JP6063740B2 - NOVOLAC RESIN, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, AND USE THEREOF - Google Patents
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Description
本発明は、柔軟性、耐熱性、溶解性などが良好であって、種々の用途に好適に使用することができるノボラック樹脂(ノボラック型フェノール樹脂)、及びその用途に関する。 The present invention relates to a novolak resin (novolak-type phenol resin) that has good flexibility, heat resistance, solubility, and the like and can be suitably used for various applications, and uses thereof.
ノボラック樹脂は、エポキシ樹脂の硬化剤、エポキシ化してエポキシ化ノボラック樹脂を得るための原料、ポジ型フォトレジスト組成物のアルカリ可溶性樹脂としてなどの種々の用途で使用されている。
例えば、ノボラック樹脂を硬化剤として用いたエポキシ樹脂組成物は、作業性が良好であり、その硬化物が優れた特性を有するので、電気・電子部品、構造用材料、接着剤、塗料等の分野で使用されている。しかし、例えば半導体封止材や積層板等の電気・電子分野では、鉛フリーのハンダの採用によってリフロー温度がより高温になったために、積層板、層間絶縁材料、封止材料などの半導体パッケージに用いられるエポキシ樹脂組成物に対して、従来品に比較してより高い耐熱性が求められている。また、環境問題への対策として、燃焼時にダイオキシンを発生する可能性があるハロゲンや、発ガン性が疑われるアンチモン等の難燃剤を使用することなしに耐燃焼性(難燃性)を向上することが求められている。さらに、エポキシ樹脂組成物を積層板のマトリックス材料や層間絶縁材料として用いる時には、エポキシ樹脂組成物を溶媒に均一に溶解したワニスとして用いるために、エポキシ樹脂組成物には溶媒に対する可溶性が求められている。
Novolac resins are used in various applications such as epoxy resin curing agents, raw materials for epoxidation to obtain epoxidized novolac resins, and alkali-soluble resins for positive photoresist compositions.
For example, an epoxy resin composition using a novolak resin as a curing agent has good workability, and the cured product has excellent characteristics, so that the fields such as electrical / electronic parts, structural materials, adhesives, paints, etc. Used in. However, for example, in the electrical and electronic fields such as semiconductor encapsulants and laminates, the reflow temperature has become higher due to the use of lead-free solder, so semiconductor packages such as laminates, interlayer insulating materials, and encapsulating materials are used. Higher heat resistance is required for the epoxy resin composition used compared to conventional products. In addition, as a countermeasure to environmental problems, flame resistance (flame resistance) is improved without using halogens that may generate dioxins during combustion or antimony or other flame retardants that are suspected of causing carcinogenicity. It is demanded. Furthermore, when the epoxy resin composition is used as a matrix material or an interlayer insulating material for a laminate, the epoxy resin composition is required to be soluble in a solvent in order to use the epoxy resin composition as a varnish uniformly dissolved in a solvent. Yes.
また、アルカリ可溶性樹脂としてノボラック樹脂が用いられているポジ型フォトレジスト組成物は、例えば0.3μm程度の微細な線幅から数十〜数百μm程度の大きな線幅のパターンを、多種多様な基材表面に形成することができる。しかし、ポジ型フォトレジスト組成物が使用される半導体製造分野やLCD等の分野では、TFT、STNなどの技術の進展に伴い、形成すべきパターンの線幅がますます微細化され、最近の高精細なTFT表示素子では、線幅の設計寸法が数μmレベルまで要求されつつある。
ところで、携帯電話などのフレキシブルプリント配線基板の分野では、ネガ型のドライフィルムフォトレジストが広く使用されている。このドライフィルムフォトレジストの解像度は低く、線幅は30〜300μm程度である。一方、ポジ型フォトレジスト組成物は、解像度は高いけれども、ドライフィルム化しようとすると、膜質が脆くて柔軟性に欠けるために、それをロール状の製品とすることが難しく、また使用時の取扱いが容易ではない。このためにポジ型のドライフィルムフォトレジストは実用化に至っていない。即ち、ポジ型フォトレジストでは柔軟性の改良が求められている。
In addition, positive photoresist compositions in which novolak resin is used as an alkali-soluble resin have a wide variety of patterns, for example, from a fine line width of about 0.3 μm to a large line width of about several tens to several hundred μm. It can be formed on the substrate surface. However, in the fields of semiconductor manufacturing and LCDs where positive photoresist compositions are used, the line widths of patterns to be formed are becoming increasingly finer as technology such as TFT and STN advances, In a fine TFT display element, a design dimension of a line width is being requested to a level of several μm.
Incidentally, in the field of flexible printed wiring boards such as cellular phones, negative dry film photoresists are widely used. The resolution of this dry film photoresist is low, and the line width is about 30 to 300 μm. On the other hand, the positive photoresist composition has high resolution, but when it is going to be made into a dry film, it is difficult to make it into a roll product because the film quality is brittle and lacks flexibility. Is not easy. For this reason, a positive dry film photoresist has not been put into practical use. That is, positive photoresists are required to have improved flexibility.
特許文献1には、フェノール類をビフェニルジイルジメチレン基及びメチレン基で架橋(結合)した化学構造からなるフェノールノボラック樹脂が開示されている。
特許文献2は、メチルフェノール類と、グルタルアルデヒド及びアジプアルデヒドのうちの少なくとも一つを含有するジアルデヒド類との縮重合によって、高い柔軟性を示し、且つ高感度や高解像度を可能にするフォトレジスト組成物用のフェノール樹脂を得ることを提案している。
特許文献3は、ポジ型感光性樹脂積層シート及びその製造方法に関する。この文献には、ノボラック型フェノール樹脂を構成するフェノール類とアルデヒド類について記載があり、多数の化合物が例示されている。
Patent Document 1 discloses a phenol novolak resin having a chemical structure obtained by crosslinking (bonding) phenols with a biphenyldiyldimethylene group and a methylene group.
Patent Document 2 shows high flexibility and enables high sensitivity and high resolution by condensation polymerization of methylphenols and dialdehydes containing at least one of glutaraldehyde and adipaldehyde. It has been proposed to obtain phenolic resins for photoresist compositions.
Patent Document 3 relates to a positive photosensitive resin laminated sheet and a method for producing the same. This document describes the phenols and aldehydes constituting the novolac type phenol resin, and many compounds are exemplified.
しかしながら、特許文献1では、より高い耐熱性、溶解性、柔軟性を得るための具体的な態様が必ずしも十分に開示されてはいない。
また、特許文献2のノボラック型フェノール樹脂は、柔軟性の改良は見られるものの、フォトレジスト組成物としては柔軟性が必ずしも十分に改良されたとはいえず、実用化のためには更に柔軟性について改良の余地がある。
さらにまた、特許文献3は、ノボラック型フェノール樹脂の膜質の脆さなどを、クッション層を積層することなどの手段で解決しようとするものであって、ノボラック型フェノール樹脂の化学組成を検討して、膜質の脆さを改良したものではない。そのため実施例でもノボラック型フェノール樹脂の化学組成については記載されていない。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、柔軟性、耐熱性、溶解性などが良好であって、種々の用途に好適に使用することができるノボラック樹脂(ノボラック型フェノール樹脂)、及びその用途について提案することである。
However, Patent Document 1 does not necessarily fully disclose a specific mode for obtaining higher heat resistance, solubility, and flexibility.
In addition, although the novolac type phenol resin of Patent Document 2 is improved in flexibility, it cannot be said that the flexibility has been sufficiently improved as a photoresist composition. There is room for improvement.
Furthermore, Patent Document 3 intends to solve the brittleness of the film quality of the novolak-type phenol resin by means such as laminating a cushion layer, and examines the chemical composition of the novolak-type phenol resin. It does not improve the brittleness of the film quality. Therefore, the chemical composition of the novolac type phenol resin is not described in the examples.
The present invention has been made in view of the above problems, and has good flexibility, heat resistance, solubility, etc., and can be suitably used for various applications (novolak-type phenol resin). , And its use.
本発明は、以下の事項に関する。
1. 下記一般式(1)で表される化合物を含有するノボラック樹脂。
The present invention relates to the following matters.
1. A novolak resin containing a compound represented by the following general formula (1).
樹脂中に含まれる一般式(2−1)と一般式(2−2)との割合[一般式(2−1)/一般式(2−2)]が10/90〜90/10であり、一般式(3−1)と一般式(3−2)との割合[一般式(3−1)/一般式(3−2)]が10/90〜90/10である。
Ratio [general formula (2-1) / general formula (2-2)] of general formula (2-1) and general formula (2-2) contained in the resin is 10/90 to 90/10 The ratio of the general formula (3-1) to the general formula (3-2) [general formula (3-1) / general formula (3-2)] is 10/90 to 90/10.
2. 前記項1に記載のノボラック樹脂をエポキシ化したことを特徴とするエポキシ化ノボラック樹脂。 2. 2. An epoxidized novolac resin obtained by epoxidizing the novolak resin according to item 1.
3. 前記項1に記載のノボラック樹脂及び前記項2に記載のエポキシ化ノボラック樹脂のうちいずれか1以上の樹脂を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
4. 得られる硬化物のガラス転移温度が160℃以上である前記項3に記載のエポキシ樹脂組成物。
5. さらに溶媒を含有し、樹脂成分が溶媒中に均一に溶解してなる前記項3又は4に記載のエポキシ樹脂組成物。
3. An epoxy resin composition comprising at least one of the novolak resin according to Item 1 and the epoxidized novolak resin according to Item 2.
4). Item 4. The epoxy resin composition according to Item 3, wherein the obtained cured product has a glass transition temperature of 160 ° C or higher.
5. Item 5. The epoxy resin composition according to Item 3 or 4, further comprising a solvent, wherein the resin component is uniformly dissolved in the solvent.
6. 前記項3〜5のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物を硬化させたことを特徴とする硬化物。 6). A cured product obtained by curing the epoxy resin composition according to any one of Items 3 to 5.
7. 前記項5に記載のエポキシ樹脂組成物を用いてマトリックス樹脂を形成したことを特徴とする積層板。 7). A laminate comprising a matrix resin formed using the epoxy resin composition according to Item 5.
8. 前記項1に記載のノボラック樹脂であって、重量平均分子量が6000以上〜30000未満であるノボラック樹脂を含有することを特徴とするフォトレジスト組成物。 8). 2. The novolak resin according to item 1, which contains a novolak resin having a weight average molecular weight of 6000 or more and less than 30,000.
9. 下記一般式(4)及び一般式(5)で表されるフェノール類と、下記一般式(6)で表される化合物及びホルムアルデヒドとを縮合反応させることを特徴とするノボラック樹脂の製造方法。 9. A method for producing a novolak resin, comprising subjecting phenols represented by the following general formulas (4) and (5) to a condensation reaction between a compound represented by the following general formula (6) and formaldehyde.
10. 前記一般式(4)及び下記一般式(7)で表されるフェノール類と、前記一般式(6)で表される化合物とを縮合反応させることを特徴とするノボラック樹脂の製造方法。
10. A method for producing a novolak resin, comprising subjecting a phenol represented by the general formula (4) and the following general formula (7) to a condensation reaction with the compound represented by the general formula (6).
11. 前記一般式(4)で表されるフェノール類と、前記一般式(6)で表される化合物とを縮合反応させる工程と、次いで、前記工程で得られた反応生成物と、前記一般式(7)で表されるフェノール類とを縮合反応させる工程と、を含んでなる前記項10に記載のノボラック樹脂の製造方法。 11. A step of subjecting the phenol represented by the general formula (4) and the compound represented by the general formula (6) to a condensation reaction, then, the reaction product obtained in the step, and the general formula ( The method for producing a novolak resin according to Item 10, comprising a step of subjecting the phenol represented by 7) to a condensation reaction.
本発明によって、柔軟性、耐熱性、溶解性などが良好なノボラック樹脂(ノボラック型フェノール樹脂)を得ることができる。このノボラック樹脂は、その特性を利用して、エポキシ化ノボラック樹脂の原料として好適に使用することができる。また、このノボラック樹脂或いはエポキシ化ノボラック樹脂を用いて、耐熱性や溶解性に優れるエポキシ樹脂組成物、該組成物からなる硬化物、及び該組成物によってマトリックス樹脂が形成された積層板を好適に得ることができる。更に、アルカリ可溶性樹脂として採用することによって柔軟性が改良されたフォトレジスト組成物を好適に得ることができる。 According to the present invention, a novolac resin (novolak-type phenol resin) having good flexibility, heat resistance, solubility and the like can be obtained. This novolak resin can be suitably used as a raw material for the epoxidized novolac resin by utilizing its characteristics. Further, by using this novolac resin or epoxidized novolac resin, an epoxy resin composition excellent in heat resistance and solubility, a cured product comprising the composition, and a laminate in which a matrix resin is formed by the composition are suitably used. Can be obtained. Furthermore, a photoresist composition with improved flexibility can be suitably obtained by adopting it as an alkali-soluble resin.
本発明のノボラック樹脂(ノボラック型フェノール樹脂)は、前記一般式(1)で表されるものである。すなわち、置換基を有さない2価又は3価のフェノール類(構造)と少なくとも一つのアルキル基を置換基として有する1価のフェノール類(構造)とを、ビフェニルジイルジメチレン基及びメチレン基で架橋(結合)した化学構造からなり、置換基を有さない2価又は3価のフェノール類(構造)と少なくとも一つのアルキル基を置換基として有する1価のフェノール類(構造)との割合[2価又は3価のフェノール構造/1価のフェノール構造]が10/90〜90/10であり、ビフェニルジイルジメチレン基とメチレン基との割合[ビフェニルジイルジメチレン基/メチレン基]が10/90〜90/10のものである。 The novolak resin (novolak-type phenol resin) of the present invention is represented by the general formula (1). That is, divalent or trivalent phenols (structure) having no substituent and monovalent phenols (structure) having at least one alkyl group as a substituent are represented by a biphenyldiyldimethylene group and a methylene group. Ratio of divalent or trivalent phenols (structure) having a crosslinked (bonded) chemical structure and having no substituent and monovalent phenols (structure) having at least one alkyl group as a substituent [ Divalent or trivalent phenol structure / monovalent phenol structure] is 10/90 to 90/10, and the ratio of biphenyldiyldimethylene group to methylene group [biphenyldiyldimethylene group / methylene group] is 10/90. 90-90 / 10.
本発明のノボラック樹脂は、使用する原料の種類によって二通りの製造方法で好適に得ることができる。
第1の製造方法は、前記一般式(4)及び一般式(5)で表されるフェノール類と、前記一般式(6)で表される化合物及びホルムアルデヒドを縮合反応することを特徴とする。
The novolak resin of the present invention can be suitably obtained by two production methods depending on the type of raw material used.
The first production method is characterized in that the phenols represented by the general formula (4) and the general formula (5) are subjected to a condensation reaction with the compound represented by the general formula (6) and formaldehyde.
