JPH09143146A - Spiroindanephenolsufonic ester and its use - Google Patents

Spiroindanephenolsufonic ester and its use

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JPH09143146A
JPH09143146A JP30549095A JP30549095A JPH09143146A JP H09143146 A JPH09143146 A JP H09143146A JP 30549095 A JP30549095 A JP 30549095A JP 30549095 A JP30549095 A JP 30549095A JP H09143146 A JPH09143146 A JP H09143146A
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spirobiindane
dihydroxy
tetramethyl
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resist material
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達宣 浦上
Hirosuke Takuma
啓輔 詫摩
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a new compound useful as an acid producer for a positive type resist material for high energy rays excellent in sensitivity and resolution. SOLUTION: This spiroindanephenolsulfonic ester is represented by the formula R<1> is a (substituted)alkyl or a (substituted)aryl; R<2> is H, an alkyl, an alkoxy, nitro or a halogen; (m) is 1 or 2; (n) is an integer of 1-3; [(n)+(m)] is <=4}, e.g. 6,6'-dihydroxy-3,3,3',3'-tetramethyl-1,1'-spiroindane. The compound represented by the formula is obtained by carrying out the dehydrochlorinating reaction of, e.g. the spiroinadanephenols and sulfonyl chlorides. The reaction is preferably carried out in the presence of a base, especially organic bases such as triethylamine as a hydrochloric acid capturing agent. An alkali-soluble resin, a dissolution inhibitor and the compound represented by the formula as an acid producer are used as components to afford a positive type photoresist material.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規なスピロビイ
ンダンフェノールスルホン酸エステルおよびそれを含有
するレジスト材料に関するものである。特に、露光時に
酸性物質を発生してフォトレジストの溶解阻害剤を分解
し、露光部分をアルカリ現像液に対して可溶性とするポ
ジ型フォトレジスト材料において、酸発生剤としてスピ
ロビインダンフェノールスルホン酸エステルを用いる微
細加工に適したポジ型レジスト材料に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel spirobiindanephenol sulfonate and a resist material containing the same. Particularly, in a positive photoresist material that generates an acidic substance during exposure to decompose the dissolution inhibitor of the photoresist and makes the exposed portion soluble in an alkali developing solution, spirobiindanephenol sulfonate as an acid generator. The present invention relates to a positive resist material suitable for fine processing using.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、LSI(高密度集積回路)の高集
積化および高密度化に伴い、パタンルールの微細化が求
められているが、通常の光露光技術で用いる光源から放
射される光は波長が長い上、単一波長ではないため、パ
タンルールの微細化には限界があった。そこで、超高圧
水銀灯から放射されるg線(波長436nm)或いはi
線(波長365nm)を光源として用いることも検討さ
れてきた。しかしながら、これらの場合でも、パタンル
ールの解像度は約0.5μmが限界であり、これにより
製作され得るLSIは、16MビットDRAM程度の集
積度のものに過ぎない。そこで近年では、g線やi線よ
りも更に波長が短い遠紫外線リソグラフィーが有望視さ
れている。遠紫外線リソグラフィーを用いることによ
り、0.1〜0.3μmのパタンルールを形成すること
も可能であり、光吸収性の小さいレジスト材料を用いた
場合には、基板に対して垂直に近い側壁を有するパタン
を形成することが可能である。更に、一括してパタンを
転写することも可能であり、電子線を用いたリソグラフ
ィーよりもパタン形成処理効率(スループット)が高い
点で優れている。また、遠紫外線用の光源として高光度
のKrFエキシマレーザーの使用が可能になったことに
伴い、諸光源を用いてLSIを量産する観点から、特に
吸光度が小さく、高感度であるレジスト材料を用いるこ
とが必要であるとされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, with the high integration and high density of LSIs (high-density integrated circuits), miniaturization of pattern rules has been demanded, but light emitted from a light source used in a normal optical exposure technique. Has a long wavelength and is not a single wavelength, so there is a limit to the miniaturization of the pattern rule. Therefore, g-line (wavelength 436 nm) or i emitted from the ultra-high pressure mercury lamp
The use of a line (wavelength 365 nm) as a light source has also been considered. However, even in these cases, the resolution of the pattern rule is limited to about 0.5 μm, and the LSI that can be manufactured by this is only the integration degree of about 16 Mbit DRAM. Therefore, in recent years, far-ultraviolet lithography, which has a shorter wavelength than g-line and i-line, is regarded as promising. It is also possible to form a pattern rule of 0.1 to 0.3 μm by using deep-UV lithography, and when a resist material having low light absorption is used, a sidewall that is almost vertical to the substrate is formed. It is possible to form patterns that have. Furthermore, it is also possible to transfer patterns at one time, which is superior to lithography using electron beams in that the pattern formation processing efficiency (throughput) is higher. Further, since it becomes possible to use a KrF excimer laser having a high luminous intensity as a light source for far-ultraviolet rays, a resist material having a particularly small absorbance and a high sensitivity is used from the viewpoint of mass-producing an LSI using various light sources. Is required.

【0003】このような要求に対して、従来の高感度レ
ジスト材料と同等以上の感度を有する上、解像度および
ドライエッチング耐性の高い、酸を触媒として製造され
る化学増幅型のレジスト材料が開発されており〔例え
ば、リュー等、ジャーナル・オブ・バキューム・サイエ
ンス・アンド・テクノロジー(Liu, et. al., J. Vac.S
ci. Techno. B6, 379 (1988))〕、シプリー社によっ
てノボラック樹脂、メラミン化合物および酸発生剤の3
成分から成る化学増幅型のネガ型レジスト材料(商品名
SAL601ER7)が既に商品化されている。しかし、LSI
の製造工程においてネガ型レジスト材料を用いた場合、
配線やゲート部分を形成させることは容易なものの、微
細加工が必要とされるコンタクトホールを形成させるこ
とは困難であるという欠点があった。また、従来提案さ
れている化学増幅型のポジ型レジスト材料を、そのまま
遠紫外線、電子線またはX線によるパタン形成に使用し
た場合、レジスト表面の溶解性が低下して、現像後のパ
タンがオーバーハング状になり易いため、パタンの寸法
を制御することが困難になり、ドライエッチングによる
基板加工の際の寸法制御性を損なうのみならず、パタン
の崩壊を招き易いという欠点があった〔例えば、K. G.
Chiong, et. al.,J. Vac. Sci. Techno. B7, 1771 (1
989) 〕。
[0003] In response to such requirements, a chemically amplified resist material which has a sensitivity equal to or higher than that of a conventional high-sensitivity resist material and has high resolution and dry etching resistance and which is produced by using an acid as a catalyst has been developed. (For example, Liu et al., Journal of Vacuum Science and Technology (Liu, et. Al., J. Vac.S.
ci. Techno. B6 , 379 (1988))], Novolak resin, melamine compound and acid generator by Shipley Co.
Chemically amplified negative resist material consisting of components (trade name
SAL601ER7) has already been commercialized. However, LSI
When using a negative resist material in the manufacturing process of
Although it is easy to form a wiring and a gate portion, there is a drawback that it is difficult to form a contact hole that requires fine processing. Moreover, when the conventionally proposed chemically amplified positive type resist material is used as it is for pattern formation by deep ultraviolet rays, electron beams or X-rays, the solubility of the resist surface is lowered and the pattern after development is over. Since it tends to be hung, it becomes difficult to control the dimensions of the pattern, and not only impairs the dimensional controllability during substrate processing by dry etching, but also has the drawback that the pattern tends to collapse (for example, KG
Chiong, et. Al., J. Vac. Sci. Techno. B7, 1771 (1
989)].

【0004】現在、以上の問題点を解決した化学増幅型
のポジ型レジスト材料の開発が強く望まれている。係る
要望に応えて、ポリ(ヒドロキシスチレン)誘導体の水
酸基をtert−ブトキシカルボニル基で保護したポリ
(ブトキシカルボニルオキシスチレン)樹脂にオニウム
塩を加えた化学増幅型のポジ型レジスト材料が提案され
ている〔例えば、Ito, et. al., Polymers in Electoro
nics, ACS SynposiumSeries, 242, 11 (1984)〕。しか
し、上記のオニウム塩は金属成分としてアンチモンを含
有しており、該オニウム塩を含有するレジスト材料を使
用すると、基板が汚染されるのみならず、遠紫外線等を
照射した後のレジスト材料の経時変化が極めて大きいと
いう問題点を有する。
At present, there is a strong demand for the development of a chemically amplified positive resist material that solves the above problems. In response to such a demand, a chemically amplified positive type resist material in which an onium salt is added to a poly (butoxycarbonyloxystyrene) resin in which a hydroxyl group of a poly (hydroxystyrene) derivative is protected with a tert-butoxycarbonyl group has been proposed. [For example, Ito, et. Al., Polymers in Electoro
nics, ACS Synposium Series, 242, 11 (1984)]. However, the above-mentioned onium salt contains antimony as a metal component, and when a resist material containing the onium salt is used, not only the substrate is contaminated, but also the resist material after the irradiation with far-ultraviolet rays, etc. There is a problem that the change is extremely large.

