components include optical waveguides, resists, solar battery panels, and the like, and silica-based coatings can be used for these coatings.

ここで、シリカ系被膜を備える電子部品の一例として、図1を参照してTFT(薄膜トランジスタ)について説明する。   Here, a TFT (thin film transistor) will be described with reference to FIG. 1 as an example of an electronic component having a silica-based film.

図1は、好適な実施形態に係るTFTの要部の断面構成を模式的に示す図である。このTFT100は、TFT液晶ディスプレイに用いられる電子部品である。TFT100は、ガラス基板1上に、アンダーコート膜2が形成され、このアンダーコート膜2上に、ソース4、ドレイン5、伝導層3、ゲート酸化膜6及びゲート電極7からなるトランジスタ部20が設けられた構成を有している。また、このトランジスタ部20上には、第1層間絶縁膜8を挟んで金属配線9が設けられ、金属配線9上には、トランジスタ部20及び金属配線9を覆うように、第2層間絶縁膜10及び透明電極11がこの順に設けられている。   FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of a main part of a TFT according to a preferred embodiment. The TFT 100 is an electronic component used for a TFT liquid crystal display. In the TFT 100, an undercoat film 2 is formed on a glass substrate 1, and a transistor portion 20 including a source 4, a drain 5, a conductive layer 3, a gate oxide film 6, and a gate electrode 7 is provided on the undercoat film 2. It has the structure which was made. A metal wiring 9 is provided on the transistor portion 20 with the first interlayer insulating film 8 interposed therebetween. A second interlayer insulating film is formed on the metal wiring 9 so as to cover the transistor portion 20 and the metal wiring 9. 10 and the transparent electrode 11 are provided in this order.

トランジスタ部20におけるソース4及びドレイン5は、アンダーコート膜2上に所定の間隔を空けて設けられている。また、これらのソース4及びドレイン5の間にはポリシリコンからなる伝導層3が両者に接するように配置されている。つまり、ソース4及びドレイン5は、伝導層3を面内方向で挟むように配置されている。また、伝導層3上には、これを覆うようにSiOを構成材料とするゲート酸化膜6が形成されており、このゲート酸化膜6上には更にゲート電極7が形成されている。かかるゲート酸化膜6によって、伝導層3とゲート電極7とが直接接触しないようにされ、これらの間の絶縁が図られている。 The source 4 and the drain 5 in the transistor unit 20 are provided on the undercoat film 2 at a predetermined interval. Further, a conductive layer 3 made of polysilicon is disposed between these source 4 and drain 5 so as to be in contact with both. That is, the source 4 and the drain 5 are disposed so as to sandwich the conductive layer 3 in the in-plane direction. On the conductive layer 3, a gate oxide film 6 made of SiO 2 is formed so as to cover it, and a gate electrode 7 is further formed on the gate oxide film 6. The gate oxide film 6 prevents the conductive layer 3 and the gate electrode 7 from being in direct contact with each other, and insulation between them is achieved.

第1層間絶縁膜8は、アンダーコート膜2上に、トランジスタ部20を覆うように形成され、短絡防止の機能を有している。この第1層間絶縁膜8は、ソース4及びドレイン5の上部においてこれらの一部が露出するように開口部を有している。また、金属配線9は、第1層間絶縁膜8の開口部上に設けられている。この金属配線9は、上記開口部の中に引き出された引き出し部9aを有しており、これによってソース4又はドレイン5と接続されている。   The first interlayer insulating film 8 is formed on the undercoat film 2 so as to cover the transistor portion 20 and has a function of preventing a short circuit. The first interlayer insulating film 8 has an opening so that part of the source 4 and the drain 5 is exposed. The metal wiring 9 is provided on the opening of the first interlayer insulating film 8. The metal wiring 9 has a lead-out portion 9a drawn into the opening, and is connected to the source 4 or the drain 5 by this.

さらに、第2層間絶縁膜10は、金属配線9を含む下部構造を覆うように設けられ、短絡防止の機能を有している。この第2層間絶縁膜10は、ドレイン5に接続されている金属配線9の上部領域に開口部を有している。第2層間絶縁膜10上には、透明電極11が形成されている。この透明電極11は、第2層間絶縁膜10の開口部の内側に形成された引き出し部11aを有しており、これによってドレイン5に接続した金属配線9と接続されている。   Further, the second interlayer insulating film 10 is provided so as to cover the lower structure including the metal wiring 9 and has a function of preventing a short circuit. The second interlayer insulating film 10 has an opening in the upper region of the metal wiring 9 connected to the drain 5. A transparent electrode 11 is formed on the second interlayer insulating film 10. The transparent electrode 11 has a lead portion 11 a formed inside the opening of the second interlayer insulating film 10, and is thereby connected to the metal wiring 9 connected to the drain 5.

上記構造を有するTFT100において、第1層間絶縁膜8及び第2層間絶縁膜10の両方が、上述した好適な実施形態に係るシリカ系被膜によって形成されている。これらの第1及び第2層間絶縁膜8,10は、上述したシリカ系被膜の形成方法と同様にして形成することができる。すなわち、まず、本発明の好適な実施形態に係る樹脂組成物(放射線硬化性組成物)を、下地となる基板上にスピンコート法等によって塗布した後、乾燥して塗布膜を得る。この場合の下地となる基板としては、第1層間絶縁膜8の場合、基板1、アンダーコート膜2及びトランジスタ部20を備える構造体が該当し、第2層間絶縁膜10の場合、上記構造体に更に第1層間絶縁膜8及び金属配線9を備える構造体が該当する。   In the TFT 100 having the above structure, both the first interlayer insulating film 8 and the second interlayer insulating film 10 are formed by the silica-based film according to the preferred embodiment described above. These first and second interlayer insulating films 8 and 10 can be formed in the same manner as the silica-based film forming method described above. That is, first, a resin composition (radiation curable composition) according to a preferred embodiment of the present invention is applied on a substrate serving as a base by spin coating or the like, and then dried to obtain a coating film. In the case of the first interlayer insulating film 8, the base substrate in this case corresponds to a structure including the substrate 1, the undercoat film 2, and the transistor unit 20, and in the case of the second interlayer insulating film 10, the structure described above. Further, a structure including the first interlayer insulating film 8 and the metal wiring 9 is applicable.

