JPWO2009096050A1 - シロキサン系樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
一般式(1)中、R1は水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基またはそれらの置換体を表す。R2は同じでも異なってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表す。
一般式(2)中、R3およびR4は、それぞれ水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基またはそれらの置換体を表す。R5は同じでも異なってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表す。
一般式(3)中、R6は同じでも異なってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表す。
一般式(1)中、R1は水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基またはそれらの置換体を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は1〜4が好ましく、アリール基の炭素数は6〜14が好ましい。また、置換体に導入される置換基としては、ハロゲン含有基、エポキシ含有基、アミノ含有基、(メタ)アクリロイル含有基、シアノ含有基、フルオレン含有基、ビニル基などが挙げられる。R2は同じでも異なってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表す。ブチル基はn−ブチル基が好ましい。
一般式(2)中、R3およびR4は、それぞれ水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基またはそれらの置換体を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は1〜4が好ましく、アリール基の炭素数は6〜14が好ましい。また、置換体に導入される置換基としては、ハロゲン含有基、エポキシ含有基、アミノ含有基、(メタ)アクリロイル含有基、ビニル基などが挙げられる。R5は同じでも異なってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表す。ブチル基はn−ブチル基が好ましい。
一般式(3)中、R6は同じでも異なってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表す。メチル基またはエチル基が好ましい。
6インチシリコンウエハ上または40mm角ガラス基板上に、シロキサン系樹脂組成物をスピンコーター(ミカサ(株)製1H−360S)を用いて任意の回転数で塗布し、ついでホットプレート(大日本スクリーン製造(株)製SCW−636)を用いて、空気雰囲気下で120℃で3分プリベークすることにより、膜厚2μmの塗布膜を得た。
前記(1)に記載の方法で作製した6インチシリコンウエハ上の硬化膜について、プリズムカプラーMODEL2010(Metricon(株)製)を用いて、23℃での633nm(He−Neレーザー使用)における膜面に対して垂直方向の屈折率(TE)および膜厚を測定した。
前記(1)に記載の方法で40mm角ガラス基板上に作製した硬化膜について、紫外−可視分光光度計UV−260(島津製作所(株)製)を用いて、400nmの透過率を測定し、膜厚1.0μmに換算して透過率を算出した。
前記(1)に記載の方法で6インチシリコンウエハ上に作製した硬化膜について、以下の温度履歴でヒートサイクル試験を行い、各温度において光学顕微鏡でクラックの有無を観察した。加熱は空気雰囲気下のホットプレート上で行った。
ヒートサイクル試験の温度履歴
250℃5分→室温(23℃)5分→280℃5分→室温(23℃)5分→300℃5分→室温(23℃)5分→320℃5分→室温(23℃)5分→340℃5分→室温(23℃)5分→360℃5分→室温(23℃)5分→380℃5分→室温(23℃)5分→400℃5分→室温(23℃)5分→420℃5分→室温(23℃)5分→440℃5分→室温(23℃)5分→460℃5分→室温(23℃)5分。
前記(1)に記載の方法で40mm角ガラス基板上に作製した硬化膜について、JIS K5400 8.5.2(1990)碁盤目テープ法に準じて接着性を評価した。すなわち、硬化膜つき40mm角ガラス基板上の薄膜表面に、カッターナイフでガラス板の素地に到達するように、直交する縦横11本ずつの平行な直線を1mm間隔で引いて、1mm×1mmのマス目を100個作製した。切られた薄膜表面にセロハン粘着テープ(幅=18mm、粘着力=3.7N/10mm)を張り付け、消しゴム(JIS S6050合格品)で擦って密着させ、テープの一端を持ち、板に直角に保ち瞬間的に剥離した際のマス目の残存数を目視によって評価した。
前記(1)記載の方法でシリコンウエハ上に作製した硬化膜について、キュア前後の硬化収縮率を算出した。この値が0〜15%の場合、平坦化性能は良好といえる。硬化収縮率は以下の式に従って算出した。
硬化収縮率(%)=(1−キュアで得られた硬化膜の膜厚÷塗布膜の膜厚)×100 。
プロピレングリコールモノメチルエーテル400gに3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物41.97g(160mmol)とt−ブチルアミン11.70g(160mmol)を加えて室温にて30分撹拌した後、60℃にて2時間撹拌した。その後、140℃まで昇温し、プロピレングリコールモノメチルエーテルと水を共沸させながら、6時間反応させた。得られた溶液を固形分濃度が20重量%になるようにジアセトンアルコールで希釈して、下記構造で表されるイミドシラン化合物(i)の溶液を得た。
ジアセトンアルコール400gに2−トリメトキシシリルエチルフタル酸無水物23.71g(80mmol)とモノエタノールアミン4.89g(80mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、60℃にて2時間撹拌した。その後、140℃まで昇温し、プロピレングリコールモノメチルエーテルと水を共沸させながら、6時間反応させた。得られた溶液を固形分濃度が20重量%になるようにジアセトンアルコールで希釈して、下記構造で表されるイミドシラン化合物(ii)の溶液を得た。
