JPH05178951A - ノボラック樹脂、その製造方法及びそれを用いてなるネガ型フォトレジスト組成物 - Google Patents

ノボラック樹脂、その製造方法及びそれを用いてなるネガ型フォトレジスト組成物

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JPH05178951A
JPH05178951A JP4048437A JP4843792A JPH05178951A JP H05178951 A JPH05178951 A JP H05178951A JP 4048437 A JP4048437 A JP 4048437A JP 4843792 A JP4843792 A JP 4843792A JP H05178951 A JPH05178951 A JP H05178951A
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JP4048437A
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Yuji Ueda
裕治 植田
Naomiki Takeyama
尚幹 竹山
Hiromi Ueki
裕美 植木
Takehiro Kusumoto
武宏 楠本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • C08G8/10Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes of formaldehyde, e.g. of formaldehyde formed in situ with phenol

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポジ型及びネガ型フォトレジスト用レジスト
組成物のベース樹脂として有用なノボラック樹脂、その
製造方法並びにそれを用いてなるネガ型フォトレジスト
組成物を提供する。 【構成】 アルデヒド類及び下記化合物等を縮合させて
なるノボラック樹脂、その製造方法並びにそれを用いて
なるネガ型フォトレジスト組成物。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はノボラック系の熱硬化性
樹脂、その製造方法及びそれを用いるネガ型フォトレジ
スト組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】フェノール類とカルボニル化合物との反
応により得られるフェノール樹脂は、耐熱性に優れてい
るため、従来より熱硬化性樹脂として木工産業、電気産
業等多様な分野で使用されている。特に近年において
は、半導体分野における集積回路の微細パターン形成に
おけるパターン形成材料(レジスト)として使用されて
いる。
【0003】例えばm−クレゾール、p−クレゾール及
びそれらの混合物から選ばれる一種とアルデヒド類との
付加縮合によって得られるノボラック樹脂を含有するレ
ジストは、光源をi線およびg線とするパターン形成に
おいて一般的に使用されている。しかしながら、耐熱性
は未だ満足のいくものではない。又、上記ノボラック樹
脂を含有するレジストは、次世代の64MDRAM 及び次々世
代の256MDRAMのパターン形成材料としては必らずしも満
足できるものではない。特に、エキシマレーザを光源と
したエキシマレーザリソグラフィ用としては透明度に難
があり、サブミクロンのパターンを形成するには到って
いない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は耐熱性及び透
明度(光透過性)等の諸性能に優れたノボラック樹脂、
その製造方法並びにそれを用いてなるネガ型フォトレジ
スト組成物を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、一般式(I)
【0006】
【化7】
【0007】〔式中、R1 〜R5 は各々独立して水素原
子、ハロゲン原子、置換されていてもよい直鎖もしくは
分岐状のアルキル又はアルケニル基或いはアセチル基を
表わす。R6 及びR7 は、−C(R6 )(R7 )−が−
OH基に対しo位又はp位に配位しているという条件付
きで各々水素原子、置換されていてもよいアルキル基、
ベンジル基又はフェニル基を表わす。〕、一般式(I
I)
【0008】
【化8】
【0009】〔式中、R8 〜R13は各々独立して水素原
子、ハロゲン原子、置換されていてもよい直鎖もしくは
分岐状のアルキル又はアルケニル基或いはアセチル基を
表わす。R14およびR15は、−C(R14)(R15)−が
−OH基に対しo位又はp位に配位しているという条件
付きで各々水素原子、置換されていてもよいアルキル
基、ベンジル基又はフェニル基を表わす。〕及び一般式
(III)
【0010】
【化9】
【0011】〔式中、R16〜R21は各々独立して水素原
子、ハロゲン原子、置換されていてもよい直鎖もしくは
分岐状のアルキル又はアルケニル基或いはアセチル基を
表わす。R22およびR23は、−C(R22)(R23)−が
−OH基に対しo位又はp位に配位しているという条件
付きで各々水素原子、置換されていてもよいアルキル
基、ベンジル基又はフェニル基を表わす。〕で示される
群の中から選ばれる少なくとも1種の繰返し単位を有
し、且つ分子量が約2000〜50000 のノボラック樹脂、一
般式(IV)
【0012】
【化10】
【0013】(式中、Z1 〜Z9 は各々水素原子、ハロ
ゲン原子、置換されていてもよい直鎖もしくは分岐状の
アルキル又はアルケニル基、アセチル基或いは−OH基
を表わす。但し、Z1 、Z7 、Z8 およびZ9 の中1つ
は−OH基であり、該−OH基に対してo位又はp位に
少なくとも1つの水素原子を有し、且つ、Z2 〜Z6
中1つは−OH基であり、該−OH基に対してo位又は
p位に少なくとも1つの水素原子を有する。)で示され
る化合物を含有するフェノール類とカルボニル化合物と
を、酸触媒の存在下に付加縮合させることを特徴とす
る、上記ノボラック樹脂の製造方法、
【0014】並びに該ノボラック樹脂、架橋剤及び酸発
生剤を含有してなるネガ型フォトレジスト組成物であ
る。
【0015】以下、本発明を詳細に説明する。上記一般
式(IV)で示される化合物とカルボニル化合物とを酸
触媒の存在下に付加縮合させると、上記一般式(I)、
(II)及び(III)で示される群の中から選ばれる
少なくとも1種の繰返し単位を有するノボラック樹脂が
得られる。そして、一般式(V)
【0016】
【化11】
【0017】(式中、Z10〜Z18は各々水素原子、ハロ
ゲン原子、置換されていてもよい直鎖もしくは分岐状の
アルキル又はアルケニル基、アセチル基或いは−OH基
を表わす。但し、Z11〜Z15の中1つは−OH基であ
り、該−OH基に対してo位又はp位に少なくとも2つ
の水素原子を有し、且つ、Z10、Z16、Z17及びZ18
−OH基であることはない。)で示される化合物とカル
ボニル化合物とを酸触媒の存在下に付加縮合させると、
上記一般式(II)で示される繰返し単位を有するノボ
ラック樹脂が得られる。又、上記一般式(VI)
【0018】
【化12】
【0019】(式中、Z19〜Z27は各々水素原子、ハロ
ゲン原子、置換されていてもよい直鎖もしくは分岐状の
アルキル又はアルケニル基、アセチル基或いは−OH基
を表わす。但し、Z19、Z25、Z26及びZ27の中1つは
−OH基であり、該−OH基に対してo位又はp位に少
なくとも2つの水素原子を有し、且つ、Z20〜Z24は−
OH基であることはない。)で示される化合物とカルボ
ニル化合物とを酸触媒の存在下に付加縮合させると、上
記一般式(III)で示される繰返し単位を有するノボ
ラック樹脂が得られる。
【0020】R1 〜R23及びZ1 〜Z27で表わされる直
鎖もしくは分岐状のアルキル基として好ましくは炭素数
1〜5のものが、R1 〜R5 、R8 〜R13、R16〜R21
及びZ1 〜Z27で表わされる直鎖もしくは分岐状のアル
ケニル基として好ましくは炭素数2〜5のものが、各々
挙げられる。これらの置換基としては、例えばハロゲン
原子、−OH基、−SH基、フェニル基又は低級アルキ
ルチオ基等が挙げられる。R1 〜R23及びZ1 〜Z27
して、好ましくは水素原子或いは直鎖もしくは分岐状の
炭素数1〜5のアルキル基(例えばメチル、エチル、n
−プロピル、i−プロピルもしくはn−ブチル基等)
が、より好ましくは水素原子或いはメチルもしくはエチ
ル基が、各々挙げられる。一般式(IV)〜(VI)で示される
好ましい化合物としては、例えば
【0021】
【化13】
【0022】等が挙げられる。一般式(IV)〜(VI)で示さ
れる化合物は単独で、或いは混合して用いられる。一般
式(IV)で示される化合物はm−もしくはp−イソプロペ
ニルフェノール又はこれらの線状二量体を用いて、米国
特許第3288864 号明細書に記載の方法で、一般式(V) 〜
(VI)で示される化合物は特開昭54−64589 号又は特開昭
49−101366号公報に記載の方法で、各々製造することが
できる。
【0023】カルボニル化合物と付加縮合させる、一般
式(IV)〜(VI)で示される化合物以外のフェノール類とし
ては、例えば一般式(VII)
【0024】
【化14】
【0025】〔式中、E1 〜E6 は各々水素原子、ハロ
ゲン原子、置換されていてもよい直鎖もしくは分岐状の
アルキル又はアルケニル基、−OH基或いは低級アルキ
ルカルボニル基を表わす。但し、E1 〜E6 の中少なく
とも1つは−OH基であり、該−OH基に対してo位又
はp位に少なくとも2つの水素原子を有する。〕で示さ
れる化合物、一般式(VIII)
【0026】
【化15】
【0027】〔式中、E7 〜E16は各々水素原子、ハロ
ゲン原子、置換されていてもよい直鎖もしくは分岐状の
アルキル又はアルケニル基、−OH基或いは低級アルキ
ルカルボニル基を表わす。但し、E7 〜E16の中少なく
とも1つは−OH基であり、該−OH基に対してo位又
はp位に少なくとも2つの水素原子を有する。Aは酸素
原子、硫黄原子、置換されていてもよい炭素数1〜6の
アルキレン基を表わす。〕で示される化合物或いはナフ
タレン化合物等が挙げられる。
【0028】一般式(VII) で示される化合物としては、
例えばフェノール、m−クレゾール、p−クレゾール、
o−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、2−イソプロピルフ
ェノール、3−イソプロピルフェノール、4−イソプロ
ピルフェノール、o−sec.−ブチルフェノール、p−se
c.−ブチルフェノール、o−tert−ブチルフェノール、
m−tert−ブチルフェノール、p−tert−ブチルフェノ
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、2,3,5−トリメチルフェノ
ール、5−メチル−2−tert−ブチルフェノール、m−
メトキシフェノール、イソアミルフェノール、レゾルシ
ン、2−メチルレゾルシン又はハイドロキノン等が挙げ
られる。
【0029】一般式(VIII)で示される化合物としては、
例えば2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−プロ
パン等が挙げられる。
【0030】ナフタレン化合物としては、例えば2−ナ
フトール、1,3−ジヒドロキシナフタレン、1,7−
ジヒドロキシナフタレン又は1,5−ジヒドロキシナフ
タレン等が挙げられる。
【0031】これらのフェノール類は単独で、或いは2
種以上混合して用いられる。一般式(IV)、(V) 又は(VI)
で示される化合物と上記フェノール類との仕込みモル比
は通常100:0〜20:80である。
【0032】カルボニル化合物としては、アセトン、メ
チルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブ
チルケトンもしくはメチルイソプロピルケトン等のケト
ン類或いはホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、
グリオキサール、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒ
ド、ベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α
−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピル
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、グルタルアルデヒド、o−メチルベンズアルデ
ヒドもしくはp−メチルベンズアルデヒド等の脂肪族又
は芳香族アルデヒド類が挙げられる。これらの中、反応
速度の観点からアルデヒド類が好ましく、工業的に入手
し易いという観点からホルムアルデヒドが特に好まし
い。カルボニル化合物は単独で、又は2種以上混合して
使用することができる。カルボニル化合物の使用量はフ
ェノール類に対して通常0.2 〜3倍モル、好ましくは0.