次いで、所定のパターン(開口部を形成すべき領域を覆う形状)を有するマスクを介して塗布膜を露光し、未露光部以外の部分を硬化させ、必要に応じて加熱処理する。そして、未露光部を現像によって除去して、シリカ系被膜からなる第1又は第2層間絶縁膜8,10を形成する。その後、必要に応じて更に加熱処理を施すことで、シリカ系被膜を完全硬化してもよい。なお、第1及び第2層間絶縁膜8,10は、それぞれ同じ組成を有する樹脂組成物から形成されたものであってもよく、異なる組成を有する樹脂組成物から形成されたものであってもよい。   Next, the coating film is exposed through a mask having a predetermined pattern (a shape covering an area where an opening is to be formed), the portions other than the unexposed portions are cured, and heat treatment is performed as necessary. Then, the unexposed portion is removed by development to form first or second interlayer insulating films 8 and 10 made of a silica-based coating. Thereafter, the silica-based film may be completely cured by further heat treatment as necessary. The first and second interlayer insulating films 8 and 10 may be formed from resin compositions having the same composition, or may be formed from resin compositions having different compositions. Good.

上記構成を有するTFT100は、第1及び第2層間絶縁膜8,10が優れたアルカリ処理耐性を有する本発明のシリカ系被膜から構成されている。このため、例えば、TFT100の製造において、金属配線9や透明電極11のパターニングを、レジストを介したアルカリ処理によって行う場合であっても、第1及び第2層間絶縁膜8,10の劣化が極めて生じ難い。その結果、TFT100の製造において、短絡等の欠陥が生じるのを大幅に低減できるようになる。また、第1及び第2層間絶縁膜8,10であるシリカ系被膜は、隣接する層との密着性にも十分に優れることから、TFT100は、層間の剥離等も極めて生じ難く、優れた耐久性及び信頼性を有するものとなる。なお、TFT100において、本発明のシリカ系被膜によって第1及び第2層間絶縁膜8,10の両方が形成されている必要は必ずしもなく、いずれか一方が形成されていればよく、少なくとも第2層間絶縁膜10が形成されていると好ましい。   In the TFT 100 having the above-described configuration, the first and second interlayer insulating films 8 and 10 are composed of the silica-based coating of the present invention having excellent alkali treatment resistance. For this reason, for example, in the manufacture of the TFT 100, even when the patterning of the metal wiring 9 and the transparent electrode 11 is performed by alkali treatment via a resist, the first and second interlayer insulating films 8 and 10 are extremely deteriorated. It is hard to occur. As a result, it is possible to greatly reduce the occurrence of defects such as short circuits in the manufacture of the TFT 100. In addition, since the silica-based coatings that are the first and second interlayer insulating films 8 and 10 are sufficiently excellent in adhesion to adjacent layers, the TFT 100 is extremely resistant to peeling between layers and has excellent durability. And reliability. In the TFT 100, both the first and second interlayer insulating films 8 and 10 are not necessarily formed by the silica-based film of the present invention, and any one of them may be formed, and at least the second interlayer is formed. It is preferable that the insulating film 10 is formed.

このように、上記で例示したような電子部品等によれば、シリカ系被膜のアルカリ処理耐性があるため、アルカリでの処理工程を良好に行う事が可能となる。さらに、本発明のシリカ系被膜形成用の樹脂組成物からなるシリカ系被膜の優れた上記特性により、高密度且つ高品位で信頼性に優れた電子部品等を提供することが可能となる。   As described above, according to the electronic parts and the like as exemplified above, the silica-based coating film is resistant to alkali treatment, so that it is possible to satisfactorily perform the treatment process with alkali. Furthermore, due to the excellent characteristics of the silica-based film comprising the resin composition for forming a silica-based film of the present invention, it is possible to provide an electronic component having high density, high quality and excellent reliability.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to these Examples.
[Example 1]

(樹脂組成物の調製)
テトラエトキシシラン5.34gとメチルトリエトキシシラン9.19gとをエタノール31.1gに溶解させた溶液中に、0.644%硝酸水溶液4.19gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後1.5時間反応させ、続いて、2.38%のテトラメチルアンモニウム硝酸塩水溶液(pH3.6)0.21gを添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
To a solution obtained by dissolving 5.34 g of tetraethoxysilane and 9.19 g of methyltriethoxysilane in 31.1 g of ethanol, 4.19 g of a 0.644% aqueous nitric acid solution was added dropwise over 1 minute with stirring. After completion of the dropwise addition, the reaction is allowed to proceed for 1.5 hours. Subsequently, 0.21 g of a 2.38% tetramethylammonium nitrate aqueous solution (pH 3.6) is added and dissolved by stirring for 30 minutes at room temperature. A resin composition was prepared.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、以下に示すようにしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。すなわち、まず、樹脂組成物を、2mLのプラスチック製の注射器にとり、先端にPTFE製の孔径0.20μmフィルタを取りつけ、樹脂組成物のうちの1.5mLを5インチシリコンウエハ上に滴下した後、回転塗布して塗布膜を形成した。この際、塗布膜の形成は、硬化後の膜厚が225±25nmとなるように回転数を調整した。次いで、塗布膜中の有機溶媒を250℃で3分かけて除去した後、酸素濃度が100ppm前後にコントロールされた石英チューブ炉を用い、350℃で30分間かけて、有機溶媒を除去した後の塗布膜を最終硬化し、シリカ系被膜からなる層間絶縁膜を製造した。
[実施例2]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed as shown below. That is, first, the resin composition is taken into a 2 mL plastic syringe, a PTFE pore size 0.20 μm filter is attached to the tip, and 1.5 mL of the resin composition is dropped on a 5-inch silicon wafer, A coating film was formed by spin coating. At this time, in the formation of the coating film, the rotation speed was adjusted so that the film thickness after curing was 225 ± 25 nm. Next, after removing the organic solvent in the coating film at 250 ° C. over 3 minutes, the organic solvent was removed at 350 ° C. for 30 minutes using a quartz tube furnace in which the oxygen concentration was controlled at around 100 ppm. The coating film was finally cured to produce an interlayer insulating film made of a silica-based film.
[Example 2]

