JP2006223931A - ２次元粒子整合体部材、２次元空孔整合体ポーラス質部材及びこれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上にコロイドサイズの単分散性球状粒子が、２次元方向に規則的に単粒子相状に形成させた２次元粒子整合体部材を介して、この球状粒子を除去欠乏させてなるボイドが、２次元方向に規則的に且つ独立孔として単相状に形成される無機質又は有機質の２次元空孔整合体部材及びその簡便な製造方法を提供することである。
【解決手段】粒子径が６０ｎｍ以上で、数μｍ以下のコロイドサイズの有機又は無機ポリマーの単分散性球状粒子からなる流動性３次元粒子整合サスペンジョンを介して、疎水化基板面に、単分散性球状粒子を単粒子相状に転写させて得られる２次元粒子整合体を用いて、熱処理又は酸リーチング及びプラズマ・エッチングで除去させた単分散性球状粒子の欠乏部ボイド（空孔）が、２次元方向に規則的に独立孔として単相状に形成される無機酸化物結着質又は有機ポリマー質の２次元空孔整合体ポーラス質部材である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、２次元粒子整合体部材、２次元空孔整合体ポーラス質部材及びこれらの製造方法に関し、より詳細には、基板上にコロイドサイズの単分散性球状粒子が、２次元方向に規則的に、単粒子相状に配列・固定させた２次元粒子整合体部材及びその簡便な製造方法に関する。
また、本発明は、このような２次元粒子整合体部材を用いて得られ、この単分散性球状粒子を除去欠乏させたボイド（空孔）が、２次元方向に単相状に規則的に形成され、特に低誘電性の絶縁性部材に用いられる無機質又は有機質の２次元空孔整合体ポーラス質部材及びその簡便な製造方法に関する。

高い誘電率を有する物質は、広いバンドギャップを有し電気的には絶縁体としてふるまう。従来から、このような誘電体である多くのプラスチック、セラミック、マイカ等が、電子機器の絶縁材料、半導体素子のゲート絶縁膜に用いられている。例えば、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ、ＵＬＳＩ等のＩＣチップ内には、多くのトランジスタ等の半導体素子、コンデンサ（又はキャパシタ）や抵抗等が設けられて低抵抗体のポリシリコンやアルミニウムや銅等の導電材で配線させて電子回路を構成させている。このように高密度化、高集積化の技術動向における半導体装置は、益々微細化、低消費電力化の方向にあって、多層配線構造を有するトランジスタのゲート絶縁膜を一層薄膜化させてキャパシタ容量を大きくしてＩＣチップの高性能化が計られている。その反面、このようなＩＣチップの高性能化に係わって、量子力学的なトンネル効果等によるリーク電流の増大を招き、半導体デバイスの信頼性を著しく低下させていることも事実である。

このように微細化、高集積化させてなるＬＳＩ等のＩＣチップ内において、複雑・微細・高密度化する配線は、通常、二酸化シリコン薄膜や、タンタニヤ及び／又はニオブニヤ等の金属酸化物絶縁膜（＝誘電体膜）上や誘電体層間に設けられている。

そこで、半導体デバイス（又は素子）の高性能化に係わって、多層配線間や金属配線間の相互作用により隣接絶縁部材に寄生キャパシタンス（又は寄生容量）を形成させる配線遅延（又は信号伝達遅延現象）が問題になっている。近年、このような寄生遅延を低減させる対策として層間絶縁膜の低誘電率絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ絶縁膜）が求められている。

従来から、このようなｌｏｗ−ｋ絶縁膜材料として有望視される絶縁膜材料として、フッ素をドープさせたシリコン酸化膜（ＳｉＯＦ）や、炭素をドープさせたシリコン酸化膜（ＳｉＯＣ）や、更には、より低誘電率のフッ素系樹脂、熱硬化性ＰＰＥ樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアネート樹脂、炭化水素系樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の多くの低誘電率ポリマーが提案されて、配線間のキャパシター（又はコンデンサ）の容量を小さくして、電流の無駄を低減させてスイッチング・スピードを高速化させて、ＩＣチップの一層の性能向上を計ろうとしている。

また、このような低誘電率化対策として、薄膜形成に有利で、しかも、低誘電率化に有利なエレクトニクス樹脂として耐熱性ポリマー発泡体（フォーム）や、多孔性ポリイミドフィルムや、ポリイミド発泡体等のナノフォーム部材が提案されている。特に、同様に多孔性の低誘電性の層間絶縁膜部材であって、例えば［特許文献１］には、半導体素子の銅配線工程におけるＣＭＰ工程に充分に耐えられる機械的強度を有し且つ低吸湿である比誘電率（ｋ）が２．８〜１．２の低誘電性の多孔性シリカ薄膜が提案されている。すなわち、塗布後に４００℃近傍の加熱処理で、ＣＭＰ工程に耐える機械的強度を有する独立孔の微細空孔を有する多孔性の絶縁性シリカ薄膜を形成させる特定のアルコキシシランと特定のブロックコポリマーとに由来する多孔性シリカ前駆体（又はポーラス質前駆体）等を含有する層間絶縁性膜用の塗布組成物が記載されている。

また、空孔（ボイド）としては、上記する発泡体（フォーム）内に存在する気泡化空孔と同様の多孔構造部材であるが、基板上に施される有機ポリマー膜又は無機酸化物焼結体膜内に無数の空孔（ボイド）が規則的に形成されてなる低誘電率化絶縁部材が提案されている。例えば、［特許文献２］には、インジュウムスズ酸化物ガラス基板等の導電性基板上に、平均粒子径が１００ｎｍ〜数μｍのコロイドサイズのポリスチレン、ＭＭＡやシリカ等のコロイド粒子を電気堆積させて３次元周期性体相を形成させたテンプレートを調製し、次いで、硫化カドミウム、セレン化亜鉛等の格子材料（いわゆる充填被覆材）を電気化学的に堆積（又は充填及び被覆）させた後、加熱又は酸リーチングやプラズマ・エッチング等でコロイド粒子を除去させた抜け殻である空孔が格子状に形成される多孔体部材の製造方法が記載されている。

また、［特許文献３］には、シリカコロイド粒子含有の有機溶剤サスペンジョンを用いてガラス基板上に１μｍシリカ粒子のコロイド結晶膜（又は３次元周期性体）を形成させた後、４００℃で加熱処理をし、次いで、格子状粒子間の間隙内に溶融させたＧｅ，Ｔｅ，カルコゲニドナイトガラス又ポリマー材料を導入させた後、酸リーチングさせてコロイド粒子を除去させた抜け殻の空孔（ボイド）が、格子状に形成された多孔体部材の製造方法が記載されている。

