组合物及二氧化硅质膜的制造方法技术

本发明专利技术的课题在于提供一种组合物和使用了该组合物的二氧化硅质膜的制造方法，所述组合物即使在较低温度的烧成条件下也能稳定地提供膜质良好的二氧化硅质膜。本发明专利技术涉及的组合物包含(A)聚硅氮烷、和(B)以下的式(B)表示的含有咪唑基的化合物。

The manufacturing method of composition and silicon dioxide plasma membrane

The present invention is to provide a composition and a method for the manufacture of a silica plasma membrane using the composition, which can provide a stable film of a good film quality even at a low temperature condition. The compositions of the invention comprise (A) polysilazane and compounds containing imidazoles represented by (B) below (B).

【技术实现步骤摘要】
组合物及二氧化硅质膜的制造方法
本专利技术涉及组合物及二氧化硅质膜的制造方法。
技术介绍
以往，聚硅氮烷(polysilazane)已被用作半导体装置等电子器件中的层间绝缘膜等绝缘膜、钝化膜、保护膜、平坦化膜等的形成材料。具体而言，已知有通过将包含聚硅氮烷的溶液涂布于基材上并在水分子的存在下进行加热烧成从而将该聚硅氮烷转化为二氧化硅质膜的技术。例如，专利文献1中记载了适用于这样的用途的聚硅氮烷(无机聚硅氮烷树脂)，更详细而言，记载了以下内容：通过使用所包含的硅原子与氮原子之比为特定的值以上的聚硅氮烷(无机聚硅氮烷树脂)，从而可减小从聚硅氮烷(无机聚硅氮烷树脂)转化为二氧化硅质时的收缩率，另外，作为得到的二氧化硅质膜的残余应力的产生也得以改善。基于在如上所述地从聚硅氮烷转化为二氧化硅质时促进转化反应的观点，还早已在开发将聚硅氮烷与反应催化剂组合的技术。例如，专利文献2中公开了包含聚硅氮烷和特定的金属羧酸盐的涂覆组合物。根据该文献可知，通过将这些成分组合，从而可经由低温烧成、或以不进行烧成的方式来提供耐热性、耐磨损性、耐腐蚀性优异且无裂纹的致密涂膜。此外，如专利文献1的0056～0064段中所记载那样，使包含聚硅氮烷的组合物中含有N-杂环状化合物、胺化合物的技术也是已知的。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2013/118642号专利文献2：日本特开平6-299118号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，专利文献1、2中记载的催化剂与聚硅氮烷的相容性不一定良好。因此，即使是专利文献1、2中公开或暗示的组合物，也可能存在下述情况：在加热时发生反应不均，结果无法形成均匀的二氧化硅质膜。因此，需求一种可形成均匀且膜质良好的二氧化硅质膜的组合物。另外，从提高形成二氧化硅质膜时的工艺效率方面考虑，还有应当降低对聚硅氮烷进行烧成时的温度这样的技术要求。作为以往的包含聚硅氮烷的组合物，并不存在充分满足这些要求的组合物。本专利技术是鉴于以上的情况而作出的，目的在于提供一种组合物和使用了该组合物的二氧化硅质膜的制造方法，所述组合物即使在较低温度的烧成条件下也能稳定地提供膜质良好的二氧化硅质膜。用于解决课题的手段本申请的专利技术人发现，通过将(A)聚硅氮烷与具有咪唑骨架(咪唑基)的特定化合物组合而制备组合物，能解决上述的课题，从而完成了本专利技术。本专利技术的第一方式是一种组合物，其包含：(A)聚硅氮烷，和(B)以下的式(B)表示的含有咪唑环的化合物。[化学式1](式(B)中，Ar为可以具有取代基的芳香族基团，Rb1为氢原子、卤素原子、羟基、巯基、硫醚基(sulfidegroup)、甲硅烷基、硅烷醇基、硝基、亚硝基、亚磺基、磺基、磺酸盐/酯基(sulfonatogroup)、膦基(phosphinogroup)、氧膦基(phosphinylgroup)、膦酰基(phosphonogroup)、膦酸盐/酯基(phosphonatogroup)、或有机基团，Y为以下的式(B-y)表示的咪唑环或氢原子，Z为以下的式(B-y)表示的咪唑环或-ORb3表示的基团，Y或Z中的任一者为上述咪唑环，对于[化学式2]而言，当Y为上述咪唑环时其为单键，当Z为上述咪唑环时其为碳-碳双键，Rb3为氢原子或有机基团。)[化学式3](式(B-y)中，*表示与上述式(B)中的与Y或Z相邻的碳原子进行键合的化学键，Rb2各自独立地为氢原子、卤素原子、羟基、巯基、硫醚基、甲硅烷基、硅烷醇基、硝基、亚硝基、磺酸盐/酯基、膦基、氧膦基、膦酸盐/酯基、或有机基团。)本专利技术的第二方式是二氧化硅质膜的制造方法，所述方法包括下述工序：准备基板和上述的组合物的工序；在上述基板上施用上述组合物的工序；和对施用了上述组合物的基板进行烧成的工序。专利技术的效果通过本专利技术，可提供即使在较低温度的烧成条件下也能稳定地提供膜质良好的二氧化硅质膜的组合物、和使用了该组合物的二氧化硅质膜的制造方法。附图说明[图1]为表示实施例1中的利用FT-IR得到的分析结果的图。[图2]为表示实施例2中的利用FT-IR得到的分析结果的图。[图3]为表示实施例3中的利用FT-IR得到的分析结果的图。[图4]为表示实施例4中的利用FT-IR得到的分析结果的图。[图5]为表示比较例1中的利用FT-IR得到的分析结果的图。具体实施方式以下，基于实施方式来说明本专利技术。需要说明的是，本说明书中，只要没有特别说明，“～”表示从以上至以下。＜组合物＞本实施方式涉及的组合物至少包含以下所示的成分。(A)聚硅氮烷，和(B)上述的式(B)表示的含有咪唑基的化合物。以下，对本实施方式涉及的组合物中包含的各成分进行说明。((A)聚硅氮烷)本实施方式涉及的组合物包含(A)聚硅氮烷。对于本实施方式的组合物中可包含的(A)聚硅氮烷而言，可从已知的材料中适当选择，典型地，可使用在化合物结构(化学结构)中具有Si-N键的化合物等。在已知的聚硅氮烷材料中，从操作的容易性、获得容易性等观点考虑，本实施方式中，可优选使用包含以下的式(A0)表示的结构单元的聚合物(聚硅氮烷)。-(SiRa1Ra2-NRa3)-···(A0)上述的式(A0)中，Ra1、Ra2、和Ra3为氢原子、烷基、环烷基、或芳基，分别可以相同或不同。作为此处的烷基，可采用例如碳原子数1～12的烷基，该烷基可以是直链状或支链状中的任一种，更具体而言，可采用甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、癸基等。作为环烷基，可采用碳原子数3～12的环烷基，更具体而言，可采用环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。作为芳基，可采用例如碳原子数6～12的芳基，更具体而言，可采用苯基、甲苯基(甲基苯基)、二甲苯基(二甲基苯基)、萘基等。(A)聚硅氮烷中包含的式(A0)表示的结构单元的数目通常为2以上的整数，该数目的上限可适当设定，例如为3000以下。另外，本实施方式的(A)聚硅氮烷可在其化合物结构(化学结构)的一部分中包含N-Li键、N-K键、N-Na键。需要说明的是，对于本实施方式中的(A)聚硅氮烷而言，从顺利地进行向二氧化硅质的转化的观点考虑，优选包含Ra1、Ra2、和Ra3全部为氢的式(A0)表示的结构单元、即以下的式(A1)表示的结构单元。所述式(A1)表示的结构单元通过进行烧成或烧结从而容易向二氧化硅质(SiO2)转化(需要说明的是，伴随着此处的转化反应，通常产生氨和氢。)。另外，除了包含这样的式(A1)表示的结构单元之外、还包含Ra1、Ra2、Ra3中的至少一个为含有碳原子的官能团(烷基、环烷基、芳基)的上述式(A0)表示的结构单元的聚硅氮烷也可作为本实施方式中的组合物中的(A)聚硅氮烷而优选使用。[化学式4]此外，作为本实施方式的(A)聚硅氮烷，考虑到所得的涂膜或烧成后的二氧化硅质膜的物性，例如，可包含以下的式(A2)或(A3)所示那样的具有分支结构的结构单元。需要说明的是，下述式(A2)及(A3)中的Ra1和Ra3分别与式(A0)中的Ra1和Ra3含义相同。[化学式5]这样的(A)聚硅氮烷可利用已知的方法合成而得到，也可通过购入市售的聚硅氮烷材料而得到。合成(A)聚硅氮烷的情况下，例如，可采用下述方法：将以氨为代表的在分子内包含-NH基的化合物、与在分子内包含Si-Cl基的化合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.组合物，其包含：(A)聚硅氮烷，和(B)以下的式(B)表示的含有咪唑基的化合物；

【技术特征摘要】
2017.01.13 JP 2017-0044301.组合物，其包含：(A)聚硅氮烷，和(B)以下的式(B)表示的含有咪唑基的化合物；式(B)中，Ar为可以具有取代基的芳香族基团，Rb1为氢原子、卤素原子、羟基、巯基、硫醚基、甲硅烷基、硅烷醇基、硝基、亚硝基、亚磺基、磺基、磺酸盐/酯基、膦基、氧膦基、膦酰基、膦酸盐/酯基、或有机基团，Y为以下的式(B-y)表示的咪唑环或氢原子，Z为以下的式(B-y)表示的咪唑环或-ORb3表示的基团，Y或Z中的任一者为所述咪唑环，当Y为所述咪唑环时，为单键；当Z为所述咪唑环时，为碳-碳双键，Rb3为氢原子或有机基团，式(B-y)中，*表示与所述式(B)中的与Y或Z相邻的碳原子进行键合的化学键，Rb2各自独立地为氢原子、卤素原子、羟基、巯基、硫醚基、甲硅烷基、硅烷醇基、硝基、亚硝基、磺酸盐/酯基、膦基、氧膦基、膦酸盐/酯基、或有机基团。2.如权利要求1所述的组合物，所述组合物包含以下的式(B1...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤井恭，野田国宏，千坂博树，染谷和也，三隅浩一，盐田大，
申请(专利权)人：东京应化工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP