JP4355939B2 - 半導体装置の絶縁膜形成用組成物およびシリカ系膜の形成方法 - Google Patents

半導体装置の絶縁膜形成用組成物およびシリカ系膜の形成方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4355939B2
JP4355939B2 JP2004216346A JP2004216346A JP4355939B2 JP 4355939 B2 JP4355939 B2 JP 4355939B2 JP 2004216346 A JP2004216346 A JP 2004216346A JP 2004216346 A JP2004216346 A JP 2004216346A JP 4355939 B2 JP4355939 B2 JP 4355939B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
group
acid
general formula
composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004216346A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006041052A (ja
Inventor
元 土屋
清太郎 服部
将宏 秋山
淳 塩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JSR Corp filed Critical JSR Corp
Priority to JP2004216346A priority Critical patent/JP4355939B2/ja
Priority to US11/184,964 priority patent/US7291567B2/en
Priority to EP05015904A priority patent/EP1619226A1/en
Priority to KR1020050066164A priority patent/KR100709644B1/ko
Priority to TW094124849A priority patent/TWI277154B/zh
Publication of JP2006041052A publication Critical patent/JP2006041052A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4355939B2 publication Critical patent/JP4355939B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02164Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon oxide, e.g. SiO2
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/24Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/10Block or graft copolymers containing polysiloxane sequences
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02126Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02318Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
    • H01L21/02345Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to radiation, e.g. visible light
    • H01L21/02348Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to radiation, e.g. visible light treatment by exposure to UV light
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/312Organic layers, e.g. photoresist
    • H01L21/3121Layers comprising organo-silicon compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314Inorganic layers
    • H01L21/316Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02205Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
    • H01L21/02208Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si
    • H01L21/02211Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si the compound being a silane, e.g. disilane, methylsilane or chlorosilane
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02282Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating

Description

本発明は、半導体装置の絶縁膜形成用組成物、シリカ系膜およびその形成方法、ならびに配線構造体および半導体装置に関する。
従来、大規模集積回路(LSI)などにおける半導体装置の配線層間絶縁膜として、CVD法などの真空プロセスにより形成されたシリカ(SiO)膜が多用されている。そして、近年、より均一な膜厚を有する配線層間絶縁膜を形成することを目的として、SOG(Spin on Glass)膜と呼ばれるアルコキシランの加水分解生成物を主成分とする塗布型の絶縁膜も使用されるようになっている。また、LSIの高集積化に伴い、MSQ(メチルシルセスキオキサン)に代表される有機シリカゾルを主成分とする低比誘電率の層間絶縁膜の開発も行なわれている(米国特許第6235101号明細書,米国特許第6413647号明細書,米国特許第6495264号明細書)。
これら有機シリカゾルの硬化は、ゾルに含まれるシラノール基を350℃〜500℃の加熱により脱水縮合反応させることにより達成され、半導体装置用の層間絶縁膜として相応しい、誘電率、機械的強度、化学的耐性を兼ね備えた絶縁膜を形成することができる。しかし、この有機シリカゾルの反応は、固相の反応であり、拡散律則により脱水縮合がなかなか進行せず、長時間、短くとも30分程度、通常は1時間以上の加熱を必要するという難点があった。この長時間の加熱処理を行うために、複数枚、通常は50枚〜150枚のウエハーを一度に処理できるバッチ熱処理炉が、スピンオンの低誘電率層間絶縁膜を処理する目的で使用されている。ただし、低誘電率層間絶縁膜を主に必要としている半導体ディバイスはロッジックディバイス分野であり、このロジックディバイスの配線製造工程は、ウエハーを短時間で一枚一枚処理していく枚葉プロセスに移行しつつある。これは、ロジックディバイスの主流であるASICやカスタムICが少量他品種生産である処に由来し、製造工程の自由度を向上させる目的で枚葉プロセスが製造プロセスの主流になってきているためである。
有機シリカゾルを主成分とする低誘電率層間絶縁膜組成物を短時間でキュアし、かつ強度を向上させる方法として、電子線を用いる方法が提唱されている(米国特許第6204201号明細書、欧州特許第1122770号明細書)。これらの方法は、加熱と同時に電子線を照射することで、シラノールの縮合反応のみならず、有機シリカ系膜中の有機基を積極的に分解、活性化し、Si−CHx−Siなどの新しい架橋を導入することができるという特徴を有する。電子線を用いると、通常5分以内の電子線照射処理で吸湿が少なく機械的強度も優れた膜が得られ、ウエハーの枚葉処理が可能になる。その一方で、電子線照射による電荷の蓄積がLSI中のトランジスタ構造にダメージを与える懸念もあり、電子線をもちいた低誘電率層間絶縁膜組成物の硬化には賛否両論が存在する(E. Mickler et al. Proceedings of the International Interconnect Conference, p190, 2004., Miyajima, et al. Proceedings of the International Interconnect Conference, p222, 2004.)。
電子線以外を用いて有機シリカゾルを主成分とする低誘電率層間絶縁膜組成物を短時間に硬化する手法として紫外線を用いる方法が考えられる。ここで、一旦、LSI用層間絶縁膜以外の技術に視点を転じてみる。シリカゾルおよびアルコキシシランに、紫外線照射により酸や塩基など発生しる光酸発生剤や光塩基発生剤を配合し、シラノールおよびアルコキシドの縮合反応を促進しシリカゾルをゲル化させる技術は、光ゾルゲル技術として公知であり、光導波路の形成などに応用されている(特開2000−109695号公報など)。このような光酸発生剤や光塩基発生剤を用いて硬化させたシリカ膜は、一般的に、残留シラノールが多く吸湿性が高く、その結果、誘電率も高い膜となってしまう。残留シラノールによる吸湿は、紫外線照射によるゲル化を行った後に250℃〜500℃程度で、一定時間以上(通常30分以上)加熱を行うことで減少させることは可能であるが、これでは、上述した加熱によるシリカ膜の硬化と何ら変わりはない。さらに、これら光酸発生剤や光塩基発生剤を含む組成物は、光酸発生剤、光塩基発生剤自身、さらにこれらより生成した酸や塩基性物質が電荷のキャリアとなり絶縁性を損なったり、また、配線金属を劣化させるなど、高い絶縁信頼性を要求されるLSI用半導体装置の絶縁膜としての品質を満たせないなどの問題点がある。
シロキサン化合物は、紫外線に対する透明性に優れているために、波長157nmの紫外線を用いるF2フォトレジストの主骨格としても盛んに研究されている(特開2002−288268号公報など)。この技術は、シロキサンをバックボーンとはするものの、基本的に、KrFやArF光源も用いた化学増感フォトレジストの原理を応用している。紫外線照射により光酸発生剤が酸性物質を発生し、この酸により開裂した化学結合がカルボン酸などの塩基性現像液に溶解しやすい官能基を生成するもので、紫外線によりシリカゾルの架橋反応を促進するものではない。
熱や電子線などで硬化された有機シリカ系膜の表面は疎水性に富んでおり、この表面疎水性を改良する目的で、紫外線照射を行う場合もある(米国特許第6383913号明細書、特開昭63−248710号公報、特開昭63−289939号公報、特公平8−29932号公報、特開2001−110802号公報など)。これらの技術は、空気中で紫外線を照射することにより発生するオゾンにより有機シリカ系膜の極表面を酸化し、疎水性表面をシラノールなどの反応性に富んだ親水性表面に改質することを特徴とする。この改質は、主に、上層に成膜される膜との接着性を向上させる目的で実施される。
このように、ポリシロキサン樹脂溶液もしくは有機シリカゾル溶液を、基板に塗布し、成膜後に紫外線を照射するという技術はかなり広く検討されている。ただし、LSI用半導体装置の層間絶縁膜を形成する目的で、紫外線を有機シリカゾルの硬化に積極的に用いる技術はこれまであまり報告されていない。数少ない先行例が、特開平3−30427号公報、特開平1−194980号公報、国際公開第03/025994号パンフレット、および米国特許出願公開第2004/0058090号公報に散見される。
特開平3−30427号公報は、テトラアルコキシシラン(たとえばテトラエトキシシラン:TEOS)をコロジオン中に溶解した溶液を半導体基板に塗布後、窒素雰囲気下で紫外線照射を行い低温で二酸化硅素膜を得るという技術である。揮発性の高いTEOSをコロジオンによって固定し、コロジオンの分解とTEOSの脱水縮合を紫外線照射によって促進することに特徴がある。また、特開平1−194980号公報は、有機シロキサン樹脂を基板に塗布後、254nmを主波長とする紫外線を200℃以下の温度の加熱下で照射し、紫外線により発生したオゾンにより有機シロキサン膜の表面を酸化し、引き続き400℃以上、特に900℃付近で加熱することにより、緻密化した二酸化硅素膜を得るという技術である。
一方、国際公開第03/025994号パンフレットおよび米国特許出願公開第2004/0058090号公報には、HSQ(水素化シルセスキオキサン)またはMSQを紫外線で硬化する手法が開示されている。この技術は、主に、酸素存在下でHSQまたは、HSQ/MSQ共縮合物に紫外線を照射することで、系中に発生した活性酸素(例えば、オゾンなど)がHSQ中のSi−Hの酸化を促進し、SiO結合が豊富なシリカ膜を形成するものである。また、これらの先行例には同手法がMSQに対しても有効であることが述べられているが、その場合でも酸素存在下の方がキュアに有効であることが述べられており、主に、活性酸素によるSiO結合が架橋反応の主たるメカニズムであると推定できる。このように、SiO結合を短時間に形成させることは他のキュア方法では実現困難であり、この紫外線を用いることが技術の一つの特徴であるが、この手法により形成されたシリカ膜は、SiO結合の増加により、弾性率や硬度の高い膜が得られる一方で、膜の親水性が上がり、吸湿や誘電率の上昇を招くという問題点も存在する。吸湿性の高い膜は、一般的に、半導体装置用層間絶縁膜の加工時の、RIE(リアクティブイオンエッチング)によるダメージを受けやすく、また、ウエット洗浄液に対する耐薬品性にも劣る。特に、絶縁膜自体がポーラスな構造を有する比誘電率kが2.5以下の低誘電率層間絶縁膜ではこの傾向は顕著である。したがって、
(a)光酸発生剤、光塩基発生剤、増感剤などのイオン性物質、電荷キャリアもしくは腐食性化合物の発生源を含まず、短時間で硬化可能な有機シリカゾル組成物、
(b)トランジスタ構造へのダメージが無く、枚葉プロセスで処理可能な有機シリカ系膜のキュア方法、
(c)吸湿性がなく疎水性に富んだ有機シリカ系膜、
(d)銅ダマシン構造の形成に耐えうる機械的強度を有する有機シリカ系膜、
がLSI用半導体装置の低誘電率層間絶縁膜およびその形成方法として望まれている。
また、通常、半導体装置に用いられる低誘電率絶縁膜用の有機シリカゾル組成物は、CMP(Chemical Mechanical Polishing)、パッケージングなどの力学的ストレスの生ずる工程での収率を考慮して、熱硬化後に得られた有機シリカ膜が高い弾性率を示すように、有機シリカゾルの組成を制御している(例えば米国特許第6495264号明細書)。具体的には、有機シリカゾル内の4つの酸素原子と結合したシリコン原子(以下、「Q成分」という)を、通常、40モル%以上に増やすことで、シリカ膜中の絶対的な架橋密度を上げる設計になっている。Q成分を上げることで架橋密度が上昇し、弾性率、硬度の高い膜が得られる。しかしながら、Q成分が有する架橋部位(シラノール)を完全に反応させることは難しく、Q成分を増やしすぎると熱硬化後の残留シラノールが多く、親水性で吸湿性の高い膜となってしまう。この弱点を補うため、通常、メチルトリアルコキシシランなどの疎水性基を有するアルコキシシランとの共縮合を塩基性触媒(例えば、アンモニアやテトラアルキルヒドロキシアンモニウム)を用いて行い縮合度の高いゾルを生成することでゾル中の絶対的なシラノール量を減らしたり(米国特許第6413647号明細書)、さらに、高縮合ゾルに追加で疎水化処理を行うなど工夫をしている(特開2004−59737号公報、特開2004−149714号公報)。ただし、このようなQ成分を多く含む有機シリカゾルは、依然、架橋密度が高く、分子鎖の運動性が低いため固相反応時の拡散障壁が非常に高い。このような、Q成分を多く含む有機シリカゾルの硬化を、たとえば400℃の温度で5分以内の紫外線照射を行っても、縮合反応が促進される兆候は全く見られない。このような有機シリカゾルを反応させるためには、やはり、30分以上の硬化時間が必要である。
米国特許第6235101号明細書 米国特許第6413647号明細書 米国特許第6495264号明細書 米国特許第6204201号明細書 欧州特許第1122770号明細書 特開2000−109695号公報 特開2002−288268号公報 米国特許第6383913号明細書 特開昭63−248710号公報 特開昭63−289939号公報 特公平8−29932号公報 特開2001−110802号公報 特開平3−30427号公報 特開平1−194980号公報 国際公開第03/025994号パンフレット 米国特許出願公開第2004/0058090号公報
本発明の目的は、高集積化および多層化が望まれているLSI用半導体装置の製造などにおいて好適に用いることができ、紫外線照射により加熱時間を従来より短縮することが可能であり、低比誘電率であり、機械的強度などに優れた絶縁膜を形成することができる半導体装置の絶縁膜形成用組成物を提供することにある。
本発明の他の目的は、本発明の絶縁膜形成組成物を用い、低比誘電率であり、機械的強度に優れ、さらに疎水性の高いシリカ系膜を従来より短い加熱時間で形成する方法、およびシリカ系膜を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、本発明のシリカ系膜を用いた配線構造体、および該配線構造体を含む半導体装置を提供することにある。
本発明に係る半導体装置の絶縁膜形成用組成物は、下記一般式(A)で表される化合物の群から選ばれた少なくとも1種のシラン化合物と、下記一般式(B)で表される化合物および下記一般式(C)で表される化合物の群から選ばれた少なくとも1種のシラン化合物とを、加水分解、縮合した加水分解縮合物ならびに有機溶媒を含み、熱および250nm以下の波長の紫外線を用いて硬化することができる。
Figure 0004355939
[式中、R〜Rは同一または異なり、アルキル基、アリール基を示し、Xは、下記一般式(A1)または下記一般式(A2)を示す。]
Figure 0004355939
[式中、Y〜Yは同一または異なり、水素原子、フッ素原子、アルキル基、アリール基を表し、YとY、またはYとYとの組み合わせで環を形成していても良い。]
(R−Si−(OR104−a・・・(B)
(式中、R、R10はアルキル基、アリール基、aは0〜3の整数を表す)
11 (R12O)3−bSi−(R15−Si(OR133−c14 ・・・(C)
[式中、R11〜R14は同一または異なり、それぞれアルキル基、アリール基を示し、bおよびcは同一または異なり、0〜2の数を示し、R15は酸素原子、フェニレン基または−(CH−で表される基(ここで、mは1〜6の整数である)、dは0または1を示す。]
本発明に係る半導体装置の絶縁膜形成用組成物は、シラン化合物中の前記一般式(A)で表される化合物が、60モル%以下であることができる。
本発明に係る半導体装置の絶縁膜形成用組成物は、前記一般式(B)で表される化合物および前記一般式(C)で表される化合物からなる群から選ばれる2種以上のシラン化合物を用いることができる。
本発明に係る半導体装置の絶縁膜形成用組成物は、前記一般式(B)で表される化合物および前記一般式(C)で表される化合物からなる群から選ばれる2種以上のシラン化合物が、アルキルトリアルコキシシランおよびテトラアルコキシシランであることができる。
本発明に係る半導体装置の絶縁膜形成用組成物においては、紫外線に活性な反応促進剤を含まないことができる。かかる反応促進剤としては、反応開始剤、酸発生剤、塩基発生剤および紫外線吸収機能を有する増感剤のいずれか、または2種以上の組合せであることができる。
本発明に係る半導体装置の絶縁膜形成用組成物においては、ナトリウム、カリウム、鉄の含有量がそれぞれ100ppb以下であることができる。
本発明に係るシリカ系膜の形成方法は、本発明の半導体装置の絶縁膜形成用組成物を基板に塗布し、塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を加熱する工程と、
前記塗膜に紫外線を照射して硬化処理を行う工程と、を含む。
本発明に係るシリカ系膜の形成方法においては、前記紫外線は、波長が250nm以下であることができる。
本発明のシリカ系膜の形成方法においては、加熱および紫外線の照射を同時に行うことができる。
本発明のシリカ系膜の形成方法においては、前記加熱は100〜450℃で行われることができる。
本発明のシリカ系膜は、比誘電率が1.5〜3.2、膜密度が0.7〜1.3g/cmおよび水に対する接触角が60゜以上であることができる。
本発明の配線構造体は、本発明のシリカ系膜を層間絶縁膜として用いている。また、本発明の半導体装置は、本発明の配線構造体を含む。
本発明の半導体装置の絶縁膜形成用組成物(以下、単に「膜形成用組成物」という)、すなわち、特定の組成範囲を持つ有機シリカゾルの組成物を、基板に塗布して乾燥した後に、加熱および紫外線の照射によって硬化(キュア)することで、低比誘電率であり、機械的強度などに優れた絶縁膜を形成することができる。
以下、本発明の膜形成用組成物およびシリカ系膜の形成方法における特徴について述べる。
以下に、本発明について具体的に説明する。
1.膜形成用組成物
本発明に係る膜形成用組成物は、下記一般式(A)で表される化合物の群から選ばれた少なくとも1種のシラン化合物と、下記一般式(B)、(C)で表される化合物の群から選ばれた少なくとも2種以上のシラン化合物とを加水分解、縮合した加水分解縮合物であって、下記一般式(A1)または(A2)で表される炭素−炭素二重結合を含む有機基を含有する加水分解縮合物(有機シリカゾル)と、有機溶媒と、を含み、熱および紫外線を用いて硬化される。
Figure 0004355939
[式中、R〜Rは同一または異なり、アルキル基を示し、Xは、下記一般式(A1)または下記一般式(A2)を示す。]
Figure 0004355939
[式中、Y〜Yは同一または異なり、水素原子、フッ素原子、アルキル基、アリール基を表し、YとY、またはYとYとの組み合わせで環を形成していても良い。]
(R−Si−(OR104−a・・・(B)
(式中、Rはアルキル基、アリール基、R10はアルキル基、アリール基、aは0〜3の整数を表す)
11 (R12O)3−bSi−(R15−Si(OR133−c14 ・・・(C)
[式中、R11〜R14は同一または異なり、それぞれアルキル基、アリール基を示し、bおよびcは同一または異なり、0〜2の数を示し、R15は酸素原子、フェニレン基または−(CH−で表される基(ここで、mは1〜6の整数である)、dは0または1を示す。]
以下、シラン化合物、組成、有機溶媒、添加剤などについて、具体的に説明する。
1.1.シラン化合物
前記一般式(A)で表される化合物(以下、「化合物1」ともいう)、前記一般式(B)で表される化合物(以下、「化合物2」ともいう)、前記一般式(C)で表される化合物(以下、「化合物3」ともいう)としては、以下のものを用いることができる。
1.1.1.化合物1
化合物1は、一般式(A)で表されるように、一般式(A1)または(A2)で示される炭素−炭素二重結合を有する有機基を含むシラン化合物である。
前記一般式(A)において、R〜Rは、同一または異なり、アルキル基、アリール基である。ここで、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、などが挙げられ、好ましくは炭素数1〜5であり、これらのアルキル基は鎖状でも、分岐していてもよく、さらに水素原子がフッ素原子などに置換されていてもよい。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、フルオロフェニル基などを挙げることができる。
前記一般式(A)において、Xは一般式(A1)または(A2)で表される。一般式(A1)または(A2)において、Y〜Yは同一または異なり、水素原子、フッ素原子、アルキル基、アリール基を表し、YとY、またはYとYとの組み合わせで環を形成していても良い。ここで、アルキル基、アリール基としては、前記一般式(A)のR〜Rとして例示したものと同様の基を挙げることができる。
一般式(A1)としては、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、1−ペンテニル基、1−ヘキサニル基、スチリル基、シクロペンタニル基、シクロヘキセニル基などを挙げることができる。
一般式(A2)としては、アリル基、2−メチルプロペニル基、2−ブテニル基、シンナミル基、シクロペンテニルメチル基、シクロヘキセニルメチル基などを挙げることができる。
これら一般式(A1)または(A2)で示される有機基において、ビニル基、アリル基、2−イソプロペニル基、スチリル基などを好ましい基として挙げることができる。
