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JPH01291240A - Positive type photoresist material containing novel photosensitive agent - Google Patents

Positive type photoresist material containing novel photosensitive agent

Info

Publication number
JPH01291240A
JPH01291240A JP11930588A JP11930588A JPH01291240A JP H01291240 A JPH01291240 A JP H01291240A JP 11930588 A JP11930588 A JP 11930588A JP 11930588 A JP11930588 A JP 11930588A JP H01291240 A JPH01291240 A JP H01291240A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoresist material
group
resolution
heat resistance
sulfonyl group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11930588A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Tsutsumi
堤 義高
Teruhisa Kamimura
上村 輝久
Masazumi Hasegawa
正積 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Priority to JP11930588A priority Critical patent/JPH01291240A/en
Publication of JPH01291240A publication Critical patent/JPH01291240A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/022Quinonediazides

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the resolution and the process stability of the title material, without injuring the sensitivity and the heat resistance of the photoresist material by incorporating a 1,2-quinone diazide compd. composed of a specified compd. in the photoresist material. CONSTITUTION:The 1,2-quinone diazide compd. shown by formula I and an alkali soluble resin are incorporated in the photoresist material. In the formula, R is 1-4 C alkylene group, Ra and Rb are the same or the different with each other, and are each H, OH, 1-4 C alkyl group or halogen atom, D is 1,2-naphthoquinone diazide-4-sulfonyl group, 1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonyl group or 1,2-benzoquinone diazide-4-sulfonyl group, (m) and (n) are each an integer of 0-5, (m+n)>=1. Thus, the excellent performances of the photoresist material such as the sensitivity, the resolution, the heat resistance and a pattern shape of the photoresist, are obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野コ 本発明は、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の放射線
に感応するレジスト材として用いることのできるアルカ
リ可溶性樹脂及び新規1,2−キノンジアジド化合物か
らなるポジ型フォトレジスト材料及びパターン形成方法
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to an alkali-soluble resin that can be used as a resist material sensitive to radiation such as ultraviolet rays, deep ultraviolet rays, electron beams, and X-rays, and a novel 1,2- The present invention relates to a positive photoresist material comprising a quinonediazide compound and a pattern forming method.

[従来の技術] 近年、半導体集積回路の高密度化、高集積化が進み、集
積度4Mビット以上の時代となり、サブミクロンルール
、さらにはそれ以下のパターン形成が必要になっている
[Prior Art] In recent years, the density and integration of semiconductor integrated circuits have progressed, and we have entered an era where the degree of integration is 4 Mbits or more, and pattern formation of submicron rules or even smaller ones has become necessary.

ポジ型フォトレジストはアルカリ可溶性ノボラツク樹脂
とアルカリ溶解阻止剤として機能する1゜2−キノンジ
アジド化合物とからなる。
The positive photoresist consists of an alkali-soluble novolac resin and a 1.degree. 2-quinonediazide compound which functions as an alkali dissolution inhibitor.

放射線照射部は、1,2−キノンジアジド化合物がカル
ベンを経由してケテンになり、系内外の水分と反応して
インデンカルボン酸が生成し、アルカリ水溶液に容易に
溶解するようになる。一方、未照射部はアルカリ現像液
に溶解しに<<、膨潤もほとんどなく、高残膜率を保持
する。その結果、高解像性のレジストパターンが得られ
る。従来の環化ポリイソプレン系ネガ型レジストは現像
時における皮膜の膨潤のために解像性に限界があり、最
近はポジ型レジストが主として使用されている。
In the radiation irradiated part, the 1,2-quinonediazide compound becomes ketene via carbene, reacts with moisture inside and outside the system to produce indene carboxylic acid, and becomes easily dissolved in the alkaline aqueous solution. On the other hand, the unirradiated area is dissolved in an alkaline developer, hardly swells, and maintains a high residual film ratio. As a result, a high resolution resist pattern is obtained. Conventional cyclized polyisoprene-based negative resists have limited resolution due to swelling of the film during development, and recently positive resists have been mainly used.

