[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR100508903B1 - Composition for low dielectric film and method for forming low dielectric film - Google Patents

Composition for low dielectric film and method for forming low dielectric film Download PDF

Info

Publication number
KR100508903B1
KR100508903B1 KR10-2002-0024729A KR20020024729A KR100508903B1 KR 100508903 B1 KR100508903 B1 KR 100508903B1 KR 20020024729 A KR20020024729 A KR 20020024729A KR 100508903 B1 KR100508903 B1 KR 100508903B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
organic
insulating film
formula
forming
carbon atoms
Prior art date
Application number
KR10-2002-0024729A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20030086637A (en
Inventor
문명선
고민진
신동석
강귀권
강정원
남혜영
김영득
최범규
김병노
권원종
박상민
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR10-2002-0024729A priority Critical patent/KR100508903B1/en
Publication of KR20030086637A publication Critical patent/KR20030086637A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100508903B1 publication Critical patent/KR100508903B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B19/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing insulators or insulating bodies
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/12Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02Disposition of insulation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 저유전 절연막 형성용 조성물에 관한 것으로, 특히 유기용매에 열분해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실란화합물 단독, 또는 열분해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실란화합물, 및 일반 실란화합물 또는 실란올리고머를 혼합한 후, 물 및 촉매를 가하여 가수분해 및 축합반응시켜 제조된 유기실리케이트 중합체, 이를 포함하는 반도체 소자의 절연막 형성용 코팅 조성물, 이 조성물에 기공 형성 유기물을 더욱 포함하는 반도체 소자의 절연막 형성용 코팅 조성물, 이 조성물이 도포되어 경화된 반도체 소자의 절연막의 제조방법, 및 이 방법에 의해 제조되는 저유전 절연막을 포함하는 반도체 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composition for forming a low dielectric insulating film of a semiconductor device, and in particular, an organic silane compound containing an organic substance capable of thermal decomposition in an organic solvent, or an organic silane compound containing an organic substance capable of thermal decomposition, and a general silane compound or silane. An organic silicate polymer prepared by mixing oligomers, followed by hydrolysis and condensation reaction by adding water and a catalyst, a coating composition for forming an insulating film for a semiconductor device comprising the same, and forming an insulating film for a semiconductor device further comprising a pore-forming organic material in the composition. The present invention relates to a coating composition for use, a method for producing an insulating film of a semiconductor device to which the composition is applied and cured, and a semiconductor device comprising a low dielectric insulating film produced by the method.

본 발명에 사용된 유기실란화합물에 공유결합된 열분해가 가능한 유기물은 경화공정 중 열분해하여 자체적으로 기공을 형성할 뿐만 아니라, 기공형성물질과의 상용성을 향상시켜 저유전 절연막을 효과적으로 제조할 수 있다. 또한 상기 저유전 절연막은 미세 기공의 조절이 용이하고, 절연성이 매우 우수한 효과가 있다.The thermally decomposable organic material covalently bonded to the organosilane compound used in the present invention not only forms pores by itself during the curing process, but also improves the compatibility with the pore-forming material, thereby effectively manufacturing a low dielectric insulating film. . In addition, the low-k dielectric has an effect of easily adjusting fine pores and having excellent insulation.

Description

저유전 절연막 형성용 조성물 및 절연막 제조 방법 {COMPOSITION FOR LOW DIELECTRIC FILM AND METHOD FOR FORMING LOW DIELECTRIC FILM}Composition for forming low dielectric insulating film and method for manufacturing insulating film {COMPOSITION FOR LOW DIELECTRIC FILM AND METHOD FOR FORMING LOW DIELECTRIC FILM}

본 발명은 반도체 소자의 저유전 절연막 형성용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열분해 가능한 유기물을 함유한 유기실리실리케이트 중합체의 제조방법, 이로부터 제조되는 유기실리케이트 중합체와 기공형성 물질을 포함하는 절연막 형성용 코팅 조성물, 이 조성물을 적용한 절연막의 제조방법, 및 이로부터 제조되는 절연막을 포함하는 반도체 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for forming a low dielectric insulating film of a semiconductor device, and more particularly, to a method of preparing an organosilicate polymer containing a thermally decomposable organic material, and to forming an insulating film comprising an organosilicate polymer and a pore-forming material prepared therefrom. It relates to a semiconductor composition comprising a coating composition for use, a method for producing an insulating film to which the composition is applied, and an insulating film produced therefrom.

최근 반도체 소자의 집적도가 증가하면서 소자 내부를 연결하는 도선의 선폭이 급속하게 줄어들고 있으며, 2003 년경에는 0.1 ㎛의 회로 선폭을 이용한 고밀도의 소자가 개발될 것으로 예상된다.With the recent increase in the degree of integration of semiconductor devices, the line widths of the wires connecting the inside of the devices are rapidly decreasing. In 2003, high density devices using a circuit line width of 0.1 μm are expected to be developed.

일반적으로 반도체 소자의 속도는 트랜지스터의 스위칭 속도와 시그널(signal)의 전달 속도에 비례하고, 시그널의 전달 속도는 배선물질의 저항과 층간 절연막의 정전용량의 곱으로 표시되는 RC 지연(delay)에 의하여 결정된다. 반도체 소자의 집적도가 높아지면 소자내부를 연결하는 금속선간의 폭이 좁아지고, 굵기는 가늘어짐과 동시에 길이는 기하급수적으로 증가하여, 고밀도 칩상의 속도는 스위칭 속도보다는 고밀도 칩상의 RC 지연에 의하여 결정된다. 따라서 고속의 칩을 제조하기 위해서는 저항이 작은 도체와 유전율이 낮은 절연물질을 사용하여야 한다. 또한 저유전 물질의 사용은 반도체 소자의 속도 증가뿐만 아니라, 소비전력을 낮출 수 있고, 금속 배선 사이의 상호 간섭(cross-talk) 현상을 현저히 감소시킬 수 있는 이점이 있다.In general, the speed of a semiconductor device is proportional to the switching speed of a transistor and the transmission speed of a signal, and the transmission speed of the signal is represented by an RC delay expressed as a product of the resistance of the wiring material and the capacitance of the interlayer insulating film. Is determined. As the degree of integration of semiconductor devices increases, the width between metal lines connecting the inside of the device becomes narrower, and the thickness becomes thinner and the length increases exponentially. The speed on the high density chip is determined by the RC delay on the high density chip rather than the switching speed. . Therefore, in order to manufacture a high speed chip, a low resistance conductor and a low dielectric constant insulating material should be used. In addition, the use of a low dielectric material may not only increase the speed of the semiconductor device, but also may reduce power consumption, and may significantly reduce cross-talk between metal wires.

최근 IBM에서 종래의 알루미늄 배선을 사용하지 않고, 전기 전도도가 높은 구리 배선을 사용하여 20 % 이상의 성능 향상을 보인 반도체 시제품을 출시한 바 있다. 반면에 저유전 물질을 적용한 반도체 소자, 특히 2.5 이하의 유전 상수를 갖는 절연 물질은 적절한 소재 개발의 미비로 상업화에 어려움을 겪고 있다.IBM has recently released a prototype of a semiconductor that does not use traditional aluminum wiring and improves performance by more than 20 percent using copper wiring with high electrical conductivity. On the other hand, semiconductor devices employing low dielectric materials, especially insulating materials having dielectric constants of 2.5 or less, have difficulty in commercialization due to inadequate material development.

종래의 IC, LSI 등의 반도체 소자의 층간 절연 재료는 유전상수가 4.0인 SiO2가 대부분이며, 저유전 물질로 플루오린이 도핑된 실리케이트(F-SiO2)가 일부 소자에 적용되고 있다. 그러나 F-SiO2의 경우 플루오린의 함량이 6 % 이상일 경우 열적으로 불안정한 상태가 되어 이 방법으로는 유전상수를 3.5 이하로 낮추기 어려운 문제점이 있다. 최근에 이러한 문제점을 해결하기 위하여 극성이 낮고 열적으로 안정한 여러 가지 유기 및 무기 고분자들이 제시되고 있다.In the conventional interlayer insulating materials of semiconductor devices such as IC and LSI, SiO 2 having a dielectric constant of 4.0 is mostly used, and silicate (F-SiO 2 ) doped with fluorine as a low dielectric material is applied to some devices. However, in the case of F-SiO 2 content of more than 6% fluorine is a thermally unstable state has a problem that it is difficult to lower the dielectric constant below 3.5 by this method. Recently, in order to solve these problems, various organic and inorganic polymers having low polarity and thermal stability have been proposed.

저유전 상수를 갖는 유기 고분자는 폴리이미드 수지, 폴리 아릴렌 에테르 수지, 및 아로마틱 하이드로카본 수지 등이 알려져 있다. 이들 유기 고분자들은 대부분 유전상수가 3.2∼2.6으로, 일반적으로 유리 전이 온도가 낮고, SiO2에 비해 기계적 강도가 현저히 떨어지고 선팽창 계수가 높다는 문제점이 있다. 이같이 낮은 열적 안정성과 탄성률 및 높은 선팽창 계수를 가지는 유기 고분자는 소자 또는 배선판의 신뢰성을 저하시킬 수가 있다.As organic polymers having a low dielectric constant, polyimide resins, polyarylene ether resins, aromatic hydrocarbon resins, and the like are known. Most of these organic polymers have a dielectric constant of 3.2 to 2.6, and generally have a low glass transition temperature, a significant drop in mechanical strength and a high coefficient of linear expansion compared to SiO 2 . Organic polymers having such low thermal stability, modulus of elasticity and high linear expansion coefficient can degrade the reliability of the device or the wiring board.