化合物1の具体例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ−n−プロポキシシラン、ビニルトリ−iso−プロポキシシラン、ビニルトリ−n−ブトキシシラン、ビニルトリ−sec−ブトキシシラン、ビニルトリ−tert−ブトキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、1−プロペニルトリメトキシシラン、1−プロペニルトリエトキシシラン、2−プロペニルトリメトキシシラン、2−プロペニルトリエトキシシラン、2−プロペニルトリ−n−プロポキシシラン、2−プロペニルトリ−iso−プロポキシシラン、2−プロペニルトリ−n−ブトキシシラン、2−プロペニルトリ−sec−ブトキシシラン、2−プロペニルトリ−tert−ブトキシシラン、2−プロペニルトリフェノキシシラン、1−ブテニルトリメトキシシラン、1−ブテニルトリエトキシシラン、1−ペンテニルトリメトキシシラン、1−ペンテニルトリエトキシシラン、1−ヘキセニルトリメトキシシラン、1−ヘキセニルトリエトキシシラン、スチリルトリメトキシシラン、スチリルトリエトキシシラン、スチリルトリ−n−プロポキシシラン、スチリルトリ−iso−プロポキシシラン、スチリルトリ−n−ブトキシシラン、スチリルトリ−sec−ブトキシシラン、スチリルトリ−tert−ブトキシシラン、スチリルトリフェノキシシラン、シクロペンテニルトリメトキシシラン、シクロペンテニルトリエトキシシラン、シクロヘキセニルトリメトキシシラン、シクロヘキセニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリ−n−プロポキシシラン、アリルトリ−iso−プロポキシシラン、アリルトリ−n−ブトキシシラン、アリルトリ−sec−ブトキシシラン、アリルトリ−tert−ブトキシシラン、アリルトリフェノキシシラン、2−メチルプロペニルトリメトキシシラン、2−メチルプロペニルトリエトキシシラン、2−ブテニルトリメトキシシラン、2−ブテニルトリエトキシシラン、(シクロペンテニル)メチルトリメトキシシラン、(シクロペンテニル)メチルトリエトキシシラン、(シクロヘキセニル)メチルトリメトキシシラン、(シクロヘキセニル)メチルトリエトキシシラン、ジビニルジメトキシシラン、ジビニルジエトキシシラン、ジビニルジ−n−プロポキシシラン、ジビニルジ−iso−プロポキシシラン、ジビニルジ−n−ブトキシシラン、ジビニルジ−sec−ブトキシシラン、ジビニルジ−tert−ブトキシシラン、ジビニルジフェノキシシラン、ジ−1−プロペニルジメトキシシラン、ジ−1−プロペニルジエトキシシラン、ジ−2−プロペニルジメトキシシラン、ジ−2−プロペニルジエトキシシラン、ジ−2−プロペニルジ−n−プロポキシシラン、ジ−2−プロペニルジ−iso−プロポキシシラン、ジ−2−プロペニルジ−n−ブトキシシラン、ジ−2−プロペニルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−2−プロペニルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−2−プロペニルジフェノキシシラン、ジ−1−ブテニルジメトキシシラン、ジ−1−ブテニルジエトキシシラン、ジ−1−ペンテニルジメトキシシラン、ジ−1−ペンテニルジエトキシシラン、ジ−1−ヘキサニルジメトキシシラン、ジ−1−ヘキサニルジエトキシシラン、ジスチリルジメトキシシラン、ジスチリルジエトキシシラン、ジスチリルジ−n−プロポキシシラン、ジスチリルジ−iso−プロポキシシラン、ジスチリルジ−n−ブトキシシラン、ジスチリルジ−sec−ブトキシシラン、ジスチリルジ−tert−ブトキシシラン、ジスチリルジフェノキシシラン、ジシクロペンテニルジメトキシシラン、ジシクロペンテニルジエトキシシラン、ジシクロヘキセニルジメトキシシラン、ジシクロヘキセニルジエトキシシラン、ジアリルジメトキシシラン、ジアリルジエトキシシラン、ジアリルジ−n−プロポキシシラン、ジアリルジ−iso−プロポキシシラン、ジアリルジ−n−ブトキシシラン、ジアリルジ−sec−ブトキシシラン、ジアリルジ−tert−ブトキシシラン、ジアリルジフェノキシシラン、ジ−2−メチルプロペニルジメトキシシラン、ジ−2−メチルプロペニルジエトキシシラン、ジ−2−ブテニルジメトキシシラン、ジ−2−ブテニルジエトキシシラン、ジ(シクロペンテニル)メチルジメトキシシラン、ジ(シクロペンテニル)メチルジエトキシシラン、ジ(シクロヘキセニル)メチルジメトキシシラン、ジ(シクロヘキセニル)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、メチルビニルジ−n−プロポキシシラン、メチルビニルジ−iso−プロポキシシラン、メチルビニルジ−n−ブトキシシラン、メチルビニルジ−sec−ブトキシシラン、メチルビニルジ−tert−ブトキシシラン、メチルビニルジフェノキシシラン、エチルビニルジメトキシシラン、エチルビニルジエトキシシラン、n−プロピルビニルジメトキシシラン、n−プロピルビニルジエトキシシラン、iso−プロピルビニルジメトキシシラン、iso−プロピルビニルジエトキシシラン、n−ブチルビニルジメトキシシラン、n−ブチルビニルジエトキシシラン、iso−ブチルビニルジメトキシシラン、iso−ブチルビニルジエトキシシラン、sec−ブチルビニルジメトキシシラン、sec−ブチルビニルジエトキシシラン、tert−ブチルビニルジメトキシシラン、tert−ブチルビニルジエトキシシラン、フェニルビニルジメトキシシラン、フェニルビニルジエトキシシラン、メチル−2−プロペニルジメトキシシラン、メチル−2−プロペニルジエトキシシラン、メチルスチリルジメトキシシラン、メチルスチリルジエトキシシラン、アリルメチルジメトキシシラン、アリルメチルジエトキシシラン、アリルメチルジ−n−プロポキシシラン、アリルメチルジ−iso−プロポキシシラン、アリルメチルジ−n−ブトキシシラン、アリルメチルジ−sec−ブトキシシラン、アリルメチルジ−tert−ブトキシシラン、アリルメチルジフェノキシシラン、アリルエチルジメトキシシラン、アリルエチルジエトキシシラン、アリル−n−プロピルジメトキシシラン、アリル−n−プロピルジエトキシシラン、アリル−iso−プロピルジメトキシシラン、アリル−iso−プロピルジエトキシシラン、アリル−n−ブチルジメトキシシラン、アリル−n−ブチルジエトキシシラン、アリル−iso−ブチルジメトキシシラン、アリル−iso−ブチルジエトキシシラン、アリル−sec−ブチルジメトキシシラン、アリル−sec−ブチルジエトキシシラン、アリル−tert−ブチルジメトキシシラン、アリル−tert−ブチルジエトキシシラン、アリルフェニルジメトキシシラン、アリルフェニルジエトキシシラン等を挙げることができる。
化合物1として特に好ましい化合物は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2−プロペニルトリメトキシシラン、2−プロペニルトリエトキシシラン、スチリルトリメトキシシラン、スチリルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、ジビニルジメトキシシラン、ジビニルジエトキシシラン、ジ−2−プロペニルジメトキシシラン、ジ−2−プロペニルジエトキシシラン、ジスチリルジメトキシシラン、ジスチリルジエトキシシラン、ジアリルジメトキシシラン、ジアリ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、アリルメチルジメトキシシラン、アリルメチルジエトキシシランなどである。
1.1.2.化合物2
前記一般式(B)において、R、R10としては、前記一般式(A)のR〜Rとして例示したものと同様の基を挙げることができる。
前記一般式(B)において、a=0の化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−iso−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、テトラフェノキシシランなどを挙げることができ、特に好ましい化合物としてはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシランが挙げられる。これらは、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
さらに、一般式(B)において、a=1の化合物としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−sec−ブトキシシラン、メチルトリ−tert−ブトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−n−プロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリ−n−ブトキシシラン、エチルトリ−sec−ブトキシシラン、エチルトリ−tert−ブトキシシラン、エチルトリフェノキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、n−プロピルトリイソプロポキシシラン、n−プロピルトリ−n−ブトキシシラン、n−プロピルトリ−sec−ブトキシシラン、n−プロピルトリ−tert−ブトキシシラン、n−プロピルトリフェノキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリ−n−プロポキシシラン、イソプロピルトリイソプロポキシシラン、イソプロピルトリ−n−ブトキシシラン、イソプロピルトリ−sec−ブトキシシラン、イソプロピルトリ−tert−ブトキシシラン、イソプロピルトリフェノキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、n−ブチルトリイソプロポキシシラン、n−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、n−ブチルトリ−sec−ブトキシシラン、n−ブチルトリ−tert−ブトキシシラン、n−ブチルトリフェノキシシラン、sec−ブチルトリメトキシシラン、sec−ブチルイソトリエトキシシラン、sec−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、sec−ブチルトリイソプロポキシシラン、sec−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、sec−ブチルトリ−sec−ブトキシシラン、sec−ブチルトリ−tert−ブトキシシラン、sec−ブチルトリフェノキシシラン、tert−ブチルトリメトキシシラン、tert−ブチルトリエトキシシラン、tert−ブチルト−n−プロポキシシラン、tert−ブチルトリイソプロポキシシラン、tert−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、tert−ブチルトリ−sec−ブトキシシラン、tert−ブチルトリ−tert−ブトキシシラン、tert−ブチルトリフェノキシシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリ−n−プロポキシシラン、トリイソプロポキシシラン、トリ−n−ブトキシシラン、トリ−sec−ブトキシシラン、トリ−tert−ブトキシシラン、トリフェノキシシランを挙げることができ、特に好ましい化合物としてはメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリ−iso−プロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシランが挙げられる。これらは、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
さらに、一般式(B)において、a=2の化合物としては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジ−n−プロポキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジ−n−ブトキシシラン、ジメチルジ−sec−ブトキシシラン、ジメチルジ−tert−ブトキシシラン、ジメチルジフェノキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジ−n−プロポキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラン、ジエチルジ−n−ブトキシシラン、ジエチルジ−sec−ブトキシシラン、ジエチルジ−tert−ブトキシシラン、ジエチルジフェノキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−n−プロポキシシラン、ジ−n−プロピルジイソプロポキシシラン、ジ−n−プロピルジ−n−ブトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−フェノキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジ−n−プロポキシシラン、ジイソプロピルジイソプロポキシシラン、ジイソプロピルジ−n−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−sec−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−tert−ブトキシシラン、ジイソプロピルジフェノキシシラン、ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−n−ブチルジイソプロポキシシラン、ジ−n−ブチルジ−n−ブトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−フェノキシシラン、ジ−sec−ブチルジメトキシシラン、ジ−sec−ブチルジエトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−sec−ブチルジイソプロポキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−n−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−フェノキシシラン、ジ−tert−ブチルジメトキシシラン、ジ−tert−ブチルジエトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−tert−ブチルジイソプロポキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−n−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−フェノキシシランが挙げられる。特に好ましい化合物は、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、などである。これらは、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
さらに、一般式(B)において、a=3の化合物としては、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチル−n−プロポキシシラン、トリメチルイソプロポキシシラン、トリメチル−n−ブトキシシラン、トリメチル−sec−ブトキシシラン、トリメチル−tert−ブトキシシラン、トリメチルフェノキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシランが挙げられる。特に好ましい化合物は、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリエチルメトキシシランが挙げられる。これらは、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
1.1.3.化合物3
前記一般式(C)において、R11〜R14としては、前記一般式(A)のR〜Rとして例示したものと同様の基を挙げることができる。
一般式(C)において、d=0の化合物としては、ヘキサメトキシジシラン、ヘキサエトキシジシラン、ヘキサフェノキシジシラン、1,1,1,2,2−ペンタメトキシ−2−メチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタエトキシ−2−メチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタフェノキシ−2−メチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタメトキシ−2−エチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタエトキシ−2−エチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタフェノキシ−2−エチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタメトキシ−2−フェニルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタエトキシ−2−フェニルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタフェノキシ−2−フェニルジシラン、1,1,2,2−テトラメトキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2−テトラエトキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2−テトラフェノキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2−テトラメトキシ−1,2−ジエチルジシラン、1,1,2,2−テトラエトキシ−1,2−ジエチルジシラン、1,1,2,2−テトラフェノキシ−1,2−ジエチルジシラン、1,1,2,2−テトラメトキシ−1,2−ジフェニルジシラン、1,1,2,2−テトラエトキシ−1,2−ジフェニルジシラン、1,1,2,2−テトラフェノキシ−1,2−ジフェニルジシラン、1,1,2−トリメトキシ−1,2,2−トリメチルジシラン、1,1,2−トリエトキシ−1,2,2−トリメチルジシラン、1,1,2−トリフェノキシ−1,2,2−トリメチルジシラン、1,1,2−トリメトキシ−1,2,2−トリエチルジシラン、1,1,2−トリエトキシ−1,2,2−トリエチルジシラン、1,1,2−トリフェノキシ−1,2,2−トリエチルジシラン、1,1,2−トリメトキシ−1,2,2−トリフェニルジシラン、1,1,2−トリエトキシ−1,2,2−トリフェニルジシラン、1,1,2−トリフェノキシ−1,2,2−トリフェニルジシラン、1,2−ジメトキシ−1,1,2,2−テトラメチルジシラン、1,2−ジエトキシ−1,1,2,2−テトラメチルジシラン、1,2−ジフェノキシ−1,1,2,2−テトラメチルジシラン、1,2−ジメトキシ−1,1,2,2−テトラエチルジシラン、1,2−ジエトキシ−1,1,2,2−テトラエチルジシラン、1,2−ジフェノキシ−1,1,2,2−テトラエチルジシラン、1,2−ジメトキシ−1,1,2,2−テトラフェニルジシラン、1,2−ジエトキシ−1,1,2,2−テトラフェニルジシラン、1,2−ジフェノキシ−1,1,2,2−テトラフェニルジシランなどを挙げることができる。
これらのうち、ヘキサメトキシジシラン、ヘキサエトキシジシラン、1,1,2,2−テトラメトキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2−テトラエトキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2−テトラメトキシ−1,2−ジフェニルジシラン、1,2−ジメトキシ−1,1,2,2−テトラメチルジシラン、1,2−ジエトキシ−1,1,2,2−テトラメチルジシラン、1,2−ジメトキシ−1,1,2,2−テトラフェニルジシラン、1,2−ジエトキシ−1,1,2,2−テトラフェニルジシランなどを、好ましい例として挙げることができる。
さらに、一般式(C)において、R15が−(CH−で表される基の化合物としては、ビス(トリメトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、ビス(トリ−n−プロポキシシリル)メタン、ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)メタン、ビス(トリ−n−ブトキシシリル)メタン、ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)メタン、ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)メタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)エタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−1−(トリメトキシシリル)メタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−1−(トリエトキシシリル)メタン、1−(ジ−n−プロポキシメチルシリル)−1−(トリ−n−プロポキシシリル)メタン、1−(ジ−iso−プロポキシメチルシリル)−1−(トリ−iso−プロポキシシリル)メタン、1−(ジ−n−ブトキシメチルシリル)−1−(トリ−n−ブトキシシリル)メタン、1−(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)−1−(トリ−sec−ブトキシシリル)メタン、1−(ジ−tert−ブトキシメチルシリル)−1−(トリ−tert−ブトキシシリル)メタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−2−(トリメトキシシリル)エタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−2−(トリエトキシシリル)エタン、1−(ジ−n−プロポキシメチルシリル)−2−(トリ−n−プロポキシシリル)エタン、1−(ジ−iso−プロポキシメチルシリル)−2−(トリ−iso−プロポキシシリル)エタン、1−(ジ−n−ブトキシメチルシリル)−2−(トリ−n−ブトキシシリル)エタン、1−(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)−2−(トリ−sec−ブトキシシリル)エタン、1−(ジ−tert−ブトキシメチルシリル)−2−(トリ−tert−ブトキシシリル)エタン、ビス(ジメトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジエトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−n−プロポキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−iso−プロポキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−n−ブトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−tert−ブトキシメチルシリル)メタン、1,2−ビス(ジメトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジエトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−n−プロポキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−iso−プロポキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−n−ブトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−tert−ブトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)ベンゼンなど挙げることができる。