ところで、ますます厳しい要求に応えるために、ポジ型
フォトレジストにおいても種々の改良が試みられており
、樹脂、感光剤、現像液及び添加剤に至るまで、幅広く
、詳細な検討が行われている。
By the way, in order to meet increasingly stringent requirements, various improvements are being attempted in positive photoresists, and a wide range of detailed studies are being conducted on everything from resins, photosensitizers, developers, and additives. .

特に、高感度、高解像度、パターンプロファイルの矩形
性、高ドライエツチング耐性、高耐熱性、プロセス安定
性が強く望まれており、改良の目標になっている。
In particular, high sensitivity, high resolution, rectangularity of pattern profile, high dry etching resistance, high heat resistance, and process stability are strongly desired and are the goals of improvement.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、感度と解像度、感度と耐熱性及び感度、
解像度、耐熱性とプロセス安定性とは相反する傾向にあ
る。例えば、樹脂の高分子量化は耐熱性を高めるが、感
度、解像度及びプロセス安定性を低下させる。耐熱性を
向上させるための共重合を行うと、プロセス安定性が低
下する。また、感光剤量を増加すると解像度は良好にな
るが、感度は低下する。このように、相反する特性が多
いため、他の諸特性を低下させずに高性能化を達成する
のは極めて困難であった。
[Problem to be solved by the invention] However, sensitivity and resolution, sensitivity and heat resistance, and sensitivity,
Resolution, heat resistance and process stability tend to contradict each other. For example, increasing the molecular weight of the resin increases heat resistance, but reduces sensitivity, resolution, and process stability. When copolymerization is performed to improve heat resistance, process stability decreases. Furthermore, when the amount of photosensitizer is increased, the resolution improves, but the sensitivity decreases. As described above, since there are many contradictory properties, it has been extremely difficult to achieve high performance without degrading other properties.

また、露光源として、例えば紫外線の場合、その波長は
g線からi線へと短波長に移行しつつある。g線あるい
はi線で使用できるレジストは種々開発されつつあるが
、その両者で使用可能なレジストはいまだ開発されてい
ない状況にある。
Furthermore, in the case of ultraviolet light as an exposure source, for example, its wavelength is shifting from g-line to i-line. Various resists that can be used with g-line or i-line are being developed, but a resist that can be used with both has not yet been developed.

[課題を解決するための手段] 本発明者らは、このような背景をもとに鋭意研究を重ね
た結果、ピペラジン環を含む化合物が有効であることを
見い出した。つまり、本発明の新規な化合物(1)から
なる1、2−キノンジアジド化合物を用いることによっ
て、感度、耐熱性を損なうことなく、解像度、プロセス
安定性が向上し、かつg線及びi線に使用できるフォト
レジストになることを見い出し、本発明を完成するに至
った。
[Means for Solving the Problems] As a result of extensive research based on this background, the present inventors discovered that a compound containing a piperazine ring is effective. In other words, by using the 1,2-quinonediazide compound consisting of the novel compound (1) of the present invention, resolution and process stability can be improved without impairing sensitivity and heat resistance, and it can be used for g-line and i-line. The present inventors have discovered that this photoresist can be used as a photoresist, and have completed the present invention.

即ち、一般式(I)、 (但し、Rは炭素数1〜4のアルキレン基を示し、R,
、R,は同一または異なるH、OH,炭素数1〜4のア
ルキル基、ハロゲン原子を示す。Dは1.2−ナフトキ
ノンジアジド−4−スルホニル基、1,2−ナフトキノ
ンジアジド−5−スルホニル基、1,2−ベンゾキノン
ジアジド−4−スルホニル基を示す。m、nはそれぞれ
0〜5の整数を示し、m+nは1以上である。)で表わ
される新規1.2−キノンジアジド化合物及びアルカリ
可溶性樹脂からなるポジ型フォトレジスト材料及びパタ
ーン形成方法を提供するものである。
That is, general formula (I), (wherein R represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, R,
, R, represent the same or different H, OH, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a halogen atom. D represents a 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl group, a 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group, or a 1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonyl group. m and n each represent an integer of 0 to 5, and m+n is 1 or more. ) A positive photoresist material comprising a novel 1,2-quinonediazide compound represented by the following formula and an alkali-soluble resin, and a pattern forming method are provided.

