KR101023916B1 - Siloxane-based Resin using Molecular Polyhedral Silsesquioxane and Method for forming Dielectric Film using the Same - Google Patents

Siloxane-based Resin using Molecular Polyhedral Silsesquioxane and Method for forming Dielectric Film using the Same Download PDF

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Abstract

본 발명은 분자 다면체형 실세스퀴옥산을 이용한 반도체 층간 절연막의 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분자 다면체형 실세스퀴옥산을 실록산계 수지의 단량체로 사용하거나 또는 분자 다면체형 실세스퀴옥산 자체를 기공형성 물질로 사용하여 절연막 형성용 조성물을 제조한 후 이를 이용하여 절연막을 형성하는 방법에 관한 것으로, 본 발명의 방법을 이용하면 저유전 특성 및 기계적 물성이 우수한 반도체 층간 절연막을 제공할 수 있다.
The present invention relates to a method for forming a semiconductor interlayer insulating film using a molecular polyhedral silsesquioxane, and more particularly, using a molecular polyhedral silsesquioxane as a monomer of a siloxane resin or a molecular polyhedral silsesquioxane The present invention relates to a method for preparing an insulating film forming composition using itself as a pore-forming material, and then to forming an insulating film using the same. The method of the present invention can provide a semiconductor interlayer insulating film having excellent low dielectric properties and mechanical properties. have.

분자 다면체형 실세스퀴옥산, 실록산계 수지, 반도체 층간 절연막, 저유전, 모듈러스, 경도Molecular polyhedral silsesquioxane, siloxane resin, semiconductor interlayer insulation film, low dielectric, modulus, hardness

Description

분자 다면체형 실세스퀴옥산을 이용한 반도체 층간 절연막의 형성방법{Siloxane-based Resin using Molecular Polyhedral Silsesquioxane and Method for forming Dielectric Film using the Same} Siloxane-based Resin using Molecular Polyhedral Silsesquioxane and Method for forming Dielectric Film using the Same}             

도 1은 종래 기술에 의해 다공성 박막 형성시 나타나는 문제점을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 의해 형성된 절연막의 구조를 나타낸 도면이다.
1 is a view showing a problem appearing when forming a porous thin film according to the prior art, Figure 2 is a view showing the structure of an insulating film formed by the present invention.

본 발명은 분자 다면체형 실세스퀴옥산을 이용한 반도체 층간 절연막의 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 본 발명의 분자 다면체형 실세스퀴옥산을 실록산계 수지의 단량체로 사용하거나 또는 분자 다면체형 실세스퀴옥산 자체를 기공형성 물질로 사용하여 절연막 형성용 조성물을 제조한 후 이를 이용하여 절연막을 형성하는 방법에 관한 것으로, 본 발명의 방법을 이용하면 분자 다면체형 실세스퀴옥산 자체가 내부 기공을 갖고 있으므로 낮은 유전율을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 다양한 반응기의 도입이 가능하여 반응기의 조절을 통해 높은 기계적 특성을 유도 할 수 있다.The present invention relates to a method for forming a semiconductor interlayer insulating film using a molecular polyhedral silsesquioxane, and more particularly, using the molecular polyhedral silsesquioxane of the present invention as a monomer of a siloxane resin or a molecular polyhedral seal The present invention relates to a method of preparing an insulating film-forming composition using sesquioxane itself as a pore-forming material, and to forming an insulating film using the same. According to the method of the present invention, the molecular polyhedral silsesquioxane itself forms internal pores. Since it has a low dielectric constant, it is possible to introduce a variety of reactors, it is possible to induce high mechanical properties through the control of the reactor.

반도체의 집적도가 증가함에 따라 소자의 성능은 배선 속도에 좌우되며 배선에서의 저항과 케퍼시티를 적게하기 위해서는 층간 절연막의 축적용량을 낮추는 것이 요구된다. 구체적으로는 미국특허 제 3,615,272, 4,399,266, 4,756,977 및 4,999,397호에서는 기존의 화학적 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition)을 이용한 유전율 4.00의 SiO2 대신에 SOD(Spin on Deoposition)이 가능한 유전율 2.5~3.1 정도의 폴리실세스퀴옥산(Polysilsesquioxane)을 사용하였으며, 이 경우 좋은 평탄화 특성으로 인해 스핀코팅방법을 적용하는 것도 가능하다. As the degree of integration of semiconductors increases, the performance of the device depends on the wiring speed, and in order to reduce the resistance and the capacitance in the wiring, it is required to lower the storage capacitance of the interlayer insulating film. Specifically, in US Pat. Nos. 3,615,272, 4,399,266, 4,756,977 and 4,999,397, polysilicon having a dielectric constant of about 2.5 to 3.1 that allows spin on deoposition (SOD) in place of SiO 2 having a dielectric constant of 4.00 using conventional chemical vapor deposition (Chemical Vapor Deposition) Sesquioxane (Polysilsesquioxane) was used, in this case it is possible to apply a spin coating method due to the good planarization properties.

상기 하이드로겐 실세스퀴옥산 및 이의 제조방법은 본 기술 분야에 공지되어 있다. 예를 들면 미국특허 제 3,615,272호에는 벤젠술폰산 수화물 가수분해 매개물 중에서 트리클로로실란을 가수분해한 후, 수지를 물 또는 수성황산으로 세척하는 단계를 포함하는 공정에 의해 근본적으로 완전히 축합된 하이드로겐 수지의 제조방법이 개시되어 있다. 또한 미국특허 제 5,010,159호에는 아릴술폰산 수화물 가수분해 매개물 중에서 하이드로 실란을 가수분해하여 수지를 형성하고 나서, 이 수지를 중화제와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법이 개시되어 있다. 미국특허 제 6,232,424호에서는 모노머로 테트라알콕시실란(tetraalkoxysilane), 유기실란(organosilane) 및 유기트리알콕시실란(organotrialkoxysilane)을 사용하여 물과 촉매를 이용하여 가수분해, 축합반응시켜 용액 안정성(solution stability)이 뛰어나고 잘 녹는 실리콘 수지(silicon resin) 조성물 및 이의 제조방법을 개시하였다. 미국특허 제 6,000,339호에서는 산소 플라즈마에 대한 저항성 및 물성의 개선 그리고 두꺼운 박막형성을 위하여 알콕시실란(alkoxysilane), 불소가 함유된 알콕시실란(fluorine-containing alkoxysilane), 알킬알콕시실란(alkylalkoxysilane) 중에 선택된 모노머와 티타늄(Ti) 또는 지르코늄(Zr) 알콕시드(alkoxide) 화합물을 물과 촉매를 이용하여 반응시킨 실리카계(silica-based) 화합물을 개시하였다. 미국특허 제 5,853,808호에서는 박막에서 SiO2의 함량을 높이기 위하여 유기실란(organosilane)의 β위치에 다른 원소 또는 반응성기 (reactive group)가 치환된 화합물을 이용하여 생성한 실록산(siloxane), 실세스퀴옥산(silsesquioxane)계 폴리머 및 이를 이용한 박막 조성물을 개시하였다. 유럽특허 제 0 997 497 A1 에서는 여러 가지 모노알콕시실란(monoalkoxysilanes), 디알콕시실란(dialkoxysilanes), 트리알콕시실란(trialkoxysilanes), 테트라알콕시실란(tetraalkoxysilanes), 트리알콕시실란 다이머(trialkoxysilane dimers)등의 알콕시실란(alkoxysilane) 화합물과 유기고분자의 조합에 의한 조성물이 절연막으로 사용됨을 개시하였다.Such hydrogen silsesquioxanes and methods for their preparation are known in the art. For example, U. S. Patent No. 3,615, 272 discloses hydrogen resins that are essentially completely condensed by a process comprising hydrolyzing trichlorosilane in a benzenesulfonic acid hydrate hydrolysis medium, followed by washing the resin with water or aqueous sulfuric acid. A manufacturing method is disclosed. U. S. Patent No. 5,010, 159 also discloses a method comprising hydrolyzing hydrosilane in an arylsulfonic acid hydrate hydrolysis medium to form a resin, and then contacting the resin with a neutralizing agent. U.S. Patent No. 6,232,424 discloses solution stability by hydrolysis and condensation reaction using water and catalyst using tetraalkoxysilane, organosilane and organotrialkoxysilane as monomers. Excellent and soluble silicone resin compositions and methods for their preparation are disclosed. US Pat. No. 6,000,339 discloses monomers selected from alkoxysilanes, fluorine-containing alkoxysilanes and alkylalkoxysilanes for the purpose of improving the resistance and properties of oxygen plasma and the formation of thick films. A silica-based compound in which a titanium (Ti) or zirconium (Zr) alkoxide compound is reacted with water and a catalyst is disclosed. U.S. Patent No. 5,853,808 discloses siloxane and silsesqui produced using compounds substituted with other elements or reactive groups at the β-position of organosilanes in order to increase the content of SiO 2 in the thin film. An oxane (silsesquioxane) -based polymer and a thin film composition using the same are disclosed. EP 0 997 497 A1 discloses alkoxysilanes such as various monoalkoxysilanes, dialkoxysilanes, trialkoxysilanes, tetraalkoxysilanes, and trialkoxysilane dimers. It is disclosed that a composition based on a combination of an (alkoxysilane) compound and an organic polymer is used as an insulating film.

