[go: up one dir, main page]

JP2009108285A - Film-forming composition and silica-based film - Google Patents

Film-forming composition and silica-based film Download PDF

Info

Publication number
JP2009108285A
JP2009108285A JP2007285005A JP2007285005A JP2009108285A JP 2009108285 A JP2009108285 A JP 2009108285A JP 2007285005 A JP2007285005 A JP 2007285005A JP 2007285005 A JP2007285005 A JP 2007285005A JP 2009108285 A JP2009108285 A JP 2009108285A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
general formula
polycarbosilane
film
acid
following general
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007285005A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Nakagawa
恭志 中川
Yohei Nobe
洋平 野辺
Koji Sumiya
孝治 住谷
Kenji Ishizuki
健二 石附
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
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 JSR Corp filed Critical JSR Corp
Priority to JP2007285005A priority Critical patent/JP2009108285A/en
Publication of JP2009108285A publication Critical patent/JP2009108285A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Paints Or Removers (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

【課題】保存期間中に変性し難い膜形成用組成物、および当該組成物から得られるシリカ系膜を提供する。
【解決手段】膜形成用組成物は、ケイ素原子と炭素原子とが交互に連続してなる主鎖を有し、かつ、下記一般式(1)で表される構造単位、および(1)式のHがCHおよびOHおよびOR(Rは1価の炭化水素基を示す)に置換わった構造単位をそれぞれ含むポリカルボシランと、下記一般式(5)で表される化合物群から選ばれた少なくとも1つの有機溶剤と、を含む。

Figure 2009108285

・・・・・(1)R1O(CHCHCHO)a ・・・・・(5)
【選択図】なしDisclosed are a film-forming composition that is difficult to denature during storage, and a silica-based film obtained from the composition.
A film-forming composition has a main chain in which silicon atoms and carbon atoms are alternately continuous, and is a structural unit represented by the following general formula (1): Selected from the group of compounds represented by the following general formula (5) and polycarbosilane each containing a structural unit in which H is substituted with CH 3 and OH and OR (R represents a monovalent hydrocarbon group) And at least one organic solvent.
Figure 2009108285

(1) R 1 O (CHCH 3 CH 2 O) a R 2 (5)
[Selection figure] None

Description

本発明は、ポリカルボシランを含む塗布用シリカ系膜形成用組成物、および当該組成物から得られるシリカ系膜に関する。   The present invention relates to a silica-based film-forming composition for coating containing polycarbosilane, and a silica-based film obtained from the composition.

炭化ケイ素繊維やセラミックス材料の前駆体としてポリカルボシランが着目され、工業的に利用されている。特に、主鎖がケイ素原子と炭素原子との繰り返し構造からなるポリカルボシランは耐熱性に優れており、広く利用されている。また、ポリカルボシランは、光機能材料や導電性材料などへの応用が期待されている。   Polycarbosilane has attracted attention as a precursor for silicon carbide fibers and ceramic materials, and is used industrially. In particular, polycarbosilane whose main chain is a repeating structure of silicon atoms and carbon atoms is excellent in heat resistance and is widely used. Polycarbosilane is expected to be applied to optical functional materials and conductive materials.

ケイ素原子と炭素原子との繰り返し構造からなる主鎖を有するポリカルボシランの製造方法としては、例えば、ポリ(ジメチルシラン)の熱転位による方法が挙げられる(非特許文献1)。この方法では、ポリ(ジメチルシラン)中のケイ素原子に結合するメチル基の一部が主鎖のSi−Si結合に挿入されて、Si−C結合を形成するとともに、転位したSi−CH部分がSi−H結合に置き換わる。 Examples of a method for producing polycarbosilane having a main chain composed of a repeating structure of silicon atoms and carbon atoms include a method based on thermal rearrangement of poly (dimethylsilane) (Non-patent Document 1). In this method, a part of the methyl group bonded to the silicon atom in poly (dimethylsilane) is inserted into the Si—Si bond of the main chain to form a Si—C bond, and a rearranged Si—CH 3 moiety. Replaces the Si-H bond.

このようなポリカルボシランは基本骨格が疎水性である一方で、硬化性向上のためヒドロキシ基やアルコキシ基を具有することが要求されることがあり、この際溶液中でのポリマーとしての安定性や溶解性が不十分な場合があった。
ジャーナル オブ マテリアルズ サイエンス,1978年,第13巻,p.2569−2576(Journal of Materials Science, 2569-2576, Vol.13, 1978)
While such a polycarbosilane has a hydrophobic basic skeleton, it may be required to have a hydroxyl group or an alkoxy group for improving curability. At this time, stability as a polymer in a solution is required. In some cases, the solubility was insufficient.
Journal of Materials Science, 1978, Vol. 13, p. 2569-2576 (Journal of Materials Science, 2569-2576, Vol.13, 1978)

本発明の目的は、保存期間中に変性し難い膜形成用組成物、および当該組成物から得られるシリカ系膜を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a film-forming composition that is not easily modified during the storage period, and a silica-based film obtained from the composition.

本発明の第1の態様の膜形成用組成物は、
ケイ素原子と炭素原子とが交互に連続してなる主鎖を有し、かつ、
下記一般式(1)で表される構造単位、下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(3)で表される構造単位、および下記一般式(4)で表される構造単位を含むポリカルボシランと、
下記一般式(5)で表される化合物群から選ばれた少なくとも1つの有機溶剤と、を含む。
The film forming composition according to the first aspect of the present invention comprises:
Having a main chain of alternating silicon atoms and carbon atoms, and
The structural unit represented by the following general formula (1), the structural unit represented by the following general formula (2), the structural unit represented by the following general formula (3), and the following general formula (4) Polycarbosilane containing structural units;
And at least one organic solvent selected from the group of compounds represented by the following general formula (5).

Figure 2009108285
・・・・・(1)
Figure 2009108285
(1)

Figure 2009108285
・・・・・(2)
Figure 2009108285
(2)

Figure 2009108285
・・・・・(3)
Figure 2009108285
(3)

Figure 2009108285
・・・・・(4)
Figure 2009108285
(4)

〔式中、Rは1価の炭化水素基を示す。〕
1O(CHCHCHO) ・・・・・(5)
〔R1およびRは、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜8のアルキル基またはCHCO−から選ばれる1価の有機基を示し、aは1〜2の整数を表す。〕
上記本発明の第1の態様の膜形成用組成物において、ポリカルボシランは下記一般式(6)〜(10)で表される構造単位のうち少なくとも1つをさらに含むことができる。
[Wherein R represents a monovalent hydrocarbon group. ]
R 1 O (CHCH 3 CH 2 O) a R 2 (5)
[R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a monovalent organic group selected from CH 3 CO—, and a represents an integer of 1 to 2. ]
In the film forming composition according to the first aspect of the present invention, the polycarbosilane may further include at least one of structural units represented by the following general formulas (6) to (10).

Figure 2009108285
・・・・・(6)
Figure 2009108285
(6)

Figure 2009108285
・・・・・(7)
Figure 2009108285
(7)

Figure 2009108285


・・・・・(8)
Figure 2009108285


(8)

Figure 2009108285
・・・・・(9)
Figure 2009108285
(9)

Figure 2009108285
・・・・(10)
Figure 2009108285
(10)

上記本発明の第1の態様の膜形成用組成物において、
一般式(5)において、R1およびRのうち、一方は炭素数1〜8のアルキル基であり、他方は水素原子またはCHCO−であることができる。
In the film forming composition of the first aspect of the present invention,
In General Formula (5), one of R 1 and R 2 can be an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and the other can be a hydrogen atom or CH 3 CO—.

上記本発明の第1の態様の膜形成用組成物において、
ポリカルボシランの重量平均分子量は、300〜300,000であり、
ポリカルボシランは、有機溶剤に可溶であることができる。
In the film forming composition of the first aspect of the present invention,
The weight average molecular weight of polycarbosilane is 300-300,000,
The polycarbosilane can be soluble in an organic solvent.

上記本発明の第1の態様の膜形成用組成物において、
一般式(5)で表される化合物群から選ばれた有機溶剤を、ポリカルボシラン100重量部に対して50重量部以上含むことができる。
In the film forming composition of the first aspect of the present invention,
The organic solvent selected from the compound group represented by the general formula (5) can be contained in an amount of 50 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the polycarbosilane.

本発明の第2の態様のシリカ系膜は、上記本発明の第1の態様の膜形成用組成物を用いて形成された塗膜を硬化させることにより得られる。   The silica-based film of the second aspect of the present invention is obtained by curing a coating film formed using the film forming composition of the first aspect of the present invention.

本発明の第1の態様の膜形成用組成物は、上記有機溶剤とを含むことにより、上記ポリカルボシランを十分に溶解し、かつ当該ポリカルボシランの保存中の変性を抑制することができる。   By including the organic solvent, the film forming composition of the first aspect of the present invention can sufficiently dissolve the polycarbosilane and suppress denaturation during storage of the polycarbosilane. .

また、本発明の第1の態様の膜形成用組成物によれば、上記一般式(1)で表される構造単位、下記一般式(2)で表される構造単位、上記一般式(3)で表される構造単位、および下記一般式(4)で表される構造単位を含むことにより、粗大粒子が少なく、かつ、硬化性が良好である。   Moreover, according to the film forming composition of the first aspect of the present invention, the structural unit represented by the general formula (1), the structural unit represented by the following general formula (2), and the general formula (3) ) And the structural unit represented by the following general formula (4), the coarse particles are few and the curability is good.

また、本発明の第1の態様の膜形成用組成物によれば、Si−H結合およびSi−O結合の両方を含むことにより、不活性ガス雰囲気や減圧下など酸化雰囲気でない環境下での焼成でも、ポリマーの架橋・硬化が可能になる。また、Si−Me部位が含まれているため、耐エッチング性、アッシング性が良好である。   Moreover, according to the film forming composition of the first aspect of the present invention, by including both the Si—H bond and the Si—O bond, the film can be used in an environment that is not an oxidizing atmosphere such as an inert gas atmosphere or a reduced pressure. Even when baked, the polymer can be crosslinked and cured. Moreover, since Si-Me site | part is contained, etching resistance and ashing property are favorable.

また、本発明の第1の態様の膜形成用組成物は、例えば、セラミックス、耐熱性プラスチック、電子材料などへの利用が可能である。特に、粗大粒子が少なく、かつ、硬化性が良好であることから、例えば、電子材料用途(半導体素子用層間絶縁膜や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、光機能材料、導電性材料など)における膜形成用組成物として有用である。   The film-forming composition of the first aspect of the present invention can be used for ceramics, heat-resistant plastics, electronic materials, and the like. In particular, because there are few coarse particles and good curability, for example, for electronic materials (interlayer insulation films for semiconductor elements, etching stopper films, protective films such as semiconductor element surface coat films, and multilayer resists are used. It is useful as a film forming composition in an intermediate layer of a semiconductor manufacturing process, an interlayer insulating film of a multilayer wiring substrate, a protective film or insulating film for a liquid crystal display element, an optical functional material, a conductive material, and the like.

本発明の第2の態様のシリカ系膜は、上記本発明の第1の態様の膜形成用組成物を用いて形成された塗膜を硬化させることにより得られるため、均質である。   The silica-based film of the second aspect of the present invention is homogeneous because it is obtained by curing a coating film formed using the film-forming composition of the first aspect of the present invention.

以下、本発明に係る膜形成用組成物およびその製造方法、当該膜形成用組成物を含む塗布用シリカ系膜について説明する。   Hereinafter, a film-forming composition according to the present invention, a method for producing the same, and a coating silica-based film containing the film-forming composition will be described.

1.膜形成用組成物
本発明に係る膜形成用組成物は、以下に示すポリカルボシランおよび有機溶剤を含む。ポリカルボシランは、有機溶剤に溶解あるいは分散させることができる。さらに、本発明に係る膜形成用組成物には、必要に応じてさらに添加剤を含有させてもよい。
1. Film-forming composition The film-forming composition according to the present invention contains the following polycarbosilane and an organic solvent. Polycarbosilane can be dissolved or dispersed in an organic solvent. Further, the film forming composition according to the present invention may further contain an additive as necessary.

ポリカルボシランおよび有機溶剤の詳細について以下に説明する。   Details of the polycarbosilane and the organic solvent will be described below.

1.1.ポリカルボシラン
本実施の形態に係るポリカルボシランは、ケイ素原子と炭素原子とが交互に連続してなる主鎖を有し、下記一般式(1)で表される構造単位、下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(3)で表される構造単位、および下記一般式(4)で表される構造単位を含む。すなわち、本発明のポリカルボシランは、ケイ素原子と炭素原子とが交互に連続してなる主鎖と、主鎖のケイ素原子に結合する水素原子、酸素原子、および炭素原子を含む側鎖とを含む。
1.1. Polycarbosilane The polycarbosilane according to the present embodiment has a main chain in which silicon atoms and carbon atoms are alternately continuous, and is a structural unit represented by the following general formula (1): The structural unit represented by 2), the structural unit represented by the following general formula (3), and the structural unit represented by the following general formula (4) are included. That is, the polycarbosilane of the present invention comprises a main chain in which silicon atoms and carbon atoms are alternately continued, and a hydrogen atom, an oxygen atom, and a side chain containing carbon atoms bonded to the silicon atom of the main chain. Including.

なお、本発明のポリカルボシランにおいて、下記一般式(1)〜(4)で表される構造単位のうち同じ構造単位が連続していてもよく、または、異なる構造単位が隣り合って存在していてもよく、あるいは、同じ構造単位が連続している部分と、異なる構造単位が隣り合って存在している部分との両方を含んでいてもよい。   In the polycarbosilane of the present invention, the same structural unit among the structural units represented by the following general formulas (1) to (4) may be continuous, or different structural units may be present adjacent to each other. Alternatively, it may include both a portion in which the same structural unit is continuous and a portion in which different structural units are adjacent to each other.

Figure 2009108285
・・・・・(1)
Figure 2009108285
(1)

Figure 2009108285
・・・・・(2)
Figure 2009108285
(2)

Figure 2009108285
・・・・・(3)
Figure 2009108285
(3)

Figure 2009108285
・・・・・(4)
Figure 2009108285
(4)

〔式中、Rは1価の炭化水素基を示す。〕
すなわち、本実施の形態に係るポリカルボシランは、上記一般式(1)〜(4)で表される構造単位をそれぞれ少なくとも1つ有する。より具体的には、本発明のポリカルボシランは、下記一般式(1)〜(4)に表されるように、−H、−CH、−OH、および−ORを側鎖に含み、これらの側鎖はいずれも主鎖のSiと結合している。
[Wherein R represents a monovalent hydrocarbon group. ]
That is, the polycarbosilane according to the present embodiment has at least one structural unit represented by the general formulas (1) to (4). More specifically, the polycarbosilane of the present invention includes —H, —CH 3 , —OH, and —OR in the side chain as represented by the following general formulas (1) to (4), All of these side chains are bonded to the main chain Si.

また、上記一般式(4)において、Rとして示される1価の炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基が挙げられ、特に、Rがアルキル基である場合、炭素数1〜6のアルキル基であることが好ましい。   In the general formula (4), the monovalent hydrocarbon group represented by R is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group, and an alkynyl group. When it is a group, it is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.

本発明において、「ケイ素原子と炭素原子とが交互に連続してなる主鎖」とは、例えば下記一般式(11)で表される構造を有する。なお、下記一般式(11)においては、主鎖に結合する側鎖の記載は省略する。また、主鎖に含まれるケイ素原子および炭素原子の数はこれに限定されるわけではない。前記主鎖において、側鎖の種類は特に限定されないが、側鎖としては例えば、−H、−OH、−O−Si、−OR’(ここで、R’は1価の炭化水素基を示し、例えば上記一般式(4)においてRとして例示された基であってもよく、より具体的には、本発明のポリカルボシランを製造する際に用いるアルコール由来であってもよい。)であってもよい。   In the present invention, the “main chain in which silicon atoms and carbon atoms are alternately continuous” has, for example, a structure represented by the following general formula (11). In the following general formula (11), the description of the side chain bonded to the main chain is omitted. Further, the numbers of silicon atoms and carbon atoms contained in the main chain are not limited thereto. In the main chain, the type of the side chain is not particularly limited, but examples of the side chain include -H, -OH, -O-Si, -OR '(where R' represents a monovalent hydrocarbon group). For example, it may be a group exemplified as R in the general formula (4), and more specifically, may be derived from an alcohol used in producing the polycarbosilane of the present invention. May be.

Figure 2009108285
・・・・・(11)
本発明のポリカルボシランにおいて、上記一般式(1)〜(4)で表される構造単位の数はそれぞれ、(1)5〜70%、(2)30〜80%、(3)5〜50%、(4)5〜30%であることが好ましい。
Figure 2009108285
(11)
In the polycarbosilane of the present invention, the number of structural units represented by the general formulas (1) to (4) is (1) 5 to 70%, (2) 30 to 80%, and (3) 5 to 5, respectively. 50% and (4) 5-30% are preferred.

上記本発明のポリカルボシランにおいて、下記一般式(6)〜(10)で表される構造単位のうち少なくとも1つをさらに含むことができる。この場合、本発明のポリカルボシランにおいて、下記一般式(6)〜(10)で表される構造単位のうち同じ構造単位が連続していてもよく、または、異なる構造単位が隣り合って存在していてもよく、あるいは、同じ構造単位が連続している部分と、異なる構造単位が隣り合って存在している部分との両方を含んでいてもよい。   The polycarbosilane of the present invention may further include at least one of structural units represented by the following general formulas (6) to (10). In this case, in the polycarbosilane of the present invention, among the structural units represented by the following general formulas (6) to (10), the same structural unit may be continuous, or different structural units exist adjacent to each other. Or may include both a portion in which the same structural unit is continuous and a portion in which different structural units are adjacent to each other.

Figure 2009108285
・・・・・(6)
Figure 2009108285
(6)

Figure 2009108285
・・・・・(7)
Figure 2009108285
(7)

Figure 2009108285
・・・・・(8)
Figure 2009108285
(8)

Figure 2009108285
・・・・・(9)
Figure 2009108285
(9)

Figure 2009108285
・・・・・(10)
Figure 2009108285
(10)

上記一般式(7)および(8)において、酸素原子は、水素原子、ケイ素原子、および炭素原子のいずれかに結合可能である。また、上記一般式(9)および(10)において、メチレン(−CH−)の炭素原子は、酸素原子、ケイ素原子、および炭素原子のいずれかに結合可能である。 In the general formulas (7) and (8), the oxygen atom can be bonded to any one of a hydrogen atom, a silicon atom, and a carbon atom. In the general formulas (9) and (10), the carbon atom of methylene (—CH 2 —) can be bonded to any of an oxygen atom, a silicon atom, and a carbon atom.

本発明のポリカルボシランは有機溶剤に可溶であり、かつ、その重量平均分子量は300〜300,000であることが好ましく、500〜100,000であることがより好ましい。重量平均分子量が300未満であると、焼成時にポリマーが揮発することがあり、一方、重量平均分子量が300,000を超えると、ポリマーが溶液に不溶になり、塗布組成物を得ることができない。   The polycarbosilane of the present invention is soluble in an organic solvent, and its weight average molecular weight is preferably 300 to 300,000, and more preferably 500 to 100,000. If the weight average molecular weight is less than 300, the polymer may volatilize during firing, while if the weight average molecular weight exceeds 300,000, the polymer becomes insoluble in the solution and a coating composition cannot be obtained.

1.2.ポリカルボシランの製造方法
本発明のポリカルボシランの製造方法は、ケイ素原子と炭素原子とが交互に連続してなる主鎖を有し、下記一般式(1)で表される構造単位および下記一般式(2)で表される構造単位を有する原料ポリマーを、有機溶剤中で塩基性触媒の存在下でアルコールと反応させた後、水と反応させる工程を含む。
1.2. Method for Producing Polycarbosilane The method for producing polycarbosilane of the present invention has a main chain in which silicon atoms and carbon atoms are alternately continuous, and is represented by the structural unit represented by the following general formula (1) and The process includes a step of reacting a raw material polymer having the structural unit represented by the general formula (2) with an alcohol in the presence of a basic catalyst in an organic solvent and then reacting with water.

Figure 2009108285

・・・・・(1)
Figure 2009108285

(1)

Figure 2009108285
・・・・・(2)
Figure 2009108285
(2)

ここで、塩基性触媒の存在下でアルコールおよび水と反応させると、縮合反応において粗大粒子が生成し、ゲル化する場合がある。これに対して、本実施の形態に係るポリカルボシランの製造方法によれば、ゲル化することがないため、粗大粒子が少ないポリカルボシランを製造することができる。   Here, when it reacts with alcohol and water in presence of a basic catalyst, a coarse particle may produce | generate and gelatinize in a condensation reaction. On the other hand, according to the method for producing polycarbosilane according to the present embodiment, since it does not gel, polycarbosilane with few coarse particles can be produced.

1.2.1.原料ポリマー
本実施の形態に係るポリカルボシランの製造方法において使用される原料ポリマーは、上記一般式(1)および(2)で表される構造単位をそれぞれ少なくとも1つ有する。この場合、原料ポリマーにおいて、一般式(1)および(2)で表される構造単位のうち同じ構造単位が連続していてもよく、または、異なる構造単位が隣り合って存在していてもよく、あるいは、同じ構造単位が連続している部分と、異なる構造単位が隣り合って存在している部分との両方を含んでいてもよい。
1.2.1. Raw Material Polymer The raw material polymer used in the method for producing polycarbosilane according to the present embodiment has at least one structural unit represented by the general formulas (1) and (2). In this case, in the raw material polymer, the same structural unit among the structural units represented by the general formulas (1) and (2) may be continuous, or different structural units may be present adjacent to each other. Alternatively, it may include both a portion in which the same structural unit is continuous and a portion in which different structural units are adjacent to each other.

また、前記原料ポリマーは、下記一般式(6)で表される構造単位、下記一般式(9)で表される構造単位、および下記一般式(10)で表される構造単位のうち少なくとも1つを有することができる。この場合においても、同じ構造単位が連続していてもよく、または、異なる構造単位が隣り合って存在していてもよく、あるいは、同じ構造単位が連続している部分と、異なる構造単位が隣り合って存在している部分との両方を含んでいてもよい。   The raw material polymer is at least one of a structural unit represented by the following general formula (6), a structural unit represented by the following general formula (9), and a structural unit represented by the following general formula (10). You can have one. Also in this case, the same structural unit may be continuous, or different structural units may be present adjacent to each other, or a portion where the same structural unit is continuous and a different structural unit are adjacent. It may include both existing and existing parts.

Figure 2009108285
・・・・・(6)
Figure 2009108285
(6)

Figure 2009108285
・・・・・(9)
Figure 2009108285
(9)

Figure 2009108285
・・・・・(10)
Figure 2009108285
(10)

本発明のポリカルボシランの製造において、前記原料ポリマーとしては、特に限定されないが、例えば、下記一般式(12)、一般式(13)、および一般式(14)に示すものがある。なお、下記一般式(12)〜(14)において、同じ構造単位が連続していてもよく、または、異なる構造単位が隣り合って存在していてもよく、あるいは、同じ構造単位が連続している部分と、異なる構造単位が隣り合って存在している部分との両方を含んでいてもよい。このことは、後述する一般式(15)〜(17)にも同様に適用される。   In the production of the polycarbosilane of the present invention, the raw material polymer is not particularly limited, and examples thereof include those represented by the following general formula (12), general formula (13), and general formula (14). In the following general formulas (12) to (14), the same structural unit may be continuous, or different structural units may be present adjacent to each other, or the same structural unit may be continuous. And a portion where different structural units are present adjacent to each other may be included. This applies similarly to the general formulas (15) to (17) described later.

Figure 2009108285
・・・・・(12)
〔一般式(12)において、x,yはそれぞれ1以上の整数を示す。〕
Figure 2009108285
(12)
[In General Formula (12), x and y each represent an integer of 1 or more. ]

Figure 2009108285
・・・・・(13)
〔一般式(13)において、a,bはそれぞれ1以上の整数を示し、c,dはいずれも整数を示し、少なくとも一方が1以上である。〕
Figure 2009108285
(13)
[In General Formula (13), a and b each represent an integer of 1 or more, c and d both represent an integer, and at least one is 1 or more. ]

Figure 2009108285
・・・・・(14)
〔上記一般式(14)において、a,bはそれぞれ1以上の整数を示し、c,dはいずれも整数を示し、少なくとも一方が1以上である。〕
Figure 2009108285
(14)
[In the general formula (14), a and b each represent an integer of 1 or more, c and d both represent an integer, and at least one is 1 or more. ]

1.2.2.塩基性触媒
本実施の形態のポリカルボシランの製造において使用可能な塩基性触媒としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化セリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム、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、アンモニア、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、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、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、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルモノエタノールアミン、モノメチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、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、尿素、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラブチルアンモニウムハイドロオキサイド、ベンジルトリメチルアンモニウムハイドロオキサイド、コリン、などを挙げることができる。これらの中で、アンモニア、有機アミン類、アンモニウムハイドロオキサイド類を好ましい例として挙げることができ、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイドが特に好ましい。これらの塩基性触媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
1.2.2. Basic catalyst Examples of the basic catalyst that can be used in the production of the polycarbosilane of the present embodiment include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, cerium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide, and pyridine. , Pyrrole, piperazine, pyrrolidine, piperidine, picoline, ammonia, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, monoethanolamine, Diethanolamine, dimethylmonoethanolamine, monomethyldiethanolamine, triethanolamine, diazabicycloocrane, diazabicyclononane, diazabicycloundecene, urine Examples include silicon, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium hydroxide, and choline. Among these, ammonia, organic amines, and ammonium hydroxides can be mentioned as preferred examples, and tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and tetrapropylammonium hydroxide are particularly preferable. These basic catalysts may be used alone or in combination of two or more.

塩基性触媒の使用量は、原料ポリカルボシランに含まれるケイ素―水素結合の数によって決定される。   The amount of the basic catalyst used is determined by the number of silicon-hydrogen bonds contained in the raw material polycarbosilane.

1.2.3.アルコール
本実施の形態のポリカルボシランの製造において使用可能なアルコールとしては、脂肪族(直鎖、環状)アルコールおよび芳香族アルコールのいずれであってもよく、例えば、炭素数1〜6のアルコールが挙げられ、より具体的には、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、tert−ブタノール、sec−ブタノール、n−プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどが挙げられる。
1.2.3. Alcohol The alcohol that can be used in the production of the polycarbosilane of the present embodiment may be any of aliphatic (linear, cyclic) alcohols and aromatic alcohols. More specifically, methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, tert-butanol, sec-butanol, n-propanol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin and the like can be mentioned.

1.2.4.有機溶剤
本実施の形態に係るポリカルボシランの製造においては、下記の有機溶剤を使用することができる。本発明に使用する有機溶剤としては、使用するアルコールおよび水、ならびに原料ポリマーをいずれも溶解させることができるものが好ましい。あるいは、有機溶剤としてアルコールを使用することにより、有機溶剤とアルコールとを兼用してもよい。
1.2.4. Organic Solvent In the production of polycarbosilane according to the present embodiment, the following organic solvent can be used. The organic solvent used in the present invention is preferably one that can dissolve both the alcohol and water used, and the starting polymer. Or you may use an organic solvent and alcohol together by using alcohol as an organic solvent.

ここで、有機溶剤としては、例えば、n−ペンタン、i−ペンタン、n−ヘキサン、i−ヘキサン、n−ヘプタン、i−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、i−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶媒;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(炭化水素系溶媒を用いる場合であって、水を使用する場合、炭化水素系溶媒と他の溶媒とを組み合わせて使用可能である);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、シクロヘキサノン、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;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(ジグライム)、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、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などのエーテル系溶媒;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;硫化ジメチル、硫化ジエチル、チオフェン、テトラヒドロチオフェン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、1,3−プロパンスルトンなどの含硫黄系溶媒;メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、tert−ブタノール、sec−ブタノール、n−プロパノールなどのアルコール系溶媒(この場合、アルコール系溶媒は反応剤としての作用も有する。)などを挙げることができる。これらは、1種あるいは2種以上を混合して使用することができる。また上記溶剤との混合で用いる場合は、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;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などを使用することもできる。   Here, examples of the organic solvent include n-pentane, i-pentane, n-hexane, i-hexane, n-heptane, i-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, and i-octane. Aliphatic hydrocarbon solvents such as cyclohexane and methylcyclohexane; benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propylbenzene, i-propylbenzene, diethylbenzene, i-butylbenzene, triethylbenzene, di- Aromatic hydrocarbon solvents such as i-propyl benzene, n-amyl naphthalene, and trimethyl benzene (when using a hydrocarbon solvent, when using water, combining a hydrocarbon solvent with another solvent) Can be used); acetone, methyl ethyl ketone Methyl-n-propylketone, methyl-n-butylketone, diethylketone, methyl-i-butylketone, methyl-n-pentylketone, ethyl-n-butylketone, methyl-n-hexylketone, di-i-butylketone, trimethylno Ketone solvents such as nanone, cyclohexanone, 2-hexanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, diacetone alcohol, acetophenone, fenchon; 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 group Coal 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 (diglyme), 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 , Tripro Ether solvents such as pyrene glycol monomethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran; N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, Nitrogen-containing solvents such as N-methylpropionamide and N-methylpyrrolidone; sulfur-containing solvents such as dimethyl sulfide, diethyl sulfide, thiophene, tetrahydrothiophene, dimethyl sulfoxide, sulfolane and 1,3-propane sultone; methanol, ethanol, Alcohol solvents such as n-propanol, iso-propanol, n-butanol, tert-butanol, sec-butanol, n-propanol (in this case, alcohol solvent is used as a reactant) It also has all the actions. ) And the like. These can be used alone or in combination of two or more. When used in the mixture with the above solvent, n-pentane, i-pentane, n-hexane, i-hexane, n-heptane, i-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, i- Aliphatic hydrocarbon solvents such as octane, cyclohexane, methylcyclohexane; benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propyl benzene, i-propyl benzene, diethylbenzene, i-butylbenzene, triethylbenzene, di Aromatic hydrocarbon solvents such as -i-propyl benzene, n-amyl naphthalene, and trimethyl benzene can also be used.

1.2.5.水との反応
本実施の形態に係るポリカルボシランの製造においては、具体的には、塩基性触媒の存在下、有機溶剤中で原料ポリマーと、アルコール(ROH;Rはアルキル基)とを反応させることにより、Si−H結合の一部をアルコキシシラン部位(Si−OR)に変換させた後、水と反応させることにより、Si−OR部位の一部(場合によってはさらに、Si−H結合の一部)を、シラノール部位(Si−OH)およびSi−O−Si結合のいずれかに変換することができる。すなわち、上述の水との反応により、シラノール部位形成後に、当該シラノール部位同士の脱水縮合反応が起こることにより、Si−O−Si結合が形成されることがある。
1.2.5. Reaction with Water Specifically, in the production of polycarbosilane according to the present embodiment, a raw material polymer is reacted with an alcohol (ROH; R is an alkyl group) in an organic solvent in the presence of a basic catalyst. By converting a part of the Si—H bond into an alkoxysilane part (Si—OR) and then reacting with water, a part of the Si—OR part (in some cases, an Si—H bond may be further added). Can be converted into either a silanol moiety (Si—OH) or a Si—O—Si bond. That is, due to the reaction with water described above, a dehydration condensation reaction between the silanol sites may occur after the silanol sites are formed, whereby Si—O—Si bonds may be formed.

ここで、上述の水との反応としては、例えば、反応系内に酸性水溶液を加える方法が挙げられる。この方法によれば、生成が予想されるシラノール部位の更なる脱水縮合を抑制することができる。酸性水溶液としては特に限定されないが、例えば、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など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、リン酸などを挙げることができる。なかでも、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。   Here, as a reaction with the above-mentioned water, the method of adding acidic aqueous solution in a reaction system is mentioned, for example. According to this method, it is possible to suppress further dehydration condensation of silanol sites that are expected to be generated. Although it does not specifically limit as acidic aqueous solution, For example, 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 Objects, and the like hydrolyzate of phthalic anhydride. Examples of inorganic acids include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, and phosphoric acid. Of these, organic acids are preferred because they are less likely to cause polymer precipitation and gelation. Among these, compounds having a carboxyl group are more preferred, and among them, acetic acid, oxalic acid, maleic acid, formic acid, malonic acid, and phthalic acid. Particularly preferred are hydrolysates of 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.

1.2.6.合成例
本実施の形態に係るポリカルボシランの第1〜第3の合成例を下記一般式に示すが、これらに限定されるものではない。
1.2.6. Synthesis Examples The first to third synthesis examples of the polycarbosilane according to the present embodiment are shown in the following general formula, but are not limited thereto.

本発明のポリカルボシランの第1の合成例を下記一般式(A)に示す。第1の合成例においては、原料ポリマーが上記一般式(12)で表される場合を例にとり説明する。   A first synthesis example of the polycarbosilane of the present invention is shown in the following general formula (A). In the first synthesis example, the case where the raw material polymer is represented by the general formula (12) will be described as an example.

Figure 2009108285
・・・・・(A)
Figure 2009108285
(A)

上記一般式(A)において、z,wは1以上の整数(ここで、x>z+wを満たす。)であり、Rは上記一般式(4)で定義した通りであり、x,yは上記一般式(12)で定義した通りである。すなわち、上記一般式(12)で表される原料ポリマーにおいて、アルコール(ROH)との反応によりSi−H結合の一部がSi−OR部位に変換された後、水との反応によりSi−OR部位の一部(場合によってはさらに、Si−H結合の一部)がSi−OH部位に変換されることにより、上記一般式(A)で表されるポリカルボシランが得られる。   In the general formula (A), z and w are integers of 1 or more (where x> z + w is satisfied), R is as defined in the general formula (4), and x and y are As defined in general formula (12). That is, in the raw material polymer represented by the general formula (12), after a part of Si—H bond is converted into a Si—OR site by reaction with alcohol (ROH), Si—OR is reacted by reaction with water. Polycarbosilane represented by the above general formula (A) is obtained by converting a part of the site (in some cases, a part of the Si—H bond) into a Si—OH site.

本発明のポリカルボシランの第2の合成例を下記一般式(B)に示す。第2の合成例においては、原料ポリマーが上記一般式(13)で表される場合を例にとり説明する。   A second synthesis example of the polycarbosilane of the present invention is shown in the following general formula (B). In the second synthesis example, the case where the raw material polymer is represented by the general formula (13) will be described as an example.

Figure 2009108285

・・・・・(B)
Figure 2009108285

(B)

上記一般式(B)において、e,fは1以上の整数(ここで、a>e+fを満たす。)であり、g,hはc≧g+hを満たす整数であり、Rは上記一般式(4)で定義した通りであり、a,b,c,dは上記一般式(13)で定義した通りであり、酸素原子は、水素原子、ケイ素原子、および炭素原子のいずれかに結合可能である。すなわち、上記一般式(13)で表される原料ポリマーにおいて、アルコール(ROH)との反応によりSi−H結合の一部がSi−OR部位に変換された後、水との反応によりSi−OR部位の一部(場合によってはさらに、Si−H結合の一部)がSi−OH部位またはSi−O−Si結合に変換されることにより、上記一般式(B)で表されるポリカルボシランが得られる。   In the general formula (B), e and f are integers of 1 or more (here, a> e + f is satisfied), g and h are integers satisfying c ≧ g + h, and R is the general formula (4 A, b, c, d are as defined in the general formula (13), and the oxygen atom can be bonded to any one of a hydrogen atom, a silicon atom, and a carbon atom. . That is, in the raw material polymer represented by the general formula (13), after a part of Si—H bond is converted into a Si—OR site by reaction with alcohol (ROH), Si—OR is reacted by reaction with water. Polycarbosilane represented by the above general formula (B) is obtained by converting a part of the site (in some cases, a part of the Si—H bond) into a Si—OH site or a Si—O—Si bond. Is obtained.

