WO2012063635A1 - ポジ型フォトレジスト組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
o-クレゾール及びその他のフェノール化合物と、ホルムアルデヒド及びその他のアルデヒド化合物とを、酸触媒存在下でまず縮合反応によりノボラック化させ、その後レゾルシノールを加えて、さらにノボラック化させる製造方法。
下記の工程1(レゾール化工程)、工程2(中和・触媒除去工程)及び工程3(ノボラック化工程)を含む製造方法。
o-クレゾール及びその他のフェノール化合物と、ホルムアルデヒド及びその他のアルデヒド化合物とを、アルカリ性触媒存在下で40~140℃に加熱して縮合反応させ、レゾール型フェノール樹脂(B’)を得る。
工程1で得られたノボラック型フェノール樹脂(B’)を酸で中和し、分離した水を抜き取った後、水を加え、同様に分離した水層を抜き取ることにより、触媒を除去する。
工程2で酸触媒を除去したノボラック型フェノール樹脂(B’)に、レゾルシノール、ホルムアルデヒド及びその他のアルデヒド化合物、並びに酸触媒を加え、60~140℃に加熱して縮合反応を進行させ、次いで、減圧条件下でさらに脱水、脱モノマーを行い、レゾルシノール変性させたノボラック型フェノール樹脂(B)を得る。
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
注入量:0.1mL
標準試料:下記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」
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
注入量:0.1mL
標準試料:下記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」
攪拌機、温度計を備えた4つ口フラスコに、m-クレゾール648g、p-クレゾール432g、シュウ酸2.5g及び42質量%ホルムアルデヒド水溶液492gを加えた後、100℃まで昇温し、3時間反応させた。次いで、200℃まで昇温し減圧して脱水、脱モノマーさせ、軟化点が145℃、重量平均分子量(Mw)が9,600の固形のクレゾールノボラック樹脂(A1)を得た。
攪拌機、温度計を備えた4つ口フラスコに、m-クレゾール432g、p-クレゾール648g、シュウ酸2.5g及び42質量%ホルムアルデヒド水溶液506gを加えた後、100℃まで昇温し、3時間反応させた。次いで、200℃まで昇温し減圧して脱水、脱モノマーさせ、軟化点が150℃、重量平均分子量(Mw)が10,500の固形のクレゾールノボラック樹脂(A2)を得た。
攪拌機、温度計を備えた4つ口フラスコに、m-クレゾール780g、p-クレゾール1,560g、レゾルシノール260g、シュウ酸10.8g及び42質量%ホルムアルデヒド水溶液1,070gを加えた後、100℃まで昇温し、3時間反応させた。次いで、200℃まで昇温し減圧して脱水、脱モノマーさせ、軟化点が150℃、重量平均分子量(Mw)が9,900の固形のクレゾールノボラック樹脂(A3)を得た。
攪拌機、温度計を備えた4つ口フラスコに、o-クレゾール1,080g、水酸化ナトリウム54g及び42質量%ホルムアルデヒド水溶液615gを加えた後、60℃まで昇温して、撹拌しながら5時間反応させた。次いで、希硫酸を加えて中和し、分離した水を抜き取った後、水375gを加え、分離した水層を抜き取ることで触媒を除去した。
合成例1で得られたクレゾールノボラック樹脂(A1)16質量部、合成例4で得られたノボラック型フェノール樹脂(B1)4質量部、感光剤(東洋合成工業株式会社製「P-200」)5質量部及び溶剤(プロピレングリコールモノメチルアセテート;以下、「PGMEA」と略記する。)75質量部を均一に混合して、ポジ型フォトレジスト組成物(1)を得た。
実施例1で用いたクレゾールノボラック樹脂(A1)に代えて、合成例2で得られたノボラック型フェノール樹脂(A2)を用いた以外は実施例1と同様に行い、ポジ型フォトレジスト組成物(2)を得た。
合成例1で得られたノボラック型フェノール樹脂(A1)16質量部、感光剤(東洋合成工業株式会社製「P-200」)5質量部及びPGMEA75質量部を均一に混合して、ポジ型フォトレジスト組成物(3)を得た。
比較例1で用いたクレゾールノボラック樹脂(A1)に代えて、合成例2で得られたノボラック型フェノール樹脂(A2)を用いた以外は比較例1と同様に行い、ポジ型フォトレジスト組成物(4)を得た。
比較例1で用いたクレゾールノボラック樹脂(A1)に代えて、合成例3で得られたノボラック型フェノール樹脂(A3)を用いた以外は比較例1と同様に行い、ポジ型フォトレジスト組成物(5)を得た。
上記の実施例1、2及び比較例1~3で調製したポジ型フォトレジスト組成物の感光剤を配合していない組成物を別途調製し、感度の測定用の組成物とした。感度の測定用に調製した組成物を直径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。アルカリ溶液(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)に60秒浸漬させ、浸漬後の膜厚を、膜厚計(フィルメトリクス社製「F-20」)を用いて測定してアルカリ溶解速度(ADR)を測定して、得られた値から下記の基準にしたがって感度を評価した。
A:アルカリ溶解速度が20nm/秒以上である。
B:アルカリ溶解速度が10nm/秒以上20nm/秒未満である。
C:アルカリ溶解速度が10nm/秒未満である。
上記の実施例1、2及び比較例1、2で得られたポジ型フォトレジスト組成物を、130℃で30分間加熱して硬化させた後、熱重量測定(TG)を行い、急激な重量変化が生じる変曲点と耐熱温度として、下記の基準にしたがって耐熱性を評価した。
A:耐熱温度が170℃以上である。
B:耐熱温度が150℃以上170℃未満である。
C:耐熱温度が150℃未満である。
Claims (5)
- m-クレゾール、p-クレゾール及びホルムアルデヒドを必須原料として製造されたクレゾールノボラック樹脂(A)と、o-クレゾール、レゾルシノール及びホルムアルデヒドを必須原料として製造されたノボラック型フェノール樹脂(B)と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。
- 前記ノボラック型フェノール樹脂(B)の原料であるo-クレゾール1モルに対して、レゾルシノールのモル数が0.05~1モルの範囲である請求項1記載のポジ型フォトレジスト組成物。
- 前記ノボラック型フェノール樹脂(B)の重量平均分子量が500~4,000の範囲である請求項1又は2記載のポジ型フォトレジスト組成物。
- 前記ノボラック型フェノール樹脂(B)が、o-クレゾールとホルムアルデヒドとをアルカリ性触媒存在下で縮合反応させてレゾール型フェノール樹脂(B’)を得た後、該樹脂(B’)を中和後、レゾルシノール及びホルムアルデヒドを加え、酸触媒存在下で縮合反応させて得られたものである請求項1~3のいずれか1項記載のフォトレジスト組成物。
- 前記ノボラック型フェノール樹脂(A)100質量部に対して、前記ノボラック型フェノール樹脂(B)を3~60質量部の範囲で含有する請求項1~4のいずれか1項記載のポジ型フォトレジスト組成物。
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