JP2009188046A - Laminated body and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】リーク電流を低減された積層体およびその製造方法を提供する。
【解決手段】積層体は、基材と、前記基材の上方に設けられたシリカ系絶縁部と、前記シリカ系絶縁部に設けられた導電部と、前記シリカ系絶縁部および前記導電部の上に設けられたバリア層と、を含み、前記バリア層はポリカルボシランを含む。
【選択図】図1A laminated body with reduced leakage current and a method for manufacturing the same are provided.
A laminate includes a base material, a silica-based insulating portion provided above the base material, a conductive portion provided in the silica-based insulating portion, and the silica-based insulating portion and the conductive portion. A barrier layer provided on the barrier layer, the barrier layer including polycarbosilane.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、積層体およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a laminate and a method for producing the same.
近年、半導体装置の微細化に伴い、レベルの異なる層に形成された配線を接続するために多層配線の技術が用いられている。このような多層配線の技術として、例えば、絶縁層上に設けられた第1配線層と、この第1配線層を覆い、かつ第1配線層の上にコンタクトホールを有する層間絶縁層と、コンタクトホール上に設けられた第2配線層とを有する多層配線構造が挙げられる。この場合、コンタクトホールには、第1配線層と第2配線層とを電気的に接続する導電部であるコンタクト層が設けられる。このようなコンタクト層や配線層などの導電部を構成する材料として銅が用いられることがある。 In recent years, with the miniaturization of semiconductor devices, a multilayer wiring technique is used to connect wirings formed in layers having different levels. As such multilayer wiring technology, for example, a first wiring layer provided on an insulating layer, an interlayer insulating layer covering the first wiring layer and having a contact hole on the first wiring layer, and a contact A multilayer wiring structure having a second wiring layer provided on the hole is exemplified. In this case, the contact hole is provided with a contact layer that is a conductive portion that electrically connects the first wiring layer and the second wiring layer. Copper may be used as a material constituting the conductive portion such as the contact layer and the wiring layer.
銅は配線遅延を低減し、かつ高速動作性の向上を図ることができる点で有用な材料である。しかし、そのような利点がある一方で、銅は、層間絶縁層などの各種絶縁層へ拡散しやすい材質を有することが知られている。銅の拡散は絶縁層の絶縁性を低下させる一因となる。このため、銅を用いて導電部を形成する際には、銅の拡散を抑制するためのバリア層が導電部上に形成される場合がある(特開2005−311069号公報)。 Copper is a useful material because it can reduce wiring delay and improve high-speed operability. However, while having such advantages, it is known that copper has a material that easily diffuses into various insulating layers such as an interlayer insulating layer. Copper diffusion contributes to lowering the insulating properties of the insulating layer. For this reason, when forming an electroconductive part using copper, the barrier layer for suppressing the spreading | diffusion of copper may be formed on an electroconductive part (Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-311069).
また、微細化された半導体装置では、リーク電流を低減して低消費電力化を図ることが求められている。これに伴い、バリア層には、銅の拡散を抑制することによって、リーク電流を低減することが求められている。
本発明は、リーク電流が低減された積層体およびその製造方法を提供する。 The present invention provides a laminate with reduced leakage current and a method for manufacturing the same.
本発明の一態様にかかる積層体は、
基材と、
前記基材の上方に設けられたシリカ系絶縁部と、
前記シリカ系絶縁部に設けられた導電部と、
前記シリカ系絶縁部および前記導電部の上に設けられたバリア層と、
を含み、
前記バリア層はポリカルボシランを含む。
The laminate according to one embodiment of the present invention is
A substrate;
A silica-based insulating portion provided above the substrate;
A conductive portion provided in the silica-based insulating portion;
A barrier layer provided on the silica-based insulating portion and the conductive portion;
Including
The barrier layer includes polycarbosilane.
上記積層体において、前記ポリカルボシランは、下記一般式(1)で表される繰り返し構造単位を有する重合体、または下記一般式(2)で表される繰り返し構造単位を有する重合体であることができる。 In the laminate, the polycarbosilane is a polymer having a repeating structural unit represented by the following general formula (1) or a polymer having a repeating structural unit represented by the following general formula (2). Can do.
(式中、R1,R2は独立して、水素原子、炭素数1〜30の置換基を有してもよいアルキル基、炭素数1〜30の置換基を有してもよいアルケニル基、炭素数1〜30の置換基を有してもよいアルキニル基、または、置換基を有してもよい芳香族基を表し、R3は、−C≡C−、少なくとも1つの−C≡C−と連結した置換基を有してもよい−CH2−、少なくとも1つの−C≡C−と連結した炭素数2〜30の置換基を有してもよいアルキレン基、少なくとも1つの−C≡C−と連結した炭素数2〜30の置換基を有してもよいアルケニレン基、少なくとも1つの−C≡C−と連結した炭素数2〜30の置換基を有してもよいアルキニレン基、または、少なくとも1つの−C≡C−と連結した炭素数2〜30の置換基を有してもよい2価の芳香族基を表す。)
(In the formula, R 1 and R 2 are independently a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent having 1 to 30 carbon atoms, or an alkenyl group which may have a substituent having 1 to 30 carbon atoms. Represents an alkynyl group which may have a substituent having 1 to 30 carbon atoms, or an aromatic group which may have a substituent, and R 3 represents —C≡C—, at least one —C≡. —CH 2 — which may have a substituent linked to C—, an alkylene group which may have a substituent of 2 to 30 carbon atoms linked to at least one —C≡C—, at least one — Alkenylene group optionally having 2 to 30 carbon atoms linked to C≡C—, Alkynylene optionally having 2 to 30 carbon atoms linked to at least one —C≡C— Or a substituent having 2 to 30 carbon atoms linked to at least one —C≡C—. It represents the valence of the aromatic group.)
(式中、R4およびR5は独立して、水素原子、1〜4個の炭素原子を有しているアルキル基またはアリール基を表し、R6はメチレン基またはメチン基を表し、mおよびnは、それぞれ、10<m+n<1000およびn/m<0.3の条件を満たす正の整数を表す。)
Wherein R 4 and R 5 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group having 1 to 4 carbon atoms, R 6 represents a methylene group or a methine group, m and n represents a positive integer that satisfies the conditions of 10 <m + n <1000 and n / m <0.3, respectively.
上記積層体において、前記導電部は銅を含むことができる。 In the stacked body, the conductive part may include copper.
上記積層体において、前記基材は、Si、SiGe、GaAs、InP、GaP、およびGaNから選ばれる少なくとも1種の層を含むことができる。 In the laminate, the base material may include at least one layer selected from Si, SiGe, GaAs, InP, GaP, and GaN.
本発明の一態様にかかる積層体の製造方法は、
基材の上方にシリカ系絶縁部を形成する工程、
前記シリカ系絶縁部中に導電部を形成する工程、
前記シリカ系絶縁部および前記導電部の上に、ポリカルボシランを含有する膜形成用組成物を用いて塗膜を形成する工程、および
前記塗膜を硬化させてバリア層を形成する工程、
を含む。
A method for manufacturing a laminate according to one embodiment of the present invention includes:
Forming a silica-based insulating portion above the substrate;
Forming a conductive portion in the silica-based insulating portion;
Forming a coating film on the silica-based insulating part and the conductive part using a film-forming composition containing polycarbosilane; and curing the coating film to form a barrier layer;
including.
この場合、前記塗膜の硬化は、加熱、電子線照射、および紫外線照射から選ばれる少なくとも1種によって行われることができる。 In this case, the coating film can be cured by at least one selected from heating, electron beam irradiation, and ultraviolet irradiation.
また、この場合、前記塗膜の硬化は、加熱と、電子線照射または紫外線照射との組み合わせにより行われることができる。 In this case, the coating film can be cured by a combination of heating and electron beam irradiation or ultraviolet irradiation.
上記積層体によれば、バリア層がポリカルボシランからなることにより、導電部を構成する金属(例えば銅)の拡散を抑制することができるため、リーク電流を大幅に低減することができる。 According to the above laminate, since the barrier layer is made of polycarbosilane, the diffusion of the metal (for example, copper) constituting the conductive portion can be suppressed, so that the leakage current can be greatly reduced.
1.積層体
以下、本発明について図1を参照しながらさらに詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかる積層体を模式的に示す断面図である。
1. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a laminate according to an embodiment of the present invention.
