JPH054421B2 - - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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- Polymerisation Methods In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
a 産業上の利用分野
本発明は、感光性シリコーン樹脂組成物に関す
るものであり、さらに詳しくは、アルケニル基を
有するオルガノポリシルセスキオキサンに、アジ
ド系感光性物質を添加してなる半導体素子の表面
安定化または配線構造体(集積回路)の層間絶縁
化などのための絶縁材料として好適なシリコーン
樹脂組成物に関するものである。
るものであり、さらに詳しくは、アルケニル基を
有するオルガノポリシルセスキオキサンに、アジ
ド系感光性物質を添加してなる半導体素子の表面
安定化または配線構造体(集積回路)の層間絶縁
化などのための絶縁材料として好適なシリコーン
樹脂組成物に関するものである。
b 従来の技術
従来、半導体素子の表面安定化用または配線構
造体の層間絶縁化用絶縁材料として、二酸化シリ
コン、窒化シリコン、アルミナ、リンガラスなど
の無機質絶縁材料およびポリアミド樹脂などの有
機絶縁材料が使用されてきた。
造体の層間絶縁化用絶縁材料として、二酸化シリ
コン、窒化シリコン、アルミナ、リンガラスなど
の無機質絶縁材料およびポリアミド樹脂などの有
機絶縁材料が使用されてきた。
c 発明が解決しようとする課題
しかし、これら従来の絶縁材料を使用して、半
導体素子の表面または配線構造体内で電極を取り
出すためのスルーホールなどを設けるには、ホト
リソグラフイーの手法によるエツチングが必要で
あつた。
導体素子の表面または配線構造体内で電極を取り
出すためのスルーホールなどを設けるには、ホト
リソグラフイーの手法によるエツチングが必要で
あつた。
すなわち、上記絶縁材料によつて薄膜状絶縁層
を形成したのちにホトレジストを塗布し、パター
ンマスクを通して露光し、現像することによつて
パターニングし、ついで絶縁層をエツチングする
ことによつて絶縁層を必要としない個所、いいか
えればスルーホールとなる個所の絶縁層を除去す
るという繁雑な工程が必要であつた。
を形成したのちにホトレジストを塗布し、パター
ンマスクを通して露光し、現像することによつて
パターニングし、ついで絶縁層をエツチングする
ことによつて絶縁層を必要としない個所、いいか
えればスルーホールとなる個所の絶縁層を除去す
るという繁雑な工程が必要であつた。
d 課題を解決するための手段
本発明者らは、このような絶縁層形成のための
繁雑な工程を改善すべく種々検討した結果、特定
のオルガノポリシルセスキオキサンに、アジド系
感光性物質を添加した組成物を用いることによつ
て、繁雑な工程を簡略化できることを見い出し本
発明を達成した。
繁雑な工程を改善すべく種々検討した結果、特定
のオルガノポリシルセスキオキサンに、アジド系
感光性物質を添加した組成物を用いることによつ
て、繁雑な工程を簡略化できることを見い出し本
発明を達成した。
すなわち本発明は、溶媒に可溶で、側鎖にアル
ケニル基を有する、ラダー状のオルガノポリシル
セスキオキサンに、アジド系感光性物質を添加し
てなる、半導体素子表面安定化用または配線構造
体の層間絶縁材料用感光性シリコーン樹脂組成物
を提供するものである。
ケニル基を有する、ラダー状のオルガノポリシル
セスキオキサンに、アジド系感光性物質を添加し
てなる、半導体素子表面安定化用または配線構造
体の層間絶縁材料用感光性シリコーン樹脂組成物
を提供するものである。
本発明において使用する、溶媒に可溶で、側鎖
にアルケニル基を有する、ラダー状のオルガノポ
リシルセスキオキサンのアルケニル基としては、
ビニル基、プロペニル基、アリル基、(メタ)ア
クリロキシアルキル基などを挙げることができ
る。
にアルケニル基を有する、ラダー状のオルガノポ
リシルセスキオキサンのアルケニル基としては、
ビニル基、プロペニル基、アリル基、(メタ)ア
クリロキシアルキル基などを挙げることができ
る。
本発明のオルガノポリシルセスキオキサンとし
ては、耐熱性の面から、本発明者らによる特許出
願〔特願昭56−157885号(特開昭58−59222号)〕
に開示されている、側鎖に低級アルキル基、アル
ケニル基および必要に応じてさらにアリール基が
結合しているラダー状オルガノポリシルセスキオ
キサン(以下、単にポリシルセスキオキサンとい
う。)が好ましく、特にアルケニル基としてはビ
ニル基が好ましい。
ては、耐熱性の面から、本発明者らによる特許出
願〔特願昭56−157885号(特開昭58−59222号)〕
に開示されている、側鎖に低級アルキル基、アル
ケニル基および必要に応じてさらにアリール基が
結合しているラダー状オルガノポリシルセスキオ
キサン(以下、単にポリシルセスキオキサンとい
う。)が好ましく、特にアルケニル基としてはビ
ニル基が好ましい。
ポリシルセスキオキサンの側鎖に結合する低級
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロ
ピル基などを、側鎖に結合するアルケニル基とし
ては前記のようにビニル基、プロペニル基、アリ
ル基などを挙げることができる。また必要に応じ
て側鎖に結合させるアリール基としてはフエニル
基、トリル基などを挙げることができる。好まし
い低級アルキル基及びアリール基並びに必要に応
じて結合させるアルケニル基としてはメチル基、
フエニル基およびビニル基を挙げることができ、
この場合は特に優れた耐熱性を有するポリシルセ
スキオキサンとなり、かつ合成が比較的容易であ
る。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロ
ピル基などを、側鎖に結合するアルケニル基とし
ては前記のようにビニル基、プロペニル基、アリ
ル基などを挙げることができる。また必要に応じ
て側鎖に結合させるアリール基としてはフエニル
基、トリル基などを挙げることができる。好まし
い低級アルキル基及びアリール基並びに必要に応
じて結合させるアルケニル基としてはメチル基、
フエニル基およびビニル基を挙げることができ、
この場合は特に優れた耐熱性を有するポリシルセ
スキオキサンとなり、かつ合成が比較的容易であ
る。
またポリシルセスキオキサンにおいて、側鎖に
結合する低級アルキル基およびアルケニル基並び
に必要に応じて結合させるアリール基の割合は、
全側鎖100に対してそれぞれ50〜99、1〜50およ
び0〜49が好ましく、特に70〜99、1〜30および
0〜29が好ましい。低級アルキル基が全側鎖100
に対して50以上の割合で存在することにより、さ
らに耐熱性の優れたポリシルセスキオキサンとな
り、またアルケニル基が全側鎖100に対して1以
上の割合で存在することにより特に優れた感度を
有する感光性シリコーン樹脂組成物を得ることが
できる。
結合する低級アルキル基およびアルケニル基並び
に必要に応じて結合させるアリール基の割合は、
全側鎖100に対してそれぞれ50〜99、1〜50およ
び0〜49が好ましく、特に70〜99、1〜30および
0〜29が好ましい。低級アルキル基が全側鎖100
に対して50以上の割合で存在することにより、さ
らに耐熱性の優れたポリシルセスキオキサンとな
り、またアルケニル基が全側鎖100に対して1以
上の割合で存在することにより特に優れた感度を
有する感光性シリコーン樹脂組成物を得ることが
できる。
このポリシルセスキオキサンは、低級アルキル
トリハロゲノシラン、アルケニルトリハロゲノシ
ランおよび必要に応じてさらにアリールトリハロ
ゲノシランを溶媒に溶解し、この溶液に水を添加
して加水分解したのち、該加水分解物を縮合させ
る方法によつて製造することができる。
トリハロゲノシラン、アルケニルトリハロゲノシ
ランおよび必要に応じてさらにアリールトリハロ
ゲノシランを溶媒に溶解し、この溶液に水を添加
して加水分解したのち、該加水分解物を縮合させ
る方法によつて製造することができる。
上記低級アルキルトリハロゲノシランとして
は、例えばメチルトリクロロシラン、エチルトリ
クロロシラン、プロピルトリクロロシラン、メチ
ルトリブロモシランなどを用いることができ、ア
ルケニルトリハロゲノシランとしては、ビニルト
リクロロシラン、プロペニルトリクロロシラン、
アリルトリクロロシラン、ビニルトリブロモシラ
ンなどを用いることができ、上記アリールトリハ
ロゲノシランとしては、フエニルトリクロロシラ
ン、トリルトリクロロシラン、フエニルトリブロ
モシランなどを用いることができる。
は、例えばメチルトリクロロシラン、エチルトリ
クロロシラン、プロピルトリクロロシラン、メチ
ルトリブロモシランなどを用いることができ、ア
ルケニルトリハロゲノシランとしては、ビニルト
リクロロシラン、プロペニルトリクロロシラン、
アリルトリクロロシラン、ビニルトリブロモシラ
ンなどを用いることができ、上記アリールトリハ
ロゲノシランとしては、フエニルトリクロロシラ
ン、トリルトリクロロシラン、フエニルトリブロ
モシランなどを用いることができる。
低級アルキルトリハロゲノシラン、アルケニル
トリハロゲノシランおよび必要に応じて使用する
アリールトリハロゲノシランの使用量は、目的と
するポリシルセスキオキサンの側鎖に結合する低
級アルキル基およびアルケニル基並びに必要に応
じて結合させるアリール基の割合により適宜決め
ることができるが、好ましくは低級アルキルトリ
ハロゲノシラン50〜99モル%、特に70〜99モル
%、アルケニルトリハロゲノシラン1〜50モル
%、特に1〜30モル%およびアリールトリハロゲ
ノシラン0〜49モル%、特に0〜29モル%であ
る。アリールトリハロゲノシランを使用すること
により合成が容易になる場合がある。
トリハロゲノシランおよび必要に応じて使用する
アリールトリハロゲノシランの使用量は、目的と
するポリシルセスキオキサンの側鎖に結合する低
級アルキル基およびアルケニル基並びに必要に応
じて結合させるアリール基の割合により適宜決め
ることができるが、好ましくは低級アルキルトリ
ハロゲノシラン50〜99モル%、特に70〜99モル
%、アルケニルトリハロゲノシラン1〜50モル
%、特に1〜30モル%およびアリールトリハロゲ
ノシラン0〜49モル%、特に0〜29モル%であ
る。アリールトリハロゲノシランを使用すること
により合成が容易になる場合がある。
また溶媒としては、例えばメチルエチルケト
ン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトンな
どのケトン;エチレングリコールジメチルエーテ
ル、ジノルマルプロピルエーテル、ジオキサン、
ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのエ
ーテル;ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水
素;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;
1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロ
ロエタン、1,3−ジクロロプロパン、クロルベ
ンゼンなどのハロゲン化炭化水素;n−プロピル
アルコール、n−ブチルアルコール、イソブチル
アルコールなどのアルコール;エチルプロピオネ
ート、エチルイソブチレート、イソブチルアセテ
ートなどのエステルなどを用いることができる
が、目的とするポリシルセスキオキサンの合成が
容易である点から、ケトンおよび/またはエーテ
ルを40モル%以上、特に60モル%以上含有する溶
媒が好ましい。
ン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトンな
どのケトン;エチレングリコールジメチルエーテ
ル、ジノルマルプロピルエーテル、ジオキサン、
ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのエ
ーテル;ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水
素;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;
1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロ
ロエタン、1,3−ジクロロプロパン、クロルベ
ンゼンなどのハロゲン化炭化水素;n−プロピル
アルコール、n−ブチルアルコール、イソブチル
アルコールなどのアルコール;エチルプロピオネ
ート、エチルイソブチレート、イソブチルアセテ
ートなどのエステルなどを用いることができる
が、目的とするポリシルセスキオキサンの合成が
容易である点から、ケトンおよび/またはエーテ
ルを40モル%以上、特に60モル%以上含有する溶
媒が好ましい。
溶媒の使用量は低級アルキルトリハロゲノシラ
ン、アルケニルトリハロゲノシランおよび必要に
応じて使用するアリールトリハロゲノシラン(以
下これらのシランをシラン類と記す)の合計1容
量部に対して4〜20容量部程度が好ましい。
ン、アルケニルトリハロゲノシランおよび必要に
応じて使用するアリールトリハロゲノシラン(以
下これらのシランをシラン類と記す)の合計1容
量部に対して4〜20容量部程度が好ましい。
加水分解反応は、シラン類を溶解した溶液に水
を添加することにより行う。この場合、反応の制
御を容易にするために、溶液を例えば10〜50℃に
冷却し、撹拌下に水を徐々に添加する方法が好ま
しい。また加水分解に使用する水の量は、シラン
類の合計1モルに対して3〜30モル程度が好まし
い。
を添加することにより行う。この場合、反応の制
御を容易にするために、溶液を例えば10〜50℃に
冷却し、撹拌下に水を徐々に添加する方法が好ま
しい。また加水分解に使用する水の量は、シラン
類の合計1モルに対して3〜30モル程度が好まし
い。
加水分解終了後、反応混合液を油浴などで加熱
して縮合反応を行う。加熱温度は通常130℃以下
であるが、70〜110℃で1時間〜6時間程度加熱
するのが好ましい。なお縮合反応中は、反応混合
液を撹拌してもよく、単に反応混合液を還流する
ままにしておいてもよい。
して縮合反応を行う。加熱温度は通常130℃以下
であるが、70〜110℃で1時間〜6時間程度加熱
するのが好ましい。なお縮合反応中は、反応混合
液を撹拌してもよく、単に反応混合液を還流する
ままにしておいてもよい。
またシラン類を加水分解し、さらに縮合させる
際にアミンを共存させると、シラン類の濃度の高
いところでもスムーズに反応が進行して高分子量
のポリシルセスキオキサンが得られる。
際にアミンを共存させると、シラン類の濃度の高
いところでもスムーズに反応が進行して高分子量
のポリシルセスキオキサンが得られる。
アミンとしては1級〜3級までの種々のアミ
ン、例えばトリエチルアミン、トリノルマルプロ
ピルアミン、トリイソプロピルアミン、ジエチル
アミン、エチルアミン、ピリジン、エチレジンジ
アミンなどを挙げることができる。アミンを使用
する場合の使用量は、通常シラン類の合計1モル
に対して3モル以下であり、好ましくは0.3〜2
モル程度である。アミンを使用する場合、シラン
類の溶液に水を滴下していくと次第にアミンの塩
酸塩の白い沈澱が生成してくる。なおも水を滴下
していくと、その白い沈澱は溶解する。水の滴下
終了後はアミンを加えない場合と同じように反応
混合液を加熱し縮合反応を行う。
ン、例えばトリエチルアミン、トリノルマルプロ
ピルアミン、トリイソプロピルアミン、ジエチル
アミン、エチルアミン、ピリジン、エチレジンジ
アミンなどを挙げることができる。アミンを使用
する場合の使用量は、通常シラン類の合計1モル
に対して3モル以下であり、好ましくは0.3〜2
モル程度である。アミンを使用する場合、シラン
類の溶液に水を滴下していくと次第にアミンの塩
酸塩の白い沈澱が生成してくる。なおも水を滴下
していくと、その白い沈澱は溶解する。水の滴下
終了後はアミンを加えない場合と同じように反応
混合液を加熱し縮合反応を行う。
縮合反応終了後は、アミンを使用した場合も使
用しない場合も有機溶媒層を分離し、この有機溶
媒層を水で洗浄する。洗浄後の水が中性になるま
で洗浄したのち、必要に応じて無水硫酸カルシウ
ム、モレキユラーシーブスなどの乾燥剤で有機溶
媒層を乾燥し濃縮乾固する方法、あるいは適当な
濃度に濃縮した液を得られたオルガノポリシルセ
スキオキサンを溶解しない溶剤、例えばアセトニ
トリルなどに注ぐ方法などによつて目的とするポ
リシルセスキオキサンを得る。このようにして得
られるポリシルセスキオキサンのポリスチレン換
算数平均分子量は通常3000〜200000程度で、長時
間、例えば2〜3ケ月間保存しておいても、不溶
化することが無く保存安定性の良いものである。
用しない場合も有機溶媒層を分離し、この有機溶
媒層を水で洗浄する。洗浄後の水が中性になるま
で洗浄したのち、必要に応じて無水硫酸カルシウ
ム、モレキユラーシーブスなどの乾燥剤で有機溶
媒層を乾燥し濃縮乾固する方法、あるいは適当な
濃度に濃縮した液を得られたオルガノポリシルセ
スキオキサンを溶解しない溶剤、例えばアセトニ
トリルなどに注ぐ方法などによつて目的とするポ
リシルセスキオキサンを得る。このようにして得
られるポリシルセスキオキサンのポリスチレン換
算数平均分子量は通常3000〜200000程度で、長時
間、例えば2〜3ケ月間保存しておいても、不溶
化することが無く保存安定性の良いものである。
本発明に使用するアジド系感光性物質は有機溶
剤に可溶のものであれば特に限定するものではな
く、例えば4,4′−ジアジドスチルベン、p−フ
エニレンビスアジド、4,4′−ジアジドベンゾフ
エノン、4,4′−ジアジドフエニルメタン、4,
4′−ジアジドカルコン、2,6−ビス(4′−アジ
ドベンザル)4−メチルシクロヘキサノン、4,
4′−ジアジドビフエニル、4,4′−ジアジド−
3,3′−ジメチルビフエニル、2,7−ジアジド
フルオレンなどを挙げることができる。
剤に可溶のものであれば特に限定するものではな
く、例えば4,4′−ジアジドスチルベン、p−フ
エニレンビスアジド、4,4′−ジアジドベンゾフ
エノン、4,4′−ジアジドフエニルメタン、4,
4′−ジアジドカルコン、2,6−ビス(4′−アジ
ドベンザル)4−メチルシクロヘキサノン、4,
4′−ジアジドビフエニル、4,4′−ジアジド−
3,3′−ジメチルビフエニル、2,7−ジアジド
フルオレンなどを挙げることができる。
また、本発明の感光性シリコーン樹脂組成物に
は、必要に応じて光増感剤を添加することができ
る。光増感剤としては有機溶剤に可溶なものが好
ましく、例えばベンゾフエノン、アントラキノ
ン、1,2−ナフトキノン、1,4−ナフトキノ
ン、β−メチルアントラキノン、ベンズアントロ
ン、ブオラントロン、9−アントラアルデヒド、
ベンジル、p,p′−ジメチルアミノベンゾフエノ
ン、p,p′−テトラメチルジアミノベンゾフエノ
ン、クロラニルなどのカルボニル化合物、アント
ラセン、クリセンなどの芳香族炭化水素、ニトロ
ベンゼン、p−ジニトロベンゼン、α−ニトロナ
フタレン、p−ニトロジフエニル、2−ニトロフ
ルオレン、5−ニトロアセナフテンなどのニトロ
化合物、ニトロアニリン、2−クロル−4−ニト
ロアニリン、2,6−ジクロル−4−ニトロアニ
リン、5−ニトロ−2−アミノトルエン、テトラ
シアノエチレンなどの窒素化合物、ジフエニルジ
スルフイドなどのイオウ化合物などが挙げられ
る。
は、必要に応じて光増感剤を添加することができ
る。光増感剤としては有機溶剤に可溶なものが好
ましく、例えばベンゾフエノン、アントラキノ
ン、1,2−ナフトキノン、1,4−ナフトキノ
ン、β−メチルアントラキノン、ベンズアントロ
ン、ブオラントロン、9−アントラアルデヒド、
ベンジル、p,p′−ジメチルアミノベンゾフエノ
ン、p,p′−テトラメチルジアミノベンゾフエノ
ン、クロラニルなどのカルボニル化合物、アント
ラセン、クリセンなどの芳香族炭化水素、ニトロ
ベンゼン、p−ジニトロベンゼン、α−ニトロナ
フタレン、p−ニトロジフエニル、2−ニトロフ
ルオレン、5−ニトロアセナフテンなどのニトロ
化合物、ニトロアニリン、2−クロル−4−ニト
ロアニリン、2,6−ジクロル−4−ニトロアニ
リン、5−ニトロ−2−アミノトルエン、テトラ
シアノエチレンなどの窒素化合物、ジフエニルジ
スルフイドなどのイオウ化合物などが挙げられ
る。
アジド系感光性物質および必要に応じて添加さ
れる光増感剤の添加量は特に限定するものではな
いが、通常オルガノポリシルセスキオキサン100
重量部に対して0.1〜10重量部、好ましくは0.1〜
5重量部添加する。0.1重量部未満の場合は感光
性シリコーン樹脂組成物の光または電子線に対す
る感度が不十分であり、10重量部を越えると感光
性シリコーン樹脂組成物の耐熱性が低下する傾向
がある。
れる光増感剤の添加量は特に限定するものではな
いが、通常オルガノポリシルセスキオキサン100
重量部に対して0.1〜10重量部、好ましくは0.1〜
5重量部添加する。0.1重量部未満の場合は感光
性シリコーン樹脂組成物の光または電子線に対す
る感度が不十分であり、10重量部を越えると感光
性シリコーン樹脂組成物の耐熱性が低下する傾向
がある。
また本発明の感光性シリコーン樹脂組成物に保
存安定剤、着色剤などを添加することも有効であ
る。
存安定剤、着色剤などを添加することも有効であ
る。
本発明の感光性シリコーン樹脂組成物の使用方
法は特に限定するものではないが、通常オルガノ
ポリシルセスキオキサンアジド系感光性物質およ
び必要に応じて添加される光増感剤とを有機溶剤
に溶解し、絶縁すべき個所と電極を取り出すべき
個所との全面にスピンナー塗布などの方法により
塗布する。乾燥後、パターンマスクを通して光ま
たは電子線を照射する露光操作によつて光または
電子線の照射部のオルガノポリシルセスキオキサ
ンは架橋剤反応を起し現像液である有機溶剤に不
溶となり、現像することによつて塗布面に架橋し
たオルガノポリシルセスキオキサンを残すことが
できる。また、光または電子線の未照射部は現像
によつて塗布面から除去される。除去面に残つた
架橋シリコーン樹脂(オルガノポリシルセスキオ
キサン)は、高い体積固有抵抗、高い絶縁破壊
値、高い耐アーク性をもち、かつ誘電率および誘
電正接の低いすぐれた絶縁層となる。
法は特に限定するものではないが、通常オルガノ
ポリシルセスキオキサンアジド系感光性物質およ
び必要に応じて添加される光増感剤とを有機溶剤
に溶解し、絶縁すべき個所と電極を取り出すべき
個所との全面にスピンナー塗布などの方法により
塗布する。乾燥後、パターンマスクを通して光ま
たは電子線を照射する露光操作によつて光または
電子線の照射部のオルガノポリシルセスキオキサ
ンは架橋剤反応を起し現像液である有機溶剤に不
溶となり、現像することによつて塗布面に架橋し
たオルガノポリシルセスキオキサンを残すことが
できる。また、光または電子線の未照射部は現像
によつて塗布面から除去される。除去面に残つた
架橋シリコーン樹脂(オルガノポリシルセスキオ
キサン)は、高い体積固有抵抗、高い絶縁破壊
値、高い耐アーク性をもち、かつ誘電率および誘
電正接の低いすぐれた絶縁層となる。
本発明の感光性シリコーン樹脂組成物は、絶縁
層の接着性および物理的性質を向上させるために
現像後に熱処理することが好ましい。特に250〜
450℃で熱処理することにつよつて、絶縁層の誘
電正接の周波数依存性をより小さくすることがで
きる。
層の接着性および物理的性質を向上させるために
現像後に熱処理することが好ましい。特に250〜
450℃で熱処理することにつよつて、絶縁層の誘
電正接の周波数依存性をより小さくすることがで
きる。
このように本発明の感光性シリコーン樹脂組成
物は、従来の半導体素子の表面安定化用または配
線構造体の層間絶縁化用絶縁材料に比べ繁雑な工
程を必要とすることなくすぐれた絶縁層を形成す
ることができる。また得られた絶縁層は耐熱性に
優れたものであり、例えばポリシルセスキオキサ
ンを使用して得られた絶縁層は窒素下において
550〜600℃まで重量減少がほとんど認められな
い。
物は、従来の半導体素子の表面安定化用または配
線構造体の層間絶縁化用絶縁材料に比べ繁雑な工
程を必要とすることなくすぐれた絶縁層を形成す
ることができる。また得られた絶縁層は耐熱性に
優れたものであり、例えばポリシルセスキオキサ
ンを使用して得られた絶縁層は窒素下において
550〜600℃まで重量減少がほとんど認められな
い。
e 実施例
以下本発明を実施例によつて説明する。
なお、下記の実施例における分子量は、ゲル浸
透クロマトグラム(GPC)によつて求めた標準
ポリスチレン(米国プレツシヤーケミカル社製標
準ポリスチレン)換算数平均分子量であり、測定
条件は以下の如くである。
透クロマトグラム(GPC)によつて求めた標準
ポリスチレン(米国プレツシヤーケミカル社製標
準ポリスチレン)換算数平均分子量であり、測定
条件は以下の如くである。
装置:米国ウオーターズ社製高温高速ゲル浸透ク
ロマトグラム(モデル150−C ALC/
GPC) カラム:昭和電工(株)製SHODEX A−8M 長さ
50cm 測定温度:40℃ 流速:1c.c./分 溶媒:テトラヒドロフラン 濃度:シリコーン樹脂(1g)/テトラヒドロフ
ラン(100ml) 実施例 1 この実施例で用いたポリシルセスキオキサン
は、下記のようにして得られた。
ロマトグラム(モデル150−C ALC/
GPC) カラム:昭和電工(株)製SHODEX A−8M 長さ
50cm 測定温度:40℃ 流速:1c.c./分 溶媒:テトラヒドロフラン 濃度:シリコーン樹脂(1g)/テトラヒドロフ
ラン(100ml) 実施例 1 この実施例で用いたポリシルセスキオキサン
は、下記のようにして得られた。
還流冷却管、滴下ロール、撹拌棒を備えた500
mlの三ツ口フラスコにトリエチルアミン(14ml、
0.1モル)、メチルイソブチルケトン(170ml、
1.36モル)、CH3SiCl3(18ml、0.151モル)、
C6H5SiCl3(1.3ml、0.008モル)およびCH2=
CHSiCl3(5.2ml、0.041モル)を加える。フラスコ
を氷冷し、撹拌しながら水(40ml、2.22モル)を
ゆつくり滴下する。このときの溶液温度は15〜30
℃であつた。
mlの三ツ口フラスコにトリエチルアミン(14ml、
0.1モル)、メチルイソブチルケトン(170ml、
1.36モル)、CH3SiCl3(18ml、0.151モル)、
C6H5SiCl3(1.3ml、0.008モル)およびCH2=
CHSiCl3(5.2ml、0.041モル)を加える。フラスコ
を氷冷し、撹拌しながら水(40ml、2.22モル)を
ゆつくり滴下する。このときの溶液温度は15〜30
℃であつた。
水の滴下終了後、油浴を用いて油浴温度100℃
で反応溶液を4時間加熱する。加熱終了後、反応
溶液を冷却し、有機溶媒層を分離したのち、有機
溶媒層を洗浄水が中性になるまで水洗を繰り返
す。有機溶媒層を無水硫酸カルシウムで乾燥後、
乾燥剤を除去する。さらに有機溶媒層を濃縮乾固
し、更に真空乾燥を行い、目的とするポリシルセ
スキオキサン14gを得た。分子量は50000であつ
た。
で反応溶液を4時間加熱する。加熱終了後、反応
溶液を冷却し、有機溶媒層を分離したのち、有機
溶媒層を洗浄水が中性になるまで水洗を繰り返
す。有機溶媒層を無水硫酸カルシウムで乾燥後、
乾燥剤を除去する。さらに有機溶媒層を濃縮乾固
し、更に真空乾燥を行い、目的とするポリシルセ
スキオキサン14gを得た。分子量は50000であつ
た。
また、このポリシルセスキオキサンの核磁気共
鳴スペクトルを測定した結果、δ=0.05(一重
線)、δ=6.07(一重線)およびδ=7.20〜8.00(多
重線)にそれぞれメチル基、ビニル基およびフエ
ニル基の吸収が観測された。これらの吸収を積分
することによりポリシルセスキオキサンの側鎖の
有機基の割合を求めた結果、メチル基76、ビニル
基20およびフエニル基4の割合であつた。
鳴スペクトルを測定した結果、δ=0.05(一重
線)、δ=6.07(一重線)およびδ=7.20〜8.00(多
重線)にそれぞれメチル基、ビニル基およびフエ
ニル基の吸収が観測された。これらの吸収を積分
することによりポリシルセスキオキサンの側鎖の
有機基の割合を求めた結果、メチル基76、ビニル
基20およびフエニル基4の割合であつた。
さらに、このポリシルセスキオキサンがラダー
状であることを、核磁気共鳴スペクトル(29Si−
NMR)と赤外吸収スペクトルにより確認した。
状であることを、核磁気共鳴スペクトル(29Si−
NMR)と赤外吸収スペクトルにより確認した。
すなわち、核磁気共鳴スペクトルでは、第1図
に示すように、ラダー状のポリマーに起因する特
徴的なピークが−63〜−68ppm(テトラメチルシ
ラン標準)に認められ、直鎖状のポリマーに起因
するピーク(−21ppm)が消失していた。
に示すように、ラダー状のポリマーに起因する特
徴的なピークが−63〜−68ppm(テトラメチルシ
ラン標準)に認められ、直鎖状のポリマーに起因
するピーク(−21ppm)が消失していた。
また、赤外吸収スペクトルでは、νSi-CH3に起因
するピークが、直鎖状のシリコーンポリマーに比
較して20cm-1シフトして780cm-1と800cm-1にピー
クが認められ、またνSi-0の吸収も同様に20cm-1シ
フトして1040cm-1と1140cm-1にピークが認められ
た。
するピークが、直鎖状のシリコーンポリマーに比
較して20cm-1シフトして780cm-1と800cm-1にピー
クが認められ、またνSi-0の吸収も同様に20cm-1シ
フトして1040cm-1と1140cm-1にピークが認められ
た。
次いで、こうして得られたポリシルセスキオキ
サン(15g)を酢酸ノルマルブチルに溶解させ、
20重量%溶液とし、さらにこれらに2,6−ビス
(4′−アジドベンザル)−4−メチルシクロヘキサ
ノン(0.15g)を加えて感光性シリコーン樹脂組
成物の溶液を調製した。
サン(15g)を酢酸ノルマルブチルに溶解させ、
20重量%溶液とし、さらにこれらに2,6−ビス
(4′−アジドベンザル)−4−メチルシクロヘキサ
ノン(0.15g)を加えて感光性シリコーン樹脂組
成物の溶液を調製した。
この溶液を2インチシリコンウエハ上に
4000rpmでスピン塗布後、80℃で15分間加熱して
溶媒を除去し、感光性シリコーン樹脂組成物の薄
膜(膜厚約1μm)を形成した。露光機(ミカサ(株)
製;超高圧水銀灯、出力43w/m2)を用いパター
ンを通して6秒間露光したのち、シリコーンウエ
ハをエチレングリコールモノエチルエーテル中に
1分間浸漬することにより現像を行つたところ、
5μmの鮮明なパターンが得られた。
4000rpmでスピン塗布後、80℃で15分間加熱して
溶媒を除去し、感光性シリコーン樹脂組成物の薄
膜(膜厚約1μm)を形成した。露光機(ミカサ(株)
製;超高圧水銀灯、出力43w/m2)を用いパター
ンを通して6秒間露光したのち、シリコーンウエ
ハをエチレングリコールモノエチルエーテル中に
1分間浸漬することにより現像を行つたところ、
5μmの鮮明なパターンが得られた。
また、感光性シリコーン樹脂組成物の溶液から
キヤスト法により組成物の皮膜を得、この皮膜を
100℃で1時間加熱して溶媒を除去したのち、250
℃2時間、350℃1時間、最後に450℃30分間窒素
気流下で遂次加熱することにより硬化させる。こ
うして得られた硬化皮膜を窒素気流下熱重量分析
したところ、600℃迄減量は観測されず、更に800
℃迄加熱焼成したのちの重量残存率は95%であつ
た。
キヤスト法により組成物の皮膜を得、この皮膜を
100℃で1時間加熱して溶媒を除去したのち、250
℃2時間、350℃1時間、最後に450℃30分間窒素
気流下で遂次加熱することにより硬化させる。こ
うして得られた硬化皮膜を窒素気流下熱重量分析
したところ、600℃迄減量は観測されず、更に800
℃迄加熱焼成したのちの重量残存率は95%であつ
た。
実施例 2
実施例1と同様にトリエチルアミン15.7ml
(0.113モル)、CH3SiCl324ml(0.201モル)、CH2
=CHSiCl32.2ml(0.017モル)、メチルイソブチル
ケトン183ml(1.46モル)、水41.7ml(2.32モル)
からポリシルセスキオキサン13gを得た。分子量
は40000であつた。また側鎖の有機基の割合は実
施例1と同様に測定した結果、メチル基93および
ビニル基7の割合であつた。
(0.113モル)、CH3SiCl324ml(0.201モル)、CH2
=CHSiCl32.2ml(0.017モル)、メチルイソブチル
ケトン183ml(1.46モル)、水41.7ml(2.32モル)
からポリシルセスキオキサン13gを得た。分子量
は40000であつた。また側鎖の有機基の割合は実
施例1と同様に測定した結果、メチル基93および
ビニル基7の割合であつた。
次いで実施例1と同様に得られたポリシルスキ
オキサン(5g)を用い溶液調製、スピン塗布、
露光、現像を行つたところ5.0μmの鮮明なパター
ンが得られた。窒素気流下で逐次加熱した硬化皮
膜は600℃迄減量が観測されず、800℃での重量残
存率は96%であつた。
オキサン(5g)を用い溶液調製、スピン塗布、
露光、現像を行つたところ5.0μmの鮮明なパター
ンが得られた。窒素気流下で逐次加熱した硬化皮
膜は600℃迄減量が観測されず、800℃での重量残
存率は96%であつた。
実施例 3
実施例1で得られたポリシルセスキオキサン10
gをメチルイソブチルケトン40gに溶解させ、さ
らに4,4′−ジアジドスチルベン0.1gを加えて、
感光性シリコーン樹脂組成物の溶液を調製した。
これを孔径0.2μmのフイルター(住友電工(株)製フ
ロロポア)で過したものを2インチシリコンウ
エハ上に4000rpmでスピン塗布し、80℃で15分間
プレベークし、感光性シリコーン樹脂組成物の薄
膜(膜厚約1μm)を形成した。これを実施例1と
同様の操作で7秒間露光したのち、エチレングリ
コールモノエチルエーテルで現像することによ
り、5.0μmの解像パターンが得られた。
gをメチルイソブチルケトン40gに溶解させ、さ
らに4,4′−ジアジドスチルベン0.1gを加えて、
感光性シリコーン樹脂組成物の溶液を調製した。
これを孔径0.2μmのフイルター(住友電工(株)製フ
ロロポア)で過したものを2インチシリコンウ
エハ上に4000rpmでスピン塗布し、80℃で15分間
プレベークし、感光性シリコーン樹脂組成物の薄
膜(膜厚約1μm)を形成した。これを実施例1と
同様の操作で7秒間露光したのち、エチレングリ
コールモノエチルエーテルで現像することによ
り、5.0μmの解像パターンが得られた。
実施例 4
実施例1で得られたポリシルセスキオキサン10
gをメチルイソブチルケトン40gに溶解させ、こ
れにp−フエニレンビスアジド0.1gおよび5−
ニトロアセナフテン0.01gを加えて、感光性シリ
コーン樹脂組成物の均一溶液を調製した。これを
孔径0.1μmのフイルター(住友電工(株)製フロロポ
ア)で過したものを2インチシリコンウエハ上
に4000rpmでスピン塗布し、80℃で15分間プレベ
ークし、感光性樹脂組成物の薄膜(膜厚1μm)を
形成した。これを実施例1と同様の操作で4秒間
露光したのち、エチレングリコールモノエチルエ
ーテルで現像することにより、5μmの解像パター
ンが得られた。
gをメチルイソブチルケトン40gに溶解させ、こ
れにp−フエニレンビスアジド0.1gおよび5−
ニトロアセナフテン0.01gを加えて、感光性シリ
コーン樹脂組成物の均一溶液を調製した。これを
孔径0.1μmのフイルター(住友電工(株)製フロロポ
ア)で過したものを2インチシリコンウエハ上
に4000rpmでスピン塗布し、80℃で15分間プレベ
ークし、感光性樹脂組成物の薄膜(膜厚1μm)を
形成した。これを実施例1と同様の操作で4秒間
露光したのち、エチレングリコールモノエチルエ
ーテルで現像することにより、5μmの解像パター
ンが得られた。
実施例 5
還流冷却管、滴下ロートおよび撹拌棒を備えた
500mlの三ツ口フラスコにトリエチルエミン14ml
(0.1モル)、メチルイソブチルケトン170ml(1.36
モル)、メチルトリクロルシラン18ml(0.151モ
ル)、トリルトリクロルシラン1.5ml(0.01モル)、
アリルトリクロルシラン2.7ml(0.02モル)を加
えた。フラスコを氷冷し、撹拌しながら水50ml
(2.78モル)をゆつくり滴下した。このときの溶
液温度は18〜30℃であつた。水の滴下終了後、油
浴を用いて油浴温度110℃で反応溶液を6時間加
熱した。反応溶液を冷却したのち、実施例1と同
様の操作により、目的とするポリシルセスキオキ
サン11gを得た。このものの分子量は61000であ
つた。
500mlの三ツ口フラスコにトリエチルエミン14ml
(0.1モル)、メチルイソブチルケトン170ml(1.36
モル)、メチルトリクロルシラン18ml(0.151モ
ル)、トリルトリクロルシラン1.5ml(0.01モル)、
アリルトリクロルシラン2.7ml(0.02モル)を加
えた。フラスコを氷冷し、撹拌しながら水50ml
(2.78モル)をゆつくり滴下した。このときの溶
液温度は18〜30℃であつた。水の滴下終了後、油
浴を用いて油浴温度110℃で反応溶液を6時間加
熱した。反応溶液を冷却したのち、実施例1と同
様の操作により、目的とするポリシルセスキオキ
サン11gを得た。このものの分子量は61000であ
つた。
このようにして得られたポリシルセスキオキサ
ン10gをジイソブチルケトン50gに溶解し、さら
に4,4′−ジアジドベンゾフエノン0.1gを加え
て、感光性シリコーン樹脂組成物の溶液を調製し
た。これを孔径0.2μmのフイルター(住友電工(株)
製フロロポア)で過したものを2インチシリコ
ーンウエハ上に5000rpmでスピン塗布し、80℃で
15分間プレベークし、感光性シリコーン樹脂組成
物の塗膜(膜厚0.8μm)を形成した。これを実施
例1と同様の操作で6秒間露光したのち、エチレ
ングリコールモノエチルエーテルで現像すること
により、5.0μmの解像パターンが得られた。
ン10gをジイソブチルケトン50gに溶解し、さら
に4,4′−ジアジドベンゾフエノン0.1gを加え
て、感光性シリコーン樹脂組成物の溶液を調製し
た。これを孔径0.2μmのフイルター(住友電工(株)
製フロロポア)で過したものを2インチシリコ
ーンウエハ上に5000rpmでスピン塗布し、80℃で
15分間プレベークし、感光性シリコーン樹脂組成
物の塗膜(膜厚0.8μm)を形成した。これを実施
例1と同様の操作で6秒間露光したのち、エチレ
ングリコールモノエチルエーテルで現像すること
により、5.0μmの解像パターンが得られた。
また、この感光性シリコーン樹脂組成物の溶液
からキヤスト法により組成物の皮膜を得、実施例
1と同様にして硬化させ、窒素気流下で重量分析
したところ、600℃まで減量は観測されず、さら
に800℃まで加熱したのちの重量残存率は93%で
あつた。
からキヤスト法により組成物の皮膜を得、実施例
1と同様にして硬化させ、窒素気流下で重量分析
したところ、600℃まで減量は観測されず、さら
に800℃まで加熱したのちの重量残存率は93%で
あつた。
実施例 6
実施例2で得られたポリシルセスキオキサン10
gをキシレン40gに溶解させ、さらに4,4′−ジ
アジドスチルベン0.15gおよび2−ニトロフルオ
レン0.01gを加えて、感光性シリコーン樹脂組成
物の均一溶液を得た。これを実施例1と同様の操
作でスピン塗布し、80℃で15分間プレベークを行
つた基板に4秒間露光し、現像したところ、
5.0μmの解像パターンが得られた。
gをキシレン40gに溶解させ、さらに4,4′−ジ
アジドスチルベン0.15gおよび2−ニトロフルオ
レン0.01gを加えて、感光性シリコーン樹脂組成
物の均一溶液を得た。これを実施例1と同様の操
作でスピン塗布し、80℃で15分間プレベークを行
つた基板に4秒間露光し、現像したところ、
5.0μmの解像パターンが得られた。
比較例 1
実施例1で用いたポリシルセスキオキサンの代
わりに、下記のようにして得られたポリシロキサ
ンを用い、それ以外は実施例1と同様にして、感
光性シリコーン樹脂組成物の薄膜を形成した。
わりに、下記のようにして得られたポリシロキサ
ンを用い、それ以外は実施例1と同様にして、感
光性シリコーン樹脂組成物の薄膜を形成した。
還流冷却管、滴下ロート、撹拌棒を備えた500
mlの三ツ口フラスコによりトリエチルアミン
(10.1g:0.1モル)メチルイソブチルケトン
(130g)、ビニルメチルジクロロシラン(5.7g:
0.04モル)およびジメチルジクロロシラン(20.8
g:0.16モル)を加える。フラスコを氷冷し、撹
拌しながら水(40g:2.22モル)をゆつくり滴下
する。このときの反応溶液の温度は15〜30℃であ
つた。
mlの三ツ口フラスコによりトリエチルアミン
(10.1g:0.1モル)メチルイソブチルケトン
(130g)、ビニルメチルジクロロシラン(5.7g:
0.04モル)およびジメチルジクロロシラン(20.8
g:0.16モル)を加える。フラスコを氷冷し、撹
拌しながら水(40g:2.22モル)をゆつくり滴下
する。このときの反応溶液の温度は15〜30℃であ
つた。
水の滴下終了後、油浴を用いて油浴温度100℃
で反応溶液を6時間加熱する。加熱終了後、反応
溶液を冷却し、有機溶媒層を分離したのち、有機
溶媒層を洗浄水が中性になるまで水洗を繰り返
す。有機溶媒層を無水硫酸カルシウムで乾燥後、
乾燥剤を除去する。さらに有機溶媒層を濃縮し、
更に真空乾燥を行い、目的とするポリシロキサン
(12.6g)を得た。このポリシロキサンのGPCに
より求めた分子量は(23000)であつた。
で反応溶液を6時間加熱する。加熱終了後、反応
溶液を冷却し、有機溶媒層を分離したのち、有機
溶媒層を洗浄水が中性になるまで水洗を繰り返
す。有機溶媒層を無水硫酸カルシウムで乾燥後、
乾燥剤を除去する。さらに有機溶媒層を濃縮し、
更に真空乾燥を行い、目的とするポリシロキサン
(12.6g)を得た。このポリシロキサンのGPCに
より求めた分子量は(23000)であつた。
この比較例で用いたポリシロキサンはラダー状
でないため、実施例1,2に比べてパターニング
性が劣つていた。
でないため、実施例1,2に比べてパターニング
性が劣つていた。
f 発明の効果
本発明の感光性シリコーン樹脂組成物は、絶縁
性、耐湿性および耐熱性が優れ、また基板との密
着性もよく、かつ光または電子線を照射すること
によつて架橋反応を起し、現像液である有機溶剤
に不溶となるため、従来の絶縁材料のように絶縁
層のエツチング操作が不要となる。
性、耐湿性および耐熱性が優れ、また基板との密
着性もよく、かつ光または電子線を照射すること
によつて架橋反応を起し、現像液である有機溶剤
に不溶となるため、従来の絶縁材料のように絶縁
層のエツチング操作が不要となる。
すなわち、本発明の感光性シリコーン樹脂組成
物自体にパターンマスクを通して光または電子線
を照射し現像することによつて、絶縁層中に電極
を取り出すためのスルーホールなどを設けること
ができる。
物自体にパターンマスクを通して光または電子線
を照射し現像することによつて、絶縁層中に電極
を取り出すためのスルーホールなどを設けること
ができる。
第1図は、実施例1において得られたポリシル
セスキオキサンの核磁気共鳴スペクトル(29Si−
NMR)を示す。
セスキオキサンの核磁気共鳴スペクトル(29Si−
NMR)を示す。
Claims (1)
- 1 溶媒に可溶で、側鎖にアルケニル基を有す
る、ラダー状のオルガノポリシルセスキオキサン
に、アジド系感光性物質を添加してなる、半導体
素子表面安定化用または配線構造体の層間絶縁材
料用感光性シリコーン樹脂組成物。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56169178A JPS5869217A (ja) | 1981-10-22 | 1981-10-22 | 感光性シリコ−ン樹脂組成物 |
EP82305223A EP0076656B1 (en) | 1981-10-03 | 1982-09-30 | Solvent-soluble organopolysilsesquioxanes, processes for producing the same, and compositions and semiconductor devices using the same |
DE8282305223T DE3278567D1 (en) | 1981-10-03 | 1982-09-30 | Solvent-soluble organopolysilsesquioxanes, processes for producing the same, and compositions and semiconductor devices using the same |
US06/779,617 US4626556A (en) | 1981-10-03 | 1985-09-25 | Solvent-soluble organopolysilsesquioxane, process for producing the same, and semi-conductor using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56169178A JPS5869217A (ja) | 1981-10-22 | 1981-10-22 | 感光性シリコ−ン樹脂組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5869217A JPS5869217A (ja) | 1983-04-25 |
JPH054421B2 true JPH054421B2 (ja) | 1993-01-20 |
Family
ID=15881686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56169178A Granted JPS5869217A (ja) | 1981-10-03 | 1981-10-22 | 感光性シリコ−ン樹脂組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5869217A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS61279852A (ja) * | 1985-06-05 | 1986-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | 感光性耐熱材料 |
EP1350814A4 (en) | 2000-12-11 | 2007-09-19 | Jsr Corp | RADIATION SENSITIVE COMPOSITION, VARIABLE REFRACTION INDEX AND METHOD OF ALTERING REFRACTIVE INDEX |
JP2003043682A (ja) | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Jsr Corp | 感放射線性誘電率変化性組成物、誘電率変化法 |
JP2003185820A (ja) | 2001-12-21 | 2003-07-03 | Jsr Corp | 感放射線性屈折率変化性組成物および屈折率変化法 |
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-
1981
- 1981-10-22 JP JP56169178A patent/JPS5869217A/ja active Granted
Patent Citations (12)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5869217A (ja) | 1983-04-25 |
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