絶縁膜形成用重合体の重合方法、絶縁膜形成用重合体、有機絶縁膜用材料及び有機絶縁膜並びに電子デバイス
【課題】 ゲル化せずに安定した品質が得られる絶縁膜形成用重合体の重合方法、また、低誘電率、高耐熱性、高機械強度を兼ね備えた有用な有機絶縁膜用材料、また、低誘電率、かつ高耐熱性、高機械強度に優れた有機絶縁膜及びその有機絶縁膜を有する電子デバイスを提供する。
【解決手段】 重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物を、少なくとも２段階以上の多段階反応により重合する方法であって、各段階の反応において、該１段階前の反応より、反応温度を１℃以上低温で重合することを特徴とする、絶縁膜形成用重合体の重合方法。前記重合方法で重合して得られた絶縁膜形成用重合体を含む有機絶縁膜用材料。前記有機絶縁膜用材料を、加熱、活性エネルギー線照射、又は加熱と活性エネルギー線照射により、架橋反応させて得られる有機絶縁膜。前記有機絶縁膜を具備する、電子デバイス。
【解決手段】 重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物を、少なくとも２段階以上の多段階反応により重合する方法であって、各段階の反応において、該１段階前の反応より、反応温度を１℃以上低温で重合することを特徴とする、絶縁膜形成用重合体の重合方法。前記重合方法で重合して得られた絶縁膜形成用重合体を含む有機絶縁膜用材料。前記有機絶縁膜用材料を、加熱、活性エネルギー線照射、又は加熱と活性エネルギー線照射により、架橋反応させて得られる有機絶縁膜。前記有機絶縁膜を具備する、電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁膜形成用重合体の重合方法、該重合方法により得られる絶縁膜形成用重合体、有機絶縁膜用材料、有機絶縁膜及び電子デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子材料分野では、半導体デバイスにおける、高集積化、動作の高速化及び高性能化が進むに従い、半導体集積回路の配線抵抗の増大や配線間の電気容量の増大が要因とされる信号遅延が課題となっている。この信号遅延問題を解決し、半導体デバイスの動作をより高速化させるためには、多層配線構造における絶縁膜に、低誘電率の材料を用いることが必要である。また、材料には低誘電率の特性以外に、多層配線構造形成プロセスに耐えうる高機械強度、高耐熱性も求められている。
【０００３】
有機絶縁膜材料としては、低誘電率、高耐熱性、高機械強度という点から、カゴ型構造化合物であり、分子内に−Ｃ≡ＣＨ基を有する化合物からなる材料が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。一般に、該化合物のように、重合性不飽和結合を含む基を複数有する化合物から重合した材料の方が高機械強度を得られるが、一方で、そのために、該化合物の重合中にゲル化しやすい、また、得られたポリマーは分子量、分子量分布のバラツキが生じやすい、という問題があった。また、重合には、一般に金属触媒が用いられるため、材料中に金属触媒が残存するという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−７０５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ゲル化せずに安定した品質が得られる絶縁膜形成用重合体の重合方法を提供することにある。また、低誘電率、高耐熱性、高機械強度を兼ね備えた有用な有機絶縁膜用材料を提供することにある。また、低誘電率、かつ高耐熱性、高機械強度に優れた有機絶縁膜及びその有機絶縁膜を有する電子デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
即ち、本発明は第（１）から、第（９）項により達成される。
（１） 重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物を、少なくとも２段階以上の多段階反応により重合する方法であって、各段階の反応において、該１段階前の反応より、反応温度を１℃以上低温で重合することを特徴とする、絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【０００７】
（２） 前記アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造が、アダマンタン構造、ポリアマンタン構造、ポリ（ポリアマンタン）構造又はポリアダマンタン構造である、第（１）項に記載の絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【０００８】
（３） 前記重合性不飽和結合を含む基は、炭素−炭素三重結合または炭素−炭素二重結合を含む基である、第（１）項又は第（２）項に記載の絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【０００９】
（４） 前記重合が、無触媒下の熱重合またはラジカル開始剤を用いたラジカル重合である、第（１）項から第（３）項いずれか１項に記載の絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【００１０】
（５） 前記重合が、フェニルエーテル系溶媒中で重合するものである、第（１）項から第（４）項いずれか１項に記載の絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【００１１】
（６） 第（１）項から第（５）項いずれか１項に記載の重合方法で重合して得られた絶縁膜形成用重合体。
【００１２】
（７） 第（６）項記載の絶縁膜形成用重合体を含むことを特徴とする有機絶縁膜用材料。
【００１３】
（８） 第（７）項記載の有機絶縁膜用材料を、加熱、活性エネルギー線照射、又は加熱と活性エネルギー線照射により、架橋反応させて得られる有機絶縁膜。
【００１４】
（９） 第（８）項に記載の有機絶縁膜を具備する、電子デバイス。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ゲル化することなく重合反応を行うことが可能であり、溶媒に対する溶解性良好で、分子量、分子量分布にバラツキの少ない重合体を得ることができる。よって、得られた重合体を用いて得られる有機絶縁膜用材料は、低誘電率、高耐熱性、高機械強度を兼ね備えた有用なものとなる。また、前記有機絶縁膜用材料より得られる有機絶縁膜は、耐熱性、機械特性及び電気特性に優れ、特に低誘電率であることから、それを用いた電子デバイスは、信号遅延を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の電子デバイスの一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、重合性不飽和結合を含む基とアダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物を多段階反応により重合する絶縁膜形成用重合体の重合方法であり、各段階の反応においては、その１段前の反応における反応温度よりも、１℃以上低い温度で重合することを特徴とするものである。
本発明の絶縁膜形成用重合体は、前記重合方法により重合した重合体であり、有機絶縁膜用材料は、前記重合体を含むものである。
本発明の有機絶縁膜は、前記有機絶縁膜用材料を用いて得られるものであり、電子デバイスは、前記有機絶縁膜を具備するものである。
【００１８】
まずは、本発明の絶縁膜形成用重合体の重合に使用するカゴ型構造化合物について説明する。
本発明に用いる重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物は、カゴ型構造として、アダマンタン構造、ポリアマンタン構造、アダマンタン構造が複数連なった構造を骨格として有するポリアダマンタン構造、前記ポリアマンタン構造が複数連なった構造を骨格として有するポリ（ポリアマンタン）構造が挙げられる。
ここで、ポリアマンタン構造としては、ジアマンタン環、トリアマンタン環、テトラマンタン環、ペンタマンタン環及びヘキサマンタン環などが挙げられる。
【００１９】
重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物は、具体的には、式（１）で表される構造を有する化合物が挙げられる。
【００２０】
【化１】
（式（１）中、Ｘ及びＹは、それぞれ、同一又は異なる重合性不飽和結合を含む１又は２以上の基を示す。Ｚは、それぞれ、アダマンタン構造又はポリアマンタン構造を有する基を示し、同一又は異なるものであってよい。ｎは１以上の整数である。）
【００２１】
前記式（１）で表される構造を有する化合物は、Ｚとしてアダンマンタン構造又はポリアマンタン構造を有するものであるが、前記アダンマンタン構造とポリアマンタン構造の両方を有していても良い。これらの中で、式（１）におけるＺとして、アダンマンタン構造を有するものとして、下記式（２）で表されるポリアダマンタン化合物が、特に好ましい。
【００２２】
【化２】
（式（２）中、Ｘ及びＹは、それぞれ、同一又は異なる重合性不飽和結合を含む１又は２以上の基を示す。Ｒ１及びＲ２は、それぞれ、水素又は有機基を示す。ｎは１以上の整数である。）
【００２３】
前記式（１）で表される構造を有する化合物におけるアダマンタン構造又はポリアマンタン構造の数を示すｎとしては１以上であり、上限の数としては、特に制限はないが、カゴ型構造化合物を重合体とした時の溶媒への溶解性の点からｎは４以下が好ましい。
上記ポリアダマンタン構造化合物、ポリ（ポリアマンタン）構造化合物は、前記式（１）におけるｎとして、２以上のものである。
【００２４】
ポリアダマンタン構造としては、アダマンタン構造が複数連なった骨格として、具体的には、ビアダマンタン骨格、トリアダマンタン骨格、テトラアダマンタン骨格、ペンタアダマンタン骨格、ヘキサアダマンタン骨格などが挙げられる。
【００２５】
ポリ（ポリアマンタン）構造としては、ポリアマンタン構造が複数連なった骨格として、具体的には、ビ（ジアマンタン）骨格、トリ（ジアマンタン）骨格、テトラ（ジアマンタン）骨格及びペンタ（ジアマンタン）骨格などのジアマンタン構造が複数連なった骨格、ビ（トリアマンタン）骨格、トリ（トリアマンタン）骨格、テトラ（トリアマンタン）骨格及びペンタ（トリアマンタン）骨格などのトリアマンタン構造が複数連なった骨格、ビ（テトラアマンタン）骨格、トリ（テトラアマンタン）骨格、テトラ（テトラアマンタン）骨格及びペンタ（テトラアマンタン）骨格などのテトラアマンタン構造が複数連なった骨格などが挙げられる。
【００２６】
前記重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物中のアダマンタン構造又はポリアマンタン構造上の水素は、炭素数１以上２０以下のアルキル基を有していてもよく、そのようなアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基及びオクチル基などが挙げられ、この中でも、メチル基及びエチル基がより好ましい。アダマンタン又はポリアマンタン構造に、アルキル基を導入することで、有機溶媒への溶解性及び耐熱性を向上させることができる。
【００２７】
さらに、ポリアダマンタン構造化合物及びポリ（ポリアマンタン）構造化合物について、それぞれのアダマンタン構造又はポリアマンタン構造ごとに、同一または異なる置換基を有していても良い。具体的には、前記式（２）おいては、Ｒ１及びＲ２は、互いに独立して、水素原子または有機基であり、これらは、同一又は異なるものである。さらに、ｎが２以上の整数の場合、Ｒ１及びＲ２は、それぞれのアダマンタン構造ごとに、同一又は異なるものであって良い。
【００２８】
前記Ｒ１及びＲ２で表される有機基としては、脂肪族基及び芳香族基などが挙げられる。前記脂肪族基としては、鎖状脂肪族基及び環状脂肪族基などが挙げられ、前記鎖状脂肪族基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基及びヘキシル基などが挙げられ、前記環状脂肪族基の具体例としては、シクロヘキシル基、ビシクロ［２，２，１］ヘプチル基及びアダマンチル基などが挙げられる。前記芳香族基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、芳香族環が４個以上の多環式芳香族基、フルオレニル基、ジフェニルフルオレニル基及びビフェニル基などが挙げられるが、これらに限定されない。これらの中でも、前記鎖状脂肪族基、例えば、メチル基、エチル基であると、有機溶媒への溶解性及び耐熱性を向上させることができる。上記有機基中の水素原子は、フッ素原子、メチル基、メトキシ基及びトリフルオロメチル基などで置換されていても良い。また、Ｒ１及びＲ２は、重合性不飽和結合を含む基であってもよい。
【００２９】
本発明の重合に用いるカゴ型構造化合物において、重合性不飽和結合を含む基としては、アセチレン結合（炭素−炭素三重結合）を含む基、ビニル結合（炭素−炭素二重結合）を含む基、シアノ基などが挙げられる。その中でも、炭素−炭素三重結合または炭素−炭素二重結合を含む基が望ましい。前記炭素−炭素三重結合または炭素−炭素二重結合を含む基としては、炭素−炭素三重結合または炭素−炭素二重結合以外に、メチル基及びエチル基などの鎖状脂肪族基や、シクロヘキシル基及びアダマンチル基などの環状脂肪族基、フェニル基、ナフチル基及びフルオレニル基などの芳香族基を有していても良い。
前記炭素−炭素三重結合または炭素−炭素二重結合を含む基として具体的には、式（３）〜（６）で表される基が好ましく、これらを１つ以上有することが好ましい。
【００３０】
【化３】
【００３１】
【化４】
（式中、Ｒ３及びＲ４は水素原子または有機基を示す。ｍは１〜５の整数である。）
【００３２】
【化５】
（式中、Ｒ５〜Ｒ７は水素原子または有機基を示し、各々同一であっても異なっていてもよい。）
【００３３】
【化６】
（式中、Ｒ８〜Ｒ１０は水素原子または有機基を示し、各々同一であっても異なっていてもよい。ｐは１〜５の整数である。）
【００３４】
上記有機基としては、メチル基、エチル基、プロピル基及びブチル基などの鎖状脂肪族基、シクロヘキシル基及びアダマンチル基などの環状脂肪族基、フェニル基、ナフチル基及びフルオレニル基などの芳香族基が挙げられる。
【００３５】
本発明に使用する、前記重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物の具体例としては、式（１）で表される化合物構造のうち、前記式（３）で表される炭素−炭素三重結合基を含む基を有する具体例としては、Ｒ３として、水素原子を有するものとして、例えば、４，９−ジエチニルジアマンタン、２，４，７，９−テトラエチニルジアマンタン、４，４’−ジエチニル−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンなど；や、Ｒ３として、前記有機基の中で、メチル基を有するものとして、例えば、４，９−ビス（メチルエチニル）ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（メチルエチニル）ジアマンタン、４，４’−ビス（メチルエチニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタンなど；や、Ｒ３として、前記有機基の中で、フェニル基を有するものとして、例えば、４，９−ビス（フェニルエチニル）ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（フェニルエチニル）ジアマンタン、４，４’−ビス（フェニルエチニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタンなど；などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの中でも、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、などが好ましく、さらに、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラエチニル−１，１’−ビアダマンタン、などが、溶解性や耐熱性の面から特に好ましい。ここでは具体例として、ポリアマンタン構造としては、ジアマンタン化合物、ポリアダマンタン構造としては、ビアダマンタン化合物である場合を挙げたが、これに限定されるものではない。
【００３６】
また、前記式（１）で表される化合物のうち、式（４）で表される炭素−炭素三重結合基を含む基を有する具体例としては、Ｒ４として、水素原子を有するものとして、例えば、４，９−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（３，５−ジエチニルフェニル）ジアマンタン、４，４’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（４−エチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，４−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンおよび３，３’−ビス（２，３，５−トリエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンなど；や、Ｒ４として、前記有機基の中でもメチル基を有するものとして、例えば、４，９−ビス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）ジアマンタン、４，４’−ビス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（４−メチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，４−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンおよび３，３’−ビス（２，３，５−トリメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンなど；や、Ｒ４として、前記有機基の中でも、フェニル基を有するものとして、例えば、４，９−ビス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）ジアマンタン、４，４’−ビス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，４−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンおよび３，３’−ビス（２，３，５−トリフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンなど；などが挙げられるがこれらに限られるものではない。これらの中でも、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（４−エチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，４−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（４−メチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，４−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンなどが好ましく、さらには、溶解性や耐熱性の面から、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンなどが特に好ましい。ここでは、具体例として、ポリアマンタン構造としてはジアマンタン化合物、ポリアダマンタン構造としてはビアダマンタン化合物である場合を挙げたが、これに限定されるものではない。
【００３７】
また、前記式（１）で表される化合物のうち、式（５）で表される炭素−炭素二重結合基を含む基を有する具体例としては、Ｒ５〜Ｒ７として、水素原子を有するものとしては、例えば、４，９−ジビニルジアマンタン、２，４，７，９−テトラジビニルジアマンタン、４，４’−ジビニル−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ジビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ジビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ジビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ジビニル−１，２’−ビアダマンタンおよび３，３’−ジエビニル−２，２’−ビアダマンタンなど：や、Ｒ５〜Ｒ７として、水素原子、および前記有機基の中でも、フェニル基を有するものの１例として、２−フェニルエテニル基を有するものとしては、例えば、４，９−ビス（２−フェニルエテニル）ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（２−フェニルエテニル）ジアマンタン、４，４’−ビス（２−フェニルエテニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（２−フェニルエテニル）−１，２’−ビアダマンタンおよび３，３’−ビス（２−フェニルエテニル）−２，２’−ビアダマンタンなど：や、Ｒ５〜Ｒ７として、水素原子、および前記有機基の中でも、メチル基を有するものの１例として、１−プロペニル基を有するものとしては、例えば、４，９−ビス（１−プロペニル）−ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（１−プロペニル）−ジアマンタン、４，４’−ビス（１−プロペニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス−（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（１−プロペニル）−１，２’−ビアダマンタンおよび３，３’−ビス（１−プロペニル）−２，２’−ビアダマンタンなど：などが挙げられる。これらの中でも、３，３’−ジビニル−５，５’，７，７’−テトラメチル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタンなどが好ましく、さらには、３，３’−ジビニル−５，５’，７，７’−テトラメチル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラビニル−１，１’−ビアダマンタンなどが、溶解性や耐熱性の面から特に好ましいが、これらに限定されるものではない。ここでは、具体例として、ポリアマンタン構造としては、ジアマンタン化合物、ポリアダマンタン構造としては、ビアダマンタン化合物である場合を挙げたが、これに限定されるものではない。またＲ５〜Ｒ７は水素原子、前記有機基から適宜選択すればよく、Ｒ５〜Ｒ７の３つの置換基における、水素原子、前記有機基の比率、有機基の種類、二重結合を形成する炭素上での前記３つの置換基の位置は、前記例示に限定されるものではない。
