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JP2003163210A - Manufacturing method of insulating thin film - Google Patents

Manufacturing method of insulating thin film

Info

Publication number
JP2003163210A
JP2003163210A JP2001362721A JP2001362721A JP2003163210A JP 2003163210 A JP2003163210 A JP 2003163210A JP 2001362721 A JP2001362721 A JP 2001362721A JP 2001362721 A JP2001362721 A JP 2001362721A JP 2003163210 A JP2003163210 A JP 2003163210A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
silane
group
acid
ether
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
JP2001362721A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hironobu Shirataki
浩伸 白瀧
Hiroyuki Hanabatake
博之 花畑
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.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
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 Asahi Kasei Corp filed Critical Asahi Kasei Corp
Priority to JP2001362721A priority Critical patent/JP2003163210A/en
Publication of JP2003163210A publication Critical patent/JP2003163210A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多孔性シリカ薄膜の比誘電率が低く、半導体
素子の銅配線工程におけるCMP工程に十分耐える機械
的強度を有する多孔性シリカ薄膜を製造する方法を提供
する。 【解決手段】 特定構造のアルコキシシランおよびその
加水分解物、重縮合物から選ばれる少なくとも一種以上
の化合物を含有するシリカ前駆体と、有機ポリマーおよ
び溶媒とを含有する絶縁性薄膜用塗布組成物を基板上に
特定の条件で2回塗布した後にシリカ前駆体をゲル化さ
せて、シリカ/有機ポリマー複合体を成膜させ、その後
で該薄膜から有機ポリマーを除去することを特徴とする
多孔性シリカ薄膜の製造法。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a porous silica thin film having a low relative dielectric constant of a porous silica thin film and having sufficient mechanical strength to withstand a CMP step in a copper wiring step of a semiconductor element. SOLUTION: A coating composition for an insulating thin film containing a silica precursor containing at least one compound selected from an alkoxysilane having a specific structure and a hydrolyzate and a polycondensate thereof, an organic polymer and a solvent is provided. Porous silica characterized by gelling a silica precursor after being coated twice on a substrate under specific conditions to form a silica / organic polymer composite, and then removing the organic polymer from the thin film Manufacturing method of thin film.

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、薄膜の比誘電率が
十分に低く、かつ機械的強度が極めて高い絶縁性薄膜の
製造法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an insulating thin film having a sufficiently low relative permittivity and an extremely high mechanical strength.

【0002】[0002]

【従来の技術】多孔性のシリカは軽量、耐熱性などの優
れた特性を有するために、構造材料、触媒担体、光学材
料などに幅広く用いられている。例えば近年、多孔性の
シリカは誘電率を低くできる、という点から期待を集め
ている。LSIをはじめとする半導体素子の多層配線構
造体用の絶縁薄膜素材としては、従来緻密なシリカ膜が
一般的に用いられてきた。しかし近年、LSIの配線密
度は微細化の一途をたどっており、これに伴って基板上
の隣接する配線間の距離が狭まっている。このとき、絶
縁体の誘電率が高いと配線間の静電容量が増大し、その
結果配線を通じて伝達される電気信号の遅延が顕著とな
るため、問題となっている。このような問題を解決する
ため、多層配線構造体用の絶縁膜の素材として、誘電率
のより低い物質が強く求められている。一方、配線材料
として、従来のアルミニウムに代わって、より低抵抗な
銅が使われ始めていることも誘電率のより低い物質が求
められる理由となっている。
2. Description of the Related Art Porous silica is widely used as a structural material, a catalyst carrier, an optical material and the like because it has excellent properties such as light weight and heat resistance. For example, in recent years, expectations have been gathered from the viewpoint that porous silica can lower the dielectric constant. Conventionally, a dense silica film has been generally used as an insulating thin film material for a multilayer wiring structure of a semiconductor device such as an LSI. However, in recent years, the wiring density of LSIs has been miniaturized, and the distance between adjacent wirings on the substrate has been narrowed accordingly. At this time, if the dielectric constant of the insulator is high, the capacitance between the wirings increases, and as a result, the delay of the electric signal transmitted through the wiring becomes significant, which is a problem. In order to solve such a problem, a material having a lower dielectric constant is strongly required as a material for an insulating film for a multilayer wiring structure. On the other hand, the fact that copper having a lower resistance has begun to be used as a wiring material in place of conventional aluminum is another reason why a substance having a lower dielectric constant is required.

【0003】特開平5−85762号公報や国際公開
(WO)第99/03926号パンフレットには一般的
なアルコキシシランと有機ポリマーの混合系から、誘電
率が極めて低く、均一細孔および細孔分布を持った多孔
性のシリカを得ようとする方法が開示されている。また
特開平4−285081号公報には、アルコキシシラン
のゾル-ゲル反応を特定の有機ポリマーを共存させて行
い、均一な孔径を有する多孔性のシリカを得ようとする
方法が開示されている。
In Japanese Patent Laid-Open No. 5-85762 and International Publication (WO) 99/03926, a mixture system of a general alkoxysilane and an organic polymer has an extremely low dielectric constant, uniform pores and pore distribution. There is disclosed a method for obtaining porous silica having a porosity. Further, JP-A-4-285081 discloses a method in which a sol-gel reaction of alkoxysilane is carried out in the presence of a specific organic polymer to obtain porous silica having a uniform pore size.

【0004】しかしながら、いずれの方法でも比誘電率
が十分に低くかつ経時的に安定であり、かつCMP工程
に耐えるような、十分な機械的強度を有する多孔性シリ
カは得られていない状況にある。尚、本発明においてC
MP工程とは、エッチング加工により形成された絶縁薄
膜中の溝に配線となる銅を埋め込む場合に、絶縁薄膜上
の余分の銅を表面を研磨して平坦化する工程のことであ
る。この工程では、絶縁薄膜のみならず、該薄膜上のバ
リヤー薄膜(通常は絶縁薄膜上に数百〜数千Åの酸化ケ
イ素を堆積させる)の両方に、圧縮応力とシェア応力と
がかかるため、絶縁薄膜には機械的強度が必要とされ
る。
However, in any of the methods, porous silica having a sufficiently low relative dielectric constant, stability over time, and sufficient mechanical strength to withstand the CMP process has not been obtained. . In the present invention, C
The MP step is a step of polishing the surface of excess copper on the insulating thin film to planarize it when the copper to be the wiring is embedded in the groove in the insulating thin film formed by the etching process. In this step, not only the insulating thin film, but also the barrier thin film on the thin film (usually depositing hundreds to thousands of Å silicon oxide on the insulating thin film) is subjected to compressive stress and shear stress, Mechanical strength is required for the insulating thin film.

【0005】さらに一般にこれらのシリカ/有機ポリマ
ー複合体から有機ポリマーを加熱により除去しようとす
る場合、450℃以上の加熱温度が必要であることが半
導体素子製造プロセス上の大きな制約になっていた。例
えば半導体素子製造プロセスにおいて金属配線の酸化お
よび結晶成長、熱ストレス等を考慮すると、加熱温度の
上限は400℃付近、かつ非酸化性の雰囲気が推奨され
ている。しかし、この加熱条件では、上記のシリカ/有
機ポリマー複合体は大部分の有機ポリマーが残存、また
はチャー化してしまい、たとえば多層配線構造を作成す
る場合、下層中に残存した有機ポリマー由来のガスが下
層から発生し上層の接着力低下や剥離を引き起こす可能
性がある。
Further, generally, when an organic polymer is to be removed from these silica / organic polymer composites by heating, a heating temperature of 450 ° C. or higher is a major constraint on the semiconductor device manufacturing process. For example, in consideration of oxidation and crystal growth of metal wiring, thermal stress and the like in the semiconductor element manufacturing process, the upper limit of the heating temperature is around 400 ° C. and a non-oxidizing atmosphere is recommended. However, under these heating conditions, most of the organic polymer in the silica / organic polymer composite remains or becomes char, and for example, when a multilayer wiring structure is created, the gas derived from the organic polymer remaining in the lower layer is It may occur from the lower layer and cause a decrease in the adhesive strength of the upper layer or peeling.

【0006】これを解決するため熱的に分解しやすい有
機ポリマーを使用するという手段も検討されてはいる
が、熱的に有機ポリマーが鋭敏すぎて、取り扱いが著し
く危険であったり、ゾルゲル反応触媒によって分子量が
低下して成膜性が劣化したり、またシリカ前駆体との相
溶性が悪いために、塗布溶液中で沈殿を生じたり、成膜
時に分解/揮発して膜が緻密化するなどの問題が生じ、
多孔性シリカの作成は困難であった。
In order to solve this problem, means of using an organic polymer which is easily decomposed thermally has been studied, but the organic polymer is too sensitive to heat and the handling is extremely dangerous, or the sol-gel reaction catalyst is used. The molecular weight is lowered due to the deterioration of the film-forming property, and the poor compatibility with the silica precursor causes precipitation in the coating solution, and the film is densified by decomposition / volatilization during film-forming. The problem of
The preparation of porous silica has been difficult.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決するものであって、特に多孔性のシリカ薄膜を絶縁
薄膜に用いる場合に比誘電率が低くて安定で、かつ機械
的強度が高く、半導体素子の銅配線工程におけるCMP
工程に十分耐える絶縁性薄膜の製造法を提供するもので
ある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is to solve the above problems, and particularly when a porous silica thin film is used as an insulating thin film, the relative dielectric constant is low and stable, and the mechanical strength is high. High, CMP in copper wiring process of semiconductor element
It is intended to provide a method of manufacturing an insulating thin film that can sufficiently withstand the process.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決すべ
く鋭意検討を重ねた結果、(A)電気絶縁性・硬化性の
無機成分もしくは有機成分、(B)0〜500℃の温度
範囲で熱により揮発もしくはガスを発生し得る少なくと
も1種以上の物質、(C)有機溶媒を含有する塗布組成
物を、基板上に塗布して塗布膜中の溶媒を処理前後で1
0重量%以上99重量%以下まで除去したあとで、さら
に再度塗布を行い、引き続き硬化、多孔化を施して得ら
れた薄膜は上記の課題を解決することを見出し、本発明
を完成した。
[Means for Solving the Problems] As a result of intensive studies to solve the above problems, (A) an electrically insulating / curable inorganic component or organic component, (B) a temperature range of 0 to 500 ° C. The coating composition containing at least one substance capable of volatilizing or generating a gas by heat at (C) and the organic solvent (C) is coated on a substrate to remove the solvent in the coating film before and after the treatment.
The present invention has been completed by finding that a thin film obtained by removing 0% by weight or more and 99% by weight or less, then applying the coating again, and subsequently curing and porosifying solves the above problems.

【0009】本発明の上記およびその他の諸目的、諸特
性ならびに諸利益は、以下に述べる詳細な説明および請
求範囲の記載から明らかになる。即ち本発明は、 1.(A)電気絶縁性の無機成分もしくは有機成分と、
(B)0〜500℃の温度範囲で熱により揮発もしくは
ガスを発生し得る物質と、(C)有機溶媒を含有する塗
布組成物を用いて、以下の工程1〜3を経て絶縁薄膜を
製造することを特徴とする絶縁薄膜の製造方法。 工程1:該塗布組成物を基材表面へ塗布する工程。 工程2:塗布して得られた塗布膜中の溶媒を処理前後で
10重量%以上99重量%以下まで除去したあとで、さ
らに塗布組成物を工程1と同様に再塗布する工程。 工程3:工程2で得られた塗布膜中の(A)成分を硬化
させた後で(B)成分を除去する工程。 2.1記載の(A)、(B)および(C)成分が、
(A) 下記一般式(1)および/または一般式(2)
で表されるアルコキシシランおよびその加水分解物、重
縮合物から選ばれる少なくとも1種以上の化合物を含有
するシリカ前駆体と、 R1 n(Si)(OR24-n (1) (式中、R1は水素または1価の有機基を表し、R2は1
価の有機基を表し、nは0〜3の整数である) R3 m(R4O)3-mSi-(R7p-Si(OR53-q6 q (2) (R3およびR6は同一でも異なっていてもよく、水素ま
たは1価の有機基を表し、R4およびR5は、同一でも異
なっていてもよく、それぞれ1価の有機基を示し、mお
よびqは、同一でも異なっていてもよく、0〜2の数を
示し、R7は 酸素原子-または(CH2)r-で表される基
を示し、rは1〜6を、pは0または1を示す。) (B)直鎖状または分岐状の有機ポリマー、(C)アル
コール系、ケトン系溶媒、アミド系溶媒およびエステル
系溶媒の群から選ばれた少なくとも1種の有機溶媒であ
ることを特徴とする1記載の絶縁薄膜の製造方法。 3.2記載の有機ポリマーが、直鎖状または分岐状の2
元以上のブロックコポリマーと有機ポリマー末端基の少
なくとも一つの末端基がシリカ前駆体に対して化学的に
不活性な基を有する有機ポリマーを一つ以上含有するこ
とを特徴とする1記載の絶縁薄膜の製造方法。 4.1〜3のいずれかの製造方法で得られる絶縁薄膜を
用いることを特徴とする配線構造体。 5.4に記載の配線構造体を包含してなる半導体素子で
あることを特徴とする。
The above and other objects, characteristics and benefits of the present invention will be apparent from the detailed description and claims below. That is, the present invention is: (A) an electrically insulating inorganic or organic component,
An insulating thin film is produced through the following steps 1 to 3 using a coating composition containing (B) a substance capable of volatilizing or generating gas by heat in a temperature range of 0 to 500 ° C. and (C) an organic solvent. A method of manufacturing an insulating thin film, comprising: Step 1: A step of applying the coating composition to the surface of the base material. Step 2: A step of removing the solvent in the coating film obtained by coating from 10% by weight to 99% by weight before and after the treatment, and then re-coating the coating composition in the same manner as in step 1. Step 3: A step of removing the component (B) after curing the component (A) in the coating film obtained in the step 2. 2.1 (A), (B) and (C) components,
(A) The following general formula (1) and / or general formula (2)
A silica precursor containing at least one compound selected from the group consisting of alkoxysilanes represented by the formula and a hydrolyzate or polycondensate thereof, and R 1 n (Si) (OR 2 ) 4-n (1) (formula In the formula, R 1 represents hydrogen or a monovalent organic group, and R 2 is 1
-Valent organic group, n is an integer of 0~3) R 3 m (R 4 O) 3-m Si- (R 7) p -Si (OR 5) 3-q R 6 q (2) (R 3 and R 6 may be the same or different and represent hydrogen or a monovalent organic group, R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a monovalent organic group, m And q, which may be the same or different, each represents a number of 0 to 2, R 7 represents a group represented by an oxygen atom-or (CH 2 ) r-, r is 1 to 6, and p is 0 or 1.) (B) at least one organic solvent selected from the group consisting of linear or branched organic polymers, (C) alcohol-based solvents, ketone-based solvents, amide-based solvents and ester-based solvents 2. The method for producing an insulating thin film described in 1 above. The organic polymer according to 3.2 is linear or branched 2
2. The insulating thin film according to 1, wherein at least one of the original block copolymer and the organic polymer end group has at least one organic polymer having a group chemically inactive to the silica precursor. Manufacturing method. An insulating thin film obtained by the manufacturing method according to any one of 4.1 to 3 is used. It is a semiconductor element including the wiring structure described in 5.4.

【0010】以下に本発明について詳細に説明する。先
ず初めに本発明に用いる塗布組成物について説明する。
本発明に用いる塗布組成物は(A)無機成分または有機
成分を含有することを特徴とする。 (A)無機成分または有機成分は、無機、有機に限らず
塗布後、熱により硬化、絶縁化されるものであり、溶媒
に可溶であればよく特に限定されない。
The present invention will be described in detail below. First, the coating composition used in the present invention will be described.
The coating composition used in the present invention is characterized by containing (A) an inorganic component or an organic component. The inorganic component or the organic component (A) is not limited to inorganic or organic, and is cured and insulated by heat after coating, and is not particularly limited as long as it is soluble in a solvent.

【0011】かかる成分としては、例えば、酸化ケイ素
や有機シルセスキオキサンのシリカ前駆体(アルコキシ
シランおよびその加水分解物、重縮合したもののうち少
なくともいずれか1種以上含まれる)、水素シルセスキ
オキサン樹脂のシリカ前駆体等の無機系樹脂、ポリイミ
ド系樹脂、フルオロカーボン系樹脂、ベンゾシクロブテ
ン系樹脂、ポリアリルエーテル樹脂、フッ化ポリアリル
エーテル系樹脂、環状パーフルオロ系樹脂、ポリキノリ
ン系樹脂、全芳香族系樹脂、オキサゾール系樹脂などが
挙げられる。また、かかる樹脂は1種類でも2種類以上
の混合物でもよい。
Examples of such components include silica precursors of silicon oxide and organic silsesquioxane (including at least one or more of alkoxysilane and its hydrolyzate and polycondensed product), hydrogen silsesquioxy. Inorganic resin such as silica precursor of Sun resin, polyimide resin, fluorocarbon resin, benzocyclobutene resin, polyallyl ether resin, fluorinated polyallyl ether resin, cyclic perfluoro resin, polyquinoline resin, all Examples thereof include aromatic resins and oxazole resins. The resin may be one kind or a mixture of two or more kinds.

【0012】より優れた電気絶縁特性を与えるには硬化
後、下記式で表されるシリカとなり得る酸化ケイ素や有
機シルセスキオキサン、水素シルセスキオキサンといっ
た樹脂が好ましい。 RxySiOz (3) (Rは炭素数1〜8の直鎖状、分岐上および環状のアル
キル基、アリール基を表し、0≦x<2、0≦y<2、
0≦(x+y)<2、1<z≦2である)。
In order to provide more excellent electric insulation properties, resins such as silicon oxide, organic silsesquioxane and hydrogen silsesquioxane, which can be silica represented by the following formula after curing, are preferable. R x Hy SiO z (3) (R represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aryl group, and 0 ≦ x <2, 0 ≦ y <2,
0 ≦ (x + y) <2, 1 <z ≦ 2).

【0013】以下、無機系樹脂を(A)成分に用いる場
合についてより詳細に説明する。本発明において無機系
樹脂を(A)成分とする場合一般式(1)〜(2)で表
されるアルコキシシランを出発原料とすることが好まし
い。そしてアルコキシシランが加水分解、重縮合してそ
の縮合率が90%を越えるものを本発明では、硬化(ま
たはゲル化)したシリカというが、以降単にシリカとい
う。そこで本発明の塗布組成物に上記アルコキシシラン
およびその加水分解物、重縮合物のうちいずれか1種以
上を含有するシリカ前駆体を無機系樹脂とする場合につ
いて以下に詳細に説明する。
The case where an inorganic resin is used as the component (A) will be described in more detail below. When the inorganic resin is used as the component (A) in the present invention, it is preferable to use the alkoxysilane represented by the general formulas (1) and (2) as a starting material. In the present invention, the alkoxysilane that is hydrolyzed and polycondensed to have a condensation rate of more than 90% is referred to as cured (or gelled) silica in the present invention. Therefore, the case where the silica precursor containing any one or more of the above-mentioned alkoxysilane and its hydrolyzate and polycondensate is used as the inorganic resin in the coating composition of the present invention will be described in detail below.

【0014】先ず本発明において用いるシリカ前駆体に
ついて説明する。本発明において用いることができるシ
リカ前駆体に含まれる一般式(1)で表されるアルコキ
シシランおよびその加水分解物、重縮合物はその出発原
料であるアルコキシシランが4、3、2および1官能性
のものである。ここで、Si(OR24を4官能性のア
ルコキシシランと言い、一般式(1)でnが1の場合、
即ちR1(Si)(OR23を3官能性のアルコキシシ
ラン、nが2の場合、即ち R1 2(Si)(OR22
2官能性のアルコキシシラン、nが3の場合、即ちR1 3
(Si)(OR2)を1官能性のアルコキシシランとす
る。
First, the silica precursor used in the present invention will be described. The alkoxysilane represented by the general formula (1) and its hydrolyzate and polycondensate contained in the silica precursor that can be used in the present invention have a starting material of alkoxysilane having 4, 3, 2 and 1 functions. It is of sex. Here, Si (OR 2 ) 4 is referred to as a tetrafunctional alkoxysilane, and when n is 1 in the general formula (1),
That is, when R 1 (Si) (OR 2 ) 3 is a trifunctional alkoxysilane and n is 2, that is, R 1 2 (Si) (OR 2 ) 2 is a bifunctional alkoxysilane and n is 3. , That is, R 1 3
(Si) (OR 2 ) is a monofunctional alkoxysilane.

【0015】また、本発明においてアルコキシシランお
よびその加水分解物、重縮合物を以下、アルコキシシラ
ン等と称する。一般式(1)で表されるアルコキシシラ
ンのうち4官能性のアルコキシシランの具体的な例とし
て、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テ
トラ(n−プロポキシ)シラン、テトラ(i−プロポキ
シ)シラン、テトラ(n−ブトキシ)シラン、テトラ-
sec-ブトキシシラン、テトラ-tert-ブトキシシ
ラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、
テトラ-n-プロポキシシラン、テトラ-iso-プロポキ
シシラン、テトラ-n-ブトキシシラン、テトラ-sec-
ブトキシシラン、テトラ-tert-ブトキシシランなど
が挙げられる。
In the present invention, the alkoxysilane and its hydrolyzate and polycondensate are hereinafter referred to as alkoxysilane and the like. Specific examples of the tetrafunctional alkoxysilane among the alkoxysilanes represented by the general formula (1) include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra (n-propoxy) silane, tetra (i-propoxy) silane, Tetra (n-butoxy) silane, tetra-
sec-butoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane,
Tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-
Examples include butoxysilane and tetra-tert-butoxysilane.

