JPWO2007034902A1 - 樹脂組成物、ワニス、樹脂膜および半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、ポリイミド樹脂は、耐熱性が低い、誘電率が高い、吸湿性が高い等の問題があった。そのため、その用途は信頼性の上でバイポーラ半導体素子などの一部の半導体素子に限られていた。
また、本発明の目的は、低誘電率で耐熱性に優れる樹脂膜およびそれを用いた半導体装置を提供することにある。
(1) ビスアミノフェノール化合物とジカルボン酸化合物とを反応して得られる第1の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体と、架橋剤とを含む樹脂組成物であって、前記ビスアミノフェノール化合物とジカルボン酸化合物は、少なくとも一方にダイヤモンドイド構造を有するものであることを特徴とする樹脂組成物。
(2) 前記架橋剤がダイヤモンドイド構造を有するものである、第(1)項に記載の樹脂組成物。
(3) 前記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、さらに、ダイヤモンドイド構造を有しないビスアミノフェノール化合物と、ダイヤモンドイド構造を有しないジカルボン酸化合物とを反応して得られる第2の繰り返し単位を含むものである第(1)または(2)項に記載の樹脂組成物。
(4) 前記ダイヤモンドイド構造は、該ダイヤモンドイド構造以外の官能基に有するものである、第(1)乃至(3)項のいずれかに記載の樹脂組成物。
(5) 前記ダイヤモンドイド構造を有しないビスアミノフェノール化合物、ダイヤモンドイド構造を有しないジカルボン酸化合物またはその両方が、前記ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有するものである第(1)乃至(4)項のいずれかに記載の樹脂組成物。
(6) 前記ダイヤモンドイド構造は、アダマンチル基、ジアマンチル基、トリアマンチル基、テトラマンチル基、ペンタマンチル基、ヘキサマンチル基、ヘプタマンチル基、オクタマンチル基、ノナマンチル基、デカマンチル基、ウンデカマンチル基、ビアダマンチル基、トリアダマンチル基、テトラアダマンチル基、ペンタアダマンチル基、ヘキサアダマンチル基、ヘプタアダマンチル基、オクタアダマンチル基、ノナアダマンチル基、デカアダマンチル基およびウンデカアダマンチル基よりなる群から選ばれる少なくとも1つの基である、第(1)乃至(5)項のいずれかに記載の樹脂組成物。
(7) 前記ダイヤモンドイド構造は、アルキル基および/またはフルオロアルキル基を有するものである、第(1)乃至(6)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(8) 前記ダイヤモンドイド構造以外の官能基は、架橋結合を形成する官能基を有するものである第(4)乃至(7)項のいずれかに記載の樹脂組成物。
(9) 前記ダイヤモンドイド構造以外の官能基は、アセチレン結合を有するものである第(4)乃至(7)項のいずれかに記載の樹脂組成物。
(10) 前記ダイヤモンドイド構造を有するジカルボン酸は、アダマンタンジカルボン酸、ビアダマンタンジカルボン酸またはおよびテトラアダマンタンジカルボン酸である第(1)乃至(9)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(11) 前記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、前記第1の繰り返し単位と、第2の繰り返し単位とが共重合されているものである第(3)乃至(10)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(12) 下記式(1)で表される第3の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体と架橋剤とを含む樹脂組成物。
および下記式(3)
、下記式(8)
(13) 前記架橋剤がダイヤモンドイド構造を有するものである、第(12)項に記載の樹脂組成物。
(14) 下記式(10)に表される第4の繰り返し単位を有するベンゾキサゾール樹脂前駆体と架橋剤とを含む樹脂組成物。
、で表される基よりなる群の中から選ばれる少なくとも1つの基を示す。X1およびY2に含まれる炭素環上の水素原子はアルキル基および/またはフルオロアルキル基で置換されていてもよい。]
(15) 前記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、さらに前記第3の繰り返し単位を有するものである第(14)項に記載の樹脂組成物。
(16) 前記架橋剤がダイヤモンドイド構造を有するものである、第(14)または(15)項に記載の樹脂組成物。
(17) 下記式(13)で表される第5の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体と架橋剤とを含む樹脂組成物。
、および下記式(15)
で表される基よりなる群から選ばれる少なくとも1つの基;
式(13)中のY2は:前記式(11−1)、前記式(11−2)、前記式(12−1)および前記式(12−2)
で表されるものの中から選ばれる少なくとも1種の基を示す。X3およびY2に含まれる炭素環上の水素原子はアルキル基および/またはフルオロアルキル基で置換されていてもよい。]
(18) 前記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、さらに前記第3の繰り返し単位、第4の繰り返し単位またはその両方を有するものである第(17)項に記載の樹脂組成物。
(19) 前記架橋剤がダイヤモンドイド構造を有するものである、第(17)または(18)項に記載の樹脂組成物。
(20) 前記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、さらに、下記式(17)で表される第6の繰り返し単位を有するものである第(12)乃至(19)項のいずれかに記載の樹脂組成物。
(21) 前記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体を脱水閉環反応して得られるポリベンゾオキサゾール樹脂を含む第(1)乃至(20)項のいずれかに記載の樹脂組成物。
(22) 上記式(1)で表される第3の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体、上記式(10)で表される第4の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体または上記式(13)で表される第5の繰り返し単位を有するベンゾキサゾール樹脂前駆体を必須成分とし、該第3の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体、該第4の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体、該第5の繰り返し単位を有するベンゾキサゾール樹脂前駆体および上記式(17)で表される第6の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体から選ばれる2種以上を含むベンゾオキサゾール樹脂前駆体組成物と、架橋剤とを含む樹脂組成物。
(23) 第(1)乃至(22)項のいずれかに記載の樹脂組成物と、これらを溶解若しくは分散させることが可能な有機溶媒とを含むことを特徴とするワニス。
(24) 第(1)乃至(22)項のいずれかに記載の樹脂組成物で構成されることを特徴とする樹脂膜。
(25) 前記樹脂膜が、平均孔径10nm以下の微細孔を有するものである第(24)項に記載の樹脂膜。
(26) 前記樹脂膜が、半導体用層間絶縁膜、半導体用保護膜およびエッチング保護膜よりなる群から選ばれる1つの膜である第(24)または(25)項に記載の樹脂膜。
(27) 第(24)乃至(26)項のいずれかに記載の樹脂膜を有することを特徴とする半導体装置。
また、本発明によれば、低誘電率で耐熱性に優れる樹脂膜およびそれを用いた半導体装置を得ることができる。
また、特定の官能基を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体の場合、有機溶剤への溶解性を保持することで、加工性を維持すると共に、オキサゾール環が閉環後の耐熱性を向上させることができる。
また、微細な空孔を有する樹脂膜とした場合、特に電気特性(特に誘電特性)、物理特性および機械特性にも優れる樹脂膜を得ることができる。
本発明の樹脂組成物は、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体と架橋剤とを含むものであって、前記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、少なくともいずれか一方にダイヤモンドイド構造を含む、ビスアミノフェノール化合物とジカルボン酸化合物とを反応して得られる第1の繰り返し単位を含むものである。
また、本発明の樹脂組成物は、上記に記載のベンゾオキサゾール樹脂前駆体を脱水閉環反応して得られるポリベンゾオキサゾール樹脂を含むものであっても良い。
また、本発明の樹脂膜は、上記に記載の樹脂組成物で構成される。
また、本発明の半導体装置は、上記に記載の樹脂膜を有するものである。
本発明に用いるベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、少なくともいずれか一方にダイヤモンドイド構造を有する、ビスアミノフェノール化合物とジカルボン酸化合物とを反応して得られる第1の繰り返し単位を含むものである。例えば、ダイヤモンドイド構造を有するビスアミノフェノール化合物とダイヤモンドイド構造を有しないジカルボン酸化合物とを反応して得られる繰り返し単位、ダイヤモンドイド構造を有しないビスアミノフェノール化合物とダイヤモンドイド構造を有するジカルボン酸化合物とを反応して得られる繰り返し単位、ダイヤモンドイド構造を有するビスアミノフェノール化合物とダイヤモンドイド構造を有するジカルボン酸化合物とを反応して得られる繰り返し単位を含むものである。前記ダイヤモンドイド構造は、該ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有していても良い。官能基としては、架橋結合を形成する官能基が好ましく、特にアセチレン基が好ましい。また、前記ダイヤモンドイド構造を有しないビスアミノフェノール化合物および前記ダイヤモンドイド構造を有しないジカルボン酸化合物において、少なくとも一方が、前記ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有するものであることが好ましい。これにより、ダイヤモンドイド構造を含むベンゾオキサゾール樹脂前駆体を得ることができ、前記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体から得られるポリベンゾオキサゾール樹脂は、耐熱性を有し、高弾性率および低誘電率を発現することができる。また、耐湿性を向上することができる。前記ダイヤモンドイド構造は、アルキル基またはフルオロアルキル基を有する基であることが好ましく、これにより、有機溶剤への溶解性がより良好なものとなる。
これらの中でもアセチレン結合を有する官能基が好ましい。前記アセチレン結合を有する官能基として、具体的にはエチニル基、フェニルエチニル基、ナフチルエチニル基、アントリルエチニル基、キノリルエチニル基、キノキサリルエチニル基、アルキルエチニル基およびプロパルギルエーテル基等が挙げられる。これらの中でもエチニル基、フェニルエチニル基およびナフチルエチニル基の中から選ばれる1以上の官能基が好ましい。これにより、得られるポリベンゾオキサゾール樹脂の耐熱性、特にガラス転移温度を向上することができる。ポリベンゾオキサゾール樹脂の耐熱性が向上するのは、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体中に官能基を有することによって、得られるポリベンゾオキサゾール樹脂の架橋密度を向上することができるからである。さらに、ポリベンゾオキサゾール樹脂の架橋密度を向上すると、かかるポリベンゾオキサゾール樹脂を用いてナノフォームを形成して層間絶縁膜を得た場合に、ナノフォームが凝集等すること無くその形状を保持することが可能となる。これにより、層間絶縁膜の誘電率を低下することができる。
1−1 ダイヤモンドイド構造を有するビスアミノフェノール化合物
前記ダイヤモンドイド構造を有するビスアミノフェノール化合物とは、分子内にダイヤモンドの単位構造を有するものであり、ビスアミノフェノール骨格内にダイヤモンドイド構造を有するものと、ビスアミノフェノール骨格に直接または他の原子を介してダイヤモンドイド構造が結合しているものとを含む。
該ビスアミノフェノール化合物としては、例えば、
ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシル−フェニル)アダマンタンおよびビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェニル)アダマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ)アダマンタンおよびビス(4−アミノ−3−ヒドロキシ−フェノキシ−フェニル)アダマンタンなどのダイヤモンドイド構造の最小単位を有する化合物が挙げられ、この中で、1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシル−フェニル)アダマンタンが好ましく、
また、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)ジアマンタンや、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェニル)ジアマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)トリマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェニル)トリマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)テトラマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェニル)テトラマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)ヘプタマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェニル)ヘプタマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)ヘキサマンタンおよびビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェニル)ヘキサマンタン、
ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ)ジアマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ)ジアマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ)トリマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ)トリマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ)テトラマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ)テトラマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ)ヘプタマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ)ヘプタマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ)ヘキサマンタンおよびビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ)ヘキサマンタン、
ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ−フェニル)ジアマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ−フェニル)ジアマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ−フェニル)トリマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ−フェニル)トリマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ−フェニル)テトラマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ−フェニル)テトラマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ−フェニル)ヘプタマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ−フェニル)ヘプタマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ−フェニル)ヘキサマンタンおよびビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ−フェニル)ヘキサマンタン、
などのダイヤモンドイド構造の多環式骨格構造を有する化合物:、
ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)ビアダマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェニル)ビアダマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)トリアダマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェニル)トリアダマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)テトラアダマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェニル)テトラアダマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)ヘプタアダマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェニル)ヘプタアダマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)ヘキサアダマンタンおよびビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェニル)ヘキサアダマンタン、
ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ)ビアダマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ)ビアダマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ)トリアダマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ)トリアダマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ)テトラアダマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ)テトラアダマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ)ヘプタアダマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ)ヘプタアダマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ)ヘキサアダマンタンおよびビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ)ヘキサアダマンタン、
ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ−フェニル)ビアダマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ−フェニル)ビアダマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ−フェニル)トリアダマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ−フェニル)トリアダマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ−フェニル)テトラアダマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ−フェニル)テトラアダマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ−フェニル)ヘプタアダマンタン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ−フェニル)ヘプタアダマンタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ−フェニル)ヘキサアダマンタンおよびビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ−フェニル)ヘキサアダマンタン、
などのオリゴアダマンタン構造やアダマンチル基の数をさらに多く有するポリアダマンタン構造を有する化合物が挙げられ、この中で、3,3’ービス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)−5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタンが好ましく、
さらには、
3,3’−ビス[4−(4−アミノ−3−ヒドロキシ−6−アダマンチル−フェノキシ)−フェニル]−1,1’−ビアダマンタン、
3,3’−ビス[4−(4−アミノ−3−ヒドロキシ−6−(3−アダマンチル−アダマンチル)−フェノキシ)−フェニル]−1,1’−ビアダマンタン、
3,3’−ビス[4−(4−アミノ−3−ヒドロキシ−6−テトラマンチル−フェノキシ)−フェニル]−1,1’−ビアダマンタン
3,3’−ビス[3−アミノ−4−ヒドロキシ−5−(1−(3,5−ジメチルアダマンチル))フェニル]−5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン、
3,3’−ビス[3−アミノ−4−ヒドロキシ−5−(3−(5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンチル))フェニル]−5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン、
2,2−ビス[3−アミノ−4−ヒドロキシ−5−(1−(3,5−ジメチルアダマンチル))フェニル]アダマンタン、
2,2−ビス[3−アミノ−4−ヒドロキシ−5−(3−(5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンチル))フェニル]アダマンタン、
などの、側鎖にダイヤモンドイド構造を有していても良い、主鎖にダイヤモンドイド構造を有する化合物、
などが挙げられるが、これらに限定されない。これら以外にも、ペンタマンチル基、ヘキサマンチル基、ヘプタマンチル基、オクタマンチル基、ノナマンチル基、デカマンチル基、ウンデカマンチル基、ペンタアダマンチル基、ヘキサアダマンチル基、ヘプタアダマンチル基、オクタアダマンチル基、ノナアダマンチル基、デカアダマンチル基、ウンデカマンチル基などを有するビスアミノフェノールなども挙げられる。
また、前記多環式骨格構造を有する基を複数個有するオリゴ構造を有する化合物として、例えば、6,6’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシル−フェニル)−1,1’−ビ(ジアマンタン)、6,6’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェノキシ)−1,1’−ビ(ジアマンタン)、6,6’−ビス[4−(3−ヒドロキシ−4−アミノ−フェノキシ)−フェニル]−1,1’−ビ(ジアマンタン)なども挙げられるが、ダイヤモンドイド構造の定義内にある構造であれば、これに限定されない。また、多環式骨格構造を有する基の結合位置もこれに限定されない。
上記ビスフェノール化合物中のアダマンタン構造を有する基は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソ−ブチル基及びtert−ブチル基などのアルキル基、フルオロメチル基、フルオロエチル基、フルオロプロピル基およびフルオロブチル基などのフルオロアルキル基などが結合していても良い。これらの化合物の例としては、
3,3’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)−(5,5’,7,7’−テトラメチル)−1,1’−ビアダマンタン、
3,3’−ビス[4−(4−アミノ−3−ヒドロキシ−フェノキシ)−フェニル]−(5,5’,7,7’−テトラメチル)−1,1’−ビアダマンタン、
3,3’−ビス[4−(4−アミノ−3−ヒドロキシ−6−(3,5−ジメチルアダマンチル)−フェノキシ)−フェニル]−(5,5’,7,7’−テトラメチル)ビアダマンタン、
3,3’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)−(5,5’−ジブチル)−1,1’−ビアダマンタン、
などが挙げられるが、これらに限定されない。
これらのビスアミノフェノール化合物は、単独また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
該ビスアミノフェノール化合物の内、エチニル基を介してダイヤモンドイド構造を有するビスアミノフェール化合物の例としては、
2,2’−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−6,6’−ビス−アダマンチルエチニル−1,1’−ビナフタレンおよび2,2’−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−6,6’−ビス−ジアマンチルエチニル−1,1’−ビナフタレン等のエチニル(フェニルエチニル)−ビナフタレンを有するビスアミノフェノール化合物:、
1,5−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−2,6−ビス−アダマンチルエチニル−ナフタレン、1,5−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−2,6−ビス−ジアマンチルエチニル−ナフタレン、1,5−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−2−アダマンチルエチニルナフタレンおよび1,5−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−3−アダマンチルエチニルナフタレン等のエチニル−ナフタレンを有するビスアミノフェノール化合物:、
9,9−ビス−4−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)フェニル−2,7−ビス−アダマンチルエチニル−フルオレン、9,9−ビス−4−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)フェニル−2,7−ビス−ジアマンチルエチニル−フルオレン、9,9−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)−2,7−ビス−アダマンチルエチニル−フルオレンおよび9,9−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)−2,7−ビス−ジアマンチルエチニル−フルオレン等のエチニル−フルオレンを有するビスアミノフェノール化合物:、
1,3−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−4−アダマンチルエチニル−ベンゼン、1,3−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−4−ジアマンチルエチニル−ベンゼン、1,4−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−3−アダマンチルエチニル−ベンゼンおよび1,4−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−3−ジアマンチルエチニル−ベンゼン等のエチニル−ベンゼンを有するビスアミノフェノール化合物:、
3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−2−アダマンチルエチニル−ジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−5−ジアマンチルエチニル−ジフェニルエーテルおよび3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−6−トリアマンチルエチニル−ジフェニルエーテル等のエチニル−ジフェニルエーテルを有するビスアミノフェノール化合物:、
3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−2−アダマンチルエチニル−ビフェニル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−5−ジアマンチルエチニル−ビフェニルおよび3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−6−トリアマンチルエチニル−ビフェニル等のエチニル−ビフェニルを有するビスアミノフェノール化合物:、
3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−6,6’−ビスアダマンチルエチニル−ジフェニルスルホン、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノ−6,6’−ビスジアマンチルエチニル−ジフェニルスルホンおよび3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−2,2’−ビストリアマンチルエチニル−ジフェニルスルホン等のエチニル−ジフェニルスルホンを有するビスアミノフェノール化合物:、
2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシ−6−アダマンチルエチニル−フェニル)−プロパン、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシ−6−ジアマンチルエチニル−フェニル)−プロパン、2,2−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノ−6−トリアマンチルエチニル−フェニル)−プロパンおよび2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシ−2−テトラマンチルエチニル−フェニル)−プロパン等のエチニル−フェニル−プロパンを有するビスアミノフェノール化合物:、
2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシ−6−アダマンチルエチニル−フェニル)−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシ−6−ジアマンチルエチニル−フェニル)−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノ−6−トリアマンチルエチニル−フェニル)−ヘキサフルオロプロパンおよび2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシ−2−テトラマンチルルエチニル−フェニル)−ヘキサフルオロプロパン等のエチニル−フェニル−ヘキサフルオロプロパンを有するビスアミノフェノール化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。これら以外にも、ペンタマンチル基、ヘキサマンチル基、ヘプタマンチル基、オクタマンチル基、ノナマンチル基、デカマンチル基、ウンデカマンチル基、ペンタアダマンチル基、ヘキサアダマンチル基、ヘプタアダマンチル基、オクタアダマンチル基、ノナアダマンチル基、デカアダマンチル基、ウンデカマンチル基、アダマンチルフェニル基、ジアマンチルフェニル基、トリアマンチルフェニル基、テトラマンチルフェニル基、ペンタマンチルフェニル基、ヘキサマンチルフェニル基、ヘプタマンチルフェニル基、オクタマンチルフェニル基、ノナマンチルフェニル基、デカマンチルフェニル基、ウンデカマンチルフェニル基、ビアダマンチルフェニル基、トリアダマンチルフェニル基、テトラアダマンチルフェニル基、ペンタアダマンチルフェニル基、ヘキサアダマンチルフェニル基、ヘプタアダマンチルフェニル基、オクタアダマンチルフェニル基、ノナアダマンチルフェニル基、デカアダマンチルフェニル基、ウンデカアダマンチルフェニル基、アダマンチルフェノキシフェニル基、ジアマンチルフェノキシフェニル基、トリアマンチルフェノキシフェニル基、テトラマンチルフェノキシフェニル基、ペンタマンチルフェノキシフェニル基、ヘキサマンチルフェノキシフェニル基、ヘプタマンチルフェノキシフェニル基、オクタマンチルフェノキシフェニル基、ノナマンチルフェノキシフェニル基、デカマンチルフェノキシフェニル基、ウンデカマンチルフェノキシフェニル基、ビアダマンチルフェノキシフェニル基、トリアダマンチルフェノキシフェニル基、テトラアダマンチルフェノキシフェニル基、ペンタアダマンチルフェノキシフェニル基、ヘキサアダマンチルフェノキシフェニル基、ヘプタアダマンチルフェノキシフェニル基、オクタアダマンチルフェノキシフェニル基、ノナアダマンチルフェノキシフェニル基、デカアダマンチルフェノキシフェニル基およびウンデカアダマンチルフェノキシフェニル基などがエチニル基に結合したビスアミノフェノール化合物なども挙げられる。これらのビスアミノフェノール化合物は単独また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
上記ビスフェノール化合物中のアダマンタン構造を有する基は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソ−ブチル基及びtert−ブチル基などのアルキル基、フルオロメチル基、フルオロエチル基、フルオロプロピル基およびフルオロブチル基などのフルオロアルキル基などが結合していても良い。
1−2−1ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有するビスアミノフェノール化合物
ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有するビスアミノフェノール化合物の例としては、2,2’−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−6,6’−ビス−エチニル−1,1’−ビナフタレンおよび2,2’−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−6,6’−ビス−フェニルエチニル−1,1’−ビナフタレン等のエチニル(フェニルエチニル)−ビナフタレンを有するビスアミノフェノール化合物:、
1,5−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−2,6−ビス−エチニル−ナフタレン、1,5−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−2,6−ビス−フェニルエチニル−ナフタレン)、1,5−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−2−フェニルエチニルナフタレンおよび1,5−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−3−フェニルエチニルナフタレン等のエチニル(フェニルエチニル)−ナフタレンを有するビスアミノフェノール化合物:、