これらのうち、ビス(トリメトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−1−(トリメトキシシリル)メタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−1−(トリエトキシシリル)メタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−2−(トリメトキシシリル)エタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−2−(トリエトキシシリル)エタン、ビス(ジメトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジエトキシメチルシリル)メタン、1,2−ビス(ジメトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジエトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼンなどを好ましい例として挙げることができる。
上述した任意化合物は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
1.1.4.シラン化合物の組成
本発明の膜形成用組成物において、前記化合物1で表される化合物の合計の使用量は、60モル%以下、より好ましくは5モル%以上50モル%以下である。化合物1の使用量が60モル%を超えると、一般式(A1)または(A2)で表される置換基同士での重合等の、脱離以外の副反応が起きて好ましくないことがある。
また、化合物2および化合物3からなる群から選ばれる化合物は少なくとも1種でよいが、化合物2および化合物3から選ばれる化合物を2種以上とすることで、絶縁膜を形成した際の性能のバランスが優れるものが得られる。
化合物2および化合物3からなる群から選ばれる化合物を2種以上使用する際に、アルキルトリアルコキシシランおよびテトラアルコキシシランを選択することが好ましい。
また、本発明の膜形成用組成物においては、紫外線活性を有する反応促進剤を含まないことができる。ここで、「反応促進剤」とは、反応開始剤、触媒(酸発生剤、塩基発生剤)および紫外線吸収機能を有する増感剤のいずれか、または2種以上の組合せを意味する。本発明の膜形成用組成物は、このような反応促進剤を含まなくとも、熱を併用した紫外線の照射のみで硬化(キュア)することができる点に特徴を有する。これは、化合物1の有機基Xが紫外線を吸収することによって、該有機基が励起・脱離することにより縮合反応が進行することによると考えられる。このことは、後述する実施例からも推定される。したがって、置換基の酸化や置換基同士の反応を開始させない範囲で、化合物1を含むことができる。
化合物1〜3で表される化合物を加水分解、縮合させる際に、一般式(A)〜(C)においてORで表される基1モル当たり、0.1〜100モルの水を用いることができる。
本発明の膜形成用組成物における加水分解・縮合物は、ポリスチレン換算重量平均分子量で500〜500,000であることが好ましい。分子量が大きすぎると、粒子が生成し、また、有機シリカ系膜内の細孔が大きくなりすぎて好ましくない。分子量が低すぎると、塗布性、また、保存安定性に問題が生じる。なお、完全加水分解縮合物とは、シロキサン化合物成分中ORで表される基が100%加水分解してOH基となり、完全に縮合したものを示す。
1.1.5.膜形成用組成物の製造方法
本発明の膜形成用組成物は、上述した化合物1〜3と水を含む有機溶媒を混合し、必要に応じて加熱することにより得ることができる。有機溶媒としては、1.2.で述べるものを用いることができる。
本発明において、加水分解縮合は、金属キレート化合物、酸性化合物、または塩基性化合物の存在下で行うことができる。なお、特に限定するものではないが、塗布、キュア後の絶縁膜の誘電率が、2.6〜3.2のものは、金属キレート化合物、または酸性化合物、誘電率が、1.5〜3.0のものは、塩基性化合物を用いて行うことができる。以下、金属キレート化合物、酸性化合物、および塩基性化合物それぞれについて説明する。
(金属キレート化合物)
化合物1〜3の加水分解縮合時に使用可能な金属キレート化合物は、下記一般式(1)で表される。
16 βM(OR17α−β ・・・・・(1)
〔式中、R16はキレート剤、Mは金属原子、R17は炭素数2〜5のアルキル基または炭素数6〜20のアリール基を示し、αは金属Mの原子価、βは1〜αの整数を表す。〕
ここで、金属Mとしては、IIIB族金属(アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム)およびIVA族金属(チタン、ジルコニウム、ハフニウム)より選ばれる少なくとも1種の金属であることが好ましく、チタン、アルミニウム、ジルコニウムがより好ましい。
金属キレート化合物の具体例としては、トリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−n−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリイソプロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−n−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−sec−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−tert−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−n−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−sec−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−tert−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−n−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノイソプロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−n−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−sec−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−tert−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、テトラキス(アセチルアセトナート)チタン、トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−n−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリイソプロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−n−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−sec−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−tert−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−n−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−sec−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−tert−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−n−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノイソプロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−sec−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−tert−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、テトラキス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)チタン、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)チタン、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)チタン、等のチタンキレート化合物;トリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−n−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリイソプロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−n−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−sec−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−tert−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−n−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−sec−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−tert−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−n−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノイソプロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−n−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−sec−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−tert−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、テトラキス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−n−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリイソプロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−n−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−sec−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−tert−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−n−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−sec−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−tert−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−n−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノイソプロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−sec−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−tert−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、等のジルコニウムキレート化合物;トリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリ−n−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリイソプロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリ−n−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリ−sec−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリ−tert−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−n−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−sec−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−tert−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノ−n−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノイソプロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノ−n−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノ−sec−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノ−tert−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、テトラキス(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリ−n−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリイソプロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリ−n−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリ−sec−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリ−tert−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジ−n−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジ−sec−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジ−tert−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ−n−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノイソプロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ−n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ−sec−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ−tert−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、等のアルミニウムキレート化合物;等の1種または2種以上が挙げられる。
特に、(CH(CH)HCO)4−tTi(CHCOCHCOCH,(CH(CH)HCO)4−tTi(CHCOCHCOOC(CO)4−tTi(CHCOCHCOCH,(CO)4−tTi(CHCOCHCOOC,(C(CH)CO)4−tTi(CHCOCHCOCH,(C(CH)CO)4−tTi(CHCOCHCOOC(CH(CH)HCO)4−tZr(CHCOCHCOCH(CH(CH)HCO)4−tZr(CHCOCHCOOC(CO)4−tZr(CHCOCHCOCH,(CO)4−tZr(CHCOCHCOOC,(C(CH)CO)4−tZr(CHCOCHCOCH,(C(CH)CO)4−tZr(CHCOCHCOOC(CH(CH)HCO)3−tAl(CHCOCHCOCH(CH(CH)HCO)3−tAl(CHCOCHCOOC(CO)3−tAl(CHCOCHCOCH,(CO)3−tAl(CHCOCHCOOC,(C(CH)CO)3−tAl(CHCOCHCOCH,(C(CH)CO)3−tAl(CHCOCHCOOC等の1種または2種以上が、使用される金属キレート化合物として好ましい。
金属キレート化合物の使用量は、加水分解縮合時の化合物1〜3成分の総量100重量部(完全加水分解縮合物換算)に対して、0.0001〜10重量部、好ましくは0.001〜5重量部である。金属キレート化合物の使用割合が0.0001重量部未満であると、塗膜の塗布性が劣る場合があり、10重量部を超えると塗膜のクラック耐性が低下することがある。また、金属キレート化合物は、加水分解縮合時に化合物1〜3成分とともに有機溶媒中にあらかじめ添加しておいてもよいし、水の添加時に水中に溶解あるいは分散させておいてもよい。
金属キレート化合物の存在下で化合物1〜3成分を加水分解縮合させる場合、化合物1〜3成分の総量1モル当たり0.5〜20モルの水を用いることが好ましく、1〜10モルの水を加えることが特に好ましい。添加する水の量が0.5モル未満であると塗膜の耐クラック性が劣る場合があり、20モルを越えると加水分解および縮合反応中のポリマーの析出やゲル化が生じる場合がある。また、水は断続的あるいは連続的に添加されることが好ましい。
(酸性化合物)
化合物1〜3成分との加水分解縮合時に使用可能な酸性化合物としては、有機酸または無機酸が例示できる。有機酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、マレイン酸、メチルマロン酸、アジピン酸、セバシン酸、没食子酸、酪酸、メリット酸、アラキドン酸、シキミ酸、2−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、安息香酸、p−アミノ安息香酸、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、マロン酸、スルホン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、コハク酸、メサコン酸、シトラコン酸、リンゴ酸、マロン酸、グルタル酸の加水分解物、無水マレイン酸の加水分解物、無水フタル酸の加水分解物などを挙げることができる。無機酸としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸などを挙げることができる。なかでも、加水分解および縮合反応中のポリマーの析出やゲル化のおそれが少ない点で有機酸が好ましく、このうち、カルボキシル基を有する化合物がより好ましく、なかでも、酢酸、シュウ酸、マレイン酸、ギ酸、マロン酸、フタル酸、フマル酸、イタコン酸、コハク酸、メサコン酸、シトラコン酸、リンゴ酸、マロン酸、グルタル酸、無水マレイン酸の加水分解物が特に好ましい。これらは1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
酸性化合物の使用量は、加水分解縮合時の化合物1〜3成分の総量100重量部(完全加水分解縮合物換算)に対して、0.0001〜10重量部、好ましくは0.001〜5重量部である。酸性化合物の使用割合が0.0001重量部未満であると、塗膜の塗布性が劣る場合があり、10重量部を超えると塗膜のクラック耐性が低下することがある。また、酸性化合物は、加水分解縮合時に化合物1〜3成分とともに有機溶媒中にあらかじめ添加しておいてもよいし、水の添加時に水中に溶解あるいは分散させておいてもよい。
酸性化合物の存在下で化合物1〜3成分を加水分解縮合させる場合、化合物1〜3成分の総量1モル当たり0.5〜20モルの水を用いることが好ましく、1〜10モルの水を加えることが特に好ましい。添加する水の量が0.5モル未満であると塗膜の耐クラック性が劣る場合があり、20モルを越えると加水分解および縮合反応中のポリマーの析出やゲル化が生じる場合がある。また、水は断続的あるいは連続的に添加されることが好ましい。
(塩基性化合物)
化合物1〜3成分との加水分解縮合時に使用可能な塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化セリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム、ピリジン、ピロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリン、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルモノエタノールアミン、モノメチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジアザビシクロオクラン、ジアザビシクロノナン、ジアザビシクロウンデセン、尿素、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラブチルアンモニウムハイドロオキサイド、ベンジルトリメチルアンモニウムハイドロオキサイド、コリン、などを挙げることができる。これらの中で、アンモニア、有機アミン類、アンモニウムハイドロオキサイド類を好ましい例として挙げることができ、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイドが特に好ましい。これらの塩基性化合物は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
塩基性化合物の使用量は、化合物1〜3成分のアルコキシル基の総量1モルに対して、通常、0.00001〜1モル、好ましくは0.00005〜0.5モルである。塩基性化合物の使用量が上記範囲内であれば、反応中のポリマーの析出やゲル化のおそれが少ない。
塩基性化合物の存在下で化合物1〜3成分を加水分解縮合させる場合、化合物1〜3成分の総量1モル当たり0.5〜150モルの水を用いることが好ましく、0.5〜130モルの水を加えることが特に好ましい。添加する水の量が0.5モル未満であると塗膜の耐クラック性が劣る場合があり、150モルを越えると加水分解および縮合反応中のポリマーの析出やゲル化が生じる場合がある。
この場合、水とともに、沸点100℃以下のアルコールを用いることが好ましい。ここで、沸点100℃以下のアルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノールを挙げることができる。沸点100℃以下のアルコールの使用量は、化合物1〜3成分の総量1モルに対して通常3〜100モル、好ましくは5〜80モルである。
なお、沸点100℃以下のアルコールは、化合物1〜3成分の加水分解および/またはその縮合の際に生じる場合があり、その含量が20重量%以下、好ましくは5重量%以下になるように蒸留などにより除去することが好ましい。また、添加剤として、オルソギ酸メチル等の脱水剤やさらなる金属錯体やレベリング剤が含まれていてもよい。
また、塩基性化合物の存在下で化合物1〜3成分から加水分解縮合物を得た後、本発明の膜形成用組成物(I)のpHを7以下に調整することが好ましい。pHを調整する方法としては、1)pH調整剤を添加する方法、2)常圧または減圧下で、組成物中から塩基性化合物を留去する方法、3)窒素、アルゴンなどのガスをバブリングすることにより、組成物中から(塩基性化合物を除去する方法、4)イオン交換樹脂により、組成物中から塩基性化合物を除去する方法、5)抽出や洗浄によって塩基性化合物を系外に除去する方法、などが挙げられる。これらの方法は、それぞれ、組み合わせて用いてもよい。
ここで、上記pH調整剤としては、無機酸や有機酸が挙げられる。無機酸としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸、ホウ酸、シュウ酸などを挙げることができる。また、有機酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、マレイン酸、メチルマロン酸、アジピン酸、セバシン酸、没食子酸、酪酸、メリット酸、アラキドン酸、シキミ酸、2−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、安息香酸、p−アミノ安息香酸、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、マロン酸、スルホン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、コハク酸、フマル酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、リンゴ酸、グルタル酸の加水分解物、無水マレイン酸の加水分解物、無水フタル酸の加水分解物などを挙げることができる。これら化合物は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
上記pH調整剤による組成物のpHは、7以下、好ましくは1〜6に調整される。上記pH調整剤により上記範囲内にpHを調整することにより、組成物(I)の貯蔵安定性が向上するという効果が得られる。pH調整剤の使用量は、組成物(I)のpHが上記範囲内となる量であり、その使用量は適宜選択される。
(有機溶媒)
本発明においては、シラン化合物1〜3を有機溶媒中で加水分解縮合を行なうことができる。ここで、有機溶媒としては、下記一般式(2)で表される溶剤であることが好ましい。
18O(CHCHCHO)γ19 ・・・・・(2)
〔R18およびR19は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜4のアルキル基またはCHCO−から選ばれる1価の有機基を示し、γは1〜2の整数を表す。〕
上記一般式(2)において、炭素数1〜4のアルキル基としては、先の一般式(1)においてアルキル基として示したものと同様のものを挙げることができる。
上記一般式(2)で表される有機溶媒としては、具体例には、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジアセテートなどが挙げられ、特にプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテートが好ましい。これらは1種または2種以上を同時に使用することができる。なお、上記一般式(2)で表される溶剤とともに、エステル系溶媒やアミド系溶媒等の他の溶剤が多少含まれていてもよい。
本発明の膜形成用組成物の全固形分濃度は、好ましくは0.1〜10重量%であり、使用目的に応じて適宜調整される。本発明の膜形成用組成物の全固形分濃度が0.1〜10重量%であることにより、塗膜の膜厚が適当な範囲となり、より優れた保存安定性を有するものとなる。なお、この全固形分濃度の調整は、必要であれば、濃縮および有機溶媒による希釈によって行われる。
1.2.有機溶媒
本発明で用いることができる有機溶媒としては、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族系溶媒および含ハロゲン溶媒の群から選ばれた少なくとも1種が挙げられる。
アルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、i−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、t−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、ヘプタノール−3、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、2,6−ジメチルヘプタノール−4、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコールなどのモノアルコール系溶媒;
エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ペンタンジオール−2,4、2−メチルペンタンジオール−2,4、ヘキサンジオール−2,5、ヘプタンジオール−2,4、2−エチルヘキサンジオール−1,3、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコールなどの多価アルコール系溶媒;
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルなどの多価アルコール部分エーテル系溶媒;などを挙げることができる。これらのアルコール系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
ケトン系溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−i−ブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−i−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、2−ヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、アセトフェノン、フェンチョンなどのケトン系溶媒を挙げることができる。これらのケトン系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
アミド系溶媒としては、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド、N−メチルピロリドンなどの含窒素系溶媒を挙げることができる。これらのアミド系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
エーテル溶媒系としては、エチルエーテル、i−プロピルエーテル、n−ブチルエーテル、n−ヘキシルエーテル、2−エチルヘキシルエーテル、エチレンオキシド、1,2−プロピレンオキシド、ジオキソラン、4−メチルジオキソラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル、エトキシトリグリコール、テトラエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジフェニルエーテル、アニソールなどのエーテル系溶媒を挙げることができる。これらのエーテル系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
エステル系溶媒としては、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸i−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチルなどのエステル系溶媒を挙げることができる。これらのエステル系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
脂肪族炭化水素系溶媒としては、n−ペンタン、i−ペンタン、n−ヘキサン、i−ヘキサン、n−ヘプタン、i−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、i−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶媒を挙げることができる。これらの脂肪族炭化水素系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
芳香族炭化水素系溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n−プロピルベンセン、i−プロピルベンセン、ジエチルベンゼン、i−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−i−プロピルベンセン、n−アミルナフタレン、トリメチルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶媒を挙げることができる。これらの芳香族炭化水素系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。含ハロゲン溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、フロン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、などの含ハロゲン溶媒を挙げることができる。
本発明においては、沸点が150℃未満の有機溶媒を使用することが望ましく、溶剤種としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤が特に望ましく、さらにそれらを1種あるいは2種以上を同時に使用することが望ましい。
1.3.その他の添加物
本発明の絶縁膜形成用組成物には、有機ポリマー、界面活性剤、シランカップリング剤、などの成分を添加してもよい。また、これらの添加物は、膜形成用組成物を製造する前の、各成分が溶解もしくは分散された溶剤中に添加されていてもよい。
1.3.1.有機ポリマー
本発明で用いられる有機ポリマーは、シリカ系膜中に空孔を形成するための易分解成分として添加することができる。このような有機ポリマーを添加することは、特開2000−290590号公報、特開2000−313612号公報、Hedrick, J.L.,et al. "Templating Nanoporosity in Thin Film Die lectric Insulators". Adv. Mater., 10 (13), 1049, 1998.等の参考文献で記述されており、同様な有機ポリマーを添加してもよい。
有機ポリマーとしては、例えば、糖鎖構造を有する重合体、ビニルアミド系重合体、(メタ)アクリル系重合体、芳香族ビニル化合物系重合体、デンドリマー、ポリイミド,ポリアミック酸、ポリアリーレン、ポリアミド、ポリキノキサリン、ポリオキサジアゾール、フッ素系重合体、ポリアルキレンオキサイド構造を有する重合体などを挙げることができる。
1.3.2.界面活性剤
界面活性剤としては、たとえば、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられ、さらには、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ポリアルキレンオキシド系界面活性剤、ポリ(メタ)アクリレート系界面活性剤などを挙げることができ、好ましくはフッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤を挙げることができる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、1,1,2,2−テトラフロロオクチル(1,1,2,2−テトラフロロプロピル)エーテル、1,1,2,2−テトラフロロオクチルヘキシルエーテル、オクタエチレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサエチレングリコール(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、オクタプロピレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサプロピレングリコールジ(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、パーフロロドデシルスルホン酸ナトリウム、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10−デカフロロドデカン、1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロデカン、N−[3−(パーフルオロオクタンスルホンアミド)プロピル]−N,N′−ジメチル−N−カルボキシメチレンアンモニウムベタイン、パーフルオロアルキルスルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル−N−エチルスルホニルグリシン塩、リン酸ビス(N−パーフルオロオクチルスルホニル−N−エチルアミノエチル)、モノパーフルオロアルキルエチルリン酸エステルなどの末端、主鎖および側鎖の少なくとも何れかの部位にフルオロアルキルまたはフルオロアルキレン基を有する化合物からなるフッ素系界面活性剤を挙げることができる。
また、市販品としては、メガファックF142D、同F172、同F173、同F183〔以上、大日本インキ化学工業(株)製〕、エフトップEF301、同303、同352〔新秋田化成(株)製〕、フロラードFC−430、同FC−431〔住友スリーエム(株)製〕、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106〔旭硝子(株)製〕、BM−1000、BM−1100〔裕商(株)製〕、NBX−15〔(株)ネオス〕などの名称で市販されているフッ素系界面活性剤を挙げることができる。これらの中でも、上記メガファックF172,BM−1000,BM−1100,NBX−15が特に好ましい。
シリコーン系界面活性剤としては、例えば、SH7PA、SH21PA、SH30PA、ST94PA〔いずれも東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製〕などを用いることが出来る。これらの中でも、上記SH28PA、SH30PAが特に好ましい。
界面活性剤の使用量は、化合物1〜3成分からなる重合体100重量部に対して、通常、0.00001〜1重量部である。これらは、1種あるいは2種以上を同時に使用しても良い。
1.3.3.シランカップリング剤
シランカップリング剤としては、例えば、3−グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノグリシジロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルメチルジメトキシシラン、1−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、10−トリエトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。これらは、1種あるいは2種以上を同時に使用しても良い。
2.膜の形成方法
本発明のシリカ系膜の形成方法は、膜形成用組成物を基板に塗布し、塗膜を形成する工程と、前記塗膜を加熱する工程と、前記塗膜に紫外線を照射して硬化処理を行う工程と、
を含む。
紫外線の照射による硬化は、以下のような条件により行うことができる。紫外線の照射は、250nm以下、かつ通常150nm以上、好ましくは200nm〜150nmである。基板からの反射による定在波による局部的な膜質変化を防ぐため、複数波長を含む光源が望ましい。この範囲の波長を用いることにより、紫外線活性な反応促進剤を用いることなく、シラン化合物の縮合反応を低温かつ短時間で行うことができる。250nmを超える紫外線では、有機シリカゾルの縮合反応促進効果が認められず、また波長が低すぎると、有機シリカの有機基の分解やSi原子からの脱離が生じるので、好ましくない。
本発明の塗膜の硬化処理においては、紫外線照射と加熱を同時に行うことが望ましい。加熱は、好ましくは、100〜450℃、より好ましくは、250〜400℃で行うことができる。この際の加熱方法としては、ホットプレート、紫外線ランプアニールなどを使用することができる。
塗膜の加熱温度(例えば基板温度)が100℃より低い場合、充分な架橋密度が得られず、硬化しないことがある。また、基板温度が450℃を超える場合、得られる膜が分解することがあり、本発明の主な用途である銅ダマシン配線製造時の条件に適合しにくくなる。
また、塗膜に紫外線を照射する前に基板を100〜450℃に熱した状態で塗膜をあらかじめ活性化させた後に紫外線を照射することもできる。
また、本発明において紫外線の照射は酸素分圧が好ましくは0.1kPa以下、より好ましくは0.01kPa以下のガス中で行うことができる。ここで、使用されるガスとはN、He、Ar、Kr、Xe、CH、CO、CO、HO、好ましくはN、HeおよびArなどを挙げることができる。紫外線照射を高酸素濃度下で行うと、紫外線によりオゾンが生じ、膜表面を酸化することにより、充分な疎水性が得られない。
この紫外線照射は、常圧下で行うことができるが、加圧・減圧下のいずれでも行うことができる。そのときの圧力は0.001kPa〜1000kPaで、より好ましくは0.001〜101.3kPaである。圧力が好ましい範囲にある場合、脱離反応がより促進され、結果、縮合反応を促進することができる。
また、上記塗膜の硬化速度を制御するため、必要に応じて、段階的に加熱したり、窒素、空気、酸素濃度、圧力などの雰囲気を選択することができる。このような工程により、シリカ系膜の製造を行うことができる。
膜形成用組成物が塗布される基板(基材)としては、Si、SiO、SiN、SiC、SiCN等のSi含有層が挙げられる。膜形成用組成物を基材に塗布する方法としては、スピンコート、浸漬法、ロールコート法、スプレー法などの塗装手段が用いられる。基材にシリカ系膜形成用組成物を塗布した後、溶剤を除去し塗膜を形成する。この際の膜厚は、乾燥膜厚として、1回塗りで厚さ0.05〜2.5μm、2回塗りでは厚さ0.1〜5.0μmの塗膜を形成することができる。その後、得られた塗膜に対して、硬化処理を施すことでシリカ系膜を形成することができる。