前記一般式(4)で表されるフェノール類は、置換基を有さない2価又は3価の多価フェノール化合物であり、2価フェノール化合物としては、例えばカテコール、レゾルシン、ハイドロキノン等が挙げられ、3価フェノール化合物としては、例えばピロガロール、フロログルシノール等が挙げられる。これら置換基を有さない多価フェノール化合物のうち、入手の容易さ、反応性の高さの点から、レゾルシンが好ましい。これらの多価フェノール化合物は、単独でも、2種以上を併用してもよい。 The phenol represented by the general formula (4) is a divalent or trivalent polyhydric phenol compound having no substituent, and examples of the divalent phenol compound include catechol, resorcin, hydroquinone, and the like. Examples of the trivalent phenol compound include pyrogallol and phloroglucinol. Of these polyhydric phenol compounds not having a substituent, resorcin is preferable from the viewpoint of easy availability and high reactivity. These polyhydric phenol compounds may be used alone or in combination of two or more.
前記一般式(5)で表されるフェノール類は、置換基として炭素数が1〜6のアルキル基を1〜3個有する1価のフェノール化合物である。例えばm−クレゾール、p−クレゾール、o−クレゾール、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、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、4−t−ブチルカテコールなどを好適に挙げることができる。これらの炭素数が1〜6のアルキル基を1〜3個有するフェノール化合物のうち、構造の制御のしやすさから、p−クレゾールが好ましい。 The phenol represented by the general formula (5) is a monovalent phenol compound having 1 to 3 alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms as substituents. For example, m-cresol, p-cresol, o-cresol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, 3,4-xylenol, 3,5-xylenol, 2 , 3,5-trimethylphenol, 2,3,6-trimethylphenol, 4-t-butylcatechol and the like can be preferably mentioned. Of these phenol compounds having 1 to 3 alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, p-cresol is preferable because of easy control of the structure.
前記一般式(6)で表されるビフェニルジイルジメチレン構造を含む化合物としては、4,4’−ビス(ハロゲノメチル)ビフェニル、2,4’−ビス(ハロゲノメチル)ビフェニル、2,2’−ビス(ハロゲノメチル)ビフェニル、4,4’−ビス(アルコキシメチル)ビフェニル、2,4’−ビス(アルコキシメチル)ビフェニル、2,2’−ビス(アルコキシメチル)ビフェニル、などを好適に挙げることができる。さらに、一般式(6)で表されるビフェニルジイルジメチレン構造を含む化合物としては、4,4’−ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、2,4’−ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、2,2’−ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニルなどを好適に挙げることができる。
ここで、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられるが、塩素原子が好ましい。また、アルコキシ基としては、特に制限はないが、炭素数1〜6個の脂肪族アルコキシ基が好ましい。具体的には、メトキシ基およびエトキシ基が挙げられる。
好ましい具体的な化合物としては、4,4’−ビス(クロロメチル)ビフェニル、4,4’−ビス(メトキシメチル)ビフェニル、4,4’−ビス(エトキシメチル)ビフェニルが挙げられる。
これらの前記一般式(6)で表されるビフェニルジイルジメチレン構造を含む化合物は、単独で用いても、複数種の混合物を用いてもよい。
Examples of the compound containing the biphenyldiyldimethylene structure represented by the general formula (6) include 4,4′-bis (halogenomethyl) biphenyl, 2,4′-bis (halogenomethyl) biphenyl, and 2,2′-. Preferred examples include bis (halogenomethyl) biphenyl, 4,4′-bis (alkoxymethyl) biphenyl, 2,4′-bis (alkoxymethyl) biphenyl, 2,2′-bis (alkoxymethyl) biphenyl, and the like. it can. Furthermore, as a compound containing the biphenyldiyldimethylene structure represented by the general formula (6), 4,4′-bis (hydroxymethyl) biphenyl, 2,4′-bis (hydroxymethyl) biphenyl, 2,2 ′ -Bis (hydroxymethyl) biphenyl etc. can be mentioned suitably.
Here, examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a chlorine atom is preferable. Further, the alkoxy group is not particularly limited, but an aliphatic alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms is preferable. Specific examples include a methoxy group and an ethoxy group.
Preferable specific compounds include 4,4′-bis (chloromethyl) biphenyl, 4,4′-bis (methoxymethyl) biphenyl, and 4,4′-bis (ethoxymethyl) biphenyl.
These compounds containing a biphenyldiyldimethylene structure represented by the general formula (6) may be used singly or as a mixture of plural kinds.
本発明において、ホルムアルデヒドは、形態としては特に制限はなく、ホルムアルデヒド水溶液、及びパラホルムアルデヒド、トリオキサンなど酸存在下で分解してホルムアルデヒドとなる重合物を用いることもできる。好ましくは、取り扱いの容易なホルムアルデヒド水溶液であり、市販品の42質量%ホルムアルデヒド水溶液をそのまま使用することもできる。 In the present invention, the form of formaldehyde is not particularly limited, and a formaldehyde aqueous solution and a polymer that decomposes in the presence of an acid such as paraformaldehyde and trioxane to formaldehyde can also be used. A formaldehyde aqueous solution that is easy to handle is preferable, and a 42 mass% formaldehyde aqueous solution that is commercially available can be used as it is.
第2の製造方法は、前記一般式(4)及び前記一般式(7)で表されるフェノール類と、前記一般式(6)で表される化合物とを縮合反応することを特徴とする。 The second production method is characterized in that the phenols represented by the general formula (4) and the general formula (7) are subjected to a condensation reaction with the compound represented by the general formula (6).
前記一般式(4)で表されるフェノール類及び前記一般式(6)で表されるビフェニルジイルジメチレン構造を含む化合物は前述のとおりである。
前記一般式(7)で表されるフェノール類は、少なくとも一つの炭素数が1〜6のアルキル基と、二つのヒドロキシメチル基とを置換基として有するフェノール化合物であって、好ましくは2,6−ジメチロール−p−クレゾール、及び他のビスヒドロキシメチル−クレゾールのような少なくとも一つのアルキル基と二つのヒドロキシメチル基とを有するフェノール類である。
本発明において、前記一般式(7)で表されるフェノール類は、市販品でもよいが、合成したものも好適に使用することができる。合成方法の一例としては、少なくとも一つの炭素数が1〜6のアルキル基を置換基として有するフェノール化合物とホルムアルデヒドとを、モル比[ホルムアルデヒド/フェノール化合物]を2以上として、水酸化ナトリウムなどの塩基性触媒下に反応させる方法がある。精製は、酸性物質による中和後に、水洗する方法等により行うことができる。
The phenols represented by the general formula (4) and the compound containing the biphenyldiyldimethylene structure represented by the general formula (6) are as described above.
The phenol represented by the general formula (7) is a phenol compound having at least one alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and two hydroxymethyl groups as substituents, preferably 2,6 -Phenols having at least one alkyl group and two hydroxymethyl groups, such as dimethylol-p-cresol and other bishydroxymethyl-cresols.
In the present invention, the phenol represented by the general formula (7) may be a commercially available product, but a synthesized product can also be suitably used. As an example of the synthesis method, a phenol compound having at least one alkyl group having 1 to 6 carbon atoms as a substituent and formaldehyde is used at a molar ratio [formaldehyde / phenol compound] of 2 or more and a base such as sodium hydroxide. There is a method of reacting in the presence of a neutral catalyst. Purification can be performed by a method such as washing with water after neutralization with an acidic substance.
本発明のノボラック樹脂の製造方法において、縮合反応は酸触媒を用いて好適に行われる。酸触媒としては、特に限定はなく、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、メタンスルホン酸などの有機スルホン酸、蓚酸などの有機カルボン酸、塩酸、硫酸などの無機酸など公知のものを単独であるいは2種以上併用して使用することができるが、硫酸、蓚酸またはパラトルエンスルホン酸が特に好ましい。使用量は、概ね原料のフェノール類に対して0.01〜1重量%程度である。以下説明する1段の縮合反応でも2段の縮合反応でも、特に違いはない。例えば、蓚酸の場合は0.3〜1.0質量%程度、硫酸の場合は0.05〜0.1質量%程度、またパラトルエンスルホン酸の場合は0.01〜0.3質量%程度使用するのがよい。
なお、ノボラック樹脂をフォトレジスト組成物に用いる場合には、酸触媒は極力少ないことが好ましく、樹脂中に酸触媒が残存するとフォトレジストとしての特性に弊害が及ぶ可能性があるために、アミン類または無機アルカリを使用して酸触媒を中和することが好ましい。
縮合反応の反応温度は、通常50〜200℃、好ましくは70〜180℃、より好ましくは80〜170℃である。50℃より低いと反応が進み難くなり、200℃より高いと反応の制御が難しくなるので、目的のノボラック樹脂を容易に得ることが困難となる場合がある。
In the method for producing a novolak resin of the present invention, the condensation reaction is suitably performed using an acid catalyst. The acid catalyst is not particularly limited, and known ones such as organic sulfonic acids such as benzenesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid and methanesulfonic acid, organic carboxylic acids such as oxalic acid, and inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid may be used alone or Two or more types can be used in combination, but sulfuric acid, succinic acid or paratoluenesulfonic acid is particularly preferable. The amount used is about 0.01 to 1% by weight with respect to the phenols as raw materials. There is no particular difference between the one-stage condensation reaction and the two-stage condensation reaction described below. For example, in the case of oxalic acid, about 0.3 to 1.0% by mass, in the case of sulfuric acid, about 0.05 to 0.1% by mass, and in the case of paratoluenesulfonic acid, about 0.01 to 0.3% by mass It is good to use.
When a novolac resin is used in the photoresist composition, it is preferable that the acid catalyst is as small as possible. If the acid catalyst remains in the resin, the characteristics as a photoresist may be adversely affected. Or it is preferable to neutralize an acid catalyst using an inorganic alkali.
The reaction temperature of the condensation reaction is usually 50 to 200 ° C, preferably 70 to 180 ° C, more preferably 80 to 170 ° C. If the temperature is lower than 50 ° C., the reaction is difficult to proceed. If the temperature is higher than 200 ° C., it becomes difficult to control the reaction, so that it may be difficult to easily obtain the target novolak resin.
縮合反応では、必要に応じて反応に影響を及ぼさない有機溶媒を好適に使用することができる。これらの有機溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン等のエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類等が挙げられる。これらの有機溶媒の使用量は、通常、反応原料100質量部当り、10〜1000質量部である。
また、縮合反応の反応時間は、反応温度にもよるが、通常は0.1〜20時間である。反応圧力は、通常は常圧下で行われるが、若干の加圧ないし減圧下でも行うことができる。
In the condensation reaction, an organic solvent that does not affect the reaction can be suitably used as necessary. These organic solvents include propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, ethers such as 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane; esters such as propylene glycol monomethyl ether acetate; cyclics such as tetrahydrofuran and dioxane. And ethers. The amount of these organic solvents used is usually 10 to 1000 parts by mass per 100 parts by mass of the reaction raw material.
Moreover, although the reaction time of a condensation reaction is based also on reaction temperature, it is 0.1 to 20 hours normally. The reaction pressure is usually carried out under normal pressure, but it can also be carried out under slight pressure or reduced pressure.
縮合反応が終了した後の後処理としては、好ましくは反応を停止するために塩基を添加して酸触媒を中和し、続いて酸触媒を除去するために水を加えて水洗を行うことが好ましい。
酸触媒の中和のための塩基としては、特に限定されることはなく、酸触媒を中和し、水に可溶となる塩を形成するものであれば使用可能である。金属水酸化物や金属炭酸塩などの無機塩基ならびにアミンや有機アミンなどの有機塩基が挙げられる。無機塩基としては、具体的には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムや炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カルシウムが挙げられる。有機塩基のアミンあるいは有機アミンの具体例としては、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジエチルアミン、トリブチルアミンなどが挙げられる。好ましくは有機アミンが使用される。使用量は酸触媒の量にもよるが、酸触媒を中和し、反応系内のpHが4〜8の範囲に入るような量で使用することが好ましい。
水洗水の量と回数は特に限定されないが、経済的観点も含めて、酸触媒を実使用に影響ない程度の量まで除去する水洗回数としては、1〜5回程度が好ましい。また、水洗温度は、特に限定されないが、触媒種除去の効率と作業性の観点から40〜95℃で行うのが好ましい。水洗中、樹脂と水洗水の分離が悪い場合は、レジンの粘度を低下させる溶媒の添加や水洗温度を上昇させることが効果的である。溶媒種は特に限定されないが、ノボラック樹脂を溶解し、粘度を低下させるものであれば使用することができる。
酸性触媒を除去した後は、通常は、反応系の温度を130〜230℃に上げて、例えば20〜50torrの減圧下、反応混合物中に残存している未反応原料、有機溶媒等の揮発分を留去することによって、目的のノボラック樹脂を好適に分離回収することができる。
As a post-treatment after completion of the condensation reaction, preferably, a base is added to neutralize the acid catalyst to stop the reaction, and then water is added to remove the acid catalyst and washed with water. preferable.
The base for neutralizing the acid catalyst is not particularly limited, and any base that neutralizes the acid catalyst and forms a salt that is soluble in water can be used. Examples include inorganic bases such as metal hydroxides and metal carbonates, and organic bases such as amines and organic amines. Specific examples of the inorganic base include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, and calcium carbonate. Specific examples of organic base amines or organic amines include ammonia, trimethylamine, triethylamine, diethylamine, and tributylamine. Preferably organic amines are used. The amount used depends on the amount of the acid catalyst, but it is preferable to neutralize the acid catalyst so that the pH in the reaction system falls within the range of 4-8.
The amount and number of times of washing water are not particularly limited, but the number of times of washing to remove the acid catalyst to an amount that does not affect actual use, including an economic viewpoint, is preferably about 1 to 5 times. The washing temperature is not particularly limited, but is preferably 40 to 95 ° C. from the viewpoint of the efficiency of removing the catalyst species and the workability. If the resin and the washing water are poorly separated during washing, it is effective to add a solvent that lowers the viscosity of the resin and raise the washing temperature. The solvent species is not particularly limited, and any solvent can be used as long as it dissolves the novolak resin and lowers the viscosity.
After removing the acidic catalyst, the temperature of the reaction system is usually raised to 130 to 230 ° C., for example, volatile components such as unreacted raw materials and organic solvents remaining in the reaction mixture under a reduced pressure of 20 to 50 torr. The desired novolak resin can be suitably separated and recovered by distilling off.
本発明のノボラック樹脂の製造方法においては、使用する全ての原料を同時に(1段で)縮合反応させてもよいが、使用する原料を適宜選択して段階的に縮合反応させることが好適である。すなわち、第1の製造方法においては、前記一般式(4)で表されるフェノール類と、前記一般式(6)で表される化合物とを縮合反応させる工程と、次いで、前記工程で得られた反応生成物と、前記一般式(5)で表されるフェノール類及びホルムアルデヒドとを縮合反応させる工程と、を含んでなる2段の縮合反応によって行うことが好適である。また、第2の製造方法においては、前記一般式(4)で表されるフェノール類と、前記一般式(6)で表される化合物とを縮合反応させる工程と、次いで、前記工程で得られた反応生成物と、前記一般式(7)で表されるフェノール類とを縮合反応させる工程と、を含んでなる2段の縮合反応によって行うことが好適である。 In the method for producing the novolak resin of the present invention, all the raw materials to be used may be subjected to a condensation reaction at the same time (in one stage), but it is preferable to appropriately select the raw materials to be used and cause the condensation reaction stepwise. . That is, in the first production method, the phenol compound represented by the general formula (4) and the compound represented by the general formula (6) are subjected to a condensation reaction, and then obtained in the above step. It is preferable to carry out by a two-stage condensation reaction comprising the step of subjecting the reaction product to a condensation reaction between the phenol represented by the general formula (5) and formaldehyde. Further, in the second production method, the phenol compound represented by the general formula (4) and the compound represented by the general formula (6) are subjected to a condensation reaction, and then obtained in the above step. It is preferable to carry out by a two-stage condensation reaction comprising the step of subjecting the reaction product and the phenol represented by the general formula (7) to a condensation reaction.
