JP2002258482A - Resin for photoresist - Google Patents

Resin for photoresist

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JP2002258482A
JP2002258482A JP2001056332A JP2001056332A JP2002258482A JP 2002258482 A JP2002258482 A JP 2002258482A JP 2001056332 A JP2001056332 A JP 2001056332A JP 2001056332 A JP2001056332 A JP 2001056332A JP 2002258482 A JP2002258482 A JP 2002258482A
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JP
Japan
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resin
group
formula
photoresist
hydrogen
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Pending
Application number
JP2001056332A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Arita
靖 有田
Osamu Onishi
治 大西
Yuji Imamura
裕治 今村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin excellent in transparency to the wavelength of light used for lithography and enabling the production of a photoresist having superior characteristics such as high sensitivity, high resolution, a high rate of a residual film, high heat resistance, a wide margin for focus and a wide margin for exposure. SOLUTION: The resin for a photoresist is represented by formula (I) (where R is an organic polymer, repeating units R may be the same or different; A is an organic group represented by -O- or -COO-; P is an organic group which can be released by the action of hydrogen or an acid; A and P may be the same or different every constitutional unit R; (l) is 1-20,000; (m) is 1-3 and may be the same or different every constitutional unit R; and (n) is 1-3 and the same number as (m)) and has alkali solubility promoted by the action of an acid. The resin is preferably derived from a phenolic resin.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体などを製造
する際のリソグラフィ−に使用されるフォトレジスト用
樹脂に関するもので、リソグラフィ−に使用される光の
波長に対する透明性に優れ、高感度、高解像度、高残膜
率、高耐熱性、広いフォ−カスマ−ジン、広い露光マ−
ジンなど優れた特長をもつフォトレジストの製造を可能
にする。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoresist resin used for lithography when manufacturing semiconductors and the like, and has excellent transparency, high sensitivity to light wavelengths used for lithography. High resolution, high residual film ratio, high heat resistance, wide focus margin, wide exposure margin
Enables production of photoresists with excellent features such as gin.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にポジ型フォトレジストはナフトキ
ノンジアジド化合物等のキノンジアジド基を有する感光
剤とアルカリ可溶性樹脂(例えば、ノボラック型フェノ
−ル樹脂)が用いられる。このような組成からなるポジ
型フォトレジストはアルカリ溶液による現像によって高
い解像力を示し、IC、LSI等の半導体製造、LCD
などの回路基材の製造に利用されている。またノボラッ
ク型フェノ−ル樹脂は露光後のプラズマドライエッチン
グに対し、芳香環を多く持つ構造に起因する高い耐熱性
も有しており、これまでノボラック型フェノ−ル樹脂と
ナフトキノンジアジド系感光剤とを含有する数多くのポ
ジ型フォトレジストが開発、実用化され、大きな成果を
挙げてきている。
2. Description of the Related Art In general, a positive photoresist is made of a photosensitive agent having a quinonediazide group such as a naphthoquinonediazide compound and an alkali-soluble resin (for example, a novolak phenol resin). Positive photoresists having such a composition exhibit high resolving power when developed with an alkaline solution, and are used for manufacturing semiconductors such as ICs and LSIs and LCDs.
It is used for the production of circuit substrates such as. In addition, novolak phenol resin also has high heat resistance to plasma dry etching after exposure due to the structure having many aromatic rings, and so far novolak phenol resin and naphthoquinonediazide type photosensitive Numerous positive-type photoresists containing have been developed and put into practical use, and have achieved great results.

【0003】一般にフォトレジスト用フェノ−ル樹脂と
して、メタ・パラクレゾ−ルとホルムアルデヒドを酸触
媒の存在下で反応させて得られたフェノ−ル樹脂が使用
されている。フォトレジストの特性を調整または向上さ
せるために、メタ・パラクレゾ−ルの比率や分子量など
の検討がなされ、半導体やLCDなどのリソグラフィ−
技術に適用されてきた。半導体用フォトレジストでは、
高耐熱性・高解像度・高感度などの特性が要求されてお
り、耐熱性向上のためにキシレノ−ル,トリメチルフェ
ノ−ルなどのアルキルフェノ−ル類や芳香族アルデヒド
などのモノマ−が検討され、高感度化のためにヒドロキ
シベンズアルデヒドなどが検討された例がある。これら
はいずれも、若干の向上効果は得られるものの、未だ十
分な効果は得られていない。
Generally, a phenol resin obtained by reacting meta-paracresol and formaldehyde in the presence of an acid catalyst is used as a phenol resin for a photoresist. In order to adjust or improve the characteristics of photoresist, the ratio and molecular weight of meta-paracresol have been studied.
Technology has been applied. In semiconductor photoresists,
Characteristics such as high heat resistance, high resolution and high sensitivity are required, and to improve heat resistance, monomers such as alkylphenols such as xylenol and trimethylphenol and aromatic aldehydes have been studied. There is an example in which hydroxybenzaldehyde and the like have been studied for higher sensitivity. In each of these cases, although a slight improvement effect can be obtained, a sufficient effect has not yet been obtained.

【0004】近年、半導体の高集積化の要求が年々高ま
るにつれ、g線・i線といった光の波長では理論的に描
くことができない領域の解像が要求されるようになって
きた。そこで、光源としてより短い波長の光が適用され
るようになった。しかし、高圧水銀灯などから発生する
g線・i線といった光の光量に比べ、光源から発生する
より短波長の光の光量が少ないことから、フォトレジス
トの高感度化が必要となり、酸による触媒反応を利用し
たシステムである化学増幅型フォトレジストが適用され
るようになった。また、使用される樹脂においては、よ
り短い波長の光を利用することから、g線・i線で使用
されていたノボラック樹脂は、それ自体がもつ芳香環に
よる光の吸収により透明度が劣ることから、ポリヒドロ
キシスチレンやアクリル系樹脂・シクロオレフィン系樹
脂が適用されるようになった。しかし、ポリヒドロキシ
スチレンでも透明度が十分というわけではなく非常に高
価であることより、安価なフェノ−ル樹脂系での透明性
を改良し、高解像度、高感度なフォトレジスト特性を発
現する樹脂の開発要求が非常に高くなっている。
In recent years, as the demand for higher integration of semiconductors has been increasing year by year, there has been a demand for resolution of a region which cannot be theoretically drawn with a wavelength of light such as g-line and i-line. Thus, light having a shorter wavelength has been applied as a light source. However, the amount of light of shorter wavelength generated from the light source is smaller than the amount of light such as g-line and i-line generated from a high-pressure mercury lamp, etc. A chemically amplified photoresist, which is a system utilizing the technology, has come to be applied. In addition, since the resin used uses light having a shorter wavelength, the novolak resin used for g-line and i-line is inferior in transparency due to absorption of light by the aromatic ring of itself. In addition, polyhydroxystyrene, acrylic resin and cycloolefin resin have come to be used. However, the transparency of polyhydroxystyrene is not sufficient, and it is very expensive. Therefore, the transparency of a low-cost phenolic resin system is improved, and the resin which exhibits high resolution and high sensitivity photoresist characteristics is improved. Development requirements are very high.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体など
を製造する際のリソグラフィ−に使用されるフォトレジ
スト用樹脂に関するもので、リソグラフィ−に使用され
る光の波長対する透明性に優れ、高感度、高解像度、高
残膜率、高耐熱性、広いフォ−カスマ−ジン、広い露光
マ−ジンなど優れた特長をもつフォトレジストの製造を
可能にする樹脂を提供し、特に、ポリヒドロキシスチレ
ンを使用したフォトレジストよりも高感度化を達成する
ことを目的とする。
The present invention relates to a resin for a photoresist used in lithography when manufacturing semiconductors and the like, and is excellent in transparency with respect to the wavelength of light used in lithography. Providing resins that enable the production of photoresists with excellent features such as sensitivity, high resolution, high residual film ratio, high heat resistance, wide focus margin, and wide exposure margin, especially polyhydroxystyrene It is an object of the present invention to achieve higher sensitivity than a photoresist using.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の樹脂は、式
(I)で示される酸の作用によりアルカリ可溶性が促進
されるフォトレジスト用樹脂である。
The resin of the present invention is a resin for a photoresist whose alkali solubility is promoted by the action of an acid represented by the formula (I).

【化5】 Embedded image

【0007】式(I)中、Rは、有機系重合体で、ビニ
ル重合などの付加重合系樹脂、重縮合系樹脂の何れの系
の樹脂を使用することが可能である。特に好ましくは、
フェノ−ル樹脂、ポリビニルフェノ−ル樹脂、アクリル
系樹脂、シクロオレフィン系樹脂などが上げられる。ま
た、Rの繰り返し単位は同一であっても異なってもよ
い。Aは、−O−、−COO−で示される有機基で、R
の繰り返し単位毎に同一であっても異なってもよい。
Pは、水素又は酸の作用により脱離可能な有機基で、R
の構造単位毎に同一であっても異なってもよい。lは、
1〜20000で特に好ましくは、10〜10000で
ある。小さすぎる場合は、成膜性が悪化し、大きすぎる
場合は感度が低くなる。mは、1〜3で、Rの構造単位
毎に同一であっても異なってもよい。nは、1〜3で、
mに従う。
In the formula (I), R is an organic polymer, and any resin such as an addition polymerization resin such as vinyl polymerization or a polycondensation resin can be used. Particularly preferably,
Phenol resin, polyvinyl phenol resin, acrylic resin, cycloolefin resin and the like can be mentioned. The repeating units of R may be the same or different. A is an organic group represented by -O- or -COO-;
May be the same or different for each repeating unit.
P is an organic group which can be eliminated by the action of hydrogen or an acid;
May be the same or different for each structural unit. l is
It is particularly preferably from 1 to 20,000, more preferably from 10 to 10,000. If it is too small, the film formability will deteriorate, and if it is too large, the sensitivity will be low. m is 1 to 3 and may be the same or different for each structural unit of R. n is 1 to 3,
m.

【0008】式(I)中のRが、式(II)で表される
有機基の場合、特にフォトレジストの特性に優れるもの
が得られる。
In the case where R in the formula (I) is an organic group represented by the formula (II), a compound having particularly excellent characteristics of a photoresist can be obtained.

【化6】 式(II)中、Xは、水素、水酸基、C=1〜8のアル
キル基、アルケニル基及びアルコキシ基、ハロゲンで、
a=0〜3である。Yは、2価の有機基で、特に限定さ
れないが、一例としてメチレン基、エチレン基などがあ
げられる。
Embedded image In the formula (II), X is hydrogen, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group and an alkoxy group, and halogen,
a = 0-3. Y is a divalent organic group, and is not particularly limited. Examples thereof include a methylene group and an ethylene group.

【0009】式(I)で示されるフォトレジスト用樹脂
を得る方法としては特に限定されないが、フェノ−ル樹
脂から誘導することが経済的な点から最も有効で、フェ
ノ−ル樹脂を合成した後、酸の作用により脱離可能な有
機基を導入する方法が使用できる。まず、以下に式
(I)を得るために使用されるフェノ−ル樹脂について
説明する。使用されるフェノ−ル樹脂は、フェノ−ル類
とアルデヒド類を酸及び塩基の存在下反応させることに
より得ることができるが、まず、使用される原料につい
て説明する。フェノ−ル類としては、フェノ−ル、メタ
クレゾ−ル、オルソクレゾ−ル、パラクレゾ−ル、2,
3−キシレノ−ル、2,4−キシレノ−ル、2,5−キ
シレノ−ル、2,6−キシレノ−ル、3,4−キシレノ
−ル、3,5−キシレノ−ル、2,3,4−トリメチル
フェノ−ル、2,3,5−トリメチルフェノ−ル、2,
3,6−トリメチルフェノ−ル、2,4,5−トリメチ
ルフェノ−ル、3,4,5−トリメチルフェノ−ル、エ
チルフェノ−ル、プロピルフェノ−ル、ブチルフェノ−
ル、オクチルフェノ−ル、ノニルフェノ−ル、1−ナフ
ト−ル、2−ナフト−ル、フェニルフェノ−ルなどを使
用できるが、特に限定されるものではなく、単独でも混
合使用してもよい。高感度の観点から、メタクレゾ−
ル、オルソクレゾ−ル、3,5−キシレノ−ル、2,
3,5−トリメチルフェノ−ルが特に好ましく、さらに
好ましくはメタクレゾ−ルを90%以上使用した場合で
ある。
The method for obtaining the photoresist resin represented by the formula (I) is not particularly limited, but it is most effective to derive from a phenol resin from an economic point of view. Alternatively, a method of introducing an organic group which can be eliminated by the action of an acid can be used. First, the phenol resin used for obtaining the formula (I) will be described below. The phenol resin to be used can be obtained by reacting phenols and aldehydes in the presence of an acid and a base. First, the raw materials used will be described. Examples of phenols include phenol, meta-cresol, ortho-cresol, para-cresol, 2,
3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, 3,4-xylenol, 3,5-xylenol, 2,3 4-trimethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 2,
3,6-trimethylphenol, 2,4,5-trimethylphenol, 3,4,5-trimethylphenol, ethylphenol, propylphenol, butylphenol
Octylphenol, nonylphenol, 1-naphthol, 2-naphthol, phenylphenol and the like can be used, but there is no particular limitation, and they may be used alone or as a mixture. From the viewpoint of high sensitivity,
, Orthocresol, 3,5-xylenol, 2,
3,5-Trimethylphenol is particularly preferred, and more preferably 90% or more of meta-cresol is used.

