JP4603818B2 - Film-forming coating solution, insulating film obtained using the coating solution, and electronic device having the same - Google Patents

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本発明は絶縁膜形成用塗布液に関し、さらに詳しくは電子デバイスなどに用いる誘電率、耐熱性、機械強度の良好な絶縁膜形成用材料に関し、さらには該塗布液を用いて得られる絶縁膜を有する電子デバイスに関する。   The present invention relates to a coating liquid for forming an insulating film, and more particularly relates to a material for forming an insulating film having good dielectric constant, heat resistance, and mechanical strength for use in electronic devices, and further, an insulating film obtained using the coating liquid. The present invention relates to an electronic device.

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

このような層間絶縁膜として、ポリイミドやポリベンゾオキサゾールが広く知られている(特許文献1)。これらのポリマーは、アミン誘導体とフタル酸誘導体からの脱水縮合、またはオルトアミノフェノール誘導体とカルボン酸誘導体からの脱水縮合で合成できる。しかしながらこれらは極性の高いイミド基やオキサゾール基を含むため、低誘電性、低吸水性、耐久性および耐加水分解性の面では、十分に満足なものは得られていない。
また、この他の層間絶縁膜として炭化水素系ポリマーである熱硬化性ベンゾシクロブテンが知られている(特許文献2)。このポリマーはジエン誘導体とエチレン誘導体との環化付加反応によって合成できる。しかしながら、このポリマーは耐熱性が十分に高くないという課題が残されている。
As such an interlayer insulating film, polyimide and polybenzoxazole are widely known (Patent Document 1). These polymers can be synthesized by dehydration condensation from amine derivatives and phthalic acid derivatives, or dehydration condensation from orthoaminophenol derivatives and carboxylic acid derivatives. However, since these contain a highly polar imide group or oxazole group, they are not sufficiently satisfactory in terms of low dielectric properties, low water absorption, durability, and hydrolysis resistance.
As another interlayer insulating film, thermosetting benzocyclobutene, which is a hydrocarbon polymer, is known (Patent Document 2). This polymer can be synthesized by a cycloaddition reaction of a diene derivative and an ethylene derivative. However, this polymer still has a problem that the heat resistance is not sufficiently high.

特開2001−279174号公報JP 2001-279174 A 米国特許第4,812,588号明細書US Pat. No. 4,812,588

本発明は、上記問題を解決した膜形成用塗布液、誘電率、機械強度などが良好な絶縁膜、それを用いた電子デバイスを提供する。   The present invention provides a film-forming coating solution that solves the above problems, an insulating film with good dielectric constant, mechanical strength, and the like, and an electronic device using the same.

上記課題が下記の<1>〜<>の構成により解決されることを見出した。
<1> 下記式(I)で表されるベンザイン前駆体から一個の水素原子を除いた基を少なくとも一つ有する化合物を含有する膜形成用塗布液
It has been found that the above problems are solved by the following <1> to < 5 > configurations.
<1> A coating solution for film formation containing a compound having at least one group obtained by removing one hydrogen atom from a benzyne precursor represented by the following formula (I) .

Figure 0004603818
Figure 0004603818

式(I)中、R1〜R10はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。
<2> 1)少なくとも、上記式(I)で表されるベンザイン前駆体から一個の水素原子を除いた基を少なくとも一つ有する化合物を溶媒に溶解する工程、
2)1)で調製した溶液を0.1ミクロンのフィルターでろ過する工程、からなることを特徴とする、
前記<1>に記載の膜形成用塗布液の製造方法。
<3> 前記<1>に記載の膜形成用塗布液を基板に塗布し、熱処理することによって得られる絶縁膜。
<4> 前記<3>に記載の絶縁膜を有する電子デバイス。
<5> 前記<1>に記載の膜形成用塗布液を基板に塗布し、熱処理することによる絶縁膜の製造方法。
In formula (I), R 1 to R 10 each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
<2> 1) A step of dissolving, in a solvent, at least a compound having at least one group obtained by removing one hydrogen atom from the benzyne precursor represented by the above formula (I),
2) the step of filtering the solution prepared in 1) with a 0.1 micron filter,
The manufacturing method of the coating liquid for film formation as described in said <1>.
<3> An insulating film obtained by applying the film-forming coating solution according to the above <1> to a substrate and performing a heat treatment.
<4> An electronic device having the insulating film according to <3>.
<5> A method for producing an insulating film by applying the film-forming coating solution according to the above <1> to a substrate and performing a heat treatment.

本発明の膜形成用塗布液により形成された塗膜は、誘電率特性および機械強度に優れるため、電子デバイスなどにおける層間絶縁膜等として利用できる。   Since the coating film formed with the coating liquid for film formation of the present invention is excellent in dielectric constant characteristics and mechanical strength, it can be used as an interlayer insulating film in electronic devices and the like.

以下、本発明の膜形成用塗布液、その塗布液を用いて得られる絶縁膜、及びそれを有する電子デバイス、及び、絶縁膜の製造方法について、詳細に説明する。
本発明の膜形成用塗布液は、式(I)で表されるベンザイン前駆体から一個の水素原子を除いた基を少なくとも一つ有する化合物を含有するものであるが、本明細書には、参考のためその他の事項についても記載した。
(ベンザイン前駆体)
本発明において、ベンザイン前駆体とは、加熱条件下で化学反応が起こり、ベンザインを発生する化合物をいう。ここで加熱条件は、膜形成のための所望の加熱時の温度で、ベンザインが発生すればよく、一般的には100〜500℃である。
ベンザイン前駆体は、特に限定されないが、例えば、インダントリオン、無水フタル酸、無水o−スルホ安息香酸、1,2,4−ベンゾトリアジン、1,2,3−ベンゾトリアジン、1H−2,3−ベンゾオキサジン−1−オン、1H−2,4−ベンゾオキサジン−1−オン、インダゾリドン、インダゾロン−ジエン付加物等が挙げられる。
Hereinafter, the coating liquid for forming a film of the present invention, an insulating film obtained by using the coating liquid, an electronic device having the same, and a method for manufacturing the insulating film will be described in detail.
The coating solution for film formation of the present invention contains a compound having at least one group obtained by removing one hydrogen atom from the benzyne precursor represented by the formula (I). Other items are also included for reference.
(Benzene precursor)
In the present invention, the benzyne precursor refers to a compound that undergoes a chemical reaction under heating conditions to generate benzyne. Here, the heating condition is a desired heating temperature for film formation as long as benzyne is generated, and is generally 100 to 500 ° C.
The benzyne precursor is not particularly limited. For example, indantrione, phthalic anhydride, o-sulfobenzoic anhydride, 1,2,4-benzotriazine, 1,2,3-benzotriazine, 1H-2,3- Examples thereof include benzoxazin-1-one, 1H-2,4-benzoxazin-1-one, indazolidone, and indazolone-diene adduct.

本発明において、より好ましいベンザイン前駆体は下記の式(I)の化合物である。   In the present invention, a more preferred benzyne precursor is a compound of the following formula (I).