2段の縮合反応によって縮合反応を行うと、ビフェニルジイルジメチレン構造で架橋された構造単位からなる樹脂セグメント、及びメチレン構造で架橋された構造単位からなる樹脂セグメントを、それぞれ好適に制御することができる。換言すれば、各樹脂セグメントの重合度の調節が容易になり、更に分子量分布を狭くすることができるので、樹脂全体としての分子量の制御が容易になる。このため、2段の縮合反応によって縮合反応を行うことが、本発明のノボラック型フェノール樹脂を得るうえで好適である。
一方、1段の縮合反応を行わせると、種々の反応性の原料が同時に反応するために分子量の制御が難しく、しばしばゲル化を起こすなどの問題が生じることがある。
第1の製造方法で1段の縮合反応を行うとランダム構造のノボラック樹脂を得ることができる。一方、1段の縮合反応に比べて2段の縮合反応によれば、前記の各樹脂セグメントによって、よりブロック化されたノボラック型フェノール樹脂が得られる。特に第2の製造方法において2段の縮合反応を行うとブロック構造のノボラック樹脂を得ることになる。このブロック構造のノボラック樹脂は、原料の前記一般式(7)のフェノール類に由来する化学構造(前記一般式(5)のフェノール類に由来するユニットが二つのメチレン基で架橋(結合)された化学構造に相当する)有するが、前記一般式(5)のフェノール類に由来するユニットが一つのビフェニルジイルジメチレン基と一つのメチレン基とで架橋(結合)された化学構造は持たないので、第1の製造方法によって得られるノボラック樹脂とは明らかに分子構造が異なる。
本発明のノボラック樹脂は、ランダム構造のノボラック樹脂であっても、ブロック構造のノボラック樹脂であっても構わない。いずれの場合でも、柔軟性、耐熱性、溶解性などの特性が良好なので、好適に種々の用途に使用することができる。なお、本発明においては、特に限定はされないが、ブロック構造のノボラック樹脂をフォトレジスト組成物に用いた方が、パターニングした際により高い柔軟性を達成できるので、特に柔軟性が求められる場合には好ましい。
When the condensation reaction is performed by a two-stage condensation reaction, a resin segment composed of a structural unit crosslinked with a biphenyldiyldimethylene structure and a resin segment composed of a structural unit crosslinked with a methylene structure can be suitably controlled. it can. In other words, the degree of polymerization of each resin segment can be easily adjusted, and the molecular weight distribution can be further narrowed, so that the molecular weight of the entire resin can be easily controlled. For this reason, conducting the condensation reaction by a two-stage condensation reaction is suitable for obtaining the novolak type phenol resin of the present invention.
On the other hand, when a one-stage condensation reaction is performed, since various reactive raw materials react simultaneously, the molecular weight is difficult to control, and problems such as gelation often occur.
When a one-stage condensation reaction is carried out by the first production method, a novolak resin having a random structure can be obtained. On the other hand, according to the two-stage condensation reaction as compared with the one-stage condensation reaction, a more novolak-type phenol resin can be obtained by each of the resin segments. In particular, when a two-stage condensation reaction is carried out in the second production method, a novolak resin having a block structure is obtained. This block-structured novolak resin has a chemical structure derived from the phenols of the general formula (7) as a raw material (units derived from the phenols of the general formula (5) are cross-linked (bonded) with two methylene groups. The unit derived from the phenol of the general formula (5) does not have a chemical structure in which one biphenyldiyldimethylene group and one methylene group are cross-linked (bonded). The molecular structure is clearly different from the novolak resin obtained by the first production method.
The novolak resin of the present invention may be a novolak resin having a random structure or a novolak resin having a block structure. In any case, since properties such as flexibility, heat resistance and solubility are good, it can be suitably used for various applications. In the present invention, there is no particular limitation. However, when a novolak resin having a block structure is used for the photoresist composition, higher flexibility can be achieved when patterning. preferable.
2段の縮合反応を行う場合には、第1工程の縮合反応が終了後、その反応混合物に第2工程の原材料を添加し、第2工程の縮合反応を好適に行うことができる。本発明においては、限定するものではないが、第1工程の縮合反応が終了後、例えば20〜50torrの減圧下で反応混合物中に残存する未反応原料や副生物を除去して第1工程の縮合反応で得られた(中間段階の)ノボラック樹脂を一旦単離し、次いで、単離した(中間段階の)ノボラック樹脂と残りの反応原料を再び混合して第2工程の縮合反応を行うことが、各工程の反応をより精密に制御することができ、ゲル化などの問題を生じさせないで容易に分子量などを調節することができるので特に好適である。 When performing the two-stage condensation reaction, after the condensation reaction of the first step is completed, the raw material of the second step can be added to the reaction mixture, and the condensation reaction of the second step can be suitably performed. In the present invention, although not limited, after the condensation reaction in the first step is completed, unreacted raw materials and by-products remaining in the reaction mixture are removed under a reduced pressure of, for example, 20 to 50 torr to remove the first step. The novolak resin (in the intermediate stage) obtained by the condensation reaction is once isolated, and then the isolated (in the intermediate stage) novolak resin and the remaining reaction raw materials are mixed again to perform the condensation reaction in the second step. The reaction in each step can be controlled more precisely, and the molecular weight can be easily adjusted without causing problems such as gelation.
本発明のノボラック樹脂は、前記一般式(1)で表される。そして、Bは、前記一般式(3−1)で表される2価の基(ビフェニルジイルジメチレン基)、及び前記一般式(3−2)で表される2価の基(メチレン基)からなる。前記一般式(3−1)と前記一般式(3−2)との割合[一般式(3−1)/一般式(3−2)]は、10/90〜90/10、好ましくは20/80〜80/20、より好ましくは40/60〜60/40である。本発明のノボラック樹脂は、この割合であることによって、高い柔軟性、高耐熱性、および良好な溶解性を有することができる。
また、本発明のノボラック樹脂において、Aは、前記一般式(2−1)で表される1価(分子末端の場合)又は2価の基(分子中の場合)、及び前記一般式(2−2)で表される1価(分子末端の場合)又は2価の基(分子中の場合)からなる。前記一般式(2−1)と前記一般式(2−2)との割合[一般式(2−1)/一般式(2−2)]は、10/90〜90/10であり、好ましくは20/80〜80/20、より好ましくは35/65〜65/35である。本発明のノボラック樹脂は、好ましくは、この割合であることによって、高い柔軟性、高耐熱性、および良好な溶解性を有することができる。
The novolak resin of the present invention is represented by the general formula (1). B represents a divalent group (biphenyldiyldimethylene group) represented by the general formula (3-1) and a divalent group (methylene group) represented by the general formula (3-2). Consists of. The ratio of the general formula (3-1) to the general formula (3-2) [general formula (3-1) / general formula (3-2)] is 10/90 to 90/10, preferably 20 / 80 to 80/20, more preferably 40/60 to 60/40. The novolak resin of the present invention having this ratio can have high flexibility, high heat resistance, and good solubility.
In the novolak resin of the present invention, A is a monovalent (in the case of a molecular end) or divalent group (in the case of a molecule) represented by the general formula (2-1), and the general formula (2). -2) and a divalent group (in the case of a molecule) or a divalent group (in the case of a molecule). The ratio of the general formula (2-1) and the general formula (2-2) [general formula (2-1) / general formula (2-2)] is 10/90 to 90/10, preferably Is 20/80 to 80/20, more preferably 35/65 to 65/35. The novolac resin of the present invention preferably has high flexibility, high heat resistance, and good solubility by this ratio.
本発明のノボラック樹脂を製造する縮合反応においては、得られるノボラック樹脂が、前記一般式(1)で規定されたAやBの構成や、目的とする重量平均分子量を満たすように、反応原料の使用割合や反応条件が調節される。2段の縮合反応においては、第1工程の縮合反応で得られた(中間段階の)ノボラック型フェノール樹脂を分析して、その結果に基づいて、第2工程の反応原料の割合や反応条件が更に微調節される。
当然ノボラック樹脂へ導入する割合を高くしたいユニットの原料の使用割合を高くし、また目的とする重量平均分子量によってフェノール類と他の原料との使用する割合は適宜調節されるが、それらの割合は、それぞれの原材料の反応性の大きさや採用する反応条件を加味して適宜調節される。当業者にとっては、その調節方法は自明であるが、必要なら予備的実験を行うことによって簡単に見出すことができる。
In the condensation reaction for producing the novolak resin of the present invention, the resulting novolak resin satisfies the composition of A and B defined by the general formula (1) and the target weight average molecular weight. Usage ratio and reaction conditions are adjusted. In the two-stage condensation reaction, the (intermediate stage) novolac type phenol resin obtained in the first-stage condensation reaction is analyzed, and based on the results, the ratio of reaction raw materials and reaction conditions in the second stage are determined. Further fine adjustment.
Of course, the ratio of the raw materials of the unit to be introduced into the novolac resin is increased, and the ratio of the phenols and other raw materials used is appropriately adjusted depending on the target weight average molecular weight. These are appropriately adjusted in consideration of the reactivity of each raw material and the reaction conditions employed. For those skilled in the art, the adjustment method is self-explanatory, but can be easily found by conducting preliminary experiments if necessary.
通常、第1の製造方法の場合には、前記一般式(4)と前記一般式(5)で表されるフェノール類と、前記一般式(6)で表される化合物及びホルムアルデヒドからなる架橋成分との使用モル比[フェノール類/架橋成分]は、40/60〜95/5程度である。また第2の製造方法の場合には、前記一般式(4)と前記一般式(7)で表されるフェノール類と、前記一般式(6)で表される化合物からなる架橋成分との使用モル比[フェノール類/架橋成分]は、50/50〜90/10程度である。 Usually, in the case of the first production method, a crosslinking component comprising the phenols represented by the general formula (4) and the general formula (5), the compound represented by the general formula (6), and formaldehyde The molar ratio [phenols / crosslinking component] is about 40/60 to 95/5. Further, in the case of the second production method, use of a phenol represented by the general formula (4) and the general formula (7) and a crosslinking component comprising the compound represented by the general formula (6) The molar ratio [phenols / crosslinking component] is about 50/50 to 90/10.
本発明の前記一般式(1)で表されるノボラック樹脂は、好ましくは軟化点60〜180℃であり、より好ましくは70〜170℃である。軟化点が60℃未満ではブロッキング等の発生を生じ易くなり、170℃を超えるとハンドリング性に問題を生じることがある。
本発明のノボラック樹脂の重量平均分子量は、特に限定されない。通常は500〜30000、好ましくは500〜20000、より好ましくは500〜10000程度のである。フォトレジスト組成物に用いる場合には、フォトレジスト組成物の性能やハンドリング性から、好ましくは6000以上〜30000未満、より好ましくは6000〜20000、更に好ましくは6000〜15000、特に好ましくは6000〜12000である。重量平均分子量が6000より小さいと感度が高すぎる場合があり、30000か又はそれより大きいと感度が低い場合がある。
The novolak resin represented by the general formula (1) of the present invention preferably has a softening point of 60 to 180 ° C, more preferably 70 to 170 ° C. When the softening point is less than 60 ° C., blocking or the like is likely to occur, and when it exceeds 170 ° C., there may be a problem in handling properties.
The weight average molecular weight of the novolak resin of the present invention is not particularly limited. Usually, it is 500-30000, preferably 500-20000, more preferably about 500-10000. When used in a photoresist composition, it is preferably 6000 to less than 30000, more preferably 6000 to 20000, still more preferably 6000 to 15000, and particularly preferably 6000 to 12000 from the performance and handling properties of the photoresist composition. is there. If the weight average molecular weight is less than 6000, the sensitivity may be too high, and if it is 30000 or more, the sensitivity may be low.
本発明の前記一般式(1)で表されるノボラック樹脂をエポキシ化することで、本発明のエポキシ化ノボラック樹脂を得ることができる。
エポキシ化する方法は、特に限定されるものではないは、従来公知のグリシジルエーテル化反応を好適に採用することができる。すなわち、エピハロヒドリン類と、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物の存在下、例えば10〜120℃で、グリシジルエーテル化することにより得られる。
The epoxidized novolac resin of the present invention can be obtained by epoxidizing the novolak resin represented by the general formula (1) of the present invention.
The method of epoxidation is not particularly limited, but a conventionally known glycidyl etherification reaction can be suitably employed. That is, it can be obtained by glycidyl etherification in the presence of an epihalohydrin and an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, for example, at 10 to 120 ° C.
反応に使用されるエピハロヒドリン類としては、エピクロルヒドリン、α−メチルエピクロルヒドリン、γ−メチルエピクロルヒドリン、エピブロモヒドリン等の置換又は非置換のエピハロヒドリン類が使用可能であるが、工業的に入手が容易であり、水酸基との反応性が良好である点から、エピクロルヒドリンを用いることが好ましい。 As epihalohydrins used in the reaction, substituted or unsubstituted epihalohydrins such as epichlorohydrin, α-methylepichlorohydrin, γ-methylepichlorohydrin, epibromohydrin can be used, but they are easily available industrially. From the viewpoint of good reactivity with hydroxyl groups, it is preferable to use epichlorohydrin.
エピハロヒドリン類の使用量は、特に限定されず適宜選択できるが、通常、ノボラック樹脂の水酸基に対して過剰量が使用される。低溶融粘度のエポキシ樹脂を得る点からは、エピクロルヒドリン類の使用量を、ノボラック樹脂の水酸基1モルに対して3.0〜20モルとすることでき、好ましくは3.0〜10モルである。 The amount of the epihalohydrins used is not particularly limited and can be appropriately selected. Usually, an excess amount is used with respect to the hydroxyl group of the novolak resin. From the viewpoint of obtaining a low melt viscosity epoxy resin, the amount of epichlorohydrin used can be 3.0 to 20 mol, preferably 3.0 to 10 mol, per 1 mol of the hydroxyl group of the novolak resin.
また、反応に使用されるアルカリ金属水酸化物は、固形物であっても、その水溶液であってもよい。水溶液を使用する場合、アルカリ金属水酸化物の水溶液を連続的に反応系内に添加しながら、減圧下又は常圧下において、連続的に水とエピハロヒドリン類を反応系外に流出させ、水分を除去した後、エピハロヒドリン類を反応系内に連続的に戻す方法を採用することもできる。アルカリ金属水酸化物の使用量は、ノボラック樹脂の水酸基1モルに対して0.8〜2.0モルとすることができ、好ましくは0.9〜1.3モルである。 The alkali metal hydroxide used for the reaction may be a solid or an aqueous solution thereof. When using an aqueous solution, water and epihalohydrin are continuously flowed out of the reaction system under reduced pressure or normal pressure while adding an aqueous solution of alkali metal hydroxide to the reaction system to remove moisture. Then, a method of continuously returning the epihalohydrins into the reaction system can be employed. The usage-amount of an alkali metal hydroxide can be 0.8-2.0 mol with respect to 1 mol of hydroxyl groups of a novolak resin, Preferably it is 0.9-1.3 mol.
