JP2023027108A - Production method of polysiloxane having excellent storage stability - Google Patents
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Abstract
Description
半導体製造のリソグラフィー工程等に使用される保存安定性に優れた水素化ポリシロキサンの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing hydrogenated polysiloxane excellent in storage stability and used in the lithography process of semiconductor production.
従来から半導体装置の製造において、フォトレジストを用いたリソグラフィーによる微細加工が行われている。前記微細加工はシリコンウエハー等の半導体基板上にフォトレジストの薄膜を形成し、その上に半導体デバイスのパターンが描かれたマスクパターンを介して紫外線などの活性光線を照射し、現像し、得られたフォトレジストパターンを保護膜として基板をエッチング処理することにより、基板表面に、前記パターンに対応する微細凹凸を形成する加工法である。ところが、近年、半導体デバイスの高集積度化が進み、使用される活性光線もKrFエキシマレーザー(248nm)からArFエキシマレーザー(193nm)へと短波長化される傾向にある。これに伴い活性光線の半導体基板からの反射の影響が大きな問題となってきた。 2. Description of the Related Art Microfabrication by lithography using a photoresist has been conventionally performed in the manufacture of semiconductor devices. The fine processing is obtained by forming a thin film of photoresist on a semiconductor substrate such as a silicon wafer, irradiating actinic rays such as ultraviolet rays through a mask pattern on which a semiconductor device pattern is drawn, and developing. This is a processing method in which fine irregularities corresponding to the pattern are formed on the surface of the substrate by etching the substrate using the photoresist pattern as a protective film. In recent years, however, the degree of integration of semiconductor devices has advanced, and the wavelength of actinic rays used has tended to be shortened from KrF excimer lasers (248 nm) to ArF excimer lasers (193 nm). Along with this, the influence of reflection of actinic rays from semiconductor substrates has become a serious problem.
また、半導体基板とフォトレジストとの間の下層膜として、シリコンやチタン等の金属元素を含むハードマスクとして知られる膜を使用することが行なわれている。この場合、レジストとハードマスクでは、その構成成分に大きな違いが有るため、それらのドライエッチングによって除去される速度は、ドライエッチングに使用されるガス種に大きく依存する。そして、ガス種を適切に選択することにより、フォトレジストの膜厚の大きな減少を伴うことなく、ハードマスクをドライエッチングによって除去することが可能となる。このように、近年の半導体装置の製造においては、反射防止効果を初め、さまざまな効果を達成するために、半導体基板とフォトレジストの間にレジスト下層膜が配置されるようになってきている。そして、これまでもレジスト下層膜用の組成物の検討が行なわれてきているが、その要求される特性の多様性などから、レジスト下層膜用の新たな材料の開発が望まれている。 Also, a film known as a hard mask containing metal elements such as silicon and titanium is used as an underlayer film between the semiconductor substrate and the photoresist. In this case, since the resist and the hard mask have a large difference in their constituent components, their removal rate by dry etching greatly depends on the type of gas used for dry etching. By appropriately selecting the gas species, the hard mask can be removed by dry etching without significantly reducing the film thickness of the photoresist. As described above, in the recent manufacture of semiconductor devices, a resist underlayer film has been placed between the semiconductor substrate and the photoresist in order to achieve various effects including an antireflection effect. Compositions for resist underlayer films have been studied so far, but the development of new materials for resist underlayer films is desired due to the diversity of properties required thereof.
ドライエッチング耐性を向上させるためにポリシロキサン中のシリコン含有率を向上させることが考えられている。有機成分を含まない完全なポリシロキサンは塗布物性等に課題があるため、有機基を含むポリシロキサンが用いられている。ポリシロキサン中の有機基の一部または全部を水素原子に置き換えた水素化ポリシロキサンにする事で、ポリシロキサン中のシリコン含有率を向上することができる。 In order to improve dry etching resistance, it is considered to increase the silicon content in polysiloxane. Complete polysiloxane containing no organic component has problems in coating physical properties and the like, so polysiloxane containing an organic group is used. By using hydrogenated polysiloxane in which some or all of the organic groups in the polysiloxane are replaced with hydrogen atoms, the silicon content in the polysiloxane can be improved.
水素化ポリシロキサンについては特許文献1乃至6があげられる。 Regarding hydrogenated polysiloxane, Patent Documents 1 to 6 can be mentioned.
ポリシロキサンを含有する有機化合物の水酸基をケタール化剤で保護する方法があげられる(特許文献7参照) A method of protecting the hydroxyl groups of an organic compound containing polysiloxane with a ketalizing agent is exemplified (see Patent Document 7).
本発明は高い耐熱性、絶縁性、耐エッチング性を有する水素化ポリシロキサンを、保存安定性を向上させた製造方法を提供するものであり、保存安定性が向上することにより塗布膜として平坦化性も向上させた水素化ポリシロキサン組成部を提供しようとするものである。 The present invention provides a method for producing a hydrogenated polysiloxane having high heat resistance, insulating properties, and etching resistance with improved storage stability. It is an object of the present invention to provide a hydrogenated polysiloxane composition having improved properties.
本発明は第1観点として、ポリシロキサンのシラノール基をキャッピングするための化合物であって、式(1):
第2観点として、加水分解性シランの加水分解縮合物を得る第1工程と、第1観点に記載の式(1)で表される化合物を用いて該加水分解縮合物中のシラノール基をキャッピングする第2工程を含むポリシロキサンの製造方法、 As a second aspect, a first step of obtaining a hydrolytic condensate of a hydrolyzable silane, and capping silanol groups in the hydrolytic condensate using the compound represented by formula (1) described in the first aspect. A method for producing polysiloxane, comprising a second step of
第3観点として、第1工程に用いられる加水分解性シランは下記式(2):
第4観点として、第1工程に用いられる加水分解性シランが、上記式(2)で表される加水分解性シランとその他の加水分解性シランの組み合わせであり、その他の加水分解性シランが式(3):
式(4):
上記式(2)で表される加水分解性シランとその他の加水分解性シランが100:0~90:10のモル比で存在する第2観点又は第3観点に記載のポリシロキサンの製造方法、
As a fourth aspect, the hydrolyzable silane used in the first step is a combination of the hydrolyzable silane represented by the above formula (2) and another hydrolyzable silane, and the other hydrolyzable silane is represented by the formula (3):
The method for producing polysiloxane according to the second aspect or the third aspect, wherein the hydrolyzable silane represented by the above formula (2) and the other hydrolyzable silane are present in a molar ratio of 100:0 to 90:10,
第5観点として、第1工程において式(2)で表される加水分解性シラン又は式(2)で表される加水分解性シラン及びその他の加水分解性シランを酸触媒で加水分解し、加水分解縮合物を得る第2観点乃至第4観点のいずれか一つに記載のポリシロキサンの製造方法、 As a fifth aspect, in the first step, the hydrolyzable silane represented by the formula (2) or the hydrolyzable silane represented by the formula (2) and other hydrolyzable silanes are hydrolyzed with an acid catalyst, The method for producing polysiloxane according to any one of the second to fourth aspects, in which a decomposition condensate is obtained;
第6観点として、第1工程において式(2)で表される加水分解性シラン又は式(2)で表される加水分解性シラン及びその他の加水分解性シランを加水分解して加水分解縮合物を得、第2工程において酸触媒下に該加水分解縮合物中のシラノール基を第1観点に記載の式(1)の化合物によりキャッピングする第2観点乃至第5観点のいずれか一つに記載のポリシロキサンの製造方法、 As a sixth aspect, in the first step, the hydrolyzable silane represented by the formula (2) or the hydrolyzable silane represented by the formula (2) and other hydrolyzable silanes are hydrolyzed to produce a hydrolyzed condensate. obtained, and in the second step, the silanol groups in the hydrolyzed condensate are capped with the compound of formula (1) described in the first aspect in the presence of an acid catalyst. A method for producing a polysiloxane of
第7観点として、第1工程において式(2)で表される加水分解性シラン又は式(2)で表される加水分解性シラン及びその他の加水分解性シランを酸で加水分解し、その加水分解物を縮合して加水分解縮合物の溶液を得、第2工程において該加水分解縮合物の溶液中に残存する酸を触媒にして該加水分解縮合物中のシラノール基を第1観点に記載の式(1)の化合物によりキャッピングする第2観点乃至第5観点のいずれか一つに記載のポリシロキサンの製造方法、 As a seventh aspect, in the first step, the hydrolyzable silane represented by the formula (2) or the hydrolyzable silane represented by the formula (2) and other hydrolyzable silanes are hydrolyzed with an acid, In the first aspect, the decomposition product is condensed to obtain a solution of the hydrolytic condensate, and in the second step, the acid remaining in the solution of the hydrolytic condensate is used as a catalyst to remove the silanol groups in the hydrolytic condensate. The method for producing polysiloxane according to any one of the second to fifth aspects, wherein capping is performed with the compound of formula (1) of
第8観点として、上記ポリシロキサンが、段差を含む基板の平坦化に用いられる平坦化膜を形成するための組成物に用いられるポリシロキサンである第2観点乃至第7観点のいずれか一つに記載のポリシロキサンの製造方法、及び As an eighth aspect, any one of the second aspect to the seventh aspect, wherein the polysiloxane is a polysiloxane used in a composition for forming a planarizing film used to planarize a substrate including steps. A method for producing the polysiloxane described, and
第9観点として、上記ポリシロキサンが、多層レジスト法によるリソグラフィー工程でレジストと有機膜の間のハードマスクとして用いられる中間膜を形成するための組成物に用いられるポリシロキサンである第2観点乃至第7観点のいずれか一つに記載のポリシロキサンの製造方法である。 As a ninth aspect, the polysiloxane is a polysiloxane used in a composition for forming an intermediate film used as a hard mask between a resist and an organic film in a lithography process using a multilayer resist method. A method for producing polysiloxane according to any one of the seven aspects.
ポリシロキサン材料はシラノール基が残存する場合に、シラノール基同士の縮合が起こり、分子量が増大し安定性が低下する。ポリシロキサンのシラノール基をキャッピングすることでシラノール基同士の縮合により分子量が増大し不安定化することを防止できる。 When silanol groups remain in the polysiloxane material, condensation occurs between the silanol groups, increasing the molecular weight and lowering the stability. By capping the silanol groups of polysiloxane, condensation between silanol groups can prevent an increase in molecular weight and destabilization.
しかし、シラノール基のキャッピング材がアルコールを用いた場合にはキャッピングにより水が生成し、キャッピングされた部分が再びシラノール基に戻る場合がある。 However, when alcohol is used as a capping material for silanol groups, water is generated by capping, and the capped portions may return to silanol groups.
本発明のキャッピング剤はシラノール基のキャッピングを2,2-ジメトキシプロパンや、オルト酢酸トリメチル等の分子中にアルコキシ基を複数(例えば2~3個)有するキャッピング剤を用いることにより、シラノール基をキャッピングした時に生成物はキャッピングされたシラノール基を含むポリシロキサンと、ケトンやエステルと、アルコールであり、水は副生しない。従って、キャッピングされた部分がシラノール基に戻ることはない。 The capping agent of the present invention caps silanol groups by using a capping agent having a plurality of (for example, 2 to 3) alkoxy groups in the molecule such as 2,2-dimethoxypropane or trimethyl orthoacetate. When this is done, the products are polysiloxanes containing capped silanol groups, ketones and esters, and alcohols, and no water is by-produced. Therefore, capped moieties do not revert to silanol groups.
高い耐熱性、絶縁性、耐エッチング性を有する水素化ポリシロキサンを、保存安定性を向上させた製造方法であって、得られたポリシロキサンは保存安定性に優れるため、保存中にポリマーの分子量が経変することがない。従って、凹凸を有する基板を平坦化する塗布組成物の成分に使用してもポリマーの分子量変化が少ないため、平坦化性が高い塗布組成物とすることができる。 A method for producing hydrogenated polysiloxane having high heat resistance, insulating properties, and etching resistance with improved storage stability, and the obtained polysiloxane has excellent storage stability, so the molecular weight of the polymer does not change. Therefore, even if it is used as a component of a coating composition for flattening a substrate having unevenness, the change in the molecular weight of the polymer is small, so that a coating composition with high flattening properties can be obtained.
本発明はポリシロキサンのシラノール基をキャッピングするための化合物であって、式(1)で表される構造を有する上記化合物である。
そして、加水分解性シランの加水分解縮合物を得る第1工程と、加水分解縮合物を式(1)で表される化合物を用いて該加水分解縮合物中のシラノール基をキャッピングする第2工程を含むポリシロキサンの製造方法である。ここでポリシロキサンとは加水分解縮合物のシラノール基の一部又は全部を式(1)で表される化合物を用いてキャッピングしたものである。キャッピングにより式(1)のR2に由来するアルコキシ基によるアルコキシシランの構造(Si-OR2)が形成される。 Then, a first step of obtaining a hydrolytic condensate of a hydrolyzable silane, and a second step of capping the silanol groups in the hydrolytic condensate using a compound represented by formula (1). A method for producing a polysiloxane comprising Here, polysiloxane is obtained by capping some or all of the silanol groups of a hydrolysis condensate using a compound represented by formula (1). Capping forms an alkoxysilane structure (Si—OR 2 ) with the alkoxy group derived from R 2 in formula (1).
キャッピング率は生成するシラノール基に対して、例えば10~100モル%、30~100モル%、50~90モル%、50~80モル%とすることができる。 The capping rate can be, for example, 10 to 100 mol %, 30 to 100 mol %, 50 to 90 mol %, or 50 to 80 mol % with respect to the generated silanol groups.
ポリシロキサンのシラノール基と式(1)で表される化合物のキャッピングは、溶剤中で酸触媒の存在下に行われる。例えば、加水分解性シランの加水分解と縮合に用いられた溶剤を用いて、式(1)で表される化合物によりキャッピングし、その時に加水分解に用いられた酸触媒をキャッピングの酸触媒として使用することができる。キャッピングは室温から100℃以内の温度、例えば室温から80℃、又は50~70℃の温度で行う事ができる。 The capping of the silanol groups of the polysiloxane and the compound represented by formula (1) is carried out in a solvent in the presence of an acid catalyst. For example, the solvent used for hydrolysis and condensation of the hydrolyzable silane is used for capping with the compound represented by formula (1), and the acid catalyst used for hydrolysis at that time is used as the acid catalyst for capping. can do. Capping can be performed at a temperature between room temperature and 100°C, such as between room temperature and 80°C, or between 50 and 70°C.
式(1)中、R1はアルキル基、又はアリール基を示し、R2はアルコキシ基を示し、aは1~2の整数を示す。R2のアルコキシ基はメトキシ基、エトキシ基等が特に好ましい。 In formula (1), R 1 represents an alkyl group or an aryl group, R 2 represents an alkoxy group, and a represents an integer of 1-2. The alkoxy group for R2 is particularly preferably a methoxy group, an ethoxy group, or the like.
第1工程に用いられる加水分解性シランは下記式(2)で表される加水分解性シランを含むことができる。
式(2)中、R3は水素原子を示し、且つSi-H結合によりケイ素原子と結合しているものを示し、R4はアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン原子を示し、bは1~2の整数を示す。 In formula (2), R 3 represents a hydrogen atom and is bonded to a silicon atom via a Si—H bond, R 4 represents an alkoxy group, an acyloxy group, or a halogen atom, and b represents 1 to Indicates an integer of 2.
また、第1工程に用いられる加水分解性シランが、上記式(2)で表される加水分解性シランとその他の加水分解性シランの組み合わせであり、その他の加水分解性シランが式(3)で表される加水分解性シラン、及び式(4)で表される加水分解性シランからなる群より選ばれた少なくとも1種の加水分解性シランであり、上記式(2)で表される加水分
解性シランとその他の加水分解性シランが100:0~90:10のモル比で存在することができる。
Further, the hydrolyzable silane used in the first step is a combination of the hydrolyzable silane represented by the above formula (2) and another hydrolyzable silane, and the other hydrolyzable silane is represented by formula (3). and at least one hydrolyzable silane selected from the group consisting of a hydrolyzable silane represented by the formula (4), and a hydrolyzable silane represented by the above formula (2). Degradable silanes and other hydrolyzable silanes can be present in molar ratios of 100:0 to 90:10.
式(1)、式(2)、式(3)、及び式(4)に用いられるアルキル基は直鎖又は分枝を有する炭素原子数1~10のアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、1-メチル-n-ブチル基、2-メチル-n-ブチル基、3-メチル-n-ブチル基、1,1-ジメチル-n-プロピル基、1,2-ジメチル-n-プロピル基、2,2-ジメチル-n-プロピル基、1-エチル-n-プロピル基、n-ヘキシル、1-メチル-n-ペンチル基、2-メチル-n-ペンチル基、3-メチル-n-ペンチル基、4-メチル-n-ペンチル基、1,1-ジメチル-n-ブチル基、1,2-ジメチル-n-ブチル基、1,3-ジメチル-n-ブチル基、2,2-ジメチル-n-ブチル基、2,3-ジメチル-n-ブチル基、3,3-ジメチル-n-ブチル基、1-エチル-n-ブチル基、2-エチル-n-ブチル基、1,1,2-トリメチル-n-プロピル基、1,2,2-トリメチル-n-プロピル基、1-エチル-1-メチル-n-プロピル基及び1-エチル-2-メチル-n-プロピル基等が挙げられる。 The alkyl group used in formula (1), formula (2), formula (3), and formula (4) is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, 1-methyl-n-butyl group, 2-methyl- n-butyl group, 3-methyl-n-butyl group, 1,1-dimethyl-n-propyl group, 1,2-dimethyl-n-propyl group, 2,2-dimethyl-n-propyl group, 1-ethyl -n-propyl group, n-hexyl, 1-methyl-n-pentyl group, 2-methyl-n-pentyl group, 3-methyl-n-pentyl group, 4-methyl-n-pentyl group, 1,1- dimethyl-n-butyl group, 1,2-dimethyl-n-butyl group, 1,3-dimethyl-n-butyl group, 2,2-dimethyl-n-butyl group, 2,3-dimethyl-n-butyl group , 3,3-dimethyl-n-butyl group, 1-ethyl-n-butyl group, 2-ethyl-n-butyl group, 1,1,2-trimethyl-n-propyl group, 1,2,2-trimethyl -n-propyl group, 1-ethyl-1-methyl-n-propyl group and 1-ethyl-2-methyl-n-propyl group.
