JP2621760B2 - Composition for coating - Google Patents
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Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、シロキサンポリマーを
含有したコーティング用組成物に関するものであり、特
に、半導体装置のバッファコート、平坦化剤などとし
て、あるいは液晶ディスプレーの保護膜などの用途に好
適に用いられるコーティング用組成物に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coating composition containing a siloxane polymer, and is particularly suitable as a buffer coat for semiconductor devices, a flattening agent, or a protective film for a liquid crystal display. The present invention relates to a coating composition used in the above.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、加水分解性基を有するシラン
を加水分解縮合させて得られるシロキサンポリマーを含
有したコーティング用組成物は種々提案されている。し
かし、従来のコーティング用組成物は耐クラック性が低
く、その膜厚は2μmが限界であったため、半導体装置
のバッファコート、平坦化剤などとして、あるいは液晶
ディスプレーの保護膜などの用途に用いるには不十分な
ものであった。2. Description of the Related Art Conventionally, various coating compositions containing a siloxane polymer obtained by hydrolyzing and condensing a silane having a hydrolyzable group have been proposed. However, the conventional coating composition has low crack resistance, and its film thickness is limited to 2 μm, so that it is used as a buffer coat for a semiconductor device, a flattening agent, or a protective film of a liquid crystal display. Was inadequate.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、耐クラック性が優れ、厚膜が必要なときにも好適に
用いられるコーティング用組成物を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a coating composition having excellent crack resistance and suitably used even when a thick film is required.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、 一般式(1) R2 Si(OR´) 2 で表される2官能性シラン1モルに対して、 一般式(2) RSi(OR´) 3 で表される3官能性シランを1〜20モル含有するシラ
ン混合物を加水分解および縮合させることによって得ら
れるシロキサンポリマー、膜硬化剤、および溶剤を含有
し、該溶剤はアルコキシシランの加水分解により副生し
たアルコールを実質的に含まないことを特徴とするコー
ティング用組成物により達成される。SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a compound represented by the general formula (2) RSi ( 1 mole) per mole of a bifunctional silane represented by the general formula (1) R 2 Si (OR ′) 2. oR ') 3 in the trifunctional silane to 20 moles containing silane mixture hydrolysis and siloxane polymer obtained by condensation represented, film hardener, and a solvent
The solvent is by-produced by hydrolysis of the alkoxysilane.
And a coating composition characterized by being substantially free of alcohol .
【0005】(ただし、Rは水素、アルキル基、アリー
ル基、アルケニル基、およびそれらの置換体を表わし、
それぞれ、同一でも、異なっていても良い。R´はメチ
ル基、エチル基を表わし、それぞれ、同一でも、異なっ
ていても良い。)すなわち、本発明は、本発明者等が鋭
意研究を重ねた結果、2官能性シランを用いることが耐
クラック性の向上に大きな効果を果たすことを膜中スト
レス測定などの考察により見出だしたことに基づいてい
る。さらに、4官能性シランの含有率が耐クラック性に
大きく作用している。また、Rがフェニル基であるシラ
ンの含有率も耐クラック性の向上に大きな効果を有す
る。従って、これらの含有率を特定の範囲にし、膜硬化
剤を含有することによって、膜として形成可能となり、
かつ、耐クラック性が十分に優れたものとなるのであ
る。(Where R represents hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group, or a substituted product thereof;
Each may be the same or different. R 'is Mechi
And ethyl groups, each of which is the same or different
May be. ) That is, the present invention is a result of the present inventors have conducted extensive studies, the use of difunctional silanes began heading by considerations such that film stress measuring play a significant effect in improving the crack resistance It is based on that. Further, the content of the tetrafunctional silane greatly affects the crack resistance. Further, the content of silane in which R is a phenyl group also has a great effect on improving crack resistance. Therefore, by setting these contents to a specific range and containing a film curing agent, it becomes possible to form a film,
In addition, the crack resistance becomes sufficiently excellent.
【0006】以下、本発明の構成を順に説明する。Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in order.