반도체 층간 절연막의 유전율을 2.5이하로 낮추기 위해서는 상기의 실록산계 수지에 기공(pore) 형성 물질을 배합(formulation)하고, 250℃ ~ 350℃의 온도 범위에서 이를 열분해하여 제거하는 포로젠-템플레이트(porogen-template) 방식이 제안되고 있다. 그러나 이러한 방법에 있어서는 도 1에 나타나는 바와 같이 기공 표면(pore surface)에 Si-OH가 형성되거나, 포로젠(porogen)이 제거되는 단계에서 기 공(pore)이 붕괴(collapse)되어 서로 연결되어 버리는 문제점이 나타나고, 이것이 기공을 갖는 절연막(porous dielectric film)을 반도체의 절연막으로 응용하는데 있어서 공정 적용성을 떨어뜨리게 된다.In order to lower the dielectric constant of the semiconductor interlayer insulating film below 2.5, a porogen-forming material is formulated into the siloxane-based resin and pyrolyzed and removed in a temperature range of 250 ° C to 350 ° C. -template) method is proposed. However, in this method, as shown in FIG. 1, when the Si-OH is formed on the pore surface or porogen is removed, pores collapse and are connected to each other. Problems appear, which degrades the process applicability in applying a porous dielectric film as an insulating film of a semiconductor.

예를 들면, 종래에 연구되던 하기 화학식 1로 표현되는 케이지형 실록산계 모노머는 하기 구조를 갖는데 대각선의 길이가 약 5.3Å으로, 이를 이용하여 절연막을 형성하는 경우에는 3.0~2.7 수준의 유전율을 가지므로, 유전율을 그 이하로 낮추기 위해서는 포로젠의 첨가가 필수적이며 상기한 바와 같은 문제점도 발생한다.For example, a cage-type siloxane monomer represented by the following formula (1), which has been studied in the past, has the following structure but has a diagonal length of about 5.3 μs, and when forming an insulating film using the same, it has a dielectric constant of 3.0 to 2.7. Therefore, in order to lower the dielectric constant below, the addition of porogen is essential and the above problems also occur.

Figure 112004054409561-pat00001
Figure 112004054409561-pat00001

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 내부에 기공을 가지고 있는 분자 다면체형 실세스퀴옥산을 절연막 조성에 사용될 실록산계 수지의 단량체로 이용하거나 또는 절연막 조성물 형성시에 기공형성 물질로 이용함으로써 낮은 유전율을 얻을 수 있으며, 다양한 반응기를 도입하여 도입된 작용기에 의해 기계적 물성, 열안정성, 균열에 대한 저항성 등을 유도할 수 있는 반도체 층 간 절연막의 형성 방법을 제공하고자 한다.
The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by using a molecular polyhedral silsesquioxane having pores therein as a monomer of the siloxane-based resin to be used in the insulation film composition or when forming the insulation film composition The present invention provides a method of forming an insulating film between semiconductor layers which can obtain a low dielectric constant and can induce mechanical properties, thermal stability, crack resistance, and the like by the functional groups introduced by introducing various reactors.

즉, 본 발명의 한 측면은 하기 화학식 2로 표시되는 1종 이상의 분자 다면체형 실세스퀴옥산을 단독으로 또는 선택적으로 1종 이상의 실란계 모노머와 혼합하여 유기용매 내에서 물과 산 또는 염기 촉매의 존재 하에 가수분해 및 축합 중합하여 제조되는 실록산계 수지를 제공하는 것이다.That is, one aspect of the present invention is a mixture of one or more molecular polyhedral silsesquioxanes represented by the following formula (2) alone or optionally with one or more silane monomers to form water and an acid or base catalyst in an organic solvent. It is to provide a siloxane-based resin produced by hydrolysis and condensation polymerization in the presence.

[SiO1.5]n-(R)n [SiO 1.5 ] n- (R) n

상기 식에서 R은 수소원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 탄소수 1~20의 알킬기, 알켄기, 알킨기, 아릴기 또는 알콕시기, 또는 -OSir1r2r3로서, 이 때, r1, r2, 및 r3는 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 알켄기, 알킨기, 아릴기, 또는 알콕시기이고, 상기 복수개의 R은 각각 다를 수 있으며, 상기 R중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이고, n은 10, 12, 14 또는 16이다.Wherein R is a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkene group, an alkyne group, an aryl group or an alkoxy group, or -OSir 1 r 2 r 3 , wherein r 1 , r 2 , And r 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkene group, an alkyne group, an aryl group, or an alkoxy group, and the plurality of Rs may be different from each other, and at least one of Rs Hydrolysable functional group, n is 10, 12, 14 or 16.

본 발명의 또 다른 측면은 상기 제조된 실록산계 수지 및 유기 용매를 포함하는 절연막 형성용 조성물을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a composition for forming an insulating film comprising the prepared siloxane resin and an organic solvent.

본 발명의 또 다른 측면은 상기 화학식 2의 분자 다면체형 실세스퀴옥산, 열적으로 안정한 실록산 전구체, 및 상기 물질을 녹이는 용매를 포함하는 절연막 형성용 조성물을 제공하는 것이다. Another aspect of the present invention is to provide a composition for forming an insulating film comprising a molecular polyhedral silsesquioxane of Formula 2, a thermally stable siloxane precursor, and a solvent for dissolving the material.                         

본 발명의 또 다른 측면은 상기 절연막 형성용 조성물을 기판 위에 도포하여 열경화시키는 단계를 포함하는 절연막의 형성 방법을 제공하는 것이다. Another aspect of the present invention is to provide a method of forming an insulating film comprising the step of applying the composition for forming the insulating film on a substrate and thermosetting.

본 발명의 또 다른 측면은 상기 방법으로 형성된 반도체 층간 절연막에 관한 것이다.
Another aspect of the invention relates to a semiconductor interlayer insulating film formed by the above method.

이하, 본 발명에 관하여 보다 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명에서는 하기 화학식 2로 표시되는 일종 이상의 분자 다면체형 실세스퀴옥산을 절연막 형성에 사용되는 실록산계 수지의 중합에 직접 사용하거나, 또는 절연막 형성용 조성물의 한 성분으로서 기공을 도입하는 물질로 사용할 수 있다.In the present invention, one or more molecular polyhedral silsesquioxanes represented by the following Chemical Formula 2 may be used directly for the polymerization of the siloxane-based resin used for forming the insulating film, or used as a material for introducing pores as a component of the insulating film forming composition. Can be.

[화학식 2][Formula 2]

[SiO1.5]n-(R)n [SiO 1.5 ] n- (R) n

상기 식에서 R은 수소원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 탄소수 1~20의 알킬기, 알켄기, 알킨기, 아릴기 또는 알콕시기, 또는 -OSir1r2r3로서, 이 때, r1, r2, 및 r3은 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 알켄기, 알킨기, 아릴기, 또는 알콕시기이고, 상기 복수개의 R은 각각 다를 수 있으며, 상기 R중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이고, n은 10, 12, 14 또는 16이다. Wherein R is a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkene group, an alkyne group, an aryl group or an alkoxy group, or -OSir 1 r 2 r 3 , wherein r 1 , r 2 , And r 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkene group, an alkyne group, an aryl group, or an alkoxy group, and the plurality of Rs may be different from each other, and at least one of Rs Hydrolysable functional group, n is 10, 12, 14 or 16.

상기 분자 다면체형 실세스퀴옥산이 실록산계 수지의 중합에 사용되는 과정에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.Hereinafter, a process in which the molecular polyhedral silsesquioxane is used for polymerization of the siloxane resin will be described in more detail.

즉, 상기 화학식 2의 분자 다면체형 실세스퀴옥산을 단독으로 또는 선택적으로 하기 화학식 3, 4, 5 및 6로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 실란계 모노머와 혼합하여, 유기용매 내에서 물과 산 또는 염기 촉매의 존재 하에 축합 중합하여 실록산계 수지를 제조한다.That is, the molecular polyhedral silsesquioxane of the formula (2) alone or optionally mixed with at least one silane monomer selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (3), (4), (5) and (6), The siloxane resin is prepared by condensation polymerization in the presence of an acid or a base catalyst in water.

Figure 112004054409561-pat00002
Figure 112004054409561-pat00002

상기 식에서, R1은 수소원자, C1 내지 C3의 알킬기 또는 C6 내지 C15의 아릴기이고; R2는 수소원자, C1 내지 C10의 알킬기 또는 SiX1X2 X3이며 (이 때, X1, X2, X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1 내지 C3의 알킬기, C1 내지 C10의 알콕시기 또는 할로겐원자로서, 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기임); p는 3 내지 8의 정수이다.Wherein R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 or an aryl group of C 6 to C 15 ; R 2 is a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 10 or SiX 1 X 2 X 3 (wherein X 1 , X 2 , X 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 , C 1 To alkoxy or halogen atom of C 10 , at least one of which is a hydrolyzable functional group; p is an integer of 3-8.