また環状アルキル基を用いることもでき、例えば炭素原子数1~10の環状アルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、1-メチル-シクロプロピル基、2-メチル-シクロプロピル基、シクロペンチル基、1-メチル-シクロブチル基、2-メチル-シクロブチル基、3-メチル-シクロブチル基、1,2-ジメチル-シクロプロピル基、2,3-ジメチル-シクロプロピル基、1-エチル-シクロプロピル基、2-エチル-シクロプロピル基、シクロヘキシル基、1-メチル-シクロペンチル基、2-メチル-シクロペンチル基、3-メチル-シクロペンチル基、1-エチル-シクロブチル基、2-エチル-シクロブチル基、3-エチル-シクロブチル基、1,2-ジメチル-シクロブチル基、1,3-ジメチル-シクロブチル基、2,2-ジメチル-シクロブチル基、2,3-ジメチル-シクロブチル基、2,4-ジメチル-シクロブチル基、3,3-ジメチル-シクロブチル基、1-n-プロピル-シクロプロピル基、2-n-プロピル-シクロプロピル基、1-i-プロピル-シクロプロピル基、2-i-プロピル-シクロプロピル基、1,2,2-トリメチル-シクロプロピル基、1,2,3-トリメチル-シクロプロピル基、2,2,3-トリメチル-シクロプロピル基、1-エチル-2-メチル-シクロプロピル基、2-エチル-1-メチル-シクロプロピル基、2-エチル-2-メチル-シクロプロ
ピル基及び2-エチル-3-メチル-シクロプロピル基等が挙げられる。ビシクロ基を用いることもできる。
Cyclic alkyl groups can also be used. Examples of cyclic alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms include cyclopropyl, cyclobutyl, 1-methyl-cyclopropyl, 2-methyl-cyclopropyl, cyclopentyl, 1-methyl-cyclobutyl group, 2-methyl-cyclobutyl group, 3-methyl-cyclobutyl group, 1,2-dimethyl-cyclopropyl group, 2,3-dimethyl-cyclopropyl group, 1-ethyl-cyclopropyl group, 2 -ethyl-cyclopropyl group, cyclohexyl group, 1-methyl-cyclopentyl group, 2-methyl-cyclopentyl group, 3-methyl-cyclopentyl group, 1-ethyl-cyclobutyl group, 2-ethyl-cyclobutyl group, 3-ethyl-cyclobutyl group, 1,2-dimethyl-cyclobutyl group, 1,3-dimethyl-cyclobutyl group, 2,2-dimethyl-cyclobutyl group, 2,3-dimethyl-cyclobutyl group, 2,4-dimethyl-cyclobutyl group, 3,3 -dimethyl-cyclobutyl group, 1-n-propyl-cyclopropyl group, 2-n-propyl-cyclopropyl group, 1-i-propyl-cyclopropyl group, 2-i-propyl-cyclopropyl group, 1,2, 2-trimethyl-cyclopropyl group, 1,2,3-trimethyl-cyclopropyl group, 2,2,3-trimethyl-cyclopropyl group, 1-ethyl-2-methyl-cyclopropyl group, 2-ethyl-1- Examples include methyl-cyclopropyl group, 2-ethyl-2-methyl-cyclopropyl group and 2-ethyl-3-methyl-cyclopropyl group. Bicyclo groups can also be used.
アルケニル基としては炭素数2~10のアルケニル基であり、エテニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、1-メチル-1-エテニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、2-メチル-1-プロペニル基、2-メチル-2-プロペニル基、1-エチルエテニル基、1-メチル-1-プロペニル基、1-メチル-2-プロペニル基、1-ペンテニル基、2-ペンテニル基、3-ペンテニル基、4-ペンテニル基、1-n-プロピルエテニル基、1-メチル-1-ブテニル基、1-メチル-2-ブテニル基、1-メチル-3-ブテニル基、2-エチル-2-プロペニル基、2-メチル-1-ブテニル基、2-メチル-2-ブテニル基、2-メチル-3-ブテニル基、3-メチル-1-ブテニル基、3-メチル-2-ブテニル基、3-メチル-3-ブテニル基、1,1-ジメチル-2-プロペニル基、1-i-プロピルエテニル基、1,2-ジメチル-1-プロペニル基、1,2-ジメチル-2-プロペニル基、1-シクロペンテニル基、2-シクロペンテニル基、3-シクロペンテニル基、1-ヘキセニル基、2-ヘキセニル基、3-ヘキセニル基、4-ヘキセニル基、5-ヘキセニル基、1-メチル-1-ペンテニル基、1-メチル-2-ペンテニル基、1-メチル-3-ペンテニル基、1-メチル-4-ペンテニル基、1-n-ブチルエテニル基、2-メチル-1-ペンテニル基、2-メチル-2-ペンテニル基、2-メチル-3-ペンテニル基、2-メチル-4-ペンテニル基、2-n-プロピル-2-プロペニル基、
3-メチル-1-ペンテニル基、3-メチル-2-ペンテニル基、3-メチル-3-ペンテニル基、3-メチル-4-ペンテニル基、3-エチル-3-ブテニル基、4-メチル-1-ペンテニル基、4-メチル-2-ペンテニル基、4-メチル-3-ペンテニル基、4-メチル-4-ペンテニル基、1,1-ジメチル-2-ブテニル基、1,1-ジメチル-3-ブテニル基、1,2-ジメチル-1-ブテニル基、1,2-ジメチル-2-ブテニル基、1,2-ジメチル-3-ブテニル基、1-メチル-2-エチル-2-プロペニル基、1-s-ブチルエテニル基、1,3-ジメチル-1-ブテニル基、1,3-ジメチル-2-ブテニル基、1,3-ジメチル-3-ブテニル基、1-i-ブチルエテニル基、2,2-ジメチル-3-ブテニル基、2,3-ジメチル-1-ブテニル基、2,3-ジメチル-2-ブテニル基、2,3-ジメチル-3-ブテニル基、2-i-プロピル-2-プロペニル基、3,3-ジメチル-1-ブテニル基、1-エチル-1-ブテニル基、1-エチル-2-ブテニル基、1-エチル-3-ブテニル基、1-n-プロピル-1-プロペニル基、1-n-プロピル-2-プロペニル基、2-エチル-1-ブテニル基、2-エチル-2-ブテニル基、2-エチル-3-ブテニル基、1,1,2-トリメチル-2-プロペニル基、1-t-ブチルエテニル基、1-メチル-1-エチル-2-プロペニル基、1-エチル-2-メチル-1-プロペニル基、1-エチル-2-メチル-2-プロペニル基、1-i-プロピル-1-プロペニル基、1-i-プロピル-2-プロペニル基、1-メチル-2-シクロペンテニル基、1-メチル-3-シクロペンテニル基、2-メチル-1-シクロペンテニル基、2-メチル-2-シクロペンテニル基、2-メチル-3-シクロペンテニル基、2-メチル-4-シクロペンテニル基、2-メチル-5-シクロペンテニル基、2-メチレン-シクロペンチル基、3-メチル-1-シクロペンテニル基、3-メチル-2-シクロペンテニル基、3-メチル-3-シクロペンテニル基、3-メチル-4-シクロペンテニル基、3-メチル-5-シクロペンテニル基、3-メチレン-シクロペンチル基、1-シクロヘキセニル基、2-シクロヘキセニル基及び3-シクロヘキセニル基等が挙げられる。
The alkenyl group is an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, such as ethenyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-methyl-1-ethenyl, 1-butenyl, 2-butenyl and 3-butenyl. group, 2-methyl-1-propenyl group, 2-methyl-2-propenyl group, 1-ethylethenyl group, 1-methyl-1-propenyl group, 1-methyl-2-propenyl group, 1-pentenyl group, 2- pentenyl group, 3-pentenyl group, 4-pentenyl group, 1-n-propylethenyl group, 1-methyl-1-butenyl group, 1-methyl-2-butenyl group, 1-methyl-3-butenyl group, 2 - Ethyl-2-propenyl group, 2-methyl-1-butenyl group, 2-methyl-2-butenyl group, 2-methyl-3-butenyl group, 3-methyl-1-butenyl group, 3-methyl-2- butenyl group, 3-methyl-3-butenyl group, 1,1-dimethyl-2-propenyl group, 1-i-propylethenyl group, 1,2-dimethyl-1-propenyl group, 1,2-dimethyl-2 -propenyl group, 1-cyclopentenyl group, 2-cyclopentenyl group, 3-cyclopentenyl group, 1-hexenyl group, 2-hexenyl group, 3-hexenyl group, 4-hexenyl group, 5-hexenyl group, 1-methyl -1-pentenyl group, 1-methyl-2-pentenyl group, 1-methyl-3-pentenyl group, 1-methyl-4-pentenyl group, 1-n-butylethenyl group, 2-methyl-1-pentenyl group, 2 -methyl-2-pentenyl group, 2-methyl-3-pentenyl group, 2-methyl-4-pentenyl group, 2-n-propyl-2-propenyl group,
3-methyl-1-pentenyl group, 3-methyl-2-pentenyl group, 3-methyl-3-pentenyl group, 3-methyl-4-pentenyl group, 3-ethyl-3-butenyl group, 4-methyl-1 -Pentenyl group, 4-methyl-2-pentenyl group, 4-methyl-3-pentenyl group, 4-methyl-4-pentenyl group, 1,1-dimethyl-2-butenyl group, 1,1-dimethyl-3- butenyl group, 1,2-dimethyl-1-butenyl group, 1,2-dimethyl-2-butenyl group, 1,2-dimethyl-3-butenyl group, 1-methyl-2-ethyl-2-propenyl group, 1 -s-butylethenyl group, 1,3-dimethyl-1-butenyl group, 1,3-dimethyl-2-butenyl group, 1,3-dimethyl-3-butenyl group, 1-i-butylethenyl group, 2,2- dimethyl-3-butenyl group, 2,3-dimethyl-1-butenyl group, 2,3-dimethyl-2-butenyl group, 2,3-dimethyl-3-butenyl group, 2-i-propyl-2-propenyl group , 3,3-dimethyl-1-butenyl group, 1-ethyl-1-butenyl group, 1-ethyl-2-butenyl group, 1-ethyl-3-butenyl group, 1-n-propyl-1-propenyl group, 1-n-propyl-2-propenyl group, 2-ethyl-1-butenyl group, 2-ethyl-2-butenyl group, 2-ethyl-3-butenyl group, 1,1,2-trimethyl-2-propenyl group , 1-t-butylethenyl group, 1-methyl-1-ethyl-2-propenyl group, 1-ethyl-2-methyl-1-propenyl group, 1-ethyl-2-methyl-2-propenyl group, 1-i -propyl-1-propenyl group, 1-i-propyl-2-propenyl group, 1-methyl-2-cyclopentenyl group, 1-methyl-3-cyclopentenyl group, 2-methyl-1-cyclopentenyl group, 2 -methyl-2-cyclopentenyl group, 2-methyl-3-cyclopentenyl group, 2-methyl-4-cyclopentenyl group, 2-methyl-5-cyclopentenyl group, 2-methylene-cyclopentyl group, 3-methyl- 1-cyclopentenyl group, 3-methyl-2-cyclopentenyl group, 3-methyl-3-cyclopentenyl group, 3-methyl-4-cyclopentenyl group, 3-methyl-5-cyclopentenyl group, 3-methylene- Cyclopentyl group, 1-cyclohexenyl group, 2-cyclohexenyl group, 3-cyclohexenyl group and the like.
アリール基としては炭素数6~40のアリール基が挙げられ、例えばフェニル基、o-メチルフェニル基、m-メチルフェニル基、p-メチルフェニル基、o-クロルフェニル基、m-クロルフェニル基、p-クロルフェニル基、o-フルオロフェニル基、p-メルカプトフェニル基、o-メトキシフェニル基、p-メトキシフェニル基、p-アミノフェニ
ル基、p-シアノフェニル基、α-ナフチル基、β-ナフチル基、o-ビフェニリル基、m-ビフェニリル基、p-ビフェニリル基、1-アントリル基、2-アントリル基、9-アントリル基、1-フェナントリル基、2-フェナントリル基、3-フェナントリル基、4-フェナントリル基及び9-フェナントリル基が挙げられる。
Examples of aryl groups include aryl groups having 6 to 40 carbon atoms, such as phenyl, o-methylphenyl, m-methylphenyl, p-methylphenyl, o-chlorophenyl, m-chlorophenyl, p-chlorophenyl group, o-fluorophenyl group, p-mercaptophenyl group, o-methoxyphenyl group, p-methoxyphenyl group, p-aminophenyl group, p-cyanophenyl group, α-naphthyl group, β-naphthyl group, o-biphenylyl group, m-biphenylyl group, p-biphenylyl group, 1-anthryl group, 2-anthryl group, 9-anthryl group, 1-phenanthryl group, 2-phenanthryl group, 3-phenanthryl group, 4-phenanthryl and 9-phenanthryl groups.
エポキシ基を有する有機基としては、グリシドキシメチル、グリシドキシエチル、グリシドキシプロピル、グリシドキシブチル、エポキシシクロヘキシル等が挙げられる。 Organic groups having an epoxy group include glycidoxymethyl, glycidoxyethyl, glycidoxypropyl, glycidoxybutyl, epoxycyclohexyl and the like.
アクリロイル基を有する有機基としては、アクリロイルメチル、アクリロイルエチル、アクリロイルプロピル等が挙げられる。 Organic groups having an acryloyl group include acryloylmethyl, acryloylethyl, acryloylpropyl and the like.
メタクリロイル基を有する有機基としては、メタクリロイルメチル、メタクリロイルエチル、メタクリロイルプロピル等が挙げられる。 Organic groups having a methacryloyl group include methacryloylmethyl, methacryloylethyl, and methacryloylpropyl.
メルカプト基を有する有機基としては、エチルメルカプト、ブチルメルカプト、ヘキシルメルカプト、オクチルメルカプト等が挙げられる。 Organic groups having a mercapto group include ethylmercapto, butylmercapto, hexylmercapto, octylmercapto and the like.
アミノ基を有する有機基としては、アミノ基、アミノメチル基、アミノエチル基とが上げられる。 Examples of the organic group having an amino group include an amino group, an aminomethyl group, and an aminoethyl group.
シアノ基を有する有機基としては、シアノエチル、シアノプロピル等が挙げられる。 Examples of organic groups having a cyano group include cyanoethyl and cyanopropyl.
アルコキシアルキル基はアルコキシ基が置換したアルキル基であり、例えばメトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基等が上げられる。 An alkoxyalkyl group is an alkyl group substituted with an alkoxy group, and examples thereof include a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a methoxyethyl group and an ethoxyethyl group.
上記アルコキシ基としては、炭素数1~20の直鎖、分岐、環状のアルキル部分を有するアルコキシ基が挙げられ、例えばメトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、i-ブトキシ基、s-ブトキシ基、t-ブトキシ基、n-ペンチロキシ基、1-メチル-n-ブトキシ基、2-メチル-n-ブトキシ基、3-メチル-n-ブトキシ基、1,1-ジメチル-n-プロポキシ基、1,2-ジメチル-n-プロポキシ基、2,2-ジメチル-n-プロポキシ基、1-エチル-n-プロポキシ基、n-ヘキシロキシ基、1-メチル-n-ペンチロキシ基、2-メチル-n-ペンチロキシ基、3-メチル-n-ペンチロキシ基、4-メチル-n-ペンチロキシ基、1,1-ジメチル-n-ブトキシ基、1,2-ジメチル-n-ブトキシ基、1,3-ジメチル-n-ブトキシ基、2,2-ジメチル-n-ブトキシ基、2,3-ジメチル-n-ブトキシ基、3,3-ジメチル-n-ブトキシ基、1-エチル-n-ブトキシ基、2-エチル-n-ブトキシ基、1,1,2-トリメチル-n-プロポキシ基、1,2,2-トリメチル-n-プロポキシ基、1-エチル-1-メチル-n-プロポキシ基及び1-エチル-2-メチル-n-プロポキシ基等が、また環状のアルコキシ基としてはシクロプロポキシ基、シクロブトキシ基、1-メチル-シクロプロポキシ基、2-メチル-シクロプロポキシ基、シクロペンチロキシ基、1-メチル-シクロブトキシ基、2-メチル-シクロブトキシ基、3-メチル-シクロブトキシ基、1,2-ジメチル-シクロプロポキシ基、2,3-ジメチル-シクロプロポキシ基、1-エチル-シクロプロポキシ基、2-エチル-シクロプロポキシ基、シクロヘキシロキシ基、1-メチル-シクロペンチロキシ基、2-メチル-シクロペンチロキシ基、3-メチル-シクロペンチロキシ基、1-エチル-シクロブトキシ基、2-エチル-シクロブトキシ基、3-エチル-シクロブトキシ基、1,2-ジメチル-シクロブトキシ基、1,3-ジメチル-シクロブトキシ基、2,2-ジメチル-シクロブトキシ基、2,3-ジメチル-シクロブトキシ基、2,4-ジメチル-シクロブトキシ基、3,3-ジメチル-シクロブトキシ基、1-n-プロピル-シクロプロポキシ基、2-n-プロピル-シクロプロポキシ基、1-i-プロピル-シクロプロポキシ基、2-i-プロピ
ル-シクロプロポキシ基、1,2,2-トリメチル-シクロプロポキシ基、1,2,3-トリメチル-シクロプロポキシ基、2,2,3-トリメチル-シクロプロポキシ基、1-エチル-2-メチル-シクロプロポキシ基、2-エチル-1-メチル-シクロプロポキシ基、2-エチル-2-メチル-シクロプロポキシ基及び2-エチル-3-メチル-シクロプロポキシ基等が挙げられる。
Examples of the alkoxy group include alkoxy groups having straight, branched, and cyclic alkyl moieties having 1 to 20 carbon atoms, such as methoxy, ethoxy, n-propoxy, i-propoxy, and n-butoxy. , i-butoxy group, s-butoxy group, t-butoxy group, n-pentyloxy group, 1-methyl-n-butoxy group, 2-methyl-n-butoxy group, 3-methyl-n-butoxy group, 1, 1-dimethyl-n-propoxy group, 1,2-dimethyl-n-propoxy group, 2,2-dimethyl-n-propoxy group, 1-ethyl-n-propoxy group, n-hexyloxy group, 1-methyl-n -pentyloxy group, 2-methyl-n-pentyloxy group, 3-methyl-n-pentyloxy group, 4-methyl-n-pentyloxy group, 1,1-dimethyl-n-butoxy group, 1,2-dimethyl-n- butoxy group, 1,3-dimethyl-n-butoxy group, 2,2-dimethyl-n-butoxy group, 2,3-dimethyl-n-butoxy group, 3,3-dimethyl-n-butoxy group, 1-ethyl -n-butoxy group, 2-ethyl-n-butoxy group, 1,1,2-trimethyl-n-propoxy group, 1,2,2-trimethyl-n-propoxy group, 1-ethyl-1-methyl-n -propoxy group, 1-ethyl-2-methyl-n-propoxy group and the like, and cyclic alkoxy groups such as cyclopropoxy group, cyclobutoxy group, 1-methyl-cyclopropoxy group, 2-methyl-cyclopropoxy group, cyclopentyloxy group, 1-methyl-cyclobutoxy group, 2-methyl-cyclobutoxy group, 3-methyl-cyclobutoxy group, 1,2-dimethyl-cyclopropoxy group, 2,3-dimethyl-cyclopropoxy group, 1 -ethyl-cyclopropoxy group, 2-ethyl-cyclopropoxy group, cyclohexyloxy group, 1-methyl-cyclopentyloxy group, 2-methyl-cyclopentyloxy group, 3-methyl-cyclopentyloxy group, 1-ethyl- cyclobutoxy group, 2-ethyl-cyclobutoxy group, 3-ethyl-cyclobutoxy group, 1,2-dimethyl-cyclobutoxy group, 1,3-dimethyl-cyclobutoxy group, 2,2-dimethyl-cyclobutoxy group, 2,3-dimethyl-cyclobutoxy group, 2,4-dimethyl-cyclobutoxy group, 3,3-dimethyl-cyclobutoxy group, 1-n-propyl-cyclopropoxy group, 2-n-propyl-cyclopropoxy group, 1-i-propyl-cyclopropoxy group, 2-i-propoxy le-cyclopropoxy group, 1,2,2-trimethyl-cyclopropoxy group, 1,2,3-trimethyl-cyclopropoxy group, 2,2,3-trimethyl-cyclopropoxy group, 1-ethyl-2-methyl- Cyclopropoxy group, 2-ethyl-1-methyl-cyclopropoxy group, 2-ethyl-2-methyl-cyclopropoxy group and 2-ethyl-3-methyl-cyclopropoxy group, and the like.
