ボラジン系樹脂組成物、絶縁被膜及びその形成方法
【課題】金属性不純物が少なくリーク電流の発生を十分に抑制できる絶縁被膜を有効に形成できるボラジン系樹脂組成物の製造方法を提供すること。
【解決手段】Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類とヒドロシラン類とを、固体触媒の存在下に重合させる第１の工程と、第１の工程を実施した後に、固体触媒を除去する第２の工程と、を備え、固体触媒が、白金アルミナ等であり、ヒドロシラン類が、下記式（２）；
で表されるもの等である方法により、主鎖又は側鎖にボラジン骨格を有する重合体を製造し、重合体と、該重合体を溶解可能な溶剤とを含むボラジン系樹脂組成物を得る、ボラジン系樹脂組成物を製造する方法。
【解決手段】Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類とヒドロシラン類とを、固体触媒の存在下に重合させる第１の工程と、第１の工程を実施した後に、固体触媒を除去する第２の工程と、を備え、固体触媒が、白金アルミナ等であり、ヒドロシラン類が、下記式（２）；
で表されるもの等である方法により、主鎖又は側鎖にボラジン骨格を有する重合体を製造し、重合体と、該重合体を溶解可能な溶剤とを含むボラジン系樹脂組成物を得る、ボラジン系樹脂組成物を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボラジン系樹脂の製造方法、ボラジン系樹脂組成物、絶縁被膜及びその形成方法、並びに電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今の通信機器の小型化、高出力化、及び信号の高速化に伴い、ＣＭＰによる膜平坦化の実現とも相俟って、電子部品の絶縁被膜（ＩＭＤ：メタル層間絶縁膜、ＩＬＤ：メタル下層間絶縁膜、ＰＭＤ：前メタル絶縁膜等）には、耐熱性、機械特性、吸湿性、接着性、成形性、高エッチ選択比、等の他、特に低比誘電率が求められている。
【０００３】
これは一般に、配線の信号の伝搬速度（ｖ）と、配線材料が接する絶縁材料の比誘電率（ε）とは、ｖ＝ｋ／√ε（ｋは定数）で表される関係を有しており、信号の伝搬速度を高速化して配線遅延を低減するためには、使用する周波数領域を高くし、或いは、絶縁材料の比誘電率を極力低くする必要があるからである。
【０００４】
このような絶縁被膜材料として量産ベースで現在実用化されている低誘電率材料としては、比誘電率が３．５程度のＳｉＯＦ膜（ＣＶＤ法）が挙げられ、その他に、比誘電率が２．５〜３．０の有機ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）、有機ポリマー等の検討が進行中である。
【０００５】
また、他の有機系の低誘電率材料としては、ベンゼンの炭素原子が窒素原子及びホウ素原子で置換された分子構造を有するボラジンは、ベンゼンに比して誘電率の計算値が低いことが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン化合物と少なくとも２個以上のヒドロシリル基を有するケイ素化合物とを、白金触媒存在下で混合し、その溶液を塗布することによって得られる耐熱性のボラジン含有ケイ素ポリマー薄膜も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３４０６８９号公報
【特許文献２】特開２００２−１５５１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述した有機ＳＯＧは低誘電率材料として有望であるものの、メモリ素子や論理素子といった半導体装置から成る電子部品の更なる微細化及び多層化に対応するには、更なる低誘電率化が熱望されている。これに対し、上記特開２００２−１５５１４３号公報のボラジン含有ケイ素ポリマー薄膜は、その高耐熱性及び低誘電率を発現することから、次世代の絶縁被膜として期待される。
【０００８】
しかし、かかるボラジン含有ケイ素ポリマー薄膜は、上述したようにＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン化合物とヒドロシリル基を有するケイ素化合物とを、白金触媒存在下で混合した溶液をそのまま塗布することにより製造されるため、薄膜中に白金触媒が不可避的に不純物として残留してしまう。例えば、層間絶縁膜中に金属性不純物が存在すると、リーク電流が発生し、絶縁膜としての性能が低下又は劣化する要因となり得る。よって、特開２００２−１５５１４３号公報の薄膜を層間絶縁膜に用いると、白金触媒が金属性不純物となってリーク電流が発生することが容易に想像される。
【０００９】
そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、金属性不純物が少なくリーク電流の発生を十分に抑制できる絶縁被膜及びその製造方法、その絶縁被膜を有効に形成できるボラジン系樹脂組成物、並びにそのボラジン系樹脂組成物の主成分であるボラジン系樹脂の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、リーク電流の発生を十分に抑制して特性の低下及び劣化を十分に防止できる電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、所定のボラジン化合物と所定のケイ素化合物を固体触媒の存在下に重合させた後に、かかる固体触媒を除去することにより、触媒由来の金属性不純物を格段に低減できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、主鎖又は側鎖にボラジン骨格を有する重合体であるボラジン系樹脂を製造する方法であって、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類とヒドロシラン類とを、固体触媒の存在下に重合させる第１の工程と、前記第１の工程を実施した後に、前記固体触媒を除去する第２の工程と、を備えることを特徴とするボラジン系樹脂の製造方法を提供する。
【００１２】
このような構成のボラジン系樹脂の製造方法では、第１の工程において、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類とヒドロシラン類とが重合され、ボラジン系樹脂である有機ケイ素ボラジン系ポリマーが形成されるが、触媒として固体触媒を用いているために、第２の工程において当該触媒が非常に容易に且つ低い残留率で除去される。その結果、金属成分が十分に除去された有機ケイ素ボラジン系ポリマーが得られる。
【００１３】
ここで、固体触媒は、化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒であることが好ましい。かかる触媒を用いることにより、触媒粒径を大きくすることが困難な、非化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒（例えば、白金炭素触媒）を用いる場合に比べて、反応系から触媒を濾別することが容易になるため、金属性不純物を格段に低減できる。また、炭素系担体に触媒を担持させた触媒（例えば、白金炭素触媒）で懸念される、担体の導電性に基づくリーク電流の発生等のおそれがない。
【００１４】
Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類としては、下記式（１）；
【化１】
で表されるものであると好ましい。ここで、式中、Ｒ1はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示し、Ｒ2はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示す。
【００１５】
より具体的には、ヒドロシラン類が、下記式（２）；
【化２】
又は下記式（３）；
【化３】
で表されるものであると有用である。ここで、式中、Ｒ3及びＲ4はアルキル基、アリール基、アラルキル基及び水素原子の中から選ばれる同一又は異なる１価の基を示し、Ｒ5は置換若しくは未置換の芳香族の２価の基、オキシポリ（ジメチルシロキシ）基、又は酸素原子を示し、Ｒ6はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示し、ｎは２以上の整数を示す。
【００１６】
また、本発明によるボラジン系樹脂組成物は、主鎖又は側鎖にボラジン骨格を有する重合体と、その重合体を溶解可能な溶剤とを含んでおり、固形分濃度が０．５質量％以上（上限は好ましくは８０質量％）であり、且つ、金属不純物含有量が３０ｐｐｍ以下であることを特徴とする。そして、その重合体は、本発明によるボラジン系樹脂の製造方法により製造されて成るボラジン系樹脂であって、低比誘電率を発現するものであり、溶剤に溶解された状態で半導体基板等の基体上に簡便に塗布できる。
【００１７】
このボラジン系樹脂組成物中の固形分濃度が０．５質量％未満となると、基体上に塗布する場合に、１回の塗布で得られる塗膜の厚さが薄くなり、当該膜の強度や耐熱性、及び乾燥させて絶縁被膜としたときの絶縁特性の信頼性が低下するといった不都合がある。また、金属不純物含有量が３０ｐｐｍを超えると、このボラジン系樹脂組成物を例えば極微細構造を成す多層配線の層間絶縁膜として用いたときに要求される低比誘電率を達成できないことがあり、或いはリーク電流の発生が顕著となってしまい、素子等のデバイス特性の悪化を生じるおそれがある。なお、「固形分濃度」とは、樹脂組成物において、溶剤等の揮発成分を乾燥した時に残留する成分の量を表したものである。
【００１８】
さらに、重合体が下記式（４）；
【化４】
で表される繰り返し単位を有するものであると、成膜性、化学的安定性の観点から好ましい。
【００１９】
ここで、式中、Ｒ1はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示し、Ｒ2はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示し、Ｒ3及びＲ4はアルキル基、アリール基、アラルキル基及び水素原子の中から選ばれる同一又は異なる１価の基を示し、Ｒ5は置換若しくは未置換の芳香族の２価の基、オキシポリ（ジメチルシロキシ）基、又は酸素原子を示し、Ｒ6はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示し、ａは正の整数を示し、ｂは０又は正の整数を示し、ｐは０又は正の整数を示し、ｑは０又は正の整数を示す。
【００２０】
また、本発明による絶縁被膜の形成方法は、基体上に絶縁被膜を形成する方法であって、本発明によるボラジン系樹脂組成物を基体上に塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜を乾燥せしめることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明による絶縁被膜は、基体上に設けられており、本発明による絶縁被膜の形成方法により形成されて成り、特に、基体上に設けられた複数の導電性層のうち互いに隣設された導電性層の間に形成されたもの、すなわち、リーク電流を十分に低減する必要がある層間絶縁膜として有用である。
【００２２】
そして、本発明による電子部品は、本発明による絶縁被膜が形成されて成る電子部品、半導体装置や液晶装置といった電子デバイスを構成するものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のボラジン系樹脂及びその製造方法並びにボラジン系樹脂組成物によれば、金属性不純物が少なくリーク電流の発生を十分に抑制できる絶縁被膜を形成できる。また、本発明の絶縁被膜及びその製造方法によれば、リーク電流の発生を十分に抑制できると共に、耐熱性等の諸特性を向上できる。さらに、本発明の電子部品によれば、リーク電流の発生を十分に抑制して特性の低下及び劣化を十分に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１における重合開始直後の反応液のガスクロマトグラムを示すグラフである。
【図２】実施例１における重合開始から３日間攪拌後の反応液のガスクロマトグラムを示すグラフである。
【図３】実施例１で得られた重合体のＧＰＣチャートを示すグラフである。
【図４】本発明による電子部品の好適な一実施形態を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、化学式及び図面を参照しつつ、本発明にかかるボラジン系樹脂の製造方法、ボラジン系樹脂組成物、絶縁皮膜の形成方法、絶縁皮膜及び電子部品についての、好適な実施形態について説明する。
【００２６】
（ボラジン系樹脂の製造方法）
先ず、本製造方法で製造されるボラジン系樹脂について説明する。本製造方法において、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類及びヒドロシラン類をモノマー成分として用い、それらを重合することにより製造されるボラジン系樹脂は、主鎖又は側鎖にボラジン骨格を有する重合体（以下、かかる構造の重合体を単に「ボラジン系樹脂」という。）である。
【００２７】
ボラジン系樹脂は、主鎖又は側鎖に置換又は無置換のボラジン骨格を有する重合体であればよく、例えば、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ 誌、ｖｏｌ ９０、ｐｐ．７３〜９１（１９９０）．やＣＨＥＭＴＥＣＨ 誌、１９９４年７月、ｐｐ．２９〜３７．記載の重合体等を挙げることができる。具体的には、以下に示す繰り返し単位の少なくとも一つを有する重合体が好適である。
【化５】
【００２８】
ボラジン系樹脂の分子量（Ｍｎ；ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定し、標準ポリスチレンの検量線を使用して換算した値の数平均分子量）は、好ましくは５００〜５００００００、より好ましくは１０００〜１００００００である。この分子量（Ｍｎ）が過度に低く、例えば５００未満の場合、耐熱性、及び後述する絶縁被膜の機械特性が劣る傾向にあり、例えば、かかる絶縁被膜を層間絶縁膜として用いるときにプリベークが困難となったり、成膜後の平坦化をＣＭＰで行うときに剥離等を生じ易くなるおそれがある。これに対し、この分子量（Ｍｎ）が過度に高く、例えば５００００００を超えると、絶縁被膜の加工性が悪化し、例えば、かかる絶縁被膜にＷ等の金属プラグ形成用のヴィアホール等を所望の形状に制御し難くなるおそれがある。
【００２９】
ボラジン系樹脂としては、下記式（４）又は式（５）で表される繰り返し単位を有してなる有機ケイ素ボラジン系ポリマーが、成膜性、化学的安定性に優れており、かかる観点より一層好適な例として挙げることができる。
【化６】
【化７】
【００３０】
なお、式（４）及び（５）において、
【化８】
は、以下のいずれかを示し、
【化９】
これと同様に、
【化１０】