9,9−ビス−4−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)フェニル−2,7−ビス−エチニル−フルオレン、9,9−ビス−4−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)フェニル−2,7−ビス−フェニルエチニル−フルオレン、9,9−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)−2,7−ビス−エチニル−フルオレンおよび9,9−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)−2,7−ビス−フェニルエチニル−フルオレン等のエチニル(フェニルエチニル)−フルオレンを有するビスアミノフェノール化合物:、
1,3−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−4−エチニル−ベンゼン、1,3−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−4−フェニルエチニル−ベンゼン、1,4−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−3−エチニル−ベンゼンおよび1,4−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノフェノキシ)−3−フェニルエチニル−ベンゼン等のエチニル(フェニルエチニル)−ベンゼンを有するビスアミノフェノール化合物:、
3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−2−フェニルエチニル−ジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−5−フェニルエチニル−ジフェニルエーテルおよび3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−6−フェニルエチニル−ジフェニルエーテル等のエチニル(フェニルエチニル)−ジフェニルエーテルを有するビスアミノフェノール化合物:、
3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−2−フェニルエチニル−ビフェニル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−5−フェニルエチニル−ビフェニルおよび3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−6−フェニルエチニル−ビフェニル等のエチニル(フェニルエチニル)−ビフェニルを有するビスアミノフェノール化合物:、
3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−6,6’−ジフェニルエチニル−ジフェニルスルホン、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノ−6,6’−ジフェニルエチニル−ジフェニルスルホンおよび3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−2,2’−ジフェニルエチニル−ジフェニルスルホン等のエチニル(フェニルエチニル)−ジフェニルスルホンを有するビスアミノフェノール化合物:、
2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシ−6−エチニル−フェニル)−プロパン、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシ−6−フェニルエチニル−フェニル)−プロパン、2,2−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノ−6−フェニルエチニル−フェニル)−プロパンおよび2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシ−2−フェニルエチニル−フェニル)−プロパン等のエチニル(フェニルエチニル)−フェニル−プロパンを有するビスアミノフェノール化合物:、
2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシ−6−エチニル−フェニル)−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシ−6−フェニルエチニル−フェニル)−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス−(3−ヒドロキシ−4−アミノ−6−フェニルエチニル−フェニル)−ヘキサフルオロプロパンおよび2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシ−2−フェニルエチニル−フェニル)−ヘキサフルオロプロパン等のエチニル(フェニルエチニル)−フェニル−ヘキサフルオロプロパンを有するビスアミノフェノール化合物等が挙げられ、これらを単独また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
これらの中でも、エチニル(フェニルエチニル)−ナフタレンを有するビスアミノフェノール化合物およびエチニル(フェニルエチニル)−フルオレンを有するビスアミノフェノール化合物より選ばれる1種以上の官能基を有するビスアミノフェノール化合物が好ましい。これにより、ポリベンゾオキサゾール樹脂の高温時の弾性率を向上することができる。
本発明において、ビスアミノフェノール化合物が「ダイヤモンドイド構造およびダイヤモンドイド構造以外の官能基を有しない」とは、(1)ダイヤモンドイド構造を含まず、且つ、(2)ビスアミノフェノールが本質的に有するアミノ基とフェノール性水酸基以外の官能基を含まないことを言う。ダイヤモンドイド構造とダイヤモンドイド構造以外の官能基とを有しないビスアミノフェノール化合物の例としては、
3,4−ジアミノ−レゾルシノールおよび2,5−ジアミノ−1,4−ジヒドロキシルベンゼン等のジヒドロキシルベンゼンを有する化合物:、
3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−ビフェニルおよび3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノ−ビフェニル等のジヒドロキシ−ビフェニルを有する化合物:、
3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−ジフェニルエーテル等のジヒドロキシ−ジフェニルエーテルを有するビスアミノフェノール化合物:、
9,9−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)フルオレンおよび9,9−ビス(4−(4−アミノ−3−ヒドロキシ)−フェノキシ−フェニル)フルオレン等のフルオレン骨格を有する化合物:、
2,2’−ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシ−フェノキシ)−1,1’−ビナフタレン等のビナフタレン骨格を有する化合物:、
3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−ジフェニルスルホン、ビス(4−(4−アミノ−3−ヒドロキシ)−フェノキシ−フェニル)スルホンおよびビス(4−(4−ヒドロキシ−3−アミノ)フェノキシ−フェニル)スルホン等のスルホン基を有する化合物:、
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等のフッ素またはフッ素化アルキル基を有する化合物が挙げられる。これらのビスアミノフェノール化合物は、単独また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
これらの中でも、ジヒドロキシルベンゼンを有する化合物、ジヒドロキシ−ジフェニルエーテルを有する化合物、フルオレン骨格を有する化合物、ビナフタレン骨格を有する化合物の中から選ばれる1種以上のビスアミノフェノール化合物が好ましい。
前記ダイヤモンドイド構造を有するジカルボン酸は、特に限定されないが、分子内に前記ダイヤモンドイドの単位構造を有するものである。これにより、ポリベンゾオキサゾール樹脂の弾性率をさらに向上することができる。
本発明において、ダイヤモンドイド構造を有するジカルボン酸は、ジカルボン酸骨格内にダイヤモンドイド構造を有するものと、ジカルボン酸の骨格に直接または他の原子を介してダイヤモンドイド構造が結合しているものとを含む。
ダイヤモンドイド構造を有し、かつ、ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有さないジカルボン酸の例としては、例えば、1,3−アダマンタン−ジカルボン酸、2,2−アダマンタン−ジカルボン酸および1,2−アダマンタン−ジカルボン酸等のアダマンタン−ジカルボン酸:、
1,6−ジアマンタンジカルボン酸、4,9−ジアマンタンジカルボン酸および2,2−ジアマンタンジカルボン酸等のジアマンタンジカルボン酸類:、
1,3−トリアマンタンジカルボン酸および1,6−トリアマンタンジカルボン酸等のトリアマンタンジカルボン酸類:、
1,3−テトラマンタンジカルボン酸、1,6−テトラマンタンジカルボン酸および1,8−テトラマンタンジカルボン酸等のテトラマンタンジカルボン酸類:、
3,3’−(1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、3,5−(1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、2,2−(1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、2,2’−(1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸および2,5−(1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸等のビアダマンタン−ジカルボン酸類:、
1,3’’−(1,1’,1’’−トリアダマンタン)−ジカルボン酸、2,2−(1,1’,1’’−トリアダマンタン)−ジカルボン酸、2’,2’−(1,1’,1’’−トリアダマンタン)−ジカルボン酸、3,5−(1,1’,1’’−トリアダマンタン)−ジカルボン酸、3’,5’−(1,1’,1’’−トリアダマンタン)−ジカルボン酸および3’,5’’−(1,1’,1’’−トリアダマンタン)−ジカルボン酸等のトリアダマンタンジカルボン酸類:、
1,3−ビス(4−カルボキシ−フェニル)−アダマンタン、1,3−ビス(3−カルボキシ−フェニル)−アダマンタン、1,3−ビス(2−カルボキシ−フェニル)−アダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェニル)−ジアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェニル)−ジアマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェニル)−ジアマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェニル)−トリアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェニル)−トリアマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェニル)−トリアマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェニル)−テトラアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェニル)−テトラアマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェニル)−テトラアマンタン、3−ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−アダマンタン、1,3−ビス(3−カルボキシ−フェノキシ)−アダマンタン、1,3−ビス(2−カルボキシ−フェノキシ)−アダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−ジアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ)−ジアマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ)−ジアマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−トリアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ)−トリアマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ)−トリアマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−テトラアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ)−テトラアマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ)−テトラアマンタン、1,3−ビス(4−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−アダマンタン、1,3−ビス(3−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−アダマンタン、1,3−ビス(2−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−アダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−ジアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−ジアマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−ジビアマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−トリアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−トリアマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−トリアマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−テトラアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−テトラアマンタンおよびビス(2−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−テトラアマンタン、などのダイヤモンドイド構造の多環式骨格構造を有するビス安息香酸:
ビス(4−カルボキシ−フェニル)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェニル)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェニル)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェニル)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェニル)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェニル)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェニル)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェニル)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェニル)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタンおよびビス(2−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタン、などのオリゴアダマンタン構造やアダマンチル基の数をさらに多く有するポリアダマンタン構造を有するビス安息香酸、
さらには、3,3’−ビス[4−(3−カルボキシ−6−アダマンチル−フェノキシ)−フェニル]−1,1’−ビアダマンタン、3,3’−ビス[4−(3−カルボキシ−6−(3−アダマンチル−アダマンチル)−フェノキシ)−フェニル]−1,1’−ビアダマンタン、3,3’−ビス[4−(4−カルボキシ−6−テトラマンチル−フェノキシ)−フェニル]−1,1’−ビアダマンタンなどの、側鎖にダイヤモンドイド構造を有していても良い、主鎖にダイヤモンドイド構造を有する化合物、
などが挙げられるが、これらに限定されない。これら以外の例として、ペンタマンチル基、ヘキサマンチル基、ヘプタマンチル基、オクタマンチル基、ノナマンチル基、デカマンチル基、ウンデカマンチル基、ヘキサアダマンチル基、ペンタアダマンチル基、ヘキサアダマンチル基、ヘプタアダマンチル基、オクタアダマンチル基、ノナアダマンチル基、デカアダマンチル基およびウンデカマンチル基などを有するジカルボン酸類なども挙げられる。また、前記多環式骨格構造を有する基を複数個有するオリゴ構造を有する化合物として、例えば、1,1’−ビ(ジアマンタン)−6,6’−ジカルボン酸、6,6’−ビス(4−カルボキシ−フェニル)−1,1’−ビ(ジアマンタン)、6,6’−ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’−ビ(ジアマンタン)、6,6’−ビス[4−(4−カルボキシ−フェノキシ)−フェニル]−1,1’−ビ(ジアマンタン)なども挙げられるが、ダイヤモンドイド構造の定義内にある構造であれば、これに限定されない。また、多環式骨格構造を有する基の結合位置も同様に限定されない。