Figure 0004603818
Figure 0004603818

式(I)において、R1〜R10はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。該置換基は、絶縁膜に要求される諸性能に悪影響を与えるものでなければどのようなものでも良い。
1〜R10としての置換基の好ましい例としては、ハロゲン原子(フッ素原子、クロル原子、臭素原子、または沃素原子)、炭素数1〜20の直鎖、分岐、環状、ポリヘドラルのアルキル基(メチル、t−ブチル、シクロヘキシル、アダマンチル等)、炭素数2〜20のアルケニル基(ビニル、プロペニル等)、炭素数2〜20のアルキニル基(エチニル、フェニルエチニル等)、炭素数6〜30のアリール基(フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル等)、炭素数2〜20のアシル基(ベンゾイル等)、炭素数6〜30のアリールオキシ基(フェノキシ等)、炭素数6〜30のアリールスルホニル基(フェニルスルホニル等)、ニトロ基、シアノ基、炭素数1〜30のシリル基(トリエトキシシリル、メチルジエトキシシリル、フェニルジメトキシシリル等)、炭素数1〜30のヘテロ環基(置換する位置は問わない)、炭素数2〜30のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜30のカルバモイル基、カルボキシ基またはその塩、オキサリル基、ホルミル基、ヒドロキシ基、炭素数1〜30のアルコキシ基(エチレンオキシ基もしくはプロピレンオキシ基単位を繰り返し含む基を含む)、炭素数1〜30のアシルオキシ基、アミノ基、炭素数1〜30のアシルアミノ基、スルホンアミド基、ウレイド基、チオウレイド基、セミカルバジド基、ヒドラジノ基、アンモニオ基、ヒドロキシアミノ基、メルカプト基、炭素数1〜30の(アルキル,アリール,またはヘテロ環)チオ基、炭素数1〜30の(アルキルまたはアリール)スルホニル基、スルホ基またはその塩等が挙げられる。ここで塩とは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、重金属などの陽イオンや、アンモニウムイオン、ホスホニウムイオンなどの有機の陽イオンを意味する。これら置換基は、これら置換基でさらに置換されていてもよい。
In formula (I), R 1 to R 10 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. The substituent may be any as long as it does not adversely affect various performances required for the insulating film.
Preferable examples of the substituent as R 1 to R 10 include a halogen atom (fluorine atom, chloro atom, bromine atom, or iodine atom), a linear, branched, cyclic, polyhedral alkyl group having 1 to 20 carbon atoms ( Methyl, t-butyl, cyclohexyl, adamantyl, etc.), C2-C20 alkenyl groups (vinyl, propenyl, etc.), C2-C20 alkynyl groups (ethynyl, phenylethynyl, etc.), C6-C30 aryl Groups (phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, etc.), C2-C20 acyl groups (benzoyl, etc.), C6-C30 aryloxy groups (phenoxy, etc.), C6-C30 arylsulfonyl groups (Such as phenylsulfonyl), nitro group, cyano group, silyl group having 1 to 30 carbon atoms (triethoxysilyl, methyldiethoxysilyl, phenyldi) Toxisilyl, etc.), a C1-C30 heterocyclic group (regarding the position of substitution), a C2-C30 alkoxycarbonyl group, a C1-C30 carbamoyl group, a carboxy group or a salt thereof, an oxalyl group, A formyl group, a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms (including a group repeatedly containing an ethyleneoxy group or a propyleneoxy group unit), an acyloxy group having 1 to 30 carbon atoms, an amino group, and an acylamino group having 1 to 30 carbon atoms Group, sulfonamide group, ureido group, thioureido group, semicarbazide group, hydrazino group, ammonio group, hydroxyamino group, mercapto group, thio group having 1 to 30 carbon atoms (alkyl, aryl, or heterocyclic), 1 to carbon atoms 30 (alkyl or aryl) sulfonyl groups, sulfo groups or salts thereof Here, the salt means a cation such as alkali metal, alkaline earth metal or heavy metal, or an organic cation such as ammonium ion or phosphonium ion. These substituents may be further substituted with these substituents.

1〜R10としての置換基のさらに好ましい例としては、ハロゲン原子(フッ素原子、クロル原子、臭素原子、または沃素原子)、炭素数1〜20の分岐、環状、ポリヘドラルのアルキル基(t−ブチル、シクロヘキシル、アダマンチル等)、炭素数2〜20のアルケニル基(ビニル、プロペニル等)、炭素数2〜20のアルキニル基(エチニル、フェニルエチニル等)、炭素数6〜30のアリール基(フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル等)、炭素数6〜30のアリールオキシ基(フェノキシ等)、炭素数1〜30のシリル基(トリエトキシシリル、メチルジエトキシシリル、フェニルジメトキシシリル、トリビニルシリル等)、炭素数1〜30のヘテロ環基(置換する位置は問わない)、ヒドロキシ基、アルコキシ基(エチレンオキシ基もしくはプロピレンオキシ基単位を繰り返し含む基を含む)、炭素数1〜30の(アルキルまたはアリール)スルホニル基等が挙げられる。 More preferable examples of the substituent as R 1 to R 10 include a halogen atom (a fluorine atom, a chloro atom, a bromine atom, or an iodine atom), a branched, cyclic, or polyhedral alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (t- Butyl, cyclohexyl, adamantyl, etc.), C2-C20 alkenyl groups (vinyl, propenyl, etc.), C2-C20 alkynyl groups (ethynyl, phenylethynyl, etc.), C6-C30 aryl groups (phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, etc.), C6-C30 aryloxy groups (phenoxy, etc.), C1-C30 silyl groups (triethoxysilyl, methyldiethoxysilyl, phenyldimethoxysilyl, trivinylsilyl, etc.) ), A C1-C30 heterocyclic group (regarding the position of substitution), a hydroxy group, an alkoxy group (ethylene oxy). It includes groups containing repeating groups or propyleneoxy group units), and the like (alkyl or aryl) sulfonyl group having 1 to 30 carbon atoms.

1〜R10としての置換基の特に好ましい例としては、フッ素原子、炭素数1〜20の環状、ポリヘドラルのアルキル基(シクロヘキシル、アダマンチル等)、炭素数2〜20のアルケニル基(ビニル、プロペニル等)、炭素数2〜20のアルキニル基(エチニル、フェニルエチニル等)、炭素数6〜30のアリール基(フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル等)、炭素数1〜30のシリル基(トリエトキシシリル、メチルジエトキシシリル、フェニルジメトキシシリル、トリビニルシリル等)、炭素数1〜30のヘテロ環基(置換する位置は問わない)、アルコキシ基(エチレンオキシ基もしくはプロピレンオキシ基単位を繰り返し含む基を含む)が挙げられる。 Particularly preferable examples of the substituent as R 1 to R 10 include a fluorine atom, a cyclic group having 1 to 20 carbon atoms, a polyhedral alkyl group (cyclohexyl, adamantyl, etc.), and an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms (vinyl, propenyl). Etc.), an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms (such as ethynyl and phenylethynyl), an aryl group having 6 to 30 carbon atoms (such as phenyl, 1-naphthyl and 2-naphthyl), and a silyl group having 1 to 30 carbon atoms (tri) Ethoxysilyl, methyldiethoxysilyl, phenyldimethoxysilyl, trivinylsilyl, etc.), C1-C30 heterocyclic group (regarding the position of substitution), alkoxy group (including ethyleneoxy group or propyleneoxy group unit repeatedly) Group).

