JP2021152557A - Phenolic hydroxy group-containing resin and resist material including the same - Google Patents

Phenolic hydroxy group-containing resin and resist material including the same Download PDF

Info

Publication number
JP2021152557A
JP2021152557A JP2018112402A JP2018112402A JP2021152557A JP 2021152557 A JP2021152557 A JP 2021152557A JP 2018112402 A JP2018112402 A JP 2018112402A JP 2018112402 A JP2018112402 A JP 2018112402A JP 2021152557 A JP2021152557 A JP 2021152557A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoresist composition
positive photoresist
aromatic
group
aldehyde
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018112402A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
知之 今田
Tomoyuki Imada
知之 今田
裕仁 長田
Hirohito Osada
裕仁 長田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIC Corp
Original Assignee
DIC Corp
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DIC Corp, Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd filed Critical DIC Corp
Priority to JP2018112402A priority Critical patent/JP2021152557A/en
Priority to PCT/JP2019/019473 priority patent/WO2019239784A1/en
Priority to TW108119958A priority patent/TW202003612A/en
Publication of JP2021152557A publication Critical patent/JP2021152557A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G8/00Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08G8/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes
    • C08G8/08Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes of formaldehyde, e.g. of formaldehyde formed in situ
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/022Quinonediazides
    • G03F7/023Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)

Abstract

To provide a phenolic resin composition and a positive resist composition having excellent sensitivity, resolution, and heat resistance.SOLUTION: According to a discovery by the inventors, the problem is solved by isolating and purifying a phenolic compound including a carboxylic acid-containing phenolic trinuclear compound and then reacting with an aliphatic aldehyde.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、フェノール性水酸基含有樹脂及びこれを用いたレジスト材料に関する。 The present invention relates to a phenolic hydroxyl group-containing resin and a resist material using the same.

IC、LSI等の半導体製造、LCD等の表示装置の製造、印刷原版の製造などに用いられるレジストとして、アルカリ可溶性樹脂及び1,2−ナフトキノンジアジド化合物等の感光剤を用いたポジ型フォトレジストが知られている。前記アルカリ可溶性樹脂として、m−クレゾールノボラック樹脂及びp−クレゾールノボラック樹脂からなる混合物をアルカリ可溶性樹脂として用いたポジ型フォトレジスト組成物が提案されている(例えば、特許文献1参照。) Positive photoresists using alkali-soluble resins and photosensitizers such as 1,2-naphthoquinonediazide compounds are used as resists used in the manufacture of semiconductors such as ICs and LSIs, the manufacture of display devices such as LCDs, and the manufacture of printing master plates. Are known. As the alkali-soluble resin, a positive photoresist composition using a mixture of m-cresol novolak resin and p-cresol novolak resin as the alkali-soluble resin has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1記載のポジ型フォトレジスト組成物は、感度等の現像性の向上を目的に開発されたものであるが、近年、半導体の高集積化が高まり、よりパターンが細線化する傾向にあり、より優れた感度が求められてきている。しかしながら、特許文献1記載のポジ型フォトレジスト組成物では、細線化に対応する十分な感度は得られない問題があった。さらに、半導体等の製造工程において様々な熱処理が施されることから、より高い耐熱性も求められているが、特許文献1記載のポジ型フォトレジスト組成物は、十分な耐熱性を有していない問題があった。 The positive photoresist composition described in Patent Document 1 was developed for the purpose of improving developability such as sensitivity, but in recent years, the high integration of semiconductors has increased, and the pattern tends to be thinner. , There is a demand for better sensitivity. However, the positive photoresist composition described in Patent Document 1 has a problem that sufficient sensitivity corresponding to thinning cannot be obtained. Further, since various heat treatments are performed in the manufacturing process of semiconductors and the like, higher heat resistance is also required, but the positive photoresist composition described in Patent Document 1 has sufficient heat resistance. There was no problem.

また、優れた感度を有し、かつ高い耐熱性を有するものとして、p−クレゾール等と芳香族アルデヒドとを反応させた後、続けてフェノール類とホルムアルデヒドとを加えて酸性触媒下で反応させて得られるフォトレジスト用フェノール樹脂が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。このフォトレジスト用フェノール樹脂は、従来に比べ、耐熱性は向上するものの、近年の高い耐熱性の要求レベルには十分対応できるものではなかった。 Further, as a substance having excellent sensitivity and high heat resistance, after reacting p-cresol or the like with an aromatic aldehyde, phenols and formaldehyde are subsequently added and reacted under an acidic catalyst. The obtained phenol resin for photoresist has been proposed (see, for example, Patent Document 2). Although this phenolic resin for photoresist has improved heat resistance as compared with the conventional one, it has not been able to sufficiently meet the recent demand for high heat resistance.

特許文献3には、m−クレゾール、p−クレゾール、キシレノール/トリメチルフェノール混合物とホルムアルデヒド、芳香族アルデヒド混合物を用いたノボラック樹脂を含有するレジスト組成物が提案されている。 Patent Document 3 proposes a resist composition containing a novolak resin using a mixture of m-cresol, p-cresol, xylenol / trimethylphenol and a mixture of formaldehyde and aromatic aldehyde.

特許文献4には、2,3−キシレノールとクレゾールの混合物とホルムアルデヒド、OH基を2つ以上含む芳香族アルデヒド混合物を用いたノボラック樹脂を含有するレジスト組成物が提案されている。しかしながら、特許文献4に記載されたポジ型フォトレジスト組成物でも近年の高い耐熱性の要求レベルには十分対応できるものではなかった Patent Document 4 proposes a resist composition containing a novolak resin using a mixture of 2,3-xylenol and cresol, formaldehyde, and an aromatic aldehyde mixture containing two or more OH groups. However, even the positive photoresist composition described in Patent Document 4 has not been able to sufficiently meet the recent demand for high heat resistance.

ノボラック樹脂は、従来より種々の方法により製造されており、例えば、フェノール類とアルデヒド類とを、酸触媒の存在下にエタノール中で反応させる方法が知られている(例えば、特許文献5参照)。しかしながら、前記特許文献5に記載された方法では、高分子量のノボラック型フェノール樹脂が得られず、その為、より高い耐熱性を有する塗膜となるフォトレジスト組成物を得ることが困難であった。 The novolak resin has been conventionally produced by various methods, and for example, a method of reacting phenols and aldehydes in ethanol in the presence of an acid catalyst is known (see, for example, Patent Document 5). .. However, the method described in Patent Document 5 cannot obtain a high molecular weight novolak type phenol resin, and therefore, it is difficult to obtain a photoresist composition which is a coating film having higher heat resistance. ..

特許文献6には、o−クレゾール、2,5−ジメチルフェノール、3,5−ジメチルフェノールの混合物とアルデヒド類との生成物を含有するレジスト組成物が提案されている。 Patent Document 6 proposes a resist composition containing a product of a mixture of o-cresol, 2,5-dimethylphenol, and 3,5-dimethylphenol and aldehydes.

特許文献7には、酸乖離性基導入ノボラック樹脂と有機カルボン酸を含有するレジスト組成物が提案されている。 Patent Document 7 proposes a resist composition containing an acid-dissociating group-introduced novolak resin and an organic carboxylic acid.

一方、パターン化された構造体の製造、例えばウェハレベルパッケージングでは、配線密度が高まるにつれて、電子配線の電子化学的堆積法が使用されている。例えば、Solomon、Electrochemically Deposited Solder Bumps for Wafer−Level Packaging、Packaging/Assembly、Solid State Technology(非特許文献1)を参照されたい。ウェハレベルパッケージングにおける再配置のための金バンプ、銅ポスト及び銅ワイヤは、先端配線技術において最終の金属構造体を形成するために後で電気メッキされるレジストの型(mold)を必要とする。このレジスト層は、クリティカル層(critical layers)のIC製造で使用されるフォトレジストと比べると非常に厚い。図形の大きさ及びレジスト厚さの両方は、典型的には、2μm〜100μmであり、そのため高いアスペクト比(ラインサイズに対するレジスト厚さ)をフォトレジストにパターン化する必要がある。 On the other hand, in the manufacture of patterned structures, such as wafer level packaging, electrochemical deposition of electronic wiring is used as the wiring density increases. For example, refer to Solid-state, Electrochemically Deposited Solder Bumps for Wafer-Level Packaging, Packaging / Assembly, Solid State Technology (Non-Patent Document 1). Gold bumps, copper posts and copper wires for relocation in wafer level packaging require a resist mold that will be electroplated later to form the final metal structure in advanced wiring technology. .. This resist layer is very thick compared to the photoresist used in the IC production of critical layers. Both the size of the figure and the resist thickness are typically between 2 μm and 100 μm, so a high aspect ratio (resist thickness relative to line size) needs to be patterned on the photoresist.

この一つの解がノボラック樹脂を合成する際にメタクレゾールあるいはパラクレゾールの結節剤として脂肪族ポリアルデヒドを使用するというものであるが、厚膜レジストとして重要な特性である耐熱性とアルカリ溶解速度の両立の達成が困難であった。 One solution is to use an aliphatic polyaldehyde as a nodule for metacresol or paracresol when synthesizing novolak resin, which has important properties as a thick film resist, such as heat resistance and alkali dissolution rate. It was difficult to achieve both.

特開平2−55359号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-55359 特開2008−88197号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-88197 特開2002−107925号公報JP-A-2002-107925 特開平9−73169号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-73169 特開平8−286370号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-286370 特開平3−294861号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-294861 特開平9−6003号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-6003

Solomon、Electrochemically Deposited Solder Bumps for Wafer−Level Packaging、Packaging/Assembly、Solid State TechnologySolid State, Electrochemically Deposited Solder Bumps for Wafer-Level Packaging, Packaging / Assembly, Solid State Technology

本発明は、優れた感度、優れた解像度、優れた耐熱性を兼備した、フェノール樹脂組成物及びポジ型レジスト組成物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a phenol resin composition and a positive resist composition having excellent sensitivity, excellent resolution, and excellent heat resistance.

本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、カルボン酸含有フェノール系3核体化合物を含むフェノール系化合物を単離精製し、脂肪族アルデヒドと反応させることにより上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of diligent studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by isolating and purifying a phenolic compound containing a carboxylic acid-containing phenolic trinuclear compound and reacting it with an aliphatic aldehyde. The invention was completed.

すなわち、本発明は以下の(1)〜(9)に関する。
(1)下記式(1)で表される芳香族化合物(A)と脂肪族アルデヒド(B)とを縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂(C)を含有することを特徴とする、ポジ型フォトレジスト組成物。
That is, the present invention relates to the following (1) to (9).
(1) A positive type containing a novolak type phenol resin (C) obtained by condensing an aromatic compound (A) represented by the following formula (1) and an aliphatic aldehyde (B). Photoresist composition.