上記ジカルボン酸中のアダマンタン構造を有する基は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソ−ブチル基及びtert−ブチル基などのアルキル基、フルオロメチル基、フルオロエチル基、フルオロプロピル基およびフルオロブチル基などのフルオロアルキル基などが結合していても良い。これらの化合物の例としては、3,3’−(5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、3,3’−(5,5’,7,7’−テトラエチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、3,3’−(5,5’,7,7’−テトラブチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、3,3’−(5,5’−ジメチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、3,3’−(5,5’−ジエチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、3,3’−(5,5’−ジブチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、3,3’−ビス(4−カルボキシ−フェニル)−(5,5’,7,7’−テトラメチル)−1,1‘−ビアダマンタン、3,3’−ビス[4−(4−カルボキシ−フェノキシ)−フェニル]−(5,5’,7,7’)−1,1’−ビアダマンタン、3,3’−ビス[4−(4−カルボキシ−6−(3,5−ジメチルアダマンチル)−フェノキシ)−フェニル]−(5,5’,7,7’−テトラメチル)ビアダマンタン、3,3’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)−(5,5’−ジブチル)−1,1’−ビアダマンタン、などが挙げられるが、これらに限定されない。
上記の中でも、アダマンタンジカルボン酸、ビアダマンタンジカルボン酸、テトラアダマンタンジカルボン酸が好ましく、これらの具体例としては、アダマンタン−1,3−ジカルボン酸、1,1’−ビアダマンタン−3,3’−ジカルボン酸、5,7−ジメチル−アダマンタン−1,3−ジカルボン酸、5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン−3,3’−ジカルボン酸、テトラアダマンタンジカルボン酸などが好ましいが、ビアダマンタンジカルボン酸がより好ましい。これらのジカルボン酸におけるアダマンタン構造を有する基は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソ−ブチル基及びtert−ブチル基(具体的にしました)などのアルキル基、フルオロメチル基、フルオロエチル基、フルオロプロピル基およびフルオロブチル基などのフルオロアルキル基などが結合していても良い。
これらのジカルボン酸は単独または2種類以上組み合わせて使用しても良い。
本発明において、ジカルボン酸が「ダイヤモンドイド構造以外の官能基にダイヤモンドイド構造を有する」とは、ジカルボン酸骨格に他の原子を介してダイヤモンド構造が結合していることを言う。
該ジカルボン酸の内、エチニル基を介してダイヤモンドイド構造を有するジカルボン酸としては、例えば、3−アダマンチルエチニルフタル酸、4−アマンチルエチニルフタル酸、5−アマンチルエチニルイソフタル酸等のエチニルイソフタル酸、2−アマンチルエチニルテレフタル酸および3−アマンチルエチニルテレフタル酸等のエチニルテレフタル酸等のエチニルフタル酸:、
2−アマンチルエチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸および3−アマンチルエチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸等のエチニル−ナフタレンジカルボン酸:、
4,4’−ビスアダマンチルエチニル−2,2’−ビフェニルジカルボン酸および5,5’−ビスアマンチルエチニル−2,2’−ビフェニルジカルボン酸等のジエチニル−ビフェニルジカルボン酸:、
2,2−ビス(2−カルボキシ−3−アマンチルエチニルフェニル)プロパンおよび2,2−ビス(2−カルボキシ−4−アマンチルエチニルフェニル)プロパン等のビス(カルボキシ−エチニルフェニル)プロパン:、
2,2−ビス(2−カルボキシ−4−アマンチルエチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパンおよび2,2−ビス(3−カルボキシ−5−アマンチルエチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン等のビス(カルボキシ−エチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン:、
4−アダマンチルエチニル−1,3−ジカルボキシシクロプロパン、5−アマンチルエチニル−2,2−ジカルボキシシクロプロパン、1,3−ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−5−アダマンチルエチニル−ベンゼンの構造異性体、1,3−ビス(4−カルボキシ−フェニル)−5−アダマンチルエチニル−ベンゼンの構造異性体および5−(3−アダマンチルエチニル−フェノキシ)−イソフタル酸等の(エチニル−フェノキシ)イソフタル酸、2−(1−アダマンチルエチニル−フェノキシ)テレフタル酸等の(エチニル−フェノキシ)テレフタル酸等の(エチニル−フェノキシ)フタル酸などが挙げられるが、これらのジカルボン酸におけるアダマンチルエチニル部位はジアマンチルエチニル基、トリアマンチルエチニル基、テトラマンチルエチニル基、ペンタマンチルエチニル基、ヘキサマンチルエチニル基、ヘプタマンチルエチニル基、オクタマンチルエチニル基、ノナマンチルエチニル基、デカマンチルエチニル基およびウンデカマンチルエチニル基などの基、ビアダマンチルエチニル基、トリアダマンチルエチニル基、テトラアダマンチルエチニル基、ペンタアダマンチルエチニル基、ヘキサアダマンチルエチニル基、ヘプタアダマンチルエチニル基、オクタアダマンチルエチニル基、ノナアダマンチルエチニル基、デカアダマンチルエチニル基およびウンデカアダマンチルエチニル基などの基、アダマンチルフェニルエチニル基、ジアマンチルフェニルエチニル基、トリアマンチルフェニルエチニル基、テトラマンチルフェニルエチニル基、ペンタマンチルフェニルエチニル基、ヘキサマンチルフェニルエチニル基、ヘプタマンチルフェニルエチニル基、オクタマンチルフェニルエチニル基、ノナマンチルフェニルエチニル基、デカマンチルフェニルエチニル基およびウンデカマンチルフェニルエチニル基などの基、ビアダマンチルフェニルエチニル基、トリアダマンチルフェニルエチニル基、テトラアダマンチルフェニルエチニル基、ペンタアダマンチルフェニルエチニル基、ヘキサアダマンチルフェニルエチニル基、ヘプタアダマンチルフェニルエチニル基、オクタアダマンチルフェニルエチニル基、ノナアダマンチルフェニルエチニル基、デカアダマンチルフェニルエチニル基およびウンデカアダマンチルフェニルエチニル基などの基、アダマンチルフェノキシフェニルエチニル基、ジアマンチルフェノキシフェニルエチニル基、トリアマンチルフェノキシフェニルエチニル基、テトラマンチルフェノキシフェニルエチニル基、ペンタマンチルフェノキシフェニルエチニル基、ヘキサマンチルフェノキシフェニルエチニル基、ヘプタマンチルフェノキシフェニルエチニル基、オクタマンチルフェノキシフェニルエチニル基、ノナマンチルフェノキシフェニルエチニル基、デカマンチルフェノキシフェニルエチニル基およびウンデカマンチルフェノキシフェニルエチニル基などの基、ビアダマンチルフェノキシフェニルエチニル基、トリアダマンチルフェノキシフェニルエチニル基、テトラアダマンチルフェノキシフェニルエチニル基、ペンタアダマンチルフェノキシフェニルエチニル基、ヘキサアダマンチルフェノキシフェニルエチニル基、ヘプタアダマンチルフェノキシフェニルエチニル基、オクタアダマンチルフェノキシフェニルエチニル基、ノナアダマンチルフェノキシフェニルエチニル基、デカアダマンチルフェノキシフェニルエチニル基およびウンデカアダマンチルフェノキシフェニルエチニル基などの基であっても良い。これらの中でも、アダマンチルフェニルエチニル基、ビアダマンチルフェニルエチニル基、アダマンチルフェノキシフェニルエチニル基、ビアダマンチルフェノキシフェニルエチニル基などがより好ましい。
また、5−フェニルエチニル−アダマンタン−1,3−ジカルボン酸、5−エチニル−アダマンタン−1,3−ジカルボン酸、5−フェニルエチニル−1,1’−ビアダマンタン−3,3’−ジカルボン酸、5−エチニル−1,1’−ビアダマンタン−3,3’−ジカルボン酸など、カルボン酸がアダマンタン構造に結合した化合物も好ましい。これらのジカルボン酸を単独または2種類以上組み合わせて使用しても良い。上記ジカルボン酸化合物中のアダマンタン構造を有する基は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソ−ブチル基及びtert−ブチル基などのアルキル基、フルオロメチル基、フルオロエチル基、フルオロプロピル基およびフルオロブチル基などのフルオロアルキル基などが結合していても良い。これらの中でも、特にジメチルアダマンチルフェニルエチニル基、トリメチルアダマンチルフェニルエチニル基、テトラメチルビアダマンチルフェニルエチニル基、ペンタメチルビアダマンチルフェニルエチニル基、ジメチルアダマンチルフェニルエチニル基、トリメチルアダマンチルフェニルエチニル基、テトラメチルビアダマンチルフェノキシフェニルエチニル基、ペンタメチルビアダマンチルフェノキシフェニルエチニル基などが好ましい。
1−4−1 ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有するジカルボン酸
ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有するジカルボン酸としては、例えば3−エチニルフタル酸、4−エチニルフタル酸、5−エチニルイソフタル酸等のエチニルイソフタル酸、2−エチニルテレフタル酸および3−エチニルテレフタル酸等のエチニルテレフタル酸等のエチニルフタル酸:、
2−エチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸および3−エチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸等のエチニル−ナフタレンジカルボン酸:、
4,4’−ジエチニル−2,2’−ビフェニルジカルボン酸および5,5’−ジエチニル−2,2’−ビフェニルジカルボン酸等のジエチニル−ビフェニルジカルボン酸:、
2,2−ビス(2−カルボキシ−3−エチニルフェニル)プロパンおよび2,2−ビス(2−カルボキシ−4−エチニルフェニル)プロパン等のビス(カルボキシ−エチニルフェニル)プロパン:、
2,2−ビス(2−カルボキシ−4−エチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパンおよび2,2−ビス(3−カルボキシ−5−エチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン等のビス(カルボキシ−エチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン:、
4−エチニル−1,3−ジカルボキシシクロプロパン、5−エチニル−2,2−ジカルボキシシクロプロパン、1,3−ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−5−エチニル−ベンゼンの構造異性体、1,3−ビス(4−カルボキシ−フェニル)−5−エチニル−ベンゼンの構造異性体、5−(4−エチニル−フェノキシ)−イソフタル酸および5−(3−エチニル−フェノキシ)−イソフタル酸等の(エチニル−フェノキシ)イソフタル酸、2−(1−エチニル−フェノキシ)テレフタル酸等の(エチニル−フェノキシ)テレフタル酸等の(エチニル−フェノキシ)フタル酸:、
5−(1−エチニル−フェニル)−イソフタル酸等の(エチニル−フェニル)−イソフタル酸、2−(1−エチニル−フェニル)−テレフタル酸等の(エチニル−フェニル)−テレフタル酸等の(エチニル−フェニル)−フタル酸:、
3−フェニルエチニルフタル酸および5−フェニルエチニルイソフタル酸等のフェニルエチニルフタル酸、2−フェニルエチニルテレフタル酸および3−フェニルエチニルテレフタル酸等のフェニルエチニルテレフタル酸等のフェニルエチニルテレフタル酸:、
2−フェニルエチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸等のフェニルエチニル−ナフタレンジカルボン酸、
3,3’−ジフェニルエチニル−2,2’−ビフェニルジカルボン酸等のジフェニルエチニル−ビフェニルジカルボン酸および2,2−ビス(2−カルボキシ−3−フェニルエチニルフェニル)プロパン等のビス(カルボキシ−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ−4−フェニルエチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン等のビス(カルボキシ−フェニルエチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、
5−(1−フェニルエチニル−フェノキシ)−イソフタル酸、5−(2−フェニルエチニル−フェノキシ)−イソフタル酸および5−(3−フェニルエチニル−フェノキシ)イソフタル酸等の(フェニルエチニル−フェノキシ)−イソフタル酸、2−(1−フェニルエチニル−フェノキシ)テレフタル酸等の(フェニルエチニル−フェノキシ)テレフタル酸等の(フェニルエチニル−フェノキシ)フタル酸等のフェニルエチニル骨格を有するジカルボン酸:、
3−ヘキシニルフタル酸、2−へキシニルテレフタル酸、2−へキシニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、3,3’−ジへキシニル−2,2’−ビフェニルジカルボン酸、2,2−ビス(2−カルボキシ−3−へキシニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−5−へキシニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4−へキシニル−1,3−ジカルボキシシクロプロパン、1,3−ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−5−ヘキシニル−ベンゼンの構造異性体および5−(3−ヘキシニル−フェノキシ)−イソフタル酸等のアルキル基エチニル基を有するジカルボン酸:、
4,4’−トランジカルボン酸および3,4’−トランジカルボン酸等のトランジカルボン酸等の分子内にアセチレン骨格を有するジカルボン酸:、
1,2−ビフェニレンジカルボン酸および1,3−ビフェニレンジカルボン酸等のビフェニレン骨格を有するジカルボン酸:、等が挙げられ、これらを単独また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、エチニルイソフタル酸、(エチニル−フェノキシ)イソフタル酸、フェニルエチニル−イソフタル酸および(フェニルエチニル−フェノキシ)−イソフタル酸から選ばれる1種以上のジカルボン酸が好ましい。これにより、最終的に得られるポリベンゾオキサゾール樹脂の架橋密度をより向上することができる。
また、前記トランジカルボン酸は、例えば安息香酸エステル誘導体からスチルベンを作製し、その後にトラン骨格を作製して合成する方法、安息香酸エステル誘導体とフェニルエチニル誘導体からヘック反応を用いてトラン骨格を導入することにより合成する方法等で得ることができる。
また、前記ビフェニレン骨格を有するジカルボン酸は、例えば、Journal of
Polymer Science:Polymer Letters Edition,Vol.16,653−656(9178)に記載されている方法を挙げることができる。具体的には、4,4’−ビフェニル−ジカルボン酸ジメチルのヨウ素化、脱ヨウ素によるビフェニレン化、更に脱エステル化反応で、2,7−ビフェニレンジカルボン酸を得ることができる。
本発明において、ジカルボン酸が「ダイヤモンドイド構造およびダイヤモンドイド構造以外の官能基を有しない」とは、(1)ダイヤモンドイド構造を含まず、且つ、(2)ジカルボン酸が本質的に有するカルボキシ基以外の官能基を含まないことを意味する。
該ジカルボン酸としては、例えばイソフタル酸、テレフタル酸、2−フルオロイソフタル酸および2,3,5,6−テトラフルオロテレフタル酸等のフタル酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビフェニルジカルボン酸、4,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ビフェニルおよび4,4’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ビフェニル等のビフェニルジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,3−ナフタレンジカルボン酸および2,6−ナフタレンジカルボン酸等のナフタレンジカルボン酸、4,4’−スルホニルビス安息香酸、3,4’−スルホニルビス安息香酸、3,3’−スルホニルビス安息香酸、4,4’−オキシビス安息香酸、3,4’−オキシビス安息香酸および3,3’−オキシビス安息香酸等のビス安息香酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシフェニル)プロパン、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および2,2−ビス(3−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン等のビス−カルボキシフェニル−プロパン(ヘキサフルオロプロパン)、9,9−ビス(4−(4−カルボキシフェノキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−カルボキシフェノキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス−(2−カルボキシ−フェニル)フルオレンおよび9,9−ビス−(3−カルボキシ−フェニル)フルオレン等のフルオレン骨格を有するジカルボン酸、4,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−p−ターフェニルおよび4,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−m−ターフェニル等のビス−カルボキシフェニル−ターフェニル等が挙げられ、これらを単独また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