また、［特許文献４］には、固体基板上に、両親媒性分子（分子内に親水基と疎水基を有する）を超薄膜状に塗布させたバインダー層表面に、単分散性のポリスチレン粒子、ポリアクリル粒子、シリカ、酸化チタン、アルミナ等のナノサイズ微粒子凝集膜を単粒子層に形成・固定させた微粒子膜及びその形成方法が記載されている。すなわち、疎水性のＩＴＯガラスシリコンの基板に、カゼイン界面膜を転写させた基板転写膜上に４０ｎｍ〜１．２μｍのポリスチレンラテックス粒子を単粒子膜状に形成させるものである。

特開２００３−２３４３４３ 特開２０００−２３３９９８ 特開２００１−４８５９ 特開平８−２２９４７４

以上のような状況下にあって、既に上述した［特許文献２］〜［特許文献４］によれば、例えば、ガラス基板上の有機樹脂薄膜内に格子状に含有するコロイドサイズのシリカ粒子を、酸リーチングで除去させたシリカ粒子の欠乏部（抜け殻）である空孔が、格子状に形成される多孔構造体の有機樹脂薄膜として得られ、無数の空孔が格子状に形成されてなる低誘電性の絶縁部材が提案されている。

しかるに、［特許文献２］又は［特許文献３］に提案する有機樹脂薄膜中に格子状に形成される空孔は、基板上の有機樹脂薄膜中に３次元方向に積み重ね形成させた粒子径が１００ｎｍ〜数μｍであるコロイドサイズ粒子の抜け殻である。従って、この有機樹脂薄膜中の格子状空孔の大部分は、通常、独立孔としての空孔ではなく、その多くが連続孔又は開放型の空孔として形成されると思われることから、多孔体の構造体として著しく機械的強度を低下させる部材になるばかりでなく、低誘電性の絶縁性部材としても絶縁性を著しく不安定にさせ、しかも、吸湿性を発揮させる空孔構造部材（又はポーラス質部材）と言える。

また、［特許文献４］に提案される基板上に数十ｎｍ〜数百ｎｍのコロイドサイズ粒子を単粒子相の膜状に形成・固定させてなる単粒子相中の粒子も、２次元方向に互いに隣接するように形成される傾向にある。従って、このような単粒子相膜を介して、［特許文献２］又は［特許文献３］に記載する同様のリーチング又はエッチングで欠乏部の空孔を形成させても、その空孔は２次元方向に連続孔又は開放型の空孔として形成される単空孔相部材になる傾向にある。

そこで、本発明の目的は、薄膜化が容易で、低誘電性の絶縁性部材として有望で、しかも、平坦化処理を可能にさせる機械的強度を有し且つ低吸湿性である有機質又は無機質の多孔体構造部材（又はポーラス質部材）及びその簡便な製造方法を提供することである。

本発明者は、上記課題を鋭意検討した結果、平均粒子径が５００ｎｍのＭＭＡ系単分散球状粒子が、体積基準濃度で表して４３％で、その水性分散体の電気伝導度が５００μＳ／ｃｍである３次元粒子整合サスペンジョンを調製し、このサスペンジョン体上に疎水化処理したガラス基板を水平に接触させた後、この基板を引き揚げたところ、この基板上にＭＭＡの単分散球状粒子が、２次元方向に略単粒子相状に転写（又は転着）されることを見出して、本発明を完成させるに至った。

＜本発明による２次元粒子整合体部材の製造方法＞
本発明によれば、平坦化及び疎水化処理された基板上に、コロイドサイズの有機ポリマー又は無機ポリマーの単分散性球状粒子を２次元方向に規則的且つ互いに隣接することなく単粒子相状に形成・固定させることを特徴とする２次元粒子整合体部材の製造方法を提供する。

すなわち、体積基準で表す平均粒子径（Ｄ）が６０ｎｍ以上で、５μｍ以下の範囲にあるコロイド粒子で、体積基準濃度で表して２０％以上で、７０％を超えない分散濃度で、しかも、固−液分散体としての電気伝導度が２０００μＳ／ｃｍ以下にある有機ポリマー又は無機ポリマー単分散性球状粒子からなる３次元粒子整合サスペンジョンを調製する。
このサスペンジョン体上に、疎水化された基板面を、略水平になるように接触させた後、この基板をサスペンジョンから引き離した基板上に、コロイドサイズの単分散性球状粒子を２次元方向に単粒子相状に転着（又は転写）させる。
次いで、転着面を上向きにした基板を、水槽中に所定の角度で傾斜浸漬させた後、水槽から基板を引き揚げて、室温以上の温度雰囲気下に乾燥させる。
次いで、基板上に単分散性球状粒子が、２次元方向に単粒子相状に規則的且つ独立して配列されている整合体中の粒子間間隙を含む整合体面に、無機質又は有機質の充填被覆材を施して一体化させることで本発明による２次元粒子整合体部材が調製される。

また、本発明によれば、コロイドサイズの有機ポリマー又は無機ポリマーの単分散性球状粒子が、基板上の２次元方向に規則的に、しかも、互いに隣接させることなく配列する単粒子相に調製される２次元粒子整合体部材を用いて、この粒子整合体中の有機ポリマー又は無機ポリマーの単分散性球状粒子を、加熱又は酸リーチングやプラズマ・エッチングで除去させた欠乏部であるボイドが、基板上の２次元方向に規則的に、しかも、独立孔として単相状に配列させていることを特徴とする以下に記載する第１〜第４の２次元空孔整合体のポーラス質部材を提供する。

＜本発明による第１の２次元空孔整合体ポーラス質部材＞
すなわち、このような２次元粒子整合体の製造方法において、有機ポリマーの単分散性球状粒子が、（メタ）アクリル系、（メタ）アクリル−スチレン系、フッ素置換（メタ）アクリル系及びフッ素置換（メタ）アクリル−スチレン系から選ばれる少なくとも一種の有機ポリマーで、しかも、有機質の充填被覆材が、アルコキシシラン及び／又はアシロキシシランの縮合重合化させる加熱下に、２次元粒子整合体中の有機ポリマーの単分散性球状粒子を加熱除去させた欠乏部であるボイドが、２次元方向に単相状に規則的に、しかも、独立孔として配列されているシリコーンポリマー質の２次元空孔整合体のポーラス質部材である。

＜本発明による第２の２次元空孔整合体ポーラス質部材＞
すなわち、このような２次元粒子整合体の製造方法において、有機ポリマーの単分散性球状粒子が、（メタ）アクリル系、（メタ）アクリル−スチレン系、フッ素置換（メタ）アクリル系及びフッ素置換（メタ）アクリル−スチレン系から選ばれる少なくとも一種の有機ポリマーで、しかも、無機質の充填被覆材が、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、タンタニヤ及び／又はニオブニヤから選ばれる何れかの無機部材である本発明による２次元粒子整合体の製造方法で得られる２次元粒子整合体を用いて、この無機質の充填被覆材がシンタリングする温度まで昇温させながら、２次元粒子整合体中の有機ポリマーの単分散性球状粒子を加熱除去させた欠乏部であるボイドが、２次元方向に単相状に規則的に、しかも、独立孔として配列されている無機酸化物結着質の２次元空孔整合体のポーラス質部材である。