式(I)中、R1〜R10は互いに結合して、5〜7員の不飽和または飽和の炭化水素環またはヘテロ環を形成しても良い。特にR5とR9が結合して5または6員の炭化水素環を形成することが好ましい。 In formula (I), R 1 to R 10 may be bonded to each other to form a 5- to 7-membered unsaturated or saturated hydrocarbon ring or heterocyclic ring. In particular, R 5 and R 9 are preferably bonded to form a 5- or 6-membered hydrocarbon ring.

式(I)中、R1〜R10のうち、少なくとも一つは水素原子である。 In formula (I), at least one of R 1 to R 10 is a hydrogen atom.

ベンザイン前駆体の分子量は、好ましくは100〜3000、より好ましくは200〜2000、特に好ましくは300〜1000である。   The molecular weight of the benzyne precursor is preferably 100 to 3000, more preferably 200 to 2000, and particularly preferably 300 to 1000.

ベンザイン前駆体は、既知の方法によって合成することが出来る。例えば、上記式(I)の化合物は、Journal of Chemical Society Chemical Communication, p.695などの記載の方法に準じて合成することができる。   The benzyne precursor can be synthesized by a known method. For example, the compound of the above formula (I) can be synthesized according to the method described in Journal of Chemical Society Chemical Communication, p.

(ベンザイン前駆体基を有する化合物)
膜形成用塗布液は、上述のように加熱条件下でベンザインを発生する化合物、即ち、ベンザイン前駆体から一個の水素原子を除いた基(ベンザイン前駆体基)を少なくとも一つ有する化合物を含有する。なお、ここでベンザイン前駆体基を少なくとも一つ有する化合
物は、ベンザイン前駆体自体であってもよい。また、ベンザイン前駆体基を有する化合物において、ベンザイン前駆体基は、加熱条件下でベンザインを発生する限り、一価の基としての結合にかかわらず、さらに当該化合物中の任意の箇所に結合して、多価の基として存在してもよい。
(Compound having benzyne precursor group)
The film forming coating solution contains a compound that generates benzyne under heating conditions as described above, that is, a compound having at least one group (benzine precursor group) obtained by removing one hydrogen atom from a benzyne precursor. . Here, the compound having at least one benzyne precursor group may be the benzyne precursor itself. In addition, in a compound having a benzyne precursor group, the benzyne precursor group is bonded to an arbitrary position in the compound as long as benzyne is generated under heating conditions, regardless of the bond as a monovalent group. , May exist as a polyvalent group.

ベンザイン前駆体基を有する化合物は、ベンザイン前駆体基を有する、環状の飽和または不飽和の炭化水素化合物が好ましい。また、少なくとも窒素原子、酸素原子、硫黄原子、珪素原子を一つ以上含む直鎖、分岐または環状の飽和または不飽和の含へテロ原子化合物も好ましい。さらに、これらが互いに2つ以上結合した化合物も好ましい形態である。   The compound having a benzyne precursor group is preferably a cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon compound having a benzyne precursor group. A linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hetero atom compound containing at least one nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom or silicon atom is also preferred. Furthermore, a compound in which two or more of these are bonded to each other is also a preferred form.

該化合物は、ポリマーであってもよく、例えば、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、アントラセン、フルオレン、ベンゾフェノン、ジフェニルエーテル、ジフェニルスルホン、ポリ(アリーレン)、ポリ(アリーレンエーテル)、ポリ(アリーレンエーテル−エーテル−ケトン)、ポリ(エーテル)、ポリイミド、ポリオキサゾール、ポリアミック酸、(メタ)アクリル系重合体、ポリアミド、ポリイミド−アミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリキノキサリン、ポリオキサジアゾール、ビニルアミド系重合体、ポリアルキレンオキサイド、メチルシルセスキオキサン、これらの組み合わせが、少なくとも一つ以上のベンザイン前駆体基を有する化合物が挙げられる。
本発明の膜形成用塗布液を、絶縁膜形成のために用いる場合には、高いガラス転移温度(Tg>300℃)を有するポリマーネットワークが形成できる化合物を選択することが望ましい。このような化合物としては、ポリ(アリーレン)、ポリ(アリーレンエーテル)、ポリ(エーテル)、ポリイミド、ポリオキサゾール、ポリアミド等が挙げられる。
The compound may be a polymer, such as benzene, naphthalene, biphenyl, anthracene, fluorene, benzophenone, diphenyl ether, diphenyl sulfone, poly (arylene ether), poly (arylene ether), poly (arylene ether-ether-ketone). , Poly (ether), polyimide, polyoxazole, polyamic acid, (meth) acrylic polymer, polyamide, polyimide-amide, polyester, polycarbonate, polyquinoxaline, polyoxadiazole, vinylamide polymer, polyalkylene oxide, methyl Silsesquioxane, and a compound in which these combinations have at least one benzyne precursor group.
When the coating liquid for film formation of the present invention is used for forming an insulating film, it is desirable to select a compound that can form a polymer network having a high glass transition temperature (Tg> 300 ° C.). Examples of such a compound include poly (arylene), poly (arylene ether), poly (ether), polyimide, polyoxazole, and polyamide.

ベンザイン前駆体基を少なくとも2つ以上有する化合物がより好ましい。
なお、ベンザイン前駆体基そのものが、複数、なかでも2つ互いに結合して形成される化合物でも良い。
A compound having at least two benzyne precursor groups is more preferred.
The benzyne precursor group itself may be a compound formed by bonding a plurality, especially two of them.

ベンザイン前駆体基を有する化合物の平均分子量は、好ましくは150〜1000000、より好ましくは300〜100000、特に好ましくは500〜10000である。   The average molecular weight of the compound having a benzyne precursor group is preferably 150 to 1,000,000, more preferably 300 to 100,000, and particularly preferably 500 to 10,000.

本発明のベンザイン前駆体基を有する化合物は既知の方法によって合成することが出来る。   The compound having a benzyne precursor group of the present invention can be synthesized by a known method.

以下に、本発明のベンザイン前駆体基を有する化合物の具体例を示すが、これらに限定するものではない。   Although the specific example of the compound which has the benzyne precursor group of this invention is shown below, it is not limited to these.

Figure 0004603818
Figure 0004603818

Figure 0004603818
Figure 0004603818

(塗布液)
本発明の塗布液は、前述のベンザイン前駆体基を有する化合物を溶媒に溶解して調製する。
(Coating solution)
The coating liquid of the present invention is prepared by dissolving the compound having the benzyne precursor group described above in a solvent.