第1の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、前記ダイヤモンドイド構造を有するビスアミノフェノール化合物と、前記ダイヤモンドイド構造を有しないジカルボン酸との反応、前記ダイヤモンドイド構造を有しないビスアミノフェノール化合物と、前記ダイヤモンドイド構造を有するジカルボン酸との反応、または、前記ダイヤモンドイド構造を有するビスアミノフェノール化合物と、前記ダイヤモンドイド構造を有するジカルボン酸との反応により得ることができるが、この反応方法としては、例えば酸クロリド法を挙げることができる。具体的には、N,N’−ジメチルホルムアミド等の触媒存在下で、前記ジカルボン酸と過剰量の塩化チオニルとを、室温ないし130℃程度で反応させ、過剰の塩化チオニルを加熱及び減圧により留去した後、残査をヘキサン等の溶媒で再結晶化してジカルボン酸クロリドを得る。
次に、このジカルボン酸クロリドと、前記ビスアミノフェノール化合物とをN−メチル−2−ピロリドン、N,N’−ジメチルアセトアミド等の極性溶媒に溶解し、ピリジン等の酸受容剤存在下で、−30℃ないし室温程度で反応させることにより、第1の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体(側鎖に官能基を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体)を得ることができる。前記第1の繰り返し単位の繰り返し単位数は、特に限定されないが、2〜1,000が好ましく、特に5〜100が好ましい。繰り返し単位数が前記範囲内であると、特に溶解性、作業性に優れる。
また、酸クロリド法の代わりに活性エステル法を用いてもかまわない。活性エステル法では、例えば、上記ジカルボン酸クロリドと1−ヒドロキシベンゾトリアゾールとの反応によりベンゾトリアジルエステルを製造し、このエステルと上記ビスアミノフェノールを上記したのと同様に室温またはそれ以上の温度で反応させれば良い。
上記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体の製造において、得られた樹脂を前記架橋剤により架橋させる場合、前記ビスアミノフェノール化合物、ジカルボン酸化合物またはその両方に、前記架橋剤と架橋し得る基を有するものを用いればよい。
前記第1の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、さらに前記第2の繰り返し単位を含んでいても良い。前記第2の繰り返し単位は、ダイヤモンドイド構造を有しないビスアミノフェノール化合物と、ダイヤモンドイド構造を有しないジカルボン酸化合物とを反応して得られる。
前記第2の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、ダイヤモンドイド構造を有しないポリベンゾオキサゾール樹脂を形成するものである。
前記第1の繰り返し単位と第2の繰り返し単位とは、共重合体または単なる混合物の状態でベンゾオキサゾール樹脂前駆体を構成しても良い。さらに、共重合体の場合、前記第1の繰り返し単位と第2の繰り返し単位とはランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体のいずれであっても良い。
前記ダイヤモンドイド構造を有しないビスアミノフェノール化合物と、前記ダイヤモンドイド構造を有しないジカルボン酸との反応には、前述したような酸クロリド法を挙げることができる。その結果、側鎖にダイヤモンドイド構造を有しないベンゾオキサゾール樹脂前駆体を得ることができる。
前記第2の繰り返し単位の繰り返し単位数は、特に限定されないが、2〜1,000が好ましく、特に5〜100が好ましい。繰り返し単位数が前記範囲内であると、特に溶解性、作業性が優れる。
また、酸クロリド法の代わりに活性エステル法を用いてもかまわない。活性エステル法では、例えば、上記ジカルボン酸クロリドと1−ヒドロキシベンゾトリアゾールとの反応によりベンゾトリアジルエステルを製造し、このエステルと上記ビスアミノフェノールを上記したのと同様に室温またはそれ以上の温度で反応させれば良い。
さらに、本発明に用いるベンゾオキサゾール樹脂前駆体を詳細に説明すると、前記一般式(1)で表される第3の繰り返し単位を有するものである。
前記第3の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体を得る方法としては、下記一般式(18)で表され、該式中のX1として、前記一般式(2−1)、(2−2)及び(3)で表される基の中から選ばれる基を有するビスアミノフェノール化合物と、下記一般式(19)で表され、該式中のY1として、前記一般式(4)、(6−1)、(6−2)、(7−1)、(7−2)、(8)及び(9)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸化合物とを反応させて合成することができ、例えば、前記ダイヤモンドイド構造を有するビスアミノフェノール化合物と前記官能基を有しないジカルボン酸と、前記ダイヤモンドイド構造を有するビスアミノフェノール化合物と前記ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有するジカルボン酸とを、或いは、前記ダイヤモンドイド構造を有するビスアミノフェノール化合物と前記官能基を有しないジカルボン酸と前記ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有するジカルボン酸とを前述したような酸クロリド法で反応させる方法が挙げられる。これらの組合せについては、目的とする特性(例えば誘電率)を得るために自由に選択することができるが、樹脂膜において、より低い誘電率を得る上では、微細な空孔を有する樹脂膜とすることが好ましく、その場合、前記ダイヤモンドイド構造を有するビスアミノフェノール化合物と前記官能基を有するジカルボン酸の組合せがより好ましい。
また、本発明に用いるベンゾオキサゾール樹脂前駆体は前記一般式(10)で表される繰り返し単位を有するものである。さらに、前記第3の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、特に限定されないが、前記一般式(10)で表される第4の繰り返し単位を有することが好ましい。
前記第4の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体を得る方法としては、前記一般式(18)で表され、該式中のX1として、前記一般式(2−1)、(2−2)及び(3)で表される基の中から選ばれる基を有するビスアミノフェノール化合物と、下記一般式(20)で表され、該式中のY2として、前記一般式(11−1)、(11−2)、(12−1)及び(12−2)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸化合物とを反応させて合成することができ、例えば、前記ダイヤモンドイド構造を有するビスアミノフェノール化合物と、前記ダイヤモンドイド構造を有するジカルボン酸とを前述したような酸クロリド法で反応させる方法が挙げられる。
また、本発明に用いるベンゾオキサゾール樹脂前駆体は前記一般式(13)で表される繰り返し単位を有するものである。さらに、前記第3の繰り返し単位および第4の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、特に限定されないが、前記一般式(13)で表される第5の繰り返し単位を有することが好ましい。
前記第5の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体を得る方法としては、下記一般式(21)で表され、該式中のX3として、前記一般式(14)及び(15)で表される基の中から選ばれる基を有するビスアミノフェノール化合物と、前記一般式(20)で表され、該式中のY2として、前記一般式(11−1)、(11−2)、(12−1)及び(12−2)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸化合物とを反応させて合成することができ、例えば、前記ダイヤモンドイド構造を有しないビスアミノフェノール化合物および/または前記ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有するビスアミノフェノール化合物と、前記ダイヤモンドイド構造を有するジカルボン酸とを、前述したような酸クロリド法で反応させる方法が挙げられる。これらの組合せについては、上記同様に目的とする特性(例えば誘電率)を得るために自由に選択することができるが、樹脂膜において、より低い誘電率を得る上では、微細な空孔を有する樹脂膜とすることが好ましく、その場合、前記ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有するビスアミノフェノール化合物と前記ダイヤモンドイド構造を有するジカルボン酸の組合せがより好ましい。
さらに、前記第3の繰り返し単位、前記第4の繰り返し単位および前記第5の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、特に限定されないが、前記一般式(17)で表される第6の繰り返し単位を有することが好ましい。
前記第6の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体を得る方法としては、前記一般式(21)で表され、該式中のX3として、前記一般式(14)及び(15)で表される基の中から選ばれる基を有するビスアミノフェノール化合物と、前記一般式(19)で表され、該式中のY1として、前記一般式(4)、(6−1)、(6−2)、(7−1)、(7−2)、(8)及び(9)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸とを反応させて合成することができ、例えば、前記官能基を有しないビスアミノフェノール化合物と前記官能基を有しないジカルボン酸及び/又は前記ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有するジカルボン酸化合物とを、前記ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有するビスアミノフェノール化合物と前記官能基を有しないジカルボン酸及び/又は前記ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有するジカルボン酸化合物とを、前述したような酸クロリド法で反応させる方法が挙げられる。
また、ビスアミノフェノールとジカルボン酸を反応させるモル比に応じて、末端を1官能カルボン酸誘導体、酸無水物、または1官能のo−アミノフェノール、アミン誘導体で反応させ、末端を封止してもかまわない。
本発明おいて、上記式(1)で表される第3の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体、上記式(10)で表される第4の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体、上記式(13)で表される第5の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体および上記式(17)で表される第6の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体を、それぞれ混合してベンゾオキサゾール樹脂前駆体組成物として用いる場合は、上記式(1)で表される第3の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体、上記式(10)で表される第4の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体および上記式(13)で表される第5の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体を必須成分とし、該第3の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体、該第4の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体、該第5の繰り返し単位を有するベンゾキオサゾール樹脂前駆体および上記式(17)で表される第6の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体から選ばれる2種以上を含む組成物とすることが、本発明の目的である耐熱性および低誘電率に優れた樹脂およびそれから得られる樹脂膜を得る上で好ましい。また、第4の繰り返し単位は、高弾性率化を付与する上で好ましく、第6の繰り返し単位は、密着性を付与する上で好ましいが、どちらも、本発明の目的とする特性を損なわない程度で使用することができる。
次にポリベンゾオキサゾール樹脂について説明する。
本発明において、ポリベンゾオキサゾール樹脂は、上述したようなベンゾオキサゾール樹脂前駆体を脱水閉環反応して得られる。前記反応は、例えば縮合反応および架橋反応である。
ポリベンゾオキサゾール樹脂を得るには、例えば、前記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体を150〜425℃×5(分)〜24(時間)で反応する方法、UV照射する方法、電子線照射する方法等が挙げられる。
前記カルボキシル基と反応し得る置換基としては、例えばアミノ基、ヒドロキシル基、イソシアネート基等が挙げられる。
また、前記アミノ基と反応し得る置換基としては、例えばカルボキシル基、イソシアネート基、グリシジル基、無水マレイン酸基、マレイミド基、酸無水物基、アクリレート基等が挙げられる。
また、前記ヒドロキシル基と反応し得る置換基としては、例えば酸無水物基、カルボキシル基、グリシジル基等が挙げられる。
次に、架橋剤について説明する。
本発明に用いる架橋剤は、架橋反応を生じる基を1分子中に2以上有するものであれば良く、例えば、1分子中に2以上10以下の架橋基を有する化合物を挙げることができる。
前記架橋基としては、例えば、アセチレン結合を有する官能基、ビニル結合を有する官能基、ビフェニレン基、シアナト基、マレイミド基、ナジイミド基、ビニル基およびシクロペンタジエニル基等が挙げられる。これらの中でも、アセチレン結合を有する官能基が好ましい。前記アセチレン結合を有する官能基として、具体的には、エチニル基;、
フェニルエチニル基、ナフチルエチニル基、アントリルエチニル基、3−フェニル−2−プロピニル基、4−フェニル−3−ブチニル基、6−フェニル−5−ヘキシニル基及び8−フェニル−7−オクチニル基などの芳香族置換エチニル基;、
キノリルエチニル基及びキノキサリルエチニル基などの含窒素芳香族置換エチニル基;、
1−プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基、1−ヘキシニル基、2−ヘキシニル基、3−ヘキシニル基及び4−ヘキシニル基などのアルキルエチニル基などの鎖状脂肪族置換エチニル基;
シクロヘキシルエチニル基、ビシクロ[2,2,1]ヘプチルエチニル基、アダマンチルエチニル基、3−シクロヘキシル2−プロピニル基、4−シクロヘキシル3−ブチニル基、6−シクロヘキシル5−ヘキシニル基及び8−シクロヘキシル7−オクチニル基などの環状脂肪族置換エチニル基;、
、プロパルギルエーテル基、2−プロピニルオキシ基、2−ブチニルオキシ基、3−ブチニルオキシ基、2−ヘキシニルオキシ基、3−ヘキシニルオキシ基、4−ヘキシニルオキシ基、5−ヘキシニルオキシ基、2−ヘプチニルオキシ基、3−ヘプチニルオキシ基、4−ヘプチニルオキシ基、5−ヘプチニルオキシ基及び6−ヘプチニルオキシ基などのアルキニルオキシ基;、
ブタジイニル基;、
およびフェニルブタジイニル基、1,3−ペンタジイニル基、4−シクロヘキシル−1,3−ブタジイニル基及び2,4−ペンタジイニルオキシ基などの置換ジイニル基等が挙げられる。
なお、上記アセチレン結合を含む基中の水素原子は、フッ素原子、メチル基、メトキシ基及びトリフルオロメチル基などの基で置換されていても良い。これらの中でも、エチニル基、フェニルエチニル基、(4−メチルフェニル)エチニル基、ナフチルエチニル基、フェニルブタジイニル基、t−ブチルエチニル基、アダマンチルエチニル基及び3,5−ジメチルアダマンチルエチニル基の中から選ばれる架橋基が好ましい。1分子内に複数有する架橋基はお互いに同一であっても異なっていても良い。
架橋反応の方法としては、加熱による方法、マイクロ波、可視光、UV光およびX線などの活性エネルギー光線ならびに電子線などの活性放射線を照射する方法などが挙げられる。
さらに、かかるポリベンゾオキサゾール樹脂を用いてナノフォームを形成して層間絶縁膜を得た場合に、ポリベンゾオキサゾール樹脂の架橋密度を向上すると、ナノフォームが凝集等すること無くその形状を保持することが可能となる。これにより、層間絶縁膜の誘電率を低下することができる。
上記式(22)におけるAとしての有機基としては、ビナフタレン基、ナフタレン基、フルオレン基、フェニル基、ジフェニルエーテル基、ビフェニル基、ジフェニルスルホン基、ジフェニルプロパン基及びジフェニルヘキサフルオロプロパン基などの芳香族基、アダマンチル基、3,5−ジフェニルアダマンチル基、3,5,7−トリフェニルアダマンチル基、3,5,7,9−テトラフェニルアダマンチル基、1,1’−ビアダマンチル基、1,2’−ビアダマンチル基、2,2’−ビアダマンチル基及び3,3’−ジフェニル−1,1’−ビアダマンチル基、3,3’,5,5’−テトラフェニル−1,1’−ビアダマンチル基および3,3’,5,5’,7,7’−ヘキサフェニル−1,1’−ビアダマンチル基などの多環式骨格構造を有する基等が挙げられるが、これらに限定されない。上記有機基中の水素原子は、フッ素原子、メチル基、メトキシ基及びトリフルオロメチル基で置換されていても良い。
下記式(23)〜(25)で表される構造を有するものなどを挙げることができる。
上記A1〜A3の有機基としては、ビナフタレン基、ナフタレン基、フルオレン基、フェニル基、ジフェニルエーテル基、ビフェニル基、ジフェニルスルホン基、ジフェニルプロパン基、ジフェニルヘキサフルオロプロパン基、等が挙げられるが、これらに限定されない。これらの基は、ダイヤモンドイド構造を有していても良い。
上記R3〜R11の有機基としては、エチニル基、フェニルエチニル基、ナフチルエチニル基、アントリルエチニル基、キノリルエチニル基、キノキサリルエチニル基、アルキルエチニル基、プロパルギルエーテル基、フェニルブタジイニル基、ビフェニレン基、シアナト基、マレイミド基、ナジイミド基、ビニル基、シクロペンタジエニル基、等が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の樹脂組成物は、上記成分を混合することにより得ることができるが、上記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体と架橋剤の割合としては、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体100重量部に対して、架橋剤が1〜100重量部が好ましく、さらに好ましくは、架橋剤が5〜50重量部が好ましい。
本発明の樹脂組成物には、前記成分の他に、必要に応じて、界面活性剤、シラン系に代表されるカップリング剤、酸素ラジカルや硫黄ラジカルを加熱により発生するラジカル開始剤、ジスルフィド類などの触媒類などの添加剤を用いることができる。
また、前記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体およびジアミノフェノール化合物において、一般式(1)、(10)、(13)、(17)および(20)中のR1及びR2として、少なくとも一方が水素原子を有する場合は、感光剤としてのナフトキノンジアジド化合物と一緒に用いることで、ポジ型の感光性樹脂組成物として、また、R1及びR2として、少なくとも一方が、メタクリロイル基のような光架橋性基を含む基を有する場合は、光開始剤を用いることでネガ型感光性樹脂組成物として用いることが可能である。
また、R1及びR2として、少なくとも一方が、炭素数1〜20のアルキル基、−C(=O)−O−結合を介した炭素数1〜20のアルキル基を有する場合は、ワニスへの溶解性を向上させることができる。
前記樹脂組成物は、樹脂膜などを作製する際に、これらを溶解若しくは分散させることが可能な有機溶媒に溶解または分散させることによりワニスとして、樹脂膜などの製造に用いるのが好ましい。前記有機溶媒として、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、トルエン、キシレン、メシチレン等を挙げることができ、これら以外であっても、溶解若しくは分散させることが可能な有機溶媒であれば、用いることができる。これらの有機溶媒は1種を用いてもよく、2種以上を混合して用いてよい。
また、前記樹脂組成物と、前記有機溶媒との割合としては、樹脂組成物が完全に溶解又は分散し得る量であればよく、特に制限されず、その用途に応じて適宜調整することができるが、一般的には、ワニス中の溶媒含有量は、70〜95重量%程度が好ましい。
本発明の樹脂組成物またはワニスは、これを用いて、公知の手段、例えば、射出成形法、移送成形法、圧縮成形法、押出成形法、キャスト成形法、塗布法などを適用して成形品とすることができる。その形態は、どのような形態であってもよく、、前記樹脂組成物を最終成形品にする前の中間成形品の形態や、最終成形品のいずれであってもよく、例えば、樹脂膜を形成し、架橋反応させる前の中間成形品や、これを硬化させた成形品であってもよい。本発明においては、上記成形品は、架橋基を有するベンゾキサゾール樹脂前駆体またはその樹脂と、架橋剤とを架橋反応させて、最終成形品とすることができる。
上記架橋反応の方法としては、加熱による方法、マイクロ波、可視光、UV光およびX線などの活性エネルギー光線ならびに電子線などの活性放射線を照射する方法などが挙げられる。
次に、樹脂膜について説明する。
本発明の樹脂膜は、前述したような樹脂組成物で構成されるものである。これにより、密着性および寸法安定性に優れる。
前記樹脂膜としては、例えば半導体用の層間絶縁膜や表面保護膜、多層回路の層間絶縁膜、フレキシブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜、液晶配向膜、エッチング保護膜(エッチングストッパー)、接着剤等が挙げられる。これらの中でも半導体用の層間絶縁膜および表面保護膜、エッチング保護膜として好適に用いられる。
前記ナノフォームの平均孔径は、特に限定されないが、10nm以下が好ましく、より6nm以下が好ましく、最も3nm以下が好ましい。平均孔径が前記範囲内であると、特にプロセス中での適合性が高く、パターン形成における誘電特性に優れる。
上記平均孔径の測定法としては、小角X線散乱法、陽電子消滅法、ガス吸着法およびエリプソメトリックポロシメトリー法などが挙げられる。
前記発泡剤としては、例えば中空構造を有するカーボンナノチューブやフラーレン、かご型シルセスキオキサン、シクロデキストリン、融点の高い有機化合物、揮発性の低い有機化合物、界面活性剤、アゾビス化合物、有機化酸化物、デンドリマー、ハイパーブランチポリマー等が挙げられる。これらの中でも界面活性剤またはハイパーブランチポリマー、融点の高い有機化合物、揮発性の低い有機化合物が好ましい。これにより、発泡剤をポリベンゾオキサゾール樹脂中に均一に分散することが可能となる。発泡剤を均一に分散できると、更に加熱、抽出処理により、微細なナノフォームを得ることができる。
次に、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。
図1は、本発明の半導体装置の一例を模式的に示す断面図である。
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1上側)に設けられた窒化珪素膜2と、窒化珪素膜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4を有している。
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4が設けられている。
層間絶縁膜3は、ナノフォーム(微細孔)(図示せず。)が形成されている。
また、層間絶縁膜3と、銅配線層4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(窒化珪素膜2と反対側面)には、ハードマスク層7が形成されている。
また、本実施の形態では、層間絶縁膜3を用いた半導体装置100について説明したが、本発明はこれに限定されない。
また、上述したような層間絶縁膜は、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。
また、上述したような層間絶縁膜は、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。
また、上述したような層間絶縁膜は、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。
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。なお、得られた化合物の同定には、以下の方法を用いた。
1. 核磁気共鳴スペクトル分析(1H−NMR、13C(1H)−NMR):日本電子製JNM−GSX400型を用いて測定した。1H−NMRは共鳴周波数400MHz、13C(1H)−NMRは共鳴周波数100MHzで、それぞれ測定した。測定溶媒は、重水素化溶媒である重水素化ジメチルスルホキシドDMSO−d6あるいはCDCl3を用いた。
2. 赤外分光分析(IR):PERKIN ELMER社製1640型を用いて、KBr錠剤法により測定した。
3. 質量分析(MS):日本電子(株)製JMS−700型を用いてフィールド脱着(FD)法で測定した。
下記の3工程により、1,3−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)−アダマンタンを得た。
1−1)1,3−ビス−(4−ヒドロキシ−フェニル)−アダマンタン(第1の中間体の合成)
温度計、攪拌機、還流管、窒素導入管および30%水酸化ナトリウム水溶液が入ったトラップへの排気管を備えた5つ口の500mLフラスコを氷浴中で冷却し、そのフラスコに、1,3−ジブロモ−アダマンタン6.47g(0.022mol)、フェノール200ml、3臭化アルミニウム2.6g(0.01mol)を入れ、0℃で6時間撹拌した。更に、60℃で4時間加熱し反応させた。反応物を酸性の氷水2,000Lに注ぎ、氷が融けた後、有機層を取り出し、純水、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄後、メタノール中に注ぎ、生成物を析出させた。得られた生成物を減圧乾燥することにより、生成物3.5gを得た。
IR分析によりヒドロキシル基の吸収が3,550〜3,200cm−1にあること、分子量が320である質量分析の結果より、生成物が第1の中間体であることが示された。
温度計、撹拌機および還流管を備えた4つ口の500mLフラスコに、20%硝酸水溶液200mL(0.64mol)を入れ、激しく撹拌しながら、上記の操作を繰り返して得た1,3−ビス−(4−ヒドロキシ−フェニル)−アダマンタン35g(0.11mol)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たら、引き続き1時間反応を続けた。その後、冷水約500mL中に注いで、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30gを得た。
IR分析によりニトロ基の吸収が1,500cm−1付近および1,370cm−1付近にある点、分子量が410である質量分析の結果により、生成物が第2の中間体であることが示された。
温度計、ジムロート冷却管および窒素導入管を備えた4つ口の200mLフラスコに、濃塩酸20mLとエタノール30mLを仕込み、さらに、上記第2の中間体8.6g(0.021mol)を、撹拌しながら添加し、浮遊させた。これに、塩化スズ(II)二水和物15gをエタノール20mLに溶かしたものを、30℃以下の温度で、1時間かけて加えた。12時間後、析出した結晶を濾過し、エタノール−塩酸混合液から再結晶した。得られた塩酸塩を、水で加水分解させ、エタノールにより再結晶し、減圧乾燥させることにより、生成物6.7gを得た。
NMR分析によりOH基のプロトンの吸収が8.8〜9.5ppmにある点、NH2基のプロトンの吸収が4〜4.5ppmにある点、分子量が350である質量分析の結果により、生成物が1,3−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)アダマンタン(ダイヤモンドイド構造を有するビスアミノフェノール化合物)であることが示された。
下記の工程により、官能基を有するジカルボン酸(5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリド)を得た。
2−1)5−ブロモイソフタル酸(第1の中間体)の合成
温度計、撹拌機および滴下ロートを備えた4つ口の1Lフラスコに5−アミノイソフタル酸99.18g(0.55mol)と48重量%臭化水素酸165mL、蒸留水150mLを入れ、撹拌した。フラスコを5℃以下まで冷却し、ここへ亜硝酸ナトリウム39.4g(0.57mol)を、蒸留水525mLに溶解したものを、1時間かけて滴下し、ジアゾニウム塩水溶液を得た。温度計、ジムロート冷却管、滴下ロート、撹拌機を備えた4つ口の3Lフラスコに、臭化第一銅94.25g(0.66mol)と48重量%臭化水素酸45mLを入れ、撹拌した。
フラスコを0℃以下に冷却し、上記のジアゾニウム塩水溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後に室温で30分間撹拌し、続けて30分間還流させた。放冷後、析出物を濾別し、蒸留水2Lで2回洗浄し、得られた白色固体を50℃で2日間減圧乾燥し、粗生成物117gを得た。精製せずに次の反応へ用いた。
撹拌機およびジムロート冷却管を備えた500mLフラスコに、上記第1の中間体(5−ブロモイソフタル酸)110g、メタノール500mL、濃硫酸10gを入れ、6時間還流させた。放冷後、蒸留水1L(リットル)に滴下し、これを5重量%炭酸水素ナトリウム水溶液で中和した。析出物を濾別し、蒸留水2L(リットル)で2回洗浄した後、得られた白色固体を50℃で2日間減圧乾燥し、5−ブロモイソフタル酸ジメチル109g(0.4mol)を得た(収率89%)。
温度計、ジムロート冷却管、窒素導入管および撹拌機を備えた4つ口の1Lフラスコに、上記第2の中間体(5−ブロモイソフタル酸ジメチル)99.7g(0.365mol)、トリフェニルホスフィン1.1g(0.00419mol)、ヨウ化銅0.275g(0.00144mol)、フェニルアセチレン41.0g(0.401mol)を仕込み、窒素を流した。脱水トリエチルアミン375mLおよび脱水ピリジン200mLを加え、撹拌溶解した。1時間窒素を流し続けた後、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.3g(0.000427mol)を素早く添加し、オイルバスで1時間加熱還流した。その後、トリエチルアミンおよびピリジンを減圧留去し、粘稠な褐色溶液を得た。これを水500mLに注ぎ析出した固形物を濾取し、さらに水500mL、5モル/リットル濃度塩酸500mL、水500mLで各2回洗浄した。この固形物を、50℃で減圧乾燥することにより、80.6gの5−フェニルエチニルイソフタル酸ジメチルを得た(収率75%)。
温度計、ジムロート冷却管および撹拌機を備えた5Lの4つ口フラスコにn−ブタノール3リットル、水酸化カリウム(85%)180g(2.72mol)を仕込み、加熱還流して溶解した。これに上記第3の中間体(5−フェニルエチニルイソフタル酸ジメチル)80g(0.272mol)を加えて30分間加熱還流した。これを氷浴にて冷却し、析出した結晶を濾取した。この結晶をエタノール1リットルで2回洗浄し、60℃で減圧乾燥することによって90.35gの5−フェニルエチニルイソフタル酸二カリウム塩を得た。
温度計、ジムロート冷却管および撹拌機を備えた2Lの4つ口フラスコに5−フェニルエチニルイソフタル酸二カリウム塩82.1g(0.24mol)、1,2−ジクロロエタン400mLを仕込み、0℃に冷却した。これに塩化チオニル391g(4.5mol)を5℃以下で1時間かけて滴下した。その後、ジメチルホルムアミド4mL、ヒドロキノン4gを加え、45〜50℃で3時間撹拌した。冷却後、濾過して結晶を除き、結晶をクロロホルム150mLで洗浄した。濾液と洗浄液とを併せて、40℃以下で減圧濃縮し、得られた残渣をジエチルエーテル200mLで2回抽出濾過した。抽出液からジエチルエーテルを減圧留去することで、半固体の組成生物を得た。これを乾燥したn−ヘキサンで洗浄し、続いてジエチルエーテルで再結晶することで13.8gの5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリド(官能基を有するジカルボン酸)を得た(収率19%)。
窒素ガスフロー下で、1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)アダマンタン31.5g(0.09mol)を、乾燥したN−メチル−2−ピロリドン200gに溶解し、ピリジン17.4g(0.22mol)を添加した後、−15℃に冷却し、5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリド30.3g(0.10mol)を、少しずつ添加した。滴下終了後、−15℃で、1時間撹拌後、室温まで戻し、室温で5時間撹拌した。その後、反応液を蒸留水4リットルに小さな液滴で滴下し、沈殿物を集めて乾燥することにより、ダイヤモンドイド構造を含むベンゾオキサゾール樹脂前駆体を得た。
得られたベンゾオキサゾール樹脂前駆体の数平均分子量(Mn)を、東ソー株式会社製GPCを用いてポリスチレン換算で求めたところ、20,000であった。
窒素気流下、9,9−ビス(3−アミノー4−ヒドロキシフェニル)フルオレン37.8g(0.1mol)
を脱水N−メチルー2−ピロリドン200gに溶解した後、−15℃に冷却し、撹拌下、4−フェニルエチニル安息香酸クロリド53.0g(0.22mol)を少しずつ添加した。1時間撹拌後、室温まで戻し、室温で5時間撹拌した。その後、反応液を蒸留水4リットルに少しずつ滴下し、沈殿物を回収した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、真空乾燥機で24時間乾燥した。得られた生成物を、1H−NMR、IR、MS測定することにより、9,9−ビス{3−(4−フェニルエチニル安息香酸アミド)−4−ヒドロキシフェニル}フルオレンの合成を確認した。
上記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体10gと外部架橋剤2gを、N−メチル−2−ピロリドン90gに溶解し、テフロン(登録商標)フィルターで濾過して、コーティング用のワニスを得た。このワニスを、シリコンウエハ上にスピンコーターを用いて塗布した。その後、窒素雰囲気のオーブン中で、90℃/1分間、250℃/1時間、330℃/1時間の順で加熱し、樹脂膜を得た。
1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)アダマンタン31.5g(0.09mol)の代わりに、3,3’ービス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)−5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン48.7g(0.09mol)、5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリド30.3g(0.10mol)の代わりに、3,3’−(5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸ジクロリド45.1g(0.10mol)を用いた以外は、実施例1の3)と同様に反応を行い、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体を得、上記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体10gを用いた以外は、実施例1の5)と同様にして、樹脂膜を得た。
得られたベンゾオキサゾール樹脂前駆体の数平均分子量(Mn)を、東ソー株式会社製GPCを用いてポリスチレン換算で求めたところ、16,000であった。