Figure 2021152557


(式中、R、Rはそれぞれ独立してHまたは炭素原子数1〜9の脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子を表し、R、Rはそれぞれ独立してHまたは炭素原子数1〜9の脂肪族炭化水素基又は炭化水素基上にアルコキシ基、ハロゲン基、水酸基を一つ乃至複数有する構造部位を表し、m、nはそれぞれ独立して0又は1〜4の整数を表す。)
(2)前記脂肪族アルデヒド(B)が、ホルムアルデヒド及び/またはパラホルムアルデヒドである、(1)に記載のポジ型フォトレジスト組成物。
(3)前記芳香族化合物(A)が、フェノール化合物と、カルボキシル基もしくはそのエステル誘導体を有する芳香族アルデヒドおよび/またはカルボキシル基もしくはそのエステル誘導体を有する芳香族ケトンとを重縮合したものである、(1)または(2)に記載のポジ型フォトレジスト組成物。
(4)前記カルボキシル基を有する芳香族アルデヒドが、ホルミル安息香酸である、(3)に記載のポジ型フォトレジスト組成物。
(5)前記芳香族化合物(A)が、単離精製された後に脂肪族アルデヒド(B)との縮合に用いられたものである、(1)から(4)のいずれか一項に記載のポジ型フォトレジスト組成物。
(6)下記式(1)で表される芳香族化合物(A)を単離精製し、次いで脂肪族アルデヒド(B)と縮合させてノボラック型フェノール樹脂(C)を得ることを特徴とする、ポジ型フォトレジスト組成物の製造方法。
Figure 2021152557


(In the formula, R 1 and R 2 independently represent H or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, an alkoxy group, an aryl group, an aralkyl group, and a halogen atom, and R 3 and R are independent of each other. Represents a structural site having one or more alkoxy groups, halogen groups, and hydroxyl groups on H or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms or a hydrocarbon group, and m and n are independently 0 or 0, respectively. Represents an integer of 1 to 4)
(2) The positive photoresist composition according to (1), wherein the aliphatic aldehyde (B) is formaldehyde and / or paraformaldehyde.
(3) The aromatic compound (A) is obtained by polycondensing a phenol compound with an aromatic aldehyde having a carboxyl group or an ester derivative thereof and / or an aromatic ketone having a carboxyl group or an ester derivative thereof. The positive type photoresist composition according to (1) or (2).
(4) The positive photoresist composition according to (3), wherein the aromatic aldehyde having a carboxyl group is formylbenzoic acid.
(5) The item according to any one of (1) to (4), wherein the aromatic compound (A) is used for condensation with an aliphatic aldehyde (B) after being isolated and purified. Positive photoresist composition.
(6) The aromatic compound (A) represented by the following formula (1) is isolated and purified, and then condensed with an aliphatic aldehyde (B) to obtain a novolak type phenol resin (C). A method for producing a positive photoresist composition.

Figure 2021152557


(式中、R、Rはそれぞれ独立してHまたは炭素原子数1〜9の脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子を表し、R、Rはそれぞれ独立してHまたは炭素原子数1〜9の脂肪族炭化水素基又は炭化水素基上にアルコキシ基、ハロゲン基、水酸基を一つ乃至複数有する構造部位を表し、m、nはそれぞれ独立して0又は1〜4の整数を表す。)
(7)前記脂肪族アルデヒド(B)が、ホルムアルデヒド及び/またはパラホルムアルデヒドである、(6)に記載のポジ型フォトレジスト組成物の製造方法。
(8)前記芳香族化合物(A)が、フェノール化合物と、カルボキシル基もしくはそのエステル誘導体を有する芳香族アルデヒドおよび/またはカルボキシル基もしくはそのエステル誘導体を有する芳香族ケトンとを重縮合したものである、(6)または(7)に記載のポジ型フォトレジスト組成物の製造方法。
(9)前記カルボキシル基を有する芳香族アルデヒドが、ホルミル安息香酸である、(8)に記載のポジ型フォトレジスト組成物の製造方法。
Figure 2021152557


(In the formula, R 1 and R 2 independently represent H or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, an alkoxy group, an aryl group, an aralkyl group, and a halogen atom, and R 3 and R are independent of each other. Represents a structural site having one or more alkoxy groups, halogen groups, and hydroxyl groups on H or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms or a hydrocarbon group, and m and n are independently 0 or 0, respectively. Represents an integer of 1 to 4)
(7) The method for producing a positive photoresist composition according to (6), wherein the aliphatic aldehyde (B) is formaldehyde and / or paraformaldehyde.
(8) The aromatic compound (A) is obtained by polycondensing a phenol compound with an aromatic aldehyde having a carboxyl group or an ester derivative thereof and / or an aromatic ketone having a carboxyl group or an ester derivative thereof. The method for producing a positive photoresist composition according to (6) or (7).
(9) The method for producing a positive photoresist composition according to (8), wherein the aromatic aldehyde having a carboxyl group is formylbenzoic acid.

本発明によれば、優れた感度、優れた解像度、優れた耐熱性を兼備した、フェノール樹脂組成物及びポジ型レジスト組成物を提供することができる。また本発明の組成物は、高コントラスト特性(感光剤添加前後のADR(Alkali Dissolution Rate、アルカリ溶解速度)差が大)でありながら、一般的レジスト用ノボラック(m−、p−クレゾール、ホルマリン共重合)に比して耐熱性が飛躍的に高い。 According to the present invention, it is possible to provide a phenol resin composition and a positive resist composition having excellent sensitivity, excellent resolution, and excellent heat resistance. Further, the composition of the present invention has high contrast characteristics (a large difference in ADR (Alkali Dissolution Rate, alkali dissolution rate) before and after the addition of the photosensitizer), but is compatible with general novolak for resist (m-, p-cresol, formalin). Heat resistance is dramatically higher than that of (polymerization).

後述する実施例における、前駆体化合物(1)のGPCチャートを示す図である。It is a figure which shows the GPC chart of the precursor compound (1) in the Example described later. 後述する実施例における、前駆体化合物(1)の1H−NMRチャートを示す図である。It is a figure which shows the 1H-NMR chart of the precursor compound (1) in the Example described later. 後述する実施例における、前駆体化合物(2)のGPCチャートを示す図である。It is a figure which shows the GPC chart of the precursor compound (2) in the Example described later. 後述する実施例における、前駆体化合物(2)の13C−NMRチャートを示す図である。It is a figure which shows the 13C-NMR chart of the precursor compound (2) in the Example described later. 後述する実施例における、ノボラック樹脂(A)のGPCチャートを示す図である。It is a figure which shows the GPC chart of the novolak resin (A) in the Example described later. 後述する実施例における、ノボラック樹脂(B)のGPCチャートを示す図である。It is a figure which shows the GPC chart of the novolak resin (B) in the Example described later. 後述する実施例における、ノボラック樹脂(C)のGPCチャートを示す図である。It is a figure which shows the GPC chart of the novolak resin (C) in the Example described later. 後述する実施例における、ノボラック樹脂(D)のGPCチャートを示す図である。It is a figure which shows the GPC chart of the novolak resin (D) in the Example described later. 後述する比較例における、ノボラック樹脂(E)のGPCチャートを示す図である。It is a figure which shows the GPC chart of the novolak resin (E) in the comparative example described later. 後述する比較例における、ノボラック樹脂(F)のGPCチャートを示す図である。It is a figure which shows the GPC chart of the novolak resin (F) in the comparative example described later.

以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜変更を加えて実施することができる。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be carried out with appropriate modifications as long as the effects of the present invention are not impaired.

〔ポジ型フォトレジスト組成物〕
本発明のポジ型フォトレジスト組成物は、下記式(1)で表される芳香族化合物(A)と脂肪族アルデヒド(B)とを縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂(C)を含有することを特徴とする。
[Positive photoresist composition]
The positive photoresist composition of the present invention contains a novolak-type phenol resin (C) obtained by condensing an aromatic compound (A) represented by the following formula (1) and an aliphatic aldehyde (B). It is characterized by that.

Figure 2021152557


(式中、R、Rはそれぞれ独立してHまたは炭素原子数1〜9の脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子を表し、R、Rはそれぞれ独立してHまたは炭素原子数1〜9の脂肪族炭化水素基又は炭化水素基上にアルコキシ基、ハロゲン基、水酸基を一つ乃至複数有する構造部位を表し、m、nはそれぞれ独立して0又は1〜4の整数を表す。)
Figure 2021152557


(In the formula, R 1 and R 2 independently represent H or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, an alkoxy group, an aryl group, an aralkyl group, and a halogen atom, and R 3 and R are independent of each other. Represents a structural site having one or more alkoxy groups, halogen groups, and hydroxyl groups on H or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms or a hydrocarbon group, and m and n are independently 0 or 0, respectively. Represents an integer of 1 to 4)

[芳香族化合物(A)]
前記芳香族化合物(A)は、例えば、アルキル置換フェノール(a1)と、カルボキシル基もしくはそのエステル誘導体を有する芳香族アルデヒド(a2)および/またはカルボキシル基もしくはそのエステル誘導体を有する芳香族ケトン(a3)とを重縮合することによって得ることができる。
[Aromatic compound (A)]
The aromatic compound (A) is, for example, an alkyl-substituted phenol (a1), an aromatic aldehyde (a2) having a carboxyl group or an ester derivative thereof, and / or an aromatic ketone (a3) having a carboxyl group or an ester derivative thereof. Can be obtained by polycondensing with.

(アルキル置換フェノール(a1))
前記アルキル置換フェノール(a1)は、フェノールの芳香環に結合している水素原子の一部又は全部がアルキル基に置換している化合物である。このアルキル基としては、炭素原子数1〜8のアルキル基が挙げられ、特にメチル基が好ましい。前記アルキル置換フェノール(a1)としては、例えば、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、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、p−オクチルフェノール、p−t−ブチルフェノール、o−シクロヘキシルフェノール、m−シクロヘキシルフェノール、p−シクロヘキシルフェノール等のモノアルキルフェノール;2,5−キシレノール、3,5−キシレノール、3,4−キシレノール、2,4−キシレノール、2,6−キシレノール等のジアルキルフェノール;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トリアルキルフェノールなどが挙げられる。また、これらのアルキル置換フェノールの中でも、耐熱性とアルカリ溶解性のバランスに優れることから、フェノールの芳香環へのアルキル基の置換数2のものが好ましく、具体例としては、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール等が挙げられる。これらのアルキル置換フェノール(a1)は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。
(Alkyl Substituted Phenol (a1))
The alkyl-substituted phenol (a1) is a compound in which a part or all of hydrogen atoms bonded to the aromatic ring of phenol are substituted with alkyl groups. Examples of the alkyl group include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a methyl group is particularly preferable. Examples of the alkyl-substituted phenol (a1) include o-cresol, m-cresol, p-cresol, o-ethylphenol, m-ethylphenol, p-ethylphenol, p-octylphenol, pt-butylphenol, o. Monoalkylphenols such as −cyclohexylphenol, m-cyclohexylphenol, and p-cyclohexylphenol; Alkylphenol; examples thereof include trialkylphenols such as 2,3,5-trimethylphenol and 2,3,6-trimethylphenol. Further, among these alkyl-substituted phenols, those having an alkyl group substitution number of 2 in the aromatic ring of the phenol are preferable because they have an excellent balance between heat resistance and alkali solubility, and as a specific example, 2,5-xylenol. , 2,6-xylenol and the like. These alkyl-substituted phenols (a1) can be used alone or in combination of two or more.

(芳香族アルデヒド(a2))
前記芳香族アルデヒド(a2)は、芳香環に少なくとも1つのカルボキシル基またはそのエステル誘導体とアルデヒド基とを有する化合物である。前記芳香族アルデヒド(a2)としては、例えば、4−ホルミル安息香酸、2−ホルミル安息香酸、3−ホルミル安息香酸、および4−ホルミル安息香酸メチル、4−ホルミル安息香酸エチル、4−ホルミル安息香酸プロピル、4−ホルミル安息香酸イソプロピル、4−ホルミル安息香酸ブチル、4−ホルミル安息香酸イソブチル、4−ホルミル安息香酸ターシャリーブチル、4−ホルミル安息香酸シクロヘキシル、4−ホルミル安息香酸ターシャリーオクチル等に代表されるそれらのエステル誘導体が挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、これらの芳香族アルデヒド(a2)の中でも、工業的入手の容易さ、耐熱性とアルカリ溶解性のバランスに優れることから、4−ホルミル安息香酸が好ましい。これらの芳香族アルデヒド(a2)は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。
(Aromatic aldehyde (a2))
The aromatic aldehyde (a2) is a compound having at least one carboxyl group or an ester derivative thereof and an aldehyde group on the aromatic ring. Examples of the aromatic aldehyde (a2) include 4-formylbenzoic acid, 2-formylbenzoic acid, 3-formylbenzoic acid, and methyl 4-formylbenzoate, ethyl 4-formylbenzoate, and 4-formylbenzoic acid. Representatives of propyl, isopropyl 4-formylbenzoate, butyl 4-formylbenzoate, isobutyl 4-formylbenzoate, tertiary butyl 4-formylbenzoate, cyclohexyl 4-formylbenzoate, tertiary octyl 4-formylbenzoate, etc. These include, but are not limited to, ester derivatives. Among these aromatic aldehydes (a2), 4-formylbenzoic acid is preferable because it is easily available industrially and has an excellent balance between heat resistance and alkali solubility. These aromatic aldehydes (a2) may be used alone or in combination of two or more.

