JP5152464B2 - Insulating film forming composition, silica-based film and method for forming the same - Google Patents
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Description
本発明は、絶縁膜形成用組成物、ならびにシリカ系膜およびその形成方法に関する。 The present invention relates to a composition for forming an insulating film, a silica-based film, and a method for forming the same.
従来、半導体素子などにおける層間絶縁膜として、CVD法などの真空プロセスで形成されたシリカ(SiO2)膜が多用されている。そして、近年、より均一な層間絶縁膜を形成することを目的として、SOG(Spin on Glass)膜と呼ばれるテトラアルコキシランの加水分解生成物を主成分とする塗布型の絶縁膜も使用されるようになっている。 Conventionally, a silica (SiO 2 ) film formed by a vacuum process such as a CVD method is frequently used as an interlayer insulating film in a semiconductor element or the like. In recent years, for the purpose of forming a more uniform interlayer insulating film, a coating type insulating film called a SOG (Spin on Glass) film containing a hydrolysis product of tetraalkoxylane as a main component has been used. It has become.
通常、半導体装置に用いられる低比誘電率絶縁膜用の有機シリカゾル組成物は、CMP(Chemical Mechanical Polishing)やパッケージング等の力学的ストレスの生ずる工程での収率を考慮して、熱硬化後に得られた有機シリカ膜が高い弾性率を示すように、有機シリカゾルの組成が制御されている(例えば米国特許第6495264号明細書)。具体的には、有機シリカゾル内の4官能性シラン化合物あるいはそれ以上の数の加水分解性置換基を有するシラン化合物を通常40モル%以上に増やすことで、シリカ膜中の絶対的な架橋密度の向上を図っている。これらのシラン化合物の成分比を上げることで架橋密度が上昇し、弾性率および硬度が高い膜が得られる。しかしながら、これらのシラン化合物が有する架橋部位(シラノール)を完全に反応させることは難しいため、シラン化合物からなる膜を基板上に成膜し、この膜について焼成などの架橋処理を施した場合、相当量の未反応シラノール基が残留し、絶縁膜の吸湿性が高くなることが知られている。 Usually, an organic silica sol composition for a low relative dielectric constant insulating film used in a semiconductor device is subjected to thermal curing in consideration of the yield in a process in which mechanical stress such as CMP (Chemical Mechanical Polishing) or packaging occurs. The composition of the organic silica sol is controlled so that the obtained organic silica film exhibits a high elastic modulus (for example, US Pat. No. 6,495,264). Specifically, by increasing the tetrafunctional silane compound in the organic silica sol or the silane compound having a larger number of hydrolyzable substituents to usually 40 mol% or more, the absolute crosslinking density in the silica film can be increased. We are trying to improve. By increasing the component ratio of these silane compounds, the crosslinking density increases, and a film having a high elastic modulus and hardness can be obtained. However, since it is difficult to completely react the cross-linked site (silanol) of these silane compounds, when a film made of a silane compound is formed on a substrate and the film is subjected to a cross-linking treatment such as firing, It is known that a large amount of unreacted silanol groups remains and the hygroscopicity of the insulating film increases.
膜の吸湿性が高いと、リーク電流が増大したり、エッチング処理・薬液処理などの半導体製造プロセスに使用される化学種に対する耐性が悪化したりなど、多くの面で欠陥を引き起こしやすいとされており、膜の吸湿性の低減は重要な課題の一つである。
本発明の目的は、高集積化および多層化が望まれている半導体素子などにおいて好適に用いることができ、吸湿性が低く、低比誘電率であり、機械的強度に優れた絶縁膜の形成に用いることができる絶縁膜形成用組成物を提供することにある。 An object of the present invention is to form an insulating film that can be suitably used in a semiconductor element or the like for which high integration and multilayering are desired, has low hygroscopicity, low relative dielectric constant, and excellent mechanical strength. It is providing the composition for insulating film formation which can be used for.
本発明の他の目的は、低比誘電率であり、機械的強度に優れたシリカ系膜およびその形成方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a silica-based film having a low relative dielectric constant and excellent mechanical strength, and a method for forming the same.
本発明の一態様に係る絶縁膜形成用組成物は、
下記一般式(1)で表される化合物および下記一般式(2)で表される化合物の群から選ばれた少なくとも1種のシラン化合物50〜100モル%と、他のシラン化合物0〜50モル%とを加水分解縮合して得られた第1の加水分解縮合物と、
下記一般式(1)で表される少なくとも1種のシラン化合物30〜100モル%と、他のシラン化合物0〜70モル%とを加水分解縮合して得られた第2の加水分解縮合物と、
有機溶媒と、
を含み、
前記第2の加水分解縮合物の分子量は、前記第1の加水分解縮合物の分子量より大きい。
Si(OR1)4 ・・・・・(1)
(式中、R1は1価の有機基を示す。)
R2 a(R3O)3−aSi−(R6)c−Si(OR4)3−bR5 b ・・・(2)
(式中、R2〜R5は独立して、1価の有機基を表し、aおよびbは独立して、0〜1の数を示し、R6は酸素原子、フェニレン基または−(CH2)m−で表される基(ここで、mは1〜6の整数である)を表し、cは0または1を示す。)
The composition for forming an insulating film according to one embodiment of the present invention includes:
50-100 mol% of at least one silane compound selected from the group of compounds represented by the following general formula (1) and the following general formula (2), and 0-50 mol of other silane compounds A first hydrolytic condensate obtained by hydrolytic condensation of
A second hydrolysis-condensation product obtained by hydrolysis-condensation of at least one silane compound of 30 to 100 mol% represented by the following general formula (1) and another silane compound of 0 to 70 mol%; ,
An organic solvent,
Including
The molecular weight of the second hydrolysis condensate is greater than the molecular weight of the first hydrolysis condensate.
Si (OR 1 ) 4 (1)
(In the formula, R 1 represents a monovalent organic group.)
R 2 a (R 3 O) 3-a Si- (R 6) c -Si (OR 4) 3-b R 5 b ··· (2)
(Wherein R 2 to R 5 independently represent a monovalent organic group, a and b each independently represents a number of 0 to 1, and R 6 represents an oxygen atom, a phenylene group or — (CH 2 ) represents a group represented by m- (where m is an integer of 1 to 6), and c represents 0 or 1.)
上記絶縁膜形成用組成物において、前記他のシラン化合物は、下記一般式(3)で表される化合物を含むことができる。
R7 dSi(OR8)4−d ・・・・・(3)
(式中、R7〜R8は独立して、1価の有機基を表し、dは1〜2の数を示す。)
In the insulating film forming composition, the other silane compound may include a compound represented by the following general formula (3).
R 7 d Si (OR 8 ) 4-d (3)
(In formula, R < 7 > -R < 8 > represents a monovalent organic group independently, d shows the number of 1-2.)
上記絶縁膜形成用組成物において、前記第1の加水分解縮合物および前記第2の加水分解縮合物の総量に対する該第1の加水分解縮合物の割合が50〜95質量%であることができる。 In the insulating film forming composition, the ratio of the first hydrolysis condensate to the total amount of the first hydrolysis condensate and the second hydrolysis condensate may be 50 to 95% by mass. .
上記絶縁膜形成用組成物において、膜中空孔形成剤として有機高分子をさらに含むことができる。 The composition for forming an insulating film may further contain an organic polymer as a film hollow hole forming agent.
本発明の一態様に係るシリカ系膜の形成方法は、上記絶縁膜形成用組成物を基板に塗布し、塗膜を形成する工程と、前記塗膜に硬化処理を施す工程と、を含む。 The method for forming a silica-based film according to one embodiment of the present invention includes a step of applying the insulating film forming composition to a substrate to form a coating film, and a step of applying a curing treatment to the coating film.
本発明の一態様に係るシリカ系膜は、上記シリカ系膜の形成方法により得られる。 The silica film according to one embodiment of the present invention is obtained by the method for forming a silica film.
上記絶縁膜形成用組成物によれば、第1および第2の加水分解縮合物と、有機溶媒とを含み、第2の加水分解縮合物の分子量が第1の加水分解縮合物の分子量より大きいことにより、機械的強度に優れ、吸湿性が低く、比誘電率が小さい絶縁膜を形成することができる。 According to the composition for forming an insulating film, the molecular weight of the second hydrolysis-condensation product is higher than the molecular weight of the first hydrolysis-condensation product, including the first and second hydrolysis-condensation products and the organic solvent. Thus, an insulating film having excellent mechanical strength, low hygroscopicity, and low relative dielectric constant can be formed.
上記シリカ系膜は比誘電率が小さく、機械的強度に優れ、かつ、吸湿性が小さい。 The silica-based film has a low relative dielectric constant, excellent mechanical strength, and low hygroscopicity.
以下、本発明の一実施形態に係る絶縁膜形成用組成物、ならびにシリカ系膜およびその形成方法について具体的に説明する。 Hereinafter, a composition for forming an insulating film according to an embodiment of the present invention, a silica-based film, and a method for forming the same will be described in detail.
1.絶縁膜形成用組成物およびその製造
本発明の一実施形態に係る絶縁膜形成用組成物は、下記一般式(1)で表される化合物(以下、「化合物1」ともいう。)および下記一般式(2)で表される化合物(以下、「化合物2」ともいう。)の群から選ばれた少なくとも1種のシラン化合物(以下、「(A
)成分」ともいう。)50〜100モル%と、他のシラン化合物(以下、「(B)成分」ともいう。)0〜50モル%とを加水分解縮合して得られた第1の加水分解縮合物と、下記一般式(1)で表される少なくとも1種のシラン化合物(以下、「(C)成分」ともいう。)30〜100モル%と、他のシラン化合物(以下、「(D)成分」ともいう。)0〜70モル%とを加水分解縮合して得られた第2の加水分解縮合物と、有機溶媒と、を含み、第2の加水分解縮合物の分子量は第1の加水分解縮合物の分子量より大きい。
Si(OR1)4 ・・・・・(1)
(式中、R1は1価の有機基を示す。)
R2 a(R3O)3−aSi−(R6)c−Si(OR4)3−bR5 b ・・・(2)
(式中、R2〜R5は独立して、1価の有機基を表し、aおよびbは独立して、0〜1の数を示し、R6は酸素原子、フェニレン基または−(CH2)m−で表される基(ここで、mは1〜6の整数である)を表し、cは0または1を示す。)
1. Composition for Insulating Film Formation and Production Thereof A composition for forming an insulating film according to an embodiment of the present invention includes a compound represented by the following general formula (1) (hereinafter also referred to as “compound 1”) and the following general formula. At least one silane compound selected from the group of compounds represented by formula (2) (hereinafter also referred to as “compound 2”) (hereinafter referred to as “(A
) "Component". ) The first hydrolysis condensate obtained by hydrolytic condensation of 50 to 100 mol% and another silane compound (hereinafter also referred to as "component (B)") 0 to 50 mol%, At least one silane compound represented by the general formula (1) (hereinafter also referred to as “component (C)”) 30 to 100 mol% and other silane compounds (hereinafter also referred to as “component (D)”). A second hydrolysis condensate obtained by hydrolytic condensation of 0 to 70 mol%, and an organic solvent, and the molecular weight of the second hydrolysis condensate is the first hydrolysis condensate. Greater than the molecular weight of
Si (OR 1 ) 4 (1)
(In the formula, R 1 represents a monovalent organic group.)
R 2 a (R 3 O) 3-a Si- (R 6) c -Si (OR 4) 3-b R 5 b ··· (2)
(Wherein R 2 to R 5 independently represent a monovalent organic group, a and b each independently represents a number of 0 to 1, and R 6 represents an oxygen atom, a phenylene group or — (CH 2 ) represents a group represented by m- (where m is an integer of 1 to 6), and c represents 0 or 1.)
第2の加水分解縮合物の分子量は第1の加水分解縮合物の分子量の2〜200倍であることが好ましい。また、第1の加水分解縮合物および第2の加水分解縮合物の総量(100質量%)に対する第1の加水分解縮合物の割合が50〜95質量%であることが好ましく、70〜95質量%であることがより好ましい。上記割合が50質量%未満の場合は形成された絶縁膜の機械的強度が劣ることがあり、一方、95質量%を超える場合、形成された絶縁膜の吸湿性が高くなることがある。 The molecular weight of the second hydrolysis condensate is preferably 2 to 200 times the molecular weight of the first hydrolysis condensate. Moreover, it is preferable that the ratio of the 1st hydrolysis-condensation product with respect to the total amount (100 mass%) of a 1st hydrolysis-condensation product and a 2nd hydrolysis-condensation product is 50-95 mass%, and 70-95 mass. % Is more preferable. When the ratio is less than 50% by mass, the mechanical strength of the formed insulating film may be inferior. On the other hand, when it exceeds 95% by mass, the hygroscopicity of the formed insulating film may be increased.
以下、本実施形態に係る絶縁膜形成用組成物を製造するために使用する各成分について説明する。 Hereinafter, each component used in order to manufacture the composition for insulating film formation concerning this embodiment is demonstrated.
1.1.第1の加水分解縮合物
本実施形態に係る絶縁膜形成用組成物において、第1の加水分解縮合物を製造するために使用する(A)成分および(B)成分は、(A)成分および(B)成分の合計を100モル%としたとき、(A)成分が50〜100モル%であり、60〜100モル%であることが好ましく、70〜100モル%であることがより好ましい。(A)成分が50モル%より少ないと、形成される絶縁膜の機械的強度が劣ることがある。
1.1. 1st hydrolysis-condensate In the composition for insulating film formation which concerns on this embodiment, (A) component and (B) component used in order to manufacture the 1st hydrolysis-condensation product are (A) component and When the sum total of (B) component shall be 100 mol%, (A) component is 50-100 mol%, it is preferable that it is 60-100 mol%, and it is more preferable that it is 70-100 mol%. When the component (A) is less than 50 mol%, the mechanical strength of the formed insulating film may be inferior.
また、(A)成分として使用される化合物1および化合物2はそれぞれを単独で使用しても良いし、あるいは、化合物1および化合物2の両方を使用しても良い。 Moreover, each of compound 1 and compound 2 used as the component (A) may be used alone, or both compound 1 and compound 2 may be used.
第1の加水分解縮合物の重量平均分子量は、700以上10,000未満であることが好ましく、1,000以上8000以下であることがより好ましい。第1の加水分解縮合物の重量平均分子量は、700以上10000未満の範囲にない場合、形成される絶縁膜の吸湿性が高くなることがある。 The weight average molecular weight of the first hydrolysis-condensation product is preferably 700 or more and less than 10,000, and more preferably 1,000 or more and 8,000 or less. When the weight average molecular weight of the first hydrolysis-condensation product is not in the range of 700 or more and less than 10,000, the hygroscopicity of the formed insulating film may be increased.
1.1.1.(A)成分
(A)成分として使用可能な化合物1および化合物2について説明する。
1.1.1. (A) Component Compound 1 and Compound 2 that can be used as the component (A) will be described.
1.1.1−1.化合物1
上記一般式(1)において、R1で表される1価の有機基としては、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アリル基、グリシジル基等を挙げることができる。なかでも、R1で表される1価の有機基は、アルキル基またはフェニル基であることが好ましい。
1.1.1.1. Compound 1
In the general formula (1), examples of the monovalent organic group represented by R 1 include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an allyl group, and a glycidyl group. Among these, the monovalent organic group represented by R 1 is preferably an alkyl group or a phenyl group.
ここで、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられ、好ましくは炭素数1〜5であり、これらのアルキル基は鎖状でも、分岐していてもよく、さらに水素原子がフッ素原子等に置換されていてもよい。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、フルオロフェニル基等を挙げることができる。アルケニル基としては、例えばビニル基、プロペニル基、3−ブテニル基、3−ペンテニル基、3−ヘキセニル基を挙げることができる。 Here, examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and the like. Preferably, the alkyl group has 1 to 5 carbon atoms, and these alkyl groups may be linear or branched. Further, a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom or the like. Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a methylphenyl group, an ethylphenyl group, a chlorophenyl group, a bromophenyl group, and a fluorophenyl group. Examples of the alkenyl group include a vinyl group, a propenyl group, a 3-butenyl group, a 3-pentenyl group, and a 3-hexenyl group.
化合物1の具体例としては、例えば、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、テトラフェノキシシランなどを挙げることができ、特に好ましい化合物としてはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシランが挙げられる。化合物1は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。 Specific examples of the compound 1 include, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert-butoxy. Silane, tetraphenoxysilane and the like can be mentioned, and particularly preferred compounds include tetramethoxysilane and tetraethoxysilane. Compound 1 may be used alone or in combination of two or more.
1.1.1−2.化合物2
上記一般式(2)において、R2〜R5としては、前記一般式(1)のR1として例示したものと同様の基を挙げることができる。
1.1.1-2. Compound 2
In the general formula (2), examples of R 2 to R 5 include the same groups as those exemplified as R 1 in the general formula (1).
上記一般式(2)においてc=0の化合物2としては、ヘキサメトキシジシラン、ヘキサエトキシジシラン、ヘキサフェノキシジシラン、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−ペンタフェノキシ−2−メチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタメトキシ−2−エチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタエトキシ−2−エチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタフェノキシ−2−エチルジシラン、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、1,1,1,2,2−ペンタフェノキシ−2−フェニルジシラン、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−テトラフェノキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2−テトラメトキシ−1,2−ジエチルジシラン、1,1,2,2−テトラエトキシ−1,2−ジエチルジシラン、1,1,2,2−テトラフェノキシ−1,2−ジエチルジシラン、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、1,1,2,2−テトラフェノキシ−1,2−ジフェニルジシラン、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−トリフェノキシ−1,2,2−トリメチルジシラン、1,1,2−トリメトキシ−1,2,2−トリエチルジシラン、1,1,2−トリエトキシ−1,2,2−トリエチルジシラン、1,1,2−トリフェノキシ−1,2,2−トリエチルジシラン、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、1,1,2−トリフェノキシ−1,2,2−トリフェニルジシラン、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−ジフェノキシ−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−テトラエチルジシラン、1,2−ジエトキシ−1,1,2,2−テトラエチルジシラン、1,2−ジフェノキシ−1,1,2,2−テトラエチルジシラン、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、1,2−ジフェノキシ−1,1,2,2−テトラフェニルジシラン等を挙げることができる。 In the general formula (2), the compound 2 having c = 0 includes hexamethoxydisilane, hexaethoxydisilane, hexaphenoxydisilane, 1,1,1,2,2-pentamethoxy-2-methyldisilane, 1,1, 1,2,2-pentaethoxy-2-methyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaphenoxy-2-methyldisilane, 1,1,1,2,2-pentamethoxy-2-ethyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaethoxy-2-ethyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaphenoxy-2-ethyldisilane, 1,1,1,2,2-pentamethoxy-2 -Phenyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaethoxy-2-phenyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaphenoxy-2-phenyldisilane, 1,1,2,2-tetrameth Si-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetraphenoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2 , 2-tetramethoxy-1,2-diethyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-diethyldisilane, 1,1,2,2-tetraphenoxy-1,2-diethyldisilane, , 1,2,2-tetramethoxy-1,2-diphenyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-diphenyldisilane, 1,1,2,2-tetraphenoxy-1,2- Diphenyldisilane, 1,1,2-trimethoxy-1,2,2-trimethyldisilane, 1,1,2-triethoxy-1,2,2-trimethyldisilane, 1,1,2-triphenoxy-1,2, 2-G Methyldisilane, 1,1,2-trimethoxy-1,2,2-triethyldisilane, 1,1,2-triethoxy-1,2,2-triethyldisilane, 1,1,2-triphenoxy-1,2, 2-triethyldisilane, 1,1,2-trimethoxy-1,2,2-triphenyldisilane, 1,1,2-triethoxy-1,2,2-triphenyldisilane, 1,1,2-triphenoxy- 1,2,2-triphenyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2- Diphenoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetraethyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetraethyldisilane, 1,2-diphenoxy-1,1,2,2-tetraethyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetra Examples thereof include phenyldisilane, 1,2-diphenoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane, and the like.
これらのうち、ヘキサメトキシジシラン、ヘキサエトキシジシラン、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、1,2−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等を、好ましい例として挙げることができる。 Of these, hexamethoxydisilane, hexaethoxydisilane, 1,1,2,2-tetramethoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-dimethyldisilane, 1, 1,2,2-tetramethoxy-1,2-diphenyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetramethyl Preferred examples include disilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane, and the like.
また、上記一般式(2)においてc=1の化合物2としては、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−n−プロポキシシリル)メタン、ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)メタン、ビス(トリ−n−ブトキシシリル)メタン、ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)メタン、ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)メタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)エタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−1−(トリメトキシシリル)メタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−1−(トリエトキシシリル)メタン、1−(ジ−n−プロポキシメチルシリル)−1−(トリ−n−プロポキシシリル)メタン、1−(ジ−iso−プロポキシメチルシリル)−1−(トリ−iso−プロポキシシリル)メタン、1−(ジ−n−ブトキシメチルシリル)−1−(トリ−n−ブトキシシリル)メタン、1−(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)−1−(トリ−sec−ブトキシシリル)メタン、1−(ジ−tert−ブトキシメチルシリル)−1−(トリ−tert−ブトキシシリル)メタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−2−(トリメトキシシリル)エタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−2−(トリエトキシシリル)エタン、1−(ジ−n−プロポキシメチルシリル)−2−(トリ−n−プロポキシシリル)エタン、1−(ジ−iso−プロポキシメチルシリル)−2−(トリ−iso−プロポキシシリル)エタン、1−(ジ−n−ブトキシメチルシリル)−2−(トリ−n−ブトキシシリル)エタン、1−(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)−2−(トリ−sec−ブトキシシリル)エタン、1−(ジ−tert−ブトキシメチルシリル)−2−(トリ−tert−ブトキシシリル)エタン、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−n−プロポキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−iso−プロポキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−n−ブトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−tert−ブトキシメチルシリル)メタン、1,2−ビス(ジメトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジエトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−n−プロポキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−iso−プロポキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−n−ブトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−tert−ブトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)ベンゼン、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、1,4−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)ベンゼン等を挙げることができる。 In addition, as the compound 2 in which c = 1 in the general formula (2), bis (trimethoxysilyl) methane, bis (triethoxysilyl) methane, bis (tri-n-propoxysilyl) methane, bis (tri-iso) -Propoxysilyl) methane, bis (tri-n-butoxysilyl) methane, bis (tri-sec-butoxysilyl) methane, bis (tri-tert-butoxysilyl) methane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) ethane 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-n-propoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-iso-propoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri -N-butoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-sec-butoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-tert-butoxy) Silyl) ethane, 1- (dimethoxymethylsilyl) -1- (trimethoxysilyl) methane, 1- (diethoxymethylsilyl) -1- (triethoxysilyl) methane, 1- (di-n-propoxymethylsilyl) -1- (tri-n-propoxysilyl) methane, 1- (di-iso-propoxymethylsilyl) -1- (tri-iso-propoxysilyl) methane, 1- (di-n-butoxymethylsilyl) -1 -(Tri-n-butoxysilyl) methane, 1- (di-sec-butoxymethylsilyl) -1- (tri-sec-butoxysilyl) methane, 1- (di-tert-butoxymethylsilyl) -1- ( Tri-tert-butoxysilyl) methane, 1- (dimethoxymethylsilyl) -2- (trimethoxysilyl) ethane, 1- (diethoxymethylsilane) L) -2- (triethoxysilyl) ethane, 1- (di-n-propoxymethylsilyl) -2- (tri-n-propoxysilyl) ethane, 1- (di-iso-propoxymethylsilyl) -2- (Tri-iso-propoxysilyl) ethane, 1- (di-n-butoxymethylsilyl) -2- (tri-n-butoxysilyl) ethane, 1- (di-sec-butoxymethylsilyl) -2- (tri -Sec-butoxysilyl) ethane, 1- (di-tert-butoxymethylsilyl) -2- (tri-tert-butoxysilyl) ethane, bis (dimethoxymethylsilyl) methane, bis (diethoxymethylsilyl) methane, bis (Di-n-propoxymethylsilyl) methane, bis (di-iso-propoxymethylsilyl) methane, bis (di-n-butoxymethyl) Silyl) methane, bis (di-sec-butoxymethylsilyl) methane, bis (di-tert-butoxymethylsilyl) methane, 1,2-bis (dimethoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (diethoxymethylsilyl) ) Ethane, 1,2-bis (di-n-propoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-iso-propoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-n-butoxymethylsilyl) ethane 1,2-bis (di-sec-butoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-tert-butoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,2-bis (Triethoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-n-propoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-iso-propoxysilyl) ) Benzene, 1,2-bis (tri-n-butoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-sec-butoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-tert-butoxysilyl) benzene, 1, 3-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,3-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-n-propoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-iso-propoxysilyl) Benzene, 1,3-bis (tri-n-butoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-sec-butoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-tert-butoxysilyl) benzene, 1,4 -Bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (tri-n-propoxysilyl) benzene 1,4-bis (tri-iso-propoxysilyl) benzene, 1,4-bis (tri-n-butoxysilyl) benzene, 1,4-bis (tri-sec-butoxysilyl) benzene, 1,4- Bis (tri-tert-butoxysilyl) benzene and the like can be mentioned.
これらのうち、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、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−1−(トリメトキシシリル)メタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−1−(トリエトキシシリル)メタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−2−(トリメトキシシリル)エタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−2−(トリエトキシシリル)エタン、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、1,2−ビス(ジメトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジエトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、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)ベンゼン等を好ましい例として挙げることができる。 Of these, bis (trimethoxysilyl) methane, bis (triethoxysilyl) methane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) ethane, 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane, 1- (dimethoxymethylsilyl) ) -1- (trimethoxysilyl) methane, 1- (diethoxymethylsilyl) -1- (triethoxysilyl) methane, 1- (dimethoxymethylsilyl) -2- (trimethoxysilyl) ethane, 1- (di Ethoxymethylsilyl) -2- (triethoxysilyl) ethane, bis (dimethoxymethylsilyl) methane, bis (diethoxymethylsilyl) methane, 1,2-bis (dimethoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di Ethoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,2-bis (triethoxy) Silyl) benzene, 1,3-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,3-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (triethoxysilyl) Benzene etc. can be mentioned as a preferable example.
上述した化合物2は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。 The compound 2 mentioned above may use 1 type (s) or 2 or more types simultaneously.
1.1.2.(B)成分
(B)成分である他のシラン化合物は加水分解性シラン化合物(加水分解縮合時に加水分解されうる基を有するシラン化合物)であり、例えば、下記一般式(3)で表される化合物(以下、「化合物3」ともいう。)であることが好ましい。
R7 dSi(OR8)4−d ・・・・・(3)
(式中、R7〜R8は独立して、1価の有機基を表し、dは1〜2の数を示す。)
1.1.2. Component (B) The other silane compound as component (B) is a hydrolyzable silane compound (a silane compound having a group that can be hydrolyzed during hydrolysis condensation), and is represented by the following general formula (3), for example. It is preferably a compound (hereinafter also referred to as “compound 3”).
R 7 d Si (OR 8 ) 4-d (3)
(In formula, R < 7 > -R < 8 > represents a monovalent organic group independently, d shows the number of 1-2.)
上記一般式(3)において、R7,R8で表される1価の有機基としては、前記一般式(1)のR1として例示したものと同様の基を挙げることができる。 In the general formula (3), examples of the monovalent organic group represented by R 7 and R 8 include the same groups as those exemplified as R 1 in the general formula (1).
化合物3の具体例としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、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、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−n−プロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、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、エチルトリフェノキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、n−プロピルトリイソプロポキシシラン、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、n−プロピルトリフェノキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリ−n−プロポキシシラン、イソプロピルトリイソプロポキシシラン、イソプロピルトリ−n−ブトキシシラン、イソプロピルトリ−sec−ブトキシシラン、イソプロピルトリ−tert−ブトキシシラン、イソプロピルトリフェノキシシラン、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−ブチルトリイソプロポキシシラン、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−ブチルイソトリエトキシシラン、sec−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、sec−ブチルトリイソプロポキシシラン、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、sec−ブチルトリフェノキシシラン、tert−ブチルトリメトキシシラン、tert−ブチルトリエトキシシラン、tert−ブチルト−n−プロポキシシラン、tert−ブチルトリイソプロポキシシラン、tert−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、tert−ブチルトリ−sec−ブトキシシラン、tert−ブチルトリ−tert−ブトキシシラン、tert−ブチルトリフェノキシシラン、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、フェニルトリ−n−プロポキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、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、フェニルトリフェノキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジ−n−プロポキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、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、ジメチルジフェノキシシラン、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、ジエチルジイソプロポキシシラン、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、ジエチルジフェノキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−n−プロポキシシラン、ジ−n−プロピルジイソプロポキシシラン、ジ−n−プロピルジ−n−ブトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−フェノキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジ−n−プロポキシシラン、ジイソプロピルジイソプロポキシシラン、ジイソプロピルジ−n−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−sec−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−tert−ブトキシシラン、ジイソプロピルジフェノキシシラン、ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−n−ブチルジイソプロポキシシラン、ジ−n−ブチルジ−n−ブトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−フェノキシシラン、ジ−sec−ブチルジメトキシシラン、ジ−sec−ブチルジエトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−sec−ブチルジイソプロポキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−n−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−フェノキシシラン、ジ−tert−ブチルジメトキシシラン、ジ−tert−ブチルジエトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−tert−ブチルジイソプロポキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−n−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−sec−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−tert−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−フェノキシシラン、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、ジフェニルジイソプロポキシシラン、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、ジフェニルジフェノキシシランが挙げられる。これらは1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。 Specific examples of the compound 3 include, for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, methyltri-sec-butoxysilane, methyltri-tert. -Butoxysilane, methyltriphenoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltri-n-propoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltri-n-butoxysilane, ethyltri-sec-butoxysilane, ethyltri-tert- Butoxysilane, ethyltriphenoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltri-n-propoxysilane, n-propyltriisopro Xysilane, n-propyltri-n-butoxysilane, n-propyltri-sec-butoxysilane, n-propyltri-tert-butoxysilane, n-propyltriphenoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, isopropyltriethoxysilane, isopropyl Tri-n-propoxysilane, isopropyltriisopropoxysilane, isopropyltri-n-butoxysilane, isopropyltri-sec-butoxysilane, isopropyltri-tert-butoxysilane, isopropyltriphenoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n -Butyltriethoxysilane, n-butyltri-n-propoxysilane, n-butyltriisopropoxysilane, n-butyltri-n-butoxysilane, n-butyltri-sec- Toxisilane, n-butyltri-tert-butoxysilane, n-butyltriphenoxysilane, sec-butyltrimethoxysilane, sec-butylisotriethoxysilane, sec-butyltri-n-propoxysilane, sec-butyltriisopropoxysilane, sec-butyltri-n-butoxysilane, sec-butyltri-sec-butoxysilane, sec-butyltri-tert-butoxysilane, sec-butyltriphenoxysilane, tert-butyltrimethoxysilane, tert-butyltriethoxysilane, tert- Butyl-n-propoxysilane, tert-butyltriisopropoxysilane, tert-butyltri-n-butoxysilane, tert-butyltri-sec-butoxysilane, tert-butyl Rutri-tert-butoxysilane, tert-butyltriphenoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltri-n-propoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, phenyltri-n-butoxysilane, phenyltri-sec -Butoxysilane, phenyltri-tert-butoxysilane, phenyltriphenoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldi-n-propoxysilane, dimethyldiisopropoxysilane, dimethyldi-n-butoxysilane, dimethyldi-sec- Butoxysilane, dimethyldi-tert-butoxysilane, dimethyldiphenoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldi-n-propo Sisilane, diethyldiisopropoxysilane, diethyldi-n-butoxysilane, diethyldi-sec-butoxysilane, diethyldi-tert-butoxysilane, diethyldiphenoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n-propyldiethoxysilane Di-n-propyldi-n-propoxysilane, di-n-propyldiisopropoxysilane, di-n-propyldi-n-butoxysilane, di-n-propyldi-sec-butoxysilane, di-n-propyldi- tert-butoxysilane, di-n-propyldi-phenoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, diisopropyldiethoxysilane, diisopropyldi-n-propoxysilane, diisopropyldiisopropoxysilane, diisopropyldi-n-butoxy Silane, diisopropyldi-sec-butoxysilane, diisopropyldi-tert-butoxysilane, diisopropyldiphenoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, di-n-butyldiethoxysilane, di-n-butyldi-n-propoxysilane , Di-n-butyldiisopropoxysilane, di-n-butyldi-n-butoxysilane, di-n-butyldi-sec-butoxysilane, di-n-butyldi-tert-butoxysilane, di-n-butyldi- Phenoxysilane, di-sec-butyldimethoxysilane, di-sec-butyldiethoxysilane, di-sec-butyldi-n-propoxysilane, di-sec-butyldiisopropoxysilane, di-sec-butyldi-n-butoxy Silane, di-sec-butyl di-sec-butoxy Sisilane, di-sec-butyldi-tert-butoxysilane, di-sec-butyldi-phenoxysilane, di-tert-butyldimethoxysilane, di-tert-butyldiethoxysilane, di-tert-butyldi-n-propoxysilane, Di-tert-butyldiisopropoxysilane, di-tert-butyldi-n-butoxysilane, di-tert-butyldi-sec-butoxysilane, di-tert-butyldi-tert-butoxysilane, di-tert-butyldi-phenoxy Silane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldi-n-propoxysilane, diphenyldiisopropoxysilane, diphenyldi-n-butoxysilane, diphenyldi-sec-butoxysilane, diphenyldi-ter - butoxysilane include diphenyl phenoxy silanes. These may be used alone or in combination of two or more.
化合物3としてより好ましい化合物は、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、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、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等である。これらは1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。 More preferable compounds as the compound 3 are methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltri-iso-propoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxy. Silane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
化合物3としては、機械的強度が高い膜を得ることができる点で、上記一般式(3)においてdが1である化合物(3官能性シラン化合物)であることがさらに好ましい。 The compound 3 is more preferably a compound (trifunctional silane compound) in which d is 1 in the general formula (3) in that a film having high mechanical strength can be obtained.
1.2.第2の加水分解縮合物
本実施形態に係る絶縁膜形成用組成物において、第2の加水分解縮合物を製造するために使用する(C)成分および(D)成分は、(C)成分および(D)成分の合計を100モル%としたとき、(C)成分が30〜100モル%であり、40〜90モル%であることが好ましく、50〜80モル%であることがより好ましい。(C)成分が30モル%より少ないと、形成される絶縁膜の吸湿性が高いことがある。
1.2. Second hydrolysis condensate In the insulating film forming composition according to the present embodiment, the component (C) and the component (D) used for producing the second hydrolysis condensate are the component (C) and When the sum total of (D) component is 100 mol%, (C) component is 30-100 mol%, it is preferable that it is 40-90 mol%, and it is more preferable that it is 50-80 mol%. When the component (C) is less than 30 mol%, the formed insulating film may have high hygroscopicity.
第2の加水分解縮合物の重量平均分子量は、10,000〜200,000であることが好ましく、20,000〜100,000であることがより好ましい。第2の加水分解縮合物の重量平均分子量が10,000〜200,000の範囲にない場合、形成される絶縁膜の吸湿性が高くなることがある。 The weight average molecular weight of the second hydrolysis-condensation product is preferably 10,000 to 200,000, and more preferably 20,000 to 100,000. When the weight average molecular weight of the second hydrolysis-condensation product is not in the range of 10,000 to 200,000, the hygroscopicity of the formed insulating film may be increased.
(C)成分としては、上述の化合物1を使用することができる。また、(D)成分としては、上述の化合物3を使用することができる。 As the component (C), the above-mentioned compound 1 can be used. Moreover, the above-mentioned compound 3 can be used as (D) component.
1.3.第1および第2の加水分解縮合物の製造
1.3.1.(C)触媒
第1および第2の加水分解縮合物を製造する際に、(C)触媒を使用することができる。(C)触媒は、塩基性化合物、酸性化合物、および金属キレート化合物から選ばれた少なくとも1種の化合物であることが好ましい。
1.3. Production of first and second hydrolysis condensates 1.3.1. (C) Catalyst (C) A catalyst can be used in producing the first and second hydrolysis-condensation products. (C) The catalyst is preferably at least one compound selected from a basic compound, an acidic compound, and a metal chelate compound.
例えば、第1の加水分解縮合物を製造する際に、酸性化合物および金属キレート化合物あるいはいずれか一方を(C)触媒として使用することができる。また、第2の加水分解縮合物を製造する際に、塩基性化合物を(C)触媒として使用することができる。この場合、第1の加水分解縮合物の重量平均分子量を第2の加水分解縮合物の重量平均分子量よりも確実に小さくすることができる。 For example, when the first hydrolysis condensate is produced, an acidic compound and / or a metal chelate compound can be used as the (C) catalyst. Moreover, when manufacturing a 2nd hydrolysis-condensation product, a basic compound can be used as (C) catalyst. In this case, the weight average molecular weight of the first hydrolysis condensate can be surely made smaller than the weight average molecular weight of the second hydrolysis condensate.
1.3.1−1.金属キレート化合物
(C)触媒として使用可能な金属キレート化合物は、下記一般式(4)で表される。
R9 eM(OR10)f−e ・・・・・(4)
(式中、R9はキレート剤、Mは金属原子、R10はアルキル基またはアリール基を示し、fは金属Mの原子価を示し、eは1〜fの整数を示す。)
1.3.1.1-1. Metal chelate compound (C) The metal chelate compound which can be used as a catalyst is represented by the following general formula (4).
R 9 e M (OR 10 ) fe (4)
(In the formula, R 9 represents a chelating agent, M represents a metal atom, R 10 represents an alkyl group or an aryl group, f represents a valence of the metal M, and e represents an integer of 1 to f.)
ここで、金属Mとしては、IIIB族金属(アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム)およびIVA族金属(チタン、ジルコニウム、ハフニウム)より選ばれる少なくとも1種の金属であることが好ましく、チタン、アルミニウム、ジルコニウムがより好ましい。また、R10で表されるアルキル基またはアリール基としては、上記一般式(1)におけるR1で表されるアルキル基またはアリール基を挙げることができる。 Here, the metal M is preferably at least one metal selected from Group IIIB metals (aluminum, gallium, indium, thallium) and Group IVA metals (titanium, zirconium, hafnium). Titanium, aluminum, zirconium Is more preferable. Examples of the alkyl group or aryl group represented by R 10 include the alkyl group or aryl group represented by R 1 in the general formula (1).
金属キレート化合物の具体例としては、トリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−n−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリイソプロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−n−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−sec−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−tert−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−n−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−sec−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−tert−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−n−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノイソプロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−n−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−sec−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−tert−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、テトラキス(アセチルアセトナート)チタン、トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−n−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリイソプロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−n−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−sec−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−tert−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−n−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−sec−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−tert−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−n−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノイソプロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−sec−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−tert−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、テトラキス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)チタン、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)チタン、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)チタン、等のチタンキレート化合物;トリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−n−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリイソプロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−n−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−sec−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−tert−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−n−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−sec−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−tert−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−n−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノイソプロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−n−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−sec−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−tert−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、テトラキス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−n−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリイソプロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−n−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−sec−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−tert−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−n−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−sec−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−tert−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−n−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノイソプロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−sec−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−tert−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、等のジルコニウムキレート化合物;トリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリ−n−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリイソプロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリ−n−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリ−sec−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリ−tert−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−n−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−sec−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−tert−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノ−n−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノイソプロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノ−n−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノ−sec−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノ−tert−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、テトラキス(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリ−n−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリイソプロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリ−n−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリ−sec−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリ−tert−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジ−n−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジ−sec−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジ−tert−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ−n−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノイソプロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ−n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ−sec−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ−tert−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、等のアルミニウムキレート化合物;等の1種または2種以上が挙げられる。 Specific examples of metal chelate compounds include triethoxy mono (acetylacetonato) titanium, tri-n-propoxy mono (acetylacetonato) titanium, triisopropoxy mono (acetylacetonato) titanium, tri-n-butoxy. Mono (acetylacetonato) titanium, tri-sec-butoxy mono (acetylacetonato) titanium, tri-tert-butoxy mono (acetylacetonato) titanium, diethoxybis (acetylacetonato) titanium, di-n -Propoxy bis (acetylacetonato) titanium, diisopropoxy bis (acetylacetonato) titanium, di-n-butoxy bis (acetylacetonato) titanium, di-sec-butoxy bis (acetylacetonato) titanium J-tert-but Si-bis (acetylacetonato) titanium, monoethoxy-tris (acetylacetonato) titanium, mono-n-propoxy-tris (acetylacetonato) titanium, monoisopropoxy-tris (acetylacetonato) titanium, mono-n -Butoxy-tris (acetylacetonato) titanium, mono-sec-butoxy-tris (acetylacetonato) titanium, mono-tert-butoxy-tris (acetylacetonato) titanium, tetrakis (acetylacetonato) titanium, triethoxy mono (Ethyl acetoacetate) titanium, tri-n-propoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, triisopropoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, tri-n-butoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, Re-sec-butoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, tri-tert-butoxy mono (ethyl acetoacetate) titanium, diethoxy bis (ethyl acetoacetate) titanium, di-n-propoxy bis (ethyl acetoacetate) Titanium, diisopropoxy bis (ethyl acetoacetate) titanium, di-n-butoxy bis (ethyl acetoacetate) titanium, di-sec-butoxy bis (ethyl acetoacetate) titanium, di-tert-butoxy bis ( Ethyl acetoacetate) titanium, monoethoxy tris (ethyl acetoacetate) titanium, mono-n-propoxy tris (ethyl acetoacetate) titanium, monoisopropoxy tris (ethyl acetoacetate) titanium, mono-n-butoxy tri Sus (ethyl acetoacetate) titanium, mono-sec-butoxy tris (ethyl acetoacetate) titanium, mono-tert-butoxy tris (ethyl acetoacetate) titanium, tetrakis (ethyl acetoacetate) titanium, mono (acetylacetonate) Titanium chelate compounds such as tris (ethylacetoacetate) titanium, bis (acetylacetonate) bis (ethylacetoacetate) titanium, tris (acetylacetonate) mono (ethylacetoacetate) titanium; triethoxy mono (acetylacetonate) Zirconium, tri-n-propoxy mono (acetylacetonato) zirconium, triisopropoxy mono (acetylacetonato) zirconium, tri-n-butoxy mono (acetylacetonate) Zirconium, tri-sec-butoxy mono (acetylacetonato) zirconium, tri-tert-butoxy mono (acetylacetonato) zirconium, diethoxybis (acetylacetonato) zirconium, di-n-propoxybis (acetylacetate) Nate) zirconium, diisopropoxy bis (acetylacetonato) zirconium, di-n-butoxy bis (acetylacetonato) zirconium, di-sec-butoxy bis (acetylacetonato) zirconium, di-tert-butoxy Bis (acetylacetonato) zirconium, monoethoxytris (acetylacetonato) zirconium, mono-n-propoxytris (acetylacetonato) zirconium, monoisopropoxytris Acetylacetonato) zirconium, mono-n-butoxy-tris (acetylacetonato) zirconium, mono-sec-butoxy-tris (acetylacetonato) zirconium, mono-tert-butoxy-tris (acetylacetonato) zirconium, tetrakis ( Acetylacetonato) zirconium, triethoxy mono (ethyl acetoacetate) zirconium, tri-n-propoxy mono (ethyl acetoacetate) zirconium, triisopropoxy mono (ethyl acetoacetate) zirconium, tri-n-butoxy mono ( Ethyl acetoacetate) zirconium, tri-sec-butoxy mono (ethyl acetoacetate) zirconium, tri-tert-butoxy mono (ethyl acetoacetate) zirconium Konium, diethoxy bis (ethyl acetoacetate) zirconium, di-n-propoxy bis (ethyl acetoacetate) zirconium, diisopropoxy bis (ethyl acetoacetate) zirconium, di-n-butoxy bis (ethyl acetoacetate) Zirconium, di-sec-butoxy bis (ethyl acetoacetate) zirconium, di-tert-butoxy bis (ethyl acetoacetate) zirconium, monoethoxy tris (ethyl acetoacetate) zirconium, mono-n-propoxy tris (ethyl) Acetoacetate) zirconium, monoisopropoxy tris (ethyl acetoacetate) zirconium, mono-n-butoxy tris (ethyl acetoacetate) zirconium, mono-sec-but Si-tris (ethylacetoacetate) zirconium, mono-tert-butoxy-tris (ethylacetoacetate) zirconium, tetrakis (ethylacetoacetate) zirconium, mono (acetylacetonato) tris (ethylacetoacetate) zirconium, bis (acetylacetate) Zirconium chelate compounds such as nattobis (ethylacetoacetate) zirconium, tris (acetylacetonato) mono (ethylacetoacetate) zirconium; triethoxy mono (acetylacetonato) aluminum, tri-n-propoxy mono (acetylacetate) Nato) aluminum, triisopropoxy mono (acetylacetonato) aluminum, tri-n-butoxy mono (acetylacetonato) aluminium , Tri-sec-butoxy mono (acetylacetonato) aluminum, tri-tert-butoxy mono (acetylacetonato) aluminum, diethoxybis (acetylacetonato) aluminum, di-n-propoxybis (acetylacetonate) ) Aluminum, diisopropoxy bis (acetylacetonato) aluminum, di-n-butoxy bis (acetylacetonato) aluminum, di-sec-butoxy bis (acetylacetonato) aluminum, di-tert-butoxy bis (Acetylacetonato) aluminum, monoethoxy tris (acetylacetonato) aluminum, mono-n-propoxy tris (acetylacetonato) aluminum, monoisopropoxy tris (acetylacetate) Tonato) aluminum, mono-n-butoxy tris (acetylacetonato) aluminum, mono-sec-butoxy tris (acetylacetonato) aluminum, mono-tert-butoxy tris (acetylacetonato) aluminum, tetrakis (acetylacetate) Natto aluminum, triethoxy mono (ethyl acetoacetate) aluminum, tri-n-propoxy mono (ethyl acetoacetate) aluminum, triisopropoxy mono (ethyl acetoacetate) aluminum, tri-n-butoxy mono (ethyl aceto) Acetate) aluminum, tri-sec-butoxy mono (ethyl acetoacetate) aluminum, tri-tert-butoxy mono (ethyl acetoacetate) aluminum, di Toxi bis (ethyl acetoacetate) aluminum, di-n-propoxy bis (ethyl acetoacetate) aluminum, diisopropoxy bis (ethyl acetoacetate) aluminum, di-n-butoxy bis (ethyl acetoacetate) aluminum, Di-sec-butoxy bis (ethyl acetoacetate) aluminum, di-tert-butoxy bis (ethyl acetoacetate) aluminum, monoethoxy tris (ethyl acetoacetate) aluminum, mono-n-propoxy tris (ethyl acetoacetate) ) Aluminum, monoisopropoxy tris (ethyl acetoacetate) aluminum, mono-n-butoxy tris (ethyl acetoacetate) aluminum, mono-sec-butoxy tris Ethyl acetoacetate) aluminum, mono-tert-butoxy-tris (ethylacetoacetate) aluminum, tetrakis (ethylacetoacetate) aluminum, mono (acetylacetonato) tris (ethylacetoacetate) aluminum, bis (acetylacetonato) bis ( 1 type or 2 types or more of aluminum chelate compounds, such as ethyl acetoacetate) aluminum and tris (acetylacetonato) mono (ethyl acetoacetate) aluminum, etc. are mentioned.
特に、(CH3(CH3)HCO)4−tTi(CH3COCH2COCH3)t,(CH3(CH3)HCO)4−tTi(CH3COCH2COOC2H5)t,(C4H9O)4−tTi(CH3COCH2COCH3)t,(C4H9O)4−tTi(CH3COCH2COOC2H5)t,(C2H5(CH3)CO)4−tTi(CH3COCH2COCH3)t,(C2H5(CH3)CO)4−tTi(CH3COCH2COOC2H5)t,(CH3(CH3)HCO)4−tZr(CH3COCH2COCH3)t,(CH3(CH3)HCO)4−tZr(CH3COCH2COOC2H5)t,(C4H9O)4−tZr(CH3COCH2COCH3)t,(C4H9O)4−tZr(CH3COCH2COOC2H5)t,(C2H5(CH3)CO)4−tZr(CH3COCH2COCH3)t,(C2H5(CH3)CO)4−tZr(CH3COCH2COOC2H5)t,(CH3(CH3)HCO)3−tAl(CH3COCH2COCH3)t,(CH3(CH3)HCO)3−tAl(CH3COCH2COOC2H5)t,(C4H9O)3−tAl(CH3COCH2COCH3)t,(C4H9O)3−tAl(CH3COCH2COOC2H5)t,(C2H5(CH3)CO)3−tAl(CH3COCH2COCH3)t,(C2H5(CH3)CO)3−tAl(CH3COCH2COOC2H5)t等の1種または2種以上が、使用される金属キレート化合物として好ましい。 In particular, (CH 3 (CH 3) HCO) 4-t Ti (CH 3 COCH 2 COCH 3) t, (CH 3 (CH 3) HCO) 4-t Ti (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5) t, (C 4 H 9 O) 4 -t Ti (CH 3 COCH 2 COCH 3) t, (C 4 H 9 O) 4-t Ti (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5) t, (C 2 H 5 ( CH 3 ) CO) 4-t Ti (CH 3 COCH 2 COCH 3 ) t , (C 2 H 5 (CH 3 ) CO) 4-t Ti (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5 ) t , (CH 3 ( CH 3 ) HCO) 4-t Zr (CH 3 COCH 2 COCH 3 ) t , (CH 3 (CH 3 ) HCO) 4-t Zr (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5 ) t , (C 4 H 9 O ) 4-t Zr (CH 3 COCH 2 COCH 3 ) t , (C 4 H 9 O) 4-t Zr (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5 ) t , (C 2 H 5 (CH 3 ) CO) 4-t Zr (CH 3 COCH 2 COCH 3) t, (C 2 H 5 (CH 3) CO) 4-t Zr (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5) t, (CH 3 (CH 3) HCO) 3-t Al (CH 3 COCH 2 COCH 3) t, (CH 3 (CH 3) HCO) 3-t Al (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5) t, (C 4 H 9 O) 3-t Al (CH 3 COCH 2 COCH 3) t, (C 4 H 9 O ) 3-t Al (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5) t, (C 2 H 5 (CH 3) CO) 3-t Al (CH 3 COCH 2 COCH 3) t, (C 2 H 5 (CH 3 ) CO) 3-t Al (CH 3 COCH 2 COOC 2 H 5 ) One or more types such as t are preferred as the metal chelate compound used.
金属キレート化合物の使用量は、シラン化合物の総量100重量部(完全加水分解縮合物換算)に対して、0.0001〜10重量部、好ましくは0.001〜5重量部である。金属キレート化合物の使用割合が0.0001重量部未満であると、塗膜の塗布性が劣る場合があり、10重量部を超えるとポリマー成長を制御できずゲル化を起こす場合がある。 The amount of the metal chelate compound used is 0.0001 to 10 parts by weight, preferably 0.001 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of silane compounds (in terms of complete hydrolysis condensate). When the use ratio of the metal chelate compound is less than 0.0001 part by weight, the coatability of the coating film may be inferior, and when it exceeds 10 parts by weight, the polymer growth cannot be controlled and gelation may occur.
金属キレート化合物の存在下でシラン化合物を加水分解縮合させる場合、シラン化合物の総量1モル当たり0.5〜20モルの水を用いることが好ましく、1〜10モルの水を加えることが特に好ましい。添加する水の量が0.5モル未満であると加水分解反応が十分に進行せず、塗布性および貯蔵安定性に問題が生じる場合があり、20モルを越えると加水分解および縮合反応中のポリマーの析出やゲル化が生じる場合がある。また、水は断続的あるいは連続的に添加されることが好ましい。 When hydrolyzing and condensing a silane compound in the presence of a metal chelate compound, it is preferable to use 0.5 to 20 mol of water per mol of the total amount of silane compounds, and it is particularly preferable to add 1 to 10 mol of water. If the amount of water to be added is less than 0.5 mol, the hydrolysis reaction does not proceed sufficiently, which may cause problems in coating properties and storage stability, and if it exceeds 20 mol, the hydrolysis and condensation reactions may occur. Polymer precipitation or gelation may occur. Moreover, it is preferable that water is added intermittently or continuously.
1.3.1−2.酸性化合物
(C)触媒として使用可能な酸性化合物としては、有機酸または無機酸が例示できる。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、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、コハク酸、メサコン酸、シトラコン酸、リンゴ酸、マロン酸、グルタル酸の加水分解物、無水マレイン酸の加水分解物、無水フタル酸の加水分解物等を挙げることができる。無機酸としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸等を挙げることができる。
1.3.1-2. Acidic compound (C) As an acidic compound which can be used as a catalyst, an organic acid or an inorganic acid can be illustrated. Examples of organic acids include acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, oxalic acid, maleic acid, methylmalonic acid, adipic acid, sebacic acid, gallic acid Acid, butyric acid, meritic acid, arachidonic acid, shikimic acid, 2-ethylhexanoic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid, linolenic acid, salicylic acid, benzoic acid, p-aminobenzoic acid, p-toluenesulfonic acid, benzenesulfone Acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, formic acid, malonic acid, sulfonic acid, phthalic acid, fumaric acid, citric acid, tartaric acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, succinic acid, mesaconic acid, Citraconic acid, malic acid, malonic acid, hydrolyzed glutaric acid, hydrolyzed maleic anhydride Object can include hydrolysis products of phthalic anhydride. Examples of inorganic acids include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, and phosphoric acid.
なかでも、加水分解縮合反応中のポリマーの析出やゲル化のおそれが少ない点で有機酸が好ましく、このうち、カルボキシル基を有する化合物がより好ましく、なかでも、酢酸、シュウ酸、マレイン酸、ギ酸、マロン酸、フタル酸、フマル酸、イタコン酸、コハク酸、メサコン酸、シトラコン酸、リンゴ酸、マロン酸、グルタル酸、無水マレイン酸の加水分解物などの有機酸が特に好ましい。これらは1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。 Of these, organic acids are preferred in that there is little risk of polymer precipitation or gelation during the hydrolysis-condensation reaction, and among these, compounds having a carboxyl group are more preferred, and among them, acetic acid, oxalic acid, maleic acid, formic acid. Particularly preferred are organic acids such as hydrolysates of malonic acid, phthalic acid, fumaric acid, itaconic acid, succinic acid, mesaconic acid, citraconic acid, malic acid, malonic acid, glutaric acid and maleic anhydride. These may be used alone or in combination of two or more.
酸性化合物の使用量は、シラン化合物の総量100重量部(完全加水分解縮合物換算)に対して、0.0001〜10重量部、好ましくは0.001〜5重量部である。酸性化合物の使用量がシラン化合物の総量100重量部に対して0.0001重量部未満であると、塗膜の塗布性が劣る場合があり、一方、10重量部を超えると、急激に加水分解縮合反応が進行しゲル化を起こす場合がある。 The usage-amount of an acidic compound is 0.0001-10 weight part with respect to 100 weight part (total hydrolysis condensate conversion) of the total amount of a silane compound, Preferably it is 0.001-5 weight part. When the amount of the acidic compound used is less than 0.0001 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the silane compound, the coating property of the coating film may be inferior. The condensation reaction may progress and cause gelation.
酸性化合物の存在下でシラン化合物を加水分解縮合させる場合、シラン化合物の総量1モル当たり0.5〜20モルの水を用いることが好ましく、1〜10モルの水を加えることが特に好ましい。添加する水の量が0.5モル未満であると加水分解反応が十分に進行せず、塗布性および貯蔵安定性に問題が生じる場合があり、20モルを越えると加水分解および縮合反応中のポリマーの析出やゲル化が生じる場合がある。また、水は断続的あるいは連続的に添加されることが好ましい。 When hydrolyzing and condensing a silane compound in the presence of an acidic compound, it is preferable to use 0.5 to 20 mol of water per mol of the total amount of silane compounds, and it is particularly preferable to add 1 to 10 mol of water. If the amount of water to be added is less than 0.5 mol, the hydrolysis reaction does not proceed sufficiently, which may cause problems in coating properties and storage stability, and if it exceeds 20 mol, the hydrolysis and condensation reactions may occur. Polymer precipitation or gelation may occur. Moreover, it is preferable that water is added intermittently or continuously.
1.3.1−3.塩基性化合物
(C)触媒として使用可能な塩基性化合物としては、例えば、メタノールアミン、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、N−メチルメタノールアミン、N−エチルメタノールアミン、N−プロピルメタノールアミン、N−ブチルメタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N−プロピルエタノールアミン、N−ブチルエタノールアミン、N−メチルプロパノールアミン、N−エチルプロパノールアミン、N−プロピルプロパノールアミン、N−ブチルプロパノールアミン、N−メチルブタノールアミン、N−エチルブタノールアミン、N−プロピルブタノールアミン、N−ブチルブタノールアミン、N,N−ジメチルメタノールアミン、N,N−ジエチルメタノールアミン、N,N−ジプロピルメタノールアミン、N,N−ジブチルメタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジプロピルエタノールアミン、N,N−ジブチルエタノールアミン、N,N−ジメチルプロパノールアミン、N,N−ジエチルプロパノールアミン、N,N−ジプロピルプロパノールアミン、N,N−ジブチルプロパノールアミン、N,N−ジメチルブタノールアミン、N,N−ジエチルブタノールアミン、N,N−ジプロピルブタノールアミン、N,N−ジブチルブタノールアミン、N−メチルジメタノールアミン、N−エチルジメタノールアミン、N−プロピルジメタノールアミン、N−ブチルジメタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N−プロピルジエタノールアミン、N−ブチルジエタノールアミン、N−メチルジプロパノールアミン、N−エチルジプロパノールアミン、N−プロピルジプロパノールアミン、N−ブチルジプロパノールアミン、N−メチルジブタノールアミン、N−エチルジブタノールアミン、N−プロピルジブタノールアミン、N−ブチルジブタノールアミン、N−(アミノメチル)メタノールアミン、N−(アミノメチル)エタノールアミン、N−(アミノメチル)プロパノールアミン、N−(アミノメチル)ブタノールアミン、N−(アミノエチル)メタノールアミン、N−(アミノエチル)エタノールアミン、N−(アミノエチル)プロパノールアミン、N−(アミノエチル)ブタノールアミン、N−(アミノプロピル)メタノールアミン、N−(アミノプロピル)エタノールアミン、N−(アミノプロピル)プロパノールアミン、N−(アミノプロピル)ブタノールアミン、N−(アミノブチル)メタノールアミン、N−(アミノブチル)エタノールアミン、N−(アミノブチル)プロパノールアミン、N−(アミノブチル)ブタノールアミン、メトキシメチルアミン、メトキシエチルアミン、メトキシプロピルアミン、メトキシブチルアミン、エトキシメチルアミン、エトキシエチルアミン、エトキシプロピルアミン、エトキシブチルアミン、プロポキシメチルアミン、プロポキシエチルアミン、プロポキシプロピルアミン、プロポキシブチルアミン、ブトキシメチルアミン、ブトキシエチルアミン、ブトキシプロピルアミン、ブトキシブチルアミン、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、N,N−ジメチルアミン、N,N−ジエチルアミン、N,N−ジプロピルアミン、N,N−ジブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロキサイド、テトラブチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラメチルエチレンジアミン、テトラエチルエチレンジアミン、テトラプロピルエチレンジアミン、テトラブチルエチレンジアミン、メチルアミノメチルアミン、メチルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピルアミン、メチルアミノブチルアミン、エチルアミノメチルアミン、エチルアミノエチルアミン、エチルアミノプロピルアミン、エチルアミノブチルアミン、プロピルアミノメチルアミン、プロピルアミノエチルアミン、プロピルアミノプロピルアミン、プロピルアミノブチルアミン、ブチルアミノメチルアミン、ブチルアミノエチルアミン、ブチルアミノプロピルアミン、ブチルアミノブチルアミン、ピリジン、ピロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリン、モルホリン、メチルモルホリン、ジアザビシクロオクラン、ジアザビシクロノナン、ジアザビシクロウンデセン、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウムなどを挙げることができる。
1.3.1-3. Basic compounds (C) Examples of basic compounds that can be used as catalysts include methanolamine, ethanolamine, propanolamine, butanolamine, N-methylmethanolamine, N-ethylmethanolamine, N-propylmethanolamine, N -Butylmethanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, N-propylethanolamine, N-butylethanolamine, N-methylpropanolamine, N-ethylpropanolamine, N-propylpropanolamine, N-butyl Propanolamine, N-methylbutanolamine, N-ethylbutanolamine, N-propylbutanolamine, N-butylbutanolamine, N, N-dimethylmethanolamine, N, N-diethylmethanol Amine, N, N-dipropylmethanolamine, N, N-dibutylmethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, N, N-dipropylethanolamine, N, N-dibutylethanol Amine, N, N-dimethylpropanolamine, N, N-diethylpropanolamine, N, N-dipropylpropanolamine, N, N-dibutylpropanolamine, N, N-dimethylbutanolamine, N, N-diethylbutanolamine N, N-dipropylbutanolamine, N, N-dibutylbutanolamine, N-methyldimethanolamine, N-ethyldimethanolamine, N-propyldimethanolamine, N-butyldimethanolamine, N-methyldiethanolamine N-ethyldie Nolamine, N-propyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine, N-methyldipropanolamine, N-ethyldipropanolamine, N-propyldipropanolamine, N-butyldipropanolamine, N-methyldibutanolamine, N-ethyl Dibutanolamine, N-propyldibutanolamine, N-butyldibutanolamine, N- (aminomethyl) methanolamine, N- (aminomethyl) ethanolamine, N- (aminomethyl) propanolamine, N- (aminomethyl) ) Butanolamine, N- (aminoethyl) methanolamine, N- (aminoethyl) ethanolamine, N- (aminoethyl) propanolamine, N- (aminoethyl) butanolamine, N- (aminopropyl) methano Ruamine, N- (aminopropyl) ethanolamine, N- (aminopropyl) propanolamine, N- (aminopropyl) butanolamine, N- (aminobutyl) methanolamine, N- (aminobutyl) ethanolamine, N- ( Aminobutyl) propanolamine, N- (aminobutyl) butanolamine, methoxymethylamine, methoxyethylamine, methoxypropylamine, methoxybutylamine, ethoxymethylamine, ethoxyethylamine, ethoxypropylamine, ethoxybutylamine, propoxymethylamine, propoxyethylamine, Propoxypropylamine, propoxybutylamine, butoxymethylamine, butoxyethylamine, butoxypropylamine, butoxybutylamine, methylamine , Ethylamine, propylamine, butylamine, N, N-dimethylamine, N, N-diethylamine, N, N-dipropylamine, N, N-dibutylamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tetramethylammonium Hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetramethylethylenediamine, tetraethylethylenediamine, tetrapropylethylenediamine, tetrabutylethylenediamine, methylaminomethylamine, methylaminoethylamine, methylamino Propylamine, methylaminobutylamine, ethylaminomethylamine, ethylaminoethylamine Ethylaminopropylamine, ethylaminobutylamine, propylaminomethylamine, propylaminoethylamine, propylaminopropylamine, propylaminobutylamine, butylaminomethylamine, butylaminoethylamine, butylaminopropylamine, butylaminobutylamine, pyridine, pyrrole, piperazine Pyrrolidine, piperidine, picoline, morpholine, methylmorpholine, diazabicycloocrane, diazabicyclononane, diazabicycloundecene, ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide, etc. Can do.
塩基性化合物としては、特に、下記一般式(5)で表される含窒素化合物(以下、「化合物4」ともいう。)であることが好ましい。
(X1X2X3X4N)gY ・・・・・(5)
The basic compound is particularly preferably a nitrogen-containing compound represented by the following general formula (5) (hereinafter also referred to as “compound 4”).
(X 1 X 2 X 3 X 4 N) g Y (5)
上記一般式(5)において、X1,X2,X3,X4は同一または異なり、それぞれ水素原子、炭素数1〜20のアルキル基(好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基など)、ヒドロキシアルキル基(好ましくはヒドロキシエチル基など)、アリール基(好ましくはフェニル基など)、アリールアルキル基(好ましくはフェニルメチル基など)を示し、Yはハロゲン原子(好ましくはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子など)、1〜4価のアニオン性基(好ましくはヒドロキシ基など)を示し、gは1〜4の整数を示す。 In the general formula (5), X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 are the same or different and are each a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group). Hexyl group), hydroxyalkyl group (preferably hydroxyethyl group etc.), aryl group (preferably phenyl group etc.), arylalkyl group (preferably phenylmethyl group etc.), Y is a halogen atom (preferably fluorine) An atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc.), a 1 to 4 valent anionic group (preferably a hydroxy group), and g represents an integer of 1 to 4.
化合物4の具体例としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラ−n−プロピルアンモニウム、水酸化テトラ−iso−プロピルアンモニウム、水酸化テトラ−n−ブチルアンモニウム、水酸化テトラ−iso−ブチルアンモニウム、水酸化テトラ−tert−ブチルアンモニウム、水酸化テトラペンチルアンモニウム、水酸化テトラヘキシルアンモニウム、水酸化テトラヘプチルアンモニウム、水酸化テトラオクチルアンモニウム、水酸化テトラノニルアンモニウム、水酸化テトラデシルアンモニウム、水酸化テトラウンデシルアンモニウム、水酸化テトラドデシルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラ−n−プロピルアンモニウム、塩化テトラ−n−プロピルアンモニウム、臭化テトラ−n−ブチルアンモニウム、塩化テトラ−n−ブチルアンモニウム、水酸化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、臭化−n−ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、水酸化−n−オクタデシルトリメチルアンモニウム、臭化−n−オクタデシルトリメチルアンモニウム、塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ベンジルトリメチルアンモニウム、塩化ジデシルジメチルアンモニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム、塩化トリデシルメチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムハイドロジェンサルフェート、臭化トリブチルメチルアンモニウム、塩化トリオクチルメチルアンモニウム、塩化トリラウリルメチルアンモニウム、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウム、臭化ベンジルトリエチルアンモニウム、臭化ベンジルトリブチルアンモニウム、臭化フェニルトリメチルアンモニウム、コリン等を好ましい例として挙げることができる。これらのうち特に好ましくは、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラ−n−プロピルアンモニウム、水酸化テトラ−n−ブチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラ−n−プロピルアンモニウム、塩化テトラ−n−プロピルアンモニウムである。化合物4は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。 Specific examples of compound 4 include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetra-n-propylammonium hydroxide, tetra-iso-propylammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium hydroxide, tetra-hydroxide iso-butylammonium hydroxide, tetra-tert-butylammonium hydroxide, tetrapentylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraheptylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, tetranonylammonium hydroxide, tetradecylammonium hydroxide, Tetraundecyl ammonium hydroxide, tetradodecyl ammonium hydroxide, tetramethylammonium bromide, tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium bromide, teto chloride Ethylammonium, tetra-n-propylammonium bromide, tetra-n-propylammonium chloride, tetra-n-butylammonium bromide, tetra-n-butylammonium chloride, hexadecyltrimethylammonium hydroxide, -n-hexabromide Decyltrimethylammonium hydroxide, hydroxide-n-octadecyltrimethylammonium, bromide-n-octadecyltrimethylammonium bromide, cetyltrimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium chloride, didecyldimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, chloride Tridecylmethylammonium, tetrabutylammonium hydrogen sulfate, tributylmethylammonium bromide, trioctyl chloride Methyl ammonium, trilauryl methyl ammonium chloride, benzyl trimethyl ammonium hydroxide, benzyl bromide triethylammonium, and the like are preferable benzyl bromide tributylammonium bromide phenyl trimethyl ammonium, choline and the like. Among these, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetra-n-propylammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium hydroxide, tetramethylammonium bromide, tetramethylammonium chloride, tetraethyl bromide are particularly preferable. Ammonium, tetraethylammonium chloride, tetra-n-propylammonium bromide, tetra-n-propylammonium chloride. Compound 4 may be used alone or in combination of two or more.
塩基性化合物の使用量は、シラン化合物中の加水分解性基の総量1モルに対して、通常、0.00001〜10モル、好ましくは0.00005〜5モルである。 The usage-amount of a basic compound is 0.00001-10 mol normally with respect to 1 mol of total amounts of the hydrolysable group in a silane compound, Preferably it is 0.00005-5 mol.
塩基性化合物の存在下でシラン化合物を加水分解縮合させる場合、シラン化合物の総量1モル当たり0.5〜20モルの水を用いることが好ましく、1〜10モルの水を加えることが特に好ましい。添加する水の量が0.5モル未満であると加水分解反応が十分に進行せず、塗布性および貯蔵安定性に問題が生じる場合があり、20モルを越えると加水分解および縮合反応中のポリマーの析出やゲル化が生じる場合がある。また、水は断続的あるいは連続的に添加されることが好ましい。 When hydrolyzing and condensing a silane compound in the presence of a basic compound, it is preferable to use 0.5 to 20 mol of water per mol of the total amount of silane compounds, and it is particularly preferable to add 1 to 10 mol of water. If the amount of water to be added is less than 0.5 mol, the hydrolysis reaction does not proceed sufficiently, which may cause problems in coating properties and storage stability, and if it exceeds 20 mol, the hydrolysis and condensation reactions may occur. Polymer precipitation or gelation may occur. Moreover, it is preferable that water is added intermittently or continuously.
塩基性化合物を(C)触媒として使用する場合、加水分解縮合反応の後、酸性化合物を使用して、組成物のpHを調整してもよい。ここで使用する酸性化合物としては、(C)触媒として例示した酸性化合物を使用することができ、有機酸を使用するのがより好ましい。 When a basic compound is used as the (C) catalyst, an acidic compound may be used after the hydrolysis condensation reaction to adjust the pH of the composition. As the acidic compound used here, the acidic compound exemplified as the catalyst (C) can be used, and it is more preferable to use an organic acid.
1.3.2.有機溶剤
第1および第2の加水分解縮合物を製造する際に使用可能な有機溶剤としては、例えば、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−ブタノール等のアルコール系溶剤;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、2,4−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘプタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、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剤;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などの多価アルコール部分エーテル系溶剤;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などのエーテル系溶剤;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、などのケトン系溶剤が挙げられる。
1.3.2. Organic solvent Examples of the organic solvent that can be used in producing the first and second hydrolysis-condensation products include methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, and sec-butanol. Alcohol solvents such as t-butanol; ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,5-hexane Polyhydric alcohol solvents such as diol, 2,4-heptanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Polyhydric alcohol partial ether solvents such as ethylene glycol monopropyl ether and ethylene glycol monobutyl ether; 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, and other ether solvents; 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, Examples thereof include ketone solvents such as acetonyl acetone and diacetone alcohol.
第1および第2の加水分解縮合物を製造するための加水分解縮合における反応温度は0〜100℃、好ましくは20〜80℃、反応時間は30〜1000分間、好ましくは30〜180分間である。 The reaction temperature in the hydrolysis condensation for producing the first and second hydrolysis condensates is 0 to 100 ° C., preferably 20 to 80 ° C., and the reaction time is 30 to 1000 minutes, preferably 30 to 180 minutes. .
1.3.3.膜形成用組成物の製造
本実施形態に係る膜形成用組成物は、第1の加水分解縮合物および第2の加水分解縮合物を別々に製造し、これらを混合することにより得ることができる。例えば、第1の加水分解縮合物および有機溶媒を含む第1の組成物と、第2の加水分解縮合物および有機溶媒を含む第2の組成物とを混合することにより、本実施形態に係る膜形成用組成物を得ることができる。
1.3.3. Production of Film-Forming Composition The film-forming composition according to this embodiment can be obtained by separately producing the first hydrolysis condensate and the second hydrolysis condensate and mixing them. . For example, by mixing the first composition containing the first hydrolysis condensate and the organic solvent and the second composition containing the second hydrolysis condensate and the organic solvent, according to the present embodiment A film-forming composition can be obtained.
1.4.有機溶媒
本実施形態に係る絶縁膜形成用組成物で使用可能な有機溶媒としては、アルコール系溶媒、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。
1.4. Organic Solvents Organic solvents that can be used in the composition for forming an insulating film according to this embodiment include alcohol solvents, ketone solvents, amide solvents, ether solvents, ester solvents, aliphatic hydrocarbon solvents, aromatics. And at least one selected from the group of group solvents and halogen-containing solvents.
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、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、3−ヘプタノール、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−4−ヘプタノール、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、sec−ヘプタデシルアルコール、フルフリルアルコール、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;
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、2,4−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘプタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、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;
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。
Examples of alcohol solvents include methanol, ethanol, 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, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, sec-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec-heptadecyl alcohol, full Lil alcohol, phenol, cyclohexanol, methyl cyclohexanol, 3,3,5-trimethyl cyclohexanol, benzyl alcohol, mono-alcohol solvents such as diacetone alcohol;
Ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2,4-heptanediol, 2 Polyhydric alcohol solvents such as ethyl-1,3-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol;
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 glycol And the like; monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, polyhydric alcohol partial ether solvents such as dipropylene glycol monopropyl ether. These alcohol solvents may be used alone or in combination of two or more.
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、フェンチョンなどのケトン系溶媒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, and methyl-n-hexyl. Ketone, di-i-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, 2-hexanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, diacetone alcohol, acetophenone, Mention may be made of ketone solvents such as 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、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−メチルピロリドンなどの含窒素系溶媒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 amide solvents include N, N-dimethylimidazolidinone, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N- Examples thereof include nitrogen-containing solvents such as 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、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、アニソールなどのエーテル系溶媒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。 As ether solvents, 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-ethylbutyl ether , Ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene 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 Le, can be mentioned ether solvents such as 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、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、フタル酸ジエチルなどのエステル系溶媒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 ester solvents 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, sec-acetate. 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, methyl acetoacetate , Ethyl acetoacetate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n acetate -Butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, 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, methoxy acetate Triglycol, ethyl propionate, n-butyl propionate, i-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate, diethyl malonate And ester solvents such as dimethyl phthalate and diethyl phthalate. 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、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などの脂肪族炭化水素系溶媒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-octane, Examples thereof include aliphatic hydrocarbon solvents such as 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、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などの芳香族炭化水素系溶媒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。含ハロゲン溶媒としては、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、などの含ハロゲン溶媒を挙げることができる。 Examples of aromatic hydrocarbon solvents include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propyl benzene, i-propyl benzene, diethyl benzene, i-butyl benzene, triethyl benzene, di-i-propyl benzene, Aromatic hydrocarbon solvents such as n-amylnaphthalene and trimethylbenzene can be mentioned. These aromatic hydrocarbon solvents may be used alone or in combination of two or more. Examples of the halogen-containing solvent include halogen-containing solvents such as dichloromethane, chloroform, chlorofluorocarbon, chlorobenzene, and dichlorobenzene.
本実施形態に係る絶縁膜形成用組成物においては、沸点が150℃未満の有機溶媒を使用することが望ましく、溶媒種としては、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒が特に望ましく、さらにそれらを1種あるいは2種以上を同時に使用することが望ましい。 In the composition for forming an insulating film according to the present embodiment, it is desirable to use an organic solvent having a boiling point of less than 150 ° C., and examples of the solvent species include alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents, and ester solvents. It is particularly desirable to further use one or more of them at the same time.
これらの有機溶媒は、加水分解縮合物の合成に用いたものと同じものであってもよいし、加水分解縮合物の合成が終了した後に、合成に使用した有機溶剤を所望の有機溶媒に置換することもできる。 These organic solvents may be the same as those used for the synthesis of the hydrolysis condensate, or after the synthesis of the hydrolysis condensate is completed, the organic solvent used for the synthesis is replaced with a desired organic solvent. You can also
本発明の一実施形態に係る膜形成用組成物の全固形分濃度は、好ましくは0.1〜20質量%であり、使用目的に応じて適宜調整される。本発明の一実施形態に係る膜形成用組成物の全固形分濃度が0.1〜20質量%であることにより、塗膜の膜厚が適当な範囲となり、より優れた貯蔵安定性を有するものとなる。なお、この全固形分濃度の調整は、必要であれば、濃縮および有機溶媒による希釈によって行われる。 The total solid concentration of the film-forming composition according to one embodiment of the present invention is preferably 0.1 to 20% 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 one embodiment of the present invention is 0.1 to 20% by mass, the film thickness of the coating film is in an appropriate range and has better storage stability. It will be a thing. In addition, adjustment of this total solid content concentration is performed by concentration and dilution with an organic solvent, if necessary.
1.5.その他の添加物
本実施形態に係る膜形成用組成物には、さらに有機高分子や界面活性剤などの成分を添加してもよい。
1.5. Other Additives Components such as organic polymers and surfactants may be further added to the film forming composition according to this embodiment.
1.5.1.有機高分子
本実施形態に係る膜形成用組成物は、膜中空孔形成剤として有機高分子をさらに含むことができる。
1.5.1. Organic Polymer The film forming composition according to the present embodiment can further contain an organic polymer as a film hollow hole forming agent.
有機高分子としては、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などを挙げることができる。 Organic polymers include, for example, polymers having a sugar chain structure, vinylamide polymers, (meth) acrylic polymers, aromatic vinyl compound polymers, dendrimers, polyimides, polyamic acids, polyarylenes, polyamides, poly Examples thereof include quinoxaline, polyoxadiazole, a fluorine-based polymer, and a polymer having a polyalkylene oxide structure.
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、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などが挙げられる。 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.
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など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など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。 Specifically, polyoxymethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene sterol ether, polyoxyethylene lanolin derivative, ethylene oxide derivative of alkylphenol formalin condensate, polyoxyethylene polyoxy Ether type compounds such as propylene block copolymer, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, ethers such as polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid alkanolamide sulfate 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、Y′は−CH2CH(CH3)O−で表される基を示し、lは1〜90、mは10〜99、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—, l is 1 to 90, and m is 10 to 99, n represents a number from 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アルキルフェニルエーテル、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。前述の有機ポリマーは、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 alkyl phenyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, Ether-type compounds such as polyoxyethylene sorbitol fatty acid esters can be mentioned as more preferred examples. The aforementioned organic polymers may be used alone or in combination of two or more.
1.5.2.界面活性剤
界面活性剤としては、たとえば、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。
1.5.2. Surfactant Examples of the surfactant include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and further, fluorine surfactants, silicone surfactants, and the like. Activators, polyalkylene oxide surfactants, poly (meth) acrylate surfactants and the like can be mentioned, and fluorine surfactants and silicone surfactants can be preferably exemplified.
界面活性剤の使用量は、得られる加水分解縮合物100重量部に対して、通常、0.00001〜1重量部である。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。 The amount of the surfactant used is usually 0.00001 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the obtained hydrolysis condensate. These may be used alone or in combination of two or more.
2.シリカ系膜の形成方法
本発明の一実施形態に係るシリカ系膜(絶縁膜)の形成方法は、上記膜形成用組成物を基板に塗布し、塗膜を形成する工程と、塗膜に硬化処理を施す工程とを含む。
2. Method for Forming Silica-Based Film A method for forming a silica-based film (insulating film) according to an embodiment of the present invention includes a step of applying the film-forming composition to a substrate to form a coating film, and curing to the coating film. And a process of applying a treatment.
膜形成用組成物が塗布される基板としては、Si、SiO2、SiN、SiC、SiCN等のSi含有層が挙げられる。膜形成用組成物を基板に塗布する方法としては、スピンコート、浸漬法、ロールコート法、スプレー法などの塗装手段が用いられる。基板に膜形成用組成物を塗布した後、溶剤を除去し塗膜を形成する。この際の膜厚は、乾燥膜厚として、1回塗りで厚さ0.05〜2.5μm、2回塗りでは厚さ0.1〜5.0μmの塗膜を形成することができる。その後、得られた塗膜に対して、硬化処理を施すことでシリカ系膜を形成することができる。 Examples of the substrate on which the film-forming composition is applied include Si-containing layers such as Si, SiO 2 , SiN, SiC, and SiCN. As a method for applying the film-forming composition to the substrate, a coating means such as spin coating, dipping method, roll coating method, spray method or the like is used. After the film forming composition is applied to the substrate, the solvent is removed to form a coating film. In this case, as a dry film thickness, a coating film having a thickness of 0.05 to 2.5 μm can be formed by one coating and a thickness of 0.1 to 5.0 μm can be formed by two coatings. Then, a silica-type film | membrane can be formed by performing a hardening process with respect to the obtained coating film.
硬化処理としては、加熱、電子線や紫外線などの高エネルギー線照射、プラズマ処理、およびこれらの組み合わせを挙げることができ、加熱処理、または加熱処理と高エネルギー線(紫外線)照射との組み合わせが好ましい。 Examples of the curing treatment include heating, irradiation with high energy rays such as electron beams and ultraviolet rays, plasma treatment, and combinations thereof. Heat treatment or a combination of heat treatment and irradiation with high energy rays (ultraviolet rays) is preferable. .
加熱により硬化を行なう場合は、この塗膜を不活性雰囲気下または減圧下で80〜450℃(好ましくは300℃〜450℃)に加熱する。この際の加熱方法としては、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、加熱雰囲気としては、不活性雰囲気下または減圧下で行なうことができる。 When hardening by heating, this coating film is heated to 80 to 450 ° C. (preferably 300 ° C. to 450 ° C.) under an inert atmosphere or under reduced pressure. As a heating method at this time, a hot plate, an oven, a furnace, or the like can be used, and a heating atmosphere can be performed under an inert atmosphere or under reduced pressure.
また、上記塗膜の硬化速度を制御するため、必要に応じて、段階的に加熱したり、あるいは窒素、空気、酸素、減圧などの雰囲気を選択したりすることができる。このような工程により、シリカ系膜の製造を行なうことができる。 Moreover, in order to control the curing rate of the coating film, it can be heated stepwise or an atmosphere such as nitrogen, air, oxygen, or reduced pressure can be selected as necessary. Through such a process, a silica-based film can be manufactured.
3.シリカ系膜
本発明の一実施形態に係るシリカ系膜は、低誘電率であり、かつ表面平坦性に優れるため、LSI、システムLSI、DRAM、SDRAM、RDRAM、D−RDRAMなどの半導体素子用層間絶縁膜として特に優れており、かつ、エッチングストッパー膜、半導体素子の表面コート膜などの保護膜、多層レジストを用いた半導体作製工程の中間層、多層配線基板の層間絶縁膜、液晶表示素子用の保護膜や絶縁膜などに好適に用いることができる。また、本実施形態に係るシリカ系膜は、銅ダマシンプロセスを含む半導体装置に有用である。
3. Silica-based film A silica-based film according to an embodiment of the present invention has a low dielectric constant and excellent surface flatness. Therefore, an interlayer for semiconductor elements such as LSI, system LSI, DRAM, SDRAM, RDRAM, and D-RDRAM is used. It is particularly excellent as an insulating film, and it is an etching stopper film, a protective film such as a surface coating film of a semiconductor element, an intermediate layer of a semiconductor manufacturing process using a multilayer resist, an interlayer insulating film of a multilayer wiring board, and a liquid crystal display element It can be suitably used for a protective film or an insulating film. The silica-based film according to this embodiment is useful for a semiconductor device including a copper damascene process.
本実施形態に係るシリカ系膜は、その比誘電率が、好ましくは1.8〜4.0、より好ましくは2.0〜3.5であり、その弾性率が、好ましくは2〜50GPa、より好ましくは3〜50GPaであり、その膜密度が、好ましくは0.7〜1.8g/cm3、より好ましくは0.8〜1.5g/cm3である。これらのことから、本実施形態に係る有機シリカ系膜は、機械的特性、低吸湿性、および低比誘電率等の絶縁膜特性に極めて優れているといえる。 The silica-based film according to the present embodiment has a relative dielectric constant of preferably 1.8 to 4.0, more preferably 2.0 to 3.5, and an elastic modulus of preferably 2 to 50 GPa. more preferably 3~50GPa, the film density is preferably 0.7~1.8g / cm 3, more preferably 0.8 to 1.5 g / cm 3. From these facts, it can be said that the organic silica film according to this embodiment is extremely excellent in insulating film characteristics such as mechanical characteristics, low hygroscopicity, and low relative dielectric constant.
4.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。本発明は以下の実施例に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質量%であることを示している。
4). EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The present invention is not limited to the following examples. In the examples and comparative examples, “parts” and “%” indicate parts by weight and mass%, respectively, unless otherwise specified.
4.1.評価方法
各種の評価は、次のようにして行った。
4.1. Evaluation method Various evaluations were performed as follows.
4.1.1.比誘電率測定,Δk
0.1Ω・cm以下の抵抗率を有する8インチのN型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を塗布し、ホットプレート上にて90℃で3分間、次いで窒素雰囲気下200℃で3分間乾燥し、さらに50mTorrの減圧下(真空雰囲気)420℃の縦型ファーネスで1時間焼成して膜を得た。
4.1.1. Dielectric constant measurement, Δk
A film-forming composition was applied onto an 8-inch N-type silicon wafer having a resistivity of 0.1 Ω · cm or less by using a spin coating method, and then on a hot plate at 90 ° C. for 3 minutes, and then in a nitrogen atmosphere The film was dried at 200 ° C. for 3 minutes and further baked for 1 hour in a vertical furnace at 420 ° C. under reduced pressure of 50 mTorr (vacuum atmosphere) to obtain a film.
得られた膜に、蒸着法によりアルミニウム電極パターンを形成し、比誘電率測定用サンプルを作成した。該サンプルについて、周波数100kHzの周波数で、アジデント社製、HP16451B電極およびHP4284AプレシジョンLCRメータを用いてCV法により、室温(24℃)および200℃における当該膜の比誘電率を測定した。 An aluminum electrode pattern was formed on the obtained film by a vapor deposition method, and a sample for measuring relative permittivity was prepared. With respect to the sample, the relative dielectric constant of the film at room temperature (24 ° C.) and 200 ° C. was measured by a CV method using an HP 16451B electrode and an HP4284A precision LCR meter manufactured by Agilent, Inc. at a frequency of 100 kHz.
Δkは、室温(24℃)、40%RHの雰囲気で測定した比誘電率(k@RT)と、200℃、乾燥窒素雰囲気下で測定した比誘電率(k@200℃)との差(Δk=k@RT−k@200℃)である。かかるΔkにより、主に、膜の吸湿による比誘電率の上昇分を評価することができる。通常、Δkが0.15以上であると、吸湿性が高い有機シリカ膜であるといえる。 Δk is the difference between the relative dielectric constant (k @ RT) measured at room temperature (24 ° C.) and 40% RH and the relative dielectric constant (k @ 200 ° C.) measured at 200 ° C. in a dry nitrogen atmosphere ( Δk = k @ RT−k @ 200 ° C.). With this Δk, it is possible to mainly evaluate the increase in relative dielectric constant due to moisture absorption of the film. Usually, when Δk is 0.15 or more, it can be said that the organic silica film has high hygroscopicity.
4.1.2.膜の弾性率(ヤング率)評価
膜の弾性率は連続剛性測定法により測定した。なお、弾性率は、以下の方法で形成されたポリマー膜(シリカ系膜)について測定した。すなわち、各実施例および比較例で得られた組成物をスピンコート法でシリコンウエハ上に塗布したのち、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、さらに400℃の窒素雰囲気下にてホットプレート上で基板を60分間焼成して、膜厚500μmのポリマー膜を得、このポリマー膜を弾性率の評価に使用した。
4.1.2. Evaluation of Elastic Modulus (Young's Modulus) of Film The elastic modulus of the film was measured by a continuous stiffness measurement method. The elastic modulus was measured for a polymer film (silica film) formed by the following method. That is, the composition obtained in each example and comparative example was applied on a silicon wafer by spin coating, and then the substrate was dried on a hot plate at 90 ° C. for 3 minutes and in a nitrogen atmosphere at 200 ° C. for 3 minutes. Further, the substrate was baked on a hot plate in a nitrogen atmosphere at 400 ° C. for 60 minutes to obtain a polymer film having a film thickness of 500 μm, and this polymer film was used for evaluation of elastic modulus.
4.1.3.重量平均分子量Mw
加水分解縮合物の重量平均分子量(Mw)は、下記条件によるサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)法により測定した。
4.1.3. Weight average molecular weight Mw
The weight average molecular weight (Mw) of the hydrolysis condensate was measured by a size exclusion chromatography (SEC) method under the following conditions.
試料:濃度10mmol/LのLiBr−H3PO4の2−メトキシエタノール溶液を溶媒として使用し、加水分解縮合物0.1gを100ccの10mmol/L LiBr−H3PO4の2−メトキシエタノール溶液に溶解して調製した。
標準試料:WAKO社製、ポリエチレンオキサイドを使用した。
装置:東ソー(株)社製、高速GPC装置(モデル HLC−8120GPC)を使用した。
カラム:東ソー(株)社製、TSK−GEL SUPER AWM−H(長さ15cm)を直列に3本設置して使用した。
測定温度:40℃
流速:0.6ml/min.
検出器:東ソー(株)社製、高速GPC装置(モデル HLC−8120GPC)内臓のRIにより検出した。
Sample: A 2-methoxyethanol solution of LiBr—H 3 PO 4 at a concentration of 10 mmol / L was used as a solvent, and 0.1 g of a hydrolysis condensate was added to 100 cc of 10 mmol / L LiBr—H 3 PO 4 in a 2-methoxyethanol solution. And dissolved.
Standard sample: Polyethylene oxide manufactured by WAKO was used.
Apparatus: A high-speed GPC apparatus (model HLC-8120GPC) manufactured by Tosoh Corporation was used.
Column: Tosoh Co., Ltd. product, TSK-GEL SUPER AWM-H (15 cm in length) was installed in series and used.
Measurement temperature: 40 ° C
Flow rate: 0.6 ml / min.
Detector: Detected by RI of a built-in high-speed GPC device (model HLC-8120GPC) manufactured by Tosoh Corporation.
4.2.絶縁膜形成用組成物の製造
4.2.1.合成例1
窒素置換した石英製セパラブルフラスコ内に、メチルトリメトキシシラン60.9g、テトラメトキシシラン177.3g、およびプロピレングリコールモノエチルエーテル599.1gを加え、この反応液を水浴で60℃に加熱した後に、20%シュウ酸水溶液2.3gおよび超純水160.4gを加えて60℃で5時間撹拌させた。この液を減圧下で全溶液量500gとなるまで濃縮し、固形分含有量20%とした後に、プロピレングリコールモノエチルエーテルにて固形分10%まで希釈し、加水分解縮合物(第1の加水分解縮合物)および有機溶媒を含む組成物Aを得た。本合成例から得られたポリシロキサン(加水分解縮合物)の重量平均分子量は2,300であった。
4.2. Production of composition for insulating film formation 4.2.1. Synthesis example 1
In a quartz-separable flask substituted with nitrogen, 60.9 g of methyltrimethoxysilane, 177.3 g of tetramethoxysilane, and 599.1 g of propylene glycol monoethyl ether were added, and the reaction solution was heated to 60 ° C. in a water bath. Then, 2.3 g of 20% oxalic acid aqueous solution and 160.4 g of ultrapure water were added and stirred at 60 ° C. for 5 hours. The solution was concentrated under reduced pressure to a total solution amount of 500 g to a solid content of 20%, diluted with propylene glycol monoethyl ether to a solid content of 10%, and hydrolyzed condensate (first hydrolyzed product). Decomposition condensate) and an organic solvent A were obtained. The weight average molecular weight of the polysiloxane (hydrolyzed condensate) obtained from this synthesis example was 2,300.
4.2.2.合成例2
窒素置換した石英製セパラブルフラスコ内に、メチルトリメトキシシラン101.5g、ビス(トリエトキシシリル)エタン134.1g、およびプロピレングリコールモノエチルエーテル642.3gを加え、この反応液を水浴で60℃に加熱した後に、20%マレイン酸水溶液2.2gおよび超純水120.0gを加えて60℃で5時間撹拌させた。この液を減圧下で全溶液量500gとなるまで濃縮し、固形分含有量20%とした後に、プロピレングリコールモノエチルエーテルにて固形分10%まで希釈し、加水分解縮合物(第1の加水分解縮合物)および有機溶媒を含む組成物Bを得た。本合成例から得られたポリシロキサン(加水分解縮合物)の重量平均分子量は3,700であった。
4.2.2. Synthesis example 2
101.5 g of methyltrimethoxysilane, 134.1 g of bis (triethoxysilyl) ethane, and 642.3 g of propylene glycol monoethyl ether were added to a quartz separable flask substituted with nitrogen, and this reaction solution was added to a water bath at 60 ° C. Then, 2.2 g of 20% maleic acid aqueous solution and 120.0 g of ultrapure water were added and stirred at 60 ° C. for 5 hours. The solution was concentrated under reduced pressure to a total solution amount of 500 g to a solid content of 20%, diluted with propylene glycol monoethyl ether to a solid content of 10%, and hydrolyzed condensate (first hydrolyzed product). Decomposition condensate) and organic solvent B were obtained. The weight average molecular weight of the polysiloxane (hydrolysis condensate) obtained from this synthesis example was 3,700.
4.2.3.合成例3
窒素置換した石英製セパラブルフラスコ内に、テトラメトキシシラン253.3gおよびプロピレングリコールモノエチルエーテル506.7gを加え、これを水浴で60℃に加熱した後に、テトラキス(アセチルアセトナート)チタン0.010gおよび超純水239.9gを加えて60℃で2時間撹拌させた。この反応液を減圧下で全溶液量500gとなるまで濃縮し、固形分含有量20%とした後に、プロピレングリコールモノエチルエーテルにて固形分10%まで希釈し、加水分解縮合物(第1の加水分解縮合物)および有機溶媒を含む組成物Cを得た。本合成例から得られたポリシロキサン(加水分解縮合物)の重量平均分子量は4,100であった。
4.2.3. Synthesis example 3
In a quartz-separable flask substituted with nitrogen, 253.3 g of tetramethoxysilane and 506.7 g of propylene glycol monoethyl ether were added and heated to 60 ° C. in a water bath, and then 0.010 g of tetrakis (acetylacetonate) titanium. And 239.9 g of ultrapure water was added and allowed to stir at 60 ° C. for 2 hours. The reaction solution was concentrated under reduced pressure to a total solution amount of 500 g to a solid content of 20%, diluted with propylene glycol monoethyl ether to a solid content of 10%, and then hydrolyzed condensate (first product). Hydrolyzed condensate) and an organic solvent composition C were obtained. The weight average molecular weight of the polysiloxane (hydrolyzed condensate) obtained from this synthesis example was 4,100.
4.2.4.比較合成例1
窒素置換した石英製セパラブルフラスコ内に、メチルトリメトキシシラン101.5g、テトラメトキシシラン76.0g、およびプロピレングリコールモノエチルエーテル643.0gを加え、これを水浴で60℃に加熱した後に20%シュウ酸水溶液1.9gおよび超純水137.0gを加えて60℃で5時間撹拌させた。この反応液を減圧下で全溶液量500gとなるまで濃縮し、固形分含有量20%とした後に、プロピレングリコールモノエチルエーテルにて固形分10%まで希釈し、加水分解縮合物および有機溶媒を含む組成物Dを得た。本比較合成例から得られたポリシロキサン(加水分解縮合物)の重量平均分子量は1,900であった。
4.2.4. Comparative Synthesis Example 1
101.5 g of methyltrimethoxysilane, 76.0 g of tetramethoxysilane and 643.0 g of propylene glycol monoethyl ether were added into a quartz-separable flask substituted with nitrogen, and after heating to 60 ° C. in a water bath, 20% An oxalic acid aqueous solution (1.9 g) and ultrapure water (137.0 g) were added, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 5 hours. The reaction solution was concentrated under reduced pressure to a total solution amount of 500 g to a solid content of 20%, diluted with propylene glycol monoethyl ether to a solid content of 10%, and the hydrolysis condensate and organic solvent were removed. A composition D containing was obtained. The weight average molecular weight of the polysiloxane (hydrolyzed condensate) obtained from this comparative synthesis example was 1,900.