【００３８】
また、前記式（１）で表される化合物のうち、式（６）で表される炭素−炭素二重結合基を含む基を有する具体例としては、Ｒ８〜Ｒ１０として、水素原子を有するものとしては、例えば、４，９−ビス（３，５−ジビニルフェニル）ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（３，５−ジビニルフェニル）ジアマンタン、４，４’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’ −ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，２’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−２，２’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，４−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンおよび３，３’−ビス（２，３，５−トリビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンなど：や、Ｒ８〜Ｒ１０として、水素原子、および前記有機基の中でも、フェニル基を有するものの１例として、２−フェニルエテニルフェニル基を有するものとしては、例えば、４，９−ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）ジアマンタン、４，４’−ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’ −ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，２’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−２，２’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，４−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタンおよび３，３’−ビス（２，３，５−トリス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタンなど：や、Ｒ８〜Ｒ１０として、水素原子、および前記有機基の中でも、メチル基を有するものの１例として、例えば、４，９−ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−ジアマンタン、４，４’−ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’ −ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，２’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−２，２’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，４−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタンおよび３，３’−ビス（２，３，５−トリス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタンなど：などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの中でも、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’ −ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’ −ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタンなどが好ましく、さらには、溶解性や耐熱性の面から、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンなどが特に好ましい。ここでは、具体例として、ポリアマンタン構造としては、ジアマンタン化合物、ポリアダマンタン構造としては、ビアダマンタン化合物である場合を挙げたが、これに限定されるものではない。またＲ８〜Ｒ１０は水素原子、前記有機基から適宜選択すればよく、Ｒ８〜Ｒ１０の３つの置換基における、水素原子、前記有機基の比率、有機基の種類、二重結合を形成する炭素上での前記３つの置換基の位置は、前記例示に限定されるものではない。
【００３９】
上で挙げた化合物はあくまで代表例であり、本発明に用いることができる化合物はこれらに限定されるものではない。重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物であれば、本発明に使用することができる。
【００４０】
次に、本発明の絶縁膜形成用重合体の重合方法について説明する。
本発明は、重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物を、有機溶媒中で、多段階で反応させて重合する方法であり、各段階における重合は、重合性不飽和結合基を反応させることができる公知の重合方法を適用することが可能である。
【００４１】
前記重合方法としては、例えば、過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチルパーオキシド及びアゾビスイソブチロニトリル等のラジカル開始剤を用いたラジカル重合による方法、光照射等を用いた光ラジカル重合による方法、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）、ビス（ベンゾニトリル）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド及びテトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム（０）などのパラジウム触媒を用いた重合による方法、触媒を用いないで加熱して反応させる熱重合による方法、酢酸銅（ＩＩ）などの遷移触媒を用いた重合による方法、塩化モリブデン（Ｖ）、塩化タングステン（ＶＩ）及び塩化タンタル（Ｖ）などの遷移金属塩化物を用いた重合による方法などを挙げることができる。これらの中でも、触媒等の残存による不純物残存がないことから、無触媒下の熱重合またはラジカル開始剤を用いたラジカル重合による方法が望ましい。
【００４２】
反応条件は、重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物の構造により、適宜変更すれば良いが、反応温度としては、通常、０℃以上５００℃以下程度であり、２５０℃以下がより好ましい。
【００４３】
反応時のカゴ型構造化合物の濃度としては、通常、１質量％以上５０質量％以下程度である。
【００４４】
反応時間は、重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物の構造により、適宜変更すれば良く、通常０．１時間以上１００時間以下程度である。
【００４５】
反応温度、反応時のカゴ型構造化合物の濃度及び反応時間は、前記範囲外でも使用できるが、それぞれ、前記上限値より、高すぎたり、長すぎたりすると、重合体の分子量が大きくなり、有機溶剤への不溶化を引き起こす恐れがある。一方、反応温度、反応時のカゴ型構造化合物の濃度及び反応時間が、それぞれ、前記下限値より、低すぎたり、短すぎたりすると、重合体の分子量が小さくなり、塗布膜作製時に、析出物などによる塗布膜の外観不良を引き起こす可能性がある。
【００４６】
前記重合反応における有機溶媒としては、カゴ型構造化合物を溶解又は分散させる溶媒であれば、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、１−ブタノール及び２−ブタノール等のアルコール系溶剤、アセチルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、２−ペンタノン及び２−ヘプタノン等のケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソアミル、γ−ブチロラクトン及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、アニソール、エトキシベンゼン、１，２−ジメトキシベンゼン、１，３−ジメトキシベンゼン、１，４−ジメトキシベンゼン及びジフェニルエーテル等のエーテル系溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン及びプロピルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド及びＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶剤、その他、ジメチルスルホキシド、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート等が溶剤として挙げられる。これらは単独でも２種以上を混合して用いても良い。
これら種々有機溶媒の中でも、アニソール、エトキシベンゼン、１，２−ジメトキシベンゼン、１，３−ジメトキシベンゼン、１，４−ジメトキシベンゼン及びジフェニルエーテル等のフェニルエーテル系溶剤が、カゴ型構造化合物の溶解性及び重合性不飽和結合を含む基の反応性に優れるため、これらフェニルエーテル系溶剤を単独、あるいは２種以上混合して用いるのが、より好ましい。
【００４７】
本発明の重合方法において、多段階で反応させる方法としては、まず１段階目の反応を、カゴ型構造化合物における重合性不飽和結合基の一部を、前記反応条件により、反応させて重合を行い、次段階反応において、該１段階目の反応よりも反応温度を低温にして重合することを特徴とする。
【００４８】
本発明においては、分子量、分子量分布のバラツキを減らし、所望の分子量まで重合を進めるには、ゲル浸透クロマトグラフィー（以下、ＧＰＣと略す。）による分子量測定、反応液の粘度測定等による重合追跡を行うことがより好ましい。
例えば、２段階反応の場合、１段階目の反応は、所望の分子量あるいは所望の反応液粘度よりも、小さい分子量、反応液粘度にて反応を停止し、該１段階目の反応よりも低温である２段階目の反応で、所望の分子量、反応液粘度に達するまで、重合を行うものであり、最終段の反応において、所望の分子量、反応液粘度に到達すれば良い。
【００４９】
反応温度については、各段階の反応において、それぞれ１段階前の反応より、反応温度を１℃以上低温で重合するが、各段階の反応温度と、該１段階後の反応温度の差としては、２℃以上１００℃以下程度であることが好ましく、より好ましくは２℃以上５０℃以下程度である。
【００５０】
具体的には、１段階目の反応終了後、反応液を冷却し、該１段階前の反応よりも反応温度を低温にして、２段階目の重合反応を行う。この時、１段階目の反応後、重合性不飽和結合基が反応しない温度まで反応液を冷却して、該１段階目の反応を停止させ、その後、２段階目の反応を行っても良いし、１段階目の反応の冷却過程で、２段階目の反応へそのまま移行しても良い。これにより、１段階目の反応よりも２段階目の反応において、反応速度を遅くすることができ、ゲル化することもなく、反応をさらに進めることができる。ここでは、２段階反応を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、分子量、カゴ型化合物の反応性等を考慮して、適宜反応段階数を変更すればよい。段階数としては、２段階以上１０段階以下が好ましい。
【００５１】
通常は、１段階反応のみで重合を行うが、１段階反応のみで重合を継続すると、分子量が所望の範囲より大きくなり、得られる重合体が不溶化する、あるいはゲル化する、といった問題を生じる可能性があり、また、得られる重合体の分子量、分子量分布に、バラツキを生じることが多い。
【００５２】
このようにして、重合体は、多段階反応の段階数及び、各段階の反応における反応温度を適宜変更して、各段階の反応において１段階前の反応より、低い温度で反応を行うことにより、所望の分子量に達するまで反応を進めることができる。これにより、分子量、分子量分布にバラツキの少ない、溶解性に優れた重合体を得ることができる。
【００５３】
重合体は、オリゴマーであってもポリマー状であっても良いが、ＧＰＣにより測定したポリスチレン換算の数平均分子量としては、２，０００以上５００，０００以下であることが好ましく、より好ましくは５，０００以上２００，０００以下である。前記範囲外でも使用できるが、前記下限値を下回ると、塗布膜作製時に、析出物などによる塗布膜の外観不良を引き起こす可能性がある。前記上限値を超えると、重合体は有機溶剤への不溶化を引き起こす可能性がある。
【００５４】
次に、有機絶縁膜用材料について説明する。
本発明の有機絶縁膜用材料は、上記絶縁膜形成用重合体の重合方法で得た重合体を含むものであり、一般的には、後述するように、有機絶縁膜用材料ワニスとして、支持体上に塗布することによって膜を形成することから、該重合体を溶解又は分散させる溶媒を含むことができる。ワニスにするにあたっては、上記にて反応して得た重合体を回収、乾燥させて固形としたものを、有機溶剤に溶解させて有機絶縁膜用材料としてもよいし、前記重合体の製造により得られた反応溶液を、直接、有機絶縁膜用材料として用いてもよいし、また、反応溶液に別の有機溶剤を混合してもよい。
【００５５】
有機絶縁膜用材料に用いる有機溶媒としては、前記重合体を溶解又は分散させることができるものであれば、特に限定されないが、上記重合反応に用いる有機溶媒と同様のものを挙げることができる。重合体のワニスにおける濃度としては、前記重合体の構造や分子量により、適宜決めればよいが、ワニス中に前記重合体が、０．１質量％から５０質量％が好ましく、さらには０．５質量％から１５質量％がより好ましい。
【００５６】
また、前記有機絶縁膜用材料には、必要に応じて、界面活性剤、シランカップリング剤に代表されるカップリング剤などの密着促進剤、加熱により酸素ラジカルやイオウラジカルを発生するラジカル開始剤、ジスルフィド類等の触媒などの各種添加剤を添加することができる。また、前記有機絶縁膜用材料に、感光剤としてのナフトキノンジアジド化合物などを添加することにより、感光性を有する表面保護膜として用いることもできる。また、前記有機絶縁膜用材料に、空孔形成剤を添加してもよい。
【００５７】
本発明における有機絶縁膜用材料の成分の中で、密着性が要求される用途においては、密着促進剤を加えることが好ましい。密着促進剤を加えることにより、例えば、有機絶縁膜用材料より得られる有機絶縁膜の基板への密着性、また電子デバイスを形成するにあたり、有機絶縁膜用材料より得られる有機絶縁膜の上部に形成する各種膜との密着性が向上し、電子デバイスの信頼性がより高くなる。
【００５８】
密着促進剤としては、シラン系化合物、もしくはその加水分解化合物や縮合化合物、及びそれらの混合物、アルミニウム系キレート化合物、チタン系キレート化合物及びジルコニウム系キレート化合物などの金属キレート化合物、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール及びポリベンゾチアゾール等のポリベンザゾール化合物などを挙げることができる。具体的な例としては、Ｎ−メチルアミノエチルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルトリメトキシシラン、Ｎ−エチルアミノエチルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニルアミノエチルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノエチルトリメトキシシラン、Ｎ−トルイルアミノエチルトリメトキシシラン、Ｎ−（ジメチルフェニル）アミノエチルトリメトキシシラン、Ｎ−メチルアミノエチルトリエトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルトリエトキシシラン、Ｎ−エチルアミノエチルトリエトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニルアミノエチルトリエトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノエチルトリエトキシシラン、Ｎ−トルイルアミノエチルトリエトキシシラン、Ｎ−（ジメチルフェニル）アミノエチルトリエトキシシラン、Ｎ−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−メチルアミノエチルメチルジエトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメチルジエトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピトリエトキシシラン、３−エトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−メチルアミノエチルトリプロポキシシラン、Ｎ−メチルアミノエチルトリブトキシシラン、Ｎ−メチルアミノエチルトリヘキソキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルトリプロポキシシラン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルトリブトキシシラン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルトリヘキソキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、及び３−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノシラン化合物；テトラエトキシシラン及びテトラメトキシシランなどのテトラアルコキシシラン化合物；ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン及びｐ−スチリルトリメトキシシランなどのビニルシラン化合物；２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及び３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランなどのエポキシシラン化合物；３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、などのメタクリルシラン化合物；、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、などのウレイドシラン化合物；３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン及び３−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシラン化合物；３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネートシラン化合物；Ｎ−（３−トリエトキシシリルプロピル−４，５−ジヒドロイミダゾールなどのイミダゾリルシラン化合物；アルミニウムブトキシエチルアセトアセテートなどの金属キレート化合物；等が挙げられる。言うまでもないが、上記の化合物は代表例であり、本発明はこれらに何ら制限されることはない。また、これらを複数併用することもできる。これらの中で、アミノシラン化合物、ビニルシラン化合物、イミダゾリルシラン化合物及びそれらの混合物が好ましく、特にアミノシラン化合物及びアミノシラン化合物の混合系が特に好ましい。これら、密着促進剤の有機絶縁膜用材料への添加量としては、重合体に対して、０．０１質量％から１０質量％、好ましくは、０．０５質量％から５質量％、さらに好ましくは、０．１質量％から３質量％である。
【００５９】
密着促進剤の使用形態としては、上述したように本発明の有機絶縁膜用材料に添加するという手法以外に、該有機絶縁膜用材料を用いて有機絶縁膜を形成する基板を、予め上記密着促進剤で処理を行い、有機絶縁膜を形成するという手法も適用できる、その際、有機絶縁膜用材料が、密着促進剤を含んでいても、含んでいなくてもよい。
【００６０】
次に、有機絶縁膜について説明する。
本発明の有機絶縁膜は、前記有機絶縁膜用材料を用いて得られるが、例えば、上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを、基板などの支持体に塗布し、これを、加熱や活性エネルギー線照射などの処理をすることで製造できる。また、上記で得られた反応溶液をそのまま、又は前記有機絶縁材料を加熱して溶解して、支持体に塗布して製造しても良い。前記加熱や活性エネルギー線照射など処理を行うことにより、重合体中に残存する重合性不飽和結合基を、架橋反応することにより、より耐熱性、機械特性に優れる有機絶縁膜を提供することができる。
【００６１】
