JP2014198755A - Novolac phenol resin and application of the same - Google Patents

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山崎 博人
Hiroto Yamazaki
博人 山崎
貴久 古本
Takahisa Furumoto
貴久 古本
貞昭 黒岩
Sadaaki Kuroiwa
貞昭 黒岩
高林 誠一郎
Seiichiro Takabayashi
誠一郎 高林
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Meiwa Plastic Industries Ltd
Institute of National Colleges of Technologies Japan
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Institute of National Colleges of Technologies Japan
Meiwa Kasei KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novolac phenol resin with improved flexibility and applications of the resin, more particularly, a novolac phenol resin for a photoresist composition, which exhibits high flexibility as well as has high resolution and a high film-residual rate, and which is not only used for an epoxy resin composition and a cured product thereof but is suitably used for a lithographic processing in manufacturing a semiconductor or an LCD, and to provide a photoresist composition comprising the novolac phenol resin.SOLUTION: The novolac phenol resin is obtained by condensation polymerization of a phenol component (a) comprising bisphenol having a substituent at 2 and 2' positions, and a monoaldehyde component (b).

Description

本発明は、柔軟性が改良されたノボラック型フェノール樹脂、及びその用途に関する。特に、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物としての用途に加えて、半導体やLCDを製造する際のリソグラフィー工程で好適に使用される、高い柔軟性を示し且つ高解像度や高残膜率を兼ね備えたフォトレジスト組成物用のノボラック型フェノール樹脂、及び前記ノボラック型フェノール樹脂を含有してなるフォトレジスト組成物に関する。   The present invention relates to a novolac type phenolic resin with improved flexibility and its use. In particular, in addition to its use as an epoxy resin composition and its cured product, it has high flexibility and high resolution and a high residual film ratio, which are suitably used in lithography processes when manufacturing semiconductors and LCDs. The present invention relates to a novolak type phenol resin for a photoresist composition and a photoresist composition containing the novolac type phenol resin.

一般にポジ型フォトレジスト組成物には、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ール樹脂)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ール樹脂は、露光後の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ー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、実用化されている。   In general, a positive photoresist composition 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 type photoresist having such a composition exhibits high resolving power when developed with an alkaline solution, and is used for the production of semiconductors such as IC and LSI, and circuit substrates such as LCDs. In addition, novolak-type phenolic resins have high heat resistance due to the structure having many aromatic rings against dry etching after exposure, and so far contain novolak-type phenolic resins and naphthoquinone diazide photosensitizers. Many positive photoresists have been developed and put into practical use.

このポジ型フォトレジスト組成物を用いると、例えば0.3μm程度の微細な線幅から数十〜数百μm程度の大きな線幅のパターンを、多種多様な基材表面に形成することができる。なお、半導体製造分野ではもちろん、LCD等の分野においても、TFT、STNなどの技術の進展に伴い、形成すべきパターンの線幅はますます微細化され、最近の高精細なTFT表示素子では、線幅の設計寸法が数μmレベルまで要求されつつある。   When this positive photoresist composition is used, a pattern having a fine line width of about 0.3 μm to a large line width of about several tens to several hundreds of μm can be formed on a wide variety of substrate surfaces. In the field of semiconductor manufacturing as well as in the field of LCD and the like, the line width of the pattern to be formed has been made finer with the progress of technology such as TFT and STN, and in recent high-definition TFT display elements, The design dimension of the line width is being demanded up to several μm level.

ところで、携帯電話などのフレキシブルプリント配線基板の分野では、ネガ型ドライフィルムのフォトレジストが広く使用されている。このドライフィルムのフォトレジストの解像度は低く、線幅は30〜300μm程度である。
一方、従来のポジ型フォトレジスト組成物は、前述のように解像度は高いが、ドライフィルム化しようとすると膜質が脆くて柔軟性に欠けるために、それをロール状の製品とすることや使用時の取扱いに難点があった。そのため、ポジ型のドライフィルムフォトレジストは実用化に至っていない。
By the way, in the field of flexible printed wiring boards such as mobile phones, negative dry film photoresists are widely used. The resolution of the dry film photoresist is low, and the line width is about 30 to 300 μm.
On the other hand, the conventional positive photoresist composition has a high resolution as described above, but the film quality is brittle and lacks flexibility when trying to make a dry film. There were difficulties in handling. Therefore, a positive dry film photoresist has not been put into practical use.

そこで、特許文献1は、メチルフェノール類と、グルタルアルデヒド及びアジプアルデヒドの少なくとも一つを含有するジアルデヒド類との縮重合によって、高い柔軟性を示し、且つ高感度や高解像度を可能にするフォトレジスト組成物用のフェノール樹脂を得ることを提案している。   Therefore, Patent Document 1 shows high flexibility and enables high sensitivity and high resolution by polycondensation of methylphenols with dialdehydes containing at least one of glutaraldehyde and adipaldehyde. It has been proposed to obtain phenolic resins for photoresist compositions.

また、特許文献2は、ポジ型感光性樹脂積層シート及びその製造方法に関する。この文献には、ノボラック型フェノール樹脂を構成するフェノール類とアルデヒド類について記載があり、フェノール類としてビスフェノールAが、アルデヒド類としてグルタルアルデヒドが、多数の化合物と共に例示されている。   Moreover, patent document 2 is related with a positive photosensitive resin laminated sheet and its manufacturing method. This document describes phenols and aldehydes constituting a novolak type phenol resin, and bisphenol A is exemplified as phenols and glutaraldehyde is exemplified as aldehydes together with many compounds.

国際公開第2010/050592号公報International Publication No. 2010/050592 特開2006−267660号公報JP 2006-267660 A

しかしながら、特許文献1のノボラック型フェノール樹脂は、柔軟性の改良は見られるものの、柔軟性を有するフォトレジスト組成物として実用化するには十分とはいえず、実用化のためには更に柔軟性について改良の余地があった。
また、特許文献2は、ノボラック型フェノール樹脂の膜質の脆さなどを、クッション層を積層することなどの手段で解決しようとするものであって、ノボラック型フェノール樹脂の化学組成を検討して、膜質の脆さを改良したものではない。そのため実施例でもノボラック型フェノール樹脂の化学組成については記載されていない。
However, although the novolac type phenol resin of Patent Document 1 is improved in flexibility, it cannot be said that it is sufficient for practical use as a flexible photoresist composition. There was room for improvement.
Patent Document 2 is intended to solve the brittleness of the film quality of the novolak-type phenol resin by means such as laminating a cushion layer, and examines the chemical composition of the novolac-type phenol resin, It does not improve the brittleness of the film quality. Therefore, the chemical composition of the novolac type phenol resin is not described in the examples.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、柔軟性が改良されたノボラック型フェノール樹脂、及びその用途について提案することを目的とする。特に、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物としての用途に加えて、半導体やLCDを製造する際のリソグラフィー工程で好適に使用される、高い柔軟性を示し且つ高解像度や高残膜率を兼ね備えたフォトレジスト組成物用のノボラック型フェノール樹脂、及び前記ノボラック型フェノール樹脂を含有してなるフォトレジスト組成物を提案することである。   This invention is made | formed in view of the said problem, and it aims at proposing about the novolak-type phenol resin by which the softness | flexibility was improved, and its use. In particular, in addition to its use as an epoxy resin composition and its cured product, it has high flexibility and high resolution and a high residual film ratio, which are suitably used in lithography processes when manufacturing semiconductors and LCDs. It is to propose a novolak-type phenolic resin for a photoresist composition and a photoresist composition containing the novolak-type phenolic resin.

本発明者らは、以上の目的を達成するために鋭意検討した結果、2,2’位に置換基を有するビスフェノール類を含有するフェノール成分とモノアルデヒド成分とを縮重合反応して得られるノボラック型フェノール樹脂が、樹脂構造にリニア構造を持つことで、高い柔軟性を示すことを見出した。また、前記ノボラック型フェノール樹脂が、低い分子量にもかかわらず、高い柔軟性を示し且つ高解像度や高残膜率を兼ね備えるため、フォトレジスト組成物用のノボラック型フェノール樹脂として好適に使用できることを見出して、本発明に至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a novolak obtained by polycondensation reaction between a phenol component containing a bisphenol having a substituent at the 2,2′-position and a monoaldehyde component. It was found that type phenolic resin exhibits high flexibility by having a linear structure in the resin structure. In addition, the novolac type phenolic resin has high flexibility and high resolution and a high residual film ratio despite its low molecular weight, and therefore can be suitably used as a novolac type phenolic resin for a photoresist composition. Thus, the present invention has been achieved.

すなわち、本発明は、以下の事項に関する。
1. 2,2’位に置換基を有するビスフェノール類を含有するフェノール成分(a)と、モノアルデヒド成分(b)とを縮重合反応して得られるノボラック型フェノール樹脂。
That is, the present invention relates to the following matters.
1. A novolak-type phenol resin obtained by polycondensation reaction of a phenol component (a) containing a bisphenol having a substituent at the 2,2′-position and a monoaldehyde component (b).

2. 前記2,2’位に置換基を有するビスフェノール類が、下記一般式(4)で表される前記項1記載のノボラック型フェノール樹脂。 2. The novolak type phenol resin according to Item 1, wherein the bisphenol having a substituent at the 2,2′-position is represented by the following general formula (4).

Figure 2014198755
(ここで、置換基Rはそれぞれ独立に、炭素数が1〜6の直鎖のアルキル基、炭素数が1〜6の分岐を持つアルキル基、シクロヘキシル基、又はフェニル基である。また、Xは2価の基であって、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、およびカルボニル基からなる群より選ばれる2価の基である。)
Figure 2014198755
(Here, each substituent R 1 is independently a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclohexyl group, or a phenyl group. X is a divalent group and is a divalent group selected from the group consisting of an alkylene group, an ether group, a thioether group, and a carbonyl group.

3. 2,2’位に置換基を有するビスフェノール類を含有するフェノール成分(a)と、モノアルデヒド成分(b)とのモル比[(b)/(a)]が、0.45以上である前記項1又は2記載のノボラック型フェノール樹脂。
4. 前記モル比[(b)/(a)]が、0.45〜1.5未満であり、フォトレジスト組成物用である前記項1乃至3いずれか記載のノボラック型フェノール樹脂。
5. 下記一般式(1)で表されるノボラック型フェノール樹脂。
3. The molar ratio [(b) / (a)] of the phenol component (a) containing a bisphenol having a substituent at the 2,2′-position and the monoaldehyde component (b) is 0.45 or more. Item 3. A novolac type phenolic resin according to item 1 or 2.
4). Item 4. The novolak phenol resin according to any one of Items 1 to 3, wherein the molar ratio [(b) / (a)] is less than 0.45 to 1.5 and is used for a photoresist composition.
5. A novolac-type phenol resin represented by the following general formula (1).

Figure 2014198755
(ここで、各Aはそれぞれ独立に下記一般式(2)で表される1価又は2価の基からなり、各Bは下記一般式(3)で表される2価の基からなり、nは0〜100の整数を表す。)
Figure 2014198755
(Here, each A is independently composed of a monovalent or divalent group represented by the following general formula (2), each B is composed of a divalent group represented by the following general formula (3), n represents an integer of 0 to 100.)

Figure 2014198755
(ここで、置換基Rはそれぞれ独立に、炭素数が1〜6の直鎖のアルキル基、炭素数が1〜6の分岐を持つアルキル基、シクロヘキシル基、又はフェニル基である。また、Xは2価の基であって、それぞれ独立に、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、およびカルボニル基からなる群より選ばれる2価の基である。)
Figure 2014198755
(Here, each substituent R 1 is independently a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclohexyl group, or a phenyl group. X is a divalent group, each independently a divalent group selected from the group consisting of an alkylene group, an ether group, a thioether group, and a carbonyl group.

Figure 2014198755
(ここで、置換基Rはそれぞれ独立に、水素基、炭素数が1〜6の直鎖のアルキル基、炭素数が1〜6の分岐を持つアルキル基、又は炭素数が5〜6の環状のアルキル基である。また、置換基Rはそれぞれ独立に、水素基、水酸基、メチル基、又はメトキシ基であり、mは1〜3の整数である。)
Figure 2014198755
(Here, each substituent R 2 is independently a hydrogen group, a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl group having a branch having 1 to 6 carbon atoms, or a group having 5 to 6 carbon atoms. The substituent R 3 is each independently a hydrogen group, a hydroxyl group, a methyl group, or a methoxy group, and m is an integer of 1 to 3. )

6. 前記項4又は5記載のノボラック型フェノール樹脂を含有するフォトレジスト組成物。
7. 前記項1、2、3又は5記載のノボラック型フェノール樹脂をエポキシ化させたエポキシ樹脂。
8. 前記項6記載のエポキシ樹脂を含有するエポキシ樹脂組成物。
9. 前記項1、2、3及び5記載のノボラック型フェノール樹脂のうちいずれか1以上の樹脂、並びにエポキシ樹脂を含有するエポキシ樹脂組成物。
10. 前記項8又は9記載のエポキシ樹脂組成物を硬化させた硬化物。
6). 6. A photoresist composition comprising the novolak type phenolic resin according to item 4 or 5.
7). Item 6. An epoxy resin obtained by epoxidizing the novolak type phenol resin according to item 1, 2, 3 or 5.
8). The epoxy resin composition containing the epoxy resin of said claim | item 6.
9. 6. An epoxy resin composition comprising any one or more of the novolak type phenol resins according to the above items 1, 2, 3, and 5, and an epoxy resin.
10. The hardened | cured material which hardened the epoxy resin composition of the said claim | item 8 or 9.

本発明によれば、柔軟性が改良されたノボラック型フェノール樹脂、及びその用途について提案することができる。特に、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物としての用途に加えて、半導体やLCDを製造する際のリソグラフィー工程で好適に使用される、高い柔軟性を示し且つ高解像度や高残膜率を兼ね備えたフォトレジスト組成物用のノボラック型フェノール樹脂、及び前記ノボラック型フェノール樹脂を含有してなるフォトレジスト組成物を提案することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can propose about the novolak-type phenol resin by which the softness | flexibility was improved, and its use. In particular, in addition to its use as an epoxy resin composition and its cured product, it has high flexibility and high resolution and a high residual film ratio, which are suitably used in lithography processes when manufacturing semiconductors and LCDs. A novolak-type phenol resin for a photoresist composition and a photoresist composition containing the novolak-type phenol resin can be proposed.

本発明は、2,2’位に置換基を有するビスフェノール類を含有するフェノール成分(a)と、モノアルデヒド成分(b)とを縮重合反応して得られるノボラック型フェノール樹脂に関する。   The present invention relates to a novolak type phenol resin obtained by polycondensation reaction between a phenol component (a) containing a bisphenol having a substituent at the 2,2′-position and a monoaldehyde component (b).

本発明において、2,2’位に置換基を有するビスフェノール類とは、特にアルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基などで例示される2価の基によって、2個のヒドロキシフェニル基(構造)が結合した化合物であって、各ヒドロキシフェニル基の、フェノール性水酸基に対して一方の2位は置換基を有し、他方の2位は置換基を有さない化合物を意味する。好ましくは、前記2個のヒドロキシフェニル基(構造)が各フェノール性水酸基に対して4位で前記2価の基によって結合した化合物である。   In the present invention, the bisphenol having a substituent at the 2,2′-position means two hydroxyphenyl groups (structures) particularly by a divalent group exemplified by an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group and the like. ) Is a compound in which each 2-hydroxyphenyl group has a substituent on the phenolic hydroxyl group, and the other 2-position has no substituent. A compound in which the two hydroxyphenyl groups (structures) are bonded to each phenolic hydroxyl group at the 4-position by the divalent group is preferable.

本発明において、2,2’位に置換基を有するビスフェノール類とは、特に限定されるものではないが、好ましくは下記一般式(4)で表される。   In the present invention, the bisphenol having a substituent at the 2,2′-position is not particularly limited, but is preferably represented by the following general formula (4).

Figure 2014198755
Figure 2014198755

上記一般式(4)で表される化合物は、フェノール性水酸基に対して2位(o−位)の位置に置換基Rを有する2つのヒドロキシフェニル基が、各々フェノール性水酸基に対して4位(p−位)の位置で、2価の基であるXにより結合した構造を持つビスフェノール化合物である。
ここで、置換基Rはそれぞれ独立に、炭素数が1〜6の直鎖のアルキル基、炭素数が1〜6の分岐を持つアルキル基、シクロヘキシル基、又はフェニル基である。また、Xは2価の基であって、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、およびカルボニル基からなる群より選ばれる2価の基である。好ましくは、一般式(4)の2つの置換基Rが同一である化合物である。
In the compound represented by the general formula (4), two hydroxyphenyl groups having a substituent R 1 at the 2-position (o-position) with respect to the phenolic hydroxyl group are each 4 with respect to the phenolic hydroxyl group. It is a bisphenol compound having a structure bonded by X which is a divalent group at the position (p-position).
Here, each of the substituents R 1 is independently a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclohexyl group, or a phenyl group. X is a divalent group and is a divalent group selected from the group consisting of an alkylene group, an ether group, a thioether group, and a carbonyl group. A compound in which the two substituents R 1 in the general formula (4) are the same is preferable.

本発明において、2,2’位に置換基を有するビスフェノール類とは、具体的には、ビスフェノールC;(2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン)、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−イソプロピルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−sec−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−ヒドロキシ−5−ビフェニルイル)プロパン、2,2−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパンなどがあり、下記一般式(5)で表されるビスフェノールCが好ましい。   In the present invention, bisphenols having a substituent at the 2,2′-position are specifically bisphenol C; (2,2-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) propane), 2,2- Bis (4-hydroxy-3-isopropylphenyl) propane, 2,2-bis (3-sec-butyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (2-hydroxy-5-biphenylyl) propane, 2 , 2-bis (3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl) propane, and bisphenol C represented by the following general formula (5) is preferable.

Figure 2014198755
Figure 2014198755

2,2’位に置換基を有するビスフェノール類は、1種類を単独で使用してもよいが、2種類以上の混合物として使用してもよい。   Bisphenols having a substituent at the 2,2′-position may be used alone or as a mixture of two or more.

本発明において、フェノール成分(a)は、2,2’位に置換基を有するビスフェノール類を主成分とする。フェノール成分(a)に含有する2,2’位に置換基を有するビスフェノール類の割合は、フェノール成分(a)全量を100モル%とすると、好ましくは50モル%以上、より好ましくは60モル%以上、更に好ましくは75モル%以上、特に好ましくは95モル%以上、最も好ましくは100モル%である。フェノール成分(a)に含有する2,2’位に置換基を有するビスフェノール類の割合を前記範囲にすることにより、得られるノボラック型フェノール樹脂の柔軟性が向上する。フェノール類(a)に含有する2,2’位に置換基を有するビスフェノール類の割合が少なくなると、樹脂中のリニア構造の部分の割合が少なくなり、得られるノボラック型フェノール樹脂の柔軟性が低下する。   In the present invention, the phenol component (a) is mainly composed of bisphenols having a substituent at the 2,2′-position. The proportion of bisphenols having a substituent at the 2,2 ′ position contained in the phenol component (a) is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol%, assuming that the total amount of the phenol component (a) is 100 mol%. More preferably, it is 75 mol% or more, particularly preferably 95 mol% or more, and most preferably 100 mol%. By setting the ratio of the bisphenols having a substituent at the 2,2′-position contained in the phenol component (a) within the above range, the flexibility of the resulting novolak-type phenol resin is improved. When the proportion of bisphenols having a substituent at the 2,2′-position contained in phenols (a) decreases, the proportion of the linear structure in the resin decreases, and the flexibility of the resulting novolak phenol resin decreases. To do.

