JP2009084405A - Film forming composition, insulating film, and electronic device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film forming composition with which a film having high heat resistance, high mechanical strength, low permittivity and excellent storage stability over time is formed, an insulating film obtained by using the film forming composition, and an electronic device having the insulating film. <P>SOLUTION: The insulating film forming composition includes a compound (A) having at least one substructure represented by general formula (1) in the molecule and a resin for the insulating film or its precursor (B), (in the formula, R<SP>1</SP>-R<SP>6</SP>respectively independently represent arbitral substituents, wherein arbitral substituents R<SP>1</SP>-R<SP>6</SP>may be connected to each other and form a ring structure, and two substituents on an identical carbon (R<SP>1</SP>and R<SP>2</SP>, R<SP>3</SP>and R<SP>4</SP>, R<SP>5</SP>and R<SP>6</SP>) are united with each other so as to represent a double bond). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、絶縁膜形成用組成物、これを用いて得られる絶縁膜、及び、それを有する電子デバイスに関する。   The present invention relates to a composition for forming an insulating film, an insulating film obtained using the same, and an electronic device having the same.

近年、電子材料分野においては、高集積化、多機能化、高性能化の進行に伴い、回路抵抗や配線間のコンデンサー容量が増大し、消費電力や遅延時間の増大を招いている。中でも、遅延時間の増大は、デバイスの信号スピードの低下やクロストークの発生の大きな要因となるため、この遅延時間を減少させてデバイスの高速化を図るべく、寄生抵抗や寄生容量の低減が求められている。この寄生容量を低減するための具体策の一つとして、配線の周辺を低誘電性の層間絶縁膜で被覆することが試みられている。また、層間絶縁膜には、実装基板製造時の薄膜形成工程やチップ接続、ピン付けなどの後工程に耐え得る優れた耐熱性やウェットプロセスに耐え得る耐薬品性が求められている。さらに、近年は、Al配線から低抵抗のCu配線が導入されつつあり、これに伴い、CMP(ケミカルメカニカルポリッシング)による平坦化が一般的となっており、このプロセスに耐え得る高い機械的強度が求められている。
有機ポリマー系の層間絶縁膜としては古くからポリベンゾオキサゾール、ポリイミド、ポリアリーレン(エーテル)などが開示されている(特許文献1、特許文献2)。
In recent years, in the field of electronic materials, with the progress of higher integration, more functions, and higher performance, circuit resistance and capacitor capacity between wirings have increased, leading to an increase in power consumption and delay time. In particular, an increase in delay time is a major factor in reducing the signal speed of the device and the occurrence of crosstalk. Therefore, in order to reduce the delay time and speed up the device, it is necessary to reduce parasitic resistance and parasitic capacitance. It has been. As a specific measure for reducing the parasitic capacitance, an attempt has been made to cover the periphery of the wiring with a low dielectric interlayer insulating film. In addition, the interlayer insulating film is required to have excellent heat resistance that can withstand a subsequent process such as a thin film forming process, chip connection, and pinning during manufacturing of a mounting substrate, and chemical resistance that can withstand a wet process. Furthermore, in recent years, low resistance Cu wiring is being introduced from Al wiring, and along with this, planarization by CMP (Chemical Mechanical Polishing) has become common, and high mechanical strength that can withstand this process is high. It has been demanded.
As an organic polymer interlayer insulating film, polybenzoxazole, polyimide, polyarylene (ether), and the like have been disclosed for a long time (Patent Documents 1 and 2).

米国特許6380347号明細書US Pat. No. 6,380,347 米国特許5965679号明細書US Pat. No. 5,965,679

しかしながら、上記のような有機ポリマー系の層間絶縁膜は、耐熱性、低誘電性、機械的強度などの諸要求性能の観点からは必ずしも満足できるものではなかった。特に、それらの層間絶縁膜は経時的に誘電率が上昇するという問題や、低誘電率化のための膜中への空孔導入による耐熱性や機械強度の減少といった問題があり、さらなる改良が必要であった。   However, the organic polymer-based interlayer insulating film as described above is not always satisfactory from the viewpoint of various performance requirements such as heat resistance, low dielectric property, and mechanical strength. In particular, these interlayer insulation films have the problem that the dielectric constant increases over time and the problem of heat resistance and mechanical strength reduction due to the introduction of vacancies in the film to reduce the dielectric constant. It was necessary.

本発明は、上記のような問題点に鑑みて、高耐熱、高機械強度、低誘電率、及び、良好な保存経時安定性を有する膜を形成することができる絶縁膜形成用組成物、前記膜形成用組成物を用いて得られる絶縁膜を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides an insulating film forming composition capable of forming a film having high heat resistance, high mechanical strength, low dielectric constant, and good storage aging stability, It aims at providing the insulating film obtained using the composition for film formation.

本発明者らは、鋭意検討を行った結果、上記課題が下記の<1>〜<8>の構成により解決されることを見出した。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by the following <1> to <8> configurations.

<1>分子内に、一般式(1)で表される部分構造を少なくとも一つ有する化合物(A)と絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)とを含有する絶縁膜形成用組成物。 <1> A composition for forming an insulating film containing, in the molecule, a compound (A) having at least one partial structure represented by the general formula (1) and a resin for insulating film or a precursor thereof (B).

Figure 2009084405
一般式(1)
(一般式(1)中、R〜Rはそれぞれ独立に任意の置換基を表し、任意のR〜Rがそれぞれ互いに連結していてもよく、同一炭素上の置換基(RとR、RとR、RとR)が2つ合わせて二重結合を表してもよい。)
<2>前記化合物(A)が、一般式(3−1)で表される部分構造、一般式(3−2)で表される部分構造、一般式(3−3)で表される部分構造、一般式(3−4)で表される部分構造、または一般式(3−5)で表される部分構造を少なくとも一つ有する化合物である<1>に記載の絶縁膜形成用組成物。
Figure 2009084405
General formula (1)
(In the general formula (1), R 1 ~R 6 each independently represent any substituent may be any of R 1 to R 6 are not connected to each other, a substituent on the same carbon (R 1 And R 2 , R 3 and R 4 , R 5 and R 6 ) may be combined to represent a double bond.)
<2> The compound (A) is a partial structure represented by the general formula (3-1), a partial structure represented by the general formula (3-2), and a part represented by the general formula (3-3). The composition for forming an insulating film according to <1>, which is a compound having at least one of a structure, a partial structure represented by the general formula (3-4), or a partial structure represented by the general formula (3-5) .

Figure 2009084405

(一般式(3−1)中、R〜R10はそれぞれ独立に任意の置換基を表し、LはCとCを含む環状構造を表す。また、任意のR〜R10及びLがそれぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。)
Figure 2009084405

(In General Formula (3-1), R 7 to R 10 each independently represents an arbitrary substituent, and L 1 represents a cyclic structure containing C 2 and C 3. Also, arbitrary R 7 to R 10. And L 1 may be connected to each other to form a ring.)

Figure 2009084405

(一般式(3−2)中、R11〜R14はそれぞれ独立に任意の置換基を表し、LはCを含む環状構造を表す。また、任意のR11〜R14及びLがそれぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。)
Figure 2009084405

(In General Formula (3-2), R 11 to R 14 each independently represents an arbitrary substituent, and L 2 represents a cyclic structure containing C 1. Also, any R 11 to R 14 and L 2 May be linked to each other to form a ring.)

Figure 2009084405

(一般式(3−3)中、R15〜R20はそれぞれ独立に任意の置換基を表し、それぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。)
Figure 2009084405

(In the general formula (3-3), R 15 to R 20 each independently represents an arbitrary substituent, and may be connected to each other to form a ring.)

Figure 2009084405

(一般式(3−4)中、R21〜R28はそれぞれ独立に任意の置換基を表し、それぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。)
Figure 2009084405

(In the general formula (3-4), R 21 to R 28 each independently represent an arbitrary substituent, and may be connected to each other to form a ring.)

Figure 2009084405

(一般式(3−5)中、R29〜R34はそれぞれ独立に任意の置換基を表し、それぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。)
<3>前記化合物(A)が、一般式(2)で表される化合物である<1>また<2>に記載の絶縁膜形成用組成物。
Figure 2009084405

(In General Formula (3-5), R 29 to R 34 each independently represents an arbitrary substituent, and may be connected to each other to form a ring.)
<3> The composition for forming an insulating film according to <1> or <2>, wherein the compound (A) is a compound represented by the general formula (2).

Figure 2009084405
一般式(2)
(一般式(2)中、Xは一般式(3−1)で表される部分構造、一般式(3−2)で表される部分構造、一般式(3−3)で表される部分構造、一般式(3−4)で表される部分構造、または一般式(3−5)で表される部分構造のいずれか一つを有する基であり、Yは1〜10価の脂肪族炭化水素基、1〜10価の芳香族炭化水素基、または1〜10価の複素環基を表す。nは1〜10の整数を表す。nが2以上の場合、Xは同一であっても異なっていてもよい。)
<4>前記一般式(2)中のXが、一般式(4)で表される基である<3>に記載の絶縁膜形成用組成物。
Figure 2009084405
General formula (2)
(In the general formula (2), X is a partial structure represented by the general formula (3-1), a partial structure represented by the general formula (3-2), and a part represented by the general formula (3-3). A group having any one of a structure, a partial structure represented by the general formula (3-4), or a partial structure represented by the general formula (3-5), and Y is a 1 to 10-valent aliphatic group Represents a hydrocarbon group, a 1 to 10 valent aromatic hydrocarbon group, or a 1 to 10 valent heterocyclic group, n represents an integer of 1 to 10. When n is 2 or more, X is the same May be different.)
<4> The composition for forming an insulating film according to <3>, wherein X in the general formula (2) is a group represented by the general formula (4).

Figure 2009084405
一般式(4)
(一般式(4)中、Zは一般式(5−1)で表される構造、一般式(5−2)で表される構造、一般式(5−3)で表される構造、一般式(5−4)で表される構造、一般式(5−5)で表される構造、一般式(5−6)で表される構造、または一般式(5−7)で表される構造のいずれか一つであり、Lは2〜7価の連結基、または単なる結合手を表す。mは1〜6の整数を表す。mが2以上の場合は、Zは同一であっても異なっていてもよい。Lが単なる結合手の場合、mと一般式(2)中のnは同一となる。)
Figure 2009084405
General formula (4)
(In general formula (4), Z is a structure represented by general formula (5-1), a structure represented by general formula (5-2), a structure represented by general formula (5-3), A structure represented by formula (5-4), a structure represented by general formula (5-5), a structure represented by general formula (5-6), or a general formula (5-7) Any one of the structures, L represents a divalent to 7-valent linking group, or a simple bond, m represents an integer of 1 to 6. When m is 2 or more, Z is the same (If L is a simple bond, m and n in the general formula (2) are the same.)

Figure 2009084405

式中*は一般式(4)のLとの結合位置を示す。
<5>前記一般式(4)のLが、アリーレン基、アルキレン基、アルケニレン基、エステル基、アミド基、およびエーテル基の群から選ばれる1つまたは2つ以上を組み合わせて構成された基である<4>に記載の絶縁膜形成用組成物。
<6>前記絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)が、カゴ型構造を有する化合物である<1>〜<5>のいずれかに記載の絶縁膜形成用組成物。
<7><1>〜<6>のいずれかに記載の絶縁膜形成用組成物から得られる絶縁膜。
<8><7>に記載の絶縁膜を有する電子デバイス。
Figure 2009084405

In the formula, * represents a bonding position with L in the general formula (4).
<5> L in the general formula (4) is a group formed by combining one or two or more selected from the group of an arylene group, an alkylene group, an alkenylene group, an ester group, an amide group, and an ether group. The composition for forming an insulating film according to <4>.
<6> The composition for forming an insulating film according to any one of <1> to <5>, wherein the resin for an insulating film or a precursor thereof (B) is a compound having a cage structure.
<7> An insulating film obtained from the composition for forming an insulating film according to any one of <1> to <6>.
<8> An electronic device having the insulating film according to <7>.

本発明によれば、高耐熱、高機械強度、低誘電率、及び、良好な保存経時安定性を有する膜を形成することができる絶縁膜形成用組成物、前記膜形成用組成物を用いて得られる絶縁膜を提供することができる。   According to the present invention, an insulating film forming composition capable of forming a film having high heat resistance, high mechanical strength, low dielectric constant, and good storage aging stability, and the film forming composition are used. The obtained insulating film can be provided.

次に好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。
本発明の絶縁膜形成用組成物は、シクロプロパン骨格を有する化合物である化合物(A)と絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)とを含有する。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.
The composition for forming an insulating film of the present invention contains a compound (A) that is a compound having a cyclopropane skeleton and a resin for insulating film or a precursor thereof (B).

<化合物(A)>
本発明の絶縁膜形成用組成物は、分子内に一般式(1)で表される部分構造を少なくとも一つ有する化合物(A)を含有する。化合物(A)として一般式(1)で表されるシクロプロパン骨格を含む化合物を採用することにより、絶縁膜の耐熱性、機械的強度、低誘電性、及び誘電率の経時安定性などのうち少なくとも1つの性能の向上が可能となる。上記効果の詳細なメカニズムは不明だが、反応性のシクロプロパン骨格が絶縁膜中で膜成分と反応して膜中の架橋密度を高め、かつ膜の疎水性も高めると推測される。該シクロプロパン骨格を有する化合物は、反応性が高く、かつ通常200℃以上、好ましくは250℃以上という比較的低温で反応することが出来るため、従来よりも低温かつ短時間で耐熱性などに優れた絶縁膜を形成させることが出来る。つまり、化合物(A)を使用することにより、工業的にも非常に有利なプロセスを提供することが可能となる。さらには、化合物(A)は空気に対する安定性などが比較的高く、保存安定性にも優れる。よって、一般式(1)で表される部分構造を有する化合物(A)は、後述する絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)に対する好適な架橋性化合物と考えられる。なお、本発明はこの推測には限定されない。
<Compound (A)>
The composition for insulating film formation of this invention contains the compound (A) which has at least one partial structure represented by General formula (1) in a molecule | numerator. By adopting a compound containing a cyclopropane skeleton represented by the general formula (1) as the compound (A), among the heat resistance, mechanical strength, low dielectric constant, and dielectric constant stability of the dielectric film over time, etc. At least one performance improvement is possible. Although the detailed mechanism of the above effect is unknown, it is presumed that the reactive cyclopropane skeleton reacts with the film components in the insulating film to increase the crosslink density in the film and to increase the hydrophobicity of the film. The compound having a cyclopropane skeleton is highly reactive and can be reacted at a relatively low temperature of usually 200 ° C. or higher, preferably 250 ° C. or higher, and thus has excellent heat resistance and the like at a lower temperature and in a shorter time than before. An insulating film can be formed. That is, by using the compound (A), it is possible to provide an industrially very advantageous process. Furthermore, the compound (A) has a relatively high stability to air and is excellent in storage stability. Therefore, the compound (A) having a partial structure represented by the general formula (1) is considered to be a suitable crosslinkable compound for an insulating film resin or a precursor (B) described later. The present invention is not limited to this estimation.

Figure 2009084405
一般式(1)
(一般式(1)中、R〜Rはそれぞれ独立に任意の置換基を表し、任意のR〜Rがそれぞれ互いに連結して環構造を形成していてもよい。同一炭素上の置換基(RとR、RとR、RとR)が2つ合わせて二重結合を表してもよい。)
Figure 2009084405
General formula (1)
(In General Formula (1), R 1 to R 6 each independently represent an arbitrary substituent, and arbitrary R 1 to R 6 may be linked to each other to form a ring structure. Two substituents (R 1 and R 2 , R 3 and R 4 , R 5 and R 6 ) may represent a double bond.)