1.1.積層体の構造
図1に示すように、本実施形態にかかる積層体は、基材8の上方に設けられたシリカ系絶縁部10と、シリカ系絶縁部10に設けられた所定のパターンを有する導電部(配線層)20と、導電部20の上面を覆うように設けられたバリア層30とを有する。
1.1. Structure of Laminate As shown in FIG. 1, the laminate according to the present embodiment has a silica-based
基材8は例えば、Si、SiGe、GaAs、InP、GaP、およびGaNの少なくともいずれか1種である。
The
導電部20は、所定のパターンを有しており、その材質としては、公知の絶縁材料を挙げることができる。導電部20は単一の金属層で形成されている必要はなく、金属の窒化物層や酸化物層などとの積層構造をとっていてもよく、例えば、窒化チタン層、窒化タンタル層、アルミニウム、アルミニウムの合金層、銅、銅の合金層などが例示される。このうち、導電部20は銅を含むことが好ましく、例えば銅からなる。
The
1.2.バリア層
1.2.1.バリア層の構成
バリア層30はポリカルボシランからなる。バリア層30は、少なくとも導電部20の上面を覆うように設けられていればよい。図1に示す積層体では、バリア層30は導電部20およびシリカ系絶縁部10の上に設けられている。
1.2. Barrier layer 1.2.1. Configuration of Barrier Layer The
ポリカルボシランからなるバリア層30が、例えば金属(例えば銅)を含む導電部の上に設けられていることにより、シリカ系絶縁部10への金属(銅)の拡散を抑制することができる。これにより、リーク電流を低減することができるため、シリカ系絶縁部10の絶縁性を確保することができ、半導体装置の低消費電力化を達成することができる。なお、バリア層30の上にシリカ系絶縁部(図示せず)が設けられ、導電部20の上に配線層(図示せず)が設けられ、この配線層と導電部20とを電気的に接続するためのコンタクト層(図示せず)がさらに設けられていてもよい。
By providing the
バリア層30は例えば、ポリカルボシランを含有する膜形成用組成物を用いて形成された塗膜を硬化させることにより形成することができる。
The
1.2.2.ポリカルボシランの構成
バリア層30に含まれるポリカルボシランは、例えば、下記一般式(1)で表される繰り返し構造単位を有する重合体(以下、「重合体(1)」という。)、及び下記一般式(2)で表される繰り返し構造単位を有する重合体(以下、「重合体(2)」という。)であることが好ましい。
1.2.2. Configuration of Polycarbosilane The polycarbosilane contained in the
(式中、R1,R2は独立して、水素原子、炭素数1〜30の置換基を有してもよいアルキル基、炭素数1〜30の置換基を有してもよいアルケニル基、炭素数1〜30の置換基を有してもよいアルキニル基、または、置換基を有してもよい芳香族基を表し、R3は、−C≡C−、少なくとも1つの−C≡C−と連結した置換基を有してもよい−CH2−、少なくとも1つの−C≡C−と連結した炭素数2〜30の置換基を有してもよいアルキレン基、少なくとも1つの−C≡C−と連結した炭素数2〜30の置換基を有してもよいアルケニレン基、少なくとも1つの−C≡C−と連結した炭素数2〜30の置換基を有してもよいアルキニレン基、または、少なくとも1つの−C≡C−と連結した炭素数2〜30の置換基を有してもよい2価の芳香族基を表す。)
(In the formula, R 1 and R 2 are independently a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent having 1 to 30 carbon atoms, or an alkenyl group which may have a substituent having 1 to 30 carbon atoms. Represents an alkynyl group which may have a substituent having 1 to 30 carbon atoms, or an aromatic group which may have a substituent, and R 3 represents —C≡C—, at least one —C≡. —CH 2 — which may have a substituent linked to C—, an alkylene group which may have a substituent of 2 to 30 carbon atoms linked to at least one —C≡C—, at least one — Alkenylene group optionally having 2 to 30 carbon atoms linked to C≡C—, Alkynylene optionally having 2 to 30 carbon atoms linked to at least one —C≡C— Or a substituent having 2 to 30 carbon atoms linked to at least one —C≡C—. It represents the valence of the aromatic group.)
R1、R2で表される炭素数1〜30の置換基を有してもよいアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ドデカニル基、トリフルオロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、クロロメチル基、アミノメチル基、ヒドロキシメチル基、シリルメチル基、2−メトキシエチル基が挙げられ、炭素数1〜30の置換基を有してもよいアルケニル基としては、例えば、ビニル基、2−プロペニル基、イソプロペニル基、3−ブテニル基、5−ヘキセニル基、1,3−ブタジエニル基、3,3,3−トリフルオロ−1−プロペニル基等が挙げられ、炭素数1〜30の置換基を有してもよいアルキニル基としては、例えば、エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、ブチニル基、トリメチルシリルエチニル基、フェニルエチニル基が挙げられ、置換基を有してもよい芳香族基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ピラジニル基、4−メチルフェニル基、4−ビニルフェニル基、4−エチニルフェニル基、4−アミノフェニル基、4−クロロフェニル基、4−ヒドロキシフェニル基、4−カルボキシフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−シリルフェニル基が挙げられ、R3の少なくとも1つの−C≡C−と連結した置換基を有してもよい−CH2−としては、例えば、メチレン基、フルオロメチレン基等に−C≡C−が1または2個結合した基が挙げられ、少なくとも1つの−C≡C−と連結した炭素数2〜30の置換基を有してもよいアルキレン基としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、テトラフルオロエチレン基等に−C≡C−が1または2個結合した基が挙げられ、少なくとも1つの−C≡C−と連結した炭素数2〜30の置換基を有してもよいアルケニレン基としては、例えば、ビニレン基、プロペニレン基、ブタジエニレン基等に−C≡C−が1または2個結合した基が挙げられ、少なくとも1つの−C≡C−と連結した炭素数2〜30の置換基を有してもよいアルキニレン基としては、例えば、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基等に−C≡C−が1または2個結合した基が挙げられ、少なくとも1つの−C≡C−と連結した置換基を有してもよい二価の芳香族基としては、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラセネディル基、ピリジネディル基、チオフェネディリル基、フルオロフェニレン基、クロロフェニレン基、メチルフェニレン基、シリルフェニレン基、ヒドロキシフェニレン基、アミノフェニレン基、フェニレンメチレンフェニレン基、フェニレンオキシフェニレン基、フェニレンプロピリデンフェニレン基、フェニレン(ヘキサフルオロプロピリデン)フェニレン基に−C≡C−が1または2個結合した基が挙げられる。 Examples of the alkyl group which may have a substituent having 1 to 30 carbon atoms represented by R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, an octyl group, and a dodecanyl group. , A trifluoromethyl group, a 3,3,3-trifluoropropyl group, a chloromethyl group, an aminomethyl group, a hydroxymethyl group, a silylmethyl group, a 2-methoxyethyl group, and a substituent having 1 to 30 carbon atoms. Examples of the alkenyl group that may be present include a vinyl group, 2-propenyl group, isopropenyl group, 3-butenyl group, 5-hexenyl group, 1,3-butadienyl group, 3,3,3-trifluoro- Examples of the alkynyl group that may have a substituent having 1 to 30 carbon atoms include, for example, an ethynyl group, a 1-propynyl group, and 2-propynyl group. Group, butynyl group, trimethylsilylethynyl group, and phenylethynyl group. Examples of the aromatic group that may have a substituent include a phenyl group, a naphthyl group, a pyrazinyl group, a 4-methylphenyl group, and 4-vinyl. Phenyl group, 4-ethynylphenyl group, 4-aminophenyl group, 4-chlorophenyl group, 4-hydroxyphenyl group, 4-carboxyphenyl group, 4-methoxyphenyl group, 4-silylphenyl group, and the like of R 3 Examples of —CH 2 — which may have a substituent linked to at least one —C≡C— include, for example, a group in which one or two —C≡C— is bonded to a methylene group, a fluoromethylene group or the like. Examples of the alkylene group which may have a substituent having 2 to 30 carbon atoms linked to at least one —C≡C— include, for example, an ethylene group, Examples include a group in which 1 or 2 of —C≡C— is bonded to a propylene group, a tetramethylene group, a tetrafluoroethylene group, etc., and a substituent having 2 to 30 carbon atoms linked to at least one of —C≡C—. Examples of the alkenylene group that may be included include a group in which one or two —C≡C— is bonded to a vinylene group, a propenylene group, a butadienylene group, and the like, and is linked to at least one —C≡C—. Examples of the alkynylene group which may have a substituent having 2 to 30 carbon atoms include a group in which one or two —C≡C— is bonded to an ethynylene group, a propynylene group, a butynylene group, or the like. Examples of the divalent aromatic group which may have a substituent linked to two —C≡C— include, for example, a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, an anthracenedil group, a pyridinedyl group Group, thiophenedylyl group, fluorophenylene group, chlorophenylene group, methylphenylene group, silylphenylene group, hydroxyphenylene group, aminophenylene group, phenylenemethylenephenylene group, phenyleneoxyphenylene group, phenylenepropylidenephenylene group, phenylene ( Hexafluoropropylidene) groups having 1 or 2 -C≡C- bonded to a phenylene group.