は、以下のいずれかを示す。
【化１１】
【００３１】
そして、
【化１２】
は、以下のいずれかを示す。
【化１３】
【００３２】
また、式（４）における破線は、ボラジン残基におけるアルキニル基由来の炭素に結合が生じていることを意味し、式（５）における破線は、ボラジン残基におけるアルケニル基由来の炭素に結合が生じていることを意味する。
【００３３】
また、式（４）及び（５）において、Ｒ1はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示す。この場合、アルキル基の炭素数は好ましくは１〜２４、より好ましくは１〜１２である。また、アリール基の炭素数は好ましくは６〜２０、より好ましくは６〜１０である。さらに、アラルキル基の炭素数は好ましくは７〜２４、より好ましくは７〜１２である。より具体的には、基Ｒ1として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基、水素原子等が挙げられ、これらの中では、メチル基、エチル基、フェニル基又は水素原子がより好ましい。
【００３４】
そして、式（４）及び（５）において、Ｒ2はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示し、アルキル基の炭素数は好ましくは１〜２４、より好ましくは１〜１２である。アリール基の炭素数は好ましくは６〜２０、より好ましくは６〜１０である。また、アラルキル基の炭素数は好ましくは７〜２４、より好ましくは７〜１２である。より具体的には、基Ｒ2として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラセニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基、フルオレニル基等のアラルキル基、水素原子等が挙げられ、これらの中では、メチル基、フェニル基又は水素原子がより好ましい。
【００３５】
さらに、式（４）及び（５）において、Ｒ3及びＲ4はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子の中から選ばれる同一又は異なる１価の基を示し、これらの中では、アルキル基、アリール基又は水素原子がより好ましい。この場合、アルキル基の炭素数は好ましくは１〜２４、より好ましくは１〜１２である。また、アリール基の炭素数は好ましくは６〜２０、より好ましくは６〜１０である。さらに、アラルキル基の炭素数は好ましくは７〜２４、より好ましくは７〜１２である。より具体的には、基Ｒ3及びＲ4として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基、水素原子等が挙げられ、これらの中ではメチル基、フェニル基又は水素原子がより好ましい。
【００３６】
またさらに、式（４）及び（５）において、Ｒ5は置換若しくは未置換の芳香族の２価の基、オキシポリ（ジメチルシロキシ）基、又は酸素原子を示す。この場合、芳香族の２価の基の炭素数は好ましくは６〜２４、より好ましくは６〜１２である。この芳香族の２価の基には、２価芳香族炭化水素基（アリーレン基等）の他、酸素等のヘテロ原子を連結基として含むアリーレン基等が含まれる。また、この芳香族の２価の基に結合していてもよい置換基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。より具体的には、基Ｒ5として、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基等のアリーレン基、ジフェニルエーテル基等の置換アリーレン基、酸素原子等が挙げられ、これらの中ではフェニレン基、ジフェニルエーテル基又は酸素原子がより好ましい。
【００３７】
さらにまた、式（４）及び（５）において、Ｒ6はアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。この場合、アルキル基の炭素数は好ましくは１〜２４、より好ましくは１〜１２である。また、アリール基の炭素数は好ましくは６〜２０、より好ましくは６〜１０である。さらに、アラルキル基の炭素数は好ましくは７〜２４、より好ましくは７〜１２である。より具体的には、基Ｒ6として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
【００３８】
また、式（４）及び（５）において、ａ及びｂは、それぞれ繰り返し単位数を表し、ａは正の整数であって、好ましくは１〜２００００、より好ましくは３〜１００００であり、特に好ましくは５〜１００００である。また、ｂは０又は正の整数であって、好ましくは０〜１０００、より好ましくは０〜１００である。ただし、ａ及びｂはそれらの構成比率を示すものであって、結合状態（ブロック共重合、ランダム共重合等）のいずれかの形態に限定されるものではない。
【００３９】
このような共重合体において、ａとｂとのそれぞれの個数の比（ａ：ｂ）は特に制限されず、ａ／ｂ比がより大きい、つまり高分子主鎖中の鎖状構造の割合が比較的多い場合、溶媒に対する共重合体の溶解度が高められ且つ融点が低くなることにより、共重合体の加工性が向上すると予想される。一方、ａ／ｂ比がより小さい、つまり高分子主鎖中の架橋構造の割合が比較的多い場合、共重合体の耐熱性、耐燃焼性が向上すると予想される。したがって、用途等に応じて、或いは、共重合体の各モノマーユニットの構造及びその組み合わせに応じて、良好な加工性及び耐熱性、耐燃焼性を与える共重合体の最適なａ／ｂ比の範囲を適宜設定することができる。
【００４０】
さらに、式（４）及び（５）において、ｐは０又は正の整数、ｑは０又は正の整数を示し、後述するｎとは、ｐ＋ｑ＋２＝ｎの関係を有する。ｐの好ましい範囲は０〜１０であり、より好ましくは１〜８である。また、ｑの好ましい範囲は０〜１０であり、より好ましくは１〜８である。
【００４１】
またさらに、式（４）及び（５）において、Ｚ1は下記式（６）；
【化１４】
又は下記式（７）；
【化１５】
で表される２価の基であり、同一分子鎖において、Ｚ1が式（６）又は（７）のいずれか一方の構造で構成されていても、或いは、両方の構造が同一分子鎖内に含まれていても構わない。なお、式（６）及び（７）におけるＲ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、ｐ及びｐは前述したものと同様である。
【００４２】
次に、本発明にかかるボラジン系樹脂の製造方法における各工程の好適な実施形態について説明する。
【００４３】
第１の工程で用いられる、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類（ｘ）は、下記式（１）で表される化合物が好ましい。
【化１６】
【００４４】
上記式（１）において、Ｒ1はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示す。この場合、アルキル基の炭素数は１〜２４、好ましくは１〜１２である。また、アリール基の炭素数は６〜２０、好ましくは６〜１０である。さらに、アラルキル基の炭素数は７〜２４、好ましくは７〜１２である。より具体的には、基Ｒ1として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基、水素原子等が挙げられ、これらの中ではメチル基、エチル基、フェニル基又は水素原子がより好ましい。
【００４５】
また、式（１）において、Ｒ2はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示す。この場合、アルキル基の炭素数は１〜２４、好ましくは１〜１２である。また、アリール基の炭素数は６〜２０、好ましくは６〜１０である。さらに、アラルキル基の炭素数は７〜２４、好ましくは７〜１２である。より具体的には、基Ｒ2として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラセニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基、フルオレニル基等のアラルキル基、水素原子等が挙げられ、これらの中ではメチル基、フェニル基又は水素原子がより好ましい。
【００４６】
式（１）で表されるＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類（ｘ）を更に具体的に例示すると、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリ（１−プロピニル）ボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリフェニルエチニルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリフェニルエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリフェニルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリフェニルエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリフェニルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−エチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリベンジルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリス（１−プロピニル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジン等が挙げられる。ただし、これらに限定されるものではない。また、１種のＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類を単独で用いることもできるが、２種以上のＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類を組み合わせて用いてもよい。
【００４７】
第１の工程で用いられる、ヒドロシラン類（ｙ）は、下記式（２）又は下記式（３）で表されるものが好ましい。
【化１７】
【化１８】
【００４８】
式（２）において、Ｒ3及びＲ4はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子の中から選ばれる同一又は異なる１価の基を示し、これらの中では、アルキル基、アリール基又は水素原子がより好ましい。この場合、アルキル基の炭素数は１〜２４、好ましくは１〜１２である。また、アリール基の炭素数は６〜２０、好ましくは６〜１０である。さらに、アラルキル基の炭素数は７〜２４、好ましくは７〜１２である。より具体的には、基Ｒ3及びＲ4として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基、水素原子等が挙げられ、これらの中ではメチル基、フェニル基又は水素原子がより好ましい。
【００４９】
また、式（２）において、Ｒ5は置換若しくは未置換の芳香族の２価の基、オキシポリ（ジメチルシロキシ）基、又は酸素原子を示す。この場合、芳香族の２価の基の炭素数は６〜２４、好ましくは６〜１２である。この芳香族の２価の基には、２価芳香族炭化水素基（アリーレン基等）の他、酸素等のヘテロ原子を連結基として含むアリーレン基等が含まれる。また、この芳香族の２価の基に結合していてもよい置換基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。より具体的には、基Ｒ5として、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基等のアリーレン基、ジフェニルエーテル基等の置換アリーレン基、酸素原子等が挙げられ、これらの中ではフェニレン基、ジフェニルエーテル基又は酸素原子がより好ましい。
【００５０】
さらに、式（３）において、Ｒ6はアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。この場合、アルキル基の炭素数は１〜２４、好ましくは１〜１２である。また、アリール基の炭素数は６〜２０、好ましくは６〜１０である。さらに、アラルキル基の炭素数は７〜２４、好ましくは７〜１２である。より具体的には、基Ｒ6として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
【００５１】
またさらに、式（３）において、ｎは２以上の正の整数を示す。前出の式（４）におけるｐ及びｑとは、ｐ＋ｑ＋２＝ｎの関係を有する。ｎの好ましい範囲は２〜１０であり、より好ましくは３〜８である。ｎが過度に大きく（換言すれば、環が大きく）、例えば１０を超えると、耐熱性、後述する絶縁被膜の機械特性が不都合な程に低下する傾向にある。
【００５２】
式（２）又は（３）で表されるヒドロシラン類（ｙ）には、ビス（モノヒドロシラン）類、ビス（ジヒドロシラン）類、ビス（トリヒドロシラン）類、ポリ（ヒドロシラン）類が含まれる。具体例としては、ｍ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン、ｐ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン、１，４−ビス（ジメチルシリル）ナフタレン、１，５−ビス（ジメチルシリル）ナフタレン、ｍ−ビス（メチルエチルシリル）ベンゼン、ｍ−ビス（メチルフェニルシリル）ベンゼン、ｐ−ビス（メチルオクチルシリル）ベンゼン、４，４’−ビス（メチルベンジルシリル）ビフェニル、４，４’−ビス（メチルフェネチルシリル）ジフェニルエーテル、ｍ−ビス（メチルシリル）ベンゼン、ｍ−ジシリルベンゼン、１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジシロキサン、１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、１，３，５，７，９−ペンタメチルシクロペンタシロキサン、１，３，５，７−テトラエチルシクロテトラシロキサン、１，３，５−トリフェニルシクロトリシロキサン、１，３，５，７−テトラフェニルシクロテトラシロキサン、１，３，５，７−テトラベンジルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。ただし、これらに限定されるものではない。
【００５３】
これらの中では、ｍ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン、ｐ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン又は１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジシロキサン、１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサンがより好ましい。また、１種のヒドロシラン類（ｙ）を単独で用いることもできるが、２種以上のヒドロシラン類（ｙ）を組み合わせて用いてもよい。
【００５４】
第１の工程で用いられる、固体触媒（ｚ）は、前述したＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類（ｘ）とヒドロシラン類（ｙ）の重合反応（ヒドロシリル化重合）を促進し、反応基質（ｘとｙ）や、後述する任意に添加可能な重合溶媒中に金属成分が溶出せず、且つ重合終了後に濾別除去可能な金属含有触媒であることが好ましい。
【００５５】
固体触媒（ｚ）の具体例としては、白金粉末、パラジウム粉末、ニッケル粉末等の金属単体粉末；白金炭素、パラジウム炭素、ロジウム炭素等の炭素系担体に触媒を担持させた触媒；化合物系担体（非炭素系担体）に触媒を担持させた担持触媒が挙げられる。なお、化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒としては、白金アルミナ、白金シリカ、パラジウムアルミナ、パラジウムシリカ、ロジウムアルミナ、ロジウムシリカ等の金属酸化物担体担持触媒；ラネーニッケル等の合金触媒；Ｂ．Ｍａｒｃｉｎｉｅｃ編、Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｎ Ｈｙｄｒｏｓｉｌｙｌａｔｉｏｎ、Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ（１９９２）やＰｏｌｙｍｅｒ Ｊｏｕｒｎａｌ、３４、９７−１０２（２００２）に記載のポリマー担持ロジウム触媒（ｐｏｌｙｍ−ＰＰｈ2・ＲｈＣｌ（ＰＰｈ3）3、ｐｏｌｙｍ−ＰＰｈ2・ＲｈＣｌ3、ｐｏｌｙｍ−ＣＨ2Ｃｌ2・ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ＰＰｈ3）2など）；ポリマー担持白金触媒（Ｐｏｌｙｍ−ＣＨ2ＳＨ／Ｈ2ＰｔＣｌ6）（ここで、ｐｏｌｙはポリ（スチレン−ｃｏ−ジビニルベンゼン）などの主鎖骨格を意味する。）；表面官能基化シリカゲル担持白金触媒（Ｓｉｌｉｃａ−（ＣＨ2）3−ＳＨ／Ｈ2ＰｔＣｌ6）が挙げられる。これらの触媒は単独で用いてもよく、また、複数を組み合わせて使用してもよい。
【００５６】
固体触媒（ｚ）としては、金属単体粉末又は化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒が好ましく、化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒が特に好ましい。これらの触媒は触媒粒径の制御が容易なために、大きな粒径のものが比較的容易に作製でき、そのようなサイズの触媒を用いることにより、反応系から触媒を濾別することが容易になる。また、得られるボラジン系樹脂を絶縁皮膜として用いた場合のリーク電流の発生を特に効果的に抑制できる。一方、炭素系担体に触媒を担持させた触媒は、微粉末として存在するため、反応系における沈降速度が遅く、触媒を充分なレベルまで除去することが必ずしも容易でない。また、担体が導電性の炭素からなることから、極微量に触媒が在留している場合に絶縁皮膜にリーク電流が発生するおそれがある。
【００５７】
第１の工程において、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類（ｘ）と、ヒドロシラン類（ｙ）との重合反応を生じさせる場合において、重合の際の系の流動性を保ち、重合後に固体触媒（ｚ）の除去を容易にするために、系に重合溶媒（ｓ）を添加してもよい。重合溶媒（ｓ）としては、原料（ｘ，ｙ）と反応するものや、固体触媒（ｚ）が分解したり、金属成分が溶離するもの以外の、種々の溶媒を用いることができる。かかる溶媒としては、芳香族炭化水素系、飽和炭化水素系、脂肪族エーテル系、芳香族エーテル系等の溶媒が挙げられ、より具体的には、トルエン、ベンゼン、キシレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、ヘキシルベンゼン、ヘキサン、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジフェニルエーテル等が挙げられる。これらの重合溶媒は単独で用いてもよく、また、複数を組み合わせて使用してもよい。
【００５８】
第１の工程において、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類（ｘ）とヒドロシラン類（ｙ）の仕込みモル比は、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類１モルに対して、ビス（ヒドロシラン）が０．１〜１０モルの範囲であると好適であり、より好ましくは、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類１モルに対して、ビス（ヒドロシラン）が０．２〜５モルの範囲である。
【００５９】
また、第１の工程において、固体触媒（ｚ）の使用量は、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類又はヒドロシラン類のうちモル量の少ない方の原料化合物に対する金属原子のモル比が０．０００００１〜５の範囲であると好適である。
【００６０】
第１の工程において、重合溶媒（ｓ）を用いる場合は、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類及びヒドロシラン類の総量１００重量部に対して重合溶媒（ｓ）を５０〜１０００００重量部使用することが望ましい。
【００６１】
第１の工程における反応温度及び反応時間は、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類とヒドロシラン類とが重合し、所望の分子量を有する有機ケイ素ボラジン系ポリマーが得られる条件であれば特に制限されない。具体的には、原料の反応性や触媒の活性によって異なるが、反応温度は−２０℃〜２００℃の範囲で冷却又は加熱することができる。より好ましい反応温度は、０℃〜１５０℃、更に好ましくは０℃〜１００℃である。一方、反応時間は好ましくは１分〜１０日であり、より好ましくは１時間〜１０日、特に好ましくは２時間〜７日である。
【００６２】
なお、第１の工程は乾燥窒素やアルゴン等の不活性雰囲気下で行うことが望ましく、装置構成を簡略化する観点から、大気下でも行うことが可能である。
【００６３】
第１の工程終了後、第２の工程おいて、固体触媒（ｚ）の除去を行う。除去は、第１の工程で得られた反応液を濾別することにより実施することが好ましい。濾別の方法としては、一般的に用いられる自然濾過、吸引濾過、加圧濾過等の濾過法を用いることができる。また、濾材には濾紙、濾布、樹脂膜等を使用でき、さらに、自然沈降や遠心分離等によって触媒を除去することも、濾別の態様に含まれる。このようにして、固体触媒（ｚ）の除去することにより、金属不純物含有量が低減されたボラジン系樹脂（有機ケイ素ボラジン系ポリマー）を含んだ濾液が得られる。
【００６４】
第２の工程実施後、得られた濾液を減圧濃縮又は加熱濃縮することにより重合溶媒（ｚ）等を除去することにより、固形状のポリマーとしてボラジン系樹脂を得てもよい。また、再沈殿、ゲル濾過カラム、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラム）カラム等により分取してボラジン系樹脂を得てもよい。なお、第２の工程において得られた濾液は、そのままの状態で後述するボラジン系樹脂組成物（Ｃ）として用いることができる。
【００６５】
（ボラジン系樹脂組成物（Ｃ））
次に、本発明にかかるボラジン系樹脂組成物（Ｃ）の好適な実施形態について説明する。
【００６６】
ボラジン系樹脂組成物（Ｃ）は、前述のボラジン系樹脂の製造方法によって得られたボラジン系樹脂と後述する溶剤を均一に混合することによって製造することができる。具体的には、第２の工程工程で得られた濾液をそのままボラジン系樹脂組成物（Ｃ）として用いてもよく、第２の工程で得られた濾液に重合溶媒より高沸点の溶剤を加え、低沸点の重合溶媒を留去して製造してもよい。後者の場合は、ボラジン系樹脂組成物（Ｃ）は、高沸点の溶剤とボラジン系樹脂との混合物になる。ボラジン系樹脂組成物（Ｃ）は、第２の工程後、前述のようにして作製した固形状のボラジンポリマーを後述する溶剤に溶解して製造してもよい。
【００６７】
ボラジン系樹脂を溶解可能な上記溶剤としては、ボラジン系樹脂と反応せずに、これを溶解可能な溶剤が好ましい。かかる溶剤としては、トルエン、ベンゼン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、ヘキシルベンゼン、テトラリン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサンなどの炭化水素系溶剤、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、ジフェニルエーテル等のエーテル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、γ−ブチロラクトン等のエステル系溶剤、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−シクロヘキシル−２−ピロリドン、キノリン等の含窒素溶剤、クロロホルム等のハロゲン系溶剤、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。
【００６８】
これらの溶剤は単独で用いてもよく、或いは、複数組み合わせて使用してもよい。溶剤の使用量は、ボラジン系樹脂の固形分濃度が好ましくは０．５〜８０質量％、より好ましくは１〜７０質量％、更に好ましくは２〜６０質量％となるようにすると好適である。この固形分濃度が０．５質量％未満であると、基体上に塗布する場合に、１回の塗布で得られる塗膜の厚さが薄くなり、当該膜の強度や耐熱性、及び乾燥させて絶縁被膜としたときの絶縁特性の信頼性が低下する傾向にある。一方、その固形分濃度が８０質量％を超えると、ボラジン系樹脂組成物（Ｃ）の粘性が過度に高められ、均一な薄膜を形成させることが困難な傾向にある。
【００６９】
このように構成されたボラジン系樹脂組成物（Ｃ）は、固体触媒（ｚ）に由来する金属成分、更にはハロゲン等の不純物含有量が十分に低減されたものである。ボラジン系樹脂組成物（Ｃ）中の金属不純物含有量は、絶縁被膜の製造装置に悪影響を及ぼさず、かかる絶縁被膜を層間絶縁膜として使用する際に、リーク電流が発生したり、誘電率等の絶縁膜としての特性が低下したりしない観点から、好ましくはボラジン系樹脂組成物（Ｃ）中３０ｐｐｍ以下が好ましく、１０ｐｐｍ以下がより好ましく、５ｐｐｍ以下が更に好ましい。
【００７０】
ところで、不純物濃度の低減を図る他の方法として、不純物濃度が極めて小さい溶媒でボラジン系樹脂組成物（Ｃ）を希釈するといった方法も想定される。しかし、この方法では、絶縁被膜の製造装置に与える損傷を軽減することができるが、ボラジン系樹脂組成物（Ｃ）中の固形物濃度も同時に低下させてしまうといった不都合があり、また、実質的に固形物濃度に対する不純物濃度の割合を低減することにはならない。
（絶縁皮膜の形成方法、絶縁皮膜及び電子部品）
【００７１】
次に、本発明にかかる絶縁皮膜の形成方法、絶縁皮膜及び電子部品について、これらの好適な実施形態について説明する。
【００７２】
前述のボラジン系樹脂組成物（Ｃ）を用いて、例えば、以下に述べる方法により、本発明による絶縁被膜を形成することができる。すなわち、浸漬法、スプレー法、スクリーン印刷法、回転塗布法等によってシリコンウェハ、金属基板、セラミック基板等の基体上にボラジン系樹脂組成物（Ｃ）を塗布して、先ず、塗膜を形成する。次いで、６０〜５００℃、１０秒〜２時間程度、空気中又は窒素等の不活性ガス中でその塗膜を加熱乾燥して溶剤を除去する。これにより、ベタツキのない薄膜から成る絶縁被膜を得ることができる。この絶縁被膜の膜厚は特に制限されないものの、耐熱性等の観点から、好ましくは０．０５〜５０μｍ、より好ましくは０．１〜１０μｍ、特に好ましくは０．２〜５μｍとされる。
【００７３】
また、このように形成される絶縁被膜を用いた本発明による電子部品としては、半導体素子、液晶素子、多層配線板等の絶縁被膜を有するもの等が挙げられる。本発明の絶縁被膜は、半導体素子においては、表面保護膜、バッファーコート膜、層間絶縁膜といった絶縁膜等として、液晶素子においては表面保護膜、絶縁膜等として、多層配線基板においては、層間絶縁膜として好ましく用いることができる。
【００７４】
具体的には、半導体素子としては、ダイオード、トランジスタ、キャパシタ、化合物半導体素子、サーミスタ、バリスタ、サイリスタ等の個別半導体素子、ＤＲＡＭ（ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ）、ＳＲＡＭ（スタティック・ランダム・アクセス・メモリ）、ＥＰＲＯＭ（イレイザブル・プログラマブル・リード・オンリー・メモリー）、マスクＲＯＭ（マスク・リード・オンリー・メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（エレクトリカル・イレイザブル・プログラマブル・リード・オンリー・メモリー）、フラッシュメモリー等の記憶（メモリ）素子、マイクロプロセッサー、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ等の理論（回路）素子、ＭＭＩＣ（モノリシック・マイクロウェーブ集積回路）に代表される化合物半導体等の集積回路素子、混成集積回路（ハイブリッドＩＣ）、発光ダイオード、電荷結合素子等の光電変換素子、発光素子、半導体レーザ素子等が挙げられる。また、多層配線基板としては、ＭＣＭ等の高密度配線基板等が挙げられる。
【００７５】
ここで、図４は、本発明による電子部品の好適な一実施形態を示す模式断面図である。メモリキャパシタセル８（電子部品）は、拡散領域１Ａ，１Ｂが形成されたシリコンウェハ１（基体）上に酸化膜から成るゲート絶縁膜２Ｂを介して設けられたゲート電極３（ワード線として機能する。）と、その上方に設けられた対向電極８Ｃとの間に二層構造の層間絶縁膜５，７（絶縁被膜）が形成されたものである。ゲート電極３の側壁には、側壁酸化膜４Ａ、４Ｂが形成されており、また、ゲート電極の側方における拡散領域１Ｂにはフィールド酸化膜２Ａが形成され、素子分離がなされている。
【００７６】
層間絶縁膜５は、これらのゲート電極３及びフィールド酸化膜２Ａ上に被着されており、本発明のボラジン系樹脂組成物（Ｃ）をスピンコートして形成されたものである。層間絶縁膜５におけるゲート電極３近傍にはビット線として機能する電極６が埋め込まれたコンタクトホール５Ａが形成されている。さらに、平坦化された層間絶縁膜５上には平坦化された層間絶縁膜７が被着されており、両者を貫通するように形成されたコンタクトホール７Ａには蓄積電極８Ａが埋め込まれている。層間絶縁膜７は、層間絶縁膜５と同様に本発明のボラジン系樹脂組成物（Ｃ）をスピンコートして形成されたものである。そして、蓄積電極８Ａ上に高誘電体から成るキャパシタ絶縁膜８Ｂを介して対向電極８Ｃが設けられている。なお、層間絶縁膜５，７は同一の組成を有していても異なる組成を有していてもよい。
【００７７】
このように構成された本発明の絶縁被膜が形成されたメモリキャパシタセル８等の電子部品によれば、絶縁被膜の比誘電率が従来に比して十分に低減されるので、信号伝搬における配線遅延時間を十分に短縮できると共に、リーク電流の発生を有効に防止できる。その結果、素子の高性能化を達成できると同時に高信頼性をも実現できる。
【実施例】
【００７８】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００７９】
〈実施例１〉
（ボラジン系樹脂組成物１の製造）
Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジン０．１ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）、ｐ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン０．１ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）をエチルベンゼン４ｍｌに溶解し、化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒である５％白金／アルミナ０．４ｇ（白金換算で０．１ｍｍｏｌ）を加え、窒素下５０℃で７日間撹拌した。反応液の一部を取り出し、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析を行ったところ、モノマーであるＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジンとｐ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼンのピークがほぼ消失していることを確認された。
【００８０】
図１は、この重合開始直後の反応液のガスクロマトグラムを示すグラフであり、図２は、重合開始から３日間攪拌後の反応液のガスクロマトグラムを示すグラフである。図１における「ａ」は、ｐ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼンに対応するピークであり、図１及び２における「ｂ」は、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジンに対応するピークである。
【００８１】
また、ＧＰＣ分析から生成物の分子量（標準ポリスチレン基準）は、Ｍｎ＝２５００（Ｍｗ／Ｍｎ＝２．０）であった。図３は、得られた重合体のＧＰＣチャートを示すグラフである。白金／アルミナ触媒を含む反応液をＡＤＶＡＮＴＥＣ社製ディスポーザブルメンブランフィルターユニット（フィルターの平均孔径：０．５μｍ）で濾過し、ボラジン系樹脂組成物１を得た。
【００８２】
〈実施例２〉
（ボラジン系樹脂組成物２の製造）
Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジン０．１ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）、１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン０．１２ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）をエチルベンゼン４ｍｌに溶解し、化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒である５％白金／アルミナ０．４ｇ（白金換算で０．１ｍｍｏｌ）を加え、窒素下５０℃で７日間撹拌した。反応液の一部を取り出し、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析を行ったところ、モノマーであるＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジンのピークがほぼ消失していることを確認した。また、ＧＰＣ分析から生成物の分子量（標準ポリスチレン基準）は、Ｍｎ＝３０００（Ｍｗ／Ｍｎ＝２．２）であった。白金／アルミナ触媒を含む反応液をＡＤＶＡＮＴＥＣ社製ディスポーザブルメンブランフィルターユニット（フィルターの平均孔径：０．５μｍ）で濾過し、ボラジン系樹脂組成物２を得た。
【００８３】
〈実施例３〉
（ボラジン系樹脂組成物３の製造）
化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒として、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｊｏｕｒｎａｌ、３４、９７−１０２（２００２）に記載のポリマー担持白金触媒（Ｐｏｌｙｍ−ＣＨ2ＳＨ／Ｈ2ＰｔＣｌ6）（白金換算で０．０１ｍｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様の方法でボラジン系樹脂組成物３を得た。
【００８４】
〈実施例４〉
固体触媒として、炭素系担体に触媒を担持させた触媒である白金炭素触媒を用いた以外は実施例１と同様の方法でボラジン系樹脂組成物を得たが、ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製ディスポーザブルメンブランフィルターユニット（フィルターの平均孔径：０．５μｍ）による濾過では、濾液に白金炭素触媒の残留が認められたので、フィルターの平均孔径を０．２μｍとして上記ユニットにより再濾過を行い、ボラジン系樹脂組成物４を得た。
【００８５】
〈比較例１〉
（ボラジン系樹脂組成物５の製造）
Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジン０．５０ｍｍｏｌ、ｐ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン０．５０ｍｍｏｌをエチルベンゼン８ｍｌに溶解し、均一系金属触媒の白金ジビニルテトラメチルジシロキサンのキシレン溶液（白金２％含有）１０μｌを加え、窒素下室温で３日間撹拌した。反応液の一部を取り出し、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析を行なったところ、モノマーであるＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジンとｐ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼンのピークは消失していることを確認した。また、ＧＰＣ分析から生成物の分子量（標準ポリスチレン基準）は、Ｍｎ＝４３００（Ｍｗ／Ｍｎ＝２．５）であった。この反応液をボラジン系樹脂組成物５とした。
【００８６】
〈実施例５〉
（絶縁被膜１の製造）
実施例１で得たボラジン系樹脂組成物１をフィルター濾過し、濾液を低抵抗率シリコンウェハ（基体；抵抗率＜１０Ωｃｍ）上に滴下してスピンコートした。次いで、このシリコンウェハを窒素雰囲気中ホットプレートで２００℃で１時間加熱した後、３００℃で３０分、４００℃で３０分間ベークして、本発明の絶縁被膜１を得た。
【００８７】
〈実施例６〉
（絶縁被膜２の製造）
ボラジン系樹脂組成物１の代わりに実施例２で得たボラジン系樹脂組成物２を用いたこと以外は実施例５と同様にして本発明の絶縁被膜２を得た。
【００８８】
〈実施例７〉
（絶縁被膜３の製造）
ボラジン系樹脂組成物１の代わりに実施例３で得たボラジン系樹脂組成物３を用いたこと以外は実施例５と同様にして本発明の絶縁被膜３を得た。
【００８９】
〈実施例８〉
（絶縁被膜４の製造）
【００９０】
ボラジン系樹脂組成物１の代わりに実施例４で得たボラジン系樹脂組成物４を用いたこと以外は実施例５と同様にして本発明の絶縁被膜４を得た。
【００９１】
〈比較例２〉
（絶縁被膜５の製造）
ボラジン系樹脂組成物１の代わりに比較例１で得たボラジン系樹脂組成物５を用いたこと以外は実施例５と同様にして絶縁被膜５を得た。
【００９２】
〈実施例９〉
（ボラジン系樹脂組成物６の製造）
Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリス（１’−プロピニル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジン０．１ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）、１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン０．１２ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）をエチルベンゼン４ｍｌに溶解し、化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒である５％白金／アルミナ０．４ｇ（白金換算で０．１ｍｍｏｌ）を加え、窒素下５０℃で７日間撹拌した。反応液の一部を取り出し、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析を行ったところ、モノマーであるＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリス（１’−プロピニル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジンおよび１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサンのピークがほぼ消失していることを確認した。また、ＧＰＣ分析から生成物の分子量（標準ポリスチレン基準）は、Ｍｎ＝７０００（Ｍｗ／Ｍｎ＝５．０）であった。白金／アルミナ触媒を含む反応液をＡＤＶＡＮＴＥＣ社製ディスポーザブルメンブランフィルターユニット（フィルターの平均孔径：０．５μｍ）で濾過し、ボラジン系樹脂組成物６を得た。
【００９３】
〈実施例１０〉
（絶縁被膜６の製造）
ボラジン系樹脂組成物１の代わりに実施例９で得たボラジン系樹脂組成物６を用いたこと以外は実施例５と同様にして本発明の絶縁被膜６を得た。
【００９４】
〈比誘電率測定〉
各実施例及び各比較例で得た各絶縁被膜の比誘電率を測定した。ここで、本発明における絶縁被膜の「比誘電率」とは、２３℃±２℃、湿度４０±１０％の雰囲気下で測定された値をいい、Ａｌ金属とＮ型低抵抗率基板（Ｓｉウエハ）間の電荷容量の測定から求められる。
【００９５】
具体的には、各実施例及び各比較例で絶縁被膜を形成した後、絶縁被膜上に、真空蒸着装置でＡｌ金属を直径２ｍｍの円で、厚さ約０．１μｍになるように真空蒸着する。これにより、絶縁被膜がＡｌ金属と低抵抗率基板との間に配置された構造が形成される。次に、この構造体の電荷容量を、ＬＦインピーダンスアナライザー（横河電機社製：ＨＰ４１９２Ａ）に誘電体テスト・フィクスチャー（横河電機製：ＨＰ１６４５１Ｂ）を接続した装置を用い、使用周波数１ＭＨｚにて測定した。
【００９６】
そして、電荷容量の測定値を下記式；
絶縁被膜の比誘電率＝３．５９７×１０-2×電荷容量（ｐＦ）×絶縁被膜の膜厚（μｍ）、に代入し、絶縁被膜の比誘電率を算出した。なお、絶縁被膜の膜厚としては、ガートナー製のエリプソメーターＬ１１６Ｂで測定した値を用いた。
【００９７】
表１にボラジン系樹脂組成物１〜３及び５、６の白金含有量を示す。この白金含有量は、一定量試料を酸分解し、セイコーインスツルメンツ製ＳＰＱ９０００型ＩＣＰ−ＭＳにより測定した。また、表２に、絶縁被膜１〜３及び５、６の比誘電率、及びリーク電流値の測定結果を示す。
【表１】
【表２】
【００９８】
表１より、重合触媒として担持触媒を用いたボラジン系樹脂組成物１〜３及び６の金属不純物（白金）含有量は、未処理のもの（比較例で得たボラジン系樹脂組成物５）に比して格段に低減されていることが確認された。また、表２より、金属性不純物含有量が低いボラジン系樹脂組成物１〜３及び６でそれぞれ形成した絶縁被膜被膜１〜３及び６の比誘電率及びリーク電流は、ボラジン系樹脂組成物５で形成した絶縁被膜５に比して十分に低減されていることが判明した。
【符号の説明】
【００９９】
１…シリコンウェハ（基体）、１Ａ，１Ｂ…拡散領域、２Ａ…フィールド酸化膜、２Ｂ…ゲート絶縁膜、３…ゲート電極、４Ａ，４Ｂ…側壁酸化膜、５，７…層間絶縁膜（絶縁被膜）、５Ａ，７Ａ…コンタクトホール、６…ビット線、８…メモリセルキャパシタ（電子部品）、８Ａ…蓄積電極、８Ｂ…キャパシタ絶縁膜、８Ｃ…対向電極、ａ…ｐ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼンに対応するピーク、ｂ…Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジンに対応するピーク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボラジン系樹脂の製造方法、ボラジン系樹脂組成物、絶縁被膜及びその形成方法、並びに電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今の通信機器の小型化、高出力化、及び信号の高速化に伴い、ＣＭＰによる膜平坦化の実現とも相俟って、電子部品の絶縁被膜（ＩＭＤ：メタル層間絶縁膜、ＩＬＤ：メタル下層間絶縁膜、ＰＭＤ：前メタル絶縁膜等）には、耐熱性、機械特性、吸湿性、接着性、成形性、高エッチ選択比、等の他、特に低比誘電率が求められている。
【０００３】
これは一般に、配線の信号の伝搬速度（ｖ）と、配線材料が接する絶縁材料の比誘電率（ε）とは、ｖ＝ｋ／√ε（ｋは定数）で表される関係を有しており、信号の伝搬速度を高速化して配線遅延を低減するためには、使用する周波数領域を高くし、或いは、絶縁材料の比誘電率を極力低くする必要があるからである。
【０００４】
このような絶縁被膜材料として量産ベースで現在実用化されている低誘電率材料としては、比誘電率が３．５程度のＳｉＯＦ膜（ＣＶＤ法）が挙げられ、その他に、比誘電率が２．５〜３．０の有機ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）、有機ポリマー等の検討が進行中である。
【０００５】
また、他の有機系の低誘電率材料としては、ベンゼンの炭素原子が窒素原子及びホウ素原子で置換された分子構造を有するボラジンは、ベンゼンに比して誘電率の計算値が低いことが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン化合物と少なくとも２個以上のヒドロシリル基を有するケイ素化合物とを、白金触媒存在下で混合し、その溶液を塗布することによって得られる耐熱性のボラジン含有ケイ素ポリマー薄膜も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３４０６８９号公報
【特許文献２】特開２００２−１５５１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述した有機ＳＯＧは低誘電率材料として有望であるものの、メモリ素子や論理素子といった半導体装置から成る電子部品の更なる微細化及び多層化に対応するには、更なる低誘電率化が熱望されている。これに対し、上記特開２００２−１５５１４３号公報のボラジン含有ケイ素ポリマー薄膜は、その高耐熱性及び低誘電率を発現することから、次世代の絶縁被膜として期待される。
【０００８】
しかし、かかるボラジン含有ケイ素ポリマー薄膜は、上述したようにＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン化合物とヒドロシリル基を有するケイ素化合物とを、白金触媒存在下で混合した溶液をそのまま塗布することにより製造されるため、薄膜中に白金触媒が不可避的に不純物として残留してしまう。例えば、層間絶縁膜中に金属性不純物が存在すると、リーク電流が発生し、絶縁膜としての性能が低下又は劣化する要因となり得る。よって、特開２００２−１５５１４３号公報の薄膜を層間絶縁膜に用いると、白金触媒が金属性不純物となってリーク電流が発生することが容易に想像される。
【０００９】
そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、金属性不純物が少なくリーク電流の発生を十分に抑制できる絶縁被膜及びその製造方法、その絶縁被膜を有効に形成できるボラジン系樹脂組成物、並びにそのボラジン系樹脂組成物の主成分であるボラジン系樹脂の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、リーク電流の発生を十分に抑制して特性の低下及び劣化を十分に防止できる電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、所定のボラジン化合物と所定のケイ素化合物を固体触媒の存在下に重合させた後に、かかる固体触媒を除去することにより、触媒由来の金属性不純物を格段に低減できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、主鎖又は側鎖にボラジン骨格を有する重合体であるボラジン系樹脂を製造する方法であって、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類とヒドロシラン類とを、固体触媒の存在下に重合させる第１の工程と、前記第１の工程を実施した後に、前記固体触媒を除去する第２の工程と、を備えることを特徴とするボラジン系樹脂の製造方法を提供する。
【００１２】
このような構成のボラジン系樹脂の製造方法では、第１の工程において、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類とヒドロシラン類とが重合され、ボラジン系樹脂である有機ケイ素ボラジン系ポリマーが形成されるが、触媒として固体触媒を用いているために、第２の工程において当該触媒が非常に容易に且つ低い残留率で除去される。その結果、金属成分が十分に除去された有機ケイ素ボラジン系ポリマーが得られる。
【００１３】
ここで、固体触媒は、化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒であることが好ましい。かかる触媒を用いることにより、触媒粒径を大きくすることが困難な、非化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒（例えば、白金炭素触媒）を用いる場合に比べて、反応系から触媒を濾別することが容易になるため、金属性不純物を格段に低減できる。また、炭素系担体に触媒を担持させた触媒（例えば、白金炭素触媒）で懸念される、担体の導電性に基づくリーク電流の発生等のおそれがない。
【００１４】
Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類としては、下記式（１）；
【化１】
で表されるものであると好ましい。ここで、式中、Ｒ1はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示し、Ｒ2はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示す。
【００１５】
より具体的には、ヒドロシラン類が、下記式（２）；
【化２】
又は下記式（３）；
【化３】
で表されるものであると有用である。ここで、式中、Ｒ3及びＲ4はアルキル基、アリール基、アラルキル基及び水素原子の中から選ばれる同一又は異なる１価の基を示し、Ｒ5は置換若しくは未置換の芳香族の２価の基、オキシポリ（ジメチルシロキシ）基、又は酸素原子を示し、Ｒ6はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示し、ｎは２以上の整数を示す。
【００１６】
また、本発明によるボラジン系樹脂組成物は、主鎖又は側鎖にボラジン骨格を有する重合体と、その重合体を溶解可能な溶剤とを含んでおり、固形分濃度が０．５質量％以上（上限は好ましくは８０質量％）であり、且つ、金属不純物含有量が３０ｐｐｍ以下であることを特徴とする。そして、その重合体は、本発明によるボラジン系樹脂の製造方法により製造されて成るボラジン系樹脂であって、低比誘電率を発現するものであり、溶剤に溶解された状態で半導体基板等の基体上に簡便に塗布できる。
【００１７】
このボラジン系樹脂組成物中の固形分濃度が０．５質量％未満となると、基体上に塗布する場合に、１回の塗布で得られる塗膜の厚さが薄くなり、当該膜の強度や耐熱性、及び乾燥させて絶縁被膜としたときの絶縁特性の信頼性が低下するといった不都合がある。また、金属不純物含有量が３０ｐｐｍを超えると、このボラジン系樹脂組成物を例えば極微細構造を成す多層配線の層間絶縁膜として用いたときに要求される低比誘電率を達成できないことがあり、或いはリーク電流の発生が顕著となってしまい、素子等のデバイス特性の悪化を生じるおそれがある。なお、「固形分濃度」とは、樹脂組成物において、溶剤等の揮発成分を乾燥した時に残留する成分の量を表したものである。
【００１８】
さらに、重合体が下記式（４）；
【化４】
で表される繰り返し単位を有するものであると、成膜性、化学的安定性の観点から好ましい。
【００１９】
ここで、式中、Ｒ1はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示し、Ｒ2はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示し、Ｒ3及びＲ4はアルキル基、アリール基、アラルキル基及び水素原子の中から選ばれる同一又は異なる１価の基を示し、Ｒ5は置換若しくは未置換の芳香族の２価の基、オキシポリ（ジメチルシロキシ）基、又は酸素原子を示し、Ｒ6はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示し、ａは正の整数を示し、ｂは０又は正の整数を示し、ｐは０又は正の整数を示し、ｑは０又は正の整数を示す。
【００２０】
また、本発明による絶縁被膜の形成方法は、基体上に絶縁被膜を形成する方法であって、本発明によるボラジン系樹脂組成物を基体上に塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜を乾燥せしめることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明による絶縁被膜は、基体上に設けられており、本発明による絶縁被膜の形成方法により形成されて成り、特に、基体上に設けられた複数の導電性層のうち互いに隣設された導電性層の間に形成されたもの、すなわち、リーク電流を十分に低減する必要がある層間絶縁膜として有用である。
【００２２】
そして、本発明による電子部品は、本発明による絶縁被膜が形成されて成る電子部品、半導体装置や液晶装置といった電子デバイスを構成するものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のボラジン系樹脂及びその製造方法並びにボラジン系樹脂組成物によれば、金属性不純物が少なくリーク電流の発生を十分に抑制できる絶縁被膜を形成できる。また、本発明の絶縁被膜及びその製造方法によれば、リーク電流の発生を十分に抑制できると共に、耐熱性等の諸特性を向上できる。さらに、本発明の電子部品によれば、リーク電流の発生を十分に抑制して特性の低下及び劣化を十分に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１における重合開始直後の反応液のガスクロマトグラムを示すグラフである。
【図２】実施例１における重合開始から３日間攪拌後の反応液のガスクロマトグラムを示すグラフである。
【図３】実施例１で得られた重合体のＧＰＣチャートを示すグラフである。
【図４】本発明による電子部品の好適な一実施形態を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、化学式及び図面を参照しつつ、本発明にかかるボラジン系樹脂の製造方法、ボラジン系樹脂組成物、絶縁皮膜の形成方法、絶縁皮膜及び電子部品についての、好適な実施形態について説明する。
【００２６】
（ボラジン系樹脂の製造方法）
先ず、本製造方法で製造されるボラジン系樹脂について説明する。本製造方法において、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類及びヒドロシラン類をモノマー成分として用い、それらを重合することにより製造されるボラジン系樹脂は、主鎖又は側鎖にボラジン骨格を有する重合体（以下、かかる構造の重合体を単に「ボラジン系樹脂」という。）である。
【００２７】
ボラジン系樹脂は、主鎖又は側鎖に置換又は無置換のボラジン骨格を有する重合体であればよく、例えば、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ 誌、ｖｏｌ ９０、ｐｐ．７３〜９１（１９９０）．やＣＨＥＭＴＥＣＨ 誌、１９９４年７月、ｐｐ．２９〜３７．記載の重合体等を挙げることができる。具体的には、以下に示す繰り返し単位の少なくとも一つを有する重合体が好適である。
【化５】
【００２８】
ボラジン系樹脂の分子量（Ｍｎ；ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定し、標準ポリスチレンの検量線を使用して換算した値の数平均分子量）は、好ましくは５００〜５００００００、より好ましくは１０００〜１００００００である。この分子量（Ｍｎ）が過度に低く、例えば５００未満の場合、耐熱性、及び後述する絶縁被膜の機械特性が劣る傾向にあり、例えば、かかる絶縁被膜を層間絶縁膜として用いるときにプリベークが困難となったり、成膜後の平坦化をＣＭＰで行うときに剥離等を生じ易くなるおそれがある。これに対し、この分子量（Ｍｎ）が過度に高く、例えば５００００００を超えると、絶縁被膜の加工性が悪化し、例えば、かかる絶縁被膜にＷ等の金属プラグ形成用のヴィアホール等を所望の形状に制御し難くなるおそれがある。
【００２９】
ボラジン系樹脂としては、下記式（４）又は式（５）で表される繰り返し単位を有してなる有機ケイ素ボラジン系ポリマーが、成膜性、化学的安定性に優れており、かかる観点より一層好適な例として挙げることができる。
【化６】
【化７】
【００３０】
なお、式（４）及び（５）において、
【化８】
は、以下のいずれかを示し、
【化９】
これと同様に、
【化１０】
は、以下のいずれかを示す。
【化１１】
【００３１】
そして、
【化１２】
は、以下のいずれかを示す。
【化１３】
【００３２】
また、式（４）における破線は、ボラジン残基におけるアルキニル基由来の炭素に結合が生じていることを意味し、式（５）における破線は、ボラジン残基におけるアルケニル基由来の炭素に結合が生じていることを意味する。
【００３３】
また、式（４）及び（５）において、Ｒ1はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示す。この場合、アルキル基の炭素数は好ましくは１〜２４、より好ましくは１〜１２である。また、アリール基の炭素数は好ましくは６〜２０、より好ましくは６〜１０である。さらに、アラルキル基の炭素数は好ましくは７〜２４、より好ましくは７〜１２である。より具体的には、基Ｒ1として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基、水素原子等が挙げられ、これらの中では、メチル基、エチル基、フェニル基又は水素原子がより好ましい。
【００３４】
そして、式（４）及び（５）において、Ｒ2はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示し、アルキル基の炭素数は好ましくは１〜２４、より好ましくは１〜１２である。アリール基の炭素数は好ましくは６〜２０、より好ましくは６〜１０である。また、アラルキル基の炭素数は好ましくは７〜２４、より好ましくは７〜１２である。より具体的には、基Ｒ2として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラセニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基、フルオレニル基等のアラルキル基、水素原子等が挙げられ、これらの中では、メチル基、フェニル基又は水素原子がより好ましい。
【００３５】
さらに、式（４）及び（５）において、Ｒ3及びＲ4はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子の中から選ばれる同一又は異なる１価の基を示し、これらの中では、アルキル基、アリール基又は水素原子がより好ましい。この場合、アルキル基の炭素数は好ましくは１〜２４、より好ましくは１〜１２である。また、アリール基の炭素数は好ましくは６〜２０、より好ましくは６〜１０である。さらに、アラルキル基の炭素数は好ましくは７〜２４、より好ましくは７〜１２である。より具体的には、基Ｒ3及びＲ4として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基、水素原子等が挙げられ、これらの中ではメチル基、フェニル基又は水素原子がより好ましい。
【００３６】
またさらに、式（４）及び（５）において、Ｒ5は置換若しくは未置換の芳香族の２価の基、オキシポリ（ジメチルシロキシ）基、又は酸素原子を示す。この場合、芳香族の２価の基の炭素数は好ましくは６〜２４、より好ましくは６〜１２である。この芳香族の２価の基には、２価芳香族炭化水素基（アリーレン基等）の他、酸素等のヘテロ原子を連結基として含むアリーレン基等が含まれる。また、この芳香族の２価の基に結合していてもよい置換基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。より具体的には、基Ｒ5として、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基等のアリーレン基、ジフェニルエーテル基等の置換アリーレン基、酸素原子等が挙げられ、これらの中ではフェニレン基、ジフェニルエーテル基又は酸素原子がより好ましい。
【００３７】
さらにまた、式（４）及び（５）において、Ｒ6はアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。この場合、アルキル基の炭素数は好ましくは１〜２４、より好ましくは１〜１２である。また、アリール基の炭素数は好ましくは６〜２０、より好ましくは６〜１０である。さらに、アラルキル基の炭素数は好ましくは７〜２４、より好ましくは７〜１２である。より具体的には、基Ｒ6として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
【００３８】
また、式（４）及び（５）において、ａ及びｂは、それぞれ繰り返し単位数を表し、ａは正の整数であって、好ましくは１〜２００００、より好ましくは３〜１００００であり、特に好ましくは５〜１００００である。また、ｂは０又は正の整数であって、好ましくは０〜１０００、より好ましくは０〜１００である。ただし、ａ及びｂはそれらの構成比率を示すものであって、結合状態（ブロック共重合、ランダム共重合等）のいずれかの形態に限定されるものではない。
【００３９】
このような共重合体において、ａとｂとのそれぞれの個数の比（ａ：ｂ）は特に制限されず、ａ／ｂ比がより大きい、つまり高分子主鎖中の鎖状構造の割合が比較的多い場合、溶媒に対する共重合体の溶解度が高められ且つ融点が低くなることにより、共重合体の加工性が向上すると予想される。一方、ａ／ｂ比がより小さい、つまり高分子主鎖中の架橋構造の割合が比較的多い場合、共重合体の耐熱性、耐燃焼性が向上すると予想される。したがって、用途等に応じて、或いは、共重合体の各モノマーユニットの構造及びその組み合わせに応じて、良好な加工性及び耐熱性、耐燃焼性を与える共重合体の最適なａ／ｂ比の範囲を適宜設定することができる。
【００４０】
さらに、式（４）及び（５）において、ｐは０又は正の整数、ｑは０又は正の整数を示し、後述するｎとは、ｐ＋ｑ＋２＝ｎの関係を有する。ｐの好ましい範囲は０〜１０であり、より好ましくは１〜８である。また、ｑの好ましい範囲は０〜１０であり、より好ましくは１〜８である。
【００４１】
またさらに、式（４）及び（５）において、Ｚ1は下記式（６）；
【化１４】
又は下記式（７）；
【化１５】
で表される２価の基であり、同一分子鎖において、Ｚ1が式（６）又は（７）のいずれか一方の構造で構成されていても、或いは、両方の構造が同一分子鎖内に含まれていても構わない。なお、式（６）及び（７）におけるＲ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、ｐ及びｐは前述したものと同様である。
【００４２】
次に、本発明にかかるボラジン系樹脂の製造方法における各工程の好適な実施形態について説明する。
【００４３】
第１の工程で用いられる、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類（ｘ）は、下記式（１）で表される化合物が好ましい。
【化１６】
【００４４】
上記式（１）において、Ｒ1はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示す。この場合、アルキル基の炭素数は１〜２４、好ましくは１〜１２である。また、アリール基の炭素数は６〜２０、好ましくは６〜１０である。さらに、アラルキル基の炭素数は７〜２４、好ましくは７〜１２である。より具体的には、基Ｒ1として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基、水素原子等が挙げられ、これらの中ではメチル基、エチル基、フェニル基又は水素原子がより好ましい。
【００４５】
また、式（１）において、Ｒ2はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示す。この場合、アルキル基の炭素数は１〜２４、好ましくは１〜１２である。また、アリール基の炭素数は６〜２０、好ましくは６〜１０である。さらに、アラルキル基の炭素数は７〜２４、好ましくは７〜１２である。より具体的には、基Ｒ2として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラセニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基、フルオレニル基等のアラルキル基、水素原子等が挙げられ、これらの中ではメチル基、フェニル基又は水素原子がより好ましい。
【００４６】
式（１）で表されるＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類（ｘ）を更に具体的に例示すると、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリ（１−プロピニル）ボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリフェニルエチニルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリフェニルエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリフェニルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリフェニルエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリフェニルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−エチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリベンジルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリス（１−プロピニル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジン等が挙げられる。ただし、これらに限定されるものではない。また、１種のＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類を単独で用いることもできるが、２種以上のＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類を組み合わせて用いてもよい。
【００４７】
第１の工程で用いられる、ヒドロシラン類（ｙ）は、下記式（２）又は下記式（３）で表されるものが好ましい。
【化１７】
【化１８】
【００４８】
式（２）において、Ｒ3及びＲ4はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子の中から選ばれる同一又は異なる１価の基を示し、これらの中では、アルキル基、アリール基又は水素原子がより好ましい。この場合、アルキル基の炭素数は１〜２４、好ましくは１〜１２である。また、アリール基の炭素数は６〜２０、好ましくは６〜１０である。さらに、アラルキル基の炭素数は７〜２４、好ましくは７〜１２である。より具体的には、基Ｒ3及びＲ4として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基、水素原子等が挙げられ、これらの中ではメチル基、フェニル基又は水素原子がより好ましい。
【００４９】
また、式（２）において、Ｒ5は置換若しくは未置換の芳香族の２価の基、オキシポリ（ジメチルシロキシ）基、又は酸素原子を示す。この場合、芳香族の２価の基の炭素数は６〜２４、好ましくは６〜１２である。この芳香族の２価の基には、２価芳香族炭化水素基（アリーレン基等）の他、酸素等のヘテロ原子を連結基として含むアリーレン基等が含まれる。また、この芳香族の２価の基に結合していてもよい置換基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。より具体的には、基Ｒ5として、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基等のアリーレン基、ジフェニルエーテル基等の置換アリーレン基、酸素原子等が挙げられ、これらの中ではフェニレン基、ジフェニルエーテル基又は酸素原子がより好ましい。
【００５０】
さらに、式（３）において、Ｒ6はアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。この場合、アルキル基の炭素数は１〜２４、好ましくは１〜１２である。また、アリール基の炭素数は６〜２０、好ましくは６〜１０である。さらに、アラルキル基の炭素数は７〜２４、好ましくは７〜１２である。より具体的には、基Ｒ6として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
【００５１】
またさらに、式（３）において、ｎは２以上の正の整数を示す。前出の式（４）におけるｐ及びｑとは、ｐ＋ｑ＋２＝ｎの関係を有する。ｎの好ましい範囲は２〜１０であり、より好ましくは３〜８である。ｎが過度に大きく（換言すれば、環が大きく）、例えば１０を超えると、耐熱性、後述する絶縁被膜の機械特性が不都合な程に低下する傾向にある。
【００５２】
式（２）又は（３）で表されるヒドロシラン類（ｙ）には、ビス（モノヒドロシラン）類、ビス（ジヒドロシラン）類、ビス（トリヒドロシラン）類、ポリ（ヒドロシラン）類が含まれる。具体例としては、ｍ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン、ｐ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン、１，４−ビス（ジメチルシリル）ナフタレン、１，５−ビス（ジメチルシリル）ナフタレン、ｍ−ビス（メチルエチルシリル）ベンゼン、ｍ−ビス（メチルフェニルシリル）ベンゼン、ｐ−ビス（メチルオクチルシリル）ベンゼン、４，４’−ビス（メチルベンジルシリル）ビフェニル、４，４’−ビス（メチルフェネチルシリル）ジフェニルエーテル、ｍ−ビス（メチルシリル）ベンゼン、ｍ−ジシリルベンゼン、１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジシロキサン、１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、１，３，５，７，９−ペンタメチルシクロペンタシロキサン、１，３，５，７−テトラエチルシクロテトラシロキサン、１，３，５−トリフェニルシクロトリシロキサン、１，３，５，７−テトラフェニルシクロテトラシロキサン、１，３，５，７−テトラベンジルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。ただし、これらに限定されるものではない。
【００５３】
これらの中では、ｍ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン、ｐ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン又は１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジシロキサン、１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサンがより好ましい。また、１種のヒドロシラン類（ｙ）を単独で用いることもできるが、２種以上のヒドロシラン類（ｙ）を組み合わせて用いてもよい。
【００５４】
第１の工程で用いられる、固体触媒（ｚ）は、前述したＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類（ｘ）とヒドロシラン類（ｙ）の重合反応（ヒドロシリル化重合）を促進し、反応基質（ｘとｙ）や、後述する任意に添加可能な重合溶媒中に金属成分が溶出せず、且つ重合終了後に濾別除去可能な金属含有触媒であることが好ましい。
【００５５】
固体触媒（ｚ）の具体例としては、白金粉末、パラジウム粉末、ニッケル粉末等の金属単体粉末；白金炭素、パラジウム炭素、ロジウム炭素等の炭素系担体に触媒を担持させた触媒；化合物系担体（非炭素系担体）に触媒を担持させた担持触媒が挙げられる。なお、化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒としては、白金アルミナ、白金シリカ、パラジウムアルミナ、パラジウムシリカ、ロジウムアルミナ、ロジウムシリカ等の金属酸化物担体担持触媒；ラネーニッケル等の合金触媒；Ｂ．Ｍａｒｃｉｎｉｅｃ編、Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｎ Ｈｙｄｒｏｓｉｌｙｌａｔｉｏｎ、Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ（１９９２）やＰｏｌｙｍｅｒ Ｊｏｕｒｎａｌ、３４、９７−１０２（２００２）に記載のポリマー担持ロジウム触媒（ｐｏｌｙｍ−ＰＰｈ2・ＲｈＣｌ（ＰＰｈ3）3、ｐｏｌｙｍ−ＰＰｈ2・ＲｈＣｌ3、ｐｏｌｙｍ−ＣＨ2Ｃｌ2・ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ＰＰｈ3）2など）；ポリマー担持白金触媒（Ｐｏｌｙｍ−ＣＨ2ＳＨ／Ｈ2ＰｔＣｌ6）（ここで、ｐｏｌｙはポリ（スチレン−ｃｏ−ジビニルベンゼン）などの主鎖骨格を意味する。）；表面官能基化シリカゲル担持白金触媒（Ｓｉｌｉｃａ−（ＣＨ2）3−ＳＨ／Ｈ2ＰｔＣｌ6）が挙げられる。これらの触媒は単独で用いてもよく、また、複数を組み合わせて使用してもよい。
【００５６】
固体触媒（ｚ）としては、金属単体粉末又は化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒が好ましく、化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒が特に好ましい。これらの触媒は触媒粒径の制御が容易なために、大きな粒径のものが比較的容易に作製でき、そのようなサイズの触媒を用いることにより、反応系から触媒を濾別することが容易になる。また、得られるボラジン系樹脂を絶縁皮膜として用いた場合のリーク電流の発生を特に効果的に抑制できる。一方、炭素系担体に触媒を担持させた触媒は、微粉末として存在するため、反応系における沈降速度が遅く、触媒を充分なレベルまで除去することが必ずしも容易でない。また、担体が導電性の炭素からなることから、極微量に触媒が在留している場合に絶縁皮膜にリーク電流が発生するおそれがある。
