JP2006096824A - Method for producing phenolic resin for photoresist and resin composition for photoresist - Google Patents

Method for producing phenolic resin for photoresist and resin composition for photoresist Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a resin for photoresist having improved productivity by reducing the contamination of the production line with sublimed material in the photoresist resin and provide a composition for photoresist. <P>SOLUTION: The method for the production of a phenolic resin for photoresist comprises the step A to pass a phenolic resin dissolved in an organic solvent through a column packed with an adsorbent and the step B to perform the reaction and/or concentration of the phenolic resin processed by the step A. The invention further provides a resin composition for photoresist containing the resin for photoresist, a photosensitizing agent and a solvent. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、フォトレジスト用フェノール樹脂の製造方法及びフォトレジスト用樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a method for producing a phenol resin for photoresist and a resin composition for photoresist.

一般にポジ型フォトレジストには、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)が用いられている。このような組成からなるポジ型フォトレジストは、露光後に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などの表示画面機器の製造および印刷原版の製造などに利用されている。また、ノボラック型フェノ−ル樹脂は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。   In general, a positive photoresist uses a photosensitizer having a quinonediazide group such as a naphthoquinonediazide compound and an alkali-soluble resin (for example, a novolac-type phenolic resin). A positive photoresist having such a composition exhibits a high resolving power by developing with an alkaline solution after exposure, and is used for manufacturing semiconductors such as IC and LSI, display screen devices such as LCDs, and printing masters. Yes. In addition, novolak type phenolic resin has high heat resistance due to the structure having many aromatic rings against plasma dry etching, and so far it contains novolak type phenolic resin and naphthoquinone diazide photosensitizer. Many positive-type photoresists have been developed and put to practical use and have achieved great results.

ポジ型フォトレジストには、m−/p−クレゾ−ルとホルムアルデヒドとを酸触媒の存在下で反応させて得られたノボラック型フェノ−ル樹脂が一般に使用されている。そして、フォトレジストの特性を調整または向上させるために、原料フェノール類として用いるm−/p−クレゾ−ルの比率や、フェノ−ル樹脂の分子量、分子量分布などの検討がなされてきた。
しかし、m/p−クレゾールとホルムアルデヒドから一般的方法により得られた樹脂を適用したフォトレジストでは、例えば、LCDの製造工程において、フォトレジスト中のフェノール樹脂の低核体成分(主に2核体成分)が昇華することにより、その昇華物が生産ラインに堆積・汚染し、製品の歩留まり低下を引き起こす原因となっている。このため、フェノール樹脂の2核体成分の低減要求が非常に高くなってきている。
As the positive photoresist, a novolak type phenol resin obtained by reacting m− / p-cresol and formaldehyde in the presence of an acid catalyst is generally used. In order to adjust or improve the characteristics of the photoresist, studies have been made on the ratio of m- / p-cresol used as raw material phenols, the molecular weight of the phenol resin, the molecular weight distribution, and the like.
However, in a photoresist to which a resin obtained by a general method from m / p-cresol and formaldehyde is applied, for example, in the LCD manufacturing process, a low-nuclear component (mainly binuclear) of a phenol resin in the photoresist. Sublimation of the component) causes the sublimate to accumulate and contaminate the production line, causing a reduction in product yield. For this reason, the reduction | decrease request | requirement of the binuclear component of a phenol resin has become very high.

このような2核体成分の少ないフェノール樹脂は、溶剤分画などの手法(例えば、特許文献1参照)、水蒸気蒸留による2核体成分の除去(例えば、特許文献2参照)などで合成されている例がある。溶剤分画手法は良溶媒と貧溶媒の溶解度差を利用する手法であるが、フェノール樹脂の低核体同士には明確な溶解度差が存在しないため、2核体成分を選択的に除去することが困難である。このため余分な樹脂分を除去することになり、バッチ収得が低下し、安価に製造できないという欠点があった。また2核体の除去効率が低い為に、繰り返しの操作が必要となり、除去成分の溶液が大量に発生して環境への負荷が高い製造方法であった。
一方、水蒸気蒸留法は真空条件下、樹脂中に高圧蒸気を吹き込み、共沸作用により強制的に2核体を除去する手法であるが、フェノール樹脂の低核体同士には明確な沸点差があるために2核体除去の選択性は高い。しかし、高温の樹脂中に蒸気を吹き込むことにより発生する突沸・爆発現象などに耐えうる頑丈な設備が必要であるだけでなく、樹脂を長時間高温に保ち、高圧蒸気を発生させるために大量の熱エネルギーを必要とすること、2核体が溶存した凝集水が産業廃棄物として大量に発生してしまうことなど、安価に製造できないばかりではなく、工業的規模での実施における技術的,環境影響的な障壁が高い製造技術であった。
Such a phenol resin having a small amount of a binuclear component is synthesized by a method such as solvent fractionation (for example, see Patent Document 1), removal of the dinuclear component by steam distillation (for example, see Patent Document 2), or the like. There are examples. Solvent fractionation is a technique that utilizes the difference in solubility between good and poor solvents, but there is no clear solubility difference between phenolic low nuclei, so the binuclear component must be selectively removed. Is difficult. For this reason, excess resin was removed, resulting in a disadvantage that the batch yield was reduced and the production was not possible at a low cost. In addition, since the removal efficiency of the dinuclear body is low, repeated operations are required, and a large amount of a solution of the removal component is generated, resulting in a high environmental load.
On the other hand, the steam distillation method is a technique in which high pressure steam is blown into the resin under vacuum conditions to forcibly remove the dinuclear body by azeotropic action, but there is a clear boiling point difference between the low nuclei of the phenol resin. Therefore, the selectivity for dinuclear removal is high. However, not only is it necessary to have robust equipment that can withstand bumping and explosion phenomena that occur when steam is blown into high-temperature resin, but a large amount of high-pressure steam is generated to keep the resin at a high temperature for a long time. Not only is it necessary to produce thermal energy, but a large amount of coagulated water in which two nuclei are dissolved is generated as industrial waste. Not only can it be produced at low cost, but also the technical and environmental impacts of implementation on an industrial scale. Manufacturing technology with high barriers.

特表2001−506294号公報JP-T-2001-506294 特開平11−246643号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-246643

本発明の目的は、フォトレジスト樹脂中の昇華物による生産ラインの汚染を低減し、それにより生産性を向上することができるフォトレジスト用樹脂の製造方法及びフォトレジスト用組成物を提供するものである。   An object of the present invention is to provide a method for producing a photoresist resin and a photoresist composition, which can reduce the contamination of the production line due to sublimates in the photoresist resin and thereby improve the productivity. is there.

このような目的は、下記の本発明(1)〜(6)により達成される。
(1)下記のA工程およびB工程によって製造されることを特長とするフォトレジスト用フェノール樹脂の製造方法。
A工程:有機溶媒に溶解させたフェノール樹脂を吸着剤の充填したカラムに通す工程、及び
B工程:A工程後のフェノール樹脂を反応及び/又は濃縮する工程。
(2)前記A工程及びB工程により合成されるフェノール樹脂が以下の特性を満たすものである(1)に記載のフォトレジスト用フェノール樹脂の製造方法。
1.2核体成分含有量が、樹脂全体の5%以下である。
2.GPCにより測定される重量平均分子量が1000〜20000である。
(3)前記A工程で使用されるフェノール樹脂がm−クレゾール、p−クレゾール、ホルムアルデヒドから合成されるものであり、以下の特性を満たすものである(1)又は(2)に記載のフォトレジスト用フェノール樹脂の製造方法。
1.m−クレゾールとp−クレゾールの仕込み重量比率がm−クレゾール/p−クレゾール=9/1〜2/8である。
2.GPCにより測定される重量平均分子量が500〜15000である。
(4)前記A工程で使用される吸着剤がイオン交換樹脂または合成吸着剤である(1)ないし(3)のいずれかに記載のフォトレジスト用フェノール樹脂の製造方法。
(5)前記A工程で使用される吸着剤の含有量がフェノール樹脂100重量部に対して10〜500重量部である(1)ないし(4)のいずれかに記載のフォトレジスト用フェノール樹脂の製造方法。
(6)(1)ないし(5)のいずれかに記載のフォトレジスト用樹脂、感光剤、および溶剤を含むことを特徴とするフォトレジスト用樹脂組成物。
Such an object is achieved by the following present inventions (1) to (6).
(1) A method for producing a phenol resin for a photoresist, which is produced by the following steps A and B.
Step A: Step of passing a phenol resin dissolved in an organic solvent through a column filled with an adsorbent; Step B: Step of reacting and / or concentrating the phenol resin after Step A.
(2) The method for producing a phenol resin for a photoresist according to (1), wherein the phenol resin synthesized by the step A and the step B satisfies the following characteristics.
1.2 Nucleotide component content is 5% or less of the whole resin.
2. The weight average molecular weight measured by GPC is 1000-20000.
(3) The photoresist according to (1) or (2), wherein the phenol resin used in the step A is synthesized from m-cresol, p-cresol, and formaldehyde and satisfies the following characteristics: Of manufacturing phenolic resin.
1. The charging weight ratio of m-cresol and p-cresol is m-cresol / p-cresol = 9/1 to 2/8.
2. The weight average molecular weight measured by GPC is 500-15000.
(4) The method for producing a phenol resin for a photoresist according to any one of (1) to (3), wherein the adsorbent used in the step A is an ion exchange resin or a synthetic adsorbent.
(5) The content of the adsorbent used in the step A is 10 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the phenol resin. (1) The phenol resin for photoresists according to any one of (4) Production method.
(6) A photoresist resin composition comprising the photoresist resin according to any one of (1) to (5), a photosensitive agent, and a solvent.

本発明のフォトレジスト用フェノール樹脂の製造方法は、
A工程:有機溶媒に溶解させたフェノール樹脂を吸着剤の充填したカラムに通す工程、及び
B工程:A工程後のフェノール樹脂を反応及び/又は濃縮する工程
を経ることにより、従来の方法よりも簡便に2核体成分の少ないフォトレジスト用フェノール樹脂を製造することができる。本発明の方法により製造されたフェノール樹脂を用いたフォトレジスト用樹脂組成物を使用することで、LCD製造工程等において、生産ラインの汚染が低減され、歩留まりの向上が期待される。
The method for producing a phenol resin for a photoresist of the present invention is as follows.
Step A: A step of passing a phenol resin dissolved in an organic solvent through a column filled with an adsorbent, and Step B: a step of reacting and / or concentrating the phenol resin after Step A, than the conventional method. A phenol resin for a photoresist with few dinuclear components can be easily produced. By using the photoresist resin composition using the phenol resin produced by the method of the present invention, the contamination of the production line is reduced and the yield is expected to be improved in the LCD production process and the like.

以下、本発明のフォトレジスト用フェノール樹脂(以下、「フォトレジスト用樹脂」ということがある)の製造方法及びフォトレジスト用樹脂組成物(以下、単に「組成物」ということがある)について説明する。
本発明のフォトレジスト用樹脂の製造方法は、
A工程:有機溶媒に溶解させたフェノール樹脂を吸着剤の充填したカラムに通す工程、及び
B工程:A工程後のフェノール樹脂を反応及び/又は濃縮する工程
を有することを特徴とするものであり、かかる工程を経ることにより、2核体成分等の低核体を吸着剤に吸着させて2核体成分の低減を図ったものである。
また、本発明の組成物は、上記方法により得られたフォトレジスト用樹脂、感光剤、および溶剤を含むことを特徴とするものである。
Hereinafter, a method for producing a phenol resin for photoresist of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “photoresist resin”) and a resin composition for photoresist (hereinafter sometimes simply referred to as “composition”) will be described. .
The method for producing a photoresist resin of the present invention is as follows.
Step A: a step of passing a phenol resin dissolved in an organic solvent through a column filled with an adsorbent; and Step B: a step of reacting and / or concentrating the phenol resin after Step A. By passing through such a process, a low nuclei such as a binuclear component is adsorbed on an adsorbent to reduce the binuclear component.
In addition, the composition of the present invention is characterized by containing a photoresist resin obtained by the above method, a photosensitive agent, and a solvent.

まず、本発明のフォトレジスト用樹脂の製造方法について説明する。
本発明のフォトレジスト用樹脂の製造方法は、
A工程:有機溶媒に溶解させたフェノール樹脂を吸着剤の充填したカラムに通す、
B工程:A工程後のフェノール樹脂を反応及び/又は濃縮する、
という工程を経るものである。
First, the manufacturing method of the resin for photoresists of this invention is demonstrated.
The method for producing a photoresist resin of the present invention is as follows.
Step A: passing a phenol resin dissolved in an organic solvent through a column filled with an adsorbent,
Step B: react and / or concentrate the phenol resin after Step A,
It goes through the process.

A工程で用いられるフェノール樹脂(以下、「ベース樹脂」ということがある)について説明する。
ベース樹脂は、特に限定されないが、フェノール類1モルに対してアルデヒド類を0.5〜1.0モルの割合で、酸性触媒下で縮合反応させることにより得られるものであることが好ましい。ここで使用されるフェノール類としては、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール等のクレゾール類、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5−キシレノール等のキシレノール類、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノール等のエチルフェノール類、イソプロピルフェノール、ブチルフェノール、p−tert−ブチルフェノール等のアルキルフェノール類のほか、レゾルシン、カテコール、ハイドロキノン、ピロガロール、フロログルシン等の多価フェノール類、アルキルレゾルシン、アルキルカテコール、アルキルハイドロキノンなどのアルキル多価フェノール類(いずれのアルキル基も、炭素数1〜4のものが使用される)が挙げられ、これらを単独または2種類以上組み合わせて使用することができる。
The phenol resin (hereinafter sometimes referred to as “base resin”) used in step A will be described.
Although base resin is not specifically limited, It is preferable that it is a thing obtained by carrying out the condensation reaction in the ratio of 0.5-1.0 mol of aldehydes with respect to 1 mol of phenols under an acidic catalyst. Examples of the phenols used here include cresols such as phenol, o-cresol, m-cresol, and p-cresol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2, 6-xylenol, 3,4-xylenol, xylenols such as 3,5-xylenol, ethylphenols such as o-ethylphenol, m-ethylphenol, p-ethylphenol, isopropylphenol, butylphenol, p-tert-butylphenol Alkylphenols such as resorcinol, catechol, hydroquinone, pyrogallol, phloroglucin and other polyhydric phenols, alkylresorcinol, alkylcatechol and alkylhydroquinone and other polyhydric phenols (any alkyl group) , Are used those having 1 to 4 carbon atoms) can be mentioned, it can be used in combination singly or two or more kinds.

上記フェノール類の中でも、特に好ましくは、m−クレゾール及びp−クレゾールの併用であり、これらのフェノール類を用い、かつ、両者の配合比率を調節することで、フォトレジストとしての感度、耐熱性などの諸特性を調整することができる。
上記フェノール類としてm−クレゾール及びp−クレゾールを用いる場合、その比率は特に限定されないが、m−クレゾール/p−クレゾール(重量比)=9/1〜2/8とすることが好ましい。これにより、耐熱性と感度がともに優れたフォトレジスト用樹脂を得ることができる。m−クレゾールの比率が上記下限値未満になると感度が低下する可能性があり、上記上限値を超えると耐熱性が低下する可能性がある。
また、上記アルデヒド類としてはホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドを用いることが特性上好ましい。
Among the above phenols, particularly preferred is the combined use of m-cresol and p-cresol. By using these phenols and adjusting the blending ratio of both, sensitivity as a photoresist, heat resistance, etc. Various characteristics can be adjusted.
When m-cresol and p-cresol are used as the phenols, the ratio is not particularly limited, but is preferably m-cresol / p-cresol (weight ratio) = 9/1 to 2/8. Thereby, a photoresist resin having both excellent heat resistance and sensitivity can be obtained. When the ratio of m-cresol is less than the above lower limit value, the sensitivity may be lowered, and when it exceeds the above upper limit value, the heat resistance may be lowered.
In addition, it is preferable in terms of characteristics to use formaldehyde and paraformaldehyde as the aldehydes.

上記反応における酸性触媒としては、特に限定されないが、例えば、塩酸、硫酸、リン酸、亜リン酸等の無機酸類、蓚酸、ジエチル硫酸、パラトルエンスルホン酸、有機ホスホン酸等の有機酸類、酢酸亜鉛等の金属塩類等が挙げられる。これらを単独または2種類以上組み合わせて使用することができる。 The acidic catalyst in the above reaction is not particularly limited. For example, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid and phosphorous acid, organic acids such as oxalic acid, diethyl sulfuric acid, paratoluenesulfonic acid and organic phosphonic acid, zinc acetate And metal salts such as These can be used alone or in combination of two or more.

ベース樹脂の分子量は、ゲルパ−ミエ−ションクロマトグラフィ−(GPC)測定によるポリスチレン換算による重量平均分子量において、500〜15000が好ましい。上記下限値よりも小さいと耐熱性が低くなることがあり、上記上限値よりも大きいと感度が不足する場合がある。 The molecular weight of the base resin is preferably from 500 to 15000 in terms of weight average molecular weight in terms of polystyrene as measured by gel permeation chromatography (GPC). If it is smaller than the lower limit, the heat resistance may be lowered, and if it is larger than the upper limit, the sensitivity may be insufficient.

ベース樹脂を溶解させておく有機溶媒としては、用いられるフェノール樹脂を溶解させうるものであればいずれも使用可能である。例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテル類、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のエチレングリコールアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等のプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルアミルケトンなどのケトン類、ジオキサンのような環式エーテル類及び、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、オキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、蟻酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のエステル類、N,N’−ジメチルホルムアミドなどのアミド類を挙げることができる。これらは一種単独で用いてもよいし、また2種以上混合して用いてもよい。使用量は特に限定されないが、粘度による取扱いが困難になるのを避けるために、フェノール樹脂濃度を10〜60重量%とすることが好ましい。 As the organic solvent in which the base resin is dissolved, any organic solvent that can dissolve the phenol resin to be used can be used. For example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol alkyl ethers such as ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol dialkyl such as diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, and diethylene glycol dibutyl ether Propylene such as ethers, ethylene glycol alkyl ether acetates such as methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate Glycol ether ethers, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl amyl ketone, cyclic ethers such as dioxane, methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, 2-hydroxy-2 -Ethyl methyl propionate, ethyl ethoxy acetate, ethyl oxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethyl formate, ethyl acetate, butyl acetate, aceto Examples thereof include esters such as methyl acetate and ethyl acetoacetate, and amides such as N, N′-dimethylformamide. These may be used individually by 1 type, and may be used in mixture of 2 or more types. The amount used is not particularly limited, but the phenol resin concentration is preferably 10 to 60% by weight in order to avoid difficulty in handling due to viscosity.

またA工程で用いられる吸着剤としては、特に限定されないが、例えば、イオン交換樹脂などの有機固体酸触媒、ポリスチレン系やポリアクリレート系などの合成吸着剤、酸性白土、活性白土、ベントナイト、モンモリオナイトなどの粘度鉱物や、アルミナ、シリカマグネシアなどの無機固体酸触媒が使用可能である。この中でも、樹脂溶液への金属コンタミの防止を考慮した場合、金属を含有しないイオン交換樹脂もしくは合成吸着剤が好適である。さらに、これらは粒子内部に細孔を有するので、吸着効果、特に2核体の吸着効果が大きいものである。中でも、イオン交換樹脂においては、強塩基性型イオン交換樹脂が最適であり、市販品の例を挙げると、オルガノ社製アンバーライトIRA900J、IRA958、三菱化学工業社製ダイヤイオンSA20Aなどが使用可能である。また、合成吸着剤においては、三菱化学社製ダイヤイオンHP2MG、セパビーズSP200などが最適である。
イオン交換樹脂または合成吸着剤を用いる場合、その添加量はフェノール樹脂100重量部に対して、10〜500重量部であることが好ましい。上記下限値未満であると2核体の低減効果が十分に得られないことがあり、上記上限値を越えると分離能は上がるが工程時間が長くなることがある。
The adsorbent used in step A is not particularly limited. For example, organic solid acid catalysts such as ion exchange resins, synthetic adsorbents such as polystyrene and polyacrylate, acidic clay, activated clay, bentonite, and montmorillo Viscous minerals such as knight and inorganic solid acid catalysts such as alumina and silica magnesia can be used. Among these, in consideration of prevention of metal contamination in the resin solution, an ion exchange resin or a synthetic adsorbent containing no metal is preferable. Furthermore, since these have pores inside the particles, they have a large adsorption effect, particularly a binuclear adsorption effect. Of these, strong basic ion exchange resins are the most suitable for ion exchange resins, and examples of commercially available products include Amberlite IRA900J and IRA958 made by Organo, and Diaion SA20A made by Mitsubishi Chemical Industries. is there. As the synthetic adsorbent, Diaion HP2MG manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, Sepabead SP200, and the like are optimal.
In the case of using an ion exchange resin or a synthetic adsorbent, the amount added is preferably 10 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the phenol resin. If the amount is less than the lower limit, the dinuclear reduction effect may not be sufficiently obtained, and if the upper limit is exceeded, the resolution increases but the process time may be longer.

A工程におけるカラムに通す時の温度は特に制限はなく、吸着剤種、展開溶媒などの条件に応じて適宜選択することができるが、一般的には20℃以上が適当であり、好ましくは60℃以上である。また、120℃以下が適当である。この温度範囲において、効率よく吸着処理をすることができる。 温度が60℃より低いと樹脂溶液の粘度が増大し、工程が長時間になる可能性がある。120℃より高い場合、樹脂が経時変化することがある。
A工程の分取形態としては、吸着剤をあらかじめカラムなどに充填しておき、そこに展開溶媒で溶解したベース樹脂溶液を通液するカラム方式などがあげられる。
The temperature at the time of passing through the column in the step A is not particularly limited and can be appropriately selected according to the conditions such as the adsorbent species and the developing solvent, but generally 20 ° C. or higher is suitable, preferably 60 It is above ℃. Moreover, 120 degrees C or less is suitable. In this temperature range, the adsorption process can be performed efficiently. When temperature is lower than 60 degreeC, the viscosity of a resin solution will increase and a process may become long time. When the temperature is higher than 120 ° C., the resin may change with time.
As a fractionation form of the step A, a column system in which an adsorbent is previously packed in a column or the like and a base resin solution dissolved in a developing solvent is passed therethrough can be mentioned.

B工程では、A工程後のフェノール樹脂溶液を反応及び/又は濃縮する。ここでいう反応とは、目標とする分子量へ導くことを指し、高温ホールド、アルデヒド類の添加による高分子量化反応などの方法を用いることができる。また濃縮とは未反応アルデヒド類,溶媒,水分などのフェノール樹脂以外の成分を除去することを指し、単蒸留、減圧蒸留、加熱乾燥、真空乾燥などの方法を用いることができる。   In step B, the phenol resin solution after step A is reacted and / or concentrated. The reaction here refers to guiding to a target molecular weight, and a method such as a high temperature hold or a high molecular weight reaction by addition of aldehydes can be used. Concentration refers to removal of components other than phenolic resins such as unreacted aldehydes, solvents, and moisture, and methods such as simple distillation, vacuum distillation, heat drying, and vacuum drying can be used.

本発明において、B工程後に得られるフェノール樹脂としては、GPCにより測定される重量平均分子量が1000〜20000であることが好ましい。更に好ましくは1500〜15000である。 かかる重量平均分子量の樹脂を用いることにより、耐熱性および感度の優れたフォトレジストを得ることができる。重量平均分子量が上記下限値よりも小さいと耐熱性が低下する場合があり、上記上限値よりも大きいと感度が不足することがある In this invention, it is preferable that the weight average molecular weights measured by GPC are 1000-20000 as a phenol resin obtained after B process. More preferably, it is 1500-15000. By using a resin having such a weight average molecular weight, a photoresist having excellent heat resistance and sensitivity can be obtained. If the weight average molecular weight is smaller than the above lower limit, the heat resistance may decrease, and if it is larger than the above upper limit, the sensitivity may be insufficient.

本発明により得られるフォトレジスト用樹脂の2核体成分の含有量は、5重量%以下が好ましく、特に4重量%以下が好ましい。これにより、昇華物が低減し、これにより生産性を向上するという効果がある。2核体成分の含有量が上記上限値を超えると、昇華物が低減するという効果が小さくなる場合がある。   The content of the binuclear component of the photoresist resin obtained by the present invention is preferably 5% by weight or less, particularly preferably 4% by weight or less. As a result, sublimates are reduced, thereby improving the productivity. If the content of the binuclear component exceeds the above upper limit, the effect of reducing the sublimate may be reduced.

上記重量平均分子量および2核体成分の含有量は、例えば以下の方法で評価することができる。
重量平均分子量および2核体成分の含有量は、ゲルパ−ミエ−ションクロマトグラフィ−(GPC)により測定される。重量平均分子量は、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した。2核体成分の含有量は、分子量分布曲線から、樹脂全体に対する2核体成分の面積比率(%)により算出した。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。
装置は、以下のものを使用した。
・本体:TOSOH社製HLC−8020
・検出器:波長280nmにセットしたTOSOH社製UV−8011
・分析用カラム:昭和電工社製SHODEX KF−802 1本、KF−803 1本、KF−805 1本
The weight average molecular weight and the content of the binuclear component can be evaluated by, for example, the following methods.
The weight average molecular weight and the content of the binuclear component are measured by gel permeation chromatography (GPC). The weight average molecular weight was calculated based on a calibration curve prepared using a polystyrene standard. The content of the binuclear component was calculated from the molecular weight distribution curve by the area ratio (%) of the binuclear component to the entire resin. GPC measurement was performed using tetrahydrofuran as an elution solvent under conditions of a flow rate of 1.0 ml / min and a column temperature of 40 ° C.
The following equipment was used.
-Body: HOS-8020 manufactured by TOSOH
-Detector: UV-8011 manufactured by TOSOH Corporation set at a wavelength of 280 nm
・ Analytical column: 1 SHODEX KF-802, 1 KF-803, 1 KF-805 manufactured by Showa Denko KK

本発明により得られるフォトレジスト用樹脂において、使用時に昇華物となる2核体成分の含有量を低減できる理由としては、以下のように考えられる。
ポジ型フォトレジストには、m−/p−クレゾ−ルとホルムアルデヒドとを酸触媒の存在下で反応させて得られたノボラック型フェノ−ル樹脂が一般に使用されているが、フェノール樹脂を一般的方法により製造した場合には、m−クレゾールの反応性がp−クレゾールよりも非常に高いため、p−クレゾールの高分子量化が十分に進行せず、p−クレゾールを主体とした低核体、特に2核体成分の含有量の多い分子量分布を生じる。従来の方法では、この状態から溶剤分画法を用いると、2核体成分を除去するために他の低分子量成分も同時に除去してしまい歩留まりの面から好適ではなかった。本発明の製造方法では、選択性良く2核体成分を除去することが可能となる。
In the photoresist resin obtained according to the present invention, the reason why the content of the dinuclear component that becomes a sublimate during use can be reduced is considered as follows.
For the positive photoresist, a novolac type phenol resin obtained by reacting m- / p-cresol and formaldehyde in the presence of an acid catalyst is generally used, but a phenol resin is generally used. When produced by the method, the reactivity of m-cresol is much higher than that of p-cresol, so that the high molecular weight of p-cresol does not proceed sufficiently, and a low-nuclear body mainly composed of p-cresol, In particular, a molecular weight distribution with a high content of dinuclear components is produced. In the conventional method, if the solvent fractionation method is used from this state, other low molecular weight components are also removed at the same time in order to remove the dinuclear component, which is not preferable from the viewpoint of yield. In the production method of the present invention, the dinuclear component can be removed with high selectivity.

合成吸着剤やイオン交換樹脂などの吸着剤は、その表面から内部へ通じる、溶液中の溶質の物質拡散に適した細孔を有しており,フェノール樹脂溶液が吸着剤と接触すると2核体等の低分子量体はその細孔を通って粒子の内部まで浸透拡散を起こす。しかし、この細孔の径よりも大きな分子(中分子量体や高分子量体)は吸着剤粒子内には浸透できないから、この吸着剤粒子への吸着は起こりにくい。本発明の製造方法においては、上記吸着剤のこのような分子ふるいの効果を利用するものであり、フェノール樹脂の2核体等の低分子量体のみを選択的に分離除去するものである。 Adsorbents such as synthetic adsorbents and ion exchange resins have pores that are suitable for solute diffusion of solutes in the solution that lead from the surface to the inside. When the phenol resin solution comes into contact with the adsorbent, it is a binuclear body. Such low molecular weight substances cause osmotic diffusion through the pores to the inside of the particles. However, since molecules (medium molecular weight or high molecular weight) larger than the pore diameter cannot penetrate into the adsorbent particles, the adsorption to the adsorbent particles hardly occurs. In the production method of the present invention, the molecular sieve effect of the adsorbent is utilized, and only low molecular weight substances such as phenol resin dinuclear bodies are selectively separated and removed.

次に、本発明により得られたフォトレジスト用樹脂を用いた組成物について説明する。
本発明の組成物としては、特に限定されないが、上記フォトレジスト用樹脂のほか、キノンジアジド基含有化合物等の感光剤を含有することができる。また、これらを溶解する溶剤を用い、これに溶解して溶液の形態で用いることが好ましい。
Next, the composition using the photoresist resin obtained by the present invention will be described.
Although it does not specifically limit as a composition of this invention, In addition to the said resin for photoresists, photosensitive agents, such as a quinonediazide group containing compound, can be contained. Moreover, it is preferable to use the solvent which melt | dissolves these, it melt | dissolves in this and uses it in the form of a solution.

ここで、上記キノンジアジド基含有化合物としては、特に限定されないが、例えば、
(1)2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,4,4'−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,4,6−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,6−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4−トリヒドロキシ−2'−メチルベンゾフェノン、2,3,4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3',4,4',6−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2,2',3,4,4'−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2,2',3,4,5−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2,3',4,4',5',6−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、2,3,3',4,4',5'−ヘキサヒドロキシベンゾフェノンなどのポリヒドロキシベンゾフェノン類、
(2)ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(4'−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−2−(2',4'−ジヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)−2−(2',3',4'−トリヒドロキシフェニル)プロパン、4,4'−{1−[4−〔2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル〕フェニル]エチリデン}ビスフェノール,3,3'−ジメチル−{1−[4−〔2−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル〕フェニル]エチリデン}ビスフェノールなどのビス[(ポリ)ヒドロキシフェニル]アルカン類、
(3)トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3、5−ジメチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン 、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタンなどのトリス(ヒドロキシフェニル)メタン類又はそのメチル置換体、
(4)ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)−3−ヒドロキシフェニルメタン,ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン,ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン,ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン,ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−3−ヒドロキシフェニルメタン、 ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(3−シクロヘキシル−2−ヒドロキシフェニル)−3−ヒドロキシフェニルメタン、 ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−3−ヒドロキシフェニルメタン、 ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(3−シクロヘキシル−2−ヒドロキシフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、 ビス(3−シクロヘキシル−2−ヒドロキシフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、 ビス(5−シクロヘキシル−2−ヒドロキシ−4−メチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(5−シクロヘキシル−2−ヒドロキシ−4−メチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタンなどの、ビス(シクロヘキシルヒドロキシフェニル)(ヒドロキシフェニル)メタン類又はそのメチル置換体などとナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホン酸又はナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホン酸、オルトアントラキノンジアジドスルホン酸などのキノンジアジド基含有スルホン酸との完全エステル化合物、部分エステル化合物、アミド化物又は部分アミド化物、
などを挙げることができる。
Here, the quinonediazide group-containing compound is not particularly limited.
(1) 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,4,4′-trihydroxybenzophenone, 2,4,6-trihydroxybenzophenone, 2,3,6-trihydroxybenzophenone, 2,3,4 Trihydroxy-2'-methylbenzophenone, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,3', 4,4 ', 6-pentahydroxy Benzophenone, 2,2 ′, 3,4,4′-pentahydroxybenzophenone, 2,2 ′, 3,4,5-pentahydroxybenzophenone, 2,3 ′, 4,4 ′, 5 ′, 6-hexahydroxy Polyhydroxybenzophenones such as benzophenone, 2,3,3 ′, 4,4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone,
(2) Bis (2,4-dihydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, 2- (4-hydroxyphenyl) -2- (4′-hydroxyphenyl) propane, 2- (2,4-dihydroxyphenyl) -2- (2 ′, 4′-dihydroxyphenyl) propane, 2- (2,3,4-trihydroxyphenyl) -2- (2 ′, 3 ′, 4′-tri Hydroxyphenyl) propane, 4,4 ′-{1- [4- [2- (4-hydroxyphenyl) -2-propyl] phenyl] ethylidene} bisphenol, 3,3′-dimethyl- {1- [4- [ Bis [(poly) hydroxyphenyl] alkanes such as 2- (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -2-propyl] phenyl] ethylidene} bisphenol,
(3) Tris (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -4-hydroxyphenyl Methane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2, Tris (hydroxyphenyl) methanes such as 5-dimethylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane and bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane or methyl-substituted products thereof,
(4) Bis (3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl) -3-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (5-cyclohexyl-4-hydroxy-2-methylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (5-cyclohexyl-4-hydroxy-2-methylphenyl) -3-hydroxyphenylmethane Bis (5-cyclohexyl-4-hydroxy-2-methylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-2-hydroxyphenyl) -3-hydroxyphenylmethane, bis (5-cyclohexyl-4-hydroxy -3-Me Ruphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (5-cyclohexyl-4-hydroxy-3-methylphenyl) -3-hydroxyphenylmethane, bis (5-cyclohexyl-4-hydroxy-3-methylphenyl) -2-hydroxy Phenylmethane, bis (3-cyclohexyl-2-hydroxyphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-2-hydroxyphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (5-cyclohexyl-2-hydroxy-4) Bis (cyclohexylhydroxyphenyl) (hydroxyphenyl) methanes, such as -methylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (5-cyclohexyl-2-hydroxy-4-methylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, or A complete ester compound of a methyl-substituted product and the like and a quinonediazide group-containing sulfonic acid such as naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonic acid or naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonic acid, orthoanthraquinonediazidesulfonic acid, Partial ester compounds, amidates or partial amidates,
And so on.

ここで上記キノンジアジド基含有化合物成分としては、一種単独で含有してもよいし、2種以上を含有してもよい。また、この成分は、上記フェノール樹脂100重量部に対し、通常5〜100重量部、好ましくは10〜50重量部の範囲で配合することができる。
この含有量が上記下限値未満ではパターンに忠実な画像が得られにくく、転写性が低下することがある。一方、上記上限値を超えると、レジストの感度の低下がみられることがある。
Here, the quinonediazide group-containing compound component may be contained singly or in combination of two or more. Moreover, this component is normally 5-100 weight part with respect to 100 weight part of said phenol resins, Preferably it can mix | blend in the range of 10-50 weight part.
If this content is less than the above lower limit value, it is difficult to obtain an image faithful to the pattern, and transferability may be lowered. On the other hand, when the above upper limit is exceeded, the sensitivity of the resist may be reduced.

また、溶剤としては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテル類、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のエチレングリコールアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等のプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルアミルケトンなどのケトン類、ジオキサンのような環式エーテル類及び、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、オキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、蟻酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のエステル類を挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、また2種以上混合して用いてもよい。 Further, the solvent is not particularly limited. For example, ethylene glycol alkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, and ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, and diethylene glycol. Diethylene glycol dialkyl ethers such as dipropyl ether and diethylene glycol dibutyl ether, ethylene glycol alkyl ether acetates such as methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol Propylene glycol alkyl ether acetates such as nopropyl ether acetate, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl amyl ketone, cyclic ethers such as dioxane, methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate , Ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl oxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethyl formate, acetic acid Examples include esters such as ethyl, butyl acetate, methyl acetoacetate, and ethyl acetoacetate. These may be used alone or in combination of two or more.

上記、溶剤の使用量は特に限定されないが、組成物の固形分濃度を30〜65重量%とすることが好ましい。固形分濃度が上記下限値未満の場合は、組成物の流動性が低下するので取扱いが難しくなる上、スピンコート法により均一なレジストフィルムが得られにくくなる。また、上記上限値を越えると塗布性が低下することがある。
なお、この組成物には、以上説明した成分のほかにも、必要により、界面活性剤、密着性向上剤、溶解促進剤などの種々の添加剤を使用してもよい。
Although the usage-amount of the said solvent is not specifically limited, It is preferable that the solid content concentration of a composition shall be 30 to 65 weight%. When the solid content concentration is less than the above lower limit value, the fluidity of the composition is lowered, so that the handling becomes difficult, and a uniform resist film is hardly obtained by the spin coating method. On the other hand, when the above upper limit is exceeded, applicability may decrease.
In addition to the above-described components, various additives such as a surfactant, an adhesion improver, and a dissolution accelerator may be used in this composition as necessary.

本発明の組成物の調製方法としては特に限定されないが、組成物に充填材、顔料を添加しない場合には、上記の成分を通常の方法で混合・攪拌するだけでよく、充填材、顔料を添加する場合にはディゾルバー、ホモジナイザー、3本ロールミルなどの分散装置を用いて分散、混合させればよい。また、必要に応じて、さらにメッシュフィルター、メンブレンフィルターなどを用いてろ過してもよい。 The method for preparing the composition of the present invention is not particularly limited, but when no filler or pigment is added to the composition, the above components may be mixed and stirred in the usual manner. When added, it may be dispersed and mixed using a dispersing device such as a dissolver, a homogenizer, or a three roll mill. Moreover, you may filter using a mesh filter, a membrane filter, etc. as needed.

このようにして得られた組成物は、フォトレジストとして使用する際、マスクを介して露光を行なうことで、露光部においては組成物に構造変化が生じてアルカリ現像液に対しての溶解性が促進される。一方、非露光部においてはアルカリ現像液に対する低い溶解性を保持している。こうして生じた溶解性の差により、レジスト機能が付与される。 When the composition thus obtained is used as a photoresist, it is exposed through a mask so that a structural change occurs in the composition in the exposed portion, and the solubility in an alkali developer is increased. Promoted. On the other hand, low solubility in an alkaline developer is maintained in the non-exposed area. A resist function is imparted by the difference in solubility generated in this way.

以下、本発明を実施例により説明する。しかし本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。また、実施例及び比較例に記載されている「部」及び「%」は、すべて「重量部」及び「重量%」を示す。 Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples. Further, “parts” and “%” described in Examples and Comparative Examples all indicate “parts by weight” and “% by weight”.

1.ベース樹脂の合成
(1)合成例1
攪拌装置、温度計、熱交換器を備えた3Lの4口フラスコに、m−クレゾールとp−クレゾールとを、モル比(m−クレゾール/p−クレゾール)=6/4の割合で混合したフェノール類1000部に対し、37%ホルマリン水溶液465部、シュウ酸2部を仕込み、還流下で4時間反応を行なった。
この後、内温170℃まで常圧下で脱水し、さらに70torrの減圧下で200℃まで脱水・脱モノマーを行い、重量平均分子量4000、2核体量10%のノボラック型フェノール樹脂850部を得、これをベース樹脂Aとした。
1. Synthesis of base resin (1) Synthesis example 1
Phenol in which m-cresol and p-cresol were mixed in a molar ratio (m-cresol / p-cresol) = 6/4 in a 3 L four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a heat exchanger A 465 part of 37% formalin aqueous solution and 2 parts of oxalic acid were added to 1000 parts of a kind and reacted for 4 hours under reflux.
Thereafter, dehydration is carried out under normal pressure to an internal temperature of 170 ° C., and dehydration / demonomerization is further carried out to 200 ° C. under a reduced pressure of 70 torr to obtain 850 parts of a novolak type phenol resin having a weight average molecular weight of 4000 and a binuclear amount of 10%. This was designated as base resin A.

(2)合成例2
攪拌装置、温度計、熱交換器を備えた3Lの4口フラスコに、m−クレゾールとp−クレゾールとを、モル比(m−クレゾール/p−クレゾール)=3/7の割合で混合したフェノール類1000部に対し、37%ホルマリン水溶液435部、シュウ酸2部を仕込み、還流下で4時間反応を行なった。
この後、内温170℃まで常圧下で脱水し、さらに70torrの減圧下で200℃まで脱水・脱モノマーを行い、重量平均分子量3500、2核体量12%のノボラック型フェノール樹脂780部を得、これをベース樹脂Bとした。
(2) Synthesis example 2
Phenol in which m-cresol and p-cresol were mixed in a molar ratio (m-cresol / p-cresol) = 3/7 in a 3 L four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and heat exchanger 435 parts of a 37% formalin aqueous solution and 2 parts of oxalic acid were added to 1000 parts of a kind, and reacted under reflux for 4 hours.
Thereafter, dehydration is carried out under normal pressure to an internal temperature of 170 ° C., and dehydration / demonomerization is further carried out to 200 ° C. under a reduced pressure of 70 torr to obtain 780 parts of a novolak type phenol resin having a weight average molecular weight of 3,500 and a binuclear amount of 12%. This was designated as base resin B.

(3)合成例3
攪拌装置、温度計、熱交換器を備えた3Lの4口フラスコに、m−クレゾールとp−クレゾールとを、モル比(m−クレゾール/p−クレゾール)=8/2の割合で混合したフェノール類1000部に対し、37%ホルマリン水溶液443部、シュウ酸2部を仕込み、還流下で4時間反応を行なった。この後、内温170℃まで常圧下で脱水し、さらに70torrの減圧下で200℃まで脱水・脱モノマーを行い、重量平均分子量1500、2核体量9%のノボラック型フェノール樹脂720部を得、これをベース樹脂Cとした。
(3) Synthesis example 3
Phenol in which m-cresol and p-cresol are mixed in a molar ratio (m-cresol / p-cresol) = 8/2 in a 3 L four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a heat exchanger To 1000 parts of the compound, 443 parts of 37% formalin aqueous solution and 2 parts of oxalic acid were charged and reacted under reflux for 4 hours. Thereafter, dehydration is carried out under normal pressure to an internal temperature of 170 ° C., and dehydration / demonomerization is further carried out to 200 ° C. under a reduced pressure of 70 torr to obtain 720 parts of a novolak type phenol resin having a weight average molecular weight of 1500 and a dinuclear amount of 9%. This was designated as base resin C.

2.フォトレジスト用樹脂の合成
(1)実施例1
内径5cmのガラス製カラムに、吸着剤として強塩基性イオン交換樹脂(オルガノ社製IRA900)を300部充填し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、「PGMEA」という)300部を添加して吸着剤と親和させた。そこにPGMEA300部で溶解させたベース樹脂A100部を添加し、カラム内を60℃に保ちながら通液させた。分取後の溶液を真空乾燥機で乾燥させてフォトレジスト用樹脂Aを95部得た。GPCにより測定した重量平均分子量は5000、2核体量は3.4%であった。
2. Synthesis of Resin for Photoresist (1) Example 1
A glass column having an inner diameter of 5 cm is filled with 300 parts of strongly basic ion exchange resin (IRA900 manufactured by Organo) as an adsorbent, and 300 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter referred to as “PGMEA”) is added to the adsorbent. Affinity with. Thereto, 100 parts of base resin A dissolved in 300 parts of PGMEA was added, and the column was passed through while maintaining the inside of the column at 60 ° C. The solution after separation was dried with a vacuum dryer to obtain 95 parts of a resin A for photoresist. The weight average molecular weight measured by GPC was 5000, and the dinuclear mass was 3.4%.

(2)実施例2
実施例1と同様の装置に、吸着剤として合成吸着剤(三菱化学社製HP2MG)を200部充填し、エタノール200部を添加して吸着剤と親和させた。そこにエタノール300部で溶解させたベース樹脂B100部を添加し、カラム内を60℃に保ちながら通液させた。分取後の溶液を真空乾燥機で乾燥させてフォトレジスト用樹脂Bを95部得た。GPCにより測定した重量平均分子量は4000、2核体量は4.4%であった。
(2) Example 2
In the same apparatus as in Example 1, 200 parts of a synthetic adsorbent (HP2MG manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) was charged as an adsorbent, and 200 parts of ethanol was added to make the adsorbent compatible. Thereto, 100 parts of base resin B dissolved in 300 parts of ethanol was added, and the column was passed through while maintaining the interior of the column at 60 ° C. The solution after fractionation was dried with a vacuum dryer to obtain 95 parts of a resin B for photoresist. The weight average molecular weight measured by GPC was 4000, and the dinuclear mass was 4.4%.

(3)実施例3
実施例1と同様の装置に、吸着剤として合成吸着剤(三菱化学社製セパビーズSP200)を300部充填し、酢酸エチル200部を添加して吸着剤と親和させた。そこに酢酸エチル300部で溶解させたベース樹脂C100部を添加し、カラム内を60℃に保ちながら通液させた。分取後の溶液を真空乾燥機で乾燥させてフォトレジスト用樹脂Cを94部得た。GPCにより測定した重量平均分子量は2500、2核体量は3.9%であった。
(3) Example 3
In the same apparatus as in Example 1, 300 parts of a synthetic adsorbent (Separbeads SP200 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was filled as an adsorbent, and 200 parts of ethyl acetate was added to make the adsorbent compatible. Thereto, 100 parts of base resin C dissolved in 300 parts of ethyl acetate was added, and the column was passed through while maintaining the inside of the column at 60 ° C. The separated solution was dried with a vacuum dryer to obtain 94 parts of a resin C for photoresist. The weight average molecular weight measured by GPC was 2500, and the dinuclear body weight was 3.9%.

3.組成物の調製
(1)実施例4
実施例1で得られたフォトレジスト用樹脂A70部、及びナフトキノン1,2−ジアジド−5−スルホン酸の2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンエステル15部を、PGMEA150部に溶解した後、孔径1.0μmのメンブレンフィルターを用いてろ過し、ポジ型フォトレジスト組成物を調製した。
3. Preparation of composition (1) Example 4
After 70 parts of the photoresist resin A obtained in Example 1 and 15 parts of 2,3,4-trihydroxybenzophenone ester of naphthoquinone 1,2-diazide-5-sulfonic acid were dissolved in 150 parts of PGMEA, the pore size was 1 Filtration was performed using a 0.0 μm membrane filter to prepare a positive photoresist composition.

(2)実施例5
フォトレジスト用樹脂Aのかわりに、実施例2で得られたフォトレジスト用樹脂Bを用いたほかは、実施例4と同様にしてポジ型フォトレジスト組成物を調製した。
(2) Example 5
A positive photoresist composition was prepared in the same manner as in Example 4 except that the photoresist resin B obtained in Example 2 was used instead of the photoresist resin A.

(3)実施例6
フォトレジスト用樹脂Aのかわりに、実施例3で得られたフォトレジスト用樹脂Cを用いたほかは、実施例4と同様にしてポジ型フォトレジスト組成物を調製した。
(3) Example 6
A positive photoresist composition was prepared in the same manner as in Example 4 except that the photoresist resin C obtained in Example 3 was used instead of the photoresist resin A.

(4)比較例1
フォトレジスト用樹脂Aのかわりに、合成例1で得られたベース樹脂Aを用いたほかは、実施例4と同様にして組成物を調整した。
(4) Comparative Example 1
A composition was prepared in the same manner as in Example 4 except that the base resin A obtained in Synthesis Example 1 was used instead of the photoresist resin A.

(5)比較例2
フォトレジスト用樹脂Aのかわりに、合成例2で得られたベース樹脂Bを用いたほかは、実施例4と同様にして組成物を調整した。
(5) Comparative Example 2
A composition was prepared in the same manner as in Example 4 except that the base resin B obtained in Synthesis Example 2 was used instead of the photoresist resin A.

(5)比較例3
フォトレジスト用樹脂Aのかわりに、合成例3で得られたベース樹脂Cを用いたほかは、実施例4と同様にして組成物を調整した。
(5) Comparative Example 3
A composition was prepared in the same manner as in Example 4 except that the base resin C obtained in Synthesis Example 3 was used instead of the photoresist resin A.

実施例4〜6、及び比較例1〜3で得られた組成物を用いて、下記に示す特性評価を行った。その結果を表1に示す。 The characteristics evaluation shown below was performed using the compositions obtained in Examples 4 to 6 and Comparative Examples 1 to 3. The results are shown in Table 1.

Figure 2006096824
Figure 2006096824

4.特性の評価方法
(1)昇華性試験評価方法
組成物を3インチシリコンウエハ上に約1μmの厚みになるようにスピンコーターで塗布し、110℃のホットプレート上で100秒間乾燥させた。この乾燥時に、シリコンウエハをシャーレで覆い昇華物を捕集した。この作業を10枚分行い、シャーレに付着した物質の重量を測定した。
(2)膜減り率測定方法
組成物を3インチシリコンウエハ上に約1μmの厚さになるようにスピンコーターで塗布し、110℃のホットプレート上で100秒間乾燥させた。そのウエハを現像液(2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液)に60秒間浸した後、水で洗浄し、110℃のホットプレート上で100秒間乾燥させた。現像液に浸した時の膜厚の減少量を現像液に浸す前の膜厚に対して百分率で表し、膜減り率とした。
4). Characteristic Evaluation Method (1) Sublimation Test Evaluation Method The composition was applied on a 3 inch silicon wafer with a spin coater to a thickness of about 1 μm, and dried on a 110 ° C. hot plate for 100 seconds. During this drying, the silicon wafer was covered with a petri dish to collect the sublimate. This operation was performed for 10 sheets, and the weight of the substance adhering to the petri dish was measured.
(2) Method for Measuring Film Loss Rate The composition was applied on a 3 inch silicon wafer with a spin coater so as to have a thickness of about 1 μm, and dried on a hot plate at 110 ° C. for 100 seconds. The wafer was immersed in a developing solution (2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution) for 60 seconds, washed with water, and dried on a hot plate at 110 ° C. for 100 seconds. The reduction amount of the film thickness when immersed in the developer is expressed as a percentage with respect to the film thickness before being immersed in the developer, and is defined as the film reduction rate.

実施例1〜3は本発明によって得られたフォトレジスト用フェノール樹脂である。
そして、実施例4〜6は、このフォトレジスト用樹脂を用いた本発明のフォトレジスト用フェノール樹脂組成物である。実施例4〜6ではいずれも、2核体量の少ないフェノール樹脂を使用したので、吸着処理をしていないベース樹脂を使用した比較例1〜3に比べて、昇華物量が少なかった。このことから本発明によって得られたフォトレジスト用フェノール樹脂は、LCD製造を目的としたフォトレジスト用として好適であることが明らかとなった。
Examples 1-3 are phenolic resins for photoresists obtained by the present invention.
And Examples 4-6 are the phenol resin compositions for photoresists of this invention using this resin for photoresists. In each of Examples 4 to 6, since a phenol resin having a small amount of binuclear substance was used, the amount of sublimation was small as compared with Comparative Examples 1 to 3 using a base resin not subjected to adsorption treatment. From this, it became clear that the phenolic resin for photoresist obtained by the present invention is suitable for photoresist for the purpose of LCD production.

本発明の製造方法は、2核体成分の含有量が少ないフォトレジスト用フェノール樹脂を効率的に製造することができるものである。従って、本発明の製造方法により得られたフォトレジスト用フェノール樹脂を用いたフォトレジスト用組成物は、生産ラインの汚染を低減し、生産性を向上させることができるので、IC、LSI等の半導体製造、LCDなどの表示画面機器の製造および印刷原版の製造などに好適に用いることができるものである。   The production method of the present invention can efficiently produce a phenol resin for a photoresist having a low content of a binuclear component. Therefore, the photoresist composition using the phenolic resin for photoresist obtained by the production method of the present invention can reduce contamination of the production line and improve productivity, so that semiconductors such as IC and LSI can be used. It can be suitably used for manufacturing, manufacturing of display screen devices such as LCD, and manufacturing of printing original plates.

Claims (6)

下記のA工程およびB工程によって製造されることを特長とするフォトレジスト用フェノール樹脂の製造方法。
A工程:有機溶媒に溶解させたフェノール樹脂を吸着剤の充填したカラムに通す工程、及び
B工程:A工程後のフェノール樹脂を反応及び/又は濃縮する工程。
The manufacturing method of the phenol resin for photoresists characterized by manufacturing by the following A process and B process.
Step A: Step of passing a phenol resin dissolved in an organic solvent through a column filled with an adsorbent; Step B: Step of reacting and / or concentrating the phenol resin after Step A.
前記A工程及びB工程により合成されるフェノール樹脂が以下の特性を満たすものである請求項1に記載のフォトレジスト用フェノール樹脂の製造方法。
1.2核体成分含有量が、樹脂全体の5%以下である。
2.GPCにより測定される重量平均分子量が1000〜20000である。
The method for producing a phenol resin for a photoresist according to claim 1, wherein the phenol resin synthesized by the step A and the step B satisfies the following characteristics.
1.2 Nucleotide component content is 5% or less of the whole resin.
2. The weight average molecular weight measured by GPC is 1000-20000.
前記A工程で使用されるフェノール樹脂がm−クレゾール、p−クレゾール、ホルムアルデヒドから合成されるものであり、以下の特性を満たすものである請求項1又は2に記載のフォトレジスト用フェノール樹脂の製造方法。
1.m−クレゾールとp−クレゾールの仕込み重量比率がm−クレゾール/p−クレゾール=9/1〜2/8である。
2.GPCにより測定される重量平均分子量が500〜15000である。
The phenol resin for photoresist according to claim 1 or 2, wherein the phenol resin used in the step A is synthesized from m-cresol, p-cresol and formaldehyde and satisfies the following characteristics. Method.
1. The charging weight ratio of m-cresol and p-cresol is m-cresol / p-cresol = 9/1 to 2/8.
2. The weight average molecular weight measured by GPC is 500-15000.
前記A工程で使用される吸着剤がイオン交換樹脂または合成吸着剤である請求項1ないし3のいずれかに記載のフォトレジスト用フェノール樹脂の製造方法。 The method for producing a phenol resin for a photoresist according to any one of claims 1 to 3, wherein the adsorbent used in the step A is an ion exchange resin or a synthetic adsorbent. 前記A工程で使用される吸着剤の含有量がフェノール樹脂100重量部に対して10〜500重量部である請求項1ないし4のいずれかに記載のフォトレジスト用フェノール樹脂の製造方法。 5. The method for producing a phenol resin for a photoresist according to claim 1, wherein the content of the adsorbent used in the step A is 10 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the phenol resin. 請求項1ないし5のいずれかに記載のフォトレジスト用樹脂、感光剤、および溶剤を含むことを特徴とするフォトレジスト用樹脂組成物。
A photoresist resin composition comprising the photoresist resin according to any one of claims 1 to 5, a photosensitive agent, and a solvent.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010235653A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Nippon Soda Co Ltd Method for producing polymer
JP2013023589A (en) * 2011-07-21 2013-02-04 Mitsubishi Rayon Co Ltd Method for producing polymer for electronic material, method for producing resist composition, and method for manufacturing substrate formed of pattern

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