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JPH01291242A - Positive type photoresist composition containing novel photosensitive agent - Google Patents

Positive type photoresist composition containing novel photosensitive agent

Info

Publication number
JPH01291242A
JPH01291242A JP11930788A JP11930788A JPH01291242A JP H01291242 A JPH01291242 A JP H01291242A JP 11930788 A JP11930788 A JP 11930788A JP 11930788 A JP11930788 A JP 11930788A JP H01291242 A JPH01291242 A JP H01291242A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resolution
photoresist composition
sulfonyl group
photoresist
compd
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
JP11930788A
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 JP11930788A priority Critical patent/JPH01291242A/en
Publication of JPH01291242A publication Critical patent/JPH01291242A/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 thermo-resisting property 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, 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 of 1,2-benzoquinone diazide-4-sulfonyl group, (m) and (n) are each an integer of 0-5, (m+n)>=1. The positive type photoresist composition is obtd. by dissolving the alkali soluble resin and the 1,2-quinone diazide compd. in an appropriate solvent so as to be in an amount of 20-40pts.wt. based on a solid matter contd. in the photoresist composition. Thus, the excellent performances of the photoresist material such as the sensitivity, the resolution, the thermo-resisting property 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組成物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 Application Fields] 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 novel 1.2- The present invention relates to a positive photoresist composition 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ック樹脂
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 novolak resin and a 1°2-quinonediazide compound that 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 through carbene, reacts with moisture inside and outside the system, and indene carboxylic acid is produced, which becomes easily dissolved in an aqueous alkaline 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.
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アミド化合物か有効である
ことを見い出だした。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] Based on this background, the present inventors have conducted extensive research and have found that amide compounds containing a piperazine ring are effective. In other words, the novel compound of the present invention (
By using the 1,2-quinonediazide compound consisting of 1), resolution,
It was discovered that the photoresist has improved process stability and can be used for g-line and i-line, and has completed the present invention.

即ち、一般式(I)、 (但し、R,、R,は同一または異なるH、OH。That is, general formula (I), (However, R,, R, are the same or different H, OH.

炭素数1〜4のアルキル基、ハロゲン原子を示す。Indicates an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and a halogen atom.

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。mSnはそれぞれ0〜5の整数を示し、m十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
レジスト組成物及びパターン形成方法を提供するもので
ある。
D is a 1.2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl group, a 1.2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group,
1.2-benzoquinonediazide-4=represents a sulfonyl group. mSn each represents an integer from 0 to 5, m and n are 1
That's all. ) A positive photoresist composition 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、 、Rb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, examples of the alkyl group of R, , Rb in general formula (I) 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(1)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(II)、(但し、
R,、Rb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。m1n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−ナフトキノンジアジド−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−ペンゾキノン
ジアシト−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 (1) in the present invention has the following general formula (II), (however,
R,, Rb represent the same or different H1 alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a halogen atom. m1n is each 0 to 5
represents an integer/number, where m+n is 1 or more. ) of the compound represented by 1゜2-naphthoquinonediazide-4
It can be synthesized by esterifying all or part of -sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride, and 1,2-penzoquinone diacyto-4-sulfonyl chloride.

一般式(II)の合成方法については特に限定はないが
、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。その後、再結晶
あるいはカラム分離等を行うことによって精製できる。
Although there are no particular limitations on the method for synthesizing general formula (II), it can be synthesized, for example, by the following method. It can be synthesized by reacting polyhydroxybenzoyl chloride with piperazine or by reacting polyhydroxybenzoic acid with piperazine in acetic anhydride under reflux. Thereafter, it can be purified by recrystallization or column separation.

また、一般式(n)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、水酸化すトリウム、炭酸アル
カリ、トリエチルアミン、ピリジン等の塩乱存在下で、
スルホニルクロライドの必要な当量分を反応させること
により合成できる。
In addition, the esterification of the general formula (n) and the sulfonyl chloride is carried out in the presence of a salt disturbance such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, alkali carbonate, triethylamine, pyridine, etc.
It can be synthesized by reacting the required equivalent amount of sulfonyl chloride.

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
、特に限定はないか、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
等のカルホ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キ酸、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2000〜30000
 (ポリスチレン換算)か好ましい。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。
As the alkali-soluble resin of the present invention, 1.2 of the present invention
- There is no particular limitation as long as the resin dissolves uniformly in the quinonediazide compound. For example, the following may be mentioned. Examples include novolac resins such as phenol and cresol, polyvinylphenol or copolymers thereof, and polymers containing carbonic acid 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 phosphoric 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 30000
(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、
0−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−メトキンフェノー
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−)Iy、a−二トロフェノール、m−ニト
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、フェノールの水酸ハをスルホン酸ある
いはカルホ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、l−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,
0-n-butylphenol, m-n-butylphenol, p-n-butylphenol, o-t-butylphenol, m-t-butylphenol, p-t-butylphenol, 0-methoxyphenol, m-methquinphenol, p-methoxy Phenol, 0-fluorophenol, m-fluorophenol, p-fluorophenol,
0-chlorophenol, m-chlorophenol, p-chlorophenol)Iy, a-nitrophenol, m-nitrophenol, p-nitrophenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 3,4- Examples include xylenol, 3,5-xylenol, and the like. Furthermore, if necessary, the hydroxyl group of the phenol may be replaced with a sulfonic acid or a carbonic acid ester. Esterification components include alkyl groups such as methyl, ethyl, and propyl, or phenyl, l-lyl, benzoic acid, naphthyl,
Examples include aromatic rings such as 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
か好ましい。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 per 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組成物は、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か2
0〜40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、トルエン、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。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てきる。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。
The positive photoresist composition of the present invention contains an alkali-soluble resin and a 1,2-quinonediazide compound in a solid fraction of 2.
It is obtained by dissolving it in an appropriate solvent to a concentration of 0 to 40 parts by weight. Examples of the solvent include ethylene glycol monoalkyl ether and its acetates, propylene glycol monoalkyl ether and its acetates,
Examples include diethylene glycol dialkyl ethers, ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, acetate esters such as ethyl acetate and butyl acetate, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, dimethylacetamide and dimethylformamide. These solvents can be used alone or in combination of two or more. Also,
Photosensitizers other than those of the present invention may also be used in combination. Furthermore, if necessary, nonionic, fluorine, silicone, etc. surfactants can be added to improve coating properties, and other sensitizers, colorants, stabilizers, etc. Certain additives may also be included.

[作用] 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組成物は、
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 of the present invention and the novel 1,2-quinonediazide compound has the following properties:
It can be used to form resist patterns using ultraviolet rays, deep ultraviolet rays, electron beams, X-rays, etc., and has excellent sensitivity, resolution, heat resistance, and process stability.

本発明のポジ型フォトレジスト組成物を用いて放射線に
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 composition of the present invention to form a resist pattern using radiation, and the method can be carried out according to 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すトリウム
、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。
Examples of developing solutions include: tetramethylammonium hydroxide, quaternary ammonium salts such as choline, organic alkali aqueous solutions such as amines, or inorganic alkali aqueous solutions such as thorium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, and aqueous ammonia. 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か、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1 300 mll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.i5g、ピペラジン2.51g
をクロロホルム250 malに溶解し、室温で、攪拌
させながら、トリエチルアミン5.90gのクロロホル
ム溶液50dを30分間で滴下した。その後、200時
間反応継続した。
Synthesis Example 1 3,4-dihydroxybenzoyl chloride 9. i5g, piperazine 2.51g
was dissolved in 250 mal of chloroform, and 50 d of a chloroform solution of 5.90 g of triethylamine was added dropwise at room temperature while stirring over 30 minutes. Thereafter, the reaction continued for 200 hours.

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、無水硫酸すトリウムにて乾
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)ピペラジンを得た。
After the reaction, the reaction solution was sequentially treated with saturated brine, IN aqueous hydrochloric acid solution,
It was washed with saturated saline and dried with anhydrous sodium sulfate. Thereafter, the mixture was filtered and the solvent was removed using an evaporator to obtain N,N--bis(3°4-dihydroxybenzoyl)piperazine.

化合物の精製は、カラム分離にて行った。収量は3.1
gであった。逆相クロマトグラフィにより測定した純度
は97.5%であった。
Purification of the compound was performed by column separation. Yield is 3.1
It was g. Purity determined by reverse phase chromatography was 97.5%.

元素分析値は、C60,7%、H4,5%、H8,1%
を示した。
Elemental analysis values are C60.7%, H4.5%, H8.1%
showed that.

合成例2 300rd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)ピペラジン2.5g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5.64’g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10−を20分間で滴下した。その後、3時間
反応を継続した。反応後、トリエチルアミレ石酸塩を濾
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6.9gであった。
Synthesis Example 2 N, N--bis(3,
2.5 g of 4-dihydroxybenzoyl)piperazine and 5.64' g of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride were dissolved in 50 g of dioxane, and a dioxane solution of 2.4 g of triethylamine was added with stirring at room temperature. It was added dropwise over 20 minutes. Thereafter, the reaction was continued for 3 hours. After the reaction, the triethyl amyletate was filtered, and the filtrate was poured into a large amount of ion-exchanged water to precipitate the 1°2-quinonediazide compound. This was filtered, washed successively with ion-exchanged water and ethanol, and then dried to obtain a powder. The yield was 6.9g.