【0005】また、ポリ(p−スチレンオキシテトラヒ
ドロピラニル)樹脂を主成分とし、これに酸発生剤を添
加してなる遠紫外線用ポジ型レジスト材料が提案されて
いる(上野等、第36回応用物理学会関連連合講演会、
1989年、1p−k−7)。しかしながら、上記ポジ型レ
ジスト材料は、遠紫外線、電子線またはX線に対してポ
ジ型からネガ型へ反転し易いという欠点を有する。上述
の水酸基を保護基で保護した樹脂と酸発生剤からなる2
成分系のポジ型レジスト材料は、更に、現像液に溶解さ
せるために多くの保護基を分解する必要があり、LSI
の製造工程においてレジストの膜厚が変化する、膜内に
応力や気泡を発生させ易い等の問題点がある。
Further, a positive type resist material for deep ultraviolet rays, which comprises a poly (p-styreneoxytetrahydropyranyl) resin as a main component and an acid generator added thereto, has been proposed (Ueno et al., 36th session). Japan Society of Applied Physics
1989, 1p-k-7). However, the above-mentioned positive resist material has a drawback that it is easy to reverse from a positive type to a negative type with respect to deep ultraviolet rays, electron beams or X-rays. 2 consisting of a resin in which the above hydroxyl group is protected with a protecting group and an acid generator 2
Component type positive resist materials are required to decompose many protecting groups in order to be dissolved in a developing solution.
There are problems that the film thickness of the resist is changed in the manufacturing process, and stress and bubbles are easily generated in the film.

【0006】上述の2成分系のポジ型レジスト材料の問
題点を克服した化学増幅型のポジ型レジスト材料とし
て、アルカリ可溶性樹脂、溶解阻害剤および酸発生剤か
らなる3成分系のポジ型レジスト材料が開発されてい
る。3成分系のポジ型レジスト材料としては、ノボラッ
ク樹脂、溶解阻害剤としてのアセタール化合物および酸
発生剤を添加したレジスト材料(RAY/ヘキスト社)
が、X線リソグラフィー用として開発されている。しか
し、該レジスト材料は室温で化学増幅を行うため、その
レジスト感度は、X線露光から現像までの時間に大きく
依存する。従って、該時間を非常に厳密にコントロール
する必要があるため、パタンの寸法を安定化させること
が困難であるという欠点を有する上、KrFエキシマレ
ーザー(波長248nm)の吸収が大きく、該レーザー
を用いたリソグラフィーでの使用は不適当である。
As a chemically amplified positive resist material that overcomes the problems of the above-described two-component positive resist material, a three-component positive resist material comprising an alkali-soluble resin, a dissolution inhibitor and an acid generator is used. Is being developed. As a three-component positive resist material, a resist material containing a novolak resin, an acetal compound as a dissolution inhibitor, and an acid generator (RAY / Hoechst)
Have been developed for X-ray lithography. However, since the resist material undergoes chemical amplification at room temperature, its resist sensitivity greatly depends on the time from X-ray exposure to development. Therefore, since it is necessary to control the time very strictly, it is difficult to stabilize the dimension of the pattern, and the absorption of the KrF excimer laser (wavelength 248 nm) is large, and the laser is used. It is unsuitable for lithographic use.

【0007】また、tert−ブトキシカルボニルオキ
シ基を有する化合物の多くが、ノボラック樹脂の溶解性
を阻害する効果を有する、すなわち、tert−ブトキ
シカルボニルオキシ基がノボラック樹脂に対して溶解阻
害効果を有することが知られている。このような観点か
ら、ノボラック樹脂、ビスフェノールAにtert−ブ
トキシカルボニル基を導入した溶解阻害剤およびピロガ
ロールメタンスルホン酸エステルからなる3成分系のポ
ジ型レジスト材料が提案されている〔Schlegel等、19
90年春季、第37回応用物理学会関連連合講演会、2
8p−ZE−4〕。しかしながら、この系はノボラック
樹脂の光吸収が大きいため、実用化することが困難であ
る。
Most of the compounds having a tert-butoxycarbonyloxy group have the effect of inhibiting the solubility of the novolak resin, that is, the tert-butoxycarbonyloxy group has the effect of inhibiting the dissolution of the novolak resin. It has been known. From such a viewpoint, a three-component positive resist material composed of a novolak resin, a dissolution inhibitor in which a tert-butoxycarbonyl group is introduced into bisphenol A, and pyrogallol methanesulfonic acid ester has been proposed [Schlegel et al., 19
90th Spring, 37th Joint Lecture Meeting of Japan Society of Applied Physics, 2
8p-ZE-4]. However, it is difficult to put this system into practical use because the novolak resin absorbs a large amount of light.

【0008】一般に、化学増幅を行う場合には、露光後
に熱処理を必要とする場合が多い。この場合、室温で化
学増幅を行うレジスト材料と比較して、工程数が増加す
るものの、露光から現像までの時間のコントロールを厳
密に行う必要がないため、レジスト特性が安定である。
また、樹脂、溶解阻害剤および酸発生剤からなる3成分
系の化学増幅型のポジ型レジスト材料においては、レジ
スト膜のアルカリ現像液に対する溶解速度を溶解阻害剤
によってコントロールすること〔(高エネルギー線を照
射した部分の溶解速度)/(非照射部分の溶解速度)
(以下溶解速度比と称する)を大きくすること〕が、レ
ジスト材料としての性能に大きな影響を及ぼすことが知
られている。このためには紫外線等の高エネルギー線を
照射した場合のレジスト膜の部分の溶解阻害剤を速やか
に分解し、アルカリ現像液に対して溶解するような物質
へと変化させるための酸性物質を発生する、酸発生剤の
開発が重要である。
Generally, when chemical amplification is performed, heat treatment is often required after exposure. In this case, although the number of steps is increased as compared with a resist material that is chemically amplified at room temperature, it is not necessary to strictly control the time from exposure to development, so that the resist characteristics are stable.
In addition, in a three-component chemically amplified positive resist composition comprising a resin, a dissolution inhibitor and an acid generator, the dissolution inhibitor controls the dissolution rate of the resist film in an alkali developer [(high energy ray (Dissolution rate of the part irradiated with) / (dissolution rate of non-irradiated part)
It is known that (increasing the dissolution rate ratio)] has a great influence on the performance as a resist material. For this purpose, the dissolution inhibitor in the resist film portion when irradiated with high energy rays such as ultraviolet rays is rapidly decomposed, and an acidic substance is generated to change it to a substance that dissolves in an alkaline developer. Therefore, it is important to develop acid generators.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高感
度および高解像度の高エネルギー線用ポジ型フォトレジ
スト材料を提供することであり、それを目的とする優れ
た酸発生剤を開発することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-sensitivity and high-resolution positive photoresist material for high energy rays, and to develop an excellent acid generator for that purpose. That is.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点に関して鋭意検討した結果、ある種のスピロビインダ
ンフェノールスルホン酸エステルが優れた性能を有する
ことを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本
発明は、下記一般式(1)(化2)で表されるスピロビ
インダンフェノールスルホン酸エステルに関するもので
あり、アルカリ可溶性樹脂、溶解阻害剤および酸発生剤
を含んで成るポジ型フォトレジスト材料において、該酸
発生剤として一般式(1)で表されるスピロビインダン
フェノールスルホン酸エステルを含有するポジ型フォト
レジスト材料に関する。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have found that a certain kind of spirobiindanephenolsulfonic acid ester has excellent performance, and have completed the present invention. I arrived. That is, the present invention relates to a spirobiindanephenolsulfonic acid ester represented by the following general formula (1) (Chemical Formula 2), which is a positive photoresist containing an alkali-soluble resin, a dissolution inhibitor and an acid generator. In the material, the present invention relates to a positive photoresist material containing spirobiindanephenol sulfonate represented by the general formula (1) as the acid generator.

【0011】[0011]

【化2】 (式中、R1 は置換されていてもよいアルキル基または
置換されていてもよいアリール基を表し、R2 は水素原
子、アルキル基、アルコキシ基、ニトロ基またはハロゲ
ン原子を表し、mは1または2を表し、nは1〜3の整
数を表し、n+mは4以下である)
Embedded image (In the formula, R 1 represents an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted aryl group, R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a nitro group or a halogen atom, and m is 1 Or 2 is represented, n is an integer of 1 to 3, and n + m is 4 or less)

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の一般式(1)で表される
スピロビインダンフェノールスルホン酸エステルは新規
な化合物である。一般式(1)で表されるスピロビイン
ダンフェノールスルホン酸エステルにおいて、R1 は置
換されていてもよいアルキル基もしくは置換されていて
もよいアリール基であり、具体的に例示すれば、メタン
スルホン酸エステル、エタンスルホン酸エステル等のア
ルカンスルホン酸エステル類、トリフロオロメタンスル
ホン酸エステル、ペンタフルオロエタンスルホン酸エス
テル等のパーフルオロアルカンスルホン酸エステル類、
ベンゼンスルホン酸エステル、p−トルエンスルホン酸
エステル等の芳香族スルホン酸エステル類などである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The spirobiindanephenol sulfonate represented by the general formula (1) of the present invention is a novel compound. In the spirobiindane phenol sulfonic acid ester represented by the general formula (1), R 1 is an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted aryl group. Alkanesulfonic acid esters such as acid ester and ethanesulfonic acid ester, perfluoroalkanesulfonic acid esters such as trifluoromethanesulfonic acid ester and pentafluoroethanesulfonic acid ester,
Examples thereof include aromatic sulfonic acid esters such as benzenesulfonic acid ester and p-toluenesulfonic acid ester.

【0013】一般式(1)で表されるスピロビインダン
フェノール誘導体において、R2 は水素原子、アルキル
基、アルコキシ基、ニトロ基またはハロゲン原子を表
し、好ましくは、水素原子、炭素数1〜20のアルキル
基、炭素数1〜20のアルコキシ基、ニトロ基またはハ
ロゲン原子を表す。より好ましくは、R2 は水素原子、
炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコ
キシ基または塩素原子であり、さらに好ましくは、水素
原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロ
ピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチ
ル基、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イ
ソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、t
ert−ブトキシ基または塩素原子である。特に好まし
くは、R2は水素原子である。また、一般式(1)で表
されるスピロビインダンフェノールスルホン酸エステル
において、mは1または2であり、nは1〜3の整数を
表し、n+mは4以下の整数である。特に、mは1が好
ましく、また、nは1または2がより好ましい。
In the spirobiindanephenol derivative represented by the general formula (1), R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a nitro group or a halogen atom, preferably a hydrogen atom and a carbon number of 1 to 20. Represents an alkyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a nitro group or a halogen atom. More preferably, R 2 is a hydrogen atom,
It is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a chlorine atom, and more preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, isobutyl. Group, tert-butyl group, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, t
It is an ert-butoxy group or a chlorine atom. Particularly preferably, R 2 is a hydrogen atom. Moreover, in the spirobiindane phenol sulfonate represented by the general formula (1), m is 1 or 2, n is an integer of 1 to 3, and n + m is an integer of 4 or less. In particular, m is preferably 1, and n is more preferably 1 or 2.

【0014】本発明の一般式(1)で表されるスピロビ
インダンフェノールスルホン酸エステルは、スピロビイ
ンダンフェノール骨格の水酸基がスルホン酸エステル化
されたものであり、エステルを2個以上含有する化合物
である。好ましくはエステルの数が2個であり、具体的
には、以下に示す一般式(1−a)〜(1−d)(化
3)で表される該水酸基を2個含有するスピロビインダ
ンフェノールから誘導されるスルホン酸エステルであ
る。より好ましくは、一般式(1−b)または一般式
(1−c)で表されるスピロビインダンフェノールのス
ルホン酸エステルであり、特に一般式(1−c)で表さ
れるスピロビインダンフェノールのスルホン酸エステル
は特に好ましい。
The spirobiindanephenolsulfonic acid ester represented by the general formula (1) of the present invention is a compound in which the hydroxyl group of the spirobiindanephenol skeleton is sulfonated and contains two or more esters. Is. Preferably, the number of esters is two, and specifically, spirobiindane containing two hydroxyl groups represented by the following general formulas (1-a) to (1-d) (Chemical Formula 3). It is a sulfonic acid ester derived from phenol. More preferably, it is a sulfonic acid ester of spirobiindanephenol represented by general formula (1-b) or general formula (1-c), and particularly spirobiindanephenol represented by general formula (1-c). The sulfonic acid ester of is particularly preferable.

【0015】[0015]

【化3】 (上式中、R1 、R2 およびnは前記に同じ)Embedded image (In the above formula, R 1 , R 2 and n are the same as above)

【0016】一般式(1)で表されるスピロビインダン
フェノールスルホン酸エステルの好ましい具体例として
は、以下に示すスピロビインダンフェノール類のスルホ
ン酸エステル化物を例示することができるが、本発明は
これらに限定されるものではない。 例示化合物 番号 1. 6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−1,1'−スピロ ビインダン 2. 6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3',5,5'−ヘキサメチル−1,1' −スピロビインダン 3. 6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−5,5'−ジエチ ル−1,1'−スピロビインダン 4. 6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−7,7'−ジイソ プロピル−1,1'−スピロビインダン 5. 6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−5,5'−ジメト キシ−1,1'−スピロビインダン 6. 6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−7,7'−ジエト キシ−1,1'−スピロビインダン 7. 6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−5,5'−ジクロ ロ−1,1'−スピロビインダン 8. 6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3',4,4'−ヘキサメチル−1,1' −スピロビインダン 9. 6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−7,7'−ジ−n −プロピル−1,1'−スピロビインダン 10.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−4,4'−ジ−t ert−ブチル−1,1'−スピロビインダン
Specific preferred examples of the spirobiindanephenol sulfonic acid ester represented by the general formula (1) include sulfonic acid esterification products of spirobiindane phenols shown below. It is not limited to these. Exemplified Compound No. 1. 6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-1,1'-spirobiindane 2. 6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3', 5,5'-hexamethyl-1,1'-spirobiindane 3. 3. 6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-5,5'-diethyl-1,1'-spirobiindane 4. 6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-7,7'-diisopropyl-1,1'-spirobiindane 5. 6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-5,5'-dimethoxy-1,1'-spirobiindane 6. 6.6'-Dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-7,7'-dietoxy-1,1'-spirobiindane 7. 6.6'-Dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-5,5'-dichloro-1,1'-spirobiindane 8. 6.6'-Dihydroxy-3,3,3 ', 3', 4,4'-hexamethyl-1,1'-spirobiindane 9. 6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-7,7'-di-n-propyl-1,1'-spirobiindane 10.6,6'-dihydroxy-3,3,3 3 ', 3'-tetramethyl-4,4'-di-tert-butyl-1,1'-spirobiindane

【0017】 11.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−4,4'−ジメト キシ−1,1'−スピロビインダン 12.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−5,5'−ジエト キシ−1,1'−スピロビインダン 13.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−5,5'−ジ−n −プロポキシ−1,1'−スピロビインダン 14.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−4,4'−ジクロ ロ−1,1'−スピロビインダン 15.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3',7,7'−ヘキサメチル−1,1' −スピロビインダン 16.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−7,7'−ジ−n −ブトキシ−1,1'−スピロビイダン 17.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−5,5'−ジ−n −プロピル−1,1'−スピロビインダン 18.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−7,7'−ジ−n −ブチル−1,1'−スピロビインダン 19.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−5,5'−ジイソ プロポキシ−1,1'−スピロビインダン 20.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−7,7'−ジエチ ル−1,1'−スピロビインダン11.6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-4,4'-dimethoxy-1,1'-spirobiindane 12.6,6'-dihydroxy-3, 3,3 ', 3'-Tetramethyl-5,5'-dietoxy-1,1'-spirobiindane 13.6,6'-dihydroxy-3,3,3', 3'-tetramethyl-5,5 '-Di-n-propoxy-1,1'-spirobiindane 14.6,6'-dihydroxy-3,3,3', 3'-tetramethyl-4,4'-dichloro-1,1'-spirobiindane 15.6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3', 7,7'-hexamethyl-1,1'-spirobiindane 16.6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3' -Tetramethyl-7,7'-di-n-butoxy-1,1'-spirobiidan 17.6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl- 5,5'-di-n-propyl-1,1'-spirobiindane 18.6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-7,7'-di-n-butyl- 1,1'-spirobiindane 19.6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-5,5'-diisopropoxy-1,1'-spirobiindane 20.6,6'-dihydroxy -3,3,3 ', 3'-Tetramethyl-7,7'-diethyl-1,1'-spirobiindane

【0018】 21.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−5,5'−ジイソ ブチル−1,1'−スピロビインダン 22.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−4,4'−ジエト キシ−1,1'−スピロビインダン 23.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−7,7'−ジ−n −ブトキシ−1,1'−スピロビインダン 24.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−1,1'−スピロ ビインダン 25.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3',5,5'−ヘキサメチル−1,1' −スピロビインダン 26.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−5,5'−ジ−t ert−ブチル−1,1'−スピロビインダン 27.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−7,7'−ジメト キシ−1,1'−スピロビインダン 28.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−7,7'−ジクロ ロ−1,1'−スピロビインダン 29.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−1,1'−スピロ ビインダン 30.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3',5,5'−ヘキサメチル−1,1' −スピロビインダン21.6,6′-Dihydroxy-3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-5,5′-diisobutyl-1,1′-spirobiindane 22.6,6′-dihydroxy-3, 3,3 ', 3'-Tetramethyl-4,4'-dietoxy-1,1'-spirobiindane 23.6,6'-dihydroxy-3,3,3', 3'-tetramethyl-7,7 '-Di-n-butoxy-1,1'-spirobiindane 24.6,6'-dihydroxy-3,3,3', 3'-tetramethyl-1,1'-spirobiindane 25.6,6'- Dihydroxy-3,3,3 ', 3', 5,5'-hexamethyl-1,1'-spirobiindane 26.6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-5,5 '-Di-tert-butyl-1,1'-spirobiindane 27.6,6'-dihydroxy-3,3,3', 3'-tetramethyl-7,7'-dime Toxy-1,1'-spirobiindane 28.6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-7,7'-dichloro-1,1'-spirobiindane 29.6,6 '-Dihydroxy-3,3,3', 3'-tetramethyl-1,1'-spirobiindane 30.6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3', 5,5'-hexamethyl- 1,1'-spirobiindane

【0019】 31.6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−5,5'−ジイソ プロピル−1,1'−スピロビインダン 32.5,5',6,6'−テトラヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−1, 1'−スピロビインダン 33.4,4',6,6'−テトラヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−1, 1'−スピロビインダン 34.6,6',7,7'−テトラヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−1, 1'−スピロビインダン31.6,6′-Dihydroxy-3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-5,5′-diisopropyl-1,1′-spirobiindane 32.5,5 ′, 6,6 ′ -Tetrahydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-1,1'-spirobiindane 33.4,4', 6,6'-tetrahydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl -1,1'-spirobiindane 34.6,6 ', 7,7'-tetrahydroxy-3,3,3', 3'-tetramethyl-1,1'-spirobiindane

【0020】一般式(1)で表されるスピロビインダン
ビフェノールエステル類は、公知のスルホン酸エステル
の製造方法に準じて合成される。例えば、該スピロビイ
ンダンフェノール類と対応するスルホン酸クロライド類
とを、脱塩酸反応することにより得ることができる。こ
の時、塩酸補集剤として塩基、特にトリエチルアミン、
トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基類の存在下に
行うことが好ましい。その使用量は発生する塩酸に対し
て当量以上であれば良いが、反応の際の容積効率や後処
理の煩雑さから小過剰、具体的には1〜2当量、より好
ましくは1.1〜1.5当量の範囲で用いられる。
The spirobiindane biphenol ester represented by the general formula (1) is synthesized according to a known method for producing a sulfonic acid ester. For example, it can be obtained by subjecting the spirobiindane phenols and the corresponding sulfonic acid chlorides to a dehydrochlorination reaction. At this time, as a hydrochloric acid scavenger, a base, particularly triethylamine,
It is preferably carried out in the presence of organic bases such as triethylamine and pyridine. The amount used may be equivalent to or more than the generated hydrochloric acid, but a small excess, specifically 1 to 2 equivalents, more preferably 1.1 to 1 due to volumetric efficiency during the reaction and complexity of post-treatment. Used in the range of 1.5 equivalents.

【0021】また、この時、スルホン酸クロライド類と
該スピロビインダンフェノール類の反応は一般的には発
熱反応であるため、いづれかを滴下しながら反応を進行
することが望ましい。一般的にはスピロビインダンフェ
ノール類を滴下する方が望ましいが、特に指定されるも
のではない。反応の際のスルホン酸クロライドの使用量
は、スピロビインダンフェノールに対して1当量以下、
好ましくは1.1〜3当量、より好ましくは1.1〜
1.5当量の範囲で用いられる。この時、反応系を均一
にし、またスピロビインダンフェノール類もしくはスル
ホン酸クロライドの滴下を行い易くするために、反応に
関与しない溶媒を用いることが望ましい。具体的にはジ
クロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム等のハロ
ゲン系溶媒、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼン等の
芳香族系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケト
ン系溶媒等が挙げられる。勿論トリエチルアミン、ピリ
ジン等の有機塩基を溶媒として用いても良い。
At this time, the reaction between the sulfonic acid chlorides and the spirobiindanephenols is generally an exothermic reaction, so it is desirable to proceed with the reaction while dropping any of them. It is generally preferable to add spirobiindane phenols dropwise, but it is not particularly specified. The amount of sulfonic acid chloride used in the reaction is 1 equivalent or less with respect to spirobiindanephenol,
Preferably 1.1 to 3 equivalents, more preferably 1.1 to
Used in the range of 1.5 equivalents. At this time, it is desirable to use a solvent that does not participate in the reaction in order to make the reaction system uniform and facilitate the dropping of the spirobiindane phenols or sulfonic acid chloride. Specific examples thereof include halogen solvents such as dichloromethane, dichloroethane and chloroform, aromatic solvents such as benzene, toluene and chlorobenzene, and ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone. Of course, an organic base such as triethylamine or pyridine may be used as the solvent.

【0022】反応温度は、−10℃〜反応溶媒の沸点の
範囲が好ましく、より好ましくは、0℃〜反応溶媒の沸
点の範囲、もっとも好ましくは5℃〜50℃の範囲であ
る。反応時間は反応温度にも依存するが、実質的に原料
のスピロビインダンフェノール類が検出されなくなるま
でであり、一般的にはおよそ10分〜10時間の間に反
応は完結する。反応終了後、生成した有機アミンの塩酸
塩および小過剰量の有機塩基、スルホン酸クロライド等
を、希塩酸水および中性水で十分に洗浄することが必要
である。以上により、スピロビインダンフェノール類を
対応するスルホン酸エステルに変換することができる。
The reaction temperature is preferably -10 ° C to the boiling point of the reaction solvent, more preferably 0 ° C to the boiling point of the reaction solvent, and most preferably 5 ° C to 50 ° C. The reaction time depends on the reaction temperature, but it is substantially until the starting spirobiindanephenols are not detected, and the reaction is generally completed in about 10 minutes to 10 hours. After completion of the reaction, it is necessary to sufficiently wash the produced hydrochloride salt of the organic amine, a small excess amount of the organic base, sulfonic acid chloride and the like with dilute hydrochloric acid water and neutral water. By the above, spirobiindane phenols can be converted into corresponding sulfonic acid ester.

【0023】本反応により製造されるスピロビインダン
フェノールスルホン酸エステルは、十分高純度で得るこ
とができる。しかしながら、さらに高純度に精製するこ
とは、本発明のレジスト材料として該スピロビインダン
フェノールスルホン酸エステルを使用するためには好ま
しいことである。該スピロビインダンフェノールスルホ
ン酸エステルは、公知の方法(例えば、カラムクロマト
グラフィー、再結晶、溶媒スラッジ)によりさらに精製
することができる。こうして得られた一般式(1)で表
されるスピロビインダンフェノールスルホン酸エステル
は、ポジ型フォトレジスト材料用の酸発生剤として優れ
た性能を有することが明らかになった。
The spirobiindane phenolsulfonic acid ester produced by this reaction can be obtained in sufficiently high purity. However, purification to a higher degree of purity is preferable for using the spirobiindanephenol sulfonate as the resist material of the present invention. The spirobiindane phenol sulfonate can be further purified by a known method (eg, column chromatography, recrystallization, solvent sludge). It was revealed that the spirobiindanephenol sulfonate represented by the general formula (1) thus obtained has excellent performance as an acid generator for a positive photoresist material.

【0024】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、溶解阻害剤および酸発生剤を含有
し、照射後、アルカリ水溶液で現像することが可能な、
高エネルギーに感応するポジ型レジスト材料において、
該酸発生剤として一般式(1)で表されるスピロビイン
ダンフェノールスルホン酸エステル類を含有するポジ型
レジスト材料であり、後述するように公知のレジスト材
料を製造するための各種公知の処方がさらに付与し得
る。
The positive photoresist material of the present invention contains an alkali-soluble resin, a dissolution inhibitor and an acid generator, and can be developed with an aqueous alkali solution after irradiation.
In positive resist materials sensitive to high energy,
A positive resist material containing spirobiindanephenol sulfonate represented by the general formula (1) as the acid generator, and various known formulations for producing known resist materials as described below It can be given further.

【0025】アルカリ可溶性樹脂としては、露光波長付
近、すなわちKrFエキシマレーザーの248nmから
i線の365nm付近、好ましくはさらに単波長領域ま
での吸収が小さく、アルカリ可溶性であれば特定される
物ではないが、好ましくは、ポリ(ヒドロキシスチレ
ン)誘導体である。好ましいポリ(ヒドロキシスチレ
ン)誘導体としては、ポリ(ヒドロキシスチレン)樹
脂、水素化(ポリヒドロキシスチレン)樹脂、一部の水
酸基の水素原子がtert−ブトキシカルボニル基で置
換されたポリ(ヒドロキシスチレン)樹脂、一部の水酸
基の水素原子がtert−ブトキシカルボニル基で置換
された水素化ポリ(ヒドロキシスチレン)樹脂、一部の
水酸基の水素原子がテトラヒドロピラニル基で置換され
たポリ(ヒドロキシスチレン)樹脂、一部の水酸基の水
素原子がテトラヒドロピラニル基で置換された水素化ポ
リ(ヒドロキシスチレン)樹脂、ヒドロキシスチレンと
スチレンからなる共重合体、一部の水酸基の水素原子が
tert−ブトキシカルボニル基で置換されたヒドロキ
シスチレンとスチレンからなる共重合体および一部の水
酸基の水素原子がテトラヒドロピラニル基で置換された
スチレンとヒドロキシスチレンからなる共重合体を例示
することができる。これらの樹脂は、1種または2種以
上ブレンドして使用することも可能である。
The alkali-soluble resin has a small absorption in the vicinity of the exposure wavelength, that is, in the vicinity of 248 nm of KrF excimer laser to 365 nm of the i-line, preferably even in a single wavelength region, and is not specified as long as it is alkali-soluble. , Preferably a poly (hydroxystyrene) derivative. Preferred poly (hydroxystyrene) derivatives are poly (hydroxystyrene) resins, hydrogenated (polyhydroxystyrene) resins, poly (hydroxystyrene) resins in which some of the hydrogen atoms of the hydroxyl groups are replaced with tert-butoxycarbonyl groups, Hydrogenated poly (hydroxystyrene) resin in which some hydrogen atoms of hydroxyl groups are replaced with tert-butoxycarbonyl groups, poly (hydroxystyrene) resin in which some hydrogen atoms of hydroxyl groups are replaced with tetrahydropyranyl groups, Hydrogenated poly (hydroxystyrene) resin in which some hydrogen atoms of the hydroxyl groups have been replaced with tetrahydropyranyl groups, a copolymer of hydroxystyrene and styrene, and some of the hydrogen atoms of the hydroxyl groups have been replaced with tert-butoxycarbonyl groups. A copolymer of hydroxystyrene and styrene Beauty hydrogen atoms of some hydroxyl groups can be exemplified a copolymer consisting of styrene and hydroxystyrene substituted tetrahydropyranyl group. These resins may be used alone or in combination of two or more.

