JP3160255B2 - Method for producing polyhydroxystyrene derivative - Google Patents

Method for producing polyhydroxystyrene derivative

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JP3160255B2 JP32079898A JP32079898A JP3160255B2 JP 3160255 B2 JP3160255 B2 JP 3160255B2 JP 32079898 A JP32079898 A JP 32079898A JP 32079898 A JP32079898 A JP 32079898A JP 3160255 B2 JP3160255 B2 JP 3160255B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ポリヒドロキシスチレ
ン誘導体の製造方法、さらに詳しくは、化学増幅型ポジ
型ホトレジスト組成物の樹脂成分として有用なポリヒド
ロキシスチレン誘導体の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for producing a polyhydroxystyrene derivative, and more particularly, to a method for producing a polyhydroxystyrene derivative useful as a resin component of a chemically amplified positive photoresist composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ICやLSIなどの半導体デバイ
スの製造プロセスにおいては、ホトレジスト組成物を用
いたリソグラフイーによる微細加工がなされている。こ
れはシリコンウエーハ上にホトレジスト組成物の薄膜を
形成し、その上に半導体デバイスのパターンが描かれた
マスクパターンを介して紫外線などの活性光線を照射
後、現像して得られたレジストパターンを保護膜として
該シリコンウエーハをエッチングする方法である。そし
て、この方法において用いられる好適なホトレジスト組
成物としては、被膜形成用のアルカリ可溶性ノボラック
樹脂に、キノンジアジド基含有化合物から成る感光成分
を組み合せたポジ型ホトレジスト組成物が知られてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the process of manufacturing semiconductor devices such as ICs and LSIs, fine processing by lithography using a photoresist composition has been performed. This involves forming a thin film of a photoresist composition on a silicon wafer, irradiating it with actinic rays such as ultraviolet rays through a mask pattern on which a semiconductor device pattern is drawn, and then protecting the resist pattern obtained by development. This is a method of etching the silicon wafer as a film. As a preferred photoresist composition used in this method, a positive photoresist composition in which a photosensitive component comprising a quinonediazide group-containing compound is combined with an alkali-soluble novolak resin for forming a coating film is known.

【0003】ところが、近年、半導体デバイスの高集積
度化が急速に高まり、超LSIなどの製造においてはサ
ブミクロン領域やクオーターミクロン領域の超微細パタ
ーンの加工精度が要求されるようになってきた。それに
伴って露光波長もg線からi線、deep−UVに、さ
らにはKrFレーザーなどのエキシマレーザーといった
短波長化の傾向にあり、現在ではdeep−UVやエキ
シマレーザーを用いるリソグラフイーがこの分野におけ
る重要な加工技術として注目されている。
However, in recent years, the degree of integration of semiconductor devices has rapidly increased, and in the manufacture of VLSI and the like, the processing accuracy of an ultrafine pattern in a submicron region or a quarter micron region has been required. Accordingly, the exposure wavelength also tends to be shorter from g-line to i-line, deep-UV, and even excimer laser such as KrF laser. Currently, lithography using deep-UV or excimer laser is in this field. It is drawing attention as an important processing technology.

【0004】従来のg線やi線用のノボラック−キノン
ジアジド系レジストでは、deep−UVやエキシマレ
ーザー光の吸収が大きいことから、前記光の吸収が少な
いポリヒドロキシスチレンをベース樹脂とした化学増幅
型レジストが期待されている。
A conventional novolak-quinonediazide-based resist for g-line or i-line has a large absorption of deep-UV or excimer laser light. Resist is expected.

【0005】上記化学増幅型レジストは、放射線照射に
より生成した酸の触媒作用を利用したレジストであっ
て、高い感度と解像性を有し、放射線の照射により酸を
発生する化合物(以下酸発生剤という)が少量で済むと
いう利点を有している。該化学増幅型レジストにはポジ
型とネガ型の2つのタイプがあり、前者のポジ型レジス
トは、一般に酸発生剤と発生した酸の作用によりアルカ
リ水溶液に対する溶解性が増大する樹脂成分とから構成
されている。一方、ネガ型レジストは、酸発生剤と架橋
剤とアルカリ可溶性樹脂成分とから構成されている。
The above-mentioned chemically amplified resist is a resist utilizing the catalytic action of an acid generated by irradiation, and has a high sensitivity and resolution, and is a compound capable of generating an acid upon irradiation (hereinafter referred to as acid generation). Agent) can be used in a small amount. There are two types of the chemically amplified resist, a positive type and a negative type. The former positive type resist generally comprises an acid generator and a resin component whose solubility in an aqueous alkali solution increases due to the action of the generated acid. Have been. On the other hand, a negative resist is composed of an acid generator, a crosslinking agent, and an alkali-soluble resin component.