(樹脂組成物の調製)
テトラエトキシシラン5.34gとメチルトリエトキシシラン9.19gとをイソプロパノール(IPA)31.1gに溶解させた溶液中に、0.644%硝酸水溶液4.19gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後1.5時間反応させ、続いて、2.38%のテトラメチルアンモニウム硝酸塩水溶液(pH3.6)0.21gを添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
To a solution obtained by dissolving 5.34 g of tetraethoxysilane and 9.19 g of methyltriethoxysilane in 31.1 g of isopropanol (IPA), 4.19 g of a 0.644% aqueous nitric acid solution was added dropwise over 1 minute with stirring. . After completion of the dropwise addition, the reaction is allowed to proceed for 1.5 hours. Subsequently, 0.21 g of a 2.38% tetramethylammonium nitrate aqueous solution (pH 3.6) is added and dissolved by stirring for 30 minutes at room temperature. A resin composition was prepared.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[実施例3]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Example 3]

(樹脂組成物の調製)
テトラエトキシシラン10.7gとメチルトリエトキシシラン18.4gとをシクロヘキサノン(Cy=O)58.4gに溶解させた溶液中に、0.644%硝酸水溶液8.39gを攪拌下で2分かけて滴下した。滴下終了後1.5時間反応させ、続いて、2.38%のテトラメチルアンモニウム硝酸塩水溶液(pH3.6)4.20gを添加し、さらに30分攪拌後、減圧下、温浴中で生成エタノール及びシクロヘキサノンの一部を留去して、ポリシロキサン溶液61.7gを得た。次いで、シクロヘキサノン38.2gをそれぞれ添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
In a solution prepared by dissolving 10.7 g of tetraethoxysilane and 18.4 g of methyltriethoxysilane in 58.4 g of cyclohexanone (Cy = O), 8.39 g of a 0.644% aqueous nitric acid solution was stirred over 2 minutes. It was dripped. After completion of the dropwise addition, the mixture was allowed to react for 1.5 hours. Subsequently, 4.20 g of a 2.38% tetramethylammonium nitrate aqueous solution (pH 3.6) was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes. A part of cyclohexanone was distilled off to obtain 61.7 g of a polysiloxane solution. Next, 38.2 g of cyclohexanone was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 30 minutes to prepare a resin composition for forming a silica-based film.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[実施例4]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Example 4]

(樹脂組成物の調製)
テトラエトキシシラン10.7gとメチルトリエトキシシラン18.4gとをジエチレングリコールジメチルエーテル(DGDME)58.4gに溶解させた溶液中に、0.644%硝酸水溶液8.39gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後1.5時間反応させ、続いて、2.38%のテトラメチルアンモニウム硝酸塩水溶液(pH3.6)4.20gを添加し、さらに30分攪拌後、減圧下、温浴中で生成エタノール及びジエチレングリコールジメチルエーテルの一部を留去して、ポリシロキサン溶液64.3gを得た。次いで、ジエチレングリコールジメチルエーテル35.7gをそれぞれ添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
To a solution obtained by dissolving 10.7 g of tetraethoxysilane and 18.4 g of methyltriethoxysilane in 58.4 g of diethylene glycol dimethyl ether (DGDME), 8.39 g of a 0.644% aqueous nitric acid solution was added dropwise over 1 minute with stirring. did. After completion of the dropwise addition, the mixture was allowed to react for 1.5 hours. Subsequently, 4.20 g of a 2.38% tetramethylammonium nitrate aqueous solution (pH 3.6) was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes. A part of diethylene glycol dimethyl ether was distilled off to obtain 64.3 g of a polysiloxane solution. Next, 35.7 g of diethylene glycol dimethyl ether was added thereto, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 30 minutes to prepare a resin composition for forming a silica-based film.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[実施例5]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Example 5]

(樹脂組成物の調製)
テトラエトキシシラン10.7gとメチルトリエトキシシラン18.4gとをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)62.1gに溶解させた溶液中に、0.644%硝酸水溶液8.39gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後1.5時間反応させ、続いて、2.38%のテトラメチルアンモニウム硝酸塩水溶液(pH3.6)0.423gを添加し、さらに30分攪拌後、減圧下、温浴中で生成エタノール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの一部を留去して、ポリシロキサン溶液67.8gを得た。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート32.2gをそれぞれ添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
In a solution prepared by dissolving 10.7 g of tetraethoxysilane and 18.4 g of methyltriethoxysilane in 62.1 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 8.39 g of a 0.644% nitric acid aqueous solution was stirred for 1 minute. It was dripped over. After completion of the dropwise addition, the mixture was allowed to react for 1.5 hours, followed by addition of 0.423 g of a 2.38% tetramethylammonium nitrate aqueous solution (pH 3.6), and the mixture was further stirred for 30 minutes. A part of propylene glycol monomethyl ether acetate was distilled off to obtain 67.8 g of a polysiloxane solution. Next, 32.2 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 30 minutes to prepare a resin composition for forming a silica-based film.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[実施例6]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Example 6]

(樹脂組成物の調製)
メチルトリエトキシシラン26.6gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)65.7gに溶解させた溶液中に、0.644%硝酸水溶液7.29gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後1.5時間反応させ、続いて、2.38%のテトラメチルアンモニウム硝酸塩水溶液(pH3.6)0.423gを添加し、さらに30分攪拌後、減圧下、温浴中で生成エタノール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの一部を留去して、ポリシロキサン溶液50.8gを得た。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート49.2gをそれぞれ添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
To a solution obtained by dissolving 26.6 g of methyltriethoxysilane in 65.7 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 7.29 g of a 0.644% aqueous nitric acid solution was added dropwise over 1 minute with stirring. After completion of the dropwise addition, the mixture was allowed to react for 1.5 hours, followed by addition of 0.423 g of a 2.38% tetramethylammonium nitrate aqueous solution (pH 3.6), and the mixture was further stirred for 30 minutes. A part of propylene glycol monomethyl ether acetate was distilled off to obtain 50.8 g of a polysiloxane solution. Next, 49.2 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 30 minutes to prepare a resin composition for forming a silica-based film.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[実施例7]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Example 7]