(芳香族ケトン(a3))
前記芳香族ケトン(a3)は芳香環に少なくとも1つのカルボキシル基またはそのエステル誘導体とカルボニル基とを有する化合物である。前記芳香族ケトン(a3)としては、例えば、2−アセチル安息香酸、3−アセチル安息香酸、4−アセチル安息香酸、および2−アセチル安息香酸メチル、2−アセチル安息香酸エチル、2−アセチル安息香酸プロピル、2−アセチル安息香酸イソプロピル、2−アセチル安息香酸ブチル、2−アセチル安息香酸イソブチル、2−アセチル安息香酸ターシャリーブチル、2−アセチル安息香酸シクロヘキシル、2−アセチル安息香酸ターシャリーオクチル等に代表されるそれらのエステル誘導体が挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、これらの芳香族ケトン(a3)の中でも、工業的入手の容易さ、耐熱性とアルカリ溶解性のバランスに優れることから、2−アセチル安息香酸や4−アセチル安息香酸が好ましい。これらの芳香族ケトン(a3)は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。
(Aromatic ketone (a3))
The aromatic ketone (a3) is a compound having at least one carboxyl group or an ester derivative thereof and a carbonyl group on the aromatic ring. Examples of the aromatic ketone (a3) include 2-acetylbenzoic acid, 3-acetylbenzoic acid, 4-acetylbenzoic acid, and methyl 2-acetylbenzoate, ethyl 2-acetylbenzoate, and 2-acetylbenzoic acid. Representatives of propyl, isopropyl 2-acetylbenzoate, butyl 2-acetylbenzoate, isobutyl 2-acetylbenzoate, tertiary butyl 2-acetylbenzoate, cyclohexyl 2-acetylbenzoate, tertiary octyl 2-acetylbenzoate, etc. These include, but are not limited to, ester derivatives. Further, among these aromatic ketones (a3), 2-acetylbenzoic acid and 4-acetylbenzoic acid are preferable because they are easily available industrially and have an excellent balance between heat resistance and alkali solubility. These aromatic ketones (a3) may be used alone or in combination of two or more.

[脂肪族アルデヒド(B)]
前記脂肪族アルデヒド(B)としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、1,3,5−トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、テトラオキシメチレン、ポリオキシメチレン、クロラール、ヘキサメチレンテトラミン、フルフラール、グリオキザール、n−ブチルアルデヒド、カプロアルデヒド、アリルアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレイン等が挙げられる。これらのアルデヒド化合物(B)は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。また、前記脂肪族アルデヒド(B)として、ホルムアルデヒドを用いることが好ましく、ホルムアルデヒドとその他の脂肪族アルデヒドを併用しても構わない。ホルムアルデヒドとその他の脂肪族アルデヒドを併用する場合、その他の脂肪族アルデヒドの使用量は、ホルムアルデヒド1モルに対して、0.05〜1モルの範囲とすることが好ましい。
[Aliphatic aldehyde (B)]
Examples of the aliphatic aldehyde (B) include formaldehyde, paraformaldehyde, 1,3,5-trioxane, acetaldehyde, propionaldehyde, tetraoxymethylene, polyoxymethylene, chloral, hexamethylenetetramine, furfural, glioxal, and n-. Examples thereof include butylaldehyde, caproaldehyde, allylaldehyde, crotonaldehyde, achlorine and the like. These aldehyde compounds (B) can be used alone or in combination of two or more. Further, it is preferable to use formaldehyde as the aliphatic aldehyde (B), and formaldehyde and other aliphatic aldehydes may be used in combination. When formaldehyde and other aliphatic aldehydes are used in combination, the amount of other aliphatic aldehydes used is preferably in the range of 0.05 to 1 mol with respect to 1 mol of formaldehyde.

[ノボラック型フェノール樹脂(C)]
本発明のポジ型フォトレジスト組成物の構成成分であるノボラック型フェノール樹脂(C)の製造方法としては、下記の3つの工程を経る方法が挙げられる。
[Novolak type phenol resin (C)]
Examples of the method for producing the novolak-type phenol resin (C), which is a constituent component of the positive photoresist composition of the present invention, include a method through the following three steps.

(工程1)
前記アルキル置換フェノール(a1)と前記芳香族アルデヒド(a2)とを酸触媒存在下で、必要に応じて溶媒を用いて、60〜140℃の範囲で加熱し、重縮合することにより、前記芳香族化合物(A)を得る。
(Step 1)
The alkyl-substituted phenol (a1) and the aromatic aldehyde (a2) are heated in the range of 60 to 140 ° C. in the presence of an acid catalyst, if necessary, using a solvent, and polycondensed to obtain the aromatic. Obtain the group compound (A).

(工程2)
工程1で得られた前記芳香族化合物(A)を反応溶液中から単離する。
(Step 2)
The aromatic compound (A) obtained in step 1 is isolated from the reaction solution.

(工程3)
工程2で単離した前記芳香族化合物(A)と前記脂肪族アルデヒド(B)とを酸触媒存在下で、必要に応じて溶媒を用いて、60〜140℃の範囲で加熱し、重縮合することにより、本発明のポジ型フォトレジスト組成物の構成成分であるノボラック型フェノール樹脂(C)を得る。
(Step 3)
The aromatic compound (A) and the aliphatic aldehyde (B) isolated in step 2 are heated in the range of 60 to 140 ° C. in the presence of an acid catalyst, if necessary, using a solvent, and polycondensed. By doing so, a novolak-type phenol resin (C), which is a constituent component of the positive photoresist composition of the present invention, is obtained.

上記工程1及び工程3で用いる酸触媒としては、例えば、酢酸、シュウ酸、硫酸、塩酸、フェノールスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、酢酸亜鉛、酢酸マンガン等が挙げられる。これらの酸触媒は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。また、これらの酸触媒の中でも、活性に優れる点から、工程1では硫酸、パラトルエンスルホン酸が好ましく、工程3では硫酸、シュウ酸、酢酸亜鉛が好ましい。なお、酸触媒は、反応前に加えても、反応途中で加えても構わない。 Examples of the acid catalyst used in steps 1 and 3 include acetic acid, oxalic acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, phenol sulfonic acid, paratoluene sulfonic acid, zinc acetate, manganese acetate and the like. These acid catalysts may be used alone or in combination of two or more. Among these acid catalysts, sulfuric acid and paratoluenesulfonic acid are preferable in step 1, and sulfuric acid, oxalic acid and zinc acetate are preferable in step 3 from the viewpoint of excellent activity. The acid catalyst may be added before the reaction or during the reaction.

上記工程1及び工程3において必要に応じて用いる溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等のモノアルコール;エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン等のポリオール;2−エトキシエタノール、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、エチレングリコールモノペンチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルメチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル等のグリコールエーテル;1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン等の環状エーテル;エチレングリコールアセテート等のグリコールエステル;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素などが挙げられる。これらの溶媒は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。また、これらの溶媒の中でも、得られる化合物の溶解性に優れる点から、2−エトキシエタノールが好ましい。 Examples of the solvent used in steps 1 and 3 as necessary include monoalcohols such as methanol, ethanol, and propanol; ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, and 1,4-butane. Polycols such as diols, 1,5-pentanediols, 1,6-hexanediols, 1,7-heptanediols, 1,8-octanediols, 1,9-nonanediols, trimethylene glycols, diethylene glycols, polyethylene glycols and glycerins. 2-ethoxyethanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monopentyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl methyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, etc. Glycol ethers; cyclic ethers such as 1,3-dioxane and 1,4-dioxane; glycol esters such as ethylene glycol acetate; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene Can be mentioned. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Further, among these solvents, 2-ethoxyethanol is preferable from the viewpoint of excellent solubility of the obtained compound.

工程1における前記アルキル置換フェノール(a1)と前記芳香族アルデヒド(a2)との仕込み比率[(a1)/(a2)]は、未反応の前記アルキル置換フェノール(a1)の除去性、生成物の収率及び反応生成物の純度に優れることから、モル比で1/0.2〜1/0.5の範囲が好ましく、1/0.25〜1/0.45の範囲がより好ましい。 The charging ratio [(a1) / (a2)] of the alkyl-substituted phenol (a1) and the aromatic aldehyde (a2) in step 1 is the removability of the unreacted alkyl-substituted phenol (a1) and the product. Since the yield and the purity of the reaction product are excellent, the molar ratio is preferably in the range of 1 / 0.2 to 1 / 0.5, and more preferably in the range of 1 / 0.25 to 1 / 0.45.

工程3における前記芳香族化合物(A)と前記脂肪族アルデヒド(B)との仕込み比率[(A)/(B)]は、過剰な高分子量化(ゲル化)を抑制でき、フォトレジスト用フェノール樹脂として適正な分子量のものが得られることから、モル比で1/0.5〜1/1.2の範囲が好ましく、1/0.6〜1/0.9の範囲がより好ましい。 The charging ratio [(A) / (B)] of the aromatic compound (A) and the aliphatic aldehyde (B) in step 3 can suppress excessive high molecular weight (gelation), and is a phenol for photoresist. Since a resin having an appropriate molecular weight can be obtained, the molar ratio is preferably in the range of 1 / 0.5 to 1 / 1.2, more preferably in the range of 1 / 0.6 to 1 / 0.9.

工程2における前記芳香族化合物(A)の反応溶液中からの単離方法としては、例えば、反応溶液を反応生成物が不溶又は難溶である貧溶媒(S1)に投入して得られた沈殿物を濾別した後、反応生成物を溶解し貧溶媒(S1)にも混和する溶媒(S2)に溶解し、再度貧溶媒(S1)に投入して生じた沈殿物を濾別する方法が挙げられる。この際に用いる前記貧溶媒(S1)としては、例えば、水;メタノール、エタノール、プロパノール等のモノアルコール;n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、シクロヒキサン等の脂肪族炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素が挙げられる。これらの貧溶媒(S1)の中でも、効率よく酸触媒の除去も同時に行えることから、水、メタノールが好ましい。一方、前記溶媒(S2)としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等のモノアルコール;エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン等のポリオール;2−エトキシエタノール、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、エチレングリコールモノペンチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルメチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル等のグリコールエーテル;1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン等の環状エーテル;エチレングリコールアセテート等のグリコールエステル;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトンなどが挙げられる。また、前記貧溶媒(S1)として水を用いた場合には、前記(S2)としては、アセトンが好ましい。なお、前記貧溶媒(S1)及び溶媒(S2)は、それぞれ1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。 As a method for isolating the aromatic compound (A) from the reaction solution in step 2, for example, a precipitate obtained by putting the reaction solution into a poor solvent (S1) in which the reaction product is insoluble or sparingly soluble. A method is to filter out the product, dissolve the reaction product in a solvent (S2) that is also compatible with the poor solvent (S1), and then put the reaction product into the poor solvent (S1) again to filter out the resulting precipitate. Can be mentioned. Examples of the poor solvent (S1) used in this case include water; monoalcohols such as methanol, ethanol and propanol; aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, n-heptane, n-octane and cyclohexane; toluene and xylene. Such as aromatic hydrocarbons. Among these poor solvents (S1), water and methanol are preferable because the acid catalyst can be efficiently removed at the same time. On the other hand, examples of the solvent (S2) include monoalcohols such as methanol, ethanol and propanol; ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol and 1,5-. Polyols such as pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, trimethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin; 2-ethoxyethanol, Glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monopentyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl methyl ether, ethylene glycol monophenyl ether; 1, Cyclic ethers such as 3-dioxane and 1,4-dioxane; glycol esters such as ethylene glycol acetate; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone can be mentioned. When water is used as the poor solvent (S1), acetone is preferable as the (S2). The poor solvent (S1) and the solvent (S2) may be used alone or in combination of two or more.

また、上記工程1及び工程3において溶媒として、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素を用いた場合、80℃以上で加熱すれば、反応により生成した前記芳香族化合物(A)は溶媒中に溶解するので、そのまま冷却することで、前記芳香族化合物(A)の結晶が析出するため、これを濾別することで前記芳香族化合物(A)を単離することができる。この場合は、前記貧溶媒(S1)及び溶媒(S2)を使用しなくてもよい。 When aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene are used as the solvent in steps 1 and 3, the aromatic compound (A) produced by the reaction dissolves in the solvent when heated at 80 ° C. or higher. Therefore, the crystals of the aromatic compound (A) are precipitated by cooling as it is, and the aromatic compound (A) can be isolated by filtering the crystals. In this case, it is not necessary to use the poor solvent (S1) and the solvent (S2).

上記の工程2の単離方法により、下記一般式(1)で表される前記芳香族化合物(A)を得ることができる。 By the isolation method of the above step 2, the aromatic compound (A) represented by the following general formula (1) can be obtained.

Figure 2021152557


(式中、R、Rはそれぞれ独立してHまたは炭素原子数1〜9の脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子を表し、R、Rはそれぞれ独立してHまたは炭素原子数1〜9の脂肪族炭化水素基又は炭化水素基上にアルコキシ基、ハロゲン基、水酸基を一つ乃至複数有する構造部位を表し、m、nはそれぞれ独立して0又は1〜4の整数を表す。)
Figure 2021152557


(In the formula, R 1 and R 2 independently represent H or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, an alkoxy group, an aryl group, an aralkyl group, and a halogen atom, and R 3 and R are independent of each other. Represents a structural site having one or more alkoxy groups, halogen groups, and hydroxyl groups on H or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms or a hydrocarbon group, and m and n are independently 0 or 0, respectively. Represents an integer of 1 to 4)

上記の製造方法で得られる前記ノボラック型フェノール樹脂(C)の重量平均分子量(Mw)は、2,000〜35,000の範囲が好ましく、2,000〜25,000の範囲がより好ましい。この重量平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(以下、「GPC」と略記する。)を用いて、下記の測定条件で測定したものである。 The weight average molecular weight (Mw) of the novolak type phenol resin (C) obtained by the above production method is preferably in the range of 2,000 to 35,000, more preferably in the range of 2,000 to 25,000. This weight average molecular weight (Mw) was measured under the following measurement conditions using gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as "GPC").

(GPCの測定条件)
測定装置:東ソー株式会社製「HLC−8220 GPC」
カラム:昭和電工株式会社製「Shodex KF802」(8.0mmФ×300mm)
+昭和電工株式会社製「Shodex KF802」(8.0mmФ×300mm)
+昭和電工株式会社製「Shodex KF803」(8.0mmФ×300mm)
+昭和電工株式会社製「Shodex KF804」(8.0mmФ×300mm)
カラム温度:40℃
検出器: RI(示差屈折計)
データ処理:東ソー株式会社製「GPC−8020モデルIIバージョン4.30」
展開溶媒:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/分
試料:樹脂固形分換算で0.5質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(100μl)
標準試料:下記単分散ポリスチレン
(GPC measurement conditions)
Measuring device: "HLC-8220 GPC" manufactured by Tosoh Corporation
Column: "Shodex KF802" manufactured by Showa Denko KK (8.0 mm Ф x 300 mm)
+ "Shodex KF802" manufactured by Showa Denko KK (8.0 mm Ф x 300 mm)
+ "Shodex KF803" manufactured by Showa Denko KK (8.0 mm Ф x 300 mm)
+ "Shodex KF804" manufactured by Showa Denko KK (8.0 mm Ф x 300 mm)
Column temperature: 40 ° C
Detector: RI (Differential Refractometer)
Data processing: "GPC-8020 Model II Version 4.30" manufactured by Tosoh Corporation
Developing solvent: Tetrahydrofuran Flow velocity: 1.0 mL / min Sample: Tetrahydrofuran solution of 0.5% by mass in terms of resin solid content filtered through a microfilter (100 μl)
Standard sample: The following monodisperse polystyrene

(標準試料:単分散ポリスチレン)
東ソー株式会社製「A−500」
東ソー株式会社製「A−2500」
東ソー株式会社製「A−5000」
東ソー株式会社製「F−1」
東ソー株式会社製「F−2」
東ソー株式会社製「F−4」
東ソー株式会社製「F−10」
東ソー株式会社製「F−20」
(Standard sample: monodisperse polystyrene)
"A-500" manufactured by Tosoh Corporation
"A-2500" manufactured by Tosoh Corporation
"A-5000" manufactured by Tosoh Corporation
"F-1" manufactured by Tosoh Corporation
"F-2" manufactured by Tosoh Corporation
"F-4" manufactured by Tosoh Corporation
"F-10" manufactured by Tosoh Corporation
"F-20" manufactured by Tosoh Corporation

本発明のポジ型フォトレジスト組成物では、上記の製造方法で得られるノボラック型フェノール樹脂(C)がアルカリ可溶性樹脂として構成成分となるが、他のアルカリ可溶性樹脂(D)を併用しても構わない。 In the positive photoresist composition of the present invention, the novolak-type phenol resin (C) obtained by the above production method is a constituent component as an alkali-soluble resin, but another alkali-soluble resin (D) may be used in combination. No.

前記アルカリ可溶性樹脂(D)としては、アルカリ水溶液に可溶な樹脂であれば良いが、中でもクレゾールノボラック樹脂が好ましい。前記クレゾールノボラック樹脂は、フェノール系化合物及びアルデヒド化合物を原料として、これらを縮合させたノボラック型フェノール樹脂であり、o−クレゾール、m−クレゾール及びp−クレゾールからなる群から選ばれる少なくとも1つのフェノール系化合物を必須原料として製造されたものである。 The alkali-soluble resin (D) may be any resin that is soluble in an aqueous alkaline solution, and cresol novolac resin is particularly preferable. The cresol novolak resin is a novolak-type phenol resin obtained by condensing a phenol-based compound and an aldehyde compound as raw materials, and is at least one phenol-based resin selected from the group consisting of o-cresol, m-cresol and p-cresol. It is manufactured using a compound as an essential raw material.

前記クレゾールノボラック樹脂の原料となるフェノール系化合物としては、o−クレゾール、m−クレゾール又はp−クレゾールが必須であるが、その他のフェノール又はその誘導体を併用しても構わない。このようなフェノール又はその誘導体としては、例えば、フェノール;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;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;イソプロピルフェノール、ブチルフェノール、p−t−ブチルフェノール等のブチルフェノール;p−ペンチルフェノール、p−オクチルフェノール、p−ノニルフェノール、p−クミルフェノール等のアルキルフェノール;フルオロフェノール、クロロフェノール、ブロモフェノール、ヨードフェノール等のハロゲン化フェノール;p−フェニルフェノール、アミノフェノール、ニトロフェノール、ジニトロフェノール、トリニトロフェノール等の1置換フェノール;1−ナフトール、2−ナフトール等の縮合多環式フェノール;レゾルシン、アルキルレゾルシン、ピロガロール、カテコール、アルキルカテコール、ハイドロキノン、アルキルハイドロキノン、フロログルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ジヒドロキシナフタリン等の多価フェノール等が挙げられる。これらその他のフェノール又はその誘導体は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。また、その他のフェノール又はその誘導体を併用する場合、その他のフェノール又はその誘導体の使用量は、o−クレゾール、m−クレゾール及びp−クレゾールのクレゾール合計1モルに対して、0.05〜1モルの範囲とすることが好ましい。 As the phenolic compound used as the raw material of the cresol novolak resin, o-cresol, m-cresol or p-cresol is indispensable, but other phenols or derivatives thereof may be used in combination. Examples of such phenol or derivatives thereof include phenol; 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, 3,4-xylenol, 3,5-xylenol and the like. Xylenol; ethylphenol such as o-ethylphenol, m-ethylphenol, p-ethylphenol; butylphenol such as isopropylphenol, butylphenol, pt-butylphenol; p-pentylphenol, p-octylphenol, p-nonylphenol, p. -Alkylphenol such as cumylphenol; Halogenated phenol such as fluorophenol, chlorophenol, bromophenol, iodophenol; mono-substituted phenol such as p-phenylphenol, aminophenol, nitrophenol, dinitrophenol, trinitrophenol; 1- Condensed polycyclic phenols such as naphthol and 2-naphthol; polyhydric phenols such as resorcin, alkylresorcin, pyrogallol, catechol, alkylcatechol, hydroquinone, alkylhydroquinone, fluoroglucin, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, dihydroxynaphthalin, etc. Can be mentioned. These other phenols or derivatives thereof may be used alone or in combination of two or more. When other phenols or derivatives thereof are used in combination, the amount of other phenols or derivatives used is 0.05 to 1 mol with respect to 1 mol of the total cresol of o-cresol, m-cresol and p-cresol. It is preferable that the range is.

また、前記クレゾールノボラック樹脂の原料となるアルデヒド化合物としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ポリオキシメチレン、クロラール、ヘキサメチレンテトラミン、フルフラール、グリオキザール、n−ブチルアルデヒド、カプロアルデヒド、アリルアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレイン、テトラオキシメチレン、フェニルアセトアルデヒド、o−トルアルデヒド、サリチルアルデヒド等が挙げられる。これらのアルデヒド化合物は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。また、前記クレゾールノボラック樹脂の原料として、ホルムアルデヒドを用いることが好ましく、ホルムアルデヒドとその他のアルデヒド化合物を併用しても構わない。ホルムアルデヒドとその他のアルデヒド化合物を併用する場合、その他のアルデヒド化合物の使用量は、ホルムアルデヒド1モルに対して、0.05〜1モルの範囲とすることが好ましい。 Examples of the aldehyde compound used as a raw material for the cresol novolak resin include formaldehyde, paraformaldehyde, trioxane, acetaldehyde, propionaldehyde, polyoxymethylene, chloral, hexamethylenetetramine, furfural, glioxal, n-butylaldehyde, and capro. Examples thereof include aldehyde, allyl aldehyde, benzaldehyde, croton aldehyde, achlorine, tetraoxymethylene, phenylacetaldehyde, o-tolualdehyde, salicylaldehyde and the like. These aldehyde compounds may be used alone or in combination of two or more. Further, it is preferable to use formaldehyde as a raw material of the cresol novolak resin, and formaldehyde and other aldehyde compounds may be used in combination. When formaldehyde and other aldehyde compounds are used in combination, the amount of the other aldehyde compound used is preferably in the range of 0.05 to 1 mol with respect to 1 mol of formaldehyde.