3.シリカ系膜
本発明のシリカ系膜は、後述する実施例からも明らかなように、Δkおよび弾性率が極めて高く、低誘電率である。
また、本発明の有機シリカ系膜は、膜のΔkおよび弾性率などの知見から、架橋密度が充分に高く、かつ疎水性が高いといえる。具体的には、本発明の有機シリカ系膜は、その比誘電率が、好ましくは1.5〜3.2、より好ましくは1.8〜3.0であり、弾性率が、好ましくは4.0〜15.0GPa、より好ましくは4.0〜12.0GPaであり、膜密度が、好ましくは0.7〜1.3g/cm、より好ましくは0.8〜1.27g/cmである。これらのことから、本発明の有機シリカ系膜は、機械的強度、比誘電率などの絶縁膜特性に極めて優れているといえる。
また、本発明の有機シリカ系膜は、水の接触角が、好ましくは60゜以上、より好ましくは70゜以上である。これは、本発明の有機シリカ系膜が疎水性であることを示しており、吸湿性が低く、低い比誘電率を維持することができる。さらに、このような有機シリカ系膜は、吸湿性が低いことによって、半導体プロセスにおいて用いられるRIEによるダメージを受けにくく、また、ウエット洗浄液に対する耐薬品性にも優れている。特に、絶縁膜自体がポーラスな構造を有する比誘電率kが2.5以下の有機シリカ系膜ではこの傾向は顕著である。
以上のように、本発明の有機シリカ系膜は、
(a)膜形成用組成物が特定の置換基を有する有機シリカゾルを含むので、比誘電率、弾性率などの絶縁膜特性に優れ、かつ低温かつ短時間で形成できること、
(b)膜形成用組成物が、紫外線活性な酸発生剤、塩基発生剤、増感剤などのイオン性物質、電荷キャリアもしくは腐食性化合物の発生源を含まなくともよいため、半導体装置への汚染物質を含まないこと、
(c)RIEなどの半導体プロセスによるトランジスタ構造へのダメージが極めて少なく、かつ枚葉プロセスで処理可能な硬化方法を採用できること、
(d)疎水性が高く、吸湿性が低いので、低い比誘電率を維持できること、
(e)弾性率などの機械的強度が優れており、例えば銅ダマシン構造の形成に耐えうること、
などの特徴を有する。
本発明の膜形成用組成物では、ビニルアルコキシシランなどの不飽和結合のα位もしくはγ位にシリコン原子が結合した前記一般式(A1)あるいは(A2)で示される成分を導入した有機シリカゾルを含む。この膜形成陽組成物は、塗布、乾燥後に、好ましくは非酸素存在下で、加熱および紫外線照射を行うと、シラン化合物として4官能性シラン化合物成分を多量に用いなくとも、非常に弾性率が高く、より吸湿性が低い有機シリカ系膜をより短時間で得られる。ビニルシラン結合を有する有機シリカゾルを塗布、乾燥後に、加熱下で、紫外線を照射すると、短時間でビニル基が完全に消失するばかりか、Q成分(有機シリカゾル内の4つの酸素原子と結合したシリコン原子)が大幅に増加する。この反応メカニズムの詳細は不明であるが、前記の不飽和結合を有する置換基部位が紫外線照射により励起し、そして、シリコン原子より脱離し、シリコン原子の反応性が高まることで、近傍のシラノールと反応し、化合物1(3官能性シラン化合物)に由来する不飽和結合を有するシロキサン部位がQ成分に転化したのもと考えられる。さらに、その結果として、架橋密度の上昇、さらには、弾性率が大きく向上するものと推定される。このことは、図2に示す炭素13C−NMRの測定から、炭素不飽和結合の熱付加重合よりも炭素不飽和結合の脱離によりQ成分への転化が支配的であることが確認されている。
従来、ビニルシランなどに代表される炭素不飽和結合を有する有機シリカゾルを用いる技術としては、炭素不飽和結合部位の熱重合により架橋密度を増加させて機械的強度やクラック耐性を向上させる技術(特開2000−327933号公報)や、上層に形成するCVD膜との密着性を向上させるために、有機シリカ系膜の表面を改質し臨界表面張力を高める目的で使用される技術(特開2001−279163号公報,特開2002−38091号公報)が知られている。しかしながら、本発明のように、紫外線の照射により、炭素不飽和結合部位をQ成分に転化し、その結果として、有機シリカ系膜の架橋密度が増加し、高硬度で弾性率の高い有機シリカ系膜を得られるという報告の例はない。本発明によれば、さらに、加熱による脱水重縮合によるシラノール基の消費に加え、炭素不飽和基の脱離により活性化したシリコン原子がシラノールと反応するため、プレカーサー中のシラノール残量と炭素不飽和結合基の割合を最適化することで、高Q成分含量にも関わらず疎水性の高い有機シリカ系膜が得られる。ここで、「高Q成分含量」とは、Q成分が好ましくは40mol%以上である。このときのQ成分は、モノマーとしてのQ成分と、化合物1が紫外線と熱の硬化処理によってQ成分に転換したものを含む。
このように、本発明のシリカ系膜は、低誘電率であり、かつ弾性率などの機械的強度に優れるため、LSI、システムLSI、DRAM、SDRAM、RDRAM、D−RDRAMなどの半導体素子用層間絶縁膜として特に優れている他、エッチングストッパー膜、半導体素子の表面コート膜などの保護膜、多層レジストを用いた半導体作製工程の中間層、多層配線基板の層間絶縁膜、液晶表示素子用の保護膜や絶縁膜などに好適に用いることができる。
4.実施例
以下、本発明を実施例を挙げてさらに具体的に説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例中の「部」および「%」は、特記しない限り、それぞれ重量部および重量%であることを示している。
4.1.実施例、比較例
以下のようにして、膜形成用組成物の製造およびシリカ系膜の形成を行った。
(1)膜形成用組成物の製造方法
(実施例1)
コンデンサーを備えた石英製フラスコ中に、20%水酸化テトラプロピルアンモニウム水溶液31.8g、超純水143.4g、エタノール448.4gを秤取り、25℃で攪拌した。次いで、化合物1としてビニルトリメトキシシラン36.2g、化合物1以外のシラン化合物としてメチルトリメトキシシラン19.9g、テトラエトキシシラン20.3gを連続的に1時間かけて加えた後、さらに60℃で1時間攪拌した。反応液を室温に冷却後、プロピレングリコールモノプロピルエーテル1183.6gと20%マレイン酸水溶液30.6gを加えた。この反応液を固形分濃度が10%となるまで減圧下で濃縮し、ナトリウム含量0.7ppb、カリウム含量0.4ppbおよび鉄含量1.7ppbである膜形成用組成物1を得た。
(実施例2)
コンデンサーを備えた石英製フラスコ中に、25%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液5.6g、超純水181.0g、イソプロパノール460.9gを秤取り、25℃で攪拌した。次いで、化合物1としてビニルトリエトキシシラン11.9g、化合物1以外のシラン化合物としてメチルトリメトキシシラン21.2g、テトラエトキシシラン19.5gを連続的に1時間かけて加えた後、さらに60℃で1時間攪拌した。反応液を室温に冷却後、プロピレングリコールモノプロピルエーテル1283.8gと20%マレイン酸水溶液15.12gを加えた。この反応液を固形分濃度が10%となるまで減圧下で濃縮し、ナトリウム含量0.9ppb、カリウム含量0.6ppbおよび鉄含量1.5ppbである膜形成用組成物2を得た。
(実施例3)
コンデンサーを備えた石英製フラスコ中に、25%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液18.0g、超純水283.6g、エタノール306.3gを秤取り、25℃で攪拌した。次いで、化合物1としてアリルトリメトキシシラン16.2g、化合物1以外のシラン化合物としてメチルトリエトキシシラン44.6g、テトラエトキシシラン31.2gを連続的に1時間かけて加えた後、さらに60℃で1時間攪拌した。反応液を室温に冷却後、プロピレングリコールモノプロピルエーテル1179.8gと20%マレイン酸水溶液48.5gを加えた。この反応液を固形分濃度が10%となるまで減圧下で濃縮し、ナトリウム含量1.9ppb、カリウム含量1.6ppbおよび鉄含量1.0ppbである膜形成用組成物3を得た。
(実施例4)
コンデンサーを備えた石英製フラスコ中で、化合物1としてメチルビニルジメトキシシラン40.4g、化合物1以外のシラン化合物としてメチルトリメトキシシラン103.9g、テトラエトキシシラン95.4gを、プロピレングリコールモノエチルエーテル204.4gに溶解させた後、スリーワンモーターで攪拌して溶液の温度を55℃に安定させた。次に、シュウ酸0.36gを溶解させたイオン交換水254.2gを1時間かけて溶液に添加した。その後、55℃で3時間反応させた後、プロピレングリコールモノエチルエーテル917.2gを加え反応液を室温まで冷却した。この反応液を固形分濃度が10%となるまで減圧下で濃縮し、ナトリウム含量0.7ppb、カリウム含量1.8ppbおよび鉄含量1.2ppbである膜形成用組成物4を得た。
(実施例5)
コンデンサーを備えた石英製フラスコ中で、化合物1としてジビニルジメトキシシラン42.5g、化合物1以外のシラン化合物としてメチルトリメトキシシラン100.4g、テトラメトキシシラン67.3gをプロピレングリコールモノエチルエーテル181.9gに溶解させた。次にイオン交換水247.1gを溶液に加え、室温で1時間攪拌した。その後テトラキス(アセチルアセトナート)チタン0.11gをプロピレングリコールモノエチルエーテル60.6gに溶解したものを添加し、温度50℃で3時間反応させた後、プロピレングリコールモノエチルエーテル979.2gを加え反応液を室温まで冷却した。この反応液を固形分濃度が15%以上となるまで減圧下で濃縮し、アセチルアセトン35.0gを加え、更にプロピレングリコールモノエチルエーテルを固形分濃度10%になるように加え、ナトリウム含量1.7ppb、カリウム含量0.6ppbおよび鉄含量1.8ppbである膜形成用組成物5を得た。
(実施例6)
コンデンサーを備えた石英製フラスコ中に、20%水酸化テトラプロピルアンモニウム水溶液35.8g、超純水225.0g、エタノール349.6gを秤取り、40℃で攪拌した。次いで、化合物1としてビニルトリメトキシシラン37.3g、化合物1以外のシラン化合物としてテトラエトキシシラン52.4gを連続的に1時間かけて加えた後、さらに80℃で1時間攪拌した。反応液を室温に冷却後、プロピレングリコールモノプロピルエーテル1149.2gと20%マレイン酸水溶液34.5gを加えた。この反応液を固形分濃度が10%となるまで減圧下で濃縮し、ナトリウム含量2.5ppb、カリウム含量1.6ppbおよび鉄含量1.9ppbである膜形成用組成物6を得た。
(比較例1)
コンデンサーを備えた石英製フラスコ中に、20%水酸化テトラプロピルアンモニウム水溶液39.2g、超純水176.8g、エタノール389.2gを秤取り、40℃で攪拌した。次いで、化合物1以外のシラン化合物としてメチルトリメトキシシラン34.5g、テトラエトキシシラン57.3gを連続的に1時間かけて加えた後、さらに80℃で1時間攪拌した。反応液を室温に冷却後、プロピレングリコールモノプロピルエーテル1132.0gと20%マレイン酸水溶液37.8gを加えた。この反応液を固形分濃度が10%となるまで減圧下で濃縮し、ナトリウム含量1.1ppb、カリウム含量1.2ppbおよび鉄含量1.4ppbである膜形成用組成物7を得た。
(実施例7)
コンデンサーを備えた石英製フラスコ中に、15%水酸化テトラブチルアンモニウム水溶液37.6g、超純水46.4g、イソプロパノール545.0gを秤取り、40℃で攪拌した。次いで、化合物1としてビニルトリメトキシシラン48.6g、化合物1以外のシラン化合物としてメチルトリメトキシシラン12.7g、テトラエトキシシラン9.7gを連続的に1時間かけて加えた後、さらに80℃で1時間攪拌した。反応液を室温に冷却後、プロピレングリコールモノプロピルエーテル1182.8gと20%マレイン酸水溶液21.3gを加えた。この反応液を固形分濃度が10%となるまで減圧下で濃縮し、ナトリウム含量2.8ppb、カリウム含量1.1ppbおよび鉄含量0.9ppbである膜形成用組成物8を得た。
(2)シリカ系膜の形成方法
表1に示す組成物および硬化条件を用いて実施例8〜17,比較例2〜7の有機シリカ系膜を得た。
(実施例8〜17,比較例5)
8インチシリコンウエハ上に、スピンコート法を用いて(1)で得られた膜形成用組成物を塗布し、塗膜をホットプレート上で90℃で1分間、窒素雰囲気下200℃で1分間乾燥した。その後、ホットプレート上で塗膜を加熱しながら紫外線を照射して塗膜の硬化を行い、有機シリカ系膜のサンプルを得た。膜形成用組成物の種類および硬化条件(紫外線の種類,加熱温度,加熱およびUV照射を行うキュア時間)を表1に示す。
紫外線源は、波長250nm以下の波長を含む白色紫外線(以下、「紫外線1」という)を用いた。
(比較例2、3、4)
実施例8〜17,比較例5では、硬化処理において、加熱と紫外線1の照射を同時に行った。これに対し、比較例2、3、4では、紫外線の照射を行わず、表1に示す条件による熱処理のみを行って塗膜をキュアし、サンプルを得た。
(比較例6)
実施例1〜10,比較例4では、硬化処理において、加熱と紫外線1の照射を同時に行った。これに対し、比較例5では、紫外線源1の250nm以下の波長を紫外線カットフィルターでカットした紫外線(以下、「紫外線2」という)を使用して塗膜をキュアし、サンプルを得た。
(比較例7)
実施例8〜17,比較例5では、硬化処理において、加熱と紫外線1の照射を同時に行った。これに対し、比較例7では、硬化処理を行わず、乾燥後のサンプルを使用した。
4.2.評価方法
前記4.1.(2)で得られた有機シリカ系膜に関する各種の評価は、次のようにして行った。
4.2.1.比誘電率、Δk
0.1Ω・cm以下の抵抗率を有する8インチのN型シリコンウエハ上に、上述の方法で形成された有機シリカ系膜に、蒸着法によりアルミニウム電極パターンを形成させ比誘電率測定用サンプルを作成した。該サンプルを周波数100kHzの周波数で、アリジェント社製、HP16451B電極およびHP4284AプレシジョンLCRメータを用いてCV法により有機シリカ系膜の比誘電率を測定した。
Δkは、24℃、40%RHの雰囲気で測定した比誘電率(k@RT)と、200℃、乾燥窒素雰囲気下で測定した比誘電率(k@200℃)との差(Δk=k@RT−k@200℃)である。かかるΔkにより、主に、膜の吸湿による誘電率の上昇分を評価することができる。通常、Δkが0.15以上であると、吸水性の高い有機シリカ系膜であると言える。
4.2.2.シリカ系膜の弾性率
MTS社製超微小硬度計(Nanoindentator XP)にバーコビッチ型圧子を取り付け、連続剛性測定法により、上述の方法で形成された絶縁膜の弾性率を測定した。
4.2.3.FT−IR
デジラボジャパン製FT−IR(FTS3000)によって測定を行った。
4.2.4.13C−CPMAS NMR
固体粉末試料を外径7mmのジルコニア製ローターに詰め、300MHzフーリエ変換NMR分光計(Bruker社製Avance 300)を用いて、13C−NMRをcross-polarization magic angle spining法(CP-MAS)で行った。測定温度30℃、バルス間隔5秒、試料管回転数3000〜7000Hz、観測中心周波数75.48MHz、観測周波数範囲26.46kHz、データポイント16k、積算回数10〜5,000で測定を行った。化学シフトの標準試料として予めグリシンを測定し、カルボニル基のピークを176.03ppmに補正した際のdecoupler frequency offset値を読み取り、各試料の測定時にその値を入力することで補正した。
Figure 0004355939
4.3.評価結果
4.3.1.比誘電率、Δk、弾性率
実施例8〜17および比較例2〜7で得られたシリカ系膜について、比誘電率、弾性率およびΔkを求めた。評価結果を表1に示す。
実施例8〜10は、紫外線によるキュア(UVキュア)に有効な一般式(A)で表される化合物(化合物1)の含有量が20mol%である組成物2を、それぞれ1分、3分、6分で紫外線によるキュア(UVキュア)し、比較例2は同じ組成物2を6分で熱キュアした結果である。
実施例8〜10では、低いΔkならびに高い弾性率が得られ、優れた特性を持つ絶縁膜が得られた。これに対して比較例2では、同様の温度で熱キュアしたが、紫外線照射を行わなかったため、Δkが非常に大きく、好ましくない絶縁膜が得られた。この原因としては、シラン化合物の反応が充分に進行せず、残留シラノール基が充分に減少しなかったためと考えられる。以上のことから、本発明の組成物は、加熱および紫外線照射による硬化処理が必須であることが判明した。また、加熱および紫外線照射によって硬化したとき、たとえば枚葉処理が可能となる充分に短いキュア時間で、優れた特性を示すことが判明した。
比較例3,4は、化合物1の含有量が0mol%の組成物7を用いている。比較例3においては、60分と長時間で熱キュアした結果、低誘電層間絶縁膜として有効な誘電率、Δk、弾性率が得られた。一方、比較例3より低い温度、短時間で熱キュアした比較例4では、高いΔkと低い弾性率が得られた。このことから、比較例4ではシラン化合物の縮合反応が進んでおらず、短時間の熱キュアでは反応が進行しないことがわかった。
比較例5、実施例9、11、12は、化合物1の含有量がそれぞれ0mol%、20mol%、50mol%、70mol%の組成物を3分でUVキュアした結果である。
比較例5では、高いΔk、低い弾性率が得られ、好ましくない特性を持つ絶縁膜が得られた。実施例9、11では低いΔk、高い弾性率が得られ、優れた特性を持つ絶縁膜が得られた。実施例12では非常に高い弾性率が得られ、実施例9、11よりも硬化が進んでいることが確認されたが、比誘電率が上昇し、またやや高いΔkを示した。
後述のFT−IR、NMRの結果から、UVキュアによる反応は化合物1の置換基の脱離により進行すると考えられるが、置換基の濃度が高すぎる場合には置換基同士の副反応が発生し、このような比誘電率の上昇、Δkの上昇を招いたと考えられる。以上のことから、化合物1の含有量が70mol%以下で含まれることが望ましいことがわかった。
実施例13は、実施例11の組成物の化合物1以外の組成を変更したものである。実施例13では、実施例11と同様に低いΔk、高い弾性率が得られた。
実施例14〜16は、組成物2に含まれる化合物1の置換基を、ビニル基からそれぞれアリル基、メチル基+ビニル基、ビニル基+ビニル基に変更した例である。実施例14〜16では、充分に低い誘電率を有しながら、高い弾性率、低いΔkを示す絶縁膜が得られた。
実施例17は、UVキュア時の温度を100℃とした以外は実施例10と同様の例である。実施例17では、実施例10のキュア時間を6分から1分に変更した実施例8と同程度の、低いΔk、高い弾性率を示し、良好な特性を持つ絶縁膜を得ることができた。ただし、実施例8と比較すると弾性率が低かった。このことから、高温の方がシラン化合物の縮合反応がより進行することがわかった。
比較例6は、実施例10の紫外線1を、250nm以下の波長をカットした紫外線2とした以外は実施例10と同様の例である。比較例6では、高いΔk、低い弾性率を示したことから、シラン化合物の縮合反応があまり反応が進んでいないことが判明した。従って、UVキュアに有効な波長は250nm以下であることがわかった。
4.3.2.FT−IR
実施例8〜10および比較例2、7で得られたシリカ系膜について、FT−IRにより、赤外線吸収スペクトルを測定した。
実施例8〜10は、組成物2を加熱とともにそれぞれ1分、3分、6分でUVキュアした塗膜であり、比較例2、7は、組成物2をそれぞれ熱キュアのみ、あるいはキュア処理を行っていない塗膜である。これらの塗膜のFT−IRの結果を図1に示す。図1において、符号aで示すラインは比較例7、符号bで示すラインは比較例2、符号c,d,eで示すラインはそれぞれ実施例8、9、10の結果を示す。
図1から、比較例2、7のスペクトルでは、C=C、=CHのピークがみられる。これに対し、実施例8〜10では、これらのピークが小さくなるか、消失していることが確認された。そして、紫外線の照射時間が長いほど、これらのピークが小さくなることがわかった。
4.3.3.13C−CPMAS NMR
実施例10および比較例2で得られたシリカ系膜について、NMRにより、膜中の組成物の置換基の量を評価した。
ビニル基を含む組成物2を加熱とともにUVキュアした実施例10、熱キュアのみを行った比較例2について得られた、13C−CPMAS NMRの結果を図2に示す。図2において、符号aで示すラインは実施例10、符号bで示すラインは比較例2の結果を示す。
図2から、比較例2のスペクトルではSi−ビニル基のピークがみられるのに対し、実施例10ではこのピークが消失していることが確認された。
FT−IR、NMRの結果より、加熱およびUVキュアによって化合物1のビニル基が脱離していることが判明した。このようにビニル基が脱離することにより、脱離位が近傍のシラノール基と反応して縮合が進行すると考えられる。ビニル基は紫外線照射下でのみ脱離することから、ビニル基の脱離には紫外線による励起が必要であると考えられる。
以上のことから明らかなように、本発明によれば、比較例と比して特性、特に弾性率,Δkが格段に向上したシリカ系膜の形成が可能であることが確認された。このため、本発明により得られるシリカ系膜は、機械的強度に優れ、かつ比誘電率が低く、半導体素子などの層間絶縁膜として好適に用いることができる。
FT−IRスペクトルを示す図である。 13C−CPMAS NMRを示す図である。

Claims (7)

  1. 下記一般式(A)で表される化合物の群から選ばれた少なくとも1種のシラン化合物(I)と、下記一般式(B)で表される化合物および下記一般式(C)で表される化合物の群から選ばれた少なくとも1種のシラン化合物(II)とを、加水分解、縮合した加水分解縮合物ならびに有機溶媒を含み、
    前記シラン化合物(I)および(II)の合計に対して、前記一般式(A)で表される化合物が、5モル%以上50モル%以下である、熱および250nm以下の波長の紫外線を用いて硬化する半導体装置の絶縁膜形成用組成物。
    Figure 0004355939
    [式中、R〜Rは同一または異なり、アルキル基、アリール基を示し、Xは、下記一般式(A1)または下記一般式(A2)を示す。]
    Figure 0004355939
    [式中、Y〜Yは同一または異なり、水素原子、フッ素原子、アルキル基、アリール基を表し、YとY、またはYとYとの組み合わせで環を形成していても良い。]
    (R−Si−(OR104−a・・・(B)
    (式中、R、R10はアルキル基、アリール基、aは0〜3の整数を表す)
    11 (R12O)3−bSi−(R15−Si(OR133−c14 ・・・(C)
    [式中、R11〜R14は同一または異なり、それぞれアルキル基、アリール基を示し、bおよびcは同一または異なり、0〜2の数を示し、R15は酸素原子、フェニレン基または−(CH−で表される基(ここで、mは1〜6の整数である)、dは0または1を示す。]
  2. 請求項1において、
    前記一般式(B)で表される化合物および前記一般式(C)で表される化合物からなる群から選ばれる2種以上のシラン化合物を用いる、熱および紫外線を用いて硬化する半導体装置の絶縁膜形成用組成物。
  3. 請求項2において、
    前記一般式(B)で表される化合物および前記一般式(C)で表される化合物からなる群から選ばれる2種以上のシラン化合物が、アルキルトリアルコキシシランおよびテトラアルコキシシランである、熱および紫外線を用いて硬化する半導体装置の絶縁膜形成用組成物。
  4. 請求項1〜3のいずれかにおいて、
    紫外線活性を有する反応促進剤を含まない、熱および紫外線を用いて硬化する半導体装置の絶縁膜形成用組成物。
  5. 請求項4において、
    前記紫外線活性を有する反応促進剤は、反応開始剤、酸発生剤、塩基発生剤および紫外線吸収機能を有する増感剤のいずれか、または2種以上の組合せである、熱および紫外線を用いて硬化する半導体装置の絶縁膜形成用組成物。
  6. 請求項1ないし5のいずれかにおいて、
    Na、K、Feの含有量がそれぞれ100ppb以下である、熱および紫外線を用いて硬化する半導体装置の絶縁膜形成用組成物。
  7. 請求項1ないし6のいずれかに記載された膜形成用組成物を基板に塗布し、塗膜を形成する工程と、
    前記塗膜を100〜450℃に加熱した状態で、該塗膜に波長250nm以下の紫外線を照射して硬化処理を行う工程と、
    を含む、シリカ系膜の形成方法。
JP2004216346A 2004-07-23 2004-07-23 半導体装置の絶縁膜形成用組成物およびシリカ系膜の形成方法 Expired - Fee Related JP4355939B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004216346A JP4355939B2 (ja) 2004-07-23 2004-07-23 半導体装置の絶縁膜形成用組成物およびシリカ系膜の形成方法
US11/184,964 US7291567B2 (en) 2004-07-23 2005-07-20 Silica-based film, method of forming the same, composition for forming insulating film for semiconductor device, interconnect structure, and semiconductor device
EP05015904A EP1619226A1 (en) 2004-07-23 2005-07-21 Silica-based film, method of forming the same, composition for forming insulating film for semiconductor device, interconnect structure, and semiconductor device
KR1020050066164A KR100709644B1 (ko) 2004-07-23 2005-07-21 실리카계 막 및 그의 형성 방법, 반도체 장치의 절연막형성용 조성물, 및 배선 구조체 및 반도체 장치
TW094124849A TWI277154B (en) 2004-07-23 2005-07-22 Silica-based film, method of forming the same, composition for forming insulating film for semiconductor device, interconnect structure, and semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004216346A JP4355939B2 (ja) 2004-07-23 2004-07-23 半導体装置の絶縁膜形成用組成物およびシリカ系膜の形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006041052A JP2006041052A (ja) 2006-02-09
JP4355939B2 true JP4355939B2 (ja) 2009-11-04

Family

ID=35355579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004216346A Expired - Fee Related JP4355939B2 (ja) 2004-07-23 2004-07-23 半導体装置の絶縁膜形成用組成物およびシリカ系膜の形成方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7291567B2 (ja)
EP (1) EP1619226A1 (ja)
JP (1) JP4355939B2 (ja)
KR (1) KR100709644B1 (ja)
TW (1) TWI277154B (ja)

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040058090A1 (en) * 2001-09-14 2004-03-25 Carlo Waldfried Low temperature UV pretreating of porous low-k materials
US20060224977A1 (en) * 2005-04-01 2006-10-05 Paul Albrecht Graphical application interface
US7462678B2 (en) * 2003-09-25 2008-12-09 Jsr Corporation Film forming composition, process for producing film forming composition, insulating film forming material, process for forming film, and silica-based film
JP2005175060A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Jsr Corp 絶縁膜およびその形成方法、ならびに膜形成用組成物
JP4737361B2 (ja) * 2003-12-19 2011-07-27 Jsr株式会社 絶縁膜およびその形成方法
WO2005068538A1 (ja) * 2004-01-16 2005-07-28 Jsr Corporation ポリマーの製造方法、ポリマー、絶縁膜形成用組成物、絶縁膜の製造方法、および絶縁膜
WO2005068541A1 (ja) * 2004-01-16 2005-07-28 Jsr Corporation 有機シリカ系膜の形成方法、有機シリカ系膜、配線構造体、半導体装置、および膜形成用組成物
EP1719793A4 (en) * 2004-02-26 2009-05-20 Jsr Corp POLYMER AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR, COMPOSITION FOR FORMING AN INSULATING FILM AND PRODUCTION METHOD THEREFOR
JP5110238B2 (ja) * 2004-05-11 2012-12-26 Jsr株式会社 絶縁膜形成用組成物およびその製造方法、ならびにシリカ系絶縁膜およびその形成方法
WO2005108469A1 (ja) * 2004-05-11 2005-11-17 Jsr Corporation 有機シリカ系膜の形成方法、有機シリカ系膜、配線構造体、半導体装置、および膜形成用組成物
JP5110239B2 (ja) 2004-05-11 2012-12-26 Jsr株式会社 有機シリカ系膜の形成方法、膜形成用組成物
JP4355939B2 (ja) 2004-07-23 2009-11-04 Jsr株式会社 半導体装置の絶縁膜形成用組成物およびシリカ系膜の形成方法
GB2430201A (en) * 2005-09-20 2007-03-21 Seiko Epson Corp Substrate surface with different hydrophilic or oleophilic areas
US20070085208A1 (en) * 2005-10-13 2007-04-19 Feng-Yu Hsu Interconnect structure
JP4479642B2 (ja) * 2005-10-27 2010-06-09 セイコーエプソン株式会社 発光素子の製造方法
EP1981074B1 (en) * 2006-02-02 2011-06-22 JSR Corporation Organic silica film and method for forming same, composition for forming insulating film of semiconductor device and method for producing same, wiring structure and semiconductor device
US20080012074A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Air Products And Chemicals, Inc. Low Temperature Sol-Gel Silicates As Dielectrics or Planarization Layers For Thin Film Transistors
KR20090119903A (ko) * 2007-02-14 2009-11-20 제이에스알 가부시끼가이샤 규소 함유 막 형성용 재료, 및 규소 함유 절연막 및 그의 형성 방법
TWI439494B (zh) * 2007-02-27 2014-06-01 Braggone Oy 產生有機矽氧烷聚合物的方法
JP5029686B2 (ja) * 2007-03-16 2012-09-19 富士通株式会社 シリコン系絶縁膜のエッチング後処理剤、半導体装置の製造方法および半導体装置
US7765220B2 (en) 2007-05-24 2010-07-27 Microsoft Corporation Data relevance filtering
US20080295007A1 (en) * 2007-05-24 2008-11-27 Microsoft Corporation Data Visualization
KR101353824B1 (ko) * 2007-06-12 2014-01-21 삼성전자주식회사 유기 절연체 형성용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 유기절연체
WO2009007793A1 (en) * 2007-07-09 2009-01-15 Freescale Semiconductor, Inc. Coupling layer composition for a semiconductor device, semiconductor device, method of forming the coupling layer, and apparatus for the manufacture of a semiconductor device
WO2009044960A1 (en) * 2007-10-02 2009-04-09 Cheil Industries Inc. Gap-filling composition with excellent shelf life by end-capping
US20090093135A1 (en) * 2007-10-04 2009-04-09 Asm Japan K.K. Semiconductor manufacturing apparatus and method for curing material with uv light
EP2209839A1 (en) * 2007-11-06 2010-07-28 Braggone OY Carbosilane polymer compositions for anti-reflective coatings
JP5365785B2 (ja) * 2008-05-30 2013-12-11 Jsr株式会社 有機ケイ素化合物の製造方法
KR101557497B1 (ko) * 2008-07-23 2015-10-06 삼성전자주식회사 물질 조성의 구배를 갖는 박막 및 그의 제조방법
JP4379637B1 (ja) 2009-03-30 2009-12-09 Jsr株式会社 有機ケイ素化合物の製造方法
KR101036803B1 (ko) 2009-07-20 2011-05-25 서울대학교산학협력단 전자빔 리소그라피용 레지스트 및 전자빔 리소그라피용 레지스트 현상방법
US8431670B2 (en) * 2009-08-31 2013-04-30 International Business Machines Corporation Photo-patternable dielectric materials and formulations and methods of use
US8377823B2 (en) * 2010-02-17 2013-02-19 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device including porous layer covered by poreseal layer
KR20110125156A (ko) 2010-05-12 2011-11-18 제일모직주식회사 투광성 수지 조성물, 상기 투광성 수지 조성물을 사용하여 형성된 봉지재 및 상기 봉지재를 포함하는 전자 소자
US8808969B2 (en) * 2011-04-12 2014-08-19 Brewer Science Inc. Method of making radiation-sensitive sol-gel materials
JP5785121B2 (ja) * 2011-04-28 2015-09-24 信越化学工業株式会社 パターン形成方法
JP5882776B2 (ja) 2012-02-14 2016-03-09 信越化学工業株式会社 レジスト下層膜形成用組成物、及びパターン形成方法
JP5739360B2 (ja) 2012-02-14 2015-06-24 信越化学工業株式会社 ケイ素含有レジスト下層膜形成用組成物、及びパターン形成方法
JP5756134B2 (ja) 2013-01-08 2015-07-29 信越化学工業株式会社 金属酸化物含有膜形成用組成物及びパターン形成方法
US10947412B2 (en) * 2017-12-19 2021-03-16 Honeywell International Inc. Crack-resistant silicon-based planarizing compositions, methods and films
TWI801473B (zh) * 2017-12-20 2023-05-11 日商日產化學股份有限公司 光硬化性含矽被覆膜形成組成物

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55127023A (en) * 1979-03-26 1980-10-01 Shin Etsu Chem Co Ltd Semiconductor device
DE3439880C1 (de) 1984-10-31 1986-05-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München Lack und Verfahren zur Herstellung von Korrosionsschutzbeschichtungen
JPH0761853B2 (ja) * 1987-04-06 1995-07-05 東京応化工業株式会社 シリコン酸化膜の形成方法及び装置
JP2624254B2 (ja) * 1987-05-22 1997-06-25 東京応化工業株式会社 シリカ系被膜の膜質改善方法
DE3720671A1 (de) 1987-06-23 1989-01-05 Degussa Strahlenhaertbares mittel zur kratzfestbeschichtung von organischen glaesern und verfahren zu dessen herstellung
JPH0829932B2 (ja) * 1987-08-26 1996-03-27 東京応化工業株式会社 シリカ系被膜の膜質改善方法
US4822828A (en) 1987-11-23 1989-04-18 Hoechst Celanese Corporation Radiation curable coating composition based on a silica/vinyl-functional silanol dispersion
JPH01194980A (ja) * 1988-01-26 1989-08-04 Sumitomo Chem Co Ltd シリカ系被膜形成方法及び形成被膜
JPH0330427A (ja) 1989-06-28 1991-02-08 Kemitoronikusu:Kk 絶縁膜の低温形成法
JP3103241B2 (ja) * 1993-03-26 2000-10-30 川崎製鉄株式会社 半導体装置の製造方法
JPH0829932A (ja) 1994-07-15 1996-02-02 Konica Corp ハロゲン化銀写真感光材料
JPH1140554A (ja) * 1997-07-22 1999-02-12 Fujitsu Ltd 絶縁膜形成材料、並びにこれを用いた絶縁膜形成方法及び半導体装置
JP3812104B2 (ja) * 1997-12-02 2006-08-23 Jsr株式会社 膜形成用組成物
JP2000109695A (ja) * 1998-08-04 2000-04-18 Jsr Corp 光硬化性樹脂組成物および硬化膜
JP2000290590A (ja) 1999-04-12 2000-10-17 Jsr Corp 膜形成用組成物、膜の形成方法および低密度化膜
JP2000313612A (ja) 1999-04-28 2000-11-14 Asahi Chem Ind Co Ltd 絶縁薄膜製造用組成物
JP2000328004A (ja) * 1999-05-21 2000-11-28 Jsr Corp 膜形成用組成物および絶縁膜形成用材料
JP2000327933A (ja) * 1999-05-25 2000-11-28 Asahi Chem Ind Co Ltd 絶縁薄膜製造用の組成物
US6204201B1 (en) * 1999-06-11 2001-03-20 Electron Vision Corporation Method of processing films prior to chemical vapor deposition using electron beam processing
JP2001110802A (ja) * 1999-10-06 2001-04-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 絶縁膜の形成方法
JP4195773B2 (ja) * 2000-04-10 2008-12-10 Jsr株式会社 層間絶縁膜形成用組成物、層間絶縁膜の形成方法およびシリカ系層間絶縁膜
US6902771B2 (en) * 2000-02-01 2005-06-07 Jsr Corporation Process for producing silica-based film, silica-based film, insulating film, and semiconductor device
US6413647B1 (en) * 2000-02-28 2002-07-02 Jsr Corporation Composition for film formation, method of film formation, and silica-based film
JP2001279163A (ja) 2000-03-31 2001-10-10 Hitachi Chem Co Ltd シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜の製造法、シリカ系被膜、これを用いた半導体素子及び多層配線板
JP4143792B2 (ja) * 2000-05-08 2008-09-03 Jsr株式会社 膜形成用組成物および絶縁膜形成用材料
JP3705122B2 (ja) * 2000-05-16 2005-10-12 Jsr株式会社 有機ケイ素系重合体の製造方法、膜形成用組成物、膜の形成方法およびシリカ系膜
JP2002038091A (ja) 2000-07-28 2002-02-06 Hitachi Chem Co Ltd シリカ系被膜及びそのシリカ系被膜を有する半導体装置
JP2002288268A (ja) * 2001-03-26 2002-10-04 System House Fukuchiyama:Kk サッシ施工図作成支援プログラム及びその作成支援方法
US6383913B1 (en) * 2001-04-06 2002-05-07 United Microelectronics Corp. Method for improving surface wettability of low k material
US20040058090A1 (en) 2001-09-14 2004-03-25 Carlo Waldfried Low temperature UV pretreating of porous low-k materials
US20030054115A1 (en) 2001-09-14 2003-03-20 Ralph Albano Ultraviolet curing process for porous low-K materials
JP2003115485A (ja) * 2001-10-03 2003-04-18 Jsr Corp 膜形成方法、積層膜、絶縁膜ならびに半導体用基板
US6809041B2 (en) 2002-07-01 2004-10-26 Rensselaer Polytechnic Institute Low dielectric constant films derived by sol-gel processing of a hyperbranched polycarbosilane
JP2004059736A (ja) * 2002-07-29 2004-02-26 Jsr Corp 膜形成用組成物、膜の形成方法およびシリカ系膜
JP3906916B2 (ja) 2002-07-29 2007-04-18 Jsr株式会社 膜形成用組成物、膜形成方法および膜
JP4471564B2 (ja) 2002-10-31 2010-06-02 日揮触媒化成株式会社 低誘電率非晶質シリカ系被膜形成用塗布液および該塗布液の調製方法
TWI240959B (en) * 2003-03-04 2005-10-01 Air Prod & Chem Mechanical enhancement of dense and porous organosilicate materials by UV exposure
US7462678B2 (en) 2003-09-25 2008-12-09 Jsr Corporation Film forming composition, process for producing film forming composition, insulating film forming material, process for forming film, and silica-based film
JP5110239B2 (ja) * 2004-05-11 2012-12-26 Jsr株式会社 有機シリカ系膜の形成方法、膜形成用組成物
JP4535280B2 (ja) * 2004-07-09 2010-09-01 Jsr株式会社 有機シリカ系膜の形成方法
JP4355939B2 (ja) 2004-07-23 2009-11-04 Jsr株式会社 半導体装置の絶縁膜形成用組成物およびシリカ系膜の形成方法
JP2007165914A (ja) * 2007-01-04 2007-06-28 Fujitsu Ltd 低誘電率膜形成用組成物
JP4437820B2 (ja) * 2007-01-04 2010-03-24 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 低誘電率膜の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI277154B (en) 2007-03-21
TW200618111A (en) 2006-06-01
EP1619226A1 (en) 2006-01-25
JP2006041052A (ja) 2006-02-09
KR100709644B1 (ko) 2007-04-23
US7291567B2 (en) 2007-11-06
KR20060053974A (ko) 2006-05-22
US20060024980A1 (en) 2006-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4355939B2 (ja) 半導体装置の絶縁膜形成用組成物およびシリカ系膜の形成方法
KR100710097B1 (ko) 유기 실리카계 막 및 그의 형성 방법, 반도체 장치의절연막 형성용 조성물, 및 배선 구조체 및 반도체 장치
JP5110239B2 (ja) 有機シリカ系膜の形成方法、膜形成用組成物
JP5120547B2 (ja) 有機シリカ系膜およびその形成方法、半導体装置の絶縁膜形成用組成物およびその製造方法、ならびに配線構造体および半導体装置
KR101140535B1 (ko) 유기 실리카계 막의 형성 방법, 유기 실리카계 막, 배선구조체, 반도체 장치 및 막 형성용 조성물
EP1719793A1 (en) Polymer and process for producing the same, composition for forming insulating film, and insulating film and method of forming the same
JP4535280B2 (ja) 有機シリカ系膜の形成方法
JPWO2005108469A1 (ja) 有機シリカ系膜の形成方法、有機シリカ系膜、配線構造体、半導体装置、および膜形成用組成物
JP5099302B2 (ja) 絶縁膜形成用組成物、ポリマーおよびその製造方法、絶縁膜の製造方法、ならびにシリカ系絶縁膜
JP2005272816A (ja) ポリマーおよびその製造方法、絶縁膜形成用組成物、ならびに絶縁膜およびその形成方法
JP2005154723A (ja) 絶縁膜形成用組成物、絶縁膜形成用組成物の製造方法、絶縁膜およびその形成方法
JP2007262256A (ja) ポリマーおよびその製造方法、絶縁膜形成用組成物、絶縁膜の製造方法、ならびにシリカ系絶縁膜
JP2007254595A (ja) 絶縁膜形成用組成物、ポリマーおよびその製造方法、絶縁膜の製造方法、ならびにシリカ系絶縁膜
JP4798329B2 (ja) 絶縁膜形成用組成物、絶縁膜、およびその形成方法
JP3994258B2 (ja) 形成用組成物の製造方法および膜の形成方法
JP2005213492A (ja) 膜形成用組成物の製造方法
JP2005213491A (ja) 膜形成用組成物、シリカ系膜およびシリカ系膜の形成方法
JP2005320412A (ja) 膜形成用組成物、絶縁膜の形成方法、絶縁膜、および半導体装置
JP2005097443A (ja) 膜形成用組成物の製造方法、膜形成用組成物および絶縁膜形成用材料

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070326

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071016

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080507

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080704

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090603

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090617

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090708

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090721

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4355939

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130814

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees