JP5407851B2 - Film forming composition, insulating film, and semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、膜形成用組成物、絶縁膜および半導体装置に関する。   The present invention relates to a film forming composition, an insulating film, and a semiconductor device.

近年、電子材料分野においては、半導体デバイスの高集積化、高速化、高性能化が進むにしたがって、半導体集積回路の配線間抵抗の増大や電気容量の増大による遅延時間が大きな問題となってきている。この遅延時間を減少させ、半導体デバイスをより高速化させるためには、低誘電率の絶縁膜を回路に用いることが必要である。   In recent years, in the field of electronic materials, as the integration, speed, and performance of semiconductor devices increase, the delay time due to the increase in inter-wire resistance and the increase in electric capacity of semiconductor integrated circuits has become a big problem. Yes. In order to reduce the delay time and increase the speed of the semiconductor device, it is necessary to use an insulating film having a low dielectric constant for the circuit.

従来、絶縁膜の低誘電率化を図るために、熱分解性成分(空孔形成材)を含む組成物を用い、絶縁膜形成の際の加熱焼成工程において、前記熱分解性成分を分解させ、空孔を形成する方法が用いられてきた(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、このような方法を用いた場合、形成される絶縁膜は、強度が低いものとなる。また、形成される絶縁膜に不本意な膜厚のばらつきを生じやすく、各部位での特性差が大きくなるという問題もあった。   Conventionally, in order to reduce the dielectric constant of an insulating film, a composition containing a thermally decomposable component (hole forming material) is used, and the thermally decomposable component is decomposed in a heating and firing step when forming the insulating film. A method of forming holes has been used (see, for example, Patent Document 1). However, when such a method is used, the formed insulating film has low strength. In addition, there is a problem that an undesired variation in film thickness tends to occur in the formed insulating film, resulting in a large difference in characteristics at each part.

また、従来においては、形成される絶縁膜の絶縁性が安定せず、抵抗値が比較的低い絶縁膜が形成されてしまうことがあるという問題点があった。   Further, conventionally, there has been a problem that the insulating film formed is not stable and an insulating film having a relatively low resistance value may be formed.

特開2005−243903号公報JP 2005-243903 A

本発明の目的は、低誘電率で、安定した絶縁性を示し、かつ、強度に優れ、膜厚や特性の不本意なばらつきが抑制された絶縁膜を提供すること、前記絶縁膜の形成に好適に用いることができる膜形成用組成物を提供すること、また、前記絶縁膜を備えた半導体装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an insulating film having a low dielectric constant, exhibiting stable insulation, excellent strength, and suppressing unintentional variations in film thickness and characteristics, and formation of the insulating film. An object of the present invention is to provide a film forming composition that can be suitably used, and to provide a semiconductor device provided with the insulating film.

このような目的は、下記(1)〜(14)に記載の本発明により達成される。
(1) 分子内に、アダマンタン型のかご型構造を含む部分構造a1と、重合性の官能基とを有する重合性化合物および/または当該重合性化合物が部分的に重合した重合体を含む膜形成用組成物であって、
分子内に複数個の重合性反応基を備え、当該重合性反応基として少なくとも1個の重合性二重結合を備えた多価反応性オレフィン体を前記重合性化合物として含むとともに、
前記多価反応性オレフィン体が有する前記重合性反応基の少なくとも一部が水素原子で置換された水素化体を含み、
前記多価反応性オレフィン体は、前記重合性反応基が芳香環に直接結合した構造を有し、1つの前記芳香環に2つの前記重合性反応基が直接結合した構造を有し、分子内に4個の重合性反応基を備えた4価反応性オレフィン体であり、
前記重合性化合物が重合していない状態とした場合における、前記多価反応性オレフィン体と前記水素化体の総モル数に対する、前記水素化体のモル分率が0.01〜10モル%であることを特徴とする膜形成用組成物。
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to ( 14 ).
(1) Formation of a film containing a polymerizable compound having a partial structure a1 including an adamantane-type cage structure and a polymerizable functional group in the molecule and / or a polymer obtained by partially polymerizing the polymerizable compound A composition for
A polyvalent reactive olefin having a plurality of polymerizable reactive groups in the molecule and having at least one polymerizable double bond as the polymerizable reactive group is included as the polymerizable compound.
A hydrogenated product in which at least a part of the polymerizable reactive group of the polyvalent reactive olefin product is substituted with a hydrogen atom;
The polyvalent reactive olefin has a structure in which the polymerizable reactive group is directly bonded to an aromatic ring, and has a structure in which two polymerizable reactive groups are directly bonded to one aromatic ring, A tetravalent reactive olefin body having four polymerizable reactive groups,
When the polymerizable compound is not polymerized, the hydride has a mole fraction of 0.01 to 10 mol% with respect to the total number of moles of the polyvalent reactive olefin and hydride. A composition for forming a film, characterized by comprising:

(2) 前記多価反応性オレフィン体は、分子内に、ハロゲン原子を有していないものである上記(1)に記載の膜形成用組成物。   (2) The film-forming composition according to the above (1), wherein the polyvalent reactive olefinic body has no halogen atom in the molecule.

(3) 前記多価反応性オレフィン体が有する前記重合性反応基は、すべて重合性二重結合である上記(1)または(2)に記載の膜形成用組成物。   (3) The film-forming composition according to (1) or (2), wherein all of the polymerizable reactive groups of the polyvalent reactive olefin are polymerizable double bonds.

(4) 前記多価反応性オレフィン体は、前記重合性反応基として、前記重合性二重結合に加え、さらに、アセチレン系反応基を備えている上記(1)または(2)に記載の膜形成用組成物。   (4) The film according to (1) or (2), wherein the polyvalent reactive olefin body further includes an acetylene-based reactive group in addition to the polymerizable double bond as the polymerizable reactive group. Forming composition.

) 前記芳香環は、前記かご型構造に直接結合したものである上記(ないし(4)のいずれかに記載の膜形成用組成物。 ( 5 ) The film-forming composition according to any one of ( 1 ) to (4), wherein the aromatic ring is directly bonded to the cage structure.

) 前記多価反応性オレフィン体において、一方の前記重合性反応基は、他方の前記重合性反応基のメタ位に存在するものである上記(ないし(5)のいずれかに記載の膜形成用組成物。 ( 6 ) In the polyvalent reactive olefin body, one of the polymerizable reactive groups is present in the meta position of the other polymerizable reactive group, according to any one of ( 1 ) to (5) above. A film forming composition.

) 2つの前記重合性反応基は、いずれも、前記芳香環が前記かご型構造に結合する部位のメタ位に存在するものである上記(ないし(6)のいずれかに記載の膜形成用組成物。 ( 7 ) The two polymerizable reactive groups according to any one of ( 1 ) to (6) , wherein each of the two polymerizable reactive groups is present at a meta position of a site where the aromatic ring is bonded to the cage structure. Film forming composition.

) 前記部分構造a1は、ビアダマンタン構造を有するものである上記(1)ないし()のいずれかに記載の膜形成用組成物。 ( 8 ) The film forming composition according to any one of (1) to ( 7 ), wherein the partial structure a1 has a biadamantan structure.

) 前記ビアダマンタン構造は、置換基としてメチル基を有するものである上記()に記載の膜形成用組成物。 ( 9 ) The film-forming composition according to ( 8 ), wherein the biadamantane structure has a methyl group as a substituent.

10) 前記部分構造a1は、ジアマンタン構造を有するものである上記(1)ないし()のいずれかに記載の膜形成用組成物。 ( 10 ) The film-forming composition according to any one of (1) to ( 9 ), wherein the partial structure a1 has a diamantane structure.

11) 膜形成に際して熱分解することにより、膜中に空孔を形成する機能を有する空孔形成材を含まない上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の膜形成用組成物。 ( 11 ) The film-forming composition as described in any one of (1) to ( 10 ) above, which does not contain a pore-forming material having a function of forming pores in the film by thermal decomposition during film formation.

12) 上記(1)ないし(11)のいずれかに記載の膜形成用組成物を用いて形成されたことを特徴とする絶縁膜。 ( 12 ) An insulating film formed by using the film forming composition as described in any of (1) to ( 11 ) above.

13) 絶縁膜は、SiOC、SiCNまたはSiOで構成された部材に接触するものである上記(12)に記載の絶縁膜。 ( 13 ) The insulating film according to ( 12 ), wherein the insulating film is in contact with a member made of SiOC, SiCN, or SiO.

14) 上記(12)または(13)に記載の絶縁膜を備えたことを特徴とする半導体装置。 ( 14 ) A semiconductor device comprising the insulating film according to ( 12 ) or ( 13 ).

本発明によれば、低誘電率で、安定した絶縁性を示し、かつ、強度に優れ、膜厚や特性の不本意なばらつきが抑制された絶縁膜を提供することができる。また、前記絶縁膜の形成に好適に用いることができる膜形成用組成物を提供することができる。また、前記絶縁膜を備えた半導体装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an insulating film that has a low dielectric constant, exhibits stable insulating properties, is excellent in strength, and suppresses unintentional variations in film thickness and characteristics. Moreover, the film formation composition which can be used suitably for formation of the said insulating film can be provided. In addition, a semiconductor device including the insulating film can be provided.

所定形状にパターニングされた層間絶縁膜を形成する方法の一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the method of forming the interlayer insulation film patterned by the predetermined shape. 本発明の半導体装置の一例を模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically an example of the semiconductor device of this invention.

以下、本発明について詳細に説明する。
<膜形成用組成物>
まず、本発明の膜形成用組成物について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<Film forming composition>
First, the film forming composition of the present invention will be described.

分子内に、アダマンタン型のかご型構造を含む部分構造a1と、重合性の官能基とを有する重合性化合物および/または当該重合性化合物が部分的に重合した重合体(プレポリマー)を含む膜形成用組成物である。そして、分子内に複数個の重合性反応基を備え、当該重合性反応基として少なくとも1個の重合性二重結合(炭素−炭素間の二重結合)を備えた多価反応性オレフィン体を重合性化合物として含むとともに、多価反応性オレフィン体が有する重合性反応基の少なくとも一部が水素原子で置換された構造を有する水素化体を所定量含むものである。   A film containing, in the molecule, a polymerizable compound having a partial structure a1 including an adamantane cage structure and a polymerizable functional group and / or a polymer (prepolymer) in which the polymerizable compound is partially polymerized It is a composition for formation. And a polyvalent reactive olefin having a plurality of polymerizable reactive groups in the molecule and having at least one polymerizable double bond (carbon-carbon double bond) as the polymerizable reactive group. It contains as a polymerizable compound and contains a predetermined amount of a hydride having a structure in which at least a part of the polymerizable reactive group of the polyvalent reactive olefin is substituted with a hydrogen atom.

膜形成用組成物が、このような構成を有することにより、低誘電率で、安定した絶縁性を示し、かつ、強度に優れ、被着体との密着性に優れ、膜厚や特性の不本意なばらつきが抑制された膜を好適に形成することができる。重合性二重結合(炭素−炭素間の二重結合)を含む重合性基(オレフィン系反応基)としては、ビニル基や、ビニル基の末端水素原子の一つがアルキル基、環状アルキル基または芳香族基で置換されたものが挙げられるが、ビニル基が好ましい。   The film-forming composition has such a structure, and thus has a low dielectric constant, stable insulation, excellent strength, excellent adhesion to the adherend, and poor film thickness and characteristics. A film in which the intentional variation is suppressed can be suitably formed. As the polymerizable group (olefin-based reactive group) containing a polymerizable double bond (carbon-carbon double bond), one of the terminal hydrogen atoms of the vinyl group is an alkyl group, a cyclic alkyl group or an aromatic group. Although the thing substituted by the group group is mentioned, A vinyl group is preferable.

[1]多価反応性オレフィン体
多価反応性オレフィン体は、分子内に、アダマンタン型のかご型構造を含む部分構造a1と、複数個の重合性反応基を備え、当該重合性反応基として少なくとも1個の重合性二重結合を備えている。
[1] Polyvalent reactive olefin body The polyvalent reactive olefin body includes a partial structure a1 including an adamantane cage structure and a plurality of polymerizable reactive groups in the molecule, It has at least one polymerizable double bond.

多価反応性オレフィン体が有する部分構造a1は、アダマンタン型のかご型構造を含むものである。これにより、本発明の膜形成用組成物を用いて形成される膜を、低密度のものとすることができ、形成される膜の誘電率を低いものとすることができる。   The partial structure a1 possessed by the polyvalent reactive olefin body includes an adamantane cage structure. Thereby, the film formed using the film forming composition of the present invention can have a low density, and the dielectric constant of the formed film can be reduced.

多価反応性オレフィン体が有する部分構造a1としては、例えば、アダマンタン、ポリアダマンタン(例えば、ビアダマンタン、トリアダマンタン、テトラアダマンタン、ヘプタアダマンタン、ヘキサアダマンタン等)、ポリアマンタン(例えば、ジアマンタン、トリアマンタン、テトラマンタン、ペンタマンタン、ヘキサマンタン、ヘプタマンタン等)、これらの化合物を構成する水素原子の少なくとも一部をアルキル基で置換した化合物等の二価基(上記化合物を構成する2つの水素原子を除いた部分の構造)や、これらの二価基を2つ以上備えたもの(例えば、ビ(ジアマンタン)骨格、トリ(ジアマンタン)骨格、テトラ(ジアマンタン)骨格等の複数のジアマンタン骨格が連なったもの(ポリ(ジアマンタン)骨格を有するもの);ビ(トリアマンタン)骨格、トリ(トリアマンタン)骨格、テトラ(トリアマンタン)骨格等の複数のトリアマンタン骨格が連なったもの(ポリ(トリアマンタン)骨格を有するもの);アダマンタン骨格(またはポリアダマンタン骨格)とポリアマンタン骨格とが連なったもの等)等が挙げられる。以下に、部分構造a1の例の一部を、化学構造式で示すが、部分構造a1はこれらに限定されるものではない。ただし、下記式(C−1)〜式(C−7)中、R、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基を示し、l、m、nは、それぞれ独立に、1以上の整数を表す。 Examples of the partial structure a1 possessed by the polyvalent reactive olefin include, for example, adamantane, polyadamantane (eg, biadamantane, triadamantane, tetraadamantane, heptaadamantane, hexaadamantane, etc.), polyamantane (eg, diamantane, triamantane, tetraamantane). Divalent groups such as mantan, pentamantane, hexamantane, heptamantane, etc., and compounds in which at least some of the hydrogen atoms constituting these compounds are substituted with alkyl groups (excluding the two hydrogen atoms constituting the above compounds) Structure having two or more of these divalent groups (for example, a structure in which a plurality of diamantane skeletons such as a bi (diamantane) skeleton, a tri (diamantane) skeleton, and a tetra (diamantane) skeleton are linked (poly ( (Diamantane) having skeleton) A structure in which a plurality of triamantane skeletons such as a bi (triamantane) skeleton, a tri (triamantane) skeleton, and a tetra (triamantane) skeleton are connected (having a poly (triamantane) skeleton); an adamantane skeleton (or a polyadamantane skeleton) ) And a polyamantane skeleton, etc.). Hereinafter, a part of the example of the partial structure a1 is shown by a chemical structural formula, but the partial structure a1 is not limited thereto. However, in the following formulas (C-1) to (C-7), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and l, m, and n each independently represent 1 or more. Represents an integer.

Figure 0005407851
Figure 0005407851

また、部分構造a1は、それ自体が対称性を有する構造のものであるのが好ましい。これにより、膜形成用組成物中に含まれる重合性化合物および/または当該重合性化合物が部分的に重合した重合体(プレポリマー)の反応性をより適切なものとすることができ、膜を形成すべき部材(例えば、半導体基板)上に膜形成用組成物を付与するのに際し、当該膜形成用組成物の粘度をより確実に好適なものとし、形成される膜の各部位での厚さや特性の不本意なばらつきをより効果的に抑制することができるとともに、最終的に形成される膜の強度を特に優れたものとすることができる。   Moreover, it is preferable that the partial structure a1 is a structure which itself has symmetry. As a result, the reactivity of the polymerizable compound and / or the polymer (prepolymer) obtained by partially polymerizing the polymerizable compound contained in the film-forming composition can be made more appropriate. When applying the film-forming composition on the member to be formed (for example, a semiconductor substrate), the viscosity of the film-forming composition is more surely suitable, and the thickness of each part of the film to be formed It is possible to more effectively suppress the unintentional variation in the sheath characteristics, and to make the finally formed film particularly excellent in strength.

また、部分構造a1は、ビアダマンタン構造を有するものであるのが好ましい。これにより、本発明の膜形成用組成物を用いて形成される膜の誘電率を特に低いものとすることができる。また、膜形成用組成物中に含まれる重合性化合物および/または当該重合性化合物が部分的に重合した重合体(プレポリマー)の反応性をより好適なものとすることができ、膜を形成すべき部材(例えば、半導体基板)上に膜形成用組成物を付与するのに際し、当該膜形成用組成物の粘度をより確実に好適なものとし、形成される膜の各部位での厚さや特性の不本意なばらつきをより効果的に抑制することができるとともに、最終的に形成される膜の強度を特に優れたものとすることができる。   Moreover, it is preferable that the partial structure a1 has a biadamantan structure. Thereby, the dielectric constant of the film formed using the film forming composition of the present invention can be made particularly low. In addition, the reactivity of the polymerizable compound and / or the polymer (prepolymer) obtained by partially polymerizing the polymerizable compound contained in the film-forming composition can be further improved to form a film. When applying the film-forming composition on the member to be formed (for example, a semiconductor substrate), the viscosity of the film-forming composition is more surely suitable, and the thickness at each part of the film to be formed Unintentional variations in characteristics can be suppressed more effectively, and the strength of the finally formed film can be made particularly excellent.

また、ビアダマンタン構造は、置換基としてメチル基を有するものであるのが好ましい。これにより、本発明の膜形成用組成物を用いて形成される膜の誘電率を特に低いものとすることができる。また、膜形成用組成物中に含まれる重合性化合物および/または当該重合性化合物が部分的に重合した重合体(プレポリマー)の反応性をより好適なものとすることができ、膜を形成すべき部材(例えば、半導体基板)上に膜形成用組成物を付与するのに際し、当該膜形成用組成物の粘度をより確実に好適なものとし、形成される膜の各部位での厚さや特性の不本意なばらつきをより効果的に抑制することができるとともに、最終的に形成される膜の強度を特に優れたものとすることができる。   The biadamantane structure preferably has a methyl group as a substituent. Thereby, the dielectric constant of the film formed using the film forming composition of the present invention can be made particularly low. In addition, the reactivity of the polymerizable compound and / or the polymer (prepolymer) obtained by partially polymerizing the polymerizable compound contained in the film-forming composition can be further improved to form a film. When applying the film-forming composition on the member to be formed (for example, a semiconductor substrate), the viscosity of the film-forming composition is more surely suitable, and the thickness at each part of the film to be formed Unintentional variations in characteristics can be suppressed more effectively, and the strength of the finally formed film can be made particularly excellent.