5 〜2倍モルである。
【0033】触媒としては、有機酸(例えば蟻酸、酢
酸、蓚酸、トリクロル酢酸もしくはp−トルエンスルホ
ン酸等)、無機酸(例えば塩酸、硫酸、過塩素酸もしく
は燐酸等)或いは二価金属塩(例えば酢酸亜鉛もしくは
酢酸マグネシウム等)等が挙げられる。中でも蓚酸もし
くは酢酸が好ましい。これらは単独で、又は2種以上混
合して用いられる。触媒の使用量は、フェノール類に対
して好ましくは0.1 〜50重量%、より好ましくは0.5
〜30重量%である。
【0034】付加縮合はバルクで、或いは溶剤中で行わ
れる。溶剤としては、トルエン、キシレン、エチルセロ
ソルブアセテート、n−プロピルアルコール、n−ブチ
ルアルコール、i−ブチルアルコール、n−ヘキシルア
ルコール、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジ
グライム、n−ヘプタン、n−オクタンもしくはメチル
イソブチルケトン等が挙げられる。
【0035】付加縮合温度は通常60〜120℃であ
り、溶剤を用いる場合、好ましくは80〜110℃の還
流条件下である。又、反応時間は生成ノボラック樹脂の
分子量によって異なるが、通常約2〜30時間である。
【0036】好ましい生成ノボラック樹脂のポリスチレ
ン換算重量平均分子量は3000〜10000 である。
【0037】架橋剤としては、例えば一般式(IX)
【0038】
【化16】
【0039】〔式中、E19は−N(E22)(E23)又は
置換されていてもよいアリール基を、E17、E18
20、E21、E22及びE23は各々独立して水素原子、−
CH2 OH又は−CH2 OE24を、各々表わす。E24
低級アルキル基を表わす。〕で示される化合物、或いは
【0040】
【化17】
【0041】
【化18】
【0042】等が挙げられる。これらの中、一般式(I
X)で示される化合物が好ましい。E19で表わされるア
リール基としては、例えばフェニル、1−ナフチルもし
くは2−ナフチル基等が挙げられ、置換基としては例え
ば低級アルキルもしくはアルコキシ基、ニトロ基又はハ
ロゲン原子等が挙げられる。E24で表わされる低級アル
キル基として好ましくは、例えばメチルもしくはエチル
基等が挙げられる。
【0043】好ましい一般式(IX)で示される化合物
としては、例えば
【0044】
【化19】
【0045】等が挙げられる。
【0046】一般式(IX)で示される化合物の中、メ
チロール体はメラミン又はベンゾグアナミン誘導体を、
塩基性条件でホルムアルデヒドと反応させることにより
製造することができる。又、メチロールエーテル体は上
記メチロール体をアルコール類と反応させることにより
製造することができる。式(i) 及び(ii)で示される化合
物はp−クレゾールもしくは4−tert−ブチルフェノー
ルを塩基性条件でホルムアルデヒドと反応させることに
より製造することができる。式(iii) 〜(vi)で示される
化合物は特開平1−293339号公報に記載されている。架
橋剤は単独で、或いは2種以上混合して用いられる。
【0047】酸発生剤としては遠紫外線露光により酸を
発生するものであれば特に制限されないが、例えば、特
開昭62−164045、特開昭63−153542、特開昭53−13342
8、Bull. Chem. Soc. Japan, 42, 2924(1969)、米国特
許第3987037 号明細書もしくはF.C.Schaefer et. al.
J. Org. Chem., 29 1527(1964) に記載の化合物、或い
は英国特許第1388492 号明細書に記載の2−フェニル−
4,6−ビス(トリクロルメチル)−s −トリアジン、
2−(p−アセチルフェニル)−4,6−ビス(トリク
ロルメチル)−s −トリアジン、2−(p−クロルフェ
ニル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−s −トリ
アジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロ
ルメチル)−s −トリアジン、2−(p−メトキシフェ
ニル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−s −トリ
アジン、2−(2’,4’−ジクロルフェニル)−4,
6−ビス(トリクロルメチル)−s −トリアジン、2,
4,6−トリス(トリクロルメチル)−s −トリアジ
ン、2−メチル−4,6−ビス(トリクロルメチル)−
s −トリアジン、2−(α,α,β−トリクロルエチ
ル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−s −トリア
ジン、2−n−ノニル−4,6−ビス(トリクロルメチ
ル)−s −トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(ト
リブロムメチル)−s −トリアジン、2,4,6−トリ
ス(トリブロムメチル)−s −トリアジン、2,4,6
−トリス(ジブロムメチル)−s −トリアジン、2−ア
ミノ−4−メチル−6−トリブロムメチル−s −トリア
ジン、2−メトキシ−4−メチル−6−トリクロルメチ
ル−s −トリアジン、2−スチリル−4,6−ビス(ト
リクロルメチル)−s −トリアジン、2−(p−メチル
スチリル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−s −
トリアジン、2−(p−メトキシスチリル)−4,6−
ビス(トリクロルメチル)−s −トリアジン、2−(p
−メトキシスチリル)−4−アミノ−6−トリクロルメ
チル−s −トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−
1−イル)−4,6−ビス−トリクロルメチル−s −ト
リアジン、2−(4−エトキシ−ナフト−1−イル)−
4,6−ビス−トリクロルメチル−s −トリアジン、2
−〔4−(2−エトキシエチル)ナフト−1−イル〕−
4,6−ビス(トリクロルメチル)−s −トリアジン、
2−(4,7−ジメトキシ−ナフト−1−イル)−4,
6−ビス(トリクロルメチル)−s−トリアジンもしく
は2−(アセナフト−5−イル)−4,6−ビス(トリ
クロルメチル)−s −トリアジン等の有機ハロゲン化
物、特願平3−142344号に記載の
【0048】
【化20】
【0049】等のトリフルオロメタンスルホン酸エステ
ル類もしくは特願平3−142316号記載の
【0050】
【化21】
【0051】等のアリールスルホニルアセトフェノン類
等が挙げられる。
【0052】ネガ型フォトレジスト組成物中の組成比
は、通常、ノボラック樹脂20〜90重量%、架橋剤5〜50
重量%、酸発生剤0.1 〜20重量%であり、好ましくは各
々40〜70重量%、10〜30重量%、1〜10重量%である。
本発明のネガ型フォトレジスト組成物には、必要に応じ
て増感剤、染料もしくは接着性改良剤等を添加してもよ
い。ネガ型レジスト液の調製は一般的にノボラック樹
脂、架橋剤及び酸発生剤等をネガ型レジスト液中、1〜
50重量%になるように溶剤と混合することにより行われ
る。溶剤としては、例えばエチルセロソルブアセテー
ト、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブ、
メチルセロソルブ、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、酢酸ブチル、メチルイソブチルケト
ン、キシレン、乳酸エチル、ピルビン酸エチルもしくは
2−ヘプタノン等が挙げられる。これらの溶剤は単独
で、或いは2種以上混合して用いられる。
【0053】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳しく説明
するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定され
るものではない。例中、部は重量部を示す。
【0054】実施例1 攪拌器、冷却器、滴下ロートおよび温度計を装着した3
00ml四つ口フラスコに、下記式で表わされる化合物
(1)(P−OSTサイクリックダイマー、三井東圧
製)を53.6g(0.2mol)、エチルセロソルブアセテート
50.4gおよび5%シュウ酸6.08g(0.003mol)を仕込
み、80℃に昇温し、攪拌しながら37%ホルマリン1
3.0g( 0.16mol)を約60分で滴下ロートより滴下し
た。その後110℃で10時間攪拌した。その後、60
℃以下に冷却しイオン交換水100mlを加え攪拌、静置
後水層を分液し、油層はpHが6〜7になるまでイオン交
換水100mlで数回洗浄した後、脱水しノボラック樹脂
のエチルセロソルブアセテート溶液を得た。この樹脂の
重量平均分子量*1(ポリスチレン換算)は5500であっ
た。なお、この溶液をn−ヘキサンで再沈して得られた
固形物を減圧乾燥し、物性を測定した結果、以下の通り
であった。 ガラス転位点(Tg) 242.5℃
【0055】
【化22】
【0056】*1 重量平均分子量は、GPC(東ソ−
社製)にて測定した。(以下、各重量平均分子量も同様
にして測定した。)
【0057】実施例2 攪拌器、冷却器、滴下ロートおよび温度計を装着した5
00ml四つ口フラスコに、実施例1で用いた化合物
(1)を100g(0.37 mol) 、メチルイソブチルケト
ン100g、5%シュウ酸水溶液13.6g(0.0074mol)お
よび酢酸30g(0.5mol)を仕込み、80℃に昇温し、
攪拌しながら37%ホルマリン 30.18g(0.37 mol)を
約60分で滴下ロートより滴下した。その後95〜10
0℃で20時間攪拌し、実施例1と同様な方法で中和、
洗浄および脱水を行った後、ノボラック樹脂のメチルイ
ソブチルケトン溶液を得た。この樹脂の重量平均分子量
は3975であった。なお、この溶液よりメチルイソブチル
ケトンを減圧蒸留により留去して固形物を得、物性を測
定した結果は以下の通りであった。 ガラス転位点(Tg) 239.4℃ NMRは図1に示す。
【0058】実施例3および4 化合物(1)に対するホルマリンのモル比を変えた以外
は、実施例2と同様な操作を行ない、表1のような結果
を得た。
【0059】
【表1】
【0060】合成例1 m−イソプロペニルフェノール 108.5g(0.80mol )を
トルエン540mlに溶解した後、室温にて三沸化ホウ素
ジエチルエーテル錯体(BF3 含量47%)4.4ml を滴
下ロートにて10分で滴下した。その後75〜80℃に
て4時間保温後、30℃以下に冷却し水200mlを仕込
み攪拌後分液しトルエン層を1%重曹水で洗浄後水洗
(pH=7まで)し、有機層からトルエンを留去すると、
下記式で表わされる化合物(2)
【0061】
【化23】
【0062】と下記式で表わされる化合物(3)との混
合物を含む粘ちょうな液体100gが得られた。
【0063】
【化24】
【0064】ノボラック樹脂の原料としてはこのまま用
いても良く、またクロマトグラフィー等で精製したもの
を用いても良い。
【0065】実施例5 実施例2において、化合物(1)を合成例1で得られた
化合物(2)と(3)の混合品に変えた以外は同様な操
作を行ない、以下のノボラック樹脂を得た。 分子量 2960 ガラス転位点(Tg)150℃
【0066】実施例6 実施例1と同様な装置を用い、110℃での攪拌時間を
6時間で終了した以外は実施例1と同様な操作を行な
い、重量平均分子量2420の樹脂を含むエチルセロソルブ
アセテート溶液を得た。なおこの溶液をn−ヘキサンで
再沈し、得られた固形物を減圧乾燥し物性を測定した結
果以下の通りである。 ガラス転位点(Tg) 211.3℃
【0067】実施例7 300mlの四つ口フラスコに、P−OSTサイクリック
ダイマー40.2g(0.15mol )、p−クレゾール5.4 g
(0.05mol )、エチルセロソルブアセテート50gおよび
5%シュウ酸6.08g(0.003mol)を仕込み、80℃に昇
温し、攪拌しながら37%ホルマリン13.0g( 0.16mo
l)を約60分で滴下ロートより滴下した。その後11
0℃で12時間攪拌した。その後、中和、洗浄、脱水し
てノボラック樹脂のエチルセロソルブアセテート溶液を
得た。この樹脂のGPCにより測定したポリスチレン換
算重量平均分子量(MW )は3400であった。
【0068】実施例8〜16 p−クレゾール及びそのモル比を下表のように変える以
外は、実施例7と同様にして下表に記載のノボラック樹
脂を得た。
【0069】
【表2】
【0070】実施例17 実施例1により得た樹脂(固形分として13.3部)、ヘキ
サメチロールメラミンヘキサメチルエーテル(架橋剤)
1.0 部及びα−フェニルスルホニルアセトフェノン(酸
発生剤)1.2 部をエチルセロソルブアセテート45部に溶
解した。得られた溶液を孔径0.2 μmのテフロン製フィ
ルターで濾過してレジスト液を調製した。これを常法に
より洗浄したシリコンウエハーにスピンコートを用いて
0.7 μm厚に塗布した。次いで、このウエハーをオーブ
ン中、100 ℃・1分プリベークした。次に、上記の塗膜
をパターンを有するクロムマスクを通してキャノンプロ
キシミティーマスクアライナーPLA-501FでCM-250ミラー
を用いて遠紫外線露光を行った。露光後、ウエハーをホ
ットプレート上で120 ℃・1分加熱して露光部の架橋を
行った。これをテトラメチルアンモニウムハイドロオキ
シド2.0 重量%水溶液で現像してネガ型パターンを得
た。露光量と残膜率との特性曲線から感度を求めたとこ
ろ、33mJ/cm2(254nm,残膜率90%での露光量)であっ
た。形成されたパターンを電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、0.8 μmの微細パターンを解像していた。
【0071】実施例18〜26 ノボラック樹脂を下表に記載のものに変える以外は、実
施例17と同様に処理したところ、いずれの場合も良好
な感度が得られた。
【0072】
【表3】
【0073】
【表4】
【0074】実施例27 α−フェニルスルホニルアセトフェノンの代わりに2,
4,6−トリス(トリクロルメチル)−s−トリアジン
を用いる以外は、実施例17と同様にしてネガ型パター
ンを得たところ、良好な感度を有していた。
【0075】実施例28 α−フェニルスルホニルアセトフェノンの代わりに4−
メトキシ−1−ナフチルトリフルオロメタンスルホネー
トを用いる以外は、実施例17と同様にしてネガ型パタ
ーンを得たところ、良好な感度を有していた。
【0076】比較例3 樹脂を、ノボラック樹脂(m−クレゾール/p−クレゾ
ール=4/6、クレゾール/ホルマリン=1/0.8 のモ
ル比で蓚酸触媒を用いて還流下に反応させて得たポリス
チレン換算重量平均分子量4000の樹脂)に変える以外は
実施例17と同様にしてネガ型パターンを得た。感度は
40mJ/cm2であり、1.0 μmのパターンを解像していた。
【0077】実施例6で得た樹脂及びノボラック樹脂
(m−クレゾール/p−クレゾール=7/3、クレゾー
ル/ホルマリン=1/0.8 のモル比で蓚酸触媒を用いて
還流下に反応させて得たポリスチレン換算重量平均分子
量12000 の樹脂)の波長248nmにおける透過率は下表
の通りであった。
【0078】
【表5】 1)樹脂をエチルセロソルブアセテートに溶解し、石英
ウェハー上に塗布後90℃で20分間ベークした後の1
μmでの透過率
【0079】
【発明の効果】本発明のノボラック樹脂は従来のフェノ
ール系ノボラック樹脂に比べて光透過性及び耐熱性等の
諸性能が優れており、KrFエキシマレーザ等を含む遠
紫外線を光源とするレジストに用いられるレジスト組成
物のベース樹脂として有用である。又、本発明のネガ型
フォトレジスト組成物は半導体分野における集積回路、
例えば64及び256MDRAMのレジスト用として優れている。
【0080】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例2で合成したノボラック樹脂のNMRチ
ャートである。
【符号の説明】
1 テトラメチルシランのピーク 2 アセトンのピーク 3 水のピーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/027 (72)発明者 楠本 武宏 大阪府大阪市此花区春日出中3丁目1番98 号 住友化学工業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(I) 【化1】 〔式中、R1 〜R5 は各々独立して水素原子、ハロゲン
    原子、置換されていてもよい直鎖もしくは分岐状のアル
    キル又はアルケニル基或いはアセチル基を表わす。R6
    及びR7 は、−C(R6 )(R7 )−が−OH基に対し
    o位又はp位に配位しているという条件付きで各々水素
    原子、置換されていてもよいアルキル基、ベンジル基又
    はフェニル基を表わす。〕、一般式(II) 【化2】 〔式中、R8 〜R13は各々独立して水素原子、ハロゲン
    原子、置換されていてもよい直鎖もしくは分岐状のアル
    キル又はアルケニル基或いはアセチル基を表わす。R14
    およびR15は、−C(R14)(R15)−が−OH基に対
    しo位又はp位に配位しているという条件付きで各々水
    素原子、置換されていてもよいアルキル基、ベンジル基
    又はフェニル基を表わす。〕及び一般式(III) 【化3】 〔式中、R16〜R21は各々独立して水素原子、ハロゲン
    原子、置換されていてもよい直鎖もしくは分岐状のアル
    キル又はアルケニル基或いはアセチル基を表わす。R22
    およびR23は、−C(R22)(R23)−が−OH基に対
    しo位又はp位に配位しているという条件付きで各々水
    素原子、置換されていてもよいアルキル基、ベンジル基
    又はフェニル基を表わす。〕で示される群の中から選ば
    れる少なくとも1種の繰返し単位を有し、且つ分子量が
    約2000〜50000 のノボラック樹脂。
  2. 【請求項2】一般式(IV) 【化4】 (式中、Z1 〜Z9 は各々水素原子、ハロゲン原子、置
    換されていてもよい直鎖もしくは分岐状のアルキル又は
    アルケニル基、アセチル基或いは−OH基を表わす。但
    し、Z1 、Z7 、Z8 およびZ9 の中1つは−OH基で
    あり、該−OH基に対してo位又はp位に少なくとも1
    つの水素原子を有し、且つ、Z2 〜Z6 の中1つは−O
    H基であり、該−OH基に対してo位又はp位に少なく
    とも1つの水素原子を有する。)で示される化合物を含
    有するフェノール類とカルボニル化合物とを、酸触媒の
    存在下に付加縮合させることを特徴とする、請求項1に
    記載のノボラック樹脂の製造方法。
  3. 【請求項3】一般式(V) 【化5】 (式中、Z10〜Z18は各々水素原子、ハロゲン原子、置
    換されていてもよい直鎖もしくは分岐状のアルキル又は
    アルケニル基、アセチル基或いは−OH基を表わす。但
    し、Z11〜Z15の中1つは−OH基であり、該−OH基
    に対してo位又はp位に少なくとも2つの水素原子を有
    し、且つ、Z10、Z16、Z17及びZ18は−OH基である
    ことはない。)で示される化合物を含有するフェノール
    類とカルボニル化合物とを、酸触媒の存在下に付加縮合
    させることを特徴とする、一般式(II)で示される繰
    返し単位を有する請求項1に記載のノボラック樹脂の製
    造方法。
  4. 【請求項4】一般式(VI) 【化6】 (式中、Z19〜Z27は各々水素原子、ハロゲン原子、置
    換されていてもよい直鎖もしくは分岐状のアルキル又は
    アルケニル基、アセチル基或いは−OH基を表わす。但
    し、Z19、Z25、Z26及びZ27の中1つは−OH基であ
    り、該−OH基に対してo位又はp位に少なくとも2つ
    の水素原子を有し、且つ、Z20〜Z24は−OH基である
    ことはない。)で示される化合物を含有するフェノール
    類とカルボニル化合物とを、酸触媒の存在下で付加縮合
    させることを特徴とする、一般式(III)で示される
    繰返し単位を有する請求項1に記載のノボラック樹脂の
    製造方法。
  5. 【請求項5】請求項1に記載のノボラック樹脂、架橋剤
    及び酸発生剤を含有してなるネガ型フォトレジスト組成
    物。
JP4048437A 1991-09-27 1992-03-05 ノボラック樹脂、その製造方法及びそれを用いてなるネガ型フォトレジスト組成物 Pending JPH05178951A (ja)

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