【0016】一般式(1)で表されるアルコキシシラン
のうち3官能性のアルコキシシランの具体的な例として
トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルトリ
メトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルト
リメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピ
ルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、
イソブチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメ
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、ビニルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、ア
リルトリエトキシシラン、メチルトリ-n-プロポキシシ
ラン、メチルトリ-iso-プロポキシシラン、メチルト
リ-n-ブトキシシラン、メチルトリ-sec-ブトキシシ
ラン、メチルトリ-tert-ブトキシシラン、エチルト
リ-n-プロポキシシラン、エチルトリ-iso-プロポキ
シシラン、エチルトリ-n-ブトキシシラン、エチルトリ
-sec-ブトキシシラン、エチルトリ-tert-ブトキ
シシラン、n-プロピルトリ-n-プロポキシシラン、n-
プロピルトリ-iso-プロポキシシラン、n-プロピル
トリ-n-ブトキシシラン、n-プロピルトリ-sec-ブ
トキシシラン、n-プロピルトリ-tert-ブトキシシ
ラン、i-プロピルトリメトキシシラン、i-プロピルト
リエトキシシラン、i-プロピルトリ-n-プロポキシシ
ラン、i-プロピルトリ-iso-プロポキシシラン、i-
プロピルトリ-n-ブトキシシラン、i-プロピルトリ-s
ec-ブトキシシラン、i-プロピルトリ-tert-ブト
キシシラン、n-ブチルトリメトキシシラン、n-ブチル
トリエトキシシラン、n-ブチルトリ-n-プロポキシシ
ラン、n-ブチルトリ-iso-プロポキシシラン、n-ブ
チルトリ-n-ブトキシシラン、n-ブチルトリ-sec-
ブトキシシラン、n-ブチルトリ-tert-ブトキシシ
ラン、n-ブチルトリフェノキシシラン、sec-ブチル
トリメトキシシラン、sec-ブチル-トリ-n-プロポキ
シシラン、sec-ブチル-トリ-iso-プロポキシシラ
ン、sec-ブチル-トリ-n-ブトキシシラン、sec-
ブチル-トリ-sec-ブトキシシラン、sec-ブチル-
トリ-tert-ブトキシシラン、t-ブチルトリメトキ
シシラン、t-ブチルトリエトキシシラン、t-ブチルト
リ-n-プロポキシシラン、t-ブチルトリ-iso-プロ
ポキシシラン、t-ブチルトリ-n-ブトキシシラン、t-
ブチルトリ-sec-ブトキシシラン、t-ブチルトリ-t
ert-ブトキシシラン、フェニルトリ-n-プロポキシ
シラン、フェニルトリ-iso-プロポキシシラン、フェ
ニルトリ-n-ブトキシシラン、フェニルトリ-sec-ブ
トキシシラン、フェニルトリ-tert-ブトキシシラン
などが挙げられる。
Specific examples of trifunctional alkoxysilanes among the alkoxysilanes represented by the general formula (1) include trimethoxysilane, triethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane and ethyltrimethoxysilane. , Ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane,
Isobutyltriethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, allyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltri-iso -Propoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, methyltri-sec-butoxysilane, methyltri-tert-butoxysilane, ethyltri-n-propoxysilane, ethyltri-iso-propoxysilane, ethyltri-n-butoxysilane, ethyltri
-sec-butoxysilane, ethyltri-tert-butoxysilane, n-propyltri-n-propoxysilane, n-
Propyltri-iso-propoxysilane, n-propyltri-n-butoxysilane, n-propyltri-sec-butoxysilane, n-propyltri-tert-butoxysilane, i-propyltrimethoxysilane, i-propyltriethoxy Silane, i-propyltri-n-propoxysilane, i-propyltri-iso-propoxysilane, i-
Propyltri-n-butoxysilane, i-propyltri-s
ec-butoxysilane, i-propyltri-tert-butoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-butyltri-n-propoxysilane, n-butyltri-iso-propoxysilane, n-butyltri -n-butoxysilane, n-butyltri-sec-
Butoxysilane, n-butyltri-tert-butoxysilane, n-butyltriphenoxysilane, sec-butyltrimethoxysilane, sec-butyl-tri-n-propoxysilane, sec-butyl-tri-iso-propoxysilane, sec- Butyl-tri-n-butoxysilane, sec-
Butyl-tri-sec-butoxysilane, sec-butyl-
Tri-tert-butoxysilane, t-butyltrimethoxysilane, t-butyltriethoxysilane, t-butyltri-n-propoxysilane, t-butyltri-iso-propoxysilane, t-butyltri-n-butoxysilane, t-
Butyltri-sec-butoxysilane, t-butyltri-t
Examples thereof include ert-butoxysilane, phenyltri-n-propoxysilane, phenyltri-iso-propoxysilane, phenyltri-n-butoxysilane, phenyltri-sec-butoxysilane and phenyltri-tert-butoxysilane.

【0017】アルコキシシラン類の部分加水分解物を原
料としてもよい。これら4官能性および3官能性のアル
コキシシランの中でも特に好ましいのがテトラメトキシ
シラン、テトラエトキシシラン、トリメトキシシラン、
トリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチ
ルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジ
メチルジエトキシシランである。
A partial hydrolyzate of an alkoxysilane may be used as a raw material. Among these tetrafunctional and trifunctional alkoxysilanes, particularly preferable are tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, trimethoxysilane,
Examples are triethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, and dimethyldiethoxysilane.

【0018】一般式(1)で表される2官能性のアルコ
キシシランの具体的な例として、ジメチルジメトキシシ
ラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジ(n−プ
ロポキシ)シラン、ジメチルジ(i−プロポキシ)シラ
ン、ジメチルジ(n−ブトキシ)シラン、ジメチルジ
(sec-ブトキシ)シラン、ジメチルジ(tert-ブ
トキシシラン)、ジエチルジメトキシシラン、ジエチル
ジエトキシシラン、ジエチルジ(n−プロポキシ)シラ
ン、ジエチルジ(i−プロポキシ)シラン、ジエチルジ
(n−ブトキシ)シラン、ジエチルジ(sec-ブトキ
シ)シラン、ジエチルジ(tert-ブトキシシラ
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、ジフェニルジ(n−プロポキシ)シラン、
ジフェニルジ(i−プロポキシ)シラン、ジフェニルジ
(n−ブトキシ)シラン、ジフェニルジ(sec-ブト
キシ)シラン、ジフェニルジ(tert-ブトキシシラ
ン)、メチルエチルジメトキシシラン、メチルエチルジ
エトキシシラン、メチルエチルジ(n−プロポキシ)シ
ラン、メチルエチルジ(i−プロポキシ)シラン、メチ
ルエチルジ(n−ブトキシ)シラン、メチルエチルジ
(sec-ブトキシ)シラン、メチルエチルジ(ter
t-ブトキシシラン)、メチルプロピルジメトキシシラ
ン、メチルプロピルジエトキシシラン、メチルプロピジ
(n−プロポキシ)シラン、メチルプロピルジ(i−プ
ロポキシ)シラン、メチルプロピルジ(n−ブトキシ)
シラン、メチルプロピルジ(sec-ブトキシ)シラ
ン、メチルプロピルジ(tert-ブトキシシラン)、
メチルフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジエ
トキシシラン、メチルフェニルジ(n−プロポキシ)シ
ラン、メチルフェニルジ(i−プロポキシ)シラン、メ
チルフェニルジ(n−ブトキシ)シラン、メチルフェニ
ルジ(sec-ブトキシ)シラン、メチルフェイルジ
(tert-ブトキシシラン)、エチルフェニルジメト
キシシラン、エチルフェニルジエトキシシラン、エチル
フェニルジ(n−プロポキシ)シラン、エチルフェニル
ジ(i−プロポキシ)シラン、エチルフェニルジ(n−
ブトキシ)シラン、エチルフェニルジ(sec-ブトキ
シ)シラン、エチルフェニルジ(tert-ブトキシシ
ラン)、などのケイ素原子上に2個のアルキル基または
アリール基が結合したアルキルシランなどがあげられ
る。
Specific examples of the bifunctional alkoxysilane represented by the general formula (1) include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldi (n-propoxy) silane, dimethyldi (i-propoxy) silane, Dimethyldi (n-butoxy) silane, dimethyldi (sec-butoxy) silane, dimethyldi (tert-butoxysilane), diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldi (n-propoxy) silane, diethyldi (i-propoxy) silane, diethyldi (N-butoxy) silane, diethyldi (sec-butoxy) silane, diethyldi (tert-butoxysilane), diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldi (n-propoxy) silane,
Diphenyldi (i-propoxy) silane, diphenyldi (n-butoxy) silane, diphenyldi (sec-butoxy) silane, diphenyldi (tert-butoxysilane), methylethyldimethoxysilane, methylethyldiethoxysilane, methylethyldi (n -Propoxy) silane, methylethyldi (i-propoxy) silane, methylethyldi (n-butoxy) silane, methylethyldi (sec-butoxy) silane, methylethyldi (ter)
t-butoxysilane), methylpropyldimethoxysilane, methylpropyldiethoxysilane, methylpropidi (n-propoxy) silane, methylpropyldi (i-propoxy) silane, methylpropyldi (n-butoxy)
Silane, methylpropyldi (sec-butoxy) silane, methylpropyldi (tert-butoxysilane),
Methylphenyldimethoxysilane, methylphenyldiethoxysilane, methylphenyldi (n-propoxy) silane, methylphenyldi (i-propoxy) silane, methylphenyldi (n-butoxy) silane, methylphenyldi (sec-butoxy) silane , Methylfaildi (tert-butoxysilane), ethylphenyldimethoxysilane, ethylphenyldiethoxysilane, ethylphenyldi (n-propoxy) silane, ethylphenyldi (i-propoxy) silane, ethylphenyldi (n-
Examples thereof include butoxy) silane, ethylphenyldi (sec-butoxy) silane, ethylphenyldi (tert-butoxysilane), and other alkylsilanes in which two alkyl groups or aryl groups are bonded to the silicon atom.

【0019】また、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、メチルビニルジ(n−プ
ロポキシ)シラン、メチルビニルジ(i−プロポキシ)
シラン、メチルビニルジ(n−ブトキシ)シラン、メチ
ルビニルジ(sec-ブトキシ)シラン、メチルビニル
ジ(tert-ブトキシシラン)、ジビニルジメトキシ
シラン、ジビニルジエトキシシラン、ジビニルジ(n−
プロポキシ)シラン、ジビニルジ(i−プロポキシ)シ
ラン、ジビニルジ(n−ブトキシ)シラン、ジビニルジ
(sec-ブトキシ)シラン、ジビニルジ(tert-ブ
トキシシラン)、などケイ素原子上に1ないし2個のビ
ニル基が結合したアルキルシランなども好適である。
Further, methylvinyldimethoxysilane, methylvinyldiethoxysilane, methylvinyldi (n-propoxy) silane, methylvinyldi (i-propoxy).
Silane, methylvinyldi (n-butoxy) silane, methylvinyldi (sec-butoxy) silane, methylvinyldi (tert-butoxysilane), divinyldimethoxysilane, divinyldiethoxysilane, divinyldi (n-
1 to 2 vinyl groups are bonded to a silicon atom such as propoxy) silane, divinyldi (i-propoxy) silane, divinyldi (n-butoxy) silane, divinyldi (sec-butoxy) silane, divinyldi (tert-butoxysilane). Alkylsilanes and the like are also suitable.

【0020】一般式(1)で表される1官能性のアルコ
キシシランの具体例として、トリメチルメトキシシラ
ン、トリメチルエトキシシラン、トリメチル(n−プロ
ポキシ)シラン、トリメチル(i−プロポキシ)シラ
ン、トリメチル(n−ブトキシ)シラン、トリメチル
(sec-ブトキシ)シラン、トリメチル(tert-ブ
トキシシラン)、トリエチルメトキシシラン、トリエチ
ルエトキシシラン、トリエチル(n−プロポキシ)シラ
ン、トリエチル(i−プロポキシ)シラン、トリエチル
(n−ブトキシ)シラン、トリエチル(sec-ブトキ
シ)シラン、トリエチル(tert-ブトキシシラ
ン)、トリプロピルメトキシシラン、トリプロピルエト
キシシラン、トリプロピル(n−プロポキシ)シラン、
トリプロピル(i−プロポキシ)シラン、トリプロピル
(n−ブトキシ)シラン、トリプロピル(sec-ブト
キシ)シラン、トリプロピル(tert-ブトキシシラ
ン)、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエト
キシシラン、トリフェニル(n−プロポキシ)シラン、
トリフェニル(i−プロポキシ)シラン、トリフェニル
(n−ブトキシ)シラン、トリフェニル(sec-ブト
キシ)シラン、トリフェニル(tert-ブトキシシラ
ン)、メチルジエチルメトキシシラン、メチルジエチル
エトキシシラン、メチルジエチル(n−プロポキシ)シ
ラン、メチルジエチル(i−プロポキシ)シラン、メチ
ルジエチル(n−ブトキシ)シラン、メチルジエチル
(sec-ブトキシ)シラン、メチルジエチル(ter
t-ブトキシシラン)、メチルジプロピルメトキシシラ
ン、メチルジプロピルエトキシシラン、メチルジプロピ
ル(n−プロポキシ)シラン、メチルジプロピル(i−
プロポキシ)シラン、メチルジプロピル(n−ブトキ
シ)シラン、メチルジプロピル(sec-ブトキシ)シ
ラン、メチルジプロピル(tert-ブトキシシラ
ン)、メチルジフェニルメトキシシラン、メチルジフェ
ニルエトキシシラン、メチルジフェニル(n−プロポキ
シ)シラン、メチルジフェニル(i−プロポキシ)シラ
ン、メチルジフェニル(n−ブトキシ)シラン、メチル
ジフェニル(sec-ブトキシ)シラン、メチルジフェ
ニル(tert-ブトキシシラン)、エチルジメチルメ
トキシシラン、エチルジメチルエトキシシラン、エチル
ジメチル(n−プロポキシ)シラン、エチルジメチル
(i−プロポキシ)シラン、エチルジメチル(n−ブト
キシ)シラン、エチルジメチル(sec-ブトキシ)シ
ラン、エチルジメチル(tert-ブトキシシラン)、
エチルジプロピルメトキシシラン、エチルジプロピルエ
トキシシラン、エチルジプロピル(n−プロポキシ)シ
ラン、エチルジプロピル(i−プロポキシ)シラン、エ
チルジプロピル(n−ブトキシ)シラン、エチルジプロ
ピル(sec-ブトキシ)シラン、エチルジプロピル
(tert-ブトキシシラン)、エチルジフェニルメト
キシシラン、エチルジフェニルエトキシシラン、エチル
ジフェニル(n−プロポキシ)シラン、エチルジフェニ
ル(i−プロポキシ)シラン、エチルジフェニル(n−
ブトキシ)シラン、エチルジフェニル(sec-ブトキ
シ)シラン、エチルジフェニル(tert-ブトキシシ
ラン)、プロピルジメチルメトキシシラン、プロピルジ
メチルエトキシシラン、プロピルジメチル(n−プロポ
キシ)シラン、プロピルジメチル(i−プロポキシ)シ
ラン、プロピルジメチル(n−ブトキシ)シラン、プロ
ピルジメチル(sec-ブトキシ)シラン、プロピルジ
メチル(tert-ブトキシシラン)、プロピルジエチ
ルメトキシシラン、プロピルジエチルエトキシシラン、
プロピルジエチル(n−プロポキシ)シラン、プロピル
ジエチル(i−プロポキシ)シラン、プロピルジエチル
(n−ブトキシ)シラン、プロピルジエチル(sec-
ブトキシ)シラン、プロピルジエチル(tert-ブト
キシシラン)、プロピルジフェニルメトキシシラン、プ
ロピルジフェニルエトキシシラン、プロピルジフェニル
(n−プロポキシ)シラン、プロピルジフェニル(i−
プロポキシ)シラン、プロピルジフェニル(n−ブトキ
シ)シラン、プロピルジフェニル(sec-ブトキシ)
シラン、プロピルジフェニル(tert-ブトキシシラ
ン)フェニルジメチルメトキシシラン、フェニルジメチ
ルエトキシシラン、フェニルジメチル(n−プロポキ
シ)シラン、フェニルジメチル(i−プロポキシ)シラ
ン、フェニルジメチル(n−ブトキシ)シラン、フェニ
ルジメチル(sec-ブトキシ)シラン、フェニルジメ
チル(tert-ブトキシシラン)、フェニルジエチル
メトキシシラン、フェニルジエチルエトキシシラン、フ
ェニルジエチル(n−プロポキシ)シラン、フェニルジ
エチル(i−プロポキシ)シラン、フェニルジエチル
(n−ブトキシ)シラン、フェニルジエチル(sec-
ブトキシ)シラン、フェニルジエチル(tert-ブト
キシシラン)、フェニルジプロピルメトキシシラン、フ
ェニルジプロピルエトキシシラン、フェニルジプロピル
(n−プロポキシ)シラン、フェニルジプロピル(i−
プロポキシ)シラン、フェニルジプロピル(n−ブトキ
シ)シラン、フェニルジプロピル(sec-ブトキシ)
シラン、フェニルジプロピル(tert-ブトキシシラ
ン)などが挙げられる。
Specific examples of the monofunctional alkoxysilane represented by the general formula (1) include trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethyl (n-propoxy) silane, trimethyl (i-propoxy) silane and trimethyl (n). -Butoxy) silane, trimethyl (sec-butoxy) silane, trimethyl (tert-butoxysilane), triethylmethoxysilane, triethylethoxysilane, triethyl (n-propoxy) silane, triethyl (i-propoxy) silane, triethyl (n-butoxy) ) Silane, triethyl (sec-butoxy) silane, triethyl (tert-butoxysilane), tripropylmethoxysilane, tripropylethoxysilane, tripropyl (n-propoxy) silane,
Tripropyl (i-propoxy) silane, tripropyl (n-butoxy) silane, tripropyl (sec-butoxy) silane, tripropyl (tert-butoxysilane), triphenylmethoxysilane, triphenylethoxysilane, triphenyl (n -Propoxy) silane,
Triphenyl (i-propoxy) silane, triphenyl (n-butoxy) silane, triphenyl (sec-butoxy) silane, triphenyl (tert-butoxysilane), methyldiethylmethoxysilane, methyldiethylethoxysilane, methyldiethyl (n -Propoxy) silane, methyldiethyl (i-propoxy) silane, methyldiethyl (n-butoxy) silane, methyldiethyl (sec-butoxy) silane, methyldiethyl (ter)
t-butoxysilane), methyldipropylmethoxysilane, methyldipropylethoxysilane, methyldipropyl (n-propoxy) silane, methyldipropyl (i-
Propoxy) silane, methyldipropyl (n-butoxy) silane, methyldipropyl (sec-butoxy) silane, methyldipropyl (tert-butoxysilane), methyldiphenylmethoxysilane, methyldiphenylethoxysilane, methyldiphenyl (n-propoxy) ) Silane, methyldiphenyl (i-propoxy) silane, methyldiphenyl (n-butoxy) silane, methyldiphenyl (sec-butoxy) silane, methyldiphenyl (tert-butoxysilane), ethyldimethylmethoxysilane, ethyldimethylethoxysilane, ethyl Dimethyl (n-propoxy) silane, ethyldimethyl (i-propoxy) silane, ethyldimethyl (n-butoxy) silane, ethyldimethyl (sec-butoxy) silane, ethyldimethyl (tert-) Tokishishiran),
Ethyldipropylmethoxysilane, ethyldipropylethoxysilane, ethyldipropyl (n-propoxy) silane, ethyldipropyl (i-propoxy) silane, ethyldipropyl (n-butoxy) silane, ethyldipropyl (sec-butoxy) Silane, ethyldipropyl (tert-butoxysilane), ethyldiphenylmethoxysilane, ethyldiphenylethoxysilane, ethyldiphenyl (n-propoxy) silane, ethyldiphenyl (i-propoxy) silane, ethyldiphenyl (n-
Butoxy) silane, ethyldiphenyl (sec-butoxy) silane, ethyldiphenyl (tert-butoxysilane), propyldimethylmethoxysilane, propyldimethylethoxysilane, propyldimethyl (n-propoxy) silane, propyldimethyl (i-propoxy) silane, Propyldimethyl (n-butoxy) silane, propyldimethyl (sec-butoxy) silane, propyldimethyl (tert-butoxysilane), propyldiethylmethoxysilane, propyldiethylethoxysilane,
Propyldiethyl (n-propoxy) silane, propyldiethyl (i-propoxy) silane, propyldiethyl (n-butoxy) silane, propyldiethyl (sec-
Butoxy) silane, propyldiethyl (tert-butoxysilane), propyldiphenylmethoxysilane, propyldiphenylethoxysilane, propyldiphenyl (n-propoxy) silane, propyldiphenyl (i-
Propoxy) silane, propyldiphenyl (n-butoxy) silane, propyldiphenyl (sec-butoxy)
Silane, propyldiphenyl (tert-butoxysilane) phenyldimethylmethoxysilane, phenyldimethylethoxysilane, phenyldimethyl (n-propoxy) silane, phenyldimethyl (i-propoxy) silane, phenyldimethyl (n-butoxy) silane, phenyldimethyl ( sec-butoxy) silane, phenyldimethyl (tert-butoxysilane), phenyldiethylmethoxysilane, phenyldiethylethoxysilane, phenyldiethyl (n-propoxy) silane, phenyldiethyl (i-propoxy) silane, phenyldiethyl (n-butoxy) Silane, phenyldiethyl (sec-
Butoxy) silane, phenyldiethyl (tert-butoxysilane), phenyldipropylmethoxysilane, phenyldipropylethoxysilane, phenyldipropyl (n-propoxy) silane, phenyldipropyl (i-
Propoxy) silane, phenyldipropyl (n-butoxy) silane, phenyldipropyl (sec-butoxy)
Examples thereof include silane and phenyldipropyl (tert-butoxysilane).