(樹脂組成物の調製)
テトラエトキシシラン5.26gとメチルトリエトキシシラン22.5gとをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)64.0gに溶解させた溶液中に、0.644%硝酸水溶液7.83gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後2時間反応させ、続いて、2.38%のテトラメチルアンモニウム硝酸塩水溶液(pH3.6)0.420gを添加し、さらに2時間攪拌後、減圧下、温浴中で生成エタノール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの一部を留去して、ポリシロキサン溶液64.1gを得た。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート35.9gをそれぞれ添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
In a solution prepared by dissolving 5.26 g of tetraethoxysilane and 22.5 g of methyltriethoxysilane in 64.0 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 7.83 g of a 0.644% nitric acid aqueous solution was stirred for 1 minute. It was dripped over. After completion of the dropwise addition, the reaction was allowed to proceed for 2 hours, followed by the addition of 0.420 g of a 2.38% tetramethylammonium nitrate aqueous solution (pH 3.6), and stirring for another 2 hours. A part of the monomethyl ether acetate was distilled off to obtain 64.1 g of a polysiloxane solution. Next, 35.9 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 30 minutes to prepare a resin composition for forming a silica-based film.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[実施例8]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Example 8]

(樹脂組成物の調製)
テトラエトキシシラン7.59gとメチルトリエトキシシラン20.8gとをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)63.2gに溶解させた溶液中に、0.644%硝酸水溶液8.07gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後1.5時間反応させ、続いて、2.38%のテトラメチルアンモニウム硝酸塩水溶液(pH3.6)0.424gを添加し、さらに30分攪拌後、減圧下、温浴中で生成エタノール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの一部を留去して、ポリシロキサン溶液60.5gを得た。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート39.5gをそれぞれ添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
In a solution obtained by dissolving 7.59 g of tetraethoxysilane and 20.8 g of methyltriethoxysilane in 63.2 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 8.07 g of a 0.644% nitric acid aqueous solution was stirred for 1 minute. It was dripped over. After completion of the dropwise addition, the mixture was allowed to react for 1.5 hours, followed by addition of 0.424 g of a 2.38% tetramethylammonium nitrate aqueous solution (pH 3.6), and after stirring for another 30 minutes, A part of propylene glycol monomethyl ether acetate was distilled off to obtain 60.5 g of a polysiloxane solution. Next, 39.5 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 30 minutes to prepare a resin composition for forming a silica-based film.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[実施例9]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Example 9]

(樹脂組成物の作製)
テトラエトキシシラン12.2gとメチルトリエトキシシラン17.2gとをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)61.6gに溶解させた溶液中に、0.644%硝酸水溶液8.54gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後1.5時間反応させ、続いて、2.38%のテトラメチルアンモニウム硝酸塩水溶液(pH3.6)0.423gを添加し、さらに30分攪拌後、減圧下、温浴中で生成エタノール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの一部を留去して、ポリシロキサン溶液58.8gを得た。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート41.2gをそれぞれ添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
In a solution obtained by dissolving 12.2 g of tetraethoxysilane and 17.2 g of methyltriethoxysilane in 61.6 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 8.54 g of a 0.644% nitric acid aqueous solution was stirred for 1 minute. It was dripped over. After completion of the dropwise addition, the mixture was allowed to react for 1.5 hours, followed by addition of 0.423 g of a 2.38% tetramethylammonium nitrate aqueous solution (pH 3.6), and the mixture was further stirred for 30 minutes. A part of propylene glycol monomethyl ether acetate was distilled off to obtain 58.8 g of a polysiloxane solution. Next, 41.2 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 30 minutes to prepare a resin composition for forming a silica-based film.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[実施例10]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Example 10]

(樹脂組成物の作製)
テトラエトキシシラン13.8gとメチルトリエトキシシラン16.0gとをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)61.1gに溶解させた溶液中に、0.644重量%硝酸水溶液8.71gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後2時間反応させ、続いて、2.38重量%のテトラメチルアンモニウム硝酸塩水溶液(pH3.6)0.420gを添加し、さらに30分攪拌後、減圧下、温浴中で生成エタノール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの一部を留去して、ポリシロキサン溶液61.7gを得た。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート38.3gをそれぞれ添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
In a solution prepared by dissolving 13.8 g of tetraethoxysilane and 16.0 g of methyltriethoxysilane in 61.1 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 8.71 g of a 0.644% by weight nitric acid aqueous solution was added while stirring. It was added dropwise over a period of minutes. After completion of the dropwise addition, the reaction was allowed to proceed for 2 hours, followed by addition of 0.420 g of a 2.38 wt% tetramethylammonium nitrate aqueous solution (pH 3.6). A part of glycol monomethyl ether acetate was distilled off to obtain 61.7 g of a polysiloxane solution. Next, 38.3 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 30 minutes to prepare a resin composition for forming a silica-based film.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[比較例1]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Comparative Example 1]

(樹脂組成物の作製)
テトラエトキシシラン16.9gとメチルトリエトキシシラン13.6gとをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)60.0gに溶解させた溶液中に、0.644重量%硝酸水溶液9.02gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後2時間反応させ、続いて、2.38重量%のテトラメチルアンモニウム硝酸塩水溶液(pH3.6)0.421gを添加し、さらに30分攪拌後、減圧下、温浴中で生成エタノール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの一部を留去して、ポリシロキサン溶液66.3gを得た。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート33.7gをそれぞれ添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
In a solution prepared by dissolving 16.9 g of tetraethoxysilane and 13.6 g of methyltriethoxysilane in 60.0 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 9.02 g of a 0.644% by weight nitric acid aqueous solution was added with stirring. It was added dropwise over a period of minutes. After completion of the dropwise addition, the reaction was allowed to proceed for 2 hours. Subsequently, 0.421 g of a 2.38 wt% tetramethylammonium nitrate aqueous solution (pH 3.6) was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes. A part of glycol monomethyl ether acetate was distilled off to obtain 66.3 g of a polysiloxane solution. Next, 33.7 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 30 minutes to prepare a resin composition for forming a silica-based film.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[比較例2]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Comparative Example 2]

(樹脂組成物の調製)
テトラエトキシシラン20.0gとメチルトリエトキシシラン11.3gとをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)59.0gに溶解させた溶液中に、0.644重量%硝酸水溶液9.34gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後2時間反応させ、続いて、2.38重量%のテトラメチルアンモニウム硝酸塩水溶液(pH3.6)0.424gを添加し、さらに30分攪拌後、減圧下、温浴中で生成エタノール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの一部を留去して、ポリシロキサン溶液58.6gを得た。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート41.4gをそれぞれ添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を作製した。
(Preparation of resin composition)
In a solution obtained by dissolving 20.0 g of tetraethoxysilane and 11.3 g of methyltriethoxysilane in 59.0 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 9.34 g of a 0.644% by weight aqueous nitric acid solution was added while stirring. It was added dropwise over a period of minutes. After completion of the dropwise addition, the reaction was allowed to proceed for 2 hours. Subsequently, 0.424 g of a 2.38 wt% tetramethylammonium nitrate aqueous solution (pH 3.6) was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes. A part of the glycol monomethyl ether acetate was distilled off to obtain 58.6 g of a polysiloxane solution. Next, 41.4 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added and dissolved by stirring for 30 minutes at room temperature to prepare a resin composition for forming a silica-based film.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[比較例3]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Comparative Example 3]