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート400gに3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物20.99g(80mmol)とアニリン7.45g(80mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、60℃にて2時間撹拌した。その後、160℃まで昇温し、プロピレングリコールモノメチルエーテルと水を共沸させながら、6時間反応させた。得られた溶液を固形分濃度が20重量%になるようにジアセトンアルコールで希釈して、下記構造で表されるイミドシラン化合物(iii)の溶液を得た。
γ−ブチロラクトン40gにイソシアネートプロピルトリメトキシシラン32.84g(160mmol)を加えて撹拌し溶解させた。フタル酸無水物23.70g(160mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、140℃にて2時間撹拌した。得られた溶液を固形分濃度が20%重量になるようにγ−ブチロラクトンで希釈して、下記構造で表されるイミドシラン化合物(iv)の溶液を得た。
ジアセトンアルコール400gにアミノプロピルトリエトキシシラン35.42g(160mmol)と、無水コハク酸16.01g(160mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、60℃にて2時間撹拌した。その後、160℃まで昇温し、ジアセトンアルコールと水を共沸させながら、6時間反応させた。得られた溶液を固形分濃度が20重量%になるようにジアセトンアルコールで希釈して、下記構造で表されるイミドシラン化合物(v)の溶液を得た。
撹拌機、還流冷却管、および窒素導入管を備えた容器に、無水フタル酸32.58g(220mmol)、γ−ピコリン1.39g、N−メチル−2−ピロリドン(以下NMPと略す)130.3gを添加し、ここに、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン24.8g(100mmol)をNMP99.4gに溶解したものを滴下し、窒素、窒素雰囲気下で2時間撹拌した。その後、無水酢酸40.8g(400mmol)を添加し、窒素雰囲気下で撹拌しながら70℃まで加熱昇温し70℃で4時間反応させた。反応終了後室温まで冷却し、2000mlの水に投入し、ビスイミド粉43.24gを得た。このビスイミド粉の赤外吸収スペクトルを測定したところ、1720cm−1、1780cm−1にイミド環の特性吸収が確認された。得られたビスイミド粉を、固形分濃度が20重量%になるようにγ−ブチロラクトンに溶解して、下記構造で表される芳香族ビスイミドオリゴマー(vi)の溶液を得た。
γ−ブチロラクトン40gにアミノプロピルトリエトキシシラン35.42g(160mmol)を加えて撹拌し溶解させた。4,4’−オキシジフタル酸二無水物24.82g(80mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、40℃にて2時間撹拌した。得られた溶液を固形分濃度が20重量%になるようにγ−ブチロラクトンで希釈して、下記構造で表されるシリコーンポリイミド前駆体(vii)の溶液を得た。
プロピレングリコールモノメチルエーテル400gにジメトキシシリル−3,3’−ビス(プロピルコハク酸無水物)29.80g(80mmol)とt−ブチルアミン11.70g(160mmol)を加えて室温にて30分撹拌した後、60℃にて2時間撹拌した。その後、140℃まで昇温し、プロピレングリコールモノメチルエーテルと水を共沸させながら、6時間反応させた。得られた溶液を固形分濃度が20重量%になるようにジアセトンアルコールで希釈して、下記構造で表されるイミドシラン化合物(viii)の溶液を得た。
ジアセトンアルコール400gにジメトキシシリル−2,2’−ビス(エチルフタル酸無水物)35.24g(80mmol)とモノエタノールアミン9.78g(160mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、60℃にて2時間撹拌した。その後、140℃まで昇温し、プロピレングリコールモノメチルエーテルと水を共沸させながら、6時間反応させた。得られた溶液を固形分濃度が20重量%になるようにジアセトンアルコールで希釈して、下記構造で表されるイミドシラン化合物(ix)の溶液を得た。
プロピレングリコールモノメチルエーテル400gにメトキシシリル−3,3’,3”−トリス(プロピルコハク酸無水物)24.13g(50mmol)とi−プロピルアミン8.87g(150mmol)を加えて室温にて30分撹拌した後、60℃にて2時間撹拌した。その後、140℃まで昇温し、プロピレングリコールモノメチルエーテルと水を共沸させながら、6時間反応させた。得られた溶液を固形分濃度が20重量%になるようにジアセトンアルコールで希釈して、下記構造で表されるイミドシラン化合物(x)の溶液を得た。
メチルトリメトキシシラン 20.4g(0.15mol)、フェニルトリメトキシシラン 69.4g(0.35mol)、数平均粒子径15nmの“オプトレイク”TR−521(商品名、触媒化成工業(株)製 組成:酸化チタン粒子30重量%、γ−ブチロラクトン70重量%)70.6g、γ−ブチロラクトン 44.1gを反応容器に入れ、この溶液に、水30.6gおよびリン酸0.48gを、撹拌しながら、反応温度が40℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温105℃で2.5時間加熱撹拌して加水分解により生成したメタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温130℃でさらに2時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液A(固形分55重量%)を得た。得られたポリマー溶液A10gに、γ−ブチロラクトン10gおよびイミドシラン化合物(i)の溶液2.5g(固形分0.5gを加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物1を得た。