重合体(1)の繰り返し構造単位としては、具体的には、シリレンエチニレン、メチルシリレンエチニレン、フェニルシリレンエチニレン、シリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、シリレンエチニレン−1,4−フェニレンエチニレン、シリレンエチニレン−1,2−フェニレンエチニレン、メチルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、メチルシリレンエチニレン−1,4−フェニレンエチニレン、メチルシリレンエチニレン−1,2−フェニレンエチニレン、ジメチルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、ジメチルシリレンエチニレン−1,4−フェニレンエチニレン、ジメチルシリレンエチニレン−1,2−フェニレンエチニレン、ジエチルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、フェニルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、フェニルシリレンエチニレン−1,4−フェニレンエチニレン、フェニルシリレンエチニレン−1,2−フェニレンエチニレン、ジフェニルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、ヘキシルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、ビニルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、エチニルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、2−プロペニルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、2−プロピニルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、トリフルオメチルロシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、3,3,3−トリフルオロプロピルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、4−メチルフェニルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、4−ビニルフェニルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、4−エチニルフェニルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、フェニルエチニルシリレンエチニレン−1,3−フェニレンエチニレン、シリレンエチニレン(5−メチル−1,3−フェニレン)エチニレン、フェニルシリレンエチニレン(5−メチル−1,3−フェニレン)エチニレン、フェニルシリレンエチニレン(5−シリル−1,3−フェニレン)エチニレン、フェニルシリレンエチニレン(5−ヒドロキシ−1,3−フェニレン)エチニレン、フェニルシリレンエチニレン−2,7−ナフチレンエチニレン、シリレンエチニレン−5,10−アントラセネディルエチニレン、フェニルシリレンエチニレン−4,4’−ビフェニレンエチニレン、フェニルシリレンエチニレン−1,4−フェニレンメチレン−1’,4’−フェニレンエチニレン、フェニルシリレンエチニレン−1,4−フェニレン−2,2−プロピリデン−1’,4’−フェニレンエチニレン、フェニルシリレンエチニレン−1,4−フェニレン−2,2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピリデン)−1’,4’−フェニレンエチニレン、フェニルシリレンエチニレン−1,4−フェニレンオキシ−1’,4’−フェニレンエチニレン フェニルシリレンエチニレン−2,5−ピリジネディルエチニレン、フェニルシリレンエチニレン−2,5−チオフェネディリルエチニレン、メチルシリレンエチニレンメチレンエチニレン、フェニルシリレン−1,4−フェニレン(フェニルシリレン)エチニレン−1’,3−フェニレンエチリニレン、フェニルシリレンオキシ(フェニルシリレン)エチニレン、フェニルシリレンオキシ(フェニルシリレン)エチニレン−1’,4’−フェニレンエチニレン、フェニルシリレンイミノ(フェニルシリレン)エチニレン−1’,3’−フェニレンエチニレン、フェニルシリレンイミノ(フェニルシリレン)エチニレン−1’,4’−フェニレンエチニレン、シリレン−1,3−フェニレンエチニレン、シリレン−1,4−フェニレンエチニレン、シリレン−1,2−フェニレンエチニレン、フェニルシリレン−1,3−フェニレンエチニレン、フェニルシリレン−1,4−フェニレンエチニレン、フェニルシリレン−1,2−フェニレンエチニレン、ジフェニルシリレン−1,3−フェニレンエチニレン、メチルシリレン−1,3−フェニレンエチニレン、メチルシリレン−1,4−フェニレンエチニレン、メチルシリレン−1,2−フェニレンエチニレン、ジメチルシリレン−1,3−フェニレンエチニレン、ジエチルシリレン−1,3−フェニレンエチニレン、フェニルシリレン−1,3−ブタジイニレン、ジフェニルシリレン−1,3−ブタジイニレン、フェニルシリレンメチレンエチニレン、ジフェニルシリレンメチレンエチニレンメチレン、フェニルシリレンメチレンエチニレンメチレン、シリレン−1,4−フェニレンエチニレン−1’,4’−フェニレン、メチルシリレン−1,4−フェニレンエチニレン−1’,4’−フェニレン、ジメチルシリレン−1,4−フェニレンエチニレン−1’,4’−フェニレン、フェニルシリレン−1,4−フェニレンエチニレン−1’,4’−フェニレン等が挙げられる。 Specific examples of the repeating structural unit of the polymer (1) include silylene ethynylene, methylsilylene ethynylene, phenylsilylene ethynylene, silylene ethynylene-1,3-phenylene ethynylene, and silylene ethynylene-1,4. -Phenyleneethynylene, silyleneethynylene-1,2-phenyleneethynylene, methylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, methylsilyleneethynylene-1,4-phenyleneethynylene, methylsilyleneethynylene-1, 2-phenyleneethynylene, dimethylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, dimethylsilyleneethynylene-1,4-phenyleneethynylene, dimethylsilyleneethynylene-1,2-phenyleneethynylene, diethylsilyleneethynylene- 1,3-phenylene ether Nylene, phenylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, phenylsilyleneethynylene-1,4-phenyleneethynylene, phenylsilyleneethynylene-1,2-phenyleneethynylene, diphenylsilyleneethynylene-1,3- Phenyleneethynylene, hexylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, vinylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, ethynylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, 2-propenylsilyleneethynylene- 1,3-phenyleneethynylene, 2-propynylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, trifluoromethylrosilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, 3,3,3-trifluoropropylsilyleneethynylene -1 3-phenyleneethynylene, 4-methylphenylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, 4-vinylphenylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, 4-ethynylphenylsilyleneethynylene-1,3- Phenyleneethynylene, phenylethynylsilyleneethynylene-1,3-phenyleneethynylene, silyleneethynylene (5-methyl-1,3-phenylene) ethynylene, phenylsilyleneethynylene (5-methyl-1,3-phenylene) ethynylene Phenylsilylene ethynylene (5-silyl-1,3-phenylene) ethynylene, phenylsilylene ethynylene (5-hydroxy-1,3-phenylene) ethynylene, phenylsilylene ethynylene-2,7-naphthylene ethynylene, silylene Ethynylene-5,1 0-anthracenedylethynylene, phenylsilyleneethynylene-4,4′-biphenyleneethynylene, phenylsilyleneethynylene-1,4-phenylenemethylene-1 ′, 4′-phenyleneethynylene, phenylsilyleneethynylene-1 , 4-phenylene-2,2-propylidene-1 ′, 4′-phenyleneethynylene, phenylsilyleneethynylene-1,4-phenylene-2,2- (1,1,1,3,3,3-hexa Fluoropropylidene) -1 ′, 4′-phenyleneethynylene, phenylsilyleneethynylene-1,4-phenyleneoxy-1 ′, 4′-phenyleneethynylene phenylsilyleneethynylene-2,5-pyridinediethylethynylene , Phenylsilyleneethynylene-2,5-thiophenedyrylethynylene, methylsilylenee Tinylenemethyleneethynylene, phenylsilylene-1,4-phenylene (phenylsilylene) ethynylene-1 ′, 3-phenyleneethylinylene, phenylsilyleneoxy (phenylsilylene) ethynylene, phenylsilyleneoxy (phenylsilylene) ethynylene-1 ′ , 4′-phenyleneethynylene, phenylsilyleneimino (phenylsilylene) ethynylene-1 ′, 3′-phenyleneethynylene, phenylsilyleneimino (phenylsilylene) ethynylene-1 ′, 4′-phenyleneethynylene, silylene-1, 3-phenyleneethynylene, silylene-1,4-phenyleneethynylene, silylene-1,2-phenyleneethynylene, phenylsilylene-1,3-phenyleneethynylene, phenylsilylene-1,4-phenyleneethynylene, fluoro Nylsilylene-1,2-phenyleneethynylene, diphenylsilylene-1,3-phenyleneethynylene, methylsilylene-1,3-phenyleneethynylene, methylsilylene-1,4-phenyleneethynylene, methylsilylene-1,2- Phenyleneethynylene, dimethylsilylene-1,3-phenyleneethynylene, diethylsilylene-1,3-phenyleneethynylene, phenylsilylene-1,3-butadienylene, diphenylsilylene-1,3-butadienylene, phenylsilylenemethyleneethynylene, Diphenylsilylenemethyleneethynylenemethylene, phenylsilylenemethyleneethynylenemethylene, silylene-1,4-phenyleneethynylene-1 ′, 4′-phenylene, methylsilylene-1,4-phenyleneethynylene-1 ′, 4′-fu Ylene, dimethylsilylene-1,4-phenylene ethynylene-1 ', 4'-phenylene, silylene-1,4-phenylene ethynylene-1', 4'-phenylene, and the like.
(式中、R4およびR5は独立して、水素原子、1〜4個の炭素原子を有しているアルキル基またはアリール基を表し、R6はメチレン基またはメチン基を表し、mおよびnは、それぞれ、10<m+n<1000およびn/m<0.3の条件を満たす正の整数を表す。)
Wherein R 4 and R 5 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group having 1 to 4 carbon atoms, R 6 represents a methylene group or a methine group, m and n represents a positive integer that satisfies the conditions of 10 <m + n <1000 and n / m <0.3, respectively.
重合体(2)において、R4およびR5のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ドデカニル基、トリフルオロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、クロロメチル基、アミノメチル基、ヒドロキシメチル基、シリルメチル基、2−メトキシエチル基等などが挙げられ、R4およびR5のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ピラジニル基、4−メチルフェニル基、4−ビニルフェニル基、4−エチニルフェニル基、4−アミノフェニル基、4−クロロフェニル基、4−ヒドロキシフェニル基、4−カルボキシフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−シリルフェニル基が挙げられる。 In the polymer (2), examples of the alkyl group represented by R 4 and R 5 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, an octyl group, a dodecanyl group, a trifluoromethyl group, 3, 3, Examples include 3-trifluoropropyl group, chloromethyl group, aminomethyl group, hydroxymethyl group, silylmethyl group, 2-methoxyethyl group, etc. Examples of the aryl group of R 4 and R 5 include, for example, phenyl group, naphthyl Group, pyrazinyl group, 4-methylphenyl group, 4-vinylphenyl group, 4-ethynylphenyl group, 4-aminophenyl group, 4-chlorophenyl group, 4-hydroxyphenyl group, 4-carboxyphenyl group, 4-methoxyphenyl Group, 4-silylphenyl group.