前記のフェノール系化合物及びアルデヒド化合物の縮合反応は、酸触媒存在下で行うことが好ましい。前記酸触媒としては、例えば、シュウ酸、硫酸、塩酸、フェノールスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、酢酸亜鉛、酢酸マンガン等が挙げられる。これらの酸触媒は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。また、これらの酸触媒の中でも、触媒活性に優れる点から、シュウ酸が好ましい。なお、酸触媒は、反応前に加えても、反応途中で加えても構わない。 The condensation reaction of the phenolic compound and the aldehyde compound is preferably carried out in the presence of an acid catalyst. Examples of the acid catalyst include oxalic acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, phenol sulfonic acid, paratoluene sulfonic acid, zinc acetate, manganese acetate and the like. These acid catalysts may be used alone or in combination of two or more. Among these acid catalysts, oxalic acid is preferable because it has excellent catalytic activity. The acid catalyst may be added before the reaction or during the reaction.

また、前記クレゾールノボラック樹脂を製造する際のフェノール系化合物(P)とアルデヒド化合物(F)とのモル比[(F)/(P)]は、優れた感度と耐熱性が得られることから、0.3〜1.6の範囲が好ましく、0.5〜1.3の範囲がより好ましい。 Further, the molar ratio [(F) / (P)] of the phenolic compound (P) to the aldehyde compound (F) in producing the cresol novolak resin is excellent in sensitivity and heat resistance. The range of 0.3 to 1.6 is preferable, and the range of 0.5 to 1.3 is more preferable.

前記クレゾールノボラック樹脂のより具体的な製造方法としては、フェノール系化合物、アルデヒド化合物及び酸触媒を60〜140℃に加熱して、重縮合反応を進行させ、次いで減圧条件下で脱水、脱モノマーを行う方法が挙げられる。 As a more specific method for producing the cresol novolak resin, a phenolic compound, an aldehyde compound and an acid catalyst are heated to 60 to 140 ° C. to allow a polycondensation reaction to proceed, and then dehydration and demonomerization are carried out under reduced pressure conditions. There is a way to do it.

本発明のポジ型フォトレジスト組成物は、上記のノボラック型フェノール樹脂(C)及び任意に配合するアルカリ可溶性樹脂(D)以外に、通常、光感光剤(E)及び溶剤(F)を含有する。 The positive photoresist composition of the present invention usually contains a photosensitizer (E) and a solvent (F) in addition to the above-mentioned novolak-type phenol resin (C) and an optionally blended alkali-soluble resin (D). ..

前記感光剤(E)としては、キノンジアジド基を有する化合物を用いることができる。このキノンジアジド基を有する化合物としては、例えば、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等のポリヒドロキシベンゾフェノン系化合物;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}ビスフェノール等のビス[(ポリ)ヒドロキシフェニル]アルカン系化合物;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等のトリス(ヒドロキシフェニル)メタン類又はそのメチル置換体;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等のキノンジアジド基を有する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が挙げられる。これらの感光剤(E)は1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。 As the photosensitizer (E), a compound having a quinonediazide group can be used. Examples of the compound having a quinone diazide group include 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,4,4'-trihydroxybenzophenone, 2,4,6-trihydroxybenzophenone, and 2,3,6-trihydroxy. Benzophenone, 2,3,4-trihydroxy-2'-methylbenzophenone, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,2', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,3', 4 , 4', 6-pentahydroxybenzophenone, 2,2', 3,4,4'-pentahydroxybenzophenone, 2,2', 3,4,5-pentahydroxybenzophenone, 2,3', 4,4' , 5', 6-hexahydroxybenzophenone, 2,3,3', 4,4', 5'-hexahydroxybenzophenone and other polyhydroxybenzophenone compounds; 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'-trihydroxyphenyl) propane, 4,4'-{1- [4-[ 2- (4-Hydroxyphenyl) -2-propyl] phenyl] ethylidene} bisphenol, 3,3'-dimethyl- {1- [4- [2- (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -2-propyl] Bis [(poly) hydroxyphenyl] alcan compounds such as phenyl] ethylidene} bisphenol; tris (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis ( 4-Hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) ) -2-Hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -3,4-dihydroxyphenyl Tris (hydroxyphenyl) methanes such as methane or methyl substituents thereof; 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-methylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, Bis (5-cyclohexyl-4-hydroxy-3-methylphenyl) -3-hydroxyphenylmethane, bis (5-cyclohexyl-4-hydroxy-3-methylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-) 2-Hydroxyphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-2-hydroxyphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (5-cyclohexyl-2-hydroxy-4-methylphenyl) -2-hydroxyphenyl Bis (cyclohexylhydroxyphenyl) (hydroxyphenyl) methanes such as methane and bis (5-cyclohexyl-2-hydroxy-4-methylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane or methyl substituents thereof and naphthoquinone-1,2 -Complete ester compound, partial ester compound, amidate or partial amidate with sulfonic acid having a quinone diazide group such as diazido-5-sulfonic acid or naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonic acid, orthoanthraquinone diazidosulfonic acid. And so on. These photosensitizers (E) may be used alone or in combination of two or more.

本発明のポジ型フォトレジスト組成物における前記感光剤(E)の配合量は、良好な感度が得られ、所望のパターンが得られることから、前記ノボラック型フェノール樹脂(C)及び前記アルカリ可溶性樹脂(D)の合計100質量部に対して、3〜50質量部の範囲が好ましく、5〜30質量部の範囲がより好ましい。 The amount of the photosensitizer (E) in the positive photoresist composition of the present invention is such that good sensitivity can be obtained and a desired pattern can be obtained. Therefore, the novolak-type phenol resin (C) and the alkali-soluble resin can be obtained. The range of 3 to 50 parts by mass is preferable, and the range of 5 to 30 parts by mass is more preferable with respect to the total of 100 parts by mass of (D).

前記溶剤(F)としては、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;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;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;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;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等のケトン;ジオキサン等の環式エーテル;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などが挙げられる。これらの溶剤(F)は1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。 Examples of the solvent (F) include 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 dipropyl ether. Diethylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol dibutyl ether; ethylene glycol alkyl ether acetates such as methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate; propylene glycol alkyl ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate and propylene glycol monopropyl 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, Ethers such as ethyl oxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethyl formate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, etc. Can be mentioned. These solvents (F) can be used alone or in combination of two or more.

本発明のポジ型フォトレジスト組成物における前記溶剤(F)の配合量は、組成物の流動性をスピンコート法等の塗布法により均一な塗膜を得られることから、該組成物中の固形分濃度が15〜65質量%となる量とすることが好ましい。 The amount of the solvent (F) blended in the positive photoresist composition of the present invention is such that the fluidity of the composition can be uniformly coated by a coating method such as a spin coating method, so that the solid in the composition can be obtained. The amount is preferably such that the component concentration is 15 to 65% by mass.

本発明のポジ型フォトレジスト組成物には、前記ノボラック型フェノール樹脂(C)、任意に配合する他のアルカリ可溶性樹脂(D)、感光剤(E)及び溶剤(F)の他、本発明の効果を阻害しない範囲で各種添加剤を配合しても構わない。このような添加剤としては、充填材、顔料、レベリング剤等の界面活性剤、密着性向上剤、溶解促進剤などが挙げられる。 The positive photoresist composition of the present invention includes the novolak-type phenol resin (C), another alkali-soluble resin (D) optionally blended, a photosensitizer (E) and a solvent (F), as well as the present invention. Various additives may be blended as long as the effect is not impaired. Examples of such additives include fillers, pigments, surfactants such as leveling agents, adhesion improvers, dissolution accelerators and the like.

本発明のポジ型フォトレジスト組成物は、前記ノボラック型フェノール樹脂(C)、任意に配合する他のアルカリ可溶性樹脂(D)、感光剤(E)及び溶剤(F)、さらに必要に応じて加えた各種添加剤を通常の方法で、撹拌混合して均一な液とすることで調製できる。 The positive photoresist composition of the present invention is added to the novolak-type phenol resin (C), another alkali-soluble resin (D) optionally blended, a photosensitizer (E) and a solvent (F), and if necessary. It can be prepared by stirring and mixing the various additives by a usual method to obtain a uniform liquid.

また、本発明のポジ型フォトレジスト組成物に充填材、顔料等の固形のものを配合する際には、ディゾルバー、ホモジナイザー、3本ロールミル等の分散装置を用いて分散、混合させることが好ましい。また、粗粒や不純物を除去するため、メッシュフィルター、メンブレンフィルター等を用いて該組成物をろ過することもできる。 Further, when a solid material such as a filler and a pigment is blended in the positive photoresist composition of the present invention, it is preferable to disperse and mix using a disperser such as a dissolver, a homogenizer, or a three-roll mill. Further, in order to remove coarse particles and impurities, the composition can be filtered using a mesh filter, a membrane filter or the like.

本発明のポジ型フォトレジスト組成物は、マスクを介して露光を行うことで、露光部においては樹脂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ため、この溶解性の差により、アルカリ現像によりパターニングが可能となりレジスト材料として用いることができる。 When the positive photoresist composition of the present invention is exposed through a mask, the resin composition undergoes a structural change in the exposed portion, and its solubility in an alkaline developer is promoted. On the other hand, since the non-exposed portion retains low solubility in an alkaline developer, this difference in solubility enables patterning by alkaline development and can be used as a resist material.

本発明のポジ型フォトレジスト組成物を露光する光源としては、例えば、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、X線、電子線等が挙げられる。これらの光源の中でも紫外光が好ましく、高圧水銀灯のg線(波長436nm)、i線(波長365nm)、EUVレーザー(波長13.5nm)が好適である。 Examples of the light source for exposing the positive photoresist composition of the present invention include infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-rays, and electron beams. Among these light sources, ultraviolet light is preferable, and g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm), and EUV laser (wavelength 13.5 nm) of a high-pressure mercury lamp are preferable.

また、露光後の現像に用いるアルカリ現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ性物質;エチルアミン、n−プロピルアミン等の1級アミン類;ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の2級アミン類;トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の3級アミン類;ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の4級アンモニウム塩;ピロール、ピヘリジン等の環状アミンなどのアルカリ性水溶液を使用することができる。これらのアルカリ現像液には、必要に応じてアルコール、界面活性剤等を適宜添加して用いることもできる。アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常2〜5質量%の範囲が好ましく、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液が一般的に用いられる。 Examples of the alkaline developing solution used for post-exposure development include inorganic alkaline substances such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia; ethylamine, n-propylamine, and the like. Primary amines; Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine; Tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine; Alkaline amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine; Tetramethylammonium hydroxide, tetraethyl A quaternary ammonium salt such as ammonium hydroxide; an alkaline aqueous solution such as a cyclic amine such as pyrrole or pihelidine can be used. Alcohol, a surfactant and the like can be appropriately added to these alkaline developers, if necessary. The alkali concentration of the alkaline developer is usually preferably in the range of 2 to 5% by mass, and a 2.38% by mass tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is generally used.

以下に実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

<レジスト溶液の調製>
合成したノボラック樹脂と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を20/75(重量部)で混合、溶解し、0.1μmのPTFE製ディスクフィルタで精密濾過を行い、レジスト組成物とした。
<Preparation of resist solution>
The synthesized novolak resin and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) were mixed and dissolved at 20/75 (part by weight), and microfiltered with a 0.1 μm PTFE disc filter to obtain a resist composition.