本発明のフェノール成分(a)は、2,2’位に置換基を有するビスフェノール類を必須成分とするが、本発明の効果を損なわない範囲内で、その他のフェノール類を併用することもできる。その他のフェノール類としては、具体的には、フェノール、多価フェノール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−クレゾール、キシレノール、トリメチルフェノールが挙げられる。キシレノールは、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−キシレノールの各構造異性体が使用でき、トリメチルフェノールは、2,3,5−トリメチルフェノール、2,3,6−トリメチルフェノール等の各構造異性体が使用できる。本発明において使用することのできる多価フェノールは、例えば2価フェノール類として、カテコール、レゾルシン、ハイドロキノン、3−メチルカテコール、4−メチルカテコール、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、メチルハイドロキノン、3−エチルカテコール、4−エチルカテコール、2−エチルレゾルシノール、4−エチルレゾルシノール、エチルハイドロキノン、n−プロピルハイドロキノン、イソプロピルハイドロキノン、t−ブチルハイドロキノン、4−n−ヘキシルレゾルシノール、4−ヘキサノイルレゾルシノール、3,5−ジメチルカテコール、2,5−ジメチルレゾルシノール、2,3−ジエチルハイドロキノン、2,5−ジメチルハイドロキノン、3,5−ジエチルカテコール、2,5−ジエチルレゾルシノール、2,5−ジエチルハイドロキノン、3,5−ジイソプロピルカテコール、2,5−ジイソプロピルレゾルシノール、2,3−ジイソプロピルハイドロキノン、2,5−ジイソプロピルハイドロキノン、3,5−ジ−t−ブチルカテコール、2,5−ジ−t−ブチルレゾルシノール、2,3−ジ−t−ブチルハイドロキノン、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン等の(ポリ)アルキル置換2価フェノール類、3価フェノール類としては、ピロガロール、フロログルシノール、1,2,4−ベンゼントリオール等が挙げられる。多価フェノール類のうち、特に望ましくはレゾルシンである。これらその他のフェノール類は、単独でも2種以上を混合して使用してもよい。   The phenol component (a) of the present invention contains a bisphenol having a substituent at the 2,2 ′ position as an essential component, but other phenols can be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired. . Specific examples of other phenols include phenol, polyhydric phenol, m-cresol, p-cresol, o-cresol, xylenol, and trimethylphenol. As xylenol, structural isomers of 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, 3,4-xylenol, and 3,5-xylenol can be used. Structural isomers such as 2,3,5-trimethylphenol and 2,3,6-trimethylphenol can be used. Examples of the polyhydric phenol that can be used in the present invention include divalent phenols such as catechol, resorcin, hydroquinone, 3-methylcatechol, 4-methylcatechol, 2-methylresorcinol, 4-methylresorcinol, methylhydroquinone, 3 -Ethyl catechol, 4-ethyl catechol, 2-ethyl resorcinol, 4-ethyl resorcinol, ethyl hydroquinone, n-propyl hydroquinone, isopropyl hydroquinone, t-butyl hydroquinone, 4-n-hexyl resorcinol, 4-hexanoyl resorcinol, 3, 5-dimethylcatechol, 2,5-dimethylresorcinol, 2,3-diethylhydroquinone, 2,5-dimethylhydroquinone, 3,5-diethylcatechol, 2,5-di Tilresorcinol, 2,5-diethylhydroquinone, 3,5-diisopropylcatechol, 2,5-diisopropylresorcinol, 2,3-diisopropylhydroquinone, 2,5-diisopropylhydroquinone, 3,5-di-t-butylcatechol, 2, (Poly) alkyl-substituted dihydric phenols such as 2,5-di-t-butylresorcinol, 2,3-di-t-butylhydroquinone, 2,5-di-t-butylhydroquinone, and trivalent phenols, Examples include pyrogallol, phloroglucinol, 1,2,4-benzenetriol and the like. Of the polyphenols, particularly preferred is resorcin. These other phenols may be used alone or in admixture of two or more.

本発明において、モノアルデヒド成分(b)は、一つの分子中にアルデヒド基を一つのみ有するアルデヒド化合物であり、脂肪族モノアルデヒド、脂環式モノアルデヒド又は芳香族モノアルデヒドのいずれをも用いることができる。   In the present invention, the monoaldehyde component (b) is an aldehyde compound having only one aldehyde group in one molecule, and any of an aliphatic monoaldehyde, an alicyclic monoaldehyde, or an aromatic monoaldehyde is used. Can do.

本発明において、モノアルデヒド成分(b)とは、特に限定されるものではないが、好ましくは下記一般式(6)で表される。   In the present invention, the monoaldehyde component (b) is not particularly limited, but is preferably represented by the following general formula (6).

Figure 2014198755
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ここで、置換基Rはそれぞれ独立に、水素基、炭素数が1〜6の直鎖のアルキル基、炭素数が1〜6の分岐を持つアルキル基、又は炭素数が5〜6の環状のアルキル基である。また、置換基Rはそれぞれ独立に、水素基、水酸基、メチル基、又はメトキシ基であり、mは1〜3の整数である。 Here, each substituent R 2 is independently a hydrogen group, a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a cyclic group having 5 to 6 carbon atoms. It is an alkyl group. In addition, each of the substituents R 3 is independently a hydrogen group, a hydroxyl group, a methyl group, or a methoxy group, and m is an integer of 1 to 3.

脂肪族モノアルデヒドとしては、例えば、ホルムアルデヒド、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、トリメチルアセトアルデヒド、n−ヘキシルアルデヒド、アクロレイン、クロトンアルデヒドなどを挙げることができる。脂環式アルデヒドとしては、例えば、シクロペンタンアルデヒド、シクロヘキサンアルデヒド、フルフラール、フリルアクロレインなどを挙げることができる。芳香族アルデヒドとしては、例えば、ベンズアルデヒド、o−トルアルデヒド、m−トルアルデヒド、p−トルアルデヒド、p−エチルベンズアルデヒド、2,4−ジメチルベンズアルデヒド、2,5−ジメチルベンズアルデヒド、3,4−ジメチルベンズアルデヒド、3,5−ジメチルベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−アニスアルデヒド、m−アニスアルデヒド、p−アニスアルデヒドなどを挙げることができる。特に脂肪族モノアルデヒドであるホルムアルデヒド、トリオキサン、又はパラホルムアルデヒドが好ましい。これらのモノアルデヒド化合物は、1種を単独で用いることができ、あるいは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。   Examples of the aliphatic monoaldehyde include formaldehyde, trioxane, paraformaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, n-butyraldehyde, isobutyraldehyde, trimethylacetaldehyde, n-hexylaldehyde, acrolein, and crotonaldehyde. Examples of the alicyclic aldehyde include cyclopentane aldehyde, cyclohexane aldehyde, furfural, and furyl acrolein. Examples of aromatic aldehydes include benzaldehyde, o-tolualdehyde, m-tolualdehyde, p-tolualdehyde, p-ethylbenzaldehyde, 2,4-dimethylbenzaldehyde, 2,5-dimethylbenzaldehyde, 3,4-dimethylbenzaldehyde. 3,5-dimethylbenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, m-chlorobenzaldehyde, p-chlorobenzaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-anisaldehyde, m-anisaldehyde, p- Anisaldehyde and the like can be mentioned. In particular, the aliphatic monoaldehyde formaldehyde, trioxane, or paraformaldehyde is preferable. These monoaldehyde compounds can be used individually by 1 type, or can also be used in combination of 2 or more type.

本発明のノボラック型フェノール樹脂において、2,2’位に置換基を有するビスフェノール類を含有するフェノール成分(a)と、モノアルデヒド成分(b)とのモル比[(b)/(a)]を、好ましくは0.45以上、より好ましくは0.5〜1.4、更に好ましくは0.6〜1.3、特に好ましくは0.7〜1.2、最も好ましくは0.8〜1.1とすることが、柔軟性を十分に改良したノボラック型フェノール樹脂を得ることができるので好ましい。特に、本発明のノボラック型フェノール樹脂をフォトレジスト組成物用として使用する場合は、前記モル比[(b)/(a)]を0.45以上1.5未満にすることにより、高い柔軟性を示し且つ高解像度や高残膜率を兼ね備えたフォトレジスト組成物を得ることが出来る。モル比[(b)/(a)]が0.45未満では、フォトレジスト組成物の柔軟性を必ずしも十分に向上することができないし、溶解速度が大きくなってアルカリ溶解の制御が難しくなり、高解像度や高残膜率を達成することが難しくなるので好ましくない。また、1.5以上になると、アルカリ溶液に不溶になって感度が低下しフォトレジスト組成物としては実用性に欠ける場合がある。   In the novolac type phenol resin of the present invention, the molar ratio [(b) / (a)] of the phenol component (a) containing the bisphenol having a substituent at the 2,2′-position and the monoaldehyde component (b) Is preferably 0.45 or more, more preferably 0.5 to 1.4, still more preferably 0.6 to 1.3, particularly preferably 0.7 to 1.2, and most preferably 0.8 to 1. .1 is preferable because a novolac-type phenol resin having sufficiently improved flexibility can be obtained. In particular, when the novolak type phenolic resin of the present invention is used for a photoresist composition, by setting the molar ratio [(b) / (a)] to 0.45 or more and less than 1.5, high flexibility is achieved. In addition, a photoresist composition having high resolution and a high residual film ratio can be obtained. If the molar ratio [(b) / (a)] is less than 0.45, the flexibility of the photoresist composition cannot be sufficiently improved, the dissolution rate is increased, and the alkali dissolution is difficult to control, Since it becomes difficult to achieve high resolution and a high residual film ratio, it is not preferable. On the other hand, if it is 1.5 or more, it becomes insoluble in an alkaline solution and the sensitivity is lowered, so that there are cases where the photoresist composition is not practical.