溶媒としては例えば、メシチレン、ピリジン、トリエチルアミン、N−メチルピロリジノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、ジベンジルエーテル、ジグリム、トリグリム、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、ポリエチレングリコール、アニソール、トルエン、メシチレン、キシレン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、オルトジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、プロピレンカーボネート、ジフェニルエーテル、ガンマブチロラクトン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、乳酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、酢酸及びこれらの混合物が挙げられる。   Examples of the solvent include mesitylene, pyridine, triethylamine, N-methylpyrrolidinone, cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, dibenzyl ether, diglyme, triglyme, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol methyl ether, dipropylene glycol methyl ether, dipropylene. Glycol dimethyl ether, propylene glycol phenyl ether, propylene glycol methyl ether, tripropylene glycol methyl ether, polyethylene glycol, anisole, toluene, mesitylene, xylene, propylene glycol monomethyl ether acetate, orthodichlorobenzene, trichlorobenzene, propylene carbonate, diphenyl ether, gamma butyrolac Emissions, dimethylacetamide, dimethylformamide, ethyl lactate, methanol, ethanol, isopropanol, acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, acetonitrile, tetrahydrofuran, acetic acid and mixtures thereof.

より好ましい溶媒はメシチレン、N−メチルピロリジノン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコール、アニソール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、オルトジクロロベンゼン、ガンマブチロラク
トン、乳酸エチル、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸ブチル、これらの混合物であり、特に好ましい溶媒はメシチレン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、アニソール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ガンマブチロラクトン、乳酸エチル、イソプロパノールこれらの混合物である。
More preferred solvents are mesitylene, N-methylpyrrolidinone, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol, anisole, propylene glycol monomethyl ether acetate, orthodichlorobenzene, gamma butyrolactone, ethyl lactate, isopropanol, acetone, methyl ethyl ketone, butyl acetate, Particularly preferred solvents are mesitylene, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether, anisole, propylene glycol monomethyl ether acetate, gamma butyrolactone, ethyl lactate, isopropanol and mixtures thereof.

ベンザイン前駆体基を有する化合物の塗布液中の濃度は、好ましくは1〜50質量%であり、より好ましくは2〜30質量%であり、特に好ましくは3〜20質量%である。
本発明の塗布液中のベンザイン前駆体基を有する化合物及び後述の他の成分などを含む溶媒以外の全成分の濃度は、好ましくは5〜70質量%であり、より好ましくは6〜30質量%であり、特に好ましくは8〜20質量%である。
The concentration of the compound having a benzyne precursor group in the coating solution is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 2 to 30% by mass, and particularly preferably 3 to 20% by mass.
The concentration of all components other than the solvent containing the benzyne precursor group-containing compound and other components described later in the coating solution of the present invention is preferably 5 to 70% by mass, more preferably 6 to 30% by mass. And particularly preferably 8 to 20% by mass.

本発明の塗布液には、本発明のベンザイン前駆体基を有する化合物の他に、ベンザインと反応しうる基を有する化合物を添加しても良い。ベンザインと反応しうる基としては、例えば、芳香族炭化水素基またはヘテロ芳香族基などが挙げられる。なお、該化合物はベンザイン前駆体基を有していても良い。
該化合物としては、例えば、芳香族炭化水素基またはヘテロ芳香族基を有するポリマーまたはこれらポリマーの前駆体が挙げられ、より具体的には、ポリ(アリーレン)、ポリ(アリーレンエーテル)、ポリ(アリーレンエーテル−エーテル−ケトン)、ポリ(エーテル)、ポリイミド、ポリオキサゾール、ポリアミック酸、(メタ)アクリル系重合体、ポリアミド、ポリイミド−アミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリキノキサリン、ポリオキサジアゾール、ビニルアミド系重合体、ポリアルキレンオキサイド、メチルシルセスキオキサン等が挙げられる。該化合物を添加する場合、該化合物とベンザイン前駆体基を有する化合物との質量比は、98:2〜50:50が好ましく、95:5〜80:20がより好ましい。
In addition to the compound having the benzyne precursor group of the present invention, a compound having a group capable of reacting with benzyne may be added to the coating solution of the present invention. Examples of the group capable of reacting with benzyne include an aromatic hydrocarbon group or a heteroaromatic group. The compound may have a benzyne precursor group.
Examples of the compound include a polymer having an aromatic hydrocarbon group or a heteroaromatic group or a precursor of these polymers, and more specifically, poly (arylene), poly (arylene ether), poly (arylene). Ether-ether-ketone), poly (ether), polyimide, polyoxazole, polyamic acid, (meth) acrylic polymer, polyamide, polyimide-amide, polyester, polycarbonate, polyquinoxaline, polyoxadiazole, vinylamide polymer , Polyalkylene oxide, methyl silsesquioxane and the like. When the compound is added, the mass ratio of the compound and the compound having a benzyne precursor group is preferably 98: 2 to 50:50, and more preferably 95: 5 to 80:20.

本発明の塗布液にはシランをベースとするもののような接着促進剤を加えてもよい。   Adhesion promoters such as those based on silane may be added to the coating solution of the present invention.

本発明の塗布液には界面活性剤、例えばノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両面界面活性剤等が挙げられる。さらには、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤等も好ましく用いることができる。   Examples of the coating solution of the present invention include surfactants such as nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, and double-sided surfactants. Furthermore, fluorine-based surfactants, silicon-based surfactants, and the like can be preferably used.

本発明の塗布液には誘電率を低下させる目的で当該分野で知られている空孔形成剤(ポリスチレン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、これらの共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリルアミド等)を添加することが好ましい。   The coating solution of the present invention contains a pore forming agent (polystyrene, polyethylene glycol, polypropylene glycol, copolymers thereof, polymethyl acrylate, polyacrylamide, etc.) known in the art for the purpose of lowering the dielectric constant. It is preferable to add.

本発明の塗布液は、用途に応じて所望の物性を得るために他の添加剤を含有してもよい。そのような添加剤としては、金属含有化合物、例えば磁石粒子(例えばバリウムフェライト、酸化鉄(所望によりコバルトとの混合物)、又は磁気媒体、光学媒体、もしくは他の記録媒体に用いられる他の金属含有粒子)、導電性粒子、例えば導電性シーラント、導電性接着剤、導電性コーティング、電磁障害(EMI)/無線周波数障害(RFI) シールドコーティング、静電散逸、及び電気接触に用いるための金属もしくはカーボンなどを挙げることができる。   The coating liquid of the present invention may contain other additives in order to obtain desired physical properties depending on the application. Such additives include metal-containing compounds, such as magnet particles (eg barium ferrite, iron oxide (optionally mixed with cobalt), or other metal-containing materials used in magnetic, optical or other recording media) Particles), conductive particles such as conductive sealants, conductive adhesives, conductive coatings, electromagnetic interference (EMI) / radio frequency interference (RFI) shield coatings, electrostatic dissipation, and metals or carbon for use in electrical contacts And so on.