元素分析値は、C54,9%、H2,5%、N10.4
%、N9.0%を示した。
Elemental analysis values are C54.9%, H2.5%, N10.4
%, N9.0%.

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)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, 1°2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester of N,N--bis(3°5-dihydroxybenzoyl)piperazine (3 hydroxyl groups on average are esterified) was obtained. Ta.

合成例4 300−の4ツロフラスコに0−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。窒素雰囲気下、攪拌しなか
ら油浴に浸し、内温か100℃になるまで昇温した。内
温を100℃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 30 g of 0-cresol, m
- 55 g of cresol, 45 g of p-cresol, and 1.75 g of oxalic acid dihydrate were 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 100° C., 86 g of a 35% aqueous formalin 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、G P C411
1定の結果、ポリスチレン換算で、4つ50であった。
The weight average molecular weight of novolak resin is G P C411
As a result of one constant, it was 4/50 in terms of polystyrene.

また、分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は4.
73であった。
Further, the degree of dispersion (weight average molecular weight/number average molecular weight) is 4.
It was 73.

実施例1 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とをエチレン
グリコールモノエチルエーテルアセテ−h 24 gに
溶解し、0.2μmのメンブランフィルタ−にて濾過を
行い、レジスト溶液とした。
Example 1 1,2-quinonediazide compound obtained in Synthesis Example 2 2.25
.. g and 8 g of the novolac resin obtained in Synthesis Example 4 were dissolved in 24 g of ethylene glycol monoethyl ether acetate, and filtered through a 0.2 μm membrane filter to obtain a resist 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
てプレベークを行い、1.5μm厚のレジス!・皮膜を
得た。次に縮小投影露光装置(GCA製、DSW−63
00A、N、A、 −〇、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 prebaked at 90°C for 30 minutes in a circulating constant temperature bath to form a 1.5 μm thick resist!・A film was obtained. Next, a reduction projection exposure device (manufactured by GCA, DSW-63
00A, N, A, -0, 35) was used to expose 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
2.30重重量水溶液を用いて、25°C11分間浸漬
現像を行った。
Immersion development was performed at 25° C. for 11 minutes using a 2.30 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1.45 m J / c m 2であった。
The exposure dose for one-to-one resolution of 1.0 μm lines/spaces was 1.45 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.

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゜1.60,1
65,170°Cの各温度で30分間、循埋恒温槽中に
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°1.60, 1
Baking was performed at each temperature of 65,170°C for 30 minutes in a constant temperature bath, and the 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1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 As a reduction projection exposure apparatus, DSW'-6300A is
An exposure test was carried out in accordance with Example 1, except that a one-line reduction projection exposure apparatus having a lens with A, = 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157 m J / c m ’であった
。解像度に関しては、0.5μmライン/スペースか解
1象でき、矩形状のパターンであった。
As a result, the exposure dose for resolving 1.0 μm lines/spaces on a one-to-one basis was 157 mJ/cm′. Regarding the resolution, one image of 0.5 μm line/space could be resolved, and the pattern was rectangular.

実施例3 渚成例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 Beach Formation 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140 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 140 mJ/cm2.

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.

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組成物は、
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 composition comprising the alkali-soluble resin of the present invention and the novel 1,2-quinonediazide compound has the following properties:
The 1,2-quinonediazide compound contains a piperazine ring and consists of a carboxylic acid amide bond, has excellent sensitivity, resolution, heat resistance, and pattern shape, and exhibits good performance against both g-line and i-line light sources. Therefore, it is suitable for manufacturing semiconductor integrated circuit elements such as VLSI.

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_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
トレジスト組成物。
(1) General formula (I), ▲Mathematical formula, chemical formula, table, etc.▼(I) (However, R_a and R_b are the same or different H, OH
, represents 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 are each an integer of 0 to 5; and m+n
is 1 or more) and an alkali-soluble resin.
(2)請求項第1項のポジ型フォトレジスト組成物を用
いるパターン形成方法。
(2) A pattern forming method using the positive photoresist composition according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005531596A (en) * 2002-05-31 2005-10-20 プロテオテック・インコーポレイテッド Compounds, compositions, and methods for treating amyloid disease and synucleinopathies (eg, Alzheimer's disease, type 2 diabetes, and Parkinson's disease)
CN108602837A (en) * 2015-09-04 2018-09-28 新丰制药株式会社 With the compound and its salt for inhibiting platelet aggregation effect and include its composition for preventing or treating thrombotic diseases

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