【００５７】
第１の工程において、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類（ｘ）と、ヒドロシラン類（ｙ）との重合反応を生じさせる場合において、重合の際の系の流動性を保ち、重合後に固体触媒（ｚ）の除去を容易にするために、系に重合溶媒（ｓ）を添加してもよい。重合溶媒（ｓ）としては、原料（ｘ，ｙ）と反応するものや、固体触媒（ｚ）が分解したり、金属成分が溶離するもの以外の、種々の溶媒を用いることができる。かかる溶媒としては、芳香族炭化水素系、飽和炭化水素系、脂肪族エーテル系、芳香族エーテル系等の溶媒が挙げられ、より具体的には、トルエン、ベンゼン、キシレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、ヘキシルベンゼン、ヘキサン、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジフェニルエーテル等が挙げられる。これらの重合溶媒は単独で用いてもよく、また、複数を組み合わせて使用してもよい。
【００５８】
第１の工程において、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類（ｘ）とヒドロシラン類（ｙ）の仕込みモル比は、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類１モルに対して、ビス（ヒドロシラン）が０．１〜１０モルの範囲であると好適であり、より好ましくは、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類１モルに対して、ビス（ヒドロシラン）が０．２〜５モルの範囲である。
【００５９】
また、第１の工程において、固体触媒（ｚ）の使用量は、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類又はヒドロシラン類のうちモル量の少ない方の原料化合物に対する金属原子のモル比が０．０００００１〜５の範囲であると好適である。
【００６０】
第１の工程において、重合溶媒（ｓ）を用いる場合は、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類及びヒドロシラン類の総量１００重量部に対して重合溶媒（ｓ）を５０〜１０００００重量部使用することが望ましい。
【００６１】
第１の工程における反応温度及び反応時間は、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類とヒドロシラン類とが重合し、所望の分子量を有する有機ケイ素ボラジン系ポリマーが得られる条件であれば特に制限されない。具体的には、原料の反応性や触媒の活性によって異なるが、反応温度は−２０℃〜２００℃の範囲で冷却又は加熱することができる。より好ましい反応温度は、０℃〜１５０℃、更に好ましくは０℃〜１００℃である。一方、反応時間は好ましくは１分〜１０日であり、より好ましくは１時間〜１０日、特に好ましくは２時間〜７日である。
【００６２】
なお、第１の工程は乾燥窒素やアルゴン等の不活性雰囲気下で行うことが望ましく、装置構成を簡略化する観点から、大気下でも行うことが可能である。
【００６３】
第１の工程終了後、第２の工程おいて、固体触媒（ｚ）の除去を行う。除去は、第１の工程で得られた反応液を濾別することにより実施することが好ましい。濾別の方法としては、一般的に用いられる自然濾過、吸引濾過、加圧濾過等の濾過法を用いることができる。また、濾材には濾紙、濾布、樹脂膜等を使用でき、さらに、自然沈降や遠心分離等によって触媒を除去することも、濾別の態様に含まれる。このようにして、固体触媒（ｚ）の除去することにより、金属不純物含有量が低減されたボラジン系樹脂（有機ケイ素ボラジン系ポリマー）を含んだ濾液が得られる。
【００６４】
第２の工程実施後、得られた濾液を減圧濃縮又は加熱濃縮することにより重合溶媒（ｚ）等を除去することにより、固形状のポリマーとしてボラジン系樹脂を得てもよい。また、再沈殿、ゲル濾過カラム、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラム）カラム等により分取してボラジン系樹脂を得てもよい。なお、第２の工程において得られた濾液は、そのままの状態で後述するボラジン系樹脂組成物（Ｃ）として用いることができる。
【００６５】
（ボラジン系樹脂組成物（Ｃ））
次に、本発明にかかるボラジン系樹脂組成物（Ｃ）の好適な実施形態について説明する。
【００６６】
ボラジン系樹脂組成物（Ｃ）は、前述のボラジン系樹脂の製造方法によって得られたボラジン系樹脂と後述する溶剤を均一に混合することによって製造することができる。具体的には、第２の工程工程で得られた濾液をそのままボラジン系樹脂組成物（Ｃ）として用いてもよく、第２の工程で得られた濾液に重合溶媒より高沸点の溶剤を加え、低沸点の重合溶媒を留去して製造してもよい。後者の場合は、ボラジン系樹脂組成物（Ｃ）は、高沸点の溶剤とボラジン系樹脂との混合物になる。ボラジン系樹脂組成物（Ｃ）は、第２の工程後、前述のようにして作製した固形状のボラジンポリマーを後述する溶剤に溶解して製造してもよい。
【００６７】
ボラジン系樹脂を溶解可能な上記溶剤としては、ボラジン系樹脂と反応せずに、これを溶解可能な溶剤が好ましい。かかる溶剤としては、トルエン、ベンゼン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、ヘキシルベンゼン、テトラリン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサンなどの炭化水素系溶剤、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、ジフェニルエーテル等のエーテル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、γ−ブチロラクトン等のエステル系溶剤、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−シクロヘキシル−２−ピロリドン、キノリン等の含窒素溶剤、クロロホルム等のハロゲン系溶剤、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。
【００６８】
これらの溶剤は単独で用いてもよく、或いは、複数組み合わせて使用してもよい。溶剤の使用量は、ボラジン系樹脂の固形分濃度が好ましくは０．５〜８０質量％、より好ましくは１〜７０質量％、更に好ましくは２〜６０質量％となるようにすると好適である。この固形分濃度が０．５質量％未満であると、基体上に塗布する場合に、１回の塗布で得られる塗膜の厚さが薄くなり、当該膜の強度や耐熱性、及び乾燥させて絶縁被膜としたときの絶縁特性の信頼性が低下する傾向にある。一方、その固形分濃度が８０質量％を超えると、ボラジン系樹脂組成物（Ｃ）の粘性が過度に高められ、均一な薄膜を形成させることが困難な傾向にある。
【００６９】
このように構成されたボラジン系樹脂組成物（Ｃ）は、固体触媒（ｚ）に由来する金属成分、更にはハロゲン等の不純物含有量が十分に低減されたものである。ボラジン系樹脂組成物（Ｃ）中の金属不純物含有量は、絶縁被膜の製造装置に悪影響を及ぼさず、かかる絶縁被膜を層間絶縁膜として使用する際に、リーク電流が発生したり、誘電率等の絶縁膜としての特性が低下したりしない観点から、好ましくはボラジン系樹脂組成物（Ｃ）中３０ｐｐｍ以下が好ましく、１０ｐｐｍ以下がより好ましく、５ｐｐｍ以下が更に好ましい。
【００７０】
ところで、不純物濃度の低減を図る他の方法として、不純物濃度が極めて小さい溶媒でボラジン系樹脂組成物（Ｃ）を希釈するといった方法も想定される。しかし、この方法では、絶縁被膜の製造装置に与える損傷を軽減することができるが、ボラジン系樹脂組成物（Ｃ）中の固形物濃度も同時に低下させてしまうといった不都合があり、また、実質的に固形物濃度に対する不純物濃度の割合を低減することにはならない。
（絶縁皮膜の形成方法、絶縁皮膜及び電子部品）
【００７１】
次に、本発明にかかる絶縁皮膜の形成方法、絶縁皮膜及び電子部品について、これらの好適な実施形態について説明する。
【００７２】
前述のボラジン系樹脂組成物（Ｃ）を用いて、例えば、以下に述べる方法により、本発明による絶縁被膜を形成することができる。すなわち、浸漬法、スプレー法、スクリーン印刷法、回転塗布法等によってシリコンウェハ、金属基板、セラミック基板等の基体上にボラジン系樹脂組成物（Ｃ）を塗布して、先ず、塗膜を形成する。次いで、６０〜５００℃、１０秒〜２時間程度、空気中又は窒素等の不活性ガス中でその塗膜を加熱乾燥して溶剤を除去する。これにより、ベタツキのない薄膜から成る絶縁被膜を得ることができる。この絶縁被膜の膜厚は特に制限されないものの、耐熱性等の観点から、好ましくは０．０５〜５０μｍ、より好ましくは０．１〜１０μｍ、特に好ましくは０．２〜５μｍとされる。
【００７３】
また、このように形成される絶縁被膜を用いた本発明による電子部品としては、半導体素子、液晶素子、多層配線板等の絶縁被膜を有するもの等が挙げられる。本発明の絶縁被膜は、半導体素子においては、表面保護膜、バッファーコート膜、層間絶縁膜といった絶縁膜等として、液晶素子においては表面保護膜、絶縁膜等として、多層配線基板においては、層間絶縁膜として好ましく用いることができる。
【００７４】
具体的には、半導体素子としては、ダイオード、トランジスタ、キャパシタ、化合物半導体素子、サーミスタ、バリスタ、サイリスタ等の個別半導体素子、ＤＲＡＭ（ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ）、ＳＲＡＭ（スタティック・ランダム・アクセス・メモリ）、ＥＰＲＯＭ（イレイザブル・プログラマブル・リード・オンリー・メモリー）、マスクＲＯＭ（マスク・リード・オンリー・メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（エレクトリカル・イレイザブル・プログラマブル・リード・オンリー・メモリー）、フラッシュメモリー等の記憶（メモリ）素子、マイクロプロセッサー、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ等の理論（回路）素子、ＭＭＩＣ（モノリシック・マイクロウェーブ集積回路）に代表される化合物半導体等の集積回路素子、混成集積回路（ハイブリッドＩＣ）、発光ダイオード、電荷結合素子等の光電変換素子、発光素子、半導体レーザ素子等が挙げられる。また、多層配線基板としては、ＭＣＭ等の高密度配線基板等が挙げられる。
【００７５】
ここで、図４は、本発明による電子部品の好適な一実施形態を示す模式断面図である。メモリキャパシタセル８（電子部品）は、拡散領域１Ａ，１Ｂが形成されたシリコンウェハ１（基体）上に酸化膜から成るゲート絶縁膜２Ｂを介して設けられたゲート電極３（ワード線として機能する。）と、その上方に設けられた対向電極８Ｃとの間に二層構造の層間絶縁膜５，７（絶縁被膜）が形成されたものである。ゲート電極３の側壁には、側壁酸化膜４Ａ、４Ｂが形成されており、また、ゲート電極の側方における拡散領域１Ｂにはフィールド酸化膜２Ａが形成され、素子分離がなされている。
【００７６】
層間絶縁膜５は、これらのゲート電極３及びフィールド酸化膜２Ａ上に被着されており、本発明のボラジン系樹脂組成物（Ｃ）をスピンコートして形成されたものである。層間絶縁膜５におけるゲート電極３近傍にはビット線として機能する電極６が埋め込まれたコンタクトホール５Ａが形成されている。さらに、平坦化された層間絶縁膜５上には平坦化された層間絶縁膜７が被着されており、両者を貫通するように形成されたコンタクトホール７Ａには蓄積電極８Ａが埋め込まれている。層間絶縁膜７は、層間絶縁膜５と同様に本発明のボラジン系樹脂組成物（Ｃ）をスピンコートして形成されたものである。そして、蓄積電極８Ａ上に高誘電体から成るキャパシタ絶縁膜８Ｂを介して対向電極８Ｃが設けられている。なお、層間絶縁膜５，７は同一の組成を有していても異なる組成を有していてもよい。
【００７７】
このように構成された本発明の絶縁被膜が形成されたメモリキャパシタセル８等の電子部品によれば、絶縁被膜の比誘電率が従来に比して十分に低減されるので、信号伝搬における配線遅延時間を十分に短縮できると共に、リーク電流の発生を有効に防止できる。その結果、素子の高性能化を達成できると同時に高信頼性をも実現できる。
【実施例】
【００７８】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００７９】
〈実施例１〉
（ボラジン系樹脂組成物１の製造）
Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジン０．１ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）、ｐ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン０．１ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）をエチルベンゼン４ｍｌに溶解し、化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒である５％白金／アルミナ０．４ｇ（白金換算で０．１ｍｍｏｌ）を加え、窒素下５０℃で７日間撹拌した。反応液の一部を取り出し、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析を行ったところ、モノマーであるＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジンとｐ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼンのピークがほぼ消失していることを確認された。
【００８０】
図１は、この重合開始直後の反応液のガスクロマトグラムを示すグラフであり、図２は、重合開始から３日間攪拌後の反応液のガスクロマトグラムを示すグラフである。図１における「ａ」は、ｐ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼンに対応するピークであり、図１及び２における「ｂ」は、Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジンに対応するピークである。
【００８１】
また、ＧＰＣ分析から生成物の分子量（標準ポリスチレン基準）は、Ｍｎ＝２５００（Ｍｗ／Ｍｎ＝２．０）であった。図３は、得られた重合体のＧＰＣチャートを示すグラフである。白金／アルミナ触媒を含む反応液をＡＤＶＡＮＴＥＣ社製ディスポーザブルメンブランフィルターユニット（フィルターの平均孔径：０．５μｍ）で濾過し、ボラジン系樹脂組成物１を得た。