上記アシルオキシ基は、例えばメチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、n-プロピルカルボニルオキシ基、i-プロピルカルボニルオキシ基、n-ブチルカルボニルオキシ基、i-ブチルカルボニルオキシ基、s-ブチルカルボニルオキシ基、t-ブチルカルボニルオキシ基、n-ペンチルカルボニルオキシ基、1-メチル-n-ブチルカルボニルオキシ基、2-メチル-n-ブチルカルボニルオキシ基、3-メチル-n-ブチルカルボニルオキシ基、1,1-ジメチル-n-プロピルカルボニルオキシ基、1,2-ジメチル-n-プロピルカルボニルオキシ基、2,2-ジメチル-n-プロピルカルボニルオキシ基、1-エチル-n-プロピルカルボニルオキシ基、n-ヘキシルカルボニルオキシ基、1-メチル-n-ペンチルカルボニルオキシ基、2-メチル-n-ペンチルカルボニルオキシ基、3-メチル-n-ペンチルカルボニルオキシ基、4-メチル-n-ペンチルカルボニルオキシ基、1,1-ジメチル-n-ブチルカルボニルオキシ基、1,2-ジメチル-n-ブチルカルボニルオキシ基、1,3-ジメチル-n-ブチルカルボニルオキシ基、2,2-ジメチル-n-ブチルカルボニルオキシ基、2,3-ジメチル-n-ブチルカルボニルオキシ基、3,3-ジメチル-n-ブチルカルボニルオキシ基、1-エチル-n-ブチルカルボニルオキシ基、2-エチル-n-ブチルカルボニルオキシ基、1,1,2-トリメチル-n-プロピルカルボニルオキシ基、1,2,2-トリメチル-n-プロピルカルボニルオキシ基、1-エチル-1-メチル-n-プロピルカルボニルオキシ基、1-エチル-2-メチル-n-プロピルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基、及びトシルカルボニルオキシ基等が挙げられる。 Examples of the acyloxy group include methylcarbonyloxy, ethylcarbonyloxy, n-propylcarbonyloxy, i-propylcarbonyloxy, n-butylcarbonyloxy, i-butylcarbonyloxy and s-butylcarbonyloxy. , t-butylcarbonyloxy group, n-pentylcarbonyloxy group, 1-methyl-n-butylcarbonyloxy group, 2-methyl-n-butylcarbonyloxy group, 3-methyl-n-butylcarbonyloxy group, 1, 1-dimethyl-n-propylcarbonyloxy group, 1,2-dimethyl-n-propylcarbonyloxy group, 2,2-dimethyl-n-propylcarbonyloxy group, 1-ethyl-n-propylcarbonyloxy group, n- hexylcarbonyloxy group, 1-methyl-n-pentylcarbonyloxy group, 2-methyl-n-pentylcarbonyloxy group, 3-methyl-n-pentylcarbonyloxy group, 4-methyl-n-pentylcarbonyloxy group, 1 , 1-dimethyl-n-butylcarbonyloxy group, 1,2-dimethyl-n-butylcarbonyloxy group, 1,3-dimethyl-n-butylcarbonyloxy group, 2,2-dimethyl-n-butylcarbonyloxy group , 2,3-dimethyl-n-butylcarbonyloxy group, 3,3-dimethyl-n-butylcarbonyloxy group, 1-ethyl-n-butylcarbonyloxy group, 2-ethyl-n-butylcarbonyloxy group, 1 , 1,2-trimethyl-n-propylcarbonyloxy group, 1,2,2-trimethyl-n-propylcarbonyloxy group, 1-ethyl-1-methyl-n-propylcarbonyloxy group, 1-ethyl-2- methyl-n-propylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, tosylcarbonyloxy group and the like.
上記ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
式(1)の化合物としては、以下に例示することができる。
式(2)の加水分解性シランは、例えば以下に例示することができる。
式(3)の加水分解性シランは、例えばテトラメトキシシラン、テトラクロルシラン、テトラアセトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn-プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn-ブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリアセチキシシラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリアミロキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、メチルトリベンジルオキシシラン、メチルトリフェネチルオキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、αーグリシドキシエチルトリメトキシシラン、α-グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β-グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β-グリシドキシエチルトリエトキシシラン、α-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、α-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、
β-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリフェノキシシラン、α-グリシドキシブチルトリメトキシシラン、α-グリシドキシブチルトリエトキシシラン、β-グリシドキシブチルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシブチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシブチルトリエトキシシラン、δ-グリシドキシブチルトリメトキシシラン、δ-グリシドキシブチルトリエトキシシラン、(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、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、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリプロポキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリブトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリフェノキシシラン、γ-(3,4-エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、γ-(3,4-エポキシシクロヘキシル)プロピルトリエトキシシラン、δ-(3,4-エポキシシクロヘキシル)ブチルトリメトキシシラン、δ-(3,4-エポキシシクロヘキシル)ブチルトリエトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジメトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジエトキシシラン、α-グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、α-グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、β-グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、β-グリシドキシエチルエチルジメトキシシラン、α-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、α-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β-グ
リシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β-グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジプロポキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジブトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジフェノキシシラン、γ-グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルビニルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルビニルジエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メトキシフェニルトリメトキシシラン、メトキシフェニルトリエトキシシラン、メトキシフェニルトリアセトキシシラン、メトキシフェニルトリクロロシラン、メトキシベンジルトリメトキシシラン、メトキシベンジルトリエトキシシラン、メトキシベンジルトリアセトキシシラン、メトキシベンジルトリクロロシラン、メトキシフェネチルトリメトキシシラン、メトキシフェネチルトリエトキシシラン、メトキシフェネチルトリアセトキシシラン、メトキシフェネチルトリクロロシラン、エトキシフェニルトリメトキシシラン、エトキシフェニルトリエトキシシラン、エトキシフェニルトリアセトキシシラン、エトキシフェニルトリクロロシラン、エトキシベンジルトリメトキシシラン、エトキシベンジルトリエトキシシラン、エトキシベンジルトリアセトキシシラン、エトキシベンジルトリクロロシラン、イソプロポキシフェニルトリメトキシシラン、イソプロポキシフェニルトリエトキシシラン、イソプロポキシフェニルトリアセトキシシラン、イソプロポキシフェニルトリクロロシラン、イソプロポキシベンジルトリメトキシシラン、イソプロポキシベンジルトリエトキシシラン、イソプロポキシベンジルトリアセトキシシラン、イソプロポキシベンジルトリクロロシラン、t-ブトキシフェニルトリメトキシシラン、t-ブトキシフェニルトリエトキシシラン、t-ブトキシフェニルトリアセトキシシラン、t-ブトキシフェニルトリクロロシラン、t-ブトキシベンジルトリメトキシシラン、t-ブトキシベンジルトリエトキシシラン、t-ブトキシベンジルトリアセトキシシラン、t-ブトキシベンジルトリクロロシラン、メトキシナフチルトリメトキシシラン、メトキシナフチルトリエトキシシラン、メトキシナフチルトリアセトキシシラン、メトキシナフチルトリクロロシラン、エトキシナフチルトリメトキシシラン、エトキシナフチルトリエトキシシラン、エトキシナフチルトリアセトキシシラン、エトキシナフチルトリクロロシラン、
γ-クロロプロピルトリメトキシシラン、γ-クロロプロピルトリエトキシシラン、γ-クロロプロピルトリアセトキシシラン、3、3、3-トリフロロプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、β-シアノエチルトリエトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、クロロメチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、γ-クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ-クロロプロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、γ-メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メタクリルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトメチルジエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン等が挙げられる。
Hydrolyzable silanes of formula (3) are, for example, tetramethoxysilane, tetrachlorosilane, tetraacetoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-butoxysilane, methyltrimethoxysilane, Methyltrichlorosilane, Methyltriacetoxysilane, Methyltripropoxysilane, Methyltriacetoxysilane, Methyltributoxysilane, Methyltriamyloxysilane, Methyltriphenoxysilane, Methyltribenzyloxysilane, Methyltriphenethyloxysilane, Glycides xymethyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltriethoxysilane, α-glycidoxyethyltrimethoxysilane, α-glycidoxyethyltriethoxysilane, β-glycidoxyethyltrimethoxysilane, β-glycidoxyethyl triethoxysilane, α-glycidoxypropyltrimethoxysilane, α-glycidoxypropyltriethoxysilane,
β-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltripropoxysilane, γ-glycidoxypropyltributoxysilane, γ-glycidoxypropyltriphenoxysilane, α-glycidoxybutyltrimethoxysilane, α-glycidoxybutyltriethoxysilane, β-glycidoxybutyltriethoxysilane, γ-glycidoxybutyltrimethoxysilane, γ-glycidoxybutyltriethoxysilane, δ-glycidoxybutyltrimethoxysilane, δ-glycidoxybutyltriethoxysilane, (3,4-epoxycyclohexyl)methyltri Methoxysilane, (3,4-epoxycyclohexyl)methyltriethoxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltriethoxysilane, β-(3 ,4-epoxycyclohexyl)ethyltripropoxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltributoxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltriphenoxysilane, γ-(3,4-epoxycyclohexyl) ) propyltrimethoxysilane, γ-(3,4-epoxycyclohexyl)propyltriethoxysilane, δ-(3,4-epoxycyclohexyl)butyltrimethoxysilane, δ-(3,4-epoxycyclohexyl)butyltriethoxysilane , glycidoxymethylmethyldimethoxysilane, glycidoxymethylmethyldiethoxysilane, α-glycidoxyethylmethyldimethoxysilane, α-glycidoxyethylmethyldiethoxysilane, β-glycidoxyethylmethyldimethoxysilane, β - glycidoxyethylethyldimethoxysilane, α-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, α-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, β-glycidoxypropylethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldipropoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldibutoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyl Gife Noxysilane, γ-glycidoxypropylethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylvinyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylvinyldiethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyl triethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltriethoxysilane, methoxyphenyltrimethoxysilane, methoxyphenyltriethoxysilane, methoxyphenyltriacetoxysilane, methoxyphenyltrichlorosilane, methoxybenzyltrimethoxysilane Silane, methoxybenzyltriethoxysilane, methoxybenzyltriacetoxysilane, methoxybenzyltrichlorosilane, methoxyphenethyltrimethoxysilane, methoxyphenethyltriethoxysilane, methoxyphenethyltriacetoxysilane, methoxyphenethyltrichlorosilane, ethoxyphenyltrimethoxysilane, ethoxyphenyl triethoxysilane, ethoxyphenyltriacetoxysilane, ethoxyphenyltrichlorosilane, ethoxybenzyltrimethoxysilane, ethoxybenzyltriethoxysilane, ethoxybenzyltriacetoxysilane, ethoxybenzyltrichlorosilane, isopropoxyphenyltrimethoxysilane, isopropoxyphenyltriethoxysilane silane, isopropoxyphenyltriacetoxysilane, isopropoxyphenyltrichlorosilane, isopropoxybenzyltrimethoxysilane, isopropoxybenzyltriethoxysilane, isopropoxybenzyltriacetoxysilane, isopropoxybenzyltrichlorosilane, t-butoxyphenyltrimethoxysilane, t-butoxyphenyltriethoxysilane, t-butoxyphenyltriacetoxysilane, t-butoxyphenyltrichlorosilane, t-butoxybenzyltrimethoxysilane, t-butoxybenzyltriethoxysilane, t-butoxybenzyltriacetoxysilane, t-butoxy benzyltrichlorosilane, methoxynaphthyltrimethoxysilane, methoxynaphthyltriethoxysilane, methoxynaphthyltriacetoxysilane, methoxynaphthyltrichlorosilane, ethoxynaphthyltrimethoxysilane, ethoxynaphthyltriethoxysilane, ethoxynaphthyltriacetoxysilane, ethoxynaphthyltrichlorosilane,
γ-Chloropropyltrimethoxysilane, γ-Chloropropyltriethoxysilane, γ-Chloropropyltriacetoxysilane, 3,3,3-Trifluoropropyltrimethoxysilane, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-Mercaptopropyl trimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, β-cyanoethyltriethoxysilane, chloromethyltrimethoxysilane, chloromethyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane , γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldiethoxysilane, dimethyldiacetoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptomethyldiethoxysilane, methylvinyldimethoxysilane, methylvinyldiethoxysilane and the like.
式(4)の加水分解性シランは、例えばメチレンビストリメトキシシラン、メチレンビストリクロロシラン、メチレンビストリアセトキシシラン、エチレンビストリエトキシシラン、エチレンビストリクロロシラン、エチレンビストリアセトキシシラン、プロピレンビストリエトキシシラン、ブチレンビストリメトキシシラン、フェニレンビストリメトキシシラン、フェニレンビストリエトキシシラン、フェニレンビスメチルジエトキシシラン、フェニレンビスメチルジメトキシシラン、ナフチレンビストリメトキシシラン、ビストリメトキシジシラン、ビストリエトキシジシラン、ビスエチルジエトキシジシラン、ビスメ
チルジメトキシジシラン等が挙げられる。
Hydrolyzable silanes of formula (4) are, for example, methylenebistrimethoxysilane, methylenebistrichlorosilane, methylenebistriacetoxysilane, ethylenebistriethoxysilane, ethylenebistrichlorosilane, ethylenebistriacetoxysilane, propylenebistriethoxysilane, butylenebistrimethoxysilane, phenylenebistrimethoxysilane, phenylenebistriethoxysilane, phenylenebismethyldiethoxysilane, phenylenebismethyldimethoxysilane, naphthylenebistrimethoxysilane, bistrimethoxydisilane, bistriethoxydisilane, bisethyldiethoxydisilane, bismethyldimethoxydisilane, and the like. be done.
本発明に用いられる加水分解縮合物(ポリシロキサン)の具体例としては以下に例示される。
上記の加水分解性シランの加水分解縮合物(ポリオルガノシロキサン)は、重量平均分子量1000~1000000、又は1000~100000の縮合物を得ることができる。これらの分子量はGPC分析によるポリスチレン換算で得られる分子量である。 A condensate having a weight average molecular weight of 1,000 to 1,000,000 or 1,000 to 100,000 can be obtained from the hydrolytic condensate (polyorganosiloxane) of the hydrolyzable silane. These molecular weights are molecular weights obtained in terms of polystyrene by GPC analysis.
GPCの測定条件は、例えばGPC装置(商品名HLC-8220GPC、東ソー株式会社製)、GPCカラム(商品名ShodexKF803L、KF802、KF801、昭和電工製)、カラム温度は40℃、溶離液(溶出溶媒)はテトラヒドロフラン、流量(流速)は1.0ml/min、標準試料はポリスチレン(昭和電工株式会社製)を用いて行うことができる。 GPC measurement conditions are, for example, GPC apparatus (trade name HLC-8220GPC, manufactured by Tosoh Corporation), GPC column (trade name Shodex KF803L, KF802, KF801, manufactured by Showa Denko), column temperature 40 ° C., eluent (elution solvent). is tetrahydrofuran, the flow rate (flow rate) is 1.0 ml/min, and the standard sample is polystyrene (manufactured by Showa Denko KK).
アルコキシシリル基、アシロキシシリル基、又はハロゲン化シリル基の加水分解には、加水分解性基の1モル当たり、0.5~100モル、好ましくは1~10モルの水を用いる。 For hydrolysis of an alkoxysilyl group, acyloxysilyl group or silyl halide group, 0.5 to 100 mol, preferably 1 to 10 mol of water is used per 1 mol of hydrolyzable group.
また、加水分解性基の1モル当たり0.001~10モル、好ましくは0.001~1モルの加水分解触媒を用いることができる。 In addition, 0.001 to 10 mol, preferably 0.001 to 1 mol of hydrolysis catalyst can be used per 1 mol of hydrolyzable group.
加水分解と縮合を行う際の反応温度は、通常20~80℃である。 The reaction temperature for hydrolysis and condensation is usually 20 to 80°C.
加水分解は完全に加水分解を行うことも、部分加水分解することでも良い。即ち、加水分解縮合物中に加水分解物やモノマーが残存していても良い。 The hydrolysis may be a complete hydrolysis or a partial hydrolysis. That is, the hydrolyzate and the monomer may remain in the hydrolyzed condensate.
加水分解し縮合させる際に触媒を用いることができる。 A catalyst can be used during the hydrolysis and condensation.
加水分解触媒としては、酸を用いることができる。 An acid can be used as the hydrolysis catalyst.
加水分解触媒としての有機酸は、例えば酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、マレイン酸、メチルマロン酸、アジピン酸、セバシン酸、没食子酸、酪酸、メリット酸、アラキドン酸、2-エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、安息香酸、p-アミノ安息香酸、p-トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、マロン酸、スルホン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸等を挙げることができる。 Organic acids as hydrolysis catalysts are, for example, acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, oxalic acid, maleic acid, methylmalonic acid, adipic acid, sebacine. Acid, gallic acid, butyric acid, mellitic acid, arachidonic acid, 2-ethylhexanoic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid, linoleic acid, salicylic acid, benzoic acid, p-aminobenzoic acid, p-toluenesulfonic acid, benzenesulfone acids, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, formic acid, malonic acid, sulfonic acid, phthalic acid, fumaric acid, citric acid, tartaric acid, and the like.
加水分解触媒としての無機酸は、例えば塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸等を挙げることができる。 Inorganic acids as hydrolysis catalysts include, for example, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, and phosphoric acid.
加水分解に用いられる有機溶媒としては、例えばn-ペンタン、i-ペンタン、n-ヘキサン、i-ヘキサン、n-ヘプタン、i-ヘプタン、2,2,4-トリメチルペンタン、n-オクタン、i-オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n-プロピルベンセン、i-プロピルベンセン、ジエチルベンゼン、i-ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ-i-プロピルベンセン、n-アミルナフタレン、トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチル-n-プロピルケトン、メチル-n-ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル-i-ブチルケトン、メチル-n-ペンチルケトン、エチル-n-ブチルケトン、メチル-n-ヘキシルケトン、ジ-i-ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、2,4-ペンタンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、アセトフェノン、フェンチョン等のケトン系溶媒;ジエチルエーテル、ジi-プロピルエーテル、ジn-ブチルエーテル、ジn-ヘキシルエーテル、ジイソアミルエーテル、2-エチルヘキシルエーテル、エチレンオキシド、1,2-プロピレンオキシド、ジオキソラン、4-メチルジオキソラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ-2-エチルブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ヘキシルエーテル、エトキシトリグリコール、テトラエチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;ジエチルカーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、酢酸n-プロピル、酢酸i-プロピル、酢酸n-ブチル、酢酸i-ブチル、酢酸sec-ブチル、酢酸n-ペンチル、酢酸sec-ペンチル、酢酸3-メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2-エチルブチル、酢酸2-エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n-ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロ
ピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n-ブチル、プロピオン酸i-アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ-n-ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n-ブチル、乳酸n-アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル等のエステル系溶媒;N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルプロピオンアミド、N-メチルピロリドン等の含窒素系溶媒;硫化ジメチル、硫化ジエチル、チオフェン、テトラヒドロチオフェン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、1,3-プロパンスルトン等の含硫黄系溶媒等を挙げることができる。これらの溶剤は1種又は2種以上の組み合わせで用いることができる。
Examples of organic solvents used for hydrolysis include n-pentane, i-pentane, n-hexane, i-hexane, n-heptane, i-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, i- Octane, cyclohexane, methylcyclohexane and other aliphatic hydrocarbon solvents; benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propylbenzene, i-propylbenzene, diethylbenzene, i-butylbenzene, triethylbenzene, - Aromatic hydrocarbon solvents such as i-propylbenzene, n-amylnaphthalene, and trimethylbenzene; acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-i-butyl ketone, methyl- n-pentyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, methyl-n-hexyl ketone, di-i-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, diacetone alcohol, acetophenone, Ketone solvents such as Fenchon; diethyl ether, di-i-propyl ether, di-n-butyl ether, di-n-hexyl ether, diisoamyl ether, 2-ethylhexyl ether, ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, dioxolane, 4- Methyldioxolane, dioxane, dimethyldioxane, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono -2-ethyl butyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethoxytriglycol, Tetraethylene glycol di-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, etc. Solvent; diethyl carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methylcyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, ethylene acetate glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, glycol diacetate, methoxytriglycol acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, i-amyl propionate, diethyl oxalate, Ester solvents such as di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate, diethyl malonate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate; N-methylformamide, N,N- Nitrogen-containing solvents such as dimethylformamide, N,N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N,N-dimethylacetamide, N-methylpropionamide, N-methylpyrrolidone; dimethyl sulfide, diethyl sulfide, thiophene, tetrahydro Sulfur-containing solvents such as thiophene, dimethylsulfoxide, sulfolane, and 1,3-propanesultone can be used. These solvents can be used singly or in combination of two or more.