なお、一般式(I)におけるRのアルキレン基としては
、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基
等を挙げることができる。また、R1、R1のアルキル
基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基等を、ハロゲンとしては、塩素、フッ素、臭素等を挙
げることができる。
In addition, as an alkylene group of R in general formula (I), a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, etc. can be mentioned. Further, examples of the alkyl group of R1 and R1 include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, etc., and examples of the halogen include chlorine, fluorine, bromine, etc.

本発明における一般式(I)で示される新規1゜2−キ
ノンジアジド化合物は、下記一般式(n)、(但し、R
は炭素数1〜4のアルキレン基を示し、R,、R,は同
一または異なるH1炭素数1〜4のアルキル基、ハロゲ
ン原子を示す。mSnはそれぞれ0〜5の整数を示し、
m+nは1以上である。)で表わされる化合物の水酸基
を1,2−ナフ)・キノンジアジド−4〜スルホニルク
ロライド、1.2−ナフトキノンジアジド−5−スルホ
ニルクロライド、1,2−ベンゾキノンジアジド−4−
スルホニルクロライドにて、全てをあるいは一部をエス
テル化することによって合成できる。
The novel 1°2-quinonediazide compound represented by the general formula (I) in the present invention has the following general formula (n), (where R
represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and R,, R, represents the same or different H1 alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a halogen atom. mSn each represents an integer from 0 to 5,
m+n is 1 or more. ) 1,2-naph)・quinonediazide-4-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride, 1,2-benzoquinonediazide-4-
It can be synthesized by esterifying all or part of it with sulfonyl chloride.

一般式(II)の合成方法については特に限定はないか
、例えば以下の方法で合成できる。ポリヒドロキシ塩化
ベンゾイルとアミノアルキルピペラジンとを反応するか
あるいはポリヒドロキシ安息香酸とアミノアルキルピペ
ラジンとを無水酢酸中で還流下にて反応することによっ
て合成できる。
There are no particular limitations on the method of synthesizing general formula (II); for example, it can be synthesized by the following method. It can be synthesized by reacting polyhydroxybenzoyl chloride and aminoalkylpiperazine or by reacting polyhydroxybenzoic acid and aminoalkylpiperazine in acetic anhydride under reflux.

その後、再結晶あるいはカラム分離を行うことによって
精製できる。
Thereafter, it can be purified by recrystallization or column separation.

また、一般式(I[)とスルホニルクロライドとのエス
テル化は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ア
ルカリ、トリエチルアミン、ピリジン等の塩基存在下で
、スルホニルクロライドの必要な当量性を反応させるこ
とにより合成できる。
Esterification of general formula (I[) with sulfonyl chloride can be carried out by reacting the necessary equivalence of sulfonyl chloride in the presence of a base such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, alkali carbonate, triethylamine, or pyridine. Can be synthesized.

本発明のアルカリ可溶性樹脂としては、本発明の1,2
−キノンジアジド化合物と均一に溶解する樹脂であれば
、特に限定はないが、例えば、以下を挙げることができ
る。フェノール、クレゾール等のノボラック樹脂、ポリ
ビニルフェノールあるいはその共重合体またはスチレン
−無水マレイン酸共重合体あるいはそのハーフエステル
等のカルボン酸を含む重合体か例示できる。特に、ノボ
ラック樹脂は好ましく、以下の方法にて合成できる。相
当する単量体とホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒ
ド、アセトアルデヒド等のアルデヒド類をギ酸、蓚酸、
酢酸、塩酸、硝酸、硫酸、ルイス酸等の酸性触媒の存在
下で、公知の方法に従って重縮合することによって合成
できる。樹脂の重量平均分子量は2000〜30’00
0(ポリスチレン換算)が好ましい。この範囲内が感度
、解像度、耐熱性、プロセス安定性に優れている。
The alkali-soluble resin of the present invention includes 1 and 2 of the present invention.
- There is no particular limitation as long as the resin dissolves uniformly in the quinonediazide compound, but examples include the following. Examples include novolac resins such as phenol and cresol, polyvinylphenol or copolymers thereof, and polymers containing carboxylic acids such as styrene-maleic anhydride copolymers or half esters thereof. Particularly preferred is a novolac resin, which can be synthesized by the following method. The corresponding monomer and aldehydes such as formaldehyde, paraformaldehyde, and acetaldehyde are combined with formic acid, oxalic acid,
It can be synthesized by polycondensation according to a known method in the presence of an acidic catalyst such as acetic acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, or Lewis acid. The weight average molecular weight of the resin is 2000 to 30'00
0 (polystyrene equivalent) is preferable. Within this range, sensitivity, resolution, heat resistance, and process stability are excellent.