【0007】本発明で用いられるシロキサンポリマー
は、 一般式(1) R2 Si(OR´) 2 で表される2官能性シラン1モルに対して、 一般式(2) RSi(OR´) 3 で表される3官能性シランを1〜20モル含有するシラ
ン混合物を加水分解および縮合させることによって得ら
れる。The siloxane polymer used in the present invention is represented by the following general formula (2): RSi (OR ') 3 per mole of a bifunctional silane represented by the general formula (1) R 2 Si (OR') 2 Is obtained by hydrolyzing and condensing a silane mixture containing 1 to 20 mol of a trifunctional silane represented by the following formula:
【0008】(ただし、Rは水素、アルキル基、アリー
ル基、アルケニル基、およびそれらの置換体を表わし、
それぞれ、同一でも、異なっていても良い。R´はメチ
ル基、エチル基を表わし、それぞれ、同一でも、異なっ
ていても良い。)シラン化合物は、一般式(1)で表さ
れる2官能性シラン1モルに対して、 一般式(3) Si(OR´) 4 で表される4官能性シランを5モル以下含有していても
良い。(Where R is hydrogen, an alkyl group, aryl
Represents an alkyl group, an alkenyl group, and a substituted product thereof,
Each may be the same or different.R 'is Mechi
And ethyl groups, each of which is the same or different
May be. )The silane compound is represented by the general formula (1)
The general formula (3) Si per mole of the bifunctional silane(OR ') Four Even if it contains 5 mol or less of the tetrafunctional silane represented by
good.
【0009】Rの具体例としては、炭素数1〜6のもの
が好ましく、水素;メチル基、エチル基、プロピル基な
どのアルキル基;フェニル基、トリル基、ナフチル基な
どのアリール基;ビニル基、アリル基などのアルケニル
基、および、トリフルオロメチル基などのフルオロ置換
体、3−グリシドキシプロピル基などのエポキシ置換
体、3−アミノプロピル基などのアミン置換体などのア
ルキル基、アリール基、アルケニル基のそれぞれ置換体
が挙げられるが、これらに限定されず、また、それらは
同一であっても異なっていてもよい。Specific examples of R are preferably those having 1 to 6 carbon atoms; hydrogen; alkyl groups such as methyl, ethyl and propyl groups; aryl groups such as phenyl, tolyl and naphthyl groups; vinyl groups. Alkyl groups and aryl groups such as alkenyl groups such as phenyl, allyl groups, and fluoro-substituted forms such as trifluoromethyl groups; epoxy-substituted forms such as 3-glycidoxypropyl groups; and amine-substituted forms such as 3-aminopropyl groups. And alkenyl groups, but are not limited thereto, and they may be the same or different.
【0010】また、R´は、メチル基、エチル基であり
それぞれ、同一でも、異なっていても良い。 R 'is a methyl group or an ethyl group
Each may be the same or different.
【0011】これらシラン化合物の具体例としては、以
下のものがあげられる。The following are specific examples of these silane compounds.
【0012】2官能性シランとしては、ジメチルジメト
キシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジ
メトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチル
フェニルジメトキシシラン、メチルビニルジメトキシシ
ラン、メチルビニルジエトキシシラン、3−グリシドキ
シプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピ
ルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)
−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ク
ロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロ
ピルメチルジエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジ
メトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルメチルジメ
トキシシラン、3−メタクリロキシプロピルジメトキシ
シラン、オクタデシルメチルジメトキシシラン、などが
挙げられる。Examples of the bifunctional silane include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, methylvinyldimethoxysilane, methylvinyldiethoxysilane, and 3-glycidoxypropyl. Methyldimethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl)
-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldiethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, heptadecafluorodecylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyldimethoxysilane, octadecylmethyldimethoxy silane,, etc., and the like.