1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)アダマンタン31.5g(0.09mol)の代わりに、3,3’−ビス[3−アミノ−4−ヒドロキシ−5−(1−(3,5−ジメチルアダマンチル))フェニル]−5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン77.9g(0.09mol)、5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリド30.3g(0.10mol)の代わりに、3,3’−(5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸ジクロリド45.1g(0.10mol)を用いた以外は、実施例1の3)と同様に反応を行い、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体を得、上記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体10gを用いた以外は、実施例1の5)と同様にして、樹脂膜を得た。
得られたベンゾオキサゾール樹脂前駆体の数平均分子量(Mn)を、東ソー株式会社製GPCを用いてポリスチレン換算で求めたところ、17,000であった。
1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)アダマンタン31.5g(0.09mol)の代わりに、3,3’−ビス[3−アミノ−4−ヒドロキシ−5−(3−(5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンチル))フェニル]−5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン107.1g(0.09mol)、5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリド30.3g(0.10mol)の代わりに、3,3’−(5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸ジクロリド45.1g(0.10mol)を用いた以外は、実施例1の3)と同様に反応を行い、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体を得、上記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体10gを用いた以外は、実施例1の5)と同様にして、樹脂膜を得た。
得られたベンゾオキサゾール樹脂前駆体の数平均分子量(Mn)を、東ソー株式会社製GPCを用いてポリスチレン換算で求めたところ、15,000であった。
1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)アダマンタン31.5g(0.09mol)の代わりに、2,2−ビス[3−アミノ−4−ヒドロキシ−5−(1−(3,5−ジメチルアダマンチル))フェニル]アダマンタン60.8g(0.09mol)、5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリド30.3g(0.10mol)の代わりに、3,3’−(5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸ジクロリド45.1g(0.10mol)を用いた以外は、実施例1の3)と同様に反応を行い、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体を得、上記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体10gを用いた以外は、実施例1の5)と同様にして、樹脂膜を得た。
得られたベンゾオキサゾール樹脂前駆体の数平均分子量(Mn)を、東ソー株式会社製GPCを用いてポリスチレン換算で求めたところ、15,000であった。
1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)アダマンタン31.5g(0.09mol)の代わりに、2,2−ビス[3−アミノ−4−ヒドロキシ−5−(3−(5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンチル))フェニル]アダマンタン90.0g(0.09mol)、5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリド30.3g(0.10mol)の代わりに、3,3’−(5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸ジクロリド45.1g(0.10mol)を用いた以外は、実施例1の3)と同様に反応を行い、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体10gを得、上記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体を用いた以外は、実施例1の5)と同様にして、樹脂膜を得た。
得られたベンゾオキサゾール樹脂前駆体の数平均分子量(Mn)を、東ソー株式会社製GPCを用いてポリスチレン換算で求めたところ、15,000であった。
1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)アダマンタン31.5g(0.09mol)の代わりに、9,9−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)フルオレン34.2g(0.09mol)、5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリド30.3g(0.10mol)の代わりに、3,3’−(5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸ジクロリド45.1g(0.10mol)を用いた以外は、実施例1の3)と同様に反応を行い、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体を得、上記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体10gを用いた以外は、実施例1の5)と同様にして、樹脂膜を得た。
得られたベンゾオキサゾール樹脂前駆体の数平均分子量(Mn)を、東ソー株式会社製GPCを用いてポリスチレン換算で求めたところ、15,000であった。
1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)アダマンタン31.5g(0.09mol)の代わりに、3,3’−ビス[3−アミノ−4−ヒドロキシ−5−(1−(3,5−ジメチルアダマンチル))フェニル]−5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン77.9g(0.09mol)、5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリド30.3g(0.10mol)の代わりに、5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリド15.2g(0.05mol)及び3,3’−(5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸ジクロリド22.6g(0.05mol)を用いた以外は、実施例1の3)と同様に反応を行い、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体を得、上記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体10gを用いた以外は、実施例1の5)と同様にして、樹脂膜を得た。
得られたベンゾオキサゾール樹脂前駆体の数平均分子量(Mn)を、東ソー株式会社製GPCを用いてポリスチレン換算で求めたところ、18,000であった。
実施例1の5)において、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体10gの代わりに、実施例1の3)で得たベンゾオキサゾール樹脂前駆体5g及び実施例3で得たベンゾオキサゾール樹脂前駆体5gを用いた以外は、実施例1の5)と同様にして、樹脂膜を得た。
実施例1の5)において、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体10gの代わりに、実施例3で得たベンゾオキサゾール樹脂前駆体10g、外部架橋剤9,9−ビス{3−(4−フェニルエチニル安息香酸アミド)−4−ヒドロキシフェニル}フルオレン2gの代わりに、7,7’−ビス(3,5−ジエチニル−1−フェニル)−3,3’,5,5’−テトラメチル−1,1’ービアダマンタン2gを用いた以外は、実施例1の5)と同様にして、樹脂膜を得た。
窒素気流下、7,7’−ビス(3,5−ジエチニルフェニル)−3,3’,5,5’−テトラメチル−1,1’ービアダマンタン57.5g(0.1mol)を、脱水N−メチルー2−ピロリドン200gに添加した後、撹拌下、150℃で4時間加熱した。室温まで戻し、1時間撹拌した。その後、反応液をメタノール4リットルに少しずつ滴下し、沈殿物を回収した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、真空乾燥機で24時間乾燥し、7,7’−ビス(3,5−ジエチニルフェニル)−3,3’,5,5’−テトラメチル−1,1’ービアダマンタン重合体を得た。
実施例1の5)において、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体10gの代わりに、実施例3で得たベンゾオキサゾール樹脂前駆体10g、外部架橋剤9,9−ビス{3−(4−フェニルエチニル安息香酸アミド)−4−ヒドロキシフェニル}フルオレン2gの代わりに、上記7,7’−ビス(3,5−ジエチニル−1−フェニル)−3,3’,5,5’−テトラメチル−1,1’ービアダマンタン重合体2gを用いた以外は、実施例1の5)と同様にして、樹脂膜を得た。
実施例1の5)において、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体10gの代わりに、実施例3で得たベンゾオキサゾール樹脂前駆体10g、外部架橋剤9,9−ビス{3−(4−フェニルエチニル安息香酸アミド)−4−ヒドロキシフェニル}フルオレン2gの代わりに、3,3’,5,5’−テトラエチニル−1,1’ービアダマンタン2gを用いた以外は、実施例1の5)と同様にして、樹脂膜を得た。
実施例1の5)において、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体10gの代わりに、実施例3で得たベンゾオキサゾール樹脂前駆体10g、外部架橋剤9,9−ビス{3−(4−フェニルエチニル安息香酸アミド)−4−ヒドロキシフェニル}フルオレン2gの代わりに、7,7’−ジエチニル−3,3’,5,5’−テトラメチル−1,1’ービアダマンタン2gを用いた以外は、実施例1の5)と同様にして、樹脂膜を得た。
実施例11の1)において、7,7’−ビス(3,5−ジエチニルフェニル)−3,3’,5,5’−テトラメチル−1,1’ービアダマンタン57.5g(0.1mol)の代わりに、7,7’−ジエチニル−3,3’,5,5’−テトラメチル−1,1’ービアダマンタン37.5g(0.1mol)を用いた以外は、実施例11の1)と同様にして、外部架橋剤7,7’−ジエチニル−3,3’,5,5’−テトラメチル−1,1’ービアダマンタン重合体を得た。
実施例1の5)において、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体10gの代わりに、実施例3で得たベンゾオキサゾール樹脂前駆体10g、外部架橋剤9,9−ビス{3−(4−フェニルエチニル安息香酸アミド)−4−ヒドロキシフェニル}フルオレン2gの代わりに、上記7,7’−ジエチニル−3,3’,5,5’−テトラメチル−1,1’ービアダマンタン重合体2gを用いた以外は、実施例1の5)と同様にして、樹脂膜を得た。
1)官能基を有しないビスアミノフェノール化合物
官能基を有しないビスアミノフェノールとして、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノ−ビフェニル(東京化成製)を用いた。
2)官能基を有しないジカルボン酸
官能基を有しないジカルボン酸として、イソフタル酸ジクロリド(東京化成製)を用いた。
1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)アダマンタン31.5g(0.09mol)の代わりに、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノ−ビフェニル19.5g(0.09mol)を用い、5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリド30.3g(0.10mol)の代わりに、イソフタル酸ジクロリド20.3g(0.10mol)を用いた以外は、実施例1の3)と同様に反応を行い、ベンゾオキサゾール樹脂前駆体を得た。
得られたベンゾオキサゾール樹脂前駆体の数平均分子量(Mn)を、東ソー株式会社製GPCを用いてポリスチレン換算で求めたところ、17,000であった。
1. 溶解性
ポリベンゾオキサゾール樹脂前駆体1gと、N−メチル−2−ピロリドン3gを、ふた付きのガラス製サンプル容器に精秤し、撹拌子で1時間撹拌後の不溶物の有無により判断した。
耐熱性は、ガラス転移温度および熱分解温度で評価した。ガラス転移温度は、得られた樹脂膜を動的粘弾性測定装置(セイコーインスツルメンツ(株)製DMS6100)で窒素ガス300mL/min.フロー下、昇温速度3℃/min.、周波数1Hzの条件により測定し、tanδのピークトップ温度をガラス転移温度とした。
また、熱分解温度は、得られた樹脂膜を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。
JIS−K6911に準拠し、周波数100kHzで、ヒューレットパッカード社製HP−4284A Precision LCRメーターを用いて半導体用接着フィルムの容量測定を行い下記計算式により比誘電率を算出した。
比誘電率=(容量測定値×フィルムの厚み)/(真空の誘電率×測定面積)
また、実施例1〜14は、溶剤に溶解可能であり、かつ誘電率が低く、作業性および誘電特性に優れていることが示された。
また、比較例1は、溶解性が悪く、樹脂膜を作製することができず、ガラス転移温度、熱分解温度、誘電率が測定できなかった。
実施例1で得られたベンゾオキサゾール樹脂前駆体を、N−メチル−2−ピロリドンに溶解し、テフロン(登録商標)フィルターで濾過して、コーティング用ワニスを得た。
半導体基板の上に窒化珪素層を形成し、該窒化珪素層上に上記で得られたコーティング用ワニスを塗布して、250℃で1時間および420℃で1時間加熱処理して、厚さ0.3μmの層間絶縁膜を形成した。
次に、前記層間絶縁膜に所定のパターンを形成するように金属配線を形成して、半導体装置を得た。
また、実施例15は、溶剤に溶解可能であり、かつ誘電率が特に低く、作業性および誘電特性が特に優れていた。
実施例15の層間絶縁膜を用いて得られた半導体装置と、この半導体装置と同様な構成でSiO2絶縁膜を有する半導体装置との配線遅延の程度を比較した。評価の基準には、リングオシュレータの発信周波数から換算して求めた信号遅延時間を採用した。両者を比較した結果、本発明で得られた半導体装置では、配線遅延が少なく、実施例15では約10%の速度の向上があることが確認された。
本発明において、ダイヤモンドイド構造を有するジカルボン酸は、ジカルボン酸骨格内にダイヤモンドイド構造を有するものと、ジカルボン酸の骨格に直接または他の原子を介してダイヤモンドイド構造が結合しているものとを含む。
ダイヤモンドイド構造を有し、かつ、ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有さないジカルボン酸の例としては、例えば、1,3−アダマンタン−ジカルボン酸、2,2−アダマンタン−ジカルボン酸および1,2−アダマンタン−ジカルボン酸等のアダマンタン−ジカルボン酸:、
1,6−ジアマンタンジカルボン酸、4,9−ジアマンタンジカルボン酸および2,2−ジアマンタンジカルボン酸等のジアマンタンジカルボン酸類:、
1,3−トリアマンタンジカルボン酸および1,6−トリアマンタンジカルボン酸等のトリアマンタンジカルボン酸類:、
1,3−テトラマンタンジカルボン酸、1,6−テトラマンタンジカルボン酸および1,8−テトラマンタンジカルボン酸等のテトラマンタンジカルボン酸類:、
3,3’−(1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、3,5−(1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、2,2−(1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、2,2’−(1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸および2,5−(1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸等のビアダマンタン−ジカルボン酸類:、
1,3’’−(1,1’,1’’−トリアダマンタン)−ジカルボン酸、2,2−(1,1’,1’’−トリアダマンタン)−ジカルボン酸、2’,2’−(1,1’,1’’−トリアダマンタン)−ジカルボン酸、3,5−(1,1’,1’’−トリアダマンタン)−ジカルボン酸、3’,5’−(1,1’,1’’−トリアダマンタン)−ジカルボン酸および3’,5’’−(1,1’,1’’−トリアダマンタン)−ジカルボン酸等のトリアダマンタンジカルボン酸類:、