また、本発明に用いることができるノボラック樹脂に使
用される単量体としては、例えば、以下のフェノール類
から単独あるいは2種以上混合して用いることができる
。フェノール類としては、フェノール、0−クレゾール
、m−クレゾール、p−クレゾール、0−エチルフェノ
ール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノール、
o−n−ブチルフェノール、m−n−ブチルフェノール
、p−n−ブチルフェノール、o−t−ブチルフェノー
ル、m−t−ブチルフェノール、p−t−ブチルフェノ
ール、0−メトキシフェノール、m−メトキシフェノー
ル、p−メトキシフェノール、0−フルオロフェノール
、m−フルオロフェノール、p−フルオロフェノール、
0−クロロフェノール、m−クロロフェノール、p−ク
ロロフェノール、0−ニトロフェノール、m−二トロフ
ェノール、p−二トロフェノール、2,4−キシレノー
ル、2.5−キシレノール、3,4−キシレノール、3
,5−キシレノール等を挙げることができる。また、必
要に応じて、フェノールの水酸基をスルホン酸あるいは
カルボン酸エステルで置換してもよい。エステル化成分
としては、メチル、エチル、プロピル等のアルキル基あ
るいはフェニル、トリル、安息香酸、ナフチル、ベンジ
ル、クミル、フェネチル等の芳香族環等が挙げられる。
Further, as monomers used in the novolac resin that can be used in the present invention, for example, the following phenols can be used alone or in a mixture of two or more. Phenols include phenol, 0-cresol, m-cresol, p-cresol, 0-ethylphenol, m-ethylphenol, p-ethylphenol,
o-n-butylphenol, m-n-butylphenol, p-n-butylphenol, o-t-butylphenol, m-t-butylphenol, p-t-butylphenol, 0-methoxyphenol, m-methoxyphenol, p-methoxyphenol , 0-fluorophenol, m-fluorophenol, p-fluorophenol,
0-chlorophenol, m-chlorophenol, p-chlorophenol, 0-nitrophenol, m-nitrophenol, p-nitrophenol, 2,4-xylenol, 2.5-xylenol, 3,4-xylenol, 3
, 5-xylenol and the like. Furthermore, if necessary, the hydroxyl group of the phenol may be substituted with a sulfonic acid or a carboxylic acid ester. Examples of the esterification component include alkyl groups such as methyl, ethyl, and propyl, and aromatic rings such as phenyl, tolyl, benzoic acid, naphthyl, benzyl, cumyl, and phenethyl.

本発明の新規1,2−キノンジアジド化合物は、アルカ
リ可溶性樹脂100重量部に対して、20〜50重量部
が好ましい。この範囲内においては、露光部と未露光部
の現像液に対する溶解度差が十分にとれ、感度、解像度
の優れたパターンが得られる。
The amount of the novel 1,2-quinonediazide compound of the present invention is preferably 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the alkali-soluble resin. Within this range, a sufficient difference in solubility in the developer between exposed and unexposed areas can be obtained, and a pattern with excellent sensitivity and resolution can be obtained.