【0013】3官能性シランとしては、メチルトリメト
キシシラン、メチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリ
メトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オ
クタデシルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシ
ラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキ
シシラン、フェニルトリエトキシシラン、トリフルオロ
メチルメトキシシラン、トリフルオロメチルエトキシシ
ラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタク
リロキシプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミ
ノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、
3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−(N,N
−ジグリシジル)アミノプロピルトリメトキシシラン、
3−グリシドキシシプロピルトリメトキシシラン、ヘプ
タデカフルオロデシルトリメトキシシラン、トリデカフ
ルオロオクチルトリメトキシシラン、トリフルオロプロ
ピルトリメトキシシラン、などが挙げられる。Examples of the trifunctional silane include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, Phenyltriethoxysilane, trifluoromethylmethoxysilane, trifluoromethylethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl ) -3-Aminopropyltrimethoxysilane,
3-chloropropyltrimethoxysilane, 3- (N, N
-Diglycidyl) aminopropyltrimethoxysilane,
3-glycidoxypropyl Kishishi trimethoxysilane, heptadecafluorodecyltrimethoxysilane, tridecafluorooctyltrimethoxysilane, trifluoropropyl trimethoxysilane,, etc. may be mentioned.
【0014】4官能性シランとしては、テトラメトキシ
シラン、テトラエトキシシラン、などが挙げられる。[0014] 4 functional silane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane,, etc. may be mentioned.
【0015】本発明においては、2官能性シラン1モル
に対して、3官能性シランを1〜20モル含有するシラ
ン混合物を用いることが、耐クラック性の優れた被膜を
得るためには重要である。In the present invention, it is important to use a silane mixture containing 1 to 20 mol of trifunctional silane per 1 mol of bifunctional silane in order to obtain a film having excellent crack resistance. is there.
【0016】2官能性シランのみの場合には、直鎖状の
シリコーンポリマーであり、熱分解温度が300℃以上
であることからも明らかなように、2官能性シラン1モ
ルに対して、3官能性シランが0.3モル以下である
と、コーティング後、通常の300〜500℃の加熱に
よっては硬化せず、膜が形成できない。また、3官能性
シランが0.3〜1.0モルの範囲では、膜形成は可能
となるものの、基板との接着性が十分でない。一方、3
官能性シランが20モルを越えると、耐クラック性が不
十分になる。従って、2官能性シラン1モルに対して、
3官能性シランが1〜20モルの範囲の場合のみ、基板
接着性などの他の膜特性を損なうことなく、耐クラック
性を向上させることができる。When only the bifunctional silane is used, it is a linear silicone polymer and its thermal decomposition temperature is 300 ° C. or higher. When the amount of the functional silane is 0.3 mol or less, the film is not cured by heating at a normal temperature of 300 to 500C after coating, and a film cannot be formed. When the amount of the trifunctional silane is in the range of 0.3 to 1.0 mol, the film can be formed, but the adhesion to the substrate is not sufficient. Meanwhile, 3
When the amount of the functional silane exceeds 20 mol, crack resistance becomes insufficient. Therefore, for one mole of the bifunctional silane,
Only when the amount of the trifunctional silane is in the range of 1 to 20 mol, crack resistance can be improved without impairing other film properties such as substrate adhesiveness.
【0017】また、2官能性シラン1モルに対して、4
官能性シランを5モル以下の割合で混合して用いること
ができるが、4官能性シランの使用は、膜の緻密性を向
上させる利点がある反面、耐クラック性の低下に繋がる
ため、好ましくは用いない方が良い。In addition, 4 moles per mole of bifunctional silane
The functional silane can be used by mixing at a ratio of 5 mol or less, but the use of a tetrafunctional silane has an advantage of improving the denseness of the film, but leads to a decrease in crack resistance. It is better not to use.
【0018】また、Rがフェニル基であるシラン化合物
を5〜50モル%含むことが好ましい。Rがフェニル基
であるシラン化合物が多すぎる場合には、膜に白濁が生
じたり、紫外光の透過率が低下する。また、少なすぎる
場合には、耐クラック性が低下する。It is preferable that R contains a silane compound having a phenyl group in an amount of 5 to 50 mol%. If the silane compound in which R is a phenyl group is too large, the film becomes cloudy or the transmittance of ultraviolet light decreases. On the other hand, if the amount is too small, the crack resistance decreases.
【0019】これらのシラン混合物に水を加え、加水分
解および部分縮合させることにより、シロキサンポリマ
ーが得られる。A siloxane polymer is obtained by adding water to these silane mixtures and subjecting them to hydrolysis and partial condensation.