【0021】また、ケイ素原子上に1〜3個のビニル基
が結合したアルキルシランなども好適である。具体的に
は、トリビニルメトキシシラン、トリビニルエトキシシ
ラン、トリビニル(n−プロポキシ)シラン、トリビニ
ル(i−プロポキシ)シラン、トリビニル(n−ブトキ
シ)シラン、トリビニル(sec-ブトキシ)シラン、
トリビニル(tert-ブトキシシラン)、ビニルジメ
チルメトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、
ビニルジメチル(n−プロポキシ)シラン、ビニルジメ
チル(i−プロポキシ)シラン、ビニルジメチル(n−
ブトキシ)シラン、ビニルジメチル(sec-ブトキ
シ)シラン、ビニルジメチル(tert-ブトキシシラ
ン)、ビニルジエチルメトキシシラン、ビニルジエチル
エトキシシラン、ビニルジエチル(n−プロポキシ)シ
ラン、ビニルジエチル(i−プロポキシ)シラン、ビニ
ルジエチル(n−ブトキシ)シラン、ビニルジエチル
(sec-ブトキシ)シラン、ビニルジエチル(ter
t-ブトキシシラン)、ビニルジプロピルメトキシシラ
ン、ビニルジプロピルエトキシシラン、ビニルジプロピ
ル(n−プロポキシ)シラン、ビニルジプロピル(i−
プロポキシ)シラン、ビニルジプロピル(n−ブトキ
シ)シラン、ビニルジプロピル(sec-ブトキシ)シ
ラン、ビニルジプロピル(tert-ブトキシシラン)
などが挙げられる。
Alkylsilanes having 1 to 3 vinyl groups bonded to silicon atoms are also suitable. Specifically, trivinylmethoxysilane, trivinylethoxysilane, trivinyl (n-propoxy) silane, trivinyl (i-propoxy) silane, trivinyl (n-butoxy) silane, trivinyl (sec-butoxy) silane,
Trivinyl (tert-butoxysilane), vinyldimethylmethoxysilane, vinyldimethylethoxysilane,
Vinyldimethyl (n-propoxy) silane, vinyldimethyl (i-propoxy) silane, vinyldimethyl (n-)
Butoxy) silane, vinyldimethyl (sec-butoxy) silane, vinyldimethyl (tert-butoxysilane), vinyldiethylmethoxysilane, vinyldiethylethoxysilane, vinyldiethyl (n-propoxy) silane, vinyldiethyl (i-propoxy) silane, Vinyldiethyl (n-butoxy) silane, vinyldiethyl (sec-butoxy) silane, vinyldiethyl (ter)
t-butoxysilane), vinyldipropylmethoxysilane, vinyldipropylethoxysilane, vinyldipropyl (n-propoxy) silane, vinyldipropyl (i-
Propoxy) silane, vinyldipropyl (n-butoxy) silane, vinyldipropyl (sec-butoxy) silane, vinyldipropyl (tert-butoxysilane)
And so on.

【0022】本発明の1官能性および2官能性のアルコ
キシシランとして、先述したようなアルコキシシランが
用いられるが、その中でより好ましいのが、トリメチル
メトキシシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリエ
チルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリ
プロピルメトキシシラン、トリプロピルメトキシシラ
ン、トリプロピルエトキシシラン、トリフェニルメトキ
シシラン、トリフェニルエトキシシラン、フェニルジメ
チルメトキシシラン、フェニルジメチルエトキシシラ
ン、ジフェニルメチルメトキシシラン、ジフェニルメチ
ルエトキシシランなどのアルキルシラン、ジメチルジエ
トキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジ
エトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチル
エチルジエトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシ
ラン、エチルフェニルジエトキシシラン、ジメチルジメ
トキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジ
メトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチル
エチルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシ
ラン、エチルフェニルジメトキシシランなどのが挙げら
れる。
As the monofunctional and difunctional alkoxysilanes of the present invention, the above-mentioned alkoxysilanes are used. Among them, more preferred are trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, triethylmethoxysilane, Such as triethylethoxysilane, tripropylmethoxysilane, tripropylmethoxysilane, tripropylethoxysilane, triphenylmethoxysilane, triphenylethoxysilane, phenyldimethylmethoxysilane, phenyldimethylethoxysilane, diphenylmethylmethoxysilane, diphenylmethylethoxysilane, etc. Alkylsilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, methylethyldiethoxysilane , Methylphenyl diethoxy silane, ethyl phenyl diethoxy silane, dimethyl dimethoxy silane, dimethyl dimethoxy silane, diethyl dimethoxy silane, diphenyl dimethoxy silane, methyl ethyl dimethoxy silane, methyl phenyl dimethoxy silane, and that such ethylphenyl dimethoxysilane.

【0023】また、メチルジメトキシシラン、メチルジ
エトキシシラン、エチルジメトキシシラン、エチルジエ
トキシシラン、プロピルジメトキシシラン、プロピルジ
エトキシシラン、フェニルジメトキシシラン、フェニル
ジエトキシシランなどのケイ素原子に直接水素原子が結
合したものも用いることもできる。また本発明において
用いることができる一般式(2)で表されるアルコキシ
シランは、その出発原料であるアルコキシシランが6、
5、4、3および2官能性のものである。
Further, a hydrogen atom is directly bonded to a silicon atom such as methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, ethyldimethoxysilane, ethyldiethoxysilane, propyldimethoxysilane, propyldiethoxysilane, phenyldimethoxysilane and phenyldiethoxysilane. It is also possible to use the prepared one. The alkoxysilane represented by the general formula (2) that can be used in the present invention has an alkoxysilane of 6 as a starting material,
It is 5, 4, 3 and bifunctional.

【0024】一般式(2)で表されるアルコキシシラン
において、たとえばm=q=1でR 3(R4O)2Si-
(R7p-Si(OR526の化合物を4官能性のアル
コキシシラン、m=0、q=1またはm=1、q=0
で、(R4O)3Si-(R7p-Si(OR526の化
合物を5官能性のアルコキシシラン、m=q=0で(R
4O)3Si-(R7p-Si(OR53の化合物を6官能
性のアルコキシシランとし、一般式(2)でm=q=
2、すなわちR3 2(R4O)Si-(R7p-Si(O
5)R6 2を2官能性のアルコキシシラン、m=2、q=
1またはm=1、q=2で、R3 2(R4O)Si-
(R7p-Si(OR526 の化合物を3官能性のア
ルコキシシランとする。
Alkoxysilane represented by the general formula (2)
, For example, m = q = 1 and R 3(RFourO)2Si-
(R7)p-Si (ORFive)2R6The compound of
Coxisilane, m = 0, q = 1 or m = 1, q = 0
Then, (RFourO)3Si- (R7)p-Si (ORFive)2R6Of
The compound is a pentafunctional alkoxysilane with m = q = 0 (R
FourO)3Si- (R7)p-Si (ORFive)36-functional compound
Of the general formula (2), m = q =
2 or R3 2(RFourO) Si- (R7)p-Si (O
RFive) R6 2Is a bifunctional alkoxysilane, m = 2, q =
1 or m = 1, q = 2, R3 2(RFourO) Si-
(R7)p-Si (ORFive)2R6 The compound of
Lucoxysilane.

【0025】一般式(2)で表されるアルコキシシラン
のうち、R7が-(CH2)n-の化合物で6、4および2
官能性のアルコキシシランの具体例として、6官能性の
アルコキシランの例としてビス(トリメトキシシリル)
メタン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、ビス(ト
リフェノキシシリル)メタン、ビス(トリメトキシシリ
ル)エタン、ビス(トリエトキシシリル)エタン、ビス
(トリフェノキシシリル)エタン、1,3-ビス(トリ
メトキシシリル)プロパン、 1,3-ビス(トリエトキ
シシリル)プロパン、1, 3-ビス(トリフェノキシシ
リル)プロパン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)
ベンゼン、1,4−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼ
ン。4官能性のアルコキシシランの例としてビス(ジメ
トキシメチルシリル)メタン、ビス(ジエトキシメチル
シリル)メタン、ビス(ジメトキシフェニルシリル)メ
タン、ビス(ジエトキシフェニルシリル)メタン、ビス
(ジメトキシメチルシリル)エタン、ビス(ジエトキシ
メチルシリル)エタン、ビス(ジメトキシフェニルシリ
ル)エタン、ビス(ジエトキシフェニルシリル)エタ
ン、1,3 -ビス(ジメトキシメチルシリル)プロパ
ン、1,3- ビス(ジエトキシメチルシリル)プロパ
ン、1,3-ビ ス(ジメトキシフェニルシリル)プロパ
ン、1,3-ビ ス(ジエトキシフェニルシリル)プロパ
ンなどが挙げられる。2官能性のアルコキシシランの具
体例として、ビス(メトキシジメチルシリル)メタン、
ビス(エトキシジメチルシリル)メタン、ビス(メトキ
シジフェニルシリル)メタン、ビス(エトキシジフェニ
ルシリル)メタン、ビス(メトキシジメチルシリル)エ
タン、ビス(エトキシジメチルシリル)エタン、ビス
(メトキシジフェニルシリル)エタン、ビス(エトキシ
ジフェニルシリル)エタン、1,3-ビス(メトキシジ
メチルシリル)プロパン、1,3-ビス (エトキシジメ
チルシリル)プロパン、1,3-ビス (メトキシジフェ
ニルシリル)プロパン、1,3-ビス (エトキシジフェ
ニルシリル)プロパンなどが挙げられる。
Among the alkoxysilanes represented by the general formula (2), compounds in which R 7 is-(CH 2 ) n-- are 6, 4, and 2
Specific examples of the functional alkoxysilane include bis (trimethoxysilyl) as an example of the hexafunctional alkoxysilane.
Methane, bis (triethoxysilyl) methane, bis (triphenoxysilyl) methane, bis (trimethoxysilyl) ethane, bis (triethoxysilyl) ethane, bis (triphenoxysilyl) ethane, 1,3-bis (trimethoxy) Silyl) propane, 1,3-bis (triethoxysilyl) propane, 1,3-bis (triphenoxysilyl) propane, 1,4-bis (trimethoxysilyl)
Benzene, 1,4-bis (triethoxysilyl) benzene. Examples of tetrafunctional alkoxysilanes are bis (dimethoxymethylsilyl) methane, bis (diethoxymethylsilyl) methane, bis (dimethoxyphenylsilyl) methane, bis (diethoxyphenylsilyl) methane, bis (dimethoxymethylsilyl) ethane. , Bis (diethoxymethylsilyl) ethane, bis (dimethoxyphenylsilyl) ethane, bis (diethoxyphenylsilyl) ethane, 1,3-bis (dimethoxymethylsilyl) propane, 1,3-bis (diethoxymethylsilyl) Examples include propane, 1,3-bis (dimethoxyphenylsilyl) propane, 1,3-bis (diethoxyphenylsilyl) propane and the like. Specific examples of the bifunctional alkoxysilane include bis (methoxydimethylsilyl) methane,
Bis (ethoxydimethylsilyl) methane, bis (methoxydiphenylsilyl) methane, bis (ethoxydiphenylsilyl) methane, bis (methoxydimethylsilyl) ethane, bis (ethoxydimethylsilyl) ethane, bis (methoxydiphenylsilyl) ethane, bis ( Ethoxydiphenylsilyl) ethane, 1,3-bis (methoxydimethylsilyl) propane, 1,3-bis (ethoxydimethylsilyl) propane, 1,3-bis (methoxydiphenylsilyl) propane, 1,3-bis (ethoxydiphenyl) Silyl) propane and the like.

【0026】一般式(2)でR7が酸素原子の化合物と
しては、ヘキサメトキシジシロキサン、ヘキサエトキシ
ジシロキサン、ヘキサフェノキシジシロキサン、1,
1,1,3,3-ペンタメトキシ-3-メチルジシロキサ
ン、1,1,1,3,3-ペンタエトキシ-3-メチルジ
シロキサン、1,1,1,3,3-ペンタメトキシ- 3-
フェニルジシロキサン、1,1,1,3,3-ペンタエ
トキシ-3-フェニルジシロキサン、1,1,3, 3-テ
トラメトキシ-1,3-ジメチルジシロキサン、 1,
1,3,3-テトラエトキシ-1,3-ジメチルジ シロキ
サン、1,1,3,3-テトラメトキシ-1,3 -ジフェ
ニルジシロキサン、1,1,3,3-テトラエトキシ-
1,3-ジフェニルジシロキサン、1,1,3 -トリメ
トキシ-1,3,3-トリメチルジシロキサ ン、1,
1,3-トリエトキシ-1,3,3-トリメチルジシロキ
サン、1,1,3-トリメトキシ-1,3, 3-トリフェ
ニルジシロキサン、1,1,3-トリエト キシ-1,
3,3-トリフェニルジシロキサン、1,3 -ジメトキ
シ-1,1,3,3-テトラメチルジシロキ サン、1,
3-ジエトキシ-1,1,3,3-テトラメ チルジシロキ
サン、1,3-ジメトキシ-1,1,3,3-テトラフェ
ニルジシロキサン、1,3-ジエトキシ -1,1,3,
3-テトラフェニルジシロキサンなどを挙げることがで
きる。2官能性の化合物としては、3 -ジメトキシ-
1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、1,3-ジ
エトキシ-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、
1,3-ジメトキシ-1,1,3,3-テトラフェニルジ
シロキサン、1,3-ジエトキシ -1,1,3,3-テト
ラフェニルジシロキサンなどを挙げることができる。
As the compound of the general formula (2) in which R 7 is an oxygen atom, hexamethoxydisiloxane, hexaethoxydisiloxane, hexaphenoxydisiloxane, 1,
1,1,3,3-pentamethoxy-3-methyldisiloxane, 1,1,1,3,3-pentaethoxy-3-methyldisiloxane, 1,1,1,3,3-pentamethoxy-3 -
Phenyldisiloxane, 1,1,1,3,3-pentaethoxy-3-phenyldisiloxane, 1,1,3,3-tetramethoxy-1,3-dimethyldisiloxane, 1,
1,3,3-Tetraethoxy-1,3-dimethyldisiloxane, 1,1,3,3-tetramethoxy-1,3-diphenyldisiloxane, 1,1,3,3-tetraethoxy-
1,3-diphenyldisiloxane, 1,1,3-trimethoxy-1,3,3-trimethyldisiloxane, 1,
1,3-triethoxy-1,3,3-trimethyldisiloxane, 1,1,3-trimethoxy-1,3,3-triphenyldisiloxane, 1,1,3-triethoxy-1,
3,3-triphenyldisiloxane, 1,3-dimethoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,
3-diethoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3-dimethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane, 1,3-diethoxy-1,1,3,
Examples thereof include 3-tetraphenyldisiloxane. Bifunctional compounds include 3-dimethoxy-
1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3-diethoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane,
Examples thereof include 1,3-dimethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane and 1,3-diethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane.

【0027】一般式(2)で、pが0の化合物で6,
5,4、3および2官能性のアルコキシシランの具体例
として、6官能性のアルコキシシランの具体例としてヘ
キサメトキシジシラン、ヘキサエトキシジシラン、ヘキ
サフェニキシジシラン、5官能性のアルコキシシランの
具体例として1,1,1,2,2-ペンタメトキシ-2-
メチルジシラン、1,1,1,2,2-ペンタエトキシ-
2-メチルジシラン、1,1,1,2,2-ペンタメトキ
シ-2-フェニルジシラン、1,1,1,2,2-ペンタ
エトキシ-2-フェニルジシラン、4官能性のアルコキシ
シランの具体例として1,1,2,2-テトラメ トキシ
-1,2-ジメチルジシラン、1,1,2,2-テトラエ
トキシ-1,2-ジメチルジシラン、1,1,2,2-テ
トラメトキシ-1,2-ジフェニルジシラン、1,1,
2,2-テトラエトキシ-1,2-ジフェニルジシラン、
3官能性のアルコキシシランの具体例として1,1,2
-トリメトキシ-1,2,2 -トリメチルジシラン、1,
1,2-トリエトキシ- 1,2,2-トリメチルジシラ
ン、1,1,2-トリメトキシ-1,2,2-トリフェニ
ルジシラン、1,1,2-トリエトキシ-1,2,2-ト
リフェニルジシラン、2官能性のアルコキシシランの具
体例として1,2-ジメトキシ-1,1,2,2-テトラ
メチルジシラン、1,2-ジエトキシ-1,1,2,2-
テトラメチルジシラン、1,2-ジメトキシ-1,1,
2,2-テトラフェニルジシラン、1,2-ジエトキシ-
1,1,2,2-テトラフェニルジシランなどを挙げる
ことができる。
A compound of the general formula (2) in which p is 0 is 6,
Specific examples of 5-, 4-, 3- and 2-functional alkoxysilanes include 6-functional alkoxysilanes such as hexamethoxydisilane, hexaethoxydisilane, hexaphenoxydisilane and 5-functional alkoxysilanes. 1,1,1,2,2-pentamethoxy-2-
Methyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaethoxy-
Specific examples of 2-methyldisilane, 1,1,1,2,2-pentamethoxy-2-phenyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaethoxy-2-phenyldisilane and tetrafunctional alkoxysilane As 1,1,2,2-tetramethoxy
-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetramethoxy-1,2-diphenyldisilane, 1,1,
2,2-tetraethoxy-1,2-diphenyldisilane,
Specific examples of trifunctional alkoxysilanes are 1,1,2
-Trimethoxy-1,2,2-trimethyldisilane, 1,
1,2-triethoxy-1,2,2-trimethyldisilane, 1,1,2-trimethoxy-1,2,2-triphenyldisilane, 1,1,2-triethoxy-1,2,2-triphenyldisilane Specific examples of the bifunctional alkoxysilane include 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane and 1,2-diethoxy-1,1,2,2-
Tetramethyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,
2,2-tetraphenyldisilane, 1,2-diethoxy-
Examples include 1,1,2,2-tetraphenyldisilane.

【0028】以上の一般式(2)で表されるアルコキシ
シランのうち5官能性および3官能性のアルコキシシラ
ンを用いることは好適である。本発明のシリカ前駆体に
は上記のアルコキシシランおよびその加水分解、重縮合
したものうち少なくともいずれか1種以上含んでいるこ
とを特徴とするが、加水分解物には部分加水分解物も含
まれる。例えば、シリカ前駆体に用いられる4官能性の
アルコキシシランの場合、4つのアルコキシのすべてが
加水分解されている必要はなく、例えば1個だけが加水
分解されているもの、2個以上が加水分解されているも
の、あるいはこれらの混合物が存在していてもかまわな
い。また、本発明におけるシリカ前駆体に含有される重
縮合物とは、シリカ前駆体の加水分解物のシラノール基
が縮合してSi-O-Si結合を形成したものであるが、
シラノール基がすべて縮合している必要はなく、一部の
シラノール基が縮合したもの、縮合の程度が異なってい
るものの混合物などを表す。
Of the alkoxysilanes represented by the above general formula (2), it is preferable to use a pentafunctional or trifunctional alkoxysilane. The silica precursor of the present invention is characterized by containing at least one or more of the above alkoxysilanes and their hydrolyzed and polycondensed products, and the hydrolyzate also includes a partial hydrolyzate. . For example, in the case of a tetrafunctional alkoxysilane used as a silica precursor, it is not necessary that all four alkoxys be hydrolyzed, for example, only one is hydrolyzed, two or more are hydrolyzed. It is also possible that the above-mentioned substances or a mixture thereof are present. Further, the polycondensate contained in the silica precursor in the present invention is one in which the silanol groups of the hydrolyzate of the silica precursor are condensed to form a Si-O-Si bond,
It is not necessary that all of the silanol groups are condensed, and it means that some of the silanol groups are condensed, a mixture of those having different degrees of condensation, and the like.

【0029】尚、本発明の1、2、3官能性のアルコキ
シシランとして、先述したようなアルコキシシランが用
いられるが、その中でより好ましいのが、トリメチルエ
トキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリプロピ
ルエトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン、フェ
ニルジメチルエトキシシラン、ジフェニルメチルエトキ
シシランなどのケイ素原子に直接3個のアルキル基また
はアリール基が結合したアルキルシラン、ジメチルジエ
トキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジ
エトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチル
エチルジエトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシ
ラン、エチルフェニルジエトキシシランなどのケイ素原
子に直接2個のアルキル基またはアリール基が結合した
アルキルシラン、さらに、前述したケイ素原子に直接1
個のアルキル基またはアリール基が結合したアルコキシ
シランが挙げられる。
The above-mentioned alkoxysilanes are used as the mono-, di-, and tri-functional alkoxysilanes of the present invention. Among them, more preferred are trimethylethoxysilane, triethylethoxysilane, and tripropylethoxy. Alkylsilane, such as silane, triphenylethoxysilane, phenyldimethylethoxysilane, and diphenylmethylethoxysilane, in which three alkyl groups or aryl groups are directly bonded to silicon atoms, dimethyldiethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, and diethyldiethoxysilane. , Diphenyldiethoxysilane, methylethyldiethoxysilane, methylphenyldiethoxysilane, ethylphenyldiethoxysilane, and other alkylsilanes in which two alkyl groups or aryl groups are directly bonded to a silicon atom, Luo, directly to a silicon atom described above 1
Alkoxysilanes to which one alkyl group or aryl group is bonded are included.

【0030】また、メチルジエトキシシラン、ジメチル
ビニルメトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン
などのケイ素原子に直接水素原子が結合したものも用い
ることもできる。さらに、ビス(エトキシジメチルシリ
ル)メタン、ビス(エトキシジフェニルシリル)メタ
ン、ビス(エトキシジメチルシリル)エタン、ビス(エ
トキシジフェニルシリル)エタン、1,3-ビス (エト
キシジメチルシリル)プロパン、1,3-ビス (エトキ
シジフェニルシリル)プロパン、3-ジエトキシ-1,
1,3,3-テトラメチルジシロキサン、1,3-ジエト
キシ-1,1,3,3-テトラフェニルジシロキサン、
1,2-ジエトキシ-1,1,2,2-テトラメチルジシ
ラン、1,2-ジエトキシ-1,1,2,2-テトラフェ
ニルジシランなどを好適に用いることができる。本発明
の塗布組成物中のシリカ前駆体の含有量は固形分濃度と
して表すことができる。後述するように目的とする絶縁
性薄膜の膜厚にもよるが固形分濃度は2〜30重量%が
好ましく、保存安定性にも優れる。
It is also possible to use those in which a hydrogen atom is directly bonded to a silicon atom, such as methyldiethoxysilane, dimethylvinylmethoxysilane and dimethylvinylethoxysilane. Furthermore, bis (ethoxydimethylsilyl) methane, bis (ethoxydiphenylsilyl) methane, bis (ethoxydimethylsilyl) ethane, bis (ethoxydiphenylsilyl) ethane, 1,3-bis (ethoxydimethylsilyl) propane, 1,3- Bis (ethoxydiphenylsilyl) propane, 3-diethoxy-1,
1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3-diethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane,
1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane and the like can be preferably used. The content of the silica precursor in the coating composition of the present invention can be expressed as a solid content concentration. As will be described later, the solid content concentration is preferably 2 to 30% by weight, depending on the thickness of the target insulating thin film, and the storage stability is also excellent.

【0031】次に本発明における(B)成分について説
明する。(B)成分は、(A)成分が硬化する過程また
は硬化後に、熱により揮発もしくはガスを発生し、好ま
しくは系外に揮散することにより、絶縁薄膜中に空孔を
形成し、該絶縁膜の比誘電率を低下させる作用をする成
分である。該(B)成分が揮発もしくはガスを発生する
温度は、大気圧下、0〜500℃の範囲であり、好まし
くは25〜400℃である。
Next, the component (B) in the present invention will be described. The component (B) volatilizes or generates a gas by heat during or after the component (A) is cured, and preferably volatilizes out of the system to form pores in the insulating thin film, and the insulating film Is a component that acts to lower the relative dielectric constant of. The temperature at which the component (B) volatilizes or generates a gas is in the range of 0 to 500 ° C, preferably 25 to 400 ° C under atmospheric pressure.

【0032】中でも本発明で好適に用いることができる
(B)成分は、後述するような加熱焼成によって塗膜が
多孔薄膜に変換する場合に、熱分解温度が低く、かつシ
リカ前駆体およびシリカとの相溶性が適度に良好な、直
鎖状または分岐状の2元以上のブロックコポリマーで、
ブロック部が炭素数1〜8の直鎖状および環状のオキシ
アルキレン基を繰り返し単位とする有機ポリマーであ
り、該ブロックコポリマー単位を1本のポリマー鎖中に
60重量%以上含むものである。
Above all, the component (B) which can be preferably used in the present invention has a low thermal decomposition temperature when the coating film is converted into a porous thin film by heating and baking as described later and has a silica precursor and silica. Is a linear or branched block copolymer of two or more elements, which has a reasonably good compatibility with
The block portion is an organic polymer having repeating units of linear and cyclic oxyalkylene groups having 1 to 8 carbon atoms, and the block copolymer unit contains 60% by weight or more in one polymer chain.

【0033】ここで、相溶性が適度に良好であるとは、
本発明で使用するブロックコポリマーが、シリカ前駆体
およびシリカとの親和性が良好なもののことを言う。両
者の親和性が適度に良好であると、シリカ前駆体とポリ
マー間での相分離状態が制御され、その後の工程でブロ
ックコポリマーがシリカから抜き去られて多孔体が形成
される場合に極端に大きなまたは小さな孔径を持つ孔が
なく、孔径が均一になるので、得られた薄膜の表面平滑
性がさらに向上するし、また機械強度も高くなる。
Here, the reason that the compatibility is reasonably good is that
The block copolymer used in the present invention has good affinity with the silica precursor and silica. A moderately good affinity between them controls the phase separation state between the silica precursor and the polymer, and is extremely extreme when the block copolymer is extracted from silica in the subsequent step to form a porous body. Since there are no pores having large or small pore diameters and the pore diameters are uniform, the surface smoothness of the obtained thin film is further improved and the mechanical strength is also high.

【0034】具体的なブロックコポリマーとしては、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ポリブチレングリコールのような2
元ブロックコポリマー、さらに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、ポ
リプロピレングリコール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ポリブチ
レングリコールポリエチレングリコールなどの直鎖状の
3元ブロックコポリマーのようなポリエーテルブロック
コポリマーが挙げられる。
Specific block copolymers include polyethylene glycol polypropylene glycol, polyethylene glycol polybutylene glycol, and the like 2.
Mention may be made of original block copolymers as well as polyether block copolymers such as linear ternary block copolymers such as polyethylene glycol polypropylene glycol polyethylene glycol, polypropylene glycol polyethylene glycol polypropylene glycol, polyethylene glycol polybutylene glycol polyethylene glycol.

【0035】さらに、分岐状のブロックコポリマーとし
て、グリセロール、エリスリトール、ペンタエリスリト
ール、ペンチトール、ペントース、ヘキシトール、ヘキ
ソース、ヘプトースなどに代表される糖鎖に含まれるヒ
ドロキシル基のうちの少なくとも3つとポリマー鎖が結
合した構造、及び/又はヒドロキシル酸に含まれるヒド
ロキシル基とカルボキシル基のうち少なくとも3つがブ
ロックコポリマー鎖が結合した構造が挙げられる。具体
的にはグリセロールポリエチレングリコールポリプロピ
レングリコール、エリスリトール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な
どが含まれる。
Further, as the branched block copolymer, at least three of the hydroxyl groups contained in the sugar chain represented by glycerol, erythritol, pentaerythritol, pentitol, pentose, hexitol, hexose, heptose and the like and the polymer chain are included. The bonded structure and / or the structure in which at least three of the hydroxyl group and the carboxyl group contained in the hydroxyl acid are bonded to the block copolymer chain are included. Specifically, glycerol polyethylene glycol polypropylene glycol, erythritol polyethylene glycol polypropylene glycol polyethylene glycol and the like are included.

【0036】上記の分岐上のブロックコポリマーを得る
ために用いられる糖鎖以外でも用いることのできる糖鎖
の具体的な例としては、ソルビトール、マンニトール、
キシリトール、スレイトール、マルチトール、アラビト
ール、ラクチトール、アドニトール、セロビトール、グ
ルコース、フルクトース、スクロース、ラクトース、マ
ンノース、ガラクトース、エリスロース、キシルロー
ス、アルロース、リボース、ソルボース、キシロース、
アラビノース、イソマルトース、デキストロース、グル
コヘプトースなどが挙げられる。また、ヒドロキシル酸
の具体的な例としてはクエン酸、リンゴ酸、酒石酸、グ
ルコン酸、グルクロン酸、グルコヘプトン酸、グルコオ
クタン酸、スレオニン酸、サッカリン酸、ガラクトン
酸、ガラクタル酸、ガラクツロン酸、グリセリン酸、ヒ
ドロキシコハク酸などが挙げられる。
Specific examples of sugar chains that can be used other than the sugar chains used to obtain the above block copolymer on branch include sorbitol, mannitol,
Xylitol, threitol, maltitol, arabitol, lactitol, adonitol, cellobitol, glucose, fructose, sucrose, lactose, mannose, galactose, erythrose, xylulose, allulose, ribose, sorbose, xylose,
Examples include arabinose, isomaltose, dextrose, glucoheptose and the like. Further, specific examples of the hydroxyl acid, citric acid, malic acid, tartaric acid, gluconic acid, glucuronic acid, glucoheptonic acid, glucooctanoic acid, threonic acid, saccharic acid, galactonic acid, galactaric acid, galacturonic acid, glyceric acid, Examples thereof include hydroxysuccinic acid.

【0037】さらに、本発明では、脂肪族高級アルコー
ルにアルキレンオキサイドを付加重合させたブロックコ
ポリマーも使用することが可能である。具体的にはポリ
オキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシプロピレ
ンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエー
テル、ポリオキシプロピレンオレイルエーテル、ポリオ
キシエチレンセチルエーテル、ポリオキシプロピレンセ
チルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテ
ル、ポリオキシプロピレンステアリルエーテルなどが挙
がられる。上記のブロックコポリマー末端基は特に限定
されないが水酸基はじめ、直鎖状および環状のアルキル
エーテル基、アルキルエステル基、アルキルアミド基、
アルキルカーボネート基、ウレタン基およびトリアルキ
ルシリル基変性された基であることが好ましい。
Further, in the present invention, a block copolymer obtained by addition-polymerizing an alkylene oxide with an aliphatic higher alcohol can also be used. Specifically, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxypropylene lauryl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxypropylene oleyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxypropylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxypropylene stearyl. Examples include ether. The terminal group of the block copolymer is not particularly limited, but includes a hydroxyl group, a linear and cyclic alkyl ether group, an alkyl ester group, an alkylamide group,
It is preferably a group modified with an alkyl carbonate group, a urethane group or a trialkylsilyl group.

【0038】本発明においては、ポリマーの主鎖構造が
加熱焼成によって消失し多孔質のケイ素酸化物に容易に
変換する、脂肪族ポリエーテル、脂肪族ポリエステル、
脂肪族ポリカーボネート、脂肪族ポリアンハイドライド
を主なる構成成分とするポリマーで、ポリマー末端基の
少なくとも一つの末端基がシリカ前駆体に対して化学的
に不活性な基を有する有機ポリマーを用いることも好適
である。好適なポリマー末端基としては、炭素数1〜8
の直鎖状、分岐状および環状のアルキルエーテル基、ア
ルキルエステル基およびアルキルアミド基、アルキルカ
ーボネート基があげられる。
In the present invention, an aliphatic polyether, an aliphatic polyester, in which the main chain structure of the polymer disappears by heating and calcination and is easily converted into a porous silicon oxide,
It is also preferable to use an organic polymer which is a polymer mainly composed of an aliphatic polycarbonate or an aliphatic polyanhydride and in which at least one of the polymer end groups has a group chemically inactive to the silica precursor. Is. Suitable polymer end groups have 1 to 8 carbon atoms.
Examples thereof include linear, branched, and cyclic alkyl ether groups, alkyl ester groups, alkyl amide groups, and alkyl carbonate groups.

【0039】上記ポリマーは単独であっても、複数のポ
リマーの混合であってもよい。またポリマーの主鎖は、
本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の任意の繰
り返し単位を有するポリマー鎖を含んでいてもよい。ま
た、本発明の末端基はシリカ前駆体との相溶性が特に良
好なので、ポリマー形態として分岐ポリマーほうが分子
内により多くの末端基を有することが可能になり好まし
い。このような場合、分岐部分は前述したようなグリセ
ロール、エリスリトール、エリスロース、ペンタエリス
リトール、ペンチトール、ペントース、ヘキシトール、
ヘキソース、ヘプトースなどに代表される糖鎖に含まれ
るヒドロキシル基のうちの少なくとも3つと有機ポリマ
ー鎖が結合した構造、及び/又はヒドロキシル酸に含ま
れるヒドロキシル基とカルボキシル基のうち少なくとも
3つと有機ポリマー鎖が結合した構造であることが好ま
しい。
The above polymers may be used alone or as a mixture of a plurality of polymers. The main chain of the polymer is
A polymer chain having any repeating unit other than the above may be contained within a range not impairing the effects of the present invention. Further, since the end group of the present invention has particularly good compatibility with the silica precursor, a branched polymer is preferable as the polymer form because it can have more end groups in the molecule. In such a case, the branched portion is glycerol, erythritol, erythrose, pentaerythritol, pentitol, pentose, hexitol,
A structure in which at least three of hydroxyl groups contained in a sugar chain represented by hexose, heptose and the like are bonded to an organic polymer chain, and / or at least three of hydroxyl groups and carboxyl groups contained in a hydroxyl acid and an organic polymer chain It is preferable that the structure has a bond.

【0040】本発明の脂肪族ポリエーテルの例として、
主鎖がポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、ポリイソブチレングリコール、ポリトリメチレン
グリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリペン
タメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコー
ル、ポリジオキソラン、ポリジオキセパンなどのアルキ
レングリコール類で、そのすくなくとも一つの末端がア
ルキルエーテル、アルキルエステル、アルキルアミド、
アルキルカーボネート化されたものをあげることができ
る。エーテル、エステル、アミド、カーボネートのグル
ープはポリマー末端の繰り返し単位と直接化学結合して
いてもいいし、有機基を介して結合していても構わな
い。
As examples of the aliphatic polyether of the present invention,
The main chain is an alkylene glycol such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyisobutylene glycol, polytrimethylene glycol, polytetramethylene glycol, polypentamethylene glycol, polyhexamethylene glycol, polydioxolane, and polydioxepane, and at least one end thereof is Alkyl ether, alkyl ester, alkyl amide,
Examples thereof include those that have been alkylcarbonated. The group of ether, ester, amide, and carbonate may be directly chemically bonded to the repeating unit at the polymer terminal, or may be bonded via an organic group.

【0041】脂肪族ポリエーテルの末端基をエーテル化
した例としては、上記アルキレングリコール類の少なく
とも一つの末端を例えばメチルエーテル、エチルエーテ
ル、プロピルエーテル、グリシジルエーテルなどでエー
テルとしたものが挙げられ、具体的には例えば、ポリエ
チレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレング
リコールジメチルエーテル、ポリプロピレングリコール
ジメチルエーテル、ポリイソブチレングリコールジメチ
ルエーテル、ポリエチレングリコールジエチルエーテ
ル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル、ポリ
エチレングリコールジブチルエーテル、ポリエチレング
リコールモノブチルエーテル、ポリエチレングリコール
ジグリシジルエーテル、ポリエチレンポリプロピレング
リコールジメチルエーテル、グリセリンポリエチレング
リコールトリメチルエーテル、ペンタエリスリトールポ
リエチレングリールテトラメチルエーテル、ペンチトー
ルポリエチレングリコールペンタメチルエーテル、ソル
ビトールポリエチレングリコールヘキサメチルエーテル
などが特に好ましく用いられる。
Examples of the etherified end groups of the aliphatic polyether include those in which at least one end of the above alkylene glycol is etherified with, for example, methyl ether, ethyl ether, propyl ether, glycidyl ether, and the like. Specifically, for example, polyethylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol dimethyl ether, polypropylene glycol dimethyl ether, polyisobutylene glycol dimethyl ether, polyethylene glycol diethyl ether, polyethylene glycol monoethyl ether, polyethylene glycol dibutyl ether, polyethylene glycol monobutyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether. , Polyethylene polypropylene glycol dimethyl ether Ether, glycerin polyethylene glycol trimethyl ether, pentaerythritol polyethylene grayed reel tetramethyl ether, pentitol polyethylene glycol pentamethyl ether, sorbitol polyethylene glycol hexamethyl ether is particularly preferably used.

【0042】末端にエステル基を持つ脂肪族ポリエーテ
ル類としては、上記アルキレングリコール類の少なくと
も一つの末端を例えば、酢酸エステル、プロピオン酸エ
ステル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、
安息香酸エステルとしたものなどが挙げられる。また、
アルキレングリコール類の末端をカルボキシメチルエー
テル化し、この末端のカルボキシル基をアルキルエステ
ル化したものも好適に用いられる。具体的には例えば、
ポリエチレングリコールモノ酢酸エステル、ポリエチレ
ングリコールジ酢酸エステル、ポリプロピレングリコー
ルモノ酢酸エステル、ポリプロピレングリコールジ酢酸
エステル、ポリエチレングリコールジ安息香酸エステ
ル、ポリエチレングリコールジアクリル酸エステル、ポ
リエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、ポリ
エチレングリコールジメタクリル酸エステル、ポリエチ
レングリコールビスカルボキシメチルエーテルジメチル
エステル、ポリプロピレングリコールビスカルボキシメ
チルエーテルジメチルエステル、グリセリンポリエチレ
ングリコールトリ酢酸エステル、ペンタエリスリトール
ポリエチレングリコールテトラ酢酸エステル、ペンチト
ールポリエチレングリコールペンタ酢酸エステル、ソル
ビトールポリエチレングリコールヘキサ酢酸エステルな
どが好ましい例として挙げられる。
As the aliphatic polyethers having an ester group at the terminal, at least one terminal of the above alkylene glycols is, for example, acetic acid ester, propionic acid ester, acrylic acid ester, methacrylic acid ester,
Examples include benzoic acid esters. Also,
It is also preferable to use an alkylene glycol in which the terminal is converted to carboxymethyl ether and the terminal carboxyl group is converted to alkyl ester. Specifically, for example,
Polyethylene glycol monoacetate, polyethylene glycol diacetate, polypropylene glycol monoacetate, polypropylene glycol diacetate, polyethylene glycol dibenzoate, polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate Ester, polyethylene glycol biscarboxymethyl ether dimethyl ester, polypropylene glycol biscarboxymethyl ether dimethyl ester, glycerin polyethylene glycol triacetic acid ester, pentaerythritol polyethylene glycol tetraacetic acid ester, pentitol polyethylene glycol pentaacetic acid ester, sorbitol polyethylene Such as glycol hexa acetate are preferred examples.

【0043】末端にアミド基を持つ脂肪族ポリエーテル
類としては、上記のアルキレングリコール類の少なくと
も一つの末端をカルボキシメチルエーテル化し、そのあ
とでアミド化する方法、ヒドロキシ末端をアミノ基変性
したあとにアミド化する方法、などが挙げられ、具体的
には、ポリエチレングリコールビス(カルボキシメチル
エーテルジメチルアミド)、ポリプロピレングリコール
ビス(カルボキシメチルエーテルジメチルアミド)、ポ
リエチレングリコールビス(カルボキシメチルエーテル
ジエチルアミド)、グリセリンポリエチレングリコール
トリカルボキシメチルエーテルジメチルアミド、ペンタ
エリスリトールポリエチレングリコールテトラカルボキ
シメチルエーテルジメチルアミド、ペンチトールポリエ
チレングリコールペンタカルボキシメチルエーテルジメ
チルアミド、ソルビトールポリエチレングリコールヘキ
サカルボキシメチルエーテルジメチルアミドなどが好適
に用いられる。
As the aliphatic polyethers having an amide group at the terminal, at least one terminal of the above alkylene glycols is converted to carboxymethyl ether and then amidated, or after the hydroxy terminal is modified with an amino group. Examples of the amidation method include polyethylene glycol bis (carboxymethyl ether dimethylamide), polypropylene glycol bis (carboxymethyl ether dimethylamide), polyethylene glycol bis (carboxymethyl ether diethylamide), glycerin polyethylene glycol. Tricarboxymethyl ether dimethylamide, pentaerythritol polyethylene glycol Tetracarboxymethyl ether dimethylamide, pentitol polyethylene glycol Printer carboxymethyl ether dimethylamide, sorbitol polyethylene glycol hexa carboxymethyl ether dimethylamide is preferably used.

【0044】末端にアルキルカーボネート基を持つ脂肪
族ポリエーテル類としては、例えば上記アルキレングリ
コール類の少なくとも一つの末端に、ホルミルエステル
基をつける方法が挙げられ、具体的には、ビスメトキシ
カルボニルオキシポリエチレングリコール、ビスエトキ
シカルボニルオキシポリエチレングリコール、ビスエト
キシカルボニルオキシポリプロピレングリコール、ビス
tert−ブトキシカルボニルオキシポリエチレングリ
コールなどが挙げられる。
Examples of the aliphatic polyethers having an alkyl carbonate group at the end include a method of attaching a formyl ester group to at least one end of the above alkylene glycols, and specifically, bismethoxycarbonyloxy polyethylene. Examples thereof include glycol, bisethoxycarbonyloxy polyethylene glycol, bisethoxycarbonyloxy polypropylene glycol, bis-tert-butoxycarbonyloxy polyethylene glycol and the like.

【0045】さらに末端にウレタン基やトリアルキルシ
リル基で変性した脂肪族ポリエーテル類も使用すること
ができる。トリアルキルシリル変性ではトリメチルシリ
ル変性が特に好ましく、これはトリメチルクロロシラン
やトリメチルクロロシリルアセトアミドまたはヘキサメ
チルジシラザンなどによって変性できる。
Further, aliphatic polyethers modified with a urethane group or a trialkylsilyl group at the terminal can also be used. In the trialkylsilyl modification, trimethylsilyl modification is particularly preferable, and it can be modified with trimethylchlorosilane, trimethylchlorosilylacetamide or hexamethyldisilazane.

【0046】脂肪族ポリエステルの例としては、ポリグ
リコリド、ポリカプロラクトン、ポリピバロラクトン等
のヒドロキシカルボン酸の重縮合物やラクトンの開環重
合物、およびポリエチレンオキサレート、ポリエチレン
スクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリエチレン
セバケート、ポリプロピレンアジペート、ポリオキシジ
エチレンアジペート等のジカルボン酸とアルキレングリ
コールとの重縮合物、ならびにエポキシドと酸無水物と
の開環共重合物であって、該ポリマーの少なくとも一つ
の末端にアルキルエーテル基、アルキルエステル基、ア
ルキルアミド基、アルキルカーボネート基、ウレタン基
さらにはトリアルキルシリル基で変性されたものを挙げ
ることができる。
Examples of aliphatic polyesters include polycondensates of hydroxycarboxylic acids such as polyglycolide, polycaprolactone and polypivalolactone, and ring-opening polymers of lactones, and polyethylene oxalate, polyethylene succinate, polyethylene adipate. A polycondensation product of a dicarboxylic acid such as polyethylene sebacate, polypropylene adipate, and polyoxydiethylene adipate with an alkylene glycol, and a ring-opening copolymerization product of an epoxide and an acid anhydride, wherein at least one terminal of the polymer is Examples thereof include those modified with an alkyl ether group, an alkyl ester group, an alkylamide group, an alkyl carbonate group, a urethane group, or a trialkylsilyl group.