一般式(1)中、R〜Rはそれぞれ独立に任意の置換基を表す。任意の置換基とは、本発明の効果を損なわない限り、どのような置換基であってもよい。具体的には、水素原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子)、アルキル基(直鎖、分岐または環状のアルキル基であり、ビシクロアルキル基のように多環アルキル基であってもよい。炭素数1〜20が好ましく、炭素数1〜15がより好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基などが挙げられる)、アルケニル基(直鎖、分岐鎖、または環状でもよい。炭素数2〜20が好ましく、炭素数2〜15がより好ましい。具体的には、ビニル基、アリル基、プレニル基など挙げられる)、アルキニル基(直鎖、分岐鎖、または環状でもよく、炭素数2〜20が好ましく、炭素数2〜15がより好ましい)、アリール基、ヘテロ環基(置換する位置は問わない)、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、ヘテロ環オキシカルボニル基、カルバモイル基(置換基を有するカルバモイル基としては、例えば、N−ヒドロキシカルバモイル基、N−アシルカルバモイル基、N−スルホニルカルバモイル基、N−カルバモイルカルバモイル基、チオカルバモイル基、N−スルファモイルカルバモイル基)、カルバゾイル基、カルボキシ基またはその塩、オキサリル基、オキサモイル基、シアノ基、カルボンイミドイル基(Carbonimidoyl基)、ホルミル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基(エチレンオキシ基またはプロピレンオキシ基単位を繰り返し含む基を含む)、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、(アルコキシまたはアリールオキシ)カルボニルオキシ基、カルバモイルオキシ基、スルホニルオキシ基、アミノ基、(アルキル、アリール、またはヘテロ環)アミノ基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、ウレイド基、チオウレイド基、N−ヒドロキシウレイド基、イミド基、(アルコキシまたはアリールオキシ)カルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、セミカルバジド基、チオセミカルバジド基、ヒドラジノ基、アンモニオ基、オキサモイルアミノ基、N−(アルキルまたはアリール)スルホニルウレイド基、N−アシルウレイド基、N−アシルスルファモイルアミノ基、ヒドロキシアミノ基、ニトロ基、四級化された窒素原子を含むヘテロ環基(例えば、ピリジニオ基、イミダゾリオ基、キノリニオ基、イソキノリニオ基)、イソシアノ基、イミノ基、メルカプト基、(アルキル、アリール、またはヘテロ環)チオ基、(アルキル、アリール、またはヘテロ環)ジチオ基、(アルキルまたはアリール)スルホニル基、(アルキルまたはアリール)スルフィニル基、スルホ基またはその塩、スルファモイル基(置換基を有するスルファモイル基としては、例えば、N−アシルスルファモイル基、N−スルホニルスルファモイル基)またはその塩、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、シリル基などが挙げられる。これらの基は更に任意の置換基を有していてもよい。 In general formula (1), R 1 to R 6 each independently represents an arbitrary substituent. The optional substituent may be any substituent as long as the effects of the present invention are not impaired. Specifically, a hydrogen atom, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom), an alkyl group (a linear, branched or cyclic alkyl group, and a polycyclic alkyl group such as a bicycloalkyl group) The number of carbon atoms is preferably 1 to 20, and more preferably 1 to 15. Specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a t-butyl group, a 2-ethylhexyl group, A cyclohexyl group, a cyclopentyl group, and the like), an alkenyl group (which may be linear, branched, or cyclic. Preferably it has 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 15 carbon atoms. Allyl group, prenyl group and the like), alkynyl group (which may be linear, branched or cyclic), preferably 2-20 carbon atoms, more preferably 2-15 carbon atoms. ), Aryl group, heterocyclic group (regarding the position of substitution), acyl group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, heterocyclic oxycarbonyl group, carbamoyl group (the carbamoyl group having a substituent is, for example, N -Hydroxycarbamoyl group, N-acylcarbamoyl group, N-sulfonylcarbamoyl group, N-carbamoylcarbamoyl group, thiocarbamoyl group, N-sulfamoylcarbamoyl group), carbazoyl group, carboxy group or a salt thereof, oxalyl group, oxamoyl group , A cyano group, a carbonimidoyl group (Carbonimidoyl group), a formyl group, a hydroxy group, an alkoxy group (including a group containing repeating ethyleneoxy group or propyleneoxy group units), an aryloxy group, a heterocyclic oxy group, an Ruoxy group, (alkoxy or aryloxy) carbonyloxy group, carbamoyloxy group, sulfonyloxy group, amino group, (alkyl, aryl, or heterocyclic) amino group, acylamino group, sulfonamido group, ureido group, thioureido group, N -Hydroxyureido group, imide group, (alkoxy or aryloxy) carbonylamino group, sulfamoylamino group, semicarbazide group, thiosemicarbazide group, hydrazino group, ammonio group, oxamoylamino group, N- (alkyl or aryl) sulfonyl Ureido group, N-acylureido group, N-acylsulfamoylamino group, hydroxyamino group, nitro group, heterocyclic group containing a quaternized nitrogen atom (eg, pyridinio group, imidazolio group, quinolinio group, isoquino group, Norinio group), isocyano group, imino group, mercapto group, (alkyl, aryl, or heterocyclic) thio group, (alkyl, aryl, or heterocyclic) dithio group, (alkyl or aryl) sulfonyl group, (alkyl or aryl) A sulfinyl group, a sulfo group or a salt thereof, a sulfamoyl group (the sulfamoyl group having a substituent is, for example, an N-acylsulfamoyl group or an N-sulfonylsulfamoyl group) or a salt thereof, a phosphino group, a phosphinyl group, a phosphine group Examples thereof include a finyloxy group, a phosphinylamino group, and a silyl group. These groups may further have an arbitrary substituent.

一般式(1)中、R〜Rは、それぞれ連結して環構造を形成していてもよい。同一炭素上の置換基(RとR、RとR、RとR)が2つ合わせて二重結合を表してもよい。 In general formula (1), R 1 to R 6 may be linked to each other to form a ring structure. Two substituents on the same carbon (R 1 and R 2 , R 3 and R 4 , R 5 and R 6 ) may be combined to represent a double bond.

本発明の化合物(A)は、一般式(3−1)で表される部分構造、一般式(3−2)で表される部分構造、一般式(3−3)で表される部分構造、一般式(3−4)で表される部分構造、または一般式(3−5)で表される部分構造を少なくとも一つ有する化合物であることが好ましい。   The compound (A) of the present invention has a partial structure represented by the general formula (3-1), a partial structure represented by the general formula (3-2), and a partial structure represented by the general formula (3-3). And a compound having at least one partial structure represented by the general formula (3-4) or a partial structure represented by the general formula (3-5).

Figure 2009084405

(一般式(3−1)中、R〜R10はそれぞれ独立に任意の置換基を表し、LはCとCを含む環状構造を表す。また、任意のR〜R10及びLがそれぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。)
Figure 2009084405

(In General Formula (3-1), R 7 to R 10 each independently represents an arbitrary substituent, and L 1 represents a cyclic structure containing C 2 and C 3. Also, arbitrary R 7 to R 10. And L 1 may be connected to each other to form a ring.)

Figure 2009084405

(一般式(3−2)中、R11〜R14はそれぞれ独立に任意の置換基を表し、LはCを含む環状構造を表す。また、任意のR11〜R14及びLがそれぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。)
Figure 2009084405

(In General Formula (3-2), R 11 to R 14 each independently represents an arbitrary substituent, and L 2 represents a cyclic structure containing C 1. Also, any R 11 to R 14 and L 2 May be linked to each other to form a ring.)

Figure 2009084405

(一般式(3−3)中、R15〜R20はそれぞれ独立に任意の置換基を表し、それぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。)
Figure 2009084405

(In the general formula (3-3), R 15 to R 20 each independently represents an arbitrary substituent, and may be connected to each other to form a ring.)

Figure 2009084405

(一般式(3−4)中、R21〜R28はそれぞれ独立に任意の置換基を表し、それぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。)
Figure 2009084405

(In the general formula (3-4), R 21 to R 28 each independently represent an arbitrary substituent, and may be connected to each other to form a ring.)

Figure 2009084405

(一般式(3−5)中、R29〜R34はそれぞれ独立に任意の置換基を表し、それぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。)
Figure 2009084405

(In General Formula (3-5), R 29 to R 34 each independently represents an arbitrary substituent, and may be connected to each other to form a ring.)

一般式(3−1)中のR〜R10はそれぞれ独立に任意の置換基を表す。該任意の置換基の定義は、前記一般式(1)中の任意の置換基の定義と同一である。LはCとCを含む環状構造を表す。環状構造とは、本発明の効果を損なわない限り、どのような環状構造でもよい。具体的には、飽和または不飽和の脂環式炭化水素基(単環式でも、多環式でもよい。その炭素数は3〜10個が好ましく、特に炭素数5〜6個が好ましい。これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい。具体的には、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、フェニル基、ナフチル基、ビシクロ[1,2,2]ヘプタン−2−イル基、ビシクロ[2,2,2]オクタン−2−イル基などが挙げられる。)、複素環基(複素環基は、N、OまたはSの少なくとも一つのヘテロ原子を含む3〜10員の飽和もしくは不飽和の複素環基であり、これらは単環であっても良いし、更に他の環と縮合環を形成してもよい。具体的には、ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、ピラゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、ピランなどが挙げられる。)などが挙げられる。また、任意のR〜R10及びLがそれぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。 R 7 to R 10 in the general formula (3-1) each independently represent an arbitrary substituent. The definition of this arbitrary substituent is the same as the definition of the arbitrary substituent in the said General formula (1). L 1 represents a cyclic structure containing C 2 and C 3 . The cyclic structure may be any cyclic structure as long as the effects of the present invention are not impaired. Specifically, a saturated or unsaturated alicyclic hydrocarbon group (monocyclic or polycyclic may be used. The number of carbon atoms is preferably 3 to 10, and particularly preferably 5 to 6 carbon atoms. The alicyclic hydrocarbon group may have a substituent, specifically, a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a phenyl group, a naphthyl group, a bicyclo [1,2,2] heptan-2-yl group, A bicyclo [2,2,2] octan-2-yl group, etc.), a heterocyclic group (the heterocyclic group is a 3- to 10-membered saturated group containing at least one hetero atom of N, O or S; These are unsaturated heterocyclic groups, which may be monocyclic or may form condensed rings with other rings, specifically pyrrole, furan, thiophene, imidazole, oxazole, thiazole. , Pyrazole, pyridine, pyrida Emissions, pyrimidine, pyrazine, piperidine, piperazine, morpholine, tetrahydropyran.), And the like. Arbitrary R 7 to R 10 and L 1 may be connected to each other to form a ring.

一般式(3−2)中のR11〜R14はそれぞれ独立に任意の置換基を表す。該任意の置換基の定義は、前記一般式(1)中の任意の置換基の定義と同一である。LはCを含む環状構造を表す。該環状構造の定義は、一般式(3−1)の環状構造の定義と同一である。また、任意のR11〜R14及びLがそれぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。 R 11 to R 14 in the general formula (3-2) each independently represent an arbitrary substituent. The definition of this arbitrary substituent is the same as the definition of the arbitrary substituent in the said General formula (1). L 2 represents a cyclic structure containing C 1 . The definition of the cyclic structure is the same as the definition of the cyclic structure of the general formula (3-1). Arbitrary R 11 to R 14 and L 2 may be connected to each other to form a ring.

一般式(3−3)中、R15〜R20はそれぞれ独立に任意の置換基を表す。該任意の置換基の定義は、前記一般式(1)中の任意の置換基の定義と同一である。R15〜R20は、それぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。 In General Formula (3-3), R 15 to R 20 each independently represents an arbitrary substituent. The definition of this arbitrary substituent is the same as the definition of the arbitrary substituent in the said General formula (1). R 15 to R 20 may be connected to each other to form a ring.

一般式(3−4)中、R21〜R28はそれぞれ独立に任意の置換基を表す。該任意の置換基の定義は、前記一般式(1)中の任意の置換基の定義と同一である。R21〜R28は、それぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。 In General Formula (3-4), R 21 to R 28 each independently represents an arbitrary substituent. The definition of this arbitrary substituent is the same as the definition of the arbitrary substituent in the said General formula (1). R 21 to R 28 may be connected to each other to form a ring.

一般式(3−5)中、R29〜R34はそれぞれ独立に任意の置換基を表す。該任意の置換基の定義は、前記一般式(1)中の任意の置換基の定義と同一である。R29〜R34は、それぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。 In general formula (3-5), R < 29 > -R < 34 > represents an arbitrary substituent each independently. The definition of this arbitrary substituent is the same as the definition of the arbitrary substituent in the said General formula (1). R 29 to R 34 may be connected to each other to form a ring.

本発明の化合物(A)は、一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。   The compound (A) of the present invention is preferably a compound represented by the general formula (2).

Figure 2009084405
一般式(2)
(一般式(2)中、Xは一般式(3−1)で表される部分構造、一般式(3−2)で表される部分構造、一般式(3−3)で表される部分構造、一般式(3−4)で表される部分構造、または一般式(3−5)で表される部分構造のいずれか一つを有する基であり、Yは1〜10価の脂肪族炭化水素基、1〜10価の芳香族炭化水素基、または1〜10価の複素環基を表す。nは1〜10の整数を表す。nが2以上の場合、Xは同一であっても異なっていてもよい。)
Figure 2009084405
General formula (2)
(In the general formula (2), X is a partial structure represented by the general formula (3-1), a partial structure represented by the general formula (3-2), and a part represented by the general formula (3-3). A group having any one of a structure, a partial structure represented by the general formula (3-4), or a partial structure represented by the general formula (3-5), and Y is a 1 to 10-valent aliphatic group Represents a hydrocarbon group, a 1 to 10 valent aromatic hydrocarbon group, or a 1 to 10 valent heterocyclic group, n represents an integer of 1 to 10. When n is 2 or more, X is the same May be different.)

一般式(2)のXは、一般式(3−1)で表される部分構造、一般式(3−2)で表される部分構造、一般式(3−3)で表される部分構造、一般式(3−4)で表される部分構造、または一般式(3−5)で表される部分構造のいずれか一つを有する基である。   X in the general formula (2) is a partial structure represented by the general formula (3-1), a partial structure represented by the general formula (3-2), or a partial structure represented by the general formula (3-3). , A group having any one of a partial structure represented by the general formula (3-4) and a partial structure represented by the general formula (3-5).

一般式(2)のYは、1〜10価の脂肪族炭化水素基、1〜10価の芳香族炭化水素基、1〜10価の複素環基を表す。これらYで表される基とXとの結合位置は、本発明の効果を奏する限り、Yの基のどこでも構わない。   Y in the general formula (2) represents a 1 to 10 valent aliphatic hydrocarbon group, a 1 to 10 valent aromatic hydrocarbon group, or a 1 to 10 valent heterocyclic group. The bonding position between the group represented by Y and X may be anywhere in the Y group as long as the effects of the present invention are exhibited.

脂肪族炭化水素基とは、アルキル基、アルケニル基(本願では、シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む二重結合を有する不飽和脂肪族基を意味する)、アルキニル基である。   The aliphatic hydrocarbon group is an alkyl group, an alkenyl group (in the present application, an unsaturated aliphatic group having a double bond including a cycloalkenyl group and a bicycloalkenyl group), and an alkynyl group.

上記アルキル基は、特に限定されず、直鎖、分岐鎖、または環状でもよく、耐熱性の点から環状が好ましい。これらは置換基を有していてもよい。直鎖または分岐鎖のアルキル基としては、炭素数1〜20が好ましく、さらに炭素数1〜15が好ましく、特に炭素数1〜10が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基などが挙げられる。
環状のアルキル基としては、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、またはカゴ型構造を有する基などが挙げられる。シクロアルキル基としては、炭素数3〜10が好ましく、さらに炭素数4〜8が好ましく、特に炭素数5〜6が好ましい。具体的には、シクロヘキシル基、シクロペンチル基などが挙げられる。ビシクロアルキル基としては、炭素数4〜20が好ましく、さらに炭素数5〜15が好ましく、特に炭素数6〜8が好ましい。具体的には、ビシクロ[1,2,2]ヘプタン−2−イル基、ビシクロ[2,2,2]オクタン−2−イル基などが挙げられる。
The alkyl group is not particularly limited, and may be linear, branched or cyclic, and is preferably cyclic from the viewpoint of heat resistance. These may have a substituent. The linear or branched alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 10 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, and an n-octyl group.
Examples of the cyclic alkyl group include a cycloalkyl group, a bicycloalkyl group, and a group having a cage structure. The cycloalkyl group preferably has 3 to 10 carbon atoms, more preferably 4 to 8 carbon atoms, and particularly preferably 5 to 6 carbon atoms. Specific examples include a cyclohexyl group and a cyclopentyl group. The bicycloalkyl group preferably has 4 to 20 carbon atoms, more preferably 5 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 8 carbon atoms. Specific examples include a bicyclo [1,2,2] heptan-2-yl group and a bicyclo [2,2,2] octan-2-yl group.

カゴ型構造とは、共有結合した原子で形成された複数の環によって容積が定まり、容積内に位置する点は環を通過せずには容積から離れることができないような分子を指す。例えば、アダマンタン構造はカゴ型構造と考えられる。対照的にノルボルナン(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン)などの単一架橋を有する環状構造は、単一架橋した環状化合物の環が容積を定めないことから、カゴ型構造とは考えられない。   A cage structure refers to a molecule whose volume is determined by a plurality of rings formed of covalently bonded atoms, and a point located within the volume cannot leave the volume without passing through the ring. For example, an adamantane structure is considered a cage structure. In contrast, a cyclic structure having a single bridge, such as norbornane (bicyclo [2.2.1] heptane), is not considered a cage structure because the ring of the single bridged cyclic compound does not define volume. .

カゴ型構造を有する基は、例えば、アダマンタン基、ビアダマンタン基、ジアマンタン基、トリアマンタン基、テトラマンタン基またはドデカヘドラン基であり、より好ましくはアダマンタン基、ビアダマンタン基またはジアマンタン基であり、低誘電率である点で、特に好ましくはビアダマンタン基またはジアマンタン基である。カゴ型構造は、飽和、不飽和結合のいずれを含んでいてもよく、酸素、窒素、硫黄などのヘテロ原子を含んでもよいが、低誘電率の見地から飽和炭化水素が好ましい。   The group having a cage structure is, for example, an adamantane group, a biadamantane group, a diamantane group, a triamantane group, a tetramantane group, or a dodecahedrane group, more preferably an adamantane group, a biadamantane group, or a diamantane group, and a low dielectric constant. Particularly preferred is a biadamantane group or a diamantane group. The cage structure may contain either a saturated or unsaturated bond and may contain a heteroatom such as oxygen, nitrogen or sulfur, but a saturated hydrocarbon is preferred from the viewpoint of a low dielectric constant.

上記アルケニル基は、特に限定されず、直鎖、分岐鎖、または環状でもよく、これらは置換基を有していてもよい。直鎖または分岐鎖のアルケニル基としては、炭素数2〜20が好ましく、さらに炭素数2〜15が好ましく、特に炭素数2〜10が好ましい。具体的には、ビニル基、アリル基などが挙げられる。シクロアルケニル基としては、炭素数3〜10が好ましく、さらに炭素数4〜8が好ましく、特に炭素数5〜6が好ましい。具体的には、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基などが挙げられる。   The alkenyl group is not particularly limited, and may be linear, branched, or cyclic, and these may have a substituent. The linear or branched alkenyl group preferably has 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 10 carbon atoms. Specific examples include a vinyl group and an allyl group. The cycloalkenyl group preferably has 3 to 10 carbon atoms, more preferably 4 to 8 carbon atoms, and particularly preferably 5 to 6 carbon atoms. Specific examples include a cyclopentenyl group and a cyclohexenyl group.

上記アルキニル基は、特に限定されず、直鎖、分岐鎖、または環状でもよく、炭素数2〜20が好ましく、さらに炭素数2〜15が好ましく、特に炭素数2〜10が好ましい。具体的には、エチニル基などが挙げられる。   The alkynyl group is not particularly limited and may be linear, branched or cyclic, preferably has 2 to 20 carbon atoms, more preferably has 2 to 15 carbon atoms, and particularly preferably has 2 to 10 carbon atoms. Specific examples include an ethynyl group.

芳香族炭化水素基は、芳香族性を有する環であれば特に制限されるものではないが、炭素数6〜24が好ましく、さらに炭素数6〜18が好ましく、特に炭素数6〜12が好ましい。芳香族炭化水素基は置換基を有していてもよい。芳香族炭化水素基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、トリチル基、アントラセン基、テトラセン基、ペンタセン基、フェナントレン基、ピレン基であり、好ましくはフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基である。   The aromatic hydrocarbon group is not particularly limited as long as it is a ring having aromaticity, but preferably has 6 to 24 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms. . The aromatic hydrocarbon group may have a substituent. Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a trityl group, an anthracene group, a tetracene group, a pentacene group, a phenanthrene group, and a pyrene group, preferably a phenyl group, a naphthyl group, and a biphenyl group. It is.