【0020】用いるシラン混合物の具体例としては、ジ
フェニルジエトキシシラン1モルに対して、メチルトリ
エトキシシラン5モル、テトラエトキシシラン1モルの
混合物、ジメチルジメトキシシラン1モルに対して、メ
チルトリメトキシシラン2モル、フェニルトリメトキシ
シラン1モルの混合物、などが挙げられる。Specific examples of the silane mixture used include a mixture of 5 mol of methyltriethoxysilane and 1 mol of tetraethoxysilane with respect to 1 mol of diphenyldiethoxysilane, and a mixture of 1 mol of dimethyldimethoxysilane with methyltrimethoxysilane. 2 moles, phenyltrimethoxysilane 1 mole mixture of, etc. can be mentioned.
【0021】反応は無溶媒でも良いが、通常は溶媒中で
行なわれる。溶媒は有機溶媒が好ましく、メタノール、
エタノール、プロパノール、ブタノール、3―メチル―
3―メトキシ―1―ブタノールなどのアルコール類;エ
チレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコ
ール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリ
コールモノブチルエーテル、ジエチルエーテルなどのエ
ーテル類;メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケト
ンなどのケトン類;ジメチルホルムアミド、ジメチルア
セトアミドなどのアミド類;エチルアセテート、エチル
セロソルブアセテート、3―メチル―3―メトキシ―1
―ブタノールアセテートなどのアセテート類;トルエ
ン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサンなどの芳香族
あるいは脂肪族炭化水素のほか、γ―ブチロラクトン、
N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシドな
どを挙げることができる。溶媒の量は任意に選択可能で
あるが、シラン1重量に対して、0.1〜3.0重量の
範囲で用いるのが好ましい。The reaction may be carried out without a solvent, but is usually carried out in a solvent. The solvent is preferably an organic solvent, methanol,
Ethanol, propanol, butanol, 3-methyl-
Alcohols such as 3-methoxy-1-butanol; glycols such as ethylene glycol and propylene glycol; ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether and diethyl ether; methyl isobutyl ketone and diisobutyl ketone Ketones; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; ethyl acetate, ethyl cellosolve acetate, 3-methyl-3-methoxy-1
-Acetates such as butanol acetate; aromatic or aliphatic hydrocarbons such as toluene, xylene, hexane and cyclohexane, γ-butyrolactone,
N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide and the like can be mentioned. The amount of the solvent can be arbitrarily selected, but is preferably used in the range of 0.1 to 3.0 weight per 1 weight of silane.
【0022】加える水はイオン交換水が好ましい。水の
量は任意に選択可能であるが、シラン1モルに対して、
1.0〜4.0モルの範囲で用いるのが好ましい。The water to be added is preferably ion-exchanged water. The amount of water can be arbitrarily selected.
It is preferable to use it in the range of 1.0 to 4.0 mol.
【0023】また、反応には、酸あるいは塩基触媒を用
いることができる。塩酸、硫酸、酢酸、トリフルオロ酢
酸、リン酸、多価カルボン酸あるいはその無水物、イオ
ン交換樹脂などの酸触媒、トリエチルアミン、ジエチル
アミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミノ基を有する
アルコキシシランなどの塩基触媒が挙げられる。In the reaction, an acid or base catalyst can be used. Hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, phosphoric acid, polycarboxylic acids or anhydrides thereof, acid catalysts such as ion exchange resins, triethylamine, diethylamine, triethanolamine, diethanolamine,
Base catalysts such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and alkoxysilane having an amino group can be used.
【0024】また、反応温度は、反応系の凝固点から沸
点の範囲で通常選択されるが、沸点以上の温度で加圧状
態で反応することも可能である。高分子量のシロキサン
ポリマーを得るには、還流下で1〜100時間行なうの
が好ましい。そのほかシロキサンポリマーの重合度を上
げるために、再加熱もしくは塩基触媒の添加を行なうこ
とも可能である。The reaction temperature is usually selected from the range of the freezing point to the boiling point of the reaction system, but it is also possible to carry out the reaction at a temperature higher than the boiling point in a pressurized state. In order to obtain a high-molecular-weight siloxane polymer, the reaction is preferably performed under reflux for 1 to 100 hours. In addition, in order to increase the degree of polymerization of the siloxane polymer, reheating or addition of a base catalyst can be performed.