特に、ジイソアミルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル系溶剤が好ましい。 Ether solvents such as diisoamyl ether and dibutyl ether are particularly preferred.
本発明によって得られるポリシロキサンを含む組成物は硬化触媒を含有することができる。 Compositions containing polysiloxanes obtained by the present invention may contain curing catalysts.
硬化触媒としては、アンモニウム塩、ホスフィン類、ホスホニウム塩、スルホニウム塩を用いることができる。 Ammonium salts, phosphines, phosphonium salts, and sulfonium salts can be used as curing catalysts.
アンモニウム塩としては、式(D-1):
式(D-2):
式(D-3):
式(D-4):
式(D-5):
式(D-6):
Formula (D-2):
Formula (D-3):
Formula (D-4):
Formula (D-5):
Formula (D-6):
また、ホスホニウム塩としては、式(D-7):
また、スルホニウム塩としては、式(D-8):
上記の式(D-1)の化合物は、アミンから誘導される第4級アンモニウム塩であり、mは2~11、nは2~3の整数を示す。この第4級アンモニウム塩のR21は炭素数1~18、好ましくは2~10のアルキル基又はアリール基を示し、例えば、エチル基、プロピル基、ブチル基等の直鎖アルキル基や、ベンジル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、ジシクロペンタジエニル基等が挙げられる。また陰イオン(Y-)は、塩素イオン(Cl-)、臭素イオン(Br-)、ヨウ素イオン(I-)等のハロゲンイオンや、カルボキシラート(-COO-)、スルホナト(-SO3
-)、アルコラート(-O-
)等の酸基を挙げることが出来る。
The compound of formula (D-1) above is a quaternary ammonium salt derived from an amine, where m is an integer of 2-11 and n is an integer of 2-3. R 21 of this quaternary ammonium salt represents an alkyl group or an aryl group having 1 to 18 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms, and examples thereof include linear alkyl groups such as ethyl, propyl, and butyl, and benzyl. , cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, dicyclopentadienyl group and the like. The anion (Y − ) includes halogen ions such as chloride ion (Cl − ), bromide ion (Br − ), iodine ion (I − ), carboxylate (—COO − ), sulfonate (—SO 3 − ). , alcoholate ( -O-
) and other acid groups can be mentioned.
上記の式(D-2)の化合物は、R22R23R24R25N+Y- で示される第4級アンモニウム塩である。この第4級アンモニウム塩のR22、R23、R24及びR25は炭素数1~18のアルキル基又はアリール基、またはSi-C結合によりケイ素原子と結合しているシラン化合物である。陰イオン(Y-)は、塩素イオン(Cl-)、臭素イオン(Br-)、ヨウ素イオン(I-)等のハロゲンイオンや、カルボキシラート(-COO-)、スルホナト(-SO3 -)、アルコラート(-O-)等の酸基を挙げることが出来る。この第4級アンモニウム塩は、市販品で入手する事が可能であり、例えばテトラメチルアンモニウムアセテート、テトラブチルアンモニウムアセテート、塩化トリエチルベンジルアンモニウム、臭化トリエチルベンジルアンモニウム、塩化トリオクチルメチルアンモニウム、塩化トリブチルベンジルアンモニウム、塩化トリメチルベンジルアンモニウム等が例示される。 The compound of formula (D-2) above is a quaternary ammonium salt represented by R 22 R 23 R 24 R 25 N + Y - . R 22 , R 23 , R 24 and R 25 of this quaternary ammonium salt are alkyl groups or aryl groups having 1 to 18 carbon atoms, or silane compounds bonded to silicon atoms via Si—C bonds. Anions (Y − ) include halogen ions such as chloride ion (Cl − ), bromide ion (Br − ), iodine ion (I − ), carboxylate (—COO − ), sulfonate (—SO 3 − ), Acid groups such as alcoholate ( -O- ) can be mentioned. The quaternary ammonium salts are commercially available, for example tetramethylammonium acetate, tetrabutylammonium acetate, triethylbenzylammonium chloride, triethylbenzylammonium bromide, trioctylmethylammonium chloride, tributylbenzyl chloride. Ammonium, trimethylbenzylammonium chloride and the like are exemplified.
上記の式(D-3)の化合物は、1-置換イミダゾールから誘導される第4級アンモニウム塩であり、R26及びR27は炭素数1~18であり、R26及びR27の炭素数の総和が7以上で有ることが好ましい。例えばR26はメチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基、ベンジル基を、R27はベンジル基、オクチル基、オクタデシル基を例示する事が出来る。陰イオン(Y-)は、塩素イオン(Cl-)、臭素イオン(Br-)、ヨウ素イオン(I-)等のハロゲンイオンや、カルボキシラート(-COO-)、スルホナト(-SO3 -)、アルコラート(-O-)等の酸基を挙げることが出来る。この化合物は、市販品で入手する事も出来るが、例えば1-メチルイミダゾール、1-ベンジルイミダゾール等のイミダゾール系化合物と、臭化ベンジル、臭化メチル等のハロゲン化アルキルやハロゲン化アリールを反応させて製造する事ができる。 The compound of formula (D-3) above is a quaternary ammonium salt derived from 1-substituted imidazole, R 26 and R 27 have 1 to 18 carbon atoms, and R 26 and R 27 have 1 to 18 carbon atoms. is preferably 7 or more. For example, R26 can be exemplified by methyl group, ethyl group, propyl group, phenyl group and benzyl group, and R27 can be exemplified by benzyl group, octyl group and octadecyl group. Anions (Y − ) include halogen ions such as chloride ion (Cl − ), bromide ion (Br − ), iodine ion (I − ), carboxylate (—COO − ), sulfonate (—SO 3 − ), Acid groups such as alcoholate ( -O- ) can be mentioned. Although this compound can be obtained as a commercial product, for example, imidazole compounds such as 1-methylimidazole and 1-benzylimidazole are reacted with alkyl and aryl halides such as benzyl bromide and methyl bromide. can be manufactured by
上記の式(D-4)の化合物は、ピリジンから誘導される第4級アンモニウム塩であり、R28は炭素数1~18、好ましくは炭素数4~18のアルキル基又はアリール基であり、例えばブチル基、オクチル基、ベンジル基、ラウリル基を例示する事が出来る。陰イオン(Y-)は、塩素イオン(Cl-)、臭素イオン(Br-)、ヨウ素イオン(I-)等のハロゲンイオンや、カルボキシラート(-COO-)、スルホナト(-SO3 -)、アルコラート(-O-)等の酸基を挙げることが出来る。この化合物は、市販品として入手する事も出来るが、例えばピリジンと、塩化ラウリル、塩化ベンジル、臭化ベンジル、臭化メチル、臭化オクチル等のハロゲン化アルキル、又はハロゲン化アリールを反応させて製造する事が出来る。この化合物は例えば、塩化N-ラウリルピリジニウム、臭化N-ベンジルピリジニウム等を例示する事が出来る。 The compound of formula (D-4) above is a quaternary ammonium salt derived from pyridine, R 28 is an alkyl or aryl group having 1 to 18 carbon atoms, preferably 4 to 18 carbon atoms, Examples include butyl group, octyl group, benzyl group and lauryl group. Anions (Y − ) include halogen ions such as chloride ion (Cl − ), bromide ion (Br − ), iodine ion (I − ), carboxylate (—COO − ), sulfonate (—SO 3 − ), Acid groups such as alcoholate ( -O- ) can be mentioned. This compound can be obtained as a commercial product, but for example, it is produced by reacting pyridine with an alkyl halide such as lauryl chloride, benzyl chloride, benzyl bromide, methyl bromide, octyl bromide, or an aryl halide. can do Examples of this compound include N-laurylpyridinium chloride and N-benzylpyridinium bromide.
上記の式(D-5)の化合物は、ピコリン等に代表される置換ピリジンから誘導される第4級アンモニウム塩であり、R29は炭素数1~18、好ましくは4~18のアルキル基又はアリール基であり、例えばメチル基、オクチル基、ラウリル基、ベンジル基等を例示する事が出来る。R30は炭素数1~18のアルキル基又はアリール基であり、例えばピコリンから誘導される第4級アンモニウムである場合はR30がメチル基である。陰イオン(Y-)は、塩素イオン(Cl-)、臭素イオン(Br-)、ヨウ素イオン(I-)等のハロゲンイオンや、カルボキシラート(-COO-)、スルホナト(-SO3 -)、アルコラート(-O-)等の酸基を挙げることが出来る。この化合物は市販品として入手する事も出来るが、例えばピコリン等の置換ピリジンと、臭化メチル、臭化オクチル、塩化ラウリル、塩化ベンジル、臭化ベンジル等のハロゲン化アルキル、又はハロゲン化アリールを反応させて製造する事が出来る。この化合物は例えば、N-ベンジルピコリニウムクロライド、N-ベンジルピコリニウムブロマイド、N-ラウリルピコリニウムクロライド等を例示することが出来る。 The compound of formula (D-5) above is a quaternary ammonium salt derived from a substituted pyridine typified by picoline and the like, and R 29 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, preferably 4 to 18 carbon atoms, or It is an aryl group, and examples thereof include a methyl group, an octyl group, a lauryl group, and a benzyl group. R 30 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or an aryl group. For example, in the case of a quaternary ammonium derived from picoline, R 30 is a methyl group. Anions (Y − ) include halogen ions such as chloride ion (Cl − ), bromide ion (Br − ), iodine ion (I − ), carboxylate (—COO − ), sulfonate (—SO 3 − ), Acid groups such as alcoholate ( -O- ) can be mentioned. This compound can be obtained as a commercial product. For example, a substituted pyridine such as picoline is reacted with an alkyl halide such as methyl bromide, octyl bromide, lauryl chloride, benzyl chloride, benzyl bromide, or an aryl halide. It is possible to manufacture Examples of this compound include N-benzylpicolinium chloride, N-benzylpicolinium bromide, N-laurylpicolinium chloride and the like.
上記の式(D-6)の化合物は、アミンから誘導される第3級アンモニウム塩であり、mは2~11、nは2~3の整数を示す。また陰イオン(Y-)は、塩素イオン(Cl-)、臭素イオン(Br-)、ヨウ素イオン(I-)等のハロゲンイオンや、カルボキシラート(-COO-)、スルホナト(-SO3 -)、アルコラート(-O-)等の酸基を挙げることが出来る。アミンとカルボン酸やフェノール等の弱酸との反応によって製造する事が出来る。カルボン酸としてはギ酸や酢酸が挙げられ、ギ酸を使用した場合は、陰イオン(Y-)は(HCOO-)であり、酢酸を使用した場合は、陰イオン(Y-)は(CH3COO-)である。またフェノールを使用した場合は、陰イオン(Y-)は(C6H5O-)である。 The compound of formula (D-6) above is a tertiary ammonium salt derived from an amine, where m is an integer of 2-11 and n is an integer of 2-3. The anion (Y − ) includes halogen ions such as chloride ion (Cl − ), bromide ion (Br − ), iodine ion (I − ), carboxylate (—COO − ), sulfonate (—SO 3 − ). , alcoholate (—O − ) and other acid groups. It can be produced by reacting an amine with a weak acid such as carboxylic acid or phenol. Carboxylic acids include formic acid and acetic acid. When formic acid is used, the anion (Y − ) is (HCOO − ), and when acetic acid is used, the anion (Y − ) is (CH 3 COO - ). Also, when phenol is used, the anion (Y − ) is (C 6 H 5 O − ).
上記の式(D-7)の化合物は、R31R32R33R34P+Y- の構造を有する第4級ホスホニウム塩である。R31、R32、R33、及びR34は炭素数1~18のアルキル基又はアリール基、またはSi-C結合によりケイ素原子と結合しているシラン化合物であるが、好ましくはR31~R34の4つの置換基の内で3つがフェニル基又は置換されたフェニル基であり、例えばフェニル基やトリル基を例示する事が出来、また残りの1つは炭素数1~18のアルキル基、アリール基、又はSi-C結合によりケイ素原子と結合しているシラン化合物である。また陰イオン(Y-)は、塩素イオン(Cl-)、臭素イオン(Br-)、ヨウ素イオン(I-)等のハロゲンイオンや、カルボキシラート(-COO-)、スルホナト(-SO3 -)、アルコラート(-O-)等の酸基を挙げることが出来る。この化合物は市販品として入手する事が可能であり、例えばハロゲン化テトラn-ブチルホスホニウム、ハロゲン化テトラn-プロピルホスホニウム等のハロゲン化テトラアルキルホスホニウム、ハロゲン化トリエチルベンジルホスホニウム等のハロゲン化トリアルキルベンジルホスホニウム、ハロゲン化トリフェニルメチルホスホニウム、ハロゲン化トリフェニルエチルホスホニウム等のハロゲン化トリフェニルモノアルキルホスホニウム、ハロゲン化トリフェニルベンジルホスホニウム、ハロゲン化テトラフェニルホスホニウム、ハロゲン化トリトリルモノアリールホスホニウム、或いはハロゲン化トリトリルモノアルキルホスホニウム(ハロゲン原子は塩素原子又は臭素原子)が挙げられる。特に、ハロゲン化トリフェニルメチルホスホニウム、ハロゲン化トリフェニルエチルホスホニウム等のハロゲン化トリフェニルモノアルキルホスホニウム、ハロゲン化トリフェニルベンジルホスホニウム等のハロゲン化トリフェニルモノアリールホスホニウム、ハロゲン化トリトリルモノフェニルホスホニウム等のハロゲン化トリトリルモノアリールホスホニウムや、ハロゲン化トリトリルモノメチルホスホニウム等のハロゲン化トリトリルモノアルキルホスホニウム(ハロゲン原子は塩素原子又は臭素原子)が好ましい。 The compound of formula (D-7) above is a quaternary phosphonium salt having a structure of R 31 R 32 R 33 R 34 P + Y - . R 31 , R 32 , R 33 and R 34 are alkyl or aryl groups having 1 to 18 carbon atoms, or silane compounds bonded to silicon atoms via Si—C bonds, preferably R 31 to R 3 of the 4 substituents of 34 are phenyl groups or substituted phenyl groups, for example, phenyl group and tolyl group can be exemplified, and the remaining one is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, An aryl group or a silane compound bonded to a silicon atom through a Si—C bond. The anion (Y − ) includes halogen ions such as chloride ion (Cl − ), bromide ion (Br − ), iodine ion (I − ), carboxylate (—COO − ), sulfonate (—SO 3 − ). , alcoholate (—O − ) and other acid groups. This compound can be obtained as a commercial product, and examples thereof include tetraalkylphosphonium halides such as tetra-n-butylphosphonium halide and tetra-n-propylphosphonium halide, and trialkylbenzyl halides such as triethylbenzylphosphonium halide. Phosphonium, triphenylmethylphosphonium halide, triphenylmonoalkylphosphonium halide such as triphenylethylphosphonium halide, triphenylbenzylphosphonium halide, tetraphenylphosphonium halide, tritolylmonoarylphosphonium halide, or tritolylmonohalide Alkylphosphonium (halogen atom is chlorine atom or bromine atom) can be mentioned. In particular, triphenylmonoalkylphosphonium halides such as triphenylmethylphosphonium halide and triphenylethylphosphonium halide, triphenylmonoarylphosphonium halides such as triphenylbenzylphosphonium halide, and halogens such as tritolylmonophenylphosphonium halide Tritolylmonoalkylphosphonium halides (halogen atoms are chlorine atoms or bromine atoms) such as tritolylmonoarylphosphonium halides and tritolylmonomethylphosphonium halides are preferable.
また、ホスフィン類としては、メチルホスフィン、エチルホスフィン、プロピルホスフィン、イソプロピルホスフィン、イソブチルホスフィン、フェニルホスフィン等の第一ホスフィン、ジメチルホスフィン、ジエチルホスフィン、ジイソプロピルホスフィン、ジイソアミルホスフィン、ジフェニルホスフィン等の第二ホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン等の第三ホスフィンが上げられる。 Phosphines include primary phosphines such as methylphosphine, ethylphosphine, propylphosphine, isopropylphosphine, isobutylphosphine and phenylphosphine, and secondary phosphines such as dimethylphosphine, diethylphosphine, diisopropylphosphine, diisoamylphosphine and diphenylphosphine. , trimethylphosphine, triethylphosphine, triphenylphosphine, methyldiphenylphosphine and dimethylphenylphosphine.