部分構造a1としては、特に、下記式(2)で示される構造を有するものであるのが好ましい。   In particular, the partial structure a1 preferably has a structure represented by the following formula (2).

Figure 0005407851
Figure 0005407851

これにより、本発明の膜形成用組成物を用いて形成される膜の誘電率を特に低いものとすることができる。また、膜形成用組成物中に含まれる重合性化合物および/または当該重合性化合物が部分的に重合した重合体(プレポリマー)の反応性をより好適なものとすることができ、膜を形成すべき部材(例えば、半導体基板)上に膜形成用組成物を付与するのに際し、当該膜形成用組成物の粘度をより確実に好適なものとし、形成される膜の各部位での厚さや特性の不本意なばらつきをより効果的に抑制することができるとともに、最終的に形成される膜の強度を特に優れたものとすることができる。   Thereby, the dielectric constant of the film formed using the film forming composition of the present invention can be made particularly low. In addition, the reactivity of the polymerizable compound and / or the polymer (prepolymer) obtained by partially polymerizing the polymerizable compound contained in the film-forming composition can be further improved to form a film. When applying the film-forming composition on the member to be formed (for example, a semiconductor substrate), the viscosity of the film-forming composition is more surely suitable, and the thickness at each part of the film to be formed Unintentional variations in characteristics can be suppressed more effectively, and the strength of the finally formed film can be made particularly excellent.

また、部分構造a1は、ジアマンタン構造を有するものであってもよい。これにより、本発明の膜形成用組成物を用いて形成される膜の誘電率を特に低いものとすることができる。また、膜形成用組成物中に含まれる重合性化合物および/または当該重合性化合物が部分的に重合した重合体(プレポリマー)の反応性をより好適なものとすることができ、膜を形成すべき部材(例えば、半導体基板)上に膜形成用組成物を付与するのに際し、当該膜形成用組成物の粘度をより確実に好適なものとし、形成される膜の各部位での厚さや特性の不本意なばらつきをより効果的に抑制することができるとともに、最終的に形成される膜の強度を特に優れたものとすることができる。   The partial structure a1 may have a diamantane structure. Thereby, the dielectric constant of the film formed using the film forming composition of the present invention can be made particularly low. In addition, the reactivity of the polymerizable compound and / or the polymer (prepolymer) obtained by partially polymerizing the polymerizable compound contained in the film-forming composition can be further improved to form a film. When applying the film-forming composition on the member to be formed (for example, a semiconductor substrate), the viscosity of the film-forming composition is more surely suitable, and the thickness at each part of the film to be formed Unintentional variations in characteristics can be suppressed more effectively, and the strength of the finally formed film can be made particularly excellent.

上述したように、多価反応性オレフィン体は、分子内に、複数個の重合性反応基を備えている。そして、重合性反応基としては、アセチレン系反応基および重合性二重結合が挙げられるが、多価反応性オレフィン体は、分子内に、当該重合性反応基として少なくとも1個の重合性二重結合を備えている。このように、重合性反応基として、重合性二重結合を備えることにより、膜形成用組成物を用いて膜を形成する際に、重合反応を好適に進行させることができ、形成される膜が、十分な硬度を有するものとなるとともに、膜が硬くなりすぎることが防止され、被着体に対する密着性に優れたものとなる。   As described above, the polyvalent reactive olefin has a plurality of polymerizable reactive groups in the molecule. Examples of the polymerizable reactive group include an acetylene-based reactive group and a polymerizable double bond, and the polyvalent reactive olefin body has at least one polymerizable double group as the polymerizable reactive group in the molecule. Has a bond. Thus, by providing a polymerizable double bond as the polymerizable reactive group, when forming a film using the film-forming composition, the polymerization reaction can be suitably advanced, and the formed film However, while having sufficient hardness, it is prevented that a film | membrane becomes hard too much and it becomes the thing excellent in the adhesiveness with respect to a to-be-adhered body.

また、多価反応性オレフィン体は、重合性反応基として、重合性二重結合に加え、アセチレン系反応基を有していてもよい。これにより、膜形成用組成物を用いて膜を形成する際に、重合反応をより好適に進行させることができ、形成される膜をより硬度の高いものとすることができる。   Moreover, the polyvalent reactive olefin body may have an acetylene type reactive group in addition to the polymerizable double bond as a polymerizable reactive group. Thereby, when forming a film | membrane using the composition for film | membrane formation, a polymerization reaction can be advanced more suitably and the film | membrane formed can be made higher in hardness.

また、多価反応性オレフィン体が有する重合性反応基が全て重合性二重結合である場合には、膜形成用組成物を用いて形成される膜をより柔軟性に優れたものとすることができ、膜の被着体に対する密着性を特に優れたものとすることができる。   In addition, when the polymerizable reactive groups of the polyvalent reactive olefin are all polymerizable double bonds, the film formed using the film-forming composition should be more flexible. And the adhesion of the film to the adherend can be made particularly excellent.

多価反応性オレフィン体は、上記のように、分子内に、アダマンタン型のかご型構造を含む部分構造a1と、複数個の重合性反応基(少なくとも1つの重合性二重結合を含む)とを備えたものであればよいが、重合性反応基が芳香環に直接結合した構造を有するものであるのが好ましい。これにより、膜形成用組成物中に含まれる重合性化合物および/または当該重合性化合物が部分的に重合した重合体(プレポリマー)の反応性をより好適なものとすることができ、膜を形成すべき部材(例えば、半導体基板)上に膜形成用組成物を付与するのに際し、当該膜形成用組成物の粘度をより確実に好適なものとし、形成される膜の各部位での厚さや特性の不本意なばらつきをより効果的に抑制することができるとともに、最終的に形成される膜の強度をより優れたものとすることができる。   As described above, the polyvalent reactive olefin body includes a partial structure a1 including an adamantane cage structure, a plurality of polymerizable reactive groups (including at least one polymerizable double bond) in the molecule. However, those having a structure in which a polymerizable reactive group is directly bonded to an aromatic ring are preferable. As a result, the reactivity of the polymerizable compound and / or the polymer (prepolymer) obtained by partially polymerizing the polymerizable compound contained in the film-forming composition can be further improved. When applying the film-forming composition on the member to be formed (for example, a semiconductor substrate), the viscosity of the film-forming composition is more surely suitable, and the thickness of each part of the film to be formed It is possible to more effectively suppress the unintentional variation in the sheath characteristics, and to further improve the strength of the finally formed film.

また、多価反応性オレフィン体において、重合性反応基が芳香環に直接結合した構造を有するものであるである場合、芳香環は、かご型構造に直接結合したものであるのが好ましい。これにより、膜形成用組成物中に含まれる重合性化合物および/または当該重合性化合物が部分的に重合した重合体(プレポリマー)の反応性をより好適なものとすることができ、膜を形成すべき部材(例えば、半導体基板)上に膜形成用組成物を付与するのに際し、当該膜形成用組成物の粘度をより確実に好適なものとし、形成される膜の各部位での厚さや特性の不本意なばらつきをより効果的に抑制することができるとともに、最終的に形成される膜の強度をより優れたものとすることができる。   Further, in the polyvalent reactive olefin, when the polymerizable reactive group has a structure directly bonded to the aromatic ring, the aromatic ring is preferably directly bonded to the cage structure. As a result, the reactivity of the polymerizable compound and / or the polymer (prepolymer) obtained by partially polymerizing the polymerizable compound contained in the film-forming composition can be further improved. When applying the film-forming composition on the member to be formed (for example, a semiconductor substrate), the viscosity of the film-forming composition is more surely suitable, and the thickness of each part of the film to be formed It is possible to more effectively suppress the unintentional variation in the sheath characteristics, and to further improve the strength of the finally formed film.

また、多価反応性オレフィン体は、1つの芳香環に2つの重合性反応基が直接結合した構造を有するものであるのが好ましい。これにより、膜形成用組成物中に含まれる重合性化合物および/または当該重合性化合物が部分的に重合した重合体(プレポリマー)の反応性をより好適なものとすることができ、膜を形成すべき部材(例えば、半導体基板)上に膜形成用組成物を付与するのに際し、当該膜形成用組成物の粘度をより確実に好適なものとし、形成される膜の各部位での厚さや特性の不本意なばらつきをより効果的に抑制することができるとともに、最終的に形成される膜の強度をより優れたものとすることができる。   Moreover, it is preferable that a polyvalent reactive olefin body has a structure in which two polymerizable reactive groups are directly bonded to one aromatic ring. As a result, the reactivity of the polymerizable compound and / or the polymer (prepolymer) obtained by partially polymerizing the polymerizable compound contained in the film-forming composition can be further improved. When applying the film-forming composition on the member to be formed (for example, a semiconductor substrate), the viscosity of the film-forming composition is more surely suitable, and the thickness of each part of the film to be formed It is possible to more effectively suppress the unintentional variation in the sheath characteristics, and to further improve the strength of the finally formed film.

多価反応性オレフィン体において、1つの芳香環に2つの重合性反応基が直接結合した構造を有するものである場合、一方の重合性反応基は、他方の重合性反応基のメタ位に存在するものであるのが好ましい。これにより、多価反応性オレフィン体が有する芳香環に結合した2つの重合性反応基のうち一方の重合性反応基が反応(重合反応)した状態において、芳香環等の電子的な効果がより顕著に発揮され、他方の重合性反応基の反応性をより効果的に低下させることができるとともに、当該反応した部位が適度な立体的な障害となり、他方の重合性反応基(未反応の重合性反応基)の反応性をより好適に制御することができる。その結果、芳香環に結合した2つの重合性反応基についての反応性(第1段目の反応についての反応性と第2段目の反応についての反応性)の選択性をより高いものとすることができるとともに、後に詳述するような焼成工程を、より好適な条件(半導体基板へのダメージを防止しつつ、優れた生産性で膜を形成することができる条件)で行うことができる。   When the polyvalent reactive olefin has a structure in which two polymerizable reactive groups are directly bonded to one aromatic ring, one polymerizable reactive group is present at the meta position of the other polymerizable reactive group. It is preferable that Thereby, in the state in which one polymerizable reactive group of two polymerizable reactive groups bonded to the aromatic ring of the polyvalent reactive olefin body has reacted (polymerization reaction), the electronic effect of the aromatic ring or the like is more enhanced. Remarkably exerted, the reactivity of the other polymerizable reactive group can be reduced more effectively, and the reacted site becomes an appropriate steric hindrance, and the other polymerizable reactive group (unreacted polymerization group) The reactivity of the reactive group) can be more suitably controlled. As a result, the selectivity (reactivity for the first-stage reaction and reactivity for the second-stage reaction) of the two polymerizable reactive groups bonded to the aromatic ring is made higher. In addition, it is possible to perform a baking step as will be described in detail later under more suitable conditions (conditions capable of forming a film with excellent productivity while preventing damage to the semiconductor substrate).

1つの芳香環に2つの重合性反応基が直接結合した構造を有するものである場合、2つの重合性反応基は、いずれも、芳香環がかご型構造に結合する部位のメタ位に存在するものであるのが好ましい。これにより、多価反応性オレフィン体が有する芳香環に結合した2つの重合性反応基のうち一方の重合性反応基が反応(重合反応)した状態において、芳香環等の電子的な効果がより顕著に発揮され、他方の重合性反応基の反応性をより効果的に低下させることができるとともに、当該反応した部位、および、前述した部分構造a1が適度な立体的な障害となり、他方の重合性反応基(未反応の重合性反応基)の反応性をより好適に制御することができる。その結果、芳香環に結合した2つの重合性反応基についての反応性(第1段目の反応についての反応性と第2段目の反応についての反応性)の選択性をより高いものとすることができるとともに、後に詳述するような焼成工程を、より好適な条件(半導体基板へのダメージを防止しつつ、優れた生産性で膜を形成することができる条件)で行うことができる。   In the case of having a structure in which two polymerizable reactive groups are directly bonded to one aromatic ring, both of the two polymerizable reactive groups are present at the meta position of the site where the aromatic ring is bonded to the cage structure. It is preferable. Thereby, in the state in which one polymerizable reactive group of two polymerizable reactive groups bonded to the aromatic ring of the polyvalent reactive olefin body has reacted (polymerization reaction), the electronic effect of the aromatic ring or the like is more enhanced. Remarkably exerted, the reactivity of the other polymerizable reactive group can be reduced more effectively, and the reacted site and the partial structure a1 described above become an appropriate steric hindrance, and the other polymerization The reactivity of the reactive reactive group (unreacted polymerizable reactive group) can be more suitably controlled. As a result, the selectivity (reactivity for the first-stage reaction and reactivity for the second-stage reaction) of the two polymerizable reactive groups bonded to the aromatic ring is made higher. In addition, it is possible to perform a baking step as will be described in detail later under more suitable conditions (conditions capable of forming a film with excellent productivity while preventing damage to the semiconductor substrate).

多価反応性オレフィン体は、分子内に、少なくとも2個の重合性反応基を有するものであればよいが、重合性反応基を3個以上有するものであるのが好ましく、重合性反応基を4個以上6個以下有するものであるのがより好ましく、重合性反応基を4つ有するもの(4価反応性オレフィン体)であるのがさらに好ましい。これにより、本発明の膜形成用組成物を用いて形成される膜の強度等を特に優れたものとすることができる。   The polyvalent reactive olefin may be any one having at least two polymerizable reactive groups in the molecule, but preferably has three or more polymerizable reactive groups. It is more preferable that it has 4 or more and 6 or less, and even more preferable that it has 4 polymerizable reactive groups (tetravalent reactive olefin). Thereby, the intensity | strength etc. of the film | membrane formed using the film forming composition of this invention can be made especially excellent.

また、多価反応性オレフィン体(後述する水素化体も同様)は、分子内にハロゲン原子を有していないものであるのが好ましい。ハロゲン原子(重合反応に寄与しないハロゲン原子)は、一般に、立体障害が比較的大きいものであるため、多価反応性オレフィン体(後述する水素化体も同様)中に、ハロゲン原子が存在すると、膜形成時において重合反応を好適に進行させるのが困難となる。これに対し、多価反応性オレフィン体(後述する水素化体も同様)が分子内に、ハロゲン原子を有していないものであると、膜形成時において重合反応を好適に進行させることができ、三次元的に架橋反応したネットワークを形成することができ、形成される膜の強度を優れたものとすることができる。また、膜形成用組成物中に、ハロゲン原子を有する化合物を含むと、形成される膜の絶縁性が低下する等の問題が発生しやすくなり、形成される膜の信頼性が低いものとなるが、多価反応性オレフィン体(後述する水素化体も同様)が、分子内にハロゲン原子を有していないものであると、このような問題の発生も効果的に防止することができる。また、多価反応性オレフィン体(後述する水素化体も同様)は、分子内にハロゲン原子を有していないものであると、本発明の膜形成用組成物を用いて形成される膜の絶縁性の安定性を特に優れたものとすることができる。   Moreover, it is preferable that the polyvalent reactive olefin body (the hydrogenated body mentioned later is also the same) which does not have a halogen atom in a molecule | numerator. Since a halogen atom (a halogen atom that does not contribute to the polymerization reaction) generally has a relatively large steric hindrance, if a halogen atom is present in a polyvalent reactive olefin (also a hydrogenated product described later), It becomes difficult to favorably proceed the polymerization reaction during film formation. On the other hand, if the polyvalent reactive olefin body (the same applies to the hydrogenated body described later) does not have a halogen atom in the molecule, the polymerization reaction can be suitably advanced during film formation. In addition, a three-dimensionally cross-linked network can be formed, and the strength of the formed film can be improved. In addition, if a compound having a halogen atom is included in the film-forming composition, problems such as a decrease in insulation of the formed film are likely to occur, and the reliability of the formed film becomes low. However, the occurrence of such a problem can be effectively prevented when the polyvalent reactive olefin (as well as the hydrogenated product described later) does not have a halogen atom in the molecule. In addition, a polyvalent reactive olefin body (also the hydrogenated body described later) has no halogen atom in the molecule, and the film formed by using the film forming composition of the present invention. The insulation stability can be made particularly excellent.

上記のような条件を満足する多価反応性オレフィン体としては、例えば、下記式(1’)で示される構造を有するものが挙げられ、中でも、下記式(1)で示される構造を有するものが好ましい。   Examples of the polyvalent reactive olefin that satisfies the above conditions include those having a structure represented by the following formula (1 ′), and among them, those having a structure represented by the following formula (1) Is preferred.

Figure 0005407851
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ただし、式(1’)、式(1)中、Adは、アダマンタン型のかご型構造を含む部分構造を示し、R、R、R、R、R、Rは、それぞれ独立に、水素原子またはアルキル基を示す。後述する式(3)〜式(7)についても同様である。また、式(1’)中、R’は、水素原子、アルキル基、環状アルキル基または芳香族基を表す。 However, in formula (1 ′) and formula (1), Ad represents a partial structure including an adamantane cage structure, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 are respectively Independently, it represents a hydrogen atom or an alkyl group. The same applies to formulas (3) to (7) described later. In the formula (1 ′), R ′ represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyclic alkyl group, or an aromatic group.

多価反応性オレフィン体がこのような構造を有するものであることにより、本発明の膜形成用組成物を用いて形成される膜の誘電率を特に低いものとすることができる。また、膜の生産性を特に優れたものとすることができるとともに、形成される膜の各部位での厚さや特性の不本意なばらつきをより効果的に抑制することができる、最終的に形成される膜の強度を特に優れたものとすることができる。また、本発明の膜形成用組成物を用いて形成される膜の絶縁性の安定性を特に優れたものとすることができる。   When the polyvalent reactive olefin has such a structure, the dielectric constant of the film formed using the film-forming composition of the present invention can be made particularly low. In addition, the productivity of the film can be made particularly excellent, and it is possible to more effectively suppress unintentional variations in thickness and characteristics at each part of the film to be formed. The strength of the film formed can be made particularly excellent. In addition, the insulating stability of the film formed using the film forming composition of the present invention can be made particularly excellent.

以下の説明では、多価反応性オレフィン体が上記式(1)で示される構造を有する場合について、中心的に説明する。   In the following description, the case where the polyvalent reactive olefin body has a structure represented by the above formula (1) will be mainly described.

なお、本発明の膜形成用組成物は、複数種の多価反応性オレフィン体を含むものであってもよい。   In addition, the film forming composition of the present invention may include a plurality of types of polyvalent reactive olefins.

[2]水素化体
水素化体は、多価反応性オレフィン体が有する重合性反応基の少なくとも一部が水素原子で置換された構造を有している。
[2] Hydrogenated substance The hydrogenated substance has a structure in which at least a part of the polymerizable reactive group of the polyvalent reactive olefin is substituted with a hydrogen atom.

上述した多価反応性オレフィン体とともに、このような水素化体を、所定の割合で含むことにより、重合反応を進行させて膜を形成する際に、重合反応を十分に進行させつつも、重合反応が過度に進行し、形成される膜が柔軟性等に劣ったものとなるのを確実に防止することできる。また、水素化体は、重合性反応基の少なくとも一部が水素原子で置換された構造を有する以外は、多価反応性オレフィン体と同様の構造を有しているため、両者の親和性は高く、膜形成用組成物を用いて形成される膜中において、主として多価反応性オレフィン体に由来する材料で構成された領域と、主として水素化体または水素化体に由来する材料で構成された領域とが相分離する等の問題の発生も確実に防止することができる。このようなことから、優れた膜強度と、被着体(膜を形成すべき部材)に対する優れた密着性とを両立することができる。また、水素化体を含むことにより、膜形成用組成物を構成するアダマンタン型のかご型構造を有する化合物中に占める重合性反応基(比較的嵩高い重合性反応基)の比率を低減させることができるため、膜形成用組成物の塗工性が向上し、形成される膜について、膜厚の不本意なばらつきを効果的に抑制することができる。なお、水素化体は、重合性化合物が重合していない状態において上述したような構造を有するものとして含まれるものであればよく、膜形成用組成物中において、独立した化合物(重合性化合物としての多価反応性オレフィン体が有する重合性反応基の少なくとも一部が水素原子で置換された構造を有する化合物)として含まれるものであってもよいし、重合によりプレポリマー内に取り込まれているものであってもよい。   By including such a hydride in a predetermined ratio together with the polyvalent reactive olefin, the polymerization reaction proceeds sufficiently to form a film while the polymerization reaction proceeds to form a film. It is possible to reliably prevent the reaction from proceeding excessively and the formed film from being inferior in flexibility or the like. In addition, the hydrogenated product has the same structure as the polyvalent reactive olefin compound except that at least a part of the polymerizable reactive group is substituted with a hydrogen atom. In a film formed by using a film-forming composition, the region is mainly composed of a material derived from a polyvalent reactive olefin body and mainly composed of a hydride or a material derived from a hydride. Occurrence of a problem such as phase separation from the remaining region can be reliably prevented. For this reason, it is possible to achieve both excellent film strength and excellent adhesion to an adherend (a member on which a film is to be formed). Further, by containing a hydride, the ratio of polymerizable reactive groups (relatively bulky polymerizable reactive groups) in the compound having an adamantane cage structure constituting the film-forming composition is reduced. Therefore, the applicability of the film-forming composition is improved, and unintentional variations in film thickness can be effectively suppressed for the formed film. The hydride may be contained as long as it has a structure as described above in a state where the polymerizable compound is not polymerized. In the film-forming composition, an independent compound (as a polymerizable compound) is used. A compound having a structure in which at least a part of the polymerizable reactive group of the polyvalent reactive olefin is substituted with a hydrogen atom), or is incorporated into the prepolymer by polymerization. It may be a thing.

水素化体は、独立した化合物またはプレポリマーの構成成分として、膜形成用組成部中に所定の割合で含まれている。すなわち、重合性化合物が重合していない状態とした場合における、多価反応性オレフィン体と水素化体の総モル数に対する、水素化体のモル分率(水素化体の相対含有率)は、0.01〜10モル%である。このような範囲で、水素化体を含むことにより、上述したような効果が得られる。これに対し、水素化体の含有率が前記下限値未満であると、重合反応を進行させて膜を形成する際に、重合反応が過度に進行し、形成される膜が柔軟性等に劣ったものとなり、クラック等の欠陥を生じやすくなり、被着体(膜を形成すべき部材)に対する優れた密着性、形成される膜の信頼性を十分に優れたものとすることができない。また、膜形成用組成物の塗工性が向上し、形成される膜について、膜厚の不本意なばらつきが生じやすくなる。他方、水素化体の含有率の含有率が前記上限値を超えると、膜成形用組成物を用いて形成される膜の強度が顕著に低下する。また、形成される膜の誘電率が高くなる傾向が顕著となる。   The hydride is contained in the film forming composition part at a predetermined ratio as a component of an independent compound or prepolymer. That is, when the polymerizable compound is not polymerized, the mole fraction of the hydride (relative content of the hydride) relative to the total number of moles of the polyvalent reactive olefin and hydride is: 0.01 to 10 mol%. By including a hydride in such a range, the effects as described above can be obtained. On the other hand, when the content of the hydride is less than the lower limit, when the film is formed by advancing the polymerization reaction, the polymerization reaction proceeds excessively, and the formed film is inferior in flexibility or the like. As a result, defects such as cracks are likely to occur, and excellent adhesion to the adherend (member on which the film is to be formed) and the reliability of the formed film cannot be sufficiently improved. Moreover, the applicability | paintability of the composition for film formation improves, and it becomes easy to produce the unintentional dispersion | variation in film thickness about the film | membrane formed. On the other hand, when the content of the hydride content exceeds the upper limit, the strength of the film formed using the film-forming composition is significantly reduced. In addition, the tendency of the dielectric constant of the film to be formed becomes significant.

上記のように、重合性化合物が重合していない状態とした場合における、多価反応性オレフィン体と水素化体の総モル数に対する、水素化体のモル分率(水素化体の相対含有率)は、0.01〜10モル%であるが、0.01〜5モル%であるのが好ましく、0.01〜3モル%であるのがより好ましい。これにより、上述したような効果はより顕著に発揮される。   As described above, the mole fraction of hydride (relative content of hydride) with respect to the total number of moles of polyvalent reactive olefin and hydride when the polymerizable compound is not polymerized. ) Is from 0.01 to 10 mol%, preferably from 0.01 to 5 mol%, more preferably from 0.01 to 3 mol%. Thereby, the effects as described above are more remarkably exhibited.

なお、水素化体の含有率(相対含有率)は、いかなる方法により求めるものであってもよいが、水素化体の含有率(相対含有率)を直接的に求めることができない場合には、例えば、原料、中間生成物についての未反応の成分の量等から間接的に求めてもよい。また、このような場合において、理論上求められる値(計算値)が所定の幅を有するものである場合には、その計算値の最小値および最大値が上記範囲内に含まれる値であるのが好ましい。これにより、上述したような効果が確実に発揮される。   In addition, the content (relative content) of the hydride may be obtained by any method, but when the content (relative content) of the hydride cannot be obtained directly, For example, you may obtain | require indirectly from the quantity of the unreacted component about a raw material and an intermediate product. In such a case, if the theoretically calculated value (calculated value) has a predetermined width, the minimum value and the maximum value of the calculated value are values included in the above range. Is preferred. Thereby, the effects as described above are surely exhibited.

多価反応性オレフィン体が上記式(1)で示される構造を有するもの(4価反応性オレフィン体)である場合、水素化体としては、例えば、下記式(3)〜式(7)に示されるようなものが挙げられる。   In the case where the polyvalent reactive olefin body is one having the structure represented by the above formula (1) (tetravalent reactive olefin body), examples of the hydride include the following formulas (3) to (7). Examples are shown.

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膜形成用組成物中の固形分に対するハロゲンの含有率(ハロゲン原子の質量換算)は、30ppm以下であるのが好ましく、10ppm以下であるのがより好ましい。これにより、膜形成用組成物を用いて形成される膜の絶縁性が低下する等の問題を確実に防止することでき、形成される膜の信頼性を特に高いものとすることができる。   The halogen content (in terms of the mass of halogen atoms) relative to the solid content in the film-forming composition is preferably 30 ppm or less, and more preferably 10 ppm or less. As a result, problems such as a decrease in the insulating properties of the film formed using the film forming composition can be reliably prevented, and the reliability of the formed film can be made particularly high.

膜形成用組成物中における、重合性化合物としての多価反応性オレフィン体の含有率と、水素化体の含有率と、重合性化合物が部分的に重合した重合体(プレポリマー)の含有率との和は、0.5〜30wt%であるのが好ましく、1.0〜18wt%であるのがより好ましい。   In the film-forming composition, the content of the polyvalent reactive olefin as the polymerizable compound, the content of the hydride, and the content of the polymer (prepolymer) in which the polymerizable compound is partially polymerized Is preferably 0.5 to 30 wt%, and more preferably 1.0 to 18 wt%.

[3]溶媒
膜形成用組成物は、重合性化合物としての多価反応性オレフィン体および水素化体を、独立した化合物として、および/または、重合体(プレポリマー)の構成成分として含むものであればよいが、通常、これらを溶解する溶媒を含むものである。
[3] Solvent The film-forming composition contains a polyvalent reactive olefin and a hydrogenated compound as a polymerizable compound as independent compounds and / or as a constituent of a polymer (prepolymer). Usually, a solvent for dissolving them is included.

溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジ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メチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチル−1,3−ブチレングリコールアセテート、1,3−ブチレングリコール−3−モノメチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、アニソール、メシチレン等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、溶媒としては、シクロペンタノンおよびシクロヘキサノンが好ましい。膜形成用組成物を構成する溶媒としては、例えば、多価反応性オレフィン体・水素化体の合成や上述した重合体(プレポリマー)の合成に用いた溶媒(反応溶媒)等を含むものであってもよい。   Examples of the solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, Propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl-1,3-butylene glycol acetate, 1,3-butylene glycol-3-monomethyl ether, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl-3-methoxy Propionate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, tetrahydro Orchids, anisole, mesitylene and the like, can be used singly or in combination of two or more selected from these. Of these, cyclopentanone and cyclohexanone are preferable as the solvent. Examples of the solvent constituting the film-forming composition include those used for the synthesis of polyreactive olefins and hydrides and the above-mentioned polymers (prepolymers) (reaction solvents). There may be.

膜形成用組成物における溶媒の含有率は、特に限定されないが、70〜98wt%であるのが好ましい。   Although the content rate of the solvent in the composition for film formation is not specifically limited, It is preferable that it is 70-98 wt%.

[4]その他の成分
膜形成用組成物は、上記以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、界面活性剤;シランカップリンク剤等のカップリング剤;ラジカル開始剤、ジスルフィド類等の触媒等が挙げられる。
[4] Other components The film-forming composition may contain components other than those described above. Examples of such components include surfactants; coupling agents such as silane coupling agents; catalysts such as radical initiators and disulfides.

また、膜形成用組成物は、感光剤としてのナフトキノンジアジド化合物等を含むものであってもよい。これにより、膜形成用組成物を、感光性を有する表面保護膜の形成に好適に用いることができる。   The film-forming composition may contain a naphthoquinone diazide compound as a photosensitizer. Thereby, the composition for film formation can be used suitably for formation of the surface protection film which has photosensitivity.

なお、本発明において、膜形成用組成物は、熱分解性により発泡し、形成される膜中に空孔を形成する空孔形成材を含まないものであるのが好ましい。従来、膜の誘電率を低下させる目的で空孔形成材が用いられていたが、このような空孔形成材を用いた場合、形成される膜の強度が低下したり、膜の各部位での不本意な厚さのばらつき、特性のばらつきを招く等の問題があったが、本発明においては、空孔形成材を用いなくても、形成される膜の誘電率を十分に低いものとすることができる。そして、空孔形成材を含まないことにより、上記のような問題の発生を確実に防止することができる。   In the present invention, the film-forming composition preferably does not contain a pore-forming material that foams due to thermal decomposability and forms pores in the formed film. Conventionally, a pore forming material has been used for the purpose of reducing the dielectric constant of the film. However, when such a pore forming material is used, the strength of the formed film is reduced, or at each part of the film. However, in the present invention, the dielectric constant of the film to be formed is sufficiently low even without using a hole forming material. can do. And generation | occurrence | production of the above problems can be prevented reliably by not containing a void | hole formation material.

上記のような膜形成用組成物は、そのまま、膜の形成に用いるものであってもよいが、膜を形成すべき部材(例えば、半導体基板)上に付与するのに先立ち、加熱処理に供されるものであってもよい。これにより、膜形成用組成物を、重合性化合物が部分的に重合した重合体(プレポリマー)を含むものとすることができ、膜形成用組成物の粘度をより確実に好適なものとし、形成される膜の各部位での厚さや特性の不本意なばらつきをより効果的に抑制することができるとともに、最終的に形成される膜の強度を特に優れたものとすることができる。また、膜を形成すべき部材(例えば、半導体基板)上への膜形成用組成物を付与するのに先立って膜形成用組成物に加熱処理を施すことにより、形成すべき膜が比較的厚いものであっても好適に形成することができる。また、膜を形成すべき部材(例えば、半導体基板)上への膜形成用組成物を付与するのに先立って膜形成用組成物に加熱処理を施すことにより、当該部材上において加える熱量を少なくすることができるため、当該部材への加熱によるダメージをより確実に防止することができる。このような熱処理を施す場合、熱処理の条件としては、加熱温度:40〜190℃、加熱時間:0.5〜11時間であるのが好ましく、加熱温度:60〜180℃、加熱時間:0.5〜9時間であるのがより好ましい。また、上記のような加熱処理は、異なる条件を組み合わせて行ってもよい。例えば、加熱温度:80〜190℃、加熱時間:0.5〜6時間という条件で行う第1の熱処理と、加熱温度:60〜160℃、加熱時間:0.5〜9時間という条件で行う第2の熱処理とを施してもよい。   The film forming composition as described above may be used for forming a film as it is, but before being applied on a member (for example, a semiconductor substrate) on which a film is to be formed, it is subjected to a heat treatment. It may be done. Thereby, the film-forming composition can include a polymer (prepolymer) in which the polymerizable compound is partially polymerized, and the viscosity of the film-forming composition is more surely suitable and formed. In addition, it is possible to more effectively suppress unintentional variations in the thickness and characteristics of each part of the film to be formed, and to make the finally formed film particularly excellent in strength. In addition, the film forming composition is subjected to heat treatment prior to applying the film forming composition onto the member (for example, a semiconductor substrate) on which the film is to be formed, so that the film to be formed is relatively thick. Even if it is a thing, it can form suitably. In addition, by applying a heat treatment to the film-forming composition prior to applying the film-forming composition onto a member (for example, a semiconductor substrate) on which a film is to be formed, the amount of heat applied on the member is reduced. Therefore, damage to the member due to heating can be prevented more reliably. When such heat treatment is performed, the heat treatment conditions are preferably heating temperature: 40 to 190 ° C., heating time: 0.5 to 11 hours, heating temperature: 60 to 180 ° C., heating time: 0. More preferably, it is 5 to 9 hours. Moreover, you may perform the above heat processing combining a different condition. For example, the first heat treatment performed under the conditions of heating temperature: 80 to 190 ° C., heating time: 0.5 to 6 hours, and heating temperature: 60 to 160 ° C., heating time: 0.5 to 9 hours A second heat treatment may be performed.

<膜形成用組成物の製造方法>
次に、上述したような本発明の膜形成用組成物の製造方法の好適な実施形態について説明する。
<Method for producing film-forming composition>
Next, a preferred embodiment of the method for producing the film forming composition of the present invention as described above will be described.

本実施形態の膜形成用組成物の製造方法は、分子内に、アダマンタン型のかご型構造を含む部分構造a1と、炭素原子に結合したハロゲン原子とを有する化合物Aを用意する化合物A用意工程と、化合物Aをアセチレン誘導体と反応させ、ハロゲン原子をアセチレン誘導体で置換するアセチレン誘導体導入工程と、MgまたはLiを作用させ、さらに、水素源を作用させることにより、アセチレン誘導体導入工程で未反応であった炭素−ハロゲン結合を炭素−水素結合に置換する水素化工程(脱ハロゲン化工程)と、アセチレン系反応基を還元して重合性二重結合とする還元工程と、重合性化合物を部分的に重合させる部分重合工程とを有する。アセチレン誘導体がトリ置換シリルアセチレン基の場合、水素化工程(脱ハロゲン化工程)と還元工程との間など適切な工程に、加水分解により、トリ置換シリル基を脱離する脱トリ置換シリル化工程を有していても良い。   The manufacturing method of the film forming composition of the present embodiment is a compound A preparation step in which a compound A having a partial structure a1 including an adamantane cage structure and a halogen atom bonded to a carbon atom is prepared in the molecule. And reacting compound A with an acetylene derivative, replacing the halogen atom with an acetylene derivative, allowing acetylene derivative to be introduced, allowing Mg or Li to act, and further allowing a hydrogen source to act so that no reaction occurs in the acetylene derivative introduction step. A hydrogenation step (dehalogenation step) in which the carbon-halogen bond is replaced with a carbon-hydrogen bond; a reduction step in which the acetylene-based reactive group is reduced to form a polymerizable double bond; And a partial polymerization step for polymerizing. When the acetylene derivative is a tri-substituted silyl acetylene group, a de-tri-substituted silylation step in which the tri-substituted silyl group is eliminated by hydrolysis at an appropriate step such as between the hydrogenation step (dehalogenation step) and the reduction step. You may have.

このような方法を用いることにより、低誘電率で、安定した絶縁性を示し、かつ、強度に優れ、被着体との密着性に優れ、膜厚の不本意なばらつきが抑制された絶縁膜の形成に好適に用いることができる膜形成用組成物を好適に製造することができる。   By using such a method, an insulating film having a low dielectric constant, stable insulation, excellent strength, excellent adhesion to an adherend, and suppression of unintentional variation in film thickness. A film-forming composition that can be suitably used for forming the film can be suitably produced.

[化合物A用意工程]
まず、分子内に、アダマンタン型のかご型構造を含む部分構造a1と、炭素原子に結合したハロゲン原子とを有する化合物Aを用意する。化合物Aは、重合性反応基がハロゲン原子で置き換わった以外は、前述した多価反応性オレフィン体と同様の構造を有する。すなわち、例えば、製造すべき膜形成用組成物が多価反応性オレフィン体として上記式(1)で示される構造を有するものを含むものである場合、化合物Aとしては、下記式(8)で示される構造を有するものを用いる。
[Compound A preparation step]
First, a compound A having a partial structure a1 including an adamantane cage structure and a halogen atom bonded to a carbon atom is prepared in the molecule. Compound A has the same structure as the polyvalent reactive olefin body described above except that the polymerizable reactive group is replaced with a halogen atom. That is, for example, when the film-forming composition to be produced includes a polyvalent reactive olefin having a structure represented by the above formula (1), the compound A is represented by the following formula (8). The one having a structure is used.

Figure 0005407851
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ただし、式(8)中、Adは、アダマンタン型のかご型構造を含む部分構造を示し、X、X、X、Xは、それぞれ独立に、ハロゲン原子を示し、R、R、R、R、R、Rは、それぞれ独立に、水素原子またはアルキル基を示す。後述する式(9)〜式(22)、式(9’)〜式(17’)についても同様である。 In the formula (8), Ad represents a partial structure including an adamantane cage structure, X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 each independently represent a halogen atom, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group. The same applies to formulas (9) to (22) and formulas (9 ′) to (17 ′) described later.

化合物Aが有するハロゲン原子は、臭素原子であるのが好ましい。これにより、後に詳述するアセチレン誘導体導入工程および水素化工程(脱ハロゲン化工程)における反応性をより高いものとすることができ、未反応のハロゲン原子を含む化合物が膜形成用組成物中に含まれることをより効果的に防止することができる。その結果、膜形成用組成物を用いて形成される膜の信頼性をより高いものとすることができる。   The halogen atom that the compound A has is preferably a bromine atom. Thereby, the reactivity in the acetylene derivative introduction | transduction process and hydrogenation process (dehalogenation process) which are explained in full detail later can be made higher, and the compound containing an unreacted halogen atom is contained in the film-forming composition. Inclusion can be more effectively prevented. As a result, the reliability of the film formed using the film forming composition can be made higher.

化合物Aが上記のような構造を有するものであることにより、後に詳述する水素化工程(脱ハロゲン化工程)における反応性をより高いものとすることができ、未反応のハロゲン原子を含む化合物が膜形成用組成物中に含まれることをより効果的に防止することができる。その結果、膜形成用組成物を用いて形成される膜の信頼性をより高いものとすることができる。   The compound A having the structure as described above allows the reactivity in the hydrogenation step (dehalogenation step) described in detail later to be higher, and the compound contains an unreacted halogen atom. Can be more effectively prevented from being contained in the film-forming composition. As a result, the reliability of the film formed using the film forming composition can be made higher.

[アセチレン誘導体導入工程]
次に、化合物Aをアセチレン誘導体と反応させ、ハロゲン原子をアセチレン誘導体で置換したアセチレン誘導体導入体(エチニル体)を得る。
[Acetylene derivative introduction process]
Next, compound A is reacted with an acetylene derivative to obtain an acetylene derivative-introduced body (ethynyl body) in which a halogen atom is substituted with an acetylene derivative.

特に、化合物Aが上記式(8)で示される構造を有する場合には、本工程により、下記式(9’)に示すような化合物が主生成物として得られる。なお、式(9’)中、R’’は、アルキル基、環状アルキル基、芳香族基またはトリ置換シリル基を表す。後述する式(10’)〜式(17’)についても同様である。本工程において、式(9’)中のR’’がアルキル基であるアセチレン誘導体導入体を得る場合、アセチレン誘導体としては、例えば、1−プロピン、1−ブチン、1−ペンチン、1−ヘキシン、1−ヘプチン等を用いることができ、また、本工程において、式(9’)中のR’’が環状アルキル基であるアセチレン誘導体導入体を得る場合、アセチレン誘導体としては、例えば、シクロヘキシルアセチレン、アダマンチルアセチレン等を用いることができ、また、本工程において、式(9’)中のR’’が芳香族基であるアセチレン誘導体導入体を得る場合、アセチレン誘導体としては、例えば、フェニルアセチレン、ナフチルアセチレン、フルオレニルアセチレン等を用いることができ、また、本工程において、式(9’)中のR’’がトリ置換シリル基であるアセチレン誘導体導入体を得る場合、アセチレン誘導体としては、例えば、トリメチルシリルアセチレン、トリエチルシリルアセチレン、トリイソプロピルシリルアセチレンなどのトリアルキル置換シリルアセチレン、トリフェニルシリルアセチレンなどのトリアリール置換アセチレン等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。   In particular, when compound A has a structure represented by the above formula (8), a compound represented by the following formula (9 ') is obtained as a main product by this step. In formula (9 ′), R ″ represents an alkyl group, a cyclic alkyl group, an aromatic group, or a tri-substituted silyl group. The same applies to formulas (10 ') to (17') described later. In this step, when obtaining an acetylene derivative-introduced product in which R ″ in formula (9 ′) is an alkyl group, examples of the acetylene derivative include 1-propyne, 1-butyne, 1-pentyne, 1-hexyne, 1-heptin or the like can be used, and in this step, when an acetylene derivative-introduced body in which R ″ in formula (9 ′) is a cyclic alkyl group is obtained, examples of the acetylene derivative include cyclohexylacetylene, Adamantyl acetylene or the like can be used, and in this step, when an acetylene derivative-introduced product in which R ″ in the formula (9 ′) is an aromatic group is obtained, examples of the acetylene derivative include phenylacetylene, naphthyl, and the like. Acetylene, fluorenylacetylene and the like can be used, and in this step, R ″ in the formula (9 ′) is When obtaining an acetylene derivative-introduced body that is a resubstituted silyl group, examples of the acetylene derivative include trialkyl-substituted silylacetylenes such as trimethylsilylacetylene, triethylsilylacetylene, triisopropylsilylacetylene, and triaryl-substituted acetylenes such as triphenylsilylacetylene However, it is not limited to these.

Figure 0005407851
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また、本発明においては、アセチレン誘導体として、トリ置換シリルアセチレンを用いるのが好ましく、トリメチルシリルアセチレンを用いるのがより好ましい。これにより、上記のような反応の反応速度を特に高いものとし、アセチレン誘導体導入体(トリ置換シリルエチニル体)の収率をより高いものとすることができる。また、脱トリ置換シリル化工程においても、反応速度を特に高いものとし、脱トリ置換シリル体の収率をより高いものとすることができる。   In the present invention, trisubstituted silylacetylene is preferably used as the acetylene derivative, and trimethylsilylacetylene is more preferably used. Thereby, the reaction rate of the above reaction can be made particularly high, and the yield of the acetylene derivative-introduced product (tri-substituted silylethynyl product) can be made higher. Also in the detrisubstituted silylation step, the reaction rate can be made particularly high, and the yield of the detrisubstituted silyl compound can be made higher.

アセチレン誘導体として、トリ置換シリルアセチレンを用いた場合には、本工程により、下記式(9)に示すような化合物が得られる。なお、式(9)中、R、R、Rは、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基等の炭化水素基を示す。後述する式(10)〜式(17)についても同様である。 When tri-substituted silylacetylene is used as the acetylene derivative, a compound represented by the following formula (9) is obtained by this step. In formula (9), R 7 , R 8 and R 9 each independently represents a hydrocarbon group such as an alkyl group or an aryl group. The same applies to formulas (10) to (17) described later.

Figure 0005407851
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また、本工程においては、トリフェニルホスフィン((Ph)P)を用いるのが好ましい。これにより、上記のような反応の反応速度を特に高いものとし、膜形成用組成物の生産性をより優れたものとすることができる。また、水素化工程(脱ハロゲン化工程)に供される組成物(アセチレン誘導体導入体(エチニル体)を含む組成物)中に、好ましくない不純物が残存し、水素化工程(脱ハロゲン化工程)に悪影響を及ぼすことを確実に防止することができる。また、最終的に得られる膜形成用組成物中に不純物が残存するのを効果的に防止することができる。 In this step, it is preferable to use triphenylphosphine ((Ph) 3 P). Thereby, the reaction rate of the reaction as described above can be made particularly high, and the productivity of the film forming composition can be made more excellent. In addition, undesired impurities remain in the composition (a composition containing an acetylene derivative-introduced body (ethynyl form)) used in the hydrogenation process (dehalogenation process), and the hydrogenation process (dehalogenation process). It is possible to reliably prevent adverse effects. Further, it is possible to effectively prevent impurities from remaining in the finally obtained film forming composition.

また、本工程においては、ヨウ化銅(I)を用いるのが好ましい。これにより、上記のような反応の反応速度を特に高いものとし、膜形成用組成物の生産性をより優れたものとすることができる。また、水素化工程(脱ハロゲン化工程)に供される組成物(アセチレン誘導体導入体(エチニル体)を含む組成物)中に、好ましくない不純物が残存し、水素化工程(脱ハロゲン化工程)に悪影響を及ぼすことを確実に防止することができる。また、最終的に得られる膜形成用組成物中に不純物が残存するのを効果的に防止することができる。   In this step, it is preferable to use copper (I) iodide. Thereby, the reaction rate of the reaction as described above can be made particularly high, and the productivity of the film forming composition can be made more excellent. In addition, undesired impurities remain in the composition (a composition containing an acetylene derivative-introduced body (ethynyl form)) used in the hydrogenation process (dehalogenation process), and the hydrogenation process (dehalogenation process). It is possible to reliably prevent adverse effects. Further, it is possible to effectively prevent impurities from remaining in the finally obtained film forming composition.

また、本工程においては、ジクロロビストリフェニルホスフィンパラジウム(Pd((Ph)P)Cl)を用いるのが好ましい。これにより、上記のような反応の反応速度を特に高いものとし、膜形成用組成物の生産性をより優れたものとすることができる。また、水素化工程(脱ハロゲン化工程)に供される組成物(アセチレン誘導体導入体(エチニル体)を含む組成物)中に、好ましくない不純物が残存し、水素化工程(脱ハロゲン化工程)に悪影響を及ぼすことを確実に防止することができる。また、最終的に得られる膜形成用組成物中に不純物が残存するのを効果的に防止することができる。 In this step, it is preferable to use dichlorobistriphenylphosphine palladium (Pd ((Ph) 3 P) 2 Cl 2 ). Thereby, the reaction rate of the reaction as described above can be made particularly high, and the productivity of the film forming composition can be made more excellent. In addition, undesired impurities remain in the composition (a composition containing an acetylene derivative-introduced body (ethynyl form)) used in the hydrogenation process (dehalogenation process), and the hydrogenation process (dehalogenation process). It is possible to reliably prevent adverse effects. Further, it is possible to effectively prevent impurities from remaining in the finally obtained film forming composition.

また、本工程においては、アミンとしてトリエチルアミンを用いるのが好ましい。これにより、上記のような反応の反応速度を特に高いものとし、膜形成用組成物の生産性をより優れたものとすることができる。また、水素化工程(脱ハロゲン化工程)に供される組成物(アセチレン誘導体導入体(エチニル体)を含む組成物)中に、好ましくない不純物が残存し、水素化工程(脱ハロゲン化工程)に悪影響を及ぼすことを確実に防止することができる。また、最終的に得られる膜形成用組成物中に不純物が残存するのを効果的に防止することができる。   In this step, it is preferable to use triethylamine as the amine. Thereby, the reaction rate of the reaction as described above can be made particularly high, and the productivity of the film forming composition can be made more excellent. In addition, undesired impurities remain in the composition (a composition containing an acetylene derivative-introduced body (ethynyl form)) used in the hydrogenation process (dehalogenation process), and the hydrogenation process (dehalogenation process). It is possible to reliably prevent adverse effects. Further, it is possible to effectively prevent impurities from remaining in the finally obtained film forming composition.

[水素化工程(脱ハロゲン化工程)]
上述したように、アセチレン誘導体導入工程では、化合物Aが有するハロゲン原子がアセチレン誘導体で置換されたアセチレン誘導体導入体(エチニル体)が形成される。
[Hydrogenation process (dehalogenation process)]
As described above, in the acetylene derivative introduction step, an acetylene derivative-introduced body (ethynyl body) in which the halogen atom of compound A is substituted with an acetylene derivative is formed.

しかしながら、このようなアセチレン誘導体導入工程の反応は、反応率を100%にすることが困難であり、通常、アセチレン誘導体で置換されていないハロゲン原子が残存する化合物が、反応生成物中に含まれることとなる。そして、このような未反応のハロゲン原子が残存する化合物(特に、分子内に複数個のハロゲン原子を有する化合物Aを原料として用いてアセチレン誘導体導入工程を行った場合の反応生成物中に含まれる、未反応のハロゲン原子が残存する化合物)は、各種精製法によっても完全に除去することが困難であり、これにより、最終的に得られる膜形成用組成物の絶縁性等に大きな悪影響が及ぼされることが、本発明者の鋭意研究の結果、明らかになった。そこで、本実施形態の製造方法では、アセチレン誘導体導入工程において、アセチレン誘導体で置換されなかったハロゲン原子を、水素で置換することにより、水素化体の前駆物質を得ることとした。これにより、上記のような未反応のハロゲン原子が残存する化合物を含むことによる悪影響を排除することができるだけでなく、水素化体を製造するための原料を別途用意することなく、水素化体を多価反応性オレフィン体と同一の系内で合成することができ、上述したような膜形成用組成物の生産性を特に優れたものとすることができ、さらには、原料の無駄を排除することができ、省資源の観点からも好ましい。   However, the reaction in such an acetylene derivative introduction step is difficult to achieve a reaction rate of 100%, and usually a compound in which a halogen atom not substituted with an acetylene derivative remains is contained in the reaction product. It will be. Such a compound in which an unreacted halogen atom remains (particularly included in a reaction product when an acetylene derivative introduction step is performed using compound A having a plurality of halogen atoms in the molecule as a raw material) The compound in which unreacted halogen atoms remain) is difficult to completely remove by various purification methods, and this has a great adverse effect on the insulation properties of the finally obtained film-forming composition. As a result of intensive studies by the present inventors, it has become clear. Therefore, in the production method of the present embodiment, in the acetylene derivative introduction step, the halogen atom that has not been substituted with the acetylene derivative is replaced with hydrogen to obtain a precursor of the hydride. As a result, not only can the adverse effects due to the inclusion of the compound in which unreacted halogen atoms remain as described above be eliminated, but the hydride can be prepared without separately preparing raw materials for producing the hydride. It can be synthesized in the same system as the polyvalent reactive olefin compound, can make the productivity of the film forming composition as described above particularly excellent, and further eliminates waste of raw materials. From the viewpoint of resource saving.

特に、本実施形態では、アセチレン誘導体導入工程で得られた反応生成物に対し、MgまたはLiを作用させ、さらに、水素源を作用させることにより、アセチレン誘導体導入工程で未反応であった炭素−ハロゲン結合を炭素−水素結合に置換する反応(残存する未反応のハロゲン原子を水素で置換する反応)を行う。このような反応は、一般に、きわめて高い反応率で進行するため、未反応のハロゲン原子を有する化合物が、実質的に組成物中に含まれないようにすることができる。   In particular, in the present embodiment, the reaction product obtained in the acetylene derivative introduction step is allowed to act on Mg or Li, and further, by acting a hydrogen source, the carbon- which has not been reacted in the acetylene derivative introduction step. A reaction for substituting the halogen bond with a carbon-hydrogen bond (reaction for substituting the remaining unreacted halogen atom with hydrogen) is performed. Since such a reaction generally proceeds at a very high reaction rate, a compound having an unreacted halogen atom can be prevented from being substantially contained in the composition.

化合物A用意工程で用意する化合物Aが上記式(8)で示されるものである場合、本工程に供される組成物中に含まれる可能性のある、未反応のハロゲン原子が残存する化合物としては、未反応の化合物Aに加え、例えば、下記式(10’)〜式(13’)に示されるようなものが挙げられる。   In the case where the compound A prepared in the compound A preparing step is represented by the above formula (8), as a compound in which an unreacted halogen atom that may be contained in the composition provided in this step remains In addition to the unreacted compound A, examples include those represented by the following formulas (10 ′) to (13 ′).

Figure 0005407851
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上記式(10’)〜式(13’)で示される化合物は、本工程により、それぞれ、下記式(14’)〜式(17’)に示されるような化合物となる。   The compounds represented by the above formulas (10 ') to (13') become compounds represented by the following formulas (14 ') to (17'), respectively, by this step.

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特に、前記工程で、アセチレン誘導体としてトリ置換シリルアセチレンを用いた場合、上記式(10’)〜式(13’)に対応する化合物は、下記式(10)〜式(13)で示され、これらの化合物は、本工程により、それぞれ、下記式(14)〜式(17)に示されるような化合物となる。   In particular, when tri-substituted silylacetylene is used as the acetylene derivative in the above step, the compounds corresponding to the above formulas (10 ′) to (13 ′) are represented by the following formulas (10) to (13), These compounds become compounds represented by the following formulas (14) to (17) by this step, respectively.

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また、未反応の化合物Aは、本工程により、上記式(7)に示されるような化合物(水素化体)となる。   Moreover, the unreacted compound A becomes a compound (hydrogenated product) as shown in the above formula (7) by this step.

[脱トリメチルシリル化工程]
アセチレン誘導体導入工程において、アセチレン誘導体としてトリ置換シリルアセチレンを用いた場合、次に、加水分解により、トリ置換シリルエチニル基が導入された化合物から、トリ置換シリル基を脱離し、重合性化合物としてのエチニル体(脱トリ置換シリル体)を得る。
[Detrimethylsilylation step]
When tri-substituted silylacetylene is used as the acetylene derivative in the acetylene derivative introduction step, the tri-substituted silyl group is then eliminated from the compound into which the tri-substituted silylethynyl group has been introduced by hydrolysis, and the polymerizable compound is used as a polymerizable compound. An ethynyl form (detrisubstituted silyl form) is obtained.

本工程は、例えば、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒と、メタノール等のアルコール系溶媒との混合溶媒中において、炭酸カリウムを作用させることにより進行させることができる。   This step can be carried out, for example, by allowing potassium carbonate to act in a mixed solvent of an ether solvent such as tetrahydrofuran and an alcohol solvent such as methanol.

本工程に供される組成物が上記式(9)に示すような化合物を含む場合には、当該化合物は、下記式(18)に示されるような化合物となる。   When the composition used in this step contains a compound represented by the above formula (9), the compound is a compound represented by the following formula (18).

Figure 0005407851
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また、本工程に供される組成物が上記式(14)〜式(17)で示される化合物を含む場合には、これらの化合物は、それぞれ、下記式(19)〜式(22)に示されるような化合物となる。   Moreover, when the composition used for this process contains the compound shown by said Formula (14)-Formula (17), these compounds are respectively shown to following formula (19)-Formula (22). It becomes such a compound.

Figure 0005407851
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[還元工程]
次に、前記工程で得られた組成物中に含まれる化合物が有するアセチレン系反応基を還元して重合性二重結合とし、重合性化合物として、重合性二重結合を有するオレフィン体を得る。
[Reduction process]
Next, the acetylene type reactive group which the compound contained in the composition obtained at the said process has is reduce | restored to make a polymerizable double bond, and the olefin body which has a polymerizable double bond is obtained as a polymerizable compound.

本工程は、前記工程で得られた組成物中に含まれる化合物が有するアセチレン系反応基を全て重合性二重結合に還元するように行うものであってもよいし、前記工程で得られた組成物中に含まれる化合物が有するアセチレン系反応基の一部のみを重合性二重結合に還元するように行うものであってもよい。   This step may be carried out so as to reduce all the acetylene-based reactive groups of the compound contained in the composition obtained in the step to polymerizable double bonds, or obtained in the step You may carry out so that only a part of acetylene type reactive group which the compound contained in a composition may have may be reduce | restored to a polymerizable double bond.

本工程は、例えば、水素ガスを用いたLindlar還元、ナトリウムと液体アンモニアを用いたBrich還元、ジイミドを用いたジイミド還元等により、好適に行うことができる。   This step can be suitably performed by, for example, Lindlar reduction using hydrogen gas, Brich reduction using sodium and liquid ammonia, diimide reduction using diimide, and the like.

[部分重合工程]
膜形成用組成物は、上述したような重合性化合物(多価反応性オレフィン体および/または水素化体)を含むものであってもよいが、前記重合性化合物を部分的に重合させた重合体(プレポリマー)を含むものであってもよい。膜形成用組成物が前記重合性化合物を部分的に重合させた重合体(プレポリマー)を含むものであると、膜形成用組成物の粘度をより確実に好適なものとし、形成される膜の各部位での厚さや特性の不本意なばらつきをより効果的に抑制することができるとともに、最終的に形成される膜の強度を特に優れたものとすることができる。また、膜を形成すべき部材(例えば、半導体基板)上に膜形成用組成物を付与するのに先立って膜形成用組成物に加熱処理を施すことにより、形成すべき膜が比較的厚いものであっても好適に形成することができる。また、膜形成用組成物が前記重合性化合物のプレポリマーを含むものであると、部材(例えば、半導体基板)上に膜を形成する際に、当該部材上において加える熱量を少なくすることができるため、当該部材への加熱によるダメージをより確実に防止することができる。このような前記重合性化合物のプレポリマーを含む膜形成用組成物は、絶縁膜用ワニスとして好適に用いることができる。
[Partial polymerization process]
The film-forming composition may contain a polymerizable compound (a polyvalent reactive olefin and / or hydrogenated product) as described above, but a polymer obtained by partially polymerizing the polymerizable compound. It may contain a coalescence (prepolymer). When the film-forming composition contains a polymer (prepolymer) obtained by partially polymerizing the polymerizable compound, the viscosity of the film-forming composition is more surely suitable, and each of the formed films Unintentional variations in thickness and characteristics at the site can be more effectively suppressed, and the strength of the finally formed film can be made particularly excellent. In addition, a film to be formed is relatively thick by performing a heat treatment on the film forming composition prior to applying the film forming composition onto a member (for example, a semiconductor substrate) on which the film is to be formed. However, it can be suitably formed. In addition, when the film-forming composition contains a prepolymer of the polymerizable compound, when forming a film on a member (for example, a semiconductor substrate), the amount of heat applied on the member can be reduced. Damage to the member due to heating can be prevented more reliably. Such a film-forming composition containing a prepolymer of the polymerizable compound can be suitably used as an insulating film varnish.

そこで、本実施形態では、前記工程の後に、前記重合性化合物を部分的に重合させる部分重合工程を有するものとした。   Therefore, in the present embodiment, a partial polymerization step of partially polymerizing the polymerizable compound is provided after the step.

本工程は、例えば、前記工程で得られた組成物(重合性化合物を含む組成物)に対して加熱処理を施すことにより、好適に行うことができる。   This step can be suitably performed, for example, by subjecting the composition (composition containing a polymerizable compound) obtained in the above step to heat treatment.

本工程は、例えば、触媒を用いないで加熱して反応させる熱重合による方法、過酸化ベンゾイル、t−ブチルパーオキシド、アゾビスイソブチロニトリル等のラジカル開始剤を用いたラジカル重合による方法、光照射等を用いた光ラジカル重合による方法、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)、ビス(ベンゾニトリル)パラジウム(II)ジクロリド及びテトラキス(トリフェニルフォスフィン)パラジウム(0)などのパラジウム触媒を用いた重合による方法、酢酸銅(II)などの遷移金属触媒を用いた重合による方法、塩化モリブデン(V)、塩化タングステン(VI)及び塩化タンタル(V)などの遷移金属塩化物を用いた重合による方法などを挙げることができる。これらの中でも、反応を制御しやすく所望の重合体が得られ、また、金属触媒等の残存による不純物除去が不要なことから、熱重合やラジカル開始剤を用いたラジカル重合による方法が望ましい。   This step is, for example, a method by thermal polymerization in which the reaction is carried out without using a catalyst, a method by radical polymerization using a radical initiator such as benzoyl peroxide, t-butyl peroxide, azobisisobutyronitrile, Photoradical polymerization using light irradiation, etc., palladium catalysts such as dichlorobis (triphenylphosphine) palladium (II), bis (benzonitrile) palladium (II) dichloride and tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) Polymerization method, polymerization method using transition metal catalyst such as copper (II) acetate, polymerization using transition metal chloride such as molybdenum chloride (V), tungsten chloride (VI) and tantalum chloride (V) The method by etc. can be mentioned. Among these, since a desired polymer can be easily obtained by controlling the reaction, and impurities need not be removed by remaining a metal catalyst or the like, a method by thermal polymerization or radical polymerization using a radical initiator is desirable.

この場合、熱処理の条件としては、加熱温度:40〜190℃、加熱時間:0.5〜11時間であるのが好ましく、加熱温度:60〜180℃、加熱時間:1〜9時間であるのがより好ましい。また、重前記工程で得られた組成物(重合性化合物を含む組成物)に対する加熱処理は、異なる条件を組み合わせて行ってもよい。例えば、前記工程で得られた組成物(重合性化合物を含む組成物)に対しては、加熱温度:80〜190℃、加熱時間:0.5〜6時間という条件で行う第1の熱処理と、加熱温度:60〜160℃、加熱時間:1〜9時間という条件で行う第2の熱処理とを施してもよい。なお、上記のような加熱処理は、前記工程で得られた組成物(重合性化合物を含む組成物)を溶媒に溶解した状態で行うのが好ましい。   In this case, the heat treatment conditions are preferably heating temperature: 40 to 190 ° C., heating time: 0.5 to 11 hours, heating temperature: 60 to 180 ° C., heating time: 1 to 9 hours. Is more preferable. Moreover, you may perform the heat processing with respect to the composition (composition containing a polymeric compound) obtained by the heavy said process combining different conditions. For example, for the composition (composition containing a polymerizable compound) obtained in the above step, the first heat treatment performed under the conditions of heating temperature: 80 to 190 ° C. and heating time: 0.5 to 6 hours; The second heat treatment performed under the conditions of heating temperature: 60 to 160 ° C. and heating time: 1 to 9 hours may be performed. In addition, it is preferable to perform the above heat processing in the state which melt | dissolved the composition (composition containing a polymeric compound) obtained at the said process in the solvent.

また、上記のような加熱処理によるプレポリマーの合成は、調製すべき膜形成用組成物の構成成分としての溶媒中で行うものであってもよいし、膜形成用組成物の構成成分とは異なる組成の溶媒中で行うものであってもよい。すなわち、所定の溶媒を用いて重合性化合物を重合させプレポリマーを得た後、当該溶媒を、目的とする膜形成用組成物の構成成分としての溶媒に置換してもよい。重合性化合物が部分的に重合した重合体(プレポリマー)の合成に用いることのできる溶媒(反応溶媒)としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール等のアルコール系溶剤;アセトン、アセチルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ペンタノン、2−ヘプタノン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤;ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジフェニルエーテル、テトラヒドロフラン、アニソール、1,3−ジメトキシベンゼン等のエーテル系溶剤;ベンゼン、トルエン、メシチレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、プロピルベンゼン、ヘプタン、ヘキサン、n−オクタン等の芳香族および脂肪族炭化水素系溶剤;クロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、ジクロロエタン、四塩化炭素等のハロゲン化物系溶剤;N−メチルピロリドン等のアミド系溶剤等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   In addition, the synthesis of the prepolymer by the heat treatment as described above may be performed in a solvent as a component of the film-forming composition to be prepared, and what is a component of the film-forming composition? You may perform in the solvent of a different composition. That is, after a polymerizable compound is polymerized using a predetermined solvent to obtain a prepolymer, the solvent may be replaced with a solvent as a component of the target film-forming composition. Examples of the solvent (reaction solvent) that can be used for the synthesis of a polymer (prepolymer) in which a polymerizable compound is partially polymerized include alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, 1-butanol, and 2-butanol. ; Ketone solvents such as acetone, acetylacetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-pentanone, 2-heptanone; esters such as ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, pentyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate Solvents: ether solvents such as diisopropyl ether, dibutyl ether, diphenyl ether, tetrahydrofuran, anisole, 1,3-dimethoxybenzene; benzene, toluene, mesitylene, ethylbenze Aromatic and aliphatic hydrocarbon solvents such as diethylbenzene, propylbenzene, heptane, hexane and n-octane; halide solvents such as chloromethane, dichloroethane, chloroform, dichloroethane and carbon tetrachloride; N-methylpyrrolidone and the like Examples thereof include amide solvents, and one or two or more selected from these can be used in combination.

また、調製すべき膜形成用組成物が重合性化合物のプレポリマーを含むものである場合、未重合の重合性化合物は精製により除去される(未重合の重合性化合物が実質的に含まれていない)のが好ましい。これにより、膜形成用組成物を用いて形成される膜の強度等の諸特性を、より確実に優れたものとすることができる。   Moreover, when the film-forming composition to be prepared contains a prepolymer of a polymerizable compound, the unpolymerized polymerizable compound is removed by purification (substantially free of the unpolymerized polymerizable compound). Is preferred. Thereby, various characteristics, such as the intensity | strength of the film | membrane formed using the film forming composition, can be made more reliably excellent.

<絶縁膜>
本発明の絶縁膜は、上述したような膜形成用組成物を用いて形成されるものである。
<Insulating film>
The insulating film of the present invention is formed using the film forming composition as described above.

図1は、所定形状にパターニングされた層間絶縁膜を形成する方法の一例を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」、下側を「下」と言う。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a method for forming an interlayer insulating film patterned in a predetermined shape. In the following description, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.

本発明の絶縁膜は、例えば、上述したような膜形成用組成物を、半導体基板等の部材上に付与し、これに対し、加熱や活性エネルギー線の照射等の処理(焼成処理)を施すことにより形成される。   In the insulating film of the present invention, for example, the film-forming composition as described above is applied onto a member such as a semiconductor substrate, and subjected to a treatment (baking treatment) such as heating or irradiation with active energy rays. Is formed.

上記部材上に付与されるのに際し、膜形成用組成物は、重合性化合物が部分的に重合した重合体(プレポリマー)を含むものであるのが好ましい。これにより、部材上に付与される膜形成用組成物の粘度をより確実に好適なものとし、形成される膜の各部位での厚さや特性の不本意なばらつきをより効果的に抑制することができるとともに、最終的に形成される膜の強度を特に優れたものとすることができる。また、形成すべき膜が比較的厚いものであっても好適に形成することができる。   When applied on the member, the film-forming composition preferably contains a polymer (prepolymer) in which the polymerizable compound is partially polymerized. As a result, the viscosity of the film-forming composition applied on the member is more surely suitable, and it is possible to more effectively suppress unintentional variations in thickness and characteristics at each site of the formed film. In addition, the strength of the finally formed film can be made particularly excellent. Moreover, even if the film | membrane which should be formed is a comparatively thick thing, it can form suitably.

上記のような焼成処理を行うことにより、重合性化合物や重合性化合物が部分的に重合したプレポリマーが有する重合性反応基が反応し、三次元的に架橋反応した構造を有する重合体(硬化物)で構成された膜(絶縁膜)が得られる。このような化学構造を有する重合体(硬化物)で構成された膜(絶縁膜)は、強度、耐熱性等に優れている。また、上記のようにして得られる膜は、誘電率が低いものである。また、上記のようにして得られる膜は、各部位での膜厚や特性についての不本意なばらつきが抑制されたものである。このようなことから、上記のような膜は、半導体装置を構成する絶縁膜として好適に用いることができる。   By carrying out the baking treatment as described above, a polymerizable compound or a polymer having a structure in which a polymerizable reactive group of a prepolymer obtained by partially polymerizing the polymerizable compound reacts and reacts three-dimensionally (cured) A film (insulating film) composed of a material is obtained. A film (insulating film) composed of a polymer (cured product) having such a chemical structure is excellent in strength, heat resistance, and the like. Further, the film obtained as described above has a low dielectric constant. Further, the film obtained as described above is one in which unintentional variations in film thickness and characteristics at each part are suppressed. For these reasons, the above film can be suitably used as an insulating film constituting a semiconductor device.

膜形成用組成物を部材上に付与する方法としては、例えば、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等による方法が挙げられる。   Examples of the method for applying the film-forming composition onto the member include a spin coating method using a spinner, a spray coating method using a spray coater, dipping, printing, and roll coating.

焼成処理に先立ち、例えば、部材上に付与された膜形成用組成物から溶媒を除去する処理(脱溶媒処理)を施してもよい。このような脱溶媒処理は、例えば、加熱処理、減圧処理などにより行うことができる。   Prior to the firing treatment, for example, a treatment (desolvation treatment) for removing the solvent from the film-forming composition applied on the member may be performed. Such solvent removal treatment can be performed, for example, by heat treatment, reduced pressure treatment, or the like.

焼成処理は、例えば、処理温度:200〜450度、処理時間:1〜60分間という条件で行うのが好ましく、処理温度:250〜400度、処理時間:1〜30分間という条件で行うのがより好ましい。また、焼成工程では、異なる条件の加熱処理を組み合わせて行ってもよい。   The baking treatment is preferably performed, for example, under the conditions of treatment temperature: 200 to 450 degrees, treatment time: 1 to 60 minutes, and treatment temperature: 250 to 400 degrees, treatment time: 1 to 30 minutes. More preferred. In the baking step, heat treatments with different conditions may be combined.

また、かかる絶縁膜を、例えば、半導体基板に形成された配線層間を絶縁する層間絶縁膜に適用する場合、この半導体基板が備える配線層間を電気的に接続するビア(導体ポスト)が、前記層間絶縁膜の厚さ方向に貫通するように形成される。そのため、層間絶縁膜は、ビア(導体ポスト)の形状に対応してパターニングされた所定形状をなしている必要がある。   Further, when such an insulating film is applied to, for example, an interlayer insulating film that insulates wiring layers formed on a semiconductor substrate, vias (conductor posts) that electrically connect the wiring layers included in the semiconductor substrate are provided between the layers. It is formed so as to penetrate in the thickness direction of the insulating film. Therefore, the interlayer insulating film needs to have a predetermined shape patterned corresponding to the shape of the via (conductor post).

このように所定形状をなす層間絶縁膜は、例えば、次のようにして形成することができる。   The interlayer insulating film having a predetermined shape as described above can be formed as follows, for example.

まず、SiN膜2が形成された半導体基板1を用意し、このSiN膜2上に、層間絶縁膜3、ハードマスク層4およびフォトレジスト層8をこの順で形成する(図1(a)参照。)。   First, the semiconductor substrate 1 on which the SiN film 2 is formed is prepared, and the interlayer insulating film 3, the hard mask layer 4 and the photoresist layer 8 are formed in this order on the SiN film 2 (see FIG. 1A). .)

なお、層間絶縁膜3は、本発明の膜形成用組成物を用いて上述した方法により形成される。   The interlayer insulating film 3 is formed by the above-described method using the film forming composition of the present invention.

次に、フォトマスクを用いてフォトレジスト層8を露光・現像することにより、ビア(導体ポスト)、配線溝等を形成する位置に開口部を有する形状にパターニングされたフォトレジスト層8を得る(図1(b)参照。)。   Next, the photoresist layer 8 is exposed and developed using a photomask to obtain a photoresist layer 8 patterned into a shape having an opening at a position where a via (conductor post), a wiring groove or the like is formed ( (Refer FIG.1 (b).).

次に、処理ガスとしてCFのようなフッ素系ガス等のハードマスク材質のパターニングに一般的に用いられるガスによるリアクティブイオンエッチング法により、フォトレジスト層8をマスクとして用いてハードマスク層4をエッチングすることにより、所定形状をなすハードマスク層4を形成する(図1(c)参照。)。 Next, the hard mask layer 4 is formed using the photoresist layer 8 as a mask by a reactive ion etching method using a gas generally used for patterning a hard mask material such as a fluorine-based gas such as CF 4 as a processing gas. By etching, a hard mask layer 4 having a predetermined shape is formed (see FIG. 1C).

次に、処理ガスとして有機膜等のエッチングに一般的に用いられる窒素と水素の混合ガス、またはアンモニアガス等を用いたリアクティブイオンエッチング法により、パターニングされたフォトレジスト層8およびハードマスク層4をマスクとして用いて層間絶縁膜3をエッチングすることにより、所定形状をなす層間絶縁膜3を形成する(図1(d)参照。)。   Next, the photoresist layer 8 and the hard mask layer 4 patterned by a reactive ion etching method using a mixed gas of nitrogen and hydrogen generally used for etching an organic film or the like as a processing gas, or ammonia gas or the like. As a mask, the interlayer insulating film 3 is etched to form the interlayer insulating film 3 having a predetermined shape (see FIG. 1D).

以上のようにして所定形状をなす層間絶縁膜3が得られるが、本発明では、層間絶縁膜3が上記のように本発明の膜形成用組成物を用いて形成されているので、層間絶縁膜3が高誘電率化してしまうのをより的確に抑制または防止することができ、この膜の特性を確実に維持させることができる。   The interlayer insulating film 3 having a predetermined shape is obtained as described above. In the present invention, since the interlayer insulating film 3 is formed using the film forming composition of the present invention as described above, the interlayer insulating film 3 is formed. It is possible to more accurately suppress or prevent the film 3 from having a high dielectric constant, and to maintain the characteristics of the film with certainty.

絶縁膜は、SiOC、SiCNまたはSiOで構成された部材(例えば、半導体基板、中間膜等)に接触するものであるのが好ましい。これにより、当該部材に対する絶縁膜の密着性等を特に優れたものとすることができる。   The insulating film is preferably in contact with a member composed of SiOC, SiCN, or SiO (for example, a semiconductor substrate or an intermediate film). Thereby, the adhesiveness etc. of the insulating film with respect to the member can be made particularly excellent.

絶縁膜の厚さは、特に限定されないが、当該絶縁膜を半導体用層間絶縁膜として用いる場合においては、0.01〜20μmであるのが好ましく、0.02〜10μmであるのがより好ましく、0.05〜0.7μmであるのがさらに好ましい。   The thickness of the insulating film is not particularly limited, but when the insulating film is used as an interlayer insulating film for a semiconductor, it is preferably 0.01 to 20 μm, more preferably 0.02 to 10 μm, More preferably, it is 0.05-0.7 micrometer.

また、絶縁膜を半導体用の保護膜として用いる場合においては、当該絶縁膜の厚さは、0.01〜70μmであるのが好ましく、0.05〜50μmであるのがより好ましい。   In the case where the insulating film is used as a protective film for a semiconductor, the thickness of the insulating film is preferably 0.01 to 70 μm, and more preferably 0.05 to 50 μm.

<半導体装置>
次に、本発明の半導体装置について好適な実施の形態に基づいて説明する。
<Semiconductor device>
Next, the semiconductor device of the present invention will be described based on a preferred embodiment.

図2は、本発明の半導体装置の一例を模式的に示す縦断面図である。
図2に示すように、半導体装置100は、素子が形成された半導体基板1と、半導体基板1の上側(図2上側)に設けられたSiN膜2と、SiN膜2の上に設けられた層間絶縁膜3およびバリア層6で覆われた銅配線層7を有している。本実施形態の半導体装置100は、本発明の絶縁膜として、層間絶縁膜3を備えている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing an example of the semiconductor device of the present invention.
As shown in FIG. 2, the semiconductor device 100 is provided on the semiconductor substrate 1 on which elements are formed, the SiN film 2 provided on the upper side of the semiconductor substrate 1 (upper side in FIG. 2), and the SiN film 2. A copper wiring layer 7 covered with an interlayer insulating film 3 and a barrier layer 6 is provided. The semiconductor device 100 of this embodiment includes an interlayer insulating film 3 as an insulating film of the present invention.

層間絶縁膜3には、配線すべきパターンに対応した凹部が形成されており、その凹部内には銅配線層7が設けられている。   A recess corresponding to the pattern to be wired is formed in the interlayer insulating film 3, and a copper wiring layer 7 is provided in the recess.

また、層間絶縁膜3と、銅配線層7との間には、改質処理層5が設けられている。
また、層間絶縁膜3の上側(SiN膜2と反対側面)には、ハードマスク層4が形成されている。
In addition, a modified treatment layer 5 is provided between the interlayer insulating film 3 and the copper wiring layer 7.
A hard mask layer 4 is formed on the upper side of the interlayer insulating film 3 (on the side surface opposite to the SiN film 2).

上記のような半導体装置100は、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、上記絶縁膜で説明した方法を用いて、層間絶縁膜3とハードマスク層4とで構成される絶縁膜の所定の位置に、貫通した配線溝が形成された所定形状をなす絶縁膜を形成する。
The semiconductor device 100 as described above can be manufactured, for example, as follows.
First, by using the method described in the above insulating film, an insulating film having a predetermined shape in which a penetrating wiring groove is formed at a predetermined position of the insulating film composed of the interlayer insulating film 3 and the hard mask layer 4 is formed. Form.

次に、前記配線溝の内面に、プラズマ処理等により、改質処理層5を形成し、さらにPVD法やCVD法等の方法により、Ta、Ti、TaN、TiN、WN等で構成されるバリア層6を形成する。   Next, a modified treatment layer 5 is formed on the inner surface of the wiring groove by plasma treatment or the like, and further a barrier composed of Ta, Ti, TaN, TiN, WN or the like by a method such as PVD method or CVD method. Layer 6 is formed.

さらに、電解めっき法等により、配線層となる銅配線層7を形成し、その後、CMP法により配線部以外の銅配線層およびバリアメタル層を研磨除去、平坦化することで、半導体装置100を得ることができる。   Further, a copper wiring layer 7 to be a wiring layer is formed by an electrolytic plating method or the like, and then the copper wiring layer and the barrier metal layer other than the wiring portion are polished and removed and planarized by a CMP method. Can be obtained.

なお、層間絶縁膜3は、上記の本発明の絶縁膜についての説明で述べたような方法により形成することができるが、予め、樹脂膜のドライフィルムを用意し、これを半導体基板1のSiN膜2の上に積層するように形成することもできる。より具体的には、予め、膜形成用組成物を用いて、部材上に樹脂膜を形成して乾燥し、ドライフィルムを得、このドライフィルムを前記部材から剥離し、これを、上記半導体基板1のSiN膜2の上に、積層して、加熱および/または放射線を照射することにより、層間絶縁膜3を形成してもよい。   The interlayer insulating film 3 can be formed by the method described in the above description of the insulating film of the present invention. However, a dry film of a resin film is prepared in advance, and this is formed on the SiN of the semiconductor substrate 1. It can also be formed so as to be laminated on the film 2. More specifically, a resin film is formed on a member in advance using a film-forming composition and dried to obtain a dry film. The dry film is peeled off from the member, and the semiconductor substrate is separated from the semiconductor substrate. The interlayer insulating film 3 may be formed by stacking on one SiN film 2 and irradiating with heat and / or radiation.

上述した本発明の半導体装置は、上記のような層間絶縁膜(本発明の絶縁膜)を用いているので寸法精度に優れ、絶縁性を十分に発揮できるので、それにより接続信頼性が優れている。   Since the semiconductor device of the present invention described above uses the interlayer insulating film (insulating film of the present invention) as described above, it has excellent dimensional accuracy and can sufficiently exhibit insulation, thereby providing excellent connection reliability. Yes.

また、上述したような層間絶縁膜(本発明の絶縁膜)は、配線層との密着性に優れるので、半導体装置の接続信頼性をさらに向上できる。   In addition, since the interlayer insulating film (the insulating film of the present invention) as described above has excellent adhesion to the wiring layer, the connection reliability of the semiconductor device can be further improved.

また、上述したような層間絶縁膜(本発明の絶縁膜)は、弾性率に優れているので、半導体装置の配線を形成するプロセス(例えば、焼成工程)に好適に適合することができる。   In addition, since the interlayer insulating film (the insulating film of the present invention) as described above has an excellent elastic modulus, it can be suitably adapted to a process for forming a wiring of a semiconductor device (for example, a baking process).

また、上述したように層間絶縁膜(本発明の絶縁膜)は、半導体装置作製時の絶縁膜の特性変化を抑制・防止することができる。   Further, as described above, the interlayer insulating film (the insulating film of the present invention) can suppress / prevent the change in the characteristics of the insulating film when the semiconductor device is manufactured.

また、上述したような層間絶縁膜(本発明の絶縁膜)は、誘電特性に優れているので、半導体装置の信号損失を低下することができる。   In addition, since the interlayer insulating film (the insulating film of the present invention) as described above is excellent in dielectric characteristics, signal loss of the semiconductor device can be reduced.

また、上述したような層間絶縁膜(本発明の絶縁膜)は、誘電特性に優れているので、配線遅延を低下することができる。   In addition, the interlayer insulating film (the insulating film of the present invention) as described above is excellent in dielectric characteristics, so that the wiring delay can be reduced.

以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on suitable embodiment, this invention is not limited to these.

例えば、上記の説明においては、本発明の絶縁膜としての層間絶縁膜3をSiN膜2の上に形成する例について代表的に説明したが、絶縁膜を形成する位置はこれに限定されない。   For example, in the above description, the example in which the interlayer insulating film 3 as the insulating film of the present invention is formed on the SiN film 2 is representatively described. However, the position where the insulating film is formed is not limited to this.

また、上述した実施形態では、本発明の絶縁膜として層間絶縁膜を備えたものについて代表的に説明したが、本発明の絶縁膜は、層間絶縁膜以外に適用されるものであってもよい。   In the above-described embodiments, the insulating film provided with the interlayer insulating film is representatively described. However, the insulating film of the present invention may be applied to other than the interlayer insulating film. .

また、上述した実施形態では、化合物A用意工程、アセチレン誘導体導入工程、水素化工程、脱トリ置換シリル化工程、還元工程に加え、部分重合工程を有するものとして説明したが、部分重合工程、脱トリ置換シリル化工程は行わなくてもよい。   In the above-described embodiment, the compound A preparation step, the acetylene derivative introduction step, the hydrogenation step, the detrisubstituted silylation step, and the reduction step have been described as having a partial polymerization step. The tri-substituted silylation step may not be performed.

また、本発明の膜形成用組成物は、分子内に、アダマンタン型のかご型構造を含む部分構造a1と、重合性の官能基とを有する重合性化合物および/または当該重合性化合物が部分的に重合した重合体を含む膜形成用組成物であって、分子内に複数個の重合性反応基を備え、当該重合性反応基として少なくとも1個の重合性二重結合を備えた多価反応性オレフィン体を前記重合性化合物として含むとともに、多価反応性オレフィン体が有する前記重合性反応基の少なくとも一部が水素原子で置換された構造を有する水素化体を所定の割合で含むものであればよく、上述したような方法以外の方法により製造されたものであってもよい。本発明の膜形成用組成物は、例えば、それぞれ、別個に合成された多価反応性オレフィン体と水素化体とを混合することにより調製されたものであってもよい。   In addition, the film-forming composition of the present invention includes a polymerizable compound having a partial structure a1 containing an adamantane-type cage structure and a polymerizable functional group in the molecule and / or the polymerizable compound is partially contained. A film-forming composition comprising a polymer polymerized in a polyvalent reaction comprising a plurality of polymerizable reactive groups in the molecule and at least one polymerizable double bond as the polymerizable reactive group And a hydrogenated product having a structure in which at least a part of the polymerizable reactive group of the polyvalent reactive olefin product is substituted with a hydrogen atom at a predetermined ratio. It may be sufficient, and may be manufactured by a method other than the method described above. The film-forming composition of the present invention may be prepared, for example, by mixing separately synthesized polyvalent reactive olefins and hydrides.

また、上述したような製造方法においては、各工程の順序を入れ替えて行ってもよい。例えば、上述した実施形態では、水素化工程の後に脱トリメチルシリル化工程を行うものとして説明したが、脱トリメチルシリル化工程は、水素化工程よりも前に行うものであってもよい。また、上述した実施形態では、脱トリメチルシリル化工程の後に還元工程を行うものとして説明したが、還元工程は、脱トリメチルシリル化工程よりも前に行うものであってもよい。   Moreover, in the manufacturing method as described above, the order of the steps may be changed. For example, in the above-described embodiment, the detrimethylsilylation process is performed after the hydrogenation process. However, the detrimethylsilylation process may be performed before the hydrogenation process. In the above-described embodiment, the reduction process is performed after the detrimethylsilylation process. However, the reduction process may be performed before the detrimethylsilylation process.

以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to this.

[1]膜形成用組成物の製造
(実施例1)
まず、以下のようにして、第1サンプルとしての膜形成用組成物を製造した。
[1] Production of film-forming composition (Example 1)
First, a film forming composition as a first sample was produced as follows.

[1.1]化合物A用意工程
まず、1,3−ジメチルアダマンタンを用意し、温度計、撹拌機および還流管を備えた4つ口の2000mLフラスコに、四塩化炭素:700mL、臭素:35g(0.22mol)を入れ、撹拌しながら、用意した1,3−ジメチルアダマンタン:32.9g(0.2mol)を、少量ずつ添加した。添加中、内温は20〜30℃に保った。
添加終了後、温度が上昇しなくなってから、さらに1時間反応させた。
[1.1] Compound A Preparation Step First, 1,3-dimethyladamantane is prepared, and carbon tetrachloride: 700 mL, bromine: 35 g (in a four-necked 2000 mL flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux tube ( The prepared 1,3-dimethyladamantane: 32.9 g (0.2 mol) was added little by little while stirring. During the addition, the internal temperature was kept at 20-30 ° C.
After the addition was completed, the reaction was continued for another hour after the temperature did not rise.

その後、冷水:約2000mLに注いで、粗生成物を濾別し、純水で洗い、乾燥した。
さらに粗生成物を、熱エタノールにより再結晶した。得られた再結晶物を、減圧乾燥することにより、生成物:37.4gを得た。IR分析によりブロモ基の吸収が690〜515cm−1に見られること、質量分析による分子量が322である結果より、生成物が3,5−ジメチル−1,7−ジブロモアダマンタンであることが示された。
Then, it poured into about 2000 mL of cold water, and the crude product was separated by filtration, washed with pure water, and dried.
The crude product was recrystallized from hot ethanol. The obtained recrystallized product was dried under reduced pressure to obtain 37.4 g of a product. IR analysis shows absorption of bromo group at 690-515 cm −1 and results of mass analysis 322 molecular weight indicate that the product is 3,5-dimethyl-1,7-dibromoadamantane. It was.

次に、フラスコ内で、上記で得た3,5−ジメチル−1,7−ジブロモアダマンタン:33.2g(103.2mmol)および1,3−ジブロモベンゼン:1217g(5161.6mmol)を攪拌し、乾燥窒素下25℃において、臭化アルミニウム(III):24.8g(93.0mmol)を少量ずつ添加した。これを60℃に昇温して8時間攪拌した後、室温に戻し、反応液を得た。5%塩酸水溶液:700mlに、反応液を投入し、攪拌した。水層を除去し、有機層をアセトン:2000mlに投入した。析出物をろ過し、アセトン:1000mlで3回洗浄することにより、3,5−ジメチル−1,7−ビス(3,5−ジブロモフェニル)アダマンタン:57gを得た。質量分析による分子量が632である結果より、生成物が化合物Aとしての3,5−ジメチル−1,7−ビス(3,5−ジブロモフェニル)アダマンタンであることが示された。   Next, 3,5-dimethyl-1,7-dibromoadamantane: 33.2 g (103.2 mmol) and 1,3-dibromobenzene: 1217 g (5161.6 mmol) obtained above were stirred in the flask, At 25 ° C. under dry nitrogen, 24.8 g (93.0 mmol) of aluminum (III) bromide was added in small portions. This was heated to 60 ° C. and stirred for 8 hours, and then returned to room temperature to obtain a reaction solution. The reaction solution was added to 700 ml of 5% aqueous hydrochloric acid solution and stirred. The aqueous layer was removed, and the organic layer was put into 2000 ml of acetone. The precipitate was filtered and washed with acetone: 1000 ml three times to obtain 57 g of 3,5-dimethyl-1,7-bis (3,5-dibromophenyl) adamantane. From the result of the molecular weight by mass spectrometry being 632, it was shown that the product was 3,5-dimethyl-1,7-bis (3,5-dibromophenyl) adamantane as Compound A.

[1.2]アセチレン誘導体導入工程(トリメチルシリルエチニル化工程)
次に、上記で得られた化合物Aとしての3,5,−ジメチル−1,7−ビス(3,5−ジブロモフェニル)アダマンタン:39.8g(62.9mmol)、ジクロロビストリフェニルホスフィンパラジウム:3.53g(5.0mmol)、トリフェニルホスフィン:6.60g(25.2mmol)、ヨウ化銅(I):4.79g(25.2mmol)、トリエチルアミン:750mlをフラスコに添加し、攪拌した。これを75℃に昇温した後、トリメチルシリルアセチレン:37.1g(377.7mmol)をゆっくり添加した。これを75℃において7時間攪拌した後、120℃に昇温してトリエチルアミンを留去した。その後、室温に戻し、ジクロロメタン:1000mlを反応液に添加し、20分攪拌した。析出物をろ過により除去し、ろ液に5%塩酸水溶液:1000mlを加えて分液した。有機層を水:1000mlで3回洗浄した後、有機層の溶媒を減圧除去した。得られた化合物をヘキサン:1500mlに溶解させた。不溶物をろ過により除去し、ろ液部のヘキサンを減圧除去した。これにアセトン:1000mlを投入し、析出物をアセトンで3回洗浄することにより、生成物を得た。質量分析の結果等から、生成物が、主として、3,5−ジメチル−1,7−ビス(3,5−ジトリメチルシリルエチニルフェニル)アダマンタンで構成されるものであることが示された。
[1.2] Acetylene derivative introduction step (trimethylsilylethynylation step)
Next, 3,5,5-dimethyl-1,7-bis (3,5-dibromophenyl) adamantane as compound A obtained above: 39.8 g (62.9 mmol), dichlorobistriphenylphosphine palladium: 3 0.53 g (5.0 mmol), triphenylphosphine: 6.60 g (25.2 mmol), copper (I) iodide: 4.79 g (25.2 mmol), and triethylamine: 750 ml were added to the flask and stirred. After raising the temperature to 75 ° C., 37.1 g (377.7 mmol) of trimethylsilylacetylene was slowly added. This was stirred at 75 ° C. for 7 hours and then heated to 120 ° C. to distill off triethylamine. Then, it returned to room temperature and added dichloromethane: 1000ml to the reaction liquid, and stirred for 20 minutes. The precipitate was removed by filtration, and 5% aqueous hydrochloric acid solution (1000 ml) was added to the filtrate for liquid separation. The organic layer was washed three times with 1000 ml of water, and then the solvent of the organic layer was removed under reduced pressure. The obtained compound was dissolved in 1500 ml of hexane. Insoluble matter was removed by filtration, and hexane in the filtrate was removed under reduced pressure. Acetone: 1000 ml was added thereto, and the precipitate was washed three times with acetone to obtain a product. From the results of mass spectrometry and the like, it was shown that the product was mainly composed of 3,5-dimethyl-1,7-bis (3,5-ditrimethylsilylethynylphenyl) adamantane.

また、この第1サンプルにかかる本工程での生成物についてフラスコ燃焼法およびイオンクロマト法による臭素(Br)の定量分析を行った結果、生成物中の臭素(Br)は3100ppmであった。なお、フラスコ燃焼法およびイオンクロマト法による臭素(Br)の定量分析は、以下の手順に従って行った。すなわち、まず、フラスコ内に吸収液、白金バスケットに試料50mgおよび導火線用濾紙を入れ、フラスコ内には酸素を充填した。その後、濾紙に火をつけ、フラスコを封入した後、サンプルを完全燃焼させた。次に、燃焼により生じたガス成分を吸収液(H:100μL、2NのKOH水溶液:100μL、HO:5mLの混合液)に吸収させ、放冷・定容後、イオンクロマトに導入して測定を行い、測定結果から、臭素量を求めた。 Further, as a result of quantitative analysis of bromine (Br) by a flask combustion method and an ion chromatography method for the product in this step concerning the first sample, bromine (Br) in the product was 3100 ppm. In addition, the quantitative analysis of bromine (Br) by the flask combustion method and the ion chromatography method was performed according to the following procedures. That is, first, an absorbing solution was placed in a flask, a sample of 50 mg and a filter paper for a conducting wire were placed in a platinum basket, and the flask was filled with oxygen. Thereafter, the filter paper was lit, the flask was sealed, and the sample was completely burned. Next, gas components generated by combustion are absorbed in an absorption liquid (H 2 O 2 : 100 μL, 2N KOH aqueous solution: 100 μL, H 2 O: 5 mL mixed liquid), and after standing to cool and constant volume, ion chromatography is performed. The amount of bromine was determined from the measurement results.

また、生成物についての13C−NMRの結果、120〜124ppmの範囲にシグナルが確認されたことから、生成物中に、化合物Aが有していた臭素原子の一部が前記生成物を構成する化合物中に残存しているものと思われる。 Further, as a result of 13 C-NMR for the product, a signal was confirmed in the range of 120 to 124 ppm, so that a part of the bromine atom contained in the compound A constitutes the product in the product. It seems that it remains in the compound.