さらに、本発明の有機絶縁膜の製造方法について、前記有機絶縁膜用材料ワニスを用いる場合の具体例を説明すると、まず、前記有機絶縁膜用材料ワニスを、適当な支持体、例えば、ポリエステルフィルムなどの有機基材、銅箔などの金属板、シリコンウエハやセラミック基板などの半導体基板等の基材に、塗布して塗膜を形成する。塗布方法としては、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等の方法が挙げられる。その後、塗膜を乾燥し、加熱等の処理をして、溶媒除去に続いて、加熱による方法や活性エネルギー線を照射する方法、これら両方の方法を用いる方法などにより硬化させて、耐熱性、機械特性に優れる有機絶縁膜とすることができる。ここで言う硬化とは、有機絶縁膜用材料中の重合性不飽和結合を含む基と、カゴ型構造を有するカゴ型構造化合物を重合して得られる重合体において、重合反応において未反応で残存した重合性不飽和結合基が反応することにより架橋構造等を形成する、あるいは該重合体同士が凝集することにより相互作用が増大する、等の現象を総称するものである。
【００６２】
前記加熱による方法においては、例えば、ホットプレート等の熱板、ファーネス炉、オーブン及び減圧オーブン等により、１５０〜４５０℃で１分〜２４時間程度、好ましくは２００〜４２５℃で３分〜５時間、更に好ましく２５０℃〜４００℃で３分〜２時間で加熱して行うことができる。前記活性エネルギー線としては、可視光、紫外光、赤外光及びレーザー光等の活性エネルギー光線、Ｘ線、電子線ならびにマイクロ波などが挙げられる。これら活性エネルギー線を照射する際には、同時に加熱を行っても、加熱と別に行ってもよい。加熱及び活性エネルギー線を照射するにあたっては、特に制限はないが、有機絶縁膜の酸化を抑制するために、雰囲気中における酸素などの酸化性ガスの濃度を１０，０００ｐｐｍ以下、好ましくは１００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。
【００６３】
本発明の有機絶縁膜は、上記方法により、半導体基板などの基板に直接塗布して形成しても良いし、有機基材などの支持体に形成した有機絶縁膜を、該支持体より剥離することにより、ドライフィルムとして使用することもできる。
また、基板などの支持体との密着性を高めるために、基板上に密着促進剤層を形成後、その上に有機絶縁膜を形成しても良い。
前記有機絶縁膜の用途としては、例えば、半導体用の層間絶縁膜や表面保護膜、多層回路の層間絶縁膜、フレキシブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜、液晶配向膜、エッチング保護膜（エッチングストッパー）、接着剤等が挙げられる。これらの中でも、半導体用の層間絶縁膜及び表面保護膜、エッチング保護膜として好適に用いられる。
【００６４】
上記で得られる有機絶縁膜のガラス転移温度は、特に限定されないが、３５０℃以上が好ましく、特に４００℃以上が好ましく、最も４２０〜５００℃が好ましい。ガラス転移温度が前記範囲内であると、前記有機絶縁膜の線膨張係数を低減させることができ、寸法安定性に優れた有機絶縁膜を得ることができる。
【００６５】
前記有機絶縁膜の厚さは、特に限定されないが、半導体用層間絶縁膜などにおいては、０．０１〜２０μｍが好ましく、特に０．０２〜１０μｍが好ましく、最も０．０５〜０．５μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると、半導体の製造プロセス適合性に優れる。
半導体用保護膜などにおいては、０．０５〜７０μｍが好ましく、特に０．１〜５０μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に半導体素子の保護特性及び加工性の両方に優れる。
【００６６】
前記有機絶縁膜を、半導体用層間絶縁膜として用いる場合、例えば、まず、前記有機絶縁膜用材料を、シリコンウエハやセラミック基板等の所定の位置に直接塗布して塗膜を形成する。塗布方法としては、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等による方法が挙げられる。その後、塗膜を乾燥し、溶媒を除去し、上記同様に加熱による方法や活性エネルギー線を照射する方法、これら両方の方法用いる方法などにより硬化させて、層間絶縁膜とすることができる。また、予め前記有機絶縁膜用材料を用いてドライフィルムとし、これを所定の位置に積層しても良い。
【００６７】
また、前記有機絶縁膜を前記半導体用の保護膜として用いる場合も、前記半導体用層間絶縁膜同様に、有機絶縁膜用材料を、シリコンウエハやセラミック基板等の所定の位置に直接塗布する。塗布方法としては、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等の方法が挙げられる。その後、塗膜を乾燥し、溶媒を除去し、上記同様に加熱による方法や活性エネルギー線を照射する方法、これら両方の方法用いる方法などにより硬化させて、前記有機絶縁膜で構成される保護膜とすることができる。
【００６８】
次に、本発明の電子デバイスについて、好適な実施の形態に基づいて説明する。但し、本発明はこの形態に限定されるのものではない。
図１は、本発明の電子デバイスの一例を模式的に示す断面図である。
電子デバイス１００は、素子が形成された半導体基板１と、半導体基板１の上側（図１上側）に設けられた配線構造から構成されている。
トランジスタ等の素子を作り込んだ半導体基板１または必要に応じてその上側に化学気相堆積（ＣＶＤ）法等により形成した無機絶縁膜等を形成した基板に、まず１層目の層間絶縁膜２が形成される。該層間絶縁膜２には、本発明の有機絶縁膜用材料より形成された有機絶縁膜、あるいはＣＶＤ法等により形成した無機絶縁膜などが使用される。該絶縁膜は、素子との電気的接合をとるための配線層が作りこまれており、層間絶縁膜２及びバリアメタル層４で覆われた銅配線層３となる構造を有している。
層間絶縁膜２には、配線すべきパターンに対応した凹部が形成されており、その凹部内には銅配線層３が設けられている。
また、層間絶縁膜２と、銅配線層３との間には、例えば、層間絶縁膜２とバリアメタル層４の密着性を向上する上で、また、前記バリアメタル層４を有しない場合には層間絶縁膜２と銅配線層３の密着性を向上する上で、後述する配線溝の内面にプラズマ処理などにより改質処理層を設けることがある。
また、層間絶縁膜２の上側（半導体基板１と反対側面）には、ハードマスク層５が形成されている。
この１層目の配線の上部には、さらに配線層が形成され、上記同様にして層間絶縁膜などが形成され多層配線構造とすることができる。
【００６９】
前記電子デバイス１００の作製方法としては、まず、シリコンウエハにトランジスタ等のデバイスが作製された半導体基板１または必要に応じてその上側にＣＶＤ法等により形成した無機絶縁膜等を形成した基板を用意し、その上に、層間絶縁膜２及びハードマスク層５を形成する。さらに、その上にフォトレジスト層を形成し、ドライエッチングにより、前記層間絶縁膜及びハードマスク層からなる絶縁層の所定の位置に貫通した配線溝を加工する。次に、前記配線溝の内面に、ＰＶＤ法やＣＶＤ法などの方法により、Ｔａ、Ｔｉ、ＴａＮ、ＴｉＮ及びＷＮ等で構成されるバリアメタル層４を形成する。さらに、電界メッキ法などにより配線層となる銅層３を形成し、その後、ＣＭＰ法により配線部以外の銅層及びバリアメタル層を研磨除去、平坦化することで前記電子デバイス１００を作製することができる。
さらに配線層を積層する場合にも、基本的に上記１層目の配線形成と同様な方法により形成することができる。
【００７０】
さらに具体的な層間絶縁膜２の形成方法としては、上記半導体基板１または必要に応じてその上側にＣＶＤ法等により形成した無機絶縁膜等を形成した基板の上に、有機絶縁膜用材料を直接塗布して形成することができるが、予め有機絶縁膜のドライフィルムを用意し、これは半導体基板１の上に積層するように形成することもできる。より具体的には、上記半導体基板１の上に、上記で得た有機絶縁膜用材料ワニスを直接塗布して塗膜を形成し、加熱及び／又は活性エネルギー線を照射して硬化して形成することができる。ドライフィルムを用いる場合は、予め、上記で得た有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、基材上に樹脂層を形成して乾燥して、ドライフィルムを形成し、これを、上記半導体基板１の上に、積層して、加熱及び／又は活性エネルギー線を照射して硬化して形成することができる。なお、層間絶縁膜を形成する位置はこれに限定されない。
【００７１】
また、本実施の形態では、層間絶縁膜２を用いた電子デバイス１００について説明したが、本発明はこれに限定されない。
本発明の電子デバイスは、上述したような層間絶縁膜を用いているので寸法精度に優れ、絶縁性を十分に発揮できるので、それにより接続信頼性が優れている。
また、上述したような層間絶縁膜は、誘電特性に優れているので、配線遅延を低下することができる。
【実施例】
【００７２】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７３】
（合成例１）
３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの合成
温度計、撹拌機および還流管を備えた４つ口の２０００ｍＬフラスコに、金属ナトリウム２８ｇ（１．２ｍｏｌ）とｎ−オクタン１２００ｍｌを入れ、内温を０℃に冷やした。激しく撹拌しながら、ｎ−オクタン６００ｍｌに予め溶解した１−ブロモ−３，５−ジメチルアダマンタン１４５．９ｇ（０．６ｍｏｌ）を徐々に滴下した。滴下中、内温は、０℃〜５℃に保った。滴下終了後、温度が上昇しなくなったら、引き続き１時間反応を続けた。その後、冷水約３０００ｍＬに注いで、粗生成物を濾別し、純水で洗い、乾燥した。更に粗成生物を、熱ヘキサンにより、再結晶した。得られた再結晶物を、減圧乾燥することにより、生成物６５．２ｇを得た。赤外分光（ＩＲ）分析によりＢｒ基の吸収（６９０−５１５ｃｍ−１付近）が消失し、質量分析による分子量が３２６である結果より、生成物が３，３’，５，５’−テトラメチル−１，１’−ビアダマンタンであることが示された。
【００７４】
温度計、撹拌機および還流管を備えた４つ口の２０００ｍＬフラスコに、四塩化炭素７００ｍＬ、臭素３５ｇ（０．２２ｍｏｌ）を入れ、撹拌しながら、上記で得た３，３’，５，５’−テトラメチル−１，１’−ビアダマンタン５４．１ｇ（０．２ｍｏｌ）を、少量ずつ添加した。添加中、内温は２０℃〜３０℃に保った。添加終了後、温度が上昇しなくなったら、引き続き１時間反応を続けた。その後、冷水約２０００ｍＬに注いで、粗生成物を濾別し、純水で洗い、乾燥した。粗生成物を、熱エタノールにより再結晶した。得られた再結晶物を、減圧乾燥することにより、生成物５８．０ｇを得た。ＩＲ分析によりブロモ基の吸収が６９０〜５１５ｃｍ−１に見られること、質量分析による分子量が４８４である結果より、生成物が３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジブロモ−１，１’−ビアダマンタンであることが示された。
【００７５】
フラスコ内で、上記で得た３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジブロモ−１，１’−ビアダマンタン５０ｇ（１０３．２ｍｍｏｌ）及び１，３−ジブロモベンゼン１２１７ｇ（５１６１．６ｍｍｏｌ）を攪拌し、乾燥窒素下２５℃において、臭化アルミニウム（ＩＩＩ）２４．８ｇ（９３．０ｍｍｏｌ）を少量ずつ滴下した。これを６０℃に昇温して８時間攪拌した後、室温に戻し、反応液を得た。５％塩酸水溶液７００ｍｌに、反応液を投入し、攪拌した。水層を除去し、有機層をアセトン２０００ｍｌに投入した。析出物をろ過し、アセトン１０００ｍｌで３回洗浄することにより、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジブロモフェニル）−１，１’−ビアダマンタン７０ｇを得た。
【００７６】
次に、上記で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジブロモフェニル）−１，１’−ビアダマンタン５０ｇ（６２．９ｍｍｏｌ）、ジクロロビストリフェニルホスフィンパラジウム３．５３ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン６．６０ｇ（２５．２ｍｍｏｌ）、ヨウ化銅（ＩＩ）４．７９ｇ（２５．２ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン７５０ｍｌをフラスコに添加し、攪拌した。これを７５℃に昇温した後、トリメチルシリルアセチレン３７．１ｇ（３７７．７ｍｍｏｌ）をゆっくり添加した。これを７５℃において７時間攪拌した後、１２０℃に昇温してトリエチルアミンを留去した。室温に戻し、ジクロロメタン１０００ｍｌを反応液に添加し、２０分攪拌した。析出物をろ過により除去し、ろ液に５％塩酸水溶液１０００ｍｌを加えて分液した。有機層を水１０００ｍｌで３回洗浄した後、有機層の溶媒を減圧除去した。得られた化合物をヘキサン１５００ｍｌに溶解させた。不溶物をろ過により除去し、ろ液部のヘキサンを減圧除去した。これにアセトン１０００ｍｌを投入し、析出物をアセトンで３回洗浄することにより、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジトリメチルシリルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン４３ｇを得た。
【００７７】
さらに、上記で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジトリメチルシリルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン３９．８ｇ（５３．５ｍｍｏｌ）と炭酸カリウム１．４６ｇ（１０．６ｍｍｏｌ）を、テトラヒドロフラン６００ｍｌ及びメタノール３００ｍｌ混合溶媒中において、窒素雰囲気下、室温で４時間攪拌させた。これを１０％塩酸水溶液１０００ｍｌに投入して、析出物をろ過し、得られた析出物を水１０００ｍｌで洗浄、さらにアセトン１０００ｍｌで洗浄したのち乾燥させることにより、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン２１．２ｇを得た。
以下に、生成物の外観、質量分析及び元素分析の結果を示す。これらのデータは、上記で得られた化合物が３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンであることを示している。
外観：白色固体
ＭＳ（ＦＤ）（ｍ／ｚ）：５７４（Ｍ＋）
元素分析：理論値（／％）Ｃ；９１．９３、Ｈ；８．０７、実測値（／％）Ｃ；９１．８７、Ｈ；８．００
【００７８】
（実施例１）
（１）３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
合成例１で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン５ｇを１，３−ジメトキシベンゼン４５ｇに溶解させ、乾燥窒素下１７０℃で３時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。ＧＰＣにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が３９，８００であった。分子量測定は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）装置（東ソー株式会社製、ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ）を用い、また、カラムとして、ＴＳＫｇｅｌ ＧＭＨＸＬ（ポリスチレン換算排除限界４ｘ１０８（推定））ｘ２本及びＴＳＫｇｅｌ Ｇ２０００ＨＸＬ（ポリスチレン換算排除限界１ｘ１０４）ｘ２本を直列接続して、検出器として、屈折率計（ＲＩ）又は紫外・可視検出器（ＵＶ（２５４ｎｍ））を用いて測定を行い、ＲＩまたはＵＶで得られた結果を解析することにより求めた。 測定条件としては、移動相：テトラヒドロフラン、温度：４０℃、流量：１．００ｍＬ／ｍｉｎ、試料濃度：０．１ｗｔ％テトラヒドロフラン溶液とした。再び反応液を加熱し、１５０℃で６時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、２．７ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は４２，０００であった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、スピンコーターにより、シリコンウエハ上に塗布した。この際、熱処理後の絶縁膜の厚さが、約０．３μｍとなるように、スピンコーターの回転数と時間を設定した。塗布後に２００℃のホットプレート上で１分間乾燥。その後、４００℃のオーブン中で窒素雰囲気下３０分間硬化することで、絶縁膜を得た。
【００７９】
（実施例２）
（１）３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
実施例１（１）と同条件にて、合成例１で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンを、乾燥窒素下１７０℃で３時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。ＧＰＣにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が４１，２００であった。再び反応液を加熱し、１５０℃で６時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、２．６ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は４９，０００であった。同条件で重合した実施例１と実施例２では得られたプレポリマーの分子量のバラツキは小さかった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００８０】
（比較例１）
（１）３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
合成例１で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン５ｇを１，３−ジメトキシベンゼン４５ｇに溶解させ、乾燥窒素下１７０℃で６時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、２．８ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は、８６，５００であった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００８１】
（比較例２）
（１）３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
比較例１（１）と同条件にて、合成例１で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合を行い、３．０ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は、１１９，７００であった。比較例１と同条件の重合を行ったが、比較例１よりも分子量の大きいプレポリマーが得られ、分子量のバラツキが大きかった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００８２】
（合成例２）
３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンの合成
フラスコ内で、合成例１と同様の手順で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジブロモ−１，１’−ビアダマンタン５０ｇ（１０３ｍｍｏｌ）及びブロモエテン２７．２５ｍｌ（３８７．５ｍｍｏｌ）をジクロロメタン１２０ｍｌに溶解させ、乾燥窒素下−１５℃において、塩化アルミニウム（ＩＩＩ）４．５５ｇ（３３．３ｍｍｏｌ）を滴下し、これを１時間攪拌した。さらに、−１５℃において、水２０ｍｌを滴下した後、室温に戻し、反応液を得た。１０％塩酸水溶液２００ｍｌに、反応液を投入し、ジクロロメタン４０ｍｌずつを用いて、３回抽出、水４０ｍｌで洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、有機層を濃縮して、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（ジブロモエチル）−１，１’−ビアダマンタン６７．２ｇを得た。
【００８３】
さらに、上記で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（ジブロモエチル）−１，１’−ビアダマンタンをジメチルスルホキシド２００ｍｌに溶解させ、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド５３ｇ（４７３ｍｍｏｌ）を室温で添加し、これを４８時間攪拌した。さらに、４００ｍｌの水に反応液を投入し、ジクロロメタン２００ｍｌずつを用いて、３回抽出、水２００ｍｌで洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、有機層を濃縮して、３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタン３１．５ｇを得た。
以下に、生成物の外観、質量分析及び元素分析の結果を示す。これらのデータは、上記で得られた化合物が３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンであることを示している。
外観：白色固体
ＭＳ（ＦＤ）（ｍ／ｚ）：３７４（Ｍ＋）
元素分析：理論値（／％）Ｃ；８９．７８、Ｈ；１０．２２、実測値（／％）Ｃ；８９．７０、Ｈ；１０．１３
【００８４】
（実施例３）
（１）３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
