JPH11322920A - Highly adhesive polyarylene ether - Google Patents

Highly adhesive polyarylene ether

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JPH11322920A
JPH11322920A JP15389698A JP15389698A JPH11322920A JP H11322920 A JPH11322920 A JP H11322920A JP 15389698 A JP15389698 A JP 15389698A JP 15389698 A JP15389698 A JP 15389698A JP H11322920 A JPH11322920 A JP H11322920A
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JP
Japan
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film
polyarylene ether
polymer
adhesion
weight
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JP15389698A
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Japanese (ja)
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Nobushi Tamura
信史 田村
Kohei Kita
孝平 北
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a polyarylene ether improved in adhesion to an LSI substrate without detriment to dielectric properties, film formability, heat resistance, and low hygroscopicity inherent in a polyarylene ether by (co)polymerizing one or more phenolic monomers. SOLUTION: One or more phenolic monomers are (co)polymerized to obtain a polyarylene ether containing 10-80 wt.%, desirably, 20-60 wt.%, more desirably, 30-50 wt.%, based on the total polymer, component having a molecular weight of 1,000-50,000 (in terms of the polystyrene as determined by gel permeation chromatography) and comprising 50-98 wt.% 2,6-diphenylphenol repeating units of the formula and 2-50 wt.% phenolic comonomer units. A polymer solution obtained by dissolving 2-70 wt.%, desirably, 5-30 wt.% this polyarylene ether in a solvent is applied to a porous support, and the wet film is cured by heating to obtain a polyarylene ether film having a thickness of 0.1-500 μm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線構造を有
する半導体装置に用いられる絶縁被膜に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an insulating film used for a semiconductor device having a multilayer wiring structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来最も一般的に用いられている多層配
線構造の第一の配線導体層と第二の配線導体層の間に存
在する絶縁被膜としては、化学気相成長(CVD)法等
によって形成される二酸化シリコン膜が用いられてい
る。しかし半導体デバイスの高密度化・高集積化にとも
ない配線の微細化・多層化が進み、従来の方法で形成さ
れる多層配線構造では、配線層における信号遅延、クロ
ストーク等が問題となってきている。これは二酸化シリ
コン膜の比誘電率が高いということが一因となる問題点
である。そこで誘電率を低減するためにフッ素をドープ
することも行われているが、熱安定性とのトレードオフ
の関係にあって低誘電率化には限界がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, an insulating film existing between a first wiring conductor layer and a second wiring conductor layer of a multilayer wiring structure most commonly used is a chemical vapor deposition (CVD) method or the like. Is used. However, as semiconductor devices have become denser and more highly integrated, wiring has become finer and more multilayered. In multilayer wiring structures formed by conventional methods, signal delay and crosstalk in wiring layers have become problems. I have. This is a problem due in part to the high relative dielectric constant of the silicon dioxide film. In order to reduce the dielectric constant, doping with fluorine is also performed. However, there is a limit in reducing the dielectric constant due to a trade-off relationship with thermal stability.

【0003】電気、電子部品用材料に用いられる重合体
としては、一般に耐熱性が高いこと、誘電率が低いこ
と、吸水性が小さいこと、他の基材に対する密着性が高
いことなどが要求され、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、ビスマレイミド
系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂等が用いられて
いる。しかし、フェノール樹脂、エポキシ樹脂は耐熱性
が低く、また誘電率も高い。ポリイミド系樹脂は耐熱性
は高いが強い極性を有するために吸水性が大きく、また
誘電率も高いという欠点を有する。フッ素系樹脂は誘電
率及び吸水性はきわめて低いが、他の基材に対する密着
性が低いという欠点を有する。近年、特に配線基板用絶
縁体としてビスマレイミド系樹脂、ポリフェニレンエー
テル系樹脂が報告されており、これらは誘電率が低い
が、耐熱性に劣る。
[0003] Polymers used for electric and electronic parts are generally required to have high heat resistance, low dielectric constant, low water absorption, and high adhesion to other base materials. For example, phenol resins, epoxy resins, polyimide resins, fluorine resins, bismaleimide resins, polyphenylene ether resins, and the like are used. However, phenol resins and epoxy resins have low heat resistance and high dielectric constant. Polyimide-based resins have high heat resistance, but have the disadvantage that they have strong polarities and therefore have high water absorption and high dielectric constant. Fluorine-based resins have extremely low dielectric constant and water absorption, but have the disadvantage of low adhesion to other substrates. In recent years, bismaleimide-based resins and polyphenylene ether-based resins have been reported particularly as insulators for wiring boards. These resins have a low dielectric constant but are inferior in heat resistance.

【0004】ポリフェニレンエーテル系樹脂としてはポ
リ−2,6−ジメチルフェノールが工業化され、エンジ
ニアリングプラスチックとして様々な分野において用い
られており、この樹脂をベースにしたプリント基板材料
などが提案されている。この樹脂は誘電率、吸水性が低
く、電気、電子部品用材料として有用なものであるが、
耐熱性ではポリイミドなどと比較すると十分ではない。
ポリ−2,6−ジメチルフェノールが耐熱性に劣る原因
としては、側鎖のメチル基が加熱により脱離しやすいた
めであると考えられ、そのため、さらに高い耐熱性を有
するポリフェニレンエーテル系樹脂即ちポリアリーレン
エーテル系樹脂としてポリ−2,6−ジフェニルフェノ
ールが研究された。この重合体はガラス転移温度230
℃、融点480℃、熱分解開始温度515℃と優れた耐
熱性を持ち、電気、電子部品用材料として高いポテンシ
ャルを有するものであることが知られている[macr
omolecules 4,5,643(197
1)]。しかし、この重合体は結晶性であり、加熱する
と結晶化が進行する。そのため、例えば、ポリ−2,6
−ジフェニルフェノールを用いて配線基盤の絶縁体層と
して用いる膜を形成すると、膜形成時の加熱またはこの
膜を絶縁体層として用いた配線基盤使用中に生じる熱に
よって膜が剥がれたり、変形したり、膜にひび割れを起
こす等の不利が生じる恐れがある。また、この場合、も
し上記の剥がれや変形、ひび割れのような現象が発生し
ない場合でも、配線基盤使用中に生じる熱により膜が収
縮し、これによって生じる応力により配線が切断される
などの不利が生じる恐れがある。従ってこの重合体を実
用に供するためには非晶化しなくてはならない。
As a polyphenylene ether resin, poly-2,6-dimethylphenol has been industrialized and used as an engineering plastic in various fields, and a printed circuit board material based on this resin has been proposed. This resin has a low dielectric constant and low water absorption, and is useful as a material for electric and electronic components.
Heat resistance is not enough compared to polyimide and the like.
It is considered that the reason why poly-2,6-dimethylphenol is inferior in heat resistance is that a methyl group in a side chain is easily desorbed by heating, and therefore, a polyphenylene ether resin having higher heat resistance, that is, polyarylene. Poly-2,6-diphenylphenol was studied as an ether-based resin. The polymer has a glass transition temperature of 230
It is known that it has excellent heat resistance, such as a melting point of 480 ° C. and a thermal decomposition onset temperature of 515 ° C., and has a high potential as a material for electric and electronic parts [macr
omolecules 4,5,643 (197
1)]. However, this polymer is crystalline, and crystallization proceeds when heated. Therefore, for example, poly-2,6
-When a film used as an insulating layer of a wiring board is formed using diphenylphenol, the film may be peeled off or deformed due to heating during film formation or heat generated during use of a wiring board using this film as an insulating layer. However, disadvantages such as cracking of the film may occur. Also, in this case, even if the above-described phenomena such as peeling, deformation, and cracking do not occur, disadvantages such as the film shrinking due to heat generated during the use of the wiring board and the wiring being cut due to the stress generated thereby. May occur. Therefore, in order to put this polymer to practical use, it must be made amorphous.

【0005】結晶性重合体を非晶化する代表的な方法は
共重合や化学修飾によって構造の規則性を乱すことであ
る。ポリ−2,6−ジフェニルフェノールに関しても
A.S.HayらはJournal of Polym
er Sci, PartA,vol 31,2015
(1993)等で側鎖ベンゼン環に置換基を有する2,
6−ジフェニルフェノールと共重合することによって非
晶化できることを開示している。しかしこれらの共重合
モノマーは合成に数段階を必要とし、工業的に実用化す
ることは困難であり、また多くの共重合モノマーは脂肪
族基やフッ素原子を含有するため、得られる高分子の耐
熱性や他の基材に対する密着性などの要求特性を低下さ
せるものであった。
[0005] A typical method for amorphizing a crystalline polymer is to disrupt the regularity of the structure by copolymerization or chemical modification. As for poly-2,6-diphenylphenol, A.I. S. Hay et al. Are Journal of Polym
er Sci, Part A, vol 31, 2015
(1993) and the like having a substituent on the side chain benzene ring.
It discloses that it can be made amorphous by copolymerizing with 6-diphenylphenol. However, these comonomers require several steps in their synthesis and are difficult to commercialize industrially.Moreover, many comonomers contain an aliphatic group or a fluorine atom, so that The required characteristics such as heat resistance and adhesion to other base materials were reduced.

【0006】多層配線構造を持つ半導体装置を作るとき
には、何回も温度サイクルがかかるのが一般である。絶
縁材料として温度サイクルがかかったときの耐熱性はも
ちろん、他の基材との密着性がきわめて重要になり、密
着性が悪く膜剥がれ等の現象はあってはならない。密着
性を向上させるためには、一般に接着助剤を使うことが
あるが、接着助剤を使うことでプロセスが煩雑になる、
コストが高くなる、接着助剤自信の耐熱性や誘電特性等
に問題が生じることがある。電気、電子部品用材料とし
て開発されたポリアリーレンエーテル系樹脂としては、
例えば特開平9−202823号公報に記載されてい
る。この重合体はフッ素を含まない全芳香族ポリエーテ
ルであり、高耐熱性、低誘電率、低吸水性を合わせ持つ
素材であるが、LSI用基板との接着性については付着
促進剤も使用できると記述されているのみで全く言及さ
れていない。
[0006] When fabricating a semiconductor device having a multi-layer wiring structure, it is general that temperature cycles are required many times. In addition to heat resistance when subjected to temperature cycling as an insulating material, adhesion to other base materials is extremely important, and adhesion is poor, and phenomena such as film peeling must not occur. In order to improve adhesion, an adhesive aid is generally used, but the use of an adhesive aid makes the process complicated.
In some cases, the cost is increased, and problems may occur in the heat resistance and dielectric properties of the bonding aid itself. Polyarylene ether resins developed as materials for electrical and electronic components
For example, it is described in JP-A-9-202823. This polymer is a wholly aromatic polyether containing no fluorine, and is a material having both high heat resistance, low dielectric constant, and low water absorption, but an adhesion promoter can also be used for adhesion to an LSI substrate. It is not mentioned at all.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
のような要求即ち、耐熱性、非晶性を有しかつ高密着性
を示す絶縁被膜を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an insulating film having the above-mentioned requirements, that is, having heat resistance, non-crystallinity and high adhesion.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリアリ
ーレンエーテルの誘電特性、薄膜形成性、耐熱性、低吸
水性を損なうことなくLSI用基板と高密着性を示す条
件を鋭意検討した結果、ポリアリーレンエーテルの分子
量成分を制御することでこの目的を達成できることを見
出し、本発明を完成するにいたった。
Means for Solving the Problems The present inventors diligently studied the conditions under which polyarylene ether exhibits high adhesion to an LSI substrate without impairing the dielectric properties, thin film forming properties, heat resistance and low water absorption. As a result, they have found that this object can be achieved by controlling the molecular weight component of the polyarylene ether, and have completed the present invention.

【0009】すなわち、本発明は、(1) 1000以
上50000以下の分子量の成分を全重合体中10重量
%以上80重量%以下含むことを特徴とするポリアレー
ンエーテル、(2) ポリアリーレンエーテルが複数の
下記芳香族共重合体鎖からなる芳香族共重合体であるこ
とを特徴とする請求項1記載のポリアリーレンエーテル 芳香族共重合体鎖は下記式(1):
That is, the present invention provides (1) a polyarene ether comprising a component having a molecular weight of 1,000 to 50,000 in a total polymer of 10 to 80% by weight, and (2) a polyarylene ether. 2. The polyarylene ether aromatic copolymer chain according to claim 1, wherein the aromatic copolymer chain comprises a plurality of the following aromatic copolymer chains.

【化2】 で表される(A)2,6−ジフェニルフェノール繰り返
し単位、及び(B)該2,6−ジフェニルフェノール単
位の繰り返し中に挿入されたフェノール性コモノマー単
位を包含する、(3) 請求項1、2のいずれかに記載
のポリアリーレンエーテルから形成される0.1〜50
0μmの膜厚を有することを特徴とする高分子膜、を提
供するものである。
Embedded image And (B) a phenolic comonomer unit inserted in a repetition of the 2,6-diphenylphenol unit represented by the following formula (3): 2 to 0.1 to 50 formed from the polyarylene ether according to any one of
A polymer film having a thickness of 0 μm.

【0010】以下、本発明を詳細に説明する。本発明
は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)におけるポ
リスチレン換算分子量が1000以上50000以下の
成分を全重合体中に10重量%以上80重量%以下、好
ましくは20重量%以上60重量%以下、さらに好まし
くは30重量%以上50重量%以下含むポリアリーレン
エーテルである。1000以上50000以下の分子量
の成分を10〜80重量%含むポリアリーレンエーテル
は、含まないポリアリーレンエーテルと比べ、LSI用
Siウェハーとの密着性が飛躍的に改善される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present invention, a component having a molecular weight in terms of polystyrene of not less than 1000 and not more than 50,000 in gel permeation chromatography (GPC) is preferably not less than 10% by weight and not more than 80% by weight, more preferably not less than 20% by weight and not more than 60% by weight in the whole polymer. Is a polyarylene ether containing not less than 30% by weight and not more than 50% by weight. The polyarylene ether containing 10 to 80% by weight of a component having a molecular weight of 1,000 or more and 50,000 or less has a remarkable improvement in adhesion to a Si wafer for LSI as compared with a polyarylene ether not containing it.

【0011】1000以上50000以下の分子量の成
分が10重量%より少ないとLSI用Siウェハーとの
密着性が著しく低下する。一方1000以上50000
以下の分子量の成分を80重量%を超えて含むポリアリ
ーレンエーテルのLSI用Siウェハーとの密着性はさ
らに良好であるが、重合体の機械的強度が低下すること
がある。1000より小さい分子量の成分は密着性改善
には有効であるが、機械的強度、耐熱性等の面で低下原
因となる場合がある。一方、50000より大きい分子
量の成分は密着性改善にはあまり効果的でない。
If the component having a molecular weight of 1,000 or more and 50,000 or less is less than 10% by weight, the adhesion to the Si wafer for LSI is remarkably reduced. 1000 or more and 50,000
Adhesion of a polyarylene ether containing a component having the following molecular weight in excess of 80% by weight to a Si wafer for LSI is better, but the mechanical strength of the polymer may be reduced. A component having a molecular weight of less than 1000 is effective for improving the adhesion, but may cause a decrease in mechanical strength, heat resistance and the like. On the other hand, components having a molecular weight of more than 50,000 are not very effective in improving adhesion.