＜本発明による第３の２次元空孔整合体ポーラス質部材＞
すなわち、このような２次元粒子整合体部材の製造方法において、無機ポリマーの単分散性球状粒子がシリカであって、しかも、有機質の充填被覆材が、下記（１）〜（３）から選ばれる少なくとも１種の絶縁性の有機ポリマーである本発明による２次元粒子整合体の製造方法で得られる２次元粒子整合体部材を用いて、希釈フッ酸又はＨＦ−ＮＨ_３Ｆ溶液でリーチングさせて、この無機ポリマーの単分散性球状粒子シリカを除去させたシリカ粒子の欠乏部であるボイドが、２次元方向に単相状に規則的に、しかも、独立孔として配列されている有機ポリマー質の２次元空孔整合体のポーラス質部材である。
（１）ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂及び熱可塑性ポリベンゾイミダゾール樹脂群から選ばれる少なくとも１種の高耐熱性の有機ポリマーである。
（２）ポリフェニレンエーテル、ポリキノリン樹脂、ポリフェニルキノリン、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリチオエーテルスルホン樹脂、ポリアリーレンエーテルニトリル樹脂及び全芳香族ポリエーテル群から選ばれる少なくとも１種の耐熱性で低誘電性の有機ポリマーである。
（３）フッ素樹脂、パーフロロ環状重合体、環状フッ素樹脂・シロキサン重合体、フッ素化エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド、プラズマフッ素化ポリイミド、フッ素化ポリ（アリーレンエーテル）、フッ素化アクリル系樹脂、フッ素化ポリ（イミドベンゾオキサゾール）、ポリ（テトラフロロ−ｐ−キシレン）、ペンタフロロスチレンのプラズマ重合体及び非晶性ポリオレフィン樹脂の群から選ばれる少なくとも１種の低誘電率で低誘電正接のフッ素系樹脂である。

＜本発明による第４の２次元空孔整合体ポーラス質部材＞
すなわち、このような２次元粒子整合体部材の製造方法において、無機ポリマーの単分散性球状粒子がシリカであって、しかも、有機質の充填被覆材が、下記（１）〜（３）から選ばれる少なくとも１種の有機ポリマーである本発明による２次元粒子整合体の製造方法で得られる２次元粒子整合体部材を用いて、フッ素系ガスを含むプラズマでエッチングさせて、この無機ポリマーの単分散性球状粒子シリカを除去させたシリカの欠乏部であるボイドが、２次元方向に単相状に規則的に、しかも、独立孔として配列されている有機ポリマー質の２次元空孔整合体のポーラス質部材である。
（１）ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂及び熱可塑性ポリベンゾイミダゾール樹脂群から選ばれる少なくとも１種の高耐熱性有機ポリマーである。
（２）ポリフェニレンエーテル、ポリキノリン樹脂、ポリフェニルキノリン、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリチオエーテルスルホン樹脂、ポリアリーレンエーテルニトリル樹脂及び全芳香族ポリエーテル群から選ばれる少なくとも１種の耐熱性で低誘電性の有機ポリマーである。
（３）フッ素樹脂、パーフロロ環状重合体、環状フッ素樹脂・シロキサン重合体、フッ素化エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド、プラズマフッ素化ポリイミド、フッ素化ポリ（アリーレンエーテル）、フッ素化アクリル系樹脂、フッ素化ポリ（イミドベンゾオキサゾール）、ポリ（テトラフロロ−ｐ−キシレン）、ペンタフロロスチレンのプラズマ重合体及び非晶性ポリオレフィン樹脂の群から選ばれる少なくとも１種の低誘電率で低誘電正接のフッ素系樹脂である。

以上のように、本発明に用いる３次元粒子整合サスペンジョンとは、体積基準で表す平均粒子径（Ｄ）が６０ｎｍ以上で、５μｍ以下の範囲にあるコロイドサイズの球状微細粒子を、体積基準で表す分散濃度が２０〜７０％で、分散体としての電気伝導度が２０００μＳ／ｃｍ以下にある「固−液サスペンジョン」を調製させると、サスペンジョン中の分散質であるコロイドサイズの単分散性球状粒子が、規則的に格子状に配列した３次元粒子整合サスペンジョン体を形成させる。

しかも、この「３次元粒子整合サスペンジョン」は、外部からの応力を加えたり、傾斜させることで容易に縦・横方向に流動し、靜置下に、再度、粒子配列構造体として均質な格子状３次元粒子整合体を形成する「流動性３次元コロイド結晶体」の固−液コロイド分散体である。

本発明においては、この３次元粒子整合サスペンジョン体（又は流動性３次元コロイド結晶体）上に、疎水化された基板面を略水平にして密着接触させて、基板を引き揚げてその接触面側を上向きにした基板を水槽中に傾斜浸漬させると、基板に転写された単粒子相上に散在（介在）している単分散性球状粒子が、この浸漬傾斜面を転げ落ちるようにして水槽中に除去される。

このようにして疎水化基板面には、接触する３次元粒子整合サスペンジョン体（又は流動性３次元コロイド結晶体）に積み重ねられているトップ粒子面の一層、すなわち、Ｘ線結晶学的にａ軸方向［１００］及びｂ軸方向［０１０］の２次元方向に規則的に配列する単分散性球状粒子の単粒子相（すなわち、ｃ軸方向［００１］に一層である）が、剥ぎ取られるように転写（又は転着）されて、基板上には本発明による２次元粒子整合体部材が形成される。

このようにして基板上に形成される本発明による２次元粒子整合体部材の特徴は、２次元粒子整合体中の互いに中心線方向に配列・形成する粒子間の間隙（Ｌ）＝（Ｄ）×０．２〜（Ｄ）の範囲に形成され、２次元粒子整合体を形成する粒子が、互いに隣接することなく所定の間隔を置いてａ軸方向［１００］及びｂ軸方向［０１０］の２次元方向に規則的に配列されている。

このように規則的に隣接することなく間隔を置いて配列・形成された単粒子相としての本発明による２次元粒子整合体の前駆体を介して、得られる本発明による２次元空孔整合体部材中の空孔は、上記する前駆体の粒子配列に由来して、独立孔として所定の間隔を置いて、しかも、ａ軸方向［１００］及びｂ軸方向［０１０］の２次元方向に規則的に配列・形成されている２次元空孔の有機ポリマー質又は無機酸化物結着質の２次元空孔整合体のポーラス質部材である。

