JPS6356569A - 耐熱性樹脂塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 シリコーン塗料の保存安定性を向上させる方法として、
ポリラダーオルガノシロキサンとポリジェトキシシラン
とを混合したシリコーン塗料にケトンを添加してなる樹
脂塗料。

〔産業上の利用分野〕

本発明は保存安定性を向上した耐熱樹脂塗料に関する。

大量の情報を迅速に処理するため情報処理技術の進歩は
著しく、この主役を演するＩＣ，ＬＳＩなどの半導体装
置は単位素子の小形化と集積化による大容量化が行われ
ＶＬＳ　Ｉが実用化されている。

ここで、小形化と集積化は薄膜形成技術と写真蝕刻技術
（ホトリソグラフィ或いは電子線リソグラフィ）を用い
て形成されているが、その方法は微細な導体パターンを
形成した後、この上に絶縁層を形成して絶縁すると共に
必要に応じてスルーホールを設け、更にこの上に導体パ
ターンを形成して下層の導体パターンと導通をとる方法
を繰り返して、多層の立体回路が形成されている。

ここで、導体パターンは数１０００人の厚さをもつため
に多層配線においては導体パターン上の絶縁層に段差を
生じ、この緩和が必要となる。

すなわち、眉間絶縁層としては二酸化珪素（ＳｉＯｔ）
が耐圧や絶縁抵抗などの電気的性質と耐熱性や安定性な
どの化学的性質が優れていることから絶縁材料として適
している。

然し、この５ｉ０２層を電子ビーム蒸着法やスパッタ法
などの化学的方法で形成する場合は下地と相似形をなし
て形成されるため段差の位置でこの上に形成される導体
パターンの断線が生じ易く、信頬性の点で問題がある。

そこで化学気相成長法（略称ＣＶＤ法）を用い、シラン
（ＳｉＨ＊）のような珪素化合物を酸化性の雰囲気中で
熱分解して段差が緩和されたＳｉＯ□層を作ることも行
われている。

然し、ＣＶＤ膜の成長速度は毎分当たり１０００Å以下
と遅く、また処理工程が面倒である。

これに対して、スピンナを用いるスピンコー゛ト法でシ
リコーン樹脂を被覆する方法があり、これは簡便で且つ
厚く形成することができ、また段差や表面の凹凸を無く
することができるので、多層構造をとる絶縁層として使
用されている。

ここで、ポリイミドなど多数ある絶縁樹脂の内、シリコ
ーン樹脂が用いられる理由は耐熱性が優れていることで
、酸素（０□）を含む雰囲気中で５００°Ｃ以上の温度
で熱処理する場合に分解が始まっても、ＳｉＯ□へと分
解するため絶縁抵抗が低下せず、また平滑度も殆ど変わ
らないことによる。

〔従来の技術〕

シリコーン樹脂は４価の原子価をもつＳｉ原子に有機基
と官能基が結合して連鎖状の有機化合物を形成している
ものである。

ここで、有機基はメチル基（ＣＨ３）、エチル基（Ｃ２
１！Ｓ）＋　フェニール基（Ｃ６Ｈ５）・・・などを指
し、また官能基はハロゲン基、Ｏ１１基、メトキシ基・
・・などを指している。

そしてＳｉ原子に対する有機基と官能基との付着数から
Ｍ単位、Ｄ単位、Ｔ単位、Ｑ単位の四種類に分けられ、
そのうちＴ単位はＳｉ原子当たり一個の有機基をもち梯
子形の構造をとることが知られており、基板に対する密
着性や柔軟性から絶縁層の形成材料として最も適してい
る。

第１図は層間絶縁用として用いられているかかるシリコ
ーン樹脂の構造式であり、梯子形の構造をとるためにポ
リラダーオルガノシロキサン（略称ＰＬＯ３）と言われ
ている。

ここで、Ｒ，は有機基を指し、Ｃ１ｈ基とＣ，Ｒ５基が
１１の量比でこの位置に存在しており、また現実には完
全な梯子形の構造をとっておらず、結合が部分的に切れ
てＯＨの官能基を含んで形成されていることを示してい
る。

そして、かかるＰＬＯＳは一般にＰＬＯＳ−Ｇと呼び市
販されている。

さて、ＰＬＯＳ−Ｇはブチルセルソルブアセテート（略
称ＢＣＡ）などの溶剤を用いて粘度を調整し、被処理基
板上にスピンコードして絶縁層を作り、この上に導体パ
ターンを形成して使用されていたが、厚めに形成する場
合はヒビ割れが発生し易（、また被処理基板との密着性
にも問題があることが判った。