(樹脂組成物の調製)
テトラエトキシシラン26.9gとメチルトリエトキシシラン5.93gとをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)56.7gに溶解させた溶液中に、0.644重量%硝酸水溶液10.1gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後2時間反応させ、続いて、2.38重量%のテトラメチルアンモニウム硝酸塩水溶液(pH3.6)0.425gを添加し、さらに30分攪拌後、減圧下、温浴中で生成エタノール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの一部を留去して、ポリシロキサン溶液55.3gを得た。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート44.7gをそれぞれ添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
In a solution prepared by dissolving 26.9 g of tetraethoxysilane and 5.93 g of methyltriethoxysilane in 56.7 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 10.1 g of a 0.644% by weight aqueous nitric acid solution was added with stirring. It was added dropwise over a period of minutes. After completion of the dropwise addition, the reaction was allowed to proceed for 2 hours. Subsequently, 0.425 g of a 2.38% by weight tetramethylammonium nitrate aqueous solution (pH 3.6) was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes. A part of the glycol monomethyl ether acetate was distilled off to obtain 55.3 g of a polysiloxane solution. Next, 44.7 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 30 minutes to prepare a resin composition for forming a silica-based film.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[実施例11]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Example 11]

(樹脂組成物の調製)
テトラエトキシシラン74.8g、メチルトリエトキシシラン128.7g、光酸発生剤(PAI−101、みどり化学株式会社製)1.40gと2.38重量%のテトラメチルアンモニウム硝酸塩水溶液(pH3.6)0.296gとをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)447.3gに溶解させた溶液中に、脱イオン水48.6gに60重量%硝酸0.378gを溶解させた水溶液を攪拌下で3分間かけて滴下した。滴下終了後4時間反応させた後、減圧下、55℃の温浴中で生成エタノール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの一部を留去して、ポリシロキサン溶液264.5gを得た。このポリシロキサン溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート85.5gを添加し、室温(25℃)で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物(放射線硬化性組成物)を調整した。
(Preparation of resin composition)
Tetraethoxysilane 74.8g, methyltriethoxysilane 128.7g, photoacid generator (PAI-101, manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.) 1.40g and 2.38 wt% tetramethylammonium nitrate aqueous solution (pH 3.6) An aqueous solution prepared by dissolving 0.378 g of 60 wt% nitric acid in 48.6 g of deionized water in a solution obtained by dissolving 0.296 g in 447.3 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was stirred for 3 minutes. And dripped. After the completion of the dropwise addition, the reaction was allowed to proceed for 4 hours, and then part of the produced ethanol and propylene glycol monomethyl ether acetate was distilled off in a 55 ° C. warm bath under reduced pressure to obtain 264.5 g of a polysiloxane solution. To this polysiloxane solution, 85.5 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added and dissolved by stirring at room temperature (25 ° C.) for 30 minutes to prepare a resin composition for forming a silica-based film (radiation curable composition).

(パターニングの評価)
次いで、この樹脂組成物を用いてパターニング(パターンの形成)を行い、所定のパターンを有するシリカ系被膜を形成した。まず、上記組成物を6インチシリコンウエハの中心に2mL滴下して、スピン塗布法(700回転/分で30秒間回転)によりそのウエハ上に塗布膜を形成し、これを、100℃のホットプレート上で30秒間乾燥させた。その後、乾燥させた塗布膜に対して、最小線幅が2μmのライン状パターンを有するネガ用のマスクを介して、露光機(FPA−3000 iW、キャノン株式会社製)でi線を100mJ/cm照射した。露光後の塗膜を備えたウエハを100℃のホットプレートで30秒間加熱し、次いで、冷却用のプレート(23℃)で30秒間冷却した。
(Evaluation of patterning)
Next, patterning (pattern formation) was performed using this resin composition to form a silica-based film having a predetermined pattern. First, 2 mL of the above composition was dropped on the center of a 6-inch silicon wafer, and a coating film was formed on the wafer by spin coating (rotating at 700 rpm for 30 seconds). Dry for 30 seconds above. Then, the i line | wire is 100 mJ / cm with an exposure machine (FPA-3000 iW, Canon Inc.) through the negative mask which has a linear pattern with the minimum line | wire width of 2 micrometers with respect to the dried coating film. 2 irradiated. The wafer provided with the coating film after exposure was heated on a hot plate at 100 ° C. for 30 seconds, and then cooled on a cooling plate (23 ° C.) for 30 seconds.

それから、2.38重量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキシド(TMAH)水溶液を現像液として、コータ・デベロッパ(Mark 7、東京エレクトロン株式会社製)を用いてそのウエハを30秒間パドル現像して、未露光部を溶解させた。その後、ウエハを水洗、スピン乾燥した。そして、炉体を用いて、スピン乾燥後のウエハを窒素雰囲気下、350℃で30分間加熱して、ウエハ上に、所望のパターンを有する樹脂組成物の硬化物(シリカ系被膜)を形成した。   Then, the wafer was subjected to paddle development for 30 seconds using a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution as a developer using a coater / developer (Mark 7, manufactured by Tokyo Electron Limited). Was dissolved. Thereafter, the wafer was washed with water and spin-dried. Then, using the furnace body, the spin-dried wafer was heated at 350 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to form a cured resin composition (silica-based film) having a desired pattern on the wafer. .