本発明のポリカルボシランの第3の合成例を下記一般式(C)に示す。第3の合成例においては、原料ポリマーが上記一般式(14)で表される場合を例にとり説明する。   A third synthesis example of the polycarbosilane of the present invention is shown in the following general formula (C). In the third synthesis example, the case where the raw material polymer is represented by the general formula (14) will be described as an example.

Figure 2009108285

・・・・・(C)
Figure 2009108285

(C)

上記一般式(C)において、e,fは1以上の整数(ここで、a>e+fを満たす。)であり、g,hはc≧g+hを満たす整数であり、Rは上記一般式(4)で定義した通りであり、a,b,c,dは上記一般式(14)で定義した通りであり、酸素原子は、水素原子、ケイ素原子、および炭素原子のいずれかに結合可能である。すなわち、上記一般式(14)で表される原料ポリマーにおいて、アルコール(ROH)との反応によりSi−H結合の一部がSi−OR結合に変換された後、水との反応によりSi−OR結合の一部(場合によってはさらに、Si−H結合の一部)がSi−OH部位またはSi−O−Si結合に変換されることにより、上記一般式(C)で表されるポリカルボシランが得られる。   In the general formula (C), e and f are integers of 1 or more (where a> e + f is satisfied), g and h are integers satisfying c ≧ g + h, and R is the general formula (4 A, b, c, d are as defined in the general formula (14), and the oxygen atom can be bonded to any one of a hydrogen atom, a silicon atom, and a carbon atom. . That is, in the raw material polymer represented by the general formula (14), after a part of Si—H bond is converted to Si—OR bond by reaction with alcohol (ROH), Si—OR bond is obtained by reaction with water. Polycarbosilane represented by the above general formula (C) is obtained by converting a part of the bond (in some cases, a part of the Si-H bond) into a Si-OH site or a Si-O-Si bond. Is obtained.

2.有機溶剤
本実施の形態に係る膜形成用組成物は、下記一般式(5)に表される化合物群から選ばれた少なくとも1つの有機溶剤を含む。
1O(CHCHCHO)a ・・・・・(5)
〔R1およびRは、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜8のアルキル基またはCHCO−から選ばれる1価の有機基を示し、aは1〜2の整数を表す。〕
上述した製造方法により製造されたポリカルボシランに下記一般式(5)に表される化合物群から選ばれた少なくとも1つの有機溶剤を追加することにより、本実施の形態に係る膜形成用組成物が得られる。
2. Organic Solvent The film forming composition according to the present embodiment contains at least one organic solvent selected from the group of compounds represented by the following general formula (5).
R 1 O (CHCH 3 CH 2 O) a R 2 (5)
[R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a monovalent organic group selected from CH 3 CO—, and a represents an integer of 1 to 2. ]
By adding at least one organic solvent selected from the group of compounds represented by the following general formula (5) to the polycarbosilane produced by the production method described above, the film forming composition according to the present embodiment Is obtained.

一般式(5)において、R1およびRのうち、一方は炭素数1〜8のアルキル基であり、他方は水素原子またはCHCO−であることが好ましい。R1およびRをこのようにすることで、ポリカルボシランに対して親水性と疎水性のバランスが取れた有機溶剤とすることができる。 In General Formula (5), it is preferable that one of R 1 and R 2 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and the other is a hydrogen atom or CH 3 CO—. By making R 1 and R 2 in this manner, an organic solvent having a balance between hydrophilicity and hydrophobicity with respect to polycarbosilane can be obtained.

上記一般式(5)において、炭素数1〜8のアルキル基としては、アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基を挙げることができ、好ましくは炭素数3〜6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などに置換されていてもよい。   In the general formula (5), examples of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and an octyl group. , Preferably, it has 3 to 6 carbon atoms, and these alkyl groups may be chain-like or branched, and a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom or the like.

上記一般式(5)で表される有機溶剤としては、具体例には、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、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノペンチルエーテル、プロピ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ヘプチルエーテル、プロピレングリコールモノオクチルエーテル、プロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノ-sec-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ-tert-ブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、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、ジ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ジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジアセテートなどが挙げられ、特に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、プロピレングリコールモノペンチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテートが好ましい。これらは1種または2種以上を同時に使用することができる。   Specific examples of the organic solvent represented by the general formula (5) include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol mono Pentyl ether, propylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monoheptyl ether, propylene glycol monooctyl ether, propylene glycol monoisopropyl ether, propylene glycol mono-sec-butyl ether, propylene glycol mono-tert-butyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl Ether, propylene glycol dipropyl Ether, propylene glycol dibutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dipropyl ether , Dipropylene glycol dibutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether -Teracetate, dipropylene glycol monopropyl ether acetate, dipropylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol diacetate, dipropylene glycol diacetate, etc., especially propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monopentyl ether, Propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, and propylene glycol monopropyl ether acetate are preferred. These can use 1 type (s) or 2 or more types simultaneously.

上述した有機溶剤は、上述したポリカルボシランに対して、疎水性と親水性のバランスがよいため、ポリカルボシランが有するシラノール基を安定させ、かつ、ポリカルボシランを十分に溶解することができる。   The organic solvent described above has a good balance between hydrophobicity and hydrophilicity with respect to the above-described polycarbosilane, so that the silanol group possessed by the polycarbosilane can be stabilized and the polycarbosilane can be sufficiently dissolved. .

また、膜形成用組成物は、上述したポリカルボシラン100重量部に対して、当該有機溶剤を50重量部以上含むことが好ましい。50重量部以上含むことによって、ポリカルボシランが有するシラノール基を十分に安定化させることができる。   The film-forming composition preferably contains 50 parts by weight or more of the organic solvent with respect to 100 parts by weight of the above-described polycarbosilane. By including 50 parts by weight or more, the silanol group of polycarbosilane can be sufficiently stabilized.

3.シリカ系膜
本発明のシリカ系膜は、本発明の膜形成用組成物を用いて形成された塗膜を硬化させることにより得られる。より具体的には、上記膜形成用組成物を基材上に塗布して塗膜を形成し、該塗膜を硬化させることにより、本発明のシリカ系膜を得ることができる。ここで、本発明の塗布用シリカ系組成物を、基材(例えば、シリコンウエハ、SiOウエハ、SiNウエハなど)に塗布する際には、スピンコート法、浸漬法、ロールコート法、スプレー法などの塗装手段を用いることができる。なお、ここで、「基材」とは、本発明のシリカ系膜が形成される部材をいい、その用途および材質は特に限定されない。
3. Silica film The silica film of the present invention is obtained by curing a coating film formed using the film forming composition of the present invention. More specifically, the silica-based film of the present invention can be obtained by applying the film-forming composition onto a substrate to form a coating film and curing the coating film. Here, when the silica-based composition for coating of the present invention is applied to a substrate (for example, a silicon wafer, a SiO 2 wafer, a SiN wafer, etc.), a spin coating method, a dipping method, a roll coating method, a spray method. A coating means such as can be used. Here, the “base material” refers to a member on which the silica-based film of the present invention is formed, and its use and material are not particularly limited.

ここで、前記塗膜を硬化させる方法としては、例えば、加熱、高エネルギー線照射などの方法が挙げられる。加熱を行なう場合、加熱手段としては例えば、ホットプレート、オーブン、ファーネスなどを使用することができ、加熱雰囲気としては例えば、大気下、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気、真空下、酸素濃度をコントロールした減圧下などで行なうことができる。また、前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。   Here, examples of the method for curing the coating film include methods such as heating and high energy ray irradiation. In the case of heating, for example, a hot plate, an oven, a furnace, or the like can be used as the heating means, and the heating atmosphere can be, for example, the air, a nitrogen atmosphere, an argon atmosphere, a vacuum, or a reduced pressure with a controlled oxygen concentration. Etc. 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.

また、前記塗膜を硬化させる方法として、加熱および高エネルギー線照射の両方を用いてもよい。例えば、本発明の塗布用シリカ系組成物を基材に塗布して塗膜を形成し、この塗膜を高エネルギー線照射下で30〜450℃に加熱することにより、前記塗膜を硬化させることができる。   Moreover, you may use both a heating and high energy ray irradiation as a method of hardening the said coating film. For example, the silica-based composition for coating of the present invention is applied to a substrate to form a coating film, and the coating film is cured by heating the coating film to 30 to 450 ° C. under high energy ray irradiation. be able to.

本発明のシリカ系膜は均質であることから、例えば、セラミックス、耐熱性プラスチック、電子材料用途(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や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、光機能材料、導電性材料など)に有用である。なお、本発明のシリカ系膜の用途はこれらに限定されない。   Since the silica-based film of the present invention is homogeneous, for example, ceramics, heat-resistant plastics, electronic materials (LSI, system LSI, DRAM, SDRAM, RDRAM, D-RDRAM and other semiconductor device interlayer insulating films and etching stoppers) Protective film such as film, surface coating film of semiconductor element, intermediate layer of semiconductor manufacturing process using multilayer resist, interlayer insulating film of multilayer wiring board, protective film and insulating film for liquid crystal display element, optical functional material, conductivity Material). In addition, the use of the silica-type film | membrane of this invention is not limited to these.

4.実施例および比較例
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実験例および比較例における各評価は以下に示す方法で行なった。
4). Examples and Comparative Examples Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples. Each evaluation in the experimental examples and the comparative examples was performed by the following methods.

4.1.分子量
ポリカルボシランの重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、下記条件によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定した。
試料:テトラヒドロフランを溶媒として使用し、重合体1[g]を、100[cc]のテトラヒドロフランに溶解して調製した。
標準ポリスチレン:米国プレッシャーケミカル社製の標準ポリスチレンを使用した。
装置:米国ウオーターズ社製の高温高速ゲル浸透クロマトグラム(モデル150−CALC/GPC)
カラム:昭和電工(株)製のSHODEX A−80M(長さ50cm)
測定温度:40℃流速:1cc/分
4.2.NMRスペクトル
下記の装置を用いて、H NMRスペクトル(500MHz)および29Si NMRスペクトル(100MHz)の測定を行なった。
装置:BRUKER AVANCE 500型(ブルカー(Bruker)社製)
4.3.ガスクロマトグラフィー
装置本体:Agilent technologies社製6890N
カラム:Supelco社製SPB−35)
により、溶液中の溶剤組成を調べた。
4.1. Molecular Weight The weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) of polycarbosilane were measured by a gel permeation chromatography (GPC) method under the following conditions.
Sample: Tetrahydrofuran was used as a solvent, and polymer 1 [g] was prepared by dissolving in 100 [cc] tetrahydrofuran.
Standard polystyrene: Standard polystyrene manufactured by US Pressure Chemical Company was used.
Apparatus: High-temperature high-speed gel permeation chromatogram (Model 150-CALC / GPC) manufactured by Waters, USA
Column: SHODEX A-80M (length: 50 cm) manufactured by Showa Denko K.K.
Measurement temperature: 40 ° C. Flow rate: 1 cc / min 4.2. NMR spectrum 1 H NMR spectrum (500 MHz) and 29 Si NMR spectrum (100 MHz) were measured using the following apparatus.
Equipment: BRUKER AVANCE 500 (Bruker)
4.3. Gas chromatography device main body: 6890N manufactured by Agilent technologies
Column: Supelco SPB-35)
Thus, the solvent composition in the solution was examined.

4.4.実施例1
原料ポリマー((株)日本カーボン社製、商品名「ニプシType−S」)20gをテトラヒドロフランに溶解させて400gとし、ここに、濃度が1.0mol/lのTMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)のメタノール溶液5.0mlを加えた後、この反応液を50℃で3時間加熱した。次に、この反応液を室温まで冷却した後、2.0mol/lのシュウ酸水溶液10mlを加えて反応を停止させた。次いで、この反応液にジイソプロピルエーテル200gおよび0.02mol/lのシュウ酸水溶液400gを加えて振り混ぜた後、静置して有機相と水相とに分離した。
4.4. Example 1
20 g of a raw material polymer (trade name “Nypsi Type-S” manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.) was dissolved in tetrahydrofuran to 400 g, and TMAH (tetramethyl ammonium hydroxide) having a concentration of 1.0 mol / l After adding 5.0 ml of methanol solution, the reaction was heated at 50 ° C. for 3 hours. Next, after cooling this reaction liquid to room temperature, 10 ml of 2.0 mol / l oxalic acid aqueous solution was added, and reaction was stopped. Next, 200 g of diisopropyl ether and 400 g of 0.02 mol / l oxalic acid aqueous solution were added to the reaction solution, shaken and mixed, and then allowed to stand to separate into an organic phase and an aqueous phase.

この有機相にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート400gを加え、次に濃縮することにより、重量固形分10%のポリカルボシラン溶液195.7gを得た。   To this organic phase was added 400 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and then concentrated to obtain 195.7 g of a polycarbosilane solution having a weight solid content of 10%.

実施例1に係るポリカルボシラン溶液の理化学的データを以下に示す。   The physicochemical data of the polycarbosilane solution according to Example 1 are shown below.

29Si NMR(重ベンゼン中)スペクトルデータ:-40〜-30ppm(broad),-20〜10ppm(broad),10〜30ppm(broad);後者2つのピークは重なっている。3つのピーク
の積分比はおよそ2:6:2であった。
29 Si NMR (in heavy benzene) spectral data: −40 to −30 ppm (broad), −20 to 10 ppm (broad), 10 to 30 ppm (broad); the latter two peaks overlap. The integration ratio of the three peaks was approximately 2: 6: 2.

分子量(GPC):Mw=3,200, Mn=600
IRスペクトルデータ(液膜法):3670cm−1(Si-OHに対応), 2950cm−1, 2900cm−1, 2830cm−1(Si-OMeに対応), 2096cm−1, 1360cm−1, 1250cm−1, 1030cm−1, 820cm−1
ガスクロマトグラフィー:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに由来するピークが面積比で99%以上であった。
Molecular weight (GPC): Mw = 3,200, Mn = 600
IR spectral data (Ekimakuho): (corresponding to Si-OH) 3670cm -1, 2950cm -1, 2900cm -1, ( corresponding to Si-OMe) 2830cm -1, 2096cm -1, 1360cm -1, 1250cm -1 , 1030cm -1 , 820cm -1
Gas chromatography: The peak derived from propylene glycol monomethyl ether acetate was 99% or more in area ratio.

4.5.実施例2
原料ポリマー((株)日本カーボン社製、商品名「ニプシType−S」)20gをテトラヒドロフランに溶解させて400gとし、ここに、濃度が1.0mol/lのTMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)のメタノール溶液5.0mlを加えた後、この反応液を50℃で3時間加熱した。次に、この反応液を室温まで冷却した後、2.0mol/lのシュウ酸水溶液10mlを加えて反応を停止させた。次いで、この反応液に酢酸ブチル200gおよび0.02mol/lのシュウ酸水溶液400gを加えて振り混ぜた後、静置して有機相と水相とに分離した。
4.5. Example 2
20 g of a raw material polymer (trade name “Nypsi Type-S” manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.) was dissolved in tetrahydrofuran to 400 g, and TMAH (tetramethylammonium hydroxide) having a concentration of 1.0 mol / l was added thereto. After adding 5.0 ml of methanol solution, the reaction was heated at 50 ° C. for 3 hours. Next, after cooling this reaction liquid to room temperature, 10 ml of 2.0 mol / l oxalic acid aqueous solution was added, and reaction was stopped. Next, 200 g of butyl acetate and 400 g of 0.02 mol / l oxalic acid aqueous solution were added to this reaction solution, shaken and mixed, and then allowed to stand to separate into an organic phase and an aqueous phase.

この有機相に酢酸ブチル200gを加え、次に濃縮することにより、重量固形分11%のポリカルボシラン溶液とし、次いでプロピレングリコールモノプロピルエーテルを17.3g加えて、重量固形分10%のポリカルボシラン溶液199.1gを得た。   200 g of butyl acetate is added to the organic phase, and then concentrated to obtain a polycarbosilane solution having a weight solid content of 11%, and then 17.3 g of propylene glycol monopropyl ether is added to obtain a polycarbosilane having a weight solid content of 10%. A silane solution of 199.1 g was obtained.

実施例2に係るポリカルボシラン溶液の理化学的データを以下に示す。   The physicochemical data of the polycarbosilane solution according to Example 2 are shown below.

29Si NMR(重ベンゼン中)スペクトルデータ:-40〜-30ppm(broad),-20〜10ppm(broad),10〜30ppm(broad);後者2つのピークは重なっている。3つのピークの積分比はおよそ2:6:2であった。 29 Si NMR (in heavy benzene) spectral data: −40 to −30 ppm (broad), −20 to 10 ppm (broad), 10 to 30 ppm (broad); the latter two peaks overlap. The integration ratio of the three peaks was approximately 2: 6: 2.

分子量(GPC):Mw=3,100, Mn=610
IRスペクトルデータ(液膜法):3670cm−1(Si-OHに対応), 2950cm−1, 2900cm−1, 2830cm−1(Si-OMeに対応), 2096cm−1, 1360cm−1, 1250cm−1, 1030cm−1, 820cm−1
ガスクロマトグラフィー:酢酸ブチル/プロピレングリコールモノプロピルエーテルの面積比で87/13であり、他の化合物に由来するピークは1%未満であった。
Molecular weight (GPC): Mw = 3,100, Mn = 610
IR spectral data (Ekimakuho): (corresponding to Si-OH) 3670cm -1, 2950cm -1, 2900cm -1, ( corresponding to Si-OMe) 2830cm -1, 2096cm -1, 1360cm -1, 1250cm -1 , 1030cm -1 , 820cm -1
Gas chromatography: The area ratio of butyl acetate / propylene glycol monopropyl ether was 87/13, and the peak derived from other compounds was less than 1%.

4.6.実施例3
原料ポリマー((株)日本カーボン社製、商品名「ニプシType−S」)20gをテトラヒドロフランに溶解させて400gとし、ここに、濃度が1.0mol/lのTPAH(テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイド)の水溶液5.0mlを加えた後、この反応液を50℃で3時間加熱した。次に、この反応液を室温まで冷却した後、2.0mol/lのマレイン酸水溶液10mlを加えて反応を停止させた。次いで、この反応液に酢酸ブチル200gおよび0.02mol/lのマレイン酸水溶液400gを加えて振り混ぜた後、静置して有機相と水相とに分離した。
4.6. Example 3
20 g of a raw material polymer (trade name “Nypsi Type-S”, manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.) was dissolved in tetrahydrofuran to 400 g, and the concentration of 1.0 mol / l of TPAH (tetrapropylammonium hydroxide) After adding 5.0 ml of aqueous solution, the reaction was heated at 50 ° C. for 3 hours. Next, after cooling this reaction liquid to room temperature, 10 ml of 2.0 mol / l maleic acid aqueous solution was added, and reaction was stopped. Next, 200 g of butyl acetate and 400 g of a 0.02 mol / l maleic acid aqueous solution were added to this reaction solution, shaken and mixed, and then allowed to stand to separate into an organic phase and an aqueous phase.

この有機相にプロピレングリコールモノブチルエーテル400gを加え、次に濃縮することにより、重量固形分10%のポリカルボシラン溶液193.8gを得た。   To this organic phase, 400 g of propylene glycol monobutyl ether was added and then concentrated to obtain 193.8 g of a polycarbosilane solution having a weight solid content of 10%.

実施例3に係るポリカルボシラン溶液の理化学的データを以下に示す。   The physicochemical data of the polycarbosilane solution according to Example 3 are shown below.

29Si NMR(重ベンゼン中)スペクトルデータ:-40〜-30ppm(broad),-20〜10ppm(broad),10〜30ppm(broad);後者2つのピークは重なっている。3つのピークの積分比はおよそ2:6:2であった。 29 Si NMR (in heavy benzene) spectral data: −40 to −30 ppm (broad), −20 to 10 ppm (broad), 10 to 30 ppm (broad); the latter two peaks overlap. The integration ratio of the three peaks was approximately 2: 6: 2.

分子量(GPC):Mw=6,500, Mn=1,200
IRスペクトルデータ(液膜法):3670cm−1(Si-OHに対応), 2950cm−1, 2900cm−1, 2096cm−1, 1360cm−1, 1250cm−1, 1030cm−1, 820cm−1
ガスクロマトグラフィー:プロピレングリコールモノブチルエーテルに由来するピークが面積比で99%以上であった。
Molecular weight (GPC): Mw = 6,500, Mn = 1,200
IR spectral data (Ekimakuho): 3670cm -1 (corresponding to Si-OH), 2950cm -1, 2900cm -1, 2096cm -1, 1360cm -1, 1250cm -1, 1030cm -1, 820cm -1
Gas chromatography: The peak derived from propylene glycol monobutyl ether was 99% or more by area ratio.

4.7.比較例1
原料ポリマー((株)日本カーボン社製、商品名「ニプシType−S」)20gをテトラヒドロフランに溶解させて400gとし、ここに、濃度が1.0mol/lのTMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)のメタノール溶液5.0mlを加えた後、この反応液を50℃で3時間加熱した。次に、この反応液を室温まで冷却した後、2.0mol/lのシュウ酸水溶液10mlを加えて反応を停止させた。次いで、この反応液に酢酸ブチル200gおよび0.02mol/lのシュウ酸水溶液400gを加えて振り混ぜた後、静置して有機相と水相とに分離した。
4.7. Comparative Example 1
20 g of a raw material polymer (trade name “Nypsi Type-S”, manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.) was dissolved in tetrahydrofuran to 400 g, and TMAH (tetramethylammonium hydroxide) having a concentration of 1.0 mol / l was added thereto. After adding 5.0 ml of methanol solution, the reaction was heated at 50 ° C. for 3 hours. Next, after cooling this reaction liquid to room temperature, 10 ml of 2.0 mol / l oxalic acid aqueous solution was added, and reaction was stopped. Next, 200 g of butyl acetate and 400 g of 0.02 mol / l oxalic acid aqueous solution were added to this reaction solution, shaken and mixed, and then allowed to stand to separate into an organic phase and an aqueous phase.

この有機相に酢酸ブチル200gをさらに加え、次に濃縮することにより、重量固形分10%のポリカルボシラン溶液196.2gを得た。   By further adding 200 g of butyl acetate to the organic phase and then concentrating, 196.2 g of a polycarbosilane solution having a weight solid content of 10% was obtained.

比較例1に係るポリカルボシラン溶液の理化学的データを以下に示す。   The physicochemical data of the polycarbosilane solution according to Comparative Example 1 is shown below.

29Si NMR(重ベンゼン中)スペクトルデータ:-40〜-30ppm(broad),-20〜10ppm(broad),10〜30ppm(broad);後者2つのピークは重なっている。3つのピークの積分比はおよそ2:6:2であった。 29 Si NMR (in heavy benzene) spectral data: −40 to −30 ppm (broad), −20 to 10 ppm (broad), 10 to 30 ppm (broad); the latter two peaks overlap. The integration ratio of the three peaks was approximately 2: 6: 2.

分子量(GPC):Mw=3,100, Mn=610
IRスペクトルデータ(液膜法):3670cm−1(Si-OHに対応), 2950cm−1, 2900cm−1, 2830cm−1(Si-OMeに対応), 2096cm−1, 1360cm−1, 1250cm−1, 1030cm−1, 820cm−1
ガスクロマトグラフィー:酢酸ブチルに由来するピークが面積比で99%以上であった。
Molecular weight (GPC): Mw = 3,100, Mn = 610
IR spectral data (Ekimakuho): (corresponding to Si-OH) 3670cm -1, 2950cm -1, 2900cm -1, ( corresponding to Si-OMe) 2830cm -1, 2096cm -1, 1360cm -1, 1250cm -1 , 1030cm -1 , 820cm -1
Gas chromatography: The peak derived from butyl acetate was 99% or more by area ratio.

4.8.比較例2
原料ポリマー((株)日本カーボン社製、商品名「ニプシType−S」)20gをテトラヒドロフランに溶解させて400gとし、ここに、濃度が1.0mol/lのTPAH(テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイド)の水溶液5.0mlを加えた後、この反応液を50℃で3時間加熱した。次に、この反応液を室温まで冷却した後、2.0mol/lのマレイン酸水溶液10mlを加えて反応を停止させた。次いで、この反応液にシクロヘキサノン200gおよび0.02mol/lのマレイン酸水溶液400gを加えて振り混ぜた後、静置して有機相と水相とに分離した。
4.8. Comparative Example 2
20 g of a raw material polymer (trade name “Nypsi Type-S”, manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.) was dissolved in tetrahydrofuran to 400 g, and the concentration of 1.0 mol / l of TPAH (tetrapropylammonium hydroxide) After adding 5.0 ml of aqueous solution, the reaction was heated at 50 ° C. for 3 hours. Next, after cooling this reaction liquid to room temperature, 10 ml of 2.0 mol / l maleic acid aqueous solution was added, and reaction was stopped. Next, 200 g of cyclohexanone and 400 g of a 0.02 mol / l maleic acid aqueous solution were added to this reaction solution, shaken and mixed, and then allowed to stand to separate into an organic phase and an aqueous phase.

この有機相にシクロヘキサノン200gをさらに加え、次に濃縮することにより、重量固形分10%のポリカルボシラン溶液194.4gを得た。   By further adding 200 g of cyclohexanone to this organic phase and then concentrating, 194.4 g of a polycarbosilane solution having a weight solid content of 10% was obtained.

比較例1に係るポリカルボシラン溶液の理化学的データを以下に示す。   The physicochemical data of the polycarbosilane solution according to Comparative Example 1 is shown below.

29Si NMR(重ベンゼン中)スペクトルデータ:-40〜-30ppm(broad),-20〜10ppm(broad),10〜30ppm(broad);後者2つのピークは重なっている。3つのピークの積分比はおよそ2:6:2であった。 29 Si NMR (in heavy benzene) spectral data: −40 to −30 ppm (broad), −20 to 10 ppm (broad), 10 to 30 ppm (broad); the latter two peaks overlap. The integration ratio of the three peaks was approximately 2: 6: 2.

分子量(GPC):Mw=6,300, Mn=1,100
IRスペクトルデータ(液膜法):3670cm−1(Si-OHに対応), 2950cm−1, 2900cm−1, 2096cm−1, 1360cm−1, 1250cm−1, 1030cm−1, 820cm−1
ガスクロマトグラフィー:シクロヘキサノンに由来するピークが面積比で99%以上であった。
Molecular weight (GPC): Mw = 6,300, Mn = 1,100
IR spectral data (Ekimakuho): 3670cm -1 (corresponding to Si-OH), 2950cm -1, 2900cm -1, 2096cm -1, 1360cm -1, 1250cm -1, 1030cm -1, 820cm -1
Gas chromatography: The peak derived from cyclohexanone was 99% or more by area ratio.

4.9.参考例1
原料ポリマーであるポリカルボシラン((株)日本カーボン社製、商品名「ニプシType−S」)の理化学的データを以下に示す。
4.9. Reference example 1
The physicochemical data of polycarbosilane (trade name “Nippi Type-S”, manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.) which is a raw material polymer is shown below.

29Si NMR(重ベンゼン中)スペクトルデータ:-40〜-30ppm(broad),-20〜10ppm(broad);2つのピークの積分比はおよそ4:6であった。 29 Si NMR (in heavy benzene) spectral data: −40 to −30 ppm (broad), −20 to 10 ppm (broad); the integration ratio of the two peaks was approximately 4: 6.

IRスペクトルデータ(液膜法):2950cm−1, 2900cm−1, 2096cm−1, 1360cm−1, 1250cm−1, 1030cm−1, 820cm−1
分子量(GPC):Mw=3,000, Mn=500
4.10.分子量の測定および結果
実施例1〜3、比較例1,2で得られた重量固形分10%のポリカルボシラン溶液を、それぞれ25℃、湿度40%で管理された恒温恒湿器内に保管し、14日後ならびに30日後の分子量を測定した結果を下記に示す。
IR spectral data (Ekimakuho): 2950cm -1, 2900cm -1, 2096cm -1, 1360cm -1, 1250cm -1, 1030cm -1, 820cm -1
Molecular weight (GPC): Mw = 3,000, Mn = 500
4.10. Measurement and results of molecular weight The polycarbosilane solutions having a weight solid content of 10% obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were stored in a thermo-hygrostat controlled at 25 ° C. and a humidity of 40%, respectively. The results of measuring the molecular weight after 14 days and after 30 days are shown below.

Figure 2009108285
Figure 2009108285

表1から明らかなように、溶剤としてプロピレングリコール誘導体を用いた実施例1および3では、室温での長期保管を経ても分子量がほとんど変わらないのに対し、他種の溶剤を用いた比較例1ないし2では分子量の増大が見られ、とりわけ比較例1では30日の保管で溶液がゲル化してしまうほどであった。   As is clear from Table 1, in Examples 1 and 3 using a propylene glycol derivative as a solvent, the molecular weight hardly changed even after long-term storage at room temperature, whereas Comparative Example 1 using other types of solvents. No. 2 showed an increase in molecular weight, and in Comparative Example 1, the solution gelled after 30 days of storage.

また、実施例2のように主溶剤はプロピレングリコール誘導体でない場合でも、一部溶剤として当該化合物が用いられている場合には分子量の増加が抑制されることがわかった。   Moreover, even when the main solvent was not a propylene glycol derivative like Example 2, when the said compound was used as a part solvent, it turned out that the increase in molecular weight is suppressed.

このことから、Si−H結合をSi−OMeやSi−OHに誘導したポリカルボシラン溶液の保管は、プロピレングリコール誘導体が含まれる溶剤を用いるのが良いことが示された。   From this, it was shown that the storage of the polycarbosilane solution in which the Si—H bond is derived from Si—OMe or Si—OH should use a solvent containing a propylene glycol derivative.

Claims (6)

ケイ素原子と炭素原子とが交互に連続してなる主鎖を有し、かつ、
下記一般式(1)で表される構造単位、下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(3)で表される構造単位、および下記一般式(4)で表される構造単位を含むポリカルボシランと、
下記一般式(5)で表される化合物群から選ばれた少なくとも1つの有機溶剤と、
を含む、膜形成用組成物。
Figure 2009108285
・・・・・(1)

Figure 2009108285
・・・・・(2)

Figure 2009108285
・・・・・(3)

Figure 2009108285
・・・・・(4)
〔式中、Rは1価の炭化水素基を示す。〕

1O(CHCHCHO) ・・・・・(5)
〔R1およびRは、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜8のアルキル基またはCHCO−から選ばれる1価の有機基を示し、aは1〜2の整数を表す。〕
Having a main chain of alternating silicon and carbon atoms, and
The structural unit represented by the following general formula (1), the structural unit represented by the following general formula (2), the structural unit represented by the following general formula (3), and the following general formula (4) Polycarbosilane containing structural units;
At least one organic solvent selected from the group of compounds represented by the following general formula (5);
A film-forming composition comprising:
Figure 2009108285
(1)

Figure 2009108285
(2)

Figure 2009108285
(3)

Figure 2009108285
(4)
[Wherein R represents a monovalent hydrocarbon group. ]

R 1 O (CHCH 3 CH 2 O) a R 2 (5)
[R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a monovalent organic group selected from CH 3 CO—, and a represents an integer of 1 to 2. ]
請求項1において、ポリカルボシランは下記一般式(6)〜(10)で表される構造単位のうち少なくとも1つをさらに含む、膜形成用組成物。
Figure 2009108285
・・・・・(6)

Figure 2009108285
・・・・・(7)

Figure 2009108285
・・・・・(8)

Figure 2009108285
・・・・・(9)

Figure 2009108285
・・・・(10)
2. The film forming composition according to claim 1, wherein the polycarbosilane further includes at least one of structural units represented by the following general formulas (6) to (10).
Figure 2009108285
(6)

Figure 2009108285
(7)

Figure 2009108285
(8)

Figure 2009108285
(9)

Figure 2009108285
(10)
請求項1ないし2において、
一般式(5)において、R1およびRのうち、一方は炭素数1〜8のアルキル基であり、他方は水素原子またはCHCO−である、膜形成用組成物。
In claim 1 or 2,
In the general formula (5), of R 1 and R 2, one is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, the other is a CO- hydrogen atom or CH 3, film-forming composition.
請求項1または3において、
ポリカルボシランの重量平均分子量は、300〜300,000であり、
ポリカルボシランは、有機溶剤に可溶である、膜形成用組成物。
In claim 1 or 3,
The weight average molecular weight of polycarbosilane is 300-300,000,
Polycarbosilane is a film-forming composition that is soluble in an organic solvent.
請求項1ないし4において、
一般式(5)で表される化合物群から選ばれた有機溶剤を、ポリカルボシラン100重量部に対して50重量部以上含む、膜形成用組成物。
In claims 1 to 4,
The composition for film formation containing the organic solvent chosen from the compound group represented by General formula (5) 50 weight part or more with respect to 100 weight part of polycarbosilane.
請求項1ないし5に記載の膜形成用組成物を用いて形成された塗膜を硬化させることにより得られる、シリカ系膜。   A silica-based film obtained by curing a coating film formed using the film-forming composition according to claim 1.
JP2007285005A 2007-11-01 2007-11-01 Film-forming composition and silica-based film Withdrawn JP2009108285A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007285005A JP2009108285A (en) 2007-11-01 2007-11-01 Film-forming composition and silica-based film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007285005A JP2009108285A (en) 2007-11-01 2007-11-01 Film-forming composition and silica-based film

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009108285A true JP2009108285A (en) 2009-05-21

Family

ID=40777120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007285005A Withdrawn JP2009108285A (en) 2007-11-01 2007-11-01 Film-forming composition and silica-based film

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009108285A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101163251B1 (en) Method for forming organic silica film, organic silica film, wiring structure, semiconductor device, and composition for film formation
KR100709644B1 (en) Silica-based Film, Process for Forming the Same, Composition for Forming Insulating Film of Semiconductor Device, Wiring Structure and Semiconductor Device
KR100528949B1 (en) The Method for Producing Silica Film, Silica Film, Insulated Film and Semiconductor Device
US7893538B2 (en) Organic silica film and method for forming same, composition for forming insulating film of semiconductor device and method for producing same, wiring structure and semiconductor device
JP4900557B2 (en) Polycarbosilane
JP2000309753A (en) Composition for forming film and material for forming insulating film
KR100677781B1 (en) Polycarbosilane and Method for Making the Same
JP2006152063A (en) Novel polycarbosilane and method for producing the same, film-forming composition, and film and method for forming the same
JP2000328004A (en) Composition for forming film and material for forming insulating film
JP2001049179A (en) Film forming composition, film forming method, and low density film
KR101334001B1 (en) Polycarbosilane, method for producing same, silica composition for coating application, and silica film
JP4535280B2 (en) Formation method of organic silica film
JP2003115482A (en) Composition for forming insulating film
JP2000309751A (en) Composition for forming film and material for forming insulating film
JP5321771B2 (en) Method for producing polycarbosilane
JP4344893B2 (en) Method for producing composition for forming interlayer insulating film
JP2009108285A (en) Film-forming composition and silica-based film
JP2007131778A (en) Polycarbosilane, silica-based composition for coating, and silica-based film
JP4044759B2 (en) Insulating film forming composition
JP2004067435A (en) Coating composition for producing insulating thin film
JP2001049184A (en) Film forming composition, film forming method, and low density film
JP4411687B2 (en) Method for producing film forming composition, film forming composition and insulating film forming material
JP2000327999A (en) Composition for forming film and material for interlayer insulating film
JP2007254677A (en) Composition for forming silica-based film and silica-based film
JP2001049177A (en) Film forming composition, film forming method, and low density film

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20110104