また、重合体(2)において、R6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ドデカニル基、トリフルオロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、クロロメチル基、アミノメチル基、ヒドロキシメチル基、シリルメチル基、2−メトキシエチル基等などが挙げられ、R6のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ピラジニル基、4−メチルフェニル基、4−ビニルフェニル基、4−エチニルフェニル基、4−アミノフェニル基、4−クロロフェニル基、4−ヒドロキシフェニル基、4−カルボキシフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−シリルフェニル基などが挙げられる。 In the polymer (2), the alkyl group represented by R 6 includes methyl group, ethyl group, propyl group, hexyl group, cyclohexyl group, octyl group, dodecanyl group, trifluoromethyl group, 3,3,3-trimethyl. Examples thereof include a fluoropropyl group, a chloromethyl group, an aminomethyl group, a hydroxymethyl group, a silylmethyl group, and a 2-methoxyethyl group. Examples of the aryl group for R 6 include a phenyl group, a naphthyl group, a pyrazinyl group, 4 -Methylphenyl group, 4-vinylphenyl group, 4-ethynylphenyl group, 4-aminophenyl group, 4-chlorophenyl group, 4-hydroxyphenyl group, 4-carboxyphenyl group, 4-methoxyphenyl group, 4-silylphenyl Groups and the like.
ポリカルボシランの重量平均分子量に特に制限はないが、好ましくは500〜500,000である。これらのポリカルボシランの形態は通常、常温で固体もしくは液状である。 Although there is no restriction | limiting in particular in the weight average molecular weight of polycarbosilane, Preferably it is 500-500,000. These polycarbosilanes are usually solid or liquid at room temperature.
ポリカルボシランの製造方法としては、例えば、塩基性酸化物、金属水素化物、金属化合類物を触媒としてジエチニル化合物とシラン化合物の脱水素共重合を行う方法(特開平7−90085号公報、特開平10−120689号公報、特開平11−158187号公報)、塩基性酸化物を触媒としてエチニルシラン化合物の脱水素重合を行う方法(特開平9−143271号公報)、有機マグネシウム試薬とジクロロシラン類とを反応させる方法(特開平7−102069号公報、特開平11−029579号公報)、塩化第一銅および三級アミンを触媒としてジエチニル化合物とシラン化合物の脱水素共重合を行う方法(Hua Qin Liu and John F. Harrod, The Canadian Journal of Chemistry, Vol. 68, 1100−1105(1990))、酸化マグネシウムを触媒としてジエチニル化合物とシラン化合物との脱水素共重合を行う方法(特開平7−90085号公報および特開平10−204181号公報)等が使用できるが、特にこれらの方法に限定されるものではない。 As a method for producing polycarbosilane, for example, a method of dehydrogenating copolymerization of a diethynyl compound and a silane compound using a basic oxide, a metal hydride, or a metal compound as a catalyst (JP-A-7-90085, JP (Kaihei 10-120687, JP-A-11-158187), a method for dehydrogenative polymerization of an ethynylsilane compound using a basic oxide as a catalyst (JP-A-9-143271), an organomagnesium reagent and dichlorosilanes And a method of dehydrogenating copolymerization of a diethynyl compound and a silane compound using cuprous chloride and a tertiary amine as a catalyst (Hua Qin, JP-A-7-102069, JP-A-11-029579) Liu and John F. Harrod, The Canadian Journal of Che istry, Vol. 68, 1100-1105 (1990)), and a method of dehydrogenating copolymerization of a diethynyl compound and a silane compound using magnesium oxide as a catalyst (Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-90085 and 10-204181). However, it is not particularly limited to these methods.
1.2.3.膜形成用組成物
バリア層の形成においては、ポリカルボシランを有機溶媒に溶解または分散させた膜形成用組成物を用いて塗膜を形成するのが好ましい。
1.2.3. Film Forming Composition In forming the barrier layer, it is preferable to form a coating film using a film forming composition in which polycarbosilane is dissolved or dispersed in an organic solvent.
1.2.3−1.有機溶媒
膜形成用組成物に用いる有機溶媒としては、例えば、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族系溶媒、および含ハロゲン溶媒の群から選ばれた少なくとも1種が挙げられる。
1.2.3-1. Organic solvent Examples of the organic solvent used in the film-forming composition include ketone solvents, amide solvents, ether solvents, ester solvents, aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic solvents, and halogen-containing solvents. And at least one selected from.
ケトン系溶媒としては、例えば、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、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、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、ジアセトンアルコール、アセトフェノン、フェンチョン等を挙げることができる。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。 Examples of 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, cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, 2-hexanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonyl acetone, diacetone alcohol, Examples include acetophenone and fenchon. These ketone solvents may be used alone or in combination of two or more.
アミド系溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、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−メチルプロピオンアミド、N−メチルピロリドン等を挙げることができる。これらのアミド系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。 Examples of the amide solvent include N, N-dimethylimidazolidinone, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, Examples thereof include N-methylpropionamide and N-methylpyrrolidone. These amide solvents may be used alone or in combination of two or more.
エーテル系溶媒としては、例えば、エチルエーテル、i−プロピルエーテル、n−ブチルエーテル、n−ヘキシルエーテル、2−エチルヘキシルエーテル、エチレンオキシド、1,2−プロピレンオキシド、ジオキソラン、4−メチルジオキソラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、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ジメチルエーテル、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ジエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−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、エチレングリコールジブチルエーテル、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ジメチルエーテル、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ジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル、エトキシトリグリコール、テトラエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジフェニルエーテル、アニソール等を挙げることができる。これらのエーテル系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。 Examples of the ether solvent include ethyl ether, i-propyl ether, n-butyl ether, n-hexyl ether, 2-ethylhexyl ether, ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, dioxolane, 4-methyldioxolane, dioxane, dimethyldioxane. , Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2- Ethyl butyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethyl Glycol dimethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethoxytriglycol, tetraethylene glycol di-n-butyl ether, propylene glycol Monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, diphenyl Ether, mention may be made of the anisole. These ether solvents may be used alone or in combination of two or more.
エステル系溶媒としては、例えば、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、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、フタル酸ジエチル等を挙げることができる。これらのエステル系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。 Examples of the ester solvent include diethyl carbonate, propylene carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, acetic acid. sec-butyl, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl pentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, aceto Methyl acetate, ethyl acetoacetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol acetate Mono-n-butyl ether, 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, Mention may be made of diethyl malonate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate and the like. These ester solvents may be used alone or in combination of two or more.
脂肪族炭化水素系溶媒としては、例えば、n−ペンタン、i−ペンタン、n−ヘキサン、i−ヘキサン、n−ヘプタン、i−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、i−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等を挙げることができる。これらの脂肪族炭化水素系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。 Examples of the aliphatic hydrocarbon solvent include n-pentane, i-pentane, n-hexane, i-hexane, n-heptane, i-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, i- Examples include octane, cyclohexane, and methylcyclohexane. These aliphatic hydrocarbon solvents may be used alone or in combination of two or more.
芳香族炭化水素系溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n−プロピルベンセン、i−プロピルベンセン、ジエチルベンゼン、i−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−i−プロピルベンセン、n−アミルナフタレン、トリメチルベンゼン等を挙げることができる。これらの芳香族炭化水素系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。 Examples of the aromatic hydrocarbon solvent include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propyl benzene, i-propyl benzene, diethyl benzene, i-butyl benzene, triethyl benzene, di-i-propyl. Examples include benzene, n-amylnaphthalene, trimethylbenzene, and the like. These aromatic hydrocarbon solvents may be used alone or in combination of two or more.
含ハロゲン溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、フロン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等を挙げることができる。 Examples of the halogen-containing solvent include dichloromethane, chloroform, chlorofluorocarbon, chlorobenzene, dichlorobenzene, and the like.
膜形成用組成物においては、沸点が250℃未満の有機溶媒を使用することが好ましく、有機溶媒種としては、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒がより好ましく、これらの溶媒のうち1種または2種以上を同時に使用することがさらに好ましい。 In the film-forming composition, it is preferable to use an organic solvent having a boiling point of less than 250 ° C., and the organic solvent species are more preferably a ketone solvent, an ester solvent, or an aromatic hydrocarbon solvent, and these solvents More preferably, one or more of them are used simultaneously.
1.3.3−2.その他の添加剤
膜形成用組成物は、硬化促進剤、コロイド状シリカ、コロイド状アルミナ、有機ポリマー、界面活性剤、シランカップリング剤、トリアゼン化合物等の成分をさらに含有してもよい。
1.3.3-2. Other Additives The film-forming composition may further contain components such as a curing accelerator, colloidal silica, colloidal alumina, an organic polymer, a surfactant, a silane coupling agent, and a triazene compound.
硬化促進剤としては、例えば、有機過酸化物および有機アゾ化合物が挙げられる。有機過酸化物としては、例えば、BPO(過酸化ベンゾイル)、パーテトラA、パークミルD(ジクミルパーオキサイド)、BTTB(3,3’,4,4’−テトラブチルパーオキシカルボニルベンゾフェノン)(いずれも日本油脂(株)製)などが挙げられる。有機アゾ化合物としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(V−601、和光純薬(株)製)、1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)(OT(azo)−15,大塚化学(株)製)等が挙げられる。 Examples of the curing accelerator include organic peroxides and organic azo compounds. As the organic peroxide, for example, BPO (benzoyl peroxide), pertetra A, parkmill D (dicumyl peroxide), BTTB (3,3 ′, 4,4′-tetrabutylperoxycarbonylbenzophenone) (all Nippon Oil & Fats Co., Ltd.). Examples of the organic azo compound include 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN), dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) (V-601, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Product), 1,1′-azobis (1-acetoxy-1-phenylethane) (OT (azo) -15, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.), and the like.
硬化促進剤の配合量は、膜形成用組成物100質量部に対して、好ましくは0.1〜50質量部であり、より好ましくは1〜30質量部である。 The blending amount of the curing accelerator is preferably 0.1 to 50 parts by mass, more preferably 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the film-forming composition.
コロイド状シリカとは、例えば、高純度の無水ケイ酸を親水性有機溶媒に分散させた分散液であり、通常、平均粒径が5〜30μmであり、好ましくは10〜20μmであり、固形分濃度が通常10〜40質量%である。このようなコロイド状シリカとしては、例えば、日産化学工業(株)製、メタノールシリカゾルおよびイソプロパノールシリカゾル(触媒化成工業(株)製、商品名「オスカル」)等が挙げられる。 Colloidal silica is, for example, a dispersion in which high-purity silicic acid is dispersed in a hydrophilic organic solvent, and usually has an average particle size of 5 to 30 μm, preferably 10 to 20 μm, and has a solid content. The concentration is usually 10 to 40% by mass. Examples of such colloidal silica include Nissan Chemical Industries, Ltd., methanol silica sol and isopropanol silica sol (Catalyst Chemical Industries, Ltd., trade name “Oscar”).
コロイド状アルミナとしては、例えば、日産化学工業(株)製の商品名「アルミナゾル520」、「アルミナゾル100」、「アルミナゾル200」や、川研ファインケミカル(株)製の商品名「アルミナクリアーゾル」、「アルミナゾル10」、「アルミナゾル132」が挙げられる。
Examples of the colloidal alumina include trade names “Alumina Sol 520”, “Alumina Sol 100”, “Alumina Sol 200” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., and “Alumina Clear Sol” manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd. “
有機ポリマーとしては、例えば、糖鎖構造を有する重合体、ビニルアミド系重合体、(メタ)アクリル系重合体、芳香族ビニル化合物系重合体、デンドリマー、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリアリーレン、ポリアミド、ポリキノキサリン、ポリオキサジアゾール、フッ素系重合体、ポリアルキレンオキサイド構造を有する重合体等を挙げることができる。 Examples of the organic polymer include a polymer having a sugar chain structure, a vinylamide polymer, a (meth) acrylic polymer, an aromatic vinyl compound polymer, a dendrimer, a polyimide, a polyamic acid, a polyarylene, a polyamide, and a polyquinoxaline. , Polyoxadiazole, a fluorine-based polymer, a polymer having a polyalkylene oxide structure, and the like.
ポリアルキレンオキサイド構造を有する重合体としては、例えば、ポリメチレンオキサイド構造、ポリエチレンオキサイド構造、ポリプロピレンオキサイド構造、ポリテトラメチレンオキサイド構造、ポリブチレンオキシド構造等が挙げられる。具体的には、ポリオキシメチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエテチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、アルキルフェノールホルマリン縮合物の酸化エチレン誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルなどのエーテル型化合物、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アルカノールアミド硫酸塩等のエーテルエステル型化合物、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル等のエーテルエステル型化合物などを挙げることができる。 Examples of the polymer having a polyalkylene oxide structure include a polymethylene oxide structure, a polyethylene oxide structure, a polypropylene oxide structure, a polytetramethylene oxide structure, and a polybutylene oxide structure. Specifically, polyoxymethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene sterol ether, polyoxyethylene lanolin derivative, ethylene oxide derivative of alkylphenol formalin condensate, polyoxyethylene poly Ether type compounds such as oxypropylene block copolymer, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid alkanolamide sulfate, etc. Ether ester type compound, polyethylene glycol fatty acid ester, ethylene glycol fat Esters, fatty acid monoglycerides, polyglycerol fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, propylene glycol fatty acid esters, and the like ether ester type compounds such as sucrose fatty acid esters.
ポリオキシチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマーとしては、下記のようなブロック構造を有する化合物が挙げられる。 Examples of the polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer include compounds having the following block structure.
−(X’)l−(Y’)m−
−(X’)l−(Y’)m−(X’)n−
〔式中、X’は−CH2CH2O−で表される基を表し、Y’は−CH2CH(CH3)O−で表される基を表し、lは1〜90を示し、mは10〜99を示し、nは0〜90の数を示す。〕
− (X ′) 1 − (Y ′) m −
− (X ′) 1 − (Y ′) m − (X ′) n −
[Wherein, X ′ represents a group represented by —CH 2 CH 2 O—, Y ′ represents a group represented by —CH 2 CH (CH 3 ) O—, and l represents 1 to 90] , M represents 10 to 99, and n represents a number of 0 to 90. ]
これらの中で、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、などのエーテル型化合物をより好ましい例として挙げることができる。これらは、1種あるいは2種以上を同時に使用しても良い。 Among these, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, More preferred examples include ether type compounds. These may be used alone or in combination of two or more.
界面活性剤としては、例えば、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられ、さらには、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ポリアルキレンオキシド系界面活性剤、ポリ(メタ)アクリレート系界面活性剤などを挙げることができ、好ましくはフッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤を挙げることができる。 Examples of the surfactant include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and further, fluorine surfactants, silicone surfactants, Polyalkylene oxide surfactants, poly (meth) acrylate surfactants and the like can be mentioned, and fluorine surfactants and silicone surfactants can be preferably mentioned.
フッ素系界面活性剤としては、例えば、1,1,2,2−テトラフロロオクチル(1,1,2,2−テトラフロロプロピル)エーテル、1,1,2,2−テトラフロロオクチルヘキシルエーテル、オクタエチレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサエチレングリコール(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、オクタプロピレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサプロピレングリコールジ(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、パーフロロドデシルスルホン酸ナトリウム、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10−デカフロロドデカン、1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロデカン、N−[3−(パーフルオロオクタンスルホンアミド)プロピル]−N,N'−ジメチル−N−カルボキシメチレンアンモニウムベタイン、パーフルオロアルキルスルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル−N−エチルスルホニルグリシン塩、リン酸ビス(N−パーフルオロオクチルスルホニル−N−エチルアミノエチル)、モノパーフルオロアルキルエチルリン酸エステルなどの末端、主鎖および側鎖の少なくとも何れかの部位にフルオロアルキルまたはフルオロアルキレン基を有する化合物からなるフッ素系界面活性剤を挙げることができる。 Examples of the fluorosurfactant include 1,1,2,2-tetrafluorooctyl (1,1,2,2-tetrafluoropropyl) ether, 1,1,2,2-tetrafluorooctyl hexyl ether, Octaethylene glycol di (1,1,2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexaethylene glycol (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, octapropylene glycol di (1,1,1, 2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexapropylene glycol di (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, sodium perfluorododecylsulfonate, 1,1,2,2,8, 8,9,9,10,10-Decafluorododecane, 1,1,2,2,3,3-hexafluorodecane, N- [3- (perfluoro Kutansulfonamido) propyl] -N, N′-dimethyl-N-carboxymethyleneammonium betaine, perfluoroalkylsulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl-N-ethylsulfonylglycine salt, bis (N-perfluorophosphate) Octylsulfonyl-N-ethylaminoethyl), monoperfluoroalkylethyl phosphate ester and the like, a fluorosurfactant comprising a compound having a fluoroalkyl or fluoroalkylene group at at least one of its terminal, main chain and side chain Can be mentioned.
また、フッ素系界面活性剤の市販品としては、メガファックF142D、同F172、同F173、同F183〔以上、大日本インキ化学工業(株)製〕、エフトップEF301、同303、同352〔新秋田化成(株)製〕、フロラードFC−430、同FC−431〔住友スリーエム(株)製〕、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106〔旭硝子(株)製〕、BM−1000、BM−1100〔裕商(株)製〕、NBX−15〔(株)ネオス〕などの名称で市販されているフッ素系界面活性剤を挙げることができる。これらの中でも、メガファックF172,BM−1000,BM−1100,NBX−15が特に好ましい。 Commercially available fluorosurfactants include Megafac F142D, F172, F173, and F183 (above, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Ftop EF301, 303, and 352 (new) Akita Kasei Co., Ltd.], Florard FC-430, FC-431 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 [Asahi Glass Co., Ltd.], BM-1000, BM-1100 (Yusho Co., Ltd.), NBX-15 [Neos Co., Ltd.] And fluorine-based surfactants that are commercially available. Among these, Megafac F172, BM-1000, BM-1100, and NBX-15 are particularly preferable.
シリコーン系界面活性剤としては、例えば、SH7PA、SH21PA、SH30PA、ST94PA〔いずれも東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製〕などを用いることができる。これらの中でも、SH28PA、SH30PAが特に好ましい。 As the silicone surfactant, for example, SH7PA, SH21PA, SH30PA, ST94PA [all manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.] can be used. Among these, SH28PA and SH30PA are particularly preferable.
界面活性剤の使用量は、重合体(1)、(2)100質量部に対して、通常、0.00001〜1質量部である。これらの界面活性剤は、1種あるいは2種以上を同時に使用しても良い。 The usage-amount of surfactant is 0.00001-1 mass part normally with respect to 100 mass parts of polymers (1) and (2). These surfactants may be used alone or in combination of two or more.
