JP4530130B2 - ポリマー膜の形成方法 - Google Patents
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Description
(式中、Rは水素原子,フッ素原子または1価の有機基、Xはアルコキシ基またはハロゲン元素、aは0〜3の整数を示す。)
R1 bY3−bSi−(R3)d−SiZ3−cR2 c ・・・(2)
〔式中、R1およびR2は同一または異なり、それぞれ1価の有機基、bおよびcは同一または異なり、0〜3の整数を示し、R3は酸素原子,フェニレン基または−(CH2)e−で表される基(ここで、eは1〜6の整数である)、YおよびZは同一または異なり、アルコキシ基またはハロゲン元素、dは0または1を示す。〕
まず、一般式(1)または(2)で表されるシラン化合物について説明する。
前記一般式(1)において、Rは水素原子,フッ素原子または1価の有機基である。1価の有機基としては、アルキル基、アリール基、アリル基、グリシジル基などを挙げることができる。また、一般式(1)において、Rは1価の有機基、特にアルキル基またはフェニル基であることが好ましい。
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリ−iso−プロポキシシラン、メチルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−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−iso−プロポキシシラン、エチルトリ−n−ブトキシシラン、エチルトリ−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、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、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、n−プロピルトリ−iso−プロポキシシラン、n−プロピルトリ−n−ブトキシシラン、n−プロピルトリ−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、i−プロピルトリメトキシシラン、i−プロピルトリエトキシシラン、i−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、i−プロピルトリ−iso−プロポキシシラン、i−プロピルトリ−n−ブトキシシラン、i−プロピルトリ−sec−ブトキシシラン、i−プロピルトリ−tert−ブトキシシラン、i−プロピルトリフェノキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、n−ブチルトリ−iso−プロポキシシラン、n−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、n−ブチルトリ−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−ブチルトリエトキシシラン、sec−ブチル−トリ−n−プロポキシシラン、sec−ブチル−トリ−iso−プロポキシシラン、sec−ブチル−トリ−n−ブトキシシラン、sec−ブチル−トリ−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、t−ブチルトリメトキシシラン、t−ブチルトリエトキシシラン、t−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、t−ブチルトリ−iso−プロポキシシラン、t−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、t−ブチルトリ−sec−ブトキシシラン、t−ブチルトリ−tert−ブトキシシラン、t−ブチルトリフェノキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリ−n−プロポキシシラン、フェニルトリ−iso−プロポキシシラン、フェニルトリ−n−ブトキシシラン、フェニルトリ−sec−ブトキシシラン、フェニルトリ−tert−ブトキシシラン、フェニルトリフェノキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノ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−トリフロロプロピルトリメトキシシラン、γ−トリフロロプロピルトリエトキシシランなど;
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチル−ジ−n−プロポキシシラン、ジメチル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジメチル−ジ−n−ブトキシシラン、ジメチル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジメチル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジメチルジフェノキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチル−ジ−n−プロポキシシラン、ジエチル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジエチル−ジ−n−ブトキシシラン、ジエチル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジエチル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジエチルジフェノキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジ−n−プロピル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−n−プロピル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−n−プロピル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−n−プロピル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−n−プロピル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−n−プロピル−ジ−フェノキシシラン、ジ−iso−プロピルジメトキシシラン、ジ−iso−プロピルジエトキシシラン、ジ−iso−プロピル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−iso−プロピル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−iso−プロピル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−iso−プロピル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−iso−プロピル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−iso−プロピル−ジ−フェノキシシラン、ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、ジ−n−ブチル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−n−ブチル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−n−ブチル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−n−ブチル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−n−ブチル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−n−ブチル−ジ−フェノキシシラン、ジ−sec−ブチルジメトキシシラン、ジ−sec−ブチルジエトキシシラン、ジ−sec−ブチル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−sec−ブチル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−sec−ブチル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチル−ジ−フェノキシシラン、ジ−tert−ブチルジメトキシシラン、ジ−tert−ブチルジエトキシシラン、ジ−tert−ブチル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−tert−ブチル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−tert−ブチル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチル−ジ−フェノキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニル−ジ−エトキシシラン、ジフェニル−ジ−n−プロポキシシラン、ジフェニル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジフェニル−ジ−n−ブトキシシラン、ジフェニル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジフェニル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジフェニルジフェノキシシラン、ジビニルトリメトキシシランなど;
テトラクロロシラン、テトラブロモシラン、テトラヨードシラン、トリクロロシラン、トリブロモシラン、トリヨードシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、n−プロピルトリクロロシラン、イソプロピルトリクロロシラン、n−ブチルトリクロロシラン、t−ブチルトリクロロシラン、シクロヘキシルトリクロロシラン、フェネチルトリクロロシラン、2−ノルボルニルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、メチルトリブロモシラン、エチルトリブロモシラン、n−プロピルトリブロモシラン、イソプロピルトリブロモシラン、n−ブチルトリブロモシラン、t−ブチルトリブロモシラン、シクロヘキシルトリブロモシラン、フェネチルトリブロモシラン、2−ノルボルニルトリブロモシラン、ビニルトリブロモシラン、フェニルトリブロモシラン、メチルトリヨードシラン、エチルトリヨードシラン、n−プロピルトリヨードシラン、イソプロピルトリヨードシラン、n−ブチルトリヨードシラン、t−ブチルトリヨードシラン、シクロヘキシルトリヨードシラン、フェネチルトリヨードシラン、2−ノルボルニルトリヨードシラン、ビニルトリヨードシラン、フェニルトリヨードシラン、ジメチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシラン、ジ−n−プロピルジクロロシラン、ジイソプロピルジクロロシラン、ジ−n−ブチルジクロロシラン、ジ−t−ブチルジクロロシラン、ジシクロヘキシルジクロロシラン、ジフェネチルジクロロシラン、ジ−2−ノルボルニルジクロロシラン、ジビニルジクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、ジメチルジブロモシラン、ジエチルジブロモシラン、ジ−n−プロピルジブロモシラン、ジイソプロピルジブロモシラン、ジ−n−ブチルジブロモシラン、ジ−t−ブチルジブロモシラン、ジシクロヘキシルジブロモシラン、ジフェネチルジブロモシラン、ジ−2−ノルボルニルジブロモシラン、ジビニルジブロモシラン、ジフェニルジブロモシラン、ジメチルジヨードシラン、ジエチルジヨードシラン、ジ−n−プロピルジヨードシラン、ジイソプロピルジヨードシラン、ジ−n−ブチルジヨードシラン、ジ−t−ブチルジヨードシラン、ジシクロヘキシルジヨードシラン、ジフェネチルジヨードシラン、ジ−2−ノルボルニルジヨードシラン、ジビニルジヨードシラン、ジフェニルジヨードシラン、トリメチルクロロシラン、トリエチルクロロシラン、トリ−n−プロピルクロロシラン、トリイソプロピルクロロシラン、トリ−n−ブチルクロロシラン、トリ−t−ブチルクロロシラン、トリシクロヘキシルクロロシラン、トリフェネチルクロロシラン、トリ−2−ノルボルニルクロロシラン、トリビニルクロロシラン、トリフェニルクロロシラン、トリメチルブロモシラン、トリエチルブロモシラン、トリ−n−プロピルブロモシラン、トリイソプロピルブロモシラン、トリ−n−ブチルブロモシラン、トリ−t−ブチルブロモシラン、トリシクロヘキシルブロモシラン、トリフェネチルブロモシラン、トリ−2−ノルボルニルブロモシラン、トリビニルブロモシラン、トリフェニルブロモシラン、トリメチルヨードシラン、トリエチルヨードシラン、トリ−n−プロピルヨードシラン、トリイソプロピルヨードシラン、トリ−n−ブチルヨードシラン、トリ−t−ブチルヨードシラン、トリシクロヘキシルヨードシラン、トリフェネチルヨードシラン、トリ−2−ノルボルニルヨードシラン、トリビニルヨードシラン、トリフェニルヨードシランなどのケイ素化合物を挙げることができる。これらの化合物は1種単独でも使用できるし、2種以上を混合して使用することもできる。
一般式(2)において、R1,R2で表される1価の有機基としては、先の一般式(1)で表される化合物においてRとして例示した有機基と同じものを挙げることができる。
環状カルボシランとしては、前記一般式(3)で表される化合物の群から選ばれた少なくとも1種の環状カルボシランであることができる。
化合物3としては、1,1−ジメチル−シラシクロブタン、1,1−ジメトキシ−シラシクロブタン、1,1−ジエトキシ−シラシクロブタン、1,1−ジイソプロポキシ−シラシクロブタン、1,1−ジジメチル−シラシクロペンタン、1,1−ジメトキシ−シラシクロペンタン、1,1−ジエトキシ−シラシクロペンタン、1,1−ジイソプロポキシ−シラシクロペンタン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジシラシクロブタン、1,1,3,3−テトラメトキシ−1,3−ジシラシクロブタン、1,1,3,3−テトラエトキシ−1,3−ジシラシクロブタン、1,1,3,3−テトライソプロポキシ−1,3−ジシラシクロブタン、1,3−ジメチル−1,3−ジメトキシ−1,3−ジシラシクロブタン、1,3−ジメチル−1,3−ジエトキシ−1,3−ジシラシクロブタン、1,3−ジメチル−1,3−ジイソプロポキシ−1,3−ジシラシクロブタン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,3,5−トリシラシクロヘキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメトキシ−1,3,5−トリシラシクロヘキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサエトキシ−1,3,5−トリシラシクロヘキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサエトキシ−1,3,5−トリシラシクロヘキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサイソプロポキシ−1,3,5−トリシラシクロヘキサンなどを挙げることができる。これらの環状カルボシランは、1種もしくは2種以上を用いることができる。
本発明のポリマーは、例えば、化合物1,2の群から選ばれた少なくとも1種のシラン化合物と、化合物3の群から選ばれた少なくとも1種の環状カルボシランとを、有機溶媒中で混合し、加熱することにより、化合物1〜3が加水分解,縮合して得られる。
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−i−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−t−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−i−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−t−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−i−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−t−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−i−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−t−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−i−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−t−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−i−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−t−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)ジルコニウムなどのジルコニウムキレート化合物;
トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウムなどのアルミニウムキレート化合物;
などを挙げることができ、好ましくはチタンまたはアルミニウムのキレート化合物、特に好ましくはチタンのキレート化合物を挙げることができる。これらの金属キレート触媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用しても良い。
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の有機酸を挙げることができ、有機カルボン酸をより好ましい例として挙げることができる。これらの酸触媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
本発明のポリマー膜形成用組成物(以下、「膜形成用組成物」という)には、本発明のポリマーに加え、さらにβ−ジケトン、コロイド状シリカ、コロイド状アルミナ、有機ポリマー、界面活性剤、シランカップリング剤、ラジカル発生剤などの成分を添加してもよい。
−(X’)j−(Y’)k−(X’)1−
(式中、X’は−CH2CH2O−で表される基を、Y’は−CH2CH(CH3)O−で表される基を示し、jは1〜90、kは10〜99、lは0〜90の数を示す。)
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。
本発明のポリマー膜は、上記膜形成用組成物を塗布して塗膜を形成した後、塗膜を加熱および/または高エネルギー線照射するによって得られる。
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。
各種の評価は、次のようにして行なった。
得られたポリマー膜に対して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、横河・ヒューレットパッカード(株)製、HP16451B電極およびHP4284AプレシジョンLCRメータを用いて、CV法により室温における当該ポリマー膜の比誘電率を測定した。
MTS社製超微少硬度計(Nanoindentator XP)にバーコビッチ型圧子を取り付け、得られたポリマー膜のユニバーサル硬度を求めた。また、ポリマー膜の弾性率は連続剛性測定法により測定した。
得られたポリマー膜を以下の条件で研磨した。
研磨圧力:280g/cm2
研磨時間:120秒
CMP後の膜の外観を35万ルクスの光源で観察し、以下の基準で評価した。
×:膜に傷や剥がれが確認される。
ポリマー膜が形成された8インチウエハーを、室温で0.2%の希フッ酸水溶液中に1分間浸漬し、ポリマー膜の浸漬前後の膜厚変化を観察した。下記に定義する残膜率が99%以上であれば、薬液耐性が良好であると判断する。
6.1.5.膜の相分離有無の確認
ポリマー膜の断面を、集束イオンビーム法で観察用に加工し、TEMを用いて18000倍にて調べた。判断結果を以下のようにして示す。
×:膜に海島状のドメイン相分離が確認される。
6.2.1.合成例1
40%メチルアミン水溶液1.1g、超純水23.2gおよびエタノール86.9gの混合溶液中に、メチルトリメトキシシラン8.0g(完全加水分解縮合物換算3.9g)とテトラエトキシシラン8.0g(完全加水分解縮合物換算2.3g)を加えて、60℃で2時間反応させポリシロキサン(加水分解縮合物)溶液(A−1)を得た。
25%テトラメチルアンモニウムハイドライド水溶液8.0g、超純水11.0gおよびエタノール183.8gの混合溶液中に、メチルトリメトキシシラン10.7g(完全加水分解縮合物換算5.2g)とテトラエトキシシラン4.0g(完全加水分解縮合物換算1.1g)を加えて、60℃で3時間反応させポリシロキサン(加水分解縮合物)溶液(A−2)を得た。
6.3.1.合成例3
クロロメチルメチルジクロロシラン164.0gをトルエン300mlに溶解し、ここにピリジン160.2gを加えた。この溶液を室温下スリーワンモーターを用いて攪拌させながら、メタノール70.8gを滴下ロートを用いて少しずつ加えた。滴下終了後、さらに室温で2時間攪拌を続けた後、反応溶液と生成したピリジン塩酸塩をグラスフィルターで濾別した。濾液は減圧濃縮により溶媒を留去したのち減圧蒸留にて精製し、124.7gのクロロメチルメチルジメトキシシランを得た。次にこの化合物をテトラヒドロフラン250mlに溶解し、少量のヨウ素片をここに加えた。液温が50℃以上にならないように必要があれば冷却をしつつ、24.2gのマグネシウムリボンを少量ずつこの反応溶液に添加し攪拌をおこなった。その後液温を50℃に上げて3時間攪拌を継続した。冷却後、マグネシウム塩を濾別し、濾液を濃縮後、減圧蒸留することにより、28.4gの1,3−ジメチル−1,3−ジメトキシ−1,3−ジシラシクロブタン(B−1)を得た。
6.4.1.実施例1
合成例1で得たポリシロキサン溶液(A−1)全量に、合成例3で得た0.63gの環状カルボシラン化合物(B−1)を加え、60℃で2時間反応させたのち、プロピレングリコールモノプロピルエーテル221gを加え、その後、減圧下で全溶液量61gとなるまで濃縮した。その後、液に酢酸の10%プロピレングリコールモノプロピルエーテル溶液4gを添加し、固形分含有量10%の本発明の膜形成用組成物(H−1)を得た。
合成例2で得たポリシロキサン溶液(A−2)全量に、合成例3で得た0.65gの環状カルボシラン化合物(B−1)を加え、60℃で2時間反応させたのち、プロピレングリコールモノプロピルエーテル390gを加え、その後、減圧下で全溶液量61gとなるまで濃縮した。その後、液に酢酸の10%プロピレングリコールモノプロピルエーテル溶液3gを添加し、固形分含有量10%の本発明の膜形成用組成物(H−2)を得た。
40%メチルアミン水溶液1.2g、超純水21.8gおよびエタノール86.1gの混合溶液中に、メチルトリメトキシシラン8.3g(完全加水分解縮合物換算4.0g)とテトラエトキシシラン8.0g(完全加水分解縮合物換算2.3g)ならびに0.85gの環状カルボシラン化合物(B−1)を加えて、60℃で2時間反応させたのち、プロピレングリコールモノプロピルエーテル218gを加え、その後、減圧下で全溶液量62gとなるまで濃縮した。その後、液に酢酸の10%プロピレングリコールモノプロピルエーテル溶液4gを添加し、固形分含有量10%の本発明の膜形成用組成物(H−3)を得た。
膜形成用組成物(H−1)を8インチシリコンウエハ(基板)上に、スピンコート法を用いて塗布し、膜厚0.5μmの塗膜を得た。ホットプレートを用いて、窒素雰囲気において90℃で3分間、ついで200℃で3分間、基板を加熱した。さらに、ホットプレートを用いて、窒素雰囲気において400℃で60分間、基板を加熱し塗膜を焼成した。焼成後に得られた塗膜(ポリマー膜)を、6.1.のとおり評価した。結果を表1に示す。
膜形成用組成物(H−1)〜(H−3)を用いて実施例4と同様な操作方法で塗膜を得た。焼成後に得られた塗膜を、6.1.の評価方法のとおり評価した。結果を表1に示す。
膜形成用組成物(H−1)を8インチシリコンウエハ上に、スピンコート法を用いて塗布し、膜厚0.5μmの塗膜を得た。ホットプレートを用いて、窒素雰囲気において、90℃で3分間、ついで200℃で3分間、基板を加熱した。得られた塗膜に表1に示す条件で電子線を照射した。電子線照射後に得られた塗膜を、6.1.の評価方法のとおり評価した。結果を表1に示す。
膜形成用組成物(H−2)〜(H−3)を用いて実施例10と同様な方法で塗膜を得た。その後、加速電圧5keV、照射量100uC/m2、HP温度100℃、圧力1.33Pa、雰囲気ガスHeの条件で電子線を塗膜に照射した。電子線照射後に得られた塗膜を、6.1.の評価方法のとおり評価した。評価結果を表1に示す。
40%メチルアミン水溶液1.2g、超純水23.2gおよびエタノール86.9gの混合溶液中に、メチルトリメトキシシラン8.0g(完全加水分解縮合物換算3.9g)とテトラエトキシシラン8.0g(完全加水分解縮合物換算2.3g)を加えて、60℃で2時間反応させたのち、プロピレングリコールモノプロピルエーテル222gを加え、その後、減圧下で全溶液量59gとなるまで濃縮した。その後、液に酢酸の10%プロピレングリコールモノプロピルエーテル溶液4gを添加し、固形分含有量10%の膜形成用組成物(A’−1)を得た。この膜形成用組成物(A’−1)をそれぞれ8インチシリコンウエハ(基板)上に、スピンコート法を用いて塗布し、膜厚0.5μmの塗膜を得た。ホットプレートを用いて、窒素雰囲気において、90℃で3分間、ついで200℃で3分間、基板を加熱した。さらに、ホットプレートを用いて、窒素雰囲気において400℃で60分間、基板を加熱して塗膜を焼成した。焼成後に得られた塗膜を、6.1.のとおり評価した。結果を表1に示す。
市販ポリカルボシラン(「NIPUSI Type-S」、日本カーボン株式会社から入手可能のポリジメチルシランのカルボシラン化ポリマー)を、プロピレングリコールモノプロピルエーテルとシクロヘキサノンの混合溶液(プロピレングリコールモノプロピルエーテル:シクロヘキサノン=50:50(重量比))に固形分含有量10%になるように溶解し、組成物溶液(B’−1)を得た。次に比較例1で得た膜形成用組成物(A’−1)と前記組成物溶液(B’−1)とを重量比70:30の割合で混合し、膜形成用組成物(M−1)を得た。続いて8インチシリコンウエハ(基板)上に、スピンコート法を用いて膜形成用組成物(M−1)を塗布し、膜厚0.5μmの塗膜を得た。ホットプレートを用いて、窒素雰囲気において90℃で3分間、ついで200℃で3分間、基板を加熱した。さらにホットプレートを用いて、窒素雰囲気において400℃で60分間、基板を加熱して塗膜を焼成した。焼成後に得られた塗膜を、6.1.のとおり評価した。結果を表1に示す。
Claims (2)
- ポリマーを含有する組成物を基板に塗布し、高エネルギー線照射下で30〜450℃に加熱することを含み、
前記ポリマーは、
(A)加水分解性基含有シランモノマーおよび/またはその加水分解縮合物10〜4000重量部と、(B)環状カルボシラン100重量部とを、酸触媒、アルカリ触媒、およびチタンまたはアルミニウムのキレート化合物である金属キレート触媒から選ばれる少なくとも1種の触媒と有機溶媒との存在下で0〜100℃にて加水分解縮合することにより得られ、
前記(A)加水分解性基含有シランモノマーは、下記一般式(1)および(2)で表される化合物の群から選ばれた少なくとも1種のシラン化合物であり、
RaSiX4−a ・・・・(1)
(式中、Rは水素原子,フッ素原子または1価の有機基を示し、Xはアルコキシ基またはハロゲン元素を示し、aは0〜3の整数を示す。)
R1 bY3−bSi−(R3)d−SiZ3−cR2 c ・・・(2)
〔式中、R1およびR2は同一または異なり、それぞれ1価の有機基を示し、bおよびcは同一または異なり、0〜3の整数を示し、R3は酸素原子,フェニレン基または−(CH2)e−で表される基(ここで、eは1〜6の整数である)を示し、YおよびZは同一または異なり、アルコキシ基またはハロゲン原子を示し、dは0または1を示す。〕
前記(B)環状カルボシランは、下記一般式(3)で表される化合物の群から選ばれた少なくとも1種の環状カルボシランであり、
前記少なくとも1種の触媒の使用量は、前記(A)加水分解性基含有シランモノマーおよび/またはその加水分解縮合物の加水分解性基X,Y,Zで表される基の総量1モルに対して0.00001〜10モルである、ポリマー膜の形成方法。
- 請求項1において、
前記高エネルギー線は、電子線、紫外線、X線から選ばれる少なくとも1種の高エネルギー線である、ポリマー膜の形成方法。
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