以下に、本発明による２次元粒子整合体部材、２次元空孔整合体部材及びこれらの製造を実施させる最良の形態について更に説明する。

以上から、既に上述する如く、本発明に用いる３次元粒子整合サスペンジョン（又は流動性３次元コロイド結晶体）は、本出願人によって既に特願２００４−９９００号及び特願２００４−９８９９号に提案している流動性３次元コロイド粒子結晶体である。

すなわち、用いる固−液サスペンジョンは、電気伝導度で表して、２０００μＳ／ｃｍ以下で、好ましくは、１０００μＳ／ｃｍ以下で、更に好ましくは、６００μＳ／ｃｍ以下の帯電度を呈する帯電性コロイド球状粒子が、体積基準で表して２０％以上で、７０％を超えない、好ましくは、３０〜５５％の分散濃度にある固−液コロイド分散体として調製される。この分散質帯電性コロイド粒子は、表面電荷に対応する対イオン種及び対電解質を含有する水系又は可溶水を含有する非水系の溶液を分散媒として、非乾燥物系で形成されている固−液コロイド分散体であって、３次元方向に整合して流動性を有する格子状粒子構造体（流動性３次元コロイド結晶体）である。

また、本発明においては、この単分散性球状粒子の粒子径は、体積基準で表す平均粒子径は、６０ｎｍ〜５μｍ範囲にあって、好ましくは１〜３μｍ以下のコロイドサイズの無機ポリマー又は有機ポリマーの単分散性球状粒子を適宜好適に用いられる。すなわち、サスペンジョン体中の分散質である球状コロイド粒子が、体積基準で表す平均粒子径（Ｄ）が数μｍを超えない有機ポリマー又は無機ポリマーの単分散性の球状コロイド粒子である。

この固−液コロイド分散体中には、分散質の球状コロイド粒子が、体積基準で表す分散濃度として２０％以上で、７０％を超えない、好ましくは３０％〜５５％濃度で、水系又は溶解水を含む非水系の分散媒溶液に分散している。また、電気伝導度で表して２０００μＳ／ｃｍ以下の帯電度を有する固−液コロイド分散体中の分散質球状コロイド粒子周辺には、分散媒溶液の氷点以上において形成する電気二重層厚（Δｅ）が形成されている。この非乾燥物系としての固−液コロイド分散体中の分散質球状コロイド粒子は、互いに中心線方向に対向する粒子の中心間で表す粒子間距離（Ｌ’）が、（Ｄ）＜（Ｌ’）≦（Ｄ）＋２（Δｅ）なる関係を満たして縦・横方向に格子状に整合して３次元粒子整合サスペンジョンを形成する傾向にある。

＜コロイドサイズの単分散性球状粒子の調製＞
そこで、本発明においては、以上のような固−液分散系サスペンジョン中に分散する分散質としての有機ポリマーの単分散性球状コロイド粒子として、必ずしも以下に記載するポリマー種に限定されないが、例えば、（メタ）アクリル系、（メタ）アクリル−スチレン系、フッ素置換（メタ）アクリル系及びフッ素置換（メタ）アクリル−スチレン系や、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリウレタン等が挙げられる。本発明において、少なくともその一種の有機ポリマー球状粒子を適宜好適に用いることができる。既に上述する如く、これらの有機ポリマー球状粒子を介して、加熱処理で分解除去させた除去粒子の欠乏部であるボイド（空孔）を形成させることから、これらの有機ポリマー球状粒子の中でも、好ましくは、比較的に低温度で分解除去され易い有機ポリマー球状粒子を適宜好適に用いることができる。

そこで、モノマー種で表した充填被覆材としての有機ポリマーの具体例としては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ペンチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸２エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ノニル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸ドデシル等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル；（メタ）アクリル酸フェニル；（メタ）アクリル酸メトキシエチル、（メタ）アクリル酸エトキシエチル、（メタ）アクリル酸プロポキシエチル、（メタ）アクリル酸ブトキシシエチル等の（メタ）アクリル酸アルコキシアルキルエステル；ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート等のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド及びジアセトンアクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド類並びにグリシジル（メタ）アクリレート；エチレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エステル，ジエチレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エステル，トリエチレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エステル，ポリエチレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エステル，プロピレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エステル，ジプロピレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エステル，トリプロピレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エステル等を挙げることができる。

また、上述する（メタ）アクリル系モノマー以外のその他のモノマーとしては、例えば、スチレン，メチルスチレン，ジメチルスチレン，トリメチルスチレン，エチルスチレン，ジエチルスチレン，トリエチルスチレン，プロピルスチレン，ブチルスチレン，ヘキシルスチレン，ヘプチルスチレン及びオクチルスチレン等のアルキルスチレン；フロロスチレン，クロルスチレン，ブロモスチレン，ジブロモスチレン，クロルメチルスチレン等のハロゲン化スチレン；ニトロスチレン，アセチルスチレン，メトキシスチレン，ビニルトルエン等のスチレン系モノマーを挙げることができる。

更には、スチレン系モノマー以外の他のモノマーとして、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のケイ素含有ビニル系モノマー；酢酸ビニル，プロピオン酸ビニル，ｎ−酪酸ビニル，イソ酪酸ビニル，ピバリン酸ビニル，カプロン酸ビニル，パーサティック酸ビニル，ラウリル酸ビニル，ステアリン酸ビニル，安息香酸ビニル，ｐ−ｔ−ブチル安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル等のビニルエステル類；塩化ビニリデン、クロロヘキサンカルボン酸ビニル等を挙げることができる。

更にはまた、（メタ）アクリル酸の部分又は完全フッ素置換系モノマーとして、例えば、（メタ）アクリル酸トリフルオロメチルメチル，（メタ）アクリル酸−２−トリフルオロメチルエチル，（メタ）アクリル酸−２−パ−フルオロメチルエチル，（メタ）アクリル酸−２−パ−フルオロエチル−２−パ−フルオロブチルエチル，（メタ）アクリル酸−２−パ−フルオロエチル，（メタ）アクリル酸パ−フルオロメチル，（メタ）アクリル酸ジパ−フルオロメチルメチル等のフッ素置換（メタ）アクリル酸モノマー（又はフルオロ（メタ）アルキルアクリレート）が挙げられ、また、フルオロエチレン、ビニリデンフルオリド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン等のフロオロオレフィンが挙げることができる。