【0006】上記化学増幅型ポジ型レジストにおいてポ
リヒドロキシスチレンを樹脂成分とするレジストが特公
平2−27660号公報で提案されている。前記公報記
載の化学増幅型ポジ型レジストは、ポリビニルフェノー
ルの水酸基をtert−ブトキシカルボニルオキシ基で
置換した樹脂成分と、酸発生剤のオニウム塩を使用した
レジストであるが、deep−UVやエキシマレーザー
光に対する光透過性が必ずしも十分でない上に、感度、
解像性、耐熱性及びレジストパターンの断面形状も十分
に満足しうるものでなく、実用上満足できるレジストで
はなかった。
[0006] A resist using polyhydroxystyrene as a resin component in the above chemically amplified positive resist has been proposed in Japanese Patent Publication No. 2-27660. The chemically amplified positive resist described in the above publication is a resist using a resin component in which a hydroxyl group of polyvinyl phenol is substituted with a tert-butoxycarbonyloxy group and an onium salt of an acid generator, and is a deep-UV or excimer laser. Not only the light transmittance to light is not always enough, sensitivity,
The resolution, heat resistance, and cross-sectional shape of the resist pattern were not sufficiently satisfactory, and the resist was not practically satisfactory.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】こうした現状に鑑み、
本発明者等は、光の吸収の少ないポリヒドロキシスチレ
ンの化学増幅型ポジ型レジストへの適用について鋭意研
究を続けた結果、ポリヒドロキシスチレンと特定の化合
物とを置換反応させ、それを化学増幅型ポジ型レジスト
の樹脂成分とすることで、deep−UVやエキシマレ
ーザー光に対する光透過性が優れ、高感度、高解像性
で、かつ耐熱性に優れるとともに断面形状の良好なレジ
ストパターンを形成できる化学増幅型のポジ型レジスト
組成物が得られることを見出し、本発明を完成したもの
である。すなわち
In view of the current situation,
The present inventors have conducted intensive studies on the application of polyhydroxystyrene having low light absorption to a chemically amplified positive resist, and as a result, caused a substitution reaction between polyhydroxystyrene and a specific compound, which was chemically amplified. By using a positive resist as a resin component, it is possible to form a resist pattern having excellent light transmittance to deep-UV or excimer laser light, high sensitivity, high resolution, excellent heat resistance, and a good cross-sectional shape. The inventors have found that a chemically amplified positive resist composition can be obtained, and have completed the present invention. Ie

【0008】本発明は、新規なポリヒドロキシスチレン
誘導体の製造方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a method for producing a novel polyhydroxystyrene derivative.

【0009】また、本発明は、deep−UVやエキシ
マレーザー光に対する光透過性に優れ、高感度、高解像
性で、かつ耐熱性に優れるとともに断面形状の良好なレ
ジストパターンを形成できる化学増幅型のポジ型レジス
ト組成物の樹脂成分として有用なポリヒドロキシスチレ
ン誘導体の製造方法を提供することを目的とする。
Further, the present invention is directed to a chemical amplification method capable of forming a resist pattern having excellent light transmittance to deep-UV and excimer laser light, high sensitivity, high resolution, excellent heat resistance and a good cross-sectional shape. It is an object of the present invention to provide a method for producing a polyhydroxystyrene derivative useful as a resin component of a positive resist composition of a negative type.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、ポリヒドロキシスチレンと一般式化3
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention, which achieves the above object, comprises a polyhydroxystyrene having the general formula

【0011】[0011]

【化3】 (式中、R1は水素原子又はメチル基、R2はメチル基
又はエチル基、R3は低級アルキル基、XはClを示
す。) で表わさ
れる化合物とを反応させポリヒドロキシスチレンの水酸
基を一般式4
Embedded image (Wherein, R1 is a hydrogen atom or a methyl group, R2 is a methyl or ethyl group, R3 is a lower alkyl group, and X is Cl.) To react with a compound represented by the general formula 4

【0012】[0012]

【化4】 (式中、R1は水素原子又はメチル基、R2はメチル基
又はエチル基、R3は低級アルキル基を示す。)
で表わされ
る残基で置換することを特徴とするポリヒドロキシスチ
レン誘導体の製造方法に係る。
Embedded image (In the formula, R1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R2 represents a methyl group or an ethyl group, and R3 represents a lower alkyl group.)
A method for producing a polyhydroxystyrene derivative characterized by substituting with a residue represented by the formula:

【0013】上記のとおり本発明の製造方法は、ポリヒ
ドロキシスチレンと一般式化5
As described above, the production method of the present invention uses polyhydroxystyrene and general formula 5

【0014】[0014]

【化5】 (式中、R1は水素原子又はメチル基、R2はメチル基
又はエチル基、R3は低級アルキル基、XはClを示
す。) で表わさ
れる化合物をN,N−ジメチルアセトアミドなどの有機
溶媒に溶解し、トリエチルアミンなどの公知の触媒の存
在下で置換反応させて得られたポリヒドロキシスチレン
誘導体の製造方法であり、得られたポリヒドロキシスチ
レン誘導体はその水酸基の10〜60モル%、好ましく
は20〜50モル%が一般式化6
Embedded image (Wherein, R1 is a hydrogen atom or a methyl group, R2 is a methyl or ethyl group, R3 is a lower alkyl group, and X is Cl.) A compound represented by the following formula is dissolved in an organic solvent such as N, N-dimethylacetamide. And a method for producing a polyhydroxystyrene derivative obtained by performing a substitution reaction in the presence of a known catalyst such as triethylamine, wherein the obtained polyhydroxystyrene derivative has a hydroxyl group content of 10 to 60 mol%, preferably 20 to 60 mol%. 50 mol% is a general formula 6

【0015】[0015]

【化6】 (式中、R1は水素原子又はメチル基、R2はメチル基
又はエチル基、R3は低級アルキル基を示す)
で表わされ
る残基で置換されるのが好ましい。前記一般式化5で表
わされる化合物としては、具体的に1−クロロ−1−メ
トキシエタン、1−クロロ−1−エトキシエタン、1−
クロロ−1−n−プロポキシエタン、1−クロロ−1−
イソプロポキシエタン、1−クロロ−1−n−ブトキシ
エタン、1−クロロ−1−イソブトキシエタン、1−ク
ロロ−1−(1,1−ジメチルエトキシ)−1−メチル
エタン、1−クロロ−1−メトキシ−1−メチルエタ
ン、1−クロロ−1−エトキシ−1−メチルエタン、1
−クロロ−1−n−プロポキシ−1−メチルエタン、1
−クロロ−1−イソブトキシ−1−メチルエタン、1−
クロロ−1−メトキシ−n−プロパン、1−クロロ−1
−エトキシ−n−プロパンが挙げられる。前記置換反応
で得られたポリヒドロキシスチレン誘導体(以下(A)
成分という)の置換基は残基で1−メトキシエトキシ
基、1−エトキシエトキシ基、1−n−プロポキシエト
キシ基、1−イソプロポキシエトキシ基、1−n−ブト
キシエトキシ基、1−イソブトキシエトキシ基、1−
(1,1−ジメチルエトキシ)−1−メチルエトキシ
基、1−メトキシ−1−メチルエトキシ基、1−エトキ
シ−1−メチルエトキシ基、1−n−プロポキシ−1−
メチルエトキシ基、1−イソブトキシ−1−メチルエト
キシ基、1−メトキシ−n−プロポキシ基、1−エトキ
シ−n−プロポキシ基などが好ましい。特に1−エトキ
シエトキシ基および1−メトキシ−n−プロポキシ基を
残基とするポリヒドロキシスチレン誘導体は化学増幅型
のポジ型レジスト組成物の感度、解像力をバランス良く
向上させるので好適である。前記置換率が10モル%未
満では形状のすぐれたパターンが得られず、また60モ
ル%を超えるとレジストの感度が低下するため好ましく
なく、実用的には20〜50モル%が有効である。
Embedded image (In the formula, R1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R2 represents a methyl group or an ethyl group, and R3 represents a lower alkyl group.)
Is preferably substituted with the residue represented by Specific examples of the compound represented by the general formula 5 include 1-chloro-1-methoxyethane, 1-chloro-1-ethoxyethane, and 1-chloro-1-methoxyethane.
Chloro-1-n-propoxyethane, 1-chloro-1-
Isopropoxyethane, 1-chloro-1-n-butoxyethane, 1-chloro-1-isobutoxyethane, 1-chloro-1- (1,1-dimethylethoxy) -1-methylethane, 1-chloro-1- Methoxy-1-methylethane, 1-chloro-1-ethoxy-1-methylethane, 1
-Chloro-1-n-propoxy-1-methylethane, 1
-Chloro-1-isobutoxy-1-methylethane, 1-
Chloro-1-methoxy-n-propane, 1-chloro-1
-Ethoxy-n-propane. The polyhydroxystyrene derivative obtained by the substitution reaction (hereinafter referred to as (A)
The substituent is 1-methoxyethoxy group, 1-ethoxyethoxy group, 1-n-propoxyethoxy group, 1-isopropoxyethoxy group, 1-n-butoxyethoxy group, 1-isobutoxyethoxy. Group, 1-
(1,1-dimethylethoxy) -1-methylethoxy group, 1-methoxy-1-methylethoxy group, 1-ethoxy-1-methylethoxy group, 1-n-propoxy-1-
Preferred are a methylethoxy group, a 1-isobutoxy-1-methylethoxy group, a 1-methoxy-n-propoxy group, a 1-ethoxy-n-propoxy group and the like. In particular, a polyhydroxystyrene derivative having a 1-ethoxyethoxy group and a 1-methoxy-n-propoxy group as a residue is preferable because it improves the sensitivity and resolution of a chemically amplified positive resist composition in a well-balanced manner. If the substitution rate is less than 10 mol%, a pattern having an excellent shape cannot be obtained, and if it exceeds 60 mol%, the sensitivity of the resist is lowered, which is not preferable. Practically, 20 to 50 mol% is effective.

【0016】本発明の製造方法で得られたポリヒドロキ
シスチレン誘導体の重量平均分子量は、ゲルパーミネー
ションクロマト法(GPC法)に基づきポリスチレン基
準で3,000〜30,000の範囲がよい。前記重量
平均分子量が前記範囲未満では被膜性に劣り、また前記
上限範囲を超えるとアルカリ水溶液に対する溶解性が低
下する。このポリヒドロキシスチレン誘導体を化学増幅
型ポジ型レジスト組成物の樹脂成分として用いるに当た
ってはtert−ブトキシカルボニルオキシ基で置換し
たポリヒドロキシスチレン(以下(B)成分という)と
混合するのがよい。前記(B)成分は、ポリヒドロキシ
スチレンの水酸基を、例えばジ−tert−ブチル−ジ
−カーボネートなどにより、公知の置換反応に従いte
rt−ブトキシカルボニルオキシ基で置換したもので、
その置換率は10〜60モル%、好ましくは20〜50
モル%が好適である。この置換率が10モル%未満では
形状に優れたパターンが得られず、また60モル%を超
えるとレジストの感度が低下するため好ましくなく、実
用上は20〜50モル%が有効である。
The weight average molecular weight of the polyhydroxystyrene derivative obtained by the production method of the present invention is preferably in the range of 3,000 to 30,000 based on polystyrene based on gel permeation chromatography (GPC). When the weight-average molecular weight is less than the above range, the coating properties are poor, and when the weight-average molecular weight exceeds the upper limit range, the solubility in an aqueous alkaline solution is reduced. In using this polyhydroxystyrene derivative as a resin component of a chemically amplified positive resist composition, it is preferable to mix it with a polyhydroxystyrene substituted with a tert-butoxycarbonyloxy group (hereinafter, referred to as a component (B)). The component (B) is obtained by subjecting the hydroxyl group of polyhydroxystyrene to te-substitution with, for example, di-tert-butyl-di-carbonate according to a known substitution reaction.
substituted with an rt-butoxycarbonyloxy group,
The substitution rate is 10 to 60 mol%, preferably 20 to 50 mol%.
Molar% is preferred. If the substitution rate is less than 10 mol%, a pattern having an excellent shape cannot be obtained, and if it exceeds 60 mol%, the sensitivity of the resist is lowered, which is not preferable. In practice, 20 to 50 mol% is effective.

【0017】上記(A)成分および(B)成分の混合物
を化学増幅型のポジ型レジスト組成物の樹脂成分とする
場合には、(A)成分が30〜90重量%、好ましくは
50〜80重量%、(B)成分が10〜70重量%、好
ましくは20〜50重量%の範囲の混合割合がよい。前
記範囲の樹脂成分を用いると、酸発生剤から生じる酸が
tert−ブトキシカルボニルオキシ基及び前記一般式
化6の残基を分解し、それらが樹脂成分の溶解と前記t
ert−ブトキシカルボニルオキシ基による溶解阻害能
を程よく釣り合わせ、高感度と高解像性を達成すること
ができる。樹脂成分の混合割合が前記範囲を逸脱すると
これらの特性を得ることができない。
When the mixture of the above components (A) and (B) is used as the resin component of a chemically amplified positive resist composition, the content of component (A) is 30 to 90% by weight, preferably 50 to 80%. %, The mixing ratio of the component (B) is in the range of 10 to 70% by weight, preferably 20 to 50% by weight. When the resin component in the above range is used, the acid generated from the acid generator decomposes the tert-butoxycarbonyloxy group and the residue represented by the general formula 6, and these dissolve the resin component and the t
The dissolution inhibiting ability of the ert-butoxycarbonyloxy group is appropriately balanced, and high sensitivity and high resolution can be achieved. If the mixing ratio of the resin component deviates from the above range, these characteristics cannot be obtained.

【0018】化学増幅型のポジ型レジスト組成物は、樹
脂成分として本発明の製造方法で得られたポリヒドロキ
シスチレン誘導体と酸発生剤を基本成分とし、必要に応
じてこれに吸光剤、有機カルボン酸化合物などを溶剤に
溶解して使用するのが好ましく、前記溶剤の例として
は、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノ
ン、メチルイソアミルケトンなどのケトン類;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、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、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又はジプロピレン
グリコールモノアセテートのモノメチルエーテル、モノ
エチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエ
ーテル又はモノフエニルエーテルなどの多価アルコール
類及びその誘導体;ジオキサンのような環式エーテル
類;及び乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エ
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
酸エチルなどのエステル類を挙げることができる。これ
らは単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いても
よい。
The chemically amplified positive resist composition comprises, as resin components, the polyhydroxystyrene derivative obtained by the production method of the present invention and an acid generator as basic components, and if necessary, a light absorbing agent and an organic carboxylic acid. It is preferable to use an acid compound or the like dissolved in a solvent. Examples of the solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, and methyl isoamyl ketone; ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, Propylene glycol, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol or dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl Polyhydric alcohols such as ethers and derivatives thereof; cyclic ethers such as dioxane; and methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethoxy Esters such as ethyl propionate can be mentioned. These may be used alone or as a mixture of two or more.