【0047】脂肪族ポリカーボネートの例としては、主
鎖部分としてポリエチレンカーボネート、ポリプロピレ
ンカーボネート、ポリペンタメチレンカーボネート、ポ
リヘキサメチレンカーボネート等のポリカーボネートを
挙げることができ、該ポリマーの少なくとも一つの末端
にアルキルエーテル基、アルキルエステル基、アルキル
アミド基、アルキルカーボネート基、ウレタン基さらに
はトリアルキルシリル基で変性されたものを挙げること
ができる。
Examples of the aliphatic polycarbonate include polycarbonates such as polyethylene carbonate, polypropylene carbonate, polypentamethylene carbonate, polyhexamethylene carbonate as the main chain portion, and at least one terminal of the polymer has an alkyl ether group. , Those modified with an alkyl ester group, an alkyl amide group, an alkyl carbonate group, a urethane group, and a trialkylsilyl group.

【0048】脂肪族ポリアンハイドライドの例として
は、主鎖部分としてポリマロニルオキシド、ポリアジポ
イルオキシド、ポリピメロイルオキシド、ポリスベロイ
ルオキシド、ポリアゼラオイルオキシド、ポリセバコイ
ルオキシド等のジカルボン酸の重縮合物をあげることが
でき、該ポリマーの少なくとも一つの末端にアルキルエ
ーテル基、アルキルエステル基、アルキルアミド基、ア
ルキルカーボネート基、ウレタン基さらにはトリアルキ
ルシリル基で変性されたものを挙げることができる。
Examples of the aliphatic polyanhydride include dicarboxylic acids such as polymalonyl oxide, polyadipoyl oxide, polypimeloyl oxide, polysuberoyl oxide, polyazela oil oxide and polysebacyl oxide as the main chain portion. The polycondensate of the polymer may be mentioned, and at least one end of the polymer modified with an alkyl ether group, an alkyl ester group, an alkylamide group, an alkyl carbonate group, a urethane group or a trialkylsilyl group. You can

【0049】さらに本発明では、分子内に少なくとも一
つの重合可能な官能基を有する有機ポリマーも用いるこ
とができる。このようなポリマーを用いると、理由は定
かではないが、多孔性薄膜の強度が向上する。重合可能
な官能基としてはビニル基、ビニリデン基、ビニレン
基、グリシジル基、アリル基、アクリレート基、メタク
リレート基、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、
カルボキシル基、ヒドロキシル基、イソシアネート基、
アミノ基、イミノ基、ハロゲン基などが挙げられる。こ
れらの官能基はポリマーの主鎖中にあっても末端にあっ
ても側鎖にあってもよい。またポリマー鎖に直接結合し
ていてもよいし、アルキレン基やエーテル基などのスペ
ーサーを介して結合していてもよい。同一のポリマー分
子が1種類の能基を有していても、2種類以上の官能基
を有していてもよい。上に挙げた官能基の中でも、ビニ
ル基、ビニリデン基、ビニレン基、グリシジル基、アリ
ル基、アクリレート基、メタクリレート基、アクリルア
ミド基、メタクリルアミド基が好適に用いられる。
Further, in the present invention, an organic polymer having at least one polymerizable functional group in the molecule can also be used. The use of such a polymer improves the strength of the porous thin film, although the reason is not clear. As the polymerizable functional group, vinyl group, vinylidene group, vinylene group, glycidyl group, allyl group, acrylate group, methacrylate group, acrylamide group, methacrylamide group,
Carboxyl group, hydroxyl group, isocyanate group,
Examples thereof include an amino group, an imino group and a halogen group. These functional groups can be in the main chain of the polymer, at the ends or at the side chains. Further, it may be directly bonded to the polymer chain or may be bonded via a spacer such as an alkylene group or an ether group. The same polymer molecule may have one type of functional group or two or more types of functional groups. Among the functional groups listed above, vinyl group, vinylidene group, vinylene group, glycidyl group, allyl group, acrylate group, methacrylate group, acrylamide group, and methacrylamide group are preferably used.

【0050】このポリマーの基本骨格としては、前述し
たポリマーの例と同様、熱分解温度の低い脂肪族ポリエ
ーテル、脂肪族ポリエステル、脂肪族ポリカーボネー
ト、脂肪族ポリアンハイドライドを主なる構成成分とす
るものを用いるのが特に好ましい。本発明で用いること
ができる重合性官能基を有する有機ポリマーの基本骨格
を更に具体的に示す。
As the basic skeleton of this polymer, as in the above-mentioned examples of the polymer, one having an aliphatic polyether, an aliphatic polyester, an aliphatic polycarbonate and an aliphatic polyanhydride having a low thermal decomposition temperature as main constituent components is used. It is particularly preferable to use. The basic skeleton of the organic polymer having a polymerizable functional group that can be used in the present invention will be described more specifically.

【0051】なお、以下アルキレンとはメチレン、エチ
レン、プロピレン、トリメチレン、テトラメチレン、ペ
ンタメチレン、ヘキサメチレン、イソプロピリデン、
1,2−ジメチルエチレン、2,2−ジメチルトリメチ
レンを指し、ここでのアルキルとはC1〜C8のアルキ
ル基およびフェニル基、トリル基、アニシル基などのア
リール基も含み、(メタ)アクリレートとはアクリレー
トとメタクリレートの両方を指し、ジカルボン酸とは蓚
酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピ
メリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸など
の有機酸を指す。
In the following, alkylene means methylene, ethylene, propylene, trimethylene, tetramethylene, pentamethylene, hexamethylene, isopropylidene,
1,2-dimethylethylene and 2,2-dimethyltrimethylene, wherein alkyl includes C1 to C8 alkyl groups and aryl groups such as phenyl, tolyl, and anisyl groups, and (meth) acrylate Refers to both acrylate and methacrylate, and dicarboxylic acid refers to organic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid.

【0052】(a)ポリアルキレングリコール(メタ)
アクリレート、ポリアルキレングリコールジ(メタ)ア
クリレート、ポリアルキレングリコールアルキルエーテ
ル(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコールビ
ニルエーテル、ポリアルキレングリコールジビニルエー
テル、ポリアルキレングリコールアルキルエーテルビニ
ルエーテル、ポリアルキレングリコールグリシジルエー
テル、ポリアルキレングリコールジグリシジルエーテ
ル、ポリアルキレングリコールアルキルエーテルグリシ
ジルエーテルなどに代表される、末端にアクリレート
基、メタクリレート基、ビニル基、グリシジル基などの
重合可能な官能基をもつ脂肪族ポリエーテル。
(A) Polyalkylene glycol (meth)
Acrylate, polyalkylene glycol di (meth) acrylate, polyalkylene glycol alkyl ether (meth) acrylate, polyalkylene glycol vinyl ether, polyalkylene glycol divinyl ether, polyalkylene glycol alkyl ether vinyl ether, polyalkylene glycol glycidyl ether, polyalkylene glycol diglycidyl An aliphatic polyether having a polymerizable functional group such as an acrylate group, a methacrylate group, a vinyl group and a glycidyl group at the end, which is represented by ether, polyalkylene glycol alkyl ether glycidyl ether and the like.

【0053】(b)ポリカプロラクトン(メタ)アクリ
レート、ポリカプロラクトンビニルエーテル、ポリカプ
ロラクトングリシジルエーテル、ポリカプロラクトンビ
ニルエステル、ポリカプロラクトングリシジルエステ
ル、ポリカプロラクトンビニルエステル(メタ)アクリ
レート、ポリカプロラクトングリシジルエステル(メ
タ)アクリレート、ポリカプロラクトンビニルエステル
ビニルエーテル、ポリカプロラクトングリシジルエステ
ルビニルエーテル、ポリカプロラクトンビニルエステル
グリシジルエーテル、ポリカプロラクトングリシジルエ
ステルグリシジルエーテル、などに代表される、片末端
あるいは両末端にアクリレート基、メタクリレート基、
ビニル基、グリシジル基等の重合可能な官能基をもつポ
リカプロラクトン。
(B) Polycaprolactone (meth) acrylate, polycaprolactone vinyl ether, polycaprolactone glycidyl ether, polycaprolactone vinyl ester, polycaprolactone glycidyl ester, polycaprolactone vinyl ester (meth) acrylate, polycaprolactone glycidyl ester (meth) acrylate, Polycaprolactone vinyl ester vinyl ether, polycaprolactone glycidyl ester vinyl ether, polycaprolactone vinyl ester glycidyl ether, polycaprolactone glycidyl ester glycidyl ether, etc., acrylate group, methacrylate group at one or both ends,
Polycaprolactone having a polymerizable functional group such as a vinyl group or a glycidyl group.

【0054】(c)ポリカプロラクトントリオールの
(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アクリレート、トリ
(メタ)アクリレート、ビニルエーテル、ジビニルエー
テル、トリビニルエーテル、グリシジルエーテル、ジグ
リシジルエーテル、トリグリシジルエーテル。 (d)ジカルボン酸とアルキレングリコールとの重合体
であり、片末端あるいは両末端にアクリレート基、メタ
クリレート基、ビニル基、グリシジル基などの重合可能
な官能基をもつ脂肪族ポリエステル。 (e)片末端あるいは両末端にアクリレート基、メタク
リレート基、ビニル基、グリシジル基等の重合可能な官
能基をもつ脂肪族ポリアルキレンカーボネート。
(C) Polycaprolactone triol (meth) acrylate, di (meth) acrylate, tri (meth) acrylate, vinyl ether, divinyl ether, trivinyl ether, glycidyl ether, diglycidyl ether, triglycidyl ether. (D) An aliphatic polyester which is a polymer of dicarboxylic acid and alkylene glycol and has a polymerizable functional group such as an acrylate group, a methacrylate group, a vinyl group or a glycidyl group at one or both ends. (E) An aliphatic polyalkylene carbonate having a polymerizable functional group such as an acrylate group, a methacrylate group, a vinyl group or a glycidyl group at one end or both ends.

【0055】(f)ジカルボン酸無水物の重合体であ
り、末端にアクリレート基、メタクリレート基、ビニル
基、グリシジル基等の重合可能な官能基をもつ脂肪族ポ
リアンハイドライド。 (g)ポリグリシジル(メタ)アクリレート、ポリアリ
ル(メタ)アクリレート、ポリビニル(メタ)アクリレ
ート等、側鎖にビニル基、グリシジル基、アリル基等の
官能基を有するポリアクリル酸エステルやポリメタクリ
ル酸エステル。 (h)ポリケイ皮酸ビニル、ポリビニルアジドベンザ
ル、エポキシ樹脂等、のポリマーを用いることができ
る。 本発明では、ポリマーの代わりに、重合性有機モノマー
を出発原料として用いることもできる。このとき、有機
モノマーの中に2官能性の有機モノマーが含まれている
場合、得られる複合体の中の有機ポリマーは3次元網目
および/またはグラフト状の構造となる。
(F) An aliphatic polyanhydride which is a polymer of a dicarboxylic acid anhydride and has a polymerizable functional group such as an acrylate group, a methacrylate group, a vinyl group and a glycidyl group at the terminal. (G) Polyglycidyl (meth) acrylate, polyallyl (meth) acrylate, polyvinyl (meth) acrylate and the like, polyacrylic acid ester and polymethacrylic acid ester having a functional group such as vinyl group, glycidyl group and allyl group in the side chain. (H) Polymers such as polyvinyl cinnamate, polyvinyl azidobenzal, and epoxy resin can be used. In the present invention, a polymerizable organic monomer may be used as a starting material instead of the polymer. At this time, when the organic monomer contains a bifunctional organic monomer, the organic polymer in the obtained composite has a three-dimensional network and / or a graft structure.

【0056】好適に用いることができるものとしてアク
リル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリ
ル酸エステル、エチレンビスアクリレート、エチレンビ
スメタクリレート、α−シアノアクリル酸、α−シアノ
アクリル酸エステルなどのアクリル酸およびメタクリル
酸誘導体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、クロトン
酸ビニル、安息香酸ビニル、クロロギ酸ビニルなどの酸
ビニルエステル類、アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、N,N−ジアルキルアクリルアミド、N,N−ジア
ルキルメタクリルアミド、N−アルキルアクリルアミ
ド、N−アルキルメタクリルアミド、N,N’−メチレ
ンビスアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビ
ニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミドなどのアミ
ド類、スチレン、α−メチルスチレン、p−メトキシス
チレン、ジフェニルエチレン、ビニルナフタレン、ビニ
ルアントラセン、ビニルシクロペンタン、ビニルシクロ
ヘキサン、5−ビニル−2−ノルボルネンなどのビニル
基含有炭化水素類、アクリロニトリル、メタクリロニト
リルなどのアクリロニトリル誘導体、N−ビニルピリジ
ン、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルイミダゾール
などのビニルアミン類、ビニルアルキルエーテル、ビニ
ルアルキルケトン、アクリル酸グリシジル、メタクリル
酸グリシジル、エポキシ樹脂などが挙げられる。
Acrylic acid such as acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, ethylene bisacrylate, ethylene bismethacrylate, α-cyanoacrylic acid, α-cyanoacrylic acid ester and the like can be preferably used. Acid vinyl esters such as methacrylic acid derivatives, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl crotonic acid, vinyl benzoate, vinyl chloroformate, acrylamide, methacrylamide, N, N-dialkylacrylamide, N, N-dialkylmethacrylamide, N Amides such as -alkylacrylamide, N-alkylmethacrylamide, N, N'-methylenebisacrylamide, N-vinylpyrrolidone, N-vinylformamide, N-vinylacetamide, styrene, α-methyl Rustyrene, p-methoxystyrene, diphenylethylene, vinylnaphthalene, vinylanthracene, vinylcyclopentane, vinylcyclohexane, vinyl group-containing hydrocarbons such as 5-vinyl-2-norbornene, acrylonitrile derivatives such as acrylonitrile and methacrylonitrile, N -Vinyl amines such as -vinyl pyridine, N-vinyl carbazole and N-vinyl imidazole, vinyl alkyl ethers, vinyl alkyl ketones, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, epoxy resins and the like.

【0057】これらの有機ポリマーおよび重合性有機モ
ノマーは、単独で用いても2種以上を併用しても構わな
い。もちろん有機ポリマーと重合性有機モノマーを併用
することも可能である。以上、本発明に用いることので
きる有機ポリマーについて説明したが、有機ポリマーの
分子量は数平均で100〜100万、好ましくは100
〜30万、より好ましくは200〜5万である。分子量
が100以下であると、有機ポリマーがシリカ/有機ポ
リマー複合体から除去されるのが速すぎて、所望するよ
うな空孔率を持った多孔性シリカ薄膜が得られないし、
ポリマー分子量が100万を越えると、今度はポリマー
が除去される速度が遅すぎて、ポリマーが残存するので
好ましくない。特に、より好ましいポリマーの分子量は
200〜5万であり、この場合には、低温でかつ短時間
に所望するような高い空孔率を持った多孔性シリカ薄膜
がきわめて容易に得られる。ここで注目すべきことは、
多孔性シリカの空孔の大きさは、ポリマーの分子量にあ
まり依存せずに、きわめて小さくかつ均一なことであ
る。
These organic polymers and polymerizable organic monomers may be used alone or in combination of two or more kinds. Of course, it is also possible to use an organic polymer and a polymerizable organic monomer together. The organic polymer that can be used in the present invention has been described above. The number average molecular weight of the organic polymer is 100 to 1,000,000, preferably 100.
˜300,000, more preferably 200 to 50,000. When the molecular weight is 100 or less, the organic polymer is removed from the silica / organic polymer composite too quickly to obtain a porous silica thin film having a desired porosity,
When the polymer molecular weight exceeds 1,000,000, the removal rate of the polymer is too slow and the polymer remains, which is not preferable. In particular, a more preferable polymer has a molecular weight of 200 to 50,000, and in this case, a porous silica thin film having a desired high porosity can be obtained very easily at low temperature in a short time. What should be noted here is
The pore size of the porous silica is extremely small and uniform without depending on the molecular weight of the polymer.

【0058】本発明で用いるブロックコポリマーの各ブ
ロックの分子量は100〜10万、好ましくは100〜
5万、より好ましくは200〜2万である。分子量が1
00以下でも10万以上でも、シリカ前駆体とポリマー
間で適度な相溶性が得らないので、多孔性シリカ薄膜の
機械強度が発現されない。
The molecular weight of each block of the block copolymer used in the present invention is 100 to 100,000, preferably 100 to 100.
It is 50,000, more preferably 200 to 20,000. Molecular weight is 1
When it is 00 or less or 100,000 or more, an appropriate compatibility is not obtained between the silica precursor and the polymer, so that the mechanical strength of the porous silica thin film is not expressed.

【0059】本発明における有機ポリマーの添加量は、
出発原料であるアルコキシシランの仕込み全量が加水分
解および縮合反応したと仮定して得られるシロキサン1
重量部に対し0.01〜10重量部、好ましくは0.0
5〜5重量部、さらに好ましくは0.5〜3重量部であ
る。有機ポリマーの添加量が0.01重量部より少ない
と十分な空孔を有する多孔体が得られず、また10重量
部より多くても、十分な機械強度を有する多孔性シリカ
が得られず、実用性に乏しい。尚、アルコキシシランの
仕込み全量が加水分解および縮合反応したと仮定して得
られるシロキサンとは一般式(1)、(2)のSiOR
2基、SiOR4基SiOR5基が100%加水分解され
てSiOHになり、さらに100%縮合してシロキサン
構造になったものを言う。
The amount of the organic polymer added in the present invention is
Siloxane 1 obtained by assuming that the total amount of the starting material alkoxysilane charged has undergone hydrolysis and condensation reactions
0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.0
It is 5 to 5 parts by weight, more preferably 0.5 to 3 parts by weight. If the addition amount of the organic polymer is less than 0.01 part by weight, a porous body having sufficient pores cannot be obtained, and even if it is more than 10 parts by weight, porous silica having sufficient mechanical strength cannot be obtained, Practicality is poor. The siloxane obtained by assuming that the total amount of the charged alkoxysilane has undergone hydrolysis and condensation reactions is SiOR of the general formulas (1) and (2).
Two , SiOR 4 and SiOR 5 groups are 100% hydrolyzed to SiOH and further 100% condensed to have a siloxane structure.

【0060】次に本発明の塗布組成物に用いることので
きる有機溶媒(C)について説明する。上記(A)成分
を溶解するのもであれば特に限定されないが、その中で
も、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒お
よびエステル系溶媒が好ましい。ここで、アルコール系
溶媒としては、メタノール、エタノール、n- プロパノ
ール、i-プロパノール、n-ブタノール、i -ブタノー
ル、sec-ブタノール、t-ブタノール、n-ペンタノ
ール、i-ペンタノール、2-メチルブタノール、sec
-ペンタノール、t-ペンタノール、3 -メトキシブタノ
ール、n-ヘキサノール、2-メチルペンタノール、se
c-ヘキサノール、2-エチルブタノール、sec-ヘプ
タノール、ヘプタノール-3、n-オクタノール、2-エ
チルヘキサノール、sec-オクタノール、n-ノニルア
ルコール、2,6-ジメチル ヘプタノール-4、n-デカ
ノール、sec-ウンデシルアルコール、トリメチルノ
ニルアルコール、sec-テトラデシルアルコール、s
ec-ヘプタデシルアルコール、フェノール、シクロヘ
キサノール、メチルシクロヘキサノール、3,3,5-
トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、
ジアセトンアルコールなどのモノアルコール系溶媒、お
よびエチレングリコール、1,2-プロピレングリコー
ル、1,3-ブチレングリコール、ペンタンジ オール-
2,4、2-メチルペンタンジオール-2,4、ヘキサン
ジオール-2,5、ヘプタンジオール- 2,4、2-エチ
ルヘキサンジオール-1,3、ジエチレングリコール、
ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ト
リプロピレングリコールなどの多価アルコール系溶媒、
およびエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレ
ングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコール
モノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチル
エーテル、エチレングリコールモノヘキシル エーテ
ル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレ
ングリコールモノ-2-エチルブチルエーテル、ジエチレ
ングリコールモノメチルエーテル、ジエチレン グリコ
ールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプ
ロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエー
テル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、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
リコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモ
ノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチル
エーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、 ジ
プロピレングリコールモノプロピルエーテルなどの多価
アルコール部分エーテル系溶媒などを挙げることができ
る。これらのアルコール系溶媒は、1種あるいは2種以
上を同時に使用してもよい。
Next, the organic solvent (C) that can be used in the coating composition of the present invention will be described. The component (A) is not particularly limited as long as it can be dissolved, but among them, alcohol solvents, ketone solvents, amide solvents and ester solvents are preferable. Here, examples of the alcohol solvent include methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, t-butanol, n-pentanol, i-pentanol, and 2-methyl. Butanol, sec
-Pentanol, t-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, se
c-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, heptanol-3, n-octanol, 2-ethylhexanol, sec-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethylheptanol-4, n-decanol, sec- Undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, s
ec-heptadecyl alcohol, phenol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, 3,3,5-
Trimethylcyclohexanol, benzyl alcohol,
Monoalcohol solvents such as diacetone alcohol, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, pentanediol-
2,4,2-methylpentanediol-2,4, hexanediol-2,5, heptanediol-2,4,2-ethylhexanediol-1,3, diethylene glycol,
Polyhydric alcohol solvents such as dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol,
And ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol Monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene Examples thereof include polyhydric alcohol partial ether solvents such as glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether and dipropylene glycol monopropyl ether. These alcohol solvents may be used either individually or in combination of two or more.