得られた硬化物のパターン形状について、光学顕微鏡による上部からの観察、及び、SEMによる断面形状の観察を行ったところ、ラインが精度よく形成されていた。このことから、実施例11の樹脂組成物を用いると、2μm以下のパターン精度が得られることが確認された。   About the pattern shape of the obtained hardened | cured material, when the observation from the upper part by an optical microscope and the cross-sectional shape observation by SEM were performed, the line was formed with sufficient precision. From this, it was confirmed that when the resin composition of Example 11 was used, a pattern accuracy of 2 μm or less was obtained.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
ネガ用のマスクを介さずに露光を行うとともに、現像を行わなかったこと(すなわち、パターニングを行わなかったこと)以外は、上記と同様にしてシリカ系被膜を作製した。
[特性評価]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
A silica-based film was prepared in the same manner as described above except that exposure was performed without using a negative mask and development was not performed (that is, patterning was not performed).
[Characteristic evaluation]

実施例1〜11及び比較例1〜3で得られたシリカ系被膜の屈折率、比誘電率,膜厚、光透過率(300〜800nm)をそれぞれ測定した。膜厚及び屈折率は、得られたシリカ系被膜上にHe−Neレーザー光を照射し、波長633nmにおける光照射により生じた位相差から求められる膜厚を、分光エリプソメータ(ガートナー社製;エリプソメータL116B)で測定することにより求めた。   The refractive index, relative dielectric constant, film thickness, and light transmittance (300 to 800 nm) of the silica-based coating films obtained in Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 3 were measured. The film thickness and refractive index were determined by observing the film thickness obtained from the phase difference produced by irradiating the obtained silica-based film with He—Ne laser light and irradiating light at a wavelength of 633 nm. Spectroscopic ellipsometer (manufactured by Gartner; Ellipsometer L116B) ).

また、上記測定を行った後のシリカ系被膜を有するシリコンウェハを、50℃に加温した10重量%水酸化カリウム(KOH)水溶液に10分間浸漬し、その後、純水でシリコンウェハを洗浄し、さらにスピン乾燥した。それから、かかる処理後のシリカ系被膜の膜厚と屈折率とを上記と同様にして求めた。そして、KOH水溶液浸漬前後の膜厚及び屈折率の値から、KOH処理前後の膜厚変化及び屈折率変化を算出した。   In addition, the silicon wafer having the silica-based film after the above measurement was immersed in a 10 wt% potassium hydroxide (KOH) aqueous solution heated to 50 ° C. for 10 minutes, and then the silicon wafer was washed with pure water. Further spin-dried. Then, the film thickness and refractive index of the silica-based film after such treatment were determined in the same manner as described above. Then, the film thickness change and refractive index change before and after the KOH treatment were calculated from the film thickness and refractive index values before and after immersion in the KOH aqueous solution.

各実施例又は比較例のシリカ系被膜による、上記測定によって得られた屈折率、比誘電率,膜厚、光透過率(300〜800nm)、並びに、KOH処理前後の膜厚変化及び屈折率変化の値をまとめて表1〜3に示す。なお、表1〜3には、樹脂組成物に含まれるシロキサン樹脂のM(特定の結合原子の総数)の値、溶媒の種類(プロトン性又は非プロトン性)、溶媒の名称及び主溶媒の沸点、並びに、樹脂組成物における硬化促進触媒の含有量を併せて示す。   Refractive index, relative dielectric constant, film thickness, light transmittance (300 to 800 nm), and film thickness change and refractive index change before and after KOH treatment obtained by the silica-based coating of each Example or Comparative Example. The values of are collectively shown in Tables 1-3. In Tables 1 to 3, the value of M (total number of specific bonding atoms) of the siloxane resin contained in the resin composition, the type of solvent (protic or aprotic), the name of the solvent, and the boiling point of the main solvent In addition, the content of the curing accelerating catalyst in the resin composition is also shown.

Figure 2007031696
Figure 2007031696

Figure 2007031696
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Figure 2007031696
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表1〜3より、いずれのシリカ系被膜もKOH処理前後の膜厚変化が50nm未満であったが、実施例1〜11のシリカ系被膜は、比較例1〜3のシリカ系被膜に比して、KOH処理前後の膜厚変化が小さかった。また、実施例1〜11のシリカ系被膜は、比較例1〜3に比して、KOH処理前後の屈折率変化が大幅に小さかった。これより、Mの値が0.50〜1.00の間にあるシロキサン樹脂を含む樹脂組成物を用いたシリカ系被膜は、そうでないものに比して優れたアルカリ処理耐性を有していることが判明した。
[実施例12]
From Tables 1 to 3, although any silica-based coating had a change in film thickness before and after KOH treatment of less than 50 nm, the silica-based coatings of Examples 1 to 11 were compared with the silica-based coatings of Comparative Examples 1 to 3. The film thickness change before and after the KOH treatment was small. Moreover, the silica-type film of Examples 1-11 had the refractive index change before and behind KOH process remarkably small compared with Comparative Examples 1-3. From this, the silica-type film using the resin composition containing the siloxane resin in which the value of M is between 0.50 and 1.00 has excellent alkali treatment resistance as compared with the other cases. It has been found.
[Example 12]

(樹脂組成物の調製)
テトラエトキシシラン3.79gとメチルトリエトキシシラン10.4gとをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)31.8gに溶解させた溶液中に、0.644%硝酸水溶液4.03gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後3.5時間反応させ、減圧下、温浴中で生成エタノール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの一部を留去して、ポリシロキサン溶液32.8gを得た。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート17.2gをそれぞれ添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
In a solution obtained by dissolving 3.79 g of tetraethoxysilane and 10.4 g of methyltriethoxysilane in 31.8 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 4.03 g of a 0.644% nitric acid aqueous solution was stirred for 1 minute. It was dripped over. After completion of the dropwise addition, the reaction was allowed for 3.5 hours, and a portion of the produced ethanol and propylene glycol monomethyl ether acetate was distilled off in a warm bath under reduced pressure to obtain 32.8 g of a polysiloxane solution. Next, 17.2 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 30 minutes to prepare a resin composition for forming a silica-based film.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[実施例13]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Example 13]

(樹脂組成物の作製)
テトラエトキシシラン6.12gとメチルトリエトキシシラン8.60gとをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)31.0gに溶解させた溶液中に、0.644%硝酸水溶液4.28gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後4時間反応させ、減圧下、温浴中で生成エタノール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの一部を留去して、ポリシロキサン溶液33.1gを得た。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート16.9gをそれぞれ添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
In a solution obtained by dissolving 6.12 g of tetraethoxysilane and 8.60 g of methyltriethoxysilane in 31.0 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 4.28 g of a 0.644% nitric acid aqueous solution was stirred for 1 minute. It was dripped over. After completion of the dropwise addition, the reaction was allowed to proceed for 4 hours, and a portion of the produced ethanol and propylene glycol monomethyl ether acetate was distilled off in a warm bath under reduced pressure to obtain 33.1 g of a polysiloxane solution. Next, 16.9 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 30 minutes to prepare a resin composition for forming a silica-based film.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[実施例14]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Example 14]