そこで現在では第２図に構造式を示すポリジェトキシシ
ラン（略称ＰＤεＳ）と略１：１の比率に混合して使用
することが行われている。

ここで第２図のＲ２はＣ２Ｈ５とＨの各有機基を示し、
これが１：１の量比で存在していることを示している。

このように現在はＰＬＯＳ−ＧとＰＤＥＳとの混合物の
を用いて層間絶縁層が作られており、ヒビ割れなどの問
題は解決されている。

この場合のＰＤＥＳの作用はＰＬＯＳ−Ｇ中に存在する
ＯＨ基とＰＤＥＳ中に存在する０１１基が結合する縮合
反応によって網目構造を形成することである。

さて、ＬＳＩやＶＬＳＩなどの製造工程に当たって、順
調に量産を行うには、ＰＬＯＳ−ＧとＰ［ｌＥＳを使用
に際して混合するのではなく、予め混合しておき必要に
応じて使用することが必要であり、そのためには冷蔵庫
中で一ヶ月程度の保存安定期間が必要である。

然し、冷蔵庫中でも縮合反応が徐々に進行して混合液の
粘度が上昇し、寿命が二進間程度と短いと云う問題があ
り、この改善が必要であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上記したように層間絶縁層としてＰＬＯＳ−ＧとＰＤ
ＥＳとの混合物が用いられ、良い結果が得られているも
の＼、保存安定性が良くないことが問題である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題はＰＬＯＳ−ＧとＰＤＥＳとを混合したシリ
コーン塗料にケトンを添加して使用することにより解決
することができる。

〔作用〕

本発明はＰＬＯＳ−Ｇ　（！：　ＰＤＥＳとの混合液を
保存している場合に粘度が上昇するのはＰＬＯＳ−Ｇ中
に存在するＯＨ基とＰＤＥＳ中の０ＨｆＡとが反応して
縮合が進行し、これによりゲル化が進行することによる
。

そこで縮合を妨げるためには双方のＯＨ基が接近しない
ようにすればよい。

そこで、本発明はＰＤＥＳとケトンとが反応し易い点に
着目し、ＰＬＯＳ−ＧとＰＤＥＳの混合液に予めケトン
を添加しておくことにより縮合反応の進行を防ぐもので
ある。

第３図はＰＤＢＳにアセトンを添加した場合にＰＤＥＳ
中の０原子にアセトン分子が付加した状態を示している
。

ここで、ケトンを添加しても保存温度が低いために必ず
しも第３図に示すように反応するとは限らないが、ケト
ンは極性基をもっているためにＰＤＥＳのＯＨ基に接近
しており、そのためにＰＬＯＳ−ＧとＰＤＥＳとの縮合
反応が妨げられる。

〔実施例〕

ＰＬＯＳ−Ｇの１０重四％に相当するアセトン（ＣＩ、
Ｃ０ＣＨ５）を用意し、まずＰＤＥＳを等量のＢＣＡに
溶解した液にアセトンとＰＬＯＳ−Ｇを加えて攪拌し、
均一に混合して樹脂液を作った。

ここで、ＰＬＯＳ−ＧとＰＤＥＳの混合比率はｌ：ｌで
ある。

この樹脂液を３°Ｃに保持した冷蔵庫中に保存したが、
−箇月経過後においても粘度上昇は起こらず、保存安定
性が改良されたことが立証された。

なお、この樹脂液を従来のようにスピンコ−１・し、２
００℃で１時間加熱して縮合させ硬化させた結果はアセ
トンを添加しない従来の絶縁層と同様であり、層間絶縁
層として優れた特性を示した。

〔発明の効果〕

以上記したように本発明の実施によりＰＬｏＳ−ＧとＰ
ＤＩＥＳとからなる樹脂液の保存安定性を増すことがで
き、これにより作業性の向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はポリラダーオルガノシロキサン（ＰＬＯＳ−Ｇ
）の構造式、 第２図はポリジェトキシシラン（ＰＤＢＳ）の構造式、 第３図はアセトンが付加反応したポリジェトキシシラン
の構造式、 である。 淋 、朴ス ”？’　Ｆｌ　　ｌ）　ｃＨ３１６１Ｊｒ＝２Ａ木°リ
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渚哨庁しプｅ３３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリラダーオルガノシロキサンとポリジエトキシシラン
   とを混合したシリコーン塗料にケトンを添加してなるこ
   とを特徴とする耐熱性樹脂塗料。