本発明のノボラック型フェノール樹脂において、特に限定されるものではないが、好ましい態様の一つは、前記一般式(4)で表されるビスフェノール類のみからなるフェノール成分(a)と、前記一般式(6)で表されるモノアルデヒド成分(b)とを縮重合反応して得られる下記一般式(1)で表されるノボラック型フェノール樹脂である。   In the novolak-type phenol resin of the present invention, although not particularly limited, one of preferred embodiments is a phenol component (a) composed only of bisphenols represented by the general formula (4) and the general formula. It is a novolak type phenol resin represented by the following general formula (1) obtained by condensation polymerization reaction with the monoaldehyde component (b) represented by (6).

Figure 2014198755
Figure 2014198755

ここで、各Aは下記一般式(2)で表される1価又は2価の基からなり、各Bは下記一般式(3)で表される2価の基からなり、nは0〜100の整数を表す。   Here, each A is composed of a monovalent or divalent group represented by the following general formula (2), each B is composed of a divalent group represented by the following general formula (3), and n is 0 to 0. An integer of 100 is represented.

Figure 2014198755
Figure 2014198755

ここで、置換基Rはそれぞれ独立に、炭素数が1〜6の直鎖のアルキル基、炭素数が1〜6の分岐を持つアルキル基、シクロヘキシル基、又はフェニル基である。また、Xは2価の基であって、それぞれ独立に、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、およびカルボニル基からなる群より選ばれる2価の基である。 Here, each of the substituents R 1 is independently a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclohexyl group, or a phenyl group. X is a divalent group and is independently a divalent group selected from the group consisting of an alkylene group, an ether group, a thioether group, and a carbonyl group.

Figure 2014198755
Figure 2014198755

ここで、置換基Rはそれぞれ独立に、水素基、炭素数が1〜6の直鎖のアルキル基、炭素数が1〜6の分岐を持つアルキル基、又は炭素数が5〜6の環状のアルキル基である。また、置換基Rはそれぞれ独立に、水素基、水酸基、メチル基、又はメトキシ基であり、mは1〜3の整数である。 Here, each substituent R 2 is independently a hydrogen group, a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a cyclic group having 5 to 6 carbon atoms. It is an alkyl group. In addition, each of the substituents R 3 is independently a hydrogen group, a hydroxyl group, a methyl group, or a methoxy group, and m is an integer of 1 to 3.

一般式(2)で表される1価又は2価の基は、前記一般式(4)で表されるビスフェノール類が縮重合反応によって一般式(1)で表されるノボラック型フェノール樹脂の構造に取り込まれた場合の反応残基であり、より好ましくは下記一般式(7)で表される1価又は2価の基である。   The monovalent or divalent group represented by the general formula (2) is a structure of a novolak type phenol resin in which the bisphenol represented by the general formula (4) is represented by the general formula (1) by a condensation polymerization reaction. Is a monovalent or divalent group represented by the following general formula (7).

Figure 2014198755
Figure 2014198755

一般式(3)で表される2価の基は、前記一般式(6)で表されるモノアルデヒド成分が縮重合反応によって一般式(1)で表されるノボラック型フェノール樹脂の構造に取り込まれた場合の反応残基であり、より好ましくは下記一般式(8)で表されるメチレン基である。   In the divalent group represented by the general formula (3), the monoaldehyde component represented by the general formula (6) is incorporated into the structure of the novolak-type phenol resin represented by the general formula (1) by the condensation polymerization reaction. In this case, the reaction residue is more preferably a methylene group represented by the following general formula (8).

Figure 2014198755
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前記一般式(1)におけるnは、構造の繰り返し単位数であり、0〜100の整数を表し、0〜70が好ましく、1〜50がより好ましく、1〜35が更に好ましい。   N in the general formula (1) is the number of repeating units of the structure, and represents an integer of 0 to 100, preferably 0 to 70, more preferably 1 to 50, and still more preferably 1 to 35.

本発明のノボラック型フェノール樹脂の重量平均分子量は、特に限定されない。通常は300〜30000程度である。フォトレジスト組成物用に用いる場合には、フォトレジスト組成物の性能やハンドリング性から、700〜20000が好ましく、800〜15000がより好ましく、1000〜10000が更に好ましい。重量平均分子量が300より小さい場合は感度が高すぎる場合があり、30000より大きい場合は感度が低い場合がある。なお、本明細書において、重量平均分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)測定によって、標準ポリスチレンによる検量線を用いて求めた値である。   The weight average molecular weight of the novolak type phenol resin of the present invention is not particularly limited. Usually, it is about 300-30000. When using for a photoresist composition, 700-20000 are preferable, 800-15000 are more preferable, and 1000-10000 are still more preferable from the performance and handling property of a photoresist composition. When the weight average molecular weight is less than 300, the sensitivity may be too high, and when it is greater than 30000, the sensitivity may be low. In addition, in this specification, a weight average molecular weight is the value calculated | required using the analytical curve by a standard polystyrene by GPC (gel permeation chromatography) measurement.

本発明のノボラック型フェノール樹脂は、2,2’位に置換基を有するビスフェノール類を含有するフェノール成分(a)と、モノアルデヒド成分(b)とを縮重合反応することによって容易に得ることができる。   The novolak-type phenol resin of the present invention can be easily obtained by polycondensation reaction of a phenol component (a) containing a bisphenol having a substituent at the 2,2′-position and a monoaldehyde component (b). it can.

縮重合反応においては、酸触媒を好適に使用することができる。酸触媒としては、フェノール成分とアルデヒド成分とを反応させる能力のあるものであれば、特に限定されることなく使用可能である。例えばシュウ酸、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できる。酸触媒の使用量は、ビスフェノール類を含有するフェノール類(a)に対して、0.01〜5重量%である。フォトレジスト組成物用に使用する場合には、その特性の向上のために極力少ない方が好ましい。樹脂中に酸触媒が残存するとフォトレジスト組成物の特性に弊害を及ぼすことがあるためである。このため、縮重合反応が終了した後で、アミン類または無機アルカリを使用して反応混合物中の酸触媒を中和することが好ましい。   In the condensation polymerization reaction, an acid catalyst can be preferably used. Any acid catalyst can be used without particular limitation as long as it has the ability to react a phenol component with an aldehyde component. For example, organic sulfonic acids such as oxalic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, and inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid can be used. The usage-amount of an acid catalyst is 0.01-5 weight% with respect to phenols (a) containing bisphenol. When used for a photoresist composition, it is preferable that the amount is as small as possible in order to improve its properties. This is because the acid catalyst remaining in the resin may adversely affect the characteristics of the photoresist composition. For this reason, after completion of the condensation polymerization reaction, it is preferable to neutralize the acid catalyst in the reaction mixture using an amine or an inorganic alkali.

縮重合反応の反応温度は、特に限定されないが、好ましくは60〜160℃、より好ましくは80〜140℃である。60℃より低いと重合が進みにくく、160℃より高いと反応の制御が難しくなる場合があり、目的のノボラック型フェノール樹脂を安定的に得ることが難しくなる。   The reaction temperature of the condensation polymerization reaction is not particularly limited, but is preferably 60 to 160 ° C, more preferably 80 to 140 ° C. When the temperature is lower than 60 ° C., the polymerization is difficult to proceed, and when the temperature is higher than 160 ° C., it may be difficult to control the reaction, and it becomes difficult to stably obtain the desired novolak type phenol resin.

縮重合反応には、必要に応じて反応溶媒を使用することができる。反応溶媒としては、2,2’位に置換基を有するビスフェノール類を含有するフェノール成分(a)及びモノアルデヒド成分(b)を溶解し易い水が好適に用いられるが、場合によっては反応に悪影響を及ぼさない有機溶媒を使用することもできる。このような有機溶媒としては、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン等のエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類等が挙げられる。これらの反応溶媒の使用量は、通常、反応原料100質量部に対して、20〜1000質量部の割合である。   In the condensation polymerization reaction, a reaction solvent can be used as necessary. As the reaction solvent, water that easily dissolves the phenol component (a) and the monoaldehyde component (b) containing bisphenols having a substituent at the 2,2′-position is preferably used. It is also possible to use an organic solvent that does not affect. Examples of such organic solvents include ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, and 1,2-diethoxyethane; esters such as propylene glycol monomethyl ether acetate; and cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane. Can be mentioned. The usage-amount of these reaction solvents is a ratio of 20-1000 mass parts normally with respect to 100 mass parts of reaction raw materials.

縮重合反応の反応時間は、反応温度にもよるが、通常は20時間以内である。また、縮重合反応の反応圧力は、通常は常圧下で行われるが、若干の加圧ないし減圧下でも行うことができる。   The reaction time of the condensation polymerization reaction is usually within 20 hours, although it depends on the reaction temperature. The reaction pressure for the polycondensation reaction is usually carried out under normal pressure, but can also be carried out under slight pressure or reduced pressure.

縮重合応終了後の後処理は、反応混合物に塩基を添加して酸触媒を中和し、続いて酸触媒を除去するために水を加えて水洗を実施することが好ましい。   In the post-treatment after completion of the polycondensation reaction, it is preferable to add a base to the reaction mixture to neutralize the acid catalyst, and then add water to remove the acid catalyst and perform washing with water.

酸触媒の中和のための塩基としては、特に限定されることはなく、酸触媒を中和し、水に可溶となる塩を形成するものであれば使用可能である。塩基としては、例えば、金属水酸化物、金属炭酸塩などの無機塩基ならびにアミンや有機アミンなどの有機塩基が挙げられる。無機塩基としては、具体的には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムや炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カルシウムが挙げられる。有機塩基のアミンあるいは有機アミンの具体例としては、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジエチルアミン、トリブチルアミンなどが挙げられる。好ましくは有機アミンが使用される。塩基の使用量は、酸触媒を中和し、反応系内のpHを4〜8の範囲にする量で使用することが好ましい。   The base for neutralizing the acid catalyst is not particularly limited, and any base that neutralizes the acid catalyst and forms a salt that is soluble in water can be used. Examples of the base include inorganic bases such as metal hydroxides and metal carbonates, and organic bases such as amines and organic amines. Specific examples of the inorganic base include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, and calcium carbonate. Specific examples of organic base amines or organic amines include ammonia, trimethylamine, triethylamine, diethylamine, and tributylamine. Preferably organic amines are used. It is preferable to use the base in such an amount that the acid catalyst is neutralized and the pH in the reaction system is in the range of 4-8.

水洗における水洗水の量と水洗の回数は、特に限定されない。酸触媒をレジスト用組成物としての実使用に影響ない程度の量まで除去するには、水洗回数としては1〜5回程度である。
水洗の温度は、特に限定されないが、触媒除去の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。このような溶媒は、フェノール樹脂を溶解し、粘度を低下させるものであれば特に限定されることなく使用することができる。
The amount of washing water and the number of washings are not particularly limited. In order to remove the acid catalyst to an amount that does not affect the actual use as a resist composition, the number of washings is about 1 to 5 times.
The temperature of washing with water is not particularly limited, but it is preferably 40 to 95 ° C. from the viewpoint of catalyst removal efficiency and workability. When the resin and the washing water are poorly separated during washing with water, it is effective to add a solvent that lowers the viscosity of the resin and raise the washing temperature. Such a solvent can be used without particular limitation as long as it dissolves the phenol resin and lowers the viscosity.

酸性触媒を中和及び水洗により除去した後、例えば、反応系の温度を130〜230℃に上げて、20〜50torrの減圧下で、反応系内に存在する未反応原料、有機溶媒等の揮発分を留去して、本発明のノボラック型フェノール樹脂を得ることができる。   After removing the acidic catalyst by neutralization and washing with water, for example, the temperature of the reaction system is raised to 130 to 230 ° C., and the volatilization of unreacted raw materials, organic solvents, etc. present in the reaction system under a reduced pressure of 20 to 50 torr. The novolak type phenolic resin of the present invention can be obtained by distilling off the fraction.

本発明のノボラック型フェノール樹脂は、通常のノボラック型フェノール樹脂と同様に、様々な分野で使用することができる。   The novolac type phenolic resin of the present invention can be used in various fields in the same manner as a normal novolac type phenolic resin.

例えば、本発明のノボラック型フェノール樹脂は、エポキシ樹脂の硬化剤として使用することができる。エポキシ樹脂の硬化剤として使用する場合には、公知の方法に従ってエポキシ樹脂と混合して、エポキシ樹脂組成物とすることができる。   For example, the novolac type phenol resin of the present invention can be used as a curing agent for epoxy resins. When used as a curing agent for an epoxy resin, it can be mixed with an epoxy resin according to a known method to obtain an epoxy resin composition.

また、本発明のノボラック型フェノール樹脂は、公知の方法によってエピハロヒドリンと反応させることにより、ノボラック型のエポキシ樹脂(以下、ノボラック型エポキシ樹脂という場合がある。)とすることもできる。例えばエピクロルヒドリンと水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物との存在下に、10〜120℃で、グリシジルエーテル化反応することによって、ノボラック型エポキシ樹脂とすることができる。   Moreover, the novolak-type phenol resin of this invention can also be made into a novolak-type epoxy resin (henceforth a novolak-type epoxy resin) by making it react with epihalohydrin by a well-known method. For example, a novolac type epoxy resin can be obtained by performing a glycidyl etherification reaction at 10 to 120 ° C. in the presence of epichlorohydrin and an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide.

本発明のノボラック型フェノール樹脂をエポキシ化したノボラック型エポキシ樹脂は、例えばアミン系硬化剤、アミド系硬化剤、三無水物系硬化剤、或いはノボラック型フェノール樹脂系硬化剤などと、公知の方法に従って混合してエポキシ樹脂組成物とすることができる。   The novolac type epoxy resin obtained by epoxidizing the novolak type phenol resin of the present invention is, for example, an amine-based curing agent, an amide-based curing agent, a dianhydride-based curing agent, or a novolac-type phenolic resin-based curing agent according to a known method. It can mix and can be set as an epoxy resin composition.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、例えばトリフェニルホスフィンのような硬化促進剤を含み、更に無機充填材、離型剤、着色剤、カップリング剤、難燃剤などの通常のエポキシ樹脂組成物が含有する添加剤を好適に含有できる。   The epoxy resin composition of the present invention includes a curing accelerator such as triphenylphosphine, and further includes an inorganic filler, a release agent, a colorant, a coupling agent, and a flame retardant, as long as the effects of the present invention are not impaired. The additive which a normal epoxy resin composition contains, such as can be contained suitably.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、加熱処理することによって硬化反応を起こして硬化物を形成することができる。本発明のエポキシ樹脂組成物を硬化させる条件は、適宜、選択することができる。例えば、50〜300℃、好ましくは130〜250℃で、0.01〜20時間、好ましくは、0.1〜10時間、加熱処理することによって硬化物を得ることができる。   The epoxy resin composition of the present invention can form a cured product by causing a curing reaction by heat treatment. Conditions for curing the epoxy resin composition of the present invention can be appropriately selected. For example, a cured product can be obtained by heat treatment at 50 to 300 ° C., preferably 130 to 250 ° C., for 0.01 to 20 hours, preferably 0.1 to 10 hours.

本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物は、プリント配線基板材料、ビルドアップ基板の層間絶縁材料、半導体封止材料、導電性接着剤料等として半導体や電子部品の分野で好適に適用することができる。   The cured product of the epoxy resin composition of the present invention can be suitably applied in the field of semiconductors and electronic components as printed wiring board materials, interlayer insulating materials for build-up boards, semiconductor sealing materials, conductive adhesive materials, and the like. it can.

本発明のノボラック型フェノール樹脂は、特に高い柔軟性を示し且つ高解像度や高残膜率を兼ね備えたフォトレジスト組成物用として好適に使用することができる。   The novolak-type phenolic resin of the present invention can be suitably used for a photoresist composition that exhibits particularly high flexibility and has both high resolution and a high residual film ratio.

本発明のフォトレジスト組成物は、限定するものではないが、本発明のノボラック型フェノール樹脂(A)を好ましくは5〜40重量%、より好ましくは10〜25重量%含有する。本発明のレジスト用組成物は、更に感光剤(B)を含有する。感光剤(B)としては、ノボラック型フェノール樹脂を含むフォトレジストの感光剤として公知のものを使用できる。例えばキノンジアジド基を有するキノンジアジド化合物が好ましく、特に1,2−キノンジアジド化合物又はその誘導体が好ましい。キノンジアジド化合物を用いることで、露光した部分は溶解促進効果によりアルカリ溶解速度が大きくなり、逆に露光しない部分は溶解抑制効果によりアルカリ溶解速度が小さくなり、この露光部と未露光部の溶解速度の差によって、コントラストの高い、シャープなレジストパターンを得ることができる。   The photoresist composition of the present invention contains, but is not limited to, the novolac type phenol resin (A) of the present invention, preferably 5 to 40% by weight, more preferably 10 to 25% by weight. The resist composition of the present invention further contains a photosensitive agent (B). As the photosensitizer (B), known photosensitizers for photoresists containing novolak-type phenolic resins can be used. For example, a quinonediazide compound having a quinonediazide group is preferable, and a 1,2-quinonediazide compound or a derivative thereof is particularly preferable. By using a quinonediazide compound, the exposed portion has a higher alkali dissolution rate due to the dissolution promoting effect, and conversely, the non-exposed portion has a lower alkali dissolution rate due to the dissolution inhibiting effect. Due to the difference, a sharp resist pattern with high contrast can be obtained.

キノンジアジド化合物としては、従来キノンジアジド−ノボラック系フォトレジスト組成物で用いられている公知の化合物を用いることができる。このようなキノンジアジド基を含む化合物としては、ナフトキノンジアジドスルホン酸クロライドやベンゾキノンジアジドスルホン酸クロライド等と、これらの酸クロライドと縮合反応可能な官能基を有する化合物とを反応させることによって得られた化合物が好ましい。   As the quinonediazide compound, known compounds conventionally used in quinonediazide-novolak photoresist compositions can be used. Examples of the compound containing a quinonediazide group include compounds obtained by reacting naphthoquinonediazidesulfonic acid chloride, benzoquinonediazidesulfonic acid chloride, and the like with a compound having a functional group capable of undergoing a condensation reaction with these acid chlorides. preferable.

ここで、酸クロライドと縮合可能な官能基としては水酸基、アミノ基等が挙げられるが、特に水酸基が好適である。酸クロライドと縮合可能な水酸基を有する化合物としては、例えばハイドロキノン、レゾルシン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4−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、2,4,4’−トリヒドロキシベンゾフェノン、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、2,2’,3,4,6’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン等のヒドロキシベンゾフェノン類、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、ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)プロパン等のヒドロキシフェニルアルカン類、4,4’,3”,4”−テトラヒドロキシ−3,5,3’,5’−テトラメチルトリフェニルメタン、4,4’,2”,3”,4”−ペンタヒドロキシ−3,5,3’,5’−テトラメチルトリフェニルメタン等のヒドロキシトリフェニルメタン類など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種以上を組合せて用いてもよい。   Here, examples of the functional group capable of condensing with acid chloride include a hydroxyl group and an amino group, and a hydroxyl group is particularly preferable. Examples of the compound having a hydroxyl group capable of condensing with acid chloride include hydroquinone, resorcin, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,4,6-trihydroxybenzophenone, 2,4,4 '-Trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,2', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ', 3,4,6'-pentahydroxybenzophenone, etc. Hydroxyphenyl alkanes such as hydroxybenzophenones, bis (2,4-dihydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, bis (2,4-dihydroxyphenyl) propane, 4,4 ′ , 3 ", 4" -tetrahydroxy-3,5,3 ', Hydroxytriphenylmethanes such as' -tetramethyltriphenylmethane, 4,4 ', 2 ", 3", 4 "-pentahydroxy-3,5,3', 5'-tetramethyltriphenylmethane These may be used alone or in combination of two or more.

酸クロライドであるナフトキノンジアジドスルホン酸クロライドやベンゾキノンジアジドスルホン酸クロライドの具体例としては、例えば、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルフォニルクロライド、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルフォニルクロライドなどが好ましいものとして挙げられる。   Specific examples of naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride and benzoquinone diazide sulfonic acid chloride that are acid chlorides include, for example, 1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinone diazide-4-sulfonyl chloride, and the like. As mentioned.

感光剤(B)の配合量は、ノボラック型フェノール樹脂(A)100質量部に対して、5〜50質量部が好ましく、より好ましくは10〜40質量部である。感光剤(B)の配合量が5質量部よりも少ないと、感光性樹組成物として十分な感度が得られないことがあり、また、50質量部よりも多いと成分の析出の問題が起こることがあるので好ましくない。   The blending amount of the photosensitive agent (B) is preferably 5 to 50 parts by mass, more preferably 10 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the novolac type phenol resin (A). When the blending amount of the photosensitizer (B) is less than 5 parts by mass, sufficient sensitivity as a photosensitive tree composition may not be obtained, and when it exceeds 50 parts by mass, a problem of precipitation of components occurs. This is not preferable.

本発明のレジスト組成物は、ノボラック型フェノール樹脂(A)及び感光剤(B)の他に、フォトレジスト組成物の慣用成分である、酸化防止剤等の安定剤、可塑剤、界面活性剤、密着性向上剤、溶解促進剤、溶解阻害剤などを好適に含有することができる。   The resist composition of the present invention includes, in addition to the novolak-type phenolic resin (A) and the photosensitive agent (B), stabilizers such as antioxidants, plasticizers, surfactants, which are conventional components of photoresist compositions, An adhesion improver, a dissolution accelerator, a dissolution inhibitor and the like can be suitably contained.

本発明のノボラック型フェノール樹脂を使用したフォトレジスト組成物は、ドライフィルム化が可能性あり、また高集積半導体を製造する際のリソグラフィー工程、液晶用の薄膜フィルムトランジスター(TFT)、フレキシブルディスプレイ及びフレキシブルプリント配線板等の微細加工工程において、好適に使用することができる。   The photoresist composition using the novolac-type phenolic resin of the present invention can be formed into a dry film, and is a lithography process for manufacturing a highly integrated semiconductor, a thin film transistor (TFT) for liquid crystal, a flexible display, and a flexible display. It can be suitably used in a microfabrication process such as a printed wiring board.

以下に、実施例等により本発明についてより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and the like, but the present invention is not limited to these examples.

まず、ノボラック型フェノール樹脂の分析方法とその物性の評価方法は以下の通りである。   First, a method for analyzing a novolac-type phenol resin and a method for evaluating its physical properties are as follows.

(1)重量平均分子量(GPC測定方法)
型式:HLC−8220 東ソー(株)製
カラム:TSK−GEL Hタイプ G2000H×L 4本
G3000H×L 1本
G4000H×L 1本
測定条件:カラム圧力 13.5MPa
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)フローレート 1ml/min
温度:40℃
検出器:スペクトロフォトメーター(UV−8020)RANGE 2.56
WAVE LENGTH:254nmとRI
インジェクション量:100μmL
試料濃度:5mg/mL
(1) Weight average molecular weight (GPC measurement method)
Model: HLC-8220 Tosoh Corporation Column: TSK-GEL H type G2000H × L 4
1 G3000H x L
G4000H × L One measurement condition: Column pressure 13.5 MPa
Eluent: Tetrahydrofuran (THF) flow rate 1 ml / min
Temperature: 40 ° C
Detector: Spectrophotometer (UV-8020) RANGE 2.56
WAVE LENGTH: 254nm and RI
Injection volume: 100 μmL
Sample concentration: 5 mg / mL

(2)ノボラック型フェノール樹脂のアルカリ溶解速度の評価方法
ノボラック型フェノール樹脂3gをPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)9gに溶解し、樹脂溶液を調合した。これらを0.2ミクロンメンブレンフィルターで濾過した。これを4インチシリコンウェハー上に約1.5μmの厚みになるようにスピンコーターで塗布し、110℃で60秒間ホットプレート上で乾燥させた。次いで現像液(1.60%テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液)を用い、完全に膜が消失するまでの時間を計測した。初期膜厚を溶解するまでの時間で割った値を溶解速度とした。
(2) Evaluation method of alkali dissolution rate of novolac type phenol resin≫
3 g of novolak type phenol resin was dissolved in 9 g of PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate) to prepare a resin solution. These were filtered through a 0.2 micron membrane filter. This was coated on a 4 inch silicon wafer with a spin coater to a thickness of about 1.5 μm, and dried on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds. Next, using a developing solution (1.60% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution), the time until the film completely disappeared was measured. The value obtained by dividing the initial film thickness by the time until dissolution was taken as the dissolution rate.

次に、フォトレジスト組成物(感光性組成物)の調製方法、得られた組成物の感光剤溶解性、塗布性、柔軟性、残膜率(%)、及び解像度の評価方法は以下の通りである。   Next, a method for preparing a photoresist composition (photosensitive composition), and a method for evaluating the photosensitizer solubility, coatability, flexibility, residual film ratio (%), and resolution of the obtained composition are as follows. It is.

(3)フォトレジスト組成物の調製
得られたノボラック型フェノール樹脂10gとナフトキノン1,2−ジアジド−5−スルホン酸の2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンエステル2.5gとをPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)37.5gに溶解し、フォトレジスト組成物とした。
(3) Preparation of photoresist composition≫
107.5 g of the obtained novolak-type phenol resin and 2.5 g of 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone ester of naphthoquinone 1,2-diazide-5-sulfonic acid were added to 37.5 g of PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate). To give a photoresist composition.

(4)フォトレジスト組成物柔軟性評価
得られたノボラック型フェノール樹脂をPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)に溶解し、樹脂溶液を調合した。これらを0.2ミクロンメンブレンフィルターで濾過した。これを厚さ50μmのポリイミドフィルム上に約5.0μmの厚みになるように塗布し、110℃で90秒間ホットプレート上で乾燥させた。
乾燥後、レジスト表面の状態を観察しハジキの有無で塗布性を評価した。
次いで、現像液(2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液)を用い、60秒間浸漬した。リンス、乾燥させた後、180度に折り曲げて、折り曲げ箇所の状態を下記基準で目視及び顕微鏡(1000倍)により観察し評価した。
○:顕微鏡観察でレジスト膜にヒビ割れはない
△:目視観察ではレジスト膜にヒビ割れはないが、顕微鏡観察ではレジスト膜にヒビ割れがある(柔軟性を有するフォトレジスト組成物として実用化は困難)
×:目視観察でレジスト膜にヒビ割れがある
(4) Photoresist composition flexibility evaluation≫
The obtained novolac-type phenol resin was dissolved in PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate) to prepare a resin solution. These were filtered through a 0.2 micron membrane filter. This was applied on a polyimide film having a thickness of 50 μm so as to have a thickness of about 5.0 μm, and dried on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds.
After drying, the state of the resist surface was observed, and the applicability was evaluated based on the presence or absence of cissing.
Subsequently, it was immersed for 60 seconds using the developing solution (2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution). After rinsing and drying, bending was performed at 180 degrees, and the state of the bent portion was observed and evaluated visually and under a microscope (1000 times) according to the following criteria.
○: There is no crack in the resist film by microscopic observation. Δ: There is no crack in the resist film by visual observation, but there is crack in the resist film by microscopic observation (it is difficult to put it into practical use as a flexible photoresist composition. )
X: There is a crack in the resist film by visual observation.