上記の式(D-8)の化合物は、R35R36R37S+Y- の構造を有する第3級スルホニウム塩である。R35、R36、及びR37は炭素数1~18のアルキル基又はアリール基、またはSi-C結合によりケイ素原子と結合しているシラン化合物であるが、好ましくはR35~R37の4つの置換基の内で3つがフェニル基又は置換されたフェニル基であり、例えばフェニル基やトリル基を例示する事が出来、また残りの1つは炭素数1~18のアルキル基、又はアリール基である。また陰イオン(Y-)は、塩素イオン(Cl-)、臭素イオン(Br-)、ヨウ素イオン(I-)等のハロゲンイオンや、カルボキシラート(-COO-)、スルホナト(-SO3
-)、アルコラート(-O-)、マレイン酸アニオン、硝酸アニオン等の酸基を挙げることが出来る。この化合物は市販品とし
て入手する事が可能であり、例えばハロゲン化トリn-ブチルスルホニウム、ハロゲン化トリn-プロピルスルホニウム等のハロゲン化テトラアルキルスルホニウム、ハロゲン化ジエチルベンジルスルホニウム等のハロゲン化トリアルキルベンジルスルホニウム、ハロゲン化ジフェニルメチルスルホニウム、ハロゲン化ジフェニルエチルスルホニウム等のハロゲン化ジフェニルモノアルキルスルホニウム、ハロゲン化トリフェニルスルホニウム、(ハロゲン原子は塩素原子又は臭素原子)、トリn-ブチルスルホニウムカルボキシラート、トリn-プロピルスルホニウムカルボキシラート等のテトラアルキルホスフォニウムカルボキシラート、ジエチルベンジルスルホニウムカルボキシラート等のトリアルキルベンジルスルホニウムカルボキシラート、ジフェニルメチルスルホニウムカルボキシラート、ジフェニルエチルスルホニウムカルボキシラート等のジフェニルモノアルキルスルホニウムカルボキシラート、トリフェニルスルホニウムカルボキシラート。また、ハロゲン化トリフェニルスルホニウム、トリフェニルスルホニウムカルボキシラートが好ましく用いることができる。
The compound of formula (D-8) above is a tertiary sulfonium salt having a structure of R 35 R 36 R 37 S + Y - . R 35 , R 36 and R 37 are alkyl groups or aryl groups having 1 to 18 carbon atoms, or silane compounds bonded to silicon atoms via Si—C bonds, but preferably 4 of R 35 to R 37 Three of the four substituents are phenyl groups or substituted phenyl groups, examples of which include phenyl groups and tolyl groups, and the remaining one is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or an aryl group. is. The anion (Y − ) includes halogen ions such as chloride ion (Cl − ), bromide ion (Br − ), iodine ion (I − ), carboxylate (—COO − ), sulfonate (—SO 3 − ). , alcoholate (—O − ), maleate anion, nitrate anion and the like. This compound can be obtained as a commercial product, for example, tetraalkylsulfonium halides such as tri-n-butylsulfonium halide and tri-n-propylsulfonium halide, and trialkylbenzyl halides such as diethylbenzylsulfonium halide. sulfonium, diphenylmethylsulfonium halide, diphenylethylsulfonium halide and other diphenylmonoalkylsulfonium halides, triphenylsulfonium halide, (halogen atom is chlorine atom or bromine atom), tri-n-butylsulfonium carboxylate, tri-n- tetraalkylphosphonium carboxylates such as propylsulfonium carboxylate, trialkylbenzylsulfonium carboxylates such as diethylbenzylsulfonium carboxylate, diphenyl monoalkylsulfonium carboxylates such as diphenylmethylsulfonium carboxylate, diphenylethylsulfonium carboxylate, triphenyl Sulfonium carboxylate. Also, triphenylsulfonium halides and triphenylsulfonium carboxylates can be preferably used.
また、本発明では硬化触媒として窒素含有シラン化合物を添加することができる。窒素含有シラン化合物としてはN-(3-トリエトキシシリプロピル)-4,5-ジヒドロイミダゾール等のイミダゾール環含有シラン化合物が挙げられる。 Further, in the present invention, a nitrogen-containing silane compound can be added as a curing catalyst. Nitrogen-containing silane compounds include imidazole ring-containing silane compounds such as N-(3-triethoxysilipropyl)-4,5-dihydroimidazole.
硬化触媒はポリオルガノシロキサン100質量部に対して、0.01~10質量部、または0.01~5質量部、または0.01~3質量部である。 The curing catalyst is 0.01 to 10 parts by weight, or 0.01 to 5 parts by weight, or 0.01 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polyorganosiloxane.
加水分解性シランを溶剤中で触媒を用いて加水分解し縮合し、得られた加水分解縮合物(ポリマー)は減圧蒸留等により副生成物のアルコールや用いた加水分解触媒や水を同時に除去することができる。また、加水分解に用いた酸を中和やイオン交換により取り除くことができる。そして本発明のポリシロキサンを含む被覆組成物では、その加水分解縮合物(ポリシロキサン)を含む被覆組成物は安定化のために有機酸を添加することができる。 The hydrolyzable silane is hydrolyzed and condensed in a solvent using a catalyst, and the resulting hydrolyzed condensate (polymer) is subjected to vacuum distillation or the like to simultaneously remove the by-product alcohol, the used hydrolysis catalyst, and water. be able to. Moreover, the acid used for hydrolysis can be removed by neutralization or ion exchange. In the coating composition containing the polysiloxane of the present invention, an organic acid can be added for stabilization of the coating composition containing the hydrolytic condensate (polysiloxane).
上記有機酸としては、例えばシュウ酸、マロン酸、メチルマロン酸、コハク酸、マレイン酸、リンゴ酸、酒石酸、フタル酸、クエン酸、グルタル酸、クエン酸、乳酸、サリチル酸等が挙げられる。中でも、シュウ酸、マレイン酸等が好ましい。加える有機酸は縮合物(ポリオルガノシロキサン)100質量部に対して0.1~5.0質量部である。 Examples of the organic acid include oxalic acid, malonic acid, methylmalonic acid, succinic acid, maleic acid, malic acid, tartaric acid, phthalic acid, citric acid, glutaric acid, citric acid, lactic acid and salicylic acid. Among them, oxalic acid, maleic acid and the like are preferable. The organic acid to be added is 0.1 to 5.0 parts by weight per 100 parts by weight of the condensate (polyorganosiloxane).
本発明では得られたポリシロキサンを用いてポリシロキサンを含む組成物を得ることができる。ポリシロキサンを含む組成物は、水、酸、及び硬化触媒からなる群から選ばれた一つ以上を含むことができる。 In the present invention, the obtained polysiloxane can be used to obtain a composition containing polysiloxane. A composition containing polysiloxane may contain one or more selected from the group consisting of water, acid, and a curing catalyst.
本発明のポリシロキサンを含む組成物は、上記の成分の他、必要に応じて有機ポリマー化合物、光酸発生剤及び界面活性剤等を含むことができる。 The composition containing the polysiloxane of the present invention can contain, if necessary, an organic polymer compound, a photoacid generator, a surfactant, and the like, in addition to the above components.
有機ポリマー化合物を使用することにより、本発明のポリシロキサンを含む組成物から形成されるレジスト下層膜のドライエッチング速度(単位時間当たりの膜厚の減少量)、減衰係数及び屈折率等を調整することができる。 By using the organic polymer compound, the dry etching rate (decrease in film thickness per unit time), attenuation coefficient, refractive index, etc. of the resist underlayer film formed from the composition containing the polysiloxane of the present invention can be adjusted. be able to.
光酸発生剤が使用される場合、その割合としては、縮合物(ポリオルガノシロキサン)100質量部に対して、0.01~30質量部、0.01~15質量部、または0.1~10質量部である。 When a photoacid generator is used, the ratio is 0.01 to 30 parts by weight, 0.01 to 15 parts by weight, or 0.1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the condensate (polyorganosiloxane) 10 parts by mass.
界面活性剤は、本発明のポリシロキサンを含む組成物を基板に塗布した際に、ピンホール及びストレーション等の発生を抑制するのに有効である。 Surfactants are effective in suppressing the occurrence of pinholes, striations, etc. when the composition containing the polysiloxane of the present invention is applied to a substrate.
本発明のポリシロキサンを含む組成物に含まれる界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等の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オクチルフエノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフエノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロツクコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、商品名エフトップEF301、EF303、EF352((株)トーケムプロダクツ製)、商品名メガファックF171、F173、R-08、R-30、R-30N、R-40LM(DIC(株)製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム(株)製)、商品名アサヒガードAG710,サーフロンS-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子(株)製)等のフッ素系界面活性剤、及びオルガノシロキサンポリマ-KP341(信越化学工業(株)製)等を挙げることができる。これらの界面活性剤は単独で使用してもよいし、また二種以上の組み合わせで使用することもできる。界面活性剤が使用される場合、その割合としては、縮合物(ポリオルガノシロキサン)100質量部に対して0.0001~5質量部、または0.001~1質量部、または0.01~1質量部である。 Examples of surfactants contained in the composition containing polysiloxane of the present invention include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether. polyoxyethylene alkylallyl ethers such as polyoxyethylene octylphenol ether and polyoxyethylene nonylphenol ether, polyoxyethylene/polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate , sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate and other sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan tristearate, trade names F-top EF301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products Co., Ltd.), trade name Megafac F171 , F173, R-08, R-30, R-30N, R-40LM (manufactured by DIC Corporation), Florard FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), trade names Asahiguard AG710, Surflon S-382, Fluorinated surfactants such as SC101, SC102, SC103, SC104, SC105 and SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), and organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). These surfactants may be used alone or in combination of two or more. When a surfactant is used, the ratio is 0.0001 to 5 parts by weight, or 0.001 to 1 part by weight, or 0.01 to 1 part by weight per 100 parts by weight of the condensate (polyorganosiloxane) part by mass.
また、本発明のポリシロキサンを含む組成物には、レオロジー調整剤及び接着補助剤等を添加することができる。レオロジー調整剤は、下層膜形成組成物の流動性を向上させるのに有効である。接着補助剤は、半導体基板またはレジストと下層膜の密着性を向上させるのに有効である。 Moreover, a rheology modifier, an adhesion aid, and the like can be added to the composition containing the polysiloxane of the present invention. Rheology modifiers are effective in improving the fluidity of the Underlayer film-forming composition. Adhesion aids are effective in improving the adhesion between the semiconductor substrate or resist and the underlying film.
本発明のポリシロキサンを含む組成物に使用される溶剤としては、前記の固形分を溶解できる溶剤であれば、特に制限なく使用することができる。そのような溶剤としては、例えば、ジエチルエーテル、ジi-プロピルエーテル、ジn-ブチルエーテル、ジn-ヘキシルエーテル、ジイソアミルエーテル、2-エチルヘキシルエーテル、エチレンオキシド、1,2-プロピレンオキシド、ジオキソラン、4-メチルジオキソラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ-2-エチルブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ヘキシルエーテル、エトキシトリグリコール、テトラエチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、メチルイソブチルカルビノール、プロピレングリコールモ
ノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエテルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2-ヒドロキシ-3-メチルブタン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸イソプロピル、乳酸ブチル、乳酸イソブチル、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸イソプロピル、ギ酸ブチル、ギ酸イソブチル、ギ酸アミル、ギ酸イソアミル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸ヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸イソブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、酪酸イソプロピル、酪酸ブチル、酪酸イソブチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、3-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-ヒドロキシ-3-メチル酪酸メチル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-メトキシブチルアセテート、3-メトキシプロピルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルプロピオネート、3-メチル-3-メトキシブチルブチレート、アセト酢酸メチル、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、4-ヘプタノン、シクロヘキサノン、N、N-ジメチルホルムアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、4-メチル-2-ペンタノール、及びγ-ブチロラクトン等を挙げることができる。ジnブチルエーテル、ジイソアミルエーテル等のエーテル系溶剤は好ましく用いることができる。これらの溶剤は単独で、または二種以上の組み合わせで使用することができる。
The solvent used in the composition containing the polysiloxane of the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve the above-mentioned solid content. Examples of such solvents include diethyl ether, di-i-propyl ether, di-n-butyl ether, di-n-hexyl ether, diisoamyl ether, 2-ethylhexyl ether, ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, dioxolane, 4 - methyldioxolane, dioxane, dimethyldioxane, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol Mono-2-ethyl butyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethoxytriglycol , tetraethylene glycol di-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether , dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, methyl Isobutyl carbinol, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoether ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 2-hydroxy ethyl propionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, pyruvic acid Methyl, ethyl pyruvate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol Monobutyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol dipropyl ether, propylene glycol dibutyl ether, ethyl lactate, propyl lactate , isopropyl lactate, butyl lactate, isobutyl lactate, methyl formate, ethyl formate, propyl formate, isopropyl formate, butyl formate, isobutyl formate, amyl formate, isoamyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, hexyl acetate, propion Methyl acid, ethyl propionate, propyl propionate, isopropyl propionate, butyl propionate, isobutyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, propyl butyrate, isopropyl butyrate, butyl butyrate, isobutyl butyrate, ethyl hydroxyacetate, 2-hydroxy-2 -ethyl methylpropionate, methyl 3-methoxy-2-methylpropionate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutyrate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, 3 -ethyl methoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methoxypropyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl propionate, 3-methyl-3-methoxybutyl butyrate , methyl acetoacetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl butyl ketone, 2-hept Thanone, 3-heptanone, 4-heptanone, cyclohexanone, N,N-dimethylformamide, N-methylacetamide, N,N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, 4-methyl-2-pentanol, γ-butyrolactone and the like can be mentioned. Ether solvents such as di-n-butyl ether and diisoamyl ether can be preferably used. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
以下、本発明のポリシロキサンを含む組成物が、レジスト下層膜形成組成物としての使用について説明する。 The use of the polysiloxane-containing composition of the present invention as a composition for forming a resist underlayer film will be described below.
半導体装置の製造に使用される基板(例えば、シリコンウエハー基板、シリコン/二酸化シリコン被覆基板、シリコンナイトライド基板、ガラス基板、ITO基板、ポリイミド基板、及び低誘電率材料(low-k材料)被覆基板等)の上に、スピナー、コーター等の適当な塗布方法により本発明のレジスト下層膜形成組成物が塗布され、その後、焼成することによりレジスト下層膜が形成される。焼成する条件としては、焼成温度80℃~250℃、焼成時間0.3~60分間の中から適宜、選択される。好ましくは、焼成温度150℃~250℃、焼成時間0.5~2分間である。ここで、形成される下層膜の膜厚としては、例えば、5~1000nmであり、または20~500nmであり、または50~300nmであり、または50~200nmである。 Substrates used in the manufacture of semiconductor devices, such as silicon wafer substrates, silicon/silicon dioxide coated substrates, silicon nitride substrates, glass substrates, ITO substrates, polyimide substrates, and low-k material coated substrates etc.), the resist underlayer film-forming composition of the present invention is applied by an appropriate coating method such as a spinner or a coater, and then baked to form a resist underlayer film. The firing conditions are appropriately selected from a firing temperature of 80° C. to 250° C. and a firing time of 0.3 to 60 minutes. Preferably, the firing temperature is 150° C. to 250° C. and the firing time is 0.5 to 2 minutes. Here, the film thickness of the underlayer film to be formed is, for example, 5 to 1000 nm, 20 to 500 nm, 50 to 300 nm, or 50 to 200 nm.
次いでそのレジスト下層膜の上に、例えばフォトレジストの層が形成される。フォトレジ
ストの層の形成は、周知の方法、すなわち、フォトレジスト組成物溶液の下層膜上への塗布及び焼成によって行なうことができる。フォトレジストの膜厚としては例えば50~10000nmであり、または50~2000nmであり、または50~1000nmである。
A layer of, for example, photoresist is then formed on the resist underlayer film. The formation of the photoresist layer can be carried out by a well-known method, ie, applying a solution of the photoresist composition onto the underlying film and baking. The film thickness of the photoresist is, for example, 50 to 10000 nm, 50 to 2000 nm, or 50 to 1000 nm.
本発明では基板上に有機下層膜を成膜した後、この上に本発明のレジスト下層膜を成膜し、更にその上にフォトレジストを被覆することができる。これによりフォトレジストのパターン幅が狭くなり、パターン倒れを防ぐ為にフォトレジストを薄く被覆した場合でも、適切なエッチングガスを選択することにより基板の加工が可能になる。例えば、フォトレジストに対して十分に早いエッチング速度となるフッ素系ガスをエッチングガスとして本発明のレジスト下層膜に加工が可能であり、また本発明のレジスト下層膜に対して十分に早いエッチング速度となる酸素系ガスをエッチングガスとして有機下層膜の加工が可能であり、更に有機下層膜に対して十分に早いエッチング速度となるフッ素系ガスをエッチングガスとして基板の加工を行うことができる。 In the present invention, after forming an organic underlayer film on a substrate, the resist underlayer film of the present invention can be formed thereon, and a photoresist can be further coated thereon. As a result, the pattern width of the photoresist is narrowed, and even if the photoresist is thinly coated to prevent pattern collapse, the substrate can be processed by selecting an appropriate etching gas. For example, the resist underlayer film of the present invention can be processed by using a fluorine-based gas that provides a sufficiently high etching rate for the photoresist as an etching gas, and the resist underlayer film of the present invention can be etched at a sufficiently high etching rate. The organic underlayer film can be processed by using the following oxygen-based gas as an etching gas, and the substrate can be processed by using a fluorine-based gas, which has a sufficiently high etching rate for the organic underlayer film, as an etching gas.
本発明のレジスト下層膜の上に形成されるフォトレジストとしては露光に使用される光に感光するものであれば特に限定はない。ネガ型フォトレジスト及びポジ型フォトレジストのいずれも使用できる。ノボラック樹脂と1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸エステルとからなるポジ型フォトレジスト、酸により分解してアルカリ溶解速度を上昇させる基を有するバインダーと光酸発生剤からなる化学増幅型フォトレジスト、酸により分解してフォトレジストのアルカリ溶解速度を上昇させる低分子化合物とアルカリ可溶性バインダーと光酸発生剤とからなる化学増幅型フォトレジスト、及び酸により分解してアルカリ溶解速度を上昇させる基を有するバインダーと酸により分解してフォトレジストのアルカリ溶解速度を上昇させる低分子化合物と光酸発生剤からなる化学増幅型フォトレジストなどがある。例えば、シプレー社製商品名APEX-E、住友化学工業(株)製商品名PAR710、及び信越化学工業(株)製商品名SEPR430等が挙げられる。また、例えば、Proc.SPIE,Vol.3999,330-334(2000)、Proc.SPIE,Vol.3999,357-364(2000)、やProc.SPIE,Vol.3999,365-374(2000)に記載されているような、含フッ素原子ポリマー系フォトレジストを挙げることができる。 The photoresist to be formed on the resist underlayer film of the present invention is not particularly limited as long as it is sensitive to the light used for exposure. Both negative and positive photoresists can be used. positive photoresist composed of novolac resin and 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester; A chemically amplified photoresist comprising a low-molecular compound that decomposes to increase the alkali dissolution rate of the photoresist, an alkali-soluble binder, and a photoacid generator, and a binder having a group that decomposes with an acid to increase the alkali dissolution rate. There is a chemically amplified photoresist composed of a low-molecular-weight compound and a photoacid generator, which are decomposed by acid to increase the rate of alkali dissolution of the photoresist. Examples thereof include APEX-E (trade name) manufactured by Shipley, PAR710 (trade name) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., SEPR430 (trade name) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and the like. Also, for example, Proc. SPIE, Vol. 3999, 330-334 (2000), Proc. SPIE, Vol. 3999, 357-364 (2000), and Proc. SPIE, Vol. 3999, 365-374 (2000).
次に、所定のマスクを通して露光が行なわれる。露光には、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)及びF2エキシマレーザー(波長157nm)、EUV等を使用することができる。露光後、必要に応じて露光後加熱(post exposure bake)を行なうこともできる。露光後加熱は、加熱温度70℃~150℃、加熱時間0.3~10分間から適宜、選択された条件で行われる。 Next, exposure is performed through a predetermined mask. KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F2 excimer laser (wavelength 157 nm), EUV, etc. can be used for exposure. After exposure, a post exposure bake can be performed if necessary. The post-exposure heating is performed under conditions appropriately selected from a heating temperature of 70° C. to 150° C. and a heating time of 0.3 to 10 minutes.