【0012】1000以上50000以下の分子量の成
分を10〜80重量%含むポリアリーレンエーテルを得
るには、ポリアリーレンエーテルの重合反応において、
GPCで分子量を追跡しながら、反応時間をコントロー
ルすれば良く、また各種分子量成分を予め単離しておい
て、それらを適宜混ぜ合わせることにより容易に得るこ
とができる。全ポリアリーレンエーテルの分子量は通常
1000から3000000である。成形性等より好ま
しくは1000から200000である。
In order to obtain a polyarylene ether containing 10 to 80% by weight of a component having a molecular weight of 1,000 to 50,000, a polymerization reaction of the polyarylene ether is carried out.
The reaction time may be controlled while tracking the molecular weight by GPC, and various molecular weight components may be isolated in advance and easily obtained by appropriately mixing them. The molecular weight of all polyarylene ethers is usually from 1,000 to 3,000,000. More preferably, it is from 1,000 to 200,000.

【0013】LSI用Siウェハーと絶縁被膜の接着性
を向上させるためには一般的に接着助剤が用いられる。
本発明の該ポリアレーンエーテルにも状況に応じて使用
することが可能である。接着助剤としては例えばトリメ
チルクロロシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシ
ラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス(β−
メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシ
クロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノ
プロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチ
ル)−β−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、ヘ
キサメチルジシラザン等を挙げることができる。
In order to improve the adhesion between the Si wafer for LSI and the insulating film, an adhesion aid is generally used.
The polyarene ether of the present invention can also be used depending on the situation. Examples of the adhesion aid include trimethylchlorosilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and vinyltris (β-
(Methoxyethoxy) silane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- Examples thereof include (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -β-aminopropylmethyldimethoxysilane, and hexamethyldisilazane.

【0014】本発明において用いられるポリアリーレン
エーテルは、単一のあるいは複数のフェノール性モノマ
ーから得られる重合体である。フェノール性モノマーと
しては、例えば2−フェニルフェノール、3−フェニル
フェノール、4−フェニルフェノール、2,6−ジフェ
ニルフェノール、2,3−ジフェニルフェノール、2,
4−ジフェニルフェノール、フェノール、α−ナフトー
ル、β−ナフトール等が挙げられる。これらは単独で重
合しても構わないし、必要に応じて組み合わせて重合し
ても構わない。また本発明の主旨を損なわない範囲内で
少量の脂肪族基を含有するフェノール、例えば2,6−
ジメチルフェノールやo−クレゾール等を共重合するこ
とは差し支えない。共重合系のポリアリーレンエーテル
は、特開平9−202823号公報やWO97/015
94に記載されている。
The polyarylene ether used in the present invention is a polymer obtained from one or more phenolic monomers. Examples of the phenolic monomer include 2-phenylphenol, 3-phenylphenol, 4-phenylphenol, 2,6-diphenylphenol, 2,3-diphenylphenol,
4-diphenylphenol, phenol, α-naphthol, β-naphthol and the like. These may be polymerized alone or, if necessary, in combination. Also, a phenol containing a small amount of an aliphatic group, for example, 2,6-, within a range not to impair the gist of the present invention.
Copolymerization of dimethylphenol, o-cresol, or the like may be used. Copolymerized polyarylene ethers are disclosed in JP-A-9-202823 and WO97 / 015.
94.

【0015】さらに各種ポリアリーレンエーテルを混合
して用いることもできる。ポリアリーレンエーテルが複
数の下記芳香族共重合体鎖からなる芳香族共重合体であ
れば、低誘電率、耐熱性に加え、重合時の分子量のコン
トロールが容易、工業的に安価に製造できる、精製が容
易で半導体用途で非常に重要なNa等の含有不純物量が
少ない等の面で優れているので好ましい。各芳香族共重
合体鎖は(A)上記式(1)で表される2,6−ジフェ
ニルフェノール繰り返し単位、及び(B)該2,6−ジ
フェニルフェノール単位の繰り返し中に挿入されたフェ
ノール性コモノマー単位を包含する芳香族共重合体であ
る。
Further, various kinds of polyarylene ethers can be used as a mixture. If the polyarylene ether is an aromatic copolymer comprising a plurality of the following aromatic copolymer chains, in addition to low dielectric constant, heat resistance, it is easy to control the molecular weight at the time of polymerization, and can be industrially manufactured at low cost. It is preferable because it is excellent in that it is easy to purify and contains a small amount of impurities such as Na which is very important for semiconductor use. Each aromatic copolymer chain is composed of (A) a 2,6-diphenylphenol repeating unit represented by the above formula (1), and (B) a phenolic compound inserted into the 2,6-diphenylphenol repeating unit. An aromatic copolymer containing comonomer units.

【0016】本発明において、該フェノール性コモノマ
ー単位(B)は(i)炭素数6〜18の1価の芳香族基
及びハロゲン原子よりなる群より選ばれる置換基1個を
有する一置換フェノールに由来するコモノマー単位、
(ii)α−ナフトールに由来するコモノマー単位、
(iii)β−ナフトールに由来するコモノマー単位及
び(iv)炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜1
0のアルコキシル基、炭素数2〜10のアルケニル基及
び炭素数2〜10のアルキニル基よりなる群より選ばれ
る少なくとも1個の脂肪族基で置換されたフェノールに
由来するコモノマー単位よりなる群から選ばれる少なく
とも1種のフェノール性コモノマー単位である。
In the present invention, the phenolic comonomer unit (B) is (i) a monosubstituted phenol having one substituent selected from the group consisting of a monovalent aromatic group having 6 to 18 carbon atoms and a halogen atom. A derived comonomer unit,
(Ii) a comonomer unit derived from α-naphthol,
(Iii) a comonomer unit derived from β-naphthol; and (iv) an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, 1 to 1 carbon atoms.
0 selected from the group consisting of comonomer units derived from phenol substituted with at least one aliphatic group selected from the group consisting of an alkoxyl group having 0, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms. At least one phenolic comonomer unit.

【0017】上記のコモノマー単位(i)として用いる
ことのできる一置換フェノールの具体例としては、2−
フェニルフェノール、3−フェニルフェノール、4−フ
ェニルフェノール、ナフチルフェノール、ビフェニルフ
ェノール、フルオロフェノール及びクロロフェノール等
が挙げられる。本発明において特に好ましいコモノマー
単位(i)は2−フェニルフェノールに由来するコモノ
マー単位である。
Specific examples of the monosubstituted phenol that can be used as the above comonomer unit (i) include 2-
Examples include phenylphenol, 3-phenylphenol, 4-phenylphenol, naphthylphenol, biphenylphenol, fluorophenol and chlorophenol. Particularly preferred comonomer units (i) in the present invention are those derived from 2-phenylphenol.

【0018】上記のコモノマー単位(iv)として用い
ることのできる少なくとも1個の脂肪族基で置換された
フェノールの例としては、2,6−ジメチルフェノール
及びクレゾール等が挙げられる。本発明の芳香族共重合
体は必ずしもコモノマー単位(iv)を含む必要はな
く、本発明の共重合体が特に高い耐熱性を有することを
要求される場合にはコモノマー単位(iv)を含まない
ことが好ましい。本発明の芳香族共重合体がコモノマー
単位(iv)を含む際には、その量は上記該フェノール
性コモノマー単位(B)の量に対して20重量%以下で
ある必要があり、好ましくは10重量%以下である。コ
モノマー単位(iv)の量が20重量%を超すと、芳香
族共重合体の熱分解温度が低下するという不利が生じ
る。本発明においては、該フェノール性コモノマー単位
(B)がいずれも2−フェニルフェノールに由来するコ
モノマー単位であることが好ましい。
Examples of the phenol substituted with at least one aliphatic group which can be used as the above comonomer unit (iv) include 2,6-dimethylphenol and cresol. The aromatic copolymer of the present invention does not necessarily contain the comonomer unit (iv), and does not contain the comonomer unit (iv) when the copolymer of the present invention is required to have particularly high heat resistance. Is preferred. When the aromatic copolymer of the present invention contains a comonomer unit (iv), its amount must be 20% by weight or less, preferably 10% by weight, based on the amount of the phenolic comonomer unit (B). % By weight or less. When the amount of the comonomer unit (iv) exceeds 20% by weight, there is a disadvantage that the thermal decomposition temperature of the aromatic copolymer decreases. In the present invention, each of the phenolic comonomer units (B) is preferably a comonomer unit derived from 2-phenylphenol.

【0019】本発明の2,6−ジフェニルフェノール共
重合体において、該2,6−ジフェニルフェノール繰り
返し単位(A)の量が該2,6−ジフェニルフェノール
共重合体の重量に対して50〜98重量%であり、該フ
ェノール性コモノマー単位(B)の量が該2,6−ジフ
ェニルフェノール共重合体の重量に対して2〜50重量
%である。[但し、上記したように、該コモノマー単位
(iv)の量は該フェノール性コモノマー単位(B)の
重量に対して20重量%以下である。]上記の2,6−
ジフェニルフェノール繰り返し単位(A)の含有量は、
好ましくは60〜95重量%であり、さらに好ましくは
70〜90重量%である。2,6−ジフェニルフェノー
ル繰り返し単位(A)の含有量が50重量%より小さい
と耐熱性が十分でなく、また98重量%より大きいと十
分に非晶性とならない。
In the 2,6-diphenylphenol copolymer of the present invention, the amount of the 2,6-diphenylphenol repeating unit (A) is from 50 to 98 based on the weight of the 2,6-diphenylphenol copolymer. %, And the amount of the phenolic comonomer unit (B) is 2 to 50% by weight based on the weight of the 2,6-diphenylphenol copolymer. [However, as described above, the amount of the comonomer unit (iv) is 20% by weight or less based on the weight of the phenolic comonomer unit (B). The above 2,6-
The content of the diphenylphenol repeating unit (A) is
Preferably it is 60 to 95% by weight, more preferably 70 to 90% by weight. When the content of the 2,6-diphenylphenol repeating unit (A) is less than 50% by weight, heat resistance is not sufficient, and when it is more than 98% by weight, it does not become sufficiently amorphous.

【0020】本発明のポリアリーレンエーテルは通常の
重合体の成形に用いられる種々の成形方法で成形するこ
とができる。射出成形、押し出し成形などで構造部品、
フィルム等に成形することもできるが、適当な溶媒に本
発明のポリアリーレンエーテルを溶解して高分子溶液と
した後流延法、キャスト法、スピンコート法などの公知
の方法で膜状に成形することにより電気、電子部品用の
絶縁膜等として有利に用いることができる膜厚0.1〜
500μmのポリアリーレンエーテル膜を得ることがで
きる。またガラスクロス、不織布などの適当な多孔質支
持体に上記高分子溶液を含浸してプレプリグとした後、
加熱硬化して板状にしたものを配線基板用の基板として
用いることもできる。
The polyarylene ether of the present invention can be molded by various molding methods used for molding ordinary polymers. Structural parts by injection molding, extrusion molding, etc.
Although it can be formed into a film or the like, the polyarylene ether of the present invention is dissolved in an appropriate solvent to form a polymer solution, and then formed into a film by a known method such as a casting method, a casting method, or a spin coating method. By doing so, the film thickness can be advantageously used as an insulating film or the like for electric or electronic parts.
A 500 μm polyarylene ether film can be obtained. Also, a glass cloth, a suitable porous support such as a nonwoven fabric is impregnated with the polymer solution to form a prepreg,
A plate formed by heating and curing can also be used as a substrate for a wiring board.

【0021】上記の本発明のポリアリーレンエーテルの
溶液について以下に説明する。溶媒は本発明のポリアリ
ーレンエーテルを溶解するものなら特に限定するもので
はないが、トルエン、キシレン、メシチレン、デュレ
ン、テトラリンなどの芳香族炭化水素系;クロロホル
ム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタ
ン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベ
ンゼンなどのハロゲン化炭化水素系;シクロヘキサノ
ン、シクロペンタノン、アセトフェノンなどのケトン
系;乳酸エチルなどのエステル系;テトラヒドロフラ
ン、ジオキサン、アニソールなどのエーテル系;N−メ
チルピロリドン;テトラメチルウレア;プロピレングリ
コール−1−モノメチルエーテル−2−アセテート;1
−メトキシ−2−プロパノールなどを挙げることができ
る。これらのうち、作業性、安全性、経済性、成膜性な
どを考慮して好ましいものとしてはトルエン、キシレ
ン、メシチレン、シクロヘキサノン、シクロペンタノ
ン、アニソール、N−メチルピロリドン、乳酸エチル、
プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−
アセテートが挙げられる。これらの溶媒は単独で用いて
もよいが、成膜性、基板への濡れ性、作業性などを改良
するために数種類の溶媒を混合して用いることもでき
る。
The solution of the polyarylene ether of the present invention will be described below. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the polyarylene ether of the present invention, but includes aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, mesitylene, durene, and tetralin; chloroform, dichloromethane, dichloroethane, trichloroethane, tetrachloroethane, and chlorobenzene. , Dichlorobenzene, etc .; ketones, such as cyclohexanone, cyclopentanone, acetophenone; esters, such as ethyl lactate; ethers, such as tetrahydrofuran, dioxane, anisole; N-methylpyrrolidone; tetramethylurea; Glycol-1-monomethyl ether-2-acetate; 1
-Methoxy-2-propanol. Among them, preferred in consideration of workability, safety, economy, film forming property, and the like are toluene, xylene, mesitylene, cyclohexanone, cyclopentanone, anisole, N-methylpyrrolidone, ethyl lactate,
Propylene glycol-1-monomethyl ether-2-
Acetate. These solvents may be used alone, but several kinds of solvents may be mixed and used in order to improve film forming property, wettability to a substrate, workability, and the like.

【0022】適当なポリアリーレンエーテル溶液の濃度
は使用目的や重合体の分子量などによって異なるが、2
〜70重量%、好ましくは5〜30重量%の範囲が用い
られる。得られた高分子溶液を前述したような方法で膜
状にした後、溶媒を蒸発させることにより、高分子膜が
得られる。この高分子膜はこのままでも耐熱性、耐水
性、密着性に優れるだけでなく、誘電率、誘電損失等が
低く、絶縁破壊電圧がたかい等優れた電気特性を有する
ため、多くの用途に用いることができるが、架橋処理に
付することによって耐熱性、耐溶剤性、密着性などがさ
らに向上し、いっそう優れた特性を有する高分子膜を得
ることができる。架橋は加熱処理、光照射、電子線照射
などの公知の方法で行うことができる。電気、電子機器
の製造プロセスは多くの場合加熱処理工程を含むので本
願発明の高分子膜を用いて電気、電子機器を製造する際
に加熱処理によって、ポリアリーレン膜を架橋させるこ
とが最も簡便で好ましい。加熱による架橋は本発明のポ
リアリーレン膜を適当な温度で加熱するだけでも進行す
るが、上記ポリアリーレン溶液にラジカル発生剤を添加
して得た溶液を用いることにより、効果的に架橋密度の
高い架橋ポリアリーレンエーテル膜を得ることができ
る。
The appropriate concentration of the polyarylene ether solution varies depending on the purpose of use, the molecular weight of the polymer, and the like.
A range of -70% by weight, preferably 5-30% by weight is used. After the obtained polymer solution is formed into a film by the method described above, the solvent is evaporated to obtain a polymer film. This polymer film is not only excellent in heat resistance, water resistance and adhesiveness as it is, but also has excellent electrical properties such as low dielectric constant and dielectric loss and high dielectric breakdown voltage. However, heat treatment, solvent resistance, adhesion and the like are further improved by subjecting to a crosslinking treatment, and a polymer film having more excellent properties can be obtained. Crosslinking can be performed by a known method such as heat treatment, light irradiation, or electron beam irradiation. Since the manufacturing process of electric and electronic devices often includes a heat treatment step, it is the simplest to crosslink a polyarylene film by heat treatment when manufacturing an electric or electronic device using the polymer film of the present invention. preferable. Crosslinking by heating proceeds only by heating the polyarylene film of the present invention at an appropriate temperature, but by using a solution obtained by adding a radical generator to the polyarylene solution, the crosslinking density is effectively increased. A crosslinked polyarylene ether film can be obtained.