최근에는 유기 고분자의 열적 안정성 문제를 해결하기 위하여 알콕시실란계 화합물을 이용한 유기실리케이트 중합체 개발이 최근에 진행중이다. 이 방법은 유기 실란을 가수분해, 축합반응시킨 후 경화 공정을 통하여 유기 실리케이트 막을 형성하는 방법이다. 이러한 재료로서 메틸 또는 수소 실세스 퀴옥산은 450 ℃에서 열적으로 안정하다. 그러나, 상기 폴리 실세스 퀴옥산의 유전 상수 또한 2.7 이상의 비교적 높은 유전 상수를 갖으며 기계적 특성도 충분치 않다는 문제점이 있다.Recently, in order to solve the thermal stability problem of the organic polymer, development of an organosilicate polymer using an alkoxysilane-based compound has been recently underway. This method is a method of forming an organic silicate film through a curing process after hydrolyzing and condensing the organic silane. As such a material methyl or hydrogen silses quoxane is thermally stable at 450 ° C. However, the dielectric constant of the polysilses quoxane also has a relatively high dielectric constant of 2.7 or more and there is a problem that the mechanical properties are not sufficient.

최근 비유전율 2.5∼3.0의 상기 유기 폴리머, 유기실리케이트 고분자 등은 이들이 가지는 여러 문제점에도 불구하고 상용화 단계에 있으며, 향후 필요로 하는 비유전율 2.5 이하의 초저유전 물질에 대한 연구가 진행 중이다. 2.5 이하의 저유전 물질로는 불소 함유 수지와 다공질 막 등이 제안되고 있으나, LSI의 층간 절연막으로서 충분한 특성을 갖는 재료는 개발되고 있지 않는 것이 현재의 상태이다. 불소수지는 2.0 정도의 저유전율을 갖으나, 열분해온도가 400 ℃이하이기 때문에, 현재의 반도체 공정 온도에서는 충분치 않은 문제점이 있다. 따라서 2.5∼3.0의 저유전 물질에 기공을 도입하는 다공질 막이 비유전율 2.5 이하를 구현하는 기술으로서 주목받고 있다. 다공질 막을 형성하는 종래기술로는 미국특허 제 5,700,844호의 고분자 프리커서와 폴리머 입자를 분산시켜 고분자 프리커서를 경화시킨 후, 폴리머 입자를 고온에서 2차 가열하여 제거하는 공정으로 다공질 막을 형성하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법은 기공 형성을 위하여 폴리머 입자를 사용함으로써 수 나노의 작은 기공을 형성하기 어렵다는 문제점이 있다. 또한 문헌(Adv. Mater. 1998, Vol. 10, No. 13, 1049)에는 유기실리케이트 중합체와 열분해 가능한 고분자를 분산시키고, 유기실리케이트를 일정 온도에서 경화시켜 상분리시키고, 고온에서 2차 가열하여 유기고분자를 제거함으로서 다공성 초유전체를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 유기실리케이트 고분자의 하이드록시 관능기와 유기 고분자의 상호 작용에 의하여 상분리 정도가 결정되는데, 유기실리케이트의 관능기가 건조공정 및 경화공정 중에 축합반응으로 인하여 관능기가 급격히 감소하여 상분리의 제어가 어렵고, 심한 경우에는 불투명한 막이 형성될 수 있다는 문제점이 있다.Recently, the organic polymers and organosilicate polymers having a relative dielectric constant of 2.5 to 3.0 have been commercialized in spite of various problems, and studies on ultra low dielectric constants having a relative dielectric constant of 2.5 or less are underway. As a low dielectric material of 2.5 or less, fluorine-containing resins, porous membranes, and the like have been proposed, but materials having sufficient characteristics as interlayer insulating films of LSI have not been developed. The fluorine resin has a low dielectric constant of about 2.0, but since the thermal decomposition temperature is 400 ° C. or less, there is a problem that is not sufficient at the current semiconductor process temperature. Therefore, a porous membrane that introduces pores into a low dielectric material of 2.5 to 3.0 has attracted attention as a technique for achieving a relative dielectric constant of 2.5 or less. Conventional techniques for forming a porous membrane include a method of forming a porous membrane by dispersing the polymer precursor and the polymer particles of US Patent No. 5,700,844 to cure the polymer precursor, and then removing the polymer particles by heating the secondary particles at a high temperature. . However, this method has a problem that it is difficult to form small pores of several nanometers by using polymer particles for pore formation. In addition, the literature (Adv. Mater. 1998, Vol. 10, No. 13, 1049) disperses the organosilicate polymer and the thermally decomposable polymer, the organosilicate is cured at a constant temperature to phase-separate, and the organic polymer is heated by secondary heating at a high temperature. Disclosed is a method for producing a porous superdielectric by removing a. In this method, the degree of phase separation is determined by the interaction between the hydroxy functional group and the organic polymer of the organosilicate polymer.The functional group of the organosilicate is rapidly reduced due to the condensation reaction during the drying and curing processes, making it difficult to control the phase separation. In severe cases, there is a problem that an opaque film can be formed.

미국특허 제 6,126,733호는 기공 형성을 위하여 유기고분자 대신 고 비점의 용매를 사용하였다. 상기 방법은 경화반응을 거치는 동안에 고 비점의 용매가 나노 크기로 상분리되고, 2차 경화반응을 거치는 동안에 고 비점의 용매가 증발하여 기공을 형성하는 방법이다. 그러나, 상기 방법은 겔화 과정 중 고 비점 용매의 상분리 현상과 막형성의 공정 제어가 어려운 문제점이 있다. US Pat. No. 6,126,733 used a high boiling point solvent instead of organic polymer for pore formation. The above method is a method in which high boiling point solvent is phase separated into nano size during the curing reaction, and the high boiling solvent is evaporated to form pores during the second curing reaction. However, the method has a problem that it is difficult to control the process of phase separation of the high boiling point solvent and the film formation during the gelation process.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명은 반도체 소자의 고속화와 소비전력량을 감소시킬 수 있고, 금속 배선의 상호 간섭 현상을 현저히 저하시킬 수 있는 저유전 배선 층간 절연막으로 사용할 수 있는 저유전 물질을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a low-k dielectric material that can be used as a low-k dielectric interlayer insulating film that can reduce the speed and power consumption of the semiconductor device, significantly reducing the mutual interference phenomenon of the metal wiring. It aims to do it.

본 발명의 다른 목적은 상기의 저유전 물질을 포함하는 유기실리케이트 중합체의 제조방법, 이를 이용하여 기공 형성이 용이한 반도체 소자의 절연막 형성용 코팅 조성물을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method for preparing an organosilicate polymer comprising the low dielectric material, and to provide a coating composition for forming an insulating layer of a semiconductor device, by which the pore is easily formed.

본 발명의 또다른 목적은 상기의 기공 형성이 용이한 절연막 형성용 코팅 조성물을 적용한 저유전 절연막의 제조방법, 및 이로부터 제조되어 미세 기공의 조절이 용이하고, 절연성이 우수할 뿐만 아니라, 막의 밀도를 현저히 낮출 수 있는 저유전 절연막을 포함하는 반도체 소자를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is a method of manufacturing a low dielectric insulating film to which the above-described pore-forming coating composition for forming an insulating film is applied, and is prepared therefrom, which is easy to control fine pores, and has excellent insulation, as well as a film density. It is to provide a semiconductor device comprising a low dielectric insulating film that can significantly lower the.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유기실리케이트 중합체의 제조방법에 있어서, 유기용매에 열분해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실란화합물 단독, 또는 열분해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실란화합물, 및 일반 실란화합물 또는 실란올리고머를 혼합한 후, 물 및 촉매를 가하여 가수분해 및 축합반응시키는 단계를 포함하는 유기실리케이트 중합체의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the method for producing an organosilicate polymer, an organic silane compound containing an organic substance capable of pyrolysis in an organic solvent, or an organic silane compound containing an organic substance capable of thermal decomposition, and a general silane compound Or after mixing the silane oligomer, water and a catalyst is added to the hydrolysis and condensation reaction provides a method for producing an organosilicate polymer.

또한 본 발명은 상기 방법으로 제조되는 유기실리케이트 중합체를 포함하는 반도체 소자의 저유전 절연막 형성용 코팅 조성물, 및 이 조성물이 도포되어 경화된 반도체 소자의 저유전 절연막을 제공한다.The present invention also provides a coating composition for forming a low dielectric insulating film of a semiconductor device comprising an organosilicate polymer prepared by the above method, and a low dielectric insulating film of a semiconductor device to which the composition is applied and cured.

구체적으로는, 반도체 소자의 절연막 형성용 코팅 조성물에 있어서,Specifically, in the coating composition for forming an insulating film of a semiconductor device,

a)ⅰ) 열분해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실란화합물 단독; 또는a) i) an organosilane compound alone containing an organic substance capable of thermal decomposition; or

ⅱ) 열분해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실란화합물, 및 일반 실란화  Ii) organosilane compounds containing organic compounds capable of thermal decomposition, and general silanization

합물 또는 실란올리고머      Compound or silane oligomer

를 포함하는 유기실리케이트 중합체; 및  Organosilicate polymer comprising; And

b) 유기용매b) organic solvent

를 포함하는 절연막 형성용 코팅 조성물을 제공한다.It provides a coating composition for forming an insulating film comprising a.

또한 상기 절연막 형성용 조성물은 In addition, the composition for forming an insulating film

c) 선형 유기분자 또는 폴리머, 크로스링크 유기 폴리머, 하이퍼브렌치드형 유기분자 또는 고분자, 및 덴드리머형 유기물질로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 기공 형성 물질c) at least one pore-forming material selected from the group consisting of linear organic molecules or polymers, crosslink organic polymers, hyperbranched organic molecules or polymers, and dendrimer type organic materials

을 추가로 포함할 수 있다.It may further include.

또한 본 발명은 반도체 소자의 저유전 절연막의 제조방법에 있어서,In addition, the present invention is a method of manufacturing a low dielectric insulating film of a semiconductor device,

a)ⅰ) 열분해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실란화합물 단독, 또는 열분a) iii) an organosilane compound containing thermally decomposable organic substances alone or as a thermal component

해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실란화합물, 및 일반 실란화합물       Organosilane compounds containing harmful organic substances, and general silane compounds

또는 실란올리고머를 포함하는 유기실리케이트 중합체;       Or organosilicate polymers including silane oligomers;

ⅱ) 선형 유기분자 또는 폴리머, 크로스링크 유기 폴리머, 하이퍼브렌치드  Ii) linear organic molecules or polymers, crosslinked organic polymers, hyperbranched

형 유기분자 또는 고분자, 및 덴드리머형 유기물질로 이루어지는 군으      Group consisting of organic molecules or polymers and dendrimer type organic materials

로부터 1 종 이상 선택되는 기공 형성 물질; 및      Pore forming materials selected from one or more; And

ⅲ) 유기용매  I) organic solvent

를 포함하는 절연막 형성용 코팅 조성물 용액을 제공하는 단계;  Providing a coating composition solution for forming an insulating film comprising a;

b) 상기 a)단계의 용액을 반도체 소자의 기재에 도포하여 절연막을 형성시키b) applying the solution of step a) to the substrate of the semiconductor device to form an insulating film

는 단계; 및   The step; And

c) 상기 b)단계의 도포되는 절연막을 건조 및 소성하는 단계c) drying and baking the insulating film applied in step b).

를 포함하는 저유전 절연막의 제조방법 및 이 제조방법으로 제조되는 저유전 절연막을 포함하는 반도체 소자를 제공한다.It provides a method of manufacturing a low dielectric insulating film comprising a and a low dielectric insulating film produced by the manufacturing method.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명자들은 미세 기공의 조절이 용이하고, 저밀도의 절연막을 제조할 수 있는 방법에 대하여 연구하던 중, 유기용매에 열분해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실란화합물 단독, 또는 열분해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실란화합물, 및 일반 실란화합물 또는 실란올리고머를 혼합한 후, 물 및 촉매를 가하여 가수분해 및 축합반응시켜 제조한 유기실리케이트 중합체를 포함하는 절연막 형성용 조성물을 제조한 결과, 기공 형성이 용이할 뿐만 아니라, 이로부터 제조된 절연막이 미세 기공의 조절이 용이하고, 절연성이 우수할 뿐만 아니라, 막의 밀도를 현저히 낮출 수 있음을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.The inventors of the present invention, while studying how to easily control the fine pores, and can produce a low-density insulating film, the organic silane compound containing an organic substance that can be thermally decomposed in the organic solvent, or an organic containing an organic substance capable of thermal decomposition As a result of preparing an insulating film-forming composition comprising a silane compound and an organosilicate polymer prepared by mixing a silane compound or a silane oligomer, followed by hydrolysis and condensation reaction by adding water and a catalyst, not only pores are easily formed. In addition, it was confirmed that the insulating film prepared therefrom is easy to control fine pores, has excellent insulation, and can significantly lower the density of the film.

일반적으로 기공 형성 물질을 이용한 나노 기공 형성 방법은 메트릭스 수지와 기공 형성 물질과의 상용성에 따라 상분리 정도가 결정되데, 건조반응 및 경화반응 중에 축합반응으로 인하여 유기실리케이트 고분자 수지의 관능기 수가 감소하고 매트릭스의 환경이 변화하여, 미세 환경을 정확하게 제어하기 어렵고 상 분리가 발생 할 수 있다는 문제점이 있다. 본 발명은 기공 형성 방법에 있어서, 열분해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실란화합물을 사용하여 열분해시 자체적으로 기공을 형성 할 수 있다. 또한 본 발명은 상기 열분해가 가능한 유기물을 함유한 유기실리케이트 고분자에 기공 형성 물질을 추가로 포함하여 막의 밀도를 더욱 효과적으로 낮출 수 있다. 이때 실란화합물에 화학결합된 열분해가 가능한 유기물은 가수분해 및 축합반응을 하지 않아 건조공정 및 경화공정 중 추가로 첨가되는 기공 형성 물질과 상용성을 유지하여 상분리 현상을 억제시켜, 막형성의 공정 제어가 용이하며, 작은 크기의 기공을 형성 할 수 있는 효과가 있다.In general, the method of nano-pore formation using the pore-forming material determines the degree of phase separation according to the compatibility between the matrix resin and the pore-forming material, and the number of functional groups in the organosilicate polymer resin decreases and As the environment changes, there is a problem that it is difficult to accurately control the microenvironment and phase separation may occur. In the present invention, in the method for forming pores, pores can be formed by the organothermal decomposition by using an organosilane compound containing an organic substance capable of thermal decomposition. In addition, the present invention may further include a pore-forming material in the organosilicate polymer containing the organic material capable of pyrolysis, thereby lowering the density of the membrane more effectively. At this time, the thermally decomposable organic substance chemically bonded to the silane compound does not undergo hydrolysis and condensation reactions, thereby maintaining compatibility with additional pore-forming materials added during the drying process and the curing process to suppress phase separation, thereby controlling the process of film formation. It is easy and there is an effect that can form small pores.

본 발명에 사용되는 상기 열분해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실리케이트 고분자를 이용한 기공형성방법은 하기 반응식 1에 도식적으로 나타내었다. 또한 열분해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실리케이트 고분자와 추가로 첨가되는 기공 형성 물질을 포함하는 유기/무기하이브리드복합체의 기공 형성 방법은 하기 반응식 2에 도식적으로 나타내었다. The pore forming method using the organosilicate polymer containing the thermally decomposable organic material used in the present invention is schematically shown in Scheme 1 below. In addition, a method of forming a pore of an organic / inorganic hybrid composite including an organosilicate polymer containing an organic substance capable of thermal decomposition and a pore forming material added further is shown schematically in Scheme 2 below.

[반응식 1]Scheme 1

[반응식 2]Scheme 2

본 발명에서 사용되는 상기 열분해 가능한 유기물을 함유하는 유기실란화합물은 바람직하게는 열분해가 가능한 유기물이 측쇄(side chain) 형태, 실리콘 원자 사이의 브릿지 형태인 유기실란화합물을 사용하는 것이 좋다.As the organosilane compound containing the thermally decomposable organic material used in the present invention, it is preferable to use an organosilane compound in which the thermally decomposable organic material is in the form of a side chain or a bridge between silicon atoms.

상기 실리콘 원자에 공유결합을 하고 있는 유기물은 진공 또는 불활성 기체 분위기에서 450 ℃ 이하에서 열분해가 가능한 물질로 막형성 조성물이 기공 형성 물질을 추가로 포함할 경우 기공 형성 물질과 상용성이 있는 물질을 사용하는 것이 바람직하다. The organic material covalently bonded to the silicon atom is a material that can be thermally decomposed at 450 ° C. or lower in a vacuum or inert gas atmosphere. When the film forming composition further includes a pore forming material, a material compatible with the pore forming material is used. It is desirable to.

상기 열분해 가능한 유기 실란화합물을 함유하는 유기실리케이트 중합체의 제조 방법은 큰 제한이 없으며, 450 ℃ 이하에서 열분해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실란화합물 단독 또는 일반 실란화합물 또는 실란올리고머와 가수분해 및 축합반응시켜 중합체를 제조할 수 있다. The method for producing the organosilicate polymer containing the pyrolysable organic silane compound is not particularly limited, and hydrolyzed and condensation reaction with an organosilane compound alone or a general silane compound or a silane oligomer containing an organic material capable of thermal decomposition at 450 ° C. or lower. Polymers can be prepared.

상기 열분해가 가능한 유기실란화합물은 하기 화학식 1, 또는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use the compound represented by the following formula (1) or (2) as the organosilane compound capable of thermal decomposition.

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1의 식에서, In the formula of Formula 1,

R1은 각각 독립적으로 수소, 불소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,Each R 1 is independently hydrogen, fluorine, aryl, vinyl, allyl, or unsubstituted or substituted fluorine, straight or branched alkyl having 1 to 4 carbon atoms,

R2는 각각 독립적으로 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,Each R 2 is independently acetoxy, hydroxy, or straight or branched alkoxy having 1 to 4 carbon atoms,

L1은 450 ℃ 이하에서 열분해가 가능한 유기물로, 에테르화합물, 에스테르화합물, 안하이드라이드화합물, 카보네이트화합물, 아크릴레이트화합물, 에폭시화합물, 또는 이소시아네이트화합물로 구성된 유기 올리고머 또는 폴리머이고,L 1 is an organic compound capable of thermal decomposition at 450 ° C. or lower, and an organic oligomer or polymer composed of ether compound, ester compound, anhydride compound, carbonate compound, acrylate compound, epoxy compound, or isocyanate compound,

p는 0 내지 2의 정수이고,p is an integer from 0 to 2,

q는 1 내지 3의 정수이고,q is an integer of 1 to 3,

p+q는 1 내지 3의 정수이다.p + q is an integer of 1-3.

[화학식 2][Formula 2]

상기 화학식 2의 식에서,In the formula (2),

R3 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 불소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,R 3 and R 5 are each independently hydrogen, fluorine, aryl, vinyl, allyl, unsubstituted or substituted with fluorine, straight or branched chain alkyl of 1 to 4 carbon atoms,

R4 및 R6은 각각 독립적으로 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,R 4 and R 6 are each independently acetoxy, hydroxy, or straight or branched alkoxy having 1 to 4 carbon atoms,

L2는 450 ℃ 이하에서 열분해가 가능한 유기물이고, 에테르화합물, 에스테르화합물, 안하이드라이드화합물, 카보네이트화합물, 아크릴레이트화합물, 에폭시화합물, 또는 이소시아네이트화합물로 구성된 유기 올리고머 또는 폴리머이고,L 2 is an organic compound capable of thermal decomposition at 450 ° C. or lower, an organic oligomer or polymer composed of ether compound, ester compound, anhydride compound, carbonate compound, acrylate compound, epoxy compound, or isocyanate compound,

r, 및 s는 각각 0 내지 2의 정수이다.r and s are each an integer of 0-2.

상기 열분해가 가능한 유기물을 함유한 실란화합물과 가수분해 및 축합반응에 상용되는 일반 실란화합물 또는 실란올리고머는 실리콘, 탄소, 산소, 수소로 이루어진 실란화합물로 큰 제한은 없으며, 예를 들면 하기 화학식 3, 하기 화학식 4, 및 하기 화학식 5로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 화합물을 사용할 수 있다.The silane compound containing the thermally decomposable organic material and the general silane compound or silane oligomer commonly used for hydrolysis and condensation reaction are not particularly limited to silane compounds composed of silicon, carbon, oxygen, and hydrogen. One or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by the following formula (4) and (5) can be used.

[화학식 3][Formula 3]

상기 화학식 3의 식에서,In the formula (3),

R7은 각각 독립적으로 수소, 불소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,Each R 7 is independently hydrogen, fluorine, aryl, vinyl, allyl or unsubstituted or substituted fluorine, straight or branched alkyl having 1 to 4 carbon atoms,

R8은 각각 독립적으로 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,Each R 8 is independently acetoxy, hydroxy, or straight or branched alkoxy having 1 to 4 carbon atoms,

x는 0 내지 2의 정수이다.x is an integer of 0-2.

[화학식 4][Formula 4]

상기 화학식 4의 식에서,In the formula (4),

R9 및 R11은 각각 독립적으로 수소, 불소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,R 9 and R 11 are each independently hydrogen, fluorine, aryl, vinyl, allyl or unsubstituted or substituted fluorine, straight or branched alkyl having 1 to 4 carbon atoms,

R10 및 R12는 각각 독립적으로 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,R 10 and R 12 are each independently acetoxy, hydroxy, or straight or branched alkoxy having 1 to 4 carbon atoms,

M은 탄소수 1 내지 6의 알킬렌 또는 페닐렌이고,M is alkylene or phenylene having 1 to 6 carbon atoms,

y, 및 z는 각각 0 내지 2의 정수이다.y and z are each an integer of 0-2.

[화학식 5][Formula 5]

상기 화학식 5의 식에서,In the formula (5),

R13은 각각 독립적으로 수소, 불소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,Each R 13 is independently hydrogen, fluorine, aryl, vinyl, allyl, or unsubstituted or substituted fluorine, straight or branched alkyl having 1 to 4 carbon atoms,

R14는 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄 상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,R 14 is hydroxy or alkoxy of 1 to 4 carbon atoms on straight or branched chain,

m, 및 n은 각각 3 내지 10의 정수이다.m and n are each an integer of 3-10.

본 발명은 상기 화학식 1, 또는 화학식 2로 표시되는 열분해가 가능한 유기물을 함유한 실란화합물 단독, 또는 상기 화학식 3, 화학식 4, 및 화학식 5로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 화합물을 유기용매 존재하 또는 벌크 상태에서 물과 촉매를 가하여 가수분해 및 축중합 반응시키는 방법으로 일정한 분자량의 유기실리케이트 중합체를 얻을 수 있다.The present invention is a compound selected from the group consisting of a silane compound alone or a compound represented by the formula (3), formula (4), and formula (5) containing a pyrolytic organic material represented by the formula (1) or (2) An organosilicate polymer having a constant molecular weight can be obtained by hydrolysis and polycondensation by adding water and a catalyst in the presence of an organic solvent or in a bulk state.

본 발명의 유기실리케이트 중합체 제조에 사용되는 상기 화학식 1, 화학식 2, 화학식 3, 화학식 4, 및 화학식 5로 표시되는 화합물로부터 1 종 이상 선택되는 실란화합물의 혼합 순서는 특정한 제한이 없으며, 전체 사용량을 처음부터 모두 혼합한 후 가수분해 및 축합반응을 하여도 좋고, 전체 사용량 중 일정량을 먼저 가수분해 및 축합반응시켜 일정 분자량으로 키운 후, 나머지 량을 첨가하여 추가로 반응시켜도 좋다.Mixing order of one or more silane compounds selected from the compounds represented by Formula 1, Formula 2, Formula 3, Formula 4, and Formula 5 used in preparing the organosilicate polymer of the present invention is not particularly limited, After mixing all from the beginning, a hydrolysis and condensation reaction may be performed, and a certain amount of the total amount used may be first hydrolyzed and condensation reaction to raise a certain molecular weight, and then the remaining amount may be further reacted.

본 발명의 유기실리케이트 중합체 제조에 사용되는 상기 유기용매는 실란화합물, 물, 및 촉매를 적절히 혼합하거나, 또는 상분리 상태에서 가수분해, 축합반응에 지장을 초래하지 않으면 큰 제한은 없다. 그 예로는, n-펜탄, i-펜탄, n-헥산, i-헥산, 2,2,4-트리메틸펜탄, 시클로 헥산, 또는 메틸시클로 헥산 등의 지방족 탄화 수소계 용매; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 트리메틸 벤젠, 에틸 벤젠, 또는 메틸 에틸 벤젠 등의 방향족 탄화 수소계 용매; 메틸알콜, 에틸알콜, n-프로판올, i-프로판올, n-부탄올, i-부탄올, sec-부탄올, t-부탄올, 4-메틸-2-펜탄올, 시클로 헥사놀, 메틸시클로 헥사놀, 또는 글리세롤 등의 알코올계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케톤, 메틸-i-부틸케톤, 디에틸케톤, 시클로헥사논, 메틸시클로헥사논, 또는 아세틸아세톤 등의 케톤계 용매; 테트라하이드로퓨란, 2-메틸 테트라하이드로 퓨란, 에틸에테르, n-프로필에테르, i-프로필에테르, n-부틸에티르, 디글라임, 디옥신, 디메틸디옥신, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜-n-프로필에테르, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 에틸렌글리콜 디에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르, 프로필렌글리콜 디메틸에테르, 프로필렌글리콜 디에틸에테르, 또는 프로필렌글리콜 디프로필에테르 등의 에테르계 용매; 디에틸카보네이트, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, n-프로필아세테이트, i-프로필아세테이트, n-부틸아세테이트, 에틸락테이트, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜 모노에틸아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르아세테이트, 에틸렌글리콜 디아세테이트, 또는 프로필렌글리콜 디아세테이트 등의 에스테르계 용매; 또는 N-메틸피롤리돈, 포름아마이드, N-메틸포름아마이드, N-에틸포름아마이드, N,N-디메틸포름아마이드, N,N-디에틸포름아마이드, N-메틸아세트아마이드, N-에틸아세트아마이드, N,N-디메틸아세트아마이드, 또는 N,N-디에틸아세트아마이드 등의 아마이드계 용매 등이 있다.The organic solvent used in the preparation of the organosilicate polymer of the present invention is not particularly limited unless the silane compound, water, and catalyst are properly mixed or do not cause hydrolysis and condensation reaction in a phase separation state. Examples thereof include aliphatic hydrocarbon solvents such as n-pentane, i-pentane, n-hexane, i-hexane, 2,2,4-trimethylpentane, cyclo hexane, or methylcyclo hexane; Aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, trimethyl benzene, ethyl benzene, or methyl ethyl benzene; Methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, t-butanol, 4-methyl-2-pentanol, cyclo hexanol, methylcyclo hexanol, or glycerol Alcohol solvents such as these; Ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, methyl-i-butyl ketone, diethyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, or acetylacetone; Tetrahydrofuran, 2-methyl tetrahydrofuran, ethyl ether, n-propyl ether, i-propyl ether, n-butyl ether, diglyme, dioxin, dimethyldioxin, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl Ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, Or ether solvents such as propylene glycol dipropyl ether; Diethyl carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, ethyl lactate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene Ester solvents such as glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol diacetate, or propylene glycol diacetate; Or N-methylpyrrolidone, formamide, N-methylformamide, N-ethylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methylacetamide, N-ethylacetide Amide solvents such as amide, N, N-dimethylacetamide, or N, N-diethylacetamide.

상기 가수분해 및 축합반응에 사용된 유기용매들은 반응 후 코팅성에 나쁜 영향을 주는 특정 유기용매, 물, 및 반응 부산물을 모두 또는 일정량 제거한 후 막 형성에 사용할 수 있다. 또한 목적에 따라 반응 후 2차 유기용매를 일정량 첨가하여 막 형성 유기용매로 사용하거나, 2차 유기용매 첨가 후 특정 유기용매, 물 및 반응 부산물을 제거한 후 막 형성에 사용할 수 있다. 상기 유기용매들은 1 종 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The organic solvents used in the hydrolysis and condensation reaction may be used to form a film after removing all or a certain amount of a specific organic solvent, water, and reaction by-products that adversely affect the coating property after the reaction. In addition, according to the purpose, after the reaction, a second amount of a second organic solvent may be added and used as a film-forming organic solvent, or after the addition of the second organic solvent, a specific organic solvent, water, and reaction by-products may be removed and then used to form a film. The organic solvents may be used alone or in combination of two or more thereof.

본 발명에서는 가수분해, 및 축합반응을 촉진시키기 위하여 촉매를 사용하는 것이 바람직하다. 가수분해, 및 축합반응에 사용되는 촉매는 산 촉매, 또는 염기 촉매를 사용할 수 있다. 상기 사용 가능한 산촉매로는 큰 제한이 없으며, 예를 들면 염산, 질산, 황산, 인산, 불산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 모노클로로아세트산, 디클로로아세트산, 트리클로로아세트산, 트리플로로아세트산, 옥살산, 말론산, 술폰산, 프탈산, 푸마르산, 구연산, 말레산, 올레산, 메틸말론산, 아디프산, p-아미노벤조산, 또는 p-톤루엔술폰산 등이 있다. 상기 사용 가능한 염기 촉매로는 큰 제한이 없으나, 형성된 절연막이 반도체 소자용으로 사용될 경우, 나트륨, 칼륨 등의 반도체 소자에 악영향을 미치는 금속 이온을 포함하지 않는 것이 좋으며, 바람직하게는 암모니아수, 또는 유기 아민을 사용하는 것이다. 상기 사용가능한 유기 아민으로는 큰 제한이 없으며, 그 예로는 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, N,N-디메틸아민, 트리메틸아민, N,N-디에틸아민, N,N-디프로필아민, 트리프로필아민, 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드, 테트라에틸암모늄하이드로옥사이드, 메틸아미노메틸아민, 메틸아미노에틸아민, 에틸아미노메틸아민, 에틸아미노에틸, 메틸알콜아민, 에틸알콜아민, 프로판올아민, N-메틸메틸알콜아민, N-에틸메틸알콜아민, N-메틸에틸알콜아민, N-에틸에틸알콜아민, N,N-디메틸메틸알콜아민, N,N-디에틸메틸알콜아민, N-메틸디메탄올아민, N-에틸디메탄올아민, N-메틸디에탄올아민, N-에틸디에탄올아민, 메톡시메틸아민, 에톡시메틸아민, 메톡시에틸아민, 에톡시에틸아민, 아닐린, 디아자비시클로운데센, 피리딘, 피롤, 피페리딘, 콜린, 피롤리딘, 또는 피페라진 등이 있다. 또한, 무기 염기를 사용할 경우에는 가수분해, 축합반응 후 금속이온을 모두 제거한 후 코팅 조성물로 사용한다. 상기 산 촉매, 또는 염기 촉매는 1 종 또는 2 종 이상을 동시에 사용할 수 있다.In the present invention, it is preferable to use a catalyst to promote hydrolysis and condensation reactions. As the catalyst used for the hydrolysis and the condensation reaction, an acid catalyst or a base catalyst may be used. The usable acid catalyst is not particularly limited, for example, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrofluoric acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanic acid, hexanoic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, Trifluoroacetic acid, oxalic acid, malonic acid, sulfonic acid, phthalic acid, fumaric acid, citric acid, maleic acid, oleic acid, methylmalonic acid, adipic acid, p-aminobenzoic acid, or p-tonluenesulfonic acid. The base catalyst that can be used is not particularly limited, but when the insulating film formed is used for a semiconductor device, it is preferable not to include metal ions adversely affecting semiconductor devices such as sodium and potassium, preferably ammonia water or organic amines. Is to use The usable organic amines are not particularly limited, and examples thereof include methylamine, ethylamine, propylamine, N, N-dimethylamine, trimethylamine, N, N-diethylamine, N, N-dipropylamine, Tripropylamine, tetramethylammonium hydrooxide, tetraethylammonium hydrooxide, methylaminomethylamine, methylaminoethylamine, ethylaminomethylamine, ethylaminoethyl, methylalcoholamine, ethylalcoholamine, propanolamine, N-methylmethyl Alcohol amine, N-ethylmethyl alcohol amine, N-methyl ethyl alcohol amine, N-ethyl ethyl alcohol amine, N, N-dimethylmethyl alcohol amine, N, N-diethyl methyl alcohol amine, N-methyl dimethanol amine, N-ethyl dimethanolamine, N-methyl diethanolamine, N-ethyl diethanolamine, methoxymethylamine, ethoxymethylamine, methoxyethylamine, ethoxyethylamine, aniline, diazabicyclo undecene, pyridine , Pyrrole, piperidine, choline, pyrrolidine, or blood Piperazine and the like. In addition, in the case of using an inorganic base, after removing all metal ions after hydrolysis and condensation reaction, it is used as a coating composition. The acid catalyst or the base catalyst may be used alone or in combination of two or more.

상기 촉매의 첨가량은 반응 조건에 따라 조절이 가능하며, 바람직하게는 사용된 총 실란화합물 1 몰에 대해 0.00001 내지 2 몰을 사용하는 것이다. 상기 첨가량이 실란화합물 1 몰 당 2 몰을 초과할 경우에는 낮은 농도에서도 반응 속도가 매우 빨라 분자량 조절이 어렵고, 쉽게 겔이 발생할 우려가 있다. The addition amount of the catalyst can be adjusted according to the reaction conditions, preferably 0.00001 to 2 mol to 1 mol of the total silane compound used. When the added amount exceeds 2 mol per mol of the silane compound, the reaction rate is very fast even at low concentrations, making it difficult to control the molecular weight, and there is a concern that gel may easily occur.

상기 촉매의 사용방법에 있어서, 조성물을 산 촉매, 또는 염기 촉매를 이용하여 단계적으로 가수분해 축합반응할 수 있다. 일례로, 산으로 가수 분해 축합반응을 행한 후 염기로 다시 반응시키거나, 또는 염기로 먼저 가수분해 축합반응을 행하고 다시 산으로 반응할 수 있다. 또한 산 촉매와 염기 촉매로 각각 반응시킨 후 축합물을 혼합하여 사용할 수도 있다. In the method of using the catalyst, the composition may be subjected to step hydrolysis condensation reaction using an acid catalyst or a base catalyst. For example, the hydrolysis condensation reaction may be performed with an acid, followed by reaction with a base, or the hydrolysis condensation reaction may be performed with a base first, followed by reaction with an acid. The condensates may also be used after reacting with an acid catalyst and a base catalyst, respectively.

본 발명에서는 실란화합물의 가수 분해를 위하여 물을 첨가한다. 실란화합물의 가수분해에 사용된 물의 양은 사용된 총 실란화합물의 실리콘 원자 1 몰당 1 몰 이상이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 내지 50 몰이며, 가장 바람직하게는 1.5 몰 이상인 것이다. 물이 1 몰 미만으로 첨가될 경우에는 충분히 가수분해 축합 반응이 일어나지 않고, 절연막의 기계적 물성을 저하시키는 문제점이 있다. 또한 물의 첨가 방법은 단속적 또는 연속적으로 첨가가 가능하며, 이때 촉매는 유기 용매 중에 미리 첨가해 있어도 좋고, 물을 첨가할 때 또는 물에 미리 용해 또는 분산시키고 있어도 좋다.In the present invention, water is added for hydrolysis of the silane compound. The amount of water used for the hydrolysis of the silane compound is preferably 1 mol or more, more preferably 1 to 50 mol, and most preferably 1.5 mol or more, per mol of the silicon atoms of the total silane compounds used. When water is added in less than 1 mole, hydrolysis condensation reaction does not occur sufficiently, and there is a problem of lowering the mechanical properties of the insulating film. In addition, the method of adding water can be added intermittently or continuously. At this time, the catalyst may be added in an organic solvent in advance, or may be dissolved or dispersed in water when adding water or in advance.

상기 가수분해 및 축합반응시 반응 온도는 0 내지 100 ℃인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15 내지 80 ℃인 것이다. 이때 얻어지는 가수분해 축합물의 중량 평균 분자량은 폴리스틸렌 환산분자량으로 비교하여 500 이상이며, 절연막에 적용시에는 500 내지 1,000,000인 것이 바람직하다.The reaction temperature during the hydrolysis and condensation reaction is preferably from 0 to 100 ℃, more preferably from 15 to 80 ℃. The weight average molecular weight of the hydrolysis-condensation product obtained at this time is 500 or more compared with the molecular weight of polystyrene conversion, and when applied to an insulating film, it is preferable that it is 500-1,000,000.

본 발명에서 얻어지는 절연막 형성용 코팅 조성물에는 절연막의 밀도를 더욱 낮추기 위하여 기공 형성 물질을 일정량 첨가해도 좋다. 상기 기공 형성 물질로는 200 내지 450 ℃에서 열분해가 가능한 물질로, 선형 유기분자 또는 폴리머, 크로스링크 유기 폴리머, 하이퍼브렌치드형 유기분자 또는 고분자, 또는 덴드리머 등을 사용할 수 있으며, 절연막 내에서 일정한 크기의 기공을 고르게 분포시키기 위하여 실란화합물에 포함된 열분해 가능한 유기물과 상용성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 기공 형성 물질은 본 발명의 절연막 형성용 코팅 조성물 고형분의 1 내지 60 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2 내지 40 중량%로 포함되는 것이다.In order to further lower the density of the insulating film, a predetermined amount of pore forming material may be added to the coating composition for forming an insulating film obtained in the present invention. The pore-forming material may be pyrolyzed at 200 to 450 ° C. A linear organic molecule or polymer, a crosslink organic polymer, a hyperbranched organic molecule or polymer, or a dendrimer may be used. In order to distribute the pores evenly, it is desirable to have compatibility with the thermally decomposable organic material contained in the silane compound. The pore-forming material is preferably contained in 1 to 60% by weight of the coating composition solid content of the insulating film of the present invention, more preferably 2 to 40% by weight.

본 발명에서 얻어지는 절연막 형성용 조성물에는 그 밖의 첨가제로 콜로이드 상태의 실리카, 계면활성제 등의 성분을 그 목적에 맞게 일정량 첨가해도 좋다.You may add a fixed amount of components, such as a colloidal silica and surfactant, to the composition for insulating film formation obtained by this invention according to the objective.

본 발명의 조성물의 전 고형분의 농도는 2 내지 60 중량%, 바람직하게는 5 내지 40 중량%가 절연막의 막 두께와 보전 안정성을 고려하여 적당하다. 여기에서 고형분 농도는 상기 유기용매의 종류 및 사용량에 의하여 조절이 가능하다.The concentration of the total solids of the composition of the present invention is 2 to 60% by weight, preferably 5 to 40% by weight is suitable in consideration of the film thickness and the integrity of the insulating film. The solid content concentration can be adjusted by the type and the amount of the organic solvent.

본 발명의 절연막 형성용 조성물은 실리콘 웨이퍼, SiO2 웨이퍼, SiN 웨이퍼, 화합물 반도체 등의 기재에 도포함으로서 형성된다. 절연막의 형성 방법은 스핀코트법, 침지법, 롤 코트법, 스프레이법 등을 사용할 수 있으며, 이들의 방법을 사용하여 일정 두께의 막을 형성하는 것이 가능하다. 특히, 반도체 장치의 다층회로 층간 절연막을 제조할 경우에는 스핀 코트법을 사용하는 것이 좋다.An insulating film forming composition of the present invention is formed by coating a silicon wafer, SiO 2 wafer, SiN wafer, a compound semiconductor substrate such as. As the method for forming the insulating film, a spin coating method, an immersion method, a roll coating method, a spray method, or the like can be used, and it is possible to form a film having a predetermined thickness using these methods. In particular, when manufacturing a multilayer circuit interlayer insulating film of a semiconductor device, it is preferable to use a spin coat method.

상기 막의 두께는 조성물의 점도와 스핀코우터의 회전 속도를 변화시켜 조절할 수 있으며, 통상적으로 반도체 장치의 다층회로구조의 층간 절연막으로 사용하는 경우에 있어서는 0.1 내지 2 ㎛인 것이 적당하다.The thickness of the film can be adjusted by changing the viscosity of the composition and the rotational speed of the spin coater. In general, when the film is used as an interlayer insulating film of a multilayer circuit structure of a semiconductor device, it is appropriate that it is 0.1 to 2 m.

코팅 후에는 건조공정과 소성(경화)공정을 거쳐 3차원 구조의 유기실리케이트 고분자 절연막을 형성하고, 소성공정을 통하여 유기실리케이트 막을 더욱 경화시킬 수 있다. 건조공정은 통상적으로 프리베이크(pre-bake) 공정과 소프트베이크(soft-bake) 공정을 포함하는 것을 의미한다. 프리베이크 공정 중에 사용한 유기 용매를 서서히 증발시키고, 소프트베이크 공정 중에 관능기의 일정량을 가교시킨 다음, 소성공정 중 잔류 관능기를 최종적으로 반응시킨다. 상기 건조는 30 내지 200 ℃의 온도에서, 소성은 200 ℃ 이상의 온도에서 실시하는 것이 좋으며, 특히 소성온도는 200 내지 500 ℃의 온도에서 실시하는 것이 바람직하다.After coating, the organic silicate polymer insulating film having a three-dimensional structure is formed through a drying process and a curing (curing) process, and the organic silicate film may be further cured through the baking process. The drying process usually means including a pre-bake process and a soft-bake process. The organic solvent used during the prebaking process is gradually evaporated, a certain amount of functional groups are crosslinked in the softbaking process, and the remaining functional groups are finally reacted during the firing process. The drying is preferably carried out at a temperature of 30 to 200 ℃, firing at a temperature of 200 ℃ or more, in particular, the firing temperature is preferably carried out at a temperature of 200 to 500 ℃.

건조공정과 소성공정은 연속적으로 일정한 속도로 승온시키면서 할 수 있고 또한, 단속적으로 실시할 수도 있다. 단속적으로 실시할 경우, 건조 및 소성 공정을 각각 1 분 내지 5 시간 동안 수행하는 것이 적당하다. 이때 가열방법은 핫플레이트, 오븐, 퍼니스 등을 사용할 수 있고, 가열 분위기는 질소, 아르곤, 헬륨 등과 같은 불활성 기체분위기, 산소함유 기체(예를 들면, 공기 등) 등과 같은 산소 분위기, 또는 진공상태 또는 암모니아 및 수소를 함유하는 기체 분위기 하에서 수행할 수 있다. 상기 가열방법은 건조공정과 소성공정이 모두 같은 가열방법으로 행하여도 좋고, 각각 다른 방법으로 행하는 것도 가능하다.A drying process and a baking process can be performed continuously, heating up at a constant speed, and can also be performed intermittently. If carried out intermittently, it is appropriate to carry out the drying and firing processes for 1 minute to 5 hours, respectively. In this case, the heating method may be a hot plate, an oven, a furnace, or the like, and the heating atmosphere may be an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon or helium, an oxygen atmosphere such as an oxygen-containing gas (for example, air), or a vacuum or It can be performed under a gas atmosphere containing ammonia and hydrogen. The heating method may be performed by the same heating method as the drying step and the firing step, or may be performed by different methods, respectively.

건조공정과 소성공정을 거친 후 필요에 따라 절연막 내부의 하이드록시기 양을 최소화하기 위하여 표면처리를 할 수 있다. 표면처리 방법은 일반적으로 알려진 헥사메틸디실라잔, 알킬알콕시실란, 또는 알킬아세톡시실란 등과 같은 실릴화 화합물 사용하거나, 또는 수소와 같은 환원 분위기 또는 플루오린 함유 가스 하에서 소성하면 표면처리가 가능하다. 절연막의 실릴화 처리 방법은 실릴화 화합물 또는 용매에 희석한 실릴화 화합물에 침지 또는 스핀 코팅시키거나, 실릴화 화합물의 증기 분위기에서 행하는 것이 가능하고, 실릴화 처리 후, 절연막을 100 내지 400 ℃에 가열하는 것이 바람직하다.After the drying process and the firing process, the surface treatment may be performed to minimize the amount of hydroxyl groups in the insulating film, if necessary. The surface treatment method can be surface-treated by using generally known silylated compounds, such as hexamethyldisilazane, alkylalkoxysilane, or alkylacetoxysilane, or baking in a reducing atmosphere such as hydrogen or a fluorine-containing gas. The silylation treatment method of the insulating film can be immersed or spin-coated in the silylated compound or the silylated compound diluted in a solvent, or can be performed in the vapor atmosphere of the silylated compound. It is preferable to heat.

이처럼 하여 얻어지는 막은 절연성이 우수하고, 도막의 균일성, 도막의 내크랙성, 도막의 표면 강도가 모두 우수하기 때문에, LSI, 시스템 LSI, DRAM, SDRAM, RDRAM, D-RDRAM 등의 반도체 소자용 층간 절연막, 반도체 소자 표면 코팅막 등의 보호막, 다층배선 기판의 층간 절연막, 액정표시 소자용의 보호막, 절연 방지막 등의 용도로 사용하기에 좋다.The film thus obtained has excellent insulation properties, excellent uniformity of the coating film, crack resistance of the coating film, and excellent surface strength of the coating film. Therefore, the interlayer for semiconductor devices such as LSI, system LSI, DRAM, SDRAM, RDRAM, D-RDRAM, etc. It is suitable for use in applications such as an insulating film, a protective film such as a semiconductor device surface coating film, an interlayer insulating film of a multilayer wiring substrate, a protective film for a liquid crystal display device, an insulation preventing film, and the like.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are provided to help understanding of the present invention, but the following examples are merely to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

[실시예]EXAMPLE

실시예 1Example 1

미네랄 오일에 녹아있는 수소화나트륨(NaH, 60 중량%) 11.4 g을 테트라하이드로퓨란(THF) 100 mL에 녹이고, 여기에 테트라하이드로퓨란(THF) 40 mL에 열분해가 가능한 유기물인 폴리에틸렌글리콜 모노메틸에테르(Mn=350) 20 g을 녹인 용액을 O ℃에서 천천히 가하였다. 이를 3 시간 동안 실온에서 반응시킨 후, 알릴 브로마이드 20.7 g을 가하고, 실온에서 밤샘 반응시켰다. 반응 후 여과법으로 남아 있는 오일을 제거하고, 실리카겔을 깔고 다시 여러 번 여과한 후, 여과액을 증발시켜 남은 반응물들을 제거하여 생성물을 얻었다11.4 g of sodium hydride (NaH, 60% by weight) dissolved in mineral oil is dissolved in 100 mL of tetrahydrofuran (THF), and polyethylene glycol monomethyl ether, an organic compound that can be thermally decomposed in 40 mL of tetrahydrofuran (THF), is used. Mn = 350) 20 g solution was slowly added at O ℃. After reacting for 3 hours at room temperature, 20.7 g of allyl bromide was added and reacted overnight at room temperature. After the reaction, the remaining oil was removed by filtration, the silica gel was filtered and filtered several times, and the filtrate was evaporated to remove the remaining reactants to obtain a product.

상기 수득한 생성물 2 g에 Pt/C 촉매 0.05 g을 넣은 후, 트리메톡시 실란 8 g을 0 ℃에서 천천히 가하였다. 온도를 70 ℃로 올리고 밤샘 반응시킨 후, 여과법으로 Pt/C 촉매를 제거하고 남은 여과액을 증발시켜 열분해가 가능한 유기물인 폴리에틸렌글리콜 모노메틸에테르를 함유하는 유기실란화합물을 얻었다.After putting 0.05 g of Pt / C catalyst into 2 g of the obtained product, 8 g of trimethoxy silane was slowly added at 0 ° C. After raising the temperature to 70 ° C. and reacting overnight, the Pt / C catalyst was removed by filtration and the remaining filtrate was evaporated to obtain an organosilane compound containing polyethylene glycol monomethyl ether, which is a thermally decomposable organic substance.

상기 수득한 열분해가 가능한 유기물인 폴리에틸렌글리콜 모노메틸에테르를 함유하는 유기실란화합물 2.92 g, 메틸트리에톡시 실란 19.6 g, 및 테트라에톡시 실란 9.9 g을 프로필렌글리콜 프로필에테르 용매 32 g에 섞었다. 여기에 물 14.5 g에 말론산 0.05 g을 녹인 용액을 천천히 떨어뜨렸다. 온도를 50 ℃로 올린 후, 8 시간 동안 반응을 진행시켰다. 반응 후 생성된 부생성물과 남은 물 등을 제거하기 위하여 감압 증발시켜 절연막 형성용 코팅 조성물을 수득하였다.2.92 g of the organosilane compound containing polyethylene glycol monomethyl ether, the thermally decomposable organic substance obtained above, 19.6 g of methyltriethoxy silane, and 9.9 g of tetraethoxy silane were mixed with 32 g of propylene glycol propylether solvent. Here, the solution which melt | dissolved 0.05 g of malonic acid in 14.5 g of water was dripped slowly. After raising the temperature to 50 ℃, the reaction was allowed to proceed for 8 hours. Evaporation under reduced pressure to remove the by-products and the remaining water after the reaction to obtain a coating composition for forming an insulating film.

실시예 2Example 2

상기 실시예 1에서 수득한 절연막 형성용 코팅 조성물에 폴리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(Mn=2000)를 5 중량% 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 절연막 형성용 코팅 조성물을 수득하였다.Except for adding 5% by weight of polyethylene glycol monomethyl ether (Mn = 2000) to the coating composition for forming an insulating film obtained in Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a coating composition for forming an insulating film It was.

비교예 1Comparative Example 1

메틸트리에톡시 실란 19.6 g, 테트라에톡시 실란 9.9 g을 프로필렌글리콜 프로필에테르 용매 28 g에 섞었다. 여기에 물 14.0 g에 말론산 0.05 g을 녹인 용액을 천천히 떨어뜨렸다. 온도를 50 ℃로 올린 후, 8 시간 동안 반응을 진행시키고, 반응 후 생성된 부생성물과 남은 물 등을 제거하기 위하여 감압 증발시켜 절연막 형성용 코팅 조성물을 수득하였다.19.6 g of methyltriethoxy silane and 9.9 g of tetraethoxy silane were mixed with 28 g of a propylene glycol propylether solvent. Here, the solution which melt | dissolved 0.05 g of malonic acid in 14.0 g of water was dripped slowly. After raising the temperature to 50 ℃, the reaction was carried out for 8 hours, and evaporated under reduced pressure to remove the by-products and the remaining water after the reaction to obtain a coating composition for forming an insulating film.

실험예Experimental Example

(절연막의 제조)(Manufacture of insulating film)

상기 실시예 1 또는 2, 및 비교예 1에서 수득한 절연막 형성용 코팅 조성물 용액을 각각 실리콘웨이퍼 위에 스핀 코팅하여 박막을 얻고, 질소 분위기하에서 250 ℃의 온도로 1 시간 동안, 430 ℃의 온도로 1 시간 동안 경화하여 절연막을 제조하였다. The coating composition solution for insulating film formation obtained in Example 1 or 2 and Comparative Example 1 was spin-coated on a silicon wafer, respectively, to obtain a thin film, at a temperature of 250 ° C. under nitrogen atmosphere for 1 hour, and at a temperature of 430 ° C. 1. Curing for a time to prepare an insulating film.

상기와 같이 제조한 절연막의 유기분자 소멸을 FTIR로 확인하였고, 경화된 필름의 상태를 광학 현미경와 전자 현미경으로 관찰하였으며, 굴절율의 변화를 엘립소미터로 측정하였다. 그 결과는 하기 표 1과 같다.The disappearance of the organic molecules of the insulating film prepared as described above was confirmed by FTIR, the state of the cured film was observed by an optical microscope and an electron microscope, and the change of refractive index was measured by an ellipsometer. The results are shown in Table 1 below.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예 1Comparative Example 1 절연막의 상태State of insulating film 상분리 없는 투명막Transparent membrane without phase separation 상분리 없는 투명막Transparent membrane without phase separation -- 5 ㎚ 이상의 기공 없음No pores above 5 nm 5 ㎚ 이상의 기공 없음No pores above 5 nm -- 굴절율 (n)Refractive index (n) 1.3211.321 1.2991.299 1.3701.370 [주] n : 632.8 ㎚에서 측정한 굴절율.Note: Refractive index measured at 632.8 nm.

상기 표 1을 통하여, 본 발명에 따른 실시예 1 또는 2의 절연막은 상분리가 없는 투명막으로, 전자현미경으로 관찰하여도 5 ㎚ 이상의 기공을 발견할 수 없었다. 또한, 실시예 1 또는 2의 절연막은 비교예의 절연막과 비교하여 현저히 낮은 굴절율 값을 보여 저밀도 막을 형성하였음을 확인할 수 있었다.Through Table 1, the insulating film of Example 1 or 2 according to the present invention was a transparent film without phase separation, and even when observed with an electron microscope, pores of 5 nm or more were not found. In addition, it was confirmed that the insulating film of Example 1 or 2 showed a significantly lower refractive index value than the insulating film of Comparative Example to form a low density film.

상기 실험예를 통하여, 본 발명의 열분해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실리케이트 중합체와 기공형성 물질을 사용하여 유기 실리케이트 고분자 막을 제조한 경우, 경화공정 중 상분리 현상이 없고, 열분해로 형성된 기공의 크기가 전자 현미경으로 관찰되지 않는 수 나노 이하의 매우 작은 기공을 갖는 저밀도 절연막을 형성할 수 있음을 알 수 있다. Through the above experimental example, when the organic silicate polymer membrane was prepared using the organosilicate polymer and the pore-forming material containing the thermally decomposable organic material of the present invention, there is no phase separation phenomenon during the curing process, and the size of the pores formed by the pyrolysis is electron It can be seen that a low density insulating film having very small pores of several nanometers or less that cannot be observed under a microscope can be formed.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따라 제조한 절연막 형성용 조성물은 반도체 소자의 고속화와 소비전력량을 감소시킬 수 있고, 금속 배선의 상호 간섭 현상을 현저히 저하시킬 수 있는 저유전 배선 층간 절연막으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 적용한 절연막은 미세 기공의 조절이 용이하고, 절연성이 우수할 뿐만 아니라, 막의 밀도를 현저히 낮출 수 있는 효과가 있다.As described above, the insulating film forming composition prepared according to the present invention can be used as a low-k dielectric interlayer insulating film that can reduce the speed and power consumption of semiconductor devices and significantly reduce the mutual interference of metal wiring. In addition, the insulating film to which it is applied is not only easy to control fine pores, but also excellent in insulation, and has an effect of significantly lowering the density of the film.

Claims (7)