シランカップリング剤としては、例えば、3−グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノグリシジロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルメチルジメトキシシラン、1−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピル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、2−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−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、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、10−トリエトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらのシランカップリング剤は、1種あるいは2種以上を同時に使用しても良い。 Examples of the silane coupling agent include 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-aminoglycidyloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropylmethyldimethoxysilane, 1 -Methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3 -Aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarboni -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1, 4,7-triazadecane, 10-triethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, N-benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N- Bis (oxyethylene) 3-aminopropyltrimethoxysilane, N- bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane and the like. These silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
トリアゼン化合物としては、例えば、1,2−ビス(3,3−ジメチルトリアゼニル)ベンゼン、1,3−ビス(3,3−ジメチルトリアゼニル)ベンゼン、1,4−ビス(3,3−ジメチルトリアゼニル)ベンゼン、ビス(3,3−ジメチルトリアゼニルフェニル)エーテル、ビス(3,3−ジメチルトリアゼニルフェニル)メタン、ビス(3,3−ジメチルトリアゼニルフェニル)スルホン、ビス(3,3−ジメチルトリアゼニルフェニル)スルフィド、2,2−ビス〔4−(3,3−ジメチルトリアゼニルフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔4−(3,3−ジメチルトリアゼニルフェノキシ)フェニル〕プロパン、1,3,5−トリス(3,3−ジメチルトリアゼニル)ベンゼン、2,7−ビス(3,3−ジメチルトリアゼニル)−9,9−ビス[4−(3,3−ジメチルトリアゼニル)フェニル]フルオレン、2,7−ビス(3,3−ジメチルトリアゼニル)−9,9−ビス[3−メチル−4−(3,3−ジメチルトリアゼニル)フェニル]フルオレン、2,7−ビス(3,3−ジメチルトリアゼニル)−9,9−ビス[3−フェニル−4−(3,3−ジメチルトリアゼニル)フェニル]フルオレン、2,7−ビス(3,3−ジメチルトリアゼニル)−9,9−ビス[3−プロペニル−4−(3,3−ジメチルトリアゼニル)フェニル]フルオレン、2,7−ビス(3,3−ジメチルトリアゼニル)−9,9−ビス[3−フルオロ−4−(3,3−ジメチルトリアゼニル)フェニル]フルオレン、2,7−ビス(3,3−ジメチルトリアゼニル)−9,9−ビス[3,5−ジフルオロ−4−(3,3−ジメチルトリアゼニル)フェニル]フルオレン、2,7−ビス(3,3−ジメチルトリアゼニル)−9,9−ビス[3−トリフルオロメチル−4−(3,3−ジメチルトリアゼニル)フェニル]フルオレン等が挙げられる。これらのトリアゼン化合物は、1種あるいは2種以上を同時に使用しても良い。 Examples of the triazene compound include 1,2-bis (3,3-dimethyltriazenyl) benzene, 1,3-bis (3,3-dimethyltriazenyl) benzene, and 1,4-bis (3,3 -Dimethyltriazenyl) benzene, bis (3,3-dimethyltriazenylphenyl) ether, bis (3,3-dimethyltriazenylphenyl) methane, bis (3,3-dimethyltriazenylphenyl) sulfone, Bis (3,3-dimethyltriazenylphenyl) sulfide, 2,2-bis [4- (3,3-dimethyltriazenylphenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoro Propane, 2,2-bis [4- (3,3-dimethyltriazenylphenoxy) phenyl] propane, 1,3,5-tris (3,3-dimethyltriazenyl) ben 2,7-bis (3,3-dimethyltriazenyl) -9,9-bis [4- (3,3-dimethyltriazenyl) phenyl] fluorene, 2,7-bis (3,3- Dimethyltriazenyl) -9,9-bis [3-methyl-4- (3,3-dimethyltriazenyl) phenyl] fluorene, 2,7-bis (3,3-dimethyltriazenyl) -9, 9-bis [3-phenyl-4- (3,3-dimethyltriazenyl) phenyl] fluorene, 2,7-bis (3,3-dimethyltriazenyl) -9,9-bis [3-propenyl- 4- (3,3-dimethyltriazenyl) phenyl] fluorene, 2,7-bis (3,3-dimethyltriazenyl) -9,9-bis [3-fluoro-4- (3,3-dimethyl) Triazenyl) phenyl] fluorene, 2,7-bis ( , 3-Dimethyltriazenyl) -9,9-bis [3,5-difluoro-4- (3,3-dimethyltriazenyl) phenyl] fluorene, 2,7-bis (3,3-dimethyltriazeni) ) -9,9-bis [3-trifluoromethyl-4- (3,3-dimethyltriazenyl) phenyl] fluorene and the like. These triazene compounds may be used alone or in combination of two or more.
膜形成用組成物の全固形分濃度は好ましくは、1〜30質量%であり、使用目的に応じて適宜調整される。本実施形態に係る膜形成用組成物の全固形分濃度が1〜30質量%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。 The total solid concentration of the film-forming composition is preferably 1 to 30% by mass and is appropriately adjusted according to the purpose of use. When the total solid content concentration of the film-forming composition according to this embodiment is 1 to 30% by mass, the film thickness of the coating film is in an appropriate range, and the storage stability is more excellent.
膜形成用組成物を基材に塗布して塗膜を形成する場合、塗装手段としては、例えば、スピンコート、浸漬法、ロールコート法、スプレー法、スキャン塗布法等が挙げられる。 In the case where a film-forming composition is applied to a substrate to form a coating film, examples of the coating means include spin coating, dipping method, roll coating method, spray method, and scan coating method.
2.積層体の製造方法
次に、図1に示す積層体の製造方法の一例について説明する。
2. Next, an example of the manufacturing method of the laminated body shown in FIG. 1 is demonstrated.
まず、シリカ系絶縁部10と、所定のパターンを有する導電部20を形成する。導電部20は公知の技術により行うことができ、例えばダマシン法により形成することができる。導電部20の材質としては、上述した導電性材料を用いることができる。
First, the silica-based insulating
次いで、少なくとも導電部20を覆うようにその上にバリア層30を形成する。まず、上述のポリカルボシランを含む膜形成用組成物を用いてシリカ系絶縁部10および導電部20の上に塗膜を形成し、次いで、塗膜を硬化させてバリア層30を形成する。
Next, a
塗膜の形成は例えば、スピンコート、浸漬法、ロールコート法、スプレー法などによって行うことができる。塗膜は必要に応じて常温で乾燥するのが好ましい。 The coating film can be formed by, for example, spin coating, dipping method, roll coating method, spraying method or the like. The coating film is preferably dried at room temperature as required.
また、塗膜の硬化は、加熱、電子線照射、および紫外線照射から選ばれる少なくとも1種によって行われることが好ましい。 Moreover, it is preferable that hardening of a coating film is performed by at least 1 sort (s) chosen from a heating, electron beam irradiation, and ultraviolet irradiation.
塗膜の硬化を加熱により行う場合、300〜450℃で行われるのが好ましく、350℃〜400℃であるのがより好ましい。この場合、加熱時間は通常、60分間未満であることが好ましく、30分間未満であるのがより好ましい。また、塗膜の硬化を紫外線照射により行う場合、紫外線照射に使用される紫外線の波長が300nm以下であるのが好ましく、220〜270nmであるのがより好ましい。 When the coating is cured by heating, it is preferably performed at 300 to 450 ° C, more preferably 350 to 400 ° C. In this case, the heating time is usually preferably less than 60 minutes, and more preferably less than 30 minutes. Moreover, when hardening a coating film by ultraviolet irradiation, it is preferable that the wavelength of the ultraviolet-ray used for ultraviolet irradiation is 300 nm or less, and it is more preferable that it is 220-270 nm.
加熱手段としては、例えば、ホットプレート、オーブン、ファーネスなどを使用することができる。 As the heating means, for example, a hot plate, an oven, a furnace, or the like can be used.
また、リーク電流が少ない均質な膜を短時間で得るためには、塗膜の硬化は、加熱と、電子線照射または紫外線照射との組み合わせにより行われるのがより好ましい。この場合、10分以下(例えば1〜5分)の硬化時間で膜を硬化させることができる。 In order to obtain a homogeneous film with a small leakage current in a short time, the coating film is more preferably cured by a combination of heating and electron beam irradiation or ultraviolet irradiation. In this case, the film can be cured with a curing time of 10 minutes or less (for example, 1 to 5 minutes).
次いで、このバリア層30の上にシリカ系絶縁部(図示せず)を形成し、シングルダマシン法やデュアルダマシン法により配線層(図示せず)を形成することができる。以上の工程により、本実施形態にかかる積層体を含む半導体装置を得ることができる。
Next, a silica-based insulating portion (not shown) is formed on the
3.実施例
以下、本発明を実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、以下の記載は、本発明の態様例を概括的に示すものであり、特に理由なく、かかる記載により本発明は限定されるものではない。なお、実施例および比較例中の部および%は、特記しない限り、それぞれ重量部および重量%であることを示している。
3. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the following description shows the example of an aspect of this invention generally, and this invention is not limited by this description without a particular reason. In addition, unless otherwise indicated, the part and% in an Example and a comparative example have shown that they are a weight part and weight%, respectively.
3.1.評価方法
膜形成用組成物および膜の評価は、次のようにして行った。
3.1. Evaluation Method The film-forming composition and the film were evaluated as follows.
3.1.1.重量平均分子量(Mw)
ポリカルボシランの重量平均分子量(Mw)は、下記条件によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定した。
試料:テトラヒドロフランを溶媒として使用し、試料1gを、100ccのテトラヒドロフランに溶解して調製した。
3.1.1. Weight average molecular weight (Mw)
The weight average molecular weight (Mw) of polycarbosilane was measured by a gel permeation chromatography (GPC) method under the following conditions.