(5)フォトレジスト組成物の残膜率・解像度の評価方法
前記フォトレジスト組成物を0.2ミクロンメンブレンフィルターで濾過し、これを4インチシリコンウェハー上に約1.5μの厚みになるようにスピンコーターで塗布し、110℃、60秒間ホットプレート上で乾燥させた。その後、縮小投影露光装置を用い、露光時間を段階的に変えて露光した。次いで現像液(2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液)を用い、60秒間現像し、リンス、乾燥を行なった。
残膜率とは、現像後の感光性樹脂の膜厚と現像前の感光性樹脂の膜厚の比であり、下記式により表される値である。
(5) Evaluation method of remaining film ratio and resolution of photoresist composition≫
The photoresist composition is filtered through a 0.2 micron membrane filter, which is coated on a 4 inch silicon wafer with a spin coater to a thickness of about 1.5 μm, and dried on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds. I let you. Thereafter, exposure was performed using a reduced projection exposure apparatus while changing the exposure time stepwise. Next, using a developer (2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution), development was performed for 60 seconds, followed by rinsing and drying.
The remaining film ratio is a ratio between the film thickness of the photosensitive resin after development and the film thickness of the photosensitive resin before development, and is a value represented by the following formula.

Figure 2014198755
Figure 2014198755

また、解像度は、テストチャートマスクを用い、下記基準で評価した。
○:4.0μライン&スペースが解像できる。
×:4.0μライン&スペースが解像できない。
The resolution was evaluated according to the following criteria using a test chart mask.
○: 4.0 μ line & space can be resolved.
X: 4.0 μ line & space cannot be resolved.

〔実施例1〕
温度計、仕込み・留出口および攪拌機を備えたガラス製三口フラスコに、ビスフェノールC 30g(0.117モル)、42%ホルムアルデヒド水溶液 5.79g(0.082モル)、蓚酸 0.11gを入れ、100℃で20時間反応させた。その後、180℃まで昇温して脱水し、次いで30torrで2時間減圧蒸留を行い、ノボラック型フェノール樹脂 32gを得た。
[Example 1]
A glass three-necked flask equipped with a thermometer, a charging / distilling outlet and a stirrer was charged with 30 g (0.117 mol) of bisphenol C, 5.79 g (0.082 mol) of 42% formaldehyde aqueous solution, and 0.11 g of oxalic acid. The reaction was carried out at 20 ° C. for 20 hours. Thereafter, the temperature was raised to 180 ° C. for dehydration, followed by distillation under reduced pressure at 30 torr for 2 hours to obtain 32 g of a novolac type phenol resin.

〔実施例2〕
温度計、仕込み・留出口および攪拌機を備えたガラス製三口フラスコに、ビスフェノールC 30g(0.117モル)、42%ホルムアルデヒド水溶液 6.62g(0.094モル)、蓚酸 0.11gを入れ、100℃で20時間反応させた。その後、180℃まで昇温して脱水し、次いで30torrで2時間減圧蒸留を行い、ノボラック型フェノール樹脂 35gを得た。
[Example 2]
A glass three-necked flask equipped with a thermometer, a charging / distilling outlet and a stirrer was charged with 30 g (0.117 mol) of bisphenol C, 6.62 g (0.094 mol) of a 42% formaldehyde aqueous solution, and 0.11 g of oxalic acid. The reaction was carried out at 20 ° C. for 20 hours. Thereafter, the temperature was raised to 180 ° C. for dehydration, followed by distillation under reduced pressure at 30 torr for 2 hours to obtain 35 g of a novolac type phenol resin.

〔実施例3〕
温度計、仕込み・留出口および攪拌機を備えたガラス製三口フラスコに、ビスフェノールC 30g(0.117モル)、42%ホルムアルデヒド水溶液 8.28g(0.117モル)、蓚酸 0.11gを入れ、100℃で20時間反応させた。その後、180℃まで昇温して脱水し、次いで30torrで2時間減圧蒸留を行い、ノボラック型フェノール樹脂 38gを得た。
Example 3
A glass three-necked flask equipped with a thermometer, a charging / distilling outlet and a stirrer was charged with 30 g (0.117 mol) of bisphenol C, 8.28 g (0.117 mol) of a 42% formaldehyde aqueous solution, and 0.11 g of oxalic acid. The reaction was carried out at 20 ° C. for 20 hours. Thereafter, the temperature was raised to 180 ° C. for dehydration, followed by distillation under reduced pressure at 30 torr for 2 hours to obtain 38 g of a novolac type phenol resin.

〔比較例1〕
温度計、仕込み・留出口および攪拌機を備えたガラス製三口フラスコに、ビスフェノールA 217g(0.951モル)、42%ホルマリン 50.6g(0.708モル)、及び蓚酸 1.0gを入れ、100℃で10時間反応させた。その後、180℃まで昇温して脱水し、次いで30torrで2時間減圧蒸留を行い、ノボラック型フェノール樹脂 180gを得た。
[Comparative Example 1]
A glass three-necked flask equipped with a thermometer, a charging / distilling outlet and a stirrer was charged with 217 g (0.951 mol) of bisphenol A, 50.6 g (0.708 mol) of 42% formalin, and 1.0 g of oxalic acid. The reaction was carried out at 0 ° C. for 10 hours. Thereafter, the temperature was raised to 180 ° C. for dehydration, followed by distillation under reduced pressure at 30 torr for 2 hours to obtain 180 g of a novolac type phenol resin.

〔比較例2〕
温度計、仕込み・留出口および攪拌機を備えたガラス製三口フラスコに、m−クレゾール 80g(0.740モル)、p−クレゾール 120g(1.110モル)、42%ホルマリン 81.3g(1.137モル)、及び蓚酸 0.8gを入れ、100℃で10時間反応させた。その後、180℃まで昇温して脱水し、次いで30torrで2時間減圧蒸留を行い、ノボラック型フェノール樹脂 150gを得た。
[Comparative Example 2]
In a glass three-necked flask equipped with a thermometer, a charging / distilling outlet and a stirrer, 80 g (0.740 mol) of m-cresol, 120 g (1.110 mol) of p-cresol, 81.3 g of 42% formalin (1.137) Mol) and 0.8 g of oxalic acid were added and reacted at 100 ° C. for 10 hours. Thereafter, the temperature was raised to 180 ° C. for dehydration, and then vacuum distillation was performed at 30 torr for 2 hours to obtain 150 g of a novolac type phenol resin.

〔比較例3〕
温度計、仕込み・留出口および攪拌機を備えたガラス製三口フラスコに、m−クレゾール 100g(0.925モル)、50%グルタルアルデヒド水溶液 42.6g(0.213モル)、及びパラトルエンスルホン酸 0.2gを入れ、96℃で20時間反応させた。反応終了後、90℃まで冷却してトリエチルアミン 0.2gを添加し、イオン交換水 100gを添加して攪拌、静置した。静置することにより分離した水層のpHを5.5〜7.0となるように調整して、分離水を除去した。この操作を2回行った。その後、185℃まで昇温して脱水し、次いで30torrで2時間減圧蒸留を行い、ノボラック型フェノール樹脂 82gを得た。
[Comparative Example 3]
In a glass three-necked flask equipped with a thermometer, a charging / distilling outlet and a stirrer, m-cresol 100 g (0.925 mol), 50% glutaraldehyde aqueous solution 42.6 g (0.213 mol), and paratoluenesulfonic acid 0 .2 g was added and reacted at 96 ° C. for 20 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to 90 ° C., 0.2 g of triethylamine was added, 100 g of ion-exchanged water was added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The pH of the aqueous layer separated by allowing to stand was adjusted to 5.5 to 7.0, and the separated water was removed. This operation was performed twice. Thereafter, the temperature was raised to 185 ° C. to dehydrate, and then vacuum distillation was performed at 30 torr for 2 hours to obtain 82 g of a novolak type phenol resin.

〔比較例4〕
温度計、仕込み・留出口および攪拌機を備えたガラス製三口フラスコに、m−クレゾール 50g(0.462モル)、p−クレゾール 50g(0.462モル)、50%グルタルアルデヒド水溶液 37.0g(0.185モル)、及びp−トルエンスルホン酸 0.2gを入れ、96℃で20時間反応させた。反応終了後、90℃まで冷却してトリエチルアミン 0.2gを添加し、イオン交換水 100gを添加して攪拌、静置した。静置することにより分離した水層のpHを5.5〜7.0となるように調整して、分離水を除去した。この操作を2回行った。その後、185℃まで昇温して脱水した後、30torrで2時間減圧蒸留を行い、比較例4に係るノボラック型フェノール樹脂64gを得た。
[Comparative Example 4]
In a glass three-necked flask equipped with a thermometer, a charging / distilling outlet and a stirrer, m-cresol 50 g (0.462 mol), p-cresol 50 g (0.462 mol), 50% glutaraldehyde aqueous solution 37.0 g (0 .185 mol) and 0.2 g of p-toluenesulfonic acid were added and reacted at 96 ° C. for 20 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to 90 ° C., 0.2 g of triethylamine was added, 100 g of ion-exchanged water was added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The pH of the aqueous layer separated by allowing to stand was adjusted to 5.5 to 7.0, and the separated water was removed. This operation was performed twice. Then, after heating up to 185 degreeC and dehydrating, it distilled under reduced pressure at 30 torr for 2 hours, and obtained 64 g of novolak-type phenol resins which concern on the comparative example 4.