反応に際しては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の非プロトン性極性溶媒等を存在させることが、反応の進行上好ましい。 In the reaction, it is preferable in the progress of the reaction that alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, aprotic polar solvents such as dimethyl sulfone, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran and dioxane are present.
また、エポキシ化ノボラック樹脂は、ノボラック樹脂及びエピハロヒドリン類に、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩を触媒として添加し、これらの反応によって得られるハロヒドリンエーテル化物に、アルカリ金属水酸化物を加えて閉環させて得ることもできる。 The epoxidized novolac resin is obtained by adding a quaternary ammonium salt such as tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, trimethylbenzylammonium chloride, etc. to the novolac resin and epihalohydrin as a catalyst, and obtaining the halohydrin obtained by these reactions. It can also be obtained by adding an alkali metal hydroxide to the etherified product and closing the ring.
その際の反応温度は、特に限定されないが、通常30〜90℃であり、好ましくは35〜80℃である。反応時間は、反応温度にも影響されるが、通常0.5〜10時間であり、好ましくは1〜8時間である。 Although reaction temperature in that case is not specifically limited, Usually, it is 30-90 degreeC, Preferably it is 35-80 degreeC. Although the reaction time is affected by the reaction temperature, it is usually 0.5 to 10 hours, preferably 1 to 8 hours.
グリシジルエーテル化反応の反応混合物を、水洗後又は水洗せずに、加熱減圧下で、エピハロヒドリン類や溶媒等を留去して、エポキシ化ノボラック樹脂を得ることができる。さらに、加水分解性塩素等を低減させるために、得られた粗エポキシ化ノボラック樹脂をトルエンやメチルイソブチルケトン等の溶剤に溶解し、アルカリ金属水酸化物の水溶液を添加して反応させることで、エポキシ環の閉環を確実にしてもよい。反応終了後、生成した塩を濾過、水洗等により除去し、さらに加熱減圧下で溶剤を留去することにより、エポキシ化ノボラック樹脂の精製物を好適に得ることができる。 The epoxidized novolak resin can be obtained by distilling off the epihalohydrin, the solvent, and the like, under heating and reduced pressure, with or without washing the reaction mixture of the glycidyl etherification reaction. Furthermore, in order to reduce hydrolyzable chlorine and the like, the obtained crude epoxidized novolak resin is dissolved in a solvent such as toluene and methyl isobutyl ketone, and an aqueous solution of an alkali metal hydroxide is added and reacted. The ring closure of the epoxy ring may be ensured. After completion of the reaction, the produced salt is removed by filtration, washing with water, etc., and the solvent is distilled off under reduced pressure by heating, whereby a purified product of the epoxidized novolak resin can be suitably obtained.
前記グリシジルエーテル化反応の前後で、通常、樹脂中に導入されているフェノール類が脱離することはないため、グリシジルエーテル化反応の前後で、原料のノボラック樹脂の化学構造は概ね保持される。 Before and after the glycidyl etherification reaction, the phenols introduced into the resin are usually not eliminated, so that the chemical structure of the starting novolak resin is generally maintained before and after the glycidyl etherification reaction.
本発明のエポキシ樹脂組成物は、本発明の前記一般式(1)で表されるノボラック樹脂及び本発明の前記一般式(1)で表されるノボラック樹脂をエポキシ化したエポキシ化ノボラック樹脂のうちいずれか1以上の樹脂を含有することを特徴とする。 The epoxy resin composition of the present invention includes a novolak resin represented by the general formula (1) of the present invention and an epoxidized novolak resin obtained by epoxidizing the novolak resin represented by the general formula (1) of the present invention. It contains any one or more resins.
前記一般式(1)で表されるノボラック樹脂を硬化剤として含む場合には、エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂などのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂など分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂等が挙げられる。また、エポキシ樹脂として、本発明の前記一般式(1)で表されるノボラック樹脂をエポキシ化したエポキシ化ノボラック樹脂を用いることもできる。これらエポキシ樹脂は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などが、耐熱性や耐燃焼性を改良するうえで特に好適である。
When the novolak resin represented by the general formula (1) is included as a curing agent, examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, and cresol novolak type epoxy resin. 2 epoxy groups in the molecule, such as phenol novolac type epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, glycidyl ether type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, glycidyl amine type epoxy resin, halogenated epoxy resin, etc. Examples thereof include epoxy resins having at least one. Moreover, as the epoxy resin, an epoxidized novolak resin obtained by epoxidizing the novolak resin represented by the general formula (1) of the present invention can also be used. These epoxy resins may be used alone or in combination of two or more.
Among these, a biphenyl type epoxy resin, a phenol aralkyl type epoxy resin, a triphenylmethane type epoxy resin, a cresol novolac type epoxy resin, and the like are particularly suitable for improving heat resistance and flame resistance.
また、前記一般式(1)で表されるノボラック樹脂をエポキシ化したエポキシ化ノボラック樹脂を含むエポキシ樹脂組成物の場合には、硬化剤として本発明のノボラック樹脂を好適に用いることができるし、通常のエポキシ樹脂組成物で用いられる硬化剤、例えばアミン系硬化剤、アミド系硬化剤、酸無水物系硬化剤などの硬化剤を、単独で又は複数種併用して好適に用いることができる。 In the case of an epoxy resin composition containing an epoxidized novolak resin obtained by epoxidizing the novolak resin represented by the general formula (1), the novolak resin of the present invention can be suitably used as a curing agent, Curing agents used in ordinary epoxy resin compositions, for example, curing agents such as amine-based curing agents, amide-based curing agents, and acid anhydride-based curing agents can be suitably used alone or in combination.
本発明のエポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂の添加割合は、硬化剤中のフェノール性水酸基の数(水酸基当量数)とエポキシ樹脂のエポキシ基の数(エポキシ当量数)が等量付近となるのが最も好ましい。また、硬化剤の水酸基当量数とエポキシ樹脂のエポキシ当量数の比率[水酸基当量数/エポキシ当量数]が、0.5〜2.0程度の範囲であることが好ましく、0.8〜1.2程度の範囲がより好まししい。この範囲外では硬化反応が十分に進行せず未反応の硬化剤やエポキシ樹脂が残存する等の理由より本発明の効果を発揮することができなくなる場合がある。
本発明のエポキシ樹脂組成物においては、単一のエポキシ樹脂や硬化剤を用いてもよいが、複数種のエポキシ樹脂や硬化剤を併用して用いてもよい。
本発明のノボラック樹脂を硬化剤とする場合でも、組成物の使用目的に応じて種々のエポキシ樹脂硬化剤を併用することができる。他の硬化剤としては、例えばアミン系硬化剤、アミド系硬化剤、酸無水物系硬化剤などの通常のエポキシ樹脂の硬化剤を好適に用いることができる。
In the epoxy resin composition of the present invention, the addition ratio of the epoxy resin is such that the number of phenolic hydroxyl groups in the curing agent (number of hydroxyl equivalents) and the number of epoxy groups in the epoxy resin (epoxy equivalents) are about equal. Is most preferred. The ratio of the number of hydroxyl equivalents of the curing agent to the number of epoxy equivalents of the epoxy resin [number of hydroxyl equivalents / number of epoxy equivalents] is preferably in the range of about 0.5 to 2.0. A range of about 2 is preferred. Outside this range, the curing reaction may not proceed sufficiently, and the effects of the present invention may not be exhibited due to reasons such as unreacted curing agent or epoxy resin remaining.
In the epoxy resin composition of the present invention, a single epoxy resin or a curing agent may be used, but a plurality of types of epoxy resins and curing agents may be used in combination.
Even when the novolak resin of the present invention is used as a curing agent, various epoxy resin curing agents can be used in combination depending on the purpose of use of the composition. As the other curing agent, for example, a normal epoxy resin curing agent such as an amine curing agent, an amide curing agent, and an acid anhydride curing agent can be suitably used.
本発明のエポキシ樹脂組成物において、硬化剤中の前記一般式(1)で表されるノボラック樹脂の割合は、特に限定はないが、硬化物の耐熱性や耐燃焼性を改良するためにより高い割合が好ましく、30質量%以上、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは90質量%、特に好ましくは100質量%である。 In the epoxy resin composition of the present invention, the ratio of the novolak resin represented by the general formula (1) in the curing agent is not particularly limited, but is higher in order to improve the heat resistance and combustion resistance of the cured product. The proportion is preferably 30% by mass or more, preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, still more preferably 90% by mass, and particularly preferably 100% by mass.
また、本発明のエポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂中の前記一般式(1)で表されるノボラック樹脂をエポキシ化したエポキシ化ノボラック樹脂の割合は、特に限定はないが、硬化物の耐熱性や耐燃焼性を改良するためにより高い割合が好ましく、30質量%以上、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは90質量%、特に好ましくは100質量%である。 In the epoxy resin composition of the present invention, the ratio of the epoxidized novolak resin obtained by epoxidizing the novolak resin represented by the general formula (1) in the epoxy resin is not particularly limited, but the heat resistance of the cured product is not limited. In order to improve the combustion resistance, a higher ratio is preferable, 30% by mass or more, preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, still more preferably 90% by mass, and particularly preferably 100% by mass.
本発明のエポキシ樹脂組成物は、好ましくは、さらに溶媒を含有してなり、そして溶媒にノボラック樹脂やエポキシ樹脂などが均一に溶解していることが好ましい。
得られる硬化物の耐熱性や耐燃焼性が優れるエポキシ樹脂組成物を、高濃度で均一なワニス溶液にすることができれば、積層板のマトリックス材料や層間絶縁材料とし好適に用いることが可能になる。
The epoxy resin composition of the present invention preferably further contains a solvent, and it is preferable that a novolak resin, an epoxy resin, and the like are uniformly dissolved in the solvent.
If the epoxy resin composition excellent in heat resistance and combustion resistance of the resulting cured product can be made into a uniform varnish solution at a high concentration, it can be suitably used as a matrix material or an interlayer insulating material for laminates. .
溶媒としては、エポキシ樹脂組成物を溶解させるものであれば特に限定はないが、好ましくは通常の積層板のマトリックス材料や層間絶縁材料をワニス化する際に用いられる有機溶媒を好適に用いることができる。例えば、メチルエチルケトン、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、γ−ブチルラクトンなどのラクトン類、N−メチルピロリドンなどのピロリドン類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類を好適に挙げることができる。これらの中では、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドが特に好ましい。これらの溶媒は単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物をワニス化した場合は、限定するものではないが、好ましくは、樹脂成分の濃度は10〜90質量%程度であり、溶液粘度は30℃で1〜5000cP程度である。
The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the epoxy resin composition, but preferably an organic solvent used when varnishing a matrix material or an interlayer insulating material of a normal laminated board is preferably used. it can. For example, ketones such as methyl ethyl ketone, acetone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, ethers such as propylene glycol monomethyl ether, amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, γ-butyllactone, etc. Preferable examples include lactones, pyrrolidones such as N-methylpyrrolidone, and aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene. Among these, methyl ethyl ketone and dimethylformamide are particularly preferable. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
When the epoxy resin composition of the present invention is varnished, the concentration of the resin component is preferably about 10 to 90% by mass, and the solution viscosity is about 1 to 5000 cP at 30 ° C. .
本発明のエポキシ樹脂組成物においては、通常のエポキシ樹脂組成物で用いられる他の成分を、その用途に応じて好適に用いることができる。
例えば、エポキシ樹脂をフェノール樹脂で硬化させるための硬化促進剤を用いることができる。硬化促進剤としては、公知の、有機ホスフィン化合物及びそのボロン塩、3級アミン、4級アンモニウム塩、イミダゾール類及びテトラフェニルボロン塩などを好適に挙げることができる。これらの中でも、硬化性や耐湿性の面からトリフェニルホスフィンが好ましい。なお、エポキシ樹脂組成物により高流動性が要求される場合には、加熱処理にて活性が発現する熱潜在性の硬化促進剤が好ましく、中でも、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニルボレートなどのテトラフェニルホスフォニウム誘導体がより好ましい。硬化促進剤の添加量は公知のエポキシ樹脂組成物における割合と同様でよい。
In the epoxy resin composition of this invention, the other component used with a normal epoxy resin composition can be used suitably according to the use.
For example, a curing accelerator for curing an epoxy resin with a phenol resin can be used. Suitable examples of the curing accelerator include known organic phosphine compounds and their boron salts, tertiary amines, quaternary ammonium salts, imidazoles and tetraphenyl boron salts. Among these, triphenylphosphine is preferable from the viewpoints of curability and moisture resistance. In addition, when high fluidity is required by the epoxy resin composition, a heat-latent curing accelerator that exhibits activity by heat treatment is preferable, and tetraphenylphosphonium, tetraphenylborate, and the like are particularly preferable. More preferred are phenylphosphonium derivatives. The addition amount of a hardening accelerator may be the same as the ratio in a well-known epoxy resin composition.
さらに、無機充填剤などの充填剤も好適に用いることができる。無機充填剤としては非晶性シリカ、結晶性シリカ、アルミナ、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、硫酸バリウムなどが使用でき、特に非晶性シリカ、結晶性シリカがより好ましい。無機充填剤の粒径としては特に制限は無いが、充填率を考慮すると0.01〜150μmであることが望ましい。
無機充填剤の配合割合については特に制限は無いが、エポキシ樹脂組成物中の70〜95質量%、好ましくは75〜90質量%、より好ましくは80〜90室量%である。無機充填剤の割合が上記範囲外であるとエポキシ樹脂組成物の硬化物の吸水率が増加し好ましくない。また、無機充填剤の割合が多すぎると流動性を損なわれる恐れがある。
Furthermore, fillers such as inorganic fillers can also be suitably used. As the inorganic filler, amorphous silica, crystalline silica, alumina, calcium silicate, calcium carbonate, talc, mica, barium sulfate and the like can be used, and amorphous silica and crystalline silica are more preferable. Although there is no restriction | limiting in particular as a particle size of an inorganic filler, When a filling rate is considered, it is desirable that it is 0.01-150 micrometers.
Although there is no restriction | limiting in particular about the mixture ratio of an inorganic filler, It is 70-95 mass% in an epoxy resin composition, Preferably it is 75-90 mass%, More preferably, it is 80-90 mass%. If the proportion of the inorganic filler is outside the above range, the water absorption rate of the cured product of the epoxy resin composition increases, which is not preferable. Moreover, when there is too much ratio of an inorganic filler, there exists a possibility that fluidity | liquidity may be impaired.