【0010】アルデヒド類としてはホルムアルデヒド、
アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ブチルアルデ
ヒドなどを使用でき特に限定されるものではなく、単独
でも混合使用してもよい。高感度の観点からホルムアル
デヒドが特に好ましい。ホルムアルデヒドの場合は、ホ
ルマリン(水溶液)、パラホルムアルデヒド、アルコ−
ル類とのヘミホルマ−ル、トリオキサンなどホルムアル
デヒドを発生するものであればいずれの原料も使用でき
る。価格面から考慮すると、ホルマリン、パラホルムア
ルデヒドを使用することが好ましい。
The aldehydes include formaldehyde,
Acetaldehyde, propylaldehyde, butyraldehyde and the like can be used without any particular limitation, and they may be used alone or in combination. Formaldehyde is particularly preferred from the viewpoint of high sensitivity. In the case of formaldehyde, formalin (aqueous solution), paraformaldehyde, alcohol
Any raw material can be used as long as it generates formaldehyde such as hemiformal and trioxane. Considering the price, it is preferable to use formalin and paraformaldehyde.

【0011】フェノ−ル類とアルデヒド類の反応に使用
される触媒は、酸触媒が一般的に使用され、蓚酸、酢酸
などの有機カルボン酸、ベンゼンスルホン酸、パラトル
エンスルホン酸、メタンスルホン酸などの有機スルホン
酸、塩酸、硫酸などの無機酸などを使用することができ
るが、特に限定されることはなく、単独でも2種以上を
混合して使用することも可能である。また、塩基性触媒
も使用可能であり、例えば、トリエチルアミンなどのア
ミン類、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水酸
化物等が挙げられる。使用量は、フェノ−ル類に対して
0.01重量%から5重量%であるが、フォトレジスト
用フェノール樹脂の特性維持のために極力少ない方が好
ましい。反応溶媒は、必要によって使用することが可能
であるが、特に種類が限定されるわけではない。フェノ
−ル樹脂を溶解し、反応して得られた樹脂の粘度を低下
させるものであれば使用可能である。一例として、アセ
トン、メチルエチルケトンなどのケトン類、エタノ−
ル、ブタノ−ルなどのアルコ−ル類、酢酸エチル、酢酸
ブチルなどエステル類、エトキシエチルアルコ−ルなど
のエ−テルアルコ−ル類、プロピレングリコ−ルモノメ
チルエ−テルアセテ−トのエ−テルエステル類などが上
げられる。
As the catalyst used for the reaction between phenols and aldehydes, an acid catalyst is generally used, and organic carboxylic acids such as oxalic acid and acetic acid, benzenesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, methanesulfonic acid and the like are used. Inorganic acid such as organic sulfonic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, etc. can be used, but there is no particular limitation, and it is also possible to use two or more kinds alone. In addition, a basic catalyst can also be used, and examples thereof include amines such as triethylamine and hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide. The amount used is from 0.01% by weight to 5% by weight based on the phenols, but is preferably as small as possible in order to maintain the characteristics of the phenolic resin for photoresist. The reaction solvent can be used if necessary, but the type is not particularly limited. Any resin can be used as long as it dissolves the phenolic resin and lowers the viscosity of the resin obtained by the reaction. For example, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, ethanol
Alcohols such as butanol, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, ether alcohols such as ethoxyethyl alcohol, ether esters of propylene glycol monomethyl ether acetate, etc. Is raised.

【0012】さらに、フェノ−ル樹脂の反応(製造)手
順に沿って説明する。以下に説明する反応方法は、一例
であり、特にこれに限定されるものではない。反応は、
攪拌機、温度計、熱交換機のついた反応容器にフェノ−
ル類、アルデヒド類、酸又は塩基触媒を仕込み反応を行
う。反応温度や時間は上記反応原料の反応性によって適
宜設定できるが、安定かつ経済的に製造可能なレベルと
して、反応時間2−10時間、反応温度70−150℃
が特に好ましい。また必要によって反応溶媒を使用する
こともできる。溶媒の種類は特に限定されないが、反応
により得られるフェノ−ル樹脂を溶解する溶媒が特に好
ましい。
Further, the reaction (production) procedure of the phenol resin will be described. The reaction method described below is an example, and is not particularly limited thereto. The reaction is
Phenol in a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer and heat exchanger
And a catalyst such as aldehydes, aldehydes, acids or bases. The reaction temperature and time can be appropriately set depending on the reactivity of the above-mentioned reaction raw materials, but the reaction time is 2 to 10 hours and the reaction temperature is 70 to 150 ° C.
Is particularly preferred. If necessary, a reaction solvent can be used. The type of the solvent is not particularly limited, but a solvent that dissolves the phenol resin obtained by the reaction is particularly preferable.

【0013】反応終了後、必要であれば酸及び塩基触媒
を除去するために中和剤を添加して中和塩とし、水を加
えて水洗を実施してもよい。水洗水の量と回数は特に限
定されないが、水洗回数は、実質的に影響ないレベルま
で樹脂中の中和塩を除去させることと経済的観点から1
−5回程度が、好ましい。また、水洗温度は、特に限定
されないが、中和塩の除去効率と作業性の観点から40
−95℃で行うのが好ましい。水洗中、樹脂と水洗水の
分離が悪い場合は、樹脂の粘度を低下させるために溶媒
の添加や水洗温度を上昇させることが効果的である。溶
媒種は特に限定されないが、反応により得られるフェノ
−ル樹脂を溶解し、粘度を低下させるものであれば使用
することができる。
After the completion of the reaction, if necessary, a neutralizing agent may be added to remove the acid and base catalysts to form a neutralized salt, and water may be added and washing may be performed. Although the amount and the number of times of the washing water are not particularly limited, the number of times of the washing is 1 from the viewpoint of economically removing the neutralized salt from the resin to a level that does not substantially affect the washing.
About -5 times is preferable. The washing temperature is not particularly limited, but may be 40 from the viewpoint of the efficiency of removing neutralized salts and workability.
It is preferably carried out at -95 ° C. During the washing, if the separation of the washing water from the resin is poor, it is effective to add a solvent or raise the washing temperature to reduce the viscosity of the resin. The type of solvent is not particularly limited, but any solvent can be used as long as it dissolves the phenol resin obtained by the reaction and lowers the viscosity.

【0014】反応又は水洗終了後、常圧下及び減圧下で
脱水・脱モノマ−を行い、フォトレジスト用フェノ−ル
樹脂が得られる。脱水・脱モノマ−後の反応容器からの
取り出し温度は、フェノ−ル樹脂の特性や樹脂の粘度な
どにより適宜設定できるが、ノボラック系樹脂の場合
は、安定性の観点から、150−250℃で行うのが特
に好ましく、レゾ−ル系樹脂の場合は、100℃以下で
取り出しするのが好ましい。減圧度は、適宜設定できる
が、0.1torrから200torr程度で行うのが
特に好ましい。
After the completion of the reaction or washing with water, dehydration and de-monomerization are performed under normal pressure and reduced pressure to obtain a phenol resin for photoresist. The temperature at which the phenol resin is removed from the reaction vessel after the dehydration and demonomerization can be appropriately set depending on the characteristics of the phenol resin and the viscosity of the resin. In the case of the novolak resin, from 150 to 250 ° C. from the viewpoint of stability. It is particularly preferable to carry out the process, and in the case of a resole resin, it is preferable to take it out at 100 ° C. or lower. Although the degree of pressure reduction can be set as appropriate, it is particularly preferable to perform the pressure reduction at about 0.1 to 200 torr.