そこで、以上のような特徴を有する固−液分散系サスペンジョン中に分散する有機ポリマーの球状単分散微細粒子は、従来から一般的に用いられるソープフリー乳化重合、懸濁重合、塊状重合等で適宜調製することができる。例えば、ソープフリー乳化重合では、通常、用いる重合開始剤として、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩が重合時に水性媒体に可溶であればよい。通常、重合単量体１００重量部に対して、重合開始剤を０．１〜１０重量部、好ましくは０．２〜２重量部の範囲で添加すればよい。また、乳化重合法の場合では、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリエチレングリコールノニルフェニルエーテル等のポリエチレングリコールアルキルエーテル等の乳化剤を重合単量体１００重量部に対して、通常、０．０１〜５重量部、好ましくは０．１〜２重量部で水性媒体に混合させて乳化状態にし、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩の重合開始剤を、重合単量体１００重量部に対して、０．１〜１０重量部、好ましくは０．２〜２重量部で添加すればよい。また、懸濁重合を含め、上記する乳化剤も特に特定する必要がなく、通常に使用されているアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤又は必要に応じてノニオン系界面活性剤等から選んで、その単独又は組合わせて使用することができる。

そこで、上述する重合性モノマーから適宜選んだ単量体１００重量部当たり、水２００〜３５０重量部の範囲にある水を含む系に、攪拌下に加温し、乳化剤の０．０５〜０．７とを添加させて、充分に攪拌混合後、窒素パージ下に攪拌しながら６０〜８０℃に昇温させる。次いで、０．３〜０．６重量部の範囲で過硫酸カリウム等の重合開始剤を添加させて、７０〜９０℃で４〜８時間重合反応を行う。このようなソープフリー乳化重合で得られる反応分散液中には、体積基準で表して平均粒子径（Ｄ）が６０ｎｍ〜数μｍの範囲にある単分散性球状ポリマー粒子を適宜調製することができる。

また、本発明においては、上記する有機ポリマーの球状微細粒子に替えて、固−液分散系のサスペンジョン中に分散する無機ポリマーの単分散性の球状微細球状粒子として、以下の無機ポリマーに必ずしも限定されないが、本発明において、例えば、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、チタニヤ、ジルコニア、チタニヤ−シリカ及びジルコニア−シリカ等の無機ポリマーを挙げることができる。また、本発明においては、既に上述する如く、これらの無機球状粒子を介して、リーチングやエッチングで除去させた除去粒子の欠乏部であるボイド（空孔）を形成させることから、これらの無機ポリマー球状粒子の中でも、好ましくは、シリカ粒子を適宜好適に用いることができる。

そこで、シリカ、アルミニウム等の金属アルコキシドのゾル−ゲル法で調製される無機ポリマー粒子用モノマーとして、例えば、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラエチルシリケート、テトライソプロピルシリケート、テトラブチルシリケート；アルミニウムエトキシド，アルミニウムトリエトキシド，イソブチルアルミニウムメトキシド，イソブチルアルミニウムエトキシド，アルミニウムイソプロポキシド，イソブチルアルミニウムイソプロポキシド，アルミニウムブトキシド，アルミニウムｔ−ブトキサイド，スズｔ−ブトキサイド；アルミニウムトリ−ｎ−プロポキシド，アルミニウムトリ−ｎ−ブトキシド；テトラエトキシチタン，テトラ−ｎ−プロポキシチタン，テトラ−ｎ−ブトキシチタン，テトラ−ｉ−プロポキシチタン，チタンメトキサイド，チタンエトキサイド，チタン−ｎ−プロポキサイド，チタンイソプロポキサイド，チタン−ｎ−ブトキサイド，チタンイソブトキサイド；ジルコニウムエトキサイド，ジルコニウム−ｎ−プロポキサイド，ジルコニウムイソプロポキサイド，ジルコニウム−ｎ−ブトキサイド，エトキサイドテトラ−ｎ−プロポキシジルコニウム等が挙げられる。

＜本発明による２次元粒子整合体部材の製造方法＞
本発明によれば、平坦化及び疎水化処理された基板上に、コロイドサイズの有機ポリマー又は無機ポリマーの単分散性球状粒子を２次元方向に規則的且つ互いに隣接することなく単粒子相状に形成させる２次元粒子整合体部材の製造方法について、更に説明する。

（１）既に上述した如く、体積基準で表す平均粒子径（Ｄ）が６０ｎｍ以上で、５μｍ以下で、好ましくは１〜３μｍ以下のコロイドサイズの有機ポリマー又は無機ポリマー単分散性球状粒子からなる３次元粒子整合サスペンジョン（固−液分散体の流動性コロイド結晶体）を調製する。
（２）そこで、本発明における基板の疎水化処理としては、特に特定する必要性はないが、例えば、ガラスの基板面を、塩酸、硝酸、硫酸等の鉱酸の単独又は２種以上を組合わせて及びこれらの混酸で前処理した後、水不溶の水酸基含有の有機化合物であるブタノール、デカノール、ドデカノール等から選ばれる好ましくは水不溶の水酸基含有の有機化合物を塗布・加熱乾燥させて疎水化させる。その塗布疎水化法として、例えば、還流下に基板をこれら有機化合物中に０．５〜２時間浸漬させた後、メタノール洗浄させた基板を４０〜６５℃雰囲気下に乾燥させる。
（３）また、本発明において、このように用いられる基板として、例えば、ガラス基板（その表面の一部にＩＴＯ等の導電性部材が成膜されているガラス板を含む）、シリコン半導体ウエハー板、半導体素子チップ板、アルミナ等のセラミック基板（その表面の一部にアルミ箔、銅箔等の導電性部材が成膜されているセラミック基板を含む）、微細プリント板、各種のマイクロチップ等を基板として用いる。
（４）次いで、（１）に記載するサスペンジョン体上に、疎水化された基板面を、略水平になるように接触させる。０．５〜２時間、接触保持させた後、この基板をサスペンジョンから引き離した基板上に、コロイドサイズの単分散性球状粒子が、２次元方向の単粒子相状に転写（転着）される。
（５）次いで、転写面を上向きにした基板を、水槽中に２０〜４５°、好ましくは２５〜３５°の所定の角度で傾斜浸漬させる。このように傾斜浸漬させることで、基板上に転写（転着）させた２次元方向の単粒子相上に散在する粒子が、水槽中に浸漬除去される。
（６）次いで、水槽から基板を引き揚げて、室温以上で、好ましくは３０〜８０℃で、更に好ましくは４０〜６５℃の温度雰囲気下に乾燥させることで、基板上に単分散性球状粒子が、２次元方向に単粒子相として規則的且つ互いに接触することなく独立して配列（又は整合）されている
（７）次いで、充分乾燥させた後、基板上に転写された整合体中の粒子間間隙を含む整合体表面に、有機質又は無機質の充填被覆材を施して一体化させた有機質又は無機質の２次元粒子整合体が調製される。