また、本発明ではレジストとしてフォトレジストに変えて電子線リソグラフィー用レジスト、又はEUVリソグラフィー用レジストを用いることができる。電子線レジストとしてはネガ型、ポジ型いずれも使用できる。酸発生剤と酸により分解してアルカリ溶解速度を変化させる基を有するバインダーからなる化学増幅型レジスト、アルカリ可溶性バインダーと酸発生剤と酸により分解してレジストのアルカリ溶解速度を変化させる低分子化合物からなる化学増幅型レジスト、酸発生剤と酸により分解してアルカリ溶解速度を変化させる基を有するバインダーと酸により分解してレジストのアルカリ溶解速度を変化させる低分子化合物からなる化学増幅型レジスト、電子線によって分解してアルカリ溶解速度を変化させる基を有するバインダーからなる非化学増幅型レジスト、電子線によって切断されアルカリ溶解速度を変化させる部位を有するバインダーからなる非化学増幅型レジストなどがある。これらの電子線レジストを用いた場合も照射源を電子線としてフォトレジストを用いた場合と同様にレジストパターンを形成することができる。 Further, in the present invention, a resist for electron beam lithography or a resist for EUV lithography can be used in place of the photoresist as the resist. Both negative type and positive type electron beam resists can be used. A chemically amplified resist consisting of an acid generator and a binder having a group that is decomposed by an acid to change the alkali dissolution rate, and an alkali-soluble binder, an acid generator, and a low-molecular-weight compound that is decomposed by an acid to change the alkali dissolution rate of the resist. a chemically amplified resist consisting of an acid generator, a binder having a group that is decomposed by an acid to change the alkali dissolution rate, and a low-molecular-weight compound that is decomposed by the acid to change the alkali dissolution rate of the resist, There are non-chemically amplified resists composed of a binder having a group that is decomposed by an electron beam to change the alkali dissolution rate, and non-chemically amplified resists composed of a binder having a site that is cut by an electron beam and changes the alkali dissolution rate. Even when these electron beam resists are used, a resist pattern can be formed in the same manner as when a photoresist is used with an electron beam as an irradiation source.
また、EUVレジストとしてはメタクリレート樹脂系レジスト、メタクリレート-ポリヒドロキシスチレンハイブリッド樹脂系レジスト、ポリヒドロキシスチレン樹脂系レジストを用いることができる。EUVレジストとしてはネガ型、ポジ型いずれも使用できる。酸発生剤と酸により分解してアルカリ溶解速度を変化させる基を有するバインダーからなる化学増幅型レジスト、アルカリ可溶性バインダーと酸発生剤と酸により分解してレジストのアルカリ溶解速度を変化させる低分子化合物からなる化学増幅型レジスト、酸発生剤と酸により分解してアルカリ溶解速度を変化させる基を有するバインダーと酸により分解してレジストのアルカリ溶解速度を変化させる低分子化合物からなる化学増幅型レジスト、EUV光によって分解してアルカリ溶解速度を変化させる基を有するバインダーからなる非化学増幅型レジスト、EUV光によって切断されアルカリ溶解速度を変化させる部位を有するバインダーからなる非化学増幅型レジストなどがある。 As the EUV resist, a methacrylate resin resist, a methacrylate-polyhydroxystyrene hybrid resin resist, and a polyhydroxystyrene resin resist can be used. Either a negative type or a positive type can be used as the EUV resist. A chemically amplified resist consisting of an acid generator and a binder having a group that is decomposed by an acid to change the alkali dissolution rate, and an alkali-soluble binder, an acid generator, and a low-molecular-weight compound that is decomposed by an acid to change the alkali dissolution rate of the resist. a chemically amplified resist consisting of an acid generator, a binder having a group that is decomposed by an acid to change the alkali dissolution rate, and a low-molecular-weight compound that is decomposed by the acid to change the alkali dissolution rate of the resist, There are non-chemically amplified resists composed of binders having groups that are decomposed by EUV light to change the alkali dissolution rate, and non-chemically amplified resists composed of binders that are cleaved by EUV light and have sites that change the alkali dissolution rate.
次いで、現像液(例えばアルカリ現像液)によって現像が行なわれる。これにより、例えばポジ型フォトレジストが使用された場合は、露光された部分のフォトレジストが除去され、フォトレジストのパターンが形成される。 Development is then carried out with a developer (for example, an alkaline developer). This removes the exposed portions of the photoresist and forms a pattern of the photoresist, for example, if a positive photoresist is used.
現像液としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物の水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリンなどの水酸化四級アンモニウムの水溶液、エタノールアミン、プロピルアミン、エチレンジアミンなどのアミン水溶液等のアルカリ性水溶液を例として挙げることができる。さらに、これらの現像液に界面活性剤などを加えることもできる。現像の条件としては、温度5~50℃、時間10~600秒から適宜選択される。 Examples of the developer include aqueous solutions of alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide, aqueous solutions of tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, quaternary ammonium hydroxides such as choline, ethanolamine, propylamine, Examples include aqueous alkaline solutions such as aqueous solutions of amines such as ethylenediamine. Furthermore, a surfactant or the like can be added to these developers. The development conditions are appropriately selected from a temperature of 5 to 50° C. and a time of 10 to 600 seconds.
また、本発明では現像液として有機溶剤を用いることができる。露光後に現像液(溶剤)によって現像が行なわれる。これにより、例えばポジ型フォトレジストが使用された場合は、露光されない部分のフォトレジストが除去され、フォトレジストのパターンが形成される。 Also, in the present invention, an organic solvent can be used as the developer. After exposure, development is performed with a developer (solvent). This removes the unexposed portions of the photoresist and forms a pattern of the photoresist, for example, if a positive photoresist is used.
現像液としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、2-メトキシブチルアセテート、3-メトキシブチルアセテート、4-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、3-エチル-3-メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、2-エトキシブチルアセテート、4-エトキシブチルアセテート、4-プロポキシブチルアセテート、2-メトキシペンチルアセテート、3-メトキシペンチルアセテート、4-メトキシペンチルアセテート、2-メチル-3-メトキシペンチルアセテート、3-メチル-3-メトキシペンチルアセテート、3-メチル-4-メトキシペンチルアセテート、4-メチル-4-メトキシペンチルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、ピルビン酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸メチル、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
イソプロピル、2-ヒドロキシプロピオン酸メチル、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、メチル-3-メトキシプロピオネート、エチル-3-メトキシプロピオネート、エチル-3-エトキシプロピオネート、プロピル-3-メトキシプロピオネート等を例として挙げることができる。さらに、これらの現像液に界面活性剤などを加えることもできる。現像の条件としては、温度5~50℃、時間10~600秒から適宜選択される。
Examples of the developer include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, and ethylene glycol monopropyl. ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, 2-methoxybutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 4-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-ethyl-3-methoxybutyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether Acetate, 2-ethoxybutyl acetate, 4-ethoxybutyl acetate, 4-propoxybutyl acetate, 2-methoxypentyl acetate, 3-methoxypentyl acetate, 4-methoxypentyl acetate, 2-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3- Methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-4-methoxypentyl acetate, 4-methyl-4-methoxypentyl acetate, propylene glycol diacetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate , propyl lactate, ethyl carbonate, propyl carbonate, butyl carbonate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, butyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, propionate isopropyl acid, methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, methyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxypropionate, propyl-3-methoxypropionate Examples include pionates and the like. Furthermore, a surfactant or the like can be added to these developers. The development conditions are appropriately selected from a temperature of 5 to 50° C. and a time of 10 to 600 seconds.
そして、このようにして形成されたフォトレジスト(上層)のパターンを保護膜として本発明のレジスト下層膜(中間層)の除去が行われ、次いでパターン化されたフォトレジスト及び本発明のレジスト下層膜(中間層)からなる膜を保護膜として、有機下層膜(下層)の除去が行われる。最後に、パターン化された本発明のレジスト下層膜(中間層)及び有機下層膜(下層)を保護膜として、半導体基板の加工が行なわれる。 Then, using the pattern of the photoresist (upper layer) thus formed as a protective film, the resist underlayer film (intermediate layer) of the present invention is removed, and then the patterned photoresist and the resist underlayer film of the present invention are removed. The organic underlayer film (lower layer) is removed by using the film composed of the (intermediate layer) as a protective film. Finally, the semiconductor substrate is processed using the patterned resist underlayer film (intermediate layer) and the organic underlayer film (lower layer) of the present invention as protective films.
まず、フォトレジストが除去された部分の本発明のレジスト下層膜(中間層)をドライエッチングによって取り除き、半導体基板を露出させる。本発明のレジスト下層膜のドライエッチングにはテトラフルオロメタン(CF4)、トリフルオロメタン(CHF3)、パーフルオロシクロブタン(C4F8)、パーフルオロプロパン(C3F8)、トリフルオロメタン、一酸化炭素、アルゴン、酸素、窒素、六フッ化硫黄、ジフルオロメタン、三フッ化窒素及び三フッ化塩素、塩素、トリクロロボラン及びジクロロボラン等のガスを使用することができる。レジスト下層膜のドライエッチングにはハロゲン系ガスを使用することが好ましい。ハロゲン系ガスによるドライエッチングでは、基本的に有機物質からなるフォトレジストは除去されにくい。それに対し、シリコン原子を多く含む本発明のレジスト下層膜はハロゲン系ガスによって速やかに除去される。そのため、レジスト下層膜のドライエッチングに伴うフォトレジストの膜厚の減少を抑えることができる。そして、その結果、フォトレジストを薄膜で使用することが可能となる。レジスト下層膜のドライエッチングはフッ素系ガスによることが好ましく、フッ素系ガスとしては、例えば、テトラフルオロメタン(CF4)、トリフルオロメタン(CHF3)、パーフルオロシクロブタン(C4F8)、パーフルオロプロパン(C3F8)、トリフルオロメタン、及びジフルオロメタン(CH2F2)等が挙げられる。 First, the portion of the resist underlayer film (intermediate layer) of the present invention where the photoresist has been removed is removed by dry etching to expose the semiconductor substrate. For dry etching of the resist underlayer film of the present invention, tetrafluoromethane (CF 4 ), trifluoromethane (CHF 3 ), perfluorocyclobutane (C 4 F 8 ), perfluoropropane (C 3 F 8 ), trifluoromethane, Gases such as carbon oxide, argon, oxygen, nitrogen, sulfur hexafluoride, difluoromethane, nitrogen and chlorine trifluoride, chlorine, trichloroborane and dichloroborane can be used. It is preferable to use a halogen-based gas for the dry etching of the resist underlayer film. In dry etching with a halogen-based gas, the photoresist basically made of an organic substance is difficult to remove. In contrast, the resist underlayer film of the present invention containing a large amount of silicon atoms is quickly removed by a halogen-based gas. Therefore, reduction in the thickness of the photoresist accompanying dry etching of the resist underlayer film can be suppressed. And, as a result, it becomes possible to use the photoresist in a thin film. The dry etching of the resist underlayer film is preferably performed using a fluorine- based gas . Propane (C 3 F 8 ), trifluoromethane, difluoromethane (CH 2 F 2 ), and the like.
その後、パターン化されたフォトレジスト及び本発明のレジスト下層膜からなる膜を保護膜として有機下層膜の除去が行われる。有機下層膜(下層)は酸素系ガスによるドライエッチングによって行なわれることが好ましい。シリコン原子を多く含む本発明のレジスト下層膜は、酸素系ガスによるドライエッチングでは除去されにくいからである。 After that, the organic underlayer film is removed by using a film composed of the patterned photoresist and the resist underlayer film of the present invention as a protective film. The organic underlayer film (lower layer) is preferably dry-etched using an oxygen-based gas. This is because the resist underlayer film of the present invention containing a large amount of silicon atoms is difficult to remove by dry etching using an oxygen-based gas.
最後に、半導体基板の加工が行なわれる。半導体基板の加工はフッ素系ガスによるドライエッチングによって行なわれることが好ましい。 Finally, processing of the semiconductor substrate is performed. The semiconductor substrate is preferably processed by dry etching using a fluorine-based gas.
フッ素系ガスとしては、例えば、テトラフルオロメタン(CF4)、トリフルオロメタン(CHF3)、パーフルオロシクロブタン(C4F8)、パーフルオロプロパン(C3F8)、トリフルオロメタン、及びジフルオロメタン(CH2F2)等が挙げられる。 Examples of fluorine-based gases include tetrafluoromethane (CF 4 ), trifluoromethane (CHF 3 ), perfluorocyclobutane (C 4 F 8 ), perfluoropropane (C 3 F 8 ), trifluoromethane, and difluoromethane ( CH 2 F 2 ) and the like.
また、本発明のレジスト下層膜の上層には、フォトレジストの形成前に有機系の反射防止膜を形成することができる。そこで使用される反射防止膜組成物としては特に制限はなく、これまでリソグラフィープロセスにおいて慣用されているものの中から任意に選択して使用することができ、また、慣用されている方法、例えば、スピナー、コーターによる塗布及び焼成によって反射防止膜の形成を行なうことができる。 In addition, an organic antireflection film can be formed on the resist underlayer film of the present invention before forming the photoresist. The antireflection coating composition used there is not particularly limited, and can be used by arbitrarily selecting from those commonly used in the lithography process. The antireflection film can be formed by coating with a coater and baking.
また、本発明のレジスト下層膜形成組成物が塗布される基板は、その表面にCVD法などで形成された有機系または無機系の反射防止膜を有するものであってもよく、その上に本発明の下層膜を形成することもできる。 The substrate to which the composition for forming a resist underlayer film of the present invention is applied may have an organic or inorganic antireflection film formed on its surface by a CVD method or the like. Inventive underlayer films can also be formed.
本発明のレジスト下層膜形成組成物より形成されるレジスト下層膜は、また、リソグラフィープロセスにおいて使用される光の波長によっては、その光に対する吸収を有することがある。そして、そのような場合には、基板からの反射光を防止する効果を有する反射防止膜として機能することができる。さらに、本発明の下層膜は、基板とフォトレジストとの相互作用の防止するための層、フォトレジストに用いられる材料又はフォトレジストへの露光時に生成する物質の基板への悪作用を防ぐ機能とを有する層、加熱焼成時に基板から生成する物質の上層フォトレジストへの拡散を防ぐ機能を有する層、及び半導体基板誘電体層によるフォトレジスト層のポイズニング効果を減少させるためのバリア層等として使用することも可能である。 Depending on the wavelength of the light used in the lithography process, the resist underlayer film formed from the resist underlayer film-forming composition of the present invention may also absorb light. In such a case, it can function as an antireflection film having an effect of preventing reflected light from the substrate. Furthermore, the underlayer film of the present invention is a layer for preventing interaction between the substrate and the photoresist, and has a function of preventing adverse effects on the substrate of materials used for the photoresist or substances generated when the photoresist is exposed to light. layer, a layer having a function of preventing diffusion of substances generated from the substrate during heating and baking into the upper photoresist layer, and a barrier layer for reducing the poisoning effect of the photoresist layer by the dielectric layer of the semiconductor substrate. is also possible.
また、レジスト下層膜形成組成物より形成されるレジスト下層膜は、デュアルダマシンプロセスで用いられるビアホールが形成された基板に適用され、ホールを隙間なく充填することができる埋め込み材として使用できる。また、凹凸のある半導体基板の表面を平坦化するための平坦化材として使用することもできる。 In addition, the resist underlayer film formed from the resist underlayer film-forming composition can be applied to a substrate in which via holes used in a dual damascene process are formed, and can be used as a filling material capable of filling the holes without gaps. It can also be used as a planarizing material for planarizing the uneven surface of a semiconductor substrate.
また、EUVレジストの下層膜としてはハードマスクとしての機能以外に以下の目的にも使用できる。EUVレジストとインターミキシングすることなく、EUV露光(波長13.5nm)に際して好ましくない露光光、例えば上述のUVやDUV(ArF光、KrF光)の基板又は界面からの反射を防止することができるEUVレジストの下層反射防止膜として、上記レジスト下層膜形成組成物を用いることができる。EUVレジストの下層で効率的に反射を防止することができる。EUVレジスト下層膜として用いた場合は、プロセスはフォトレジスト用下層膜と同様に行うことができる。 In addition to the function as a hard mask, the underlayer film of the EUV resist can also be used for the following purposes. Without intermixing with the EUV resist, EUV that can prevent unfavorable exposure light (wavelength 13.5 nm), such as the above-mentioned UV and DUV (ArF light, KrF light), from being reflected from the substrate or interface. The composition for forming a resist underlayer film can be used as a resist underlayer antireflection film. Reflections can be effectively prevented under the EUV resist. When used as an EUV resist underlayer film, the process can be performed in the same manner as for the photoresist underlayer film.
本発明で得られたポリシロキサンを含む組成物が、リバース材として使用することができる。基板上にレジストを塗布する工程(1)、レジストを露光と現像する工程(2)、現像中又は現像後のレジストパターンに本発明で得られたポリシロキサンを含む組成物を塗布する工程(3)、レジストパターンをエッチング除去してパターンを反転させる工程(4)を含む半導体装置の製造方法である。 A composition containing polysiloxane obtained in the present invention can be used as a reverse material. Step (1) of applying a resist onto a substrate, step (2) of exposing and developing the resist, and step (3) of applying a composition containing the polysiloxane obtained by the present invention to the resist pattern during or after development. ), and a step (4) of removing the resist pattern by etching to reverse the pattern.
上記組成物は粗と密なレイアウトを有するレジストパターン上に被覆されるものである。 The above composition is coated on a resist pattern having coarse and fine layouts.
上記組成物は被覆される前のレジストパターンが、ナノインプリントで形成されたものを用いることができる。 A resist pattern formed by nanoimprint before being coated with the above composition can be used.
工程(1)に用いられるフォトレジストとしては上述のレジストを用いることができる。 As the photoresist used in step (1), the above resists can be used.
レジスト溶液は塗布した後に焼成温度70~150℃で、焼成時間0.5~5分間行い、レジスト膜厚は10~1000nmの範囲で得られる。レジスト溶液や現像液や以下に示す塗布材料は、スピンコート、ディップ法、スプレー法等で被覆できるが、特にスピンコート法が好ましい。レジストの露光は所定のマスクを通して露光が行なわれる。露光には、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)及びEUV光(波長13.5nm)、電子線等を使用することができる。露光後、必要に応じて露光後加熱(PEB:Post Exposure Bake)を行なうこともできる。露光後加熱は、加熱温度70℃~150℃、加熱時間0.3~10分間から適宜、選択される。 After the resist solution is applied, it is baked at a temperature of 70 to 150° C. for a time of 0.5 to 5 minutes to obtain a resist film thickness in the range of 10 to 1000 nm. The resist solution, the developer, and the coating materials described below can be applied by spin coating, dipping, spraying, or the like, with spin coating being particularly preferred. Exposure of the resist is performed through a predetermined mask. A KrF excimer laser (wavelength: 248 nm), an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), EUV light (wavelength: 13.5 nm), an electron beam, or the like can be used for exposure. After exposure, post-exposure baking (PEB: Post Exposure Bake) can be performed as necessary. Post-exposure heating is appropriately selected from a heating temperature of 70° C. to 150° C. and a heating time of 0.3 to 10 minutes.
工程(1)の前に、基板上にレジスト下層膜を形成する工程(1-1)を含むことができる。レジスト下層膜は反射防止や有機系のハードマスク機能を有するものである。 A step (1-1) of forming a resist underlayer film on the substrate can be included before step (1). The resist underlayer film has antireflection and organic hard mask functions.
工程(1)のレジストの形成が、半導体基板上にレジスト下層膜が形成され、その上にレジストを形成する工程(1-1)を行うことができる。 The formation of the resist in the step (1) can be replaced by the step (1-1) of forming a resist underlayer film on the semiconductor substrate and forming the resist thereon.
また、工程(1-1)が、半導体基板上にレジスト下層膜を形成し、その上にケイ素のハードマスクを形成し、その上にレジストを形成させることができる。 Further, step (1-1) can form a resist underlayer film on the semiconductor substrate, form a silicon hard mask thereon, and form a resist thereon.
上記工程(1-1)で用いられるレジスト下層膜は上層レジストの露光時の乱反射を防止するものであり、また、レジストとの密着性を向上する目的で用いるものであり、例えばアクリル系樹脂やノボラック系樹脂を用いることができる。レジスト下層膜は半導体基板上に膜厚1~1000nmの被膜を形成することができる。 The resist lower layer film used in the above step (1-1) is intended to prevent irregular reflection of the upper layer resist during exposure, and is used for the purpose of improving adhesion to the resist. A novolac resin can be used. The resist underlayer film can be formed as a film with a film thickness of 1 to 1000 nm on the semiconductor substrate.
また上記工程(1-1)に用いられるレジスト下層膜は有機樹脂を用いたハードマスクであり、炭素含有量が高く水素含有量が低い材料が用いられる。例えばポリビニルナフタレン系樹脂、カルバゾールノボラック樹脂、フェノールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂等が挙げられる。これらは半導体基板上に膜厚5~1000nmで被膜を形成することができる。 The resist underlayer film used in the above step (1-1) is a hard mask using an organic resin, and a material with a high carbon content and a low hydrogen content is used. Examples thereof include polyvinylnaphthalene-based resins, carbazole novolak resins, phenol novolac resins, naphthol novolak resins, and the like. These can form a film with a film thickness of 5 to 1000 nm on a semiconductor substrate.
また上記工程(1-1)に用いられるケイ素のハードマスクとしては、加水分解性シランを加水分解して得られたポリシロキサンを用いることができる。例えば、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、及びフェニルトリエトキシシランを加水分解し得られるポリシロキサンを例示することができる。これらは上記レジスト下層膜の上に膜厚5~200nmで被膜を形成することができる。 Polysiloxane obtained by hydrolyzing a hydrolyzable silane can be used as the silicon hard mask used in the step (1-1). Examples include polysiloxanes obtained by hydrolyzing tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, and phenyltriethoxysilane. These can form a film with a thickness of 5 to 200 nm on the resist underlayer film.
工程(2)において、所定のマスクを通して露光が行なわれる。露光には、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)及びEUV(波長13.5nm)等を使用することができる。露光後、必要に応じて露光後加熱(post exposure bake)を行なうこともできる。露光後加熱は、加熱温度70℃~150℃、加熱時間0.3~10分間から適宜、選択された条件で行われる。 In step (2), exposure is performed through a predetermined mask. KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), EUV (wavelength 13.5 nm), or the like can be used for exposure. After exposure, a post exposure bake can be performed if necessary. The post-exposure heating is performed under conditions appropriately selected from a heating temperature of 70° C. to 150° C. and a heating time of 0.3 to 10 minutes.
次いで、現像液によって現像が行なわれる。これにより、例えばポジ型フォトレジストが使用された場合は、露光された部分のフォトレジストが除去され、フォトレジストのパターンが形成される。 Development is then performed with a developer. This removes the exposed portions of the photoresist and forms a pattern of the photoresist, for example, if a positive photoresist is used.
現像液としては、上述のアルカリ性現像液や有機溶剤の現像液を用いることができる。 As the developer, the above-described alkaline developer or organic solvent developer can be used.
さらに、現像液に界面活性剤などを加えることもできる。現像の条件としては、温度5~50℃、時間10~600秒から適宜選択される。 Furthermore, a surfactant or the like can be added to the developer. The development conditions are appropriately selected from a temperature of 5 to 50° C. and a time of 10 to 600 seconds.
工程(3)として、現像中又は現像後のレジストに本願の塗布組成物を塗布する。工程(3)において塗布組成物を加熱して形成することができる。加熱は焼成温度50~180℃で、0.5~5分間行われる。 As step (3), the coating composition of the present application is applied to the resist during or after development. It can be formed by heating the coating composition in step (3). Heating is performed at a firing temperature of 50 to 180° C. for 0.5 to 5 minutes.
そして、本願では工程(3)の後に塗膜表面をエッチバックしてレジストパターン表面を露出する工程(3-1)を含むことができる。これにより、後の工程(4)において、レジストパターン表面と塗布組成物の表面が一致し、レジストパターンと塗布組成物のガスエッチング速度の違いから、レジスト成分のみを除去し、塗布組成物による成分が残り、結果的にパターンの反転が生じる。エッチバックは塗布組成物が除去できるガス(例えばフッ素系ガス)によってレジストパターンの露出が行われる。 Further, the present application can include a step (3-1) of etching back the coating film surface to expose the resist pattern surface after the step (3). As a result, in the subsequent step (4), the surface of the resist pattern and the surface of the coating composition match, and due to the difference in gas etching rate between the resist pattern and the coating composition, only the resist component is removed, and the component by the coating composition is removed. remains, resulting in pattern reversal. Etching back is performed by exposing the resist pattern with a gas (for example, a fluorine-based gas) that can remove the coating composition.
工程(4)ではレジストパターンをエッチング除去してパターンを反転させる。工程(4
)において、ドライエッチングはテトラフルオロメタン、パーフルオロシクロブタン(C4F8)、パーフルオロプロパン(C3F8)、トリフルオロメタン、一酸化炭素、アルゴン、酸素、窒素、六フッ化硫黄、ジフルオロメタン、三フッ化窒素及び三フッ化塩素等のガスを用いて行われる。特に酸素系のガスによりドライエッチングが行われることが好ましい。
In step (4), the resist pattern is removed by etching to reverse the pattern. process (4
), dry etching is performed with tetrafluoromethane, perfluorocyclobutane ( C4F8 ), perfluoropropane ( C3F8 ), trifluoromethane, carbon monoxide , argon, oxygen, nitrogen, sulfur hexafluoride , difluoromethane , nitrogen trifluoride and chlorine trifluoride. In particular, dry etching is preferably performed using an oxygen-based gas.
これにより当初のレジストパターンを除去し、塗布組成物中に含まれていたパターン反転形成用ポリシロキサンによるリバースパターンが形成される。 As a result, the original resist pattern is removed, and a reverse pattern is formed by the pattern reversal forming polysiloxane contained in the coating composition.
(合成例1)
HTEOS:MTEOS=95モル%:5モル%から調製したポリシロキサンのシラノール基をメトキシ基でキャッピングする。
(Synthesis example 1)
HTEOS: MTEOS = 95 mol%: The silanol groups of the polysiloxane prepared from 5 mol% are capped with methoxy groups.
トリエトキシシラン(HTEOS)49.28g(全シラン中に95モル%含有する)、メチルトリエトキシシラン(MTEOS)2.82g(全シラン中に5モル%含有する)及びアセトン104.20gをフラスコに入れた。酢酸8.53mg、水8.53g、アセトン104.20gの混合液を入れた滴下ロートをフラスコに取りつけ、30℃以下に保ちながらゆっくり滴下した。その後室温下、65時間反応させた。その後、2,2-ジメトキシプロパン(キャッピング剤)62.82gを加え、65℃で1時間反応させた。反応終了後、ジイソアミルエーテル77.30gを仕込み、エバポレーターにセットし、反応中生成した低沸点成分を除去し、ポリシロキサン溶液97.32gを得た(式(5-1)相当)。尚、得られた反応生成物中の固形分は、焼成法により測定した結果、18.2質量%であった。 49.28 g of triethoxysilane (HTEOS) (containing 95 mol % of all silanes), 2.82 g of methyltriethoxysilane (MTEOS) (containing 5 mol % of all silanes) and 104.20 g of acetone were placed in a flask. I put it in. A dropping funnel containing a mixture of 8.53 mg of acetic acid, 8.53 g of water and 104.20 g of acetone was placed in the flask, and the mixture was slowly added dropwise while maintaining the temperature at 30°C or lower. After that, the mixture was reacted at room temperature for 65 hours. After that, 62.82 g of 2,2-dimethoxypropane (capping agent) was added and reacted at 65° C. for 1 hour. After completion of the reaction, 77.30 g of diisoamyl ether was charged and set in an evaporator to remove low boiling point components generated during the reaction to obtain 97.32 g of polysiloxane solution (corresponding to formula (5-1)). The solid content in the obtained reaction product was 18.2% by mass as a result of measurement by a calcination method.
1H-NMR(500MHz、CD3COCD3):δ=6.901(br、0.08H)、4.337(br、1.06H)、3.880(br、0.09H)、3.280(br、0.38H)、1.095(br、0.11H)、0.264(br、0.15H)
*Si-Meの積分値を0.15Hと仮定
キャッピング率:
(メトキシ基+エトキシ基)/(メトキシ基+エトキシ基+SiOH基)×100=69.2モル%
1 H-NMR (500 MHz, CD 3 COCD 3 ): δ=6.901 (br, 0.08H), 4.337 (br, 1.06H), 3.880 (br, 0.09H), 3. 280 (br, 0.38H), 1.095 (br, 0.11H), 0.264 (br, 0.15H)
* Assuming that the integral value of Si-Me is 0.15H Capping rate:
(Methoxy group + ethoxy group) / (methoxy group + ethoxy group + SiOH group) x 100 = 69.2 mol%
キャッピング率の算定は、原料シランの未加水分解のエトキシ基(Si-OC2H5)と、加水分解されたシラノール基をメトキシ基でキャッピング(Si-OCH3)したので、メトキシ基とエトキシ基からキャッピング率を算定した。
GPC(ポリスチレン換算):Mw=7325
Calculation of the capping ratio was performed by capping the unhydrolyzed ethoxy groups (Si—OC 2 H 5 ) and the hydrolyzed silanol groups of the starting silane with methoxy groups (Si—OCH 3 ). The capping rate was calculated from
GPC (converted to polystyrene): Mw = 7325
その後、上記のようにして得られたポリシロキサンを下表の割合で希釈し、孔径0.1μmのフィルターでろ過してポリシロキサン組成物を得た。 Thereafter, the polysiloxane obtained as described above was diluted at the ratio shown in the table below and filtered through a filter with a pore size of 0.1 μm to obtain a polysiloxane composition.
(合成例2)
HTEOS:MTEOS=95モル%:5モル%から調製したポリシロキサンのシラノール基をメトキシ基でキャッピングする。
(Synthesis example 2)
HTEOS: MTEOS = 95 mol%: The silanol groups of the polysiloxane prepared from 5 mol% are capped with methoxy groups.
トリエトキシシラン(HTEOS)32.86g(全シラン中に95モル%含有する)、メチルトリエトキシシラン(MTEOS)1.88g(全シラン中に5モル%含有する)及びアセトン46.31gをフラスコに入れた。酢酸5.68mg、水5.68g、アセトン34.73gの混合液を入れた滴下ロートをフラスコに取りつけ、30℃以下に保ち
ながらゆっくり滴下した。その後室温下、41時間反応させた。その後、2,2-ジメトキシプロパン(キャッピング剤)41.88gを加え、65℃で1時間反応させた。反応終了後、ジイソアミルエーテル60.66gを仕込み、エバポレーターにセットし、反応中生成した低沸点成分を除去し、ポリシロキサン溶液73.95gを得た(式(5-1)に相当)。尚、得られた反応生成物中の固形分は、焼成法により測定した結果、15.68質量%であった。
32.86 g of triethoxysilane (HTEOS) (containing 95 mol % of all silanes), 1.88 g of methyltriethoxysilane (MTEOS) (containing 5 mol % of all silanes) and 46.31 g of acetone were placed in a flask. I put it in. A dropping funnel containing a mixture of 5.68 mg of acetic acid, 5.68 g of water, and 34.73 g of acetone was added to the flask, and the mixture was slowly added dropwise while maintaining the temperature below 30°C. After that, the mixture was reacted at room temperature for 41 hours. After that, 41.88 g of 2,2-dimethoxypropane (capping agent) was added and reacted at 65° C. for 1 hour. After completion of the reaction, 60.66 g of diisoamyl ether was charged and set in an evaporator to remove low boiling point components generated during the reaction to obtain 73.95 g of polysiloxane solution (corresponding to formula (5-1)). The solid content in the obtained reaction product was 15.68% by mass as a result of measurement by a calcination method.
1H-NMR(500MHz、CD3COCD3):δ=6.941(br、0.11H)、4.345(br、0.87H)、3.849(br、0.09H)、3.306(br、0.31H)、1.286(br、0.20H)、0.258(br、0.15H)
*Si-Meの積分値を0.15Hと仮定
キャッピング率:
(メトキシ基+エトキシ基)/(メトキシ基+エトキシ基+SiOH基)×100=56.9モル%
1 H-NMR (500 MHz, CD 3 COCD 3 ): δ=6.941 (br, 0.11 H), 4.345 (br, 0.87 H), 3.849 (br, 0.09 H), 3. 306 (br, 0.31H), 1.286 (br, 0.20H), 0.258 (br, 0.15H)
* Assuming that the integral value of Si-Me is 0.15H Capping rate:
(Methoxy group + ethoxy group) / (methoxy group + ethoxy group + SiOH group) x 100 = 56.9 mol%
キャッピング率の算定は、原料シランの未加水分解のエトキシ基(Si-OC2H5)と、加水分解されたシラノール基をメトキシ基でキャッピング(Si-OCH3)したので、メトキシ基とエトキシ基からキャッピング率を算定した。
GPC(ポリスチレン換算):Mw=17251
Calculation of the capping ratio was performed by capping the unhydrolyzed ethoxy groups (Si—OC 2 H 5 ) and the hydrolyzed silanol groups of the starting silane with methoxy groups (Si—OCH 3 ). The capping rate was calculated from
GPC (converted to polystyrene): Mw = 17251
その後、上記のようにして得られたポリシロキサンを下表の割合で希釈し、孔径0.1μmのフィルターでろ過してポリシロキサン組成物を得た。 Thereafter, the polysiloxane obtained as described above was diluted at the ratio shown in the table below and filtered through a filter with a pore size of 0.1 μm to obtain a polysiloxane composition.
(比較合成例1)
HTEOS:MTEOS=95モル%:5モル%から調製したポリシロキサン溶液の製造。
(Comparative Synthesis Example 1)
Preparation of polysiloxane solution prepared from HTEOS:MTEOS = 95 mol%:5 mol%.
トリエトキシシラン(HTEOS)49.28g(全シラン中に95モル%含有する)、メチルトリエトキシシラン(MTEOS)2.82g(全シラン中に5モル%含有する)及びアセトン104.20gをフラスコに入れた。酢酸8.53mg、水8.53g、アセトン104.20gの混合液を入れた滴下ロートをフラスコに取りつけ、30℃以下に保ちながらゆっくり滴下した。その後室温下、65時間反応させた。反応終了後、ジイソアミルエーテル82.61gを仕込み、エバポレーターにセットし、反応中生成した低沸点成分を除去し、ポリシロキサン溶液102.17gを得た(式(5-1)に相当)。尚、得られた反応生成物中の固形分は、焼成法により測定した結果、17.66質量%であった。 49.28 g of triethoxysilane (HTEOS) (containing 95 mol % of all silanes), 2.82 g of methyltriethoxysilane (MTEOS) (containing 5 mol % of all silanes) and 104.20 g of acetone were placed in a flask. I put it in. A dropping funnel containing a mixture of 8.53 mg of acetic acid, 8.53 g of water and 104.20 g of acetone was placed in the flask, and the mixture was slowly added dropwise while maintaining the temperature at 30°C or lower. After that, the mixture was reacted at room temperature for 65 hours. After completion of the reaction, 82.61 g of diisoamyl ether was charged and set in an evaporator to remove low boiling point components generated during the reaction to obtain 102.17 g of polysiloxane solution (corresponding to formula (5-1)). The solid content in the obtained reaction product was 17.66% by mass as a result of measurement by a calcination method.
1H-NMR(500MHz、CD3COCD3):δ=6.849(br、0.19H)、4.355(br、0.98H)、3.848(br、0.02H)、1.217(br、0.05H)、0.262(br、0.15H)
*Si-Meの積分値を0.15Hと仮定
キャッピング率:
(メトキシ基+エトキシ基)/(メトキシ基+エトキシ基+SiOH基)×100=0.0モル%
GPC(ポリスチレン換算):Mw=8196
1 H-NMR (500 MHz, CD 3 COCD 3 ): δ=6.849 (br, 0.19H), 4.355 (br, 0.98H), 3.848 (br, 0.02H), 1. 217 (br, 0.05H), 0.262 (br, 0.15H)
* Assuming that the integral value of Si-Me is 0.15H Capping rate:
(Methoxy group + ethoxy group) / (methoxy group + ethoxy group + SiOH group) x 100 = 0.0 mol%
GPC (converted to polystyrene): Mw = 8196
その後、上記のようにして得られたポリシロキサンを下表の割合で希釈し、孔径0.1μmのフィルターでろ過してポリシロキサン組成物を得た。 Thereafter, the polysiloxane obtained as described above was diluted at the ratio shown in the table below and filtered through a filter with a pore size of 0.1 μm to obtain a polysiloxane composition.
(比較合成例2)
HTEOS:MTEOS=95モル%:5モル%から調製したポリシロキサン溶液の製造。
(Comparative Synthesis Example 2)
Preparation of polysiloxane solution prepared from HTEOS:MTEOS = 95 mol%:5 mol%.
トリエトキシシラン(HTEOS)32.86g(全シラン中に95モル%含有する)、メチルトリエトキシシラン(MTEOS)1.88g(全シラン中に5モル%含有する)及びアセトン46.31gをフラスコに入れた。酢酸5.68mg、水5.68g、アセトン34.73gの混合液を入れた滴下ロートをフラスコに取りつけ、30℃以下に保ちながらゆっくり滴下した。その後室温下、41時間反応させた。反応終了後、ジイソアミルエーテル58.07gを仕込み、エバポレーターにセットし、反応中生成した低沸点成分を除去し、ポリシロキサン溶液72.66gを得た(式(5-1)に相当)。尚、得られた反応生成物中の固形分は、焼成法により測定した結果、15.69質量%であった。 32.86 g of triethoxysilane (HTEOS) (containing 95 mol % of all silanes), 1.88 g of methyltriethoxysilane (MTEOS) (containing 5 mol % of all silanes) and 46.31 g of acetone were placed in a flask. I put it in. A dropping funnel containing a mixture of 5.68 mg of acetic acid, 5.68 g of water, and 34.73 g of acetone was added to the flask, and the mixture was slowly added dropwise while maintaining the temperature below 30°C. After that, the mixture was reacted at room temperature for 41 hours. After completion of the reaction, 58.07 g of diisoamyl ether was charged and set in an evaporator to remove low-boiling components generated during the reaction to obtain 72.66 g of polysiloxane solution (corresponding to formula (5-1)). The solid content in the obtained reaction product was 15.69% by mass as a result of measurement by a calcination method.