本発明のポジ型フォトレジスト材料は、アルカリ可溶性
樹脂及び1.2−キノンジアジド化合物を固形分が20
〜40重量部になるように適当な溶剤に溶解して得られ
る。溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノア
ルキルエーテル及びそのアセテート類、プロピレングリ
コールモノアルキルエーテル及びそのアセテート類、ジ
エチレングリコールジアルキルエーテル類、メチルエチ
ルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル
、酢酸ブチル等の酢酸エステル類、+−ルエン、キシレ
ン等の芳香族炭化水素類、ジメチルアセトアミド、ジメ
チルホルムアミド等が挙げられる。
The positive photoresist material of the present invention contains an alkali-soluble resin and a 1,2-quinonediazide compound at a solid content of 20%.
It is obtained by dissolving it in an appropriate solvent so that the amount becomes 40 parts by weight. Examples of the solvent include ethylene glycol monoalkyl ether and its acetates, propylene glycol monoalkyl ether and its acetates, diethylene glycol dialkyl ethers, ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, acetic acid esters such as ethyl acetate and butyl acetate, +-Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, dimethylacetamide, dimethylformamide, and the like.

これらの溶剤は単独あるいは2種以上混合して用いるこ
とができる。また、本発明以外の他の感光剤を併用する
こともできる。さらに、必要に応じて、塗布性を改良す
るために、ノニオン系、フッ素系、シリコン系等の界面
活性剤を添加することができ、他の増感剤、着色剤、安
定剤等、相溶性のある添加物も配合することができる。
These solvents can be used alone or in combination of two or more. Moreover, other photosensitizers other than those of the present invention can also be used in combination. Furthermore, if necessary, nonionic, fluorine-based, silicone-based surfactants can be added to improve coating properties, and other sensitizers, colorants, stabilizers, etc. Certain additives may also be included.

[作用コ 本発明のアルカリ可溶性樹脂及び新規1,2−キノンジ
アジド化合物からなるポジ型フォトレジスト制料は、紫
外線、遠紫外線、電子線、X線等によるレジストパター
ン形成のために用いることができ、感度、解像度、耐熱
性及びプロセス安定性に優れている。
[Function] The positive photoresist composition comprising the alkali-soluble resin and the new 1,2-quinonediazide compound of the present invention can be used for resist pattern formation using ultraviolet rays, deep ultraviolet rays, electron beams, X-rays, etc. Excellent sensitivity, resolution, heat resistance, and process stability.

本発明のポジ型フォトレジスト材料を用いて放射線によ
るレジストパターンを形成する際の使用法には格別の限
定はなく慣用の方法に従って行うことができる。
There are no particular limitations on how to use the positive photoresist material of the present invention to form a resist pattern using radiation, and the method can be carried out in accordance with a conventional method.

例えば、本発明のポジ型フォトレジスト溶液は、アルカ
リ可溶性樹脂、1,2−キノンジアジド化合物及び添加
物を溶剤に溶解し、0.2μmのフィルターで濾過する
ことにより調整される。レジスト溶液をシリコンウェハ
ー等の基板上にスピンコードし、プレベークすることに
よってレジスト膜が得られる。その後、縮小投影露光装
置、電子線露光装置等で露光を行い、現像することによ
ってレジストパターンを形成できる。
For example, the positive photoresist solution of the present invention is prepared by dissolving an alkali-soluble resin, a 1,2-quinonediazide compound, and additives in a solvent, and filtering the solution through a 0.2 μm filter. A resist film is obtained by spin-coding a resist solution onto a substrate such as a silicon wafer and pre-baking it. Thereafter, a resist pattern can be formed by performing exposure using a reduction projection exposure device, an electron beam exposure device, or the like, and developing.

現像液としては、−例として、テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド、コリン等の4級アンモニウム塩、アミ
ン類等の有機アルカリ水溶液あるいは水酸化ナトリウム
、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア水等の
無機アルカリ水溶液を用いることができる。塗布、プレ
ベーク、露光、現像等その他の手法は常法に従うことが
できる。
As a developer, for example, an organic alkali aqueous solution such as a quaternary ammonium salt such as tetramethylammonium hydroxide, choline, amines, or an inorganic alkali aqueous solution such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, or aqueous ammonia is used. Can be used. Other methods such as coating, pre-baking, exposure, and development can be carried out by conventional methods.