本発明においては、以下に記載する有機質又は無機質の充填被覆材を適宜好適に用いることができる。

本発明において、これらの充填被覆材は、その充填被覆材種や施す基板種にもよるが、例えば、スピンコート法、インクジェット塗布法、各種のプラズマＣＶＤ法等でこれらの充填被覆材を基板に施すことができる。
（１）有機質の充填被覆材として、アルコキシシラン及び／又はアシロキシシランの縮合重合物系（シラン化合物）の絶縁部材の充填被覆材として、例えば、すなわち、そのシリコーン化合物（又はシラン化合物）のモノマーとしては、アルコキシシラン、アシロキシシラン、シランカップリング剤、シリル化剤等のシラン化合物を挙げることができる。例えば、アルコキシシランとしては、Ｓｉ(ＯＭｅ)₄ ，ＭｅＳｉ(ＯＭｅ)₃ ，Ｍｅ_２Ｓｉ(ＯＭｅ)_２，Ｍｅ_３Ｓｉ(ＯＭｅ) ，ＥｔＳｉ(ＯＭｅ)₃ ，ｎ−Ｃ₃Ｈ₇Ｓｉ(ＯＭｅ)₃ ，ｎ−Ｃ₆Ｈ₁₃Ｓｉ(ＯＭｅ)₃ ，ｎ−Ｃ₁₀Ｈ₂₁Ｓｉ(ＯＭｅ)₃ ，ＣＨ_２=ＣＨＳｉ(ＯＭｅ)₃ ，Ｃ₆Ｈ₅Ｓｉ(ＯＭｅ)₃ ，(Ｃ₆Ｈ₅)_２Ｓｉ(ＯＭｅ)_２ ；特に、通常に知られているシランカップリング剤として、ＮＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＮＨＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＭｅＳｉ(ＯＭｅ)₃ ，ＮＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＮＨＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＭｅ(ＯＭｅ)_２，ＨＳＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ(ＯＭｅ)₃ ，Ｃ_６Ｈ_５ＮＨＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ(ＯＭｅ)₃ ，ＣＨ_２＝(ＣＨ_３)ＣＣＯＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ(ＯＭｅ)₃ ；また、Ｓｉ(ＯＥｔ)₄ ，ＭｅＳｉ(ＯＥｔ)₃ ，Ｍｅ_２Ｓｉ(ＯＥｔ)_２ ，Ｍｅ_３ＳｉＯＥｔ等が挙げられ、また、アシロキシシランとしては、ＭｅＳｉ(ＯＣＯＣＨ_３)_３，Ｃ_２Ｈ_５Ｓｉ(ＯＭｅ)₃ ，ＣＨ_２=ＣＨＳｉ(ＯＣＯＣＨ_３)_３ 等が挙げられ、更には、シリル化剤としては、Ｍｅ_３ＳｉＣｌ，（Ｍｅ_３Ｓｉ）_２ＮＨ，（Ｍｅ_３ＳｉＮＨ）_２Ｃ＝Ｏ，ＣＨ_３ＣＯＮＨＳｉＭｅ_３等を挙げることができる。ここで、Ｍｅはメチル基、Ｅｔはエチル基である。
（２）有機質の充填被覆材として、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂及び熱可塑性ポリベンゾイミダゾール樹脂群から選ばれる少なくとも１種の高耐熱性有機ポリマー等が挙げられる。
（３）有機質の充填被覆材として、ポリフェニレンエーテル、ポリキノリン樹脂、ポリフェニルキノリン、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリチオエーテルスルホン樹脂、ポリアリーレンエーテルニトリル樹脂及び全芳香族ポリエーテル群から選ばれる少なくとも１種の耐熱性で低誘電性有機ポリマー等が挙げられる。
（４）有機質の充填被覆材として、フッ素樹脂、パーフロロ環状重合体、環状フッ素樹脂・シロキサン重合体、フッ素化エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド、プラズマフッ素化ポリイミド、フッ素化ポリ（アリーレンエーテル）、フッ素化アクリル系樹脂、フッ素化ポリ（イミドベンゾオキサゾール）、ポリ（テトラフロロ−ｐ−キシレン）、ペンタフロロスチレンのプラズマ重合体及び非晶性ポリオレフィン樹脂の群から選ばれる少なくとも１種の低誘電率で低誘電正接のフッ素系樹脂等が挙げられる。
（５）無機質の充填被覆材として、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、シリカ−ジルコニア、タンタニヤ及び／又はニオブニヤ群から選ばれる少なくとも１種の無機酸化物系の絶縁部材等が挙げられる。
（６）無機質の充填被覆材として、ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３系及びＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系から選ばれる少なくとも１種の無機ガラス系の絶縁部材等を挙げられる。

＜本発明による有機ポリマー質及び無機酸化物結着質の２次元空孔整合体部材＞
既に上述した如く、本発明によるコロイドサイズの有機ポリマー又は無機ポリマーの単分散性球状粒子を２次元方向に単粒子相状に配列させた２次元粒子整合体を用いて、加熱除去又は酸リーチング及びプラズマ・エッチングで除去させた欠乏部のボイド（空孔）が、その抜け殻構造体として、下記（１）〜（４）に記載する２次元方向に単相状に規則的且つ独立孔として形成される２次元空孔を有する有機ポリマー質又は無機酸化物結着質の２次元空孔整合体のポーラス質部材を適宜提供することがでる。
（１）充填被覆材にアルコキシシラン及び／又はアシロキシシランの縮合重合物化を用いることで、その縮合重合の加熱下に除去させた有機ポリマーの単分散性球状粒子の欠乏部であるボイドが、２次元方向に単相状に規則的且つ独立孔として配列しているシリコーンポリマー質の２次元空孔整合体のポーラス質部材である。
（２）充填被覆材に無機質のシリカ、アルミナ、タンタニヤ及び／又はニオブニヤの金属酸化物、又はＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２等の無機質ガラス系とを用いることで、シンタリング及びガラス化の温度下に除去させた有機ポリマーの単分散性球状粒子の欠乏部であるボイドが、２次元方向に単相状に規則的且つ独立孔として配列している無機ガラス結着質の２次元空孔整合体のポーラス質部材である。
（３）充填被覆材に有機ポリマーのポリフェニレンエーテル、ポリキノリン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、全芳香族ポリエーテル等の耐熱性で低誘電性有機ポリマーや、フッ素樹脂、パーフロロ環状重合体、フッ素化エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド、プラズマフッ素化ポリイミド、フッ素化ポリ（イミドベンゾオキサゾール）等の低誘電率で低誘電正接のフッ素系樹脂とを用いることで、フッ酸、希釈フッ酸、ＨＦ−ＮＨ_３Ｆ、フッ酸−硝酸−Ｉ_２含有氷酢酸等によるリーチングで除去させた無機ポリマーの単分散性球状粒子シリカの欠乏部であるボイドが、２次元方向に単相状に規則的且つ独立孔として配列している有機ポリマー質の２次元空孔整合体のポーラス質部材である。
（４）充填被覆材に有機ポリマーのポリフェニレンエーテル、ポリキノリン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、全芳香族ポリエーテル等の耐熱性で低誘電性有機ポリマーや、フッ素樹脂、パーフロロ環状重合体、フッ素化エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド、プラズマフッ素化ポリイミド、フッ素化ポリ（イミドベンゾオキサゾール）等の低誘電率で低誘電正接のフッ素系樹脂とを用いることで、ＣＦ_４、ＣＦ_４−Ｈ_２、ＣＨＦ_３、Ｃ_４Ｆ_８等のフッ素系ガスを含むプラズマ・エッチングで除去させて無機ポリマーの単分散性球状粒子シリカの欠乏部であるボイドが、２次元方向に単相状に規則的且つ独立孔として配列している有機ポリマー質の２次元空孔整合体のポーラス質部材である。

このように得られる本発明による基板上に形成された２次元方向に単相状に規則的且つ独立孔として配列・形成させた無機酸化物結着質及び有機ポリマー質の２次元空孔整合体部材中には、その前駆体である２次元粒子整合体部材を介して形成される空孔径（Ｄ’）が、その粒子径（Ｄ）に由来する６０ｎｍ〜５μｍ範囲のサイズ空孔として形成されている。また、その空孔は独立孔として形成され、しかも、空孔間の間隙（Ｌ’）も空孔径の（Ｄ’）×０．２〜（Ｄ’）で、好ましくは、（Ｄ’）×０．３〜（Ｄ’）×０．７５範囲の間隙を適宜形成させることができる。また、本発明においては、基板上に形成される２次元空孔整合体部材の厚さ（又は膜厚）は、充填被覆材を塗工させる塗工厚にもよるが、（Ｄ’）×１．２５〜（Ｄ’）×２の膜厚部材として、好ましくは、（Ｄ’）×１．５〜（Ｄ’）×１．７５の膜厚部材として適宜調製することができる。

以上から、本発明によれば、例えば、充填被覆材として上記したポリイミド樹脂等の高耐熱性有機ポリマーや、ポリフェニレンエーテル等の耐熱低誘電性有機ポリマーや、フッ素化ポリイミド等の低誘電率で低誘電正接のフッ素系樹脂であって、しかも、独立孔の多孔性部材（又はポーラス質部材）として提供することから、低吸湿の低誘電体絶縁膜材料として適宜好適に利用することができる。
以下に、本発明を実施例でさらに説明するが、本発明はこれらの実施例にいささかも限定されるのではない。

（実施例）
＜３次元粒子整合サスペンジョンの調製＞
容量５リットルの四つ口フラスコに、モノマーのメチルメタクリレート（ＭＭＡ）の１５０重量部と水８４０重量部、１０％ＰＶＡ水溶液４重量部、界面活性剤（花王（株）製のコータミン２４Ｐ）の０．２重量部及び重合開始剤（和光純薬工業（株）Ｖ５０）の３重量部とを入れて攪拌混合後、窒素パージ下に攪拌しながら７７℃に昇温させた。次いで、８３℃に昇温させて２時間重合反応を行った後、電子顕微鏡法で測定した体積基準で表す平均粒子径１７０ｎｍの単分散性ＭＭＡ球状粒子が分散するサスペンジョン（固形分の体積分散濃度で表して２１％）を調製した。次いで、得られた電気伝導度４０００μＳ／ｃｍのサスペンジョンを３００μＳ／ｃｍに低減させたサスペンジョンを、徐々に濃縮して体積濃度３５％のサスペンジョン（３次元粒子整合サスペンジョン；流動性３次元コロイド結晶体）を調製した。

＜２次元粒子整合体部材の調製＞
（１）基板の疎水化処理
２６×１０×２ｍｍのガラス基板を還流器付き円筒状容器に入れ、これにデカノールの１０ｍｌを加えた後、温度２００℃に加温させて還流下に１時間浸漬させて、ガラス基板の表面処理を行った。次いで、取り出したガラス基板をメタノール洗浄した後、６０℃雰囲気で乾燥させて、基板面を疎水化させた。
（２）２次元単粒子相の転写（転着）
調製したＭＭＡ単分散性球状粒子の３次元粒子整合サスペンジョン上に、（１）で疎水化処理したガラス基板を、水平に接触させた後、このサスペンジョンから引き揚げた基板上にＭＭＡ単分散性球状粒子が２次元の単粒子相状に転写された。
（３）傾斜浸漬処理
次いで、水槽中に、この転写基板を約３０°に傾斜させて浸漬させる傾斜浸漬処理を２回（約２時間）繰り返して、単粒子相上に散在していたＭＭＡを水槽中へ除去洗浄させた後、取り出した基板を水平状態で室温下に乾燥させた。得られた基板面をＳＥＭ観察したところ、基板上にコロイドサイズのＭＭＡ粒子が、２次元方向に単粒子相として規則的且つ互いに隣接することなく配列していた。
（４）２次元粒子整合体
次いで、重量比で表して、テトラメトキシシラン：水：塩酸（触媒）＝１０００：２５００：２の量割合から調製させたゾル中に、（３）で得られた基板を昇降速度５ｍｍ／分で浸漬させてゾルを塗工させて、基板上の形成させた粒子整合体中の粒子間間隙及び整合体表面に、充填被覆材としてのテトラメトキシシランのゾル［テトラメトキシシランの縮合重合物（シリコーン樹脂）］の前駆体が施された２次元粒子整合体を調製した。
（５）シリコーンポリマー質の２次元空孔整合体ポーラス質部材
次いで、（４）で得られた充填被覆材としてのテトラメトキシシランのゾルを塗布させた２次元粒子整合体を介して、更に１００℃×１時間の熱処理後、５５０℃×５時間の昇温熱処理下に、充填被覆材のテトラメトキシシランが縮合重合物（シリコーン樹脂）されると共に、この熱処理履歴下に粒子整合体中のＭＭＡ粒子が、熱分解して欠乏除去されたボイド（空孔）が、２次元方向に単相状に規則的且つ独立孔として配列する２次元空孔のシリコーン整合体部材が調製された。
その結果、基板上に形成された２次元空孔整合体であるシリコーンポリマー質部材は平坦で、４００ｎｍの膜厚を有していた。また、このシリコーン薄膜中には平均ポアサイズ１７０ｎｍの空孔が形成されていた。