【0025】本発明のコーティング組成物において、溶
剤はアルコキシシランの加水分解により副生したアルコ
ールを実質的に含まないことが重要である。従って、反
応溶液からアルコキシシランの加水分解により副生アル
コール、すなわち、メタノール、あるいはエタノールを
除去する必要がある。除去する方法としては特に限定さ
れないが、好ましいのは、メチルイソブチルケトン、ジ
イソブチルケトン、ジエチルエーテルなどの疎水性有機
溶剤を用いて該反応溶液からシロキサンポリマーを抽出
し、その有機層を水洗する方法、あるいは、加熱するこ
とによって副生したアルコールおよび水を留出させる方
法である。 In the coating composition of the present invention,
Alcohol produced by hydrolysis of alkoxysilane
It is important that they are substantially free of tools. Therefore, anti
From the reaction solution by hydrolysis of alkoxysilane
Cole, that is, methanol or ethanol
Need to be removed. The method of removal is particularly limited
However, preference is given to methyl isobutyl ketone,
Hydrophobic organics such as isobutyl ketone and diethyl ether
Extract siloxane polymer from the reaction solution using a solvent
Wash the organic layer with water or heat it.
For distilling off alcohol and water by-produced by
Is the law.
【0026】塗布性、保存安定性の向上のためには、副
生したアルコールを除去するほか、反応溶液から水、あ
るいは触媒をも除去することができる。 In order to improve coatability and storage stability,
In addition to removing the produced alcohol, water and red
Alternatively, the catalyst can also be removed.
【0027】副生したアルコールを除去を施した後のシ
ロキサンポリマーあるいは、シロキサンポリマー溶液に
必要に応じて、溶剤を追加することができる。ポリマー
濃度は、5〜80重量%とするのが好ましく、さらに
は、20〜70重量%とするの が好ましい。 After removing by-produced alcohol,
Roxane polymer or siloxane polymer solution
If necessary, a solvent can be added. polymer
The concentration is preferably 5 to 80% by weight.
Is preferably 20 to 70% by weight .
【0028】ここで用いられる溶剤は有機溶剤が好まし
く、3―メチル―3―メトキシ―1―ブタノールなどの
高沸点アルコール類;エチレングリコール、プロピレン
グリコールなどのグリコール類;エチレングリコールモ
ノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジ
エチルエーテルなどのエーテル類;メチルイソブチルケ
トン、ジイソブチルケトンなどのケトン類;ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類;エ
チルアセテート、エチルセロソルブアセテート、3―メ
チル―3―メトキシ―1―ブタノールアセテートなどの
アセテート類;トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロ
ヘキサンなどの芳香族あるいは脂肪族炭化水素のほか、
γ―ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジ
メチルスルホキシドなどを挙げることができる。The solvent used here is preferably an organic solvent , such as 3-methyl-3-methoxy-1-butanol.
High-boiling alcohols, ethylene glycol, glycols such as propylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethers such as diethyl ether; methyl isobutyl ketone and diisobutyl ketone; dimethylformamide And amides such as dimethylacetamide; ethyl acetate, ethyl cellosolve acetate, and acetates such as 3-methyl-3-methoxy-1-butanol acetate; aromatic and aliphatic hydrocarbons such as toluene, xylene, hexane, and cyclohexane; ,
γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide and the like can be mentioned.
【0029】本発明の塗布液においては、2官能性シラ
ンを用いているため、3官能性シラン、4官能性シラン
を用いた場合に比べて、膜が硬化しにくい難点がある。
そこで、膜硬化剤を必須成分として含有する。膜硬化剤
としては、酸および塩基触媒が使用され、反応に用いた
酸あるいは塩基をそのまま残存させることができる。In the coating solution of the present invention, since a bifunctional silane is used, there is a problem that the film is harder to cure as compared with a case where a trifunctional silane or a tetrafunctional silane is used.
Therefore, a film curing agent is contained as an essential component. Acid and base catalysts are used as the film curing agent, and the acid or base used in the reaction can be left as it is.