[実施例] 以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

合成例1 300mlの3ツロフラスコに、3.4−ジヒドロキシ
塩化ベンゾイル9.2g、アミノエチルピペラジン3.
8gをクロロホルム250 mlに溶解し、室温で、攪
拌させながら、トリエチルアミン5.9gのクロロホル
ム溶液501dを30分間で滴下した。その後、200
時間反応継続した。反応後、反応液を順次、飽和食塩水
、IN塩酸水溶液、飽和食、塩水にて洗浄を行い、無水
硫酸ナトリウムにて乾燥を行った。その後、濾過、溶媒
をエバポレーターにて除去し、N、N−−ビス(3゜4
−ジヒドロキシベンゾイル)アミノエチルピペラジンを
得た。化合物の精製は、カラム分離にて行った。収量は
3.4gであった。逆相クロマトグラフィーにより測定
した純度は95.6%であった。
Synthesis Example 1 In a 300 ml 3 flask, 9.2 g of 3.4-dihydroxybenzoyl chloride and 3.0 g of aminoethylpiperazine were added.
8 g of triethylamine was dissolved in 250 ml of chloroform, and a solution of 501 d of chloroform containing 5.9 g of triethylamine was added dropwise at room temperature with stirring over 30 minutes. After that, 200
The reaction continued for hours. After the reaction, the reaction solution was sequentially washed with saturated brine, IN aqueous hydrochloric acid, saturated food, and brine, and dried over anhydrous sodium sulfate. After that, filtration, the solvent was removed using an evaporator, and N,N--bis(3゜4
-dihydroxybenzoyl)aminoethylpiperazine was obtained. Purification of the compound was performed by column separation. Yield was 3.4g. Purity determined by reverse phase chromatography was 95.6%.

元素分析値は、C59,4%、N5.5%、N10.9
%を示した。
Elemental analysis values are C59.4%, N5.5%, N10.9
%showed that.

合成例2 300 malの3ツロフラスコに、N、N−−ビス(
3,4−ジヒドロキシベンゾイル)アミノエチルピペラ
ジン2.8g及び1,2−ナフトキノンジアジド−5−
スルホニルクロライド5.7gをジオキサン50gに溶
解し、室温で、攪拌させながら、トリエチルアミン2.
4gのジオキサン溶液10m1を20分間で滴下した。
Synthesis Example 2 In a 300 mal 3-tube flask, N,N--bis(
2.8 g of 3,4-dihydroxybenzoyl)aminoethylpiperazine and 1,2-naphthoquinonediazide-5-
5.7 g of sulfonyl chloride was dissolved in 50 g of dioxane, and while stirring at room temperature, triethylamine 2.
10 ml of a 4 g dioxane solution was added dropwise over 20 minutes.

その後、3時間反応を継続した。反応後、トリエチルア
ミン塩酸塩を濾過した後、濾液を多量のイオン交換水中
に注入して1,2−キノンジアジド化合物を析出させた
。これを濾過し、イオン交換水、エタノールで順次洗浄
を行った後、乾燥して粉末を得た。収量は5.9gであ
った。
Thereafter, the reaction was continued for 3 hours. After the reaction, triethylamine hydrochloride was filtered off, and the filtrate was poured into a large amount of ion-exchanged water to precipitate a 1,2-quinonediazide compound. This was filtered, washed successively with ion-exchanged water and ethanol, and then dried to obtain a powder. Yield was 5.9g.

元素分析値は、C54,4%、N3.0%、N11.8
%、N8,6%を示した。
Elemental analysis values are C54.4%, N3.0%, N11.8
%, N8.6%.

合成例3 合成例1及び2に従って、N、N=−ビス(3゜5−ジ
ヒドロキシベンゾイル)アミノエチルピペラジンの1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル(
平均3個の水酸基がエステル化)を得た。
Synthesis Example 3 According to Synthesis Examples 1 and 2, N,N=-bis(3°5-dihydroxybenzoyl)aminoethylpiperazine 1,
2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester (
An average of 3 hydroxyl groups were esterified).