a) 유기 실리케이트 중합체;a) organic silicate polymers; b) 유기용매; 및b) organic solvents; And c) 기공형성물질c) pore-forming substances 을 포함하며, Including; 상기 a) 유기실리케이트 중합체는 ⅰ) 하기 화학식 1, 또는 하기 화학식 2로 표시되는 유기실란화합물 단독; 또는 ⅱ) 하기 화학식 1, 또는 하기 화학식 2로 표시되는 유기실란화합물, 및 실란화합물 또는 실란올리고머로부터 제조되는 것이고, The a) organosilicate polymer is iii) an organosilane compound represented by the following formula (1) or formula (2) alone; Or ii) an organosilane compound represented by the following Chemical Formula 1, or the following Chemical Formula 2, and a silane compound or a silane oligomer; 상기 c) 기공형성물질은 선형 유기분자 또는 폴리머, 크로스링크 유기 폴리머, 하이퍼브렌치드형 유기분자 또는 고분자, 및 덴드리머형 유기물질로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것인 절연막 형성용 코팅 조성물:C) the pore-forming material is a coating composition for forming an insulating film is selected from the group consisting of linear organic molecules or polymers, crosslink organic polymers, hyperbranched organic molecules or polymers, and dendrimer type organic materials: [화학식 1][Formula 1] 상기 화학식 1의 식에서, In the formula of Formula 1, R1은 각각 독립적으로 수소, 불소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,Each R 1 is independently hydrogen, fluorine, aryl, vinyl, allyl, or unsubstituted or substituted fluorine, straight or branched alkyl having 1 to 4 carbon atoms, R2는 각각 독립적으로 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,Each R 2 is independently acetoxy, hydroxy, or straight or branched alkoxy having 1 to 4 carbon atoms, L1은 450 ℃ 이하에서 열분해가 가능한 에테르화합물이고,L 1 is an ether compound capable of thermal decomposition at 450 ° C. or lower, p는 0 내지 2의 정수이고,p is an integer from 0 to 2, q는 1 내지 3의 정수이고,q is an integer of 1 to 3, p+q는 1 내지 3의 정수이며,p + q is an integer of 1 to 3, [화학식 2][Formula 2] 상기 화학식 2의 식에서,In the formula (2), R3 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 불소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,R 3 and R 5 are each independently hydrogen, fluorine, aryl, vinyl, allyl, unsubstituted or substituted with fluorine, straight or branched chain alkyl of 1 to 4 carbon atoms, R4 및 R6은 각각 독립적으로 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,R 4 and R 6 are each independently acetoxy, hydroxy, or straight or branched alkoxy having 1 to 4 carbon atoms, L2는 450 ℃ 이하에서 열분해가 가능한 에테르화합물이고,L 2 is an ether compound capable of thermal decomposition at 450 ° C. or lower, r, 및 s는 각각 0 내지 2의 정수이다.r and s are each an integer of 0-2. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실란화합물 또는 실란올리고머가 하기 화학식 3, 하기 화학식 4, 및 하기 화학식 5로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 화합물인 절연막 형성용 코팅 조성물:A coating composition for forming an insulating film, wherein the silane compound or silane oligomer is a compound selected from the group consisting of compounds represented by the following Chemical Formula 3, Chemical Formula 4, and Chemical Formula 5 below: [화학식 3][Formula 3] 상기 화학식 3의 식에서,In the formula (3), R7은 각각 독립적으로 수소, 불소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,Each R 7 is independently hydrogen, fluorine, aryl, vinyl, allyl or unsubstituted or substituted fluorine, straight or branched alkyl having 1 to 4 carbon atoms, R8은 각각 독립적으로 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,Each R 8 is independently acetoxy, hydroxy, or straight or branched alkoxy having 1 to 4 carbon atoms, x는 0 내지 2의 정수이고,x is an integer from 0 to 2, [화학식 4][Formula 4] 상기 화학식 4의 식에서,In the formula (4), R9 및 R11은 각각 독립적으로 수소, 불소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,R 9 and R 11 are each independently hydrogen, fluorine, aryl, vinyl, allyl or unsubstituted or substituted fluorine, straight or branched alkyl having 1 to 4 carbon atoms, R10 및 R12는 각각 독립적으로 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,R 10 and R 12 are each independently acetoxy, hydroxy, or straight or branched alkoxy having 1 to 4 carbon atoms, M은 탄소수 1 내지 6의 알킬렌 또는 페닐렌이고,M is alkylene or phenylene having 1 to 6 carbon atoms, y, 및 z는 각각 0 내지 2의 정수이고,y and z are each an integer of 0 to 2, [화학식 5][Formula 5] 상기 화학식 5의 식에서,In the formula (5), R13은 각각 독립적으로 수소, 불소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,Each R 13 is independently hydrogen, fluorine, aryl, vinyl, allyl, or unsubstituted or substituted fluorine, straight or branched alkyl having 1 to 4 carbon atoms, R14는 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄 상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,R 14 is hydroxy or alkoxy of 1 to 4 carbon atoms on straight or branched chain, m, 및 n은 각각 3 내지 10의 정수이다.m and n are each an integer of 3-10. a)ⅰ) 열분해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실란화합물 단독, 또는 열분a) iii) an organosilane compound containing thermally decomposable organic substances alone or as a thermal component 해가 가능한 유기물을 함유하는 유기실란화합물, 및 실란화합물 또는       Organosilane compounds containing harmful organic substances, and silane compounds or 실란올리고머로부터 중합되는 유기실리케이트 중합체;       Organosilicate polymers polymerized from silane oligomers; ⅱ) 선형 유기분자 또는 폴리머, 크로스링크 유기 폴리머, 하이퍼브렌치드  Ii) linear organic molecules or polymers, crosslinked organic polymers, hyperbranched 형 유기분자 또는 고분자, 및 덴드리머형 유기물질로 이루어지는 군으      Group consisting of organic molecules or polymers and dendrimer type organic materials 로부터 1 종 이상 선택되는 기공 형성 물질; 및      Pore forming materials selected from one or more; And ⅲ) 유기용매  I) organic solvent 를 포함하는 절연막 형성용 코팅 조성물 용액을 제공하는 단계;  Providing a coating composition solution for forming an insulating film comprising a; b) 상기 a)단계의 용액을 반도체 소자의 기재에 도포하여 절연막을 형성시키b) applying the solution of step a) to the substrate of the semiconductor device to form an insulating film 는 단계; 및   The step; And c) 상기 b)단계의 도포되는 절연막을 건조 및 소성하는 단계c) drying and baking the insulating film applied in step b). 를 포함하는 저유전 절연막의 제조방법.Method for producing a low dielectric insulating film comprising a.
KR10-2002-0024729A 2002-05-06 2002-05-06 Composition for low dielectric film and method for forming low dielectric film KR100508903B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0024729A KR100508903B1 (en) 2002-05-06 2002-05-06 Composition for low dielectric film and method for forming low dielectric film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0024729A KR100508903B1 (en) 2002-05-06 2002-05-06 Composition for low dielectric film and method for forming low dielectric film

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030086637A KR20030086637A (en) 2003-11-12
KR100508903B1 true KR100508903B1 (en) 2005-08-17

Family

ID=32381643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0024729A KR100508903B1 (en) 2002-05-06 2002-05-06 Composition for low dielectric film and method for forming low dielectric film

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100508903B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100493855B1 (en) * 2002-12-12 2005-06-08 삼성전자주식회사 Siloxane-Based Resin and Method for Forming a Low Dielectric Patterned Film by Using the Same
KR101821936B1 (en) 2008-12-23 2018-01-24 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Organic Chemical Sensor With Microporous organosilicate material
KR101669301B1 (en) 2008-12-23 2016-10-25 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Organic Chemical Sensor With Microporous organosilicate material
JP5791517B2 (en) 2008-12-23 2015-10-07 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Amorphous microporous organosilicate composition

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6204202B1 (en) * 1999-04-14 2001-03-20 Alliedsignal, Inc. Low dielectric constant porous films
KR20010098378A (en) * 2000-04-28 2001-11-08 성재갑 Method for preparing dielectrics material with low dielectric constant
KR20010098087A (en) * 2000-04-28 2001-11-08 성재갑 Method for preparing dielectrics material with low dielectric constant using organic spacer
KR20010107440A (en) * 2000-05-29 2001-12-07 성재갑 Dielectrics material for layer of semiconductor and semiconductor device using the same
US6413882B1 (en) * 1999-04-14 2002-07-02 Alliedsignal Inc. Low dielectric foam dielectric formed from polymer decomposition
KR20020094098A (en) * 2001-06-07 2002-12-18 주식회사 엘지화학 Method for preparing organic silicate polymer and method for preparing insulating film using the same
KR100382702B1 (en) * 2000-09-18 2003-05-09 주식회사 엘지화학 Method for preparing organic silicate polymer
KR20030082693A (en) * 2002-04-18 2003-10-23 주식회사 엘지화학 Organic silicate polymer and insulation film comprising the same

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6204202B1 (en) * 1999-04-14 2001-03-20 Alliedsignal, Inc. Low dielectric constant porous films
US6413882B1 (en) * 1999-04-14 2002-07-02 Alliedsignal Inc. Low dielectric foam dielectric formed from polymer decomposition
KR20010098378A (en) * 2000-04-28 2001-11-08 성재갑 Method for preparing dielectrics material with low dielectric constant
KR20010098087A (en) * 2000-04-28 2001-11-08 성재갑 Method for preparing dielectrics material with low dielectric constant using organic spacer
KR20010107440A (en) * 2000-05-29 2001-12-07 성재갑 Dielectrics material for layer of semiconductor and semiconductor device using the same
KR100382702B1 (en) * 2000-09-18 2003-05-09 주식회사 엘지화학 Method for preparing organic silicate polymer
KR20020094098A (en) * 2001-06-07 2002-12-18 주식회사 엘지화학 Method for preparing organic silicate polymer and method for preparing insulating film using the same
KR20030082693A (en) * 2002-04-18 2003-10-23 주식회사 엘지화학 Organic silicate polymer and insulation film comprising the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030086637A (en) 2003-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100515583B1 (en) Organic silicate polymer and insulation film comprising the same
US6743471B2 (en) Process for preparing insulating material having low dielectric constant
EP1328571B1 (en) A process for preparing organic silicate polymer
KR100451044B1 (en) Method for preparing organic silicate polymer and method for preparing insulating film using the same
KR100645682B1 (en) Organic Siloxane Resins and Insulating Film Using the Same
KR100508903B1 (en) Composition for low dielectric film and method for forming low dielectric film
KR100419069B1 (en) Organic silicate polymer and low dielectric insulation film comprising the same
KR100405312B1 (en) Organic silicate polymer and low dielectric insulation film comprising the same
KR100826208B1 (en) Method for preparing organic siloxane polymer and method for preparing insulating film using the same
US7091287B2 (en) Nanopore forming material for forming insulating film for semiconductors and low dielectric insulating film comprising the same
KR100508901B1 (en) Organic silicate polymer and insulation film comprising the same
KR100422916B1 (en) Organic silicate polymer and low dielectric insulation film comprising the same
KR100490853B1 (en) Nanopore forming material for forming insulating film for semiconductors and low dielectric insulating film comprising the same
KR100440488B1 (en) Organic silicate polymer for insulation film of the semiconductor device and low dielectric insulation film comprising the same
KR100515584B1 (en) Organic silicate polymer and insulation film comprising the same
KR100553203B1 (en) Organic siloxane resin and film comprising the same
KR100450257B1 (en) Organic silicate polymer and low dielectric insulation film comprising the same
KR100508902B1 (en) Organic silicate polymer and insulation film comprising the same
KR100508900B1 (en) Organic silicate polymer and insulation film comprising the same
KR20040018710A (en) Method for preparing organic silicate polymer

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130730

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140716

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150716

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160803

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170718

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180619

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190625

Year of fee payment: 15