【0015】本発明で製造可能なフォトレジスト用フェ
ノ−ル樹脂の重量平均分子量は、特に限定されることは
ないが、フォトレジストの性能や製造上のハンドリング
性から好ましくは1000−50000であるが、20
00〜40000がより好ましく、さらに好ましくは、
2500−30000である。この重量平均分子量をコ
ントロ−ルする方法としては、フェノ−ル類に対するア
ルデヒド類のモル比率を調整するのが最も適切で目標と
する分子量により適宜設定できるが、適切な範囲は0.
1−2.5であり、得られる樹脂の重量平均分子量、ア
ルカリ溶解性、耐熱性などの点からより好ましくは0.
2−1.2である。さらに好ましくは、0.3−1.0
である。また、場合により、各種溶媒及び水などへの溶
解度差を利用した分画法により、出来上がったフェノ−
ル樹脂の分子量及び分子量分布を調整する方法もある。
製造にあたっての反応容器等の設備材質は特に限定され
ないが、不純物の混入の観点から、ガラスライニング
製、テフロン(登録商標)製あるいはタンタル、ハフニ
ウム、ジルコニウム、ニオブ、チタンから選ばれた金属
ないしそれらの合金からなり、実質的に他の材料を含ま
ない腐食に強い金属材料を反応設備材質として用いた製
造装置を使用することが好ましい。
The weight average molecular weight of the phenolic resin for a photoresist which can be produced by the present invention is not particularly limited, but is preferably from 1,000 to 50,000 in view of the performance of the photoresist and the handling property in production. , 20
00 to 40,000 is more preferable, and still more preferably,
2500-30000. The most appropriate method for controlling the weight average molecular weight is to adjust the molar ratio of aldehydes to phenols, which can be appropriately set according to the target molecular weight.
From 1 to 2.5, more preferably 0.1 from the viewpoint of the weight average molecular weight, alkali solubility, heat resistance and the like of the obtained resin.
2-1.2. More preferably, 0.3-1.0
It is. In some cases, the phenotype obtained by the fractionation method utilizing the difference in solubility in various solvents and water is used.
There is also a method of adjusting the molecular weight and molecular weight distribution of the resin.
The material of the equipment such as a reaction vessel for the production is not particularly limited. However, from the viewpoint of contamination, impurities selected from glass lining, Teflon (registered trademark) or metals selected from tantalum, hafnium, zirconium, niobium, titanium and the like. It is preferable to use a manufacturing apparatus using a metal material made of an alloy and resistant to corrosion substantially containing no other material as a material of the reaction equipment.

【0016】続いて、酸の作用により分解可能な基の導
入方法について、フェノ−ル樹脂を例にとって説明す
る。フェノ−ル類の水酸基に置換され、酸により分解可
能な基としては特に限定されないが、酸が存在しない状
態において安定であり、酸の作用により容易に分解が生
じるものであればよい。アセチル基、テトラヒドロピラ
ニル基、テトラヒドロフラニル基、式(III)及び式
(IV)で示される有機基が上げられる。
Next, a method for introducing a group decomposable by the action of an acid will be described with reference to a phenol resin. The group substituted by the hydroxyl group of phenols and decomposable by an acid is not particularly limited, but may be any group as long as it is stable in the absence of an acid and easily decomposed by the action of an acid. An acetyl group, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, and organic groups represented by the formulas (III) and (IV) can be mentioned.

【化7】 Embedded image

【化8】 式(III)中、Zaは、水素、メチル基、Zbは、メ
チル基、エチル基、Zcは、C=1〜8のアルキル基、
アルケニル基で、式(IV)中、Zdは、C=1〜8の
アルキル基、アルケニル基であるが、これらは特に限定
されることはなく、同一でも異なってもよく、Rの繰り
返し単位により同一でも異なってもよい。具体的には、
メチル基、ブチル基などのC1〜6のアルキル基、シク
ロヘキシル基などのシクロアルキル基、ジニトロフェニ
ル基などのアリ−ル基、ベンジル基などのアラルキル
基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基
などの脂環式エ−テル基、アセチル基、シクロヘキシル
カルボニル基、ベンゾイル基などのアシル基、 t−ブ
トキシカルボニル基などのアルコキシカルボニル基、エ
トキシエチル基、イソプロピルオキシエチル基などのア
ルコキシアルキル基などが上げられるが、フォトレジス
トの感度、解像度、耐熱性の特性から、t−ブトキシカ
ルボニル基、エトキシエチル基、テトラヒドロピラニル
基が特に好ましい。フェノ−ル樹脂中のフェノ−ル性水
酸基に対する置換率は、10〜100%が好ましく、特
に好ましくは25〜90%である。置換率が低すぎると
透明性が悪くなり、高い置換率の場合は、透過率は良い
ものの、フォトレジストの感度が低下してしまう場合が
ある。フェノ−ル樹脂中の水酸基を置換するための方法
は、置換する基により異なるため特に限定されないが、
t−ブトキシカルボニル基の場合は、塩基性化合物の存
在下、ジ−tert−ブトキシジカ−ボネ−トを使用し
て反応する方法、エトキシエチル基及びテトラヒドロピ
ラニル基の場合は、酸性触媒の存在下、エチルビニルエ
−テル及び3,4−ジヒドロ−2H−ピランを使用する
方法が一例としてあげられる。
Embedded image In the formula (III), Za is hydrogen, a methyl group, Zb is a methyl group, an ethyl group, Zc is an alkyl group having C = 1 to 8,
In formula (IV), Zd is an alkyl group or an alkenyl group having C = 1 to 8, but is not particularly limited, and may be the same or different. They may be the same or different. In particular,
C1-6 alkyl groups such as methyl group and butyl group, cycloalkyl groups such as cyclohexyl group, aryl groups such as dinitrophenyl group, aralkyl groups such as benzyl group, and fatty acids such as tetrahydropyranyl group and tetrahydrofuranyl group. Examples include acyl groups such as cyclic ether groups, acetyl groups, cyclohexylcarbonyl groups, and benzoyl groups; alkoxycarbonyl groups such as t-butoxycarbonyl groups; and alkoxyalkyl groups such as ethoxyethyl groups and isopropyloxyethyl groups. And t-butoxycarbonyl group, ethoxyethyl group and tetrahydropyranyl group are particularly preferred from the viewpoint of the sensitivity, resolution and heat resistance of the photoresist. The substitution rate of the phenolic hydroxyl group in the phenolic resin is preferably from 10 to 100%, particularly preferably from 25 to 90%. If the substitution ratio is too low, the transparency is deteriorated. If the substitution ratio is high, the transmittance of the photoresist is good, but the sensitivity of the photoresist may be reduced. The method for substituting a hydroxyl group in the phenol resin is not particularly limited because it differs depending on the group to be substituted.
In the case of a t-butoxycarbonyl group, a reaction method using di-tert-butoxydica-bonate in the presence of a basic compound, in the case of an ethoxyethyl group and a tetrahydropyranyl group, in the presence of an acidic catalyst , Ethyl vinyl ether and 3,4-dihydro-2H-pyran.