【0023】本発明におけるラジカル発生剤としては一
般にラジカル発生剤として知られているものを用いるこ
とができる。例えば過酸化物としてベンゾイルペルオキ
シド、ジクミルペルオキシド、t−ブチルペルオキシイ
ソブチレート、ジ−t−ブチルペルオキシ−2−メチル
シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルペルオキ
シ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−
ビス(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、2,2
−ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキシシクロヘキ
シル)プロパン、1,1−ビス(t−ブチルペルオキ
シ)シクロドデカン、t−ヘキシルペルオキシイソプロ
ピルモノカーボネート、t−ブチルペルオキシマレイン
酸、t−ブチルペルオキシ−3,5,5−トリメチルヘ
キサノエート、t−ブチルペルオキシラウレート、2,
5−ジメチル−2,5−ジ(m−トルイルペルオキシ)
ヘキサン、t−ブチルペルオキシイソプロピルモノカー
ボネート、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキシル
モノカーボネート、t−ヘキシルペルオキシベンゾエー
ト、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルペルオ
キシ)ヘキサン、t−ブチルペルオキシアセテート、
2,2−ビス(t−ブチルペルオキシ)ブタン、t−ブ
チルペルオキシベンゾエート、n−ブチル−4,4−ビ
ス(t−ブチルペルオキソ)バレレート、ジ−t−ブチ
ルペルオキシイソフタレート、α,α’−ビス(t−ブ
チルペルオキシ)ジイソプロピルベンゼン、2,5−ジ
メチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサ
ン、t−ブチルペルオキシド、p−メンタンヒドロペル
オキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチル
ペルオキシ)−3−ヘキシン、ジイソプロピルベンゼン
ヒドロペルオキシド、t−ブチルトリメチルシリルペル
オキシド、1,1,3,3−テトラメチルブチルヒドロ
ペルオキシド、クミルヒドロペルオキシド、t−ヘキシ
ルヒドロペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシ
ド、t−ブチルクミルペルオキシド、p−サイメンヒド
ロペルオキシド、ジアセチルペルオキシド、ジイソブチ
リルペルオキシド、ジオクタノイルペルオキシド、ジデ
カノイルペルオキシド、ジラウロイルペルオキシド、m
−トルイルペルオキシド、t−ブチルペルオキシラウレ
ート、1,3−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピ
ル)ベンゼンが挙げられる。
As the radical generator in the present invention, those generally known as a radical generator can be used. For example, peroxides such as benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, t-butylperoxyisobutyrate, di-t-butylperoxy-2-methylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) 3,3,5-trimethyl Cyclohexane, 1,1-
Bis (t-butylperoxy) cyclohexane, 2,2
-Bis (4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl) propane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclododecane, t-hexylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxymaleic acid, t-butylperoxy -3,5,5-trimethylhexanoate, t-butylperoxylaurate, 2,
5-dimethyl-2,5-di (m-toluylperoxy)
Hexane, t-butylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate, t-hexylperoxybenzoate, 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, t-butylperoxyacetate,
2,2-bis (t-butylperoxy) butane, t-butylperoxybenzoate, n-butyl-4,4-bis (t-butylperoxo) valerate, di-t-butylperoxyisophthalate, α, α′- Bis (t-butylperoxy) diisopropylbenzene, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, t-butyl peroxide, p-menthanehydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5- Di (t-butylperoxy) -3-hexyne, diisopropylbenzene hydroperoxide, t-butyltrimethylsilyl peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, cumyl hydroperoxide, t-hexyl hydroperoxide, t- Butyl hydroperoxide, t-butyl cumylpe Oxide, p- summation hydroperoxide, diacetyl peroxide, diisobutyryl peroxide, dioctanoyl peroxide, didecanoyl peroxide, dilauroyl peroxide, m
-Toluyl peroxide, t-butylperoxylaurate, 1,3-bis (t-butylperoxyisopropyl) benzene.

【0024】また、次式(2)に示すビベンジル化合物
をラジカル発生剤として好ましく使用することができ
る。
Further, a bibenzyl compound represented by the following formula (2) can be preferably used as a radical generator.

【化3】 (式中のRはそれぞれ独立して水素原子、炭素数が1〜
20の炭化水素基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜2
0のアルコキシル基、またはハロゲン原子のいずれかを
表す。)
Embedded image (R in the formulas each independently represents a hydrogen atom and a carbon number of 1 to 1.
20 hydrocarbon groups, cyano group, nitro group, carbon number 1-2
Represents an alkoxyl group of 0 or a halogen atom. )

【0025】上記(2)式に示すビベンジル化合物とし
て具体的には2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブ
タン、α,α’−ジメトキシ−α,α’−ジフェニルビ
ベンジル、α,α’−ジフェニル−α−メトキシビベン
ジル、α,α’−ジメトキシ−α,α’ジメチルビベン
ジル、α,α’−ジメトキシビベンジル、3,4−ジメ
チル−3,4−ジフェニル−n−ヘキサン、2,2,
3,3−テトラフェニルコハク酸ニトリル、ジベンジル
などを挙げることができる。
Specific examples of the bibenzyl compound represented by the above formula (2) include 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane, α, α′-dimethoxy-α, α′-diphenylbibenzyl, and α, α ′ -Diphenyl-α-methoxybibenzyl, α, α′-dimethoxy-α, α′dimethylbibenzyl, α, α′-dimethoxybibenzyl, 3,4-dimethyl-3,4-diphenyl-n-hexane, , 2,
Nitrile 3,3-tetraphenylsuccinate, dibenzyl and the like can be mentioned.

【0026】本発明のラジカル発生剤の分解温度は高い
方が好ましい。低い分解温度のラジカル発生剤を用いる
とポットライフが短くなるばかりでなく、溶媒の乾燥時
などにラジカル発生剤が急速に分解するため効果的に架
橋が起こらず、また膜質も低下する。高温で分解するラ
ジカル発生剤を用いた方が優れた特性の膜を与える理由
は明らかではないが、本発明の重合体の多くはガラス転
移温度が200℃以上と高いので、重合体鎖の運動性の
乏しい低温でラジカルが発生しても架橋反応を引き起こ
す前に失活してしまうものと考えられる。好ましくは1
分間の半減期温度が150℃以上、さらに好ましくは2
00℃以上のラジカル発生剤が用いられる。
The decomposition temperature of the radical generator of the present invention is preferably higher. When a radical generator having a low decomposition temperature is used, not only the pot life is shortened, but also the radical generator is rapidly decomposed when the solvent is dried, so that crosslinking is not effectively generated and the film quality is deteriorated. Although it is not clear why a radical generator that decomposes at a high temperature gives a film with superior properties, it is not clear, but since many of the polymers of the present invention have a high glass transition temperature of 200 ° C. or higher, the motion of the polymer chain It is considered that even if radicals are generated at a low temperature where the properties are poor, they are deactivated before a crosslinking reaction is caused. Preferably 1
The half-life temperature per minute is 150 ° C. or higher, more preferably 2
A radical generator at a temperature of 00 ° C. or higher is used.