〔比較例5〕
温度計、仕込み・留出口および攪拌機を備えたガラス製三口フラスコに、m−クレゾール 40g(0.370モル)、p−クレゾール 60g(0.555モル)、50%グルタルアルデヒド水溶液 37.0g(0.185モル)、及びp−トルエンスルホン酸 0.2gを入れ、96℃で20時間反応させた。その後、反応混合液へ42%ホルムアルデヒド水溶液 13.2g(0.185モル)を加え、96℃で4時間更に反応させた。反応終了後、90℃まで冷却してトリエチルアミン 0.2gを添加し、イオン交換水 100gを添加して攪拌、静置した。静置することにより分離した水層のpHを5.5〜7.0となるように調整して、分離水を除去した。この操作を2回行った。その後、185℃まで昇温して脱水し、次いで30torrで2時間減圧蒸留を行い、ノボラック型フェノール樹脂 94gを得た。
[Comparative Example 5]
In a glass three-necked flask equipped with a thermometer, a charging / distilling outlet, and a stirrer, m-cresol 40 g (0.370 mol), p-cresol 60 g (0.555 mol), 50% glutaraldehyde aqueous solution 37.0 g (0 .185 mol) and 0.2 g of p-toluenesulfonic acid were added and reacted at 96 ° C. for 20 hours. Thereafter, 13.2 g (0.185 mol) of 42% aqueous formaldehyde solution was added to the reaction mixture, and the mixture was further reacted at 96 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to 90 ° C., 0.2 g of triethylamine was added, 100 g of ion-exchanged water was added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The pH of the aqueous layer separated by allowing to stand was adjusted to 5.5 to 7.0, and the separated water was removed. This operation was performed twice. Thereafter, the temperature was raised to 185 ° C. to dehydrate, and then vacuum distillation was performed at 30 torr for 2 hours to obtain 94 g of a novolac type phenol resin.

実施例1〜3、及び比較例1〜5で得られたノボラック型フェノール樹脂について、それぞれの化学組成、モル比、樹脂としての分析評価結果、フォトレジスト組成物としての評価結果を、下記の表1にまとめて示した。   About the novolak type phenol resins obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5, the chemical composition, molar ratio, analytical evaluation results as resins, and evaluation results as photoresist compositions are shown in the following table. 1 is shown collectively.

Figure 2014198755
Figure 2014198755

以上より、実施例1〜3のノボラック型フェノール樹脂は、比較例1のビスフェノールAを用いたノボラック型フェノール樹脂及び比較例2のm、p−クレゾールを用いた従来の一般的なノボラック型フェノール樹脂と比較し、重量平均分子量が低いにもかかわらず柔軟性が改良されており、且つ残膜率や解像度の性能をバランスよく満足したことが分かる。また、特許文献1の柔軟性が改良されたノボラック型フェノール樹脂に相当する比較例3〜5のノボラック型フェノール樹脂よりも更に柔軟性が改良されている。特に、実施例3で得られたノボラック型フェノール樹脂は、重量平均分子量が1000〜10000の特に好ましい範囲にあるために、それを用いて調製したフォトレジスト組成物の柔軟性と解像度とが良好であると共に、残膜率が特に良好であるなど、フォトレジストとしての特性が極めて優れていた。   From the above, the novolak type phenol resins of Examples 1 to 3 are the novolak type phenol resin using bisphenol A of Comparative Example 1 and the conventional general novolak type phenol resin using m, p-cresol of Comparative Example 2. It can be seen that the flexibility was improved in spite of the low weight average molecular weight, and the performance of the remaining film ratio and resolution was satisfied in a balanced manner. Moreover, the softness | flexibility is further improved rather than the novolak-type phenol resin of the comparative examples 3-5 corresponding to the novolak-type phenol resin in which the softness | flexibility of patent document 1 was improved. In particular, since the novolak-type phenol resin obtained in Example 3 has a weight average molecular weight in a particularly preferable range of 1000 to 10000, the flexibility and resolution of a photoresist composition prepared using it are good. In addition, the characteristics as a photoresist were extremely excellent, such as a particularly good residual film ratio.

本発明によれば、柔軟性が改良されたノボラック型フェノール樹脂、及びその用途について提案することができる。特に、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物としての用途に加えて、半導体やLCDを製造する際のリソグラフィー工程で好適に使用される、高い柔軟性を示し且つ高解像度や高残膜率を兼ね備えたフォトレジスト組成物用のノボラック型フェノール樹脂、及び前記ノボラック型フェノール樹脂を含有してなるフォトレジスト組成物を提案することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can propose about the novolak-type phenol resin by which the softness | flexibility was improved, and its use. In particular, in addition to its use as an epoxy resin composition and its cured product, it has high flexibility and high resolution and a high residual film ratio, which are suitably used in lithography processes when manufacturing semiconductors and LCDs. A novolak-type phenol resin for a photoresist composition and a photoresist composition containing the novolak-type phenol resin can be proposed.

また、本発明のノボラック型フェノール樹脂を使用したフォトレジスト組成物は、より高いレベルで柔軟性、高解像度及び高残膜率をバランスよく有するので、フレキシブルディスプレイやフレキシブルプリント配線板等を製造する際などの微細加工において、特に好適に使用することができる。   Moreover, since the photoresist composition using the novolak type phenolic resin of the present invention has a higher level of flexibility, high resolution and a high residual film ratio in a balanced manner, when manufacturing a flexible display or a flexible printed wiring board, etc. It can be particularly preferably used in fine processing such as.

Claims (10)

2,2’位に置換基を有するビスフェノール類を含有するフェノール成分(a)と、モノアルデヒド成分(b)とを縮重合反応して得られることを特徴とするノボラック型フェノール樹脂。   A novolak-type phenol resin obtained by condensation polymerization reaction of a phenol component (a) containing a bisphenol having a substituent at the 2,2'-position and a monoaldehyde component (b). 前記2,2’位に置換基を有するビスフェノール類が、下記一般式(4)で表される請求項1記載のノボラック型フェノール樹脂。
Figure 2014198755
(ここで、置換基Rはそれぞれ独立に、炭素数が1〜6の直鎖のアルキル基、炭素数が1〜6の分岐を持つアルキル基、シクロヘキシル基、又はフェニル基である。また、Xは2価の基であって、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、およびカルボニル基からなる群より選ばれる2価の基である。)
The novolak-type phenol resin according to claim 1, wherein the bisphenol having a substituent at the 2,2'-position is represented by the following general formula (4).
Figure 2014198755
(Here, each substituent R 1 is independently a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclohexyl group, or a phenyl group. X is a divalent group and is a divalent group selected from the group consisting of an alkylene group, an ether group, a thioether group, and a carbonyl group.
2,2’位に置換基を有するビスフェノール類を含有するフェノール成分(a)と、モノアルデヒド成分(b)とのモル比[(b)/(a)]が、0.45以上である請求項1又は2記載のノボラック型フェノール樹脂。   The molar ratio [(b) / (a)] of the phenol component (a) containing a bisphenol having a substituent at the 2,2′-position and the monoaldehyde component (b) is 0.45 or more. Item 3. A novolac type phenolic resin according to item 1 or 2. 前記モル比[(b)/(a)]が、0.45以上1.5未満であり、フォトレジスト組成物用である前記項1乃至3いずれか記載のノボラック型フェノール樹脂。   Item 4. The novolak phenol resin according to any one of Items 1 to 3, wherein the molar ratio [(b) / (a)] is 0.45 or more and less than 1.5, and is used for a photoresist composition. 下記一般式(1)で表されるノボラック型フェノール樹脂。
Figure 2014198755
(ここで、各Aはそれぞれ独立に下記一般式(2)で表される1価又は2価の基からなり、各Bはそれぞれ独立に下記一般式(3)で表される2価の基からなり、nは0〜100の整数を表す。)
Figure 2014198755
(ここで、置換基Rはそれぞれ独立に、炭素数が1〜6の直鎖のアルキル基、炭素数が1〜6の分岐を持つアルキル基、シクロヘキシル基、又はフェニル基である。また、Xは2価の基であって、それぞれ独立に、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、およびカルボニル基からなる群より選ばれる2価の基である。)
Figure 2014198755
(ここで、置換基Rはそれぞれ独立に、水素基、炭素数が1〜6の直鎖のアルキル基、炭素数が1〜6の分岐を持つアルキル基、又は炭素数が5〜6の環状のアルキル基である。また、置換基Rはそれぞれ独立に、水素基、水酸基、メチル基、又はメトキシ基であり、mは1〜3の整数である。)
A novolac-type phenol resin represented by the following general formula (1).
Figure 2014198755
(Here, each A is independently composed of a monovalent or divalent group represented by the following general formula (2), and each B is independently a divalent group represented by the following general formula (3). And n represents an integer of 0 to 100.)
Figure 2014198755
(Here, each substituent R 1 is independently a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclohexyl group, or a phenyl group. X is a divalent group, each independently a divalent group selected from the group consisting of an alkylene group, an ether group, a thioether group, and a carbonyl group.
Figure 2014198755
(Here, each substituent R 2 is independently a hydrogen group, a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl group having a branch having 1 to 6 carbon atoms, or a group having 5 to 6 carbon atoms. The substituent R 3 is each independently a hydrogen group, a hydroxyl group, a methyl group, or a methoxy group, and m is an integer of 1 to 3. )
請求項4又は5記載のノボラック型フェノール樹脂を含有することを特徴とするフォトレジスト組成物。   A photoresist composition comprising the novolak type phenol resin according to claim 4 or 5. 請求項1、2、3又は5記載のノボラック型フェノール樹脂をエポキシ化させたことを特徴とするエポキシ樹脂。   An epoxy resin obtained by epoxidizing the novolac type phenol resin according to claim 1, 2, 3 or 5. 請求項7記載のエポキシ樹脂を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。   An epoxy resin composition comprising the epoxy resin according to claim 7. 請求項1、2、3及び5記載のノボラック型フェノール樹脂のうちいずれか1以上の樹脂、並びにエポキシ樹脂を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。   An epoxy resin composition comprising one or more of the novolac type phenol resins according to claim 1, 2, 3, and 5, and an epoxy resin. 前記項8又は9記載のエポキシ樹脂組成物を硬化させたことを特徴とする硬化物。
10. A cured product obtained by curing the epoxy resin composition according to item 8 or 9.
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