Figure 112004054409561-pat00003
Figure 112004054409561-pat00003

상기 식에서, R1은 수소원자, C1 내지 C3의 알킬기 또는 C6 내지 C15의 아릴기 이고; X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1 내지 C 3의 알킬기, C1 내지 C10의 알콕시기 또는 할로겐원자로서, 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이며; m은 0 내지 10의 정수, p는 3 내지 8의 정수이다.Wherein R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 or an aryl group of C 6 to C 15 ; X 1 , X 2 and X 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 , an alkoxy group or halogen atom of C 1 to C 10 , at least one of which is a hydrolyzable functional group; m is an integer of 0-10, p is an integer of 3-8.

Figure 112004054409561-pat00004
Figure 112004054409561-pat00004

상기 식에서, X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1 내지 C3의 알킬기, C1 내지 C10의 알콕시기 또는 할로겐원자로서, 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이며; M은 단일 결합 혹은 C1 내지 C10의 알킬렌기이거나 C6 내지 C15의 아릴렌기이다.Wherein X 1 , X 2 and X 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 , an alkoxy group or halogen atom of C 1 to C 10 , at least one being a hydrolyzable functional group; M is a single bond or an alkylene group of C 1 to C 10 or an arylene group of C 6 to C 15 .

(R1)nSi(OR2)4-n (R 1 ) n Si (OR 2 ) 4-n

상기 식에서, R1는 수소원자, C1 내지 C3의 알킬기, 할로겐기 또는 C6 내지 C15의 아릴기이고, R2는 수소원자, C1 내지 C3의 알킬기 또는 C6 내지 C15의 아릴기로서, R1 및 OR2 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이며; n은 0 내지 3의 정수이다.
Wherein R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 , a halogen group or an aryl group of C 6 to C 15 , and R 2 is a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 or C 6 to C 15 As an aryl group, at least one of R 1 and OR 2 is a hydrolyzable functional group; n is an integer of 0-3.

상기 분자 다면체형 실세스퀴옥산의 구체적인 예로서 본 발명에서 특징적으 로 사용되는 화합물의 기본 구조로는 하기 화학식 7로 표시된 바와 같은 구조를 들 수 있다.As a specific example of the molecular polyhedral silsesquioxane, the basic structure of the compound used in the present invention may include a structure represented by the following Chemical Formula 7.

Figure 112004054409561-pat00005
Figure 112004054409561-pat00005

상기 식에서, Si에는 다양한 치환기가 결합될 수 있다. Si-H 결합을 Si-OH, Si-OR, Si-CH=CH2 등으로 변형(modification)하는 것에 의해 졸-겔 반응(sol-gel reaction)이나 고분자 중합 반응이 가능하며, 상기 화합물의 각 기능기는 실록산계 수지와 상용성이 좋아 첨가제로 사용하여 분자 다면체형 내부의 기공을 이용할 수도 있다.In the above formula, various substituents may be bonded to Si. By modifying the Si—H bond to Si—OH, Si—OR, Si—CH═CH 2, etc., a sol-gel reaction or a polymer polymerization reaction is possible. The functional group may be used as an additive because of good compatibility with the siloxane resin, and may use pores inside the molecular polyhedron.

상기 화합물 중 Si 원자에 수소 원자가 결합된 실세스퀴옥산은 Si-O-Si의 스켈레톤(skeleton)의 본체 대각선(body diagonal)의 길이가 약 8.3Å이므로, 이를 포함하는 절연막의 유전율을 2.5~1.8로 낮추는 것도 가능할 수 있다. 또한 상기 구조에서 분자 바깥쪽으로 향하고 있는 산소원자에 수소원자가 결합되어 있는 올리고머를 출발 모노머로 사용하여 중합체를 제조하고 이를 이용하여 절연막을 형성할 경우, 이 분자내의 Si 원자는 모두 Q 구조를 가지고 있으므로 모듈러스(modulus)와 경도(hardness)등의 기계적 특성이 우수하고 CTE(coefficient of thermal expansion)가 낮은 값을 갖게 된다. Since the silsesquioxane in which the hydrogen atom is bonded to the Si atom of the compound has a length of about 8.3 μm of the body diagonal of the skeleton of Si—O—Si, the dielectric constant of the insulating film including the same is 2.5 to 1.8. It may also be possible to lower it. In the above structure, when a polymer is prepared using an oligomer having a hydrogen atom bonded to an oxygen atom directed toward the outside of a molecule as a starting monomer, and an insulating film is formed using the polymer, the Si atoms in the molecule all have a Q structure. The mechanical properties such as modulus and hardness are excellent and the coefficient of thermal expansion (CTE) is low.                     

또한 상기와 같은 구조를 갖는 분자 다면체형 실세스퀴옥산을 이용할 경우 도 2에 나타나는 바와 같은 기공벽(pore wall)을 갖는 절연막의 제조가 가능하다. 즉, 내부에 기공을 갖는 구형 형태의 절연체(dielectric entity)를 막내에 도입함으로써 다공성의 절연막을 형성할 수 있다. 이 경우 절연체는 분자 수준에서 완결된 형태를 갖추기 때문에, 종래 기술에서와 같은 Si-OH가 형성되거나 기공형성 물질끼리의 모임현상(aggregation)으로 박막내의 기공이 서로 연결되는 문제가 발생하지 않는다. 또한 반도체 공정에 적용 시, 절연막내에서 생성 가능성이 있는 HF 또는 H2O 등의 분자들이 기공 내부로 들어갈 수 없기 때문에 공정 적용성이 근본적으로 향상될 수 있고, 전체 기공 부피(pore volume)를 증가시키기 때문에 유전율을 2.0 이하로 낮추는데도 문제가 없다. 또한 기공형성으로 유전율이 낮아지지만 기존의 기공형성 물질처럼 열에 의해 제거가 되는 것이 아니므로 유전율 대비 기계적 물성의 감소가 작을 것으로 예상된다.In addition, when the molecular polyhedral silsesquioxane having the above structure is used, an insulating film having a pore wall as shown in FIG. 2 can be manufactured. That is, a porous insulating film can be formed by introducing a spherical insulator having pores therein into the film. In this case, since the insulator has a completed form at the molecular level, the Si-OH is not formed as in the prior art or the aggregation of pore-forming materials does not cause a problem in that the pores in the thin film are connected to each other. In addition, when applied to the semiconductor process, since the molecules such as HF or H 2 O, which may be generated in the insulating film, cannot enter the pores, the process applicability can be fundamentally improved, and the overall pore volume is increased. In order to reduce the dielectric constant below 2.0, there is no problem. In addition, the dielectric constant is lowered due to pore formation, but it is expected that the decrease in mechanical properties relative to the dielectric constant is small since it is not removed by heat like conventional pore-forming materials.

본 발명에서 사용되는 다양한 치환기를 가지는 분자 다면체형 실세스퀴옥산은 구체적으로 하기 반응식 1과 같은 경로를 통해 제조된다.Molecular polyhedral silsesquioxanes having various substituents used in the present invention are specifically prepared through the same route as in Scheme 1.

Figure 112004054409561-pat00006
Figure 112004054409561-pat00006

본 발명에서, 바람직하게는 분자 다면체형 실세스퀴옥산으로서 하기 화학식 8로 표시되는 화합물을 단독으로 또는 선택적으로 상기 화학식 3, 4, 5 및 6로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 실란계 모노머와 혼합하여 유기용매 내에서 물과 산, 염기 또는 금속 촉매의 존재 하에 축합 중합하여 실록산계 수지를 제조할 수 있다.In the present invention, preferably at least one silane selected from the group consisting of compounds represented by the following formula (8) as the molecular polyhedral silsesquioxane alone or optionally selected from formulas (3), (4), (5) and (6). The siloxane resin may be prepared by mixing with a monomer and condensation polymerization in the presence of an acid, a base, or a metal catalyst in water in an organic solvent.

[SiO1.5]n(H)n [SiO 1.5 ] n (H) n

상기 실록산계 수지의 제조 시에, 분자 다면체형 실세스퀴옥산과 화학식 3 내지 6의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 실란계 모노머를 중합하는 경우 그 반응비는 9.999 :0.001 ~0.001 : 9.999인 것이 바람직하다.In the preparation of the siloxane resin, when polymerizing one or more silane monomers selected from the group consisting of molecular polyhedral silsesquioxane and the compounds of Formulas 3 to 6, the reaction ratio is 9.999: 0.001 to 0.001: 9.999. It is preferable.

상기 실록산계 수지 제조 시에 사용되는 산, 염기 또는 금속 촉매는 염산(hydrochloric acid), 질산(nitric acid), 벤젠 술폰산(benzene sulfonic acid), 옥살릭산(oxalic acid), 포믹산(formic acid), 수산화칼륨(potassium hydroxide), 수산화나트륨(sodium hydroxide), 트리에틸아민(triethylamine), 탄산수소나트륨(sodium bicarbonate), 피리딘(pyridine), Pt, Pd 유도체 등을 사용할 수 있다. 상기 촉매는 모노머에 대한 촉매의 몰비가 1:0.00001~1:10의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.Acids, bases or metal catalysts used in the production of the siloxane resin may be hydrochloric acid, nitric acid, benzene sulfonic acid, oxalic acid, formic acid, Potassium hydroxide, sodium hydroxide, triethylamine, sodium bicarbonate, pyridine, Pt, Pd derivatives, and the like can be used. The catalyst is preferably used in a molar ratio of catalyst to monomer in a range of 1: 0.00001 to 1:10.

상기 가수분해 및 축합반응에서 사용되는 물은 모노머에 대한 물의 몰(mol) 비가 1:1~1:100의 범위에서 사용된다.Water used in the hydrolysis and condensation reaction is used in the molar ratio of water to monomers in the range of 1: 1 to 1: 100.

상기 유기용매로서 바람직하게는 헥산(hexane) 등의 지방족 탄화수소 용매(aliphatic hydrocarbon solvent); 아니솔(anisol), 메시틸렌(mesitylene), 자일렌(xylene)등의 방향족계 탄화수소 용매(aromatic hydrocarbon solvent); 메틸 이소부틸 케톤(methyl isobutyl ketone), 1-메틸-2-피롤리디논(1-1methyl-2-pyrrolidinone), 시클로헥산온(cyclohexanone), 아세톤(acetone) 등의 케톤계 용매(ketone-based solvent); 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran), 이소프로필 에테르(isopropyl ether) 등의 에테르계 용매(ether-based solvent); 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 부틸 아세테이트(butyl acetate), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate) 등의 아세테이트계 용매(acetate-based solvent); 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol), 부틸 알코올(butyl alcohol) 등의 알코올계 용매(alcohol-based solvent); 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide), 디메틸포름아미드(dimethylformamide) 등의 아미드계 용매; 실리콘계 용매(silicon-based solvent); 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.As the organic solvent, Preferably, an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane; Aromatic hydrocarbon solvents such as anisol, mesitylene and xylene; Ketone-based solvents such as methyl isobutyl ketone, 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-pyrrolidinone, cyclohexanone, and acetone ); Ether-based solvents such as tetrahydrofuran and isopropyl ether; Acetate-based solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, and propylene glycol methyl ether acetate; Alcohol-based solvents such as isopropyl alcohol and butyl alcohol; Amide solvents such as dimethylacetamide and dimethylformamide; Silicon-based solvents; Or mixtures thereof.

상기 가수분해 및 축합 반응은 0 내지 200℃의 온도에서 0.1 내지 100시간 동안 수행하는 것이 보다 바람직하다.The hydrolysis and condensation reaction is more preferably carried out at a temperature of 0 to 200 ℃ for 0.1 to 100 hours.

상기에서 제조된 실록산계 수지는 바람직하게는 1000 내지 300,000의 무게평균 분자량을 갖는 것이 보다 바람직하다.The siloxane resin prepared above preferably has a weight average molecular weight of 1000 to 300,000.

상기 축합 중합에 의해 얻어진 실록산계 수지는 상기 예시된 용매에 녹여 절연막 형성용 조성물로 제조되는데, 이 때 선택적으로 공지의 기공형성 물질을 추가 할 수 있다.
The siloxane resin obtained by the condensation polymerization is dissolved in the solvent exemplified above to prepare an insulating film forming composition, and at this time, a known pore-forming material may be optionally added.

한편, 본 발명에서 화학식 2로 표시되는 분자 다면체형 실세스퀴옥산은 기공형성 물질로 작용하면서 열적으로 안정한 실록산 전구체 및 이들을 녹이는 용매와 함께 다공성의 절연막 형성용 조성물의 제조에서 사용될 수 있다. 이 경우에 분자 다면체형 실세스퀴옥산은 단독으로 기공형성 물질로 작용할 수도 있지만 선택적으로 공지된 모든 기공형성 물질과 조합하여 사용될 수도 있다.On the other hand, the molecular polyhedral silsesquioxane represented by the formula (2) in the present invention can be used in the preparation of the composition for forming a porous insulating film with a thermally stable siloxane precursor and a solvent dissolving them as a pore-forming material. In this case the molecular polyhedral silsesquioxane may act as the pore-forming material alone but may optionally be used in combination with all known pore-forming materials.

상기 조합하여 사용가능한 기공형성 물질의 바람직한 예로서는 시클로덱스트린(cyclodextrin), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), Brij계 계면활성제, 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜-폴리에틸렌글리콜 삼원블록공중합체(polyethylene glycol-polypropyleneglycol-polyethylene glycol triblock copolymer)계 계면활성제 및 이들의 유도체를 예로 들 수 있다.Preferred examples of the pore-forming material which can be used in combination include cyclodextrin, polycaprolactone, Brij surfactant, polyethylene glycol-polypropyleneglycol-polyethylene glycol triblock copolymer-based surfactants and derivatives thereof.

상기 절연막 형성용 조성물에서 기공 형성물질은 조성물 중 고형분 (즉, 실록산 전구체+기공형성 물질)의 총 중량을 기준으로 0.1내지 99.9중량%이고 바람직하게는 1 내지 70 중량%의 양으로 존재하는 것이나, 이에 제한되지는 않는다.
In the insulating film forming composition, the pore-forming material is present in an amount of 0.1 to 99.9% by weight, preferably 1 to 70% by weight, based on the total weight of solids (ie, siloxane precursor + pore-forming material) in the composition. It is not limited to this.

본 발명에서 기공형성물질로서 분자다면체형 실세스퀴옥산이 사용되는 경우에는 열적으로 안정한 실록산 전구체(precursor)로는 상기 화학식 3, 4, 5, 및6으로 이루어진 군으로부터 선택된 실록산 모노머를 상기 중합체 형성방법과 동일하게 제조하여 사용할 수 있다. When the molecular polyhedral silsesquioxane is used as the pore-forming material in the present invention, as the thermally stable siloxane precursor, a siloxane monomer selected from the group consisting of Formulas 3, 4, 5, and 6 may be used. It can be prepared and used in the same manner.                     

상기 절연막 형성용 조성물 제조시 사용 가능한 유기용매는 특별히 제한되지는 않으며, 바람직하게는 전술한 모든 유기용매를 사용할 수 있다.The organic solvent that can be used when preparing the insulating film forming composition is not particularly limited, and preferably all organic solvents described above can be used.

상기 조성물 중 고형분의 함량은 특별히 제한되지는 않으나, 고형분 함량이 유기용매 및 고형분을 포함하는 총 조성물의 중량을 기준으로 5 내지 70 중량%가 되도록 하는 것이 보다 바람직하다.
Although the content of solids in the composition is not particularly limited, it is more preferable that the solids content is 5 to 70% by weight based on the weight of the total composition including the organic solvent and the solids.

상기에서 제조된 분자 다면체형 실세스퀴옥산를 이용하여 제조한 실록산계 수지를 포함하는 절연막 형성용 조성물 또는 분자 다면체형 실세스퀴옥산을 기공형성 물질로 포함하는 절연막 형성용 조성물은 기판에 코팅한 후 경화시켜 절연막을 형성하게 된다. The insulating film forming composition comprising a siloxane-based resin prepared using the molecular polyhedral silsesquioxane prepared above or the insulating film forming composition comprising a molecular polyhedral silsesquioxane as a pore-forming material is coated on a substrate By curing, an insulating film is formed.

상기 기판은 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 특별히 제한되지 않으며, 열경화 조건을 견딜 수 있는 모든 기판, 예를 들어, 유리 기판, 실리콘 웨이퍼, 플라스틱 기판 등을 용도에 따라 선택하여 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용가능한 코팅 방법의 예로서는 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), 분무 코팅(spray coating), 흐름 코팅(flow coating), 및 스크린 인쇄(screen printing)가 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 편의성 및 균일성의 측면에서 가장 바람직한 코팅 방법은 스핀 코팅이다. 스핀코팅을 행하는 경우, 스핀속도는 800 내지 5,000 rpm의 범위 내에서 조절되는 것이 바람직하다.The substrate is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired, and any substrate capable of withstanding thermosetting conditions, for example, a glass substrate, a silicon wafer, a plastic substrate, and the like may be selected and used depending on the application. Examples of coating methods usable in the present invention include, but are not limited to, spin coating, dip coating, spray coating, flow coating, and screen printing. It doesn't work. The most preferred coating method in terms of convenience and uniformity is spin coating. When spin coating is performed, the spin speed is preferably adjusted within the range of 800 to 5,000 rpm.

상기 코팅이 완료된 후, 필요에 따라 용매를 증발시켜 필름을 건조하는 과정을 포함할 수 있다. 필름 건조과정은 단순히 주위 환경에 노출시키거나, 경화 공 정의 초기 단계에서 진공을 적용하거나, 혹은 200℃ 이하의 비교적 낮은 온도로 가열하여 수행할 수 있다.After the coating is completed, it may include a process of drying the film by evaporating the solvent, if necessary. The film drying process can be carried out simply by exposing to the ambient environment, applying a vacuum at the initial stage of the curing process, or by heating to a relatively low temperature of 200 ° C. or less.

이어서, 상기 필름을 1 내지 180분 동안 150℃ 내지 600℃, 바람직하게는 200℃ 내지 450℃ 의 온도로 열경화시켜 균열이 없는 불용성 피막을 형성시킨다. '균열이 없는 피막'이란 1000배율의 광학현미경으로 관찰할 때, 육안으로 볼 수 있는 임의의 균열이 관찰되지 않는 피막을 뜻하며, 불용성 피막이란 실록산계 중합체를 침착시켜 막을 형성시키는 용매 또는 수지를 도포시키기에 유용한 것으로 기술된 용매에 본질적으로 용해되지 않는 피막을 말한다. 분자 다면체형 실세스퀴옥산 외의 기공형성물질이 포함된 경우, 기공형성물질의 분해온도를 고려하여 열 경화온도를 정한다.The film is then thermally cured at temperatures between 150 ° C. and 600 ° C., preferably between 200 ° C. and 450 ° C. for 1 to 180 minutes to form an insoluble coating that is free of cracks. 'No cracks' refers to a film that does not show any cracks visible to the naked eye when viewed under an optical microscope of 1000x magnification. An insoluble film is a solvent or resin that forms a film by depositing a siloxane-based polymer. Refers to a coating that is essentially insoluble in a solvent described as useful. When the pore forming material other than the molecular polyhedral silsesquioxane is included, the thermosetting temperature is determined in consideration of the decomposition temperature of the pore forming material.

상기 분자 다면체형 실세스퀴옥산을 이용한 절연막은 다면체형 물질의 함량에 따라 3.0 이하의 유전율을 가지므로 저유전 반도체 층간 절연막으로 사용될 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 절연막은 인성, 탄성 등의 기계적 물성이 우수하고 막 내의 탄소함량이 낮아 반도체 층간 절연막으로써 유용하게 사용될 수 있다.
Since the insulating film using the molecular polyhedral silsesquioxane has a dielectric constant of 3.0 or less depending on the content of the polyhedral material, it can be used as a low dielectric semiconductor interlayer insulating film. The insulating film prepared according to the present invention is excellent in mechanical properties such as toughness, elasticity, low carbon content in the film can be usefully used as a semiconductor interlayer insulating film.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the following Examples are for the purpose of explanation and are not intended to limit the present invention.

먼저, 하기 실시예에서 제조된 절연막의 성능을 측정하는 방법에 대하여 상술한다:First, a method of measuring the performance of the insulating film manufactured in the following examples will be described in detail.

① 유전율 측정 : ① Dielectric constant measurement:                     

붕소 도핑된 p 타입의 실리콘 웨이퍼 상에 실리콘 열산화막을 3000Å을 도포하고 금속 증착기(metal evaporator)로 티타늄 100Å, 알루미늄 2000Å, 티타늄 100Å 을 증착한 다음, 그 위에 측정 대상 절연막을 형성한다. 상기 절연막 위에 전극지름이 1mm로 설계된 하드마스크를 이용하여 1㎜ 지름을 가지는 원형의 티타늄 100Å 및 알루미늄 박막 5000 Å을 증착하여 MIM (metal-insulator-metal) 구조의 유전율 측정용 저유전 박막을 완성한다. 완성된 박막을 Probe station (micromanipulatior 6200 probe station) 이 장착된 PRECISION LCR METER (HP4284A)를 이용하여 약 10kHz, 100kHz, 및 1MHz의 주파수에서 정전용량 (capacitance)을 측정하고, 프리즘 커플러를 이용하여 박막 두께를 측정한 다음, 하기 식으로부터 유전율을 구한다:A silicon thermal oxide film is deposited on a boron-doped p-type silicon wafer with 3000 microns of silicon, 100 microns of aluminum, 2000 microns of aluminum, and 100 microns of titanium by a metal evaporator, and then an insulating film to be measured is formed thereon. A low dielectric thin film for measuring dielectric constant of MIM (metal-insulator-metal) structure is completed by depositing a circular titanium 100Å and an aluminum thin film 5000 1 having a diameter of 1 mm using a hard mask having an electrode diameter of 1 mm on the insulating film. . The finished thin film was measured using a PRECISION LCR METER (HP4284A) equipped with a probe station (micromanipulatior 6200 probe station) at the frequencies of about 10 kHz, 100 kHz, and 1 MHz, and the thickness of the thin film using a prism coupler. The dielectric constant is then calculated from the following equation:

k = C x d / εo x Ak = C xd / ε o x A

(상기 식에서, k는 유전율(relative permittivity)이고, C는 정전용량 (capacitance)이며, εo는 진공의 유전 상수(dielectric constant, εo=8.8542×10-12 Fm-1)이고, d는 절연막의 두께이며, A는 전극의 접촉 단면적이다.) Where k is the relative permittivity, C is the capacitance, ε o is the dielectric constant of the vacuum (ε o = 8.8542 × 10-12 Fm-1), and d is the insulating film Is the thickness of A, and A is the contact cross-sectional area of the electrode.)

② 경도(hardness) 및 탄성계수(modulus):② Hardness and modulus:

경도 및 탄성계수는 MTS사의 나노인덴터(nanoindenter) II를 이용하여 절연막을 정량적으로 분석하여 결정한다. 보다 상세히, 박막을 나노인덴터로 압입 (indent)하고, 압입깊이가 박막 두께의 10%일 때 박막의 경도와 탄성계수를 구한다. 박막의 두께는 프리즘 커플러 (prism coupler)를 이용하여 측정한다. 본 실시 예 및 비교예에서는 신뢰도를 확보하기 위해 절연막상의 9개 지점를 압입하여 평균값으로부터 각각의 경도 및 탄성계수를 구하였다.
Hardness and modulus of elasticity are determined by quantitatively analyzing the insulating film using MTS Nanoindenter II. More specifically, the thin film is indented with a nanoindenter, and the hardness and elastic modulus of the thin film are obtained when the indentation depth is 10% of the thin film thickness. The thickness of the thin film is measured using a prism coupler. In the present example and the comparative example, in order to ensure the reliability, nine points on the insulating film were press-fitted to obtain respective hardness and elastic modulus from the average value.

분자 다면체형 실세스퀴옥산의 제조Preparation of Molecular Polyhedral Silsesquioxanes

제조예 1Preparation Example 1

잘 건조시킨 플라스크에 황산(H2SO4) 80g과 15%의 SO3가 포함된 발연 H 2SO4를 벤젠 200ml에 잘 섞은 뒤 빠르게 교반하면서 6시간 동안 천천히 트리클로로실란 12.7g (0.094mol)을 넣어 준다. 트리클로로실란의 첨가가 완결되면 유기층을 50% H2SO4 용액으로 여러번 닦아주고 증류수로 닦아낸다. 유기층에 녹지 않는 물질과 제거되지 않는 물질을 없애기 위해 필터를 한 뒤 유기층을 농축하여 4.8g의 n=12, 14, 16의 분자다면체형 실세스퀴옥산 전구체(상기 화학식 8)를 얻었다. 이렇게 얻은 혼합물은 승화법에 의해 각각을 분리하였다.In a well-dried flask, 80 g of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and fuming H 2 SO 4 containing 15% of SO 3 were mixed well with 200 ml of benzene, followed by rapid stirring. Put it. After the addition of trichlorosilane, the organic layer is washed several times with 50% H 2 SO 4 solution and then with distilled water. The organic layer was concentrated after filtering to remove insoluble and unremovable substances in the organic layer to obtain 4.8 g of a molecular polyhedral silsesquioxane precursor having n = 12, 14, and 16 (Formula 8). The mixture thus obtained was separated from each other by sublimation.

제조예 2Production Example 2

상기 제조예 1에서 수득한 n=14의 [Si14O21]H14 1g을 플라스크에 넣고 메탄올 20ml에 녹인 뒤 Pd/C 0.1g을 넣어 상온에서 8시간 반응 하여 [Si14O21]OMe14 0.8g을 얻었다.
Of n = 14 obtained in Preparative Example 1 [Si 14 O 21] and H into the flask after 14 1g to 8 hours at room temperature into the Pd / C 0.1g was dissolved in methanol 20ml [Si 14 O 21] OMe 14 0.8 g was obtained.

분자 다면체형 실세스퀴옥산이 포함된 중합체의 제조Preparation of Polymers Containing Molecular Polyhedral Silsesquioxanes

제조예 3Production Example 3

상기 제조예 1에서 수득한 단량체 [Si14O21]H14 5g을 플라스크에 넣고, 전체 용액의 농도가 0.05 내지 0.07 M이 되도록 벤젠을 넣어 희석시킨 후, 상기 플라스크에 PtCl2 촉매를 0.01mmol%를 첨가한 후 상온에서 12시간 동안 반응을 진행하였다. 반응이 완결된 후 용액을 셀라이트(cellite)를 이용하여 촉매를 제거한 뒤, 이를 기공이 0.2㎛인 필터로 여과한 후 용매를 제거하였다. 상기 흰색 분말은 0~20 ℃의 온도 및 0.9 토르(torr) 압력 하에서 4시간 동안 건조시켜서 실록산계 중합체[이하, (a-1)이라 함] 3.5g을 얻었다. 상기 중합체에서 Si-OH 함량, Si-CH3 함량은 각각 38.70%, 61.30%였다. 5 g of the monomer [Si 14 O 21 ] H 14 obtained in Preparation Example 1 was added to the flask, and the mixture was diluted with benzene so that the concentration of the total solution was 0.05 to 0.07 M, and then 0.01 mmol% of the PtCl 2 catalyst was added to the flask. After the addition was carried out for 12 hours at room temperature. After the reaction was completed, the solution was removed from the catalyst using a celite (cellite), it was filtered through a filter having a pore of 0.2㎛ and then the solvent was removed. The white powder was dried for 4 hours at a temperature of 0 to 20 ° C. and 0.9 Torr pressure to obtain 3.5 g of a siloxane polymer (hereinafter referred to as (a-1)). Si-OH content and Si-CH 3 content in the polymer were 38.70% and 61.30%, respectively.

Si-OH(%)=Area(Si-OH)×[Area(Si-OH)+Area(Si-OCH3)/3+Area(Si-CH3)/3]×100; Si-OH (%) = Area (Si-OH) x [Area (Si-OH) + Area (Si-OCH 3 ) / 3 + Area (Si-CH 3 ) / 3] x 100;

Si-OCH3(%)=Area(Si-OCH3)/3÷[Area(Si-OH)+Area(Si-OCH3)/3+Area(Si-CH 3)/3]×100;Si-OCH 3 (%) = Area (Si-OCH 3 ) / 3 ÷ [Area (Si-OH) + Area (Si-OCH 3 ) / 3 + Area (Si-CH 3 ) / 3] × 100;

Si-CH3(%)=Area(Si-CH3)/3÷[Area(Si-OH)+Area(Si-OCH3)/3+Area(Si-CH 3)/3]×100Si-CH 3 (%) = Area (Si-CH 3 ) / 3 ÷ [Area (Si-OH) + Area (Si-OCH 3 ) / 3 + Area (Si-CH 3 ) / 3] × 100

제조예 4Preparation Example 4

용매로서 벤젠 대신 테트라하이드로 퓨란을 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 3과 동일한 방법으로 상온에서 6시간 반응시킨 후, 2,4,6,8-테트라메틸-2,4,6,8-테트라키스(트리메톡시실릴)시클로실록산(2,4,6,8-tetramethyl-2,4,6,8-tetrakis(trimethoxysilyl)cyclosiloxane) 5g을 플라스크에 넣고, 반응액 온도를 -78℃로 하였다. 상기 플라스크에 염산 0.484mmol 과 물 241.2mmol을 각각 첨가한 후, 반응액의 온도를 -78℃에서 70℃로 서서히 승온하여 6시간 동안 반응을 진행하 였다. 반응용액을 분별 깔대기에 옮긴 후, 최초 넣어 준 테트라히드로퓨란과 동일한 양의 디에틸에테르와 테트라히드로퓨란을 첨가하고, 전체 용매의 1/8 가량의 물로 3회 씻어 준 다음, 감압 하에서 휘발성 물질을 제거하여 흰색 분말 형태의 중합체를 얻었다. 상기의 방법으로 얻은 중합체를 테트라히드로퓨란에 용해시켜 투명한 용액을 만들고, 이를 기공이 0.2㎛인 필터로 여과한 후 여액에 물을 서서히 첨가하여 흰색분말의 침전을 수득하였다. 상기 흰색 분말은 0~20 ℃의 온도 및 0.9 토르(torr) 압력 하에서 8시간 동안 건조시켜서 실록산계 중합체[이하, (a-2)라 함.] 6.2g을 얻었다. 상기 중합체에서 Si-OH 함량, Si-OCH3 함량 및 Si-CH3 함량은 각각 39.50%, 0.65%및 59.85%이였다.After reacting for 6 hours at room temperature in the same manner as in Preparation Example 3, except that tetrahydrofuran was used instead of benzene as a solvent, 2,4,6,8-tetramethyl-2,4,6,8-tetrakis 5 g of (trimethoxysilyl) cyclosiloxane (2,4,6,8-tetramethyl-2,4,6,8-tetrakis (trimethoxysilyl) cyclosiloxane) was placed in a flask, and the reaction solution temperature was -78 ° C. After adding 0.484 mmol of hydrochloric acid and 241.2 mmol of water to the flask, the temperature of the reaction solution was gradually raised from -78 ° C to 70 ° C, and the reaction was carried out for 6 hours. After the reaction solution was transferred to a separatory funnel, the same amount of tetraethylfuran and tetrahydrofuran in the same amount were added, washed three times with about 1/8 of the total solvent, and then the volatiles were removed under reduced pressure. Removal to obtain a polymer in the form of a white powder. The polymer obtained by the above method was dissolved in tetrahydrofuran to form a transparent solution, which was filtered through a filter having a pore of 0.2 μm, and water was slowly added to the filtrate to obtain a precipitate of white powder. The white powder was dried for 8 hours at a temperature of 0 to 20 ° C. and 0.9 Torr pressure to obtain 6.2 g of a siloxane polymer (hereinafter referred to as (a-2)). The Si-OH content, Si-OCH 3 content and Si-CH 3 content in the polymer were 39.50%, 0.65% and 59.85%, respectively.

제조예 5Preparation Example 5

2,4,6,8-테트라메틸-2,4,6,8-테트라키스(트리메톡시실릴)시클로실록산(2,4,6,8-tetramethyl -2,4,6,8-tetrakis(trimethoxysilyl)cyclosiloxane): T4Q4) 및 비환식 알콕시 실란단량체로서 메틸트리메톡시실란(Methyltrimethoxysilane: MTMS, Aaldrich사 제조)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 4와 동일한 방법에 의해 중합체[이하, (a-3)라 함.]를 제조하였다. 각각의 중합체 제조 시 사용된 각 단량체의 양, 사용한 HCl 및 물의 양은 표 1에 나타낸 바와 같다. 한편, 각각 수득한 중합체 양, Si-OH 함량, Si-OCH3 함량, 및 Si-CH3 함량도 표 1에 함께 나타내었다. 2,4,6,8-tetramethyl-2,4,6,8-tetrakis (trimethoxysilyl) cyclosiloxane (2,4,6,8-tetramethyl-2,4,6,8-tetrakis ( trimethoxysilyl) cyclosiloxane): T4Q4) and the polymer by the same method as in Preparation Example 4, except that methyltrimethoxysilane (MTMS, manufactured by Aaldrich) was used as the acyclic alkoxy silane monomer. ). The amount of each monomer used, the amount of HCl and water used in the preparation of each polymer is shown in Table 1. On the other hand, the polymer amount, Si-OH content, Si-OCH 3 content, and Si-CH 3 content, respectively obtained, are also shown in Table 1.

Figure 112004054409561-pat00007
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실시예 1Example 1

실록산계 중합체로서 상기 중합체 (a-3) 0.207g, 기공형성 물질로서 제조예 1의 분자 다면체형 실세스퀴옥산(n=14) 0.046g을 사용하고, 용매로서 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate)를 사용하여 고형분 함량 24 중량%의 코팅액을 제조하였다. 상기 코팅액을 2000 rpm으로 30초간 실리콘 웨이퍼 위에 스핀 코팅을 하고, 질소 분위기의 핫플레이트(hot plate)상에서, 150℃로 1분간 그리고 250℃로 1분간 예비 가열하여 건조시켜 필름을 제조하였다. 상기 필름을 진공 분위기에서 420℃ (승온속도: 3℃/min)로 1시간 열처리하여 절연막 (C-1)을 제조하였다. 제조된 절연막의 두께(thickness), 굴절률(refractive index), 유전율(dielectric constant), 경도(hardness), 탄성계수(modulus), 및 탄소함량을 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 0.207 g of the polymer (a-3) as the siloxane polymer and 0.046 g of the molecular polyhedral silsesquioxane (n = 14) of Preparation Example 1 were used as the pore-forming substance, and propylene glycol methyl ether acetate was used as the solvent. methyl ether acetate) was used to prepare a coating liquid having a solid content of 24% by weight. The coating solution was spin-coated on a silicon wafer for 30 seconds at 2000 rpm, and preheated at 150 ° C. for 1 minute and at 250 ° C. for 1 minute on a hot plate in a nitrogen atmosphere to prepare a film. The film was heat-treated at 420 ° C. (heating rate: 3 ° C./min) for 1 hour in a vacuum atmosphere to prepare an insulating film (C-1). The thickness, refractive index, dielectric constant, hardness, modulus, and carbon content of the prepared insulating film were measured and the results are shown in Table 2 below.