【0017】次に、本発明の請求項に記載している分析
値の測定方法について説明する。まず、樹脂の重量平均
分子量について説明する。重量平均分子量は、ゲルパ−
ミエ−ションクロマトグラフィ−(GPC)測定により
ポリスチレン標準物質を用いて作成した検量線をもとに
計算されたものである。GPC測定はテトラヒドロフラ
ンを溶出溶媒として使用し、流量1.0ml/分、カラ
ム温度40℃の条件で実施した。本体:TOSOH製H
LC−8020、検出器:波長280nmにセットした
TOSOH製UV−8011、分析用カラム:昭和電工
製SHODEXKF−802 1本、KF−803 1
本、KF−805 1本、をそれぞれ使用した。
Next, a method for measuring an analysis value according to the present invention will be described. First, the weight average molecular weight of the resin will be described. The weight average molecular weight is determined by gel
It is calculated based on a calibration curve prepared by using a polystyrene standard material by measurement chromatography (GPC). The GPC measurement was performed using tetrahydrofuran as an elution solvent under the conditions of a flow rate of 1.0 ml / min and a column temperature of 40 ° C. Body: H made by TOSOH
LC-8020, detector: UV-8011, manufactured by TOSOH, set at a wavelength of 280 nm, analytical column: one SHOdex KF-802, KF-8031, manufactured by Showa Denko
And one KF-805.

【0018】光学密度(OD)は、UV分光光度計(日
立製作所製U−2000)を使用し、特定波長(248
nm)における吸光度の測定値から計算した。評価用サ
ンプルは、石英ガラス上に溶剤に溶解した樹脂液をスピ
ンコ−タ−により塗布し、90℃、100秒処理して約
0.5μmの厚みになるよう石英ガラス上に樹脂フイル
ムを形成して調整した。
The optical density (OD) was measured using a UV spectrophotometer (U-2000, manufactured by Hitachi, Ltd.) and a specific wavelength (248).
(nm) from the measured absorbance. The sample for evaluation was prepared by applying a resin solution dissolved in a solvent on a quartz glass by a spin coater and treating at 90 ° C. for 100 seconds to form a resin film on the quartz glass to a thickness of about 0.5 μm. Adjusted.

【0019】酸により分解可能な基の置換率について
は、熱重量分析装置(セイコ−電子製TG−DTA63
00)を使用し、得られた結果から、各置換基に対応す
る重量減少より置換率を計算した。TG−DTA測定
は、昇温速度10℃/分で行った。
The substitution rate of the group decomposable by an acid is determined by a thermogravimetric analyzer (TG-DTA63 manufactured by Seiko-Denshi).
00), the substitution rate was calculated from the weight loss corresponding to each substituent from the obtained results. The TG-DTA measurement was performed at a heating rate of 10 ° C./min.

【0020】[0020]

【実施例】以下本発明を実施例により詳細に説明する。
ここに記載されている「部」及び「%」はすべて「重量
部」及び「重量%」を示し、本発明はこれら実施例によ
り何ら制約されるものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to embodiments.
All “parts” and “%” described herein indicate “parts by weight” and “% by weight”, and the present invention is not limited by these examples.

【0021】《実施例1》攪拌機、温度計、熱交換機の
ついた5Lの四つ口フラスコにメタクレゾ−ル1800
部、37%ホルマリン1216部(アルデヒド類/フェ
ノ−ル類(F/P)=0.90)、蓚酸9gを仕込み、
98−102℃で4時間反応を行った後、エチルセロソ
ルブ650部を添加して内温170℃まで常圧下で脱水
し、さらに80torrで200℃まで減圧下で脱水・
脱モノマ−を行い、フェノ−ル樹脂1850gを得た。
得られた樹脂の重量平均分子量は8500、遊離モノマ
−は1.5%であった。
Example 1 Metacresol 1800 was placed in a 5 L four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and heat exchanger.
Parts, 3716% formalin 1216 parts (aldehydes / phenols (F / P) = 0.90) and 9 g of oxalic acid
After conducting the reaction at 98-102 ° C for 4 hours, 650 parts of ethyl cellosolve was added, and the mixture was dehydrated under normal pressure to an internal temperature of 170 ° C, and further dehydrated under reduced pressure to 200 ° C at 80 torr.
The monomer was removed to obtain 1850 g of a phenol resin.
The weight average molecular weight of the obtained resin was 8,500, and the free monomer was 1.5%.

【0022】《実施例2》攪拌機、温度計、熱交換機の
ついた5Lの四つ口フラスコにメタクレゾ−ル1800
部、37%ホルマリン1284部(アルデヒド類/フェ
ノ−ル類(F/P)=0.95)、蓚酸9gを仕込み、
98−102℃で4時間反応を行った後、エチルセロソ
ルブ650部を添加して内温170℃まで常圧下で脱水
し、さらに80torrで200℃まで減圧下で脱水・
脱モノマ−を行い、フェノ−ル樹脂1900gを得た。
得られた樹脂の重量平均分子量は38000、遊離モノ
マ−は1.2%であった。
Example 2 Metacresol 1800 was placed in a 5 L four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and heat exchanger.
Parts, 1284 parts of 37% formalin (aldehydes / phenols (F / P) = 0.95) and 9 g of oxalic acid,
After conducting the reaction at 98-102 ° C for 4 hours, 650 parts of ethyl cellosolve was added, and the mixture was dehydrated under normal pressure to an internal temperature of 170 ° C, and further dehydrated under reduced pressure to 200 ° C at 80 torr.
The monomer was removed to obtain 1900 g of a phenol resin.
The weight average molecular weight of the obtained resin was 38,000, and the free monomer was 1.2%.

【0023】《実施例3》攪拌機、温度計、熱交換機の
ついた5Lの四つ口フラスコにメタクレゾ−ル1800
部、37%ホルマリン1081部(アルデヒド類/フェ
ノ−ル類(F/P)=0.80)、蓚酸9gを仕込み、
98−102℃で4時間反応を行った後、エチルセロソ
ルブ650部を添加して内温170℃まで常圧下で脱水
し、さらに80torrで200℃まで減圧下で脱水・
脱モノマ−を行い、フェノ−ル樹脂1800gを得た。
得られた樹脂の重量平均分子量は3500、遊離モノマ
−は1.7%であった。
Example 3 Metacresol 1800 was placed in a 5 L four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and heat exchanger.
Parts, 371% formalin (1081 parts) (aldehydes / phenols (F / P) = 0.80) and 9 g of oxalic acid
After conducting the reaction at 98-102 ° C for 4 hours, 650 parts of ethyl cellosolve was added, and the mixture was dehydrated under normal pressure to an internal temperature of 170 ° C, and further dehydrated under reduced pressure to 200 ° C at 80 torr.
The monomer was removed to obtain 1800 g of a phenol resin.
The weight average molecular weight of the obtained resin was 3,500, and the free monomer was 1.7%.

【0024】《実施例4》攪拌機、温度計、熱交換機の
ついた5Lの四つ口フラスコにメタクレゾ−ル1800
部、37%ホルマリン1243部(アルデヒド類/フェ
ノ−ル類(F/P)=0.92)、蓚酸9gを仕込み、
98−102℃で4時間反応を行った後、エチルセロソ
ルブ650部を添加して内温170℃まで常圧下で脱水
し、さらに80torrで200℃まで減圧下で脱水・
脱モノマ−を行い、フェノ−ル樹脂1850gを得た。
得られた樹脂の重量平均分子量は13500、遊離モノ
マ−は1.6%であった。
Example 4 Metacresol 1800 was placed in a 5 L four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and heat exchanger.
Parts, 1243 parts of 37% formalin (aldehydes / phenols (F / P) = 0.92) and 9 g of oxalic acid,
After conducting the reaction at 98-102 ° C for 4 hours, 650 parts of ethyl cellosolve was added, and the mixture was dehydrated under normal pressure to an internal temperature of 170 ° C, and further dehydrated under reduced pressure to 200 ° C at 80 torr.
The monomer was removed to obtain 1850 g of a phenol resin.
The weight average molecular weight of the obtained resin was 13,500, and the free monomer was 1.6%.

【0025】《実施例5》攪拌機、温度計、熱交換機の
ついた5Lの四つ口フラスコにメタクレゾ−ル1600
部、3,5−キシレノ−ル200部、37%ホルマリン
1201部(アルデヒド類/フェノ−ル類(F/P)=
0.90)、蓚酸9gを仕込み、98−102℃で4時
間反応を行った後、エチルセロソルブ650部を添加し
て内温170℃まで常圧下で脱水し、さらに80tor
rで200℃まで減圧下で脱水・脱モノマ−を行い、フ
ェノ−ル樹脂1850gを得た。得られた樹脂の重量平
均分子量は9000、遊離モノマ−は1.4%であっ
た。
Example 5 Metacresol 1600 was placed in a 5 L four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and heat exchanger.
Parts, 3,5-xylenol 200 parts, 37% formalin 1201 parts (aldehydes / phenols (F / P) =
0.90) and 9 g of oxalic acid, and reacted at 98-102 ° C. for 4 hours. Then, 650 parts of ethyl cellosolve was added, and the mixture was dehydrated under normal pressure to an internal temperature of 170 ° C., and further 80 torr.
Dehydration and demonomerization were performed at 200 ° C. under reduced pressure to 200 ° C. to obtain 1850 g of a phenol resin. The weight average molecular weight of the obtained resin was 9,000, and the free monomer was 1.4%.

【0026】《実施例6》攪拌機、温度計、熱交換機の
ついた5Lの四つ口フラスコにメタクレゾ−ル1600
部、2,3,5−トリメチルフェノ−ル200g37%
ホルマリン1188部(アルデヒド類/フェノ−ル類
(F/P)=0.90)、蓚酸9gを仕込み、98−1
02℃で4時間反応を行った後、エチルセロソルブ65
0部を添加して内温170℃まで常圧下で脱水し、さら
に80torrで200℃まで減圧下で脱水・脱モノマ
−を行い、フェノ−ル樹脂1850gを得た。得られた
樹脂の重量平均分子量は9000、遊離モノマ−は1.
9%であった。
Example 6 Metacresol 1600 was placed in a 5 L four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and heat exchanger.
Part, 2,3,5-trimethylphenol 200 g 37%
1188 parts of formalin (aldehydes / phenols (F / P) = 0.90) and 9 g of oxalic acid were charged, and 98-1
After reacting at 02 ° C. for 4 hours, ethyl cellosolve 65 was added.
After adding 0 parts, dehydration was performed under normal pressure to an internal temperature of 170 ° C., and dehydration and demonomerization were performed under reduced pressure at 200 torr at 80 torr to obtain 1850 g of a phenol resin. The weight average molecular weight of the obtained resin is 9000, and the free monomer is 1.
9%.

【0027】《実施例7》攪拌機、温度計、熱交換機の
ついた5Lの四つ口フラスコにメタクレゾ−ル1000
部、オルソクレゾ-ル800g37%ホルマリン121
6部(アルデヒド類/フェノ−ル類(F/P)=0.9
0)、蓚酸9gを仕込み、98−102℃で4時間反応
を行った後、エチルセロソルブ650部を添加して内温
170℃まで常圧下で脱水し、さらに80torrで2
00℃まで減圧下で脱水・脱モノマ−を行い、フェノ−
ル樹脂1850gを得た。得られた樹脂の重量平均分子
量は8800、遊離モノマ−は1.6%であった。
Example 7 Metacresol 1000 was placed in a 5 L four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and heat exchanger.
Part, Orthocresol 800g 37% Formalin 121
6 parts (aldehydes / phenols (F / P) = 0.9
0), 9 g of oxalic acid was charged, and the reaction was carried out at 98-102 ° C. for 4 hours.
Dehydrate and remove the monomer under reduced pressure to 00 ° C,
Thus, 1850 g of resin was obtained. The weight average molecular weight of the obtained resin was 8,800, and the free monomer was 1.6%.

【0028】《実施例8》攪拌機、温度計、熱交換機の
ついた5Lの四つ口フラスコにメタクレゾ−ル600
部、3,5−キシレノ−ル1200g37%ホルマリン
1123部(アルデヒド類/フェノ−ル類(F/P)=
0.90)、蓚酸9gを仕込み、98−102℃で4時
間反応を行った後、エチルセロソルブ650部を添加し
て内温170℃まで常圧下で脱水し、さらに80tor
rで200℃まで減圧下で脱水・脱モノマ−を行い、フ
ェノ−ル樹脂1850gを得た。得られた樹脂の重量平
均分子量は8200、遊離モノマ−は1.9%であっ
た。
Example 8 Metacresol 600 was placed in a 5 L four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and heat exchanger.
Parts, 3,5-xylenol 1200 g 37% formalin 1123 parts (aldehydes / phenols (F / P) =
0.90) and 9 g of oxalic acid, and reacted at 98-102 ° C. for 4 hours. Then, 650 parts of ethyl cellosolve was added, and the mixture was dehydrated under normal pressure to an internal temperature of 170 ° C., and further 80 torr.
Dehydration and demonomerization were performed at 200 ° C. under reduced pressure to 200 ° C. to obtain 1850 g of a phenol resin. The weight average molecular weight of the obtained resin was 8,200, and the free monomer was 1.9%.

【0029】《実施例9》攪拌機、温度計、熱交換機の
ついた5Lの四つ口フラスコにメタクレゾ−ル900
部、2,3,5−トリメチルフェノ−ル900g37%
ホルマリン1091部(アルデヒド類/フェノ−ル類
(F/P)=0.90)、蓚酸9gを仕込み、98−1
02℃で4時間反応を行った後、エチルセロソルブ65
0部を添加して内温170℃まで常圧下で脱水し、さら
に80torrで200℃まで減圧下で脱水・脱モノマ
−を行い、フェノ−ル樹脂1900gを得た。得られた
樹脂の重量平均分子量は8600、遊離モノマ−は1.
3%であった。
Example 9 Metacresol 900 was placed in a 5 L four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and heat exchanger.
Part, 2,3,5-trimethylphenol 900 g 37%
1091 parts of formalin (aldehydes / phenols (F / P) = 0.90) and 9 g of oxalic acid were charged, and 98-1
After reacting at 02 ° C. for 4 hours, ethyl cellosolve 65 was added.
After adding 0 parts, dehydration was performed under normal pressure to an internal temperature of 170 ° C., and dehydration and demonomerization was performed at 80 torr under reduced pressure to 200 ° C. to obtain 1900 g of a phenol resin. The weight average molecular weight of the obtained resin was 8,600, and the free monomer was 1.
3%.

【0030】実施例1〜9で得られた樹脂の特性を表1
にまとめた。
Table 1 shows the properties of the resins obtained in Examples 1 to 9.
Summarized in

【表1】 [Table 1]

【0031】次に、上記フェノール樹脂に酸により脱離
可能な基を導入した。 《実施例10〜27》 (1)tert−ブトキシカルボニル基の場合 テトラヒドロフランに溶解した実施例1〜9で得られた
フェノ−ル樹脂に、ジ−tert−ブチル−ジカ−ボネ
−ト、トリエチルアミンを適当量添加し、室温で24時
間反応の後、ジエチルエ−テルを添加した。さらにイオ
ン交換水を添加して3回水洗し、溶剤分を除去・乾燥す
ることにより、目的とする酸により脱離可能な基を有す
るフォトレジスト用樹脂を得た。 (2)エトキシエチル基及びテトラヒドロピラニル基の
場合 テトラヒドロフランに溶解した実施例1〜9で得られた
フェノ−ル樹脂に、エチルビニルエ−テル及び又は3,
4−ジヒドロ−2H−ピランを適当量添加し、触媒量の
パラトルエンスルホン酸を添加して、室温で4時間反応
した。その後、ジエチルエ−テルを添加し、さらにイオ
ン交換水を添加して3回水洗し、溶剤分を除去・乾燥す
ることにより、目的とする酸により脱離可能な基を有す
るフォトレジスト用樹脂を得た。
Next, a group capable of being eliminated by an acid was introduced into the phenol resin. << Examples 10 to 27 >> (1) In the case of tert-butoxycarbonyl group Di-tert-butyl-dica-bonate and triethylamine were added to the phenolic resin obtained in Examples 1 to 9 dissolved in tetrahydrofuran. After adding an appropriate amount and reacting at room temperature for 24 hours, diethyl ether was added. Further, ion-exchanged water was added thereto, and the resultant was washed with water three times, and the solvent was removed and dried to obtain a desired resin for a photoresist having a group removable by an acid. (2) In the case of an ethoxyethyl group and a tetrahydropyranyl group Ethyl vinyl ether and / or 3,3 were added to the phenolic resin obtained in Examples 1 to 9 dissolved in tetrahydrofuran.
An appropriate amount of 4-dihydro-2H-pyran was added, a catalytic amount of paratoluenesulfonic acid was added, and the mixture was reacted at room temperature for 4 hours. Thereafter, diethyl ether is added, ion-exchanged water is further added, and the resultant is washed three times with water, and the solvent is removed and dried to obtain a desired resin for a photoresist having a group removable by an acid. Was.

【0032】実施例10〜27の反応条件及び得られた
フェノ−ル樹脂の特性値については表2にまとめた。
The reaction conditions of Examples 10 to 27 and the characteristic values of the obtained phenolic resin are summarized in Table 2.

【表2】 [Table 2]

【0033】《評価例1〜18》フォトレジストの特性
評価 実施例で得られたフェノ−ル樹脂を15%の樹脂濃度に
なるようにプロピレングリコ−ルモノメチルエ−テルア
セテ−トに溶解し、光により酸を発生する化合物(みど
り化学製 DAM−301及びTPS−105)を適当
量添加してレジスト特性評価用サンプルを調整した。調
整したサンプルをスピンコ−タ−を使用して5インチの
シリコンウエハ上に塗布し、ホットプレ−ト上で90
℃、60秒間プリベ−クした。塗布したサンプルの膜厚
が、約0.5μmになるようにスピンコ−タ−の回転数
を調節した。プリベ−ク後、リソテックジャパン製UV
ES−2000を使用して波長248nmの光の露光量
を何点か変化させて露光を行い、ホットプレ−ト上で1
10℃、90秒間ポストベ−クした。その後、膜厚測定
装置で露光部分の膜厚を測定し、リソテックジャパン製
RDA−790を使用し、2.38%水酸化テトラメチ
ルアンモニウム水溶液を使用して現像を行い、膜厚の減
少量及び減少速度の測定を行った。測定結果をもとに、
LeapSet及びProlith/2のシュミレ−シ
ョンソフトを使用して0.18μm、L&S=1/1の
条件でフォトレジスト特性値のtanθ、感度(露光
量)焦点深度、限界解像度、パタ−ン形状の評価を行っ
た。
<< Evaluation Examples 1 to 18 >> Evaluation of Characteristics of Photoresist The phenol resin obtained in the example was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate so as to have a resin concentration of 15%, and acid was exposed to light. A compound for generating resist characteristics (DAM-301 and TPS-105, manufactured by Midori Kagaku) was added in an appropriate amount to prepare a resist evaluation sample. The prepared sample was applied on a 5-inch silicon wafer using a spin coater, and 90
Prebaked at 60 DEG C. for 60 seconds. The rotation speed of the spin coater was adjusted so that the thickness of the applied sample became about 0.5 μm. After prebaking, UV manufactured by Lithotech Japan
Exposure was performed using ES-2000 while changing the exposure amount of light having a wavelength of 248 nm at several points, and the exposure was performed on a hot plate at 1
Post-baking was performed at 10 ° C. for 90 seconds. Thereafter, the film thickness of the exposed portion was measured by a film thickness measuring device, and development was performed using 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution using RDA-790 manufactured by Lithotech Japan, and the amount of reduction in film thickness was measured. And the rate of decrease. Based on the measurement result,
Evaluation of tanθ of photoresist characteristic value, sensitivity (exposure amount) focal depth, limit resolution, pattern shape under conditions of 0.18 μm and L & S = 1/1 using simulation software of LeapSet and Prolith / 2 Was done.

【0034】評価用サンプルの組成及びレジスト特性の
評価値については、表3にまとめた。
Table 3 shows the compositions of the evaluation samples and the evaluation values of the resist properties.