[1.3]水素化工程(脱ハロゲン化工程)
次に、マグネシウムリボン:1.5gと脱水テトラヒドロフラン:300mLを温度計、撹拌機および還流管を備えた4つ口の2000mLフラスコに入れた。これを乾燥窒素下25℃で8時間攪拌した。続いて、前記トリメチルシリルエチニル化工程で得られた3,5−ジメチル−1,7−ビス(3,5−ジトリメチルシリルエチニルフェニル)アダマンタンを主成分とする生成物:36.0gを脱水テトラヒドロフラン:700mLに溶かした溶液を少量づつ添加した。添加終了後、60℃に昇温し3時間攪拌した。フラスコを室温に冷却し、乾燥窒素を水素に変更した。再び60℃に昇温し、水素気流下で3時間攪拌した。その後、室温に戻し、メタノール:100mLを添加後30分攪拌した。攪拌終了後、マグネシウムリボンをろ過により除去し、ろ液部のテトラヒドロフラン、メタノールを減圧除去した。これに純水:600mL、アセトン:100mLを投入し、30分攪拌後、固体をろ別した。固体をアセトン:700mLで3回洗浄することにより、生成物を得た。この第1サンプルにかかる本工程での生成物について前記と同様のハロゲンの定量分析を行った結果、生成物中の臭素(Br)は8ppmであった。また、13C−NMRの結果、前記トリメチルシリルエチニル化工程での生成物について確認された120〜124ppmの範囲のシグナルが、本工程後には消失していることが確認された。
[1.3] Hydrogenation process (dehalogenation process)
Next, 1.5 g of magnesium ribbon and 300 mL of dehydrated tetrahydrofuran were placed in a 4-neck 2000 mL flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux tube. This was stirred at 25 ° C. under dry nitrogen for 8 hours. Subsequently, 36.0 g of a product mainly composed of 3,5-dimethyl-1,7-bis (3,5-ditrimethylsilylethynylphenyl) adamantane obtained in the trimethylsilylethynylation step was added to 700 mL of dehydrated tetrahydrofuran. The solution dissolved in was added in small portions. After completion of the addition, the temperature was raised to 60 ° C. and stirred for 3 hours. The flask was cooled to room temperature and the dry nitrogen was changed to hydrogen. The temperature was raised again to 60 ° C., and the mixture was stirred for 3 hours under a hydrogen stream. Then, it returned to room temperature and stirred for 30 minutes after adding methanol: 100mL. After completion of the stirring, the magnesium ribbon was removed by filtration, and tetrahydrofuran and methanol in the filtrate were removed under reduced pressure. Pure water: 600 mL and acetone: 100 mL were added thereto, and after stirring for 30 minutes, the solid was separated by filtration. The product was obtained by washing the solid three times with 700 mL of acetone: As a result of the same quantitative analysis of halogen as described above for the product in this step concerning this first sample, bromine (Br) in the product was 8 ppm. As a result of 13 C-NMR, it was confirmed that the signal in the range of 120 to 124 ppm confirmed for the product in the trimethylsilylethynylation step disappeared after this step.

[1.4]脱トリ置換シリル化工程(脱トリメチルシリル化工程)
上記水素化工程(脱ハロゲン化工程)により得られた生成物:32.3gと炭酸カリウム:1.46g(10.6mmol)とを、テトラヒドロフラン:600mlとメタノール:300mlとの混合溶媒中において、窒素雰囲気下、室温で4時間攪拌させた。これを10%塩酸水溶液:1000mlに投入して、析出物をろ過し、得られた析出物を水:1000mlで洗浄、さらにアセトン:1000mlで洗浄したのち乾燥させた。これにより、生成物:15.0gを得た。質量分析の結果、元素分析等から、生成物が、主として、3,5−ジメチル−1,7−ビス(3,5−ジエチニルフェニル)アダマンタンで構成されるものであることが示された。
[1.4] Detrisubstituted silylation step (Detrimethylsilylation step)
The product obtained by the hydrogenation step (dehalogenation step): 32.3 g and potassium carbonate: 1.46 g (10.6 mmol) were mixed with nitrogen in a mixed solvent of tetrahydrofuran: 600 ml and methanol: 300 ml. The mixture was stirred at room temperature for 4 hours under an atmosphere. This was poured into 10% hydrochloric acid aqueous solution: 1000 ml, the precipitate was filtered, and the obtained precipitate was washed with water: 1000 ml, further washed with acetone: 1000 ml, and then dried. This gave 15.0 g of product. As a result of mass spectrometry, elemental analysis and the like showed that the product was mainly composed of 3,5-dimethyl-1,7-bis (3,5-diethynylphenyl) adamantane.

[1.5]還元工程
次に、5Lナスフラスコに、上記工程で得られた生成物:14.4g、キノリン:67.4g(522mmol)、5%パラジウム−炭酸カルシウム:0.37g(0.174mmol)、テトラヒドロフラン(1000mL)および攪拌子を投入し、水素気流下、室温で攪拌を開始した。水素:3.35L(139mmol)が消費された時点で、窒素を導入して反応を停止させた。反応液を濾過後、濾液を減圧留去し、得られた個体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製することで、多価反応性オレフィン体を含む生成物:18.1gを得た。
[1.5] Reduction Step Next, in a 5 L eggplant flask, the product obtained in the above step: 14.4 g, quinoline: 67.4 g (522 mmol), 5% palladium-calcium carbonate: 0.37 g (0. 174 mmol), tetrahydrofuran (1000 mL), and a stirring bar were added, and stirring was started at room temperature under a hydrogen stream. When 3.35 L (139 mmol) of hydrogen was consumed, nitrogen was introduced to stop the reaction. After filtering the reaction solution, the filtrate was distilled off under reduced pressure, and the resulting solid was purified by silica gel column chromatography to obtain 18.1 g of a product containing a polyvalent reactive olefin.

[1.6]部分重合工程
次に、上記工程で得られた生成物:5gをアニソール120gに溶解させ、アゾビスイソブチロニトリル0.1gを添加し、乾燥窒素下70℃で1時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。GPCにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が33,200であった。再び反応液を加熱し、60℃で2時間反応させた後、反応液を濃縮し、10倍体積のメタノール/テトラヒドロフラン=1/1の混合溶液に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、2.1gのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は42,000であった(収率42%)。得られたプレポリマー:2gを、シクロペンタノン:18gに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用ワニスとしての膜形成用組成物(第1サンプル)とした。
[1.6] Partial polymerization step Next, 5 g of the product obtained in the above step was dissolved in 120 g of anisole, 0.1 g of azobisisobutyronitrile was added, and the reaction was performed at 70 ° C. for 1 hour under dry nitrogen. The reaction solution was once cooled to room temperature. When the molecular weight was measured by GPC, the number average molecular weight was 33,200. The reaction solution was heated again and reacted at 60 ° C. for 2 hours. Then, the reaction solution was concentrated and added dropwise to a 10-fold volume mixed solution of methanol / tetrahydrofuran = 1/1. Obtained 1 g of prepolymer. The number average molecular weight of the obtained prepolymer was 42,000 (yield 42%). 2 g of the obtained prepolymer was dissolved in 18 g of cyclopentanone and filtered through a filter to obtain a film-forming composition (first sample) as a varnish for an organic insulating film.

さらに、上記と同様の方法を用いて、合計10サンプル(第1サンプル〜第10サンプル)の膜形成用組成物を得た。   Furthermore, using the same method as described above, a total of 10 samples (first sample to 10th sample) film-forming compositions were obtained.

(実施例2〜5)
化合物Aの合成に用いる原料を表1に示すようなものに変更した以外は、前記実施例1と同様にして、それぞれ、合計10サンプル(第1サンプル〜第10サンプル)の有機絶縁膜用ワニスとしての膜形成用組成物を得た。
(Examples 2 to 5)
A total of 10 samples (first sample to 10th sample) varnish for organic insulating film, respectively, in the same manner as in Example 1 except that the raw materials used for the synthesis of Compound A were changed to those shown in Table 1. A film-forming composition was obtained.

(実施例6)
水素化工程(脱ハロゲン化工程)を、以下のようにして行った以外は、前記実施例1と同様にして、合計10サンプル(第1サンプル〜第10サンプル)の有機絶縁膜用ワニスとしての膜形成用組成物を得た。
(Example 6)
Except that the hydrogenation step (dehalogenation step) was performed as follows, a total of 10 samples (first sample to tenth sample) as varnishes for organic insulating films were obtained in the same manner as in Example 1. A film forming composition was obtained.

まず、前記実施例1の化合物A用意工程およびトリメチルシリルエチニル化工程と同様の工程を行うことにより、トリメチルシリルエチニル体を含む生成物を得た。   First, a product containing a trimethylsilylethynyl compound was obtained by performing the same steps as the compound A preparation step and the trimethylsilylethynylation step of Example 1.

次に、リチウムワイヤー(関東化学製):1.5gと、水素化カルシウムで乾燥蒸留したジエチルエーテル:300mLを温度計、撹拌機および還流管を備えた4つ口の2000mLフラスコに入れた。これを乾燥窒素下−10℃で8時間攪拌した。続いて、前記トリメチルシリルエチニル化工程で得られた生成物(トリメチルシリルエチニル体を含む生成物):36.0gを水素化カルシウムで乾燥蒸留したジエチルエーテル:700mLに溶かした溶液を少量づつ添加した。その後、メタノール:100mLを添加後30分攪拌した。攪拌終了後、リチウムワイヤーをろ過により除去し、ろ液部のジエチルエーテル、メタノールを減圧除去した。これに純水:600mL、アセトン:100mLを投入し、30分攪拌後、固体をろ別した。固体をアセトン:700mLで3回洗浄することにより、生成物を得た。第1サンプルにかかる本工程での生成物について前記と同様のハロゲンの定量分析を行った結果、生成物中の臭素(Br)は9ppmであった。また、13C−NMRの結果、前記トリメチルシリルエチニル体を含む生成物について確認された120〜124ppmの範囲のシグナルが、本工程後には消失していることが確認された。 Next, 1.5 g of lithium wire (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and 300 mL of diethyl ether dry-distilled with calcium hydride: 300 mL were placed in a 4-neck 2000 mL flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux tube. This was stirred at −10 ° C. under dry nitrogen for 8 hours. Subsequently, a product obtained by dissolving the product obtained in the trimethylsilylethynylation step (product containing a trimethylsilylethynyl compound): 36.0 g in diethyl ether obtained by dry distillation with calcium hydride: 700 mL was added little by little. Then, methanol: 100mL was added and it stirred for 30 minutes. After completion of the stirring, the lithium wire was removed by filtration, and diethyl ether and methanol in the filtrate were removed under reduced pressure. Pure water: 600 mL and acetone: 100 mL were added thereto, and after stirring for 30 minutes, the solid was separated by filtration. The product was obtained by washing the solid three times with 700 mL of acetone: As a result of the same quantitative analysis of halogen as described above for the product in this step concerning the first sample, bromine (Br) in the product was 9 ppm. Further, as a result of 13 C-NMR, it was confirmed that the signal in the range of 120 to 124 ppm confirmed for the product containing the trimethylsilylethynyl compound disappeared after this step.

(実施例7〜10)
水素化工程(脱ハロゲン化工程)を前記実施例6で示したのと同様の方法により行った以外は、それぞれ、前記実施例2〜5と同様にして、それぞれ、合計10サンプル(第1サンプル〜第10サンプル)の有機絶縁膜用ワニスとしての膜形成用組成物を得た。
(Examples 7 to 10)
Except that the hydrogenation step (dehalogenation step) was carried out by the same method as shown in Example 6, respectively, a total of 10 samples (first sample) were respectively obtained in the same manner as in Examples 2-5. To 10th sample) were obtained as a film forming composition as a varnish for an organic insulating film.

上記各実施例(実施例1〜10)の膜形成用組成物では、いずれも、膜形成用組成物中に含まれる多価反応性オレフィン体が有する重合性反応基は、すべて重合性二重結合であった。   In the film forming compositions of the above Examples (Examples 1 to 10), all of the polymerizable reactive groups possessed by the polyvalent reactive olefin contained in the film forming composition are all polymerizable double. It was a bond.

(実施例11)
還元工程での条件を変更することにより、多価反応性オレフィン体を、重合性反応基として重合性二重結合に加えさらにアセチレン系反応基を備えるものとして得た以外は、前記実施例1と同様にして、それぞれ、合計10サンプル(第1サンプル〜第10サンプル)の有機絶縁膜用ワニスとしての膜形成用組成物を得た。
(Example 11)
Except that the polyvalent reactive olefin was obtained as a polymerizable reactive group in addition to the polymerizable double bond and further provided with an acetylenic reactive group by changing the conditions in the reduction step, Similarly, the film formation composition as a varnish for organic insulation films of a total of 10 samples (1st sample-10th sample) was obtained, respectively.

なお、本実施例では、還元工程を以下のような条件で行った。
すなわち、5Lナスフラスコに、[1.4]工程で得られた生成物:14.4g、キノリン:67.4g(522mmol)、5%パラジウム−炭酸カルシウム:0.37g(0.174mmol)、テトラヒドロフラン(1000mL)および攪拌子を投入し、水素気流下、室温で攪拌を開始した。水素:1.68L(70mmol)が消費された時点で、窒素を導入して反応を停止させた。反応液を濾過後、濾液を減圧留去し、得られた個体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製することで、多価反応性オレフィン体を含む生成物:17.8gを得た。
In this example, the reduction process was performed under the following conditions.
That is, in a 5 L eggplant flask, the product obtained in the step [1.4]: 14.4 g, quinoline: 67.4 g (522 mmol), 5% palladium-calcium carbonate: 0.37 g (0.174 mmol), tetrahydrofuran (1000 mL) and a stirring bar were added, and stirring was started at room temperature under a hydrogen stream. When 1.68 L (70 mmol) of hydrogen was consumed, nitrogen was introduced to stop the reaction. After filtering the reaction solution, the filtrate was distilled off under reduced pressure, and the resulting solid was purified by silica gel column chromatography to obtain 17.8 g of a product containing a polyvalent reactive olefin.

(実施例12〜15)
還元工程を前記実施例11で示したのと同様の方法により行った以外は、それぞれ、前記実施例2〜5と同様にして、それぞれ、合計10サンプル(第1サンプル〜第10サンプル)の有機絶縁膜用ワニスとしての膜形成用組成物を得た。
(Examples 12 to 15)
A total of 10 samples (first sample to 10th sample) of organic materials were respectively obtained in the same manner as in Examples 2 to 5 except that the reduction step was performed in the same manner as described in Example 11. A film-forming composition as an insulating film varnish was obtained.

(比較例1〜5)
水素化工程(脱ハロゲン化工程)を省略した以外は、それぞれ、前記実施例1〜5と同様にして、それぞれ、合計10サンプル(第1サンプル〜第10サンプル)の有機絶縁膜用ワニスとしての膜形成用組成物を得た。
(Comparative Examples 1-5)
Except for omitting the hydrogenation step (dehalogenation step), respectively, in the same manner as in Examples 1 to 5, respectively, a total of 10 samples (first sample to 10th sample) as varnishes for organic insulating films, respectively. A film forming composition was obtained.

前記各実施例および各比較例の製造条件を表1にまとめて示す。なお、表1中、3,5−ジメチル−1,7−ビス(3,5−ジブロモフェニル)アダマンタンを「A1」、3,3’,5,5’−テトラメチル−7,7’−ビス(3,5−ジブロモフェニル)−1,1’−ビアダマンタンを「A2」、3,3’,5,5’−テトラメチル−7,7’−ジブロモ−1,1’−ビアダマンタンを「A3」、4,9−ビス(3,5−ジブロモフェニル)ジアマンタンを「A4」、4,9−ジブロモジアマンタンを「A5」で示した。また、表1中には、各実施例および各比較例の膜形成用組成物について、重合性化合物が重合していない状態とした場合における、多価反応性オレフィン体と水素化体の総モル数に対する、水素化体のモル分率(相対含有率)をあわせて示した。なお、水素化体の含有率(相対含有率)としては、アセチレン誘導体導入工程により得られた生成物中の臭素(Br)含有率、水素化工程により得られた生成物中の臭素(Br)含有率の定量結果から理論上求められる最大値(水素化工程で除去された臭素が、すべて分子内に臭素が1原子のみ残っている化合物由来であったものと仮定して求められる計算値)と最小値(水素化工程で除去された臭素が、すべて未反応の化合物A由来であったものと仮定して求められる計算値)を求めた。   Table 1 summarizes the production conditions of the above Examples and Comparative Examples. In Table 1, 3,5-dimethyl-1,7-bis (3,5-dibromophenyl) adamantane is referred to as “A1”, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-7,7′-bis. (3,5-dibromophenyl) -1,1′-biadamantane is designated as “A2”, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-7,7′-dibromo-1,1′-biadamantane as “ "A3", 4,9-bis (3,5-dibromophenyl) diamantane is indicated by "A4", and 4,9-dibromodiamantane is indicated by "A5". Table 1 also shows the total moles of the polyvalent reactive olefin and hydride when the polymerizable compound is not polymerized in the film forming compositions of the examples and comparative examples. The molar fraction (relative content) of the hydride with respect to the number is also shown. In addition, as the content (relative content) of the hydride, bromine (Br) content in the product obtained by the acetylene derivative introduction step, bromine (Br) in the product obtained by the hydrogenation step Maximum value theoretically determined from the quantitative results of the content (calculated values assuming that all bromine removed in the hydrogenation process is derived from a compound in which only one atom of bromine remains in the molecule) And the minimum value (calculated value obtained on the assumption that all bromine removed in the hydrogenation step was derived from unreacted compound A).

Figure 0005407851
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[2]絶縁膜の形成(膜付き基板の作製)
前記各実施例および各比較例について、それぞれ、10サンプルの膜形成用組成物を用い、以下のようにして絶縁膜を形成した。
[2] Formation of insulating film (production of substrate with film)
About each said Example and each comparative example, the insulating film was formed as follows using the composition for film formation of 10 samples, respectively.

まず、有機絶縁膜用ワニスとしての膜形成用組成物を、スピンコーターにより、シリコンウエハ上に塗布した。この際、熱処理後の絶縁膜の厚さが、100nmとなるように、スピンコーターの回転数と時間を設定した。   First, a film forming composition as a varnish for an organic insulating film was applied on a silicon wafer by a spin coater. At this time, the rotation speed and time of the spin coater were set so that the thickness of the insulating film after the heat treatment was 100 nm.

次に、上記のようにして塗膜が設けられたシリコンウエハを、200℃のホットプレート上に1分間置き、塗膜中に含まれる溶媒(シクロペンタノン)を除去した。   Next, the silicon wafer provided with the coating film as described above was placed on a hot plate at 200 ° C. for 1 minute to remove the solvent (cyclopentanone) contained in the coating film.

その後、乾燥した塗膜が設けられたシリコンウエハについて、400℃のオーブン中で窒素雰囲気下30分間の熱処理(焼成処理)を施すことにより、塗膜を構成するプレポリマーを硬化させ、絶縁膜を形成し、膜付き基板(絶縁膜付き基板)を得た。   Thereafter, the silicon wafer provided with the dried coating film is subjected to a heat treatment (baking treatment) for 30 minutes in a nitrogen atmosphere in an oven at 400 ° C., thereby curing the prepolymer constituting the coating film, Thus, a substrate with a film (substrate with an insulating film) was obtained.

[3]絶縁膜(膜付き基板)についての評価
前記各実施例および各比較例について、それぞれ10サンプルの膜形成用組成物を用いて製造した絶縁膜(膜付き基板)の誘電率、破壊電圧、リーク電流、ガラス転移温度、弾性率、耐熱性および密着性のそれぞれの特性を、下記の評価方法により、評価を行った。
[3] Evaluation of Insulating Film (Substrate with Film) For each of the above Examples and Comparative Examples, the dielectric constant and breakdown voltage of the insulating film (substrate with film) manufactured using 10 samples of the film-forming composition, respectively. Each of the characteristics of leakage current, glass transition temperature, elastic modulus, heat resistance and adhesion was evaluated by the following evaluation methods.

[3.1]誘電率
誘電率は、日本エス・エス・エム(株)製、自動水銀プローブCV測定装置SSM495を用いて評価した。
[3.1] Dielectric Constant The dielectric constant was evaluated using an automatic mercury probe CV measuring device SSM495 manufactured by Nippon SSM Co., Ltd.

[3.2]破壊電圧、リーク電流
破壊電圧、リーク電流は、誘電率と同様に、日本エス・エス・エム(株)製、自動水銀プローブCV測定装置SSM495を用いて評価した。
[3.2] Breakdown voltage and leakage current The breakdown voltage and leakage current were evaluated using an automatic mercury probe CV measuring device SSM495 manufactured by Nippon SSM Co., Ltd. in the same manner as the dielectric constant.

破壊電圧は、1×10−2Aの電流が流れた時に印加した電圧を破壊電圧とし、電界強度(1×10−2Aの電流が流れた時に印加した電圧(MV)を膜厚(cm)で除した値。単位:MV/cm)で示した。 The breakdown voltage is a voltage applied when a current of 1 × 10 −2 A flows, and a breakdown voltage, and the electric field strength (voltage (MV) applied when a current of 1 × 10 −2 A flows) is expressed as a film thickness (cm The value divided by), expressed in units of MV / cm).

リーク電流は、1MV/cmの電界強度の時に流れる電流値をリーク電流とし、電流密度(1MV/cmの電界強度の時に流れる電流値(A)を、自動水銀プローブCV測定装置の水銀電極面積(cm)で除した値。単位:A/cm)で示した。 The leakage current is defined as a leakage current that flows when the electric field intensity is 1 MV / cm, and the current density (A) that flows when the electric field intensity is 1 MV / cm is the mercury electrode area of the automatic mercury probe CV measuring device ( the value obtained by dividing the cm 2) unit:. shown in A / cm 2).

[3.3]ガラス転移温度(Tg)
ガラス転移温度は、上記で得たシリコンウエハ上の絶縁膜を削り取り、これを測定試料として、ティー・エイ・インスツルメント社製の示差走査熱量計DSC−Q1000装置で評価した。測定温度範囲を、250〜450℃とし、昇温速度を2℃/分とした。ガラス転移温度の評価は、250〜450℃の温度範囲においてリバースヒートフローでの変極点から解析して求めた。
[3.3] Glass transition temperature (Tg)
The glass transition temperature was evaluated by a differential scanning calorimeter DSC-Q1000 apparatus manufactured by TA Instruments, using the insulating film on the silicon wafer obtained above as a measurement sample. The measurement temperature range was 250 to 450 ° C., and the temperature increase rate was 2 ° C./min. The glass transition temperature was evaluated by analyzing from the inflection point in reverse heat flow in the temperature range of 250 to 450 ° C.

[3.4]弾性率
弾性率は、MTS社製薄膜機械的特性測定装置ナノインデンターで薄膜測定用プログラムを用いて、押し込み深さが膜厚の10分の1までの信号が安定した領域で評価した。
[3.4] Elastic modulus The elastic modulus is a region where a signal with an indentation depth of up to one-tenth of the film thickness is stabilized by using a thin film measuring program with a thin film mechanical property measuring device Nano Indenter manufactured by MTS. It was evaluated with.

[3.5]耐熱性
耐熱性は、熱分解温度で評価した。得られた絶縁膜をTG/DTA測定装置(セイコーインスツルメンツ(株)製、TG/DTA220)を用いて、窒素ガス200mL/min.フロー下、昇温速度10℃/min.の条件により測定し、重量の減少が5%に到達した温度を、熱分解温度とした。
[3.5] Heat resistance Heat resistance was evaluated based on the thermal decomposition temperature. The obtained insulating film was measured using a TG / DTA measuring device (Seiko Instruments Co., Ltd., TG / DTA220) under a nitrogen gas flow of 200 mL / min. Under a temperature rising rate of 10 ° C./min. The temperature at which the weight loss reached 5% was defined as the thermal decomposition temperature.

[3.6]密着性
上記[2]で作製した各実施例および各比較例にかかる膜付き基板(シリコンウエハ/有機絶縁膜の積層体)について、JIS K 5600−5−6 付着性(クロスカット法)に従い、テープテストにより密着性を評価した。すなわち、カッターナイフで、絶縁膜に1mm角の正方形の升目を100個作り、その上にセロテープ(登録商標)を張った。1分後、基板を抑えてセロテープを剥がし、基板から樹脂膜がいくつ剥がれるかを数えた。
[3.6] Adhesiveness JIS K 5600-5-6 Adhesiveness (Cross) for the substrate with a film (laminated body of silicon wafer / organic insulating film) according to each of Examples and Comparative Examples prepared in [2] above According to the cutting method), adhesion was evaluated by a tape test. That is, 100 square squares of 1 mm square were formed on the insulating film with a cutter knife, and cello tape (registered trademark) was stretched thereon. After 1 minute, the substrate was held down and the tape was peeled off, and the number of resin films peeled off from the substrate was counted.

また、上記と同様にして、前記各実施例および各比較例について、それぞれ、10サンプルの膜形成用組成物を用い、シリコンウエハ上に、SiOC膜、有機絶縁膜(前記各実施例および各比較例の膜形成用組成物を用いて形成された絶縁膜)をこの順で積層した膜付き基板、シリコンウエハ上に、SiCN膜、有機絶縁膜(前記各実施例および各比較例の膜形成用組成物を用いて形成された絶縁膜)をこの順で積層した膜付き基板、および、シリコンウエハ上に、SiCN膜、有機絶縁膜(前記各実施例および各比較例の膜形成用組成物を用いて形成された絶縁膜)、SiO膜をこの順で積層した膜付き基板を、それぞれ作製し、これらの膜付き基板についても上記と同様の方法(テープテスト)により密着性を評価した。なお、これらの膜付き基板の作製において、SiOC膜は、厚さが100nmとなるようにプラズマCVD法により形成し、SiCN膜は、厚さが60nmとなるようにプラズマCVD法により形成し、SiO膜は、厚さが30nmとなるようにプラズマCVD法により形成した。また、各膜の形成条件は、各実施例および各比較例で同一とした。剥がれたサンプルについては、10サンプルの剥がれた個数の平均値を表に記載した。   Further, in the same manner as described above, for each of the above examples and comparative examples, 10 samples of the film forming composition were used, and a SiOC film, an organic insulating film (the above examples and each comparative example) were formed on the silicon wafer. An insulating film formed using the film forming composition of the example) in this order, a substrate with a film, a silicon wafer, a SiCN film, an organic insulating film (for film formation of each of the above examples and comparative examples) An insulating film formed using the composition) in this order and a film-coated substrate, and a silicon wafer, a SiCN film, an organic insulating film (the film forming composition of each of the examples and comparative examples). Insulating films formed by using the film), and substrates with films in which SiO films were laminated in this order were produced, and the adhesion of these substrates with films was evaluated by the same method (tape test) as described above. In the production of the substrate with these films, the SiOC film is formed by the plasma CVD method so as to have a thickness of 100 nm, and the SiCN film is formed by the plasma CVD method so that the thickness becomes 60 nm. The film was formed by a plasma CVD method so as to have a thickness of 30 nm. In addition, the conditions for forming each film were the same in each Example and each Comparative Example. About the sample which peeled, the average value of the number which 10 samples peeled was described in the table | surface.

[3.7]面内均一性
上記[2]に記載した絶縁膜の形成に従って、直径300mmのシリコンウエハ上に絶縁膜を形成し、n&k Technology,Inc.製、n&k Analyzer 1500を用いて膜厚を測定した。測定ポイントは、中心座標を(0,0)、ノッチ部座標を(0,−150)とし、座標(−150,0)から座標(150,0)の直線座標を等間隔で25ポイントとした。25ポイントの標準偏差(σ)を3倍し、平均値で除した数値を面内均一性の尺度とした。
[3.7] In-plane uniformity In accordance with the formation of the insulating film described in [2] above, an insulating film was formed on a silicon wafer having a diameter of 300 mm, and n & k Technology, Inc. The film thickness was measured using an n & k Analyzer 1500 manufactured by the manufacturer. The measurement point is set to (0,0) for the center coordinates, (0, -150) for the notch coordinates, and 25 points for the linear coordinates from the coordinates (-150,0) to the coordinates (150,0) at equal intervals. . The value obtained by multiplying the standard deviation (σ) of 25 points by 3 and dividing by the average value was used as a measure of in-plane uniformity.

これらの結果を、表2、表3、表4に示した。また、誘電率、破壊電圧、リーク電流、弾性率、耐熱性、面内均一性については、上記の各評価項目についての10サンプル間でのばらつき量(最大値と最小値の差)も示した。ガラス転移温度については最小値を示した。また、各実施例および各比較例の有機絶縁膜用ワニス(膜形成用組成物)を構成するプレポリマーの重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分散比(Mw/Mn)を表5に示した。なお、プレポリマーの重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分散比(Mw/Mn)については、ゲルパーミュエーションクロマトグラフ(GPC)装置(東ソー株式会社製、HLC−8220GPC)を用い、また、カラムとして、TSKgel GMHXL(ポリスチレン換算排除限界4×10(推定))×2本およびTSKgel G2000HXL(ポリスチレン換算排除限界1×10)×2本を直列接続して、検出器として、屈折率計(RI)または紫外・可視検出器(UV(254nm))を用いて測定を行い、RIまたはUVで得られた結果を解析することにより求めた。また、測定条件としては、移動相:テトラヒドロフラン、温度:40℃、流量:1.00mL/min、試料濃度:0.1wt%テトラヒドロフラン溶液とした。プレポリマーの重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分散比(Mw/Mn)は各10サンプル間での、((最大値−最小値)/平均値)×100)の値が小さかったため、平均値を記載した。また、表中、シリコンウエハを「Si」で示し、有機絶縁膜(前記各実施例および各比較例の膜形成用組成物を用いて形成された絶縁膜)を「Org」で示し、SiOC膜を「SiOC」で示し、SiCN膜を「SiCN」で示し、SiO膜を「SiO」で示した。 These results are shown in Table 2, Table 3, and Table 4. In addition, regarding the dielectric constant, breakdown voltage, leakage current, elastic modulus, heat resistance, and in-plane uniformity, the amount of variation (difference between the maximum value and the minimum value) among 10 samples for each of the above evaluation items is also shown. . The minimum value was shown for the glass transition temperature. Moreover, the weight average molecular weight (Mw), the number average molecular weight (Mn), and the dispersion ratio (Mw / Mn) of the prepolymer constituting the organic insulating film varnish (film forming composition) of each example and each comparative example Table 5 shows. In addition, about the weight average molecular weight (Mw) of a prepolymer, a number average molecular weight (Mn), and a dispersion ratio (Mw / Mn), a gel permeation chromatograph (GPC) apparatus (the Tosoh Corporation make, HLC-8220GPC) is used. In addition, as a column, TSKgel GMHXL (polystyrene conversion exclusion limit 4 × 10 2 (estimated)) × 2 and TSKgel G2000HXL (polystyrene conversion exclusion limit 1 × 10 4 ) × 2 are connected in series as a detector. Measurement was performed using a refractometer (RI) or an ultraviolet / visible detector (UV (254 nm)), and the results obtained by RI or UV were analyzed. The measurement conditions were mobile phase: tetrahydrofuran, temperature: 40 ° C., flow rate: 1.00 mL / min, sample concentration: 0.1 wt% tetrahydrofuran solution. The weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and dispersion ratio (Mw / Mn) of the prepolymer are (sample value) ((maximum value−minimum value) / average value) × 100) among 10 samples. Since it was small, the average value was described. In the table, the silicon wafer is indicated by “Si”, the organic insulating film (insulating film formed by using the film forming compositions of the respective examples and comparative examples) is indicated by “Org”, and the SiOC film Is indicated by “SiOC”, the SiCN film is indicated by “SiCN”, and the SiO film is indicated by “SiO”.

Figure 0005407851
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表2、表3、表4から明らかなように、本発明では、誘電率が低く、破壊電圧が高く、リーク電流も少ないことから絶縁膜として優れた電気特性を示す絶縁膜を安定して形成することができた。また、ガラス転移温度が高く、耐熱性に優れ、かつ弾性率が高く機械強度に優れていた。また、本発明では、絶縁膜の半導体基板等への密着性に優れていた。サンプル間のばらつきも少ないことから、半導体装置の製造プロセスでの適合性に優れていることが分かる。また、本発明では、形成された膜の各部位での不本意な厚みのばらつきが十分に防止されていた(サンプル間の膜厚の均一性に優れていた)。このことから、本発明では、膜の各部位での不本意な特性のばらつきとサンプル間での不本意な特性のばらつきが防止されているといえる。
これに対し、各比較例では満足のいく結果が得られなかった。
As is apparent from Tables 2, 3, and 4, in the present invention, since the dielectric constant is low, the breakdown voltage is high, and the leakage current is small, an insulating film exhibiting excellent electrical characteristics as an insulating film is stably formed. We were able to. Further, the glass transition temperature was high, the heat resistance was excellent, the elastic modulus was high, and the mechanical strength was excellent. Moreover, in this invention, it was excellent in the adhesiveness of the insulating film to the semiconductor substrate etc. Since there is little variation between samples, it can be seen that the semiconductor device has excellent compatibility in the manufacturing process. Further, in the present invention, the unintentional thickness variation in each part of the formed film was sufficiently prevented (the film thickness uniformity between samples was excellent). Thus, in the present invention, it can be said that unintentional variation in characteristics at each part of the film and unintentional variation in characteristics between samples are prevented.
On the other hand, satisfactory results were not obtained in each comparative example.

1 半導体基板
2 SiN膜
3 層間絶縁膜
4 ハードマスク層
5 改質処理層
6 バリア層
7 銅配線層
8 フォトレジスト層
100 半導体装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 SiN film 3 Interlayer insulating film 4 Hard mask layer 5 Modification process layer 6 Barrier layer 7 Copper wiring layer 8 Photoresist layer 100 Semiconductor device

Claims (14)

分子内に、アダマンタン型のかご型構造を含む部分構造a1と、重合性の官能基とを有する重合性化合物および/または当該重合性化合物が部分的に重合した重合体を含む膜形成用組成物であって、
分子内に複数個の重合性反応基を備え、当該重合性反応基として少なくとも1個の重合性二重結合を備えた多価反応性オレフィン体を前記重合性化合物として含むとともに、
前記多価反応性オレフィン体が有する前記重合性反応基の少なくとも一部が水素原子で置換された水素化体を含み、
前記多価反応性オレフィン体は、前記重合性反応基が芳香環に直接結合した構造を有し、1つの前記芳香環に2つの前記重合性反応基が直接結合した構造を有し、分子内に4個の重合性反応基を備えた4価反応性オレフィン体であり、
前記重合性化合物が重合していない状態とした場合における、前記多価反応性オレフィン体と前記水素化体の総モル数に対する、前記水素化体のモル分率が0.01〜10モル%であることを特徴とする膜形成用組成物。
A film-forming composition comprising a polymerizable compound having a partial structure a1 containing an adamantane-type cage structure and a polymerizable functional group in the molecule and / or a polymer obtained by partially polymerizing the polymerizable compound Because
A polyvalent reactive olefin having a plurality of polymerizable reactive groups in the molecule and having at least one polymerizable double bond as the polymerizable reactive group is included as the polymerizable compound.
A hydrogenated product in which at least a part of the polymerizable reactive group of the polyvalent reactive olefin product is substituted with a hydrogen atom;
The polyvalent reactive olefin has a structure in which the polymerizable reactive group is directly bonded to an aromatic ring, and has a structure in which two polymerizable reactive groups are directly bonded to one aromatic ring, A tetravalent reactive olefin body having four polymerizable reactive groups,
When the polymerizable compound is not polymerized, the hydride has a mole fraction of 0.01 to 10 mol% with respect to the total number of moles of the polyvalent reactive olefin and hydride. A composition for forming a film, characterized by comprising:
前記多価反応性オレフィン体は、分子内に、ハロゲン原子を有していないものである請求項1に記載の膜形成用組成物。   The film-forming composition according to claim 1, wherein the polyvalent reactive olefin compound has no halogen atom in the molecule. 前記多価反応性オレフィン体が有する前記重合性反応基は、すべて重合性二重結合である請求項1または2に記載の膜形成用組成物。   The film-forming composition according to claim 1 or 2, wherein all of the polymerizable reactive groups of the polyvalent reactive olefin are polymerizable double bonds. 前記多価反応性オレフィン体は、前記重合性反応基として、前記重合性二重結合に加え、さらに、アセチレン系反応基を備えている請求項1または2に記載の膜形成用組成物。   The composition for film formation according to claim 1, wherein the polyvalent reactive olefin body further includes an acetylene-based reactive group in addition to the polymerizable double bond as the polymerizable reactive group. 前記芳香環は、前記かご型構造に直接結合したものである請求項1ないし4のいずれかに記載の膜形成用組成物。 The film-forming composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the aromatic ring is directly bonded to the cage structure. 前記多価反応性オレフィン体において、一方の前記重合性反応基は、他方の前記重合性反応基のメタ位に存在するものである請求項1ないし5のいずれかに記載の膜形成用組成物。 6. The film-forming composition according to claim 1, wherein one of the polymerizable reactive groups is present at the meta position of the other polymerizable reactive group in the polyvalent reactive olefin. . 2つの前記重合性反応基は、いずれも、前記芳香環が前記かご型構造に結合する部位のメタ位に存在するものである請求項1ないし6のいずれかに記載の膜形成用組成物。 The film-forming composition according to any one of claims 1 to 6 , wherein each of the two polymerizable reactive groups is present at a meta position of a site where the aromatic ring is bonded to the cage structure. 前記部分構造a1は、ビアダマンタン構造を有するものである請求項1ないしのいずれかに記載の膜形成用組成物。 The partial structure a1, the film forming composition according to any one of claims 1 and has a biadamantane structure 7. 前記ビアダマンタン構造は、置換基としてメチル基を有するものである請求項に記載の膜形成用組成物。 The film forming composition according to claim 8 , wherein the biadamantane structure has a methyl group as a substituent. 前記部分構造a1は、ジアマンタン構造を有するものである請求項1ないしのいずれかに記載の膜形成用組成物。 The partial structure a1, the film forming composition according to any one of claims 1 and has a diamantane structure 9. 膜形成に際して熱分解することにより、膜中に空孔を形成する機能を有する空孔形成材を含まない請求項1ないし10のいずれかに記載の膜形成用組成物。 The film-forming composition according to any one of claims 1 to 10 , which does not contain a pore-forming material having a function of forming pores in the film by thermal decomposition during film formation. 請求項1ないし11のいずれかに記載の膜形成用組成物を用いて形成されたことを特徴とする絶縁膜。 It claims 1 to insulating film, which is formed by using the film forming composition according to any one of 11. 絶縁膜は、SiOC、SiCNまたはSiOで構成された部材に接触するものである請求項12に記載の絶縁膜。 The insulating film according to claim 12 , wherein the insulating film is in contact with a member made of SiOC, SiCN, or SiO. 請求項12または13に記載の絶縁膜を備えたことを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device comprising the insulating film according to claim 12 or 13.
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