1H-NMR(500MHz、CD3COCD3):δ=6.925(br、0.23H)、4.320(br、0.88H)、0.254(br、0.15H)
*Si-Meの積分値を0.15Hと仮定
キャッピング率:
(メトキシ基+エトキシ基)/(メトキシ基+エトキシ基+SiOH基)×100=0.0モル%
GPC(ポリスチレン換算):Mw=20181
1 H-NMR (500 MHz, CD 3 COCD 3 ): δ = 6.925 (br, 0.23H), 4.320 (br, 0.88H), 0.254 (br, 0.15H)
* Assuming that the integral value of Si-Me is 0.15H Capping rate:
(Methoxy group + ethoxy group) / (methoxy group + ethoxy group + SiOH group) x 100 = 0.0 mol%
GPC (converted to polystyrene): Mw = 20181
その後、上記のようにして得られたポリシロキサンを下表の割合で希釈し、孔径0.1μmのフィルターでろ過してポリシロキサン組成物を得た。 Thereafter, the polysiloxane obtained as described above was diluted at the ratio shown in the table below and filtered through a filter with a pore size of 0.1 μm to obtain a polysiloxane composition.
(比較合成例3)
テトラエトキシシラン53.9g(全シラン中に50モル%含有する)、メチルトリエトキシシラン46.1g(全シラン中に50モル%含有する)及びアセトン100gをフラスコに入れた。このフラスコに、冷却管を取り付け調製しておいた塩酸水溶液(0.01モル/リットル) 32.6gを入れた滴下ロートをセットし、室温下で塩酸水溶液をゆっくり滴下し数分攪拌した。その後オイルバスにて85℃で4時間反応させた。反応終了後、反応溶液の入ったフラスコを放冷してからエバポレーターにセットし、反応中生成したエタノールを除去して反応生成物(ポリシロキサン)を得た(式(6-1)に相当)。さらに、エバポレーターを用いてアセトンをプロピレングリコールモノエチルエーテルに置換した。尚、得られた反応生成物中の固形分は、焼成法により測定した結果、13質量%であった。
GPC(ポリスチレン換算):Mw=3700
(Comparative Synthesis Example 3)
A flask was charged with 53.9 g of tetraethoxysilane (containing 50 mol % of the total silane), 46.1 g of methyltriethoxysilane (containing 50 mol % of the total silane) and 100 g of acetone. A dropping funnel containing 32.6 g of a prepared hydrochloric acid aqueous solution (0.01 mol/liter) fitted with a cooling tube was set in this flask, and the hydrochloric acid aqueous solution was slowly dropped at room temperature and stirred for several minutes. After that, the mixture was reacted at 85° C. for 4 hours in an oil bath. After completion of the reaction, the flask containing the reaction solution was allowed to cool, then set in an evaporator to remove the ethanol produced during the reaction to obtain a reaction product (polysiloxane) (corresponding to formula (6-1)). . Furthermore, acetone was replaced with propylene glycol monoethyl ether using an evaporator. The solid content in the obtained reaction product was 13% by mass as a result of measurement by a calcination method.
GPC (converted to polystyrene): Mw = 3700
その後、上記のようにして得られたポリシロキサンを下表の割合で希釈し、孔径0.1μmのフィルターでろ過してポリシロキサン組成物を得た。
(ポリシロキサン組成物の調整)
上記合成例1と2、比較合成例1と2と3で得られたポリシロキサン、溶媒を表1および表2に示す割合で混合し、0.1μmのフッ素樹脂製のフィルターで濾過することによって、ポリシロキサン組成物の溶液をそれぞれ調製した。下記表中のポリマーの添加割合はポリマー溶液の添加量ではなく、ポリマー自体の添加量を示した。
(Adjustment of polysiloxane composition)
The polysiloxanes obtained in Synthesis Examples 1 and 2 and Comparative Synthesis Examples 1, 2 and 3 and the solvent were mixed in the proportions shown in Tables 1 and 2, and filtered through a 0.1 μm fluororesin filter. , a solution of the polysiloxane composition was prepared, respectively. The addition ratio of the polymer in the table below indicates the addition amount of the polymer itself, not the addition amount of the polymer solution.
下記表中でジイソアミルエーテルはDIAE、硬化触媒としてマレイン酸はMA、硬化触媒としてN-(3-トリエトキシプロピル)-4,5-ジヒドロイミダゾールはIMIDTEOS、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートはPGMEA、溶剤としてプロピレングリコールモノエチルエーテルはPGEE、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルはPGMEと略した。各添加量は質量部で示した。 In the table below, diisoamyl ether is DIAE, maleic acid as a curing catalyst is MA, N-(3-triethoxypropyl)-4,5-dihydroimidazole as a curing catalyst is IMITTEOS, propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent is PGMEA, Propylene glycol monoethyl ether as a solvent is abbreviated as PGEE, and propylene glycol monomethyl ether as a solvent is abbreviated as PGME. Each addition amount is shown in parts by mass.
〔表1〕
表1
------------------------------------------------------------------
ポリマー 溶剤
------------------------------------------------------------------
実施例1 合成例1 DIAE
(質量部) 15.00 85.00
実施例2 合成例2 DIAE
(質量部) 15.00 85.00
比較例1 比較合成例1 DIAE
(質量部) 15.00 85.00
比較例2 比較合成例2 DIAE
(質量部) 15.00 85.00
------------------------------------------------------------------
[Table 1]
Table 1
-------------------------------------------------- ----------------
polymer solvent
-------------------------------------------------- ----------------
Example 1 Synthesis Example 1 DIAE
(Parts by mass) 15.00 85.00
Example 2 Synthesis Example 2 DIAE
(Parts by mass) 15.00 85.00
Comparative Example 1 Comparative Synthesis Example 1 DIAE
(Parts by mass) 15.00 85.00
Comparative Example 2 Comparative Synthesis Example 2 DIAE
(Parts by mass) 15.00 85.00
-------------------------------------------------- ----------------
〔表2〕
表2
--------------------------------------------------------------------------------
ポリマー 硬化触媒1 硬化触媒2 溶媒
--------------------------------------------------------------------------------比較例3 比較合成例3 MA IMIDTEOS PGME PGMEA PGEE 水
(質量部) 6.9 0.01 0.01 4.6 9.2 67.2 11.1
--------------------------------------------------------------------------------
[Table 2]
Table 2
-------------------------------------------------- ------------------------------
Polymer Curing catalyst 1 Curing catalyst 2 Solvent
-------------------------------------------------- ---------------------------------Comparative Example 3 Comparative Synthesis Example 3 MA IMIDTEOS PGME PGMEA PGEE Water (parts by mass) 6.9 0.01 0.01 4.6 9.2 67.2 11.1
-------------------------------------------------- ------------------------------
(ポリシロキサンの保存安定性)
上記合成例1と2のキャッピングポリシロキサン溶液と、比較合成例1と2のポリシロキサン溶液を40℃、-20℃で保存し、GPCにてMw(重量平均分子量)を比較した。その評価結果を表3、表4に示す。
(Storage stability of polysiloxane)
The capping polysiloxane solutions of Synthesis Examples 1 and 2 and the polysiloxane solutions of Comparative Synthesis Examples 1 and 2 were stored at 40° C. and −20° C., and Mw (weight average molecular weight) was compared by GPC. The evaluation results are shown in Tables 3 and 4.
〔表3〕
表3
-------------------------------------------------------------------------
実施例 1 実施例 1 実施例 2 実施例 2
-------------------------------------------------------------------------
ポリマー 合成例 1 合成例 1 合成例 2 合成例 2
温度 -20℃ 40℃ -20℃ 40℃
時間 1週間 1週間 1週間 1週間
-------------------------------------------------------------------------
Mw 8596 18938 18314 22032
-------------------------------------------------------------------------
[Table 3]
Table 3
-------------------------------------------------- -----------------------
Example 1 Example 1 Example 2 Example 2
-------------------------------------------------- -----------------------
Polymer Synthesis example 1 Synthesis example 1 Synthesis example 2 Synthesis example 2
Temperature -20°C 40°C -20°C 40°C
Time 1 week 1 week 1 week 1 week
-------------------------------------------------- -----------------------
Mw 8596 18938 18314 22032
-------------------------------------------------- -----------------------
〔表4〕
表4
-------------------------------------------------------------------------
比較例 1 比較例 1 比較例 2 比較例 2
-------------------------------------------------------------------------
ポリマー 比較合成例 1 比較合成例 1 比較合成例 2 比較合成例 2
温度 -20℃ 40℃ -20℃ 40℃
時間 1週間 1週間 1週間 1週間
-------------------------------------------------------------------------
Mw 33313 ゲル化 103127 ゲル化
-------------------------------------------------------------------------
[Table 4]
Table 4
-------------------------------------------------- -----------------------
Comparative Example 1 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Comparative Example 2
-------------------------------------------------- -----------------------
Polymer Comparative Synthesis Example 1 Comparative Synthesis Example 1 Comparative Synthesis Example 2 Comparative Synthesis Example 2
Temperature -20°C 40°C -20°C 40°C
Time 1 week 1 week 1 week 1 week
-------------------------------------------------- -----------------------
Mw 33313 gelled 103127 gelled
-------------------------------------------------- -----------------------
上記表に示すようにシラノール基を保護したポリシロキサン溶液は、シラノール基が未保護のポリシロキサン溶液と比較して、Mw(重量平均分子量)の増大が少なく、ゲル化が起こりにくいため、保存安定性に優れていることが分かる。 As shown in the above table, the polysiloxane solution with the silanol groups protected has a smaller increase in Mw (weight average molecular weight) than the polysiloxane solution with the unprotected silanol groups, and gelation is less likely to occur. It can be seen that it is superior in quality.
(Si基板上での平坦化性評価)
実施例1と2、比較例1と2におけるポリシロキサン組成物について、下記のように平坦化性評価を行った。その評価結果を表5に示す。
(Evaluation of flatness on Si substrate)
The polysiloxane compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated for planarization as follows. Table 5 shows the evaluation results.
溝の深さ200nm、幅800nmの段差基板上に、スピンコーターを用いて、回転数1500rpm、60秒間の条件にて、実施例1のポリシロキサン組成物を塗布し、その後100℃で1分間ベークした。同様に、実施例2、比較例1、2のポリシロキサン組成物を塗布し、ホットプレート上で1分間、100℃で加熱し、ポリシロキサン組成物膜(膜厚180nmに調製)を作成した。次いで、得られたポリシロキサン組成物膜について、断面SEMにより断面の形状を観察し、平坦化性を評価した。深さ200nm、幅800nmの溝パターンを観察し、溝底部を基準として最も膜厚の低い箇所と最も膜厚が高い箇所の膜厚を測定し、膜厚差を算出し、膜厚差が少ないものほど平坦化性が良好と評価した。 On a stepped substrate with a groove depth of 200 nm and a width of 800 nm, using a spin coater, the polysiloxane composition of Example 1 was applied at a rotation speed of 1500 rpm for 60 seconds, and then baked at 100 ° C. for 1 minute. bottom. Similarly, the polysiloxane compositions of Example 2 and Comparative Examples 1 and 2 were applied and heated on a hot plate at 100° C. for 1 minute to form polysiloxane composition films (prepared to have a film thickness of 180 nm). Next, the shape of the cross section of the obtained polysiloxane composition film was observed by cross-sectional SEM to evaluate the planarization property. Observe a groove pattern with a depth of 200 nm and a width of 800 nm, measure the film thickness at the lowest film thickness and the highest film thickness with reference to the groove bottom, calculate the film thickness difference, and find that the film thickness difference is small. It was evaluated that the flattening property was good as much as possible.
〔表5〕
表5
----------------------------------------
膜厚差
----------------------------------------
実施例1 35.8nm
実施例2 57.5nm
比較例1 89.3nm
比較例2 99.2nm
----------------------------------------
[Table 5]
Table 5
----------------------------------------
Film thickness difference
----------------------------------------
Example 1 35.8 nm
Example 2 57.5 nm
Comparative Example 1 89.3 nm
Comparative Example 2 99.2 nm
----------------------------------------
上記表に示すように、本発明の組成物を用いて形成したシロキサン塗布膜は比較例に対して、良好な平坦化性を示した。 As shown in the above table, the siloxane coating film formed using the composition of the present invention exhibited good planarization properties as compared with the comparative example.
(ドライエッチング速度の評価)
実施例1と2、比較例1と2のポリシロキサンを含む組成物の溶液をウェハ上にスピンコーターを用いて、回転数1500rpm、60秒間の条件にて塗布し、その後100℃で1分間ベークし、ポリシロキサン組成物の膜(膜厚180nmに調製)を形成した。
(Evaluation of dry etching rate)
The solutions of the polysiloxane-containing compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were applied onto the wafer using a spin coater at a rotation speed of 1500 rpm for 60 seconds, and then baked at 100° C. for 1 minute. Then, a polysiloxane composition film (prepared to have a film thickness of 180 nm) was formed.
これらの塗膜のドライエッチングを行い、塩素ガスのエッチングレート(エッチング速度:nm/分)を測定し、結果を表6に示した。 These coating films were dry-etched, and the chlorine gas etching rate (etching rate: nm/min) was measured.
なお、ドライエッチング速度の測定にエッチャーはLAM-2300(ラムリサーチ社製
)を用いた。
For measurement of the dry etching rate, LAM-2300 (manufactured by Lam Research) was used as an etcher.
〔表6〕
表6
-------------------------------------------
塩素ガスによるエッチング速度
-------------------------------------------
実施例1 4.9
実施例2 5.6
比較例1 3.6
比較例2 4.0
-------------------------------------------
[Table 6]
Table 6
--------------------------------------------
Etching rate by chlorine gas
--------------------------------------------
Example 1 4.9
Example 2 5.6
Comparative Example 1 3.6
Comparative Example 2 4.0
--------------------------------------------
上記表に示すように、本発明の組成物を用いて形成したシロキサン塗布膜は比較例と同程度の良好なエッチング耐性を示した。これは被覆組成物、又はレジスト組成物として使用した時に、形成されたパターンを用いて基盤を加工するときに良好なエッチング耐性を示すものである。 As shown in the above table, the siloxane coating film formed using the composition of the present invention exhibited good etching resistance comparable to that of the comparative example. When used as a coating composition or a resist composition, it exhibits good etching resistance when the pattern formed is used to process a substrate.
(電気絶縁性評価)
実施例1のポリシロキサンを含む組成物の溶液をウェハ上にスピンコーターを用いて、回転数1000rpm、60秒間の条件にて塗布し、その後110℃で1分間ベークし、ポリシロキサン組成物膜を形成した。同様に、比較例3の溶液を回転数1000rpm、60秒間の条件にて塗布し、その後205℃で1分間ベークし、ポリシロキサン組成物膜を形成した。得られた樹脂膜の電気絶縁性について、水銀プローバー(Four Dimensions社製、CVmap92A)による1MV/cm、3MV/cmの電界強度を樹脂膜に与えた際のリーク電流密度A/cm2を測定した。結果を表7に示した。
(electrical insulation evaluation)
A solution of the composition containing the polysiloxane of Example 1 was applied onto the wafer using a spin coater at a rotation speed of 1000 rpm for 60 seconds, and then baked at 110° C. for 1 minute to form a polysiloxane composition film. formed. Similarly, the solution of Comparative Example 3 was applied at 1000 rpm for 60 seconds and then baked at 205° C. for 1 minute to form a polysiloxane composition film. Regarding the electrical insulation of the obtained resin film, the leakage current density A/cm 2 was measured when an electric field strength of 1 MV/cm and 3 MV/cm was applied to the resin film using a mercury prober (manufactured by Four Dimensions, CVmap92A). . The results are shown in Table 7.
〔表7〕
表7
--------------------------------------------------------------------
膜厚 1MV/cm 3MV/cm
--------------------------------------------------------------------
実施例1 273nm 3.78E-09 2.03E-07
比較例3 177nm 2.63E-07 6.02E-06
--------------------------------------------------------------------
[Table 7]
Table 7
-------------------------------------------------- ------------------
Film thickness 1MV/cm 3MV/cm
-------------------------------------------------- ------------------
Example 1 273 nm 3.78E-09 2.03E-07
Comparative Example 3 177 nm 2.63E-07 6.02E-06
-------------------------------------------------- ------------------
上記表のように、本発明の組成物を用いて形成したシロキサン塗布膜は優れた絶縁性を示した。 As shown in the table above, the siloxane coating film formed using the composition of the present invention exhibited excellent insulating properties.
(耐熱性評価)
実施例1のポリシロキサンを含む組成物の溶液をウェハ上にスピンコーターを用いて、回転数1500rpm、60秒間の条件にて塗布し、その後110℃で1分間ベークし、ポリシロキサン組成物膜を形成した。得られた樹脂膜をスクレイパーにて削り取り、得られたサンプルの耐熱性をTG-DTA(NETZSCH社製、TG/DTA2010SR)にて測定した。ガスは窒素を使用し、試料を500℃まで10℃/分で昇温し、続けて、500℃で1時間保持し、重量減少を評価した。測定結果を表8に示した。
(Heat resistance evaluation)
A solution of the composition containing polysiloxane of Example 1 was applied onto the wafer using a spin coater at a rotation speed of 1500 rpm for 60 seconds, and then baked at 110° C. for 1 minute to form a polysiloxane composition film. formed. The obtained resin film was scraped off with a scraper, and the heat resistance of the obtained sample was measured by TG-DTA (TG/DTA2010SR manufactured by NETZSCH). Nitrogen was used as the gas, and the sample was heated to 500°C at a rate of 10°C/min and then held at 500°C for 1 hour to evaluate the weight loss. Table 8 shows the measurement results.
〔表8〕
表8
--------------------------------------------------------------------
室温から500℃ 500℃で1時間保持
までの重量減少 した時の重量減少
--------------------------------------------------------------------
実施例1 -4.8% 0.4%
比較例3 7.2% 1.6%
--------------------------------------------------------------------
[Table 8]
Table 8
-------------------------------------------------- ------------------
Room temperature to 500°C Hold at 500°C for 1 hour
Weight loss when weight loss to
-------------------------------------------------- ------------------
Example 1 -4.8% 0.4%
Comparative Example 3 7.2% 1.6%
-------------------------------------------------- ------------------
上記表のように、本発明の組成物を用いて形成したシロキサン塗布膜は500℃での重量減少が小さく、優れた耐熱性を示した。 As shown in the table above, the siloxane coating film formed by using the composition of the present invention had a small weight loss at 500° C. and exhibited excellent heat resistance.
高い耐熱性、絶縁性、耐エッチング性を有する水素化ポリシロキサンを、保存安定性を向上させた製造方法であり、保存安定性が向上することにより塗布膜として平坦化性も向上させた水素化ポリシロキサン組成部である。 A method of manufacturing hydrogenated polysiloxane with high heat resistance, insulation, and etching resistance with improved storage stability, and hydrogenation with improved storage stability and improved planarization as a coating film. This is the polysiloxane composition part.
Claims (1)
(式(1)中、R1はアルキル基、又はアリール基を示し、R2はアルコキシ基を示し、aは1~2の整数を示す。)で表される構造を有する上記化合物であり、
上記ポリシロキサンは、段差を含む基板の平坦化に用いられる平坦化膜を形成するための組成物に用いられるポリシロキサンである、又は多層レジスト法によるリソグラフィー工程でレジストと有機膜の間のハードマスクとして用いられる中間膜を形成するための組成物に用いられるポリシロキサンである、上記化合物。 A compound for capping silanol groups of polysiloxanes, the compound having formula (1):
(in formula (1), R 1 represents an alkyl group or an aryl group, R 2 represents an alkoxy group, and a represents an integer of 1 to 2) .
The polysiloxane is a polysiloxane used in a composition for forming a planarizing film used for planarizing a substrate including steps, or a hard mask between a resist and an organic film in a lithography process using a multilayer resist method. The above compound, which is a polysiloxane used in a composition for forming an intermediate film used as a .
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