複素環基は、硫黄原子、酸素原子、窒素原子などのヘテロ原子を1つ以上含み、環員数は特に限定されず、単環であっても縮合環を有する多環であってもよい。好ましくは単環である。単環の場合の員数は、好ましくは3〜20であり、さらに好ましくは4〜15であり、特に好ましくは5〜10である。また、縮合環を有する場合の員数は、好ましくは4〜20であり、さらに好ましくは8〜15である。複素環は、芳香族または非芳香族のどちらでもよい。好適な適用として環員数5で、芳香族であるヘテロ環基が挙げられる。具体的には、ピリジン環、ピラジン環などがある。   The heterocyclic group contains one or more hetero atoms such as a sulfur atom, an oxygen atom, and a nitrogen atom, and the number of ring members is not particularly limited, and may be a single ring or a polycyclic ring having a condensed ring. A monocyclic ring is preferable. The number of members in the case of a single ring is preferably 3 to 20, more preferably 4 to 15, and particularly preferably 5 to 10. Moreover, the number of members in the case of having a condensed ring is preferably 4-20, and more preferably 8-15. The heterocycle may be either aromatic or non-aromatic. Suitable examples include heterocyclic groups having 5 ring members and aromatic. Specific examples include a pyridine ring and a pyrazine ring.

一般式(2)のYは、低誘電性や機械強度、絶縁膜用樹脂との相溶性の観点から脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基が好ましく、フェニル基、ビフェニル基、アダマンタン基、ジアマンタン基、トリアマンタン基、テトラアマンタン基、ビアダマンタン基がより好ましい。   Y in the general formula (2) is preferably an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group from the viewpoint of low dielectric properties, mechanical strength, and compatibility with an insulating film resin, and includes a phenyl group, a biphenyl group, an adamantane group, More preferred are a diamantane group, a triamantane group, a tetraamantane group, and a biadamantane group.

本発明の化合物(A)は、絶縁膜の耐熱性、機械的強度という点から、一般式(2)中のXが一般式(4)で表される基であることが好ましい。   In the compound (A) of the present invention, X in the general formula (2) is preferably a group represented by the general formula (4) from the viewpoints of heat resistance and mechanical strength of the insulating film.

Figure 2009084405
一般式(4)
(一般式(4)中、Zは一般式(5−1)で表される構造、一般式(5−2)で表される構造、一般式(5−3)で表される構造、一般式(5−4)で表される構造、一般式(5−5)で表される構造、一般式(5−6)で表される構造、または一般式(5−7)で表される構造のいずれか一つであり、Lは2〜7価の連結基、または単なる結合手を表す。mは1〜6の整数を表す。mが2以上の場合は、Zは同一であっても異なっていてもよい。Lが単なる結合手の場合、mと一般式(2)中のnは同一となる。)
Figure 2009084405
General formula (4)
(In general formula (4), Z is a structure represented by general formula (5-1), a structure represented by general formula (5-2), a structure represented by general formula (5-3), A structure represented by formula (5-4), a structure represented by general formula (5-5), a structure represented by general formula (5-6), or a general formula (5-7) Any one of the structures, L represents a divalent to 7-valent linking group, or a simple bond, m represents an integer of 1 to 6. When m is 2 or more, Z is the same (If L is a simple bond, m and n in the general formula (2) are the same.)

Figure 2009084405

式中*は一般式(4)のLとの結合位置を示す。
Figure 2009084405

In the formula, * represents a bonding position with L in the general formula (4).

一般式(4)のZは一般式(5−1)で表される構造、一般式(5−2)で表される構造、一般式(5−3)で表される構造、一般式(5−4)で表される構造、一般式(5−5)で表される構造、一般式(5−6)で表される構造、または一般式(5−7)で表される構造のいずれか一つである。中でも一般式(5−2)で表される構造、一般式(5−3)で表される構造、一般式(5−4)で表される構造、一般式(5−5)で表される構造、一般式(5−6)で表される構造、一般式(5−7)で表される構造が好ましく、一般式(5−6)で表される構造、または(5−7)で表される構造が特に好ましい。Zが一般式(5−3)で表される構造の場合、Lとの結合位置はフェニル基上のどの位置でも構わない。Zが一般式(5−4)で表される構造の場合、Lとの結合位置はシクロヘキサン基上のどの位置でも構わない。Zが一般式(5−5)で表される構造の場合、Lとの結合位置はシクロペンタン基上のどの位置でも構わない。Zが一般式(5−6)で表される構造の場合、Lとの結合位置はシクロヘキサン基上のどの位置でも構わない。Zが一般式(5−7)で表される構造の場合、Lとの結合位置はシクロペンタン基上のどの位置でも構わない。   Z in the general formula (4) is a structure represented by the general formula (5-1), a structure represented by the general formula (5-2), a structure represented by the general formula (5-3), a general formula ( Of the structure represented by 5-4), the structure represented by the general formula (5-5), the structure represented by the general formula (5-6), or the structure represented by the general formula (5-7). One of them. Among them, the structure represented by the general formula (5-2), the structure represented by the general formula (5-3), the structure represented by the general formula (5-4), and the general formula (5-5) A structure represented by the general formula (5-6), a structure represented by the general formula (5-7), a structure represented by the general formula (5-6), or (5-7) The structure represented by is particularly preferable. In the case where Z is a structure represented by the general formula (5-3), the bonding position with L may be any position on the phenyl group. In the case where Z is a structure represented by the general formula (5-4), the bonding position with L may be any position on the cyclohexane group. In the case where Z is a structure represented by the general formula (5-5), the bonding position with L may be any position on the cyclopentane group. In the case where Z is a structure represented by the general formula (5-6), the bonding position with L may be any position on the cyclohexane group. In the case where Z is a structure represented by the general formula (5-7), the bonding position with L may be any position on the cyclopentane group.

一般式(4)中のLは、2〜7価の連結基、または単なる結合手を表す。連結基とは、YとZとを連結することができれば特に制限はなく、炭素原子、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子から選ばれる少なくとも1種の原子から構成される原子団からなる連結基である。好ましくは、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10で、Z及びYとはどの位置で結合しても構わない。好ましくは、環状である。)、アルケニレン基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜10で、Z及びYとはどの位置で結合しても構わない。好ましくは、環状である。)、アリーレン基(好ましくは炭素数6〜24、より好ましくは炭素数6〜18で、Z及びYとはどの位置で結合しても構わない)、エステル基、アミド基、エーテル基、スルホアミド基、スルホン酸エステル基、ウレイド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオエーテル基、カルボニル基、−NR−基(ここで、Rは水素原子またはアルキル基、アリール基を表す)、アゾ基、アゾキシ基、及び複素環基(単環または多環のいずれでもよく、好ましくは員数5〜20、より好ましくは員数5〜10で、Z及びYとはどの位置で結合しても構わない)からなる群から選ばれる1つまたは2つ以上を組み合わせて構成された基である。好ましくは、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、エステル基、アミド基、エーテル基であり、より好ましくはアリーレン基、エステル基、アミド基、エーテル基である。連結基の価数は、好ましくは2〜4であり、合成上の観点から、より好ましくは2である。   L in the general formula (4) represents a divalent to 7-valent linking group or a simple bond. The linking group is not particularly limited as long as Y and Z can be linked, and is a linking group consisting of an atomic group composed of at least one atom selected from a carbon atom, a nitrogen atom, a sulfur atom and an oxygen atom. is there. Preferably, an alkylene group (preferably having 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, which may be bonded to Z and Y at any position, preferably cyclic), an alkenylene group. (Preferably having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, and Z and Y may be bonded at any position, preferably cyclic), an arylene group (preferably having a carbon number). 6 to 24, more preferably 6 to 18 carbon atoms, which may be bonded to Z and Y at any position), ester group, amide group, ether group, sulfoamide group, sulfonic acid ester group, ureido group, A sulfonyl group, a sulfinyl group, a thioether group, a carbonyl group, a —NR— group (where R represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group), an azo group, an azoxy group, and a heterocyclic group (monocyclic) 1 or 2 selected from the group consisting of 5 to 20 members, more preferably 5 to 10 members, and Z and Y may be bonded at any position. A group composed of two or more. Preferred are an alkylene group, an alkenylene group, an arylene group, an ester group, an amide group, and an ether group, and more preferred are an arylene group, an ester group, an amide group, and an ether group. The valence of the linking group is preferably 2 to 4, and more preferably 2 from the viewpoint of synthesis.

上記群から組み合わせて構成された連結基の例を以下に示す。本発明の連結基は、これらの基に限定されるわけではない。   The example of the coupling group comprised combining from the said group is shown below. The linking group of the present invention is not limited to these groups.

Figure 2009084405
Figure 2009084405

Lが単なる結合手の場合は、Zは直接Yと結合することになる。Zと連結するYの結合位置は、本発明の効果を奏する限り、どこでもよい。   When L is a simple bond, Z is directly bonded to Y. The bonding position of Y linked to Z may be anywhere as long as the effects of the present invention are exhibited.

一般式(4)中のmは1〜10の整数を表す。好ましくは1〜3で、さらに好ましくは1である。mが2以上の場合は、Zは同一であっても異なっていてもよい。Lが単なる結合手の場合は、mは一般式(2)中のnと同一の整数である。   M in General formula (4) represents the integer of 1-10. Preferably it is 1-3, More preferably, it is 1. When m is 2 or more, Z may be the same or different. When L is a simple bond, m is the same integer as n in the general formula (2).

本発明の絶縁膜形成用組成物中で、化合物(A)は1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。本発明の絶縁膜形成用組成物における化合物(A)の含有量は、総量として、膜形成用組成物の固形分に対して、0.1〜60質量%、好ましくは1〜50質量%、特に好ましくは5〜45質量%である。ここで固形分とは、この組成物を用いて得られる膜を構成する全成分に相当する。化合物(A)の含有量がこの範囲であると、低誘電率と耐熱性の両立の点で好ましい。   In the composition for forming an insulating film of the present invention, the compound (A) may be used alone or in combination of two or more. Content of the compound (A) in the composition for insulating film formation of this invention is 0.1-60 mass% with respect to solid content of the film formation composition as a total amount, Preferably it is 1-50 mass%, Especially preferably, it is 5-45 mass%. Here, the solid content corresponds to all components constituting the film obtained using this composition. When the content of the compound (A) is within this range, it is preferable in terms of achieving both low dielectric constant and heat resistance.

化合物(A)は、市販品を用いてもよいし、公知の方法で合成してもよい。   Compound (A) may be a commercially available product or may be synthesized by a known method.

化合物(A)で表される化合物のうち好ましい具体例としては、下記のものが挙げられる。本発明はこれらに限定されるわけではない。   Preferred examples of the compound represented by the compound (A) include the following. The present invention is not limited to these.

Figure 2009084405
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Figure 2009084405
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Figure 2009084405
Figure 2009084405

<絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)>
本発明の絶縁膜形成用組成物は、絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)を含む。絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)とは、絶縁膜を形成する樹脂化合物またはその前駆体化合物であれば特に限定されず、形成された膜の比誘電率が4以下、好ましくは3以下となるような樹脂化合物またはその前駆体が好適である。例えば、ポリアリーレン樹脂、ポリアリーレンエーテル樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリキノリン樹脂、ポリキノキサリン樹脂などの高耐熱性樹脂、または、これらの樹脂の前駆体、カゴ型構造を有する化合物などが挙げられる。これらの中で、耐熱性や化合物(A)との相溶性などの観点から、カゴ型構造を有する化合物が好ましく、優れた誘電率の経時安定性などの効果が見られる。該カゴ型構造の定義は、前記カゴ型構造を有する基における定義と同一である。なお、一般式(1)で表されるシクロプロパン骨格を有し、かつカゴ型構造を有する基を含む化合物(A)は、絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)のカゴ型構造を有する化合物には含まれないものとする。
<Insulating film resin or its precursor (B)>
The composition for insulating film formation of this invention contains resin for insulating films, or its precursor (B). The resin for insulating film or its precursor (B) is not particularly limited as long as it is a resin compound or its precursor compound that forms an insulating film, and the relative dielectric constant of the formed film is 4 or less, preferably 3 or less. Such a resin compound or a precursor thereof is preferable. Examples thereof include highly heat-resistant resins such as polyarylene resins, polyarylene ether resins, polybenzoxazole resins, polyquinoline resins, and polyquinoxaline resins, precursors of these resins, and compounds having a cage structure. Among these, a compound having a cage structure is preferable from the viewpoints of heat resistance and compatibility with the compound (A), and effects such as excellent dielectric constant stability with time can be seen. The definition of the cage structure is the same as that in the group having the cage structure. In addition, the compound (A) having a cyclopropane skeleton represented by the general formula (1) and including a group having a cage structure has a cage structure of the insulating film resin or its precursor (B). It is not included in the compound.

絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)に使用できる高耐熱性樹脂の具体例としては、特開平11−322929号公報、特開2003−12802号公報、特開2004−18593号公報記載のポリベンゾオキサゾール、特開2001−2899号公報に記載のキノリン樹脂、特表2003−530464号公報、特表2004−535497号公報、特表2004−504424号公報、特表2004−504455号公報、特表2005−501131号公報、特表2005−516382号公報、特表2005−514479号公報、特表2005−522528号公報、特開2000−100808号公報、米国特許第6509415号明細書に記載のポリアリール樹脂、特開2003−252992号公報、特開2004−26850号公報に記載のポリイミドなどが挙げられる。絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)に使用できるカゴ型構造を有する化合物の具体例としては、特開平11−214382号公報、特開2001−332542号公報、特開2003−252982号公報、特開2003−292878号公報、特開2004−2787号公報、特開2004−67877号公報、特開2004−59444号公報に記載のポリアダマンタンなどが挙げられている。   Specific examples of the high heat-resistant resin that can be used for the insulating film resin or its precursor (B) include those described in JP-A-11-322929, JP-A-2003-12802, and JP-A-2004-18593. Benzoxazole, quinoline resin described in JP-A-2001-2899, JP-T 2003-530464, JP-T 2004-535497, JP-T 2004-504424, JP-T 2004-504455, JP-T No. 2005-501131, No. 2005-516382, No. 2005-514479, No. 2005-522528, JP-A 2000-100808, and US Pat. No. 6,509,415. JP, 2003-252992, A, JP, 2004-26, A Polyimide described in 50 JP thereof. Specific examples of the compound having a cage structure that can be used for the insulating film resin or its precursor (B) include JP-A Nos. 11-214382, 2001-332542, and 2003-252882. Examples thereof include polyadamantanes described in JP-A Nos. 2003-292878, 2004-2787, 2004-67877, and 2004-59444.

カゴ型構造を有する化合物とは、カゴ型構造を含む化合物であり、低分子化合物であっても、高分子化合物(例えば重合体(ポリマー))であってもよいが、好ましくはカゴ型構造を有するモノマー(該モノマーは前駆体と同義である)の重合体である。ここでカゴ型構造を有するモノマーとは、互いに重合して2量体以上の重合体になるものを指す。この重合体は、ホモポリマーでもコポリマーでもよい。カゴ型構造を有する化合物が重合体である場合、その重量平均分子量は、好ましくは1,000〜500,000、より好ましくは5,000〜200,000、特に好ましくは10,000〜100,000である。カゴ型構造を有する化合物が低分子化合物である場合、その分子量は好ましくは150〜3,000、より好ましくは200〜2,000、特に好ましくは220〜1,000である。   The compound having a cage structure is a compound having a cage structure, and may be a low molecular compound or a high molecular compound (for example, a polymer (polymer)), but preferably has a cage structure. It is a polymer of the monomer (this monomer is synonymous with the precursor). Here, the monomer having a cage structure refers to a monomer that is polymerized to be a dimer or higher polymer. The polymer may be a homopolymer or a copolymer. When the compound having a cage structure is a polymer, the weight average molecular weight is preferably 1,000 to 500,000, more preferably 5,000 to 200,000, and particularly preferably 10,000 to 100,000. It is. When the compound having a cage structure is a low molecular compound, the molecular weight is preferably 150 to 3,000, more preferably 200 to 2,000, and particularly preferably 220 to 1,000.

カゴ型構造を有する化合物のカゴ型構造は、好ましくはアダマンタン、ビアダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン、テトラマンタンまたはドデカヘドランであり、より好ましくはアダマンタン、ビアダマンタンまたはジアマンタンであり、低誘電率である点で、特に好ましくはビアダマンタンまたはジアマンタンである。該カゴ型構造は、飽和、不飽和結合のいずれを含んでいてもよく、酸素、窒素、硫黄などのヘテロ原子を含んでもよいが、低誘電率の見地から飽和炭化水素が好ましい。   The cage structure of the compound having a cage structure is preferably adamantane, biadamantane, diamantane, triamantane, tetramantane or dodecahedrane, more preferably adamantane, biadamantane or diamantane, and a low dielectric constant. Particularly preferred is biadamantane or diamantane. The cage structure may contain either a saturated or unsaturated bond and may contain a heteroatom such as oxygen, nitrogen or sulfur, but a saturated hydrocarbon is preferred from the viewpoint of a low dielectric constant.

カゴ型構造を有する化合物のカゴ型構造は、2〜4価の基であることが好ましい。このとき、カゴ型構造に結合する基は、1価以上の置換基でも2価以上の連結基でもよい。カゴ型構造は、より好ましくは2または3価の基であり、特に好ましくは2価の基である。   The cage structure of the compound having a cage structure is preferably a divalent to tetravalent group. At this time, the group bonded to the cage structure may be a monovalent or higher valent substituent or a divalent or higher linking group. The cage structure is more preferably a divalent or trivalent group, and particularly preferably a divalent group.

カゴ型構造を有する化合物のカゴ型構造は、1つ以上の置換基を有していてもよく、置換基の例としては、ハロゲン原子(フッ素原子、クロル原子、臭素原子またはヨウ素原子)、炭素数1〜10の直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基(メチル、t−ブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなど)、炭素数2〜10のアルケニル基(ビニル、プロペニルなど)、炭素数2〜10のアルキニル基(エチニル、フェニルエチニルなど)、炭素数6〜20のアリール基(フェニル、1−ナフチル、2−ナフチルなど)、炭素数2〜10のアシル基(ベンゾイルなど)、炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基(メトキシカルボニルなど)、炭素数1〜10のカルバモイル基(N,N−ジエチルカルバモイルなど)、炭素数6〜20のアリールオキシ基(フェノキシなど)、炭素数6〜20のアリールスルホニル基(フェニルスルホニルなど)、ニトロ基、シアノ基、シリル基(トリエトキシシリル、メチルジエトキシシリル、トリビニルシリルなど)などである。   The cage structure of the compound having a cage structure may have one or more substituents. Examples of the substituent include a halogen atom (fluorine atom, chloro atom, bromine atom or iodine atom), carbon A linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (methyl, t-butyl, cyclopentyl, cyclohexyl, etc.), an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms (vinyl, propenyl, etc.), and an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms. (Ethynyl, phenylethynyl, etc.), C6-C20 aryl groups (phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, etc.), C2-C10 acyl groups (benzoyl, etc.), C2-C10 alkoxycarbonyl Group (such as methoxycarbonyl), carbamoyl group having 1 to 10 carbon atoms (such as N, N-diethylcarbamoyl), aryl having 6 to 20 carbon atoms Alkoxy group (such as phenoxy), (such as phenylsulfonyl) arylsulfonyl group having 6 to 20 carbon atoms, a nitro group, a cyano group, a silyl group (triethoxysilyl, methyldiethoxysilyl, trivinylsilyl or the like) and the like.

カゴ型構造を有するモノマーの重合反応は、モノマーに置換した重合性基によって起こる。ここで重合性基とは、モノマーを重合せしめる反応性の置換基を指す。該重合反応としてはどのような重合反応でもよいが、例えばラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、開環重合、重縮合、重付加、付加縮合、または、遷移金属触媒重合などが挙げられる。   The polymerization reaction of the monomer having a cage structure is caused by the polymerizable group substituted for the monomer. Here, the polymerizable group refers to a reactive substituent that polymerizes the monomer. The polymerization reaction may be any polymerization reaction, and examples thereof include radical polymerization, cationic polymerization, anionic polymerization, ring-opening polymerization, polycondensation, polyaddition, addition condensation, or transition metal catalyzed polymerization.

カゴ型構造を有するモノマーの重合反応は非金属の重合開始剤の存在下で行うことが好ましい。例えば、重合可能な炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合を有するモノマーを、加熱によって炭素ラジカルや酸素ラジカルなどの遊離ラジカルを発生して活性を示す重合開始剤存在下で重合することができる。重合開始剤としては、有機過酸化物または有機アゾ系化合物が好ましく用いられるが、特に有機過酸化物が好ましい。有機過酸化物としては、日本油脂株式会社より市販されているパーヘキサHなどのケトンパーオキサイド類、パーヘキサTMHなどのパーオキシケタール類、パーブチルH−69などのハイドロパーオキサイド類、パークミルD、パーブチルC、パーブチルDなどのジアルキルパーオキサイド類、ナイパーBWなどのジアシルパーオキサイド類、パーブチルZ、パーブチルLなどのパーオキシエステル類、パーロイルTCPなどのパーオキシジカーボネートなどが好ましく用いられる。有機アゾ系化合物としては、和光純薬工業株式会社で市販されているV−30、V−40、V−59、V−60、V−65、V−70などのアゾニトリル化合物類、VA−080、VA−085、VA−086、VF−096、VAm−110、VAm−111などのアゾアミド化合物類、VA−044、VA−061などの環状アゾアミジン化合物類、V−50、VA−057などのアゾアミジン化合物類などが好ましく用いられる。   The polymerization reaction of the monomer having a cage structure is preferably performed in the presence of a nonmetallic polymerization initiator. For example, a monomer having a polymerizable carbon-carbon double bond or carbon-carbon triple bond may be polymerized in the presence of a polymerization initiator that exhibits activity by generating free radicals such as carbon radicals and oxygen radicals by heating. it can. As the polymerization initiator, an organic peroxide or an organic azo compound is preferably used, and an organic peroxide is particularly preferable. Examples of organic peroxides include ketone peroxides such as Perhexa H, peroxyketals such as Perhexa TMH, hydroperoxides such as Perbutyl H-69, Parkmill D, and Perbutyl C, which are commercially available from Nippon Oil & Fat Co., Ltd. Dialkyl peroxides such as perbutyl D, diacyl peroxides such as Nyper BW, peroxyesters such as perbutyl Z and perbutyl L, and peroxydicarbonates such as peroyl TCP are preferably used. Examples of the organic azo compound include azonitrile compounds such as V-30, V-40, V-59, V-60, V-65, and V-70 that are commercially available from Wako Pure Chemical Industries, Ltd., VA-080. Azoamide compounds such as VA-085, VA-086, VF-096, VAm-110 and VAm-111, cyclic azoamidine compounds such as VA-044 and VA-061, and azoamidines such as V-50 and VA-057 Compounds and the like are preferably used.

重合開始剤は1種のみ、または、2種以上を混合して用いてもよい。重合開始剤の使用量は、カゴ型構造を有するモノマー1モルに対して、好ましくは0.001〜2モル、より好ましくは0.01〜1モル、特に好ましくは0.05〜0.5モルである。   Only one polymerization initiator or a mixture of two or more polymerization initiators may be used. The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.001 to 2 mol, more preferably 0.01 to 1 mol, particularly preferably 0.05 to 0.5 mol, per 1 mol of the monomer having a cage structure. It is.

カゴ型構造を有するモノマーの重合反応は、遷移金属触媒存在下で行うことも好ましい。例えば、重合可能な炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合を有するモノマーをテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(Pd(PPh)、酢酸パラジウム(Pd(OAc))などのPd系触媒、Ziegler−Natta触媒、ニッケルアセチルアセトネートなどのNi系触媒、WClなどのW系触媒、MoClなどのMo系触媒、TaClなどのTa系触媒、NbClなどのNb系触媒、Rh系触媒、Pt系触媒などを用いて重合することが好ましい。遷移金属触媒は1種のみ、または、2種以上を混合して用いてもよい。遷移金属触媒の使用量は、カゴ型構造を有するモノマー1モルに対して、好ましくは0.001〜2モル、より好ましくは0.01〜1モル、特に好ましくは0.05〜0.5モルである。 The polymerization reaction of the monomer having a cage structure is also preferably performed in the presence of a transition metal catalyst. For example, a monomer having a polymerizable carbon-carbon double bond or carbon-carbon triple bond is a Pd-based catalyst such as tetrakistriphenylphosphine palladium (Pd (PPh 3 ) 4 ), palladium acetate (Pd (OAc) 2 ), Ziegler-Natta catalysts, Ni-based catalyst such as nickel acetylacetonate, W-based catalyst such as WCl 6, Mo-based catalysts, such as MoCl 5, Ta catalysts such as TaCl 5, Nb based catalysts, such as NbCl 5, Rh-based catalyst Polymerization is preferably performed using a Pt-based catalyst or the like. Only one transition metal catalyst or a mixture of two or more transition metal catalysts may be used. The amount of the transition metal catalyst used is preferably 0.001 to 2 mol, more preferably 0.01 to 1 mol, and particularly preferably 0.05 to 0.5 mol, with respect to 1 mol of the monomer having a cage structure. It is.

カゴ型構造は、ポリマー中にペンダント基として置換していてよく、ポリマー主鎖の一部となっていてもよいが、ポリマー主鎖の一部となっている形態がより好ましい。ここで、ポリマー主鎖の一部になっている形態とは、本ポリマーからかご化合物を除去するとポリマー鎖が切断されることを意味する。この形態においては、カゴ型構造は直接単結合するかまたは適当な2価の連結基によって連結される。連結基の例としては例えば、−C(R35)(R36)−、−C(R37)=C(R38)−、−C≡C−、アリーレン基、−CO−、−O−、−SO2−、−N(R39)−、−Si(R40)(R41)−またはこれらを組み合わせた基が挙げられる。ここで、R35〜R41はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基または芳香族炭化水素基を表す。該アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、及び芳香族炭化水素基の定義は、前記一般式(2)のYのアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、及び芳香族炭化水素基の定義と同一である。これらの連結基は置換基で置換されていてもよく、例えば前述の置換基が好ましい例として挙げられる。この中でより好ましい連結基は、−C(R35)(R36)−、−CH=CH−、−C≡C−、アリーレン基、−O−、−Si(R40)(R41)−またはこれらを組み合わせた基であり、特に好ましいものは、低誘電率である見地から−C(R35)(R36)−、−CH=CH−である。 The cage structure may be substituted as a pendant group in the polymer and may be a part of the polymer main chain, but a form that is a part of the polymer main chain is more preferable. Here, the form which is a part of the polymer main chain means that the polymer chain is cleaved when the cage compound is removed from the polymer. In this form, the cage structure is directly single-bonded or connected by an appropriate divalent linking group. Examples of the linking group include, for example, —C (R 35 ) (R 36 ) —, —C (R 37 ) ═C (R 38 ) —, —C≡C—, arylene group, —CO—, —O—. , —SO 2 —, —N (R 39 ) —, —Si (R 40 ) (R 41 ) —, or a combination thereof. Here, each represent R 35 to R 41 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, alkenyl group, alkynyl group or aromatic hydrocarbon group. The definitions of the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group and aromatic hydrocarbon group are the same as the definitions of the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group and aromatic hydrocarbon group of Y in the general formula (2). . These linking groups may be substituted with a substituent, and for example, the above-described substituents are preferable examples. Among these, more preferred linking groups are —C (R 35 ) (R 36 ) —, —CH═CH—, —C≡C—, arylene group, —O—, —Si (R 40 ) (R 41 ). — Or a combination thereof, and particularly preferred are —C (R 35 ) (R 36 ) — and —CH═CH— from the viewpoint of low dielectric constant.

本発明に用いることができるカゴ型構造を有する化合物は、重合可能な炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合を有するモノマーの重合体であることが好ましい。さらには、下記式(6)〜(11)で表される化合物の重合体であることがより好ましい。   The compound having a cage structure that can be used in the present invention is preferably a polymer of a monomer having a polymerizable carbon-carbon double bond or carbon-carbon triple bond. Furthermore, a polymer of a compound represented by the following formulas (6) to (11) is more preferable.

Figure 2009084405

(式(6)〜(11)中、X〜Xはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、シリル基、アシル基、アルコキシカルボニル基またはカルバモイル基などを表し、Y〜Yはそれぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基またはシリル基を表し、m、mは1〜16の整数を表し、n、nは0〜15の整数を表し、m、m、m、mはそれぞれ独立に1〜15の整数を表し、n、n、n、nは0〜14の整数を表し、m、mは1〜20の整数を表し、n、nは0〜19の整数を表す。)
Figure 2009084405

(In formulas (6) to (11), X 1 to X 8 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a silyl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group or a carbamoyl group. Y 1 to Y 8 each independently represents a halogen atom, an alkyl group, an aryl group or a silyl group, m 1 and m 5 represent an integer of 1 to 16, and n 1 and n 5 represent 0 to 15 M 2 , m 3 , m 6 and m 7 each independently represents an integer of 1 to 15, n 2 , n 3 , n 6 and n 7 each represents an integer of 0 to 14, m 4 , m 8 represents an integer of 1~20, n 4, n 8 is an integer of 0 to 19.)

式(6)〜(11)中、X〜Xはそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜10のアルキニル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数0〜20のシリル基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数2〜10のアルコキシカルボニル、炭素数1〜20のカルバモイル基などを表す。このうち、好ましくは水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数0〜20のシリル基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜20のカルバモイル基であり、より好ましくは水素原子、炭素数6〜20のアリール基であり、特に好ましくは水素原子である。
式(6)〜(11)中、Y〜Yはそれぞれ独立に、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素など)、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数0〜20のシリル基を表し、より好ましくは置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基であり、特に好ましくはアルキル基(メチル基など)である。
〜X、Y〜Yは、さらに別の置換基で置換されていてもよい。
In formulas (6) to (11), X 1 to X 8 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, An aryl group having 6 to 20 carbon atoms, a silyl group having 0 to 20 carbon atoms, an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkoxycarbonyl having 2 to 10 carbon atoms, a carbamoyl group having 1 to 20 carbon atoms and the like are represented. Among these, Preferably a hydrogen atom, a C1-C10 alkyl group, a C6-C20 aryl group, a C0-C20 silyl group, a C2-C10 acyl group, C2-C10 An alkoxycarbonyl group and a carbamoyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and particularly preferably a hydrogen atom.
In formulas (6) to (11), Y 1 to Y 8 are each independently a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine, etc.), an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or carbon. Represents a silyl group having 0 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, particularly preferably an alkyl group (methyl group). Etc.).
X 1 to X 8 and Y 1 to Y 8 may be further substituted with another substituent.

式(6)または式(9)中、m、mはそれぞれ独立に1〜16の整数を表し、好ましくは1〜4であり、より好ましくは1〜3であり、特に好ましくは2である。
式(6)または式(9)中、n、nはそれぞれ独立に0〜15の整数を表し、好ましくは0〜4であり、より好ましくは0または1であり、特に好ましくは0である。
式(7)または式(10)中、m、m、m、mはそれぞれ独立に1〜15の整数を表し、好ましくは1〜4であり、より好ましくは1〜3であり、特に好ましくは2である。
式(7)または式(10)中、n、n、n、nはそれぞれ独立に0〜14の整数を表し、好ましくは0〜4であり、より好ましくは0または1であり、特に好ましくは0である。
式(8)または式(11)中、m、mはそれぞれ独立に1〜20の整数を表し、好ましくは1〜4であり、より好ましくは1〜3であり、特に好ましくは2である。
式(8)または式(11)中、n、nはそれぞれ独立に0〜19の整数を表し、好ましくは0〜4であり、より好ましくは0または1であり、特に好ましくは0である。
In formula (6) or formula (9), m 1 and m 5 each independently represents an integer of 1 to 16, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, particularly preferably 2. is there.
In formula (6) or formula (9), n 1 and n 5 each independently represents an integer of 0 to 15, preferably 0 to 4, more preferably 0 or 1, particularly preferably 0. is there.
In formula (7) or formula (10), m 2 , m 3 , m 6 and m 7 each independently represents an integer of 1 to 15, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3. Particularly preferably 2.
In formula (7) or formula (10), n 2 , n 3 , n 6 , and n 7 each independently represent an integer of 0 to 14, preferably 0 to 4, more preferably 0 or 1. Particularly preferably 0.
In formula (8) or formula (11), m 4 and m 8 each independently represents an integer of 1 to 20, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, particularly preferably 2. is there.
In formula (8) or formula (11), n 4 and n 8 each independently represent an integer of 0 to 19, preferably 0 to 4, more preferably 0 or 1, particularly preferably 0. is there.

本発明に用いることができるカゴ型構造を有するモノマーは、好ましくは前記式(6)、式(7)、式(9)または式(10)で表される化合物であり、より好ましくは前記式(6)または式(7)で表される化合物であり、特に好ましくは前記式(7)で表される化合物である。   The monomer having a cage structure that can be used in the present invention is preferably a compound represented by the above formula (6), formula (7), formula (9) or formula (10), more preferably the above formula. (6) or a compound represented by formula (7), particularly preferably a compound represented by formula (7).

カゴ型構造を有する化合物は、2種以上を併用してもよい。また、本発明に用いることができるカゴ型構造を有するモノマーを2種以上共重合してもよい。   Two or more compounds having a cage structure may be used in combination. Two or more monomers having a cage structure that can be used in the present invention may be copolymerized.

以下に、本発明で用いることができるカゴ型構造を有するモノマーの具体例を記載するが、本発明はこれらに限定はされない。   Specific examples of the monomer having a cage structure that can be used in the present invention are described below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2009084405
Figure 2009084405

Figure 2009084405
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Figure 2009084405
Figure 2009084405

Figure 2009084405
Figure 2009084405

また、本発明で用いることができるカゴ型構造を有するモノマーとして、前記具体例における−C≡C−を、−CH=CH−に変更したものも例示できる。   Further, examples of the monomer having a cage structure that can be used in the present invention include those in which —C≡C— in the above specific examples is changed to —CH═CH—.

カゴ構造を有する化合物は、有機溶剤へ十分な溶解性を有することが好ましい。カゴ構造を有する化合物の溶解度は、25℃でシクロヘキサノンまたはアニソールに対して、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、特に好ましくは10質量%以上である。   The compound having a cage structure preferably has sufficient solubility in an organic solvent. The solubility of the compound having a cage structure is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and particularly preferably 10% by mass or more with respect to cyclohexanone or anisole at 25 ° C.

重合反応で使用する溶媒は、原料であるカゴ型構造を有するモノマーが必要な濃度で溶解可能であり、かつ得られる重合体から形成する膜の特性に悪影響を与えないものであればどのようなものを使用しても良い。例えば水やメタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール系溶剤、アルコールアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノンなどのケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、メチルベンゾエートなどのエステル系溶剤、ジブチルエーテル、アニソールなどのエーテル系溶剤、トルエン、キシレン、メシチレン、1,2,4,5−テトラメチルベンゼン、ペンタメチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、1,4−ジイソプロピルベンゼン、t−ブチルベンゼン、1,4−ジ−t−ブチルベンゼン、1,3,5−トリエチルベンゼン、1,3,5−トリ−t−ブチルベンゼン、4−t−ブチル−オルトキシレン、1−メチルナフタレン、1,3,5−トリイソプロピルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶剤、N−メチルピロリジノン、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶剤、四塩化炭素、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼンなどのハロゲン系溶剤、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶剤などが利用できる。
これらの中でより好ましい溶剤は、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、アニソール、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、メシチレン、1,2,4,5−テトラメチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、t−ブチルベンゼン、1,4−ジ−t−ブチルベンゼン、1,3,5−トリ−t−ブチルベンゼン、4−t−ブチル−オルトキシレン、1−メチルナフタレン、1,3,5−トリイソプロピルベンゼン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼンであり、より好ましくはテトラヒドロフラン、γ−ブチロラクトン、アニソール、トルエン、キシレン、メシチレン、イソプロピルベンゼン、t−ブチルベンゼン、1,3,5−トリ−t−ブチルベンゼン、1−メチルナフタレン、1,3,5−トリイソプロピルベンゼン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼンであり、特に好ましくはγ−ブチロラクトン、アニソール、メシチレン、t−ブチルベンゼン、1,3,5−トリイソプロピルベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼンである。これらは単独でも2種以上を混合して用いてもよい。
反応液中のカゴ型構造を有するモノマーの濃度は、好ましくは1〜50質量%、より好ましくは5〜30質量%、特に好ましくは10〜20質量%である。
Any solvent can be used in the polymerization reaction as long as the monomer having a cage structure as a raw material can be dissolved at a necessary concentration and does not adversely affect the characteristics of the film formed from the obtained polymer. You may use things. For example, alcohol solvents such as water, methanol, ethanol, propanol, alcohol solvents such as alcohol acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, acetophenone, ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, γ-butyrolactone, methyl benzoate Ester solvents such as dibutyl ether, anisole, etc., toluene, xylene, mesitylene, 1,2,4,5-tetramethylbenzene, pentamethylbenzene, isopropylbenzene, 1,4-diisopropylbenzene, t- Butylbenzene, 1,4-di-t-butylbenzene, 1,3,5-triethylbenzene, 1,3,5-tri-t-butylbenzene, 4-t-butyl-orthoxylate , Aromatic hydrocarbon solvents such as 1-methylnaphthalene and 1,3,5-triisopropylbenzene, amide solvents such as N-methylpyrrolidinone and dimethylacetamide, carbon tetrachloride, dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane Halogen solvents such as chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene and 1,2,4-trichlorobenzene, and aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, heptane, octane and cyclohexane can be used.
Among these, more preferred solvents are acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, acetophenone, ethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, γ-butyrolactone, anisole, tetrahydrofuran, toluene, xylene, mesitylene, 1, 2, 4, 5-tetramethylbenzene, isopropylbenzene, t-butylbenzene, 1,4-di-t-butylbenzene, 1,3,5-tri-t-butylbenzene, 4-t-butyl-orthoxylene, 1-methyl Naphthalene, 1,3,5-triisopropylbenzene, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene, more preferably tetrahydrofuran, γ-butyrolactone, Nisole, toluene, xylene, mesitylene, isopropylbenzene, t-butylbenzene, 1,3,5-tri-t-butylbenzene, 1-methylnaphthalene, 1,3,5-triisopropylbenzene, 1,2-dichloroethane, Chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene, particularly preferably γ-butyrolactone, anisole, mesitylene, t-butylbenzene, 1,3,5-triisopropylbenzene, 1,2- Dichlorobenzene and 1,2,4-trichlorobenzene. These may be used alone or in admixture of two or more.
The concentration of the monomer having a cage structure in the reaction solution is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, and particularly preferably 10 to 20% by mass.

本発明における重合反応の最適な条件は、重合開始剤、カゴ型構造を有するモノマー、溶媒の種類、濃度などによって異なるが、好ましくは内温0℃〜200℃、より好ましくは50℃〜170℃、特に好ましくは100℃〜150℃で、好ましくは1〜50時間、より好ましくは2〜20時間、特に好ましくは3〜10時間の範囲である。
また、酸素による重合開始剤の不活性化を抑制するために不活性ガス雰囲気下(例えば窒素、アルゴンなど)で反応させることが好ましい。反応時の酸素濃度は、好ましくは100ppm以下、より好ましくは50ppm以下、特に好ましくは20ppm以下である。
重合して得られるポリマーの重量平均分子量の好ましい範囲は1,000〜500,000、より好ましくは5,000〜300,000、特に好ましくは10,000〜200,000である。
The optimum conditions for the polymerization reaction in the present invention vary depending on the polymerization initiator, the monomer having a cage structure, the type of solvent, the concentration, etc., but preferably the internal temperature is 0 ° C. to 200 ° C., more preferably 50 ° C. to 170 ° C. Particularly preferably, the temperature is 100 ° C. to 150 ° C., preferably 1 to 50 hours, more preferably 2 to 20 hours, and particularly preferably 3 to 10 hours.
Moreover, in order to suppress inactivation of the polymerization initiator by oxygen, it is preferable to make it react in inert gas atmosphere (for example, nitrogen, argon, etc.). The oxygen concentration during the reaction is preferably 100 ppm or less, more preferably 50 ppm or less, and particularly preferably 20 ppm or less.
The preferred range of the weight average molecular weight of the polymer obtained by polymerization is 1,000 to 500,000, more preferably 5,000 to 300,000, and particularly preferably 10,000 to 200,000.

カゴ構造を有する化合物は、例えば市販のジアマンタンを原料として、臭化アルミニウム触媒存在下または非存在下で臭素と反応させて臭素原子を所望の位置に導入、続けて臭化アルミニウム、塩化アルミニウム、塩化鉄などのルイス酸の存在下で臭化ビニルとフリーデルクラフツ反応を行い、2,2−ジブロモエチル基を導入、続けて強塩基で脱HBr化してエチニル基に変換することで合成することができる。具体的には、Macromolecules, 1991年 24巻 5266〜5268頁、1995年 28巻 5554〜5560頁、Journal of Organic Chemistry, 39, 2995-3003 (1974)などに記載された方法に準じて合成することが出来る。
また、末端アセチレン基の水素原子をブチルリチウムなどでアニオン化して、これにハロゲン化アルキルやハロゲン化シリルを反応させることによって、アルキル基やシリル基を導入することが出来る。
For example, a compound having a cage structure is obtained by reacting with bromine in the presence or absence of an aluminum bromide catalyst using a commercially available diamantane as a raw material to introduce a bromine atom at a desired position, followed by aluminum bromide, aluminum chloride, chloride. It can be synthesized by conducting Friedel-Crafts reaction with vinyl bromide in the presence of a Lewis acid such as iron, introducing a 2,2-dibromoethyl group, followed by de-HBr conversion with a strong base and converting it to an ethynyl group. it can. Specifically, it is synthesized according to the method described in Macromolecules, 1991, 24, 5266-5268, 1995, 28, 5554-5560, Journal of Organic Chemistry, 39, 2995-3003 (1974), etc. I can do it.
Moreover, an alkyl group or a silyl group can be introduced by anionizing a hydrogen atom of a terminal acetylene group with butyllithium or the like and reacting this with an alkyl halide or a silyl halide.

本発明の絶縁膜形成用組成物中における絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)の含有量は、膜形成用組成物の固形分に対して、好ましくは40〜99.9質量%、さらに好ましくは45〜95質量%、特に好ましくは50〜90質量%である。ここで固形分とは、この組成物を用いて得られる膜を構成する全成分に相当する。化合物(B)の含有量がこの範囲であると、耐熱性、機械強度の点で好ましい。   The content of the resin for an insulating film or the precursor (B) in the composition for forming an insulating film of the present invention is preferably 40 to 99.9% by mass with respect to the solid content of the film forming composition, Preferably it is 45-95 mass%, Most preferably, it is 50-90 mass%. Here, the solid content corresponds to all components constituting the film obtained using this composition. When the content of the compound (B) is within this range, it is preferable in terms of heat resistance and mechanical strength.

<絶縁膜形成用組成物>
本発明の絶縁膜形成用組成物には、不純物としての金属含量が充分に少ないことが好ましい。絶縁膜形成用組成物の金属濃度はICP−MS法にて高感度に測定可能であり、その場合の遷移金属以外の金属含有量は好ましくは30ppm以下、より好ましくは3ppm以下、特に好ましくは300ppb以下である。
また、遷移金属に関しては酸化を促進する触媒能が高く、プリベーク、熱硬化プロセスにおいて酸化反応によって本発明で得られた膜の誘電率を上げてしまうという観点から、含有量がより少ないほうがよく、好ましくは10ppm以下、より好ましくは1ppm以下、特に好ましくは100ppb以下である。
絶縁膜形成用組成物の金属濃度は、本発明の絶縁膜形成用組成物を用いて得た膜に対して全反射蛍光X線測定を行うことによっても評価できる。X線源としてW(タングステン)線を用いた場合、金属元素としてK、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Pdが観測可能であり、それぞれ100×1010atom・cm−2以下が好ましく、50×1010atom・cm−2以下がより好ましく、10×1010atom・cm−2以下が特に好ましい。また、ハロゲンであるBrも観測可能であり、残存量は10,000×1010atom・cm−2以下が好ましく、1,000×1010atom・cm−2以下がより好ましく、400×1010atom・cm−2以下が特に好ましい。また、ハロゲンとしてClも観測可能であるが、CVD装置、エッチング装置などへダメージを与えるという観点から残存量は100×1010atom・cm−2以下が好ましく、50×1010atom・cm−2以下がより好ましく、10×1010atom・cm−2以下が特に好ましい。
<Insulating film forming composition>
The composition for forming an insulating film of the present invention preferably has a sufficiently low metal content as an impurity. The metal concentration of the composition for forming an insulating film can be measured with high sensitivity by the ICP-MS method. In that case, the metal content other than the transition metal is preferably 30 ppm or less, more preferably 3 ppm or less, particularly preferably 300 ppb. It is as follows.
In addition, the transition metal has a high catalytic ability to promote oxidation, and from the viewpoint of increasing the dielectric constant of the film obtained in the present invention by an oxidation reaction in the prebaking and thermosetting processes, the content is preferably smaller. Preferably it is 10 ppm or less, More preferably, it is 1 ppm or less, Most preferably, it is 100 ppb or less.
The metal concentration of the composition for forming an insulating film can also be evaluated by performing total reflection X-ray fluorescence measurement on a film obtained using the composition for forming an insulating film of the present invention. When a W (tungsten) ray is used as an X-ray source, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, and Pd can be observed as metal elements, each of which is 100 × 10 10 atoms. · Cm −2 or less is preferable, 50 × 10 10 atom · cm −2 or less is more preferable, and 10 × 10 10 atom · cm −2 or less is particularly preferable. Moreover, Br which is halogen is also observable, and the residual amount is preferably 10,000 × 10 10 atom · cm −2 or less, more preferably 1,000 × 10 10 atom · cm −2 or less, and 400 × 10 10. Atom · cm −2 or less is particularly preferable. Further, although Cl can be observed as halogen, the remaining amount is preferably 100 × 10 10 atom · cm −2 or less from the viewpoint of damaging a CVD apparatus, an etching apparatus, etc., and 50 × 10 10 atom · cm −2. The following is more preferable, and 10 × 10 10 atom · cm −2 or less is particularly preferable.

本発明の絶縁膜形成用組成物は、有機溶媒を含んでいてもよい。有機溶媒としては特に限定はされないが、例えばメタノール、エタノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−エトキシメタノール、3−メトキシプロパノール,1−メトキシ−2−プロパノールなどのアルコール系溶媒、アセトン、アセチルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸イソブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトンなどのエステル系溶媒、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチルプロピルエーテル、アニソール、フェネトール、ベラトロールなどのエーテル系溶媒、メシチレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、プロピルベンゼン、t−ブチルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶媒、N−メチルピロリジノン、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒などが挙げられ、これらは単独でも2種以上を混合して用いてもよい。
より好ましい有機溶媒は、1−メトキシ−2−プロパノール、プロパノール、アセチルアセトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン、アニソール、メシチレン、t−ブチルベンゼンであり、特に好ましくは1−メトキシ−2−プロパノール、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン、t−ブチルベンゼン、アニソールである。
The composition for forming an insulating film of the present invention may contain an organic solvent. Although it does not specifically limit as an organic solvent, For example, alcohol solvents, such as methanol, ethanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-ethoxymethanol, 3-methoxypropanol, 1-methoxy-2-propanol, acetone, acetylacetone, Ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, 2-pentanone, 3-pentanone, 2-heptanone, 3-heptanone, cyclopentanone, cyclohexanone, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, pentyl acetate, propionic acid Esters such as ethyl, propyl propionate, butyl propionate, isobutyl propionate, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, γ-butyrolactone, di Ether solvents such as sopropyl ether, dibutyl ether, ethyl propyl ether, anisole, phenetol, veratrol, aromatic hydrocarbon solvents such as mesitylene, ethylbenzene, diethylbenzene, propylbenzene, t-butylbenzene, N-methylpyrrolidinone, dimethyl Examples include amide solvents such as acetamide, and these may be used alone or in admixture of two or more.
More preferred organic solvents are 1-methoxy-2-propanol, propanol, acetylacetone, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, butyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, γ-butyrolactone, anisole, mesitylene, t-butylbenzene, Particularly preferred are 1-methoxy-2-propanol, cyclohexanone, 2-heptanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, γ-butyrolactone, t-butylbenzene and anisole.

本発明の膜形成用組成物の固形分濃度は、好ましくは1〜50質量%であり、より好ましくは2〜15質量%であり、特に好ましくは3〜10質量%である。ここで固形分とは、この組成物を用いて得られる膜を構成する全成分に相当する。   The solid content concentration of the film-forming composition of the present invention is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 2 to 15% by mass, and particularly preferably 3 to 10% by mass. Here, the solid content corresponds to all components constituting the film obtained using this composition.

<絶縁膜形成用組成物への添加剤>
更に、本発明の絶縁膜形成用組成物には、得られる絶縁膜の特性(耐熱性、誘電率、機械強度、塗布性、密着性など)を損なわない範囲で、ラジカル発生剤、コロイド状シリカ、界面活性剤、シランカップリング剤、密着剤などの添加剤を添加してもよい。
<Additive to composition for insulating film formation>
Furthermore, the composition for forming an insulating film of the present invention includes a radical generator and colloidal silica as long as the properties of the obtained insulating film (heat resistance, dielectric constant, mechanical strength, coatability, adhesion, etc.) are not impaired. Further, additives such as a surfactant, a silane coupling agent, and an adhesive may be added.

本発明の絶縁膜形成用組成物は、コロイド状シリカを含有していてもよい。例えば、高純度の無水ケイ酸を親水性有機溶媒若しくは水に分散した分散液であり、通常、平均粒径5〜30nm、好ましくは10〜20nm、固形分濃度が5〜40質量%のものである。   The insulating film forming composition of the present invention may contain colloidal silica. For example, a dispersion in which high-purity silicic acid is dispersed in a hydrophilic organic solvent or water, usually having an average particle size of 5 to 30 nm, preferably 10 to 20 nm, and a solid content concentration of 5 to 40% by mass. is there.

本発明の絶縁膜形成用組成物は、界面活性剤を含有していてもよい。例えば、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤などが挙げられ、さらにシリコーン系界面活性剤、含フッ素系界面活性剤、ポリアルキレンオキシド系界面活性剤、アクリル系界面活性剤が挙げられる。本発明に用いることができる界面活性剤は、一種類でもよいし、二種類以上でもよい。界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、含フッ素系界面活性剤、アクリル系界面活性剤が好ましく、特にシリコーン系界面活性剤が好ましい。本発明に用いることができる界面活性剤の含有量は、膜形成塗布液の全量に対して、0.01質量%以上1質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上0.5質量%以下であることがさらに好ましい。   The composition for forming an insulating film of the present invention may contain a surfactant. For example, nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, and the like, silicone surfactants, fluorine-containing surfactants, polyalkylene oxide surfactants, acrylic surfactants Agents. The surfactant that can be used in the present invention may be one type or two or more types. As the surfactant, silicone surfactants, nonionic surfactants, fluorine-containing surfactants, and acrylic surfactants are preferable, and silicone surfactants are particularly preferable. The content of the surfactant that can be used in the present invention is preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or more and 0.5% by mass with respect to the total amount of the film-forming coating solution. More preferably, it is at most mass%.

本発明において、シリコーン系界面活性剤とは、少なくとも1原子のSi原子を含む界面活性剤である。本発明に使用するシリコーン系界面活性剤としては、いかなるシリコーン系界面活性剤でもよく、アルキレンオキシド及びジメチルシロキサンを含む構造であることが好ましい。下記化学式を含む構造であることがさらに好ましい。   In the present invention, the silicone-based surfactant is a surfactant containing at least one Si atom. The silicone surfactant used in the present invention may be any silicone surfactant and preferably has a structure containing alkylene oxide and dimethylsiloxane. A structure including the following chemical formula is more preferable.

Figure 2009084405

上記式中、Rは水素原子または炭素数1〜5のアルキル基であり、xは1〜20の整数であり、a、bはそれぞれ独立に2〜100の整数である。また、Rが複数存在する場合、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
Figure 2009084405

In said formula, R is a hydrogen atom or a C1-C5 alkyl group, x is an integer of 1-20, a and b are the integers of 2-100 each independently. Further, when there are a plurality of R, they may be the same or different.

本発明に用いることができるシリコーン系界面活性剤としては、例えばBYK306、BYK307(ビックケミー社製)、SH7PA、SH21PA、SH28PA、SH30PA(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)、TroysolS366(トロイケミカル社製)などを挙げることができる。   Examples of silicone surfactants that can be used in the present invention include BYK306, BYK307 (manufactured by BYK Chemie), SH7PA, SH21PA, SH28PA, SH30PA (manufactured by Toray Dow Corning Silicone), Troysol S366 (manufactured by Troy Chemical) And so on.

本発明に用いることができるノニオン系界面活性剤としては、いかなるノニオン系界面活性剤でもよい。例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアリールエーテル類、ポリオキシエチレンジアルキルエステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリオキシエチレン類、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体などを挙げることができる。   The nonionic surfactant that can be used in the present invention may be any nonionic surfactant. For example, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene aryl ethers, polyoxyethylene dialkyl esters, sorbitan fatty acid esters, fatty acid-modified polyoxyethylenes, polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymers, etc. Can do.

本発明に用いることができる含フッ素系界面活性剤としては、いかなる含フッ素系界面活性剤でもよい。例えば、パーフルオルオクチルポリエチレンオキシド、パーフルオルデシルポリエチレンオキシド、パーフルオルドデシルポリエチレンオキシドなどが挙げられる。   The fluorine-containing surfactant that can be used in the present invention may be any fluorine-containing surfactant. For example, perfluorooctyl polyethylene oxide, perfluorodecyl polyethylene oxide, perfluorodecyl polyethylene oxide and the like can be mentioned.

本発明に用いることができるアクリル系界面活性剤としては、いかなるアクリル系界面活性剤でもよい。例えば、(メタ)アクリル酸系共重合体などが挙げられる。   The acrylic surfactant that can be used in the present invention may be any acrylic surfactant. For example, a (meth) acrylic acid type copolymer is mentioned.