(樹脂組成物の調製)
テトラエトキシシラン6.89gとメチルトリエトキシシラン8.02gとをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)30.8gに溶解させた溶液中に、0.644%硝酸水溶液4.53gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後4時間反応させ、減圧下、温浴中で生成エタノール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの一部を留去して、ポリシロキサン溶液32.9gを得た。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート17.1gをそれぞれ添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
In a solution prepared by dissolving 6.89 g of tetraethoxysilane and 8.02 g of methyltriethoxysilane in 30.8 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 4.53 g of 0.644% nitric acid aqueous solution was stirred for 1 minute. It was dripped over. After completion of the dropwise addition, the reaction was allowed to proceed for 4 hours, and a portion of the produced ethanol and propylene glycol monomethyl ether acetate was distilled off in a warm bath under reduced pressure to obtain 32.9 g of a polysiloxane solution. Next, 17.1 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 30 minutes to prepare a resin composition for forming a silica-based film.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[比較例4]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Comparative Example 4]

(樹脂組成物の調製)
テトラエトキシシラン8.45gとメチルトリエトキシシラン6.82gとをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)30.3gに溶解させた溶液中に、0.644%硝酸水溶液4.51gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後4時間反応させ、減圧下、温浴中で生成エタノール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの一部を留去して、ポリシロキサン溶液32.7gを得た。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート17.3gをそれぞれ添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
In a solution of 8.45 g of tetraethoxysilane and 6.82 g of methyltriethoxysilane dissolved in 30.3 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 4.51 g of a 0.644% nitric acid aqueous solution was stirred for 1 minute. It was dripped over. After completion of the dropwise addition, the reaction was allowed to proceed for 4 hours, and a portion of the produced ethanol and propylene glycol monomethyl ether acetate was distilled off in a warm bath under reduced pressure to obtain 32.7 g of a polysiloxane solution. Next, 17.3 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 30 minutes to prepare a resin composition for forming a silica-based film.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[比較例5]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Comparative Example 5]

(樹脂組成物の調製)
テトラエトキシシラン9.99gとメチルトリエトキシシラン5.64gとをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)29.9gに溶解させた溶液中に、0.644%硝酸水溶液4.67gを攪拌下で1分かけて滴下した。滴下終了後4時間反応させ、減圧下、温浴中で生成エタノール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの一部を留去して、ポリシロキサン溶液32.2gを得た。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート17.8gをそれぞれ添加し、室温で30分間攪拌溶解して、シリカ系被膜形成用の樹脂組成物を調製した。
(Preparation of resin composition)
In a solution prepared by dissolving 9.99 g of tetraethoxysilane and 5.64 g of methyltriethoxysilane in 29.9 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 4.67 g of a 0.644% aqueous nitric acid solution was stirred for 1 minute. It was dripped over. After completion of the dropwise addition, the reaction was allowed to proceed for 4 hours, and a portion of the produced ethanol and propylene glycol monomethyl ether acetate was distilled off in a warm bath under reduced pressure to obtain 32.2 g of a polysiloxane solution. Next, 17.8 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 30 minutes to prepare a resin composition for forming a silica-based film.

(シリカ系被膜(層間絶縁膜)の形成)
得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてシリカ系被膜(層間絶縁膜)を形成した。
[特性評価]
(Formation of silica-based film (interlayer insulating film))
Using the obtained resin composition, a silica-based film (interlayer insulating film) was formed in the same manner as in Example 1.
[Characteristic evaluation]

実施例12〜14及び比較例4〜5で得られたシリカ系被膜の屈折率、比誘電率,膜厚、光透過率(300〜800nm)を、上記と同様にしてそれぞれ測定するとともに、KOH処理前後の膜厚変化及び屈折率変化を上記と同様にしてそれぞれ算出した。得られた結果を表4にまとめて示す。

Figure 2007031696
The refractive index, relative dielectric constant, film thickness, and light transmittance (300 to 800 nm) of the silica coatings obtained in Examples 12 to 14 and Comparative Examples 4 to 5 were measured in the same manner as described above, and KOH The film thickness change and refractive index change before and after the treatment were calculated in the same manner as described above. The results obtained are summarized in Table 4.
Figure 2007031696

表4より、実施例12〜14のシリカ系被膜はいずれもKOH処理前後の膜厚変化が50nm以下であったのに対し、比較例4〜5のシリカ系被膜はKOH処理によりシリカ系被膜が全て除去され、KOH処理後にはシリカ系被膜が存在していなかった。また、実施例12〜14のシリカ系被膜は、KOH処理前後の屈折率変化もほぼ実用範囲内であった。これより、Mの値が0.50〜1.00の間にあるシロキサン樹脂を含む樹脂組成物を用いたシリカ系被膜は、そうでないものに比して優れたアルカリ処理耐性を有していることが明らかとなった。   From Table 4, the silica-based coatings of Examples 12-14 all had a film thickness change of 50 nm or less before and after the KOH treatment, whereas the silica-based coatings of Comparative Examples 4-5 were subjected to KOH treatment. All were removed and no silica-based coating was present after the KOH treatment. Further, in the silica-based coatings of Examples 12 to 14, the refractive index change before and after the KOH treatment was substantially within the practical range. From this, the silica-type film using the resin composition containing the siloxane resin in which the value of M is between 0.50 and 1.00 has excellent alkali treatment resistance as compared with the other cases. It became clear.

実施形態に係るTFTの断面構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the cross-sectional structure of TFT which concerns on embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…基板、2…アンダーコート膜、3…伝導層、4…ソース、5…ドレイン、6…ゲート酸化膜、7…ゲート電極、8…第1層間絶縁膜、9…金属配線、9a…引き出し部、10…第2層間絶縁膜、11…透明電極、11a…引き出し部、20…トランジスタ部、100…TFT。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 2 ... Undercoat film, 3 ... Conductive layer, 4 ... Source, 5 ... Drain, 6 ... Gate oxide film, 7 ... Gate electrode, 8 ... 1st interlayer insulation film, 9 ... Metal wiring, 9a ... Lead-out Part, 10 ... second interlayer insulating film, 11 ... transparent electrode, 11a ... lead-out part, 20 ... transistor part, 100 ... TFT.