さらに、本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて、離型剤、着色剤、カップリング剤、難燃剤等を添加または予め反応して用いることができる。また、これら添加剤の配合割合は公知のエポキシ樹脂組成物における割合と同様でよい。本発明のエポキシ樹脂組成物には、この他必要に応じて、メラミン、イソシアヌル酸化合物等の窒素系難燃剤、赤リン、リン酸化合物、有機リン化合物等のリン系難燃剤を難燃助剤として適宜添加することができる。 Furthermore, a release agent, a coloring agent, a coupling agent, a flame retardant, etc. can be added to the epoxy resin composition of the present invention or reacted in advance if necessary. Moreover, the mixing | blending ratio of these additives may be the same as the ratio in a well-known epoxy resin composition. In addition to this, the epoxy resin composition of the present invention contains a nitrogen-based flame retardant such as melamine or an isocyanuric acid compound, or a phosphorus-based flame retardant such as red phosphorus, a phosphoric acid compound or an organic phosphorus compound as a flame retardant aid. As appropriate.
本発明のエポキシ樹脂組成物は、本発明のノボラック樹脂及び/又はエポキシ化ノボラック樹脂を含むものであるが、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填剤及び他の添加剤等を、例えばミキサー等を使用して均一に混合し、加熱ロール、ニーダー、又は押し出し機等の混練機を用いて溶融状態で混練し、冷却、必要に応じて粉砕することにより製造できる。
このようなエポキシ樹脂組成物は、限定するものではないが、半導体封止材料などとして好適に用いることができる。
また、本発明のエポキシ樹脂組成物は、メチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジメチルホルムアミドなどの溶媒に、本発明のノボラック樹脂及び/又はエポキシ化ノボラック樹脂、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填剤及び他の添加剤等を加え、必要に応じて加熱や撹拌することによって、少なくとも、樹脂成分が、溶媒に均一に溶解してなるワニス溶液を製造することができる。
このワニス化したエポキシ樹脂(溶液)組成物は、限定されるものではないが、積層板のマトリックス材料や層間絶縁材料として好適に用いることができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、必要に応じて溶媒を乾燥した後で、加熱処理することによって硬化物を好適に得ることができる。
The epoxy resin composition of the present invention contains the novolak resin and / or the epoxidized novolak resin of the present invention, and includes an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler, and other additives such as a mixer. Can be mixed uniformly, kneaded in a molten state using a kneader such as a heating roll, a kneader, or an extruder, cooled, and pulverized as necessary.
Although such an epoxy resin composition is not limited, it can be suitably used as a semiconductor sealing material.
In addition, the epoxy resin composition of the present invention contains a novolak resin and / or an epoxidized novolak resin of the present invention, an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler in a solvent such as methyl ethyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, and dimethylformamide. A varnish solution in which at least the resin component is uniformly dissolved in a solvent can be produced by adding an agent and other additives and heating or stirring as necessary.
The varnished epoxy resin (solution) composition is not limited, but can be suitably used as a matrix material or an interlayer insulating material of a laminated board.
As for the epoxy resin composition of this invention, after drying a solvent as needed, a hardened | cured material can be obtained suitably by heat-processing.
本発明のエポキシ樹脂組成物を硬化することによって、本発明の硬化物を得ることができる。
硬化物を得るための加熱処理条件は、硬化触媒や硬化促進剤の有無、それらの添加量などにも依存するが、通常は100〜300℃程度、好ましくは120〜200℃程度の温度で1分間〜10時間程度加熱処理するのが好適である。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、半導体素子を封止する封止材料として好適に用いることができる。その場合には、例えば、該半導体素子を搭載したリードフレーム等を金属キャビティ内に設置した後に、エポキシ樹脂組成物をトランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の成形方法で成形し、120〜300℃程度の温度で加熱処理等を行いエポキシ樹脂組成物を硬化させることにより半導体装置を好適に得ることができる。
The cured product of the present invention can be obtained by curing the epoxy resin composition of the present invention.
The heat treatment conditions for obtaining a cured product depend on the presence or absence of a curing catalyst and a curing accelerator, and the amount of addition thereof, but are usually about 100 to 300 ° C., preferably about 120 to 200 ° C. It is preferable to perform the heat treatment for about 10 minutes.
The epoxy resin composition of the present invention can be suitably used as a sealing material for sealing a semiconductor element. In that case, for example, after installing a lead frame or the like on which the semiconductor element is mounted in a metal cavity, the epoxy resin composition is molded by a molding method such as transfer molding, compression molding, injection molding, etc. A semiconductor device can be suitably obtained by curing the epoxy resin composition by performing a heat treatment or the like at a moderate temperature.
また、本発明のエポキシ樹脂組成物は、好ましくはメチルエチルケトン等の溶媒に均一に溶解してワニス化し、そのワニス溶液を、ガラス等の多孔質ガラス基材やガラス繊維、紙、アラミド繊維等に塗布或いは含浸し、次いで加熱処理(半硬化)することでプリント基板用プリプレグを製造することができる。更に、得られたプリント基板用プリプレグの複数枚を積層し、必要に応じて加圧しながら加熱処理を行なって硬化させることによって、本発明のエポキシ樹脂組成物を用いてマトリックス樹脂を形成した積層板を好適に製造することができる。
また、積層板或いはプリプレグは、片面または両面に金属箔を重ね合わせて、必要に応じて加圧しながら加熱処理(例えば、180℃、4MPaの圧力で60分間加熱処理)を行なって金属張積層板を得ることができる。この金属張積層板は、エッチング処理によって回路パターンを形成し、プリント配線板として好適に用いることができる。
さらに、本発明のエポキシ樹脂組成物は、好ましくはメチルエチルケトン等の溶媒に均一に溶解してワニス化し、そのワニス溶液を、例えばPETフィルム若しくは銅箔等の支持体表面にダイコーター等を用いて均一に塗布し、得られた塗布膜を加熱乾燥することによって、樹脂層を有する積層体シートとし、層間絶縁材料として好適に用いることができる。
The epoxy resin composition of the present invention is preferably uniformly dissolved in a solvent such as methyl ethyl ketone to form a varnish, and the varnish solution is applied to a porous glass substrate such as glass, glass fiber, paper, aramid fiber, etc. Alternatively, a prepreg for a printed circuit board can be produced by impregnation and then heat treatment (semi-curing). Furthermore, the laminated board which formed the matrix resin using the epoxy resin composition of this invention by laminating | stacking several sheets of the obtained prepreg for printed circuit boards, performing a heat processing, pressurizing as needed, and making it harden | cure Can be suitably manufactured.
In addition, a laminate or prepreg is a metal-clad laminate obtained by superposing a metal foil on one or both sides and performing heat treatment (for example, heat treatment at 180 ° C., 4 MPa for 60 minutes) while applying pressure as necessary. Can be obtained. This metal-clad laminate can be suitably used as a printed wiring board by forming a circuit pattern by etching.
Furthermore, the epoxy resin composition of the present invention is preferably uniformly dissolved in a solvent such as methyl ethyl ketone to form a varnish, and the varnish solution is uniformly applied to a support surface such as a PET film or copper foil using a die coater or the like. The laminated film having a resin layer can be suitably used as an interlayer insulating material by applying to the substrate and drying the obtained coating film by heating.
本発明の硬化物は、優れた柔軟性と高い耐熱性を有する、耐熱性については、ガラス転移温度は、好ましくは160℃以上、より好ましくは180℃以上、更に好ましくは200℃以上である。 The cured product of the present invention has excellent flexibility and high heat resistance. Regarding the heat resistance, the glass transition temperature is preferably 160 ° C. or higher, more preferably 180 ° C. or higher, and further preferably 200 ° C. or higher.
本発明のノボラック樹脂は、特に高い柔軟性を示し且つ高解像度や高残膜率、高耐熱性を兼ね備えたフォトレジスト組成物用として好適に使用することができる。
本発明のフォトレジスト組成物は、限定するものではないが、本発明のノボラック樹脂を好ましくは2〜40質量%、より好ましくは5〜25質量%含有する。本発明のレジスト組成物は、さらに感光剤を含有する。感光剤としては、ノボラック樹脂を含むフォトレジストの感光剤として従来公知のものを好適に使用できる。例えばキノンジアジド基を有するキノンジアジド化合物が好ましく、特に1,2−キノンジアジド化合物又はその誘導体が好ましい。キノンジアジド化合物を用いることで、露光した部分は溶解促進効果によりアルカリ溶解速度が大きくなり、逆に露光しない部分は溶解抑制効果によりアルカリ溶解速度が小さくなり、この露光部と未露光部の溶解速度の差によって、コントラストの高い、シャープなレジストパターンを得ることができる。
The novolak resin of the present invention can be suitably used for a photoresist composition that exhibits particularly high flexibility and has high resolution, a high residual film ratio, and high heat resistance.
The photoresist composition of the present invention is not limited, but preferably contains 2 to 40% by mass, more preferably 5 to 25% by mass of the novolak resin of the present invention. The resist composition of the present invention further contains a photosensitizer. As the photosensitizer, a conventionally known photosensitizer can be suitably used as a photosensitizer for a photoresist containing a novolak resin. For example, a quinonediazide compound having a quinonediazide group is preferable, and a 1,2-quinonediazide compound or a derivative thereof is particularly preferable. By using a quinonediazide compound, the exposed portion has a higher alkali dissolution rate due to the dissolution promoting effect, and conversely, the non-exposed portion has a lower alkali dissolution rate due to the dissolution inhibiting effect. Due to the difference, a sharp resist pattern with high contrast can be obtained.
キノンジアジド化合物としては、従来キノンジアジド−ノボラック系フォトレジスト組成物で用いられている公知の化合物を用いることができる。このようなキノンジアジド基を含む化合物としては、ナフトキノンジアジドスルホン酸クロライドやベンゾキノンジアジドスルホン酸クロライド等と、これらの酸クロライドと縮合反応可能な官能基を有する化合物とを反応させることによって得られた化合物が好ましい。ここで、酸クロライドと縮合可能な官能基としては水酸基、アミノ基等が挙げられるが、特に水酸基が好適である。酸クロライドと縮合可能な水酸基を有する化合物としては、例えばハイドロキノン、レゾルシン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,4,6−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,4,4’−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,3,4,6’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン等のヒドロキシベンゾフェノン類、ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)プロパン等のヒドロキシフェニルアルカン類、4,4’,3”,4”−テトラヒドロキシ−3,5,3’,5’−テトラメチルトリフェニルメタン、4,4’,2”,3”,4”−ペンタヒドロキシ−3,5,3’,5’−テトラメチルトリフェニルメタン等のヒドロキシトリフェニルメタン類などを挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、また2種以上を組合せて用いてもよい。
酸クロライドであるナフトキノンジアジドスルホン酸クロライドやベンゾキノンジアジドスルホン酸クロライドの具体例としては、例えば、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルフォニルクロライド、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルフォニルクロライドなどが好ましいものとして挙げられる。
As the quinonediazide compound, known compounds conventionally used in quinonediazide-novolak photoresist compositions can be used. Examples of the compound containing a quinonediazide group include compounds obtained by reacting naphthoquinonediazidesulfonic acid chloride, benzoquinonediazidesulfonic acid chloride, and the like with a compound having a functional group capable of undergoing a condensation reaction with these acid chlorides. preferable. Here, examples of the functional group capable of condensing with acid chloride include a hydroxyl group and an amino group, and a hydroxyl group is particularly preferable. Examples of the compound having a hydroxyl group capable of condensing with acid chloride include hydroquinone, resorcin, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,4,6-trihydroxybenzophenone, 2,4,4 '-Trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,2', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ', 3,4,6'-pentahydroxybenzophenone, etc. Hydroxyphenyl alkanes such as hydroxybenzophenones, bis (2,4-dihydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, bis (2,4-dihydroxyphenyl) propane, 4,4 ′ , 3 ", 4" -tetrahydroxy-3,5,3 ', 5'-tetra Examples thereof include tilted triphenylmethane and hydroxytriphenylmethanes such as 4,4 ′, 2 ″, 3 ″, 4 ″ -pentahydroxy-3,5,3 ′, 5′-tetramethyltriphenylmethane. These may be used alone or in combination of two or more.
Specific examples of naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride and benzoquinone diazide sulfonic acid chloride which are acid chlorides include, for example, 1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinone diazide-4-sulfonyl chloride and the like are preferable. As mentioned.
感光剤の配合量は、ノボラック樹脂100質量部に対して、5〜50質量部が好ましく、より好ましくは10〜40質量部である。感光剤の配合量が5質量部よりも少ないと、感光性樹組成物として十分な感度が得られないことがあり、また、50質量部よりも多いと成分の析出の問題が起こることがあるので好ましくない。 5-50 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of novolak resin, More preferably, the compounding quantity of a photosensitive agent is 10-40 mass parts. If the blending amount of the photosensitizer is less than 5 parts by mass, sufficient sensitivity as a photosensitive tree composition may not be obtained, and if it exceeds 50 parts by mass, a problem of precipitation of components may occur. Therefore, it is not preferable.
本発明のレジスト組成物は、ノボラック樹脂及び感光剤の他に、フォトレジスト組成物の慣用成分である、酸化防止剤等の安定剤、可塑剤、界面活性剤、密着性向上剤、溶解促進剤、溶解阻害剤などを好適に含有することができる。 The resist composition of the present invention includes, in addition to the novolak resin and the photosensitizer, stabilizers such as antioxidants, plasticizers, surfactants, adhesion improvers, and dissolution accelerators, which are conventional components of photoresist compositions. , Dissolution inhibitors and the like can be suitably contained.
本発明のノボラック樹脂を使用したフォトレジスト組成物は、ドライフィルム化が可能性あり、また高集積半導体を製造する際のリソグラフィー工程、液晶用の薄膜フィルムトランジスター(TFT)、フレキシブルディスプレイ及びフレキシブルプリント配線板等の微細加工工程において、好適に使用することができる。 The photoresist composition using the novolak resin of the present invention can be formed into a dry film, and is a lithography process in manufacturing a highly integrated semiconductor, a thin film transistor (TFT) for liquid crystal, a flexible display, and a flexible printed wiring. It can be suitably used in a fine processing step such as a plate.
以下に例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。尚、本発明はこれらの例に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. The present invention is not limited to these examples.
[1]ノボラック樹脂を硬化剤に用いたエポキシ樹脂組成物の調製と評価
〔実施例1〕
温度計、仕込・留出口および攪拌機を備えた容量1000mLのガラス製フラスコに、レゾルシン 100g(0.908モル)、4,4’−ビス(メトキシメチル)ビフェニル(以下、4,4’−BMMBと略記することもある。) 82.5g(0.34モル)、溶媒のプロピレングリコールモノメチルエーテル 16g、及び触媒のパラトルエンスルホン酸 0.16gを入れ、反応温度110℃で4時間反応を行った。その間、生成するメタノールを留去した。その後、プロピレングリコールモノメチルエーテル 98g、及び2,6−ジメチロール−p−クレゾール(以下、CDMと略記することもある。) 57.3g(0.34モル)を添加し、反応温度110℃で4時間反応を行った。反応終了後、90℃まで冷却してトリエチルアミン 0.16g、イオン交換水 286gを添加して攪拌し、静置した。静置することにより分離した分離水のpHを5.5〜7.0となるように調整し、分離水を除去した。この操作を4回行った。その後、150℃まで昇温して脱水した後、30torrで1時間減圧蒸留を行って水分などを除去し、ノボラック樹脂 200gを得た。
[1] Preparation and evaluation of epoxy resin composition using novolak resin as curing agent [Example 1]
Resorcinol 100 g (0.908 mol), 4,4′-bis (methoxymethyl) biphenyl (hereinafter referred to as 4,4′-BMMB) was placed in a 1000 mL glass flask equipped with a thermometer, a charging / distilling outlet and a stirrer. 82.5 g (0.34 mol), 16 g of propylene glycol monomethyl ether as a solvent, and 0.16 g of paratoluenesulfonic acid as a catalyst were added, and the reaction was performed at a reaction temperature of 110 ° C. for 4 hours. Meanwhile, the methanol produced was distilled off. Thereafter, 98 g of propylene glycol monomethyl ether and 57.3 g (0.34 mol) of 2,6-dimethylol-p-cresol (hereinafter sometimes abbreviated as CDM) were added, and the reaction temperature was 110 ° C. for 4 hours. Reaction was performed. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to 90 ° C., 0.16 g of triethylamine and 286 g of ion-exchanged water were added, stirred and allowed to stand. The pH of the separated water separated by allowing to stand was adjusted to 5.5 to 7.0, and the separated water was removed. This operation was performed 4 times. Then, after heating up to 150 degreeC and dehydrating, it distilled under reduced pressure at 30 torr for 1 hour, the water | moisture content etc. were removed, and 200 g of novolak resin was obtained.
〔比較例1〕
温度計、仕込・留出口および攪拌機を備えた容量1000mLのガラス製フラスコに、フェノール 470.0g(5.0モル)、92%パラホルムアルデヒド 110.9g(3.4モル)、及び触媒のシュウ酸 0.3gを加え、反応温度100℃で5時間反応を行った。反応終了後、減圧−スチーミング処理にて未反応成分のフェノールを共沸して除去し、ノボラック樹脂 329gを得た。
[Comparative Example 1]
In a 1000 mL glass flask equipped with a thermometer, charging / distilling outlet and stirrer, phenol 470.0 g (5.0 mol), 92% paraformaldehyde 110.9 g (3.4 mol), and catalyst oxalic acid 0.3 g was added and reacted at a reaction temperature of 100 ° C. for 5 hours. After completion of the reaction, unreacted component phenol was removed azeotropically by vacuum-steaming to obtain 329 g of novolak resin.
〔比較例2〕
温度計、仕込・留出口および攪拌機を備えた容量1000mLのガラス製フラスコに、フェノール 113.5g(1.21モル)、4,4’−BMMB 200g(0.83モル)、及び触媒の50質量%硫酸 0.14gを4つ口フラスコに入れ、窒素気流下、反応温度120〜135℃で3.5時間、更に反応温度165℃で3時間反応を行った。反応終了後95℃まで冷却した。冷却後、90℃以上の純水 250gを投入し、水洗した。その後、160℃まで昇温し、減圧−スチーミング処理にて未反応成分のフェノールを共沸して除去し、ノボラック樹脂 68gを得た。
[Comparative Example 2]
In a glass flask with a capacity of 1000 mL equipped with a thermometer, a charging / distilling outlet and a stirrer, phenol 113.5 g (1.21 mol), 4,4′-BMMB 200 g (0.83 mol), and 50 mass of catalyst % Sulfuric acid (0.14 g) was placed in a four-necked flask and reacted under a nitrogen stream at a reaction temperature of 120 to 135 ° C. for 3.5 hours and further at a reaction temperature of 165 ° C. for 3 hours. It cooled to 95 degreeC after completion | finish of reaction. After cooling, 250 g of pure water at 90 ° C. or higher was added and washed with water. Thereafter, the temperature was raised to 160 ° C., and unreacted phenol was removed by azeotropic distillation under reduced pressure-steaming treatment to obtain 68 g of a novolak resin.
〔比較例3〕
温度計、仕込・留出口および攪拌機を備えた容量1000mLのガラス製フラスコに、フェノール 169.2g(1.8モル)、レゾルシン 22g(0.2モル)、4,4’−BMMB 312.3g(1.29モル)及び触媒の50重量%硫酸 0.15gを4つ口フラスコに入れ、窒素気流下、内温120〜135℃にて3.5時間、さらに165℃にて3時間反応させ、95℃まで冷却した。冷却後、90℃以上の純水250gを投入し、水洗した。その後、内温を160℃まで昇温し、減圧−スチーミング処理にて未反応成分のフェノールを共沸して除去し、ノボラック樹脂 143gを得た。
[Comparative Example 3]
In a glass flask having a capacity of 1000 mL equipped with a thermometer, a charging / distilling outlet and a stirrer, 169.2 g (1.8 mol) of phenol, 22 g (0.2 mol) of resorcin, 312.3 g of 4,4′-BMMB ( 1.29 mol) and 0.15 g of 50 wt% sulfuric acid of the catalyst were put into a four-necked flask and reacted under a nitrogen stream at an internal temperature of 120 to 135 ° C. for 3.5 hours and further at 165 ° C. for 3 hours. Cooled to 95 ° C. After cooling, 250 g of pure water at 90 ° C. or higher was added and washed with water. Thereafter, the internal temperature was raised to 160 ° C., and phenol as an unreacted component was removed by azeotropic distillation under reduced pressure-steaming treatment to obtain 143 g of a novolak resin.
前記実施例1及び比較例1〜3で得たノボラック樹脂、及び各ノボラック樹脂を硬化剤として用いたエポキシ樹脂組成物について分析し評価した。
なお、エポキシ樹脂組成物の評価は次のようにして行った。すなわち、硬化剤として各ノボラック樹脂を、エポキシ樹脂としてジャパンエポキシレジン(株)製エピコート828EL(エポキシ当量186g/eq)を、硬化促進剤として四国化成(株)製キュアゾ−ル2E4MZを使用し、ノボラック樹脂とエポキシ樹脂とを同当量比で配合したエポキシ樹脂組成物について、150℃に加熱、溶融混合し、真空脱泡後150℃に加熱された金型に注形し、150℃にて5時間、200℃にて5時間硬化して得られたエポキシ樹脂組成物の硬化物を得て、その硬化物について評価を行った。
The novolak resin obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 and the epoxy resin composition using each novolak resin as a curing agent were analyzed and evaluated.
In addition, evaluation of the epoxy resin composition was performed as follows. That is, each novolak resin was used as a curing agent, Epicoat 828EL (epoxy equivalent 186 g / eq) manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. was used as an epoxy resin, and Cuorazole 2E4MZ manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd. was used as a curing accelerator. An epoxy resin composition in which a resin and an epoxy resin are blended at the same equivalent ratio is heated to 150 ° C., melted and mixed, cast into a mold heated to 150 ° C. after vacuum defoaming, and at 150 ° C. for 5 hours. The cured product of the epoxy resin composition obtained by curing at 200 ° C. for 5 hours was obtained, and the cured product was evaluated.
また、ノボラック樹脂の分析方法及びエポキシ樹脂組成物の評価方法は以下のとおりである。
≪重量平均分子量(GPC測定方法)≫
型式 : HLC−8220 東ソー(株)製
カラム : TSK−GEL Hタイプ G2000H×L 4本
G3000H×L 1本
G4000H×L 1本
測定条件: カラム圧力 13.5MPa
溶離液 : テトラヒドロフラン(THF)フローレート 1ml/min
温度 : 40℃
検出器 : スペクトロフォトメーター(UV−8020)RANGE 2.56
WAVE LENGTH : 254nm とRI
インジェクション量 : 100μmL
試料濃度 : 5mg/mL
≪軟化点≫
JIS K6910に基づく環球法軟化点測定によって行った。
≪水酸基当量≫
JIS K0070に準じた水酸基当量測定によって行った。
≪溶解性≫
以下に示す方法で溶解性試験によって評価した。
溶媒:メチルエチルケトン
溶解比率(質量):フェノールノボラック樹脂/溶媒=50/50
溶解条件:密閉容器に樹脂と溶媒を加え、60℃で攪拌溶解させた。
評価判定:溶解後と常温(23℃)で12時間静置後とを目視で観察した。樹脂が均一に溶解し且つ静置後も均一な溶液が保持されたものを○、樹脂が均一に溶解したが静置後に樹脂の一部が析出したものを△、均一な溶液を得ることができなかったものを×とした。
Moreover, the analysis method of a novolak resin and the evaluation method of an epoxy resin composition are as follows.
≪Weight average molecular weight (GPC measurement method) ≫
Model: HLC-8220 Tosoh Co., Ltd. Column: TSK-GEL H type G2000H × L 4
1 G3000H x L
One G4000H × L Measurement condition: Column pressure 13.5 MPa
Eluent: Tetrahydrofuran (THF) flow rate 1 ml / min
Temperature: 40 ° C
Detector: Spectrophotometer (UV-8020) RANGE 2.56
WAVE LENGTH: 254nm and RI
Injection volume: 100 μmL
Sample concentration: 5 mg / mL
≪Softening point≫
It was carried out by the ring and ball method softening point measurement based on JIS K6910.
≪Hydroxyl equivalent weight≫
The measurement was performed by measuring the hydroxyl group equivalent according to JIS K0070.
≪Solubility≫
It evaluated by the solubility test by the method shown below.
Solvent: Methyl ethyl ketone Dissolution ratio (mass): Phenol novolac resin / Solvent = 50/50
Dissolution condition: Resin and solvent were added to an airtight container and dissolved by stirring at 60 ° C.
Evaluation: Visual observation was performed after dissolution and after standing at room temperature (23 ° C.) for 12 hours. It is possible to obtain a uniform solution by ◯ when the resin is uniformly dissolved and a uniform solution is retained after standing, and when the resin is uniformly dissolved but a part of the resin is deposited after standing. What was not made was set as x.
≪ガラス転位温度(Tg)、熱線膨張率(α)≫
150℃×5時間+180℃×3時間にて注型、硬化させた試料を(50±1)×(40±1)×(100±1)(縦×横×高;mm)のサイズにカットして試験片として用い、測定装置;TMA−60(SHIMADZU製)に試験片をセットし、N2雰囲気下、昇温速度;3℃/minで350℃まで測定し、変曲点の温度をガラス転位温度(Tg)として求めた。また、ガラス転移温度以下の温度領域での熱線膨張率α1、ガラス転移温度以上の温度領域での熱線膨張率α2をそれぞれ測定した。
≪硬化物機械特性(弾性率・エネルギー・変位・応力・歪み)≫
150℃×5時間+180℃×3時間にて注型、硬化させた試料を(75±1)×(6±1)×(4±1)(縦×横×厚;mm)のサイズにカットして試験片として用い、測定装置;オートグラフ(型式;AG−5000D SHIMADZU製)にて、ヘッドスピード;10mm/min、2点間距離;50mm、室温下にて圧縮曲げ試験を行って、弾性率、変位、応力、歪みを求めた。
≪Glass transition temperature (Tg), coefficient of thermal expansion (α) ≫
Sample cast and cured at 150 ° C x 5 hours + 180 ° C x 3 hours is cut into a size of (50 ± 1) x (40 ± 1) x (100 ± 1) (length x width x height; mm) The test piece is set in a measuring apparatus; TMA-60 (manufactured by SHIMADZU), and the temperature is raised to 350 ° C. at a rate of temperature rise of 3 ° C./min in an N 2 atmosphere. The glass transition temperature (Tg) was obtained. In addition, the thermal expansion coefficient α 1 in the temperature region below the glass transition temperature and the thermal expansion coefficient α 2 in the temperature region above the glass transition temperature were measured.
≪Hardened material mechanical properties (elastic modulus, energy, displacement, stress, strain) ≫
Sample cast and cured at 150 ° C x 5 hours + 180 ° C x 3 hours is cut to a size of (75 ± 1) x (6 ± 1) x (4 ± 1) (length x width x thickness; mm) The test piece was used as a test piece, and it was subjected to a compression bending test at room temperature using an autograph (model: AG-5000D manufactured by SHIMADZU), head speed: 10 mm / min, distance between two points; The rate, displacement, stress and strain were determined.
表1及び表2に、得られたノボラック樹脂の分析結果、エポキシ樹脂組成物の配合、及びその硬化物の評価結果を示す。 Tables 1 and 2 show the analysis results of the obtained novolak resin, the composition of the epoxy resin composition, and the evaluation results of the cured product.
[2]エポキシ樹脂組成物を用いた銅張積層板の製造と評価
以下に銅張積層板の製造に係る例で用いた材料について説明する。
(1)エポキシ樹脂
ビスフェノールA型エポキシ樹脂「828EL」:ジャパンエポキシレジン(株)、エポキシ当量:186g/eq
(2)硬化促進剤(硬化触媒)
2−エチル−4−メチルイミダゾール(2E4MZ):四国化成社製
(3)溶媒(メチルエチルケトン):和光純薬工業社製
(4)ガラスクロス(無アルカリ処理ガラスクロス)「M7628−105」:有沢製作所社製
(5)銅箔(電解銅箔)「CF−T9B−THE」:福田金属箔粉工業社製、厚さ35μ
[2] Production and Evaluation of Copper Clad Laminate Using Epoxy Resin Composition Materials used in examples relating to the production of copper clad laminate will be described below.
(1) Epoxy resin Bisphenol A type epoxy resin “828EL”: Japan Epoxy Resin Co., Ltd., epoxy equivalent: 186 g / eq
(2) Curing accelerator (curing catalyst)
2-ethyl-4-methylimidazole (2E4MZ): manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd. (3) solvent (methyl ethyl ketone): manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (4) glass cloth (non-alkali treated glass cloth) “M7628-105”: Arisawa Manufacturing Co., Ltd. (5) Copper foil (electrolytic copper foil) “CF-T9B-THE”: manufactured by Fukuda Metal Foil Powder Industry Co., Ltd., thickness 35 μ
以下に銅張積層板に係る評価方法について説明する。
≪耐熱性≫
動的粘弾性測定装置(TAインスツルメント社製「RSA−G2」)を用い、昇温速度3℃/分にて、ガラス転移温度(Tg)を測定した。
Below, the evaluation method which concerns on a copper clad laminated board is demonstrated.
≪Heat resistance≫
The glass transition temperature (Tg) was measured at a rate of temperature increase of 3 ° C./min using a dynamic viscoelasticity measuring device (“RSA-G2” manufactured by TA Instruments).
〔実施例2〕
希釈溶媒のメチルエチルケトン 231.2gに、実施例1で得られたノボラック樹脂 131g、ビスフェノール型エポキシ樹脂 100g、硬化促進剤の2E4MZ 0.1gを加えてワニス化し、均一に溶解した樹脂分濃度が50質量%のワニス溶液を得た。
得られたワニス溶液をガラスクロスのM7628−105に含浸させた後に130℃、15分間の条件で乾燥させ、プリプレグを得た。このプリプレグ8枚を重ねて、その両側に銅箔のCF−T9B−THEを重ね、温度170℃、圧力30kg/cm2で15分間プレス機を用いてプレスした。積層体をプレス機から取り出した後、更に温度200℃で5時間アフターキュアすることで両面銅張積層板を得た。評価結果を表3に示す。
[Example 2]
To 231.2 g of methyl ethyl ketone as a diluting solvent, 131 g of the novolak resin obtained in Example 1, 100 g of bisphenol type epoxy resin, and 0.1 g of 2E4MZ as a curing accelerator were added to form a varnish. % Varnish solution was obtained.
The obtained varnish solution was impregnated with M7628-105 of glass cloth and then dried at 130 ° C. for 15 minutes to obtain a prepreg. 8 sheets of this prepreg were stacked, and CF-T9B-THE of copper foil was stacked on both sides of the prepreg, and pressed using a press machine at a temperature of 170 ° C. and a pressure of 30 kg / cm 2 for 15 minutes. After the laminate was taken out of the press, it was further cured at 200 ° C. for 5 hours to obtain a double-sided copper-clad laminate. The evaluation results are shown in Table 3.
〔比較例4〜5〕
実施例1で得られたノボラック樹脂の代わりに、比較例2〜3で調製したノボラック樹脂を用い、配合を表3のとおりにしたこと以外は、実施例2と同様にして両面銅張積層板を得た。評価結果を表3に示す。
[Comparative Examples 4 to 5]
Instead of the novolak resin obtained in Example 1, the novolak resin prepared in Comparative Examples 2 to 3 was used, and the formulation was as shown in Table 3, and the double-sided copper clad laminate was the same as Example 2. Got. The evaluation results are shown in Table 3.
[3]フォトレジスト組成物の調製と評価
〔実施例3〕
温度計、仕込・留出口および攪拌機を備えた容量1000mLのガラス製フラスコにレゾルシン 100g(0.908モル)、4,4’−ビス(メトキシメチル)ビフェニル 93.2g(0.385モル)、溶媒のプロピレングリコールモノメチルエーテル 14g、及び触媒のパラトルエンスルホン酸 0.14gを入れ、反応温度110℃で4時間反応させた。その間、生成するメタノールを留去した。その後、プロピレングリコールモノメチルエーテル 98g、及び2,6−ジメチロール−p−クレゾール 42.13g(0.256モル)を添加し、反応温度110℃で4時間反応を行った。反応終了後、90℃まで冷却してトリエチルアミン 0.14g、イオン交換水 286gを添加して攪拌し、静置した。静置することにより分離した分離水のpHを5.5〜7.0となるように調整し、分離水を除去した。この操作を4回行った。その後、150℃まで昇温して脱水した後、30torrで1時間減圧蒸留を行って水分などを除去し、ノボラック樹脂 200gを得た。
[3] Preparation and evaluation of photoresist composition [Example 3]
Resorcin 100 g (0.908 mol), 4,4′-bis (methoxymethyl) biphenyl 93.2 g (0.385 mol), solvent in a 1000 mL glass flask equipped with a thermometer, charging / distilling outlet and stirrer 14 g of propylene glycol monomethyl ether and 0.14 g of catalyst paratoluenesulfonic acid were added and reacted at a reaction temperature of 110 ° C. for 4 hours. Meanwhile, the methanol produced was distilled off. Thereafter, 98 g of propylene glycol monomethyl ether and 42.13 g (0.256 mol) of 2,6-dimethylol-p-cresol were added, and the reaction was performed at a reaction temperature of 110 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to 90 ° C., 0.14 g of triethylamine and 286 g of ion-exchanged water were added, stirred and allowed to stand. The pH of the separated water separated by allowing to stand was adjusted to 5.5 to 7.0, and the separated water was removed. This operation was performed 4 times. Then, after heating up to 150 degreeC and dehydrating, it distilled under reduced pressure at 30 torr for 1 hour, the water | moisture content etc. were removed, and 200 g of novolak resin was obtained.
〔実施例4〕
温度計、仕込・留出口および攪拌機を備えた容量1000mLのガラス製フラスコにレゾルシン 100g(0.908モル)、4,4’−BMMB 99.0g(0.409モル)、溶媒のプロピレングリコールモノメチルエーテル 15g、及び触媒のパラトルエンスルホン酸 0.15gを入れ、反応温度110℃で4時間反応させた。その間、生成するメタノールを留去した。その後、プロピレングリコールモノメチルエーテル 105g、及び2,6−ジメチロール−p−クレゾール 45.82g(0.273モル)を添加し、反応温度110℃で4時間反応を行った。反応終了後、90℃まで冷却してトリエチルアミン 0.15g、イオン交換水 292gを添加して攪拌し、静置した。静置することにより分離した分離水のpHを5.5〜7.0となるように調整し、分離水を除去した。この操作を4回行った。その後、150℃まで昇温して脱水した後、30torrで1時間減圧蒸留を行って水分などを除去し、ノボラック樹脂 190gを得た。
Example 4
Resorcinol 100 g (0.908 mol), 4,4′-BMMB 99.0 g (0.409 mol), propylene glycol monomethyl ether as a solvent in a 1000 mL glass flask equipped with a thermometer, charging / distilling outlet and stirrer 15 g and 0.15 g of paratoluenesulfonic acid as a catalyst were added and reacted at a reaction temperature of 110 ° C. for 4 hours. Meanwhile, the methanol produced was distilled off. Thereafter, 105 g of propylene glycol monomethyl ether and 45.82 g (0.273 mol) of 2,6-dimethylol-p-cresol were added and reacted at a reaction temperature of 110 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to 90 ° C., 0.15 g of triethylamine and 292 g of ion-exchanged water were added, stirred and allowed to stand. The pH of the separated water separated by allowing to stand was adjusted to 5.5 to 7.0, and the separated water was removed. This operation was performed 4 times. Thereafter, the temperature was raised to 150 ° C. and dehydration was performed, followed by vacuum distillation at 30 torr for 1 hour to remove moisture and the like, and 190 g of novolak resin was obtained.
〔実施例5〕
温度計、仕込・留出口および攪拌機を備えた容量1000mLのガラス製フラスコにレゾルシン 100g(0.908モル)、4,4’−BMMB 82.52g(0.341モル)、溶媒のプロピレングリコールモノメチルエーテル 16g、及び触媒のパラトルエンスルホン酸 0.16gを入れ、反応温度110℃で4時間反応させた。その間、生成するメタノールを留去した。その後、プロピレングリコールモノメチルエーテル 112g、及び2,6−ジメチロール−p−クレゾール 57.28g(0.341モル)を添加し、反応温度110℃で4時間反応を行った。反応終了後、90℃まで冷却してトリエチルアミン 0.16g、イオン交換水 315gを添加して攪拌し、静置した。静置することにより分離した分離水のpHを5.5〜7.0となるように調整し、分離水を除去した。この操作を4回行った。その後、150℃まで昇温して脱水した後、30torrで1時間減圧蒸留を行って水分などを除去し、ノボラック樹脂 196gを得た。
Example 5
Resorcinol 100 g (0.908 mol), 4,4′-BMMB 82.52 g (0.341 mol), propylene glycol monomethyl ether as a solvent, in a 1000 mL glass flask equipped with a thermometer, charging / distilling outlet and stirrer 16 g and 0.16 g of paratoluenesulfonic acid as a catalyst were added and reacted at a reaction temperature of 110 ° C. for 4 hours. Meanwhile, the methanol produced was distilled off. Thereafter, 112 g of propylene glycol monomethyl ether and 57.28 g (0.341 mol) of 2,6-dimethylol-p-cresol were added and reacted at a reaction temperature of 110 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to 90 ° C., 0.16 g of triethylamine and 315 g of ion-exchanged water were added, stirred and allowed to stand. The pH of the separated water separated by allowing to stand was adjusted to 5.5 to 7.0, and the separated water was removed. This operation was performed 4 times. Thereafter, the temperature was raised to 150 ° C. and dehydration was performed, followed by distillation under reduced pressure at 30 torr for 1 hour to remove moisture and the like to obtain 196 g of a novolac resin.
〔実施例6〕
温度計、仕込・留出口および攪拌機を備えた容量1000mLのガラス製フラスコにレゾルシン 100g(0.908モル)、4,4’−BMMB 85.58g(0.353モル)、溶媒のプロピレングリコールモノメチルエーテル 16g、及び触媒のパラトルエンスルホン酸 0.16gを入れ、反応温度110℃で4時間反応させた。その間、生成するメタノールを留去した。その後、プロピレングリコールモノメチルエーテル 112g、及び2,6−ジメチロール−p−クレゾール 59.4g(0.353モル)を添加し、反応温度110℃で4時間反応を行った。反応終了後、90℃まで冷却してトリエチルアミン 0.16g、イオン交換水 319gを添加して攪拌し、静置した。静置することにより分離した分離水のpHを5.5〜7.0となるように調整し、分離水を除去した。この操作を4回行った。その後、150℃まで昇温して脱水した後、30torrで1時間減圧蒸留を行って水分などを除去し、ノボラック樹脂 202gを得た。
Example 6
Resorcinol 100 g (0.908 mol), 4,4′-BMMB 85.58 g (0.353 mol), propylene glycol monomethyl ether as solvent in a 1000 mL glass flask equipped with a thermometer, charging / distilling outlet and stirrer 16 g and 0.16 g of paratoluenesulfonic acid as a catalyst were added and reacted at a reaction temperature of 110 ° C. for 4 hours. Meanwhile, the methanol produced was distilled off. Thereafter, 112 g of propylene glycol monomethyl ether and 59.4 g (0.353 mol) of 2,6-dimethylol-p-cresol were added and reacted at a reaction temperature of 110 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to 90 ° C., 0.16 g of triethylamine and 319 g of ion-exchanged water were added, stirred and allowed to stand. The pH of the separated water separated by allowing to stand was adjusted to 5.5 to 7.0, and the separated water was removed. This operation was performed 4 times. Thereafter, the temperature was raised to 150 ° C. and dehydrated, and then distilled under reduced pressure at 30 torr for 1 hour to remove moisture and the like, and 202 g of novolak resin was obtained.
〔比較例6〕
温度計、仕込・留出口および攪拌機を備えた容量1000mLのガラス製フラスコに、m−クレゾール 80g(0.740モル)、p−クレゾール 120g(1.110モル)、42%ホルマリン 81.3g(1.137モル)、及び触媒の蓚酸 0.8gを入れ、反応温度100℃で10時間反応を行った。その後、180℃まで昇温して脱水し、次いで30torrで2時間減圧蒸留を行い、ノボラック樹脂 150gを得た。
[Comparative Example 6]
In a 1000 mL glass flask equipped with a thermometer, a charging / distilling outlet and a stirrer, 80 g (0.740 mol) of m-cresol, 120 g (1.110 mol) of p-cresol, 81.3 g of 42% formalin (1 .137 mol) and 0.8 g of oxalic acid as a catalyst were added and reacted at a reaction temperature of 100 ° C. for 10 hours. Thereafter, the temperature was raised to 180 ° C. for dehydration, and then vacuum distillation was performed at 30 torr for 2 hours to obtain 150 g of a novolak resin.
〔比較例7〕
温度計、仕込・留出口および攪拌機を備えた容量1000mLのガラス製フラスコに、m−クレゾール 100g(0.925モル)、50%グルタルアルデヒド水溶液 42.6g(0.213モル)、及び触媒のパラトルエンスルホン酸 0.2gを入れ、反応温度96℃で20時間反応を行った。反応終了後、90℃まで冷却してトリエチルアミン 0.2g、イオン交換水 100gを添加して攪拌、静置した。静置することにより分離した水層のpHを5.5〜7.0となるように調整して、分離水を除去した。この操作を2回行った。その後、185℃まで昇温して脱水し、次いで30torrで2時間減圧蒸留を行い、ノボラック樹脂 82gを得た。
[Comparative Example 7]
In a 1000 mL glass flask equipped with a thermometer, charging / distilling outlet and stirrer, m-cresol 100 g (0.925 mol), 50% glutaraldehyde aqueous solution 42.6 g (0.213 mol), and catalyst paraffin Toluenesulfonic acid 0.2g was added and reacted at a reaction temperature of 96 ° C. for 20 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to 90 ° C., 0.2 g of triethylamine and 100 g of ion-exchanged water were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The pH of the aqueous layer separated by allowing to stand was adjusted to 5.5 to 7.0, and the separated water was removed. This operation was performed twice. Thereafter, the temperature was raised to 185 ° C. to dehydrate, and then vacuum distillation was performed at 30 torr for 2 hours to obtain 82 g of a novolak resin.
〔比較例8〕
温度計、仕込・留出口および攪拌機を備えた容量1000mLのガラス製フラスコに、m−クレゾール 100g(0.93モル)、42%ホルマリン 47.0g(0.67モル)、及び触媒のパラトルエンスルホン酸 0.1gを三つ口フラスコに入れ、反応温度100℃で4時間反応を行った。その後、4,4−BMMB 18.0g(0.07モル)を入れ、反応温度140℃で4時間反応を行った。反応終了後、90℃まで冷却してトリエチルアミン 0.3g、イオン交換水 100gを添加して攪拌、静置した。静置することにより分離した分離水のpHを5.5〜7.0となるように調整し、分離水を除去した。この操作を2回行った。その後、185℃まで昇温して脱水した後、30torrで2時間減圧蒸留を行い、ノボラック樹脂110gを得た。
[Comparative Example 8]
In a 1000 mL glass flask equipped with a thermometer, a charging / distilling outlet, and a stirrer, 100 g (0.93 mol) of m-cresol, 47.0 g (0.67 mol) of 42% formalin, and paratoluenesulfone as a catalyst The acid 0.1g was put into the three necked flask, and reaction was performed at the reaction temperature of 100 degreeC for 4 hours. Thereafter, 18.0 g (0.07 mol) of 4,4-BMMB was added, and the reaction was performed at a reaction temperature of 140 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to 90 ° C., 0.3 g of triethylamine and 100 g of ion-exchanged water were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The pH of the separated water separated by allowing to stand was adjusted to 5.5 to 7.0, and the separated water was removed. This operation was performed twice. Then, after heating up to 185 degreeC and dehydrating, it distilled under reduced pressure at 30 torr for 2 hours, and obtained 110 g of novolak resins.
〔比較例9〕
温度計、仕込・留出口および攪拌機を備えた容量1000mLのガラス製フラスコに、フェノール 169.2g(1.8モル)、レゾルシン 22g(0.2モル)、4、4’−BMMB 312.3g(1.29モル)、及び触媒の50質量%硫酸 0.15gを入れ、窒素気流下、反応温度120〜135℃で3.5時間、更に反応温度165℃で3時間反応を行った。反応終了後、95℃まで冷却した。冷却後、イオン交換水 100gを添加して攪拌、静置した。静置することにより分離した水層のpHを5.5〜7.0となるように調整して、分離水を除去した。この操作を2回行った。その後、185℃まで昇温して脱水し、次いで30torrで2時間減圧蒸留を行い、ノボラック樹脂 144gを得た。
[Comparative Example 9]
In a glass flask having a capacity of 1000 mL equipped with a thermometer, a charging / distilling outlet and a stirrer, 169.2 g (1.8 mol) of phenol, 22 g (0.2 mol) of resorcin, 312.3 g of 4,4′-BMMB ( 1.29 mol) and 0.15 g of 50% by mass sulfuric acid as a catalyst were added, and the reaction was carried out under a nitrogen stream at a reaction temperature of 120 to 135 ° C. for 3.5 hours, and further at a reaction temperature of 165 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, it was cooled to 95 ° C. After cooling, 100 g of ion-exchanged water was added and stirred and allowed to stand. The pH of the aqueous layer separated by allowing to stand was adjusted to 5.5 to 7.0, and the separated water was removed. This operation was performed twice. Thereafter, the temperature was raised to 185 ° C. for dehydration, followed by vacuum distillation at 30 torr for 2 hours to obtain 144 g of a novolak resin.