<アルカリ現像性の評価>
レジスト組成物を5インチシリコンウェハー上に約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60秒乾燥させた。得られたウェハーを現像液(2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液)に60秒間浸漬後、110℃のホットプレート上で60秒乾燥させた。現像液浸漬前後の膜厚を測定し、その差分を60で除した値をアルカリ現像性(ADR1(Å/s))とした。
また、フォトレジストとして用いる場合に使用される感光剤(東洋合成工業製 P−200)をノボラック樹脂/P−200/PGMEA=20/5/75(重量部)として調製したレジスト組成物を用いて同様に測定した値を(ADR2(Å/s))とした。
同様に、現像液として15%炭酸ナトリウム水溶液を用いて感光剤無と有で測定した値をアルカリ現像性(ADR3(Å/s))、アルカリ現像性(ADR4(Å/s))とした。
<Evaluation of alkali developability>
The resist composition was applied on a 5-inch silicon wafer with a spin coater to a thickness of about 1 μm, and dried on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds. The obtained wafer was immersed in a developing solution (2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide) for 60 seconds, and then dried on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds. The film thickness before and after immersion in the developing solution was measured, and the value obtained by dividing the difference by 60 was defined as alkali developability (ADR1 (Å / s)).
Further, using a resist composition prepared by using a photosensitizer (P-200 manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) used as a photoresist as a novolac resin / P-200 / PGMEA = 20/5/75 (part by weight). The value measured in the same manner was defined as (ADR2 (Å / s)).
Similarly, the values measured with and without a photosensitizer using a 15% sodium carbonate aqueous solution as a developing solution were defined as alkali developability (ADR3 (Å / s)) and alkali developability (ADR4 (Å / s)).

<耐熱性評価>
レジスト永久膜材料を直径5インチのシリコンウェハー上にスピンコーターを用いて塗布後、110℃で60秒乾燥し、1μmの厚さの薄膜を得た。この薄膜をかき取り、ガラス転移点温度(以下、「Tg」と略記する。)を測定した。なお、Tgの測定は、示差熱走査熱量計(株式会社ティー・エイ・インスツルメント製「示差熱走査熱量計(DSC)Q100」)を用いて、窒素雰囲気下、温度範囲−100〜200℃、昇温速度10℃/分の条件で行った。評価基準は以下の通りである。
○:Tgが150℃以上
×:Tgが150℃以下
<Heat resistance evaluation>
The resist permanent film material was applied onto a silicon wafer having a diameter of 5 inches using a spin coater, and then dried at 110 ° C. for 60 seconds to obtain a thin film having a thickness of 1 μm. This thin film was scraped off and the glass transition temperature (hereinafter abbreviated as "Tg") was measured. The Tg is measured using a differential thermal scanning calorimeter (“Differential Thermal Scanning Calorimeter (DSC) Q100” manufactured by TA Instruments Co., Ltd.) in a temperature range of -100 to 200 ° C. under a nitrogen atmosphere. , The temperature rising rate was 10 ° C./min. The evaluation criteria are as follows.
◯: Tg is 150 ° C. or higher ×: Tg is 150 ° C. or lower

<カルボン酸含有フェノール性3核体:前駆体化合物(1)の合成>
(製造例1)
冷却管を設置した2000ml 4口フラスコに2,5−キシレノール293.2g(2.4mol)、4−ホルミル安息香酸150g(1mol)を仕込み、2−エトキシエタノール500mlに溶解させた。氷浴中で冷却しながら硫酸10mlを添加した後、マントルヒーターで100℃、2時間加熱、攪拌し反応させた。反応後、得られた溶液に対し水で再沈殿操作を行い、粗生成物を得た。粗生成物をアセトンに再溶解し、さらに水で再沈殿操作を行った後、得られた生成物を濾別し、真空乾燥を行い、淡桃色結晶の前駆体化合物(1)292gを得た。GPC純度は95.3%で、1H−NMRより目的化合物であることを確認した。前駆体化合物(1)のGPCチャートを図1に、1H−NMRチャートを図2に示す。
<Carboxylic acid-containing phenolic trinuclear: Synthesis of precursor compound (1)>
(Manufacturing Example 1)
293.2 g (2.4 mol) of 2,5-xylenol and 150 g (1 mol) of 4-formylbenzoic acid were placed in a 2000 ml 4-neck flask equipped with a cooling tube and dissolved in 500 ml of 2-ethoxyethanol. After adding 10 ml of sulfuric acid while cooling in an ice bath, the mixture was heated at 100 ° C. for 2 hours with a mantle heater and stirred to react. After the reaction, the obtained solution was reprecipitated with water to obtain a crude product. The crude product was redissolved in acetone and further subjected to a reprecipitation operation with water, and then the obtained product was filtered off and vacuum dried to obtain 292 g of a pale pink crystal precursor compound (1). .. The GPC purity was 95.3%, and it was confirmed by 1H-NMR that it was the target compound. The GPC chart of the precursor compound (1) is shown in FIG. 1, and the 1H-NMR chart is shown in FIG.

<フェノール性3核体:前駆体化合物(2)の合成>
(製造例2)
冷却管を設置した2000ml 4口フラスコに2,5−キシレノール293.2g(2.4mol)、2−ヒドロキシベンズアルデヒド122g(1mol)を仕込み、2−エトキシエタノール500mlに溶解させた。氷浴中で冷却しながら硫酸10mlを添加した後、マントルヒーターで100℃、2時間加熱、攪拌し反応させた。反応後、得られた溶液に対し水で再沈殿操作を行い、粗生成物を得た。粗生成物をアセトンに再溶解し、さらに水で再沈殿操作を行った後、得られた生成物を濾別し、真空乾燥を行い、白色結晶の前駆体化合物(2)213gを得た。GPC純度は98.2%で、13C−NMRより目的化合物であることを確認した。前駆体化合物(2)のGPCチャートを図3に、13C−NMRチャートを図4に示す。
<Phenolic nucleosome: Synthesis of precursor compound (2)>
(Manufacturing Example 2)
293.2 g (2.4 mol) of 2,5-xylenol and 122 g (1 mol) of 2-hydroxybenzaldehyde were placed in a 2000 ml 4-neck flask provided with a cooling tube and dissolved in 500 ml of 2-ethoxyethanol. After adding 10 ml of sulfuric acid while cooling in an ice bath, the mixture was heated at 100 ° C. for 2 hours with a mantle heater and stirred to react. After the reaction, the obtained solution was reprecipitated with water to obtain a crude product. The crude product was redissolved in acetone and further subjected to a reprecipitation operation with water, and then the obtained product was filtered off and vacuum dried to obtain 213 g of a precursor compound (2) of white crystals. The GPC purity was 98.2%, and it was confirmed by 13C-NMR that it was the target compound. The GPC chart of the precursor compound (2) is shown in FIG. 3, and the 13C-NMR chart is shown in FIG.

[実施例1]
(製造例3:ノボラック樹脂(A)の合成)
冷却管を設置した300ml 4口フラスコに前駆体化合物(1)18.8g(0.05mol)、92%パラホルムアルデヒド1.6g(0.05mol)を仕込み、2−エトキシエタノール15ml、酢酸15mlに溶解させた。氷浴中で冷却しながら硫酸10mlを添加した後、オイルバスで80℃に昇温し、4時間加熱、攪拌を継続し、反応させた。反応後、得られた溶液に対し水で再沈殿操作を行い、粗生成物を得た。粗生成物をアセトンに再溶解し、さらに水で再沈殿操作を行った後、得られた生成物を濾別し、真空乾燥を行い、淡赤色粉末のノボラック樹脂(A)16.9gを得た。ノボラック樹脂(A)のGPCは数平均分子量(Mn)=3331、重量平均分子量(Mw)=6738、多分散度(Mw/Mn)=2.02であった。ノボラック樹脂(A)のGPCチャートを図5に示す。
[Example 1]
(Manufacturing Example 3: Synthesis of Novolac Resin (A))
18.8 g (0.05 mol) of precursor compound (1) and 1.6 g (0.05 mol) of 92% paraformaldehyde were charged in a 300 ml 4-neck flask equipped with a cooling tube, and dissolved in 15 ml of 2-ethoxyethanol and 15 ml of acetic acid. I let you. After adding 10 ml of sulfuric acid while cooling in an ice bath, the temperature was raised to 80 ° C. in an oil bath, heating for 4 hours, stirring was continued, and the reaction was carried out. After the reaction, the obtained solution was reprecipitated with water to obtain a crude product. The crude product was redissolved in acetone and further subjected to a reprecipitation operation with water, and then the obtained product was filtered off and vacuum dried to obtain 16.9 g of a pale red powder novolak resin (A). rice field. The GPC of the novolak resin (A) had a number average molecular weight (Mn) = 3331, a weight average molecular weight (Mw) = 6738, and a polydispersity (Mw / Mn) = 2.02. The GPC chart of the novolak resin (A) is shown in FIG.

[実施例2]
(製造例4:ノボラック樹脂(B)の合成、前駆体化合物(1)と前駆体化合物(2)のモル比 25:75)
冷却管を設置した300ml 4口フラスコに前駆体化合物(1)4.5g(0.012mol)、前駆体化合物(2)13.2g(0.038mol)、92%パラホルムアルデヒド1.6g(0.05mol)を仕込み、2−エトキシエタノール15ml、酢酸15mlに溶解させた。氷浴中で冷却しながら硫酸10mlを添加した後、オイルバスで80℃に昇温し、4時間加熱、攪拌を継続し、反応させた。反応後、得られた溶液に対し水で再沈殿操作を行い、粗生成物を得た。粗生成物をアセトンに再溶解し、さらに水で再沈殿操作を行った後、得られた生成物を濾別、真空乾燥を行い淡赤色粉末のノボラック樹脂(B)17.3gを得た。ノボラック樹脂(B)のGPCは数平均分子量(Mn)=2089、重量平均分子量(Mw)=7289、多分散度(Mw/Mn)=3.49であった。ノボラック樹脂(B)のGPCチャートを図6に示す。
[Example 2]
(Production Example 4: Synthesis of novolak resin (B), molar ratio of precursor compound (1) to precursor compound (2) 25:75)
Precursor compound (1) 4.5 g (0.012 mol), precursor compound (2) 13.2 g (0.038 mol), 92% paraformaldehyde 1.6 g (0. 05 mol) was charged and dissolved in 15 ml of 2-ethoxyethanol and 15 ml of acetic acid. After adding 10 ml of sulfuric acid while cooling in an ice bath, the temperature was raised to 80 ° C. in an oil bath, heating for 4 hours, stirring was continued, and the reaction was carried out. After the reaction, the obtained solution was reprecipitated with water to obtain a crude product. The crude product was redissolved in acetone and further subjected to a reprecipitation operation with water, and then the obtained product was filtered off and vacuum dried to obtain 17.3 g of a pale red powder novolak resin (B). The GPC of the novolak resin (B) had a number average molecular weight (Mn) = 2089, a weight average molecular weight (Mw) = 7289, and a polydispersity (Mw / Mn) = 3.49. The GPC chart of the novolak resin (B) is shown in FIG.

[実施例3]
(製造例5:ノボラック樹脂(C)の合成、前駆体化合物(1)と前駆体化合物(2)のモル比 50:50)
前駆体化合物(1)9.4g(0.025mol)、前駆体化合物(2)8.7g(0.025mol)を使用した以外は実施例2(製造例4)と同様にして淡赤色粉末のノボラック樹脂(C)16.8gを得た。ノボラック樹脂(C)のGPCは数平均分子量(Mn)=2253、重量平均分子量(Mw)=7259、多分散度(Mw/Mn)=3.22であった。ノボラック樹脂(C)のGPCチャートを図7に示す。
[Example 3]
(Production Example 5: Synthesis of novolak resin (C), molar ratio of precursor compound (1) to precursor compound (2) 50:50)
The pale red powder was prepared in the same manner as in Example 2 (Production Example 4) except that 9.4 g (0.025 mol) of the precursor compound (1) and 8.7 g (0.025 mol) of the precursor compound (2) were used. 16.8 g of novolak resin (C) was obtained. The GPC of the novolak resin (C) had a number average molecular weight (Mn) = 2253, a weight average molecular weight (Mw) = 7259, and a polydispersity (Mw / Mn) = 3.22. The GPC chart of the novolak resin (C) is shown in FIG.