【0026】また、本発明のレジスト材料用のアルカリ
可溶性樹脂としては、上述のポリ(ヒドロキシスチレ
ン)誘導体以外にさらに、ノボラック型樹脂、フェノー
ルアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、フェノ
ールとジシクロペンタジエンからなる共重合体、ポリメ
チルメタクリレートおよびスチレンと無水マレイン酸か
らなる共重合体等のアルカリ可溶性樹脂を併用すること
も可能である。本発明のレジスト材料中のアルカリ可溶
性樹脂の含有量は、45〜90重量%が好ましく、より
好ましくは、60〜89重量%である。特に好ましく
は、本レジスト材料中のアルカリ可溶性樹脂の含有量
は、72〜87%である。
Further, as the alkali-soluble resin for the resist material of the present invention, in addition to the above-mentioned poly (hydroxystyrene) derivative, a novolak type resin, a phenol aralkyl resin, a naphthol aralkyl resin, a phenol and a dicyclopentadiene It is also possible to use an alkali-soluble resin such as a polymer, polymethylmethacrylate and a copolymer of styrene and maleic anhydride together. The content of the alkali-soluble resin in the resist material of the present invention is preferably 45 to 90% by weight, more preferably 60 to 89% by weight. Particularly preferably, the content of the alkali-soluble resin in the present resist material is 72 to 87%.

【0027】以下、アルカリ可溶性樹脂の好ましい例と
して、ポリ(ヒドロキシスチレン)誘導体および一部の
水酸基の水素原子がtert−ブトキシカルボニル化さ
れたポリ(ヒドロキシスチレン)誘導体について詳細に
説明する。本発明に係るアルカリ可溶性樹脂の内、一部
の水酸基の水素原子がtert−ブトキシカルボニル化
されたポリ(ヒドロキシスチレン)誘導体としては、t
ert−ブトキシカルボニル化率が10〜80%の範囲
が好ましく、より好ましくは、20〜70%である。t
ert−ブトキシカルボニル化率が高すぎると、アルカ
リ水溶液への溶解度が低下する。一方、tert−ブト
キシカルボニル化率が低すぎると、溶解阻害効果が小さ
い。特にtert−ブトキシカルボニル化率が30〜6
0%の範囲が好ましい。
Hereinafter, as preferred examples of the alkali-soluble resin, a poly (hydroxystyrene) derivative and a poly (hydroxystyrene) derivative in which hydrogen atoms of some hydroxyl groups are tert-butoxycarbonylated will be described in detail. Among the alkali-soluble resins according to the present invention, as a poly (hydroxystyrene) derivative in which hydrogen atoms of some hydroxyl groups are tert-butoxycarbonylated,
The ert-butoxycarbonylation rate is preferably in the range of 10 to 80%, more preferably 20 to 70%. t
If the ert-butoxycarbonylation rate is too high, the solubility in an alkaline aqueous solution decreases. On the other hand, if the tert-butoxycarbonylation rate is too low, the dissolution inhibiting effect is small. Particularly, the tert-butoxycarbonylation rate is 30 to 6
A range of 0% is preferred.

【0028】ポリ(ヒドロキシスチレン)誘導体中の水
酸基の水素原子をtert−ブトキシカルボニル化する
方法としては、一般にペプチド合成でよく用いられる方
法、すなわち、例えば、ピリジン溶液中でポリ(ヒドロ
キシスチレン)誘導体とジ−tert−ブチルジカーボ
ネートを反応させることにより容易に製造することがで
きる。なお、耐熱性の高いレジスト膜を製造するために
は、ポリ(ヒドロキシスチレン)誘導体の重量平均分子
量は、10000以上であることが望ましい。
As a method for tert-butoxycarbonylating a hydrogen atom of a hydroxyl group in a poly (hydroxystyrene) derivative, a method generally used in peptide synthesis is generally used, that is, a poly (hydroxystyrene) derivative is prepared in a pyridine solution. It can be easily produced by reacting di-tert-butyl dicarbonate. The weight average molecular weight of the poly (hydroxystyrene) derivative is preferably 10,000 or more in order to produce a resist film having high heat resistance.

【0029】また、精度の高いパタンを形成させるため
には、該樹脂の分子量分布は単分散性であることが好ま
しい。このため該樹脂は、リビング重合によって得られ
るような単分散性のポリ(ヒドロキシスチレン)誘導体
を使用することが好ましい。ちなみに、単分散性とは分
子量分布がMw/Mn=1.05〜1.50であること
を意味する。ここでMwは樹脂の重量平均分子量を表
し、Mnは数平均分子量を表す。重量平均分子量はリビ
ング重合させる場合には、モノマーの重量と開始剤のモ
ル数、または光散乱法より求めることができる。一方、
数平均分子量は、膜浸透圧計を用いて測定することがで
きる。単分散性の樹脂を得る方法としては、(a)ラジ
カル重合法により製造された広い分子量分布を有する樹
脂を分別処理する方法、(b)リビング重合法によって
当初から単分散性の樹脂を得る方法が挙げられる。これ
らの内、分別処理を必要としないリビング重合法を用い
ることが好ましい。なお、リビング重合法による単分散
性のポリ(ヒドロキシスチレン)誘導体の製造および該
誘導体のtert−ブトキシカルボニル化は、例えば、
特開平6−287163号公報に記載の方法に従って行
うことができる。
Further, in order to form a highly precise pattern, the molecular weight distribution of the resin is preferably monodisperse. For this reason, it is preferable to use a monodisperse poly (hydroxystyrene) derivative as obtained by living polymerization. Incidentally, the monodispersity means that the molecular weight distribution is Mw / Mn = 1.05 to 1.50. Here, Mw represents the weight average molecular weight of the resin, and Mn represents the number average molecular weight. In the case of living polymerization, the weight average molecular weight can be determined from the weight of the monomer and the number of moles of the initiator, or the light scattering method. on the other hand,
The number average molecular weight can be measured using a membrane osmometer. As a method for obtaining a monodisperse resin, (a) a method of fractionating a resin having a wide molecular weight distribution produced by a radical polymerization method, and (b) a method of obtaining a monodisperse resin from the beginning by a living polymerization method Is mentioned. Of these, it is preferable to use a living polymerization method that does not require a separation treatment. The production of a monodisperse poly (hydroxystyrene) derivative by the living polymerization method and the tert-butoxycarbonylation of the derivative are carried out by, for example,
It can be carried out according to the method described in JP-A-6-287163.

【0030】本発明における溶解阻害剤としては、公知
一般のものが用いることができる、例えば、t−ブトキ
シカルボニルオキシ基で置換されたベンゼン環を有する
ものが挙げられる。具体的に例示すれば、水酸基がt−
ブチルカルボニル化された各種フェノール化合物であ
り、そのフェノール化合物としてはハイドロキノン、ピ
ロガロール、フロログリシン、4,4'−ジヒドロキシジ
フェニルメタン、2,2'−ジヒドロキシ−5,5'−ジフ
ェニルメタン、4,4'−ジヒドロキシジフェニルプロパ
ン、4,4'−ジヒドロキシジフェニルヘキサフルオロプ
ロパン、4,4'−ジヒドロキシ−3,3'−ジメチル−ジ
フェニルプロパン、4,4'−ジヒドロキシジフェニルプ
ロパン、および本発明においてスルホン酸エステル化原
料として用いられるスピロビインダンフェノール等が挙
げられる。本発明のレジスト材料中の溶解阻害剤の含有
量は7〜40重量%が好ましく、より好ましくは、10
〜30重量%である。レジスト材料中の溶解阻害剤の含
有量が多すぎると、レジスト膜の機械的強度および耐熱
性が低下する。また、含有量が少なすぎると、溶解阻害
効果が小さい。特に好ましくは、レジスト材料中の溶解
阻害剤の含有量は、10〜20重量%である。
As the dissolution inhibitor in the present invention, publicly known general ones can be used, and examples thereof include those having a benzene ring substituted with a t-butoxycarbonyloxy group. To give a concrete example, the hydroxyl group is t-
Butylcarbonylated various phenol compounds, and as the phenol compounds, hydroquinone, pyrogallol, phloroglysin, 4,4'-dihydroxydiphenylmethane, 2,2'-dihydroxy-5,5'-diphenylmethane, 4,4'- Dihydroxydiphenylpropane, 4,4'-dihydroxydiphenylhexafluoropropane, 4,4'-dihydroxy-3,3'-dimethyl-diphenylpropane, 4,4'-dihydroxydiphenylpropane, and sulfonate esterification raw material in the present invention Examples include spirobiindanephenol and the like. The content of the dissolution inhibitor in the resist material of the present invention is preferably 7 to 40% by weight, more preferably 10% by weight.
3030% by weight. If the content of the dissolution inhibitor in the resist material is too large, the mechanical strength and heat resistance of the resist film are reduced. Further, if the content is too small, the dissolution inhibiting effect is small. Particularly preferably, the content of the dissolution inhibitor in the resist material is 10 to 20% by weight.

【0031】本発明のレジスト材料中に含有させる酸発
生剤は、本発明の一般式(1)で表されるスピロビイン
ダンフェノールスルホン酸エステルである。酸発生剤の
含有量は、0.5〜15重量%であることが好ましく、
より好ましくは、0.3〜10重量%である。含有量が
少なすぎると、レジスト材料の感度を向上させることが
できず、含有量が多すぎると、レジスト膜の機械的強度
が低下するとともに、レジスト材料のコストが上昇す
る。特に好ましくは、酸発生剤の含有量は、0.3〜8
重量%である。
The acid generator contained in the resist material of the present invention is spirobiindanephenol sulfonate represented by the general formula (1) of the present invention. The content of the acid generator is preferably 0.5 to 15% by weight,
More preferably, it is 0.3 to 10% by weight. If the content is too small, the sensitivity of the resist material cannot be improved, and if the content is too large, the mechanical strength of the resist film decreases and the cost of the resist material increases. Particularly preferably, the content of the acid generator is 0.3 to 8
% By weight.

【0032】本発明のレジスト材料においては、所望に
より、本発明の効果を損なわない範囲で増感剤を含有さ
せることは好ましいことである。増感剤としては、例え
ば、1−[1−(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピ
ル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
エチル]ベンゼン、メルカプトオキサゾール、メルカプ
トベンゾキサゾール、メルカプトベンゾチアゾール、ベ
ンゾキサゾリノン、ベンゾチアゾロン、メルカプトベン
ゾイミダゾール、ウラゾール、チオウラシル、メルカプ
トピリミジン、イミダゾロンおよびこれらの誘導体を挙
げることができる。この際、該増感剤の含有量は、酸発
生剤に対して、好ましくは、40重量%以下、より好ま
しくは、20重量%以下である。本発明のレジスト材料
には、さらに必要に応じて相溶性のある添加物、例え
ば、レジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、可
塑剤、安定剤または現像した像をより一層可視的にする
ための着色料等の慣用されている化合物を添加すること
ができる。
In the resist composition of the present invention, it is preferable to include a sensitizer in a range that does not impair the effects of the present invention, if desired. Examples of the sensitizer include 1- [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (4-hydroxyphenyl).
Mention may be made of ethyl] benzene, mercaptooxazole, mercaptobenzoxazole, mercaptobenzothiazole, benzoxazolinone, benzothiazolone, mercaptobenzimidazole, urazole, thiouracil, mercaptopyrimidine, imidazolone and their derivatives. At this time, the content of the sensitizer is preferably 40% by weight or less, and more preferably 20% by weight or less with respect to the acid generator. The resist material of the present invention may further contain compatible additives, for example, an additional resin, a plasticizer, a stabilizer or a developed image for improving the performance of the resist film to make the developed image more visible. A commonly used compound such as a coloring agent can be added.

【0033】本発明のレジスト材料を用いて基板にポジ
型パタンを形成するには、公知の方法(例えば、特開平
6−287163号公報)で容易に行うことができる。
すなわち、(1)レジスト材料溶液を基板上に塗布した
後、プリベークを行って塗布基板を得る、(2)得られ
た塗布基板に、フォトマスクを介して高エネルギー線を
照射し、塗布膜中の酸発生剤を分解させることにより酸
を生成させる、(3)熱処理を行い、露光および加熱に
より本発明の式(1)のスピロビインダンフェノールス
ルホン酸エステルが分解して生じた酸が、溶解阻害剤の
保護基を分解し、レジストの溶解阻害効果が消失するこ
とによって形成された潜像を有する基板を得る、(4)
該潜像を有する基板をアルカリ水溶液で現像処理し、水
洗することによってポジ型パタンを形成する、方法であ
る。
The formation of a positive pattern on a substrate using the resist material of the present invention can be easily carried out by a known method (for example, JP-A-6-287163).
That is, (1) after applying a resist material solution on a substrate, pre-baking is performed to obtain a coated substrate, (2) the obtained coated substrate is irradiated with high energy rays through a photomask, The acid generated by decomposing the acid generator of (3) is subjected to heat treatment, and the acid generated by decomposing the spirobiindanephenolsulfonic acid ester of the formula (1) of the present invention by exposure and heating is dissolved. A substrate having a latent image formed by decomposing the protective group of the inhibitor and eliminating the dissolution inhibiting effect of the resist is obtained (4)
In this method, the substrate having the latent image is developed with an alkaline aqueous solution and washed with water to form a positive pattern.

【0034】なお、レジスト材料溶液は、本発明のポジ
型フォトレジスト材料を有機溶剤に溶解させたものであ
り、通常、1〜50重量%、好ましくは5〜35重量%
の濃度として用いる。用いられる有機溶剤としては、ア
セトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、メチルイソアミルケトン、シクロヘキサノン等のケ
トン類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、
エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコ
ールモノアセテート、プロピレングリコール、ジプロピ
レングリコール、プロピレングリコールモノアセテー
ト、ジプロピレングリコールモノアセテート、ジプロピ
レングリコールモノアセテートモノメチルエーテル、ジ
プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレ
ングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、ジ
プロピレングリコールモノブチルエーテル等の多価アル
コール類およびその誘導体、テトラヒドロフラン、ジオ
キサン等の環状エーテル類、乳酸メチル、乳酸エチル、
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸エトキシエチル、酢酸ブ
チル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシ
プロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル等の
エステル類、およびこれらの混合物等が挙げられるが、
これらに限定されるものではない。
The resist material solution is the positive photoresist material of the present invention dissolved in an organic solvent, and is usually 1 to 50% by weight, preferably 5 to 35% by weight.
Used as the concentration of. As the organic solvent used, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl isoamyl ketone, ketones such as cyclohexanone, ethylene glycol, diethylene glycol,
Ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol, dipropylene glycol, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monopropyl ether , Polyhydric alcohols such as dipropylene glycol monobutyl ether and derivatives thereof, cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, methyl lactate, ethyl lactate,
Methyl acetate, ethyl acetate, ethoxyethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, esters such as ethyl ethoxypropionate, and mixtures thereof, and the like,
It is not limited to these.

【0035】[0035]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。 実施例1 撹拌機、温度計、滴下ロート、コンデンサーを装着した
反応装置に、ベンゼンスルホニルクロライド38.9g
(0.22mol)、トルエン250gを装入し、撹拌
して均一な溶液とした。撹拌を続けながら25℃で、
6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル
−1,1'−スピロビインダン30.4g(0.1mo
l)、ピリジン20g(0.25mol)、トルエン3
0gからなる均一溶液を、撹拌されている溶液中に、2
時間かけて滴下した。滴下中の内温は30℃を越えない
ように行った。滴下終了後、さらに3時間撹拌を続け十
分に反応を進行させ、高速液体クロマトグラフィーによ
り原料の6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テト
ラメチル−1,1'−スピロビインダンビフェノールが消
失したことを確認した。反応中、ピリジン塩酸塩の結晶
が析出したが、残存する微量のピリジン、ベンゼンスル
ホニルクロライドと共に、反応終了後200mlの希塩
酸で2回、更に中性水で排水が中性になるまで洗浄を繰
り返し、有機層から完全に、除去した。その後、ロータ
リーエバポレーターにより溶媒留去を行い、目的とする
スルホン酸エステルを白色結晶として40.7g(純度
99.3%、収率99%)得た。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 1 38.9 g of benzenesulfonyl chloride was placed in a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, and a condenser.
(0.22 mol) and 250 g of toluene were charged and stirred to obtain a uniform solution. At 25 ° C with continuous stirring,
3,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-1,1'-spirobiindane 30.4 g (0.1 mo
l), pyridine 20 g (0.25 mol), toluene 3
A homogeneous solution consisting of 0 g was added to the stirred solution in 2
It was dropped over time. The internal temperature during dropping was such that the temperature did not exceed 30 ° C. After completion of the dropping, stirring was continued for another 3 hours to allow the reaction to proceed sufficiently, and the raw material 6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-1,1'-spiro was analyzed by high performance liquid chromatography. It was confirmed that the biindane biphenol disappeared. During the reaction, crystals of pyridine hydrochloride were precipitated, but with the remaining traces of pyridine and benzenesulfonyl chloride, 200 ml of dilute hydrochloric acid was added twice after the reaction, and washing with neutral water was repeated until the drainage became neutral, Completely removed from the organic layer. Then, the solvent was distilled off by a rotary evaporator to obtain 40.7 g (purity 99.3%, yield 99%) of a target sulfonic acid ester as white crystals.

【0036】実施例2 撹拌機、温度計、滴下ロート、コンデンサーを装着した
反応装置に、p−トルエンスルホニルクロライド41.
9g(0.22mol)、6,6'−ジヒドロキシ−3,
3,3',3'−テトラメチル−1,1'−スピロビインダン
30.4g(0.1mol)、ピリジン20g(0.2
5mol)、トルエン250gを装入し、内温が30℃
を越えないよう撹拌、反応を行った。3時間撹拌を続け
十分に反応を進行させた後、高速液体クロマトグラフィ
ーにより、原料の6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',
3'−テトラメチル−1,1'−スピロビインダンが消失し
たことを確認した。反応中、ピリジン塩酸塩の結晶が析
出したが、残存する微量のピリジン、ベンゼンスルホニ
ルクロライドと共に、反応終了後、200mlの希塩酸
で2回、更に中性水で排水が中性になるまで洗浄を繰り
返し、有機層から完全に、除去した。その後、ロータリ
ーエバポレーターにより溶媒留去を行い、目的とするス
ルホン酸エステルを白色結晶として42.1g(純度9
9.4%、収率99%)得た。
Example 2 A reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel and a condenser was charged with p-toluenesulfonyl chloride 41.
9 g (0.22 mol), 6,6'-dihydroxy-3,
3,3 ', 3'-tetramethyl-1,1'-spirobiindane 30.4 g (0.1 mol), pyridine 20 g (0.2
5 mol) and 250 g of toluene are charged, and the internal temperature is 30 ° C.
The reaction was carried out by stirring so as not to exceed the limit. After stirring for 3 hours to allow the reaction to proceed sufficiently, high-performance liquid chromatography was used to determine the starting material 6,6'-dihydroxy-3,3,3 ',
It was confirmed that 3'-tetramethyl-1,1'-spirobiindane had disappeared. During the reaction, crystals of pyridine hydrochloride were deposited, but with the remaining trace amount of pyridine and benzenesulfonyl chloride, after the reaction was completed, the washing was repeated twice with 200 ml of dilute hydrochloric acid and then with neutral water until the drainage became neutral. , Completely removed from the organic layer. After that, the solvent was distilled off with a rotary evaporator, and 42.1 g (purity 9
9.4%, yield 99%) was obtained.

【0037】実施例3 実施例1のベンゼンスルホニルクロライドをメタンスル
ホニルクロライドに代えた以外は、同様にして対応する
スルホン酸エステルを得た。 実施例4 実施例1のベンゼンスルホニルクロライドをトリフルオ
ロメタンスルホニルクロライドに代えた以外は、同様に
して対応するスルホン酸エステルを得た。 実施例5 実施例1の6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テ
トラメチル−1,1'−スピロビインダンビフェノールに
代えて、6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3',5,
5'−ヘキサメチル−1,1'−スピロビインダンを用いた
以外は、同様にして対応するスルホン酸エステルを得
た。
Example 3 A corresponding sulfonate ester was obtained in the same manner as in Example 1, except that benzenesulfonyl chloride was replaced with methanesulfonyl chloride. Example 4 A corresponding sulfonate ester was obtained in the same manner as in Example 1, except that benzenesulfonyl chloride was replaced with trifluoromethanesulfonyl chloride. Example 5 Instead of 6,6′-dihydroxy-3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindambiphenol of Example 1, 6,6′-dihydroxy-3,3 was used. , 3 ', 3', 5,
A corresponding sulfonate ester was obtained in the same manner except that 5'-hexamethyl-1,1'-spirobiindane was used.

【0038】実施例6 実施例1の6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テ
トラメチル−1,1'−スピロビインダンに代えて、6,
6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトラメチル−
7,7'−ジイソプロピル−1,1'−スピロビインダンビ
フェノールを用いた以外は、同様にして対応するスルホ
ン酸エステルを得た。 実施例7 実施例1の6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テ
トラメチル−1,1'−スピロビインダンに代えて、6,
6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3',−テトラメチル−
5,5'−ジメトキシ−1,1'−スピロビインダンを用
い、ベンゼンスルホニルクロライドに代えて4−フェノ
キシベンゼンスルホニルクロライドを用いた以外は、同
様にして対応するスルホン酸エステルを得た。
Example 6 In place of 6,6′-dihydroxy-3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane of Example 1, 6,6′-dihydroxy-3,3,3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane was used.
6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-
A corresponding sulfonate ester was obtained in the same manner except that 7,7'-diisopropyl-1,1'-spirobiindane biphenol was used. Example 7 6,6′-dihydroxy-3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane in Example 1 was replaced by 6,
6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3',-tetramethyl-
A corresponding sulfonate ester was obtained in the same manner except that 5,5′-dimethoxy-1,1′-spirobiindane was used and 4-phenoxybenzenesulfonyl chloride was used instead of benzenesulfonyl chloride.

【0039】実施例8 実施例1の6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テ
トラメチル−1,1'−スピロビインダンに代えて、6,
6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テトメチル−4,
4'−ジクロロ−1,1'−スピロビインダンを用い、ベン
ゼンスルホニルクロライドに代えてイソプロピルスルホ
ニルクロライドを用いた以外は、同様にして対応するス
ルホン酸エステルを得た。 実施例9 実施例1のベンゼンスルホニルクロライドに代えて、1
−ナフチルスルホニルクロライドを用いた以外は、同様
にして対応するスルホン酸エステルを得た。
Example 8 6,6′-dihydroxy-3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane of Example 1 was replaced with 6,
6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetomethyl-4,
A corresponding sulfonate ester was obtained in the same manner except that 4′-dichloro-1,1′-spirobiindane was used and isopropylsulfonyl chloride was used instead of benzenesulfonyl chloride. Example 9 Instead of the benzenesulfonyl chloride of Example 1, 1
The corresponding sulphonic acid ester was obtained in a similar manner except that naphthyl sulfonyl chloride was used.

【0040】実施例10 実施例1のベンゼンスルホニルクロライドに代えて、ビ
フェニルスルホニルクロライドを用いた以外は、同様に
して対応するスルホン酸エステルを得た。 実施例11 実施例1の6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テ
トラメチル−1,1'−スピロビインダンに代えて、5,
5',6,6'−テトラヒドロキシ−3,3,3',3'−テト
ラメチル−1,1'−スピロビインダンを用いた以外は、
同様にして対応するスルホン酸エステルを得た。 実施例12 実施例1の6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テ
トラメチル−1,1'−スピロビインダンに代えて、5,
5',6,6'−テトラヒドロキシ−3,3,3',3'−テト
ラメチル−1,1'−スピロビインダンを用い、ベンゼン
スルホニルクロライドに代えて、エトキシメチルスルホ
ニルクロライドを用いた以外は、同様にして対応するス
ルホン酸エステルを得た。 実施例13 実施例1の6,6'−ジヒドロキシ−3,3,3',3'−テ
トラメチル−1,1'−スピロビインダンに代えて、4,
4',6,6'−テトラヒドロキシ−3,3,3',3'−テト
ラメチル−1,1'−スピロビインダンを用い、ベンゼン
スルホニルクロライドに代えて、トルイルオキシメチル
スルホニルクロライドを用いた以外は、同様にして対応
するスルホン酸エステルを得た。 実施例14 実施例1のベンゼンスルホニルクロライドに代えて、シ
クロヘキシルオキシベンゼンスルホニルクロライドを用
いた以外は、同様にして対応するスルホン酸エステルを
得た。
Example 10 A corresponding sulfonate ester was obtained in the same manner except that biphenylsulfonyl chloride was used instead of benzenesulfonyl chloride of Example 1. Example 11 In place of 6,6′-dihydroxy-3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane of Example 1, 5,
Other than using 5 ', 6,6'-tetrahydroxy-3,3,3', 3'-tetramethyl-1,1'-spirobiindane,
Similarly, the corresponding sulfonate ester was obtained. Example 12 In place of 6,6′-dihydroxy-3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane of Example 1, 5,
5 ′, 6,6′-tetrahydroxy-3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane was used, and ethoxymethylsulfonyl chloride was used instead of benzenesulfonyl chloride. Similarly, the corresponding sulfonate ester was obtained. Example 13 In place of 6,6′-dihydroxy-3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane of Example 1, 4,
4 ', 6,6'-Tetrahydroxy-3,3,3', 3'-tetramethyl-1,1'-spirobiindane was used, and toluyloxymethylsulfonyl chloride was used instead of benzenesulfonyl chloride. The corresponding sulfonic acid ester was obtained in the same manner. Example 14 A corresponding sulfonic acid ester was obtained in the same manner except that cyclohexyloxybenzenesulfonyl chloride was used in place of the benzenesulfonyl chloride of Example 1.