【0027】添加するラジカル発生剤の量は重合体に対
して0.1〜200重量%が好ましく、更に好ましくは
1〜50重量%であり、5〜30重量%であることが最
も好ましい。少ないと添加効果が見られず、多すぎると
架橋後の膜物性にかえって悪影響を与える。ラジカル発
生剤の添加方法に関しては、重合体溶液調製時に重合体
とともに溶媒に溶解させるのがもっとも簡便である。こ
のとき、密着性改良剤、レベリング剤などの作業性、膜
特性を改良するための添加剤を加えることもできる。一
般に電気、電子材料ではいわゆるパーティクルの混入は
極力さける必要があり、前記の方法で得られた重合体、
あるいは重合体とラジカル発生剤の溶液は使用前にあら
かじめ0.1μm〜1μm程度のフィルターでろ過して
おくことが好ましい。
The amount of the radical generator to be added is preferably from 0.1 to 200% by weight, more preferably from 1 to 50% by weight, most preferably from 5 to 30% by weight, based on the polymer. If the amount is too small, the effect of addition cannot be seen. Regarding the method of adding the radical generator, it is most convenient to dissolve it in a solvent together with the polymer when preparing the polymer solution. At this time, additives for improving workability and film characteristics, such as an adhesion improver and a leveling agent, can also be added. In general, in electric and electronic materials, it is necessary to avoid mixing of so-called particles as much as possible, and the polymer obtained by the above method,
Alternatively, it is preferable that the solution of the polymer and the radical generator be filtered through a filter of about 0.1 μm to 1 μm before use.

【0028】本発明の重合体溶液を用いてLSI多層配
線の層間絶縁膜、パッシベーション膜などを得るために
は、一般にスピンコート法が適用される。この際、濡れ
性、密着性などを改良するために基板を表面処理してお
くこともよく行われる。一度のスピンコートによって通
常0.1〜10μmの膜を得ることができる。もちろん
膜厚を大きくしたいときには溶液中における重合体濃度
を高くするか、あるいは加熱硬化後にスピンコートを繰
り返せばよい。得られた膜の乾燥温度は溶媒の種類によ
って異なるが、一般に室温〜200℃である。あまり急
速に揮発させると膜表面の平滑性が悪くなる。溶媒の揮
発速度を制御するためには、2段階に加熱乾燥する等の
方法も好ましい。例えばトルエンを溶媒として用いた場
合には、トルエンの沸点以下の40〜80℃で予備乾燥
したあとに、トルエンの沸点以上の180℃程度で完全
にトルエンを揮発させる等の方法を用いることができ
る。
In order to obtain an interlayer insulating film, a passivation film and the like of an LSI multilayer wiring using the polymer solution of the present invention, a spin coating method is generally applied. At this time, the substrate is often subjected to a surface treatment in order to improve wettability, adhesion, and the like. A film of usually 0.1 to 10 μm can be obtained by one spin coating. Of course, when it is desired to increase the film thickness, the polymer concentration in the solution may be increased, or spin coating may be repeated after heat curing. The drying temperature of the obtained film varies depending on the type of the solvent, but is generally from room temperature to 200 ° C. Evaporation too rapidly deteriorates the smoothness of the film surface. In order to control the evaporation rate of the solvent, a method such as heating and drying in two stages is also preferable. For example, when toluene is used as the solvent, a method of preliminarily drying at 40 to 80 ° C. or lower than the boiling point of toluene and then completely volatilizing the toluene at about 180 ° C. or higher than the boiling point of toluene can be used. .

【0029】上記のようにして得られた膜を架橋する場
合にはこの後、さらに加熱などの処理を行う。熱架橋を
行う場合加熱温度は通常は200℃以上、好ましくは3
00℃以上、さらに好ましくは350℃以上である。2
00℃以下ではラジカル発生剤を添加していても実質的
に架橋反応は進行しない。架橋条件の例としては窒素雰
囲気下、350〜450℃で1分〜3時間程度である。
加熱雰囲気に酸素が存在する方が架橋反応速度は大きい
が、例えば配線材料としてアルミニウムを用いた半導体
素子のバッファ膜や、半導体素子に用いる配線構造体の
絶縁膜等として本発明の架橋重合体膜を用いる場合、酸
素存在下で加熱すると配線材料のアルミニウムが酸化さ
れてしまう。このように酸素存在下での加熱が好ましく
ない場合には、窒素、ヘリウムまたはアルゴン雰囲気下
などの不活性雰囲気下でも実用上全く問題ない速度で架
橋が進行する。
In the case where the film obtained as described above is crosslinked, a treatment such as heating is performed thereafter. When performing thermal crosslinking, the heating temperature is usually 200 ° C. or higher, preferably 3 ° C.
The temperature is at least 00 ° C, more preferably at least 350 ° C. 2
When the temperature is lower than 00 ° C., the crosslinking reaction does not substantially proceed even if the radical generator is added. An example of the crosslinking condition is a temperature of 350 to 450 ° C. in a nitrogen atmosphere for about 1 minute to 3 hours.
The presence of oxygen in the heating atmosphere increases the rate of the crosslinking reaction. For example, the crosslinked polymer film of the present invention is used as a buffer film of a semiconductor element using aluminum as a wiring material or an insulating film of a wiring structure used for a semiconductor element. In the case where is used, when heating is performed in the presence of oxygen, aluminum as a wiring material is oxidized. When heating in the presence of oxygen is not preferable, crosslinking proceeds at a practically no problem rate even in an inert atmosphere such as a nitrogen, helium, or argon atmosphere.

【0030】架橋前の該重合体は一般的な有機溶媒に可
溶であるが、十分に架橋した重合体においては溶媒に対
してほとんど溶解、膨潤することがない。またLSI用
Siウェハー等への密着性も著しく向上する。この膜は
必要に応じて、通常のレジストを用いてパターンニング
する事は容易である。また分子量、濃度を適切に設定す
ることにより、多孔質支持体への含浸性、微細配線パタ
ーンへの埋め込み性に優れた材料である。さらにアルミ
ニウム、銅などの配線材料、ガラス、シリカなどのセラ
ミックス材料への密着性にもきわめて優れている。この
ようにして得られる架橋薄膜はきわめて優れた耐熱性、
電気特性、力学特性、低吸水性及び高密着性を持ち、L
SI多層配線の層間絶縁膜、LSIパッシベーション
膜、プリント基板、BGA、MCMなどの基板材料など
の電気、電子材料として有利に用いることができる。
The polymer before cross-linking is soluble in a general organic solvent, but in a sufficiently cross-linked polymer, it hardly dissolves or swells in the solvent. In addition, the adhesion to an LSI Si wafer or the like is remarkably improved. It is easy to pattern this film using a normal resist if necessary. Further, by appropriately setting the molecular weight and the concentration, the material is excellent in impregnation into a porous support and embedding into a fine wiring pattern. Further, it is extremely excellent in adhesion to wiring materials such as aluminum and copper, and ceramic materials such as glass and silica. The crosslinked thin film obtained in this way has extremely excellent heat resistance,
It has electrical properties, mechanical properties, low water absorption and high adhesion.
It can be advantageously used as an electric or electronic material such as an interlayer insulating film of an SI multilayer wiring, an LSI passivation film, a printed circuit board, a substrate material such as a BGA or an MCM.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下に実施例、比較例により本発
明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって何ら
限定されるものではない。ポリアリーレンエーテルの重
量平均分子量はTOSOH社製TSKgel−G500
0H、昭和電工社製GPC K−801及び昭和電工社
製GPC K−803の3本のカラムを直列につないで
用い、展開溶媒としてクロロホルム(流速 1ml/m
in)を用い、日本分光社製GPC装置を用いたゲル浸
透クロマトグラフィー(GPC)により測定し、ポリス
チレン換算で求めた。示査熱分析(DSC)はパーキン
エルマー社製 DSC7型示査熱分析装置を用い、窒素
中で10℃/minの昇温速度で行った。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited by these. The weight average molecular weight of the polyarylene ether is TSKgel-G500 manufactured by TOSOH.
0H, Showa Denko GPC K-801 and Showa Denko GPC K-803 columns were connected in series, and chloroform was used as a developing solvent (flow rate 1 ml / m 2
in), and measured by gel permeation chromatography (GPC) using a GPC device manufactured by JASCO Corporation, and determined in terms of polystyrene. The differential thermal analysis (DSC) was performed at a rate of 10 ° C./min in nitrogen using a DSC7 differential thermal analyzer manufactured by PerkinElmer.