メチルトリメトキシシラン 8.2g(0.06mol)、フェニルトリメトキシシラン 55.5g(0.28mol)、ジメチルジメトキシシラン 7.2g(0.06mol)、数平均粒子径15nmの“オプトレイク”TR−521 71.1g、γ−ブチロラクトン 23.9gを反応容器に入れ、この溶液に、水34.5gおよびリン酸1.0gを、撹拌しながら、反応温度が40℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温105℃で2.5時間加熱撹拌して加水分解により生成したメタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温130℃でさらに2時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液B(固形分48重量%)を得た。得られたポリマー溶液B10gに、γ−ブチロラクトン10g、架橋性化合物である“ニカラック”MX−270(三和ケミカル(株)製)0.24gおよびイミドシラン化合物(ii)の溶液3.6g(固形分0.72g)を加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物2を得た。
ニカラックMX−270を用いなかった他は実施例2と同様にしてシロキサン系樹脂組成物3を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物3を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
“オプトレイク”TR−521 71.1gの替わりに、数平均粒子径30nmの酸化ジルコニウム粒子のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液(酸化ジルコニウム30重量%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート70重量%)70.0gを用いた以外は実施例2と同様の操作を行い、ポリマー溶液C(固形分46重量%)を得た。得られたポリマー溶液C10gにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート15gおよびイミドシラン化合物(i)の溶液2.05g(固形分0.41g)を加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物4を得た。
“オプトレイク”TR−521 71.1gの替わりに、数平均粒子径30nmの酸化アルミニウム粒子のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液(酸化アルミニウム30重量%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート70重量%)45.0gを用いた以外は実施例2と同様の操作を行い、ポリマー溶液D(固形分40%重量%)を得た。得られたポリマー溶液D10gに、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート20g、熱酸発生剤であるベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルフォネート(BHPMT)0.12gおよびイミドシラン化合物(i)の溶液1.8g(固形分0.36g)を加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物5を得た。
BHPMTを用いなかった他は実施例5と同様にしてシロキサン系樹脂組成物6を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物6を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
メチルトリメトキシシラン 8.2g(0.06mol)、フェニルトリメトキシシラン 55.5g(0.28mol)、テトラエトキシシラン 5.4g(0.026mol)、“オプトレイク”TR−521 52.4g、γ−ブチロラクトン20.5gを反応容器に入れ、この溶液に、水34.5gおよびリン酸1.0gを、撹拌しながら、反応温度が40℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温105℃で2.5時間加熱撹拌して加水分解により生成したメタノールおよびエタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温130℃でさらに2時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液E(固形分60重量%)を得た。得られたポリマー溶液E20gに、γ−ブチロラクトン40g、光酸発生剤である5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミジルトシレート(商品名NDI−101、みどり化学(株)製)0.48g、増感剤である9,10−ジブトキシアントラセン(DBA)0.036gおよびイミドシラン化合物(ii)の溶液0.12g(固形分0.024g)を加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物7を得た。
NDI−101およびDBAを用いなかった他は実施例7と同様にしてシロキサン系樹脂組成物8を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物8を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
メチルトリメトキシシラン 12.3g(0.15mol)、フェニルトリメトキシシラン 41.6g(0.35mol)、数平均粒子径15nmの“オプトレイク”TR−527(商品名、触媒化成工業(株)製 組成:酸化チタン粒子20重量%、メタノール80重量%)193g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート94.0gを反応容器に入れ、この溶液に、水16.2gおよびリン酸0.27gを、撹拌しながら、反応温度が40℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温105℃で2.5時間加熱撹拌して加水分解により生成したメタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温115℃でさらに2時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液F(固形分44重量%)を得た。得られたポリマー溶液Fを20g取り、光塩基発生剤である[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]シクロヘキシルアミン(NCA)0.352g、イミドシラン化合物(i)の溶液3.96g(固形分0.792g)、イミドシラン化合物(iii)の溶液3.96g(固形分0.792g)、増感剤である9,10−ジプロポキシアントラセン(DPA)0.044gおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート20gを加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物9を得た。