以上から、基板上に形成させた本発明による有機ポリマー質又無機質２次元空孔整合体のポーラス質部材は、特に、低誘電率の有機質ポリマーを選択することで、薄膜状の有機ポリマー質部材中には、数十ｎｍ〜数百ｎｍサイズの微細空孔が、隣接することなく独立孔として２次元方向に規則的且つ単相状に形成されている２次元空孔整合体の多孔体構造部材（ポーラス質部材）であることから、従来の多孔質薄膜部材に相違して、著しく低吸湿性の低誘電率である所謂ポーラス質「Ｃｕ／Ｌｏｗ−ｋ」絶縁膜部材を提供することができる。

Claims (13)

1. 平坦化及び疎水化処理された基板上に、コロイドサイズの有機ポリマー又は無機ポリマーの単分散性球状粒子を２次元方向に単粒子相状に形成させる２次元粒子整合体部材の製造方法において、
   体積基準で表す平均粒子径（Ｄ）が６０ｎｍ以上で、５μｍ以下の範囲にあり、体積基準濃度で表して２０％以上で、７０％を超えない分散濃度で且つ固−液分散体としての電気伝導度が２０００μＳ／ｃｍ以下にある前記単分散性球状粒子の３次元粒子整合サスペンジョンを調製し、
   前記疎水化基板面を、前記サスペンジョン体上に略水平に接触させた後、前記基板を引き揚げ、
   前記単分散性球状粒子を２次元方向に単粒子相状に転着（又は転写）させた基板面を、上向きに水槽中に傾斜浸漬させた後、水槽から引き揚げた前記基板を、室温以上の温度雰囲気下に乾燥させ、
   基板上に前記単分散性球状粒子を、２次元方向の単粒子相として規則的且つ互いに隣接させることなく配列させた粒子整合体中の粒子間間隙を含む整合体表面に、無機質又は有機質の充填被覆材を施し一体化させることを特徴とする２次元粒子整合体部材の製造方法。
2. 前記有機ポリマーの単分散性球状粒子が、（メタ）アクリル系、（メタ）アクリル−スチレン系、フッ素置換（メタ）アクリル系及びフッ素置換（メタ）アクリル−スチレン系から選ばれる少なくとも一種の有機ポリマーで、前記有機質の充填被覆材が、アルコキシシラン及び／又はアシロキシシランの縮合重合物系の絶縁部材であることを特徴とする請求項１に記載の２次元粒子整合体部材の製造方法。
3. 前記有機ポリマーの単分散性球状粒子が、（メタ）アクリル系、（メタ）アクリル−スチレン系、フッ素置換（メタ）アクリル系及びフッ素置換（メタ）アクリル−スチレン系から選ばれる少なくとも一種の有機ポリマーで、前記無機質の充填被覆材が、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、タンタニヤ及び／又はニオブニヤ群から選ばれる少なくとも１種の無機酸化物系の絶縁部材であることを特徴とする請求項１に記載の２次元粒子整合体部材の製造方法。
4. 前記無機質の充填被覆材がＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３系及びＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系から選ばれる少なくとも１種の無機ガラス系の絶縁部材であることを特徴とする請求項３に記載の２次元粒子整合体部材の製造方法。
5. 前記無機ポリマーの単分散性球状粒子がシリカで、前記有機質の充填被覆材が、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂及び熱可塑性ポリベンゾイミダゾール樹脂群から選ばれる少なくとも１種の高耐熱性有機ポリマーであることを特徴とする請求項１に記載の２次元粒子整合体部材の製造方法。
6. 前記無機ポリマーの単分散性球状粒子がシリカで、前記有機質の充填被覆材が、ポリフェニレンエーテル、ポリキノリン樹脂、ポリフェニルキノリン、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリチオエーテルスルホン樹脂、ポリアリーレンエーテルニトリル樹脂及び全芳香族ポリエーテル群から選ばれる少なくとも１種の耐熱性で低誘電性有機ポリマーであることを特徴とする請求項１に記載の２次元粒子整合体部材の製造方法。
7. 前記無機ポリマーの単分散性球状粒子がシリカで、前記有機質の充填被覆材が、フッ素樹脂、パーフロロ環状重合体、環状フッ素樹脂・シロキサン重合体、フッ素化エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド、プラズマフッ素化ポリイミド、フッ素化ポリ（アリーレンエーテル）、フッ素化アクリル系樹脂、フッ素化ポリ（イミドベンゾオキサゾール）、ポリ（テトラフロロ−ｐ−キシレン）、ペンタフロロスチレンのプラズマ重合体及び非晶性ポリオレフィン樹脂の群から選ばれる少なくとも１種の低誘電率で低誘電正接のフッ素系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の２次元粒子整合体部材の製造方法。
8. ガラス又はシリコン半導体ウエハーである前記基板面を鉱酸で前処理させた後、水不溶の水酸基含有の有機化合物を塗布させて疎水化させることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載する２次元粒子整合体部材の製造方法。
9. 前記２次元粒子整合体中の互いに中心線方向に配列する粒子間の間隙（Ｌ）＝（Ｄ）×０．２〜（Ｄ）の範囲に形成されていることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の２次元粒子整合体部材の製造方法。
10. 請求項１又は２に記載する製造方法を用いて得られる２次元粒子整合体部材を用いて、前記有機質の充填被覆材であるアルコキシシラン及び／又はアシロキシシランの縮合重合の加温熱履歴下に、前記有機ポリマーの単分散性球状粒子を分解除去させた欠乏部であるボイドが、２次元方向に単相状に規則的且つ独立孔として配列されていることを特徴とするシリコーンポリマー質の２次元空孔整合体ポーラス質部材。
11. 請求項１、３、４、８又は９に記載する何れかの製造方法を用いて得られる２次元粒子整合体部材を用いて、前記無機質の充填被覆材のシンタリング温度下に処理させて、前記有機ポリマーの単分散性球状粒子を分解除去させた欠乏部であるボイドが、２次元方向に単相状に規則的且つ独立孔として配列されていることを特徴とする無機酸化物結着質の２次元空孔整合体ポーラス質部材。
12. 請求項１又は５〜９に記載する何れかの製造方法を用いて得られる２次元粒子整合体部材を用いて、希釈フッ酸又はＨＦ−ＮＨ_３Ｆ溶液でリーチングさせて、前記無機ポリマーの単分散性球状粒子シリカを除去させたシリカの欠乏部であるボイドが、２次元方向に単相状に規則的且つ独立孔として配列されていることを特徴とする有機ポリマー質の２次元空孔整合体ポーラス質部材。
13. 請求項１又は５〜９に記載する何れかの製造方法を用いて得られる２次元粒子整合体部材を用いて、フッ素系ガスを含むプラズマ・エッチングさせて、前記無機ポリマーの単分散性球状粒子シリカを除去させたシリカの欠乏部であるボイドが、２次元方向に単相状に規則的且つ独立孔として配列されていることを特徴とする有機ポリマー質の２次元空孔整合体ポーラス質部材。