1,3−ビス(4−カルボキシ−フェニル)−アダマンタン、1,3−ビス(3−カルボキシ−フェニル)−アダマンタン、1,3−ビス(2−カルボキシ−フェニル)−アダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェニル)−ジアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェニル)−ジアマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェニル)−ジアマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェニル)−トリアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェニル)−トリアマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェニル)−トリアマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェニル)−テトラアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェニル)−テトラアマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェニル)−テトラアマンタン、3−ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−アダマンタン、1,3−ビス(3−カルボキシ−フェノキシ)−アダマンタン、1,3−ビス(2−カルボキシ−フェノキシ)−アダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−ジアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ)−ジアマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ)−ジアマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−トリアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ)−トリアマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ)−トリアマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−テトラアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ)−テトラアマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ)−テトラアマンタン、1,3−ビス(4−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−アダマンタン、1,3−ビス(3−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−アダマンタン、1,3−ビス(2−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−アダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−ジアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−ジアマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−ジビアマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−トリアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−トリアマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−トリアマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−テトラアマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−テトラアマンタンおよびビス(2−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−テトラアマンタン、などのダイヤモンドイド構造の多環式骨格構造を有するビス安息香酸:
ビス(4−カルボキシ−フェニル)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェニル)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェニル)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェニル)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェニル)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェニル)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェニル)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェニル)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェニル)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’−ビアダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(2−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’,1’’−トリアダマンタン、ビス(4−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタン、ビス(3−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタンおよびビス(2−カルボキシ−フェノキシ−フェニル)−1,1’,1’’,1’’’−テトラアダマンタン、などのオリゴアダマンタン構造やアダマンチル基の数をさらに多く有するポリアダマンタン構造を有するビス安息香酸、
さらには、3,3’−ビス[4−(3−カルボキシ−6−アダマンチル−フェノキシ)−フェニル]−1,1’−ビアダマンタン、3,3’−ビス[4−(3−カルボキシ−6−(3−アダマンチル−アダマンチル)−フェノキシ)−フェニル]−1,1’−ビアダマンタン、3,3’−ビス[4−(4−カルボキシ−6−テトラマンチル−フェノキシ)−フェニル]−1,1’−ビアダマンタンなどの、側鎖にダイヤモンドイド構造を有していても良い、主鎖にダイヤモンドイド構造を有する化合物、
などが挙げられるが、これらに限定されない。これら以外の例として、ペンタマンチル基、ヘキサマンチル基、ヘプタマンチル基、オクタマンチル基、ノナマンチル基、デカマンチル基、ウンデカマンチル基、ヘキサアダマンチル基、ペンタアダマンチル基、ヘキサアダマンチル基、ヘプタアダマンチル基、オクタアダマンチル基、ノナアダマンチル基、デカアダマンチル基およびウンデカマンチル基などを有するジカルボン酸類なども挙げられる。また、前記多環式骨格構造を有する基を複数個有するオリゴ構造を有する化合物として、例えば、1,1’−ビ(ジアマンタン)−6,6’−ジカルボン酸、6,6’−ビス(4−カルボキシ−フェニル)−1,1’−ビ(ジアマンタン)、6,6’−ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−1,1’−ビ(ジアマンタン)、6,6’−ビス[4−(4−カルボキシ−フェノキシ)−フェニル]−1,1’−ビ(ジアマンタン)なども挙げられるが、ダイヤモンドイド構造の定義内にある構造であれば、これに限定されない。また、多環式骨格構造を有する基の結合位置も同様に限定されない。
上記ジカルボン酸中のアダマンタン構造を有する基は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソ−ブチル基及びtert−ブチル基などのアルキル基、フルオロメチル基、フルオロエチル基、フルオロプロピル基およびフルオロブチル基などのフルオロアルキル基などが結合していても良い。これらの化合物の例としては、3,3’−(5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、3,3’−(5,5’,7,7’−テトラエチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、3,3’−(5,5’,7,7’−テトラブチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、3,3’−(5,5’−ジメチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、3,3’−(5,5’−ジエチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、3,3’−(5,5’−ジブチル−1,1’−ビアダマンタン)−ジカルボン酸、3,3’−ビス(4−カルボキシ−フェニル)−(5,5’,7,7’−テトラメチル)−1,1‘−ビアダマンタン、3,3’−ビス[4−(4−カルボキシ−フェノキシ)−フェニル]−(5,5’,7,7’)−1,1’−ビアダマンタン、3,3’−ビス[4−(4−カルボキシ−6−(3,5−ジメチルアダマンチル)−フェノキシ)−フェニル]−(5,5’,7,7’−テトラメチル)ビアダマンタン、3,3’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニル)−(5,5’−ジブチル)−1,1’−ビアダマンタン、などが挙げられるが、これらに限定されない。
上記の中でも、アダマンタンジカルボン酸、ビアダマンタンジカルボン酸、テトラアダマンタンジカルボン酸が好ましく、これらの具体例としては、アダマンタン−1,3−ジカルボン酸、1,1’−ビアダマンタン−3,3’−ジカルボン酸、5,7−ジメチル−アダマンタン−1,3−ジカルボン酸、5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン−3,3’−ジカルボン酸、テトラアダマンタンジカルボン酸などが好ましいが、ビアダマンタンジカルボン酸がより好ましい。これらのジカルボン酸におけるアダマンタン構造を有する基は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソ−ブチル基及びtert−ブチル基などのアルキル基、フルオロメチル基、フルオロエチル基、フルオロプロピル基およびフルオロブチル基などのフルオロアルキル基などが結合していても良い。
これらのジカルボン酸は単独または2種類以上組み合わせて使用しても良い。
JIS−K6911に準拠し、周波数100kHzで、ヒューレットパッカード社製HP−4284A Precision LCRメーターを用いて樹脂膜の容量測定を行い下記計算式により比誘電率を算出した。
比誘電率=(容量測定値×フィルムの厚み)/(真空の誘電率×測定面積)
Claims (27)
- ビスアミノフェノール化合物とジカルボン酸化合物とを反応して得られる第1の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体と、架橋剤とを含む樹脂組成物であって、前記ビスアミノフェノール化合物とジカルボン酸化合物は、少なくとも一方にダイヤモンドイド構造を有するものであることを特徴とする樹脂組成物。
- 前記架橋剤がダイヤモンドイド構造を有するものである、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、さらに、ダイヤモンドイド構造を有しないビスアミノフェノール化合物と、ダイヤモンドイド構造を有しないジカルボン酸化合物とを反応して得られる第2の繰り返し単位を含むものである請求項1または2に記載の樹脂組成物。
- 前記ダイヤモンドイド構造は、該ダイヤモンドイド構造以外の官能基に有するものである、請求項1乃至3のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記ダイヤモンドイド構造を有しないビスアミノフェノール化合物、ダイヤモンドイド構造を有しないジカルボン酸化合物またはその両方が、前記ダイヤモンドイド構造以外の官能基を有するものである請求項1乃至4のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記ダイヤモンドイド構造は、アダマンチル基、ジアマンチル基、トリアマンチル基、テトラマンチル基、ペンタマンチル基、ヘキサマンチル基、ヘプタマンチル基、オクタマンチル基、ノナマンチル基、デカマンチル基、ウンデカマンチル基、ビアダマンチル基、トリアダマンチル基、テトラアダマンチル基、ペンタアダマンチル基、ヘキサアダマンチル基、ヘプタアダマンチル基、オクタアダマンチル基、ノナアダマンチル基、デカアダマンチル基およびウンデカアダマンチル基よりなる群から選ばれる少なくとも1つの基である、請求項1乃至5のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記ダイヤモンドイド構造は、アルキル基および/またはフルオロアルキル基を有するものである、請求項1乃至6のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記ダイヤモンドイド構造以外の官能基は、架橋結合を形成する官能基を有するものである請求項4乃至7のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記ダイヤモンドイド構造以外の官能基は、アセチレン結合を有するものである請求項4乃至7のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記ダイヤモンドイド構造を有するジカルボン酸は、アダマンタンジカルボン酸、ビアダマンタンジカルボン酸またはおよびテトラアダマンタンジカルボン酸である請求項1乃至9のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、前記第1の繰り返し単位と、第2の繰り返し単位とが共重合されているものである請求項3乃至10のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 下記式(1)で表される第3の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体と架橋剤とを含む樹脂組成物。
および下記式(3)
、下記式(8)
- 前記架橋剤がダイヤモンドイド構造を有するものである、請求項12に記載の樹脂組成物。
- 下記式(10)に表される第4の繰り返し単位を有するベンゾキサゾール樹脂前駆体と架橋剤とを含む樹脂組成物。
、で表される基よりなる群の中から選ばれる少なくとも1つの基を示す。X1およびY2に含まれる炭素環上の水素原子はアルキル基および/またはフルオロアルキル基で置換されていてもよい。] - 前記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、さらに前記第3の繰り返し単位を有するものである請求項14に記載の樹脂組成物。
- 前記架橋剤がダイヤモンドイド構造を有するものである、請求項14または15に記載の樹脂組成物。
- 下記式(13)で表される第5の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体と架橋剤とを含む樹脂組成物。
、および下記式(15)
で表される基よりなる群から選ばれる少なくとも1つの基;
式(13)中のY2は:前記式(11−1)、前記式(11−2)、前記式(12−1)および前記式(12−2)
で表されるものの中から選ばれる少なくとも1種の基を示す。X3およびY2に含まれる炭素環上の水素原子はアルキル基および/またはフルオロアルキル基で置換されていてもよい。] - 前記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、さらに前記第3の繰り返し単位、第4の繰り返し単位またはその両方を有するものである請求項17に記載の樹脂組成物。
- 前記架橋剤がダイヤモンドイド構造を有するものである、請求項17または18に記載の樹脂組成物。
- 前記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体は、さらに、下記式(17)で表される第6の繰り返し単位を有するものである請求項12乃至19のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記ベンゾオキサゾール樹脂前駆体を脱水閉環反応して得られるポリベンゾオキサゾール樹脂を含む請求項1乃至20のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 上記式(1)で表される第3の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体、上記式(10)で表される第4の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体または上記式(13)で表される第5の繰り返し単位を有するベンゾキサゾール樹脂前駆体を必須成分とし、該第3の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体、該第4の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体、該第5の繰り返し単位を有するベンゾキサゾール樹脂前駆体および上記式(17)で表される第6の繰り返し単位を有するベンゾオキサゾール樹脂前駆体から選ばれる2種以上を含むベンゾオキサゾール樹脂前駆体組成物と、架橋剤とを含む樹脂組成物。
- 請求項1乃至22のいずれかに記載の樹脂組成物と、これらを溶解若しくは分散させることが可能な有機溶媒とを含むことを特徴とするワニス。
- 請求項1乃至22のいずれかに記載の樹脂組成物で構成されることを特徴とする樹脂膜。
- 前記樹脂膜が、平均孔径10nm以下の微細孔を有するものである請求項24に記載の樹脂膜。
- 前記樹脂膜が、半導体用層間絶縁膜、半導体用保護膜およびエッチング保護膜よりなる群から選ばれる1つの膜である請求項24または25に記載の樹脂膜。
- 請求項24乃至26のいずれかに記載の樹脂膜を有することを特徴とする半導体装置。
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