NCAおよびDPAを用いなかった他は実施例9と同様にしてシロキサン系樹脂組成物8を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物10を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
実施例9で用いたポリマー溶液F20gに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート25g、イミドシラン化合物(iii)の溶液1.76g(固形分0.352g)、および架橋性化合物である2,2−ジメトキシメチル−4−t−ブチルフェノール(商品名、DMOM−PTBP、本州化学工業(株)製)0.264gおよび熱酸発生剤である2−メチルベンジル−4−アセチルフェニルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルフォネート(MBAPMT)0.088gを加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物11を得た。
DMOM−PTBPおよびMBAPMTを用いなかった他は実施例11と同様してシロキサン系樹脂組成物12を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物12を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
実施例9で用いたポリマー溶液F20gに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート25g、イミドシラン化合物(iii)の溶液1.76g(固形分0.352g)、架橋性化合物であるS−3 2.64gおよび熱酸発生剤であるベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルフォネート(BHPMT)0.0176gを加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物13を得た。
S−3を用いなかった他は実施例13と同様にしてシロキサン系樹脂組成物14を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物14を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
実施例9で用いたポリマー溶液F20gに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート25g、イミドシラン化合物(iii)の溶液1.76g(固形分0.352g)、架橋性化合物である“ニカラック”MX−270(三和ケミカル(株)製)0.88gおよび熱塩基発生剤である1−メチル−1−(4−ビフェニルイル)エチルカルバメート(MBEC)0.176gを加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物15を得た。
MBECを用いなかった他は実施例15と同様にしてシロキサン系樹脂組成物16を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物16を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
実施例9で用いたポリマー溶液F20gに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート25g、イミドシラン化合物(iii)の溶液1.76g(固形分0.352g)、架橋性化合物であるTML−BPA(本州化学工業(株)製)1.32gおよび熱酸発生剤であるベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルフォネート(BHPMT)0.44gを加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物17を得た。
メチルトリメトキシシラン 24.5g(0.18mol)、フェニルトリメトキシシラン 83.3g(0.42mol)、γ−ブチロラクトン124.0gを反応容器に入れ、撹拌しながら、水38gおよびリン酸0.57gを反応温度が30℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温105℃で2.5時間加熱撹拌して加水分解により生成したメタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温130℃でさらに2時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液G(固形分32重量%)を得た。得られたポリマー溶液Gを10.0gとり、これにイミドシラン化合物(i)の溶液1.92g(固形分0.384g)、およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加して撹拌し、シロキサン系樹脂組成物18を得た。
イミドシラン化合物(i)の溶液を0.32g(固形分0.064g)に変更した他は実施例18と同様にしてシロキサン系樹脂組成物19を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物19を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