Sample: Tetrahydrofuran was used as a solvent, and 1 g of a sample was prepared by dissolving in 100 cc of tetrahydrofuran.
標準ポリスチレン:米国プレッシャーケミカル社製の標準ポリスチレンを使用した。
装置:米国ウオーターズ社製の高温高速ゲル浸透クロマトグラム(商品名「モデル150−C ALC/GPC」)
カラム:昭和電工(株)製、商品名「SHODEX A−80M(長さ50cm)」
測定温度:40℃
流速:1cc/分
Standard polystyrene: Standard polystyrene manufactured by US Pressure Chemical Company was used.
Apparatus: High-temperature, high-speed gel permeation chromatogram (trade name “Model 150-C ALC / GPC”) manufactured by Waters, USA
Column: Showa Denko Co., Ltd., trade name “SHODEX A-80M (length 50 cm)”
Measurement temperature: 40 ° C
Flow rate: 1cc / min
3.1.2.Vbdおよびリーク電流
実施例および比較例でそれぞれ得られた膜に対して、蒸着法によりアルミニウム電極パターンを形成して測定用サンプルを作成した。該サンプルをケースレー製6517Aエレクトロメータにて膜へ印加電圧を0.1MV/cmずつステップさせて、1.0×10−2A/cm2以上の電流密度を超えた時の印加電圧(MV/cm)をVbdとし、印加電圧が2MV/cmの時の電流密度をリーク電流(A/cm2)とした。
3.1.2. Vbd and Leakage Current A sample for measurement was prepared by forming an aluminum electrode pattern by vapor deposition on the films obtained in Examples and Comparative Examples, respectively. The sample was stepped by 0.1 MV / cm on the membrane with a Keithley 6517A electrometer, and the applied voltage (MV / V) when the current density exceeded 1.0 × 10 −2 A / cm 2 or more. cm) was Vbd, and the current density when the applied voltage was 2 MV / cm was the leakage current (A / cm 2 ).
3.1.3.平均故障時間(MTF(Mean time to failure))
実施例および比較例でそれぞれ得られた膜に対して、蒸着法により銅電極パターンを形成させて、MTF測定用サンプルを作成した。該サンプルに対して、ケースレー製6517Aエレクトロメータを用いて3MV/cmの電界強度を印加して、膜の電流密度が1.0×10−2A/cm2になる時間を累積度数分布にして50%となる時点をMTFとした。
3.1.3. Mean time to failure (MTF)
A copper electrode pattern was formed on each of the films obtained in Examples and Comparative Examples by a vapor deposition method to prepare a sample for MTF measurement. A 3MV / cm electric field strength is applied to the sample using a Keithley 6517A electrometer, and the time when the current density of the film becomes 1.0 × 10 −2 A / cm 2 is set to a cumulative frequency distribution. The time point at which 50% was reached was defined as MTF.
3.2.合成例
3.2.1.合成例1(バリア層のための膜形成用組成物Aの調製)
市販のポリカルボシラン(商品名「NIPUSI Type−S」、日本カーボン(株)から入手可能であるポリジメチルシランのカルボシラン化ポリマー、以下「ポリカルボシラン1とする。」)を、酢酸n−ブチルおよびシクロヘキサノンの混合溶媒(酢酸n−ブチル:シクロヘキサノン=80:20(重量比))に溶解させ、ポリカルボシラン1と混合溶媒との重量比が、ポリカルボシラン1:混合溶媒=10:90である溶液(膜形成用組成物1)を調製した。
3.2. Synthesis example 3.2.1. Synthesis Example 1 (Preparation of film-forming composition A for the barrier layer)
A commercially available polycarbosilane (trade name “NIPUSI Type-S”, a carbosilanized polymer of polydimethylsilane available from Nippon Carbon Co., Ltd., hereinafter referred to as “polycarbosilane 1”) is used as n-butyl acetate. In a mixed solvent of cyclohexanone (n-butyl acetate: cyclohexanone = 80: 20 (weight ratio)), and the weight ratio of polycarbosilane 1 to the mixed solvent is polycarbosilane 1: mixed solvent = 10: 90. A solution (Film-forming composition 1) was prepared.
このポリカルボシラン1の重量平均分子量は4,700であった。 The weight average molecular weight of this polycarbosilane 1 was 4,700.
3.2.2.合成例2(バリア層のための膜形成用組成物Bの調製)
クロロメチルトリクロロシラン30gをTHF300mlに溶解させて得られた溶液を、マグネシウム10gを含むTHF100mlに室温下で2時間かけて滴下した。次に、得られた反応液を60℃で10時間反応させた後、濃度1.0Mの臭化ビニルマグネシウムのTHF溶液10mlを室温で滴下した。続いて、生成したマグネシウム塩を除去した後、この溶液に水素化リチウムアルミニウム50gを氷浴下加えた後、室温で10時間反応させた。次いで、氷浴下で3M塩酸水溶液100mlを添加することにより、この反応液を失活させてから、有機相と水相とを分離した。得られた有機相を濃縮することにより、重量平均分子量2,200のポリカルボシラン2を9.5g得た。
3.2.2. Synthesis Example 2 (Preparation of film-forming composition B for the barrier layer)
A solution obtained by dissolving 30 g of chloromethyltrichlorosilane in 300 ml of THF was dropped into 100 ml of THF containing 10 g of magnesium at room temperature over 2 hours. Next, after the obtained reaction solution was reacted at 60 ° C. for 10 hours, 10 ml of a THF solution of vinylmagnesium bromide having a concentration of 1.0 M was added dropwise at room temperature. Subsequently, after removing the produced magnesium salt, 50 g of lithium aluminum hydride was added to this solution in an ice bath, and the mixture was reacted at room temperature for 10 hours. Subsequently, 100 ml of 3M hydrochloric acid aqueous solution was added in an ice bath to deactivate the reaction solution, and then the organic phase and the aqueous phase were separated. By concentrating the obtained organic phase, 9.5 g of polycarbosilane 2 having a weight average molecular weight of 2,200 was obtained.
このポリカルボシラン2を、酢酸n−ブチルおよびシクロヘキサノンの混合溶媒(酢酸n−ブチル:シクロヘキサノン=80:20(重量比))に溶解させ、このポリカルボシラン2と混合溶媒との重量比が、ポリカルボシラン2:混合溶媒=10:90である溶液(膜形成用組成物B)を調製した。 The polycarbosilane 2 was dissolved in a mixed solvent of n-butyl acetate and cyclohexanone (n-butyl acetate: cyclohexanone = 80: 20 (weight ratio)), and the weight ratio of the polycarbosilane 2 to the mixed solvent was A solution (film-forming composition B) in which polycarbosilane 2: mixed solvent = 10: 90 was prepared.
3.2.3.参考例(バリア層のための膜形成用組成物Cの調製)
温度計、アルゴンガス導入管、攪拌装置を備えた1000ml三口フラスコにテトラヒドロフラン120ml、ジクロロビストリフェニルフォスフィンパラジウム3.46g、ヨウ化銅1.44g、ピペリジン20ml、4,4’−ビス(2−ヨードフェノキシ)ベンゾフェノン185.72gを加えた。次に4,4’−ジエチニルジフェニルエーテル65.48gを加え25℃で20時間反応させた。この反応液をメタノール5リットルで再沈殿を2回繰り返した後、シクロヘキサノンに溶かし、超純水で2回洗浄し、メタノール5リットルでさらに再沈殿し、沈殿を濾過、乾燥して重量平均分子量35,000の重合体Aを得た。この重合体A2gと重量平均分子量500のポリビニルメトキシシロキサン0.05gをシクロヘキサノン18gに溶解させ0.2μm孔径のポリテトラフルオロエチレン(デュポン社製、テフロン(登録商標))製フィルターで濾過を行い、膜形成用組成物Cを得た。
3.2.3. Reference Example (Preparation of film-forming composition C for the barrier layer)
In a 1000 ml three-necked flask equipped with a thermometer, an argon gas inlet tube, and a stirrer, 120 ml of tetrahydrofuran, 3.46 g of dichlorobistriphenylphosphine palladium, 1.44 g of copper iodide, 20 ml of piperidine, 4,4′-bis (2-iodo) 185.72 g of phenoxy) benzophenone was added. Next, 65.48 g of 4,4′-diethynyl diphenyl ether was added and reacted at 25 ° C. for 20 hours. This reaction solution was reprecipitated twice with 5 liters of methanol, then dissolved in cyclohexanone, washed twice with ultrapure water, further reprecipitated with 5 liters of methanol, the precipitate was filtered and dried, and the weight average molecular weight was 35 1,000 polymers A were obtained. 2 g of this polymer A and 0.05 g of polyvinyl methoxysiloxane having a weight average molecular weight of 500 are dissolved in 18 g of cyclohexanone and filtered through a 0.2 μm pore size polytetrafluoroethylene (manufactured by DuPont, Teflon (registered trademark)) filter. A forming composition C was obtained.
3.3.実施例および比較例
8インチシリコンウエハ上に、スピンコート法を用いて膜形成用組成物A〜Cをそれぞれ塗布して塗膜を形成し、ホットプレート上にて90℃で3分間、窒素雰囲気下200℃で3分間基板を乾燥した後、それぞれ表1に示す温度条件および雰囲気下にて、ホットプレートで基板を60分間加熱して、実施例1〜4および比較例1〜2の膜を形成した。塗膜を加熱する際の雰囲気として窒素を使用し、最終的に得られた膜の膜厚は0.5μmであった。
3.3. Examples and Comparative Examples Film forming compositions A to C were respectively applied to an 8-inch silicon wafer by using a spin coating method to form a coating film, and a nitrogen atmosphere at 90 ° C. for 3 minutes on a hot plate After drying the substrate at 200 ° C. for 3 minutes, the substrate was heated with a hot plate for 60 minutes under the temperature conditions and atmosphere shown in Table 1, respectively, and the films of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 were formed. Formed. Nitrogen was used as an atmosphere for heating the coating film, and the film thickness of the finally obtained film was 0.5 μm.
なお、実施例1、実施例3および比較例5では、塗膜に対する加熱処理および紫外線照射を同時に行った。ここで、照射された紫外線の波長は0.4μm以下(Axcelis Technologies社製、Rapid Cure320CE)であった。 In Example 1, Example 3, and Comparative Example 5, the coating film was subjected to heat treatment and ultraviolet irradiation at the same time. Here, the wavelength of the irradiated ultraviolet rays was 0.4 μm or less (manufactured by Axcelis Technologies, Rapid Cure 320CE).
また、実施例2では、塗膜に対する加熱処理および電子線照射を同時に行った。ここで、電子線照射装置として東京エレクトロン社製Ectusを用いた。 Moreover, in Example 2, the heat processing with respect to the coating film and electron beam irradiation were performed simultaneously. Here, Ectus manufactured by Tokyo Electron was used as the electron beam irradiation device.
表1に示すように、実施例1〜4によれば、バリア層がポリカルボシランを含むことにより、バリア層が有機ポリマーからなる比較例1および2と比較して、リーク電流を低減できることが確認された。これにより、実施例1〜4のバリア層によって、銅の拡散を抑制できたことが理解できる。 As shown in Table 1, according to Examples 1 to 4, when the barrier layer contains polycarbosilane, the leakage current can be reduced as compared with Comparative Examples 1 and 2 in which the barrier layer is made of an organic polymer. confirmed. Thereby, it can be understood that the diffusion of copper could be suppressed by the barrier layers of Examples 1 to 4.
また、実施例1〜4によれば、バリア層がポリカルボシランを含むことにより、バリア層が有機ポリマーからなる比較例1および2と比較して、平均故障時間が長いことからも、銅の拡散が抑制されたことが理解できる。 Further, according to Examples 1 to 4, since the barrier layer contains polycarbosilane, the average failure time is longer than that of Comparative Examples 1 and 2 in which the barrier layer is made of an organic polymer. It can be understood that the diffusion is suppressed.
8 基材
10 シリカ系絶縁部
20 導電部(配線層)
30 バリア層
8
30 Barrier layer
Claims (7)
前記基材の上方に設けられたシリカ系絶縁部と、
前記シリカ系絶縁部中に設けられた導電部と、
前記シリカ系絶縁部および前記導電部の上に設けられたバリア層と、
を含み、
前記バリア層はポリカルボシランを含む、積層体。 A substrate;
A silica-based insulating portion provided above the substrate;
A conductive portion provided in the silica-based insulating portion;
A barrier layer provided on the silica-based insulating portion and the conductive portion;
Including
The barrier layer is a laminate including polycarbosilane.
前記ポリカルボシランは、下記一般式(1)で表される繰り返し構造単位を有する重合体、または下記一般式(2)で表される繰り返し構造単位を有する重合体である、積層体。
(式中、R1,R2は独立して、水素原子、炭素数1〜30の置換基を有してもよいアルキル基、炭素数1〜30の置換基を有してもよいアルケニル基、炭素数1〜30の置換基を有してもよいアルキニル基、または、置換基を有してもよい芳香族基を表し、R3は、−C≡C−、少なくとも1つの−C≡C−と連結した置換基を有してもよい−CH2−、少なくとも1つの−C≡C−と連結した炭素数2〜30の置換基を有してもよいアルキレン基、少なくとも1つの−C≡C−と連結した炭素数2〜30の置換基を有してもよいアルケニレン基、少なくとも1つの−C≡C−と連結した炭素数2〜30の置換基を有してもよいアルキニレン基、または、少なくとも1つの−C≡C−と連結した炭素数2〜30の置換基を有してもよい2価の芳香族基を表す。)
(式中、R4およびR5は独立して、水素原子、1〜4個の炭素原子を有しているアルキル基またはアリール基を表し、R6はメチレン基またはメチン基を表し、mおよびnは、それぞれ、10<m+n<1000およびn/m<0.3の条件を満たす正の整数を表す。) In claim 1,
The said polycarbosilane is a laminated body which is a polymer which has a repeating structural unit represented by following General formula (1), or a polymer which has a repeating structural unit represented by following General formula (2).
(In the formula, R 1 and R 2 are independently a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent having 1 to 30 carbon atoms, or an alkenyl group which may have a substituent having 1 to 30 carbon atoms. Represents an alkynyl group which may have a substituent having 1 to 30 carbon atoms, or an aromatic group which may have a substituent, and R 3 represents —C≡C—, at least one —C≡. —CH 2 — which may have a substituent linked to C—, an alkylene group which may have a substituent of 2 to 30 carbon atoms linked to at least one —C≡C—, at least one — Alkenylene group optionally having 2 to 30 carbon atoms linked to C≡C—, Alkynylene optionally having 2 to 30 carbon atoms linked to at least one —C≡C— Or a substituent having 2 to 30 carbon atoms linked to at least one —C≡C—. It represents the valence of the aromatic group.)
Wherein R 4 and R 5 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group having 1 to 4 carbon atoms, R 6 represents a methylene group or a methine group, m and n represents a positive integer that satisfies the conditions of 10 <m + n <1000 and n / m <0.3, respectively.
前記導電部は銅を含む、積層体。 In claim 1 or 2,
The conductive part is a laminate including copper.
前記基材は、Si、SiGe、GaAs、InP、GaP、およびGaNから選ばれる少なくとも1種の層を含む、積層体。 In any of claims 1 to 3,
The base material includes a laminate including at least one layer selected from Si, SiGe, GaAs, InP, GaP, and GaN.
前記シリカ系絶縁部中に導電部を形成する工程、
前記シリカ系絶縁部および前記導電部の上に、ポリカルボシランを含有する膜形成用組成物を用いて塗膜を形成する工程、および
前記塗膜を硬化させてバリア層を形成する工程、
を含む、積層体の製造方法。 Forming a silica-based insulating portion above the substrate;
Forming a conductive portion in the silica-based insulating portion;
Forming a coating film on the silica-based insulating part and the conductive part using a film-forming composition containing polycarbosilane; and curing the coating film to form a barrier layer;
The manufacturing method of a laminated body containing this.
前記塗膜の硬化は、加熱、電子線照射、および紫外線照射から選ばれる少なくとも1種によって行われる、積層体の製造方法。 In claim 5,
The coating film is cured by at least one selected from heating, electron beam irradiation, and ultraviolet irradiation.
前記塗膜の硬化は、加熱と、電子線照射または紫外線照射との組み合わせにより行われる、積層体の製造方法。 In claim 6,
The coating film is cured by a combination of heating and electron beam irradiation or ultraviolet irradiation.
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07118007A (en) * | 1993-08-31 | 1995-05-09 | Fujitsu Ltd | Method for manufacturing semiconductor device |
JPH09241518A (en) * | 1996-03-13 | 1997-09-16 | Fujitsu Ltd | Resin composition and method for forming multilayer wiring |
JP2003501518A (en) * | 1999-06-07 | 2003-01-14 | アライドシグナル インコーポレイテッド | Low dielectric constant polyorganosilicon coating derived from polycarbosilane |
JP2003297819A (en) * | 2002-03-29 | 2003-10-17 | Jsr Corp | Method for producing carbosilane-based film for semiconductor device and carbosilane-based insulating film for semiconductor device |
JP2004158606A (en) * | 2002-11-06 | 2004-06-03 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
JP2005159032A (en) * | 2003-11-26 | 2005-06-16 | Jsr Corp | Insulating film and method for forming the same, composition for forming insulating film, laminate having insulating film and method for forming the same |
JP2006073890A (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Jsr Corp | Insulating film forming composition, insulating film, and method for forming the same |
JP2006261268A (en) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
2008
- 2008-02-04 JP JP2008024135A patent/JP2009188046A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07118007A (en) * | 1993-08-31 | 1995-05-09 | Fujitsu Ltd | Method for manufacturing semiconductor device |
JPH09241518A (en) * | 1996-03-13 | 1997-09-16 | Fujitsu Ltd | Resin composition and method for forming multilayer wiring |
JP2003501518A (en) * | 1999-06-07 | 2003-01-14 | アライドシグナル インコーポレイテッド | Low dielectric constant polyorganosilicon coating derived from polycarbosilane |
JP2003297819A (en) * | 2002-03-29 | 2003-10-17 | Jsr Corp | Method for producing carbosilane-based film for semiconductor device and carbosilane-based insulating film for semiconductor device |
JP2004158606A (en) * | 2002-11-06 | 2004-06-03 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
JP2005159032A (en) * | 2003-11-26 | 2005-06-16 | Jsr Corp | Insulating film and method for forming the same, composition for forming insulating film, laminate having insulating film and method for forming the same |
JP2006073890A (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Jsr Corp | Insulating film forming composition, insulating film, and method for forming the same |
JP2006261268A (en) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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