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JP2003306639A - Porous film, method for producing the same and its use - Google Patents

Porous film, method for producing the same and its use

Info

Publication number
JP2003306639A
JP2003306639A JP2002111442A JP2002111442A JP2003306639A JP 2003306639 A JP2003306639 A JP 2003306639A JP 2002111442 A JP2002111442 A JP 2002111442A JP 2002111442 A JP2002111442 A JP 2002111442A JP 2003306639 A JP2003306639 A JP 2003306639A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
component
compound
substituent
phenyleneethynylene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002111442A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Funaki
克彦 船木
Kiyotaka Shindo
進藤  清孝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Chemicals Inc filed Critical Mitsui Chemicals Inc
Priority to JP2002111442A priority Critical patent/JP2003306639A/en
Publication of JP2003306639A publication Critical patent/JP2003306639A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition which has a low dielectric constant, low water-absorbing characteristics, a good mechanical strength and a good adhesion performance and is used for semiconductor devices, and to provide an insulation film comprising the same. <P>SOLUTION: This composition comprising at least a component A and a component B and used for forming insulation films is characterized in that the component A is a silicon-containing resin having at least repeating units represented by the general formula (1) in repeating units and the component B is a compound having a boiling or decomposition point within a range of 220 to 500°C. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】 本発明は、半導体装置の絶
縁膜用の新規な組成物、それを用いた多孔質膜の製造方
法及び絶縁膜、それを備えた半導体装置に関し、更に詳
しくは低い誘電率を有しながら、なおかつ充分な機械強
度と密着性を有し、化学的機械的研磨(CMP)工程で
の耐性に優れた絶縁膜材料に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel composition for an insulating film of a semiconductor device, a method of manufacturing a porous film using the same, an insulating film, and a semiconductor device including the same, and more particularly to a low dielectric constant. The present invention relates to an insulating film material having a high rate, yet having sufficient mechanical strength and adhesion, and having excellent resistance in a chemical mechanical polishing (CMP) step.

【0002】[0002]

【従来の技術】 半導体集積回路の高集積化の進展に伴
い、信号遅延の問題が半導体集積回路の高性能化の妨げ
となっている。信号遅延は金属配線の抵抗Rと配線間な
らびに層間の容量Cとの積に関係づけられ、遅延を最小
に抑えるためには、金属配線の抵抗を低下させることと
並んで、層間絶縁膜の比誘電率を低下させることが有効
な手段である。
2. Description of the Related Art With the progress of higher integration of semiconductor integrated circuits, the problem of signal delay has been an obstacle to higher performance of semiconductor integrated circuits. The signal delay is related to the product of the resistance R of the metal wiring and the capacitance C between the wirings and between the wirings, and in order to minimize the delay, it is necessary to reduce the resistance of the metal wiring as well as the ratio of the interlayer insulating film. Reducing the dielectric constant is an effective means.

【0003】従来、層間絶縁膜としてはテトラエトキシ
シラン(TEOS)を用いCVD法もしくはスピンオン
グラス(SOG)法で製膜したシリコン酸化膜が用いら
れてきた。しかしながら、従来のシリコン酸化膜は比誘
電率4.0を有し、近年の微細化の要求に応えることが
できなくなっている。そこで、多孔質材料を層間絶縁膜
に検討する方法が提案されている。多孔質材料は比誘電
率が2.0以下を実現するための唯一の材料と言われ、
期待されている。多孔質化の手法は様々で、例えば、有
機系材料と無機系材料とから絶縁膜を形成した後、高温
で熱処理することで有機系材料を膜内から取りのぞき、
膜を多孔質化させる方法などがある。このような膜を低
密度化させる方法は次世代の低誘電率絶縁膜には必要不
可欠な技術であり、なかには比誘電率が1.5を示すよ
うなものもある。また、より新しい技術として、分子内
の一部に易熱分解性基を有する樹脂材料から絶縁膜を形
成させたのち、高温で熱処理をすることにより均一に微
細な空孔を有する絶縁膜を形成させる方法も検討されて
いる。
Conventionally, a silicon oxide film formed by a CVD method or a spin-on-glass (SOG) method using tetraethoxysilane (TEOS) has been used as an interlayer insulating film. However, the conventional silicon oxide film has a relative dielectric constant of 4.0, and cannot meet the recent demand for miniaturization. Therefore, a method of using a porous material for the interlayer insulating film has been proposed. Porous material is said to be the only material to achieve a dielectric constant of 2.0 or less,
Is expected. There are various porosification methods. For example, after forming an insulating film from an organic material and an inorganic material, heat treatment at high temperature removes the organic material from the inside of the film,
There is a method of making the membrane porous. The method of lowering the density of such a film is an indispensable technique for the next-generation low dielectric constant insulating film, and there is also one having a relative dielectric constant of 1.5. In addition, as a newer technology, an insulating film is formed from a resin material that has an easily decomposable group in a part of the molecule, and then heat treatment is performed at high temperature to form an insulating film with uniformly fine pores. A method for making it happen is also being considered.

【0004】しかしながら、現在までに提案されている
多孔化した絶縁膜は一般に水分を吸収しやすく、その結
果、比誘電率の上昇や配線の腐食を引き起こす恐れがあ
り、それらを改善するために特別な疎水化処理を必要と
する場合がある。また、機械的強度に乏しい材料しか得
られておらず、特にCMP工程において損傷を被り易
く、例えば、CMP工程を経ることによる膜の剥がれな
どが歩留まりを著しく低下させる要因となっている。さ
らに、多孔化することによる絶縁膜の低密度化はバリヤ
膜、エッチストッパー膜などとの密着性を低下させる要
因となっており、材料自身の更なる密着性能の向上が期
待されている。
However, the porous insulating films that have been proposed so far are generally liable to absorb moisture, and as a result, there is a possibility that the relative dielectric constant is increased and the wiring is corroded. There is a case where a special hydrophobic treatment is required. Further, since only a material having a low mechanical strength is obtained, damage is likely to occur particularly in the CMP process, and, for example, peeling of the film due to the CMP process is a factor that significantly reduces the yield. Furthermore, the low density of the insulating film due to the porosity is a factor that reduces the adhesion to the barrier film, the etch stopper film, etc., and further improvement of the adhesion performance of the material itself is expected.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】 本発明の目的は、上
記したような従来の技術の問題点を解決して、低い誘電
率を有し、なおかつ低い吸水特性、良好な機械強度と密
着性能を有した半導体装置用の絶縁膜を提供するもので
ある。
The object of the present invention is to solve the problems of the conventional techniques as described above, to have a low dielectric constant, yet low water absorption characteristics, good mechanical strength and adhesion performance. An insulating film for a semiconductor device having the same is provided.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】 本発明者らは上記課題
を克服するために鋭意検討した結果、ある特定の構造を
有する含ケイ素樹脂の多孔質膜を半導体装置用の絶縁膜
に用いることで上記問題点を解決できることが解り、本
発明を完成するに至った。すなわち、本願発明は、 (1) 少なくともA成分とB成分とからなる絶縁膜形
成用組成物であって、A成分は、繰り返し単位中、少な
くとも一般式(1)
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to overcome the above problems, the present inventors have found that a porous film of a silicon-containing resin having a specific structure is used as an insulating film for a semiconductor device. It was found that the above problems could be solved, and the present invention was completed. That is, the invention of the present application is (1) an insulating film forming composition comprising at least an A component and a B component, wherein the A component is at least a compound represented by the general formula (1) in the repeating unit.