メチルトリメトキシシラン 12.3g(0.15mol)、フェニルトリメトキシシラン 41.6g(0.35mol)、数平均粒子径20nmの シリカ粒子ジアセトンアルコール溶剤分散液“クォートロン”PL−2L−DAA(商品名、扶桑化学工業(株)製:固形分26.4重量%)を146.21g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート94.0gを反応容器に入れ、この溶液に、水16.2gおよびリン酸0.27gを、撹拌しながら、反応温度が40℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温105℃で2.5時間加熱撹拌して加水分解により生成したメタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温115℃でさらに2時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液H(固形分44重量%)を得た。得られたポリマー溶液Hを20g取り、架橋性化合物であるS−11(商品名、PDS−9931(ゲレスト(株)製))3.52g、イミドシラン化合物(iii)の溶液2.2g(固形分0.44g)、およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート20gを加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物20を得た。
S−11を用いなかった他は実施例20と同様にしてシロキサン系樹脂組成物21を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物21を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
トリフルオロプロピルトリメトキシシラン 152.67g(0.7モル)、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン 70.89g(0.3モル)をプロピレングリコールモノブチルエーテル(沸点170℃)280.22gに溶解し、これに、水54.0g、リン酸1.12gを撹拌しながら加えた。得られた溶液をバス温105℃で2時間加熱し、内温を90℃まで上げて、主として副生するメタノールからなる成分を留出せしめた。次いでバス温130℃で4.0時間加熱し、内温を118℃まで上げて、主として水とプロピレングリコールモノブチルエーテルからなる成分を留出せしめた後、室温まで冷却し、ポリマー溶液I(固形分濃度45重量%)を得た。得られたポリマー溶液Iを20g取り、イミドシラン化合物(i)の溶液0.9g(固形分0.18g)、熱酸発生剤である2−メチルベンジル−4−アセチルフェニルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルフォネート(MBAPMT)0.18gおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート20gを加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物22を得た。
MBAPMTを用いなかった他は実施例22と同様にしてシロキサン系樹脂組成物23を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物23を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン 234.05g(0.5モル)、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 123.2g(0.5モル)をプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点121℃)471.09gに溶解し、これに、水63.0g、リン酸1.79gを撹拌しながら加えた。得られた溶液をバス温105℃で2時間加熱し、内温を90℃まで上げて、主として副生するメタノールからなる成分を留出せしめた。次いでバス温115℃で4.0時間加熱し、内温を118℃まで上げて、主として水とプロピレングリコールモノメチルエーテルからなる成分を留出せしめた後、室温まで冷却し、ポリマー溶液J(固形分濃度43重量%)を得た。得られたポリマー溶液Jを20g取り、イミドシラン化合物(i)の溶液0.9g(固形分0.18g)、架橋性化合物である“ニカラック”MX−280(三和ケミカル(株)製)0.18gおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート20gを加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物24を得た。
トリフルオロプロピルトリメトキシシラン 32.72g(0.15mol)、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン 82.71g(0.35mol)、シリカ粒子ジアセトンアルコール溶剤分散液“クォートロン”PL−2L−DAAを146.21g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート94.0gを反応容器に入れ、この溶液に、水16.2gおよびリン酸0.27gを、撹拌しながら、反応温度が40℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温105℃で2.5時間加熱撹拌して加水分解により生成したメタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温115℃でさらに2時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液K(固形分44重量%)を得た。得られたポリマー溶液Kを20g取り、イミドシラン化合物(i)の溶液0.88g(固形分0.176g)、光酸発生剤であるα−4−メトキシフェニルアセトニトリル(商品名、PAI−106、みどり化学(株)製)0.176gおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート20gを加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物25を得た。
PAI−106を用いなかった他は実施例25と同様してシロキサン系樹脂組成物26を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物26を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(iii)の溶液を9.7g(固形分1.94g)に変更した他は実施例12と同様にしてシロキサン系樹脂組成物27を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物27を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(i)の溶液を4.0g(固形分0.8g)に変更した他は実施例18と同様にしてシロキサン系樹脂組成物28を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物28を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(i)の溶液を0.036g(固形分0.0072g)に変更した他は実施例23と同様にしてシロキサン系樹脂組成物29を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物29を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
