JPH11236449A - 含フッ素ポリベンゾオキサゾール−ポリイミドの製造方法、及び半導体多層配線用層間絶縁膜 - Google Patents

含フッ素ポリベンゾオキサゾール−ポリイミドの製造方法、及び半導体多層配線用層間絶縁膜

Info

Publication number
JPH11236449A
JPH11236449A JP4029098A JP4029098A JPH11236449A JP H11236449 A JPH11236449 A JP H11236449A JP 4029098 A JP4029098 A JP 4029098A JP 4029098 A JP4029098 A JP 4029098A JP H11236449 A JPH11236449 A JP H11236449A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
embedded image
formula
compound
bis
represented
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP4029098A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Watanabe
毅 渡邊
Hidenori Saito
英紀 斎藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP4029098A priority Critical patent/JPH11236449A/ja
Publication of JPH11236449A publication Critical patent/JPH11236449A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性、機械的強度、吸水率と共に、電気特
性に優れた半導体の多層配線用層間絶縁膜を提供するこ
とのできる、含フッ素ポリベンゾオキサゾール−ポリイ
ミドを合成する。 【解決手段】 ビス(アミノフェノール)化合物と、一
般式(1)で示されるジカルボン酸ジエステルとの反応
によって、一般式(2)で示されるアミン末端のポリヒ
ドロキシアミドを合成し、これにビス(アミノフェノー
ル)化合物に対して0.05〜0.5モル量のテトラカル
ボン酸二無水物を反応させて、ポリヒドロキシアミド−
ポリアミド酸を生成させた後、該ポリヒドロキシアミド
−ポリアミド酸を脱水閉環反応させる。なお、式中、R
は1価の有機基で、pは1〜100の整数である。 【化1】 【化3】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体の多層配線
用層間絶縁膜の素材として優れた特性を有する、含フッ
素ポリベンゾオキサゾール−ポリイミドの製造方法、お
よび、それを用いた多層配線用層間絶縁膜に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】化学気相成長法などで形成した二酸化シ
リコンを用いた無機絶縁膜と比べて、高い平坦性を有す
る有機絶縁膜が、多層配線構造を有する半導体素子の、
配線間の層間絶縁膜として盛んに研究されている。優れ
た耐熱性と電気特性を有する、ポリベンゾオキサゾール
樹脂もその一つである。
【0003】ポリベンゾオキサゾール樹脂は一般に、ビ
ス(アミノフェノール)化合物と、ジカルボン酸ジハラ
イドあるいはジカルボン酸ジエステルの反応により得ら
れる、ポリヒドロキシアミドを脱水閉環反応させて得ら
れる。得られるポリマーの分子量は、ビス(アミノフェ
ノール)化合物と、ジカルボン酸ジハライドあるいはジ
カルボン酸ジエステルの、仕込み比で制御されるのが一
般的であるが、反応性の低い反応成分を用いた場合、そ
れでは高分子量のポリマーが得られない。
【0004】例えば、一般式(7)で示される酸成分と
1−ヒドロキシベンゾトリアゾールを、適当な条件で反
応させることにより活性エステルを合成し、それとビス
(アミノフェノール)化合物を、有機溶媒中で適当な温
度、好ましくは50〜100℃の条件で反応させること
により、含フッ素ポリヒドロキシアミドを合成できる。
活性エステルを合成する方法の他に、酸クロライドを経
由する方法も考えられるが、電子材料向けの用途では、
不良の原因となる塩素イオン不純物が取り除きにくいと
いう問題点があり、活性エステルを経由する方法が好ま
しい。
【0005】
【化10】 式中、Ar1は、下記9種類の含フッ素基の中から選ばれ
た1つである。
【0006】
【化2】
【0007】しかし上記の方法では、高分子量のポリマ
ーは得られない。高分子量のポリマーが得られなけれ
ば、引張り強度、曲げ強度、衝撃強さなどの機械特性が
悪くなり、本来ポリベンゾオキサゾール樹脂が有する優
れた耐熱性や電気特性が活かされないという問題があっ
た。また、特開平3−200838号公報では、良好な
熱安定性とフィルム形成性を有する、ポリベンゾオキサ
ゾール−ポリイミド交互共重合体が開示されている。し
かしながら、ポリベンゾオキサゾールと比べると、カル
ボニル基の割合が多く、吸水率が大きくなってしまう。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の有機
絶縁膜用樹脂のこのような問題点を解決し、耐熱性、機
械的強度、吸水率と共に、電気特性に優れた半導体の多
層配線用層間絶縁膜を提供することを目的としたもので
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来反応
性が低く、高分子量のポリマーが得れらなかった、ポリ
ベンゾオキサゾールを高分子量化し、かつ優れた性質を
維持するようなポリマーの開発に鋭意努力した結果、そ
の合成方法を見い出し本発明を完成するに至ったもので
ある。
【0010】即ち本発明は、ビス(アミノフェノール)
化合物と、一般式(1)で示されるジカルボン酸ジエス
テルとの反応によって、一般式(2)で示されるアミン
末端のポリヒドロキシアミドを合成し、これにビス(ア
ミノフェノール)化合物に対して0.05〜0.5モル量
のテトラカルボン酸二無水物を反応させて、ポリヒドロ
キシアミド−ポリアミド酸を生成させた後、該ポリヒド
ロキシアミド−ポリアミド酸を脱水閉環反応させること
を特徴とする、一般式(3)で示される含フッ素ポリベ
ンゾオキサゾール−ポリイミドの製造方法である。
【0011】
【化1】 式中、Rは1価の有機基で、Ar1は、下記9種類の含フ
ッ素基の中から選ばれた1つである。
【0012】
【化2】
【0013】
【化3】 式中、pは1〜100の整数で、Ar1は一般式(1)に
おけるAr1と同じであり、Ar2は、下記の化学式で示さ
れる含フッ素基である。
【0014】
【化4】
【0015】
【化5】 式中、0.05≦n≦0.5,m+n=1で、Ar1および
Ar2は、それぞれ一般式(1)および一般式(2)にお
けるAr1、Ar2と同じであり、Ar3は、下記2種類の芳
香族基の中の1つである。
【0016】
【化6】
【0017】またさらには、前記の方法により製造され
た、含フッ素ポリベンゾオキサゾールからなることを特
徴とする、半導体の多層配線用層間絶縁膜である。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明において、一般式(3)で
表される含フッ素ポリベンゾオキサゾール−ポリイミド
樹脂は、ビス(アミノフェノール)化合物と、一般式
(1)で示されるジカルボン酸ジエステルとの反応によ
って得られる、一般式(2)で示されるアミン末端のポ
リヒドロキシアミドに、テトラカルボン酸二無水物をビ
ス(アミノフェノール)化合物に対して0.05〜0.5
モル量反応させてポリヒドロキシアミド−ポリアミド酸
を生成させた後、これを脱水閉環反応させることにより
製造される。
【0019】本発明において使用されるビス(アミノフ
ェノール)化合物の例としては、3,3'−ジアミノ−
4,4'−ジヒドロキシビフェニル、ビス(3−アミノ−
4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3−アミノ
−4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3−ア
ミノ−4−ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス(3−ア
ミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,2−ビ
ス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパンな
どが挙げられるが、中でも化学式(4)で示される、
2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)
ヘキサフルオロプロパンが、特に好ましい。
【0020】
【化7】
【0021】また、一般式(1)で示されるジカルボン
酸ジエステルとしては、2−フルオロイソフタル酸、4
−フルオロイソフタル酸、5−フルオロイソフタル酸、
2−フルオロテレフタル酸などのジエステルを初め、相
当する公知の化合物すべてが使用できるが、2,4,5,
6−テトラフルオロイソフタル酸、2,3,5,6−テト
ラフルオロテレフタル酸、および、化学式(8)、
(9)、および(10)で示されるジカルボン酸から得
られる、ジカルボン酸ジエステルが好適に使用できる。
【0022】
【化11】
【0023】
【化12】
【0024】
【化13】
【0025】本発明では、ビス(アミノフェノール)化
合物とジカルボン酸ジエステルとの反応によって得られ
たアミン末端のポリヒドロキシアミドに、特定のテトラ
カルボン酸二無水物を適量添加し反応させることによ
り、高分子量のポリヒドロキシアミド−ポリアミド酸を
得ることに成功した。それをさらに脱水閉環させること
により、ポリベンゾオキサゾール−ポリイミド樹脂を製
造するが、この方法を用いると高分子量のポリマーが得
られるだけでなく、少量のテトラカルボン酸の添加で効
果を発揮できるため、耐熱性、吸水性、電気特性などの
物性をほとんど低下させることがない。
【0026】本発明で用いるテトラカルボン酸二無水物
としては、化学式(5)で示されるピロメリット酸二無
水物や、化学式(6)で示される4,4'−ヘキサフルオ
ロイソプロピリデンビスフタル酸二無水物などが挙げら
れる。これ以外のテトラカルボン酸二無水物も用いるこ
とができるが、電気特性、耐熱性などの物性を考慮した
場合、前記のものがふさわしい。
【0027】
【化8】
【0028】
【化9】
【0029】
【実施例】以下、具体例を挙げて本発明をより詳細に説
明するが、本発明はこれによって何ら限定されるもので
はない。
【0030】(実施例1)5−フルオロイソフタル酸
1.84gと、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(以
下、HBTと略記する)2.70gを、N−メチル−2
−ピロリドン(以下、NMPと略記する)56.6gに
溶かしながら、ジシクロヘキシルカルボジイミド(以
下、DCCと略記する)溶液(DCC4.12gをNM
P4.7gに溶かしたもの)を0〜5℃で滴下した後、
室温にもどして、窒素雰囲気下で24時間攪拌する。こ
の反応液に2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ
フェニル)ヘキサフルオロプロパン(以下、BisAP
AFと略記する)4.07gを、NMP6.95gに溶か
したものを添加し、75℃で24時間反応させた。さら
に、ピロメリット酸0.44g添加し、窒素雰囲気下7
5℃で攪拌しながら、24時間反応させた。反応液を濾
過することにより、生成したジシクロヘキシルカルボジ
ウレア(以下、DCUと略記する)を取り除き、濾液を
水182ml/イソプロピルアルコール(以下、IPA
と略記する)45.5mlの混合溶媒中に投入し、ポリ
ヒドロキシアミド−ポリアミド酸樹脂の沈殿を得た。乾
燥後、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(以
下、GPCと略記)(ポリスチレン換算)により分子量
を測定したところ、重量平均分子量で2万8千であっ
た。
【0031】このポリヒドロキシアミド−ポリアミド酸
樹脂をNMPに溶かし、濃度30wt%の溶液になるよ
うに調製した。得られた溶液を、スピンナーを用いて回
転数1000rpmでウェハー上に塗布し、オーブンを
用いて120℃で10分、150℃で1時間、さらに2
75〜350℃で3時間乾燥させた。この乾燥処理によ
り、加熱脱水閉環が起こり、褐色透明の強靱なフィルム
が得られた。熱重量分析(空気中、昇温速度10℃/
分)により熱分解開始温度を測定したところ、約425
℃であった。また、フィルムの誘電率は1MHzで2.
8であった。
【0032】(実施例2)実施例1において、ジカルボ
ン酸として5−フルオロイソフタル酸の代わりに、2,
4,5,6−テトラフルオロイソフタル酸2.38gを用
いた他は、実施例1と同様に操作を行ない、ポリヒドロ
キシアミド−ポリアミド酸樹脂を得た。得られたポリマ
ーの分子量(ポリスチレン換算)は、重量平均分子量で
2万4千であった。また、実施例1と同様の方法で、強
靱な黄褐色透明のフィルムを得た。得られたフィルムの
熱分解開始温度は約417℃で、フィルムの誘電率は1
MHzで2.7であった。
【0033】(実施例3)実施例1において、ジカルボ
ン酸として5−フルオロイソフタル酸の代わりに、2,
2―ビス(4―カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプ
ロパン3.92gを用いた他は、実施例1と同様の操作
を行ない、ポリヒドロキシアミド−ポリアミド酸樹脂を
得た。得られたポリマーの分子量(ポリスチレン換算)
は、重量平均分子量で3万3千であった。また、実施例
1と同様の方法で、強靱な褐色透明のフィルムを得た。
得られたフィルムの熱分解開始温度は約411℃で、フ
ィルムの誘電率は1MHzで2.6であった。
【0034】(比較例1)ジカルボン酸として、2,2
―ビス(4―カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロ
パン3.92gとHBT2.70gとを、NMP56.6
gに溶かしながら、DCC溶液(DCC4.12gをN
MP4.7gに溶かしたもの)を、0〜5℃で滴下した
後、室温にもどして、24時間攪拌する。この反応液
に、BisAPAF4.07gをNMP6.95gに溶か
したものを添加し、窒素雰囲気下75℃で24時間反応
させた。反応液を濾過することにより、生成したDCU
を取り除き、濾液を水182ml/IPA45.5ml
の混合溶媒中に投入して、ポリヒドロキシアミド樹脂の
沈殿を得た。乾燥後GPC(ポリスチレン換算)により
分子量を測定したところ、重量平均分子量で7千に過ぎ
なかった。
【0035】このポリヒドロキシアミド樹脂をNMPに
溶かし、濃度30wt%の溶液になるように調製した。
得られた溶液を、スピンナーを用いて回転数1000r
pmでウェハー上に塗布し、オーブンを用いて120℃
で10分、150℃で1時間、275〜350℃で3時
間乾燥させた。この乾燥処理により、一応褐色透明の塗
膜にはなったが、得られたフィルムは非常に脆く、フィ
ルムとしては実用的なものではなかった。参考のため熱
分解開始温度を測定したところ約400℃で、誘電率は
1MHzで2.5であった。
【0036】
【発明の効果】本発明の方法により製造した含フッ素ポ
リベンゾオキサゾール−ポリイミドは、耐熱性、機械的
強度、電気的特性の点で優れ、従来の方法では得られな
かった丈夫なフィルムを提供することがき、また、優れ
た半導体の多層配線用層間絶縁膜を与えるもので、工業
的価値の高いものである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビス(アミノフェノール)化合物と、一
    般式(1)で示されるジカルボン酸ジエステルとの反応
    によって、一般式(2)で示されるアミン末端のポリヒ
    ドロキシアミドを合成し、これにビス(アミノフェノー
    ル)化合物に対して0.05〜0.5モル量のテトラカル
    ボン酸二無水物を反応させて、ポリヒドロキシアミド−
    ポリアミド酸を生成させた後、該ポリヒドロキシアミド
    −ポリアミド酸を脱水閉環反応させることを特徴とす
    る、一般式(3)で示される含フッ素ポリベンゾオキサ
    ゾール−ポリイミドの製造方法。 【化1】 式中、Rは1価の有機基で、Ar1は、下記9種類の含フ
    ッ素基の中から選ばれた1つである。 【化2】 【化3】 式中、pは1〜100の整数で、Ar1は一般式(1)に
    おけるAr1と同じであり、Ar2は、下記の式で示される
    含フッ素基である。 【化4】 【化5】 式中、0.05≦n≦0.5,m+n=1で、Ar1および
    Ar2は、それぞれ一般式(1)および一般式(2)にお
    けるAr1、Ar2と同じであり、Ar3は、下記2種類の芳
    香族基の中の1つである。 【化6】
  2. 【請求項2】 ビス(アミノフェノール)化合物が、化
    学式(4)で示される(2,2−ビス(3−アミノ−4
    −ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンである
    ことを特徴とする、請求項1記載の含フッ素ポリベンゾ
    オキサゾール−ポリイミドの製造方法。 【化7】
  3. 【請求項3】 テトラカルボン酸二無水物が、化学式
    (5)もしくは化学式(6)で示されるテトラカルボン
    酸二無水物であることを特徴とする、請求項1記載の含
    フッ素ポリベンゾオキサゾール−ポリイミドの製造方
    法。 【化8】 【化9】
  4. 【請求項4】 請求項1ないし請求項3に記載された方
    法により製造された、含フッ素ポリベンゾオキサゾール
    −ポリイミドからなることを特徴とする半導体多層配線
    用層間絶縁膜。
JP4029098A 1998-02-23 1998-02-23 含フッ素ポリベンゾオキサゾール−ポリイミドの製造方法、及び半導体多層配線用層間絶縁膜 Withdrawn JPH11236449A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4029098A JPH11236449A (ja) 1998-02-23 1998-02-23 含フッ素ポリベンゾオキサゾール−ポリイミドの製造方法、及び半導体多層配線用層間絶縁膜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4029098A JPH11236449A (ja) 1998-02-23 1998-02-23 含フッ素ポリベンゾオキサゾール−ポリイミドの製造方法、及び半導体多層配線用層間絶縁膜

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11236449A true JPH11236449A (ja) 1999-08-31

Family

ID=12576483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4029098A Withdrawn JPH11236449A (ja) 1998-02-23 1998-02-23 含フッ素ポリベンゾオキサゾール−ポリイミドの製造方法、及び半導体多層配線用層間絶縁膜

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11236449A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001261829A (ja) * 2000-03-17 2001-09-26 Sumitomo Bakelite Co Ltd 有機絶縁膜及びその有機絶縁膜材料の製造方法
CN107849249A (zh) * 2015-06-30 2018-03-27 可隆工业株式会社 聚酰亚胺‑聚苯并噁唑前体溶液、聚酰亚胺‑聚苯并噁唑薄膜及其制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001261829A (ja) * 2000-03-17 2001-09-26 Sumitomo Bakelite Co Ltd 有機絶縁膜及びその有機絶縁膜材料の製造方法
JP4586229B2 (ja) * 2000-03-17 2010-11-24 住友ベークライト株式会社 有機絶縁膜及びその有機絶縁膜材料の製造方法
CN107849249A (zh) * 2015-06-30 2018-03-27 可隆工业株式会社 聚酰亚胺‑聚苯并噁唑前体溶液、聚酰亚胺‑聚苯并噁唑薄膜及其制备方法
JP2018525466A (ja) * 2015-06-30 2018-09-06 コーロン インダストリーズ インク ポリイミド−ポリベンゾオキサゾール前駆体溶液、ポリイミド−ポリベンゾオキサゾールフィルム、及びその製造方法
US11421081B2 (en) 2015-06-30 2022-08-23 Kolon Industries. Inc. Polyimide-polybenzoxazole precursor solution, polyimide-polybenzoxazole film, and preparation method therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2843044B2 (ja) 新規な可溶性ポリイミドシロキサン及びそれらの製造方法
JPH0859832A (ja) 水溶性ポリアミド酸塩とポリイミド前駆体ワニス及びポリイミドとその用途
JPH10316853A (ja) 半導体多層配線用層間絶縁膜樹脂組成物及び該絶縁膜の製造方法
JPH03200838A (ja) 新規ポリアミド‐ポリイミド及びポリベンゾキサゾール‐ポリイミド重合体
US20030045670A1 (en) Space environmentally durable polyimides and copolyimides
Liou et al. Preparation and properties of new soluble aromatic polyimides from 2, 2′‐bis (3, 4‐dicarboxyphenoxy) biphenyl dianhydride and aromatic diamines
Yang et al. Synthesis and properties of new polyimides derived from 1, 5‐bis (4‐aminophenoxy) naphthalene and aromatic tetracarboxylic dianhydrides
JPH05156005A (ja) 芳香族ポリアミド類およびその調製方法
JPH02142830A (ja) 2―(3―アミノフェニル)―2―(4―アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパンから得られたコポリイミド
JP2888920B2 (ja) ジオキシジフタル酸無水物をベースとするポリイミド及びコポリイミド
JPH11181094A (ja) 含フッ素ポリベンゾオキサゾールの製造方法及びその用途
JP3681106B2 (ja) 有機絶縁膜材料および有機絶縁膜
JPH11236450A (ja) 含フッ素ポリベンゾオキサゾール−ポリイミドの製造方法、及び半導体多層配線用層間絶縁膜
JPH11236449A (ja) 含フッ素ポリベンゾオキサゾール−ポリイミドの製造方法、及び半導体多層配線用層間絶縁膜
JPH08291252A (ja) ポリイミド前駆体ワニス及びそれを用いた電子装置
JP3988007B2 (ja) 可溶性ポリイミドおよびその製造方法
Yang et al. Novel perfluorononenyloxy group-containing polyimides
Wu et al. Synthesis and characterization of organosoluble polysiloxaneimides derived from siloxane-containing aliphatic dianhydride and various aromatic diamines
JP2536648B2 (ja) 樹脂溶液組成物
JPH0790179A (ja) 複合成形体およびその製造方法
JP2002206057A (ja) ポリイミド樹脂組成物およびその製造方法
JP2841426B2 (ja) 可溶性ポリイミド樹脂
Liou et al. New organo‐soluble aromatic polyimides based on 3, 3′, 5, 5′‐tetrabromo‐2, 2‐bis [4‐(3, 4‐dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride and aromatic diamines
Liou Synthesis and properties of soluble aromatic polyimides from 2, 2′‐bis (3, 4‐dicarboxyphenoxy)‐1, 1′‐binaphthyl dianhydride and aromatic diamines
JPS5952898B2 (ja) ポリイミド前駆体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20050207

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070524

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20070619

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A761 Written withdrawal of application

Effective date: 20070830

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761