Claims (22)

シリカ系被膜を形成するための樹脂組成物であって、
(a)下記一般式(1)で表されるケイ素化合物を含む原料成分を加水分解縮合して得られるシロキサン樹脂と、(b)前記(a)成分を溶解し得る溶媒と、を含有し、
前記シロキサン樹脂におけるシロキサン結合を構成しているケイ素原子1モルあたりの、前記ケイ素原子に結合しているH原子、F原子、B原子、N原子、Al原子、P原子、Si原子、Ge原子、Ti原子及びC原子からなる群より選ばれる原子の総含有割合Mが、0.50〜1.00モルであることを特徴とする樹脂組成物。
Figure 2007031696

[式中、Rは、H及びFのうちのいずれか一方の原子、B、N、Al、P、Si、Ge若しくはTiを含む基、又は、炭素数1〜20の有機基を示し、Xは加水分解性基を示し、nは0〜2の整数である。ただし、R又はXが複数存在する場合、これらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。]
A resin composition for forming a silica-based film,
(A) a siloxane resin obtained by hydrolytic condensation of a raw material component containing a silicon compound represented by the following general formula (1), and (b) a solvent capable of dissolving the component (a).
H atom, F atom, B atom, N atom, Al atom, P atom, Si atom, Ge atom bonded to the silicon atom per mole of silicon atoms constituting the siloxane bond in the siloxane resin, The resin composition, wherein the total content ratio M of atoms selected from the group consisting of Ti atoms and C atoms is 0.50 to 1.00 mol.
Figure 2007031696

[Wherein, R 1 represents any one atom of H and F, a group containing B, N, Al, P, Si, Ge, or Ti, or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, X represents a hydrolyzable group, and n is an integer of 0-2. However, when two or more R < 1 > or X exists, these may be same or different, respectively. ]
前記Mが0.55〜0.90モルであることを特徴とする請求項1記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 1, wherein the M is 0.55 to 0.90 mol. 前記Mが0.60〜0.80モルであることを特徴とする請求項1記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 1, wherein the M is 0.60 to 0.80 mol. 前記Mが0.62〜0.75モルであることを特徴とする請求項1記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 1, wherein the M is 0.62 to 0.75 mol. 前記Rで表される基が、H原子、B、N、Al、P、Si、Ge若しくはTiを含む基、又は、炭素数1〜20の有機基であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の樹脂組成物。 The group represented by R 1 is a group containing H atom, B, N, Al, P, Si, Ge, or Ti, or an organic group having 1 to 20 carbon atoms. The resin composition as described in any one of -4. 前記Rで表される基が、メチル基であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の樹脂組成物。 The group represented by said R < 1 > is a methyl group, The resin composition as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 前記(b)成分が、非プロトン性溶媒を含む有機溶媒であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の樹脂組成物。   The said (b) component is an organic solvent containing an aprotic solvent, The resin composition as described in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. 前記非プロトン性溶媒として、エーテル系溶媒、エーテルアセテート系溶媒、エステル系溶媒及びケトン系溶媒からなる群より選ばれる少なくとも一種の溶媒を含むことを特徴とする請求項7記載の樹脂組成物。   8. The resin composition according to claim 7, comprising at least one solvent selected from the group consisting of ether solvents, ether acetate solvents, ester solvents and ketone solvents as the aprotic solvent. 前記非プロトン性溶媒は、沸点が80〜180℃であることを特徴とする請求項7又は8記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 7 or 8, wherein the aprotic solvent has a boiling point of 80 to 180 ° C. 硬化促進触媒を更に含む請求項1〜9のいずれか一項に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to any one of claims 1 to 9, further comprising a curing accelerating catalyst. 前記硬化促進触媒がオニウム塩であることを特徴とする請求項10記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 10, wherein the curing accelerating catalyst is an onium salt. 前記硬化促進触媒がアンモニウム塩であることを特徴とする請求項10又は11記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 10 or 11, wherein the curing accelerating catalyst is an ammonium salt. 前記シロキサン樹脂は、熱又は放射線により硬化可能な樹脂であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 1, wherein the siloxane resin is a resin curable by heat or radiation. 請求項1〜13のいずれか一項に記載の樹脂組成物からなる膜を焼成する工程を含むことを特徴とするシリカ系被膜の製造方法。   A method for producing a silica-based coating, comprising a step of firing a film comprising the resin composition according to any one of claims 1 to 13. 請求項1〜13のいずれか一項に記載の樹脂組成物を基板上に塗布して膜を形成する工程と、
前記膜から前記溶媒の少なくとも一部を除去する工程と、
前記膜を200〜500℃の温度で焼成する工程と、
を含むことを特徴とするシリカ系被膜の製造方法。
Applying the resin composition according to any one of claims 1 to 13 on a substrate to form a film;
Removing at least a portion of the solvent from the membrane;
Baking the film at a temperature of 200 to 500 ° C .;
A method for producing a silica-based coating, comprising:
請求項14又は15記載の製造方法により得ることのできるシリカ系被膜。   A silica-based film obtainable by the production method according to claim 14 or 15. エリプソメトリーの633nmの波長で求めた屈折率が1.42以下であることを特徴とする請求項16記載のシリカ系被膜。   The silica-based film according to claim 16, wherein the refractive index obtained by ellipsometry at a wavelength of 633 nm is 1.42 or less. 比誘電率が4.0以下であることを特徴とする請求項16又は17記載のシリカ系被膜。   The silica-based film according to claim 16 or 17, wherein a relative dielectric constant is 4.0 or less. ナノインデンテーション法で測定したヤング率が5GPa以上であることを特徴とする請求項16〜18のいずれか一項に記載のシリカ系被膜。   The silica-based film according to any one of claims 16 to 18, wherein Young's modulus measured by a nanoindentation method is 5 GPa or more. 300〜800nmの光の透過率が90%以上であることを特徴とする請求項16〜19のいずれか一項に記載のシリカ系被膜。   The silica-based film according to any one of claims 16 to 19, wherein the transmittance of light at 300 to 800 nm is 90% or more. 基板と、該基板上に設けられた請求項16〜20のいずれか一項に記載のシリカ系被膜と、を備えることを特徴とする積層体。   A laminate comprising: a substrate; and the silica-based coating according to any one of claims 16 to 20 provided on the substrate. 請求項16〜20のいずれか一項に記載のシリカ系被膜を備えることを特徴とする電子部品。   An electronic component comprising the silica-based coating according to any one of claims 16 to 20.
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