本発明においては、いかなるシランカップリング剤を使用してもよい。シランカップリング剤としては、例えば、3−グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノグリシジロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルメチルジメトキシシラン、1−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、10−トリエトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。本発明に用いることができるシランカップリング剤は、一種類単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。   Any silane coupling agent may be used in the present invention. Examples of the silane coupling agent include 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-aminoglycidyloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropylmethyldimethoxysilane, 1 -Methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3 -Aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarboni -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1, 4,7-triazadecane, 10-triethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, N-benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N- Bis (oxyethylene) 3-aminopropyl trimethoxysilane, etc. N- bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane and the like. The silane coupling agent that can be used in the present invention may be used alone or in combination of two or more.

本発明においては、いかなる密着促進剤を使用してもよい。密着促進剤としては、例えば、トリメトキシシリル安息香酸、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、トリメトキシビニルシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、アルミニウムモノエチルアセトアセテートジイソプロピレート、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルジフエニルクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン、ジフエニルジメトキシシラン、フエニルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、N,N’−ビス(トリメチルシリル)ウレア、ジメチルトリメチルシリルアミン、トリメチルシリルイミダゾール、ビニルトリクロロシラン、ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、インダゾール、イミダゾール、2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、ウラゾール、チオウラシル、メルカプトイミダゾール、メルカプトピリミジン、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、チオ尿素化合物などを挙げることができる。官能性シランカップリング剤が密着促進剤として好ましい。密着促進剤の使用量は、全固形分100質量部に対して、10質量部以下であることが好ましく、特に0.05〜5質量部であることがより好ましい。   Any adhesion promoter may be used in the present invention. Examples of the adhesion promoter include trimethoxysilylbenzoic acid, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane. , Β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, trimethoxyvinylsilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, aluminum monoethylacetoacetate diisopropylate, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, N- (2 -Aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropylto Limethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, trimethylchlorosilane, dimethylvinylchlorosilane, methyldiphenylchlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, trimethylmethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methyldimethoxysilane , Dimethylvinylethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, hexamethyldisilazane, N, N′-bis (trimethylsilyl) urea, dimethyltrimethylsilylamine, trimethylsilylimidazole, vinyltrichlorosilane, benzotriazole, benzimidazole, Indazole, imidazole, 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzothiazole , Mention may be made of 2-mercaptobenzoxazole, urazole, thiouracil, mercaptoimidazole, mercaptopyrimidine, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, and thiourea compounds. Functional silane coupling agents are preferred as adhesion promoters. The amount of the adhesion promoter used is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 0.05 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content.

本発明では、膜の機械強度の許す範囲内で、空孔形成因子を使用して膜を多孔質化し、低誘電率化を図ることができる。空孔形成剤となる添加剤としての空孔形成因子としては、特に限定はされないが、非金属化合物が好適に用いられ、絶縁膜形成用塗布液で使用される溶剤との溶解性、絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)との相溶性を同時に満たすことが必要である。
空孔形成剤としてはポリマーも使用することができる。空孔形成剤として使用できるポリマーとしては、例えば、ポリビニル芳香族化合物(ポリスチレン、ポリビニルピリジン、ハロゲン化ポリビニル芳香族化合物など)、ポリアクリロニトリル、ポリアルキレンオキシド(ポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシドなど)、ポリエチレン、ポリ乳酸、ポリシロキサン、ポリカプロラクトン、ポリカプロラクタム、ポリウレタン、ポリメタクリレート(ポリメチルメタクリレートなど)またはポリメタクリル酸、ポリアクリレート(ポリメチルアクリレートなど)およびポリアクリル酸、ポリジエン(ポリブタジエンおよびポリイソプレンなど)、ポリビニルクロライド、ポリアセタール、およびアミンキャップドアルキレンオキシド、その他、ポリフェニレンオキシド、ポリ(ジメチルシロキサン)、ポリテトラヒドロフラン、ポリシクロヘキシルエチレン、ポリエチルオキサゾリン、ポリビニルピリジン、ポリカプロラクトン等であってもよい。
特にポリスチレンは、空孔形成剤として好適に使用できる。ポリスチレンはとしては、たとえば、アニオン性重合ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、未置換および置換ポリスチレン(たとえば、ポリ(α−メチルスチレン))が挙げられ、未置換ポリスチレンが好ましい。
また、この空孔形成剤の沸点若しくは分解温度は、好ましくは100〜500℃、より好ましくは200〜450℃、特に好ましくは250〜400℃である。分子量としては、好ましくは200〜50,000、より好ましくは300〜10,000、特に好ましくは400〜5,000である。添加量は、絶縁膜形成用組成物の固形分に対して、好ましくは0.5〜75質量%、より好ましくは0.5〜30質量%、特に好ましくは1〜20質量%である。
また、空孔形成因子として、絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)の中に分解性基を含んでいてもよく、その分解温度は、好ましくは100〜500℃、より好ましくは200〜450℃、特に好ましくは250〜400℃である。分解性基の含有率は、膜を形成する絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)に対して、好ましくは0.5〜75モル%、より好ましくは0.5〜30モル%、特に好ましくは1〜20モル%である。
In the present invention, within the range allowed by the mechanical strength of the film, the film can be made porous by using a pore forming factor to achieve a low dielectric constant. The pore-forming factor as an additive that becomes a pore-forming agent is not particularly limited, but a non-metallic compound is preferably used, and the solubility in a solvent used in the coating liquid for forming an insulating film, the insulating film It is necessary to satisfy the compatibility with the resin for resin or its precursor (B) at the same time.
A polymer can also be used as the pore-forming agent. Examples of the polymer that can be used as the pore-forming agent include polyvinyl aromatic compounds (polystyrene, polyvinyl pyridine, halogenated polyvinyl aromatic compounds, etc.), polyacrylonitrile, polyalkylene oxide (polyethylene oxide, polypropylene oxide, etc.), polyethylene, poly Lactic acid, polysiloxane, polycaprolactone, polycaprolactam, polyurethane, polymethacrylate (such as polymethyl methacrylate) or polymethacrylic acid, polyacrylate (such as polymethyl acrylate) and polyacrylic acid, polydiene (such as polybutadiene and polyisoprene), polyvinyl chloride , Polyacetal, and amine-capped alkylene oxide, other polyphenylene oxide, poly (dimethyl) Siloxane), polytetrahydrofuran, poly cyclohexyl ethylene, polyethyl oxazoline, polyvinyl pyridine, may be a polycaprolactone.
In particular, polystyrene can be suitably used as a pore forming agent. Examples of polystyrene include anionic polymerized polystyrene, syndiotactic polystyrene, unsubstituted and substituted polystyrene (for example, poly (α-methylstyrene)), and unsubstituted polystyrene is preferred.
Further, the boiling point or decomposition temperature of the pore-forming agent is preferably 100 to 500 ° C, more preferably 200 to 450 ° C, and particularly preferably 250 to 400 ° C. The molecular weight is preferably 200 to 50,000, more preferably 300 to 10,000, and particularly preferably 400 to 5,000. The addition amount is preferably 0.5 to 75% by mass, more preferably 0.5 to 30% by mass, and particularly preferably 1 to 20% by mass with respect to the solid content of the composition for forming an insulating film.
Further, as a pore forming factor, a decomposable group may be contained in the insulating film resin or its precursor (B), and the decomposition temperature is preferably 100 to 500 ° C., more preferably 200 to 450. ° C, particularly preferably 250 to 400 ° C. The content of the decomposable group is preferably 0.5 to 75 mol%, more preferably 0.5 to 30 mol%, particularly preferably relative to the insulating film resin or precursor (B) forming the film. Is 1 to 20 mol%.

上述した本発明の絶縁膜形成用組成物の製造方法は、特に限定されないが、例えば、反応容器に化合物(A)及び絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)、ならびに必要に応じて上記各任意成分を入れ、混合ミキサーなどのかくはん機を用いて十分にかくはんする方法を用いることができる。   Although the manufacturing method of the composition for forming an insulating film of the present invention described above is not particularly limited, for example, a compound (A) and a resin for insulating film or a precursor thereof (B) in a reaction vessel, and each of the above as necessary. It is possible to use a method in which optional ingredients are added and sufficiently stirred using a stirrer such as a mixing mixer.

本発明の絶縁膜形成用組成物を使用して得られる膜は、絶縁膜形成用組成物をスピンコーティング法、ローラーコーティング法、ディップコーティング法、スキャン法などの任意の方法により基板に塗布した後、溶剤を加熱処理で除去することにより形成することができる。基板に塗布する方法としては、スピンコーティング法、スキャン法によるものが好ましい。特に好ましくは、スピンコーティング法によるものである。スピンコーティングについては、市販の装置を使用できる。例えば、クリーントラックシリーズ(東京エレクトロン(株)製)、D−スピンシリーズ(大日本スクリーン製造(株)製)、SSシリーズあるいはCSシリーズ(東京応化工業(株)製)などが好ましく使用できる。スピンコート条件としては、いずれの回転速度でもよいが、膜の面内均一性の観点より、300mmシリコン基板においては1,300rpm程度の回転速度が好ましい。   A film obtained using the composition for forming an insulating film of the present invention is obtained by applying the composition for forming an insulating film to a substrate by any method such as a spin coating method, a roller coating method, a dip coating method, or a scanning method. It can be formed by removing the solvent by heat treatment. As a method of applying to the substrate, a spin coating method or a scanning method is preferable. Particularly preferred is the spin coating method. For spin coating, commercially available equipment can be used. For example, a clean truck series (manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.), D-spin series (manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.), SS series or CS series (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) can be preferably used. The spin coating conditions may be any rotational speed, but from the viewpoint of in-plane uniformity of the film, a rotational speed of about 1,300 rpm is preferable for a 300 mm silicon substrate.

また、組成物溶液の吐出方法においては、回転する基板上に組成物溶液を吐出する動的吐出、静止した基板上へ組成物溶液を吐出する静的吐出のいずれでもよいが、膜の面内均一性の観点より、動的吐出が好ましい。また、組成物の消費量を抑制する観点より、予備的に組成物の主溶剤のみを基板上に吐出して液膜を形成した後、その上から組成物を吐出するという方法を用いることもできる。スピンコート時間については特に制限はないが、スループットの観点から180秒以内が好ましい。また、基板の搬送の観点より、基板エッジ部の膜を残存させないための処理(エッジリンス、バックリンス)をすることも好ましい。   In addition, the composition solution discharge method may be either dynamic discharge in which the composition solution is discharged onto a rotating substrate or static discharge in which the composition solution is discharged onto a stationary substrate. From the viewpoint of uniformity, dynamic ejection is preferable. In addition, from the viewpoint of suppressing the consumption of the composition, it is also possible to use a method in which only the main solvent of the composition is preliminarily discharged onto the substrate to form a liquid film, and then the composition is discharged from there. it can. The spin coating time is not particularly limited, but is preferably within 180 seconds from the viewpoint of throughput. Further, from the viewpoint of transporting the substrate, it is also preferable to perform processing (edge rinse, back rinse) so as not to leave the film at the edge portion of the substrate.

熱処理の方法は、特に限定されないが、一般的に使用されているホットプレート加熱、ファーネス炉を使用した加熱方法、RTP(Rapid Thermal Processor)などによるキセノンランプを使用した光照射加熱などを適用することができる。好ましくは、ホットプレート加熱、ファーネスを使用した加熱方法である。ホットプレートとしては市販の装置を好ましく使用でき、クリーントラックシリーズ(東京エレクトロン(株)製)、D−スピンシリーズ(大日本スクリーン製造(株)製)、SSシリーズあるいはCSシリーズ(東京応化工業(株)製)などが好ましく使用できる。ファーネスとしては、αシリーズ(東京エレクトロン(株)製)などが好ましく使用できる。   The method of heat treatment is not particularly limited, however, generally used hot plate heating, heating method using a furnace, light irradiation heating using a xenon lamp by RTP (Rapid Thermal Processor), etc. are applied. Can do. A heating method using hot plate heating or furnace is preferable. Commercially available equipment can be preferably used as the hot plate, and the clean track series (manufactured by Tokyo Electron Ltd.), D-Spin series (manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.), SS series or CS series (Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) Etc.) can be preferably used. As the furnace, α series (manufactured by Tokyo Electron Ltd.) and the like can be preferably used.

本発明の絶縁膜形成用組成物は、基板上に塗布した後に加熱処理することによって硬化させることが特に好ましい。例えば、絶縁膜形成用組成物により形成した膜中に残存する炭素三重結合の後加熱時の重合反応が利用できる。この後加熱処理の条件は、好ましくは100〜450℃、より好ましくは200〜420℃、特に好ましくは350℃〜400℃で、好ましくは1分〜2時間、より好ましくは10分〜1.5時間、特に好ましくは30分〜1時間の範囲である。後加熱処理は数回に分けて行ってもよい。また、この後加熱は酸素による熱酸化を防ぐために窒素雰囲気下で行うことが特に好ましい。
また、本発明では加熱処理ではなく高エネルギー線を照射することで膜中に残存する炭素三重結合の重合反応を起こして硬化させてもよい。高エネルギー線とは、電子線、紫外線、X線などが挙げられるが、特にこれらの方法に限定されるものではない。
The composition for forming an insulating film of the present invention is particularly preferably cured by heat treatment after coating on a substrate. For example, the polymerization reaction at the time of post-heating of the carbon triple bond remaining in the film formed from the insulating film forming composition can be used. The conditions for this post-heat treatment are preferably 100 to 450 ° C., more preferably 200 to 420 ° C., particularly preferably 350 to 400 ° C., preferably 1 minute to 2 hours, more preferably 10 minutes to 1.5 ° C. Time, particularly preferably in the range of 30 minutes to 1 hour. The post-heating treatment may be performed in several times. Further, this post-heating is particularly preferably performed in a nitrogen atmosphere in order to prevent thermal oxidation by oxygen.
Moreover, in this invention, you may make it harden | cure by causing the polymerization reaction of the carbon triple bond which remain | survives in a film | membrane by irradiating a high energy ray instead of heat processing. Examples of high energy rays include electron beams, ultraviolet rays, and X-rays, but are not particularly limited to these methods.

高エネルギー線として、電子線を使用した場合のエネルギーは、0〜50keVが好ましく、0〜30keVがより好ましく、0〜20keVが特に好ましい。電子線の総ドーズ量は、好ましくは0〜5μC/cm2、より好ましくは0〜2μC/cm2、特に好ましくは0〜1μC/cm2である。電子線を照射する際の基板温度は、0〜450℃が好ましく、0〜400℃がより好ましく、0〜350℃が特に好ましい。圧力は、好ましくは0〜133kPa、より好ましくは0〜60kPa、特に好ましくは0〜20kPaである。本発明の膜の酸化を防止するという観点から、基板周囲の雰囲気はAr、He、窒素などの不活性雰囲気を用いることが好ましい。また、電子線との相互作用で発生するプラズマ、電磁波、化学種との反応を目的に酸素、炭化水素、アンモニアなどのガスを添加してもよい。本発明における電子線照射は複数回行ってもよく、この場合は電子線照射条件を毎回同じにする必要はなく、毎回異なる条件で行ってもよい。
高エネルギー線として紫外線を用いてもよい。紫外線を用いる際の照射波長領域は190〜400nmが好ましく、その出力は基板直上において0.1〜2,000mWcm−2が好ましい。紫外線照射時の基板温度は250〜450℃が好ましく、250〜400℃がより好ましく、250〜350℃が特に好ましい。本発明の膜の酸化を防止するという観点から、基板周囲の雰囲気は、Ar、He、窒素などの不活性雰囲気を用いることが好ましい。また、その際の圧力は0〜133kPaが好ましい。
The energy when an electron beam is used as the high energy beam is preferably 0 to 50 keV, more preferably 0 to 30 keV, and particularly preferably 0 to 20 keV. The total dose of the electron beam is preferably 0 to 5 μC / cm 2 , more preferably 0 to 2 μC / cm 2 , and particularly preferably 0 to 1 μC / cm 2 . 0-450 degreeC is preferable, as for the substrate temperature at the time of irradiating an electron beam, 0-400 degreeC is more preferable, and 0-350 degreeC is especially preferable. The pressure is preferably 0 to 133 kPa, more preferably 0 to 60 kPa, and particularly preferably 0 to 20 kPa. From the viewpoint of preventing oxidation of the film of the present invention, it is preferable to use an inert atmosphere such as Ar, He, or nitrogen as the atmosphere around the substrate. Further, a gas such as oxygen, hydrocarbon, or ammonia may be added for the purpose of reaction with plasma, electromagnetic waves, or chemical species generated by interaction with an electron beam. The electron beam irradiation in the present invention may be performed a plurality of times. In this case, the electron beam irradiation conditions need not be the same each time, and may be performed under different conditions each time.
Ultraviolet rays may be used as the high energy rays. The irradiation wavelength region when using ultraviolet rays is preferably 190 to 400 nm, and the output is preferably 0.1 to 2,000 mWcm −2 immediately above the substrate. The substrate temperature at the time of ultraviolet irradiation is preferably 250 to 450 ° C, more preferably 250 to 400 ° C, and particularly preferably 250 to 350 ° C. From the viewpoint of preventing oxidation of the film of the present invention, the atmosphere around the substrate is preferably an inert atmosphere such as Ar, He, or nitrogen. Further, the pressure at that time is preferably 0 to 133 kPa.

本発明の絶縁膜形成用組成物を使用して得られる膜は、絶縁膜として好適に使用することができ、半導体用層間絶縁膜としてより好適に使用することができる。すなわち、本発明の絶縁膜形成用組成物を使用して得られる絶縁膜は、電子デバイスに好適に使用できる。
例えば、半導体用層間絶縁膜として使用する際、その配線構造において、配線側面にはメタルマイグレーションを防ぐためのバリア層があってもよく、また、配線や層間絶縁膜の上面底面にはCMP(化学的機械的研磨)での剥離を防ぐキャップ層、層間密着層の他、エッチングストッパー層などがあってもよく、更には層間絶縁膜の層を必要に応じて他種材料で複数層に分けてもよい。
A film obtained using the composition for forming an insulating film of the present invention can be suitably used as an insulating film, and can be more suitably used as an interlayer insulating film for a semiconductor. That is, the insulating film obtained using the composition for forming an insulating film of the present invention can be suitably used for an electronic device.
For example, when used as an interlayer insulating film for a semiconductor, in the wiring structure, there may be a barrier layer on the side surface of the wiring to prevent metal migration, and CMP (chemical In addition to the cap layer and interlayer adhesion layer that prevent peeling in mechanical and mechanical polishing, there may be an etching stopper layer, etc. Furthermore, the interlayer insulating film layer may be divided into multiple layers with other materials as required. Also good.