メチルトリメトキシシラン 20.4g(0.15mol)、フェニルトリメトキシシラン 39.66g(0.20mol)、イミドシラン化合物(i)の溶液238.09g(固形分47.62g、0.15mol)、数平均粒子径15nmの“オプトレイク”TR−521 70.6g、γ−ブチロラクトン 44.1gを反応容器に入れ、この溶液に、水30.6gおよびリン酸0.48gを、撹拌しながら、反応温度が40℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温105℃で2.5時間加熱撹拌して加水分解により生成したメタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温130℃でさらに2時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液L(固形分55重量%)を得た。得られたポリマー溶液L 10gに、γ−ブチロラクトン10gを加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物30を得た。
実施例30で用いたポリマー溶液L 10gに、γ−ブチロラクトン10gおよびイミドシラン化合物(i)の溶液2.5g(固形分0.5g)を加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物31を得た。
メチルトリメトキシシラン 24.5g(0.18mol)、フェニルトリメトキシシラン 43.63g(0.22mol)、イミドシラン化合物(ii)の溶液339.42g(固形分67.88g、0.20mol)、γ−ブチロラクトン124.0gを反応容器に入れ、撹拌しながら、水38gおよびリン酸0.57gを反応温度が30℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温105℃で2.5時間加熱撹拌して加水分解により生成したメタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温130℃でさらに2時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液M(固形分32重量%)を得た。得られたポリマー溶液Mを10.0gとり、これにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加して撹拌し、シロキサン系樹脂組成物32を得た。
メチルトリメトキシシラン 24.5g(0.18mol)、フェニルトリメトキシシラン 43.63g(0.22mol)、イミドシラン化合物(ii)の溶液339.42g(固形分67.88g)(0.20mol)、γ−ブチロラクトン124.0gを反応容器に入れ、撹拌しながら、水38gおよびリン酸0.57gを反応温度が30℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温105℃で2.5時間加熱撹拌して加水分解により生成したメタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温130℃でさらに2時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液M(固形分32重量%)を得た。得られたポリマー溶液Mを10.0gとり、これにイミドシラン化合物(i)の溶液1.92g(固形分0.384g)およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加して撹拌し、シロキサン系樹脂組成物33を得た。
トリフルオロプロピルトリメトキシシラン 152.67g(0.7モル)、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン 47.26g(0.2モル)、イミドシラン化合物(ii)の溶液139.71g(固形分33.94g、0.1mol)をプロピレングリコールモノブチルエーテル(沸点170℃)280.22gに溶解し、これに、水54.0g、リン酸1.12gを撹拌しながら加えた。得られた溶液をバス温105℃で2時間加熱し、内温を90℃まで上げて、主として副生するメタノールからなる成分を留出せしめた。次いでバス温130℃で4.0時間加熱し、内温を118℃まで上げて、主として水とプロピレングリコールモノブチルエーテルからなる成分を留出せしめた後、室温まで冷却し、ポリマー溶液N(固形分濃度45重量%)を得た。得られたポリマー溶液Nを20g取り、イミドシラン化合物(i)の溶液0.9g(固形分0.18g)、熱酸発生剤である2−メチルベンジル−4−アセチルフェニルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルフォネート(MBAPMT)0.18gおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート20gを加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物34を得た。
実施例1で用いた得られたポリマー溶液A10gに、γ−ブチロラクトン10gおよびイミドシラン化合物(viii)の溶液2.5g(固形分0.5g)を加えて溶解し、シロキサン系樹脂組成物35を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物35を用い、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(viii)をイミドシラン化合物(ix)に変更した以外は実施例35と同様にしてシロキサン系樹脂組成物36を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物36を用い、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(viii)をイミドシラン化合物(x)に変更した以外は実施例35と同様にしてシロキサン系樹脂組成物37を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物37を用い、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