【0007】[0007]

【化2】 [Chemical 2]

【0008】(式中、R1、R2は、互いに独立に、水素
原子、炭素数1から30の置換基を有してもよいアルキ
ル基、炭素数1から30の置換基を有してもよいアルケ
ニル基、炭素数1から30の置換基を有してもよいアル
キニル基、または置換基を有してもよい芳香族基であ
り、R3は、−C≡C−、少なくとも1つの−C≡C−
と連結した置換基を有してもよい−CH2−、少なくと
も1つの−C≡C−と連結した炭素数2から30の置換
基を有してもよいアルキレン基、少なくとも1つの−C
≡C−と連結した炭素数2から30の置換基を有しても
よいアルケニレン基、少なくとも1つの−C≡C−と連
結した炭素数2から30の置換基を有してもよいアルキ
ニレン基、少なくとも1つの−C≡C−と連結した置換
基を有してもよい二価の芳香族基)で表される繰り返し
単位を有する含ケイ素樹脂であり、B成分は、沸点また
は分解点が220〜500℃の範囲である化合物ことを
特徴とする組成物。 (2) B成分の化合物の使用量が前記含ケイ素樹脂
(A成分)100重量部に対して50〜200重量部の
範囲であることを特徴とする(1)記載の組成物。 (3) 前記B成分の化合物が熱分解性高分子化合物で
あることを特徴とする(1)または(2)に記載の組成
物。 (4) 前記B成分の化合物がポリアルキレングリコー
ル鎖を含有する化合物であることを特徴とする(1)〜
(3)いずれかに記載の組成物。 (5) (1)〜(4)いずれかに記載の組成物を基板
に塗布後、B成分の化合物を加熱除去することを特徴と
する多孔質膜の製造方法。 (6) (5)記載の方法により製造された絶縁膜。 (7) (6)記載の絶縁膜を備えることを特徴とする
半導体装置。
(In the formula, R 1 and R 2 each independently have a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and a substituent, and a substituent having 1 to 30 carbon atoms. Is an alkenyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkynyl group optionally having a substituent, or an aromatic group optionally having a substituent, and R 3 is —C≡C—, at least one -C≡C-
Linked may have a substituent -CH 2 and - at least one -C≡C- and linked alkylene group which may have a substituent group having 2 to 30, at least one -C
Alkenylene group which may have a substituent having 2 to 30 carbon atoms linked to ≡C-, and alkynylene group which may have a substituent having 2 to 30 carbon atoms linked to at least one -C≡C-. , A silicon-containing resin having a repeating unit represented by a divalent aromatic group which may have a substituent linked to at least one —C≡C—, and the component B has a boiling point or a decomposition point. A composition characterized in that it is a compound in the range of 220 to 500 ° C. (2) The composition according to (1), wherein the amount of the component B compound used is in the range of 50 to 200 parts by weight relative to 100 parts by weight of the silicon-containing resin (component A). (3) The composition according to (1) or (2), wherein the compound of the component B is a thermally decomposable polymer compound. (4) The compound of the component B is a compound containing a polyalkylene glycol chain (1) to
(3) The composition according to any one of the above. (5) A method for producing a porous membrane, which comprises applying the composition according to any one of (1) to (4) to a substrate and then removing the component B compound by heating. (6) An insulating film manufactured by the method according to (5). (7) A semiconductor device comprising the insulating film according to (6).

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】 本発明の一般式(1)中、
1、R2の炭素数1から30の置換基を有してもよいア
ルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、
ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ドデカニ
ル基、トリフルオロメチル基、3,3,3−トリフルオロ
プロピル基、クロロメチル基、アミノメチル基、ヒドロ
キシメチル基、シリルメチル基、2−メトキシエチル基
等が挙げられ、炭素数1から30の置換基を有してもよ
いアルケニル基としてはビニル基、2−プロペニル基、
イソプロペニル基、3−ブテニル基、5−ヘキセニル
基、1,3−ブタジエニル基、3,3,3−トリフルオロ
−1−プロペニル基等が挙げられ、炭素数1から30の
置換基を有してもよいアルキニル基としてはエチニル
基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、ブチニル
基、トリメチルシリルエチニル基、フェニルエチニル基
等が挙げられ、または置換基を有してもよい芳香族基と
してはフェニル基、ナフチル基、ピラジニル基、4−メ
チルフェニル基、4−ビニルフェニル基、4−エチニル
フェニル基、4−アミノフェニル基、4−クロロフェニ
ル基、4−ヒドロキシフェニル基、4−カルボキシフェ
ニル基、4−メトキシフェニル基、4−シリルフェニル
基等が挙げられ、R3の少なくとも1つの−C≡C−と
連結した置換基を有してもよい−CH2−としてはメチ
レン基、フルオロメチレン基等に−C≡C−が1または2
個結合した基が挙げられ、少なくとも1つの−C≡C−
と連結した炭素数2から30の置換基を有してもよいア
ルキレン基としてはエチレン基、プロピレン基、テトラ
メチレン基、テトラフルオロエチレン基等に−C≡C−が
1または2個結合した基が挙げられ、少なくとも1つの
−C≡C−と連結した炭素数2から30の置換基を有し
てもよいアルケニレン基としてはビニレン基、プロペニ
レン基、ブタジエニレン基等に−C≡C−が1または2個
結合した基が挙げられ、少なくとも1つの−C≡C−と
連結した炭素数2から30の置換基を有してもよいアル
キニレン基としてはエチニレン基、プロピニレン基、ブ
チニレン基等に−C≡C−が1または2個結合した基が挙
げられ、少なくとも1つの−C≡C−と連結した置換基
を有してもよい二価の芳香族基としてはフェニレン基、
ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラセネディル
基、ピリジネディル基、チオフェネディリル基、フルオ
ロフェニレン基、クロロフェニレン基、メチルフェニレ
ン基、シリルフェニレン基、ヒドロキシフェニレン基、
アミノフェニレン基、フェニレンメチレンフェニレン
基、フェニレンオキシフェニレン基、フェニレンプロピ
リデンフェニレン基、フェニレン(ヘキサフルオロプロ
ピリデン)フェニレン基等に−C≡C−が1または2個結
合した基が挙げられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the general formula (1) of the present invention,
Examples of the alkyl group of R 1 and R 2 which may have a substituent having 1 to 30 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group,
Hexyl group, cyclohexyl group, octyl group, dodecanyl group, trifluoromethyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, chloromethyl group, aminomethyl group, hydroxymethyl group, silylmethyl group, 2-methoxyethyl group, etc. Examples of the alkenyl group which may have a substituent having 1 to 30 carbon atoms include vinyl group, 2-propenyl group,
Examples include isopropenyl group, 3-butenyl group, 5-hexenyl group, 1,3-butadienyl group, 3,3,3-trifluoro-1-propenyl group, and the like, having a substituent having 1 to 30 carbon atoms. Examples of the alkynyl group that may be, include an ethynyl group, a 1-propynyl group, a 2-propynyl group, a butynyl group, a trimethylsilylethynyl group, a phenylethynyl group, and the like, or an aromatic group that may have a substituent is phenyl. Group, naphthyl group, pyrazinyl group, 4-methylphenyl group, 4-vinylphenyl group, 4-ethynylphenyl group, 4-aminophenyl group, 4-chlorophenyl group, 4-hydroxyphenyl group, 4-carboxyphenyl group, 4 - methoxyphenyl group, 4-silyl phenyl group and the like, have at least one substituent linked with -C≡C- of R 3 There Examples -CH2- methylene group, a fluoromethylene group -C≡C- is 1 or 2
And a group in which at least one —C≡C— is present.
As the alkylene group which may have a substituent having 2 to 30 carbon atoms and which is linked to, an ethylene group, a propylene group, a tetramethylene group, a tetrafluoroethylene group or the like, in which one or two -C≡C- are bonded As the alkenylene group which may have a substituent having 2 to 30 carbon atoms and which is linked to at least one —C≡C—, vinylene group, propenylene group, butadienylene group and the like have —C≡C— of 1 Alternatively, two bonded groups may be mentioned, and the alkynylene group which may have a substituent having 2 to 30 carbon atoms and which is linked to at least one —C≡C— is, for example, an ethynylene group, a propynylene group or a butynylene group. Examples of the divalent aromatic group which may have a substituent linked to at least one -C≡C- include a phenylene group,
Naphthylene group, biphenylene group, anthracenedyl group, pyridinedyl group, thiophenedilyl group, fluorophenylene group, chlorophenylene group, methylphenylene group, silylphenylene group, hydroxyphenylene group,
Examples thereof include groups in which one or two -C≡C- are bonded to an aminophenylene group, a phenylenemethylenephenylene group, a phenyleneoxyphenylene group, a phenylenepropylidenephenylene group, a phenylene (hexafluoropropylidene) phenylene group and the like.