4.2.5.合成例4
窒素置換した石英製セパラブルフラスコ内に、メチルトリメトキシシラン50.7g、テトラメトキシシラン63.3g、およびエタノール573.8gを加え、これを水浴で60℃に加熱した後に、20%テトラプロピルアンモニウムハイドロキサイド水溶液56.6gおよび超純水255.8gを加えて60℃で1時間撹拌させた。この反応液を氷浴で10℃以下に冷却した後に、20%マレイン酸水溶液40.4gを加えて中和し、この有機相を減圧下で全溶液量333gとなるまで濃縮し、固形分含有量15%とし、次いで、プロピレングリコールモノエチルエーテルにて固形分10%まで希釈し、加水分解縮合物(第2の加水分解縮合物)および有機溶媒を含む組成物Eを得た。本合成例から得られたポリシロキサン(加水分解縮合物)の重量平均分子量は42,000であった。
4.2.5. Synthesis example 4
In a quartz-separable flask substituted with nitrogen, 50.7 g of methyltrimethoxysilane, 63.3 g of tetramethoxysilane, and 573.8 g of ethanol were added and heated to 60 ° C. in a water bath, and then 20% tetrapropylammonium. Hydroxide aqueous solution 56.6g and ultrapure water 255.8g were added, and it was made to stir at 60 degreeC for 1 hour. The reaction solution was cooled to 10 ° C. or lower in an ice bath, neutralized by adding 40.4 g of a 20% maleic acid aqueous solution, and the organic phase was concentrated to a total solution amount of 333 g under reduced pressure to contain a solid content. The amount was adjusted to 15%, and then diluted with propylene glycol monoethyl ether to a solid content of 10% to obtain a composition E containing a hydrolysis condensate (second hydrolysis condensate) and an organic solvent. The weight average molecular weight of the polysiloxane (hydrolysis condensate) obtained from this synthesis example was 42,000.
4.2.6.比較合成例2
窒素置換した石英製セパラブルフラスコ内に、メチルトリメトキシシラン76.1g、テトラメトキシシラン31.7g、およびエタノール610.8gを加え、これを水浴で60℃に加熱した後に、20%テトラプロピルアンモニウムハイドロキサイド水溶液51.0gおよび超純水230.4gを加えて60℃で1時間撹拌させた。この反応液を氷浴で10℃以下に冷却した後に、20%マレイン酸水溶液を36.4g加えて中和し、この有機相を減圧下で全溶液量333gとなるまで濃縮し、固形分含有量15%とした後に、プロピレングリコールモノエチルエーテルにて固形分10%まで希釈し、加水分解縮合物および有機溶媒を含む組成物Fを得た。本比較合成例から得られたポリシロキサン(加水分解縮合物)の分子量は38,000であった。
4.2.6. Comparative Synthesis Example 2
In a quartz-separable flask substituted with nitrogen, 76.1 g of methyltrimethoxysilane, 31.7 g of tetramethoxysilane, and 610.8 g of ethanol were added and heated to 60 ° C. in a water bath, and then 20% tetrapropylammonium. 51.0 g of an aqueous hydroxide solution and 230.4 g of ultrapure water were added, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 1 hour. The reaction solution was cooled to 10 ° C. or lower in an ice bath, neutralized by adding 36.4 g of a 20% maleic acid aqueous solution, and the organic phase was concentrated to a total solution amount of 333 g under reduced pressure, containing a solid content. After adjusting the amount to 15%, the mixture was diluted with propylene glycol monoethyl ether to a solid content of 10% to obtain a composition F containing a hydrolytic condensate and an organic solvent. The molecular weight of the polysiloxane (hydrolyzed condensate) obtained from this comparative synthesis example was 38,000.
4.3.膜の形成(実施例1〜9および比較例1〜10)
各合成例で得られた組成物を表1に示す質量比で混合して、塗布用組成物を調製した。なお、添加剤として「PE−61」が用いられている例においては、ポリシロキサンの固形分換算で60部の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(商品名「PE−61」、三洋化成工業製)を組成物に添加した。
4.3. Formation of film (Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 10)
The composition obtained in each synthesis example was mixed at a mass ratio shown in Table 1 to prepare a coating composition. In addition, in an example in which “PE-61” is used as an additive, 60 parts of polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer (trade name “PE-61”, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) in terms of solid content of polysiloxane. ) Was added to the composition.
各塗布用組成物を8インチシリコンウエハ上にスピンコート法により塗布し、大気中80℃で5分間、次いで窒素下200℃で5分間加熱した。さらに、各例に示された方法により架橋処理を実施し、無色透明の膜を形成した。溶液および膜の評価結果を表1に示す。 Each coating composition was applied onto an 8-inch silicon wafer by spin coating, and heated in the atmosphere at 80 ° C. for 5 minutes and then at 200 ° C. for 5 minutes under nitrogen. Furthermore, the crosslinking process was implemented by the method shown by each example, and the colorless and transparent film | membrane was formed. The evaluation results of the solution and the film are shown in Table 1.
なお、架橋処理方法として、熱処理ならびに紫外線照射を採用した。熱処理および紫外線照射の手順は以下の通りである。 As the crosslinking treatment method, heat treatment and ultraviolet irradiation were adopted. The procedure of heat treatment and ultraviolet irradiation is as follows.
4.3.1.熱処理
得られた膜を真空下、425℃で1時間加熱した。
4.3.1. Heat treatment The obtained film was heated at 425 ° C. for 1 hour under vacuum.
4.3.2.紫外線照射
酸素分圧0.01kPaのチャンバー内にて、ホットプレート上で塗膜を400℃で加熱しながら、紫外線を照射した。紫外線源は、波長250nm以下の波長を含む白色紫外線を用いた。なお、この紫外線は白色紫外光のため、有効な方法で照度の測定は行なえなかった。
4.3.2. Ultraviolet irradiation In a chamber having an oxygen partial pressure of 0.01 kPa, ultraviolet rays were irradiated while heating the coating film at 400 ° C. on a hot plate. As the ultraviolet light source, white ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less was used. Since this ultraviolet ray is white ultraviolet ray, the illuminance cannot be measured by an effective method.
(1)実施例1で得られた膜は、組成物Aと組成物Eとを70:30の比で混合して得られた組成物を使用して形成されたものである。実施例1で得られた膜は、組成物Aのみを使用して形成された膜(比較例1)と比較して、弾性率がほぼ同一であるにも関わらず、比誘電率およびΔkが大幅に減少していることがわかる。また、実施例2では、組成物Aおよび組成物Eの総量に対する組成物Aの割合が50質量%未満である混合物を用いて膜を形成しており、比誘電率やΔkは低いものの弾性率も明らかに低下しており、機械的強度の観点から好ましくない。さらに、比較例2は、組成物Eのかわりに組成物Fを使用した以外は実施例1と同様の条件で膜を形成した結果であり、比較例2で得られた膜のΔkの値は、実施例1で得られた膜のΔkの値と比較して依然大きく、吸湿性が高い膜であることがわかる。
(2)実施例3・4および比較例3・4はそれぞれ、実施例1・2および比較例1・2の架橋処理を熱焼成から紫外線処理に変更したものであり、この場合でも上述の(1)と同様の傾向が現れている。 (2) Examples 3 and 4 and Comparative Examples 3 and 4 were obtained by changing the crosslinking treatment of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 from thermal firing to ultraviolet treatment, respectively. The same tendency as in 1) appears.
(3)実施例5−7および比較例5で使用した組成物は、比誘電率の低減を目的として有機高分子を含有するものである。実施例5・6によれば、組成物Bの割合が50質量%を超える混合物を用いて形成された膜は、弾性率が高くΔkが小さくなる傾向があり、本発明の効果を発現していることがわかる。 (3) The composition used in Examples 5-7 and Comparative Example 5 contains an organic polymer for the purpose of reducing the relative dielectric constant. According to Examples 5 and 6, a film formed using a mixture in which the proportion of the composition B exceeds 50% by mass tends to have a high elastic modulus and a small Δk, and exhibits the effects of the present invention. I understand that.
(4)実施例8・9および比較例6では、4官能シラン化合物(化合物1)のみを用いて合成された組成物Cと、組成物Eとの混合物を使用して膜を形成しており、実施例8・9および比較例6の間には、上述の(1)における実施例1・2および比較例1との関係と同様の関係が成立している。 (4) In Examples 8 and 9 and Comparative Example 6, a film was formed using a mixture of the composition E synthesized with only the tetrafunctional silane compound (compound 1) and the composition E. Between Examples 8 and 9 and Comparative Example 6, the same relationship as that of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 in (1) described above is established.
(5)比較例7では、3官能シラン化合物(化合物3のうち上記一般式(3)においてdが1である化合物)が原料の大半である組成物Dと、組成物Eとの混合物を使用して膜を形成しており、この場合、比較例7で得られた膜のΔkの値は、実施例1〜9で得られた膜のΔkの値よりもやや高く、吸湿性が低いことがわかる。また、組成物Dは、架橋性が元来小さい3官能シラン化合物を主成分とするポリシロキサン(加水分解縮合物)を構成要素としているため、比較例7・8によれば、組成物Dを用いて形成された膜は、組成物Eの混合の有無に関わらず弾性率が低いことがわかる。 (5) In Comparative Example 7, a mixture of the composition D in which the trifunctional silane compound (the compound 3 in which the d is 1 in the general formula (3) above) is the majority of the raw material is used. In this case, the Δk value of the film obtained in Comparative Example 7 is slightly higher than the Δk value of the film obtained in Examples 1 to 9, and the hygroscopicity is low. I understand. Further, since the composition D is composed of a polysiloxane (hydrolysis condensate) mainly composed of a trifunctional silane compound having originally low crosslinkability, according to Comparative Examples 7 and 8, the composition D It can be seen that the film formed using the film has a low elastic modulus regardless of whether or not the composition E is mixed.
(6)比較例8、9では、組成物E、Fをそれぞれ単独で使用して膜を形成しており、この場合得られた膜の弾性率が低いことがわかる。 (6) In Comparative Examples 8 and 9, the compositions E and F were each used alone to form a film, and it can be seen that the elastic modulus of the film obtained in this case was low.
Claims (8)
下記一般式(1)で表される少なくとも1種のシラン化合物30〜100モル%と、他のシラン化合物0〜70モル%とを加水分解縮合して得られた第2の加水分解縮合物と、
有機溶媒と、
を含み、
前記第2の加水分解縮合物の分子量は、前記第1の加水分解縮合物の分子量より大きい、絶縁膜形成用組成物。
Si(OR1)4 ・・・・・(1)
(式中、R1はアルキル基、アルケニル基、アリール基、アリル基またはグリシジル基を示す。)
R2 a(R3O)3−aSi−(R6)c−Si(OR4)3−bR5 b ・・・(2)
(式中、R2〜R5は独立して、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アリル基またはグリシジル基を表し、aおよびbは独立して、0〜1の数を示し、R6は酸素原子、フェニレン基または−(CH2)m−で表される基(ここで、mは1〜6の整数である)を表し、cは0または1を示す。) 50-100 mol% of at least one silane compound selected from the group of compounds represented by the following general formula (1) and the following general formula (2), and 0-50 mol of other silane compounds A first hydrolytic condensate obtained by hydrolytic condensation of
A second hydrolysis-condensation product obtained by hydrolysis-condensation of at least one silane compound of 30 to 100 mol% represented by the following general formula (1) and another silane compound of 0 to 70 mol%; ,
An organic solvent,
Including
The composition for forming an insulating film, wherein the molecular weight of the second hydrolysis-condensation product is larger than the molecular weight of the first hydrolysis-condensation product.
Si (OR 1 ) 4 (1)
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an allyl group, or a glycidyl group .)
R 2 a (R 3 O) 3-a Si- (R 6) c -Si (OR 4) 3-b R 5 b ··· (2)
(Wherein R 2 to R 5 independently represent an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an allyl group or a glycidyl group , a and b each independently represent a number of 0 to 1, and R 6 represents Represents an oxygen atom, a phenylene group or a group represented by — (CH 2 ) m — (wherein m is an integer of 1 to 6), and c represents 0 or 1.)
第1の加水分解縮合物の重量平均分子量が700以上10,000未満であることを特徴とする絶縁膜形成用組成物。 In claim 1,
The composition for forming an insulating film, wherein the weight average molecular weight of the first hydrolysis-condensation product is 700 or more and less than 10,000.
第2の加水分解縮合物の重量平均分子量が10,000以上500,000以下であることを特徴とする絶縁膜形成用組成物。 The composition for forming an insulating film according to claim 1 or 2, wherein the second hydrolysis-condensation product has a weight average molecular weight of 10,000 or more and 500,000 or less.
前記他のシラン化合物は、下記一般式(3)で表される化合物を含む、絶縁膜形成用組成物。
R7 dSi(OR8)4−d ・・・・・(3)
(式中、R7〜R8は独立して、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アリル基またはグリシジル基を表し、dは1〜2の数を示す。) In any of claims 1 to 3,
The said other silane compound is a composition for insulating film formation containing the compound represented by following General formula (3).
R 7 d Si (OR 8 ) 4-d (3)
(Wherein R 7 to R 8 independently represent an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an allyl group or a glycidyl group , and d represents a number of 1 to 2).
前記第1の加水分解縮合物および前記第2の加水分解縮合物の総量に対する該第1の加水分解縮合物の割合が50〜95質量%である、絶縁膜形成用組成物。 In any of claims 1 to 4,
The composition for insulating film formation whose ratio of this 1st hydrolysis-condensation product with respect to the total amount of said 1st hydrolysis-condensation product and said 2nd hydrolysis-condensation product is 50-95 mass%.
膜中空孔形成剤として有機高分子をさらに含む、絶縁膜形成用組成物。 In any of claims 1 to 5,
An insulating film forming composition further comprising an organic polymer as a film hollow hole forming agent.
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