비교예 1Comparative Example 1

실록산계 중합체로서 상기 중합체 (a-3) 0.459g에 기공형성물질을 사용하지 않고, 용매로서 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate)를 사용하여 고형분 함량 24 중량%의 코팅액을 제조한 것을 제외하 고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연막 (C-2)을 제조하였다. 제조된 절연막의 두께(thickness), 굴절률(refractive index), 유전율(dielectric constant), 경도(hardness), 탄성계수(modulus), 및 탄소함량을 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.As a siloxane-based polymer, a coating liquid having a solid content of 24% by weight was prepared by using propylene glycol methyl ether acetate as a solvent without using a pore-forming substance in 0.459 g of the polymer (a-3). Except for producing an insulating film (C-2) in the same manner as in Example 1. The thickness, refractive index, dielectric constant, hardness, modulus, and carbon content of the prepared insulating film were measured and the results are shown in Table 2.

비교예 2Comparative Example 2

실록산계 중합체로서 상기 중합체 (a-3) 0.413g, 및 기공형성 물질로서 헵타키스[2,3,6-트리-메톡시]-베타-사이크로덱스트린[heptakis(2,3,6-tri-O-methyl)-β-cyclodextrin) 0.046g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 절연막 (C-3)를 제조하였다. 제조된 절연막의 두께(thickness), 굴절률(refractive index), 유전율(dielectric constant), 경도(hardness), 탄성계수(modulus), 및 탄소함량을 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.0.413 g of the above polymer (a-3) as a siloxane-based polymer, and heptakis [2,3,6-tri-methoxy] -beta-cyclodextrin [2,3,6-tri- as a pore-forming substance; An insulating film (C-3) was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.046 g of O-methyl) -β-cyclodextrin) was used. The thickness, refractive index, dielectric constant, hardness, modulus, and carbon content of the prepared insulating film were measured and the results are shown in Table 2.

Figure 112004054409561-pat00008
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본 발명에 따른 분자 다면체형 실세스퀴옥산은 기존 실록산계 수지와 상용성이 우수하고 여러 유도체의 도입이 용이하여 중합체를 형성할 경우 타 기공형성물질과 상용성이 우수하고, 이를 이용하여 제조된 필름의 경우, 기계적 물성 (mechanical properties), 열 안정성(thermal stability) 및 균열에 대한 저항성(crack resistance)이 뛰어나고, 탄소함량이 낮고 SiO2의 함량이 높으며 절연특성이 뛰어나므로, 반도체 소자 분야에서 유용하게 사용될 수 있다. The molecular polyhedral silsesquioxane according to the present invention has excellent compatibility with existing siloxane resins and is easy to introduce various derivatives, and when used to form a polymer, it has excellent compatibility with other pore-forming materials, and manufactured using the same. Films are useful in the field of semiconductor devices because of their excellent mechanical properties, thermal stability and crack resistance, low carbon content, high SiO 2 content and excellent insulation properties. Can be used.

Claims (21)