【0010】本発明で使用する含ケイ素樹脂中の一般式
(1)で表される繰り返し単位として、具体例を挙げる
と以下に示すようなものがある。例えば、シリレンエチ
ニレン、メチルシリレンエチニレン、フェニルシリレン
エチニレン、シリレンエチニレン−1,3−フェニレン
エチニレン(化学式(2))
Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (1) in the silicon-containing resin used in the present invention include those shown below. For example, silyleneethynylene, methylsilyleneethynylene, phenylsilyleneethynylene, silyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene (chemical formula (2))

【0011】[0011]

【化3】 [Chemical 3]

【0012】、シリレンエチニレン−1,4−フェニレ
ンエチニレン、シリレンエチニレン−1,2−フェニレ
ンエチニレン、メチルシリレンエチニレン−1,3−フ
ェニレンエチニレン(化学式(3))
, Silyleneethynylene-1,4-phenyleneethynylene, silyleneethynylene-1,2-phenyleneethynylene, methylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene (chemical formula (3))

【0013】[0013]

【化4】 [Chemical 4]

【0014】、メチルシリレンエチニレン−1,4−フ
ェニレンエチニレン、メチルシリレンエチニレン−1,
2−フェニレンエチニレン、ジメチルシリレンエチニレ
ン−1,3−フェニレンエチニレン、ジメチルシリレン
エチニレン−1,4−フェニレンエチニレン、ジメチル
シリレンエチニレン−1,2−フェニレンエチニレン、
ジエチルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチ
ニレン、フェニルシリレンエチニレン−1,3−フェニ
レンエチニレン(化学式(4))
Methylsilyleneethynylene-1,4-phenyleneethynylene, methylsilyleneethynylene-1,
2-phenyleneethynylene, dimethylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, dimethylsilyleneethynylene-1,4-phenyleneethynylene, dimethylsilyleneethynylene-1,2-phenyleneethynylene,
Diethyl silylene ethynylene-1,3-phenylene ethynylene, phenyl silylene ethynylene-1,3-phenylene ethynylene (chemical formula (4))

【0015】[0015]

【化5】 [Chemical 5]

【0016】、フェニルシリレンエチニレン−1,4−
フェニレンエチニレン、フェニルシリレンエチニレン−
1,2−フェニレンエチニレン、ジフェニルシリレンエ
チニレン−1,3−フェニレンエチニレン、ヘキシルシ
リレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、ビ
ニルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレ
ン(化学式(5))
Phenylsilyleneethynylene-1,4-
Phenyleneethynylene, Phenylsilyleneethynylene-
1,2-phenyleneethynylene, diphenylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, hexylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, vinylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene (chemical formula (5 ))

【0017】[0017]

【化6】 [Chemical 6]

【0018】、エチニルシリレンエチニレン−1,3−
フェニレンエチニレン、2−プロペニルシリレンエチニ
レン−1,3−フェニレンエチニレン、2−プロピニル
シリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、
トリフルオメチルロシリレンエチニレン−1,3−フェ
ニレンエチニレン、3,3,3−トリフルオロプロピルシ
リレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、4
−メチルフェニルシリレンエチニレン−1,3−フェニ
レンエチニレン、4−ビニルフェニルシリレンエチニレ
ン−1,3−フェニレンエチニレン、4−エチニルフェ
ニルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレ
ン、フェニルエチニルシリレンエチニレン−1,3−フ
ェニレンエチニレン、シリレンエチニレン(5−メチル
−1,3−フェニレン)エチニレン、フェニルシリレン
エチニレン(5−メチル−1,3−フェニレン)エチニ
レン、フェニルシリレンエチニレン(5−シリル−1,
3−フェニレン)エチニレン、フェニルシリレンエチニ
レン(5−ヒドロキシ−1,3−フェニレン)エチニレ
ン、フェニルシリレンエチニレン−2,7−ナフチレン
エチニレン、シリレンエチニレン−5,10−アントラ
セネディルエチニレン、フェニルシリレンエチニレン−
4,4'−ビフェニレンエチニレン(化学式(6))
Ethynylsilylene ethynylene-1,3-
Phenyleneethynylene, 2-propenylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, 2-propynylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene,
Trifluoromethylrosyrryleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, 3,3,3-trifluoropropylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, 4
-Methylphenylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, 4-vinylphenylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, 4-ethynylphenylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, phenylethynylsilylene Ethynylene-1,3-phenyleneethynylene, silyleneethynylene (5-methyl-1,3-phenylene) ethynylene, phenylsilyleneethynylene (5-methyl-1,3-phenylene) ethynylene, phenylsilyleneethynylene (5 -Cyril-1,
3-phenylene) ethynylene, phenylsilyleneethynylene (5-hydroxy-1,3-phenylene) ethynylene, phenylsilyleneethynylene-2,7-naphthyleneethynylene, silyleneethynylene-5,10-anthracenediylethynylene , Phenylsilyleneethynylene-
4,4'-biphenyleneethynylene (chemical formula (6))

【0019】[0019]

【化7】 [Chemical 7]

【0020】、フェニルシリレンエチニレン−1,4−
フェニレンメチレン−1',4'−フェニレンエチニレ
ン、フェニルシリレンエチニレン−1,4−フェニレン
−2,2−プロピリデン−1',4'−フェニレンエチニレ
ン、フェニルシリレンエチニレン−1,4−フェニレン
−2,2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピ
リデン)−1',4'−フェニレンエチニレン、(化学式
(7))
Phenylsilyleneethynylene-1,4-
Phenylenemethylene-1 ', 4'-phenyleneethynylene, phenylsilyleneethynylene-1,4-phenylene-2,2-propylidene-1', 4'-phenyleneethynylene, phenylsilyleneethynylene-1,4-phenylene -2,2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoropropylidene) -1 ', 4'-phenyleneethynylene, (chemical formula (7))

【0021】[0021]

【化8】 [Chemical 8]

【0022】、フェニルシリレンエチニレン−1,4−
フェニレンオキシ−1',4'−フェニレンエチニレン
(化学式(8))
Phenylsilyleneethynylene-1,4-
Phenyleneoxy-1 ', 4'-phenyleneethynylene (chemical formula (8))

【0023】[0023]

【化9】 [Chemical 9]

【0024】、フェニルシリレンエチニレン−2,5−
ピリジネディルエチニレン、フェニルシリレンエチニレ
ン−2,5−チオフェネディリルエチニレン、メチルシ
リレンエチニレンメチレンエチニレン、フェニルシリレ
ン−1,4−フェニレン(フェニルシリレン)エチニレ
ン−1',3'−フェニレンエチニレン(化学式(9))
Phenylsilyleneethynylene-2,5-
Pyridynediethylethynylene, Phenylsilyleneethynylene-2,5-thiophenedylylethynylene, Methylsilyleneethynylenemethyleneethynylene, Phenylsilylene-1,4-phenylene (phenylsilylene) ethynylene-1 ', 3'- Phenylene ethynylene (chemical formula (9))

【0025】[0025]

【化10】 [Chemical 10]

【0026】、フェニルシリレンオキシ(フェニルシリ
レン)エチニレン−1',3'−フェニレンエチニレン
(化学式(10))
Phenylsilyleneoxy (phenylsilylene) ethynylene-1 ', 3'-phenyleneethynylene (chemical formula (10))

【0027】[0027]

【化11】 [Chemical 11]

【0028】、フェニルシリレンオキシ(フェニルシリ
レン)エチニレン−1',4'−フェニレンエチニレン、
フェニルシリレンイミノ(フェニルシリレン)エチニレ
ン−1',3'−フェニレンエチニレン(化学式(1
1))
Phenylsilyleneoxy (phenylsilylene) ethynylene-1 ', 4'-phenyleneethynylene,
Phenylsilyleneimino (phenylsilylene) ethynylene-1 ', 3'-phenyleneethynylene (Chemical formula (1
1))

【0029】[0029]

【化12】 [Chemical 12]

【0030】、フェニルシリレンイミノ(フェニルシリ
レン)エチニレン−1',4'−フェニレンエチニレン、
化学式(12)
Phenylsilyleneimino (phenylsilylene) ethynylene-1 ', 4'-phenyleneethynylene,
Chemical formula (12)

【0031】[0031]

【化13】 [Chemical 13]

【0032】、化学式(13)Chemical formula (13)

【0033】[0033]

【化14】 [Chemical 14]

【0034】、化学式(14)Chemical formula (14)

【0035】[0035]

【化15】 [Chemical 15]

【0036】、化学式(15)Chemical formula (15)

【0037】[0037]

【化16】 [Chemical 16]

【0038】、化学式(16)Chemical formula (16)

【0039】[0039]

【化17】 [Chemical 17]

【0040】、化学式(17)Chemical formula (17)

【0041】[0041]

【化18】 [Chemical 18]

【0042】、化学式(18)Chemical formula (18)

【0043】[0043]

【化19】 [Chemical 19]

【0044】、シリレン−1,3−フェニレンエチニレ
ン(化学式(19))
Silylene-1,3-phenyleneethynylene (chemical formula (19))

【0045】[0045]

【化20】 [Chemical 20]

【0046】、シリレン−1,4−フェニレンエチニレ
ン、シリレン−1,2−フェニレンエチニレン、フェニ
ルシリレン−1,3−フェニレンエチニレン(化学式
(20))
, Silylene-1,4-phenyleneethynylene, silylene-1,2-phenyleneethynylene, phenylsilylene-1,3-phenyleneethynylene (chemical formula (20))

【0047】[0047]

【化21】 [Chemical 21]

【0048】、フェニルシリレン−1,4−フェニレン
エチニレン、フェニルシリレン−1,2−フェニレンエ
チニレン、ジフェニルシリレン−1,3−フェニレンエ
チニレン、メチルシリレン−1,3−フェニレンエチニ
レン(化学式(21))
Phenylsilylene-1,4-phenyleneethynylene, phenylsilylene-1,2-phenyleneethynylene, diphenylsilylene-1,3-phenyleneethynylene, methylsilylene-1,3-phenyleneethynylene (chemical formula ( 21))

【0049】[0049]

【化22】 [Chemical formula 22]

【0050】、メチルシリレン−1,4−フェニレンエ
チニレン、メチルシリレン−1,2−フェニレンエチニ
レン、ジメチルシリレン−1,3−フェニレンエチニレ
ン、ジエチルシリレン−1,3−フェニレンエチニレ
ン、フェニルシリレン−1,3−ブタジイニレン、ジフ
ェニルシリレン−1,3−ブタジイニレン、フェニルシ
リレンメチレンエチニレン、ジフェニルシリレンメチレ
ンエチニレンメチレン、フェニルシリレンメチレンエチ
ニレンメチレン、シリレン−1,4−フェニレンエチニ
レン−1',4'−フェニレン、メチルシリレン−1,4−
フェニレンエチニレン−1',4'−フェニレン、ジメチ
ルシリレン−1,4−フェニレンエチニレン−1',4'−
フェニレン、フェニルシリレン−1,4−フェニレンエ
チニレン−1',4'−フェニレン等が挙げられる。含ケ
イ素樹脂の重量平均分子量に特に制限はないが、好まし
くは500〜500000である。これらの含ケイ素樹
脂の形態は常温で固体もしくは液状である。
Methylsilylene-1,4-phenyleneethynylene, methylsilylene-1,2-phenyleneethynylene, dimethylsilylene-1,3-phenyleneethynylene, diethylsilylene-1,3-phenyleneethynylene, phenylsilylene -1,3-butadiynylene, diphenylsilylene-1,3-butadiynylene, phenylsilylenemethyleneethynylene, diphenylsilylenemethyleneethynylenemethylene, phenylsilylenemethyleneethynylenemethylene, silylene-1,4-phenyleneethynylene-1 ', 4 '-Phenylene, methylsilylene-1,4-
Phenyleneethynylene-1 ', 4'-phenylene, dimethylsilylene-1,4-phenyleneethynylene-1', 4'-
Examples thereof include phenylene and phenylsilylene-1,4-phenyleneethynylene-1 ′, 4′-phenylene. The weight average molecular weight of the silicon-containing resin is not particularly limited, but is preferably 500 to 500,000. The form of these silicon-containing resins is solid or liquid at room temperature.

【0051】本発明の含ケイ素樹脂の製造方法として
は、塩基性酸化物、金属水素化物、金属化合物類を触媒
としてジエチニル化合物とシラン化合物の脱水素共重合
を行う方法(特開平7−90085、特開平10−12
0689、特開平11−158187)や、塩基性酸化
物を触媒としてエチニルシラン化合物の脱水素重合を行
う方法(特開平9−143271)、有機マグネシウム
試薬とジクロロシラン類を反応させる方法(特開平7−
102069、特開平11−029579)、塩化第一
銅と三級アミンを触媒としてジエチニル化合物とシラン
化合物の脱水素共重合を行う方法(Hua Qin Liu and Jo
hn F. Harrod, The Canadian Journal ofChemistry, Vo
l. 68, 1100-1105(1990))等が使用できるが、特にこれ
らの方法に限定されるものではない。
As the method for producing the silicon-containing resin of the present invention, a method for dehydrogenative copolymerization of a diethynyl compound and a silane compound using a basic oxide, a metal hydride, or a metal compound as a catalyst (JP-A-7-90085, Japanese Patent Laid-Open No. 10-12
0689, JP-A-11-158187), a method of dehydrogenatively polymerizing an ethynylsilane compound with a basic oxide as a catalyst (JP-A-9-143721), and a method of reacting an organomagnesium reagent with dichlorosilanes (JP-A-7-18787). −
102069, JP-A-11-029579), a method of dehydrogenative copolymerization of a diethynyl compound and a silane compound using cuprous chloride and a tertiary amine as a catalyst (Hua Qin Liu and Jo).
hn F. Harrod, The Canadian Journal of Chemistry, Vo
l. 68, 1100-1105 (1990)) can be used, but the method is not particularly limited to these.