【0061】これらアルコールのうち、n-プロパノー
ル、i-プロパノール、n-ブタノール、i-ブタノー
ル、sec-ブタノール、t-ブタノール、n-ペンタノ
ール、i-ペンタノール、2-メチルブタノール、sec
-ペンタノール、t-ペンタノール、3-メトキシブタノ
ール、n-ヘキサノール、2-メチルペンタノー ル、s
ec-ヘキサノール、2-エチルブタノール、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
モノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピ
ルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル
などが好ましい。ケトン系溶媒としては、アセトン、メ
チルエチルケトン、メチル-n-プロピルケトン、メチル
- n-ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル-i-ブチ
ルケトン、メチル-n-ペンチルケトン、エチル-n-ブチ
ルケトン、メチル-n-ヘキシルケトン、ジ-i- ブチル
ケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、2-
ヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、2,4 -ペンタ
ンジオン、アセトニルアセトン、アセトフェノン、フェ
ンチョンなどのほか、アセチルアセトン、2, 4-ヘキ
サンジオン、2,4-ヘプタンジオン、3,5 -ヘプタ
ンジオン、2,4-オクタンジオン、3,5- オクタン
ジオン、2,4-ノナンジオン、3,5-ノナンジオン、
5-メチル-2,4-ヘキサンジオン、2, 2,6,6-
テトラメチル-3,5-ヘプタンジオン、 1,1,1,
5,5,5-ヘキサフルオロ-2,4-ヘプタンジオンな
どのβ-ジケトン類などが挙げられる。これらのケトン
系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時 に使用しても
よい。
Of these alcohols, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol
, Sec-butanol, t-butanol, n-pentanol, i-pentanol, 2-methylbutanol, sec
-Pentanol, t-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, s
ec-Hexanol, 2-ethylbutanol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether and the like are preferable. Ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl
-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-i-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, methyl-n-hexyl ketone, di-i-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclohexanone, 2-
Hexanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, acetophenone, fenchon, etc., as well as acetylacetone, 2,4-hexanedione, 2,4-heptanedione, 3,5-heptanedione, 2,4 -Octanedione, 3,5-octanedione, 2,4-nonanedione, 3,5-nonanedione,
5-methyl-2,4-hexanedione, 2,2,6,6-
Tetramethyl-3,5-heptanedione, 1,1,1,
Examples include β-diketones such as 5,5,5-hexafluoro-2,4-heptanedione. These ketone solvents may be used either individually or in combination of two or more.

【0062】アミド系溶媒としては、ホルムアミド、N
-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミ
ド、N-エチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルム
アミド、アセトアミド、N-メチルアセトアミド、N,
N-ジメチルアセトアミド、N-エチルアセトアミド、
N,N-ジエチルアセトアミド、N-メチルプロピオンア
ミド、N-メチルピロリドン、N-ホルミルモルホリン、
N-ホルミルピペリジン、N-ホルミルピロリジン、N-
アセチルモルホリン、N-アセチルピペリジン、N-アセ
チルピロリジンなどが挙げられる。これらアミド系溶媒
は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
As the amide solvent, formamide, N
-Methylformamide, N, N-dimethylformami
De, N-ethylformamide, N, N-diethylform
Amide, acetamide, N-methylacetamide, N,
N-dimethylacetamide, N-ethylacetamide,
N, N-diethylacetamide, N-methylpropionamide, N-methylpyrrolidone, N-formylmorpholine,
N-formylpiperidine, N-formylpyrrolidine, N-
Acetylmorpholine, N-acetylpiperidine, N-acetylpyrrolidine and the like can be mentioned. These amide solvents may be used either individually or in combination of two or more.

【0063】エステル系溶媒としては、ジエチルカーボ
ネート、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジエチ
ル、酢酸メチル、酢酸エチル、γ-ブチロラクトン、γ-
バレロラクトン、酢酸n-プロピル、酢酸i-プロピル、
酢酸n-ブチル、酢酸i-ブチル、酢酸sec-ブチル、
酢酸n-ペンチル、酢酸sec-ペンチル、酢酸 3-メト
キシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2-エチルブチ
ル、酢酸2-エチルヘキシル、酢酸ベンジル、 酢酸シク
ロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸 n-ノニ
ル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレ
ングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコ
ールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモ
ノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチ
ルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ- n-ブチ
ルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエー
テル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、
酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸
プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロ
ピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレ
ングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、
酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プ
ロピオン酸n-ブチル、プロピオン酸i-アミル、シュウ
酸ジエチル、シュウ酸ジ-n-ブチル、乳酸メチル、乳酸
エチル、乳酸n-ブチル、乳酸n-アミル、マロン酸ジエ
チル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチルなどが挙げ
られる。これらエステル系溶媒は、1種あるいは2種以
上を同時に使用してもよい。
Ester solvents include diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, γ-butyrolactone, γ-
Valerolactone, n-propyl acetate, i-propyl acetate,
N-butyl acetate, i-butyl acetate, sec-butyl acetate,
N-Pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methylcyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, methyl acetoacetate, acetoacetate Ethyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate,
Propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, glycol diacetate,
Methoxytriglycol acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, i-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate, malon Examples thereof include diethyl acid, dimethyl phthalate, and diethyl phthalate. These ester solvents may be used either individually or in combination of two or more.

【0064】なお、溶媒(C)として、アルコール系溶
媒および/またはエステル系溶媒を用いると、塗布性が
良好で、かつ貯蔵安定性に優れた組成物が得られる点で
好ましい。本発明の塗布組成物は、上記の溶媒(C)を
含有するが、(A)成分として用いるシリカ前駆体を加
水分解および/または縮合する際に、同様の溶媒を追加
添加することができる。
It is preferable to use an alcohol solvent and / or an ester solvent as the solvent (C) in that a composition having good coatability and storage stability can be obtained. The coating composition of the present invention contains the above solvent (C), but a similar solvent can be additionally added when the silica precursor used as the component (A) is hydrolyzed and / or condensed.

【0065】本発明では塗布組成物に酸を添加してもよ
い。本発明で用いることができる酸の具体例としては、
塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、フッ酸、トリポリリン酸、
ホスフィン酸、ホスフォン酸などの無機酸を挙げること
ができる。有機酸としては、例えば、酢酸、プロピオン
酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン
酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、マレ
イン酸、メチルマロン酸、アジピン酸、セバシン酸、没
食子酸、酪酸、メリット酸、アラキドン酸、シキミ酸、
2-エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リ
ノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、安息香酸、p-
アミノ安息香酸、p-トルエンスルホン酸、ベンゼンス
ルホン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ
酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、マロン酸、スルホン
酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、コハク
酸、イソニコチン酸などを挙げることができる。
In the present invention, an acid may be added to the coating composition. Specific examples of the acid that can be used in the present invention include:
Hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrofluoric acid, tripolyphosphoric acid,
Inorganic acids such as phosphinic acid and phosphonic acid can be mentioned. Examples of organic acids include acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, and heptane.
Acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, oxalic acid, maleic acid, methylmalonic acid, adipic acid, sebacic acid, gallic acid, butyric acid, meritic acid, arachidonic acid, shikimic acid,
2-ethylhexanoic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid, linoleic acid, salicylic acid, benzoic acid, p-
Aminobenzoic acid, p-toluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, formic acid, malonic acid, sulfonic acid, phthalic acid, fumaric acid, citric acid, tartaric acid, succinic acid, iso Nicotinic acid etc. can be mentioned.

【0066】また、本発明の塗布溶液を基板上に塗布し
た後で酸として機能するような化合物も含まれる。具体
的には芳香族スルホン酸エステルやカルボン酸エステル
のような、加熱または光により分解して酸を発生する化
合物が挙げられる。酸は単独で用いても、2種以上を併
用してもよい。これらの酸成分の添加量は出発原料とし
て仕込まれる一般式(1)および/または(2)のアル
コキシシランのSiOR2基SiOR4基SiOR5基の
全モル数を1モルとして1モル以下、好ましくは0.1モ
ル以下が適当である。1モルより多いと沈殿物が生成
し、均質な多孔質のケイ素酸化物からなる塗膜が得られ
難くなる場合がある。
Further, a compound which functions as an acid after the coating solution of the present invention is coated on a substrate is also included. Specific examples thereof include compounds such as aromatic sulfonic acid esters and carboxylic acid esters that decompose by heating or light to generate an acid. The acid may be used alone or in combination of two or more kinds. The addition amount of these acid components is 1 mol or less, preferably 1 mol or less, based on 1 mol of the total number of mols of SiOR 2 groups, SiOR 4 groups, and SiOR 5 groups of the alkoxysilanes of the general formulas (1) and / or (2) charged as starting materials. Is suitably 0.1 mol or less. If it is more than 1 mol, a precipitate may be generated, and it may be difficult to obtain a coating film made of a homogeneous porous silicon oxide.

【0067】その他、所望であれば、たとえばコロイド
状シリカや、イオン性、非イオン性の界面活性剤などの
成分を添加してもよいし、感光性付与のための光触媒発
生剤、基板との密着性を高めるための密着性向上剤、長
期保存のための安定剤など任意の添加物を、本発明の趣
旨を損なわない範囲で本発明の塗布組成物に添加するこ
とも可能である。
In addition, if desired, for example, components such as colloidal silica and ionic and nonionic surfactants may be added, and a photocatalyst generator for imparting photosensitivity and a substrate may be added. It is also possible to add optional additives such as an adhesion improver for enhancing the adhesion and a stabilizer for long-term storage to the coating composition of the present invention within a range not impairing the gist of the present invention.

【0068】次に本発明の塗布組成物の製造方法につい
て説明する。本発明の塗布組成物は上記したアルコキシ
シランと有機ポリマーと溶媒を混合することによって得
ることができるが、アルコキシシランは少なくともその
一部が加水分解し重縮合してアルコキシシランの加水分
解物がオリゴマー状に縮合しているほうが望ましい。
Next, a method for producing the coating composition of the present invention will be described. The coating composition of the present invention can be obtained by mixing the above-mentioned alkoxysilane, an organic polymer and a solvent. At least a part of the alkoxysilane is hydrolyzed and polycondensed so that the hydrolyzate of the alkoxysilane is an oligomer. It is desirable that they are condensed into a shape.

【0069】加水分解・重縮合すると塗布組成物の粘度
が適度に上がるので、塗膜の保形性が確保でき膜厚を均
一にすることが可能となり、さらにシリカ前駆体がゲル
化してシリカとなる場合に、シリカ骨格の形成がマイル
ドに起こるので、膜収縮が起こり難くなるためである。
従ってアルコキシシランは以下に示す一定の条件で処理
される。尚、アルコキシシランの処理はアルコキシシラ
ンと有機ポリマーを混合した後行えば良いが、アルコキ
シシランを予め処理した後、有機ポリマーを混合しても
かまわない。
When the composition is hydrolyzed and polycondensed, the viscosity of the coating composition is appropriately increased, so that the shape retention of the coating film can be ensured and the film thickness can be made uniform. In this case, since the silica skeleton is mildly formed, the film shrinkage is less likely to occur.
Therefore, the alkoxysilane is treated under the following constant conditions. It should be noted that the treatment of the alkoxysilane may be carried out after mixing the alkoxysilane and the organic polymer, but it is also possible to pretreat the alkoxysilane and then mix the organic polymer.

【0070】本発明においてアルコキシシランの処理条
件は加水分解に必要な水の存在下、通常0〜150
℃、好ましくは0〜100℃、より好ましくは0℃〜5
0℃で処理すれば良い。0℃よりも低いと加水分解の進
行が十分でないし、逆に150℃を超えると反応が急激
に進行しすぎて、溶液のゲル化が起こる場合があり好ま
しくない。加水分解には前記したように、部分加水分解
も含まれる。例えば、4官能性のアルコキシシランの場
合、4つのアルコキシ基のすべてが加水分解されている
必要はなく、例えば1個だけが加水分解されているも
の、2個以上が加水分解されているもの、あるいはこれ
らの混合物が存在していてもかまわない。また、重縮合
は、アルコキシシランが加水分解して得られるシラノー
ル基が縮合してSi-O-Si結合を形成したものである
が、シラノール基がすべて縮合している必要はなく、一
部のシラノール基が縮合したものであってもかまわず、
縮合の程度は縮合率にて表される。
In the present invention, the treatment conditions of alkoxysilane are usually 0 to 150 in the presence of water necessary for hydrolysis.
℃, preferably 0 to 100 ℃, more preferably 0 ℃ to 5
It may be processed at 0 ° C. When the temperature is lower than 0 ° C, the progress of hydrolysis is not sufficient, and when the temperature is higher than 150 ° C, the reaction rapidly proceeds excessively and gelation of the solution may occur, which is not preferable. As mentioned above, hydrolysis also includes partial hydrolysis. For example, in the case of a tetrafunctional alkoxysilane, it is not necessary for all four alkoxy groups to be hydrolyzed, for example, only one is hydrolyzed, two or more are hydrolyzed, Alternatively, a mixture of these may be present. Polycondensation is a condensation of silanol groups obtained by hydrolysis of alkoxysilane to form Si-O-Si bonds, but it is not necessary that all silanol groups are condensed, It does not matter even if the silanol groups are condensed,
The degree of condensation is represented by the condensation rate.

【0071】本発明の塗布組成物中のアルコキシシラン
の縮合率は10〜90%、好ましくは20〜85%、よ
り好ましくは30〜85%である。この縮合率は溶液状
態での29Si−NMR法により求めることができる。縮
合率が10%よりも低いと、塗布液粘度が不充分とな
り、塗膜の保形性が確保できず膜厚を均一にできない。
また、シリカを形成する場合のゲル化が急激におこるた
め膜収縮が起こりやすくなる。一方、縮合率が90%を
超えると塗布組成物全体がゲル化してしまう。尚、本発
明において縮合率とは塗布組成物の原料として用いられ
たアルコキシシランの官能基うちシロキサン結合に関与
した官能基の割合であらわすことができる。
The condensation rate of the alkoxysilane in the coating composition of the present invention is 10 to 90%, preferably 20 to 85%, more preferably 30 to 85%. This condensation rate can be determined by the 29 Si-NMR method in a solution state. When the condensation rate is lower than 10%, the viscosity of the coating solution becomes insufficient, the shape retention of the coating film cannot be ensured, and the film thickness cannot be made uniform.
In addition, since gelation occurs rapidly when silica is formed, film shrinkage easily occurs. On the other hand, if the condensation rate exceeds 90%, the entire coating composition will gel. In the present invention, the condensation rate can be expressed as the ratio of the functional groups involved in the siloxane bond among the functional groups of the alkoxysilane used as the raw material of the coating composition.

【0072】本発明に用いるアルコキシシランの加水分
解に必要な水は液体のまま、あるいはアルコール等の水
溶液として加えるのが一般的であるが、水蒸気の形で加
えてもかまわない。水の添加を急激に行うと、アルコキ
シシランの種類によっては加水分解と縮合が速すぎて沈
殿を生じる場合があるため、水の添加に充分な時間をか
けることが好ましい。従って液体で添加する場合アルコ
キシシランが均一に水と接するようにアルコールなどの
溶媒を共存させたり、低温で添加するなどの手法を単独
または組み合わせて用いることが好ましい。水の添加量
は原料として仕込み量のアルコキシシラン基1モル当た
り、0.1モル〜5モルの範囲が好ましい。水の添加量
がこの範囲にあると、以下の反応が円滑に進行するので
好ましい。
The water necessary for the hydrolysis of the alkoxysilane used in the present invention is generally added as a liquid or as an aqueous solution of alcohol or the like, but it may be added in the form of steam. When water is rapidly added, depending on the type of alkoxysilane, hydrolysis and condensation may be too fast and precipitation may occur. Therefore, it is preferable to add water for a sufficient time. Therefore, when the liquid is added, it is preferable to use a method in which a solvent such as alcohol coexists so that the alkoxysilane uniformly contacts with water, or a method of adding at a low temperature is used alone or in combination. The amount of water added is preferably in the range of 0.1 mol to 5 mol per 1 mol of the alkoxysilane group charged as the raw material. When the amount of water added is in this range, the following reaction proceeds smoothly, which is preferable.

【0073】以上の条件で処理されたアルコキシシラン
は水の存在下、加水分解してシラノールになり、次にシ
ラノール基間の縮合反応によりシロキサン結合を有する
オリゴマー状のシリカ前駆体へと生長する。
The alkoxysilane treated under the above conditions is hydrolyzed to silanol in the presence of water, and then grows into an oligomeric silica precursor having a siloxane bond by a condensation reaction between silanol groups.

【0074】本発明における塗布組成物の固形分濃度
は、先記のごとく2〜30重量%が好ましいが、使用目
的に応じて適宜調整される。塗布組成物の固形分濃度が
2〜30重量%であると、塗膜の膜厚が適当な範囲とな
り、保存安定性もより優れるものである。なお、この固
形分濃度の調整は、必要であれば、濃縮または上記溶媒
(C)による希釈によって行われる。固形分濃度は既知
量の塗布組成物に対するアルコキシシランの全量が加水
分解さらに縮合反応して得られるシロキサン化合物の重
量として求められる。また、塗布組成物中のナトリウ
ム、カリウムなどのアルカリ金属および鉄の含量が、5
0ppb以下、特に10ppb 以下であることが塗膜
の低リーク電流の観点から好ましい。アルカリ金属およ
び鉄は、使用する原料から混入する場合があり、(A)
成分、(B)成分および溶媒(C)を精製することが好
ましい。
The solid content concentration of the coating composition in the present invention is preferably 2 to 30% by weight as described above, but it is appropriately adjusted according to the purpose of use. When the solid content concentration of the coating composition is 2 to 30% by weight, the film thickness of the coating film is in an appropriate range and the storage stability is further excellent. The solid content concentration is adjusted, if necessary, by concentration or dilution with the solvent (C). The solid content concentration is determined as the weight of the siloxane compound obtained by hydrolysis and condensation reaction of the total amount of alkoxysilane with respect to a known amount of coating composition. In addition, the content of alkali metals such as sodium and potassium and iron in the coating composition is 5
It is preferably 0 ppb or less, and particularly preferably 10 ppb or less from the viewpoint of low leak current of the coating film. Alkali metals and iron may be mixed in from the raw materials used, (A)
It is preferable to purify the component, the component (B) and the solvent (C).

【0075】本発明では、以上のようにして得られる塗
布組成物を基板上に塗布した後で塗膜中の溶媒を10%
以上99%除去したあとで、再度塗布組成物を塗布した
後、(A)成分を硬化させることによって、(A)成分
と(B)成分との複合体薄膜を得、引き続き(B)成分
を除去することを特徴とする。
In the present invention, the solvent in the coating film is 10% after the coating composition thus obtained is coated on the substrate.
After removing 99% as described above, the coating composition is applied again, and then the component (A) is cured to obtain a composite thin film of the components (A) and (B), and then the component (B) is continuously added. It is characterized by removing.

【0076】以下、本発明の絶縁薄膜の製造方法につい
て詳細に説明する。本発明において、薄膜の形成は基板
上に本発明の塗布組成物を塗布することによって行う。
塗布方法としては流延、浸漬、スピンコートなどの周知
の方法で行うことができるが、半導体素子の多層配線構
造体用の絶縁層の製造に用いるにはスピンコートが好適
である。薄膜の厚さは塗布組成物の粘度や回転速度を変
えることによって0.1μm〜100μmの範囲で制御
できる。100μmより厚いとクラックが発生する場合
がある。半導体素子の多層配線構造体用の絶縁層として
は、通常0.1μm〜5μmの範囲で用いられる。
The method of manufacturing the insulating thin film of the present invention will be described in detail below. In the present invention, the thin film is formed by applying the coating composition of the present invention onto a substrate.
As a coating method, known methods such as casting, dipping, and spin coating can be used, but spin coating is suitable for use in manufacturing an insulating layer for a multilayer wiring structure of a semiconductor element. The thickness of the thin film can be controlled in the range of 0.1 μm to 100 μm by changing the viscosity and the rotation speed of the coating composition. If it is thicker than 100 μm, cracks may occur. The insulating layer for a multilayer wiring structure of a semiconductor device is usually used in the range of 0.1 μm to 5 μm.

【0077】(A)成分にシリカ前駆体である無機系樹
脂を用いた場合には、シリカ前駆体を含む塗布組成物を
基板上に塗布し塗膜の溶媒を10%以上99%除去した
あとで、再度塗布組成物を塗布し、該前駆体をゲル化さ
せることによって、シリカ/有機ポリマー複合体薄膜を
得、引き続き有機ポリマーを除去することを特徴とす
る。このようにして得られた多孔性薄膜のヤングもジュ
ラスは、1回だけ塗布して得られた薄膜よりも高い。
When an inorganic resin which is a silica precursor is used as the component (A), a coating composition containing a silica precursor is applied onto a substrate and the solvent of the coating film is removed by 10% to 99%. Then, the coating composition is applied again, and the precursor is gelated to obtain a silica / organic polymer composite thin film, and subsequently the organic polymer is removed. The Young's modulus of the porous thin film thus obtained is higher than that of the thin film obtained by applying only once.

【0078】塗布組成物中の溶媒を除去量が10〜99
%の範囲にあると本発明の効果が最大限に発現される。
より好ましい量は50〜99%、さらに好ましくは70
〜99%である。除去量が10%未満である、逆に99
%を超えると、理由は定かではないが、得られた多孔性
薄膜の比誘電率が十分に低くならず、半導体配線構造体
用の絶縁層としての機能が低下するのみならず、1回の
塗布を行う場合に比べて弾性率の向上が小さくなり、本
発明の効果が最大限に発現されない。
The removal amount of the solvent in the coating composition is 10 to 99.
In the range of%, the effect of the present invention is maximized.
A more preferable amount is 50 to 99%, and further more preferably 70%.
~ 99%. The removal amount is less than 10%, conversely 99
%, Although the reason is not clear, the relative permittivity of the obtained porous thin film does not become sufficiently low, and the function as an insulating layer for a semiconductor wiring structure deteriorates. The improvement in elastic modulus is smaller than that in the case of coating, and the effect of the present invention is not maximized.

【0079】塗布組成物中の溶媒を除去する方法とし
て、先述したようなスピンコート法に加えて、加熱する
と効果がより顕著になるので好ましい。加熱条件、たと
えば加熱温度や加熱時間については、溶媒の除去量が上
記範囲に制御されるならば、特に限定されない。溶媒の
除去量は、塗布組成物とそれを基板上に塗布し溶媒除去
をした塗膜をそれぞれ、150℃、100Paの減圧下
にて1時間処理した前後の重量差から求めることができ
る。
As a method for removing the solvent in the coating composition, heating in addition to the spin coating method described above is more preferable because the effect becomes more remarkable. The heating conditions, such as the heating temperature and the heating time, are not particularly limited as long as the removal amount of the solvent is controlled within the above range. The removal amount of the solvent can be determined from the weight difference before and after the coating composition and the coating film obtained by coating the coating composition on the substrate and removing the solvent are treated under reduced pressure of 150 ° C. and 100 Pa for 1 hour, respectively.

【0080】具体的には塗布組成物からa重量取り出し
150℃、100Paの減圧下で1時間処理した後の重
量を測定してbとしてaとbから基準となる溶媒量を
(a−b)/bと表す。そして、塗布組成物を基板上に
先記の塗布方法で塗布し、引き続き溶媒除去を行った後
の塗膜を基板ごと150℃、100Paの減圧下で一時
間処理した前後の重量を測定して各々c、dとし、溶媒
除去後の塗膜に含まれる溶媒量を(c−d)/dと表
す。従って、本発明の溶媒の除去量は溶媒除去率として
上記関係式から 100×〔1−[(c−d)/d]/{(a−b)/
b}〕 と表すことができる。尚、c、dは基板重量を差し引い
た重量で表すものとする。
Specifically, a weight is taken out from the coating composition and treated for 1 hour under a reduced pressure of 150 ° C. and 100 Pa, and then the weight is measured to obtain b, and a and b are the standard solvent amount (ab). / B. Then, the coating composition was coated on the substrate by the coating method described above, and the solvent was removed, and the coating film was treated with the substrate at 150 ° C. under a reduced pressure of 100 Pa for 1 hour. Let c and d respectively, and the amount of solvent contained in the coating film after solvent removal is represented by (cd) / d. Therefore, the removal amount of the solvent of the present invention is 100 × [1 − [(c−d) / d] / {(a−b) /
b}]. It should be noted that c and d are represented by the weight obtained by subtracting the weight of the substrate.

【0081】再塗布するのに用いる塗布組成物量は、1
回目の塗布組成物に対して0.1〜100重量倍、好ま
しくは0.1〜30倍が好ましい。塗布量が0.1未満
または100を超えた場合のいずれも場合にも、ヤング
モジュラスが1回の塗布を行う場合に比べて弾性率の向
上が小さくなり、好ましくない。本発明の絶縁薄膜の形
態上の特徴としては、上記のように2回塗布組成物を塗
布しても各層の境界に明確な差が見られないことであ
る。尚、塗布にあたっては、同一の塗布組成物を用いて
も良いし、異なる塗布組成物を別々に塗布しても構わな
い。また、上記の固形分率比を満足すれば2回以上塗布
組成物を塗布してもかまわない。
The amount of coating composition used for recoating was 1
It is preferably 0.1 to 100 times, preferably 0.1 to 30 times, the weight of the coating composition for the second time. In both cases where the coating amount is less than 0.1 or exceeds 100, the elastic modulus is less improved than in the case where the Young modulus is coated once, which is not preferable. The morphological feature of the insulating thin film of the present invention is that no clear difference is observed at the boundary between the layers even when the coating composition is applied twice as described above. In addition, in coating, the same coating composition may be used, or different coating compositions may be separately coated. Further, the coating composition may be applied more than once as long as the solid content ratio is satisfied.

【0082】基板としてはシリコン、ゲルマニウム等の
半導体基板、ガリウム−ヒ素、インジウム−アンチモン
等の化合物半導体基板等を用いこともできるし、これら
の表面に他の物質の薄膜を形成したうえで用いることも
可能である。この場合、薄膜としてはアルミニウム、チ
タン、クロム、ニッケル、銅、銀、タンタル、タングス
テン、オスミウム、白金、金などの金属の他に、二酸化
ケイ素、フッ素化ガラス、リンガラス、ホウ素−リンガ
ラス、ホウケイ酸ガラス、多結晶シリコン、アルミナ、
チタニア、ジルコニア、窒化シリコン、窒化チタン、窒
化タンタル、窒化ホウ素、水素化シルセスキオキサン等
の無機化合物、メチルシルセスキオキサン、アモルファ
スカーボン、フッ素化アモルファスカーボン、ポリイミ
ド、その他任意のブロックコポリマーからなる薄膜を用
いることができる。
As the substrate, a semiconductor substrate made of silicon, germanium or the like, a compound semiconductor substrate made of gallium-arsenic, indium-antimony or the like can be used, and a thin film of another substance is formed on the surface thereof before use. Is also possible. In this case, as the thin film, in addition to metals such as aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, silver, tantalum, tungsten, osmium, platinum and gold, silicon dioxide, fluorinated glass, phosphorus glass, boron-phosphorus glass, borosilicate. Acid glass, polycrystalline silicon, alumina,
Inorganic compounds such as titania, zirconia, silicon nitride, titanium nitride, tantalum nitride, boron nitride, hydrogenated silsesquioxane, methyl silsesquioxane, amorphous carbon, fluorinated amorphous carbon, polyimide, and any other block copolymer Thin films can be used.

【0083】薄膜の形成に先立ち、上記基板の表面を、
あらかじめ密着向上剤で処理してもよい。この場合の密
着向上剤としてはいわゆるシランカップリング剤として
用いられるものやアルミニウムキレート化合物などを使
用することができる。特に好適に用いられるものとし
て、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミ
ノ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、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、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエ
トキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラ
ン、3−クロロプロピルメチルジクロロシラン、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、3−メルカプトプロピル
トリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメ
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−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メチルジメトキシ
シラン、ヘキサメチルジシラザン、エチルアセトアセテ
ートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムト
リス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムビス
(エチルアセトアセテート)モノアセチルアセトネー
ト、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)など
が挙げられる。これらの密着向上剤を塗布するにあたっ
ては必要に応じて他の添加物を加えたり、溶媒で希釈し
て用いてもよい。密着向上剤による処理は公知の方法で
行う。
Prior to the formation of the thin film, the surface of the substrate is
It may be previously treated with an adhesion improver. As the adhesion improver in this case, those used as so-called silane coupling agents, aluminum chelate compounds and the like can be used. Particularly preferably used are 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-
(2-Aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldichlorosilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3- Chloropropylmethyldiethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyl Dimethoxysilane, hexamethyldisilazane, ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethyl acetoacetate), aluminum bis (ethyl acetoacetate) G) monoacetylacetonate, and the like of aluminum tris (acetylacetonate). When applying these adhesion improvers, other additives may be added, if necessary, or diluted with a solvent. The treatment with the adhesion improver is performed by a known method.

【0084】以上のように、本発明の塗布組成物を2回
塗布して得られた塗膜を、引き続き硬化(ゲル化)する
場合の温度は特に限定されないが、通常は100〜30
0℃、好ましくは150〜300℃、ゲル化反応に要す
る時間は熱処理温度、触媒添加量や溶媒種および量によ
っても異なるが、通常数秒間から10時間の範囲であ
る。好ましくは30秒〜5時間、より好ましくは1分〜
2時間である。この操作により、塗布組成物中のシリカ
前駆体のゲル化反応が十分に進行しシリカとなる。シリ
カの縮合率として100%近くまで達する場合がある。
通常は約90%である。この場合の縮合率は、29Si−
NMR析で求めることができる。温度が100℃よりも
低いと、後工程であるポリマー除去工程において、ゲル
化が十分に進行する前にポリマーが除去され始めるの
で、その結果、塗膜の高密度化が起こってしまう。また
300℃よりも高いと、巨大なボイドが生成しやすく、
後述するシリカ/有機ポリマー複合体薄膜の均質性が低
下する。
As described above, the temperature at which the coating film obtained by applying the coating composition of the present invention twice is subsequently cured (gelled) is not particularly limited, but is usually 100 to 30.
0 ° C., preferably 150 to 300 ° C. The time required for the gelation reaction varies depending on the heat treatment temperature, the amount of catalyst added and the solvent species and amount, but is usually in the range of several seconds to 10 hours. Preferably 30 seconds to 5 hours, more preferably 1 minute to
2 hours. By this operation, the gelation reaction of the silica precursor in the coating composition sufficiently progresses to form silica. The condensation rate of silica may reach nearly 100%.
It is usually about 90%. The condensation rate in this case is 29 Si-
It can be determined by NMR analysis. When the temperature is lower than 100 ° C., the polymer starts to be removed before the gelation sufficiently progresses in the polymer removal step which is a post-step, resulting in the densification of the coating film. If the temperature is higher than 300 ° C, huge voids are likely to be formed,
The homogeneity of the silica / organic polymer composite thin film described below is reduced.

【0085】このようにして得られたシリカ/有機ポリ
マー複合体薄膜は、誘電率も低く、厚膜形成性があるの
で、このままで配線の絶縁部分として用いることもでき
るし、薄膜以外の用途、たとえば光学的膜や構造材料、
フィルム、コーティング材などとして使用することも可
能である。しかし、LSI多層配線の絶縁物としてさら
に誘電率の低い材料を得ることを目的として、多孔性シ
リカ薄膜に変換することが好ましい。シリカ/有機ポリ
マー複合体薄膜から絶縁性の多孔性シリカ薄膜へは、シ
リカ/有機ポリマー複合体薄膜からポリマーを除去する
ことによって行う。この時に、シリカ前駆体のゲル化反
応が十分に進行していれば、シリカ/有機ポリマー複合
体薄膜中の有機ポリマーが占有していた領域が、多孔性
シリカ薄膜中の空孔としてつぶれずに残る。その結果、
空隙率が高く、誘電率の低い多孔性シリカ薄膜を得るこ
とができる。
The silica / organic polymer composite thin film thus obtained has a low dielectric constant and is capable of forming a thick film. Therefore, it can be used as it is as an insulating part of wiring, For example optical films and structural materials,
It can also be used as a film or coating material. However, it is preferable to convert it into a porous silica thin film for the purpose of obtaining a material having a lower dielectric constant as an insulator of the LSI multilayer wiring. The silica / organic polymer composite thin film is transformed into the insulating porous silica thin film by removing the polymer from the silica / organic polymer composite thin film. At this time, if the gelation reaction of the silica precursor has proceeded sufficiently, the region occupied by the organic polymer in the silica / organic polymer composite thin film does not collapse as voids in the porous silica thin film. Remain. as a result,
A porous silica thin film having a high porosity and a low dielectric constant can be obtained.

【0086】有機ポリマーを除去する方法としては、加
熱、プラズマ処理、溶媒抽出などが挙げられるが、現行
の半導体素子製造プロセスにおいて容易に実施可能であ
るという観点からは、加熱がもっとも好ましい。この場
合、加熱温度は用いる有機ポリマーの種類に依存し、薄
膜状態下で単に蒸散除去されるもの、有機ポリマーの分
解を伴って焼成除去されるもの、およびその混合した場
合があるが、通常の加熱温度は300〜450℃、好ま
しくは350〜400℃の範囲である。300℃よりも
低いと有機ポリマーの除去が不充分で、有機物の不純物
が残るため、誘電率の低い多孔性シリカ薄膜が得られな
い危険がある。また汚染ガス発生量も多い。逆に450
℃よりも高い温度で処理することは、有機ポリマーの除
去の点では好ましいが、半導体製造プロセスで用いるの
は極めて困難である。
As a method for removing the organic polymer, heating, plasma treatment, solvent extraction and the like can be mentioned, but heating is most preferable from the viewpoint that it can be easily carried out in the current semiconductor element manufacturing process. In this case, the heating temperature depends on the type of the organic polymer used, and may be simply evaporated and removed in a thin film state, may be removed by firing with decomposition of the organic polymer, and may be a mixture thereof. The heating temperature is in the range of 300 to 450 ° C, preferably 350 to 400 ° C. If the temperature is lower than 300 ° C., the removal of the organic polymer is insufficient and impurities of the organic matter remain, so that there is a risk that a porous silica thin film having a low dielectric constant cannot be obtained. Also, the amount of pollutant gas generated is large. Conversely, 450
Treatment at a temperature higher than ° C is preferable from the viewpoint of removing the organic polymer, but it is extremely difficult to use in the semiconductor manufacturing process.

【0087】加熱時間は10秒〜24時間の範囲で行う
ことが好ましい。好ましくは10秒〜5時間、特に好ま
しくは1分〜2時間である。10秒より短いと有機ポリ
マーの蒸散や分解が十分進行しないので、得られる多孔
性シリカ薄膜に不純物として有機物が残存し、誘電率が
低くならない。また通常熱分解や蒸散は24時間以内に
終了するので、これ以上長時間の加熱はあまり意味をな
さない。加熱は窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性
雰囲気下で行うのが好ましい。空気または酸素ガスを混
入させたりといった酸化性雰囲気下で行うことも可能で
あるが、この場合には該酸化性ガスの濃度を、シリカ前
駆体がゲル化する前に有機ポリマーが実質的に分解しな
いような濃度に制御することが好ましい。また雰囲気中
にアンモニア、水素などを存在させ、シリカ中に残存し
ているシラノール基を失活させることによって多孔性シ
リカ薄膜の吸湿性を低減させ、誘電率の上昇を抑制する
こともできる。
The heating time is preferably 10 seconds to 24 hours. It is preferably 10 seconds to 5 hours, and particularly preferably 1 minute to 2 hours. If it is shorter than 10 seconds, the evaporation and decomposition of the organic polymer will not proceed sufficiently, so that organic substances remain as impurities in the resulting porous silica thin film, and the dielectric constant does not decrease. Moreover, since the thermal decomposition and the evaporation are usually completed within 24 hours, heating for a longer time does not make much sense. The heating is preferably performed under an inert atmosphere such as nitrogen, argon or helium. It is also possible to carry out in an oxidizing atmosphere such as mixing air or oxygen gas, but in this case, the concentration of the oxidizing gas is set so that the organic polymer is substantially decomposed before the silica precursor is gelated. It is preferable to control the concentration so that it does not occur. Further, by allowing ammonia, hydrogen, etc. to exist in the atmosphere to deactivate the silanol groups remaining in the silica, it is possible to reduce the hygroscopicity of the porous silica thin film and suppress an increase in the dielectric constant.

【0088】以上の加熱条件下で本発明の有機ポリマー
を除去した後の多孔性シリカ薄膜中の残渣ポリマー量は
著しく低減されるので、先述したような有機ポリマーの
分解ガスによる上層膜の接着力の低下や剥離などの現象
がおこらない。尚、本発明の塗布組成物中の有機ポリマ
ーがポリエーテルブロックコポリマーとシリカ前駆体に
対して化学的に不活性な末端基を有するポリマーとを包
含することで、さらにその効果が顕著になる。
Since the amount of residual polymer in the porous silica thin film after removing the organic polymer of the present invention under the above heating conditions is remarkably reduced, the adhesive force of the upper layer film due to the decomposition gas of the organic polymer as described above. Phenomenon such as deterioration of the surface and peeling does not occur. The effect becomes more remarkable when the organic polymer in the coating composition of the present invention includes the polyether block copolymer and the polymer having a terminal group that is chemically inactive to the silica precursor.

【0089】本発明は、シリカ/有機ポリマー複合体薄
膜を形成するステップを経た後ポリマーを除去するステ
ップを上記条件下で行うものであれば、そのステップの
前後に任意の温度や雰囲気によるステップを経ても問題
はない。本発明において加熱は、半導体素子製造プロセ
ス中で通常使用される枚葉型縦型炉あるいはホットプレ
ート型の焼成システムを使用することができる。もちろ
ん、本発明の製造工程を満足すれば、これらに限定され
るものではない。
In the present invention, if the step of forming the silica / organic polymer composite thin film and then the step of removing the polymer is performed under the above-mentioned conditions, a step at an arbitrary temperature and atmosphere can be performed before and after the step. There is no problem even if it passes. For heating in the present invention, a single wafer type vertical furnace or a hot plate type firing system which is usually used in the semiconductor element manufacturing process can be used. Of course, it is not limited to these as long as the manufacturing process of the present invention is satisfied.

【0090】以上、本発明の多孔性シリカ薄膜を用いる
ことにより、機械強度が高く、かつ誘電率が充分に低い
LSI用の多層配線用絶縁膜が成膜できる。本発明の多
孔性シリカ薄膜の比誘電率は、本発明の製造法により
2.8〜1.2を達成できる。この比誘電率は本発明の
塗布組成物中の(B)成分の含有量により調節すること
ができる。
As described above, by using the porous silica thin film of the present invention, it is possible to form an insulating film for a multi-layer wiring for LSI, which has a high mechanical strength and a sufficiently low dielectric constant. The relative dielectric constant of the porous silica thin film of the present invention can be 2.8 to 1.2 by the production method of the present invention. This relative dielectric constant can be adjusted by the content of the component (B) in the coating composition of the present invention.

【0091】本発明の薄膜の特徴のひとつに、機械強度
が比誘電率(k)にあまり影響されずに、十分に高い点
である。一例として、比誘電率が2.3でヤングモジュ
ラスが7.0GPaの薄膜と、k=2.0でヤングモジ
ュラスが6.6GPaの薄膜が得られている。また、本
発明の多孔性薄膜中には、BJH法による細孔分布測定
において、20nm以上の空孔は実質上認められず、層
間絶縁膜として好適である。本発明により得られる多孔
性シリカ薄膜は、薄膜以外のバルク状の多孔性シリカ
体、たとえば反射防止膜や光導波路のような光学的膜や
触媒担体はじめ断熱材、吸収剤、カラム充填材、ケーキ
ング防止剤、増粘剤、顔料、不透明化剤、セラミック、
防煙剤、研磨剤、歯磨剤などとして使用することも可能
である。
One of the features of the thin film of the present invention is that the mechanical strength is sufficiently high without being affected by the relative permittivity (k). As an example, a thin film having a relative dielectric constant of 2.3 and a Young's modulus of 7.0 GPa and a thin film of k = 2.0 and a Young's modulus of 6.6 GPa were obtained. Further, in the porous thin film of the present invention, pores of 20 nm or more are not substantially observed in the pore distribution measurement by the BJH method, and it is suitable as an interlayer insulating film. The porous silica thin film obtained by the present invention is a bulk porous silica body other than a thin film, for example, an optical film such as an antireflection film or an optical waveguide, a catalyst carrier, a heat insulating material, an absorbent, a column packing material, or a caking material. Inhibitors, thickeners, pigments, opacifiers, ceramics,
It can also be used as a smoke preventive, an abrasive, a dentifrice, and the like.

【0092】[0092]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例および比較
例をもって具体的に説明するが、本発明の範囲はこれら
実施例などにより何ら限定されるものではない。多孔性
シリカ薄膜製造用の塗布組成物および薄膜の評価は下記
の方法により行った。 (1)比誘電率 ソリッドステートメジャーメント社製SSM495型自
動水銀CV測定装置を用いて測定した。 (2)膜厚測定 理学電機製RINT 2500を用いて測定した。測定条件は、
発散スリット:1/6°、散乱スリット:1/6°、受光スリ
ット:0.15mmで検出器(シンチレーションカウンタ)の
前にグラファイトモノクロメータをセットした。管電圧
と管電流は、それぞれ40kVと50mAで測定したが、必要に
応じて変えることができる。また、ゴニオメータの走査
法は2θ/θ走査法で、走査ステップは0.02°とした。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the scope of the present invention is not limited to these Examples. The coating composition and the thin film for producing the porous silica thin film were evaluated by the following methods. (1) Relative permittivity It was measured using an SSM495 type automatic mercury CV measuring device manufactured by Solid State Measurement. (2) Film thickness measurement It was measured using RINT 2500 manufactured by Rigaku Denki. The measurement conditions are
A graphite monochromator was set in front of the detector (scintillation counter) with a divergence slit: 1/6 °, a scattering slit: 1/6 °, and a light-receiving slit: 0.15 mm. Tube voltage and tube current were measured at 40kV and 50mA, respectively, but can be varied as needed. Further, the scanning method of the goniometer was a 2θ / θ scanning method, and the scanning step was 0.02 °.

【0093】(3)ヤングモジュラス MTS Systems Corporation社製ナノインデンター DCM
で測定した。測定方法は、バーコビッチ型のダイヤモン
ド製圧子を試料に押し込み、一定荷重に達するまで負荷
したのちそれを除き、変位をモニターすることにより荷
重―変位曲線を求めた。表面はコンタクトスティフネス
が200N/mになる条件で認識した。硬度の算出は、以下の
式による。 H=P/A ここで、Pは印加した荷重であり、接触面積Aは接触深
さhcの関数で次式により、実験的に求めた。
(3) Young Modulus Nano Indenter DCM manufactured by MTS Systems Corporation
It was measured at. The measurement method was as follows: A Berkovich type diamond indenter was pressed into a sample, and after a certain load was applied, the load was removed and the load-displacement curve was obtained by monitoring the displacement. The surface was recognized under the condition that the contact stiffness was 200 N / m. The hardness is calculated by the following formula. H = P / A Here, P is the applied load, and the contact area A is a function of the contact depth hc and was experimentally obtained by the following equation.

【0094】[0094]

【数1】 [Equation 1]

【0095】この接触深さは圧子の変位hと次の関係に
ある。 hc=h−εP/S ここでεは0.75、Sは除荷曲線の初期勾配である。
This contact depth has the following relationship with the displacement h of the indenter. hc = h-εP / S where ε is 0.75 and S is the initial slope of the unloading curve.

【0096】ヤングモジュラスの算出はスネドンの式に
よって求めた。 Er=(√π・S) / 2√A ここで、複合弾性率Erは次式で表される。 Er =[(1-νs2)/ Es + (1-νi2)/ Ei ]-1 ここで、νはポアソン比、添字Sはサンプル、iは圧子
を表す。本発明ではνi=0.07、 Ei=1141G
Pa、また本材料のポアッソン比は未知であるがνs=
0.18としてサンプルのヤングモジュラスEsを算出
した。尚、本発明におけるヤングモジュラスは、0.8
μ〜1.2μmの膜厚で測定した。
The Young's modulus was calculated by Sneddon's formula. Er = (√π · S) / 2√A Here, the composite elastic modulus Er is expressed by the following equation. Er = [(1-νs 2 ) / Es + (1-νi 2) / Ei] -1 where, [nu is the Poisson's ratio, the subscript S samples, i is representative of the indenter. In the present invention, νi = 0.07, Ei = 11141G
Pa, and the Poisson's ratio of this material is unknown, but νs =
The Young's modulus Es of the sample was calculated as 0.18. The Young's modulus in the present invention is 0.8
It was measured at a film thickness of μ to 1.2 μm.