(塗布方法)
塗布液の基材への塗布方法については、各基材に応じて、後で説明する。
(塗布液の加熱)
ベンザイン前駆体基を有する化合物からベンザインを発生させる加熱のタイミングは、塗布液を調製する過程あるいは基板への塗布後の焼成過程のいずれであっても良いが、基板への塗布後に行うのがより好ましい。
ベンザインの発生する条件は、好ましくは100℃〜500℃、より好ましくは200℃〜480℃、特に好ましくは300℃〜450℃の温度において、好ましくは10秒〜10時間、より好ましくは1分〜2時間、特に好ましくは10分〜1時間の時間であって、この間にベンザイン前駆体の好ましくは30%以上、より好ましくは50%以上、特に好ましくは80%以上が分解するのが好ましい。
(Application method)
A method for applying the coating liquid to the base material will be described later according to the base material.
(Coating liquid heating)
The heating timing for generating benzyne from the compound having a benzyne precursor group may be either a process of preparing a coating solution or a baking process after coating on a substrate, but it is more preferably performed after coating on a substrate. preferable.
The conditions for generating benzyne are preferably 100 ° C. to 500 ° C., more preferably 200 ° C. to 480 ° C., particularly preferably 300 ° C. to 450 ° C., preferably 10 seconds to 10 hours, more preferably 1 minute to It is preferably 2 hours, particularly preferably 10 minutes to 1 hour, during which preferably 30% or more, more preferably 50% or more, particularly preferably 80% or more of the benzyne precursor decomposes.

発生したベンザインはアリール基、へテロアリール基と結合し、またはベンザイン同士で反応する性質があることはよく知られている。
発生したベンザインが、ベンザイン前駆体基を有する化合物、上述のベンザイン前駆体基を有する化合物以外に添加したポリマーまたはこれらポリマーの前駆体等との種々の反応を引き起こし、ポリマーネットワークが形成される。
本発明においては、この技術を利用することで高い耐熱性と機械強度を有する絶縁膜を形成することができるのである。
It is well known that the generated benzyne has a property of binding to an aryl group, a heteroaryl group, or reacting with each other.
The generated benzyne causes various reactions with a compound having a benzyne precursor group, a polymer added in addition to the compound having a benzyne precursor group, or a precursor of these polymers, and a polymer network is formed.
In the present invention, an insulating film having high heat resistance and mechanical strength can be formed by utilizing this technique.

本発明の塗布液を基板に塗布した後の溶媒除去または硬化反応に要する加熱条件は通常100℃〜475℃、好ましくは200℃〜450℃、特に好ましくは300℃〜450℃の温度において、好ましくは10秒〜10時間、より好ましくは30秒〜2時間、特に好ましくは1分〜1時間である。   The heating conditions required for solvent removal or curing reaction after the coating solution of the present invention is applied to the substrate are usually 100 ° C. to 475 ° C., preferably 200 ° C. to 450 ° C., particularly preferably 300 ° C. to 450 ° C. Is 10 seconds to 10 hours, more preferably 30 seconds to 2 hours, particularly preferably 1 minute to 1 hour.

(絶縁膜)
本発明の絶縁膜は、集積回路、マルチチップモジュール、又は平面パネルディスプレイ用の単層もしくは多層電気接続構造体における1以上の絶縁層もしくは誘電層として用いることができる。本発明の絶縁膜は、これらの用途における単独の誘電体として、又は他の有機ポリマー又は二酸化珪素、窒化珪素もしくはシリコンオキシニトリドのような無機誘電体と共に用いることができる。
(Insulating film)
The insulating film of the present invention can be used as one or more insulating layers or dielectric layers in a single layer or multilayer electrical connection structure for an integrated circuit, a multichip module, or a flat panel display. The insulating film of the present invention can be used as a single dielectric in these applications, or with other organic polymers or inorganic dielectrics such as silicon dioxide, silicon nitride or silicon oxynitride.

本発明の絶縁膜は、砒化ガリウムもしくは珪素により加工されるもののような、集積回路の接続構造における誘電率の低い絶縁材料として特に有効である。集積回路は通常1種以上の絶縁材料により分離された金属導電体の多くの層を有している。本発明の絶縁膜は、同じ層中の別個の金属導電体の間の、及び/又は接続構造の導電体の間の絶縁体として用いることができる。また、複合接続構造においてSiO2もしくはSi34のような他の材料と共にも用いることができる。例えば、本発明の膜形成用塗布液は、米国特許第5,550,405号、5,591,677号、Hayashi らの1996 Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers, p.88-89 に教示されている集積回路デバイスの製造方法に用いることができる。 The insulating film of the present invention is particularly effective as an insulating material having a low dielectric constant in a connection structure of an integrated circuit, such as one processed with gallium arsenide or silicon. Integrated circuits typically have many layers of metal conductors separated by one or more insulating materials. The insulating film of the present invention can be used as an insulator between separate metal conductors in the same layer and / or between conductors of a connection structure. It can also be used with other materials such as SiO 2 or Si 3 N 4 in composite connection structures. For example, the coating solution for film formation of the present invention is taught in US Pat. Nos. 5,550,405, 5,591,677, Hayashi et al., 1996 Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers, p.88-89. The present invention can be used in a method for manufacturing an integrated circuit device.

本発明の絶縁膜は、絶縁膜によって少なくとも部分的に分離され、パターン化された金属ラインを含む電気接続構造及びトランジスタを含む活性基材を含む集積回路の加工に用いる方法における絶縁膜(誘電体)として用いることができる。   An insulating film of the present invention is an insulating film (dielectric material) in a method used for processing an integrated circuit including an electrical connection structure including a patterned metal line and an active substrate including a transistor, at least partially separated by the insulating film. ).

本発明の絶縁膜は、より小さな(高密度)回路の製造を可能にするために半導体において用いられるシリコンウェハーのような材料の平坦化にも有効である。所望の平坦化を達成するため、本発明の塗布液を、例えばスピンコーティングもしくはスプレーコーティングによって溶液から塗布し、基材の表面上の粗さを均一にする。この方法は、Jenekhe, SA., Polymer Processing to Thin Films for Microelectronic Applications in Polymers for High Technology, Bowden ら、American Chemical Society 1987, p.261-269等の文献に説明されている。   The insulating film of the present invention is also effective for planarization of materials such as silicon wafers used in semiconductors to enable the manufacture of smaller (high density) circuits. In order to achieve the desired planarization, the coating solution of the present invention is applied from the solution, for example by spin coating or spray coating, to make the roughness on the surface of the substrate uniform. This method is described in documents such as Jenekhe, SA., Polymer Processing to Thin Films for Microelectronic Applications in Polymers for High Technology, Bowden et al., American Chemical Society 1987, p.261-269.

本発明の膜形成用塗布液は、ディップコーティング、スプレーコーティング、押出コーティング、又は縒り好ましくはスピンコーティングによって基板上に塗布することができ
る。すべての場合において、硬化前の基材及びコーティングの周囲の環境は温度及び湿度を適当に制御する必要がある。
The film-forming coating solution of the present invention can be applied on a substrate by dip coating, spray coating, extrusion coating, or preferably spin coating. In all cases, the environment surrounding the substrate and coating prior to curing needs to be properly controlled for temperature and humidity.

本発明の絶縁膜は、集積回路接続構造の加工のための「ダマスコ(damascene) 」金属細工又はサブトラクティブ金属パターン化法に用いることができる。ダマスコライン及びバイアスの加工法は当該分野において周知である。例えば米国特許第5,262,354号及び5,093,279号を参照されたい。   The insulating film of the present invention can be used in "damascene" metalworking or subtractive metal patterning methods for processing integrated circuit connection structures. Damascoline and bias processing methods are well known in the art. See, for example, US Pat. Nos. 5,262,354 and 5,093,279.

材料のパターン化は、酸素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、フッ素含有化合物、又はこれらと他のガスとの混合物を用い、ホトレジスト「ソフトマスク」、例えばエポキシノボラック、又は無機「ハードマスク」、例えばSiO2、Si34もしくは金属と組み合わせたホトレジストを用いて、反応性イオンエッチング法により行ってよい。 Material patterning uses oxygen, argon, helium, carbon dioxide, fluorine-containing compounds, or mixtures of these with other gases, and photoresist “soft masks” such as epoxy novolacs, or inorganic “hard masks” such as SiO 2 2. Reactive ion etching may be performed using a photoresist combined with Si 3 N 4 or metal.

本発明の絶縁膜は、Al、Alアロイ、Cu、Cuアロイ、金、銀、W、及び物理蒸着、化学蒸着、蒸発、電着、及び他の付着法により付着される他の一般的金属導電材料(導電ライン及びプラグ用)と共に用いることができる。ベース金属導電体に他の金属層、例えばタンタル、チタン、タングステン、クロム、コバルト、これらのアロイ、又はこれらの窒化物を用いて穴を埋め、接着を高め、バリアを与え、又は金属反射性を向上させてもよい。   Insulating films of the present invention include Al, Al alloy, Cu, Cu alloy, gold, silver, W, and other common metal conductive materials deposited by physical vapor deposition, chemical vapor deposition, evaporation, electrodeposition, and other deposition methods. Can be used with materials (for conductive lines and plugs). Fill the base metal conductor with other metal layers, such as tantalum, titanium, tungsten, chromium, cobalt, alloys thereof, or nitrides to enhance adhesion, provide a barrier, or provide metal reflectivity It may be improved.

加工法によっては、化学−機械磨き法を用いて本発明の誘電材料もしくは金属を除去し又は平坦化してもよい。シリコン、シリケートガラス、炭化珪素、アルミニウム、窒化アルミニウム、もしくはFR−4のような活性もしくは不動基材上にマルチチップモジュールを、誘電材料としての本発明のポリマーにより構成してもよい。   Depending on the processing method, the dielectric material or metal of the present invention may be removed or planarized using a chemical-mechanical polishing method. A multichip module may be constructed with a polymer of the present invention as a dielectric material on an active or immobile substrate such as silicon, silicate glass, silicon carbide, aluminum, aluminum nitride, or FR-4.

シリコン、シリケートガラス、炭化珪素、アルミニウム、窒化アルミニウム、もしくはFR−4のような活性もしくは不動基材上のフラットパネルディスプレイを、誘電材料としての本発明のポリマーにより構成してもよい。   Flat panel displays on active or immobile substrates such as silicon, silicate glass, silicon carbide, aluminum, aluminum nitride, or FR-4 may be constructed with the polymers of the present invention as dielectric materials.

本発明の膜形成用塗布液は、アルファ粒子に対して保護するための集積回路チップ上の保護コーティングとして用いてもよい。半導体デバイスは、包装中の少量の放射活性不純物から放出されるアルファ粒子が活性表面に当たる際にソフトエラーを受けやすい。通常、集積回路チップは基材上に設置され、適当な接着剤により固定される。本発明の膜形成用塗布液のコーティングはチップの活性表面にアルファ粒子保護層を与える。所望により、例えばエポキシもしくはシリコーン製の封入剤によりさらなる
保護を与えてもよい。
The film-forming coating solution of the present invention may be used as a protective coating on an integrated circuit chip for protection against alpha particles. Semiconductor devices are susceptible to soft errors when alpha particles emitted from small amounts of radioactive impurities in the package strike the active surface. Usually, the integrated circuit chip is placed on a substrate and fixed with a suitable adhesive. The coating of the coating solution for film formation of the present invention provides an alpha particle protective layer on the active surface of the chip. If desired, further protection may be provided, for example, by an encapsulant made of epoxy or silicone.

本発明の絶縁膜により形成された層は、Polymers for Electronic Applications, Lai,
CRCPress (1989) p.42-47 に記載されているような、湿潤エッチング、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング(RIE)、乾燥エッチング、又は光レーザーアブレーションによりパターン化される。パターン化は、高分子誘電層上にコートされているレジスト層中に平板印刷法によりパターンが形成され、次いで底の層にエッチングされるマルチレベル法により行われる。特に有効な方法は、除去されるべきではないオリゴマーもしくはポリマーの部分をマスクし、オリゴマーもしくはポリマーのマスクされていない部分を除去し、次いで残っているオリゴマーもしくはポリマーを、例えば熱によって硬化させることを含む。
The layer formed by the insulating film of the present invention is Polymers for Electronic Applications, Lai,
Patterned by wet etching, plasma etching, reactive ion etching (RIE), dry etching, or optical laser ablation as described in CRCPress (1989) p.42-47. Patterning is performed by a multi-level method in which a pattern is formed by lithographic printing in a resist layer coated on the polymeric dielectric layer and then etched into the bottom layer. A particularly effective method is to mask the oligomer or polymer portion that should not be removed, remove the unmasked portion of the oligomer or polymer, and then cure the remaining oligomer or polymer, for example by heat. Including.

さらに、本発明の膜形成用塗布液は、成形品、フィルム、ファイバー及びフォームの製造に用いることもできる。   Furthermore, the coating liquid for film formation of the present invention can also be used for the production of molded products, films, fibers and foams.