【0032】耐熱性は理学電機株式会社製 THERM
O FLEX Tas−300 TG8110D型熱天
秤を用いてヘリウム中で測定した。ポリアリーレン膜の
等温熱重量減少及び5%重量減少に基づいて評価した。
等温熱重量減少は400℃まで50℃/minの昇温速
度で上げた後400℃で2時間維持した際の重量減少を
測定することによって評価した。5%重量減少は50℃
/minの昇温速度で400℃まで昇温し1時間維持し
た後、10℃/minの昇温速度で900℃まで再昇温
し、再昇温の間の重量減少から評価を行った。ポリアリ
ーレン被膜の膜厚は接触式膜厚計(スローン社製 DE
KTAKII)を用いて測定した。密着性試験はスタッ
ドプルテスト(クオード社製 Sebastian F
ibe)によって評価した。
Heat resistance is THERM manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd.
Measured in helium using an OFLEX Tas-300 TG8110D thermobalance. The evaluation was based on the isothermal thermal weight loss and 5% weight loss of the polyarylene film.
The isothermal thermal weight loss was evaluated by measuring the weight loss when the temperature was raised to 400 ° C at a heating rate of 50 ° C / min and maintained at 400 ° C for 2 hours. 5% weight loss at 50 ° C
The temperature was raised to 400 ° C. at a heating rate of / min and maintained for 1 hour, and then the temperature was raised again to 900 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min. The film thickness of the polyarylene film is measured using a contact-type film thickness meter (DE manufactured by Sloan).
KTAKII). The adhesion test is a stud pull test (Sebastian F manufactured by Quad)
ive).

【0033】[0033]

【実施例】(実施例1) (ポリアリーレンエーテル)酸素導入管、攪拌装置のつ
いた500mlセパラブルフラスコに350gのトルエ
ンを秤り取り、30g(121.8mmol)の2、6
−ジフェニルフェノ−ルと5.18g(30.43mm
ol)の2−フェニルフェノールを加え窒素気流下で攪
拌し溶解させた。これに臭化第一銅0.5g、N、N、
N’、N’−テトラメチルエチレンジアミン400μl
及び8.72gの無水硫酸マグネシウムを加え、常圧
下、60℃で液面下より酸素を導入しながら約5時間酸
化カップリング重合を行った。反応終了後、反応液中の
不溶分をPTFE0.5μmのフィルタ−でろ過し、メ
タノ−ルで再沈殿させ高分子固形分を単離し真空乾燥し
た。乾燥後の収量は34g(収率98%)であり、定量
的に溶媒可溶性の共重合体が得られた。ポリスチレン換
算での重量平均分子量は約13万であり、3000〜1
700000の分子量分布を持っていた。また1000
〜50000の分子量成分は、全重合体中35重量%で
あった。得られた粗高分子34gをフラスコ中で酢酸2
0mlを含むTHF300ml に溶解し約1時間の加熱
還流をした後にMeOHに滴下、再沈殿し固形分を回収
した。得られた固形分の銅残量をICPにより測定した
ところ0.8ppmの残存が認められた。さらに精製す
るために得られた高分子34gをTHF340mlに溶
解し三菱化学製陽イオン交換樹脂PK220中を流した
後にMeOH中に滴下し再沈殿精製を行った。得られた
固形分の銅残量をICPにより測定したところ0.1p
pm以下まで除去されていた。またこの重合体をDSC
で測定した結果、2,6−ジフェニルフェノールの単独
重合体をDSCで分析した場合に観測される240℃の
結晶化ピーク、及び480℃付近の高分子の融解ピーク
は見られず、230℃付近にガラス転移点に由来するピ
ークが観測された。これは、得られた重合体が非晶質の
共重合体であることを示し、これにより、得られた重合
体が2,6−ジフェニルフェノールと2−フェニルフェ
ノールとの共重合体であることが確認された。得られた
高分子の5%重量減少温度は540℃であり、また40
0℃で2時間維持した際の1時間あたりの重量減少は
1.2%であった。
Example 1 (Polyarylene ether) 350 g of toluene was weighed into a 500 ml separable flask equipped with an oxygen introducing tube and a stirrer, and 30 g (121.8 mmol) of 2,6 was added.
-Diphenylphenol and 5.18 g (30.43 mm
ol) 2-phenylphenol was added and stirred under a nitrogen stream to dissolve. 0.5g cuprous bromide, N, N,
N ', N'-tetramethylethylenediamine 400 μl
And 8.72 g of anhydrous magnesium sulfate were added, and oxidative coupling polymerization was carried out at normal pressure and at 60 ° C. for about 5 hours while introducing oxygen from below the liquid surface. After completion of the reaction, the insolubles in the reaction solution were filtered with a PTFE 0.5 μm filter, reprecipitated with methanol, and the polymer solid was isolated and dried in vacuo. The yield after drying was 34 g (98% yield), and a solvent-soluble copolymer was obtained quantitatively. The weight average molecular weight in terms of polystyrene is about 130,000,
It had a molecular weight distribution of 700,000. Also 1000
The molecular weight component of 5050,000 was 35% by weight in the total polymer. 34 g of the obtained crude polymer was placed in a flask with acetic acid 2
After dissolving in 300 ml of THF containing 0 ml and heating under reflux for about 1 hour, it was dropped into MeOH and reprecipitated to collect a solid content. When the residual copper content of the obtained solid was measured by ICP, a residual of 0.8 ppm was recognized. For further purification, 34 g of the obtained polymer was dissolved in 340 ml of THF, passed through a cation exchange resin PK220 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and then dropped into MeOH for reprecipitation purification. When the residual copper content of the obtained solid was measured by ICP, it was 0.1 p.
pm or less. In addition, this polymer was
As a result, the crystallization peak at 240 ° C. and the melting peak of the polymer at around 480 ° C., which are observed when the homopolymer of 2,6-diphenylphenol was analyzed by DSC, were not observed. In addition, a peak derived from the glass transition point was observed. This indicates that the obtained polymer is an amorphous copolymer, whereby the obtained polymer is a copolymer of 2,6-diphenylphenol and 2-phenylphenol. Was confirmed. The 5% weight loss temperature of the obtained polymer was 540 ° C.
When maintained at 0 ° C. for 2 hours, the weight loss per hour was 1.2%.

【0034】(架橋被膜)上記製法で得られた重合体1
0gと架橋剤として2,3−ジメチル−2,3−ジフェ
ニルブタン2gをアニソール38gに溶解させ、ガラス
板上にキャスト、乾燥して膜厚80μmの被膜を得た。
この被膜を窒素中、450℃で1時間アニールした。こ
のアニール被膜をDSCにより分析したが、500℃以
下の温度でガラス転移は観測されなかった。またこのア
ニール被膜をN−メチルピロリドンに浸積したが、外観
上は変化なく、浸漬前後の重量減少から計算される溶出
量(被膜の未架橋ポリマー含有率)は0.2%にすぎな
かった。さらにアニール被膜の5%重量減少温度は55
3℃であり、また400℃で2時間維持した際の1時間
当たりの重量減少は0.8%であることから、この架橋
剤を用いることにより被膜の耐熱性、及び耐溶剤性が向
上したことを確認した。
(Crosslinked film) Polymer 1 obtained by the above method
0 g and 2 g of 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane as a crosslinking agent were dissolved in 38 g of anisole, cast on a glass plate, and dried to obtain a film having a thickness of 80 μm.
The coating was annealed at 450 ° C. for 1 hour in nitrogen. The annealed film was analyzed by DSC, and no glass transition was observed at a temperature of 500 ° C. or less. The annealed film was immersed in N-methylpyrrolidone, but there was no change in appearance, and the amount of elution calculated from the weight loss before and after immersion (uncrosslinked polymer content of the film) was only 0.2%. . Furthermore, the 5% weight loss temperature of the annealed coating is 55
At 3 ° C., and the weight loss per hour when maintained at 400 ° C. for 2 hours was 0.8%, the use of this crosslinking agent improved the heat resistance and solvent resistance of the coating. It was confirmed.