[実施例4]
(製造例6:ノボラック樹脂(D)の合成、前駆体化合物(1)と前駆体化合物(2)のモル比 75:25)
前駆体化合物(1)14.3g(0.038mol)、前駆体化合物(2)4.2g(0.012mol)を使用した以外は実施例2(製造例4)と同様にして淡赤色粉末のノボラック樹脂(D)18.1gを得た。ノボラック樹脂(D)のGPCは数平均分子量(Mn)=2438、重量平均分子量(Mw)=5613、多分散度(Mw/Mn)=2.30であった。ノボラック樹脂(D)のGPCチャートを図8に示す。
[Example 4]
(Production Example 6: Synthesis of novolak resin (D), molar ratio of precursor compound (1) to precursor compound (2) 75:25)
The pale red powder was prepared in the same manner as in Example 2 (Production Example 4) except that 14.3 g (0.038 mol) of the precursor compound (1) and 4.2 g (0.012 mol) of the precursor compound (2) were used. 18.1 g of novolak resin (D) was obtained. The GPC of the novolak resin (D) had a number average molecular weight (Mn) = 2438, a weight average molecular weight (Mw) = 5613, and a polydispersity (Mw / Mn) = 2.30. The GPC chart of the novolak resin (D) is shown in FIG.

[比較例1]
(合成比較例1)
攪拌機、温度計を備えた2L 4つ口フラスコに、2−ヒドロキシ安息香酸552g(4mol)、1,4−ビス(メトキシメチル)ベンゼン498g(3mol)、p−トルエンスルホン酸2.5g、トルエン500gを仕込み、120℃まで昇温し、脱メタノール反応を行った。減圧下で昇温、蒸留し、230℃、6時間減圧留去を行い、淡黄色固形のノボラック樹脂(E)882gを得た。ノボラック樹脂(E)のGPCは数平均分子量(Mn)=1016、重量平均分子量(Mw)=2782、多分散度(Mw/Mn)=2.74であった。ノボラック樹脂(E)のGPCチャートを図9に示す。
[Comparative Example 1]
(Synthetic Comparative Example 1)
In a 2L 4-neck flask equipped with a stirrer and a thermometer, 552 g (4 mol) of 2-hydroxybenzoic acid, 498 g (3 mol) of 1,4-bis (methoxymethyl) benzene, 2.5 g of p-toluenesulfonic acid, and 500 g of toluene. Was charged, the temperature was raised to 120 ° C., and a demethanol reaction was carried out. The temperature was raised and distilled under reduced pressure, and distillation was carried out under reduced pressure at 230 ° C. for 6 hours to obtain 882 g of a pale yellow solid novolak resin (E). The GPC of the novolak resin (E) had a number average molecular weight (Mn) = 1016, a weight average molecular weight (Mw) = 2782, and a polydispersity (Mw / Mn) = 2.74. The GPC chart of the novolak resin (E) is shown in FIG.

[比較例2]
(合成比較例2)
攪拌機、温度計を備えた2L 4つ口フラスコに、m−クレゾール648g(6mol)、p−クレゾール432g(4mol)、シュウ酸2.5g(0.2mol)、42%ホルムアルデヒド492gを仕込み、100℃まで昇温、反応させた。常圧で200℃まで脱水、蒸留し、230℃、6時間減圧蒸留を行い、淡黄色固形のノボラック樹脂(F)736gを得た。ノボラック樹脂(F)のGPCは数平均分子量(Mn)=1450、重量平均分子量(Mw)=10316、多分散度(Mw/Mn)=7.116であった。ノボラック樹脂(F)のGPCチャートを図10に示す。
[Comparative Example 2]
(Synthetic Comparative Example 2)
In a 2L 4-neck flask equipped with a stirrer and a thermometer, 648 g (6 mol) of m-cresol, 432 g (4 mol) of p-cresol, 2.5 g (0.2 mol) of oxalic acid, and 492 g of 42% formaldehyde were charged, and the temperature was 100 ° C. The temperature was raised and reacted. It was dehydrated and distilled to 200 ° C. at normal pressure, and distilled under reduced pressure at 230 ° C. for 6 hours to obtain 736 g of a pale yellow solid novolak resin (F). The GPC of the novolak resin (F) had a number average molecular weight (Mn) = 1450, a weight average molecular weight (Mw) = 10316, and a polydispersity (Mw / Mn) = 7.116. The GPC chart of the novolak resin (F) is shown in FIG.

実施例1〜4及び比較例1、2のノボラック樹脂(A)〜(F)からそれぞれ調製されたポジ型フォトレジスト組成物を用いた各測定及び評価の結果を表1に示す。 Table 1 shows the results of each measurement and evaluation using the positive photoresist compositions prepared from the novolak resins (A) to (F) of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, respectively.

Figure 2021152557
Figure 2021152557

表1に示した評価結果から、実施例1で得られたノボラック樹脂(A)から調製された本発明のポジ型フォトレジスト組成物について、現像液を2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液とした場合、露光部分に相当する感光剤を配合していないポジ型フォトレジスト組成物は、15,000Å/秒と非常に速いアルカリ溶解速度を有しており、優れた感度を有することが分かった(ADR1)。また、未露光部分に相当する感光剤を配合したポジ型フォトレジスト組成物のアルカリ溶解速度は、80Å/秒と非常に低く、アルカリ現像後もパターンが問題なく残ることが分かった(ADR2)。
また、現像液を15%炭酸ナトリウム水溶液とした場合、露光部分に相当する感光剤を配合していないポジ型フォトレジスト組成物は、820Å/秒と非常に速いアルカリ溶解速度を有しており、優れた感度を有することが分かった(ADR3)。また、未露光部分に相当する感光剤を配合したポジ型フォトレジスト組成物のアルカリ溶解速度は、1Å/秒未満と非常に低く、アルカリ現像後もパターンが問題なく残ることが分かった(ADR4)。
さらに、ポジ型フォトレジスト組成物の塗膜のTgも213℃と非常に高く、耐熱性にも優れることが分かった。
From the evaluation results shown in Table 1, the developing solution of the positive photoresist composition of the present invention prepared from the novolak resin (A) obtained in Example 1 was a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. When this was done, it was found that the positive photoresist composition containing no photosensitizer corresponding to the exposed portion had a very fast alkali dissolution rate of 15,000 Å / sec and had excellent sensitivity. (ADR1). Further, it was found that the alkali dissolution rate of the positive photoresist composition containing the photosensitizer corresponding to the unexposed portion was as low as 80 Å / sec, and the pattern remained without any problem even after alkaline development (ADR2).
Further, when the developing solution is a 15% sodium carbonate aqueous solution, the positive photoresist composition containing no photosensitive agent corresponding to the exposed portion has a very fast alkali dissolution rate of 820 Å / sec. It was found to have excellent sensitivity (ADR3). Further, it was found that the alkali dissolution rate of the positive photoresist composition containing the photosensitizer corresponding to the unexposed portion was very low, less than 1 Å / sec, and the pattern remained without problems even after alkaline development (ADR4). ..
Further, it was found that the Tg of the coating film of the positive photoresist composition was as high as 213 ° C. and the heat resistance was also excellent.

また表1に示した評価結果から、実施例2で得られたノボラック樹脂(B)から調製された本発明のポジ型フォトレジスト組成物について、現像液を2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液とした場合、露光部分に相当する感光剤を配合していないポジ型フォトレジスト組成物は、6,500Å/秒と非常に速いアルカリ溶解速度を有しており、優れた感度を有することが分かった(ADR1)。また、未露光部分に相当する感光剤を配合したポジ型フォトレジスト組成物のアルカリ溶解速度は、42Å/秒と非常に低く、アルカリ現像後もパターンが問題なく残ることが分かった(ADR2)。
また、現像液を15%炭酸ナトリウム水溶液とした場合、露光部分に相当する感光剤を配合していないポジ型フォトレジスト組成物は、410Å/秒と非常に速いアルカリ溶解速度を有しており、優れた感度を有することが分かった(ADR3)。また、未露光部分に相当する感光剤を配合したポジ型フォトレジスト組成物のアルカリ溶解速度は、1Å/秒未満と非常に低く、アルカリ現像後もパターンが問題なく残ることが分かった(ADR4)。
さらに、ポジ型フォトレジスト組成物の塗膜のTgも186℃と非常に高く、耐熱性にも優れることが分かった。
From the evaluation results shown in Table 1, the developing solution of the positive photoresist composition of the present invention prepared from the novolak resin (B) obtained in Example 2 was a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. In the case of, it was found that the positive photoresist composition containing no photosensitizer corresponding to the exposed portion had a very fast alkali dissolution rate of 6,500 Å / sec and had excellent sensitivity. (ADR1). Further, it was found that the alkali dissolution rate of the positive photoresist composition containing the photosensitizer corresponding to the unexposed portion was as low as 42 Å / sec, and the pattern remained without any problem even after alkaline development (ADR2).
Further, when the developing solution is a 15% sodium carbonate aqueous solution, the positive photoresist composition containing no photosensitive agent corresponding to the exposed portion has a very fast alkali dissolution rate of 410 Å / sec. It was found to have excellent sensitivity (ADR3). Further, it was found that the alkali dissolution rate of the positive photoresist composition containing the photosensitizer corresponding to the unexposed portion was very low, less than 1 Å / sec, and the pattern remained without problems even after alkaline development (ADR4). ..
Further, it was found that the Tg of the coating film of the positive photoresist composition was as high as 186 ° C., and the heat resistance was also excellent.

同様に表1に示す通り、実施例3でノボラック樹脂(C)から調製された本発明のポジ型フォトレジスト組成物について、ADR1〜4はそれぞれ7,200Å/秒、53Å/秒、480Å/秒、1Å/秒未満であり、優れた結果を示していた。
さらに、ポジ型フォトレジスト組成物の塗膜のTgも191℃と非常に高く、耐熱性にも優れることが分かった。
Similarly, as shown in Table 1, for the positive photoresist composition of the present invention prepared from the novolak resin (C) in Example 3, ADRs 1 to 4 were 7,200 Å / sec and 53 Å / sec, 480 Å / sec, respectively. It was less than 1 Å / sec, showing excellent results.
Further, it was found that the Tg of the coating film of the positive photoresist composition was as high as 191 ° C., and the heat resistance was also excellent.

また 同様に表1に示す通り、実施例4でノボラック樹脂(D)から調製された本発明のポジ型フォトレジスト組成物について、ADR1〜4はそれぞれ8,000Å/秒、56Å/秒、540Å/秒、1Å/秒未満であり、優れた結果を示していた。
さらに、ポジ型フォトレジスト組成物の塗膜のTgも196℃と非常に高く、耐熱性にも優れることが分かった。
Similarly, as shown in Table 1, for the positive photoresist composition of the present invention prepared from the novolak resin (D) in Example 4, ADRs 1 to 4 were 8,000 Å / sec and 56 Å / sec, 540 Å / respectively. It was less than 1 Å / sec, showing excellent results.
Further, it was found that the Tg of the coating film of the positive photoresist composition was as high as 196 ° C., and the heat resistance was also excellent.

一方、比較例1は、2−ヒドロキシ安息香酸と3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒドとを縮合反応させた公知のフェノール型ノボラック樹脂をアルカリ可溶性樹脂として用いたポジ型フォトレジスト組成物の例である。
この比較例1で調製したポジ型フォトレジスト組成物については、現像液を2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液とした場合、露光部分に相当する感光剤を配合していないポジ型フォトレジスト組成物は、3,500Å/秒とアルカリ溶解速度が遅く、感度が不十分であることが分かった(ADR1)。また現像液を15%炭酸ナトリウム水溶液とした場合とした場合、露光部分に相当する感光剤を配合していないポジ型フォトレジスト組成物は、1Å/秒未満とアルカリ溶解速度が遅く、感度が不十分であることが分かった(ADR3)。
さらに、ポジ型フォトレジスト組成物の塗膜のTgは、52℃と低く、耐熱性も不十分であることが分かった。
On the other hand, Comparative Example 1 is an example of a positive photoresist composition using a known phenolic novolak resin obtained by condensation-reacting 2-hydroxybenzoic acid with 3,4-dihydroxybenzaldehyde as an alkali-soluble resin.
Regarding the positive photoresist composition prepared in Comparative Example 1, when the developer was a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, the positive photoresist composition did not contain a photosensitizer corresponding to the exposed portion. It was found that the substance had a slow alkali dissolution rate of 3,500 Å / sec and insufficient sensitivity (ADR1). Further, when the developer is a 15% aqueous sodium carbonate solution, the positive photoresist composition containing no photosensitizer corresponding to the exposed portion has a slow alkali dissolution rate of less than 1 Å / sec and is insensitive. It turned out to be sufficient (ADR3).
Further, it was found that the Tg of the coating film of the positive photoresist composition was as low as 52 ° C. and the heat resistance was insufficient.

また、比較例2は、m−クレゾールとp−クレゾールをホルムアルデヒドで縮合した公知のフェノール型ノボラック樹脂をアルカリ可溶性樹脂として用いたポジ型フォトレジスト組成物の例である。
この比較例2で調製したポジ型フォトレジスト組成物については、現像液を2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液とした場合、露光部分に相当する感光剤を配合していないポジ型フォトレジスト組成物は、110Å/秒とアルカリ溶解速度が遅く、感度が不十分であることが分かった(ADR1)。また現像液を15%炭酸ナトリウム水溶液とした場合とした場合、露光部分に相当する感光剤を配合していないポジ型フォトレジスト組成物は、1Å/秒未満とアルカリ溶解速度が遅く、感度が不十分であることが分かった(ADR3)。
さらに、ポジ型フォトレジスト組成物の塗膜のTgは、110℃と低く、耐熱性も不十分であることが分かった。
Further, Comparative Example 2 is an example of a positive photoresist composition using a known phenolic novolak resin obtained by condensing m-cresol and p-cresol with formaldehyde as an alkali-soluble resin.
Regarding the positive photoresist composition prepared in Comparative Example 2, when the developer was a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, the positive photoresist composition did not contain a photosensitizer corresponding to the exposed portion. It was found that the substance had a slow alkali dissolution rate of 110 Å / sec and insufficient sensitivity (ADR1). Further, when the developer is a 15% aqueous sodium carbonate solution, the positive photoresist composition containing no photosensitizer corresponding to the exposed portion has a slow alkali dissolution rate of less than 1 Å / sec and is insensitive. It turned out to be sufficient (ADR3).
Further, it was found that the Tg of the coating film of the positive photoresist composition was as low as 110 ° C. and the heat resistance was insufficient.

Claims (9)

下記式(1)で表される芳香族化合物(A)と脂肪族アルデヒド(B)とを縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂(C)を含有することを特徴とする、ポジ型フォトレジスト組成物。
Figure 2021152557


(式中、R、Rはそれぞれ独立してHまたは炭素原子数1〜9の脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子を表し、R、Rはそれぞれ独立してHまたは炭素原子数1〜9の脂肪族炭化水素基又は炭化水素基上にアルコキシ基、ハロゲン基、水酸基を一つ乃至複数有する構造部位を表し、m、nはそれぞれ独立して0又は1〜4の整数を表す。)
A positive photoresist composition containing a novolak-type phenol resin (C) obtained by condensing an aromatic compound (A) represented by the following formula (1) and an aliphatic aldehyde (B). thing.
Figure 2021152557


(In the formula, R 1 and R 2 independently represent H or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, an alkoxy group, an aryl group, an aralkyl group, and a halogen atom, and R 3 and R are independent of each other. Represents a structural site having one or more alkoxy groups, halogen groups, and hydroxyl groups on H or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms or a hydrocarbon group, and m and n are independently 0 or 0, respectively. Represents an integer of 1 to 4)
前記脂肪族アルデヒド(B)が、ホルムアルデヒド及び/またはパラホルムアルデヒドである、請求項1に記載のポジ型フォトレジスト組成物。 The positive photoresist composition according to claim 1, wherein the aliphatic aldehyde (B) is formaldehyde and / or paraformaldehyde. 前記芳香族化合物(A)が、フェノール化合物と、カルボキシル基もしくはそのエステル誘導体を有する芳香族アルデヒドおよび/またはカルボキシル基もしくはそのエステル誘導体を有する芳香族ケトンとを重縮合したものである、請求項1または2に記載のポジ型フォトレジスト組成物。 The aromatic compound (A) is obtained by polycondensing a phenol compound with an aromatic aldehyde having a carboxyl group or an ester derivative thereof and / or an aromatic ketone having a carboxyl group or an ester derivative thereof. Alternatively, the positive type photoresist composition according to 2. 前記カルボキシル基を有する芳香族アルデヒドが、ホルミル安息香酸である、請求項3に記載のポジ型フォトレジスト組成物。 The positive photoresist composition according to claim 3, wherein the aromatic aldehyde having a carboxyl group is formylbenzoic acid. 前記芳香族化合物(A)が、単離精製された後に脂肪族アルデヒド(B)との縮合に用いられたものである、請求項1から4のいずれか一項に記載のポジ型フォトレジスト組成物。 The positive photoresist composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the aromatic compound (A) is used for condensation with an aliphatic aldehyde (B) after being isolated and purified. thing. 下記式(1)で表される芳香族化合物(A)を単離精製し、次いで脂肪族アルデヒド(B)と縮合させてノボラック型フェノール樹脂(C)を得ることを特徴とする、ポジ型フォトレジスト組成物の製造方法。
Figure 2021152557


(式中、R、Rはそれぞれ独立してHまたは炭素原子数1〜9の脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子を表し、R、Rはそれぞれ独立してHまたは炭素原子数1〜9の脂肪族炭化水素基又は炭化水素基上にアルコキシ基、ハロゲン基、水酸基を一つ乃至複数有する構造部位を表し、m、nはそれぞれ独立して0又は1〜4の整数を表す。)
A positive photoresist characterized by isolating and purifying the aromatic compound (A) represented by the following formula (1) and then condensing it with an aliphatic aldehyde (B) to obtain a novolak-type phenol resin (C). A method for producing a resist composition.
Figure 2021152557


(In the formula, R 1 and R 2 independently represent H or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, an alkoxy group, an aryl group, an aralkyl group, and a halogen atom, and R 3 and R are independent of each other. Represents a structural site having one or more alkoxy groups, halogen groups, and hydroxyl groups on H or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms or a hydrocarbon group, and m and n are independently 0 or 0, respectively. Represents an integer of 1 to 4)
前記脂肪族アルデヒド(B)が、ホルムアルデヒド及び/またはパラホルムアルデヒドである、請求項6に記載のポジ型フォトレジスト組成物の製造方法。 The method for producing a positive photoresist composition according to claim 6, wherein the aliphatic aldehyde (B) is formaldehyde and / or paraformaldehyde. 前記芳香族化合物(A)が、フェノール化合物と、カルボキシル基もしくはそのエステル誘導体を有する芳香族アルデヒドおよび/またはカルボキシル基もしくはそのエステル誘導体を有する芳香族ケトンとを重縮合したものである、請求項6または7に記載のポジ型フォトレジスト組成物の製造方法。 6. The aromatic compound (A) is obtained by polycondensing a phenol compound with an aromatic aldehyde having a carboxyl group or an ester derivative thereof and / or an aromatic ketone having a carboxyl group or an ester derivative thereof. Alternatively, the method for producing a positive photoresist composition according to 7. 前記カルボキシル基を有する芳香族アルデヒドが、ホルミル安息香酸である、請求項8に記載のポジ型フォトレジスト組成物の製造方法。 The method for producing a positive photoresist composition according to claim 8, wherein the aromatic aldehyde having a carboxyl group is formylbenzoic acid.
JP2018112402A 2018-06-13 2018-06-13 Phenolic hydroxy group-containing resin and resist material including the same Pending JP2021152557A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018112402A JP2021152557A (en) 2018-06-13 2018-06-13 Phenolic hydroxy group-containing resin and resist material including the same
PCT/JP2019/019473 WO2019239784A1 (en) 2018-06-13 2019-05-16 Phenolic novolac resin, method for manufacturing same, photosensitive composition, resist material, and resist film
TW108119958A TW202003612A (en) 2018-06-13 2019-06-10 Phenolic novolac resin, method for manufacturing same, photosensitive composition, resist material, and resist film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018112402A JP2021152557A (en) 2018-06-13 2018-06-13 Phenolic hydroxy group-containing resin and resist material including the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021152557A true JP2021152557A (en) 2021-09-30

Family

ID=68843008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018112402A Pending JP2021152557A (en) 2018-06-13 2018-06-13 Phenolic hydroxy group-containing resin and resist material including the same

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2021152557A (en)
TW (1) TW202003612A (en)
WO (1) WO2019239784A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102652307B1 (en) * 2019-01-21 2024-03-29 디아이씨 가부시끼가이샤 Phenolic hydroxyl group-containing resin, photosensitive composition, resist film, curable composition and cured product
CN111154053A (en) * 2020-01-06 2020-05-15 苏州瑞红电子化学品有限公司 High-heat-resistance carboxyl phenolic resin and synthetic method thereof
CN111123649B (en) * 2020-01-06 2024-01-30 苏州瑞红电子化学品有限公司 Negative photoresist composition containing high heat resistance carboxyl phenolic resin
CN111176073B (en) * 2020-01-06 2023-11-07 苏州瑞红电子化学品有限公司 Thick film photoresist composition containing high heat resistance carboxyl phenolic resin
JP7318820B2 (en) * 2020-09-17 2023-08-01 Dic株式会社 Method for producing resist pattern, resist pattern, and positive photosensitive resin composition for producing transparent laminated member

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6199811B2 (en) * 2014-06-18 2017-09-20 信越化学工業株式会社 Positive photosensitive resin composition, photocurable dry film, method for producing the same, laminate, and pattern forming method
WO2017111165A1 (en) * 2015-12-25 2017-06-29 三菱瓦斯化学株式会社 Compound, resin, composition, method for forming resist pattern, and method for forming circuit pattern
TWI763715B (en) * 2016-10-07 2022-05-11 日商迪愛生股份有限公司 Resin and resist material containing phenolic hydroxyl group
JP6816471B2 (en) * 2016-11-25 2021-01-20 Dic株式会社 Phenolic hydroxyl group-containing compounds and resist materials

Also Published As

Publication number Publication date
TW202003612A (en) 2020-01-16
WO2019239784A1 (en) 2019-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5035492B2 (en) Positive photoresist composition
JP5152447B2 (en) Positive type photoresist composition, coating film thereof and novolac type phenol resin
KR101860805B1 (en) Positive-type photoresist composition
WO2019239784A1 (en) Phenolic novolac resin, method for manufacturing same, photosensitive composition, resist material, and resist film
JP5953811B2 (en) Positive photoresist composition
JP6814421B2 (en) Resist composition
JP7318820B2 (en) Method for producing resist pattern, resist pattern, and positive photosensitive resin composition for producing transparent laminated member