本発明の膜形成用塗布液は、溶液付着、液相エピタキシー、スクリーンプリント、メルトスピン、ディップコーティング、スピニング、ブラッシング(例えばワニスのような)、スプレーコーティング、粉末コーティング、プラズマ付着、分散体スプレー、溶液キャスティング、スラリースプレー、乾燥粉末スプレー、流動床法、ウェルドリング、エクスプロージョン法(Wire Explosion Spraying Method及びエクスプロージョンボンディングを含む)、熱を加えたプレスボンディング、プラズマ重合、分散媒体に分散させ、その後分散媒体を除去すること、加圧ボンディング、圧を加えた加熱ボンディング、ガス環境加硫、押出溶融ポリマー、ホットガスウェルディング、ベーキング、コーティング及びシンタリングのような多くの方法により種々の基材に塗布することができる。ラングミュアーブロジェット法を用いて空気−水界面又は他の界面において一層及び多層フィルムを基材に付着させることもできる。   The coating solution for film formation of the present invention is solution adhesion, liquid phase epitaxy, screen printing, melt spin, dip coating, spinning, brushing (such as varnish), spray coating, powder coating, plasma deposition, dispersion spray, solution Casting, slurry spray, dry powder spray, fluidized bed method, weld ring, explosion method (including Wire Explosion Spraying Method and explosion bonding), heat-applied press bonding, plasma polymerization, dispersion in dispersion medium, then dispersion Media removal, pressure bonding, pressurized heat bonding, gas environment vulcanization, extrusion melt polymer, hot gas welding, baking, coating and thin It can be applied to various substrates by a number of methods, such as a ring. A single layer and multilayer film can also be attached to the substrate at the air-water interface or other interfaces using the Langmuir Blodget process.

本発明の膜形成用塗布液によりコートされる基材は、コートされるに十分な一体性を有するものであればどのような材料であってもよい。基材の例は、木材、金属、セラミックス、ガラス、他のポリマー、紙、ボール紙、織布、不織布マット、合成繊維、Kevlar(商標)、カーボン繊維、砒化ガリウム、シリコン及び他の無機基材及びこれらの酸化物を含む。用いられる基材は所望の用途に基づいて選択される。その例は、ガラス繊維(織布、不織布もしくはストランド)、セラミックス、金属、例えばアルミニウム、マグネシウム、チタン、銅、クロム、金、銀、タングステン、ステンレススチール、Hastalloy(商標)、カーボンスチール、他の金属アロイ及びその酸化物、並びに熱硬化性及び熱可塑性ポリマー、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド、ペルフルオロシクロブタンポリマー、ベンゾシクロブタンポリマー、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアリーレンエーテル及びポリエステルを含む。これらの基材は硬化した形態の本発明のポリマーであってもよい。   The base material to be coated with the coating liquid for film formation of the present invention may be any material as long as it has sufficient integrity to be coated. Examples of substrates are wood, metal, ceramics, glass, other polymers, paper, cardboard, woven fabric, nonwoven mat, synthetic fiber, Kevlar ™, carbon fiber, gallium arsenide, silicon and other inorganic substrates And these oxides. The substrate used is selected based on the desired application. Examples include glass fibers (woven fabrics, non-woven fabrics or strands), ceramics, metals such as aluminum, magnesium, titanium, copper, chromium, gold, silver, tungsten, stainless steel, Hastalloy (TM), carbon steel, other metals Alloys and their oxides as well as thermosetting and thermoplastic polymers such as epoxy resins, polyimides, perfluorocyclobutane polymers, benzocyclobutane polymers, polystyrene, polyamides, polycarbonates, polyarylene ethers and polyesters. These substrates may be cured polymers of the present invention.

この基材はどのような形状であってもよく、この形状は最終用途によって決まる。例えば、この基材はディスク、プレート、ワイヤ、チューブ、板、球、ロッド、パイプ、シリンダー、塊、ファイバー、織布もしくは不織布、糸(混合糸を含む)、規則ポリマー、並びに織布もしくは不織布マットの形状であってよい。各場合において、基材は中空でも中実であってもよい。中空の場合、ポリマー層は基材の内側と外側のいずれか一方もしくは両方に設けてもよい。基材は多孔質層、例えばグラファイトマットもしくは布帛、ガラスマットもしくは布帛、スクリム、及び粒状材料を含んでいてもよい。   The substrate can have any shape, and this shape depends on the end use. For example, the substrate can be a disk, plate, wire, tube, plate, sphere, rod, pipe, cylinder, lump, fiber, woven or non-woven fabric, yarn (including mixed yarn), ordered polymer, and woven or non-woven mat. The shape may be In each case, the substrate may be hollow or solid. In the case of being hollow, the polymer layer may be provided on either or both of the inside and the outside of the substrate. The substrate may include porous layers such as graphite mats or fabrics, glass mats or fabrics, scrims, and particulate materials.

本発明の絶縁膜は多くの材料、例えば相溶性ポリマー、通常の溶媒を有するポリマー、金属、特に表面模様付き金属、珪素、二酸化珪素、特にエッチングされた珪素及び二酸化珪素、ガラス、窒化珪素、窒化アルミニウム、アルミナ、砒化ガリウム、石英、及びセラミックスに直接接着する。
しかしながら、高い接着を望む場合、接着させるべき材料に、予め接着を向上させるために、接着促進剤による前処理を行ってもよい。
Insulating films of the present invention can be made of many materials, such as compatible polymers, polymers with common solvents, metals, especially surface textured metals, silicon, silicon dioxide, especially etched silicon and silicon dioxide, glass, silicon nitride, nitriding Adheres directly to aluminum, alumina, gallium arsenide, quartz, and ceramics.
However, if high adhesion is desired, the material to be bonded may be pretreated with an adhesion promoter in order to improve the adhesion in advance.

そのような接着促進剤としては、例えば、シラン、好ましくはオルガノシラン、例えばトリメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、ヘキサメチルジシラザン[(CH33−Si−NH−Si(CH33]、又はアミノシランカップリング剤、例えばγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、又はキレート、例えばアルミニウムモノエチルアセトアセテートジイソプロピレート[(イソC37O)2Al(OCOC25CHCOCH3)]を挙げることができる。
この接着促進剤は0.01質量%〜5質量%溶液が塗布され、過剰の溶液は除去され、次いで膜形成用塗布液が塗布される。
Such adhesion promoters include, for example, silanes, preferably organosilanes such as trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane, hexamethyldisilazane [(CH 3 ) 3 —Si—NH—Si (CH 3 ) 3 ], or aminosilane coupling agent, for example, γ- aminopropyltriethoxysilane, or chelates such as aluminum monoethylacetoacetate diisopropylate [(iso C 3 H 7 O) 2 Al (OCOC 2 H 5 CHCOCH 3)] be exemplified Can do.
This adhesion promoter is applied in a 0.01% to 5% by weight solution, excess solution is removed, and then a film-forming coating solution is applied.

また、基材上にキレートのトルエン溶液を広げ、次いでこのコートされた基材を酸素中
で350℃において30分間焼成し、表面上に酸化アルミニウムのとても薄い(例えば5ナノメーター)の接着促進層を形成することによって基材上にアルミニウムモノエチルアセトアセテートジイソプロピレートのキレートを混入させることもできる。酸化アルミニウムを付着させる他の手段も同様に適している。
Also spread a chelate toluene solution on the substrate, then baked the coated substrate in oxygen at 350 ° C. for 30 minutes to form a very thin (eg 5 nanometer) adhesion promoting layer of aluminum oxide on the surface. It is also possible to mix a chelate of aluminum monoethyl acetoacetate diisopropylate on the substrate. Other means of depositing aluminum oxide are equally suitable.