【0097】[0097]

【実施例1】テトラエトキシシラン7.94g、ジメチ
ルジエトキシシラン1.14g、メチルトリエトキシシ
ラン1.01g、エタノール13.53g、水9.71
g、0.1mol/lの硝酸2.06gを混合し、40
℃にて5時間攪拌し反応させた。該溶液を50℃、66
00Paにて溶媒を留去し、18.1gまで濃縮した
後、乳酸エチル25.94g、水10g、を加えた。得
られた溶液に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(数平均分子量6
400、ポリプロピレングリコール部分の数平均分子量
は3200)2.42gを加え、本発明の塗布組成物を
得た。
Example 1 Tetraethoxysilane 7.94 g, dimethyldiethoxysilane 1.14 g, methyltriethoxysilane 1.01 g, ethanol 13.53 g, water 9.71
g, and 2.06 g of 0.1 mol / l nitric acid,
The mixture was stirred at 5 ° C for 5 hours for reaction. The solution was heated at 50 ° C, 66
After distilling off the solvent at 00 Pa and concentrating to 18.1 g, 25.94 g of ethyl lactate and 10 g of water were added. Polyethylene glycol-polypropylene glycol-polyethylene glycol (number average molecular weight 6
400, 2.42 g of polypropylene glycol moiety having a number average molecular weight of 3200) was added to obtain a coating composition of the present invention.

【0098】これを6インチシリコンウェハ上に3ml
滴下し、室温にて1050rpmにて60秒間回転塗布
し、空気中で120℃のホットプレート上で1分間加熱
した。この場合の溶媒の除去率は90%であった。次に
同塗布溶液を3ml滴下し、1050rpmにて60秒
間回転塗布したあとで空気中120℃にて1分間、窒素
雰囲気下200℃にて1時間、続いて窒素雰囲気下40
0℃にて4時間加熱焼成して、膜厚が0.95μmの多
孔性シリカ薄膜を得た。得られた薄膜の1MHzにおけ
る比誘電率は2.0、ヤングモジュラスは6.4GPa
であった。
3 ml of this on a 6 inch silicon wafer
It was dropped, spin coated at 1050 rpm for 60 seconds at room temperature, and heated in air on a hot plate at 120 ° C. for 1 minute. The removal rate of the solvent in this case was 90%. Next, 3 ml of the same coating solution was dripped and spin-coated at 1050 rpm for 60 seconds, then in air at 120 ° C. for 1 minute, under nitrogen atmosphere at 200 ° C. for 1 hour, and then under nitrogen atmosphere at 40 ° C.
It was heated and baked at 0 ° C. for 4 hours to obtain a porous silica thin film having a film thickness of 0.95 μm. The obtained thin film has a relative dielectric constant of 2.0 at 1 MHz and a Young's modulus of 6.4 GPa.
Met.

【0099】[0099]

【実施例2】実施例1で使用した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2.42gのうち1.04gをポリエチレングリコー
ルジメチルエーテル(数平均分子量600)で置き換え
た以外には実施例1と同一の操作を行い、膜厚が0.9
0μmの多孔性シリカ薄膜を得た.1回目に塗布してホッ
トプレート処理された塗膜の溶媒除去率は91%であっ
た。2回塗布したあとに得られた多孔性シリカ薄膜の1
MHzにおける比誘電率は2.0、ヤングモジュラスは
6.6GPaであった。
Example 2 The same operation as in Example 1 except that 1.04 g of 2.42 g of polyethylene glycol-polypropylene glycol-polyethylene glycol used in Example 1 was replaced with polyethylene glycol dimethyl ether (number average molecular weight 600). And the film thickness is 0.9
A 0 μm porous silica thin film was obtained. The solvent removal rate of the coating film applied the first time and subjected to hot plate treatment was 91%. 1 of the porous silica thin film obtained after applying twice
The relative dielectric constant at MHz was 2.0 and the Young's modulus was 6.6 GPa.

【0100】[0100]

【実施例3】実施例1で使用した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2.42gのうち1.04gをポリエチレングリコー
ルジメチルエーテル(数平均分子量600)で置き換え
て、さらに120℃ホットプレート上で3分間加熱した
以外は、実施例1と同一の操作を行って膜厚が0.93
μmの多孔性シリカ薄膜を得た。1回目に塗布してホッ
トプレート処理された塗膜の溶媒除去率は96%であっ
た。2回塗布したあとに得られた多孔性シリカ薄膜の1
MHzにおける比誘電率は2.3、ヤングモジュラスは
7.0GPaであった。
Example 3 Of 2.42 g of polyethylene glycol-polypropylene glycol-polyethylene glycol used in Example 1, 1.04 g was replaced with polyethylene glycol dimethyl ether (number average molecular weight 600), and further on a hot plate at 120 ° C. for 3 minutes. The same operation as in Example 1 was carried out except that the film was heated to a film thickness of 0.93.
A porous silica thin film of μm was obtained. The solvent removal rate of the coating film applied for the first time and subjected to hot plate treatment was 96%. 1 of the porous silica thin film obtained after applying twice
The relative dielectric constant in MHz was 2.3, and the Young's modulus was 7.0 GPa.

【0101】[0101]

【比較例1】実施例1で調整した塗布溶液を6インチシ
リコンウェハ上に3ml滴下し、500rpmにて60
秒間回転塗布した後、焼成した以外は実施例1と同一の
操作を行い、膜厚が0.95μmの多孔性シリカ薄膜を
得た。得られた薄膜の1MHzにおける比誘電率は2.
0、ヤングモジュラスは4.3GPaであり、実施例1
と比較して比誘電率は同程度であるが、機械強度は劣っ
ていた。
[Comparative Example 1] 3 ml of the coating solution prepared in Example 1 was dropped on a 6-inch silicon wafer, and the coating solution was applied at 60 rpm at 500 rpm.
The same operation as in Example 1 was carried out except that spin coating was carried out for 2 seconds and then baking was performed to obtain a porous silica thin film having a film thickness of 0.95 μm. The relative permittivity of the obtained thin film at 1 MHz is 2.
0, Young's modulus is 4.3 GPa, Example 1
Although the relative permittivity is similar to that of, the mechanical strength was inferior.

【0102】[0102]

【比較例2】実施例1で調整した塗布溶液を6インチシ
リコンウェハ上に3ml滴下し、室温にて50rpmに
て10秒間回転塗布した。この場合の溶媒除去率は7%
であった。次に同塗布溶液を再度3ml滴下し、105
0rpmにて60秒間回転塗布したあとで空気中120
℃にて1分間、窒素雰囲気下200℃にて1時間、続い
て窒素雰囲気下400℃にて4時間加熱焼成して、膜厚
が0.95μmの多孔性シリカ薄膜を得た。得られた薄
膜の1MHzにおける比誘電率は2.0、ヤングモジュ
ラスは4.6GPaであった。
Comparative Example 2 3 ml of the coating solution prepared in Example 1 was dropped on a 6-inch silicon wafer and spin-coated at room temperature at 50 rpm for 10 seconds. Solvent removal rate in this case is 7%
Met. Next, 3 ml of the same coating solution was dropped again, and 105
120 minutes in air after spin coating at 0 rpm for 60 seconds
C. for 1 minute, under nitrogen atmosphere at 200.degree. C. for 1 hour, and then under nitrogen atmosphere at 400.degree. C. for 4 hours to obtain a porous silica thin film having a thickness of 0.95 .mu.m. The obtained thin film had a relative permittivity of 2.0 at 1 MHz and a Young's modulus of 4.6 GPa.

【0103】[0103]

【実施例4】テトラエトキシシラン4.0g、メチルト
リエトキシシラン12.33g、水8.31g、ポリエ
チレングリコールジメチルエーテル(数平均分子量60
0)12.73g、0.1mol/lの硝酸2.15g
を混合し、40℃にて5時間攪拌し反応させた。該溶液
を50℃、6600Paにて溶媒を留去し、24.88
gまで濃縮した後、乳酸エチル13.36g、水10
g、を加えて塗布組成物1を得た。また、テトラエトキ
シシラン13.92g、ジメチルジエトキシシラン2.
08g、エタノール24.72g、水16.96g、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(数平均分子量6400、ポリプ
ロピレングリコール部分の数平均分子量は3200)
2.52g、0.1mol/lの硝酸3.44gを混合
し、40℃にて5時間攪拌し反応させた。該溶液63.
3gを50℃、6600Paにて溶媒を留去し、22.
38gまで濃縮した後、乳酸エチル44.93g、水1
6.8g、を加えて塗布組成物2を得た。塗布組成物1
を6インチシリコンウェハー上に3ml滴下し、105
0rpmにて60秒間回転塗布し、その後空気中120
℃にて1分間加熱した。このときの塗膜の溶媒除去率は
93%であった。次に塗布組成物2をさらに3ml滴下
し、1050rpmにて60秒間回転塗布した。これを
空気中120℃にて1分間、窒素雰囲気下200℃にて
1時間、続いて窒素雰囲気下400℃にて1時間焼成し
て、膜厚が0.9μmの多孔性シリカ薄膜を得た。当薄
膜の1MHzにおける比誘電率は2.2、ヤングモジュ
ラスは5.8GPaであった。
Example 4 Tetraethoxysilane 4.0 g, methyltriethoxysilane 12.33 g, water 8.31 g, polyethylene glycol dimethyl ether (number average molecular weight 60
0) 12.73 g, 0.1 mol / l nitric acid 2.15 g
Were mixed and reacted at 40 ° C. with stirring for 5 hours. The solvent was distilled off from the solution at 50 ° C. and 6600 Pa to give 24.88.
After concentrating to g, ethyl lactate 13.36 g, water 10
g, and coating composition 1 was obtained. In addition, 13.92 g of tetraethoxysilane and dimethyldiethoxysilane 2.
08 g, ethanol 24.72 g, water 16.96 g, polyethylene glycol-polypropylene glycol-polyethylene glycol (number average molecular weight 6400, number average molecular weight of polypropylene glycol part is 3200)
2.52 g and 3.44 g of 0.1 mol / l nitric acid were mixed and reacted at 40 ° C. for 5 hours with stirring. The solution 63.
The solvent was distilled off from 3 g at 50 ° C. and 6600 Pa, and 22.
After concentrating to 38 g, 44.93 g ethyl lactate, 1 water
6.8g was added and the coating composition 2 was obtained. Coating composition 1
3 ml is dropped on a 6 inch silicon wafer, and 105
Spin coating at 0 rpm for 60 seconds, then 120 in air
Heated at 0 ° C for 1 minute. The solvent removal rate of the coating film at this time was 93%. Next, 3 ml of the coating composition 2 was further dropped and spin coated at 1050 rpm for 60 seconds. This was baked in air at 120 ° C. for 1 minute, under a nitrogen atmosphere at 200 ° C. for 1 hour, and then under a nitrogen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour to obtain a porous silica thin film having a thickness of 0.9 μm. . The relative permittivity of this thin film at 1 MHz was 2.2, and the Young's modulus was 5.8 GPa.

【0104】[0104]

【比較例3】実施例4の塗布組成物2を9.21gとり
これに塗布組成物1を0.79g添加し、室温で30分間
撹拌して混合塗布組成物を得た。この混合塗布組成物を
6インチシリコンウェハー上に3ml滴下し、500r
pmにて60秒間回転塗布した。その後空気中120℃
にて1分間、続いて窒素雰囲気下200℃で1時間、4
00℃にて1時間焼成して、膜厚が0.9μmの多孔性
シリカ薄膜を得た。当薄膜の1MHzにおける比誘電率
は2.2、ヤングモジュラスは4.5GPaで、実施例
4の組成物1と2を別々に塗布した場合に比較して比誘
電率は同程度だが機械強度が劣った。
Comparative Example 3 9.21 g of the coating composition 2 of Example 4 was added to 0.79 g of the coating composition 1, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes to obtain a mixed coating composition. 3 ml of this mixed coating composition was dropped on a 6-inch silicon wafer to obtain 500 r
It was spin coated at pm for 60 seconds. Then 120 ° C in air
For 1 minute, then 200 ° C for 1 hour in a nitrogen atmosphere, 4
The porous silica thin film having a thickness of 0.9 μm was obtained by firing at 00 ° C. for 1 hour. The thin film has a relative permittivity of 2.2 at 1 MHz and a Young's modulus of 4.5 GPa, and the relative permittivity is about the same as when the compositions 1 and 2 of Example 4 are separately applied, but the mechanical strength is inferior.

【0105】[0105]

【実施例5】テトラエトキシシラン17.54g、ビス
トリエトキシシリルエタン13.4g、ジメチルジエト
キシシラン5.04g、エタノール61.8g、水4
8.2g、0.1mol/lのシュウ酸0.285gを
混合し、50℃にて5時間攪拌し反応させた。該溶液3
6.56gをとり、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(数平均分
子量6400、ポリプロピレングリコール部分の数平均
分子量は3200)0.392g、ポリエチレングリコ
ールジメチルエーテル(数平均分子量600)1.96
2gを加え50℃、6600Paにて溶媒を留去し、
9.667gまで濃縮した。これから8.458gを取
り、これにプロピレングリコールメチルエーテル13.
206g、水1.11g、エタノール0.116gを加
えて本発明の塗布組成物を得た。当組成物を6インチシ
リコンウェハ上に3ml滴下し、1050rpmにて6
0秒間回転塗布し、120℃ホットプレート上で1分間
加熱した。この塗膜の溶媒除去率は91%であった。さ
らに同塗布組成物を3ml滴下し、1050rpmにて
60秒間回転塗布した。その後空気中120℃にて1分
間、窒素雰囲気下200℃にて1時間、続いて窒素雰囲
気下400℃にて1時間加熱焼成して、膜厚が1.2μ
mの多孔性シリカ薄膜を得た。得られた薄膜の1MHz
における比誘電率は2.1、ヤングモジュラスは6.4
GPaであった。
Example 5 Tetraethoxysilane 17.54 g, bistriethoxysilylethane 13.4 g, dimethyldiethoxysilane 5.04 g, ethanol 61.8 g, water 4
8.2 g and 0.285 g of 0.1 mol / l oxalic acid were mixed and reacted at 50 ° C. for 5 hours with stirring. The solution 3
Taking 6.56 g, polyethylene glycol-polypropylene glycol-polyethylene glycol (number average molecular weight 6400, number average molecular weight of polypropylene glycol part is 3200) 0.392 g, polyethylene glycol dimethyl ether (number average molecular weight 600) 1.96
2 g was added and the solvent was distilled off at 50 ° C. and 6600 Pa,
It was concentrated to 9.667 g. From this, 8.458 g was taken, and propylene glycol methyl ether 13.
206 g, 1.11 g of water and 0.116 g of ethanol were added to obtain a coating composition of the present invention. 3 ml of this composition was dropped on a 6-inch silicon wafer, and the composition was added at 1050 rpm for 6
It was spin coated for 0 seconds and heated on a 120 ° C. hot plate for 1 minute. The solvent removal rate of this coating film was 91%. Further, 3 ml of the same coating composition was dropped and spin coated at 1050 rpm for 60 seconds. After that, the film is baked in air at 120 ° C. for 1 minute, at 200 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere, and subsequently at 400 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to give a film thickness of 1.2 μm.
A porous silica thin film of m was obtained. 1MHz of the obtained thin film
Has a relative dielectric constant of 2.1 and a Young's modulus of 6.4.
It was GPa.

【0106】[0106]

【発明の効果】本発明による多孔性シリカ薄膜は、比誘
電率が十分に低く安定で、半導体素子の銅配線工程にお
けるCMP工程に十分耐えるので、LSI多層配線用基
板や半導体素子の絶縁膜用として最適である。
The porous silica thin film according to the present invention has a sufficiently low relative permittivity and is stable and can sufficiently withstand the CMP process in the copper wiring process of a semiconductor device. Therefore, it can be used for an LSI multilayer wiring substrate or an insulating film of a semiconductor device. As is the best.

───────────────────────────────────────────────────── 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) H01L 21/316 H01L 21/316 G 21/768 21/90 Q V Fターム(参考) 4F071 AA44 AA51 AA67 AA81 AC16 AG27 AH16 BB02 BC01 4J002 BG041 CF031 CG011 CH021 CH041 CH051 CP052 EX036 GQ05 5F033 GG00 GG02 HH04 HH07 HH08 HH11 HH13 HH14 HH17 HH18 HH19 HH21 HH32 HH33 QQ04 QQ48 RR01 RR03 RR04 RR06 RR09 RR11 RR13 RR14 RR15 RR21 RR22 RR24 RR25 RR29 SS00 SS22 XX01 XX24 5F058 AA10 AC03 AF04 AG01 AH02─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI Theme Coat (Reference) H01L 21/316 H01L 21/316 G 21/768 21/90 QV F Term (Reference) 4F071 AA44 AA51 AA67 AA81 AC16 AG27 AH16 BB02 BC01 4J002 BG041 CF031 CG011 CH021 CH041 CH051 CP052 EX036 GQ05 5F033 GG00 GG02 HH04 HH07 HH08 HH11 HH13 HH14 HH17 HH18 HH19 HH21 HH32 HH33 QQ04 QQ48 RR01 RR03 RR04 RR06 RR09 RR11 RR13 RR14 RR15 RR21 RR22 RR24 RR25 RR29 SS00 SS22 XX01 XX24 5F058 AA10 AC03 AF04 AG01 AH02

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)電気絶縁性の無機成分もしくは有
機成分と、(B)0〜500℃の温度範囲で熱により揮
発もしくはガスを発生し得る物質と、(C)有機溶媒を
含有する塗布組成物を用いて、以下の工程1〜3を経て
絶縁薄膜を製造することを特徴とする絶縁薄膜の製造方
法。 工程1:該塗布組成物を基材表面へ塗布する工程。 工程2:塗布して得られた塗布膜中の溶媒を処理前後で
10重量%以上99重量%以下まで除去したあとで、さ
らに塗布組成物を工程1と同様に再塗布する工程。 工程3:工程2で得られた塗布膜中の(A)成分を硬化
させた後で(B)成分を除去する工程。
1. Containing (A) an electrically insulating inorganic or organic component, (B) a substance capable of volatilizing or generating a gas by heat in a temperature range of 0 to 500 ° C., and (C) an organic solvent. A method for producing an insulating thin film, which comprises producing the insulating thin film through the following steps 1 to 3 using the coating composition. Step 1: A step of applying the coating composition to the surface of the base material. Step 2: A step of removing the solvent in the coating film obtained by coating from 10% by weight to 99% by weight before and after the treatment, and then re-coating the coating composition in the same manner as in step 1. Step 3: A step of removing the component (B) after curing the component (A) in the coating film obtained in the step 2.
【請求項2】 請求項1記載の(A)、(B)および
(C)成分が、(A) 下記一般式(1)および/また
は一般式(2)で表されるアルコキシシランおよびその
加水分解物、重縮合物から選ばれる少なくとも1種以上
の化合物を含有するシリカ前駆体と、 R1 n(Si)(OR24-n (1) (式中、R1は水素または1価の有機基を表し、R2は1
価の有機基を表し、nは0〜3の整数である) R3 m(R4O)3-mSi-(R7p-Si(OR53-q6 q (2) (R3およびR6は同一でも異なっていてもよく、水素ま
たは1価の有機基を表し、R4およびR5は、同一でも異
なっていてもよく、それぞれ1価の有機基を示し、mお
よびqは、同一でも異なっていてもよく、0〜2の数を
示し、R7は 酸素原子-または(CH2)r-で表される基
を示し、rは1〜6を、pは0または1を示す。) (B)直鎖状または分岐状の有機ポリマー、(C)アル
コール系、ケトン系溶媒、アミド系溶媒およびエステル
系溶媒の群から選ばれた少なくとも1種の有機溶媒であ
ることを特徴とする請求項1記載の絶縁薄膜の製造方
法。
2. The component (A), (B) and (C) according to claim 1, wherein the component (A) is an alkoxysilane represented by the following general formula (1) and / or general formula (2) and its hydration. A silica precursor containing at least one compound selected from decomposition products and polycondensates; and R 1 n (Si) (OR 2 ) 4-n (1) (wherein R 1 is hydrogen or monovalent Represents an organic group of and R 2 is 1
-Valent organic group, n is an integer of 0~3) R 3 m (R 4 O) 3-m Si- (R 7) p -Si (OR 5) 3-q R 6 q (2) (R 3 and R 6 may be the same or different and represent hydrogen or a monovalent organic group, R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a monovalent organic group, m And q, which may be the same or different, each represents a number of 0 to 2, R 7 represents a group represented by an oxygen atom-or (CH 2 ) r-, r is 1 to 6, and p is 0 or 1.) (B) at least one organic solvent selected from the group consisting of linear or branched organic polymers, (C) alcohol-based solvents, ketone-based solvents, amide-based solvents and ester-based solvents The method for producing an insulating thin film according to claim 1, wherein
【請求項3】 請求項2記載の有機ポリマーが、直鎖状
または分岐状の2元以上のブロックコポリマーと有機ポ
リマー末端基の少なくとも一つの末端基がシリカ前駆体
に対して化学的に不活性な基を有する有機ポリマーを一
つ以上含有することを特徴とする請求項1記載の絶縁薄
膜の製造方法。
3. The organic polymer according to claim 2, wherein the linear or branched block copolymer of two or more elements and at least one of the end groups of the organic polymer are chemically inert to the silica precursor. The method for producing an insulating thin film according to claim 1, further comprising one or more organic polymers having different groups.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかの製造方法で得
られる絶縁薄膜を用いることを特徴とする配線構造体。
4. A wiring structure using an insulating thin film obtained by the manufacturing method according to claim 1.
【請求項5】 請求項4に記載の配線構造体を包含して
なる半導体素子。
5. A semiconductor device including the wiring structure according to claim 4.
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