実施例33で用いたポリマー溶液Mを10.0gとり、これにイミドシラン化合物(viii)の溶液1.92g(固形分0.384g)、およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加して撹拌し、シロキサン系樹脂組成物38を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物38を用い、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
実施例33で用いたポリマー溶液Mを10.0gとり、これにイミドシラン化合物(x)の溶液1.92g(固形分0.384g)、およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加して撹拌し、シロキサン系樹脂組成物39を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物39を用い、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(i)を用いなかった他は実施例1と同様にしてシロキサン系樹脂組成物A1を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物A1を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(i)を用いなかった他は実施例4と同様にしてシロキサン系樹脂組成物A2を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物A2を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(i)を用いなかった他は実施例5と同様にしてシロキサン系樹脂組成物A3を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物A3を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(ii)を用いなかった他は実施例7と同様してシロキサン系樹脂組成物A4を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物A4を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(iii)を用いなかった他は実施例15と同様にしてシロキサン系樹脂組成物A5を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物A5を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(i)を用いなかった他は実施例18と同様にしてシロキサン系樹脂組成物A6を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物A6を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(i)を用いなかった他は実施例22と同様にしてシロキサン系樹脂組成物A7を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物A7を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(i)を用いなかった他は実施例24と同様にしてシロキサン系樹脂組成物A8を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物A8を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(i)を用いなかった他は実施例25と同様にしてシロキサン系樹脂組成物A9を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物A9を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(i)をイミドシラン(iv)に変更した他は実施例1と同様にしてシロキサン系樹脂組成物A10を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物A10を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(iii)をイミドシラン(v)に変更した他は実施例11と同様にしてシロキサン系樹脂組成物A11を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物A11を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(i)を芳香族ビスイミドオリゴマー(vi)に変更した他は実施例18と同様にしてシロキサン系樹脂組成物A12を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物A12を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
イミドシラン化合物(i)をシリコーンポリイミド前駆体(vii)に変更した他は実施例25と同様にしてシロキサン系樹脂組成物A13を得た。得られたシロキサン系樹脂組成物A13を用いて硬化膜を作製し、前記方法で屈折率、透過率、耐クラック性、接着性、平坦化性能について評価を行った。
冷却管と撹拌装置を装着した2Lのセパラブルフラスコに、m−クレゾール172.8g(1.6mol)、2.3−ジメチルフェノール36.6g(0.3モル)、3.4−ジメチルフェノール12.2g(0.1mol)、37重量%ホルムアルデヒド水溶液12.6g(ホルムアルデヒド:1.5mol)、シュウ酸2水和物12.6g(0.1mol)及びメチルイソブチルケトン554gを加え、30分撹拌した後、1時間静置した。2層に分離した上層をデカンテーションによって除去し、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル(HPE)を加え、残存メチルイソブチルケトン、水を減圧濃縮によって除去し、HPE樹脂溶液を得た。得られたHPE樹脂溶液にさらにHPEを加えてノボラック樹脂溶液(固形分43重量%)を得た。得られたノボラック樹脂溶液を20g取り、イミドシラン化合物(i)0.77g、光酸発生剤であるα−4−メトキシフェニルアセトニトリル(商品名、PAI−106、みどり化学(株)製)0.172gおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート20gを加えて溶解し、ノボラック系樹脂組成物B1を得た。