合成例２で得られた３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタン５ｇを１，３−ジメトキシベンゼン４５ｇに溶解させ、ビス（ベンゾニトリル）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド０．１ｇを添加し、乾燥窒素下１９０℃で４時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。ＧＰＣにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が２１，４００であった。再び反応液を加熱し、１８０℃で６時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、３．１ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は３２，６００であった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００８５】
（実施例４）
（１）３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
実施例３（１）と同条件にて、合成例１で得られた３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンを、乾燥窒素下１９０℃で４時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。ＧＰＣにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が２０，９００であった。再び反応液を加熱し、１８０℃で６時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、２．８ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は２９，８００であった。同条件で重合した実施例３と実施例４では得られたプレポリマーの分子量のバラツキは小さかった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００８６】
（比較例３）
（１）３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
合成例２で得られた３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタン５ｇを１，３−ジメトキシベンゼン４５ｇに溶解させ、ビス（ベンゾニトリル）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド０．１ｇを添加し、乾燥窒素下１９０℃で６時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、３．４ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は、９８，５００であった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００８７】
（比較例４）
（１）３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
比較例３（１）と同条件にて、合成例２で得られた３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンの重合を行い、３．０ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は、７５，６００であった。比較例３と同条件の重合を行ったが、比較例３よりも分子量の小さいプレポリマーが得られ、分子量のバラツキが大きかった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００８８】
（合成例３）
９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）の合成
合成例１の３，３’，５，５’−テトラメチル−１，１’−ビアダマンタンの合成において、１−ブロモ−３，５−ジメチルアダマンタンに代えて４−ブロモジアマンタン１５９．６ｇ（０．６ｍｏｌ）を用いる以外は合成例（１）と同様な方法で反応させることにより、生成物４，４’−ビ（ジアマンタン）７８．６ｇを得た。
ＩＲ分析によりＢｒ基の吸収（６９０−５１５ｃｍ−１付近）が消失し、分子量が３７４である質量分析の結果により、生成物が４，４’−ビ（ジアマンタン）であることが示された。
【００８９】
合成例１の３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジブロモ−１，１’−ビアダマンタンの合成において、３，３’，５，５’−テトラメチル−１，１’−ビアダマンタンに代えて上記で得られた４，４’−ビ（ジアマンタン）７４．８ｇ（０．２ｍｏｌ）を、合成例（１）と同様な方法で反応させることにより、９，９’−ジブロモ−４，４’−ビ（ジアマンタン）６６．６ｇを得た。
ＩＲ分析によりブロモ基の吸収が６９０〜５１５ｃｍ−１に見られること、質量分析による分子量が５３２である結果より、生成物が９，９’−ジブロモ−４，４’−ビ（ジアマンタン）であることが示された。
【００９０】
合成例１の３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジブロモフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの合成において、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジブロモ−１，１’−ビアダマンタンに代えて上記で得られた９，９’−ジブロモ−４，４’−ビ（ジアマンタン）５４．９ｇ（１０３．２ｍｍｏｌ）を用いた以外は、合成例１と同様な方法で、さらに続けて反応させることにより、９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）３７．５ｇを合成した。
以下に、生成物の外観、質量分析及び元素分析の結果を示す。これらのデータは、得られた化合物が９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）であることを示している。
外観：白色固体
ＭＳ（ＦＤ）（ｍ／ｚ）：６２２（Ｍ＋）
元素分析：理論値（／％）：Ｃ；９２．５６、Ｈ；７．４４
実測値（／％）：Ｃ；９２．１２、Ｈ；７．３０
【００９１】
（実施例５）
（１）９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）の重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
合成例３で得られた９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）５ｇを１，３−ジメトキシベンゼン４５ｇに溶解させ、乾燥窒素下１８５℃で４時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。ＧＰＣにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が４８，１００であった。再び反応液を加熱し、１５５℃で４時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、３．２ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は６２，３００であった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００９２】
（実施例６）
（１）９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）の重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
実施例５（１）と同条件にて、合成例３で得られた９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）を、乾燥窒素下１８５℃で４時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。ＧＰＣにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が４９，８００であった。再び反応液を加熱し、１５５℃で４時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、２．９ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は６７，８００であった。同条件で重合した実施例５と実施例６では得られたプレポリマーの分子量のバラツキは小さかった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００９３】
（比較例５）
（１）９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）の重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
合成例３で得られた９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）５ｇを１，３−ジメトキシベンゼン４５ｇに溶解させ、乾燥窒素下１８５℃で７時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、３．４ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は、８１，５００であった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００９４】
（比較例６）
（１）９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）の重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
比較例５（１）と同条件にて、合成例３で得られた９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）の重合を行い、３．４ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は、１０４，９００であった。比較例５と同条件の重合を行ったが、比較例５よりも分子量の大きいプレポリマーが得られ、分子量のバラツキが大きかった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００９５】
（合成例４）
（１）［３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの合成］
１Ｌナスフラスコに、合成例１と同様にして得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン２８．７ｇ（５０ｍｍｏｌ）、キノリン１９３．７ｇ（１５００ｍｍｏｌ）、５％パラジウム炭酸カルシウム３．１９ｇ（１．５ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン３００ｍｌを投入し、水素下で２７℃に保って攪拌した。水素４．９Ｌ（２００ｍｍｏｌ）が消費された時点で、窒素を導入して反応を停止させた。反応液をろ過した後、溶媒を減圧で除去し、得られた固体をアセトンおよび水の混合液（体積比２：１）で洗浄し、６０℃で減圧乾燥して、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン２５．１ｇを得た。
以下に、生成物の外観、質量分析及び元素分析の結果を示す。これらのデータは、得られた化合物が３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンであることを示している。
外観：白色固体
ＭＳ（ＦＤ）（ｍ／ｚ）：５８２（Ｍ＋）
元素分析：理論値（／％）Ｃ；９０．６６、Ｈ；９．３４、実測値（／％）Ｃ；９０．６０、Ｈ；９．３９
【００９６】
（実施例７）
（１）３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料のワニスの製造
合成例４で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン５ｇをアニソール１２０ｇに溶解させ、アゾビスイソブチロニトリル０．１ｇを添加し、乾燥窒素下８０℃で１時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。ＧＰＣにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が３７，２００であった。再び反応液を加熱し、６０℃で２時間反応させた後、メタノールを少量添加し、反応を停止した。その後、反応液を濃縮し、１０倍体積のメタノール／テトラヒドロフラン＝１／１の混合溶液に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、２．１ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は４６，１００であった。得られたプレポリマー２ｇをシクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００９７】
（実施例８）
（１）３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料のワニスの製造
実施例７（１）と同条件にて、合成例４で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン５ｇをアニソール１２０ｇに溶解させ、アゾビスイソブチロニトリル０．１ｇを添加し、乾燥窒素下８０℃で１時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。ＧＰＣにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が３８，９００であった。再び反応液を加熱し、６０℃で２時間反応させた後、メタノールを少量添加し、反応を停止した。その後、反応液を濃縮し、１０倍体積のメタノール／テトラヒドロフラン＝１／１の混合溶液に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、２．１ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は４７，６００であった。同条件で重合した実施例７と実施例８では得られたプレポリマーの分子量のバラツキは小さかった。得られたプレポリマー２ｇをシクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００９８】
（比較例７）
（１）３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料のワニスの製造
合成例４で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン５ｇをアニソール１２０ｇに溶解させ、アゾビスイソブチロニトリル０．１ｇを添加し、乾燥窒素下８０℃で２時間反応させた後、メタノールを少量添加し、反応を停止した。その後、反応液を濃縮し、１０倍体積のメタノール／テトラヒドロフラン＝１／１の混合溶液に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、２．８ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は９２，５００であった。得られたプレポリマー２ｇをシクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００９９】
（比較例８）
（１）３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料のワニスの製造
比較例７（１）と同条件にて、合成例４で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合を行い、２．７ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は７１，６００であった。比較例７と同条件の重合を行ったが、比較例７よりも分子量の小さいプレポリマーが得られ、分子量のバラツキが大きかった。得られたプレポリマー２ｇをシクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【０１００】
絶縁膜の評価
実施例１から８及び比較例１から８で得られた絶縁膜について、誘電率、ガラス転移温度及び弾性率のそれぞれの特性を、下記の評価方法により、評価を行った。
得られた結果を表１に示す。
【０１０１】
【表１】
【０１０２】
１．誘電率
誘電率は、日本エス・エス・エム（株）製、自動水銀プローブＣＶ測定装置ＳＳＭ４９５を用いて評価した。
【０１０３】
２．ガラス転移温度（Ｔｇ）
Ｔｇは、上記で得たシリコンウエハ上の絶縁膜を削り取り、これを測定試料として、ティー・エイ・インスツルメント社製示差走査熱量計ＤＳＣ−Ｑ１０００装置で評価した。測定温度範囲を、２５０℃〜４５０℃とし、昇温速度を２℃／分とした。ガラス転移温度の評価は、２５０℃〜４５０℃の温度範囲においてリバースヒートフローに変極点がないかを解析して求めた。
【０１０４】
３．弾性率
弾性率は、ＭＴＳ社製薄膜機械的特性測定装置ナノインデンターで薄膜測定用プログラムを用いて、押し込み深さが膜厚の１０分の１までの信号が安定した領域で評価した。
【０１０５】
実施例１と２、実施例３と４、実施例５と６および実施例７と８で得られた重合体は、表１から明らかなように、分子量にバラツキはなく、該重合体から得られた有機絶縁膜も、どちらも誘電率が低く、ガラス転移温度が高く耐熱性に優れ、且つ弾性率が高く機械強度に優れていた。比較例１と２、比較例３と４、比較例５と６および比較例７と８で得られた重合体は、実施例に比べ分子量のバラツキが大きかった。上記比較例よりもさらに重合体の分子量のバラツキが大きくなり、分子量が大きくなりすぎると、有機溶剤への不溶化を引き起こし、有機絶縁膜用材料ワニスとすることができない可能性がある。
【０１０６】
半導体デバイスの製造
半導体基板の上に窒化珪素層を形成し、該窒化珪素層上に、それぞれ実施例１から８で得られた絶縁膜形成用ワニスを塗布して、４００℃で加熱処理して、厚さ０．１μｍの層間絶縁膜を形成した。
次に、前記層間絶縁膜に、所定のパターンを形成するように、金属配線を形成して、半導体デバイスを得た。また、この半導体デバイスと同様な構成でＳｉＯ２絶縁膜を有する半導体デバイスとの配線遅延の程度を比較した。評価の基準には、リングオシュレータの発信周波数から換算して求めた信号遅延時間を採用した。両者を比較した結果、本発明で得られた半導体デバイスでは、ＳｉＯ２絶縁膜を有する半導体デバイスより配線遅延が少なく、平均して約２５％の速度の向上があることが確認された。
実施例１から８で得られた絶縁膜を層間絶縁膜として用いた半導体デバイスは、層間絶縁膜の誘電率が低いので、信号遅延の低減効果に優れていた。
【符号の説明】
【０１０７】
１ 半導体基板
２ 層間絶縁膜
３ 銅配線層
４ バリアメタル層
５ ハードマスク層
１００ 電子デバイス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁膜形成用重合体の重合方法、該重合方法により得られる絶縁膜形成用重合体、有機絶縁膜用材料、有機絶縁膜及び電子デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子材料分野では、半導体デバイスにおける、高集積化、動作の高速化及び高性能化が進むに従い、半導体集積回路の配線抵抗の増大や配線間の電気容量の増大が要因とされる信号遅延が課題となっている。この信号遅延問題を解決し、半導体デバイスの動作をより高速化させるためには、多層配線構造における絶縁膜に、低誘電率の材料を用いることが必要である。また、材料には低誘電率の特性以外に、多層配線構造形成プロセスに耐えうる高機械強度、高耐熱性も求められている。
【０００３】
有機絶縁膜材料としては、低誘電率、高耐熱性、高機械強度という点から、カゴ型構造化合物であり、分子内に−Ｃ≡ＣＨ基を有する化合物からなる材料が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。一般に、該化合物のように、重合性不飽和結合を含む基を複数有する化合物から重合した材料の方が高機械強度を得られるが、一方で、そのために、該化合物の重合中にゲル化しやすい、また、得られたポリマーは分子量、分子量分布のバラツキが生じやすい、という問題があった。また、重合には、一般に金属触媒が用いられるため、材料中に金属触媒が残存するという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−７０５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ゲル化せずに安定した品質が得られる絶縁膜形成用重合体の重合方法を提供することにある。また、低誘電率、高耐熱性、高機械強度を兼ね備えた有用な有機絶縁膜用材料を提供することにある。また、低誘電率、かつ高耐熱性、高機械強度に優れた有機絶縁膜及びその有機絶縁膜を有する電子デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
即ち、本発明は第（１）から、第（９）項により達成される。
（１） 重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物を、少なくとも２段階以上の多段階反応により重合する方法であって、各段階の反応において、該１段階前の反応より、反応温度を１℃以上低温で重合することを特徴とする、絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【０００７】
（２） 前記アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造が、アダマンタン構造、ポリアマンタン構造、ポリ（ポリアマンタン）構造又はポリアダマンタン構造である、第（１）項に記載の絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【０００８】
（３） 前記重合性不飽和結合を含む基は、炭素−炭素三重結合または炭素−炭素二重結合を含む基である、第（１）項又は第（２）項に記載の絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【０００９】
（４） 前記重合が、無触媒下の熱重合またはラジカル開始剤を用いたラジカル重合である、第（１）項から第（３）項いずれか１項に記載の絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【００１０】
（５） 前記重合が、フェニルエーテル系溶媒中で重合するものである、第（１）項から第（４）項いずれか１項に記載の絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【００１１】
（６） 第（１）項から第（５）項いずれか１項に記載の重合方法で重合して得られた絶縁膜形成用重合体。
【００１２】
（７） 第（６）項記載の絶縁膜形成用重合体を含むことを特徴とする有機絶縁膜用材料。
【００１３】
（８） 第（７）項記載の有機絶縁膜用材料を、加熱、活性エネルギー線照射、又は加熱と活性エネルギー線照射により、架橋反応させて得られる有機絶縁膜。
【００１４】
（９） 第（８）項に記載の有機絶縁膜を具備する、電子デバイス。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ゲル化することなく重合反応を行うことが可能であり、溶媒に対する溶解性良好で、分子量、分子量分布にバラツキの少ない重合体を得ることができる。よって、得られた重合体を用いて得られる有機絶縁膜用材料は、低誘電率、高耐熱性、高機械強度を兼ね備えた有用なものとなる。また、前記有機絶縁膜用材料より得られる有機絶縁膜は、耐熱性、機械特性及び電気特性に優れ、特に低誘電率であることから、それを用いた電子デバイスは、信号遅延を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の電子デバイスの一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、重合性不飽和結合を含む基とアダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物を多段階反応により重合する絶縁膜形成用重合体の重合方法であり、各段階の反応においては、その１段前の反応における反応温度よりも、１℃以上低い温度で重合することを特徴とするものである。
本発明の絶縁膜形成用重合体は、前記重合方法により重合した重合体であり、有機絶縁膜用材料は、前記重合体を含むものである。
本発明の有機絶縁膜は、前記有機絶縁膜用材料を用いて得られるものであり、電子デバイスは、前記有機絶縁膜を具備するものである。
【００１８】
まずは、本発明の絶縁膜形成用重合体の重合に使用するカゴ型構造化合物について説明する。
本発明に用いる重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物は、カゴ型構造として、アダマンタン構造、ポリアマンタン構造、アダマンタン構造が複数連なった構造を骨格として有するポリアダマンタン構造、前記ポリアマンタン構造が複数連なった構造を骨格として有するポリ（ポリアマンタン）構造が挙げられる。
ここで、ポリアマンタン構造としては、ジアマンタン環、トリアマンタン環、テトラマンタン環、ペンタマンタン環及びヘキサマンタン環などが挙げられる。
【００１９】
重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物は、具体的には、式（１）で表される構造を有する化合物が挙げられる。
【００２０】
【化１】
（式（１）中、Ｘ及びＹは、それぞれ、同一又は異なる重合性不飽和結合を含む１又は２以上の基を示す。Ｚは、それぞれ、アダマンタン構造又はポリアマンタン構造を有する基を示し、同一又は異なるものであってよい。ｎは１以上の整数である。）
【００２１】
前記式（１）で表される構造を有する化合物は、Ｚとしてアダンマンタン構造又はポリアマンタン構造を有するものであるが、前記アダンマンタン構造とポリアマンタン構造の両方を有していても良い。これらの中で、式（１）におけるＺとして、アダンマンタン構造を有するものとして、下記式（２）で表されるポリアダマンタン化合物が、特に好ましい。
【００２２】
【化２】
（式（２）中、Ｘ及びＹは、それぞれ、同一又は異なる重合性不飽和結合を含む１又は２以上の基を示す。Ｒ１及びＲ２は、それぞれ、水素又は有機基を示す。ｎは１以上の整数である。）
【００２３】
前記式（１）で表される構造を有する化合物におけるアダマンタン構造又はポリアマンタン構造の数を示すｎとしては１以上であり、上限の数としては、特に制限はないが、カゴ型構造化合物を重合体とした時の溶媒への溶解性の点からｎは４以下が好ましい。
上記ポリアダマンタン構造化合物、ポリ（ポリアマンタン）構造化合物は、前記式（１）におけるｎとして、２以上のものである。
【００２４】
ポリアダマンタン構造としては、アダマンタン構造が複数連なった骨格として、具体的には、ビアダマンタン骨格、トリアダマンタン骨格、テトラアダマンタン骨格、ペンタアダマンタン骨格、ヘキサアダマンタン骨格などが挙げられる。
【００２５】
ポリ（ポリアマンタン）構造としては、ポリアマンタン構造が複数連なった骨格として、具体的には、ビ（ジアマンタン）骨格、トリ（ジアマンタン）骨格、テトラ（ジアマンタン）骨格及びペンタ（ジアマンタン）骨格などのジアマンタン構造が複数連なった骨格、ビ（トリアマンタン）骨格、トリ（トリアマンタン）骨格、テトラ（トリアマンタン）骨格及びペンタ（トリアマンタン）骨格などのトリアマンタン構造が複数連なった骨格、ビ（テトラアマンタン）骨格、トリ（テトラアマンタン）骨格、テトラ（テトラアマンタン）骨格及びペンタ（テトラアマンタン）骨格などのテトラアマンタン構造が複数連なった骨格などが挙げられる。
【００２６】
前記重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物中のアダマンタン構造又はポリアマンタン構造上の水素は、炭素数１以上２０以下のアルキル基を有していてもよく、そのようなアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基及びオクチル基などが挙げられ、この中でも、メチル基及びエチル基がより好ましい。アダマンタン又はポリアマンタン構造に、アルキル基を導入することで、有機溶媒への溶解性及び耐熱性を向上させることができる。
【００２７】
さらに、ポリアダマンタン構造化合物及びポリ（ポリアマンタン）構造化合物について、それぞれのアダマンタン構造又はポリアマンタン構造ごとに、同一または異なる置換基を有していても良い。具体的には、前記式（２）おいては、Ｒ１及びＲ２は、互いに独立して、水素原子または有機基であり、これらは、同一又は異なるものである。さらに、ｎが２以上の整数の場合、Ｒ１及びＲ２は、それぞれのアダマンタン構造ごとに、同一又は異なるものであって良い。
【００２８】
前記Ｒ１及びＲ２で表される有機基としては、脂肪族基及び芳香族基などが挙げられる。前記脂肪族基としては、鎖状脂肪族基及び環状脂肪族基などが挙げられ、前記鎖状脂肪族基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基及びヘキシル基などが挙げられ、前記環状脂肪族基の具体例としては、シクロヘキシル基、ビシクロ［２，２，１］ヘプチル基及びアダマンチル基などが挙げられる。前記芳香族基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、芳香族環が４個以上の多環式芳香族基、フルオレニル基、ジフェニルフルオレニル基及びビフェニル基などが挙げられるが、これらに限定されない。これらの中でも、前記鎖状脂肪族基、例えば、メチル基、エチル基であると、有機溶媒への溶解性及び耐熱性を向上させることができる。上記有機基中の水素原子は、フッ素原子、メチル基、メトキシ基及びトリフルオロメチル基などで置換されていても良い。また、Ｒ１及びＲ２は、重合性不飽和結合を含む基であってもよい。
【００２９】
本発明の重合に用いるカゴ型構造化合物において、重合性不飽和結合を含む基としては、アセチレン結合（炭素−炭素三重結合）を含む基、ビニル結合（炭素−炭素二重結合）を含む基、シアノ基などが挙げられる。その中でも、炭素−炭素三重結合または炭素−炭素二重結合を含む基が望ましい。前記炭素−炭素三重結合または炭素−炭素二重結合を含む基としては、炭素−炭素三重結合または炭素−炭素二重結合以外に、メチル基及びエチル基などの鎖状脂肪族基や、シクロヘキシル基及びアダマンチル基などの環状脂肪族基、フェニル基、ナフチル基及びフルオレニル基などの芳香族基を有していても良い。
前記炭素−炭素三重結合または炭素−炭素二重結合を含む基として具体的には、式（３）〜（６）で表される基が好ましく、これらを１つ以上有することが好ましい。
【００３０】
【化３】
【００３１】
【化４】
（式中、Ｒ３及びＲ４は水素原子または有機基を示す。ｍは１〜５の整数である。）
【００３２】
【化５】
（式中、Ｒ５〜Ｒ７は水素原子または有機基を示し、各々同一であっても異なっていてもよい。）
【００３３】
【化６】
（式中、Ｒ８〜Ｒ１０は水素原子または有機基を示し、各々同一であっても異なっていてもよい。ｐは１〜５の整数である。）
【００３４】
上記有機基としては、メチル基、エチル基、プロピル基及びブチル基などの鎖状脂肪族基、シクロヘキシル基及びアダマンチル基などの環状脂肪族基、フェニル基、ナフチル基及びフルオレニル基などの芳香族基が挙げられる。
【００３５】
本発明に使用する、前記重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物の具体例としては、式（１）で表される化合物構造のうち、前記式（３）で表される炭素−炭素三重結合基を含む基を有する具体例としては、Ｒ３として、水素原子を有するものとして、例えば、４，９−ジエチニルジアマンタン、２，４，７，９−テトラエチニルジアマンタン、４，４’−ジエチニル−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンなど；や、Ｒ３として、前記有機基の中で、メチル基を有するものとして、例えば、４，９−ビス（メチルエチニル）ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（メチルエチニル）ジアマンタン、４，４’−ビス（メチルエチニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタンなど；や、Ｒ３として、前記有機基の中で、フェニル基を有するものとして、例えば、４，９−ビス（フェニルエチニル）ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（フェニルエチニル）ジアマンタン、４，４’−ビス（フェニルエチニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタンなど；などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの中でも、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（メチルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（フェニルエチニル）−１，１’−ビアダマンタン、などが好ましく、さらに、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラエチニル−１，１’−ビアダマンタン、などが、溶解性や耐熱性の面から特に好ましい。ここでは具体例として、ポリアマンタン構造としては、ジアマンタン化合物、ポリアダマンタン構造としては、ビアダマンタン化合物である場合を挙げたが、これに限定されるものではない。
【００３６】
また、前記式（１）で表される化合物のうち、式（４）で表される炭素−炭素三重結合基を含む基を有する具体例としては、Ｒ４として、水素原子を有するものとして、例えば、４，９−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（３，５−ジエチニルフェニル）ジアマンタン、４，４’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（４−エチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，４−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンおよび３，３’−ビス（２，３，５−トリエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンなど；や、Ｒ４として、前記有機基の中でもメチル基を有するものとして、例えば、４，９−ビス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）ジアマンタン、４，４’−ビス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（４−メチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，４−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンおよび３，３’−ビス（２，３，５−トリメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンなど；や、Ｒ４として、前記有機基の中でも、フェニル基を有するものとして、例えば、４，９−ビス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）ジアマンタン、４，４’−ビス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，４−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンおよび３，３’−ビス（２，３，５−トリフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンなど；などが挙げられるがこれらに限られるものではない。これらの中でも、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（４−エチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，４−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（４−メチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，４−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジメチルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンなどが好ましく、さらには、溶解性や耐熱性の面から、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジフェニルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンなどが特に好ましい。ここでは、具体例として、ポリアマンタン構造としてはジアマンタン化合物、ポリアダマンタン構造としてはビアダマンタン化合物である場合を挙げたが、これに限定されるものではない。
【００３７】
また、前記式（１）で表される化合物のうち、式（５）で表される炭素−炭素二重結合基を含む基を有する具体例としては、Ｒ５〜Ｒ７として、水素原子を有するものとしては、例えば、４，９−ジビニルジアマンタン、２，４，７，９−テトラジビニルジアマンタン、４，４’−ジビニル−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ジビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ジビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ジビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ジビニル−１，２’−ビアダマンタンおよび３，３’−ジエビニル−２，２’−ビアダマンタンなど：や、Ｒ５〜Ｒ７として、水素原子、および前記有機基の中でも、フェニル基を有するものの１例として、２−フェニルエテニル基を有するものとしては、例えば、４，９−ビス（２−フェニルエテニル）ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（２−フェニルエテニル）ジアマンタン、４，４’−ビス（２−フェニルエテニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（２−フェニルエテニル）−１，２’−ビアダマンタンおよび３，３’−ビス（２−フェニルエテニル）−２，２’−ビアダマンタンなど：や、Ｒ５〜Ｒ７として、水素原子、および前記有機基の中でも、メチル基を有するものの１例として、１−プロペニル基を有するものとしては、例えば、４，９−ビス（１−プロペニル）−ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（１−プロペニル）−ジアマンタン、４，４’−ビス（１−プロペニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス−（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（１−プロペニル）−１，２’−ビアダマンタンおよび３，３’−ビス（１−プロペニル）−２，２’−ビアダマンタンなど：などが挙げられる。これらの中でも、３，３’−ジビニル−５，５’，７，７’−テトラメチル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラビニル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（２−フェニルエテニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（１−プロペニル）−１，１’−ビアダマンタンなどが好ましく、さらには、３，３’−ジビニル−５，５’，７，７’−テトラメチル−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラビニル−１，１’−ビアダマンタンなどが、溶解性や耐熱性の面から特に好ましいが、これらに限定されるものではない。ここでは、具体例として、ポリアマンタン構造としては、ジアマンタン化合物、ポリアダマンタン構造としては、ビアダマンタン化合物である場合を挙げたが、これに限定されるものではない。またＲ５〜Ｒ７は水素原子、前記有機基から適宜選択すればよく、Ｒ５〜Ｒ７の３つの置換基における、水素原子、前記有機基の比率、有機基の種類、二重結合を形成する炭素上での前記３つの置換基の位置は、前記例示に限定されるものではない。
【００３８】
また、前記式（１）で表される化合物のうち、式（６）で表される炭素−炭素二重結合基を含む基を有する具体例としては、Ｒ８〜Ｒ１０として、水素原子を有するものとしては、例えば、４，９−ビス（３，５−ジビニルフェニル）ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（３，５−ジビニルフェニル）ジアマンタン、４，４’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’ −ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，２’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−２，２’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，４−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンおよび３，３’−ビス（２，３，５−トリビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンなど：や、Ｒ８〜Ｒ１０として、水素原子、および前記有機基の中でも、フェニル基を有するものの１例として、２−フェニルエテニルフェニル基を有するものとしては、例えば、４，９−ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）ジアマンタン、４，４’−ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’ −ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，２’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−２，２’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，４−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタンおよび３，３’−ビス（２，３，５−トリス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタンなど：や、Ｒ８〜Ｒ１０として、水素原子、および前記有機基の中でも、メチル基を有するものの１例として、例えば、４，９−ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−ジアマンタン、２，４，７，９−テトラキス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−ジアマンタン、４，４’−ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−９，９’−ビ（ジアマンタン）、３，３’−ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’ −ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５−ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，５，３’−トリス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラキス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，７−テトラキス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７−ペンタキス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’，７，７’−ヘキサキス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラフェニル−７，７’−ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，２’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−２，２’−ビアダマンタン、３，３’−ビス（３，４−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタンおよび３，３’−ビス（２，３，５−トリス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタンなど：などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの中でも、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’ −ビス（３，５−ビス（２−フェニルエテニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’ −ビス（３，５−ビス（１−プロペニル）フェニル）−１，１’−ビアダマンタンなどが好ましく、さらには、溶解性や耐熱性の面から、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンなどが特に好ましい。ここでは、具体例として、ポリアマンタン構造としては、ジアマンタン化合物、ポリアダマンタン構造としては、ビアダマンタン化合物である場合を挙げたが、これに限定されるものではない。またＲ８〜Ｒ１０は水素原子、前記有機基から適宜選択すればよく、Ｒ８〜Ｒ１０の３つの置換基における、水素原子、前記有機基の比率、有機基の種類、二重結合を形成する炭素上での前記３つの置換基の位置は、前記例示に限定されるものではない。
【００３９】
上で挙げた化合物はあくまで代表例であり、本発明に用いることができる化合物はこれらに限定されるものではない。重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物であれば、本発明に使用することができる。
【００４０】
次に、本発明の絶縁膜形成用重合体の重合方法について説明する。
本発明は、重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物を、有機溶媒中で、多段階で反応させて重合する方法であり、各段階における重合は、重合性不飽和結合基を反応させることができる公知の重合方法を適用することが可能である。
【００４１】
前記重合方法としては、例えば、過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチルパーオキシド及びアゾビスイソブチロニトリル等のラジカル開始剤を用いたラジカル重合による方法、光照射等を用いた光ラジカル重合による方法、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）、ビス（ベンゾニトリル）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド及びテトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム（０）などのパラジウム触媒を用いた重合による方法、触媒を用いないで加熱して反応させる熱重合による方法、酢酸銅（ＩＩ）などの遷移触媒を用いた重合による方法、塩化モリブデン（Ｖ）、塩化タングステン（ＶＩ）及び塩化タンタル（Ｖ）などの遷移金属塩化物を用いた重合による方法などを挙げることができる。これらの中でも、触媒等の残存による不純物残存がないことから、無触媒下の熱重合またはラジカル開始剤を用いたラジカル重合による方法が望ましい。
【００４２】
反応条件は、重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物の構造により、適宜変更すれば良いが、反応温度としては、通常、０℃以上５００℃以下程度であり、２５０℃以下がより好ましい。
【００４３】
反応時のカゴ型構造化合物の濃度としては、通常、１質量％以上５０質量％以下程度である。
【００４４】
反応時間は、重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物の構造により、適宜変更すれば良く、通常０．１時間以上１００時間以下程度である。
【００４５】
反応温度、反応時のカゴ型構造化合物の濃度及び反応時間は、前記範囲外でも使用できるが、それぞれ、前記上限値より、高すぎたり、長すぎたりすると、重合体の分子量が大きくなり、有機溶剤への不溶化を引き起こす恐れがある。一方、反応温度、反応時のカゴ型構造化合物の濃度及び反応時間が、それぞれ、前記下限値より、低すぎたり、短すぎたりすると、重合体の分子量が小さくなり、塗布膜作製時に、析出物などによる塗布膜の外観不良を引き起こす可能性がある。
【００４６】
前記重合反応における有機溶媒としては、カゴ型構造化合物を溶解又は分散させる溶媒であれば、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、１−ブタノール及び２−ブタノール等のアルコール系溶剤、アセチルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、２−ペンタノン及び２−ヘプタノン等のケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソアミル、γ−ブチロラクトン及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、アニソール、エトキシベンゼン、１，２−ジメトキシベンゼン、１，３−ジメトキシベンゼン、１，４−ジメトキシベンゼン及びジフェニルエーテル等のエーテル系溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン及びプロピルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド及びＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶剤、その他、ジメチルスルホキシド、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート等が溶剤として挙げられる。これらは単独でも２種以上を混合して用いても良い。
これら種々有機溶媒の中でも、アニソール、エトキシベンゼン、１，２−ジメトキシベンゼン、１，３−ジメトキシベンゼン、１，４−ジメトキシベンゼン及びジフェニルエーテル等のフェニルエーテル系溶剤が、カゴ型構造化合物の溶解性及び重合性不飽和結合を含む基の反応性に優れるため、これらフェニルエーテル系溶剤を単独、あるいは２種以上混合して用いるのが、より好ましい。
【００４７】
本発明の重合方法において、多段階で反応させる方法としては、まず１段階目の反応を、カゴ型構造化合物における重合性不飽和結合基の一部を、前記反応条件により、反応させて重合を行い、次段階反応において、該１段階目の反応よりも反応温度を低温にして重合することを特徴とする。
【００４８】
本発明においては、分子量、分子量分布のバラツキを減らし、所望の分子量まで重合を進めるには、ゲル浸透クロマトグラフィー（以下、ＧＰＣと略す。）による分子量測定、反応液の粘度測定等による重合追跡を行うことがより好ましい。
例えば、２段階反応の場合、１段階目の反応は、所望の分子量あるいは所望の反応液粘度よりも、小さい分子量、反応液粘度にて反応を停止し、該１段階目の反応よりも低温である２段階目の反応で、所望の分子量、反応液粘度に達するまで、重合を行うものであり、最終段の反応において、所望の分子量、反応液粘度に到達すれば良い。
【００４９】
反応温度については、各段階の反応において、それぞれ１段階前の反応より、反応温度を１℃以上低温で重合するが、各段階の反応温度と、該１段階後の反応温度の差としては、２℃以上１００℃以下程度であることが好ましく、より好ましくは２℃以上５０℃以下程度である。
【００５０】
具体的には、１段階目の反応終了後、反応液を冷却し、該１段階前の反応よりも反応温度を低温にして、２段階目の重合反応を行う。この時、１段階目の反応後、重合性不飽和結合基が反応しない温度まで反応液を冷却して、該１段階目の反応を停止させ、その後、２段階目の反応を行っても良いし、１段階目の反応の冷却過程で、２段階目の反応へそのまま移行しても良い。これにより、１段階目の反応よりも２段階目の反応において、反応速度を遅くすることができ、ゲル化することもなく、反応をさらに進めることができる。ここでは、２段階反応を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、分子量、カゴ型化合物の反応性等を考慮して、適宜反応段階数を変更すればよい。段階数としては、２段階以上１０段階以下が好ましい。
【００５１】
通常は、１段階反応のみで重合を行うが、１段階反応のみで重合を継続すると、分子量が所望の範囲より大きくなり、得られる重合体が不溶化する、あるいはゲル化する、といった問題を生じる可能性があり、また、得られる重合体の分子量、分子量分布に、バラツキを生じることが多い。
【００５２】
このようにして、重合体は、多段階反応の段階数及び、各段階の反応における反応温度を適宜変更して、各段階の反応において１段階前の反応より、低い温度で反応を行うことにより、所望の分子量に達するまで反応を進めることができる。これにより、分子量、分子量分布にバラツキの少ない、溶解性に優れた重合体を得ることができる。
【００５３】
重合体は、オリゴマーであってもポリマー状であっても良いが、ＧＰＣにより測定したポリスチレン換算の数平均分子量としては、２，０００以上５００，０００以下であることが好ましく、より好ましくは５，０００以上２００，０００以下である。前記範囲外でも使用できるが、前記下限値を下回ると、塗布膜作製時に、析出物などによる塗布膜の外観不良を引き起こす可能性がある。前記上限値を超えると、重合体は有機溶剤への不溶化を引き起こす可能性がある。
【００５４】
次に、有機絶縁膜用材料について説明する。
本発明の有機絶縁膜用材料は、上記絶縁膜形成用重合体の重合方法で得た重合体を含むものであり、一般的には、後述するように、有機絶縁膜用材料ワニスとして、支持体上に塗布することによって膜を形成することから、該重合体を溶解又は分散させる溶媒を含むことができる。ワニスにするにあたっては、上記にて反応して得た重合体を回収、乾燥させて固形としたものを、有機溶剤に溶解させて有機絶縁膜用材料としてもよいし、前記重合体の製造により得られた反応溶液を、直接、有機絶縁膜用材料として用いてもよいし、また、反応溶液に別の有機溶剤を混合してもよい。
【００５５】
有機絶縁膜用材料に用いる有機溶媒としては、前記重合体を溶解又は分散させることができるものであれば、特に限定されないが、上記重合反応に用いる有機溶媒と同様のものを挙げることができる。重合体のワニスにおける濃度としては、前記重合体の構造や分子量により、適宜決めればよいが、ワニス中に前記重合体が、０．１質量％から５０質量％が好ましく、さらには０．５質量％から１５質量％がより好ましい。
【００５６】
また、前記有機絶縁膜用材料には、必要に応じて、界面活性剤、シランカップリング剤に代表されるカップリング剤などの密着促進剤、加熱により酸素ラジカルやイオウラジカルを発生するラジカル開始剤、ジスルフィド類等の触媒などの各種添加剤を添加することができる。また、前記有機絶縁膜用材料に、感光剤としてのナフトキノンジアジド化合物などを添加することにより、感光性を有する表面保護膜として用いることもできる。また、前記有機絶縁膜用材料に、空孔形成剤を添加してもよい。
【００５７】
本発明における有機絶縁膜用材料の成分の中で、密着性が要求される用途においては、密着促進剤を加えることが好ましい。密着促進剤を加えることにより、例えば、有機絶縁膜用材料より得られる有機絶縁膜の基板への密着性、また電子デバイスを形成するにあたり、有機絶縁膜用材料より得られる有機絶縁膜の上部に形成する各種膜との密着性が向上し、電子デバイスの信頼性がより高くなる。
【００５８】
密着促進剤としては、シラン系化合物、もしくはその加水分解化合物や縮合化合物、及びそれらの混合物、アルミニウム系キレート化合物、チタン系キレート化合物及びジルコニウム系キレート化合物などの金属キレート化合物、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール及びポリベンゾチアゾール等のポリベンザゾール化合物などを挙げることができる。具体的な例としては、Ｎ−メチルアミノエチルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルトリメトキシシラン、Ｎ−エチルアミノエチルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニルアミノエチルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノエチルトリメトキシシラン、Ｎ−トルイルアミノエチルトリメトキシシラン、Ｎ−（ジメチルフェニル）アミノエチルトリメトキシシラン、Ｎ−メチルアミノエチルトリエトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルトリエトキシシラン、Ｎ−エチルアミノエチルトリエトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニルアミノエチルトリエトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノエチルトリエトキシシラン、Ｎ−トルイルアミノエチルトリエトキシシラン、Ｎ−（ジメチルフェニル）アミノエチルトリエトキシシラン、Ｎ−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−メチルアミノエチルメチルジエトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメチルジエトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピトリエトキシシラン、３−エトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−メチルアミノエチルトリプロポキシシラン、Ｎ−メチルアミノエチルトリブトキシシラン、Ｎ−メチルアミノエチルトリヘキソキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルトリプロポキシシラン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルトリブトキシシラン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルトリヘキソキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、及び３−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノシラン化合物；テトラエトキシシラン及びテトラメトキシシランなどのテトラアルコキシシラン化合物；ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン及びｐ−スチリルトリメトキシシランなどのビニルシラン化合物；２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及び３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランなどのエポキシシラン化合物；３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、などのメタクリルシラン化合物；、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、などのウレイドシラン化合物；３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン及び３−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシラン化合物；３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネートシラン化合物；Ｎ−（３−トリエトキシシリルプロピル−４，５−ジヒドロイミダゾールなどのイミダゾリルシラン化合物；アルミニウムブトキシエチルアセトアセテートなどの金属キレート化合物；等が挙げられる。言うまでもないが、上記の化合物は代表例であり、本発明はこれらに何ら制限されることはない。また、これらを複数併用することもできる。これらの中で、アミノシラン化合物、ビニルシラン化合物、イミダゾリルシラン化合物及びそれらの混合物が好ましく、特にアミノシラン化合物及びアミノシラン化合物の混合系が特に好ましい。これら、密着促進剤の有機絶縁膜用材料への添加量としては、重合体に対して、０．０１質量％から１０質量％、好ましくは、０．０５質量％から５質量％、さらに好ましくは、０．１質量％から３質量％である。
【００５９】
密着促進剤の使用形態としては、上述したように本発明の有機絶縁膜用材料に添加するという手法以外に、該有機絶縁膜用材料を用いて有機絶縁膜を形成する基板を、予め上記密着促進剤で処理を行い、有機絶縁膜を形成するという手法も適用できる、その際、有機絶縁膜用材料が、密着促進剤を含んでいても、含んでいなくてもよい。
【００６０】
次に、有機絶縁膜について説明する。
本発明の有機絶縁膜は、前記有機絶縁膜用材料を用いて得られるが、例えば、上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを、基板などの支持体に塗布し、これを、加熱や活性エネルギー線照射などの処理をすることで製造できる。また、上記で得られた反応溶液をそのまま、又は前記有機絶縁材料を加熱して溶解して、支持体に塗布して製造しても良い。前記加熱や活性エネルギー線照射など処理を行うことにより、重合体中に残存する重合性不飽和結合基を、架橋反応することにより、より耐熱性、機械特性に優れる有機絶縁膜を提供することができる。
【００６１】
さらに、本発明の有機絶縁膜の製造方法について、前記有機絶縁膜用材料ワニスを用いる場合の具体例を説明すると、まず、前記有機絶縁膜用材料ワニスを、適当な支持体、例えば、ポリエステルフィルムなどの有機基材、銅箔などの金属板、シリコンウエハやセラミック基板などの半導体基板等の基材に、塗布して塗膜を形成する。塗布方法としては、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等の方法が挙げられる。その後、塗膜を乾燥し、加熱等の処理をして、溶媒除去に続いて、加熱による方法や活性エネルギー線を照射する方法、これら両方の方法を用いる方法などにより硬化させて、耐熱性、機械特性に優れる有機絶縁膜とすることができる。ここで言う硬化とは、有機絶縁膜用材料中の重合性不飽和結合を含む基と、カゴ型構造を有するカゴ型構造化合物を重合して得られる重合体において、重合反応において未反応で残存した重合性不飽和結合基が反応することにより架橋構造等を形成する、あるいは該重合体同士が凝集することにより相互作用が増大する、等の現象を総称するものである。
【００６２】
前記加熱による方法においては、例えば、ホットプレート等の熱板、ファーネス炉、オーブン及び減圧オーブン等により、１５０〜４５０℃で１分〜２４時間程度、好ましくは２００〜４２５℃で３分〜５時間、更に好ましく２５０℃〜４００℃で３分〜２時間で加熱して行うことができる。前記活性エネルギー線としては、可視光、紫外光、赤外光及びレーザー光等の活性エネルギー光線、Ｘ線、電子線ならびにマイクロ波などが挙げられる。これら活性エネルギー線を照射する際には、同時に加熱を行っても、加熱と別に行ってもよい。加熱及び活性エネルギー線を照射するにあたっては、特に制限はないが、有機絶縁膜の酸化を抑制するために、雰囲気中における酸素などの酸化性ガスの濃度を１０，０００ｐｐｍ以下、好ましくは１００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。
【００６３】
本発明の有機絶縁膜は、上記方法により、半導体基板などの基板に直接塗布して形成しても良いし、有機基材などの支持体に形成した有機絶縁膜を、該支持体より剥離することにより、ドライフィルムとして使用することもできる。
また、基板などの支持体との密着性を高めるために、基板上に密着促進剤層を形成後、その上に有機絶縁膜を形成しても良い。