本発明の絶縁膜形成用組成物を使用して得られる膜は、銅配線あるいはその他の目的でエッチング加工をすることができる。エッチングとしてはウエットエッチング、ドライエッチングのいずれでもよいが、ドライエッチングが好ましい。ドライエッチングは、アンモニア系プラズマ、フルオロカーボン系プラズマのいずれもが適宜使用できる。これらプラズマにはArだけでなく、酸素、あるいは窒素、水素、ヘリウムなどのガスを用いることができる。また、エッチング加工後に、加工に使用したフォトレジストなどを除く目的でアッシングすることもでき、さらにはアッシング時の残渣を除くため、洗浄することもできる。   A film obtained by using the composition for forming an insulating film of the present invention can be etched for copper wiring or other purposes. Etching may be either wet etching or dry etching, but dry etching is preferred. For dry etching, either ammonia-based plasma or fluorocarbon-based plasma can be used as appropriate. For these plasmas, not only Ar, but also oxygen, or a gas such as nitrogen, hydrogen, or helium can be used. In addition, after the etching process, ashing can be performed for the purpose of removing the photoresist used in the process, and further, cleaning can be performed to remove a residue at the time of ashing.

本発明の絶縁膜形成用組成物を使用して得られる膜は、銅配線加工後に、銅めっき部を平坦化するためCMPをすることができる。CMPスラリー(薬液)としては、市販のスラリー(例えば、(株)フジミインコーポレーテッド製、ロデールニッタ(株)製、JSR(株)製、日立化成工業(株)製など)を適宜使用できる。また、CMP装置としては市販の装置(アプライドマテリアル社製、(株)荏原製作所製など)を適宜使用することができる。さらにCMP後のスラリー残渣除去のため、洗浄することができる。   The film obtained by using the composition for forming an insulating film of the present invention can be subjected to CMP to planarize the copper plating portion after the copper wiring processing. As the CMP slurry (chemical solution), commercially available slurries (for example, manufactured by Fujimi Incorporated, manufactured by Rodel Nitta, manufactured by JSR, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., etc.) can be used as appropriate. Moreover, as a CMP apparatus, a commercially available apparatus (Applied Materials Co., Ltd., Ebara Manufacturing Co., Ltd. etc.) can be used suitably. Further, cleaning can be performed to remove slurry residues after CMP.

本発明の絶縁膜形成用組成物を使用して得られる膜は、多様の目的に使用することが出来る。例えばLSI、システムLSI、DRAM、SDRAM、RDRAM、D−RDRAMなどの半導体装置、マルチチップモジュール多層配線板などの電子部品における絶縁皮膜として好適であり、半導体用層間絶縁膜、エッチングストッパー膜、表面保護膜、バッファーコート膜の他、LSIにおけるパッシベーション膜、α線遮断膜、フレキソ印刷版のカバーレイフィルム、オーバーコート膜、フレキシブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜、液晶配向膜などとして使用することができる。
さらに、別の用途として本発明の膜に電子ドナーまたはアクセプターをドープすることによって導電性を付与し、導電性膜として使用することもできる。
The film obtained by using the composition for forming an insulating film of the present invention can be used for various purposes. For example, it is suitable as an insulating film for semiconductor devices such as LSI, system LSI, DRAM, SDRAM, RDRAM, and D-RDRAM, and electronic components such as multichip module multilayer wiring boards, semiconductor interlayer insulating film, etching stopper film, surface protection In addition to films, buffer coat films, LSI passivation films, alpha-ray blocking films, flexographic printing plate cover lay films, overcoat films, flexible copper clad cover coats, solder resist films, liquid crystal alignment films, etc. Can do.
Furthermore, as another application, the film of the present invention can be imparted with conductivity by doping with an electron donor or acceptor and used as a conductive film.

本発明の絶縁膜の比誘電率は、使用する材料によって異なるが、通常、測定温度25℃において、4.0以下であることが好ましく、1.5〜3.5であることがより好ましく、1.8〜3.0であることがさらに好ましい。
また、本発明の絶縁膜における比誘電率の測定方法としては、測定温度25℃で、フォーディメンジョンズ社製水銀プローバ及び横河ヒューレットパッカード社製のHP4285ALCRメーターを用いて1MHzにおける容量値から算出することが好ましい。
Although the relative dielectric constant of the insulating film of the present invention varies depending on the material used, it is usually preferably 4.0 or less, more preferably 1.5 to 3.5 at a measurement temperature of 25 ° C., More preferably, it is 1.8-3.0.
The dielectric constant of the insulating film of the present invention is calculated from the capacitance value at 1 MHz using a mercury probe manufactured by Four Dimensions and a HP4285ALCR meter manufactured by Yokogawa Hewlett Packard at a measurement temperature of 25 ° C. It is preferable.

本発明の絶縁膜のヤング率は、使用する材料によって異なるが、3.0〜15.0GPaであることが好ましく、5.0〜15.0GPaであることがより好ましい。
本発明の絶縁膜におけるヤング率の測定方法としては、MTS社ナノインデンターSA2を使用して測定する。
The Young's modulus of the insulating film of the present invention varies depending on the material used, but is preferably 3.0 to 15.0 GPa, more preferably 5.0 to 15.0 GPa.
As a method for measuring the Young's modulus in the insulating film of the present invention, the measurement is performed using a nanoindenter SA2 manufactured by MTS.

本発明の絶縁膜における空気中400℃30秒加熱処理後の質量減少率は、使用する材料によって異なるが、0.0〜15.0%であることが好ましく、0.0〜5.0%であることがより好ましい。   The mass reduction rate after heat treatment at 400 ° C. for 30 seconds in the air in the insulating film of the present invention varies depending on the material used, but is preferably 0.0 to 15.0%, and is preferably 0.0 to 5.0%. It is more preferable that

以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例により制約されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited by these examples.

<合成例1:トリス(4−シクロプロピルフェニル)トリメソイル酸エステル(a)の合成>
下記スキームに従って、化合物(a)を合成した。
<Synthesis Example 1: Synthesis of tris (4-cyclopropylphenyl) trimesoyl ester (a)>
Compound (a) was synthesized according to the following scheme.

Figure 2009084405
Figure 2009084405

A)4−シクロプロピルアセトフェノンの合成
窒素気流下、200mlの三つ口フラスコに4−ブロモアセトフェノン4g、シクロプロピルボロン酸2.24g、酢酸パラジウム0.226g、トリシクロプロピルホスフィン0.564g、リン酸三カリウム14.9g、トルエン90ml及び水4.4mlを入れ、100℃で3時間撹拌した。反応後、反応液を水220mlに加え、酢酸エチルで抽出した。無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去することにより、油状液体が得られた。これを少量の酢酸エチルに溶解してシリカゲルクロマトグラフィーに充填し、ヘキサン/酢酸エチルを溶離液に用いてカラム精製を行った。得られた溶液の溶媒を減圧留去することで、4−シクロプロピルアセトフェノンを無色の液体として3.14g(収率:97%)得た。
A) Synthesis of 4-cyclopropylacetophenone 4 g of 4-bromoacetophenone, 2.24 g of cyclopropylboronic acid, 0.226 g of palladium acetate, 0.564 g of tricyclopropylphosphine, phosphoric acid in a 200 ml three-necked flask under a nitrogen stream 14.9 g of tripotassium, 90 ml of toluene and 4.4 ml of water were added and stirred at 100 ° C. for 3 hours. After the reaction, the reaction solution was added to 220 ml of water and extracted with ethyl acetate. The extract was dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain an oily liquid. This was dissolved in a small amount of ethyl acetate and packed in silica gel chromatography, and column purification was performed using hexane / ethyl acetate as an eluent. The solvent of the obtained solution was distilled off under reduced pressure to obtain 3.14 g (yield: 97%) of 4-cyclopropylacetophenone as a colorless liquid.

B)4−シクロプロピルフェノールの合成
100mlのナスフラスコに4−ブロモアセトフェノン3.14g、メタクロロ過安息香酸7.24g及び塩化メチレン60mlを入れ、還流管を付けて2時間加熱還流した。反応後、反応液を酢酸エチル100mlに加え、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧留去することにより、油状液体を得た。これに、メタノール20ml、水2ml及び炭酸カリウム2.76gを加え、室温で1時間撹拌した。反応後、反応液に1N HCl水溶液をpHが5〜6になるまで加え、酢酸エチルで抽出した。無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去することにより、固体生成物が得られた。これを少量の酢酸エチルに溶解してシリカゲルクロマトグラフィーに充填し、ヘキサン/酢酸エチルを溶離液に用いてカラム精製を行った。得られた溶液の溶媒を減圧留去することで、4−シクロプロピルフェノールを白色固体として1.40g(収率:53%)得た。
B) Synthesis of 4-cyclopropylphenol Into a 100 ml eggplant flask was placed 3.14 g of 4-bromoacetophenone, 7.24 g of metachloroperbenzoic acid and 60 ml of methylene chloride, and the mixture was heated to reflux for 2 hours with a reflux tube attached. After the reaction, the reaction solution was added to 100 ml of ethyl acetate and washed with a saturated aqueous sodium thiosulfate solution and a saturated aqueous sodium bicarbonate solution. After drying over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain an oily liquid. To this, 20 ml of methanol, 2 ml of water and 2.76 g of potassium carbonate were added and stirred at room temperature for 1 hour. After the reaction, 1N HCl aqueous solution was added to the reaction solution until the pH reached 5-6, and the mixture was extracted with ethyl acetate. It dried with the anhydrous sodium sulfate and the solid product was obtained by depressurizingly distilling a solvent. This was dissolved in a small amount of ethyl acetate and packed in silica gel chromatography, and column purification was performed using hexane / ethyl acetate as an eluent. The solvent of the obtained solution was distilled off under reduced pressure to obtain 1.40 g (yield: 53%) of 4-cyclopropylphenol as a white solid.

C)化合物(a)の合成
窒素気流下、30mlの三つ口フラスコに4−シクロプロピルフェノール1.40g、テトラヒドロフラン10ml及びトリエチルアミン1.84mlを加え、均一になるまで撹拌した。その容器を氷浴下で冷却しながら、トリメソイルクロリド0.88gをゆっくりと滴下した。滴下終了後、室温で1時間撹拌した。反応後、反応液に酢酸エチルを加え、1N HNO水溶液及び飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去することにより、固体生成物が得られた。これを少量の酢酸エチルに溶解してシリカゲルクロマトグラフィーに充填し、ヘキサン/酢酸エチルを溶離液に用いてカラム精製を行った。得られた溶液の溶媒を減圧留去することで、化合物(a)を白色固体として1.70g(収率:92%)得た。
1H-NMR(DMSO) δ = 8.98(s, 3H), 7.20(m, 12H), 1.97(m, 3H), 0.95(m, 6H),
0.70(m,6H).
C) Synthesis of Compound (a) Under a nitrogen stream, 1.40 g of 4-cyclopropylphenol, 10 ml of tetrahydrofuran and 1.84 ml of triethylamine were added to a 30 ml three-necked flask and stirred until uniform. While the vessel was cooled in an ice bath, 0.88 g of trimesoyl chloride was slowly added dropwise. After completion of dropping, the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. After the reaction, ethyl acetate was added to the reaction solution, and the mixture was washed with a 1N HNO 3 aqueous solution and a saturated sodium hydrogen carbonate aqueous solution. It dried with the anhydrous sodium sulfate and the solid product was obtained by depressurizingly distilling a solvent. This was dissolved in a small amount of ethyl acetate and packed in silica gel chromatography, and column purification was performed using hexane / ethyl acetate as an eluent. The solvent of the obtained solution was distilled off under reduced pressure to obtain 1.70 g (yield: 92%) of compound (a) as a white solid.
1 H-NMR (DMSO) δ = 8.98 (s, 3H), 7.20 (m, 12H), 1.97 (m, 3H), 0.95 (m, 6H),
0.70 (m, 6H).

<合成例2:テトラキス(4−シクロプロピルフェニル)ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸エステル(b)の合成>
下記スキームに従い、合成例1と同様な手法を用いて合成した。
<Synthesis Example 2: Synthesis of tetrakis (4-cyclopropylphenyl) naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid ester (b)>
According to the following scheme, it synthesize | combined using the method similar to the synthesis example 1.

Figure 2009084405
Figure 2009084405

<合成例3:4,9−ジシクロプロピルジアマンタン(c)の合成>
下記スキームに従って、化合物(c)を合成した。但し、4,9−ジエチニルジアマンタンはMacromolecules, 5266頁(1991)に記載の合成法に従って合成した。
<Synthesis Example 3: Synthesis of 4,9-dicyclopropyldiamantane (c)>
Compound (c) was synthesized according to the following scheme. However, 4,9-diethynyldiamantane was synthesized according to the synthesis method described in Macromolecules, page 5266 (1991).

Figure 2009084405
Figure 2009084405

A)4,9−ジビニルジアマンタンの合成
窒素気流下、200mlの三つ口フラスコに4,9−ジエチニルジアマンタン16.5g及びトルエン30mlを入れ、その容器を氷浴下で冷却しながら、ジイソブチルアルミニウムヒドリド(1M、ヘキサン溶液)150mlをゆっくりと滴下した。滴下終了後、室温で3時間撹拌した。反応後、反応液を飽和塩化アンモニウム水溶液200mlにゆっくりと加え、析出した固体を濾過した。濾液を酢酸エチルで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を減圧留去することにより、固体生成物が得られた。これを少量のヘキサンに溶解してシリカゲルクロマトグラフィーに充填し、ヘキサンを溶離液に用いてカラム精製を行った。得られた溶液の溶媒を減圧留去することで、4,9−ジビニルジアマンタンを白色固体として13.3g(収率:79%)得た。
A) Synthesis of 4,9-divinyldiamantane In a nitrogen stream, 16.5 g of 4,9-diethynyldiamantane and 30 ml of toluene were placed in a 200 ml three-necked flask, and the container was cooled in an ice bath. 150 ml of diisobutylaluminum hydride (1M, hexane solution) was slowly added dropwise. After completion of dropping, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. After the reaction, the reaction solution was slowly added to 200 ml of a saturated aqueous ammonium chloride solution, and the precipitated solid was filtered. The filtrate was extracted with ethyl acetate and dried over anhydrous sodium sulfate, and then the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a solid product. This was dissolved in a small amount of hexane and packed in silica gel chromatography, and column purification was performed using hexane as an eluent. The solvent of the obtained solution was distilled off under reduced pressure to obtain 13.3 g (yield: 79%) of 4,9-divinyldiamantane as a white solid.

B)化合物(c)の合成
窒素気流下、200mlの三つ口フラスコに4,9−ジビニルジアマンタン2.40g及びトルエン60mlを入れ、撹拌しながらジエチル亜鉛(1M、ヘキサン溶液)60mlを滴下した。ジヨードメタン9.66mlを室温でゆっくりと滴下し、滴下終了後80℃で8時間撹拌した。反応後、反応液に酢酸エチルを加え、1N HCl及び水で洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去することにより、固体生成物が得られた。これを少量のヘキサンに溶解してシリカゲルクロマトグラフィーに充填し、ヘキサンを溶離液に用いてカラム精製を行った。得られた溶液の溶媒を減圧留去することで、化合物(c)を白色固体として2.20g(収率:82%)得た。
B) Synthesis of Compound (c) Under a nitrogen stream, 2.40 g of 4,9-divinyldiamantane and 60 ml of toluene were placed in a 200 ml three-necked flask, and 60 ml of diethylzinc (1M, hexane solution) was added dropwise with stirring. . 9.66 ml of diiodomethane was slowly added dropwise at room temperature, and stirred at 80 ° C. for 8 hours after the completion of the addition. After the reaction, ethyl acetate was added to the reaction solution and washed with 1N HCl and water. It dried with the anhydrous sodium sulfate and the solid product was obtained by depressurizingly distilling a solvent. This was dissolved in a small amount of hexane and packed in silica gel chromatography, and column purification was performed using hexane as an eluent. The solvent of the obtained solution was distilled off under reduced pressure to obtain 2.20 g (yield: 82%) of compound (c) as a white solid.

<実施例1>
J. Polym. Sci. PART A Polym. Chem., vol.30, 1747頁(1992)に記載の合成法に従って、1,3,5−トリエチニルアダマンタンを合成した。
次に、1,3,5−トリエチニルアダマンタン10gと56gのt−ブチルベンゼンを反応容器内に入れ、窒素気流下で撹拌しながら内温120℃に加熱し、1,3,5−トリエチニルアダマンタンを完全に溶解した。次に、ジクミルパーオキサイド(パークミルD、日本油脂製)2.2gをジフェニルエーテル1.9gに溶解した溶液を、反応液の内温を120℃〜130℃に保ちながら、1時間かけて反応液へ滴下した。
反応後、反応液を50℃まで冷却後、2−プロパノール0.4Lに添加し、析出した固体を濾過して、2−プロパノールで洗浄した。得られた重合体をTHF40mlに溶解して、メタノール0.4Lへ添加し、再沈精製した。真空乾燥後、重量平均分子量約6.0万の重合体(1)を4.2g得た。
表1に示す配合量で、重合体(1)と合成例1〜3で得た化合物(a)〜(c)とを足して1.0gになるようにそれぞれ調製し、それをシクロヘキサノン9.0gに完全に溶解させて塗布液を調製した。この溶液を孔径0.1μmのテトラフルオロエチレン製フィルターでろ過した後、シリコンウェハー上にスピンコートし、この塗膜を窒素気流下ホットプレート上で250℃で60秒間加熱した後、更に窒素置換した400℃のオーブン中で60分間焼成した結果、膜厚0.5μmのブツのない均一な膜が得られた(例2−4)。
膜の比誘電率(k値)(測定温度:25℃、以降も同様)をフォーディメンジョンズ社製水銀プローバ及び横河ヒューレットパッカード社製のHP4285ALCRメーターを用いて1MHzにおける容量値から算出したところ、それぞれ2.69、2.72、2.65であった。
得られた絶縁膜の外観をピーク社製ポケットマイクロルーペ(50倍)で観察したが、塗膜表面にクラックは認められなかった。
また、ヤング率については、MTS社ナノインデンターSA2を使用して測定した。
<Example 1>
According to the synthesis method described in J. Polym. Sci. PART A Polym. Chem., Vol. 30, page 1747 (1992), 1,3,5-triethynyladamantane was synthesized.
Next, 10 g of 1,3,5-triethynyladamantane and 56 g of t-butylbenzene were placed in a reaction vessel and heated to an internal temperature of 120 ° C. with stirring under a nitrogen stream, and 1,3,5-triethynyl was obtained. The adamantane was completely dissolved. Next, a solution obtained by dissolving 2.2 g of dicumyl peroxide (Park Mill D, manufactured by NOF Corporation) in 1.9 g of diphenyl ether was added to the reaction solution over 1 hour while maintaining the internal temperature of the reaction solution at 120 to 130 ° C. It was dripped.
After the reaction, the reaction solution was cooled to 50 ° C., added to 0.4 L of 2-propanol, and the precipitated solid was filtered and washed with 2-propanol. The obtained polymer was dissolved in 40 ml of THF, added to 0.4 L of methanol, and purified by reprecipitation. After vacuum drying, 4.2 g of polymer (1) having a weight average molecular weight of about 60,000 was obtained.
With the compounding amounts shown in Table 1, the polymer (1) and the compounds (a) to (c) obtained in Synthesis Examples 1 to 3 were added to prepare 1.0 g, respectively. A coating solution was prepared by completely dissolving in 0 g. This solution was filtered through a tetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.1 μm, spin-coated on a silicon wafer, this coating film was heated on a hot plate at 250 ° C. for 60 seconds under a nitrogen stream, and further purged with nitrogen. As a result of baking in an oven at 400 ° C. for 60 minutes, a uniform film having no film thickness of 0.5 μm was obtained (Example 2-4).
When the relative dielectric constant (k value) (measurement temperature: 25 ° C.) of the film was calculated from the capacitance value at 1 MHz using a mercury probe manufactured by Four Dimensions and a HP4285ALCR meter manufactured by Yokogawa Hewlett Packard, They were 2.69, 2.72, and 2.65, respectively.
The appearance of the obtained insulating film was observed with a pocket micro loupe (50 times) manufactured by Peak Co., but no cracks were observed on the coating film surface.
The Young's modulus was measured using Nano Indenter SA2 manufactured by MTS.

<実施例2>
次に、1,3,5−トリビニルアダマンタン10gと56gのt−ブチルベンゼンを反応容器内に入れ、窒素気流下で撹拌しながら内温120℃に加熱し、1,3,5−トリビニルアダマンタンを完全に溶解した。次に、ジクミルパーオキサイド(パークミルD、日本油脂製)2.2gをジフェニルエーテル1.9gに溶解した溶液を、反応液の内温を120℃〜130℃に保ちながら、1時間かけて反応液へ滴下した。
反応後、反応液を50℃まで冷却後、2−プロパノール0.4Lに添加し、析出した固体を濾過して、2−プロパノールで洗浄した。得られた重合体をTHF40mlに溶解して、メタノール0.4Lへ添加し、再沈精製した。真空乾燥後、重量平均分子量約6.0万の重合体(2)を4.0g得た。
表1に示す配合量で、重合体(2)と合成例1〜3で得た化合物(a)〜(c)とを足して1.0gになるようにそれぞれ調製し、それをシクロヘキサノン9.0gに完全に溶解させて塗布液を調製した。この溶液を孔径0.1μmのテトラフルオロエチレン製フィルターでろ過した後、シリコンウェハー上にスピンコートし、この塗膜を窒素気流下ホットプレート上で250℃で60秒間加熱した後、更に窒素置換した400℃のオーブン中で60分間焼成した結果、膜厚0.5μmのブツのない均一な膜が得られた(例6−8)。
膜の比誘電率(k値)(測定温度:25℃、以降も同様)をフォーディメンジョンズ社製水銀プローバ及び横河ヒューレットパッカード社製のHP4285ALCRメーターを用いて1MHzにおける容量値から算出したところ、それぞれ2.67、2.71、2.64であった。
得られた絶縁膜の外観をピーク社製ポケットマイクロルーペ(50倍)で観察したが、塗膜表面にクラックは認められなかった。
また、ヤング率については、MTS社ナノインデンターSA2を使用して測定した。
<Example 2>
Next, 10 g of 1,3,5-trivinyladamantane and 56 g of t-butylbenzene were placed in a reaction vessel, and heated to an internal temperature of 120 ° C. with stirring under a nitrogen stream to obtain 1,3,5-trivinyl. The adamantane was completely dissolved. Next, a solution obtained by dissolving 2.2 g of dicumyl peroxide (Park Mill D, manufactured by NOF Corporation) in 1.9 g of diphenyl ether was added to the reaction solution over 1 hour while maintaining the internal temperature of the reaction solution at 120 ° C. to 130 ° C. It was dripped.
After the reaction, the reaction solution was cooled to 50 ° C., added to 0.4 L of 2-propanol, and the precipitated solid was filtered and washed with 2-propanol. The obtained polymer was dissolved in 40 ml of THF, added to 0.4 L of methanol, and purified by reprecipitation. After vacuum drying, 4.0 g of polymer (2) having a weight average molecular weight of about 60,000 was obtained.
With the compounding amounts shown in Table 1, the polymer (2) and the compounds (a) to (c) obtained in Synthesis Examples 1 to 3 were added to prepare 1.0 g, respectively. A coating solution was prepared by completely dissolving in 0 g. This solution was filtered through a tetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.1 μm, spin-coated on a silicon wafer, this coating film was heated on a hot plate at 250 ° C. for 60 seconds under a nitrogen stream, and further purged with nitrogen. As a result of baking in an oven at 400 ° C. for 60 minutes, a uniform film having no film thickness of 0.5 μm was obtained (Example 6-8).
When the relative dielectric constant (k value) (measurement temperature: 25 ° C.) of the film was calculated from the capacitance value at 1 MHz using a mercury probe manufactured by Four Dimensions and a HP4285ALCR meter manufactured by Yokogawa Hewlett Packard, They were 2.67, 2.71, and 2.64, respectively.
The appearance of the obtained insulating film was observed with a pocket micro loupe (50 times) manufactured by Peak Co., but no cracks were observed on the coating film surface.
The Young's modulus was measured using Nano Indenter SA2 manufactured by MTS.

<実施例3>
実施例1の重合体(1)のみ1.0gで塗布液を調製した。得られた塗膜を窒素気流下ホットプレート上で250℃で60秒間加熱した後、更に窒素置換した400℃のオーブン中で60分間焼成した結果、膜厚0.5μmのブツのない均一な膜が得られた(例1)。
膜の比誘電率(k値)(測定温度:25℃、以降も同様)をフォーディメンジョンズ社製水銀プローバ及び横河ヒューレットパッカード社製のHP4285ALCRメーターを用いて1MHzにおける容量値から算出したところ、2.65であった。
得られた絶縁膜の外観をピーク社製ポケットマイクロルーペ(50倍)で観察したが、塗膜表面にクラックは認められなかった。
また、MTS社ナノインデンターSA2を使用してヤング率を測定したところ、5.0GPaであった。
<Example 3>
A coating solution was prepared using 1.0 g of only the polymer (1) of Example 1. The obtained coating film was heated at 250 ° C. for 60 seconds on a hot plate under a nitrogen stream, and then baked in a 400 ° C. oven purged with nitrogen for 60 minutes. As a result, a uniform film having a film thickness of 0.5 μm was obtained. Was obtained (Example 1).
When the relative dielectric constant (k value) of the film (measurement temperature: 25 ° C., and so on) was calculated from the capacitance value at 1 MHz using a mercury probe manufactured by Four Dimensions and a HP4285ALCR meter manufactured by Yokogawa Hewlett-Packard, 2.65.
The appearance of the obtained insulating film was observed with a pocket micro loupe (50 times) manufactured by Peak Co., but no cracks were observed on the coating film surface.
Moreover, it was 5.0 GPa when the Young's modulus was measured using Nano Indenter SA2 from MTS.

<実施例4>
実施例2の重合体(2)のみ1.0gで塗布液を調製した。得られた塗膜を窒素気流下ホットプレート上で250℃で60秒間加熱した後、更に窒素置換した400℃のオーブン中で60分間焼成した結果、膜厚0.5μmのブツのない均一な膜が得られた(例5)。
膜の比誘電率(k値)(測定温度:25℃、以降も同様)をフォーディメンジョンズ社製水銀プローバ及び横河ヒューレットパッカード社製のHP4285ALCRメーターを用いて1MHzにおける容量値から算出したところ、2.63であった。
得られた絶縁膜の外観をピーク社製ポケットマイクロルーペ(50倍)で観察したが、塗膜表面にクラックは認められなかった。
また、MTS社ナノインデンターSA2を使用してヤング率を測定したところ、3.5GPaであった。
<Example 4>
A coating solution was prepared with 1.0 g of only the polymer (2) of Example 2. The obtained coating film was heated at 250 ° C. for 60 seconds on a hot plate under a nitrogen stream, and then baked in a 400 ° C. oven purged with nitrogen for 60 minutes. As a result, a uniform film having a film thickness of 0.5 μm was obtained. Was obtained (Example 5).
When the relative dielectric constant (k value) of the film (measurement temperature: 25 ° C., and so on) was calculated from the capacitance value at 1 MHz using a mercury probe manufactured by Four Dimensions and a HP4285ALCR meter manufactured by Yokogawa Hewlett-Packard, 2.63.
The appearance of the obtained insulating film was observed with a pocket micro loupe (50 times) manufactured by Peak Co., but no cracks were observed on the coating film surface.
Moreover, when the Young's modulus was measured using Nano Indenter SA2 manufactured by MTS, it was 3.5 GPa.

<誘電率の経時上昇及び機械強度、耐熱性の比較>
比誘電率の経時上昇をΔkで表す。
耐熱性の評価は、空気中400℃30秒加熱し、質量変化の測定によって行った。
<Comparison of increase in dielectric constant with time, mechanical strength and heat resistance>
The increase in relative permittivity with time is represented by Δk.
The heat resistance was evaluated by measuring the change in mass after heating in air at 400 ° C. for 30 seconds.

Figure 2009084405

表1中の化合物(A)の含有量、及び、絶縁膜用樹脂(B)の含有量は、化合物(A)と絶縁膜用樹脂(B)との合計量(固形分)に対する割合(質量%)として表した。
Figure 2009084405

The content of the compound (A) in Table 1 and the content of the resin for insulating film (B) are the ratio (mass to the total amount (solid content) of the compound (A) and the resin for insulating film (B). %).

本発明の絶縁膜形成用組成物を用いて形成された絶縁膜は、耐熱性及び機械強度に優れ、低い誘電率及び誘電率の経時安定性を示していることがわかる。特に、経時安定性に優れている。   It can be seen that the insulating film formed using the composition for forming an insulating film of the present invention is excellent in heat resistance and mechanical strength, and exhibits low dielectric constant and stability over time of dielectric constant. In particular, the stability over time is excellent.

Claims (8)

分子内に、一般式(1)で表される部分構造を少なくとも一つ有する化合物(A)と絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)とを含有する絶縁膜形成用組成物。
Figure 2009084405
一般式(1)
(一般式(1)中、R〜Rはそれぞれ独立に任意の置換基を表し、任意のR〜Rがそれぞれ互いに連結して環構造を形成していてもよい。同一炭素上の置換基(RとR、RとR、RとR)が2つ合わせて二重結合を表してもよい。)
The composition for insulating film formation containing the compound (A) which has at least one partial structure represented by General formula (1) in the molecule | numerator, and resin for insulating films, or its precursor (B).
Figure 2009084405
General formula (1)
(In General Formula (1), R 1 to R 6 each independently represent an arbitrary substituent, and arbitrary R 1 to R 6 may be linked to each other to form a ring structure. Two substituents (R 1 and R 2 , R 3 and R 4 , R 5 and R 6 ) may represent a double bond.)
前記化合物(A)が、一般式(3−1)で表される部分構造、一般式(3−2)で表される部分構造、一般式(3−3)で表される部分構造、一般式(3−4)で表される部分構造、または一般式(3−5)で表される部分構造を少なくとも一つ有する化合物である請求項1に記載の絶縁膜形成用組成物。
Figure 2009084405

(一般式(3−1)中、R〜R10はそれぞれ独立に任意の置換基を表し、LはCとCを含む環状構造を表す。任意のR〜R10及びLがそれぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。)
Figure 2009084405

(一般式(3−2)中、R11〜R14はそれぞれ独立に任意の置換基を表し、LはCを含む環状構造を表す。任意のR11〜R14及びLがそれぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。)
Figure 2009084405

(一般式(3−3)中、R15〜R20はそれぞれ独立に任意の置換基を表し、それぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。)
Figure 2009084405

(一般式(3−4)中、R21〜R28はそれぞれ独立に任意の置換基を表し、それぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。)
Figure 2009084405

(一般式(3−5)中、R29〜R34はそれぞれ独立に任意の置換基を表し、それぞれ互いに連結して環を形成していてもよい。)
The compound (A) is a partial structure represented by the general formula (3-1), a partial structure represented by the general formula (3-2), a partial structure represented by the general formula (3-3), The composition for forming an insulating film according to claim 1, which is a compound having at least one partial structure represented by the formula (3-4) or a partial structure represented by the general formula (3-5).
Figure 2009084405

(In the general formula (3-1), R 7 to R 10 each independently represents an arbitrary substituent, and L 1 represents a cyclic structure containing C 2 and C 3. Any R 7 to R 10 and L 1 may be connected to each other to form a ring.)
Figure 2009084405

(In General Formula (3-2), R 11 to R 14 each independently represents an arbitrary substituent, and L 2 represents a cyclic structure containing C 1. Each of R 11 to R 14 and L 2 represents They may be connected to each other to form a ring.)
Figure 2009084405

(In the general formula (3-3), R 15 to R 20 each independently represents an arbitrary substituent, and may be connected to each other to form a ring.)
Figure 2009084405

(In the general formula (3-4), R 21 to R 28 each independently represent an arbitrary substituent, and may be connected to each other to form a ring.)
Figure 2009084405

(In General Formula (3-5), R 29 to R 34 each independently represents an arbitrary substituent, and may be connected to each other to form a ring.)
前記化合物(A)が、一般式(2)で表される化合物である請求項1また2に記載の絶縁膜形成用組成物。
Figure 2009084405
一般式(2)
(一般式(2)中、Xは一般式(3−1)で表される部分構造、一般式(3−2)で表される部分構造、一般式(3−3)で表される部分構造、一般式(3−4)で表される部分構造、または一般式(3−5)で表される部分構造のいずれか一つを有する基であり、Yは 1〜10価の脂肪族炭化水素基、1〜10価の芳香族炭化水素基、または1〜10価の複素環基を表す。nは1〜10の整数を表す。nが2以上の場合、Xは同一であっても異なっていてもよい。)
The composition for forming an insulating film according to claim 1, wherein the compound (A) is a compound represented by the general formula (2).
Figure 2009084405
General formula (2)
(In the general formula (2), X is a partial structure represented by the general formula (3-1), a partial structure represented by the general formula (3-2), and a part represented by the general formula (3-3). A group having any one of a structure, a partial structure represented by the general formula (3-4), or a partial structure represented by the general formula (3-5), and Y is a 1 to 10-valent aliphatic group Represents a hydrocarbon group, a 1 to 10 valent aromatic hydrocarbon group, or a 1 to 10 valent heterocyclic group, n represents an integer of 1 to 10. When n is 2 or more, X is the same May be different.)
前記一般式(2)中のXが、一般式(4)で表される基である請求項3に記載の絶縁膜形成用組成物。
Figure 2009084405
一般式(4)
(一般式(4)中、Zは一般式(5−1)で表される構造、一般式(5−2)で表される構造、一般式(5−3)で表される構造、一般式(5−4)で表される構造、一般式(5−5)で表される構造、一般式(5−6)で表される構造、または一般式(5−7)で表される構造のいずれか一つであり、Lは2〜7価の連結基、または単なる結合手を表す。mは1〜6の整数を表す。mが2以上の場合は、Zは同一であっても異なっていてもよい。Lが単なる結合手の場合、mと一般式(2)中のnは同一となる。)
Figure 2009084405


式中*は一般式(4)のLとの結合位置を示す。
The composition for forming an insulating film according to claim 3, wherein X in the general formula (2) is a group represented by the general formula (4).
Figure 2009084405
General formula (4)
(In general formula (4), Z is a structure represented by general formula (5-1), a structure represented by general formula (5-2), a structure represented by general formula (5-3), A structure represented by formula (5-4), a structure represented by general formula (5-5), a structure represented by general formula (5-6), or a general formula (5-7) Any one of the structures, L represents a divalent to 7-valent linking group, or a simple bond, m represents an integer of 1 to 6. When m is 2 or more, Z is the same (If L is a simple bond, m and n in the general formula (2) are the same.)
Figure 2009084405


In the formula, * represents a bonding position with L in the general formula (4).
前記一般式(4)のLが、アリーレン基、アルキレン基、アルケニレン基、エステル基、アミド基、およびエーテル基の群から選ばれる1つまたは2つ以上を組み合わせて構成された基である請求項4に記載の絶縁膜形成用組成物。   L in the general formula (4) is a group formed by combining one or two or more selected from the group of an arylene group, an alkylene group, an alkenylene group, an ester group, an amide group, and an ether group. 5. The composition for forming an insulating film according to 4. 前記絶縁膜用樹脂またはその前駆体(B)が、カゴ型構造を有する化合物である請求項1〜5のいずれかに記載の絶縁膜形成用組成物。   The composition for forming an insulating film according to any one of claims 1 to 5, wherein the resin for an insulating film or a precursor thereof (B) is a compound having a cage structure. 請求項1〜6のいずれかに記載の絶縁膜形成用組成物から得られる絶縁膜。   The insulating film obtained from the composition for insulating film formation in any one of Claims 1-6. 請求項7に記載の絶縁膜を有する電子デバイス。   An electronic device having the insulating film according to claim 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115418156A (en) * 2022-09-21 2022-12-02 哈尔滨工程大学 Benzothiazole modified polyaspartate polyurea antifouling paint and preparation method and application thereof

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