【0041】実施例15〜22 第1表(表1)に示したベース樹脂、溶解阻害剤および
酸発生剤を用いて、下記の方法でレジスト塗布基板を製
造し、下記の方法で評価を行い、結果を第2表(表2)
に示した。なお、第1表中のMwはベース樹脂の分子量
を表す。 [レジスト塗布基板の製造方法]下記の組成物を混合し
たレジスト溶液を、シリコーン基板上に2000回転/
分でスピン塗布し、ホットプレート上で85℃で1分間
プリベークし、レジスト膜の厚さが0.7μmのレジス
ト塗布基板を製造した。 ベース樹脂 81重量部 溶解阻害剤 14重量部 酸発生剤(実施例1または2の化合物) 5重量部 塗布溶剤(酢酸エトキシエチル) 400重量部 計 500重量部
Examples 15 to 22 Using the base resins, dissolution inhibitors and acid generators shown in Table 1 (Table 1), resist coated substrates were manufactured by the following methods and evaluated by the following methods. , The results are shown in Table 2 (Table 2)
It was shown to. In addition, Mw in Table 1 represents the molecular weight of the base resin. [Manufacturing Method of Resist Coated Substrate] A resist solution prepared by mixing the following compositions was 2,000 rpm on a silicone substrate.
Spin coating for 1 minute and prebaking on a hot plate at 85 ° C. for 1 minute to manufacture a resist coated substrate having a resist film thickness of 0.7 μm. Base resin 81 parts by weight Dissolution inhibitor 14 parts by weight Acid generator (compound of Example 1 or 2) 5 parts by weight Coating solvent (ethoxyethyl acetate) 400 parts by weight Total 500 parts by weight

【0042】[レジスト塗布基板の評価方法]本発明の
レジスト材料の特性は、上述の方法により製造されたレ
ジスト塗布基板を用いて、以下の方法により測定した。 (1)感度:各レジスト塗布基板に縮小露光投影装置N
SR−1505EX(ニコン社製)を用いて10mJか
らさらに10mJずつ過剰間隔で露光した後、100
℃、90秒間加熱し、次いで2.4重量%テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液で65秒間浸漬現像
し、30秒間水洗して乾燥した際の感度を、適正露光時
間(パターニングのために要する最小露光時間)として
測定した。結果は10mJ単位の値として表され、数値
が小さい程、露光時間が短く感度が良好であることを示
す。 (2)断面形状 (a)露光直後現像処理:各レジスト塗布基板に縮小露
光投影装置NSR−1505EX(ニコン社製)を用い
て、最適露光時間で露光して得られたシリコンウエハー
を、100℃、90秒間加熱し、次いで2.4重量%テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で65秒間
浸漬現像し、30秒間水洗し、乾燥して得られたレジス
トパタンの断面形状を顕微鏡で観察し、側面が垂直なも
のを「○」、側面が垂直でなく、オーバーハングまたは
強いテーパー状のものを「×」とした。 (b)露光1時間後現像処理:各レジスト塗布基板に縮
小露光投影装置NSR−1505EX(ニコン社製)を
用いて、最適露光時間で露光して得られたシリコンウエ
ハーを、100℃、90秒間加熱した後、室温で1時間
静置し、次いで2.4重量%テトラメチルアンモニウム
ヒドロキシド水溶液で65秒間浸漬現像し、30秒間水
洗し、乾燥して得られたレジストパタンの断面形状を顕
微鏡で観察し、側面が垂直なものを「○」、側面が垂直
でなく、オーバーハングまたは強いテーパー状のものを
「×」とした。
[Evaluation Method of Resist Coated Substrate] The characteristics of the resist material of the present invention were measured by the following methods using the resist coated substrate manufactured by the above-mentioned method. (1) Sensitivity: reduction exposure projection device N on each resist coated substrate
After exposure using SR-1505EX (manufactured by Nikon Corporation) at an excess interval of 10 mJ from 10 mJ, 100
After heating for 90 seconds at 90 ° C., then immersion development with a 2.4% by weight tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 65 seconds, washing for 30 seconds with water, and drying, the sensitivity is determined as appropriate exposure time (minimum exposure time required for patterning. ) Was measured. The results are expressed as values in units of 10 mJ, and the smaller the value, the shorter the exposure time and the better the sensitivity. (2) Cross-sectional shape (a) Immediately after exposure development processing: A silicon wafer obtained by exposing each resist-coated substrate with a reduction exposure projection device NSR-1505EX (manufactured by Nikon Corporation) for an optimum exposure time was heated to 100 ° C. After heating for 90 seconds, dipping and developing with a 2.4 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 65 seconds, washing with water for 30 seconds, and drying, the cross-sectional shape of the resist pattern is observed under a microscope, and the side surface is vertical. "○" means that the side surface is not vertical, and "x" means that the side surface is overhanging or strongly tapered. (B) 1-hour post-exposure development treatment: A silicon wafer obtained by exposing each resist-coated substrate to the optimum exposure time using a reduction exposure projection device NSR-1505EX (manufactured by Nikon Corporation) at 100 ° C. for 90 seconds. After heating, it was allowed to stand at room temperature for 1 hour, then immersion developed with a 2.4 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 65 seconds, washed with water for 30 seconds, and dried to obtain a cross-sectional shape of a resist pattern with a microscope. Observed, the one with vertical side faces was marked with "O", and the one with non-vertical side faces and overhang or strong taper was marked with "X".

【0043】比較例1 実施例15における酸発生剤として、実施例1の化合物
の代わりに、トリ−tert−ブトキシカルボニルピロ
ガロール用いた以外は、実施例15に示した方法と同様
の方法により、レジスト塗布基板を得、前記の方法で評
価を行い、第2表に示した。 比較例2 実施例15における酸発生剤として、実施例1の化合物
の代わりに、ジ−tert−ブトキシカルボニルビスフ
ェノールAを用いた以外は、実施例15に示した方法と
同様の方法により、レジスト塗布基板を得、前記の方法
で評価を行い、第2表に示した。
Comparative Example 1 A resist was prepared in the same manner as in Example 15 except that tri-tert-butoxycarbonylpyrogallol was used as the acid generator in Example 15 instead of the compound in Example 1. A coated substrate was obtained, evaluated by the above method, and shown in Table 2. Comparative Example 2 Resist coating was performed in the same manner as in Example 15 except that di-tert-butoxycarbonylbisphenol A was used as the acid generator in Example 15 instead of the compound in Example 1. Substrates were obtained, evaluated by the methods described above, and shown in Table 2.

【0044】[0044]

【表1】 tBC−HS:tert−ブトキシカルボニル化ポリ(p−ヒドロキシスチレン) THP−HS:テトラヒドロピラニル化ポリ(p−ヒドロキシスチレン) XL:フェノールアラルキル樹脂 HS:ポリヒドロキシスチレン T−tBC−PG:トリ−t−ブトキシカルボニルピロガロール D−tBC−BA:ジ−t−ブトキシカルボニルビスフェノールA D−tBC−HFBA:ジ−t−ブトキシカルボニルヘキサフルオロビスフェノ ールA[Table 1] tBC-HS: tert-butoxycarbonylated poly (p-hydroxystyrene) THP-HS: tetrahydropyranylated poly (p-hydroxystyrene) XL: phenol aralkyl resin HS: polyhydroxystyrene T-tBC-PG: tri-t -Butoxycarbonylpyrogallol D-tBC-BA: Di-t-butoxycarbonylbisphenol A D-tBC-HFBA: Di-t-butoxycarbonylhexafluorobisphenol A

【0045】[0045]

【表2】 第2表より明らかなように、本発明の一般式(1)で表
されるスピロビインダンフェノールスルホン酸エステル
を酸発生剤として使用したレジスト材料は、従来用いら
れている酸発生剤を用いて作製したレジスト材料と比較
して、感度および解像度が優れており、経時安定性も高
い。
[Table 2] As is clear from Table 2, the resist material using the spirobiindanephenolsulfonic acid ester represented by the general formula (1) of the present invention as an acid generator is prepared by using a conventionally used acid generator. Compared with the produced resist material, it has excellent sensitivity and resolution and high stability over time.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明により、感度および解像度の優れ
た高エネルギー線用ポジ型レジスト材料を提供すること
ができる。
According to the present invention, it is possible to provide a positive resist material for high energy rays which is excellent in sensitivity and resolution.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(1)(化1)で表されるス
ピロビインダンフェノールスルホン酸エステル。 【化1】 (式中、R1 は置換されていてもよいアルキル基または
置換されていてもよいアリール基を表し、R2 は水素原
子、アルキル基、アルコキシ基、ニトロ基またはハロゲ
ン原子を表し、mは1または2を表し、nは1〜3の整
数を表し、n+mは4以下である)
1. A spirobiindanephenol sulfonate represented by the following general formula (1) (formula 1). Embedded image (In the formula, R 1 represents an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted aryl group, R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a nitro group or a halogen atom, and m is 1 Or 2 is represented, n is an integer of 1 to 3, and n + m is 4 or less)
【請求項2】 アルカリ可溶性樹脂、溶解阻害剤、酸発
生剤を含んで成るポジ型フォトレジスト材料において、
酸発生剤として請求項1記載のスピロビインダンフェノ
ールスルホン酸エステルを含有することを特徴とするポ
ジ型フォトレジスト材料。
2. A positive photoresist material comprising an alkali-soluble resin, a dissolution inhibitor and an acid generator,
A positive photoresist material comprising the spirobiindanephenol sulfonate according to claim 1 as an acid generator.
【請求項3】 アルカリ可溶性樹脂が、ポリヒドロキシ
スチレンまたはその誘導体を含有するものである請求項
2記載のポジ型フォトレジスト材料。
3. The positive photoresist material according to claim 2, wherein the alkali-soluble resin contains polyhydroxystyrene or a derivative thereof.
【請求項4】 アルカリ可溶性樹脂がフェノールアラル
キル樹脂またはその誘導体を含有するものである請求項
3記載のポジ型フォトレジスト材料。
4. The positive photoresist material according to claim 3, wherein the alkali-soluble resin contains a phenol aralkyl resin or a derivative thereof.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114656356B (en) * 2022-03-28 2023-10-13 中国科学院长春应用化学研究所 Spiro biindane tetraacyl chloride and preparation method thereof, and composite membrane and preparation method thereof

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