前記有機絶縁膜の用途としては、例えば、半導体用の層間絶縁膜や表面保護膜、多層回路の層間絶縁膜、フレキシブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜、液晶配向膜、エッチング保護膜（エッチングストッパー）、接着剤等が挙げられる。これらの中でも、半導体用の層間絶縁膜及び表面保護膜、エッチング保護膜として好適に用いられる。
【００６４】
上記で得られる有機絶縁膜のガラス転移温度は、特に限定されないが、３５０℃以上が好ましく、特に４００℃以上が好ましく、最も４２０〜５００℃が好ましい。ガラス転移温度が前記範囲内であると、前記有機絶縁膜の線膨張係数を低減させることができ、寸法安定性に優れた有機絶縁膜を得ることができる。
【００６５】
前記有機絶縁膜の厚さは、特に限定されないが、半導体用層間絶縁膜などにおいては、０．０１〜２０μｍが好ましく、特に０．０２〜１０μｍが好ましく、最も０．０５〜０．５μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると、半導体の製造プロセス適合性に優れる。
半導体用保護膜などにおいては、０．０５〜７０μｍが好ましく、特に０．１〜５０μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に半導体素子の保護特性及び加工性の両方に優れる。
【００６６】
前記有機絶縁膜を、半導体用層間絶縁膜として用いる場合、例えば、まず、前記有機絶縁膜用材料を、シリコンウエハやセラミック基板等の所定の位置に直接塗布して塗膜を形成する。塗布方法としては、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等による方法が挙げられる。その後、塗膜を乾燥し、溶媒を除去し、上記同様に加熱による方法や活性エネルギー線を照射する方法、これら両方の方法用いる方法などにより硬化させて、層間絶縁膜とすることができる。また、予め前記有機絶縁膜用材料を用いてドライフィルムとし、これを所定の位置に積層しても良い。
【００６７】
また、前記有機絶縁膜を前記半導体用の保護膜として用いる場合も、前記半導体用層間絶縁膜同様に、有機絶縁膜用材料を、シリコンウエハやセラミック基板等の所定の位置に直接塗布する。塗布方法としては、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等の方法が挙げられる。その後、塗膜を乾燥し、溶媒を除去し、上記同様に加熱による方法や活性エネルギー線を照射する方法、これら両方の方法用いる方法などにより硬化させて、前記有機絶縁膜で構成される保護膜とすることができる。
【００６８】
次に、本発明の電子デバイスについて、好適な実施の形態に基づいて説明する。但し、本発明はこの形態に限定されるのものではない。
図１は、本発明の電子デバイスの一例を模式的に示す断面図である。
電子デバイス１００は、素子が形成された半導体基板１と、半導体基板１の上側（図１上側）に設けられた配線構造から構成されている。
トランジスタ等の素子を作り込んだ半導体基板１または必要に応じてその上側に化学気相堆積（ＣＶＤ）法等により形成した無機絶縁膜等を形成した基板に、まず１層目の層間絶縁膜２が形成される。該層間絶縁膜２には、本発明の有機絶縁膜用材料より形成された有機絶縁膜、あるいはＣＶＤ法等により形成した無機絶縁膜などが使用される。該絶縁膜は、素子との電気的接合をとるための配線層が作りこまれており、層間絶縁膜２及びバリアメタル層４で覆われた銅配線層３となる構造を有している。
層間絶縁膜２には、配線すべきパターンに対応した凹部が形成されており、その凹部内には銅配線層３が設けられている。
また、層間絶縁膜２と、銅配線層３との間には、例えば、層間絶縁膜２とバリアメタル層４の密着性を向上する上で、また、前記バリアメタル層４を有しない場合には層間絶縁膜２と銅配線層３の密着性を向上する上で、後述する配線溝の内面にプラズマ処理などにより改質処理層を設けることがある。
また、層間絶縁膜２の上側（半導体基板１と反対側面）には、ハードマスク層５が形成されている。
この１層目の配線の上部には、さらに配線層が形成され、上記同様にして層間絶縁膜などが形成され多層配線構造とすることができる。
【００６９】
前記電子デバイス１００の作製方法としては、まず、シリコンウエハにトランジスタ等のデバイスが作製された半導体基板１または必要に応じてその上側にＣＶＤ法等により形成した無機絶縁膜等を形成した基板を用意し、その上に、層間絶縁膜２及びハードマスク層５を形成する。さらに、その上にフォトレジスト層を形成し、ドライエッチングにより、前記層間絶縁膜及びハードマスク層からなる絶縁層の所定の位置に貫通した配線溝を加工する。次に、前記配線溝の内面に、ＰＶＤ法やＣＶＤ法などの方法により、Ｔａ、Ｔｉ、ＴａＮ、ＴｉＮ及びＷＮ等で構成されるバリアメタル層４を形成する。さらに、電界メッキ法などにより配線層となる銅層３を形成し、その後、ＣＭＰ法により配線部以外の銅層及びバリアメタル層を研磨除去、平坦化することで前記電子デバイス１００を作製することができる。
さらに配線層を積層する場合にも、基本的に上記１層目の配線形成と同様な方法により形成することができる。
【００７０】
さらに具体的な層間絶縁膜２の形成方法としては、上記半導体基板１または必要に応じてその上側にＣＶＤ法等により形成した無機絶縁膜等を形成した基板の上に、有機絶縁膜用材料を直接塗布して形成することができるが、予め有機絶縁膜のドライフィルムを用意し、これは半導体基板１の上に積層するように形成することもできる。より具体的には、上記半導体基板１の上に、上記で得た有機絶縁膜用材料ワニスを直接塗布して塗膜を形成し、加熱及び／又は活性エネルギー線を照射して硬化して形成することができる。ドライフィルムを用いる場合は、予め、上記で得た有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、基材上に樹脂層を形成して乾燥して、ドライフィルムを形成し、これを、上記半導体基板１の上に、積層して、加熱及び／又は活性エネルギー線を照射して硬化して形成することができる。なお、層間絶縁膜を形成する位置はこれに限定されない。
【００７１】
また、本実施の形態では、層間絶縁膜２を用いた電子デバイス１００について説明したが、本発明はこれに限定されない。
本発明の電子デバイスは、上述したような層間絶縁膜を用いているので寸法精度に優れ、絶縁性を十分に発揮できるので、それにより接続信頼性が優れている。
また、上述したような層間絶縁膜は、誘電特性に優れているので、配線遅延を低下することができる。
【実施例】
【００７２】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７３】
（合成例１）
３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの合成
温度計、撹拌機および還流管を備えた４つ口の２０００ｍＬフラスコに、金属ナトリウム２８ｇ（１．２ｍｏｌ）とｎ−オクタン１２００ｍｌを入れ、内温を０℃に冷やした。激しく撹拌しながら、ｎ−オクタン６００ｍｌに予め溶解した１−ブロモ−３，５−ジメチルアダマンタン１４５．９ｇ（０．６ｍｏｌ）を徐々に滴下した。滴下中、内温は、０℃〜５℃に保った。滴下終了後、温度が上昇しなくなったら、引き続き１時間反応を続けた。その後、冷水約３０００ｍＬに注いで、粗生成物を濾別し、純水で洗い、乾燥した。更に粗成生物を、熱ヘキサンにより、再結晶した。得られた再結晶物を、減圧乾燥することにより、生成物６５．２ｇを得た。赤外分光（ＩＲ）分析によりＢｒ基の吸収（６９０−５１５ｃｍ−１付近）が消失し、質量分析による分子量が３２６である結果より、生成物が３，３’，５，５’−テトラメチル−１，１’−ビアダマンタンであることが示された。
【００７４】
温度計、撹拌機および還流管を備えた４つ口の２０００ｍＬフラスコに、四塩化炭素７００ｍＬ、臭素３５ｇ（０．２２ｍｏｌ）を入れ、撹拌しながら、上記で得た３，３’，５，５’−テトラメチル−１，１’−ビアダマンタン５４．１ｇ（０．２ｍｏｌ）を、少量ずつ添加した。添加中、内温は２０℃〜３０℃に保った。添加終了後、温度が上昇しなくなったら、引き続き１時間反応を続けた。その後、冷水約２０００ｍＬに注いで、粗生成物を濾別し、純水で洗い、乾燥した。粗生成物を、熱エタノールにより再結晶した。得られた再結晶物を、減圧乾燥することにより、生成物５８．０ｇを得た。ＩＲ分析によりブロモ基の吸収が６９０〜５１５ｃｍ−１に見られること、質量分析による分子量が４８４である結果より、生成物が３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジブロモ−１，１’−ビアダマンタンであることが示された。
【００７５】
フラスコ内で、上記で得た３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジブロモ−１，１’−ビアダマンタン５０ｇ（１０３．２ｍｍｏｌ）及び１，３−ジブロモベンゼン１２１７ｇ（５１６１．６ｍｍｏｌ）を攪拌し、乾燥窒素下２５℃において、臭化アルミニウム（ＩＩＩ）２４．８ｇ（９３．０ｍｍｏｌ）を少量ずつ滴下した。これを６０℃に昇温して８時間攪拌した後、室温に戻し、反応液を得た。５％塩酸水溶液７００ｍｌに、反応液を投入し、攪拌した。水層を除去し、有機層をアセトン２０００ｍｌに投入した。析出物をろ過し、アセトン１０００ｍｌで３回洗浄することにより、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジブロモフェニル）−１，１’−ビアダマンタン７０ｇを得た。
【００７６】
次に、上記で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジブロモフェニル）−１，１’−ビアダマンタン５０ｇ（６２．９ｍｍｏｌ）、ジクロロビストリフェニルホスフィンパラジウム３．５３ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン６．６０ｇ（２５．２ｍｍｏｌ）、ヨウ化銅（ＩＩ）４．７９ｇ（２５．２ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン７５０ｍｌをフラスコに添加し、攪拌した。これを７５℃に昇温した後、トリメチルシリルアセチレン３７．１ｇ（３７７．７ｍｍｏｌ）をゆっくり添加した。これを７５℃において７時間攪拌した後、１２０℃に昇温してトリエチルアミンを留去した。室温に戻し、ジクロロメタン１０００ｍｌを反応液に添加し、２０分攪拌した。析出物をろ過により除去し、ろ液に５％塩酸水溶液１０００ｍｌを加えて分液した。有機層を水１０００ｍｌで３回洗浄した後、有機層の溶媒を減圧除去した。得られた化合物をヘキサン１５００ｍｌに溶解させた。不溶物をろ過により除去し、ろ液部のヘキサンを減圧除去した。これにアセトン１０００ｍｌを投入し、析出物をアセトンで３回洗浄することにより、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジトリメチルシリルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン４３ｇを得た。
【００７７】
さらに、上記で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジトリメチルシリルエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン３９．８ｇ（５３．５ｍｍｏｌ）と炭酸カリウム１．４６ｇ（１０．６ｍｍｏｌ）を、テトラヒドロフラン６００ｍｌ及びメタノール３００ｍｌ混合溶媒中において、窒素雰囲気下、室温で４時間攪拌させた。これを１０％塩酸水溶液１０００ｍｌに投入して、析出物をろ過し、得られた析出物を水１０００ｍｌで洗浄、さらにアセトン１０００ｍｌで洗浄したのち乾燥させることにより、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン２１．２ｇを得た。
以下に、生成物の外観、質量分析及び元素分析の結果を示す。これらのデータは、上記で得られた化合物が３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンであることを示している。
外観：白色固体
ＭＳ（ＦＤ）（ｍ／ｚ）：５７４（Ｍ＋）
元素分析：理論値（／％）Ｃ；９１．９３、Ｈ；８．０７、実測値（／％）Ｃ；９１．８７、Ｈ；８．００
【００７８】
（実施例１）
（１）３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
合成例１で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン５ｇを１，３−ジメトキシベンゼン４５ｇに溶解させ、乾燥窒素下１７０℃で３時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。ＧＰＣにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が３９，８００であった。分子量測定は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）装置（東ソー株式会社製、ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ）を用い、また、カラムとして、ＴＳＫｇｅｌ ＧＭＨＸＬ（ポリスチレン換算排除限界４ｘ１０８（推定））ｘ２本及びＴＳＫｇｅｌ Ｇ２０００ＨＸＬ（ポリスチレン換算排除限界１ｘ１０４）ｘ２本を直列接続して、検出器として、屈折率計（ＲＩ）又は紫外・可視検出器（ＵＶ（２５４ｎｍ））を用いて測定を行い、ＲＩまたはＵＶで得られた結果を解析することにより求めた。 測定条件としては、移動相：テトラヒドロフラン、温度：４０℃、流量：１．００ｍＬ／ｍｉｎ、試料濃度：０．１ｗｔ％テトラヒドロフラン溶液とした。再び反応液を加熱し、１５０℃で６時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、２．７ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は４２，０００であった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、スピンコーターにより、シリコンウエハ上に塗布した。この際、熱処理後の絶縁膜の厚さが、約０．３μｍとなるように、スピンコーターの回転数と時間を設定した。塗布後に２００℃のホットプレート上で１分間乾燥。その後、４００℃のオーブン中で窒素雰囲気下３０分間硬化することで、絶縁膜を得た。
【００７９】
（実施例２）
（１）３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
実施例１（１）と同条件にて、合成例１で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンを、乾燥窒素下１７０℃で３時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。ＧＰＣにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が４１，２００であった。再び反応液を加熱し、１５０℃で６時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、２．６ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は４９，０００であった。同条件で重合した実施例１と実施例２では得られたプレポリマーの分子量のバラツキは小さかった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００８０】
（比較例１）
（１）３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
合成例１で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン５ｇを１，３−ジメトキシベンゼン４５ｇに溶解させ、乾燥窒素下１７０℃で６時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、２．８ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は、８６，５００であった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００８１】
（比較例２）
（１）３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
比較例１（１）と同条件にて、合成例１で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合を行い、３．０ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は、１１９，７００であった。比較例１と同条件の重合を行ったが、比較例１よりも分子量の大きいプレポリマーが得られ、分子量のバラツキが大きかった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００８２】
（合成例２）
３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンの合成
フラスコ内で、合成例１と同様の手順で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジブロモ−１，１’−ビアダマンタン５０ｇ（１０３ｍｍｏｌ）及びブロモエテン２７．２５ｍｌ（３８７．５ｍｍｏｌ）をジクロロメタン１２０ｍｌに溶解させ、乾燥窒素下−１５℃において、塩化アルミニウム（ＩＩＩ）４．５５ｇ（３３．３ｍｍｏｌ）を滴下し、これを１時間攪拌した。さらに、−１５℃において、水２０ｍｌを滴下した後、室温に戻し、反応液を得た。１０％塩酸水溶液２００ｍｌに、反応液を投入し、ジクロロメタン４０ｍｌずつを用いて、３回抽出、水４０ｍｌで洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、有機層を濃縮して、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（ジブロモエチル）−１，１’−ビアダマンタン６７．２ｇを得た。
【００８３】
さらに、上記で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（ジブロモエチル）−１，１’−ビアダマンタンをジメチルスルホキシド２００ｍｌに溶解させ、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド５３ｇ（４７３ｍｍｏｌ）を室温で添加し、これを４８時間攪拌した。さらに、４００ｍｌの水に反応液を投入し、ジクロロメタン２００ｍｌずつを用いて、３回抽出、水２００ｍｌで洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、有機層を濃縮して、３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタン３１．５ｇを得た。
以下に、生成物の外観、質量分析及び元素分析の結果を示す。これらのデータは、上記で得られた化合物が３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンであることを示している。
外観：白色固体
ＭＳ（ＦＤ）（ｍ／ｚ）：３７４（Ｍ＋）
元素分析：理論値（／％）Ｃ；８９．７８、Ｈ；１０．２２、実測値（／％）Ｃ；８９．７０、Ｈ；１０．１３
【００８４】
（実施例３）
（１）３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
合成例２で得られた３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタン５ｇを１，３−ジメトキシベンゼン４５ｇに溶解させ、ビス（ベンゾニトリル）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド０．１ｇを添加し、乾燥窒素下１９０℃で４時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。ＧＰＣにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が２１，４００であった。再び反応液を加熱し、１８０℃で６時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、３．１ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は３２，６００であった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００８５】
（実施例４）
（１）３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
実施例３（１）と同条件にて、合成例１で得られた３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンを、乾燥窒素下１９０℃で４時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。ＧＰＣにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が２０，９００であった。再び反応液を加熱し、１８０℃で６時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、２．８ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は２９，８００であった。同条件で重合した実施例３と実施例４では得られたプレポリマーの分子量のバラツキは小さかった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００８６】
