JPH06287303A - 高純度ラダーシリコーンポリマ溶液の製造法及び塗布液 - Google Patents

高純度ラダーシリコーンポリマ溶液の製造法及び塗布液

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JPH06287303A
JPH06287303A JP7263593A JP7263593A JPH06287303A JP H06287303 A JPH06287303 A JP H06287303A JP 7263593 A JP7263593 A JP 7263593A JP 7263593 A JP7263593 A JP 7263593A JP H06287303 A JPH06287303 A JP H06287303A
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JP
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silicone polymer
ladder silicone
purity
solution
ladder
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JP7263593A
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English (en)
Inventor
Yasuo Shimamura
泰夫 島村
Yasuhiro Yamamoto
靖浩 山本
Hiroyuki Morishima
浩之 森嶋
Shunichiro Uchimura
俊一郎 内村
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラダーシリコーンポリマに含まれる金属イオ
ンやハロゲンイオンなどの不純物を低減させ、半導体デ
バイスなどの信頼性を向上させる。 【構成】 ラダーシリコーンポリマ溶液をイオン交換樹
脂に接触させる高純度ラダーシリコーンポリマ溶液の製
造法およびこのポリマを含む塗布液。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高純度ラダーシリコーン
ポリマ溶液の製造法およびこのポリマを用いた半導体デ
バイスなどのパッシベーション膜、配線層間絶縁膜など
に使用できる塗布液に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの製造技術の発展
に伴って、高累積化、高速化及び多機能化による高度の
多層配線技術や封止樹脂の熱ストレスによるパッシベー
ションのクラック防止技術が必要となっている。このよ
うな多層配線やパッシベーションのクラック防止のため
に塗布型の層間絶縁膜やバッファーコート膜を形成させ
る方法が用いられている。層間絶縁膜としてはシロキサ
ンポリマ系、ラダーシリコーンポリマ系、ポリイミド系
などを用い、バッファーコート膜としてラダーシリコー
ンポリマ系、ポリイミド系などが用いられている。これ
らの膜形成にラダーシリコーンポリマ系を適用した場
合、ラダーシリコーンポリマの原料にクロルシランを用
い、重合触媒としてNaOHやKOHなどのアルカリを
添加するなど、製造工程上、金属イオンやハロゲンイオ
ンが混入し易く、半導体デバイスの誤動作や腐食などの
信頼性低下を起こし易い。この問題を解決するため例え
ば、ラダーシリコーンポリマを純水で洗浄したり、貧溶
媒を用いて再沈することにより金属イオンやハロゲンイ
オンを低減する方法がとられている。
【0003】しかし、この方法では多量の純水を必要と
し、製造工程数が多く、また、工程数が多くなることに
より新たなる不純物混入を起こし易くなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の従来
技術の問題点を解決し、ラダーシリコーンポリマ溶液の
精製工程を簡便なものとし、金属イオンやハロゲンイオ
ンなどの不純物を低減した信頼性の高いバッファーコー
ト膜並びに層間絶縁膜を形成することができる高純度ラ
ダーシリコーンポリマ溶液の製造法およびこのポリマを
用いた塗布液を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題に
鑑み、鋭意研究を重ねた結果、ラダーシリコーンポリマ
溶液をイオン交換樹脂と接触させることにより前記目的
を達成できることを見い出し、本発明に到達した。本発
明は、ラダーシリコーンポリマ溶液をイオン交換樹脂に
接触させる高純度ラダーシリコーンポリマ溶液の製造法
およびこのポリマを含有してなる塗布液に関する。
【0006】ラダーシリコーンポリマは既に公知のポリ
マであり例えば、一般式(I)で表されるシリコーン化
合物
【化1】 を有機溶媒に溶解し、加水分解重縮合により一般式(I
I)
【化2】 (Rはアルキル基またはフェニル基を示し、nは1以上
の整数である)で表されるラダーシリコーンポリマとさ
れる。
【0007】一般式(I)で表されるシラン化合物とし
てはトリクロロシラン、メチルトリクロロシラン、エチ
ルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシランなどが
ある。これらシランの化合物は2種以上を併用してもよ
い。
【0008】また加水分解重縮合反応を行うときに用い
られる有機溶媒としては、ブタノール、イソブタノー
ル、2−ブタノール、テトラブタノール、ペンチルアル
コール、2−ペンチルアルコール、3−ペンチルアルコ
ール、イソペンチルアルコール等のアルコール類、酢酸
メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸プロピ
ル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸sec−ブチル
等のエステル類、アセトン、ジエチルケトン、メチルイ
ソブチルケトン等のケトン類、エチレングリコールジエ
チルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテ
ル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、プ
ロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレング
リコールモノフェニルエーテル等のグリコールエーテル
類、ベンゼン、トルエン、キシレン、アニソール等の芳
香族溶媒などが用いられる。
【0009】シラン化合物の加水分解に用いられる水の
量も適宜決められるが、急激に添加すると極端に高分子
量化してゲル状物が生成し易いため徐々に加える必要が
ある。この間、反応液は低温に保持し、激しく撹はんす
る。
【0010】本発明においてはラダーシリコーンポリマ
の反応液にイオン交換樹脂を加え、しばらく撹はんして
高純度ラダーシリコーンポリマ溶液とされる。イオン交
換樹脂を濾過により取り除いて塗布液としてもよい。イ
オン交換樹脂としては特に制限はなく、例えばオルガノ
社製アンバーリスト15とアンバーリストA21とを組
み合わせて用いる。イオン交換樹脂を筒状のカラムに充
填し、ラダーシリコーンポリマを通過させてもよい。ま
た、イオン交換水で反応液を洗い、ロータリーエバポレ
ーター等を用いて溶媒と水を蒸発乾燥し、生成した白色
粉末状固体を所要量の溶媒に再度溶解させ、イオン交換
樹脂による精製を行い高純度ラダーシリコーンポリマを
得て塗布液を調整するという方法を用いてもよい。溶媒
としてはメタノール、エタノール、プロパノール、イソ
プロパノール、ブタノール、イソブタノール、2−ブタ
ノール、テトラブタノール、ペンチルアルコール、2−
ペンチルアルコール、3−ペンチルアルコール、イソペ
ンチルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチル
エチルケトン、ジエチルケトン、メチルプロピルケト
ン、メチルイソブチルケトン、メチルブチルケトン等の
ケトン類、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸イソブチ
ル、蟻酸ブチル、蟻酸ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチ
ル、酢酸イソプロピル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢
酸イソブチル、酢酸sec−ブチル等のエステル類、エ
チレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコー
ルジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエ
ーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリ
コールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ
プロピルエーテル等のグリコールエーテル類、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族溶媒な
どが用いられる。
【0011】
【実施例】以下本発明を実施例により説明するが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。 実施例1 反応液中に存在する水を除くために溶媒として用いるメ
チルイソブチルケトンをCaH2を用いて脱水し、蒸留
した。ついで4つ口フラスコにメチルイソブチルケトン
500g、フェニルトリクロロシラン200gを入れ撹
はんした。これらの作業は乾燥窒素気流下で行った。こ
れにイオン交換水250gを滴下ロートに入れ、3時間
かけて滴下した。この間、液温を0℃以下に保った。さ
らに2時間撹はんした後、分液ロートに入れ、イオン交
換水で洗液のpHが中性を示すまで洗浄した。コンデン
サを設けたフラスコに有機層を入れ、5重量%のKOH
のメチルアルコール溶液8gを加え10時間還流した。
この液を濾過し、ロータリーエバポレーターで溶媒と水
を蒸発させた後、生成した白色粉末を減圧乾燥させた。
このようにして製造したラダーシリコーンポリマの白色
粉末100gに蒸留精製したトルエン900gを加え溶
解させ、さらにオルガノ社製イオン交換樹脂アンバーリ
スト15及びアンバーリストA21を各々100gずつ
加え5時間撹はんした。この溶液を濾過してイオン交換
樹脂を取り除き、原子吸光光度法(島津製作所製 AA
−670G)、ICP法(日立製作所製 5200)並
びに電位差滴定法(平沼産業社製 COMTIE−10
1)によりナトリウム、カリウム、銅、鉄及び塩素含有
量を測定したところ各々0.4、0.2、0.5、0.
5及び0.8ppmであった。
【0012】実施例2 反応液中に存在する水を除くために溶媒として用いるメ
チルイソブチルケトンをCaH2を用いて脱水し、蒸留
した。4つ口フラスコにメチルイソブチルケトン500
g、フェニルトリクロロシラン200gを入れ撹はんし
た。これらの作業は乾燥窒素気流下で行った。これにイ
オン交換水250gを滴下ロートに入れ、3時間かけて
滴下した。この間、液温を0℃以下に保った。さらに2
時間撹はんした後、分液ロートに入れ、イオン交換水で
洗液のpHが中性を示すまで洗浄した。コンデンサを設
けたフラスコに有機層を入れ、5重量%のKOHのメチ
ルアルコール溶液8gを加え10時間還流した。この液
を濾過し、ロータリーエバポレーターで溶媒と水を蒸発
させた後、生成した白色粉末を減圧乾燥させた。このよ
うにして製造したラダーシリコーンポリマの白色粉末1
00gに蒸留精製したトルエン900gを加え溶液を作
成した。オルガノ社製イオン交換樹脂アンバーリスト1
5及びアンバーリストA21を各々100gずつ混合
し、中空円筒状のテフロン製カラムに充填してイオン交
換筒を作成した。上記ラダーシリコーンポリマのトルエ
ン溶液をこのイオン交換筒の中を通過させさらにてイオ
ン交換樹脂を濾過した。この濾液について原子吸光光度
法(島津製作所製 AA−670G)、ICP法(日立
製作所製 5200)並びに電位差滴定法(平沼産業社
製COMTIE−101)によりナトリウム、カリウ
ム、銅、鉄及び塩素含有量を測定したところ各々0.
1、0.1、0.2、0.1及び0.4ppmであっ
た。
【0013】比較例1 実施例2と同様に反応液中に存在する水を除くために溶
媒として用いるメチルイソブチルケトンをCaH2を用
いて脱水し、蒸留した。4つ口フラスコにメチルイソブ
チルケトン500g、フェニルトリクロロシラン200
gを入れ撹はんした。これらの作業は乾燥窒素気流下で
行った。これにイオン交換水250gを滴下ロートに入
れ、3時間かけて滴下した。この間、液温を0℃以下に
保った。さらに2時間撹はんした後、分液ロートに入
れ、イオン交換水で洗液のpHが中性を示すまで洗浄し
た。コンデンサを設けたフラスコに有機層を入れ、5重
量%のKOHのメチルアルコール溶液8gを加え10時
間還流した。この液を濾過し、ロータリーエバポレータ
ーで溶媒と水を蒸発させた後、生成した白色粉末を減圧
乾燥させた。このようにして製造したラダーシリコーン
ポリマの白色粉末100gに蒸留精製したトルエン90
0gを加え溶液を作成し、さらにこれを濾過し原子吸光
光度法(島津製作所製 AA−670G)、ICP法
(日立製作所製5200)並びに電位差滴定法(平沼産
業社製 COMTIE−101)によりナトリウム、カ
リウム、銅、鉄及び塩素含有量を測定したところ各々
1.0、1.5、1.0、1.3及び3.2ppmであ
った。
【0014】
【発明の効果】本発明の製造法により、金属イオン及び
ハロゲンイオン濃度を1ppm以下とできる高純度ラダ
ーシリコーンポリマが得られこれによって、半導体デバ
イスの保護膜や層間絶縁膜として用いた場合、信頼性の
高い絶縁膜を形成することができる新規なラダーシリコ
ーンポリマ被膜形成用塗布液を製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内村 俊一郎 茨城県日立市東町四丁目13番1号 日立化 成工業株式会社山崎工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ラダーシリコーンポリマ溶液をイオン交
    換樹脂に接触させることを特徴とする高純度ラダーシリ
    コーンポリマ溶液の製造法。
  2. 【請求項2】 イオン交換樹脂を筒状のカラムに充填
    し、ラダーシリコーンポリマ溶液を通過させる請求項1
    記載の高純度ラダーシリコーンポリマ溶液の製造法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の製造法で得た高純
    度ラダーシリコーンポリマを含有してなる塗布液。
JP7263593A 1993-03-31 1993-03-31 高純度ラダーシリコーンポリマ溶液の製造法及び塗布液 Pending JPH06287303A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1117102A2 (en) * 2000-01-17 2001-07-18 JSR Corporation Method of manufacturing material for forming insulating film

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1117102A2 (en) * 2000-01-17 2001-07-18 JSR Corporation Method of manufacturing material for forming insulating film
EP1117102A3 (en) * 2000-01-17 2002-05-22 JSR Corporation Method of manufacturing material for forming insulating film

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