〔比較例10〕
温度計、仕込・留出口および攪拌機を備えた容量1000mLのガラス製フラスコにレゾルシン 100g(0.908モル)、4,4’−BMMB 76.69g(0.317モル)、溶媒のプロピレングリコールモノメチルエーテル 15g、及び触媒のパラトルエンスルホン酸 0.15gを入れ、反応温度110℃で4時間反応を行った。その間、生成するメタノールを留去した。その後、プロピレングリコールモノメチルエーテル 107g、及び2,6−ジメチロール−p−クレゾール 53.2g(0,317モル)を添加し、反応温度110℃で4時間反応を行った。反応終了後、90℃まで冷却してトリエチルアミン 0.15g添加し、イオン交換水 306gを添加して攪拌し、静置した。静置することにより分離した分離水のpHを5.5〜7.0となるように調整し、分離水を除去した。この操作を4回行った。その後、150℃まで昇温して脱水した後、30torrで1時間減圧蒸留を行って水分などを除去し、ノボラック樹脂 187gを得た。
[Comparative Example 10]
Resorcinol 100 g (0.908 mol), 4,4′-BMMB 76.69 g (0.317 mol), propylene glycol monomethyl ether as a solvent in a 1000 mL glass flask equipped with a thermometer, charging / distilling outlet and stirrer 15 g and 0.15 g of paratoluenesulfonic acid as a catalyst were added, and the reaction was performed at a reaction temperature of 110 ° C. for 4 hours. Meanwhile, the methanol produced was distilled off. Thereafter, 107 g of propylene glycol monomethyl ether and 53.2 g (0,317 mol) of 2,6-dimethylol-p-cresol were added and reacted at a reaction temperature of 110 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to 90 ° C., 0.15 g of triethylamine was added, 306 g of ion-exchanged water was added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The pH of the separated water separated by allowing to stand was adjusted to 5.5 to 7.0, and the separated water was removed. This operation was performed 4 times. Thereafter, the temperature was raised to 150 ° C. and dehydration was performed, followed by distillation under reduced pressure at 30 torr for 1 hour to remove moisture and the like to obtain 187 g of a novolac resin.
ノボラック樹脂の分析方法とその物性の評価方法は以下の通りである。
≪重量平均分子量(GPC測定方法)≫
型式 : HLC−8220 東ソー(株)製
カラム : TSK−GEL Hタイプ G2000H×L 4本
G3000H×L 1本
G4000H×L 1本
測定条件: カラム圧力 13.5MPa
溶離液 : テトラヒドロフラン(THF)フローレート 1ml/min
温度 : 40℃
検出器 : スペクトロフォトメーター(UV−8020)RANGE 2.56
WAVE LENGTH : 254nm とRI
インジェクション量 : 100μmL
試料濃度 : 5mg/mL
The analysis method of novolak resin and the evaluation method of its physical properties are as follows.
≪Weight average molecular weight (GPC measurement method) ≫
Model: HLC-8220 Tosoh Co., Ltd. Column: TSK-GEL H type G2000H × L 4
1 G3000H x L
One G4000H × L Measurement condition: Column pressure 13.5 MPa
Eluent: Tetrahydrofuran (THF) flow rate 1 ml / min
Temperature: 40 ° C
Detector: Spectrophotometer (UV-8020) RANGE 2.56
WAVE LENGTH: 254nm and RI
Injection volume: 100 μmL
Sample concentration: 5 mg / mL
≪ノボラック樹脂のアルカリ溶解速度の評価方法≫
ノボラック樹脂3gをPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)9gに溶解し、樹脂溶液を調合した。これらを0.2ミクロンメンブレンフィルターで濾過した。これを4インチシリコンウェハー上に約1.5μmの厚みになるようにスピンコーターで塗布し、110℃で60秒間ホットプレート上で乾燥させた。次いで現像液(1.60%テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液)を用い、完全に膜が消失するまでの時間を計測した。初期膜厚を溶解するまでの時間で割った値を溶解速度とした。
≪Method for evaluating alkali dissolution rate of novolak resin≫
3 g of novolak resin was dissolved in 9 g of PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate) to prepare a resin solution. These were filtered through a 0.2 micron membrane filter. This was coated on a 4 inch silicon wafer with a spin coater to a thickness of about 1.5 μm, and dried on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds. Next, using a developing solution (1.60% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution), the time until the film completely disappeared was measured. The value obtained by dividing the initial film thickness by the time until dissolution was taken as the dissolution rate.
フォトレジスト組成物(感光性組成物)の調製方法、得られた組成物の感光剤溶解性、塗布性、柔軟性、残膜率(%)、及び解像度の評価方法は以下のとおりである。
≪フォトレジスト組成物の調製≫
ノボラック樹脂10gとナフトキノン1,2−ジアジド−5−スルホン酸の2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンエステル2.5gとをPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)37.5gに溶解し、フォトレジスト組成物とした。
A method for preparing a photoresist composition (photosensitive composition), a method for evaluating the photosensitizer solubility, coatability, flexibility, remaining film ratio (%), and resolution of the obtained composition are as follows.
<< Preparation of photoresist composition >>
10 g of novolak resin and 2.5 g of 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone ester of naphthoquinone 1,2-diazide-5-sulfonic acid are dissolved in 37.5 g of PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate) A resist composition was obtained.
≪フォトレジスト組成物柔軟性評価≫
得られたノボラック樹脂をPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)に溶解し、樹脂溶液を調合した。これらを0.2ミクロンメンブレンフィルターで濾過した。これを厚さ50μmのポリイミドフィルム上に約5.0μmの厚みになるように塗布し、110℃で90秒間ホットプレート上で乾燥させた。
乾燥後、レジスト表面の状態を観察しハジキの有無で塗布性を評価した。
次いで、現像液(2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液)を用い、60秒間浸漬した。リンス、乾燥させた後、180度に折り曲げて、折り曲げ箇所の状態を下記基準で目視及び顕微鏡(1000倍)により観察し評価した。
○:顕微鏡観察でレジスト膜にヒビ割れはない
△:目視観察ではレジスト膜にヒビ割れはないが、顕微鏡観察ではレジスト膜にヒビ割れがある(柔軟性を有するフォトレジスト組成物として実用化は困難)
×:目視観察でレジスト膜にヒビ割れがある
≪Photoresist composition flexibility evaluation≫
The obtained novolak resin was dissolved in PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate) to prepare a resin solution. These were filtered through a 0.2 micron membrane filter. This was applied on a polyimide film having a thickness of 50 μm so as to have a thickness of about 5.0 μm, and dried on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds.
After drying, the state of the resist surface was observed, and the applicability was evaluated by the presence or absence of cissing.
Subsequently, it was immersed for 60 seconds using the developing solution (2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution). After rinsing and drying, bending was performed at 180 degrees, and the state of the bent portion was observed and evaluated visually and under a microscope (1000 times) according to the following criteria.
○: There is no crack in the resist film by microscopic observation. Δ: There is no crack in the resist film by visual observation, but there is crack in the resist film by microscopic observation (it is difficult to put it into practical use as a flexible photoresist composition. )
X: There is a crack in the resist film by visual observation.
≪フォトレジスト組成物の感度、残膜率、解像度の評価方法≫
前記フォトレジスト組成物を0.2ミクロンメンブレンフィルターで濾過し、これを4インチシリコンウェハー上にスピンコーターで塗布し、110℃、60秒間ホットプレート上で乾燥させて、厚みが15000Åの塗膜を形成した。その後、縮小投影露光装置を用い、露光時間を段階的に変えて最適な露光量を確認したうえで、最適な露光量になるように露光した。次いで現像液(2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液)を用い、60秒間現像し、リンス、乾燥を行なった。
≪Method for evaluating sensitivity, remaining film ratio, and resolution of photoresist composition≫
The photoresist composition is filtered through a 0.2 micron membrane filter, which is coated on a 4 inch silicon wafer with a spin coater and dried on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds to form a coating film having a thickness of 15000 mm. Formed. Thereafter, using a reduced projection exposure apparatus, the exposure time was changed stepwise to confirm the optimum exposure amount, and then exposure was performed so that the optimum exposure amount was obtained. Next, using a developer (2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution), development was performed for 60 seconds, followed by rinsing and drying.
感度
感度は、走査型電子顕微鏡により、得たれたパターンのパターン形状を観察することにより、以下の基準で評価を行なった。
AA:3mJ/cm2未満で画像が形成出来る。
A:5mJ/cm2未満で画像が形成出来る。
B:5〜60mJ/cm2で画像が形成出来る。
The sensitivity was evaluated based on the following criteria by observing the pattern shape of the obtained pattern with a scanning electron microscope.
AA: An image can be formed at less than 3 mJ / cm 2 .
A: An image can be formed at less than 5 mJ / cm 2 .
B: An image can be formed at 5 to 60 mJ / cm 2 .
残膜率
未露光部の残膜厚から残膜率を求めた。残膜率とは、現像後の感光性樹脂の膜厚と現像前の感光性樹脂の膜厚の比であり、下記式により表される値である。
The remaining film ratio was determined from the remaining film thickness of the unexposed portion of the remaining film ratio. The remaining film ratio is a ratio between the film thickness of the photosensitive resin after development and the film thickness of the photosensitive resin before development, and is a value represented by the following formula.
解像度
また、解像度は、テストチャートマスクを用い、下記基準で評価した。
◎:4μライン&スペースが解像できる。
○:5μライン&スペースが解像できる。
×:5μライン&スペースが解像できない。
Resolution The resolution was evaluated according to the following criteria using a test chart mask.
A: 4 μ line & space can be resolved.
○: 5μ line & space can be resolved.
X: 5 μ line & space cannot be resolved.
実施例3〜6、及び比較例6〜10で得られたノボラック樹脂について、それぞれの化学組成、モル比、樹脂としての分析評価結果、フォトレジスト組成物としての評価結果を、下記の表4〜5にまとめて示した。 For the novolak resins obtained in Examples 3 to 6 and Comparative Examples 6 to 10, the chemical compositions, molar ratios, analysis evaluation results as resins, and evaluation results as photoresist compositions are shown in Tables 4 to 4 below. The results are summarized in FIG.
実施例3〜6のノボラック樹脂は柔軟性が改良されていた。一方、従来の一般的なノボラック型フェノール樹脂である比較例6では柔軟性がなかった。特許文献2のノボラック型フェノール樹脂に相当する比較例9のノボラック樹脂は、柔軟性が改良されているが更に改良の余地があった。実施例3〜6のノボラック樹脂は、フォトレジスト組成物としての評価においても、比較例6〜10で得られたノボラック型フェノール樹脂を用いて調製したフォトレジスト組成物に比べ、柔軟性に加え、残膜率や解像度の性能をバランスよく満足した。特に、実施例3で得られたノボラック樹脂は、重量平均分子量が6000〜12000の特に好ましい範囲にあるために、それを用いて調製したフォトレジスト組成物の柔軟性と解像度とが良好であると共に、残膜率が特に良好であるなど、フォトレジストとしての特性が極めて優れていた。 The novolak resins of Examples 3 to 6 had improved flexibility. On the other hand, Comparative Example 6 which is a conventional general novolac type phenolic resin was not flexible. The novolak resin of Comparative Example 9 corresponding to the novolak-type phenol resin of Patent Document 2 has improved flexibility but has room for further improvement. In the evaluation as a photoresist composition, the novolak resins of Examples 3 to 6 are in addition to flexibility compared to the photoresist compositions prepared using the novolak type phenol resins obtained in Comparative Examples 6 to 10, We were satisfied with the balance of the remaining film rate and resolution performance. In particular, since the novolak resin obtained in Example 3 has a weight average molecular weight in a particularly preferable range of 6000 to 12000, the flexibility and resolution of a photoresist composition prepared using the resin are good. The characteristics as a photoresist were extremely excellent, such as a particularly good residual film ratio.
本発明によって、柔軟性、耐熱性、溶解性などが良好なノボラック樹脂(ノボラック型フェノール樹脂)を得ることができる。このノボラック樹脂は、その特性を利用して、エポキシ化ノボラック樹脂の原料として好適に使用することができる。また、このノボラック樹脂或いはエポキシ化ノボラックを用いて、耐熱性や溶解性に優れるエポキシ樹脂組成物、該組成物からなる硬化物、及び該組成物によってマトリックス樹脂が形成された積層板を好適に得ることができる。更に、アルカリ可溶性樹脂として採用することによって柔軟性が改良されたフォトレジスト組成物を好適に得ることができる。 According to the present invention, a novolac resin (novolak-type phenol resin) having good flexibility, heat resistance, solubility and the like can be obtained. This novolak resin can be suitably used as a raw material for the epoxidized novolac resin by utilizing its characteristics. Further, by using this novolac resin or epoxidized novolac, an epoxy resin composition excellent in heat resistance and solubility, a cured product comprising the composition, and a laminate in which a matrix resin is formed by the composition are suitably obtained. be able to. Furthermore, a photoresist composition with improved flexibility can be suitably obtained by adopting it as an alkali-soluble resin.
Claims (2)
(ここで、一般式(1)において、Aはそれぞれ独立に下記一般式(2−1)又は一般式(2−2)で表される1価又は2価の基からなり、Bはそれぞれ独立に下記一般式(3−1)又は一般式(3−2)で表される2価の基からなり、nは0〜100の整数であり、
樹脂中に含まれる一般式(2−1)と一般式(2−2)との割合[一般式(2−1)/一般式(2−2)]が10/90〜90/10であり、一般式(3−1)と一般式(3−2)との割合[一般式(3−1)/一般式(3−2)]が10/90〜90/10である。)
(ここで、qはそれぞれ独立に2〜3の整数を表す。)
(ここで、R1はそれぞれ独立に炭素数が1〜6のアルキル基を表し、pはそれぞれ独立に1〜3の整数を表す。)
(Here, in the general formula (1), A is independently composed of a monovalent or divalent group represented by the following general formula (2-1) or general formula (2-2), and B is independently Consisting of a divalent group represented by the following general formula (3-1) or general formula (3-2), n is an integer of 0 to 100,
Ratio [general formula (2-1) / general formula (2-2)] of general formula (2-1) and general formula (2-2) contained in the resin is 10/90 to 90/10 The ratio of the general formula (3-1) to the general formula (3-2) [general formula (3-1) / general formula (3-2)] is 10/90 to 90/10. )
(Here, q independently represents an integer of 2 to 3.)
(Here, R1 independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and p independently represents an integer of 1 to 3).
(ここで、qは2〜3の整数を表す。)
(ここで、R1は炭素数が1〜6のアルキル基を表し、pは1〜3の整数を表す。)
(ここで、Yはハロゲン原子、アルコキシ基、又は水酸基を表す。) A method for producing a novolak resin, comprising subjecting phenols represented by the following general formulas (4) and (5) to a condensation reaction between a compound represented by the following general formula (6) and formaldehyde.
(Here, q represents an integer of 2 to 3.)
(Here, R1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and p represents an integer of 1 to 3).
(Here, Y represents a halogen atom, an alkoxy group, or a hydroxyl group.)
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