合成例4 300m1の4ツロフラスコにO−クレゾール30g、
m−クレゾール55g、p−クレゾール45g、蓚酸2
水和物1.75gを添加した。窒索雰囲気下、攪拌しな
から油浴に浸し、内温か100°Cになるまて昇温した
。内温を1000Cに保持しながら、35%ホルマリン
水溶液86gを90分で滴下した。その後、10分間そ
のまま反応を継続し、ノボラック樹脂を合成した。反応
後、溶解〜沈澱を繰返し、乾燥を行うことによって、樹
脂粉末112gを得た。
Synthesis Example 4 30g of O-cresol in a 300ml 4 flask,
m-cresol 55g, p-cresol 45g, oxalic acid 2
1.75 g of hydrate was added. Under a nitrogen atmosphere, the mixture was immersed in an oil bath without stirring, and the temperature was raised to an internal temperature of 100°C. While maintaining the internal temperature at 1000C, 86 g of a 35% formalin aqueous solution was added dropwise over 90 minutes. Thereafter, the reaction was continued for 10 minutes to synthesize a novolac resin. After the reaction, 112 g of resin powder was obtained by repeating dissolution and precipitation and drying.

ノボラック樹脂の重量平均分子量は、GPCI111j
定の結果、ポリスチレン換算で、4950であった。ま
た、分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は4.7
3であった。
The weight average molecular weight of novolak resin is GPCI111j
As a result, it was 4950 in terms of polystyrene. In addition, the degree of dispersion (weight average molecular weight/number average molecular weight) is 4.7
It was 3.

実施例] 合成例2で得た1、2−キノンジアジド化合物2.25
gと合成例4で得たノボラック樹脂8g。
Example] 1,2-quinonediazide compound obtained in Synthesis Example 2 2.25
g and 8 g of the novolak resin obtained in Synthesis Example 4.

とをエチレンクリコールモノエチルエーテルアセテ−1
−24gに溶解し、0,2μmのメンブランフィルタ−
にて濾過を行い、レンズI・溶液とした。
and ethylene glycol monoethyl ether acetate-1
-Dissolved in 24g and filtered with 0.2μm membrane-
The solution was filtered to obtain Lens I solution.

レジスト溶液をスピナーを用いて、4インチシリコンウ
ェハー上に回転塗布し、90℃、30分間循環恒温槽に
てプレベータを行い、1.5μm厚のレジスト皮膜を得
た。次に縮小投影露光装置(GCA製、DSW−630
0A、N、A、=0.35)を用いて、レチクルを通し
て露光した。
The resist solution was spin-coated onto a 4-inch silicon wafer using a spinner, and prebater was performed in a circulating constant temperature bath at 90° C. for 30 minutes to obtain a resist film with a thickness of 1.5 μm. Next, a reduction projection exposure device (manufactured by GCA, DSW-630
0A,N,A,=0.35) through the reticle.

現像液として、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド
2.25重量%水溶液を用いて、25℃、1分間浸漬現
像を行った。
Immersion development was performed at 25° C. for 1 minute using a 2.25% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide as a developer.

1.0μmライン/スペースを1対1に解像する露光量
は152mJ/cm2であった。
The exposure dose for resolving 1.0 μm line/space on a one-to-one basis was 152 mJ/cm 2 .

解像度に関しては、0.7μmライン/スペースが解像
でき、矩形状のパターンであった。
Regarding the resolution, a 0.7 μm line/space could be resolved, and the pattern was rectangular.

次に、2μmライン/スペースのレジストパターンをそ
れぞれ140,145,150,155゜160.16
5,170℃の各温度で30分間、循環恒温槽中にてベ
ークを行い、パターンの変形の有無によって耐熱性を評
価した。その結果、耐熱性は155℃であった。
Next, resist patterns with 2 μm lines/spaces of 140, 145, 150, 155°160.16
Baking was performed in a circulating constant temperature bath at each temperature of 5,170° C. for 30 minutes, and heat resistance was evaluated based on the presence or absence of pattern deformation. As a result, the heat resistance was 155°C.