（比較例３）
（１）３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
合成例２で得られた３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタン５ｇを１，３−ジメトキシベンゼン４５ｇに溶解させ、ビス（ベンゾニトリル）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド０．１ｇを添加し、乾燥窒素下１９０℃で６時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、３．４ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は、９８，５００であった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００８７】
（比較例４）
（１）３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
比較例３（１）と同条件にて、合成例２で得られた３，３’，５，５−テトラメチル−７，７’−ジエチニル−１，１’−ビアダマンタンの重合を行い、３．０ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は、７５，６００であった。比較例３と同条件の重合を行ったが、比較例３よりも分子量の小さいプレポリマーが得られ、分子量のバラツキが大きかった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００８８】
（合成例３）
９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）の合成
合成例１の３，３’，５，５’−テトラメチル−１，１’−ビアダマンタンの合成において、１−ブロモ−３，５−ジメチルアダマンタンに代えて４−ブロモジアマンタン１５９．６ｇ（０．６ｍｏｌ）を用いる以外は合成例（１）と同様な方法で反応させることにより、生成物４，４’−ビ（ジアマンタン）７８．６ｇを得た。
ＩＲ分析によりＢｒ基の吸収（６９０−５１５ｃｍ−１付近）が消失し、分子量が３７４である質量分析の結果により、生成物が４，４’−ビ（ジアマンタン）であることが示された。
【００８９】
合成例１の３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジブロモ−１，１’−ビアダマンタンの合成において、３，３’，５，５’−テトラメチル−１，１’−ビアダマンタンに代えて上記で得られた４，４’−ビ（ジアマンタン）７４．８ｇ（０．２ｍｏｌ）を、合成例（１）と同様な方法で反応させることにより、９，９’−ジブロモ−４，４’−ビ（ジアマンタン）６６．６ｇを得た。
ＩＲ分析によりブロモ基の吸収が６９０〜５１５ｃｍ−１に見られること、質量分析による分子量が５３２である結果より、生成物が９，９’−ジブロモ−４，４’−ビ（ジアマンタン）であることが示された。
【００９０】
合成例１の３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジブロモフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの合成において、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ジブロモ−１，１’−ビアダマンタンに代えて上記で得られた９，９’−ジブロモ−４，４’−ビ（ジアマンタン）５４．９ｇ（１０３．２ｍｍｏｌ）を用いた以外は、合成例１と同様な方法で、さらに続けて反応させることにより、９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）３７．５ｇを合成した。
以下に、生成物の外観、質量分析及び元素分析の結果を示す。これらのデータは、得られた化合物が９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）であることを示している。
外観：白色固体
ＭＳ（ＦＤ）（ｍ／ｚ）：６２２（Ｍ＋）
元素分析：理論値（／％）：Ｃ；９２．５６、Ｈ；７．４４
実測値（／％）：Ｃ；９２．１２、Ｈ；７．３０
【００９１】
（実施例５）
（１）９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）の重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
合成例３で得られた９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）５ｇを１，３−ジメトキシベンゼン４５ｇに溶解させ、乾燥窒素下１８５℃で４時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。ＧＰＣにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が４８，１００であった。再び反応液を加熱し、１５５℃で４時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、３．２ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は６２，３００であった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００９２】
（実施例６）
（１）９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）の重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
実施例５（１）と同条件にて、合成例３で得られた９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）を、乾燥窒素下１８５℃で４時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。ＧＰＣにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が４９，８００であった。再び反応液を加熱し、１５５℃で４時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、２．９ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は６７，８００であった。同条件で重合した実施例５と実施例６では得られたプレポリマーの分子量のバラツキは小さかった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００９３】
（比較例５）
（１）９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）の重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
合成例３で得られた９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）５ｇを１，３−ジメトキシベンゼン４５ｇに溶解させ、乾燥窒素下１８５℃で７時間反応させ、反応液を、１０倍の体積のメタノール／ジオキサン＝３／１の混合溶媒に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、３．４ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は、８１，５００であった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００９４】
（比較例６）
（１）９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）の重合と有機絶縁膜用材料ワニスの製造
比較例５（１）と同条件にて、合成例３で得られた９，９’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−４，４’−ビ（ジアマンタン）の重合を行い、３．４ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は、１０４，９００であった。比較例５と同条件の重合を行ったが、比較例５よりも分子量の大きいプレポリマーが得られ、分子量のバラツキが大きかった。得られたプレポリマー２ｇを、シクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００９５】
（合成例４）
（１）［３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの合成］
１Ｌナスフラスコに、合成例１と同様にして得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジエチニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン２８．７ｇ（５０ｍｍｏｌ）、キノリン１９３．７ｇ（１５００ｍｍｏｌ）、５％パラジウム炭酸カルシウム３．１９ｇ（１．５ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン３００ｍｌを投入し、水素下で２７℃に保って攪拌した。水素４．９Ｌ（２００ｍｍｏｌ）が消費された時点で、窒素を導入して反応を停止させた。反応液をろ過した後、溶媒を減圧で除去し、得られた固体をアセトンおよび水の混合液（体積比２：１）で洗浄し、６０℃で減圧乾燥して、３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン２５．１ｇを得た。
以下に、生成物の外観、質量分析及び元素分析の結果を示す。これらのデータは、得られた化合物が３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンであることを示している。
外観：白色固体
ＭＳ（ＦＤ）（ｍ／ｚ）：５８２（Ｍ＋）
元素分析：理論値（／％）Ｃ；９０．６６、Ｈ；９．３４、実測値（／％）Ｃ；９０．６０、Ｈ；９．３９
【００９６】
（実施例７）
（１）３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料のワニスの製造
合成例４で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン５ｇをアニソール１２０ｇに溶解させ、アゾビスイソブチロニトリル０．１ｇを添加し、乾燥窒素下８０℃で１時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。ＧＰＣにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が３７，２００であった。再び反応液を加熱し、６０℃で２時間反応させた後、メタノールを少量添加し、反応を停止した。その後、反応液を濃縮し、１０倍体積のメタノール／テトラヒドロフラン＝１／１の混合溶液に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、２．１ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は４６，１００であった。得られたプレポリマー２ｇをシクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００９７】
（実施例８）
（１）３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料のワニスの製造
実施例７（１）と同条件にて、合成例４で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン５ｇをアニソール１２０ｇに溶解させ、アゾビスイソブチロニトリル０．１ｇを添加し、乾燥窒素下８０℃で１時間反応させ、反応液を一旦室温まで冷却した。ＧＰＣにより分子量測定を行ったところ、数平均分子量が３８，９００であった。再び反応液を加熱し、６０℃で２時間反応させた後、メタノールを少量添加し、反応を停止した。その後、反応液を濃縮し、１０倍体積のメタノール／テトラヒドロフラン＝１／１の混合溶液に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、２．１ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は４７，６００であった。同条件で重合した実施例７と実施例８では得られたプレポリマーの分子量のバラツキは小さかった。得られたプレポリマー２ｇをシクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００９８】
（比較例７）
（１）３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料のワニスの製造
合成例４で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタン５ｇをアニソール１２０ｇに溶解させ、アゾビスイソブチロニトリル０．１ｇを添加し、乾燥窒素下８０℃で２時間反応させた後、メタノールを少量添加し、反応を停止した。その後、反応液を濃縮し、１０倍体積のメタノール／テトラヒドロフラン＝１／１の混合溶液に滴下して沈殿物を集めて乾燥し、２．８ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は９２，５００であった。得られたプレポリマー２ｇをシクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【００９９】
（比較例８）
（１）３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合と有機絶縁膜用材料のワニスの製造
比較例７（１）と同条件にて、合成例４で得られた３，３’，５，５’−テトラメチル−７，７’−ビス（３，５−ジビニルフェニル）−１，１’−ビアダマンタンの重合を行い、２．７ｇのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は７１，６００であった。比較例７と同条件の重合を行ったが、比較例７よりも分子量の小さいプレポリマーが得られ、分子量のバラツキが大きかった。得られたプレポリマー２ｇをシクロペンタノン１８ｇに溶解させ、フィルターでろ過することにより、有機絶縁膜用材料ワニスとした。
（２）絶縁膜の製造
上記で得られた有機絶縁膜用材料ワニスを用いて、実施例１（２）と同様の操作をし、絶縁膜を得た。
【０１００】
絶縁膜の評価
実施例１から８及び比較例１から８で得られた絶縁膜について、誘電率、ガラス転移温度及び弾性率のそれぞれの特性を、下記の評価方法により、評価を行った。
得られた結果を表１に示す。
【０１０１】
【表１】
【０１０２】
１．誘電率
誘電率は、日本エス・エス・エム（株）製、自動水銀プローブＣＶ測定装置ＳＳＭ４９５を用いて評価した。
【０１０３】
２．ガラス転移温度（Ｔｇ）
Ｔｇは、上記で得たシリコンウエハ上の絶縁膜を削り取り、これを測定試料として、ティー・エイ・インスツルメント社製示差走査熱量計ＤＳＣ−Ｑ１０００装置で評価した。測定温度範囲を、２５０℃〜４５０℃とし、昇温速度を２℃／分とした。ガラス転移温度の評価は、２５０℃〜４５０℃の温度範囲においてリバースヒートフローに変極点がないかを解析して求めた。
【０１０４】
３．弾性率
弾性率は、ＭＴＳ社製薄膜機械的特性測定装置ナノインデンターで薄膜測定用プログラムを用いて、押し込み深さが膜厚の１０分の１までの信号が安定した領域で評価した。
【０１０５】
実施例１と２、実施例３と４、実施例５と６および実施例７と８で得られた重合体は、表１から明らかなように、分子量にバラツキはなく、該重合体から得られた有機絶縁膜も、どちらも誘電率が低く、ガラス転移温度が高く耐熱性に優れ、且つ弾性率が高く機械強度に優れていた。比較例１と２、比較例３と４、比較例５と６および比較例７と８で得られた重合体は、実施例に比べ分子量のバラツキが大きかった。上記比較例よりもさらに重合体の分子量のバラツキが大きくなり、分子量が大きくなりすぎると、有機溶剤への不溶化を引き起こし、有機絶縁膜用材料ワニスとすることができない可能性がある。
【０１０６】
半導体デバイスの製造
半導体基板の上に窒化珪素層を形成し、該窒化珪素層上に、それぞれ実施例１から８で得られた絶縁膜形成用ワニスを塗布して、４００℃で加熱処理して、厚さ０．１μｍの層間絶縁膜を形成した。
次に、前記層間絶縁膜に、所定のパターンを形成するように、金属配線を形成して、半導体デバイスを得た。また、この半導体デバイスと同様な構成でＳｉＯ２絶縁膜を有する半導体デバイスとの配線遅延の程度を比較した。評価の基準には、リングオシュレータの発信周波数から換算して求めた信号遅延時間を採用した。両者を比較した結果、本発明で得られた半導体デバイスでは、ＳｉＯ２絶縁膜を有する半導体デバイスより配線遅延が少なく、平均して約２５％の速度の向上があることが確認された。
実施例１から８で得られた絶縁膜を層間絶縁膜として用いた半導体デバイスは、層間絶縁膜の誘電率が低いので、信号遅延の低減効果に優れていた。
【符号の説明】
【０１０７】
１ 半導体基板
２ 層間絶縁膜
３ 銅配線層
４ バリアメタル層
５ ハードマスク層
１００ 電子デバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物を、少なくとも２段階以上の多段階反応により重合する方法であって、各段階の反応において、該１段階前の反応より、反応温度を１℃以上低温で重合することを特徴とする、絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【請求項２】
前記アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造が、アダマンタン構造、ポリアマンタン構造、ポリ（ポリアマンタン）構造又はポリアダマンタン構造である、請求項１に記載の絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【請求項３】
前記重合性不飽和結合を含む基は、炭素−炭素三重結合または炭素−炭素二重結合を含む基である、請求項１又は２に記載の絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【請求項４】
前記重合が、無触媒下の熱重合またはラジカル開始剤を用いたラジカル重合である、請求項１から３いずれか１項に記載の絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【請求項５】
前記重合が、フェニルエーテル系溶媒中で重合するものである、請求項１から４いずれか１項に記載の絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【請求項６】
請求項１から５いずれか１項に記載の重合方法で重合して得られた絶縁膜形成用重合体。
【請求項７】
請求項６記載の絶縁膜形成用重合体を含むことを特徴とする有機絶縁膜用材料。
【請求項８】
請求項７記載の有機絶縁膜用材料を、加熱、活性エネルギー線照射、又は加熱と活性エネルギー線照射により、架橋反応させて得られる有機絶縁膜。
【請求項９】
請求項８に記載の有機絶縁膜を具備する、電子デバイス。
【請求項１】
重合性不飽和結合を含む基と、アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造を有するカゴ型構造化合物を、少なくとも２段階以上の多段階反応により重合する方法であって、各段階の反応において、該１段階前の反応より、反応温度を１℃以上低温で重合することを特徴とする、絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【請求項２】
前記アダマンタン構造を最小単位とするカゴ型構造が、アダマンタン構造、ポリアマンタン構造、ポリ（ポリアマンタン）構造又はポリアダマンタン構造である、請求項１に記載の絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【請求項３】
前記重合性不飽和結合を含む基は、炭素−炭素三重結合または炭素−炭素二重結合を含む基である、請求項１又は２に記載の絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【請求項４】
前記重合が、無触媒下の熱重合またはラジカル開始剤を用いたラジカル重合である、請求項１から３いずれか１項に記載の絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【請求項５】
前記重合が、フェニルエーテル系溶媒中で重合するものである、請求項１から４いずれか１項に記載の絶縁膜形成用重合体の重合方法。
【請求項６】
請求項１から５いずれか１項に記載の重合方法で重合して得られた絶縁膜形成用重合体。
【請求項７】
請求項６記載の絶縁膜形成用重合体を含むことを特徴とする有機絶縁膜用材料。
【請求項８】
請求項７記載の有機絶縁膜用材料を、加熱、活性エネルギー線照射、又は加熱と活性エネルギー線照射により、架橋反応させて得られる有機絶縁膜。
【請求項９】
請求項８に記載の有機絶縁膜を具備する、電子デバイス。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−１３８３７６（Ｐ２０１０−１３８３７６Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０５１２０（Ｐ２００９−２０５１２０）
【出願日】平成２１年９月４日（２００９．９．４）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月４日（２００９．９．４）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
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