本発明の絶縁膜は、金属、半導体、コンデンサー、誘導子、導体、太陽電池、ガラス、ガラス繊維、石英、及び石英ファイバーに表面不動を与えるコーティングのような、環境に対する保護(すなわち、製造、貯蔵及び使用条件を含む環境中の少なくとも1種の物質に対する保護)としても用いることができる。   The insulating films of the present invention are environmentally protective (ie, manufactured, stored) such as metals, semiconductors, capacitors, inductors, conductors, solar cells, glass, glass fibers, quartz, and coatings that immobilize surfaces on quartz fibers. And protection against at least one substance in the environment including use conditions).

以下の実施例は本発明を説明するものであり、その範囲を限定するものではない。この実施例において、部及びパーセントは特に示さない限り質量基準である。   The following examples illustrate the invention and are not intended to limit its scope. In this example, parts and percentages are by weight unless otherwise indicated.

<実施例1>
下記に記載の化合物(B−1)1.0gと(P−1)10.0gをシクロヘキサノン50ml及びN−メチルピロリジノン20mlの混合溶液中に溶解した。この溶液を0.1ミクロンのテトラフルオロエチレン製フィルターでろ過した後、シリコンウェハー上にスピンコートし、膜厚1ミクロンの塗膜を形成した。この塗膜を窒素気流下ホットプレート上で150℃で60秒間加熱し、更に250℃のホットプレート上で90秒加熱した。さらにこのシリコンウェハーを窒素パージしたオーブンに入れ、420℃で1時間加熱し、硬化した塗膜を作成した。得られた絶縁膜の比誘電率は2.6、ヤング率は5.5GPaであり、優れた性質を有していた。
<Example 1>
1.0 g of the compound (B-1) and 10.0 g of (P-1) described below were dissolved in a mixed solution of 50 ml of cyclohexanone and 20 ml of N-methylpyrrolidinone. This solution was filtered through a 0.1 micron tetrafluoroethylene filter and then spin-coated on a silicon wafer to form a coating film having a thickness of 1 micron. This coating film was heated on a hot plate at 150 ° C. for 60 seconds under a nitrogen stream, and further heated on a hot plate at 250 ° C. for 90 seconds. Further, this silicon wafer was put in an oven purged with nitrogen and heated at 420 ° C. for 1 hour to prepare a cured coating film. The obtained insulating film had excellent dielectric properties, such as a relative dielectric constant of 2.6 and a Young's modulus of 5.5 GPa.

<実施例2>
下記に記載の化合物(B−9)1.0gをシクロヘキサノン7mlに溶解した。この溶液を0.1ミクロンのテトラフルオロエチレン製フィルターでろ過した後、シリコンウェハー上にスピンコートし、膜厚1ミクロンの塗膜を形成した。この塗膜を窒素気流下ホットプレート上で150℃で60秒間加熱し、更に250℃のホットプレート上で90秒加熱した。さらにこのシリコンウェハーを窒素パージしたオーブンに入れ、430℃で1時間加熱し、硬化した塗膜を作成した。得られた絶縁膜の比誘電率は2.6、ヤング率は5.8GPaであり、優れた性質を有していた。
<Example 2>
1.0 g of the compound (B-9) described below was dissolved in 7 ml of cyclohexanone. This solution was filtered through a 0.1 micron tetrafluoroethylene filter and then spin-coated on a silicon wafer to form a coating film having a thickness of 1 micron. This coating film was heated on a hot plate at 150 ° C. for 60 seconds under a nitrogen stream, and further heated on a hot plate at 250 ° C. for 90 seconds. Further, this silicon wafer was placed in an oven purged with nitrogen and heated at 430 ° C. for 1 hour to prepare a cured coating film. The insulating film thus obtained had excellent dielectric properties, such as a relative dielectric constant of 2.6 and a Young's modulus of 5.8 GPa.

<比較例1>
実施例1において、化合物(B−1)を添加せずに、この他は同様の方法で絶縁膜を形成した。得られた絶縁膜の比誘電率は2.6、ヤング率は2.0GPaであり、本発明の絶縁膜と比較して機械強度が低い結果が得られた。
<Comparative Example 1>
In Example 1, an insulating film was formed by the same method except that the compound (B-1) was not added. The obtained dielectric film had a relative dielectric constant of 2.6 and a Young's modulus of 2.0 GPa, and the mechanical strength was lower than that of the insulating film of the present invention.

(評価方法)
<誘電率>
フォーディーメンジョンズ製水銀プローバおよび横川・ヒューレットパッカード(株)製のHP4285A LCRメーターを用いて、1MHzにおける容量値から算出した。<ヤング率>
MTS社 ナノインデンターSA2を使用して測定した。
(Evaluation methods)
<Dielectric constant>
It calculated from the capacity | capacitance value in 1 MHz using the HP4285A LCR meter made from the mercury prober made from For Dimension, and Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd. <Young's modulus>
Measurement was performed using a nanoindenter SA2 manufactured by MTS.

Figure 0004603818
Figure 0004603818

Claims (5)

下記式(I)で表されるベンザイン前駆体から一個の水素原子を除いた基を少なくとも一つ有する化合物を含有する膜形成用塗布液。
Figure 0004603818
式(I)中、R 1 〜R 10 はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。
A film-forming coating solution containing a compound having at least one group obtained by removing one hydrogen atom from a benzyne precursor represented by the following formula (I) .
Figure 0004603818
In formula (I), R 1 to R 10 each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
1)少なくとも、下記式(I)で表されるベンザイン前駆体から一個の水素原子を除いた基を少なくとも一つ有する化合物を溶媒に溶解する工程、  1) A step of dissolving in a solvent at least a compound having at least one group obtained by removing one hydrogen atom from a benzyne precursor represented by the following formula (I):
2)1)で調製した溶液を0.1ミクロンのフィルターでろ過する工程、  2) Filtering the solution prepared in 1) with a 0.1 micron filter,
からなることを特徴とする、請求項1に記載の膜形成用塗布液の製造方法。The manufacturing method of the coating liquid for film formation of Claim 1 consisting of these.
Figure 0004603818
Figure 0004603818
式(I)中、RIn formula (I), R 11 〜R~ R 10Ten はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
請求項1に記載の膜形成用塗布液を基板に塗布し、熱処理することによって得られる絶縁膜。 The insulating film obtained by apply | coating the coating liquid for film formation of Claim 1 to a board | substrate, and heat-processing. 請求項3に記載の絶縁膜を有する電子デバイス。 Electronic device having absolute Enmaku of claim 3. 請求項1に記載の膜形成用塗布液を基板に塗布し、熱処理することによる絶縁膜の製造方法。A method for producing an insulating film by applying the film-forming coating solution according to claim 1 to a substrate and performing a heat treatment.
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