実施例2 縮小投影露光装置として、DSW−6300AをN、A
、−0,42のレンズを有した【線縮小投影露光装置に
換えた以外は、実施例1に従って、露光試験を行った。
Example 2 DSW-6300A is used as a reduction projection exposure apparatus.
An exposure test was carried out in accordance with Example 1, except that a linear reduction projection exposure apparatus having a lens of -0.42 was used.

その結果、1,0μmライン/スペースを1対1に解像
する露光量は175mJ/cm2であった。
As a result, the exposure amount for resolving 1.0 μm line/space one to one was 175 mJ/cm 2 .

解像度に関しては、0.5μmライン/スペースが解像
でき、矩形状のパターンであった。
Regarding the resolution, a 0.5 μm line/space could be resolved, and the pattern was rectangular.

実施例3 合成例3で得た1、2−キノンジアジド化合物を用いて
、実施例1に従って、露光試験、耐熱性試験を行った。
Example 3 Using the 1,2-quinonediazide compound obtained in Synthesis Example 3, an exposure test and a heat resistance test were conducted according to Example 1.

その結果、1.0μmライン/スペースを1対1に解像
する露光量は165 m J / c m 2であった
As a result, the exposure dose for resolving 1.0 μm line/space one-to-one was 165 mJ/cm2.

解像度に関しては、0.7μmライン/スペースか解像
でき、矩形状のパターンであった。
Regarding resolution, it was possible to resolve 0.7 μm line/space, and the pattern was rectangular.

耐熱性は155℃であった。Heat resistance was 155°C.

[発明の効果] 本発明のアルカリ可溶性樹脂及び新規1,2−キノンジ
アジド化合物からなるポジ型フォトレジスト利料は、1
,2−キノンジアジド化合物がピペラジン環を含有し、
カルボン酸アミド結合からなり、感度、解像度、耐熱性
、パターン形状に優れ、かつg線又はi線の両者の光源
に対して良好な性能を示すため、超LSI等の半導体集
積回路素子の製造に好適である。
[Effects of the Invention] The positive photoresist compound comprising the alkali-soluble resin of the present invention and the novel 1,2-quinonediazide compound has 1
, 2-quinonediazide compound contains a piperazine ring,
It is made of carboxylic acid amide bonds, has excellent sensitivity, resolution, heat resistance, and pattern shape, and exhibits good performance with both G-line and I-line light sources, so it is suitable for manufacturing semiconductor integrated circuit devices such as VLSIs. suitable.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一般式( I )、 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (但し、Rは炭素数1〜4のアルキレン基を示し、R_
a及びR_bは同一または異なるH、OH、炭素数1〜
4のアルキル基、又はハロゲン原子を示す:Dは1、2
−ナフトキノンジアジド−4−スルホニル基、1、2−
ナフトキノンジアジド−5−スルホニル基又は1、2−
ベンゾキノンジアジド−4−スルホニル基を示す:m及
びnはそれぞれ0〜5の整数を示し、m+nは1以上で
ある。)で表わされる新規1、2−キノンジアジド化合
物及びアルカリ可溶性樹脂からなるポジ型フォトレジス
ト材料。
(1) General formula (I), ▲Mathematical formula, chemical formula, table, etc.▼(I) (However, R represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and R_
a and R_b are the same or different H, OH, carbon number 1-
4 represents an alkyl group or a halogen atom: D is 1, 2
-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl group, 1,2-
naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group or 1,2-
Represents a benzoquinonediazide-4-sulfonyl group: m and n each represent an integer of 0 to 5, and m+n is 1 or more. A positive photoresist material comprising a novel 1,2-quinonediazide compound represented by ) and an alkali-soluble resin.
(2)請求項第1項のポジ型フォトレジスト材料を用い
るパターン形成方法。
(2) A pattern forming method using the positive photoresist material according to claim 1.
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