【0035】(架橋被膜の密着性)上記製法で得られた
重合体10gと2,3−ジメチル−2,3−ジフェニル
ブタン2gをアニソール39gに溶解させ、得られた溶
液をシリコン基板上に1500rpmで30秒間回転塗
布した後、窒素中450℃で1時間乾燥・硬化すること
により膜厚1.0μmの被膜を形成した。得られた薄膜
は目視及び光学顕微鏡による観察では全くヒビ割れ等の
欠陥が見られなかった。またこの被膜をN−メチルピロ
リドンに浸漬したが、外観上の変化はなく、乾燥後の膜
厚も全く変化はなかった。またスタッドプルテストによ
るシリコン基板と架橋被膜との密着性は良好であった。
(Adhesion of crosslinked film) 10 g of the polymer obtained by the above-mentioned method and 2 g of 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane were dissolved in 39 g of anisole, and the resulting solution was placed on a silicon substrate at 1500 rpm. , And then dried and cured at 450 ° C. for 1 hour in nitrogen to form a coating having a thickness of 1.0 μm. The obtained thin film did not show any defects such as cracks at all by visual observation and observation with an optical microscope. When this film was immersed in N-methylpyrrolidone, there was no change in appearance and no change in film thickness after drying. Further, the adhesion between the silicon substrate and the crosslinked film by the stud pull test was good.

【0036】(実施例2)酸化カップリング反応時間を
5.5時間とする以外は実施例1と全く同様にして重合
体を製造し、同様の操作で密着性を測定した。 (実施例3)酸化カップリング反応時間を4.5時間と
する以外は実施例1と全く同様にして重合体を製造し、
同様の操作で密着性を測定した。 (実施例4)酸化カップリング反応時間を4.0時間と
する以外は実施例1と全く同様にして重合体を製造し、
同様の操作で密着性を測定した。
Example 2 A polymer was produced in exactly the same manner as in Example 1 except that the oxidative coupling reaction time was changed to 5.5 hours, and the adhesion was measured by the same operation. (Example 3) A polymer was produced in exactly the same manner as in Example 1 except that the oxidative coupling reaction time was changed to 4.5 hours.
The adhesion was measured by the same operation. (Example 4) A polymer was produced in exactly the same manner as in Example 1 except that the oxidative coupling reaction time was changed to 4.0 hours.
The adhesion was measured by the same operation.

【0037】(比較例1) (ポリアリーレンエーテル)実施例1(ポリアリーレン
エーテル)で得られた重合体10gをトルエン180g
に溶解させ、この溶液を撹拌しながらエタノール40g
を徐々に加えた。上澄み液をデカンテーションで回収
後、沈殿物を100gのエタノールで3回洗浄し、乾燥
することで固形分を得た(11.1g,55.5%)。
この固形分のポリスチレン換算での重量平均分子量は約
180000であり、5000〜1700000の分子
量分布を持っていた。また分子量1000〜50000
の成分は全重合体中5重量%であった。
Comparative Example 1 (Polyarylene ether) 180 g of toluene was obtained by adding 10 g of the polymer obtained in Example 1 (polyarylene ether).
And the solution is stirred with 40 g of ethanol.
Was gradually added. After collecting the supernatant by decantation, the precipitate was washed three times with 100 g of ethanol and dried to obtain a solid content (11.1 g, 55.5%).
The weight average molecular weight of this solid in terms of polystyrene was about 180,000, and had a molecular weight distribution of 5,000 to 17,000,000. Moreover, molecular weight 1000-50,000
Was 5% by weight of the total polymer.

【0038】(架橋被膜の密着性)上記製法で得た固形
分を使う以外は実施例1(架橋被膜の密着性)と同様の
方法で膜厚1.4μmの被膜を得た。得られた薄膜は目
視及び光学顕微鏡による観察では全くヒビ割れ等の欠陥
が見られなかった。またこの被膜をN−メチルピロリド
ンに浸漬したが、外観上の変化はなく、乾燥後の膜厚も
全く変化はなかった。この架橋被膜とシリコン基板との
密着性をスタッドプルテストで測定した。
(Adhesion of crosslinked film) A film having a thickness of 1.4 µm was obtained in the same manner as in Example 1 (adhesion of crosslinked film) except that the solid content obtained by the above-mentioned production method was used. The obtained thin film did not show any defects such as cracks at all by visual observation and observation with an optical microscope. When this film was immersed in N-methylpyrrolidone, there was no change in appearance and no change in film thickness after drying. The adhesion between the crosslinked film and the silicon substrate was measured by a stud pull test.

【0039】(比較例2)酸化カップリング反応時間を
3.5時間とする以外は実施例1と全く同様にして重合
体を製造し、同様の操作で密着性を測定した。次の表1
には、実施例1〜4及び比較例1〜2における各ポリマ
ーの重量平均分子量、1000〜50000の低分子量
成分の含有量(wt%)、その架橋被膜とシリコン基板
との密着性をスタッドプルテストで評価した結果及び機
械的強度の相対評価を示した。なお密着性については、
実施例1で評価した接着強度を便宜上1とし、これとの
相対強度も併記した。
Comparative Example 2 A polymer was produced in exactly the same manner as in Example 1 except that the oxidative coupling reaction time was changed to 3.5 hours, and the adhesion was measured by the same operation. Table 1 below
The stud pull indicates the weight average molecular weight of each polymer in Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2, the content of low molecular weight components of 1000-50,000 (wt%), and the adhesion between the crosslinked coating and the silicon substrate. The results evaluated by the test and the relative evaluation of mechanical strength are shown. Regarding adhesion,
The adhesive strength evaluated in Example 1 was set to 1 for convenience, and the relative strength to this was also shown.

【0040】[0040]

【表1】 表1から明らかなように低分子量成分が10〜80重量
%のものは明らかにそのSiウェハーとの密着性に優れ
ることがわかった。
[Table 1] As is evident from Table 1, those having a low molecular weight component of 10 to 80% by weight clearly have excellent adhesion to the Si wafer.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明の分子量組成から得られる絶縁被
膜は、誘電率が低く、耐熱性が高く、さらに密着性も優
れていることから半導体デバイスの信号伝播遅延、クロ
ストーク等の問題解決に有効であるだけでなく、プロセ
スも簡略化できるという特徴も有し、産業上大いに有用
である。
The insulating film obtained from the molecular weight composition of the present invention has a low dielectric constant, a high heat resistance, and an excellent adhesion, so that it can solve problems such as signal propagation delay and crosstalk of semiconductor devices. In addition to being effective, it has a feature that the process can be simplified, which is very useful in industry.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1000以上50000以下の分子量の
成分を全重合体中10重量%以上80重量%以下含むこ
とを特徴とするポリアリーレンエーテル。
1. A polyarylene ether containing a component having a molecular weight of 1,000 or more and 50,000 or less in an amount of 10 to 80% by weight based on the whole polymer.
【請求項2】 ポリアリーレンエーテルが複数の下記芳
香族共重合体鎖からなる芳香族共重合体であることを特
徴とする請求項1記載のポリアリーレンエーテル 芳香族共重合体鎖は(A)下記式(1): 【化1】 で表される2,6−ジフェニルフェノール繰り返し単
位、及び(B)該2,6−ジフェニルフェノール単位の
繰り返し中に挿入されたフェノール性コモノマー単位を
包含する。
2. The polyarylene ether aromatic copolymer chain according to claim 1, wherein the polyarylene ether is an aromatic copolymer comprising a plurality of the following aromatic copolymer chains. The following formula (1): And (B) a phenolic comonomer unit inserted in the repetition of the 2,6-diphenylphenol unit.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載のポリアリ
ーレンエーテルから形成される0.1〜500μmの膜
厚を有することを特徴とする高分子被膜。
3. A polymer film formed from the polyarylene ether according to claim 1 and having a film thickness of 0.1 to 500 μm.
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