【0030】また、熱によって酸、あるいは塩基を発生
する化合物、および、光によって酸、あるいは塩基を発
生する化合物を用いることが好ましい。具体的には、熱
あるいは光によって酸を発生する化合物として、ベンゾ
イントシレート、ベンゾインメシレート、ピロガロール
トリトシレート、ピロガロールトリメシレート、トリ
(ニトロベンジル)フォスフェート、トリアニソインフ
ォスフェート、ジアリールヨードニウム塩、トリアリー
ルスルホニウム塩など、熱あるいは光によって塩基を発
生する化合物として、ニトロベンジルシクロヘキシルカ
ルバメート、ジ(メトキシベンジル)ヘキサメキレンジ
カルバメートなどを挙げることができる。これらの化合
物の使用量としては、シロキサンポリマーに対して、
0.01〜20重量%であることが好ましく、より好ま
しくは0.1〜10重量%であるさらに、本発明に用い
られる塗布液には、膜硬化剤のほか、必要に応じて、粘
度調整剤、界面活性剤、安定化剤、着色剤、ガラス質形
成剤などを添加することができる。It is preferable to use a compound which generates an acid or a base by heat and a compound which generates an acid or a base by light. Specifically, compounds that generate an acid by heat or light include benzoin tosylate, benzoin mesylate, pyrogallol tritosylate, pyrogallol trimesylate, tri (nitrobenzyl) phosphate, trianisofinphosphate, and diaryliodonium salts Examples of compounds that generate a base by heat or light, such as triarylsulfonium salts, include nitrobenzylcyclohexyl carbamate and di (methoxybenzyl) hexamethylenedicarbamate. The amount of these compounds used is
It is preferably from 0.01 to 20% by weight, more preferably from 0.1 to 10% by weight. Further, the coating liquid used in the present invention contains, in addition to a film curing agent, viscosity adjustment as required. Agents, surfactants, stabilizers, coloring agents, vitreous forming agents and the like can be added.
【0031】本発明のコーティング用組成物は、スピン
ナー、ディッピングなどの公知の方法によってシリコン
ウエハー、セラミックス板などの基板上に塗布、乾燥
し、乾燥後の膜を加熱キュアすることによって、組成物
は完全に硬化しコーティング膜となる。The coating composition of the present invention is applied to a substrate such as a silicon wafer or a ceramic plate by a known method such as spinner or dipping, dried, and the dried film is heated and cured to obtain a composition. It cures completely and becomes a coating film.
【0032】乾燥温度としては、50〜150℃、乾燥
後の膜厚としては、0.5〜5.0μm、キュア温度と
しては、200〜450℃の範囲にあることが好まし
い。The drying temperature is preferably 50 to 150 ° C., the film thickness after drying is preferably 0.5 to 5.0 μm, and the curing temperature is preferably 200 to 450 ° C.
【0033】本発明のコーティング用組成物は、半導体
装置のバッファコート、平坦化剤、液晶ディスプレーの
保護膜のほか、層間絶縁膜、導波路形成用材料、位相シ
フター用材料、各種保護膜として用いることができる
が、これらに限定されない。The coating composition of the present invention is used as a buffer coat for a semiconductor device, a flattening agent, a protective film for a liquid crystal display, an interlayer insulating film, a material for forming a waveguide, a material for a phase shifter, and various protective films. But not limited to these.
【0034】[0034]
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
【0035】実施例1 ジフェニルジエトキシシラン1モル、メチルトリエトキ
シシラン5モル、テトラエトキシシラン1モルのシラン
混合物をメチルイソブチルケトン100gに溶解し、こ
れに、水10モル、リン酸0.1モルを攪拌しながら加
えた。得られた溶液を加熱し、還流させながら、3時間
反応させた。その後、メチルイソブチルケトン1kgを
用いてシロキサンポリマーを抽出し、得られた有機層に
イオン交換水1kgを加えて振とうし、静置後、水層を
分離除去した。得られた有機層を濃縮乾固して、シロキ
サンポリマーを得た。Example 1 A silane mixture of 1 mol of diphenyldiethoxysilane, 5 mol of methyltriethoxysilane and 1 mol of tetraethoxysilane was dissolved in 100 g of methyl isobutyl ketone, and 10 mol of water and 0.1 mol of phosphoric acid were added thereto. Was added with stirring. The obtained solution was heated and reacted for 3 hours under reflux. Thereafter, the siloxane polymer was extracted using 1 kg of methyl isobutyl ketone, 1 kg of ion-exchanged water was added to the obtained organic layer, and the mixture was shaken. After standing, the aqueous layer was separated and removed. The obtained organic layer was concentrated to dryness to obtain a siloxane polymer.