【0052】B成分として用いられる化合物は、沸点ま
たは分解点が220〜500℃である化合物、好ましく
は220〜400℃の範囲である化合物であり、この範
囲であれば特に制限はないが、220℃以上の沸点を持
つ化合物としては、例えばキノリン、2,4−トリレン
ジイソシアネート、ヘキサメチルリン酸トリアミド、ア
セトアミド、ジエチレングリコール、グリセリンなどが
挙げられ、また、220℃以上の分解点をもつ化合物と
しては高分子化合物、例えばポリスチレン系樹脂、ポリ
(メタ)アクリレート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポ
リエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂など既知の樹
脂化合物などが挙げられる。ポリアルキレングリコール
鎖を含有する化合物は好ましい化合物である。ポリアル
キレングリコール鎖を含有している化合物であれば特に
制限はないが、例えばポリエチレングリコール、ポリプ
ロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、
ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチ
レンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエ
ーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオ
キシエチレンソルビタンラウレート、ポリオキシエチレ
ンソルビタンパルミレート、ポリオキシエチレンソルビ
タンステアレート、ポリオキシエチレンオレエート、ポ
リエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレング
リコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジ
ステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエー
ト、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリ
オキシエチレンオクチルフェニルエーテル、(ポリエチ
レングリコール−ポリプロピレングリコール)ジブロッ
ク共重合体、(ポリエチレングリコール−ポリプロピレ
ングリコール−ポリエチレングリコール)トリブロック
共重合体などが挙げられる。これらのうち好ましくはポ
リオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシ
エチレンオクチルフェニルエーテル、(ポリエチレング
リコール−ポリプロピレングリコール)ジブロック共重
合体、及び(ポリエチレングリコール−ポリプロピレン
グリコール−ポリエチレングリコール)トリブロック共
重合体が挙げられる。これらの使用量は含ケイ素樹脂1
00重量部に対して1〜500重量部、好ましくは50
〜200重量部である。通常、1種類で用いられるが数
種の化合物を混合して用いることもできる。含ケイ素樹
脂とこれら化合物は通常公知の方法により混合できる
が、例えば、該化合物をあらかじめ有機溶剤に溶解さ
せ、この溶液に含ケイ素樹脂を添加し、均一に溶解させ
た液を多孔質膜の前駆体液とすることができる。使用で
きる有機溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン
などの芳香族系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン、モノグライム、ジグライム、アニソールなどのエー
テル系溶媒、アセトン、シクロヘキサノンなどのケトン
系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、フル
フリルアルコールなどの脂肪族アルコール溶媒、ジクロ
ロメタン、クロロホルム、フロンなどの含ハロゲン溶媒
およびN,N−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリ
ドンなどの有機極性溶媒などが挙げられる。これらの使
用量については製膜条件に依存するが、通常スピンコー
ト法による製膜方法の前駆体液とする場合、所望する膜
厚にするよう濃度を調製して使用される。含ケイ素樹脂
が1重量%〜50重量%で用いられる様に溶媒が使用さ
れることが好ましい。
The compound used as the component B is a compound having a boiling point or a decomposition point of 220 to 500 ° C., preferably in the range of 220 to 400 ° C. There is no particular limitation within this range, but 220 Examples of the compound having a boiling point of ℃ or more include quinoline, 2,4-tolylene diisocyanate, hexamethylphosphoric triamide, acetamide, diethylene glycol, glycerin, and the like. Polymer compounds such as polystyrene-based resins, poly (meth) acrylate-based resins, polyurethane-based resins, polyethylene-based resins and polypropylene-based resins are known resin compounds. Compounds containing polyalkylene glycol chains are preferred compounds. There is no particular limitation as long as it is a compound containing a polyalkylene glycol chain, for example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol,
Polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene sorbitan laurate, polyoxyethylene sorbitan palmylate, polyoxyethylene sorbitan stearate, polyoxyethylene oleate , Polyethylene glycol monolaurate, polyethylene glycol monostearate, polyethylene glycol distearate, polyethylene glycol monooleate, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, (polyethylene glycol-polypropylene glycol) diblock copolymer Coalescence, (polyethylene glycol-polypropylene glycol-poly Such as Chi glycol) tri-block copolymers. Of these, preferred are polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, (polyethylene glycol-polypropylene glycol) diblock copolymer, and (polyethylene glycol-polypropylene glycol-polyethylene glycol) triblock copolymer. To be The amount of these used is silicon-containing resin 1
1 to 500 parts by weight, preferably 50 to 100 parts by weight
~ 200 parts by weight. Usually, one kind is used, but several kinds of compounds can be mixed and used. The silicon-containing resin and these compounds can be mixed by a generally known method. For example, the compound is previously dissolved in an organic solvent, the silicon-containing resin is added to this solution, and the solution is uniformly dissolved to obtain a precursor for the porous membrane. It can be body fluid. Examples of usable organic solvents include aromatic solvents such as benzene, toluene and xylene, tetrahydrofuran, dioxane, ether solvents such as monoglyme, diglyme and anisole, ketone solvents such as acetone and cyclohexanone, methanol, ethanol, propanol and full solvent. Examples thereof include aliphatic alcohol solvents such as furyl alcohol, halogen-containing solvents such as dichloromethane, chloroform and freon, and organic polar solvents such as N, N-dimethylimidazolidinone, dimethylformamide, dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone. The amount of these used depends on the film forming conditions, but usually when the precursor liquid for the film forming method by the spin coating method is used, the concentration is adjusted so as to obtain a desired film thickness. The solvent is preferably used so that the silicon-containing resin is used in an amount of 1% by weight to 50% by weight.

【0053】B成分として用いられる前記化合物を除去
する方法については特に制限はないが、通常、含ケイ素
樹脂と該化合物とからなる組成物を加熱することにより
分解させ、その分解物が含ケイ素樹脂内から気化等によ
り排出することで除去される。加熱する温度は使用され
る化合物の沸点または分解温度により決まるが、含ケイ
素樹脂が劣化する温度以下で行われることが望ましい。
The method of removing the compound used as the component B is not particularly limited, but usually a composition comprising a silicon-containing resin and the compound is decomposed by heating, and the decomposed product is a silicon-containing resin. It is removed by discharging it from the inside by vaporization. The heating temperature is determined by the boiling point or the decomposition temperature of the compound used, but it is preferably carried out at a temperature below the temperature at which the silicon-containing resin deteriorates.

【0054】本発明の多孔質膜を半導体装置の絶縁膜と
して利用するには、基板上の絶縁膜形成部位、例えば配
線パターンがすでに作り込まれている基板の上に、スピ
ンコート法などの塗布法により前駆体液を塗布し、次い
で、焼成工程を経ることにより形成させる。塗膜の厚さ
に特に制限は無いが、通常0.5ミクロン〜2ミクロン
の膜厚で塗膜される。焼成工程における条件は、該ケイ
素樹脂の硬化温度とB成分として用いられる化合物の沸
点または分解温度以上である必要がある。該ケイ素樹脂
の硬化方法については熱による硬化が好ましいが、金属
を含まないラジカル開始剤、例えばアゾビスイソブチロ
ニトリル、ベンゾイルパーオキサイドなどを用いた反応
による硬化のように、通常の熱硬化樹脂と同様の方法も
用いることができる。熱で硬化させる場合は空気雰囲気
でもかまわないが、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活
性ガス中、または減圧下で行うことが好ましい。加熱時
間については特に制限はないが、1分〜100時間が適
切である。温度や時間は、含ケイ素樹脂の種類、混合し
たB成分として用いられる化合物の種類、溶媒の種類に
よって異なる。
In order to use the porous film of the present invention as an insulating film of a semiconductor device, a coating such as a spin coating method is applied to an insulating film forming portion on a substrate, for example, a substrate on which a wiring pattern is already formed. The precursor liquid is applied by a method, and then a firing process is performed to form the precursor liquid. The thickness of the coating film is not particularly limited, but is usually 0.5 to 2 microns. The conditions in the firing step must be equal to or higher than the curing temperature of the silicon resin and the boiling point or decomposition temperature of the compound used as the B component. Regarding the method for curing the silicon resin, curing by heat is preferable, but a general thermosetting resin such as curing by reaction with a metal-free radical initiator such as azobisisobutyronitrile or benzoyl peroxide is used. A method similar to the above can also be used. When curing with heat, it may be carried out in an air atmosphere, but it is preferably carried out in an inert gas such as nitrogen, helium or argon, or under reduced pressure. The heating time is not particularly limited, but 1 minute to 100 hours is suitable. The temperature and time vary depending on the type of silicon-containing resin, the type of compound used as the mixed B component, and the type of solvent.