2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5g、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(EDM)200gを500mLの三口フラスコに仕込んだ。引き続きスチレン25g、メタクリル酸20g、メタクリル酸グリシジル45g、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート10gを仕込み、室温で30分間撹拌した後、フラスコ内を窒素置換した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて、5時間加熱撹拌した。得られたEDM樹脂溶液に、さらにEDMを加えてアクリル樹脂溶液(固形分43重量%)を得た。なお、得られたアクリルポリマーの重量平均分子量(Mw)は15000であった。得られたアクリル樹脂溶液を20g取り、イミドシラン化合物(ii)0.77g、架橋性化合物“ニカラック”MX−270 0.258g、およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート20gを加えて溶解し、アクリル系樹脂組成物B2を得た。
Claims (13)
- 前記(a)シロキサン系樹脂が、(a−1)下記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される1種以上のアルコキシシラン化合物を加水分解し、該加水分解物を縮合反応させて得られる反応生成物である請求項1記載のシロキサン系樹脂組成物。
R1Si(OR2)3 (1)
(一般式(1)中、R1は水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基またはそれらの置換体を表す。R2は同じでも異なってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表す。)
R3R4Si(OR5)2 (2)
(一般式(2)中、R3およびR4は、それぞれ水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基またはそれらの置換体を表す。R5は同じでも異なってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表す。)
Si(OR6)4 (3)
(一般式(3)中、R6は同じでも異なってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表す。) - 前記(a−1)の反応生成物が、シリコン化合物粒子、アルミニウム化合物粒子、スズ化合物粒子、チタン化合物粒子およびジルコニウム化合物粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物粒子の存在下、前記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される1種以上のアルコキシシラン化合物を加水分解し、該加水分解物を縮合反応させて得られる反応生成物である請求項2記載のシロキサン系樹脂組成物。
- (a)シロキサン系樹脂を含有するシロキサン系樹脂組成物であって、前記(a)シロキサン系樹脂が、(a−2)下記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される1種以上のアルコキシシラン化合物と下記一般式(5)で表されるイミドシラン化合物とを加水分解し、該加水分解物を縮合反応させて得られる反応生成物であるシロキサン系樹脂組成物。
R1Si(OR2)3 (1)
(一般式(1)中、R1は水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基またはそれらの置換体を表す。R2は同じでも異なってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表す。)
R3R4Si(OR5)2 (2)
(一般式(2)中、R3およびR4は、それぞれ水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基またはそれらの置換体を表す。R5は同じでも異なってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表す。)
Si(OR6)4 (3)
(一般式(3)中、R6は同じでも異なってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基を表す。) - 前記(a−2)の反応生成物が、シリコン化合物粒子、アルミニウム化合物粒子、スズ化合物粒子、チタン化合物粒子およびジルコニウム化合物粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物粒子の存在下、前記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される1種以上のアルコキシシラン化合物と前記一般式(5)で表されるイミドシラン化合物とを加水分解し、該加水分解物を縮合反応させて得られる反応生成物である請求項4記載のシロキサン系樹脂組成物。
- 前記(a)シロキサン系樹脂がフッ素を含有する請求項1〜5いずれか記載のシロキサン系樹脂組成物。
- さらに(c)酸発生剤または塩基発生剤を含有する請求項1〜6いずれか記載のシロキサン系樹脂組成物。
- さらに(d)下記一般式(6)または(7)で表される基を有する、ケイ素原子を有さない架橋性化合物、および/または下記一般式(8)で表される架橋性化合物を含有する請求項1〜7いずれかに記載のシロキサン系樹脂組成物。
- 請求項1〜8いずれか記載のシロキサン系樹脂組成物を含む固体撮像素子用材料。
- 請求項1〜9いずれか記載のシロキサン系樹脂組成物を硬化させてなる硬化膜。
- 請求項10記載の硬化膜を有する光学物品。
- 請求項10記載の硬化膜を有する固体撮像素子。
- 下記一般式(4)または一般式(5)で表されるイミドシラン化合物を含有する接着改良剤。
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