【0036】このシロキサンポリマーをプロピレングリ
コールモノメチルエーテルにポリマー濃度50重量%に
なるように溶解し、さらに、ベンゾイントシレートをポ
リマーに対して、0.5重量%添加し、コーティング用
組成物を得た。This siloxane polymer was dissolved in propylene glycol monomethyl ether so as to have a polymer concentration of 50% by weight, and benzoin tosylate was added in an amount of 0.5% by weight based on the polymer to obtain a coating composition. .
【0037】このコーティング組成物をシリコンウェハ
上にスピンコーターを用いて塗布し、300℃で1時間
キュアしたところ、膜厚8μmでクラックのない良好な
膜が得られた。This coating composition was applied on a silicon wafer using a spin coater and cured at 300 ° C. for 1 hour. As a result, a good film having a thickness of 8 μm and having no cracks was obtained.
【0038】比較例1 実施例1において、メチルトリエトキシシラン5モル、
テトラエトキシシラン1モルのシラン混合物をを原料と
する以外は実施例1と同様にシロキサンポリマーを合成
し、コーティング用組成物を得た。Comparative Example 1 In Example 1, 5 mol of methyltriethoxysilane was used.
A siloxane polymer was synthesized in the same manner as in Example 1 except that a silane mixture of 1 mol of tetraethoxysilane was used as a raw material to obtain a coating composition.
【0039】このコーティング組成物をシリコンウェハ
上にスピンコーターを用いてコートしたところ、膜厚8
μmでクラックが多数発生した。When this coating composition was coated on a silicon wafer using a spin coater, a film thickness of 8
Many cracks occurred at μm.
【0040】比較例2 実施例2において、メチルトリメトキシシラン2モル、
フェニルトリメトキシシラン1モルの混合物を原料とす
る以外は実施例2と同様にシロキサンポリマーを合成
し、コーティング用組成物を得た。Comparative Example 2 In Example 2, 2 mol of methyltrimethoxysilane was used.
A siloxane polymer was synthesized in the same manner as in Example 2 except that a mixture of 1 mol of phenyltrimethoxysilane was used as a raw material to obtain a coating composition.
【0041】このコーティング組成物をシリコンウェハ
上にスピンコーターを用いてコートしたところ、膜厚6
μmでクラックが多数発生した。The coating composition was coated on a silicon wafer using a spin coater.
Many cracks occurred at μm.
【0042】実施例2 メチルトリメトキシシラン95.2g(0.7mo
l)、ジメチルジメトキシシラン36g(0.3mo
l)、フェニルトリメトキシシラン39.6g(0.2
mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル2
00gに溶解し、これに、水60g、リン酸2gを撹拌
しながら加えた。得られた溶液をバス温105℃で2時
間加熱し、内温を90℃まで上げて、主として副生する
メタノールからなる成分90gを留出せしめた。次いで
バス温130℃で1.0時間加熱し、内温を118℃ま
で上げて、主として水とプロピレングリコールモノメチ
ルエーテルからなる成分70gを留出せしめた後、室温
まで冷却し、塗布液を得た。Example 2 95.2 g of methyltrimethoxysilane (0.7 mol)
l), 36 g of dimethyldimethoxysilane (0.3 mol
1), 39.6 g of phenyltrimethoxysilane (0.2
mol) in propylene glycol monomethyl ether 2
The resultant was dissolved in 00 g, and 60 g of water and 2 g of phosphoric acid were added thereto with stirring. The resulting solution was heated at a bath temperature of 105 ° C. for 2 hours, the internal temperature was raised to 90 ° C., and 90 g of a component mainly composed of methanol as a by-product was distilled off. Next, the mixture was heated at a bath temperature of 130 ° C. for 1.0 hour, the internal temperature was raised to 118 ° C., and 70 g of a component mainly composed of water and propylene glycol monomethyl ether was distilled off, followed by cooling to room temperature to obtain a coating liquid. .