【0055】絶縁膜が多孔質化していることは、得られ
た膜を垂直に活断した薄膜の透過型電子顕微鏡写真で容
易に観察することができる。また、他の測定法の一例と
して、X線を低角で照射することにより得られる散乱を
測定することで擬似的に細孔直径の分布を求めることも
でき、平均細孔直径を算出することができる。これらの
測定により多孔質化を確認することができる。
The fact that the insulating film is made porous can be easily observed by a transmission electron microscope photograph of a thin film obtained by vertically cutting the obtained film. In addition, as another example of the measuring method, it is also possible to obtain a pseudo pore diameter distribution by measuring scattering obtained by irradiating X-rays at a low angle, and to calculate the average pore diameter. You can Porosification can be confirmed by these measurements.

【0056】本発明の半導体装置の絶縁膜は、従来の有
機絶縁膜と比較して低い比誘電率を保持しながら非常に
高い耐熱性を有する点が特徴である。耐熱性としての指
標となる5重量%以上の分解点は通常500℃以上を示
すが、しかしながら、比誘電率と機械強度は通常、トレ
ードオフの関係にある。好ましい機械強度と比誘電率の
関係としては特に制限は無いが、通常、比誘電率が4以
下の値において、弾性率は2GPa以上で強度は0.1
GPa以上が好ましい。
The insulating film of the semiconductor device of the present invention is characterized by having extremely high heat resistance while maintaining a low relative dielectric constant as compared with the conventional organic insulating film. The decomposition point of 5% by weight or more, which is an index as heat resistance, usually indicates 500 ° C. or higher, however, the relative dielectric constant and the mechanical strength are usually in a trade-off relationship. There is no particular limitation on the preferred mechanical strength and relative permittivity, but normally, when the relative permittivity is 4 or less, the elastic modulus is 2 GPa or more and the strength is 0.1 or less.
GPa or more is preferable.

【0057】[0057]

【実施例】以下、本発明を合成例、実施例及び比較例に
よって説明する。膜の評価は下記の方法により行った。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to synthesis examples, examples and comparative examples. The film was evaluated by the following method.

【0058】(膜の評価方法) (1)空孔率(%):熱分解性化合物を添加していない
含ケイ素樹脂をシリコンウェハー上に塗布して形成させ
た膜の密度を予め測定し、その密度との比較から次式に
より求めた。 空孔率(%)=(1−(膜の密度/熱分解性化合物が未
添加の含ケイ素樹脂の密度))×100 (2)密着性:JIS K5400に準拠して碁盤目試
験(テープ剥離試験)を実施した。同様の試験を3回繰
り返し、100個の碁盤目のうち、基板からのはがれが
生じなかった碁盤目数の平均値(n)を算出し、これを
密着性として評価した。評価結果は○がn=100、△
がn=50以上、×がn<50で表す。 (3)耐熱性:シリコンウェハー上に形成させた塗膜か
ら削り取った粉末を、セイコー電子工業社製の示差熱熱
重量同時測定分析装置(TG/DTA−200)を用い
て、アルゴン100ml/min流通下において10℃
/minの昇温速度で500℃まで加熱し、500℃の
時点での重量減少率が5%以内であるかどうかで判断し
た。 (4)機械強度:シリコンウェハー上に形成させた塗膜
を、前処理を行わずにそのまま、Hysitron社製超軽荷重
薄膜硬度テスタで測定した。圧子はBerkovich型を用い
た。 (5)比誘電率:直径1mmのAl電極を上部電極とし
て付け、インピーダンスアナライザで1MHzにおける
値を測定した。 (6)膜厚測定:日本分光社製分光エリプソメトリー装
置M−150を用いた。 (7)細孔直径:(株)理学電気社製X線発生装置を用
い、小角X線散乱測定により得られたデータから平均細
孔直径を算出した。
(Film Evaluation Method) (1) Porosity (%): The density of a film formed by coating a silicon-containing resin containing no thermally decomposable compound on a silicon wafer was measured in advance, From the comparison with the density, it was calculated by the following formula. Porosity (%) = (1- (density of film / density of silicon-containing resin without addition of thermally decomposable compound)) × 100 (2) Adhesion: Cross-cut test (tape peeling) according to JIS K5400 Test) was carried out. The same test was repeated 3 times, and an average value (n) of the number of crosses that did not cause peeling from the substrate out of 100 crosses was calculated, and this was evaluated as adhesion. The evaluation results are as follows: ○: n = 100, △
Is n = 50 or more, and x is n <50. (3) Heat resistance: Argon 100 ml / min was measured using powders scraped from a coating film formed on a silicon wafer using a differential thermogravimetric simultaneous analysis analyzer (TG / DTA-200) manufactured by Seiko Denshi Kogyo. 10 ° C under circulation
It was heated to 500 ° C. at a heating rate of / min, and it was judged whether or not the weight loss rate at 500 ° C. was within 5%. (4) Mechanical strength: The coating film formed on the silicon wafer was measured as it was without pretreatment, using an ultra light load thin film hardness tester manufactured by Hysitron. Berkovich type was used as the indenter. (5) Relative permittivity: An Al electrode having a diameter of 1 mm was attached as an upper electrode, and the value at 1 MHz was measured by an impedance analyzer. (6) Film thickness measurement: A spectroscopic ellipsometry apparatus M-150 manufactured by JASCO Corporation was used. (7) Pore diameter: An average pore diameter was calculated from the data obtained by small-angle X-ray scattering measurement using an X-ray generator manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd.