【表3】 [Table 3]

【0035】これらの結果から明らかなように、実施例
により得られたフォトレジスト用樹脂はフォトレジスト
の原料として適用・使用したときに、優れたフォトレジ
スト特性を発現する。
As is evident from these results, the photoresist resin obtained in the examples exhibits excellent photoresist properties when applied and used as a photoresist material.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明により、高感度、高解像度なフォ
トレジストの製造を可能にする樹脂を提供することでき
た。本発明の樹脂は、フォトレジストの性能の向上を介
して半導体産業のレベルアップに寄与できるものと期待
される。また、非常に簡便かつ安価に製造できることか
ら、コスト低減にも役立つものと思われる。
According to the present invention, a resin capable of producing a photoresist having high sensitivity and high resolution can be provided. The resin of the present invention is expected to contribute to the improvement of the semiconductor industry through improvement of the performance of photoresist. In addition, since it can be manufactured very simply and inexpensively, it seems to be useful for cost reduction.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H025 AA01 AA02 AB16 AC04 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 CB28 CB41 4J033 CA01 CA02 CA09 CA10 CA12 CB18 CB25 CC03 CC04 CC07 CC08 CC09 CC11 CC12 CC14 HA02 HA28 HB10  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H025 AA01 AA02 AB16 AC04 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 CB28 CB41 4J033 CA01 CA02 CA09 CA10 CA12 CB18 CB25 CC03 CC04 CC07 CC08 CC09 CC11 CC12 CC14 HA02 HA28 HB10

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 式(I)で示される酸の作用によりアル
カリ可溶性が促進されるフォトレジスト用樹脂。 【化1】 (式(I)中、Rは、有機系重合体で、Rの繰り返し単
位は同一であっても異なってもよい。Aは、−O−、−
COO−で示される有機基、 Pは、水素又は酸の作用
により脱離可能な有機基である。A及びPは、Rの構造
単位毎に同一であっても異なってもよい。lは、1〜2
0000、mは、1〜3で、Rの構造単位毎に同一であ
っても異なってもよい。nは、1〜3で、mに従う。)
1. A photoresist resin whose alkali solubility is promoted by the action of an acid represented by the formula (I). Embedded image (In the formula (I), R is an organic polymer, and the repeating units of R may be the same or different. A represents -O-,-
An organic group represented by COO—, P is an organic group that can be eliminated by the action of hydrogen or an acid. A and P may be the same or different for each structural unit of R. l is 1-2
0000 and m are 1 to 3 and may be the same or different for each structural unit of R. n is 1-3 and follows m. )
【請求項2】 式(I)中のRが式(II)で表される
有機基である請求項1記載のフォトレジスト用樹脂。 【化2】 (式(II)中、Xは、水素、水酸基、C=1〜8のア
ルキル基、アルケニル基及びアルコキシ基、ハロゲン
で、a=0〜3である。Yは、2価の有機基である。)
2. The photoresist resin according to claim 1, wherein R in the formula (I) is an organic group represented by the formula (II). Embedded image (In the formula (II), X is hydrogen, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkenyl group and an alkoxy group having C = 1 to 8, and halogen, and a = 0 to 3. Y is a divalent organic group. .)
【請求項3】 式(I)の樹脂の光学密度(OD)が
1.0以下である請求項1記載のフォトレジスト用樹
脂。
3. The photoresist resin according to claim 1, wherein the optical density (OD) of the resin of the formula (I) is 1.0 or less.
【請求項4】 式(I)の樹脂がフェノ−ル樹脂から誘
導したものである請求項1記載のフォトレジスト用樹
脂。
4. The photoresist resin according to claim 1, wherein the resin of the formula (I) is derived from a phenol resin.
【請求項5】 式(I)の樹脂のGPC測定により得ら
れる重量平均分子量が1000〜50000である請求
項1記載のフォトレジスト用樹脂。
5. The photoresist resin according to claim 1, wherein the weight average molecular weight of the resin of the formula (I) obtained by GPC measurement is 1,000 to 50,000.
【請求項6】 式(I)を誘導するために使用されるフ
ェノ−ル樹脂が、フェノ−ル類としてメタクレゾ−ルを
必須成分として合成されたものである請求項1記載のフ
ォトレジスト用樹脂。
6. The photoresist resin according to claim 1, wherein the phenol resin used for deriving the formula (I) is synthesized by using methcresol as an essential component as phenols. .
【請求項7】 式(I)を誘導するために使用されるフ
ェノ−ル樹脂が、フェノ−ル類のうち90%以上がメタ
クレゾ−ルで、アルデヒド類としてホルムアルデヒドを
使用して合成したものである請求項1記載のフォトレジ
スト用樹脂。
7. The phenolic resin used to derive the formula (I) is a resin synthesized by using 90% or more of phenols with meta-cresol and using formaldehyde as aldehydes. The resin for a photoresist according to claim 1.
【請求項8】 式(I)を誘導するために使用されるフ
ェノ−ル樹脂が、オルソクレゾ−ル、メタクレゾ−ル、
3,5−キシレノ−ル、2,3,5−トリメチルフェノ
−ルから選ばれる1種以上のフェノ−ル類が10〜10
0%で、アルデヒド類としてホルムアルデヒドを使用し
て合成したものである請求項1記載のフォトレジスト用
樹脂。
8. The phenolic resin used for deriving the formula (I) is ortho-cresol, meth-cresol,
At least one phenol selected from 3,5-xylenol and 2,3,5-trimethylphenol is 10 to 10;
The photoresist resin according to claim 1, wherein the resin is synthesized at 0% using formaldehyde as an aldehyde.
【請求項9】 式(I)を誘導するために使用されるフ
ェノ−ル樹脂のGPCにより得られる重量平均分子量が
1000〜50000、光学密度(OD)が1.0以下
である請求項1記載のフォトレジスト用樹脂。
9. The phenol resin used for deriving the formula (I) has a weight average molecular weight obtained by GPC of 1,000 to 50,000 and an optical density (OD) of 1.0 or less. Photoresist resin.
【請求項10】 式(I)中のPが、水素、テトラヒド
ロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、アセチル基又
は一般式(III)、(IV)のいずれか1種以上から
なる請求項1記載のフォトレジスト用樹脂。 【化3】 【化4】 (式(III)中、Zaは、水素、メチル基、Zbは、
メチル基、エチル基、Zcは、C=1〜8のアルキル
基、アルケニル基である。式(IV)中、Zdは、C=
1〜8のアルキル基、アルケニル基である。)
10. The method according to claim 1, wherein P in the formula (I) is hydrogen, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, an acetyl group or any one or more of the general formulas (III) and (IV). Resin for photoresist. Embedded image Embedded image (In the formula (III), Za is hydrogen, a methyl group, Zb is
A methyl group, an ethyl group, and Zc are an alkyl group and an alkenyl group having C = 1 to 8. In the formula (IV), Zd is C =
1 to 8 alkyl groups and alkenyl groups. )
【請求項11】 式(I)中のPのうち、水素以外の割
合が、10〜100%である請求項1記載のフォトレジ
スト用樹脂。
11. The photoresist resin according to claim 1, wherein the proportion of P in the formula (I) other than hydrogen is 10 to 100%.
【請求項12】 式(I)中の水素以外のPが、ter
t−ブトキシカルボニル基、エトキシエチル基、テトラ
ヒドロピラニル基のいずれか1種以上である請求項1記
載のフォトレジスト用樹脂。
12. P in the formula (I) other than hydrogen is ter
The photoresist resin according to claim 1, wherein the resin is at least one of a t-butoxycarbonyl group, an ethoxyethyl group, and a tetrahydropyranyl group.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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