【００８２】
〈実施例２〉
（ボラジン系樹脂組成物２の製造）
Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジン０．１ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）、１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン０．１２ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）をエチルベンゼン４ｍｌに溶解し、化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒である５％白金／アルミナ０．４ｇ（白金換算で０．１ｍｍｏｌ）を加え、窒素下５０℃で７日間撹拌した。反応液の一部を取り出し、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析を行ったところ、モノマーであるＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジンのピークがほぼ消失していることを確認した。また、ＧＰＣ分析から生成物の分子量（標準ポリスチレン基準）は、Ｍｎ＝３０００（Ｍｗ／Ｍｎ＝２．２）であった。白金／アルミナ触媒を含む反応液をＡＤＶＡＮＴＥＣ社製ディスポーザブルメンブランフィルターユニット（フィルターの平均孔径：０．５μｍ）で濾過し、ボラジン系樹脂組成物２を得た。
【００８３】
〈実施例３〉
（ボラジン系樹脂組成物３の製造）
化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒として、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｊｏｕｒｎａｌ、３４、９７−１０２（２００２）に記載のポリマー担持白金触媒（Ｐｏｌｙｍ−ＣＨ2ＳＨ／Ｈ2ＰｔＣｌ6）（白金換算で０．０１ｍｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様の方法でボラジン系樹脂組成物３を得た。
【００８４】
〈実施例４〉
固体触媒として、炭素系担体に触媒を担持させた触媒である白金炭素触媒を用いた以外は実施例１と同様の方法でボラジン系樹脂組成物を得たが、ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製ディスポーザブルメンブランフィルターユニット（フィルターの平均孔径：０．５μｍ）による濾過では、濾液に白金炭素触媒の残留が認められたので、フィルターの平均孔径を０．２μｍとして上記ユニットにより再濾過を行い、ボラジン系樹脂組成物４を得た。
【００８５】
〈比較例１〉
（ボラジン系樹脂組成物５の製造）
Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジン０．５０ｍｍｏｌ、ｐ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン０．５０ｍｍｏｌをエチルベンゼン８ｍｌに溶解し、均一系金属触媒の白金ジビニルテトラメチルジシロキサンのキシレン溶液（白金２％含有）１０μｌを加え、窒素下室温で３日間撹拌した。反応液の一部を取り出し、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析を行なったところ、モノマーであるＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジンとｐ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼンのピークは消失していることを確認した。また、ＧＰＣ分析から生成物の分子量（標準ポリスチレン基準）は、Ｍｎ＝４３００（Ｍｗ／Ｍｎ＝２．５）であった。この反応液をボラジン系樹脂組成物５とした。
【００８６】
〈実施例５〉
（絶縁被膜１の製造）
実施例１で得たボラジン系樹脂組成物１をフィルター濾過し、濾液を低抵抗率シリコンウェハ（基体；抵抗率＜１０Ωｃｍ）上に滴下してスピンコートした。次いで、このシリコンウェハを窒素雰囲気中ホットプレートで２００℃で１時間加熱した後、３００℃で３０分、４００℃で３０分間ベークして、本発明の絶縁被膜１を得た。
【００８７】
〈実施例６〉
（絶縁被膜２の製造）
ボラジン系樹脂組成物１の代わりに実施例２で得たボラジン系樹脂組成物２を用いたこと以外は実施例５と同様にして本発明の絶縁被膜２を得た。
【００８８】
〈実施例７〉
（絶縁被膜３の製造）
ボラジン系樹脂組成物１の代わりに実施例３で得たボラジン系樹脂組成物３を用いたこと以外は実施例５と同様にして本発明の絶縁被膜３を得た。
【００８９】
〈実施例８〉
（絶縁被膜４の製造）
【００９０】
ボラジン系樹脂組成物１の代わりに実施例４で得たボラジン系樹脂組成物４を用いたこと以外は実施例５と同様にして本発明の絶縁被膜４を得た。
【００９１】
〈比較例２〉
（絶縁被膜５の製造）
ボラジン系樹脂組成物１の代わりに比較例１で得たボラジン系樹脂組成物５を用いたこと以外は実施例５と同様にして絶縁被膜５を得た。
【００９２】
〈実施例９〉
（ボラジン系樹脂組成物６の製造）
Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリス（１’−プロピニル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジン０．１ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）、１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン０．１２ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）をエチルベンゼン４ｍｌに溶解し、化合物系担体に触媒を担持させた担持触媒である５％白金／アルミナ０．４ｇ（白金換算で０．１ｍｍｏｌ）を加え、窒素下５０℃で７日間撹拌した。反応液の一部を取り出し、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析を行ったところ、モノマーであるＢ，Ｂ’，Ｂ’’−トリス（１’−プロピニル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジンおよび１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサンのピークがほぼ消失していることを確認した。また、ＧＰＣ分析から生成物の分子量（標準ポリスチレン基準）は、Ｍｎ＝７０００（Ｍｗ／Ｍｎ＝５．０）であった。白金／アルミナ触媒を含む反応液をＡＤＶＡＮＴＥＣ社製ディスポーザブルメンブランフィルターユニット（フィルターの平均孔径：０．５μｍ）で濾過し、ボラジン系樹脂組成物６を得た。
【００９３】
〈実施例１０〉
（絶縁被膜６の製造）
ボラジン系樹脂組成物１の代わりに実施例９で得たボラジン系樹脂組成物６を用いたこと以外は実施例５と同様にして本発明の絶縁被膜６を得た。
【００９４】
〈比誘電率測定〉
各実施例及び各比較例で得た各絶縁被膜の比誘電率を測定した。ここで、本発明における絶縁被膜の「比誘電率」とは、２３℃±２℃、湿度４０±１０％の雰囲気下で測定された値をいい、Ａｌ金属とＮ型低抵抗率基板（Ｓｉウエハ）間の電荷容量の測定から求められる。
【００９５】
具体的には、各実施例及び各比較例で絶縁被膜を形成した後、絶縁被膜上に、真空蒸着装置でＡｌ金属を直径２ｍｍの円で、厚さ約０．１μｍになるように真空蒸着する。これにより、絶縁被膜がＡｌ金属と低抵抗率基板との間に配置された構造が形成される。次に、この構造体の電荷容量を、ＬＦインピーダンスアナライザー（横河電機社製：ＨＰ４１９２Ａ）に誘電体テスト・フィクスチャー（横河電機製：ＨＰ１６４５１Ｂ）を接続した装置を用い、使用周波数１ＭＨｚにて測定した。
【００９６】
そして、電荷容量の測定値を下記式；
絶縁被膜の比誘電率＝３．５９７×１０-2×電荷容量（ｐＦ）×絶縁被膜の膜厚（μｍ）、に代入し、絶縁被膜の比誘電率を算出した。なお、絶縁被膜の膜厚としては、ガートナー製のエリプソメーターＬ１１６Ｂで測定した値を用いた。
【００９７】
表１にボラジン系樹脂組成物１〜３及び５、６の白金含有量を示す。この白金含有量は、一定量試料を酸分解し、セイコーインスツルメンツ製ＳＰＱ９０００型ＩＣＰ−ＭＳにより測定した。また、表２に、絶縁被膜１〜３及び５、６の比誘電率、及びリーク電流値の測定結果を示す。
【表１】
【表２】
【００９８】
表１より、重合触媒として担持触媒を用いたボラジン系樹脂組成物１〜３及び６の金属不純物（白金）含有量は、未処理のもの（比較例で得たボラジン系樹脂組成物５）に比して格段に低減されていることが確認された。また、表２より、金属性不純物含有量が低いボラジン系樹脂組成物１〜３及び６でそれぞれ形成した絶縁被膜被膜１〜３及び６の比誘電率及びリーク電流は、ボラジン系樹脂組成物５で形成した絶縁被膜５に比して十分に低減されていることが判明した。
【符号の説明】
【００９９】
１…シリコンウェハ（基体）、１Ａ，１Ｂ…拡散領域、２Ａ…フィールド酸化膜、２Ｂ…ゲート絶縁膜、３…ゲート電極、４Ａ，４Ｂ…側壁酸化膜、５，７…層間絶縁膜（絶縁被膜）、５Ａ，７Ａ…コンタクトホール、６…ビット線、８…メモリセルキャパシタ（電子部品）、８Ａ…蓄積電極、８Ｂ…キャパシタ絶縁膜、８Ｃ…対向電極、ａ…ｐ−ビス（ジメチルシリル）ベンゼンに対応するピーク、ｂ…Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリエチニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルボラジンに対応するピーク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類とヒドロシラン類とを、固体触媒の存在下に重合させる第１の工程と、
前記第１の工程を実施した後に、前記固体触媒を除去する第２の工程と、
を備え、
前記固体触媒が、白金アルミナ、白金シリカ、パラジウムアルミナ、パラジウムシリカ、ロジウムアルミナ及びロジウムシリカから選ばれる金属酸化物担持触媒、ポリマー担持ロジウム触媒、ポリマー担持白金触媒、表面官能基化シリカゲル担持白金触媒、又はこれらの組み合わせであり、
前記ヒドロシラン類が、下記式（２）；
【化１】
（式中、Ｒ３及びＲ４はアルキル基、アリール基、アラルキル基及び水素原子の中から選ばれる同一又は異なる１価の基を示し、Ｒ５は置換若しくは未置換の芳香族の２価の基、オキシポリ（ジメチルシロキシ）基、又は酸素原子を示す）、又は下記式（３）；
【化２】
（式中、Ｒ６はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示し、ｎは２以上の整数を示す。）、
で表されるものである方法により、主鎖又は側鎖にボラジン骨格を有する重合体を製造し、
前記重合体と、該重合体を溶解可能な溶剤とを含むボラジン系樹脂組成物を得る、
ボラジン系樹脂組成物を製造する方法。
【請求項２】
基体上に絶縁被膜を形成する方法であって、
請求項１記載の方法によりボラジン系樹脂組成物を製造し、前記ボラジン系樹脂組成物を基体上に塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜を乾燥せしめる、絶縁被膜の形成方法。
【請求項３】
基体上に設けられており、請求項２記載の絶縁被膜の形成方法により形成されて成る絶縁被膜。
【請求項４】
前記絶縁被膜は、前記基体上に設けられた複数の導電性層のうち互いに隣設された導電性層の間に形成されたものである、請求項３記載の絶縁被膜。
【請求項５】
請求項２に記載の方法により基体上に絶縁被膜を形成する、前記絶縁被膜が形成されて成る電子部品を製造する方法。
【請求項１】
Ｂ，Ｂ’，Ｂ’’−トリアルキニルボラジン類とヒドロシラン類とを、固体触媒の存在下に重合させる第１の工程と、
前記第１の工程を実施した後に、前記固体触媒を除去する第２の工程と、
を備え、
前記固体触媒が、白金アルミナ、白金シリカ、パラジウムアルミナ、パラジウムシリカ、ロジウムアルミナ及びロジウムシリカから選ばれる金属酸化物担持触媒、ポリマー担持ロジウム触媒、ポリマー担持白金触媒、表面官能基化シリカゲル担持白金触媒、又はこれらの組み合わせであり、
前記ヒドロシラン類が、下記式（２）；
【化１】
（式中、Ｒ３及びＲ４はアルキル基、アリール基、アラルキル基及び水素原子の中から選ばれる同一又は異なる１価の基を示し、Ｒ５は置換若しくは未置換の芳香族の２価の基、オキシポリ（ジメチルシロキシ）基、又は酸素原子を示す）、又は下記式（３）；
【化２】
（式中、Ｒ６はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は水素原子を示し、ｎは２以上の整数を示す。）、
で表されるものである方法により、主鎖又は側鎖にボラジン骨格を有する重合体を製造し、
前記重合体と、該重合体を溶解可能な溶剤とを含むボラジン系樹脂組成物を得る、
ボラジン系樹脂組成物を製造する方法。
【請求項２】
基体上に絶縁被膜を形成する方法であって、
請求項１記載の方法によりボラジン系樹脂組成物を製造し、前記ボラジン系樹脂組成物を基体上に塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜を乾燥せしめる、絶縁被膜の形成方法。
【請求項３】
基体上に設けられており、請求項２記載の絶縁被膜の形成方法により形成されて成る絶縁被膜。
【請求項４】
前記絶縁被膜は、前記基体上に設けられた複数の導電性層のうち互いに隣設された導電性層の間に形成されたものである、請求項３記載の絶縁被膜。
【請求項５】
請求項２に記載の方法により基体上に絶縁被膜を形成する、前記絶縁被膜が形成されて成る電子部品を製造する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１３７１６１（Ｐ２０１１−１３７１６１Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０１６７（Ｐ２０１１−２０１６７）
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【分割の表示】特願２００３−３１７５７３（Ｐ２００３−３１７５７３）の分割
【原出願日】平成１５年９月９日（２００３．９．９）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【分割の表示】特願２００３−３１７５７３（Ｐ２００３−３１７５７３）の分割
【原出願日】平成１５年９月９日（２００３．９．９）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]