【0059】合成例1 特開平7−90085および特開平10−204181
に記載されている方法に基づきポリ(フェニルシリレン
エチニレン−1,3−フェニレンエチニレン)を合成し
た。50リットルのステンレス製反応容器に、Mg(O
H)2を400℃にて7時間窒素気流下で焼成したMg
Oを3.39kg、フェニルシランを2.16kg、m-
ジエチニルベンゼンを2.82kg、および溶媒として
トルエン27.4リットルを仕込んだ。次に窒素雰囲気
中にて30℃で1時間、40℃で1時間、50℃で1時
間、60℃で1時間、さらに80℃で2時間、合計6時
間反応させた。反応液を濾過しMgOを分離除去した。
濾過した反応液を減圧濃縮し9.44kgにした(ポリ
マー濃度43重量%)。濃縮液の重量平均分子量は34
00、数平均分子量は1500であった。この濃縮液に
9.45kgのn−ヘプタンを加え、室温で30分攪拌
し2時間静置した。白濁した低分子量成分を含む上相
と、褐色で高分子量成分を含む下相に分離した。下から
下相3.91kgを取り出し、次いで上相4.42kg
を取り出した。上相の溶剤を減圧留去して重量平均分子
量1460、数平均分子量850の橙色で粘性のある液
体1.32kgを得た(収率27%)。また下相を減圧
濃縮後60℃にて23時間減圧乾燥して重量平均分子量
(Mw)4890、数平均分子量(Mn)2130の淡
黄色の粉末2.74kgを得た(収率56%)。液体状
および粉末状のポリ(フェニルシリレンエチニレン−
1,3−フェニレンエチニレン)の構造はIR、NMR
スペクトルにより確認した。
Synthesis Example 1 JP-A-7-90085 and JP-A-10-204181
Poly (phenylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene) was synthesized based on the method described in (1). In a 50 liter stainless steel reaction vessel, place Mg (O
H) 2 Mg burned at 400 ° C for 7 hours under nitrogen stream
3.39 kg of O, 2.16 kg of phenylsilane, m-
2.82 kg of diethynylbenzene and 27.4 liters of toluene as a solvent were charged. Next, in a nitrogen atmosphere, the reaction was carried out at 30 ° C. for 1 hour, 40 ° C. for 1 hour, 50 ° C. for 1 hour, 60 ° C. for 1 hour, and 80 ° C. for 2 hours, for a total of 6 hours. The reaction solution was filtered to separate and remove MgO.
The filtered reaction solution was concentrated under reduced pressure to 9.44 kg (polymer concentration 43% by weight). The weight average molecular weight of the concentrate is 34
00, the number average molecular weight was 1500. To this concentrated solution, 9.45 kg of n-heptane was added, stirred at room temperature for 30 minutes, and allowed to stand for 2 hours. An upper phase containing a cloudy low molecular weight component and a brown lower phase containing a high molecular weight component were separated. 3.91 kg of lower phase was taken out from the bottom, and then 4.42 kg of upper phase
Took out. The solvent of the upper phase was distilled off under reduced pressure to obtain 1.32 kg of an orange viscous liquid having a weight average molecular weight of 1460 and a number average molecular weight of 850 (yield 27%). Further, the lower phase was concentrated under reduced pressure and dried under reduced pressure at 60 ° C. for 23 hours to obtain 2.74 kg of a pale yellow powder having a weight average molecular weight (Mw) of 4890 and a number average molecular weight (Mn) of 2130 (yield 56%). Liquid and powdery poly (phenylsilylene ethynylene-
The structure of (1,3-phenyleneethynylene) is IR, NMR.
Confirmed by spectrum.

【0060】実施例1 窒素気流下200ml丸底フラスコ中で、合成例1で得
られた粉末状のポリ(フェニルシリレンエチニレン−
1,3−フェニレンエチニレン)10.0gとポリスチ
レン(Mn772、アルドリッチ社試薬)10.0gと
をメシチレン80.0gに加え、1時間撹拌し黄色の均
一溶液を得た。このようにして調製された液をシリコン
ウェハー上にスピンコーターで製膜後、アルゴン雰囲気
下420℃で30分加熱した。得られた膜の評価結果を
表1に示す。
Example 1 In a 200 ml round bottom flask under a nitrogen stream, the powdery poly (phenylsilylene ethynylene) obtained in Synthesis Example 1 was used.
10.0 g of 1,3-phenyleneethynylene) and 10.0 g of polystyrene (Mn772, Aldrich reagent) were added to 80.0 g of mesitylene and stirred for 1 hour to obtain a yellow uniform solution. The liquid thus prepared was formed into a film on a silicon wafer by a spin coater, and then heated at 420 ° C. for 30 minutes in an argon atmosphere. The evaluation results of the obtained film are shown in Table 1.

【0061】実施例2 実施例1において、合成例1で得られた粉末状のポリ
(フェニルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエ
チニレン)を8.0g、ポリスチレンを12.0g用い
た以外は実施例1と全く同様に行った。得られた膜の評
価結果は実施例1の結果と共に表1に示す。
Example 2 The procedure of Example 1 was repeated except that 8.0 g of the powdery poly (phenylsilylene ethynylene-1,3-phenylene ethynylene) obtained in Synthesis Example 1 and 12.0 g of polystyrene were used. Completely the same as in Example 1. The evaluation results of the obtained film are shown in Table 1 together with the results of Example 1.

【0062】実施例3 実施例1において、合成例1で得られた粉末状のポリ
(フェニルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエ
チニレン)を13.4g、ポリスチレンを6.6g用い
た以外は実施例1と全く同様に行った。得られた膜の評
価結果は実施例1の結果と共に表1に示す。
Example 3 13.4 g of the powdery poly (phenylsilylene ethynylene-1,3-phenylene ethynylene) obtained in Synthesis Example 1 and 6.6 g of polystyrene were used in the same manner as in Example 1. Completely the same as in Example 1. The evaluation results of the obtained film are shown in Table 1 together with the results of Example 1.

【0063】実施例4、5 実施例1において、ポリスチレンの代わりにポリテトラ
メチレングリコール(Mn250、アルドリッチ社試
薬、実施例4)、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン
(沸点225℃、東京化成社試薬、実施例5)を用いた
以外は実施例1と同様に実施した。得られた膜の評価結
果は実施例1の結果と共に表1に示す。
Examples 4 and 5 In Example 1, instead of polystyrene, polytetramethylene glycol (Mn250, reagent from Aldrich, Example 4), N, N'-dimethylimidazolidinone (boiling point 225 ° C, Tokyo Kasei Co., Ltd. Example 1 was repeated except that the reagents and Example 5) were used. The evaluation results of the obtained film are shown in Table 1 together with the results of Example 1.

【0064】[0064]

【表1】 [Table 1]

【0065】実施例6 実施例1において得られた多孔質膜を大気中に40時間
放置したのちに比誘電率を再度測定した。この間の大気
の湿度はRH45〜55%の範囲内で制御されていた。
測定の結果、比誘電率は2.5から2.7に若干上昇し
た程度であった。この結果から本発明の多孔質膜では、
吸水による比誘電率の上昇がほとんど無く低い吸水特性
を有する多孔質膜であることがわかった。
Example 6 The relative permittivity was measured again after leaving the porous film obtained in Example 1 in the atmosphere for 40 hours. During this time, the humidity of the atmosphere was controlled within the range of RH 45 to 55%.
As a result of the measurement, the relative dielectric constant was slightly increased from 2.5 to 2.7. From this result, in the porous membrane of the present invention,
It was found that the porous film has low water absorption characteristics with almost no increase in relative permittivity due to water absorption.

【0066】実施例7 窒素気流下200ml丸底フラスコ中で、合成例1で得
られた粉末状のポリ(フェニルシリレンエチニレン−
1,3−フェニレンエチニレン)10.0gとPlur
onicP123(BASF社製(エチレンオキシド−
co−プロピレンオキシド ブロック共重合体)10.
0gとをメシチレン80.0gに加え、1時間撹拌し黄
色の均一溶液を得た。このようにして調製された液をシ
リコンウェハー上にスピンコーターで2000rpmの
条件下製膜後、アルゴン雰囲気下420℃で30分加熱
した。得られた膜の評価結果を表2に示す。
Example 7 The powdery poly (phenylsilyleneethynylene) obtained in Synthesis Example 1 was placed in a 200 ml round bottom flask under a nitrogen stream.
1,3-phenyleneethynylene) 10.0 g and Plur
onicP123 (manufactured by BASF (ethylene oxide-
co-propylene oxide block copolymer) 10.
0 g and 80.0 g of mesitylene were added and stirred for 1 hour to obtain a yellow uniform solution. The liquid thus prepared was formed on a silicon wafer by a spin coater under the condition of 2000 rpm, and then heated at 420 ° C. for 30 minutes in an argon atmosphere. The evaluation results of the obtained film are shown in Table 2.

【0067】実施例8 実施例7において、合成例1で得られた粉末状のポリ
(フェニルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエ
チニレン)を8.0g、PluronicP123を1
2.0g用いた以外は実施例1と全く同様に行った。得
られた膜の評価結果は実施例1の結果と共に表2に示
す。
Example 8 In Example 7, 8.0 g of the powdery poly (phenylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene) obtained in Synthesis Example 1 and 1 of Pluronic P123 were used.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that 2.0 g was used. The evaluation results of the obtained film are shown in Table 2 together with the result of Example 1.

【0068】実施例9 実施例7において、合成例1で得られた粉末状のポリ
(フェニルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエ
チニレン)を13.4g、PluronicP123を
6.6g用いた以外は実施例1と全く同様に行った。得
られた膜の評価結果は実施例7の結果と共に表2に示
す。
Example 9 In Example 7, except that 13.4 g of the powdery poly (phenylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene) obtained in Synthesis Example 1 and 6.6 g of Pluronic P123 were used. Completely the same as in Example 1. The evaluation results of the obtained film are shown in Table 2 together with the result of Example 7.

【0069】実施例10 実施例7において、PluronicP123の代わり
にポリエチレンオキサイドノニルフェニルエーテル(ア
ルドリッチ社試薬)を用いた以外は実施例7と同様に実
施した。得られた膜の評価結果は実施例7の結果と共に
表2に示す。
Example 10 Example 10 was carried out in the same manner as in Example 7 except that polyethylene oxide nonylphenyl ether (reagent of Aldrich Co.) was used instead of Pluronic P123. The evaluation results of the obtained film are shown in Table 2 together with the result of Example 7.

【0070】[0070]

【表2】 実施例11 実施例7において得られた多孔質膜を大気中に40時間
放置したのちに比誘電率を再度測定した。この間の大気
の湿度はRH45〜55%の範囲内で制御されていた。
測定の結果、比誘電率は2.0から2.1に若干上昇し
た程度であった。この結果から本発明の多孔質膜では、
吸水による比誘電率の上昇がほとんど無く低い吸水特性
を有する多孔質膜であることがわかった
[Table 2] Example 11 The relative permittivity was measured again after leaving the porous film obtained in Example 7 in the atmosphere for 40 hours. During this time, the humidity of the atmosphere was controlled within the range of RH 45 to 55%.
As a result of the measurement, the relative dielectric constant was slightly increased from 2.0 to 2.1. From this result, in the porous membrane of the present invention,
It was found that the porous film has low water absorption properties with almost no increase in relative permittivity due to water absorption.

【0071】[0071]

【発明の効果】本発明の多孔質膜は、低い誘電率と低い
吸水特性を有しながらも、良好な機械強度と密着性能を
有するなど半導体装置の絶縁膜として優れた特性を持
ち、半導体装置の信頼性を向上させる優れた絶縁膜材料
となりうる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The porous film of the present invention has excellent characteristics as an insulating film of a semiconductor device such as good mechanical strength and adhesion performance while having a low dielectric constant and a low water absorption property. Can be an excellent insulating film material that improves the reliability of

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09D 171/02 C09D 171/02 201/00 201/00 H01L 21/312 H01L 21/312 C Fターム(参考) 4J002 CH022 CP211 EC046 EC056 EP016 ER006 EW156 GQ01 4J035 HA01 HA02 HA06 JA00 LB20 4J038 DF012 DL171 NA04 NA12 NA21 PA19 PB09 5F058 AA04 AA08 AA10 AC03 AC10 AF04 AG01 AH02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C09D 171/02 C09D 171/02 201/00 201/00 H01L 21/312 H01L 21/312 C F term (reference) ) 4J002 CH022 CP211 EC046 EC056 EP016 ER006 EW156 GQ01 4J035 HA01 HA02 HA06 JA00 LB20 4J038 DF012 DL171 NA04 NA12 NA21 PA19 PB09 5F058 AA04 AA08 AA10 AC03 AC10 AF04 AG01 AH02

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくともA成分とB成分とからなる絶
縁膜形成用組成物であって、A成分は、繰り返し単位
中、少なくとも一般式(1) 【化1】 (式中、R1、R2は、互いに独立に、水素原子、炭素数
1から30の置換基を有してもよいアルキル基、炭素数
1から30の置換基を有してもよいアルケニル基、炭素
数1から30の置換基を有してもよいアルキニル基、ま
たは置換基を有してもよい芳香族基であり、R3は、−
C≡C−、少なくとも1つの−C≡C−と連結した置換
基を有してもよい−CH2−、少なくとも1つの−C≡
C−と連結した炭素数2から30の置換基を有してもよ
いアルキレン基、少なくとも1つの−C≡C−と連結し
た炭素数2から30の置換基を有してもよいアルケニレ
ン基、少なくとも1つの−C≡C−と連結した炭素数2
から30の置換基を有してもよいアルキニレン基、少な
くとも1つの−C≡C−と連結した置換基を有してもよ
い二価の芳香族基)で表される繰り返し単位を有する含
ケイ素樹脂であり、B成分は、沸点または分解点が22
0〜500℃の範囲である化合物であることを特徴とす
る組成物。
1. A composition for forming an insulating film comprising at least an A component and a B component, wherein the A component has at least one of the general formula (1): (In the formula, R 1 and R 2 are, independently of each other, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or an alkenyl which may have a substituent having 1 to 30 carbon atoms. A group, an alkynyl group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or an aromatic group which may have a substituent, and R 3 represents
C≡C-, optionally substituted with at least one -C≡C-, -CH 2- , at least one -C≡
An alkylene group which may have a substituent having 2 to 30 carbon atoms linked to C-, an alkenylene group which may have a substituent having 2 to 30 carbon atoms linked to at least one -C≡C-, 2 carbon atoms linked to at least one -C≡C-
To 30 alkynylene groups optionally having substituents, divalent aromatic groups optionally having substituents linked to at least one -C [identical to] C-). It is a resin and the component B has a boiling point or decomposition point of 22.
A composition which is a compound in the range of 0 to 500 ° C.
【請求項2】 前記B成分の化合物の使用量が前記含ケ
イ素樹脂(A成分)100重量部に対して50〜200
重量部の範囲であることを特徴とする請求項1記載の組
成物。
2. The amount of the component B compound used is 50 to 200 with respect to 100 parts by weight of the silicon-containing resin (component A).
The composition of claim 1 in the range of parts by weight.
【請求項3】 前記B成分の化合物が熱分解性高分子化
合物であることを特徴とする請求項1または2に記載の
組成物。
3. The composition according to claim 1, wherein the compound of the component B is a thermally decomposable polymer compound.
【請求項4】 前記B成分の化合物がポリアルキレング
リコール鎖を含有する化合物であることを特徴とする請
求項1〜3いずれかに記載の組成物。
4. The composition according to claim 1, wherein the compound of the component B is a compound containing a polyalkylene glycol chain.
【請求項5】 請求項1〜4いずれかに記載の組成物を
基板に塗布後、前記B成分の化合物を加熱除去すること
を特徴とする多孔質膜の製造方法。
5. A method for producing a porous film, which comprises applying the composition according to any one of claims 1 to 4 to a substrate and then removing the compound of the component B by heating.
【請求項6】 請求項5に記載の方法により製造された
絶縁膜。
6. An insulating film manufactured by the method according to claim 5.
【請求項7】 請求項6に記載の絶縁膜を備えることを
特徴とする半導体装置。
7. A semiconductor device comprising the insulating film according to claim 6.
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