하기 화학식 2로 표시되는 1종 이상의 내부에 기공을 포함하는 분자 다면체형 실세스퀴옥산을 단독으로 유기용매 내에서 물과 산 또는 염기 촉매의 존재하에 축합 중합하여 제조되는 실록산계 수지:A siloxane-based resin prepared by condensation polymerization of molecular polyhedral silsesquioxane containing pores within at least one of the following Chemical Formulas 2 alone in an organic solvent in the presence of water and an acid or a base catalyst: [화학식 2][Formula 2] [SiO1.5]n-(R)n [SiO 1.5 ] n- (R) n [상기 식에서 R은 수소원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 탄소수 1~20의 알킬기, 알켄기, 알킨기, 아릴기 또는 알콕시기, 또는 -OSir1r2r3로서, 이 때, r1, r2, 및 r3은 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 알켄기, 알킨기, 아릴기, 또는 알콕시기이고, 상기 복수개의 R은 각각 다를 수 있으며, 상기 R중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이고, n은 10, 12, 14 또는 16이다];[Wherein R is a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkene group, an alkyn group, an aryl group or an alkoxy group, or -OSir 1 r 2 r 3 , wherein r 1 , r 2 , And r 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkene group, an alkyne group, an aryl group, or an alkoxy group, and the plurality of R may be different from each other, and at least one of the R's Is a hydrolyzable functional group and n is 10, 12, 14 or 16; 하기 화학식 2로 표시되는 1종 이상의 내부에 기공을 포함하는 분자 다면체형 실세스퀴옥산을 하기 화학식 3, 4, 5 및 6으로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 모노머와 혼합하여 유기용매 내에서 물과 산 또는 염기 촉매의 존재하에 축합 중합하여 제조되는 실록산계 수지:An organic solvent is obtained by mixing a molecular polyhedral silsesquioxane containing pores in at least one interior represented by Formula 2 with at least one monomer selected from the group consisting of compounds represented by Formulas 3, 4, 5, and 6. Siloxane-based resins prepared by condensation polymerization in the presence of water and an acid or base catalyst in: [화학식 2][Formula 2] [SiO1.5]n-(R)n [SiO 1.5 ] n- (R) n [상기 식에서 R은 수소원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 탄소수 1~20의 알킬기, 알켄기, 알킨기, 아릴기 또는 알콕시기, 또는 -OSir1r2r3로서, 이 때, r1, r2, 및 r3은 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 알켄기, 알킨기, 아릴기, 또는 알콕시기이고, 상기 복수개의 R은 각각 다를 수 있으며, 상기 R중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이고, n은 10, 12, 14 또는 16이다];[Wherein R is a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkene group, an alkyn group, an aryl group or an alkoxy group, or -OSir 1 r 2 r 3 , wherein r 1 , r 2 , And r 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkene group, an alkyne group, an aryl group, or an alkoxy group, and the plurality of R may be different from each other, and at least one of the R's Is a hydrolyzable functional group and n is 10, 12, 14 or 16; [화학식 3] (3)
Figure 112010076192729-pat00017
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[상기 식에서, R1은 수소원자, C1 내지 C3의 알킬기 또는 C6 내지 C15의 아릴기이고; R2는 수소원자, C1 내지 C10의 알킬기 또는 SiX1X2X3이며 (이 때, X1, X2, X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1 내지 C3의 알킬기, C1 내지 C10의 알콕시기 또는 할로겐원자로서, 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기임); p는 3 내지 8의 정수이다];[Wherein, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 or an aryl group of C 6 to C 15 ; R 2 is a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 10 or SiX 1 X 2 X 3 (wherein X 1 , X 2 , X 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 , C 1 To alkoxy or halogen atom of C 10 , at least one of which is a hydrolyzable functional group; p is an integer from 3 to 8; [화학식 4][Formula 4]
Figure 112010076192729-pat00018
Figure 112010076192729-pat00018
[상기 식에서, R1은 수소원자, C1 내지 C3의 알킬기 또는 C6 내지 C15의 아릴기이고; X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1 내지 C3의 알킬기, C1 내지 C10의 알콕시기 또는 할로겐원자로서, 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이며; m은 0 내지 10의 정수, p는 3 내지 8의 정수이다];[Wherein, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 or an aryl group of C 6 to C 15 ; X 1 , X 2 and X 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 , an alkoxy group or halogen atom of C 1 to C 10 , at least one of which is a hydrolyzable functional group; m is an integer from 0 to 10, p is an integer from 3 to 8; [화학식 5][Chemical Formula 5]
Figure 112010076192729-pat00019
Figure 112010076192729-pat00019
[상기 식에서, X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1 내지 C3의 알킬기, C1 내지 C10의 알콕시기 또는 할로겐원자로서, 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이며; M은 단일 결합 혹은 C1 내지 C10의 알킬렌기이거나 C6 내지 C15의 아릴렌기이다]; 및[Wherein, X 1 , X 2 and X 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group of C 1 to C 3 , an alkoxy group or halogen atom of C 1 to C 10 , at least one being a hydrolyzable functional group; M is a single bond or a C 1 to C 10 alkylene group or a C 6 to C 15 arylene group; And [화학식 6][Formula 6] (R1)nSi(OR2)4-n (R 1 ) n Si (OR 2 ) 4-n [상기 식에서, R1는 수소원자, C1 내지 C3의 알킬기, 할로겐기 또는 C6 내지 C15의 아릴기이고, R2는 수소원자, C1 내지 C3의 알킬기 또는 C6 내지 C15의 아릴기로서, R1 및 OR2 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이며; n은 0 내지 3의 정수이다].[Wherein, R 1 is hydrogen atom, C 1 to C 3 alkyl group, halogen group or C 6 to C 15 aryl group, R 2 is hydrogen atom, C 1 to C 3 alkyl group or C 6 to C 15 As an aryl group, at least one of R 1 and OR 2 is a hydrolyzable functional group; n is an integer of 0 to 3;
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 산 촉매는 염산(hydrochloric acid), 질산(nitric acid), 벤젠 술폰산(benzene sulfonic acider), 옥살산(oxalic acid), 포름산(formic acid) 또는 이들의 혼합물이고, 상기 염기 촉매는 수산화칼륨 (potassium hydroxide), 수산화나트륨(sodium hydroxide), 트리에틸아민 (triethylamine), 탄산수소나트륨(sodium bicarbonate), 피리딘 (pyridine) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 실록산계 수지.The method of claim 1 or 2, wherein the acid catalyst is hydrochloric acid, nitric acid, benzene sulfonic acider, oxalic acid, formic acid or a mixture thereof. The base catalyst is a siloxane-based resin, characterized in that the potassium hydroxide (potassium hydroxide), sodium hydroxide (sodium hydroxide), triethylamine (triethylamine), sodium bicarbonate, pyridine (pyridine) or a mixture thereof . 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 전체 단량체와 사용된 산 또는 염기촉매간의 몰 비는 1 : 1×10-5 내지 1 : 10인 것을 특징으로 하는 실록산계 수지.The siloxane-based resin according to claim 1 or 2, wherein the molar ratio between the total monomers and the acid or base catalyst used is from 1 × 10 −5 to 1:10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 전체 모노머와 사용된 물의 몰 비는 1:1 내지 1:100인 것을 특징으로 하는 실록산계 수지.The siloxane-based resin according to claim 1 or 2, wherein the molar ratio of the total monomers and the water used is 1: 1 to 1: 100. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 중합 반응은 0 내지 200℃의 온도에서 0.1 내지 100 시간 수행하는 것을 특징으로 하는 실록산계 수지.The siloxane-based resin according to claim 1 or 2, wherein the polymerization reaction is performed at a temperature of 0 to 200 ° C for 0.1 to 100 hours. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 유기용매는 헥산 또는 헵탄의 지방족 탄화수소 용매 (aliphatic hydrocarbon solvent); 아니솔 (anisol), 메시틸렌 (mesitylene) 또는 자일렌 (xylene)의 방향족계 탄화수소 용매(aromatic hydrocarbon solvent); 메틸 이소부틸 케톤(methyl isobutyl ketone), 1-메틸-2-피롤리디논(1-1methyl-2-pyrrolidinone), 시클로헥사논(cyclohexanone) 또는 아세톤(acetone)의 케톤계 용매(ketone-based solvent); 테트라히드로퓨란 (tetrahydrofuran) 또는 이소프로필 에테르(isopropyl ether)의 에테르계 용매 (ether-based solvent); 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 부틸 아세테이트(butyl acetate) 또는 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate)의 아세테이트계 용매(acetate-based solvent); 이소프로필 알코올 (isopropyl alcohol) 또는 부틸 알코올(butyl alcohol)의 알코올계 용매(alcohol-based solvent); 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide) 또는 디메틸포름아미드 (dimethylformamide)의 아미드계 용매; 실리콘계 용매(silicon-based solvent); 또는 상기 용매들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 실록산계 수지.The method of claim 1 or 2, wherein the organic solvent is aliphatic hydrocarbon solvent (aliphatic hydrocarbon solvent) of hexane or heptane; Aromatic hydrocarbon solvents of anisol, mesitylene or xylene; Ketone-based solvents of methyl isobutyl ketone, 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-pyrrolidinone, cyclohexanone or acetone ; Ether-based solvents of tetrahydrofuran or isopropyl ether; Acetate-based solvents of ethyl acetate, butyl acetate or propylene glycol methyl ether acetate; Alcohol-based solvents of isopropyl alcohol or butyl alcohol; Amide solvents such as dimethylacetamide or dimethylformamide; Silicon-based solvents; Or a mixture of the above solvents. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 실록산계 수지의 무게평균 분자량은 1,000 내지 300,000인 것을 특징으로 하는 실록산계 수지.The siloxane-based resin according to claim 1 or 2, wherein the weight average molecular weight of the siloxane-based resin is 1,000 to 300,000. 제 1항 또는 제 2항에 따른 실록산계 수지, 및 유기용매를 포함하는 절연막 형성용 조성물.The composition for insulating film formation containing the siloxane-type resin of Claim 1 or 2, and an organic solvent. 제 9항에 있어서, 상기 용매는 헥산 또는 헵탄의 지방족 탄화수소 용매(aliphatic hydrocarbon solvent); 아니솔(anisol), 메시틸렌(mesitylene) 또는 자일렌(xylene)의 방향족계 탄화수소 용매(aromatic hydrocarbon solvent); 메틸 이소부틸 케톤(methyl isobutyl ketone), 1-메틸-2-피롤리디논(1-1methyl-2-pyrrolidinone), 시클로헥산온(cyclohexanone) 또는 아세톤(acetone)의 케톤계 용매(ketone-based solvent); 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran) 또는 이소프로필 에테르(isopropyl ether)의 에테르계 용매(ether-based solvent); 에틸 아세테이트 (ethyl acetate), 부틸 아세테이트(butyl acetate) 또는 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate)의 아세테이트계 용매 (acetate-based solvent); 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol) 또는 부틸 알코올(butyl alcohol)의 알코올계 용매(alcohol-based solvent); 디메틸아세트아미드 (dimethylacetamide) 또는 디메틸포름아미드 (dimethylformamide)와 같은 아미드계 용매; 실리콘계 용매(silicon-based solvent); 또는 상기 용매들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 절연막 형성용 조성물.10. The method of claim 9, wherein the solvent is aliphatic hydrocarbon solvent of hexane or heptane; Aromatic hydrocarbon solvents of anisol, mesitylene or xylene; Ketone-based solvents of methyl isobutyl ketone, 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-pyrrolidinone, cyclohexanone or acetone ; Ether-based solvents of tetrahydrofuran or isopropyl ether; Acetate-based solvents of ethyl acetate, butyl acetate or propylene glycol methyl ether acetate; Alcohol-based solvents of isopropyl alcohol or butyl alcohol; Amide solvents such as dimethylacetamide or dimethylformamide; Silicon-based solvents; Or a mixture of the solvents. 제 9항에 있어서, 상기 절연막 형성용 조성물은 추가로 사이크로덱스트린(cyclodextrin), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), Brij계 계면활성제(surfactant), 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜-폴리에틸렌글리콜 삼원블록공중합체(polyethylene glycol-polypropylene glycol-polyethylene glycol triblock copolymer) 계면활성제(surfactant) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 기공 형성물질을 포함하는 절연막 형성용 조성물.10. The method of claim 9, wherein the insulating film forming composition further comprises cyclodextrin, polycaprolactone, Brij-based surfactant (surfactant), polyethylene glycol-polypropylene glycol-polyethylene glycol tertiary block copolymer ( Polyethylene glycol-polypropylene glycol-polyethylene glycol triblock copolymer) A composition for forming an insulating film comprising a pore-forming material selected from the group consisting of surfactants and derivatives thereof. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 9항에 따른 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 조성물을 기판 위에 코팅하고 열 경화시키는 단계를 포함하는 반도체 층간 절연막의 형성방법.Preparing a composition according to claim 9; And coating the composition on a substrate and thermally curing. 제 17항에 있어서, 상기 조성물은 사이크로덱스트린(cyclodextrin), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), Brij계 계면활성제(surfactant), 폴리에틸렌글리콜- 폴리프로필렌글리콜-폴리에틸렌글리콜 삼원블록공중합체(polyethylene glycol-polypropylene glycol-polyethylene glycol triblock copolymer) 계면활성제(surfactant) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 기공 형성물질을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 층간 절연막의 형성방법.18. The composition of claim 17, wherein the composition is cyclodextrin, polycaprolactone, Brij-based surfactant, polyethylene glycol-polypropylene glycol-polyethylene glycol terpolymer Polyethylene glycol triblock copolymer) A method of forming a semiconductor interlayer insulating film further comprising a pore-forming material selected from the group consisting of surfactants and derivatives thereof. 제 17항에 있어서, 상기 코팅은 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), 분무 코팅(spray coating), 흐름 코팅(flow coating), 또는 스크린 인쇄(screen printing)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 층간 절연막의 형성방법.18. The method of claim 17, wherein the coating is performed by spin coating, dip coating, spray coating, flow coating, or screen printing. A method of forming a semiconductor interlayer insulating film. 제 17항에 있어서, 상기 열 경화는 150℃ 내지 600℃의 온도에서 1 내지 180 분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 층간 절연막의 형성방법.The method of claim 17, wherein the thermal curing is performed at a temperature of 150 ° C. to 600 ° C. for 1 to 180 minutes. 제 17항의 방법으로 형성된 반도체 층간 절연막.A semiconductor interlayer insulating film formed by the method of claim 17.
KR1020040095797A 2003-11-24 2004-11-22 Siloxane-based Resin using Molecular Polyhedral Silsesquioxane and Method for forming Dielectric Film using the Same KR101023916B1 (en)

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