【0043】この塗布液を石英板にスピンコーターを用
いて塗布し、250℃で1時間キュアしたところ、無色
透明で膜厚5μmでクラックのない良好な膜が得られ
た。This coating solution was applied to a quartz plate using a spin coater and cured at 250 ° C. for 1 hour. As a result, a colorless and transparent film having a thickness of 5 μm and having no cracks was obtained.
【0044】また、得られた膜について単位組成を29S
i―固体NMRにより測定したところ、R2 SiO,R
SiO1.5 のモル比が、1:3と、原料の2,3官能性
シランのモル比と一致していた。The unit composition of the obtained film was 29 S
When measured by i-solid state NMR, R 2 SiO, R
The molar ratio of SiO 1.5 was 1: 3, which was consistent with the molar ratio of the raw material 2,3-functional silane.
【0045】[0045]
【発明の効果】本発明のコーティング用組成物は、耐ク
ラック性に優れており、厚膜が必要な半導体装置のバッ
ファコート、平坦化剤、あるいは液晶ディスプレーの保
護膜などに好適に用いることができる。The coating composition of the present invention has excellent crack resistance and can be suitably used as a buffer coat for a semiconductor device requiring a thick film, a flattening agent, or a protective film for a liquid crystal display. it can.
Claims (7)
´) 2 で表される2官能性シラン1モルに対して、 一般式(2) RSi(OR´) 3 で表される3官能性シランを1〜20モル含有するシラ
ン混合物を加水分解および縮合させることによって得ら
れるシロキサンポリマー、膜硬化剤、および溶剤を含有
し、該溶剤はアルコキシシランの加水分解により副生し
たアルコールを実質的に含まないことを特徴とするコー
ティング用組成物。(ただし、Rは水素、アルキル基、
アリール基、アルケニル基、およびそれらの置換体を表
わし、それぞれ、同一でも、異なっていても良い。R´
はメチル基、エチル基を表わし、それぞれ、同一でも、
異なっていても良い。) A compound represented by the general formula (1): R 2 Si (OR
') To the difunctional silane 1 mole represented by 2, the general formula (2) RSi (OR') 3-functional silane to 20 moles containing silane mixture represented by 3 to hydrolysis and condensation Containing siloxane polymer, film hardener, and solvent
The solvent is by-produced by hydrolysis of the alkoxysilane.
A coating composition comprising substantially no alcohol . (Where R is hydrogen, an alkyl group,
Represents an aryl group, an alkenyl group, and a substituted product thereof, which may be the same or different. R '
Represents a methyl group or an ethyl group.
It may be different. )
る2官能性シラン1モルに対して、 一般式(3) Si(OR´) 4 で表される4官能性シランを5モル以下含有することを
特徴とする請求項1記載のコーティング用組成物。2. The silane mixture is prepared by adding 5 moles of a tetrafunctional silane represented by the general formula (3) Si (OR ′) 4 to 1 mol of the bifunctional silane represented by the general formula (1). The coating composition according to claim 1, wherein the content is at most mol.
がフェニル基であるシランであることを特徴とする請求
項1または2記載のコーティング用組成物。3. 5 to 50 mol% of the silane mixture has R
Is a silane which is a phenyl group. The coating composition according to claim 1 or 2, wherein
化合物を含有することを特徴とする請求項1〜3のいず
れか記載のコーティング用組成物。4. The coating composition according to claim 1, further comprising a compound capable of generating an acid by heat as a film curing agent.
る化合物を含有することを特徴とする請求項1〜3のい
ずれか記載のコーティング用組成物。5. The coating composition according to claim 1, further comprising a compound capable of generating a base by heat as a film curing agent.
化合物を含有することを特徴とする請求項1〜3のいず
れか記載のコーティング用組成物。6. The coating composition according to claim 1, further comprising a compound capable of generating an acid by light as a film curing agent.
る化合物を含有することを特徴とする請求項1〜3のい
ずれか記載のコーティング用組成物。7. The coating composition according to claim 1, further comprising a compound capable of generating a base by light as a film curing agent.
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