【0019】上記製造方法で得られたポリヒドロキシス
チレン誘導体を樹脂成分とする化学増幅型のポジ型レジ
スト組成物の使用方法としては従来のホトレジスト技術
のレジストパターン形成方法が用いられるが、その好適
な例として、まずシリコンウエーハのような支持体上
に、樹脂成分、酸発生剤及び必要に応じて配合される吸
光剤及び有機カルボン酸化合物並びに所望により配合さ
れる各種添加物を上記の溶剤に溶解した溶液をスピンナ
ーなどで塗布し、乾燥して感光層を形成させ、これに縮
小投影露光装置などにより、エキシマレーザー光を所望
のマスクパターンを介して照射し、次いでこれを現像
液、例えば1〜10重量%テトラメチルアンモニウムヒ
ドロキシド水溶液のような弱アルカリ性水溶液などを用
いて現像処理する。この形成方法でマスクパターンに忠
実な画像を得ることができる。
As a method of using the chemically amplified positive resist composition containing the polyhydroxystyrene derivative obtained as a resin component as a resin component, a conventional photoresist pattern forming method of the photoresist technique is used. As an example, first, on a support such as a silicon wafer, a resin component, an acid generator, a light-absorbing agent and an organic carboxylic acid compound which are optionally added, and various additives which are optionally added are dissolved in the above-mentioned solvent. The resulting solution is applied with a spinner or the like, and dried to form a photosensitive layer, which is irradiated with an excimer laser beam through a desired mask pattern by a reduction projection exposure apparatus or the like, and then this is developed with a developing solution, for example, 1 to Development processing is performed using a weakly alkaline aqueous solution such as a 10% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. With this forming method, an image faithful to the mask pattern can be obtained.

【0020】[0020]

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。
Next, the present invention will be described in more detail by way of examples, which should not be construed as limiting the present invention.

【0021】実施例1 重量平均分子量20,000のポリヒドロキシスチレン
120gをN,N−ジメチルアセトアミド680gに溶
解し、この溶液の中に1−クロロ−1−エトキシエタン
37.2gを加え、かき混ぜて完全に溶解したのち、か
き混ぜながらトリエチルアミン78.8gを約30分間
かけて滴下した。滴下終了後、そのまま約3時間かき混
ぜた。次いで、得られた溶液に対して20倍量の純水を
加え、かき混ぜて水酸基の35モル%が1−エトキシエ
トキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレン130g
を得た。
Example 1 120 g of polyhydroxystyrene having a weight-average molecular weight of 20,000 was dissolved in 680 g of N, N-dimethylacetamide, and 37.2 g of 1-chloro-1-ethoxyethane was added to the solution and stirred. After complete dissolution, 78.8 g of triethylamine was added dropwise with stirring over about 30 minutes. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred for about 3 hours. Next, a 20-fold amount of pure water was added to the obtained solution, and the mixture was stirred to obtain 130 g of polyhydroxystyrene in which 35 mol% of hydroxyl groups were substituted with 1-ethoxyethoxy groups.
I got

【0022】実施例2 重量平均分子量20,000のポリヒドロキシスチレン
120gをN,N−ジメチルアセトアミド680gに溶
解し、この溶液の中に1−クロロ−1−メトキシプロパ
ン42.3gを加え、かき混ぜて完全に溶解したのち、
かき混ぜながらトリエチルアミン78.8gを約30分
間かけて滴下した。滴下終了後、そのまま約3時間かき
混ぜた。次いで、得られた溶液に対して20倍量の純水
を加え、かき混ぜて水酸基が1−メトキシ−n−プロピ
ルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレンを析出
させた。該析出物を洗浄、脱水、乾燥して水酸基の39
モル%が1−メトキシ−n−プロピルオキシ基で置換さ
れたポリヒドロキシスチレン130gを得た。
Example 2 120 g of polyhydroxystyrene having a weight average molecular weight of 20,000 was dissolved in 680 g of N, N-dimethylacetamide, and 42.3 g of 1-chloro-1-methoxypropane was added to the solution and stirred. After complete dissolution,
While stirring, 78.8 g of triethylamine was added dropwise over about 30 minutes. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred for about 3 hours. Next, a 20-fold amount of pure water was added to the obtained solution, and the mixture was stirred to precipitate polyhydroxystyrene in which a hydroxyl group was substituted with a 1-methoxy-n-propyloxy group. The precipitate is washed, dehydrated, and dried to obtain 39
130 g of polyhydroxystyrene in which mol% was substituted by 1-methoxy-n-propyloxy group were obtained.

【0023】参考例1 水酸基の35モル%がtert−ブトキシカルボニルオ
キシ基で置換されたポリヒドロキシスチレン1.48g
と実施例1で得られた水酸基の35モル%がエトキシエ
トキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレン1.48
gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト16.8gに溶解したのち、ビス(シクロヘキシルス
ルホニル)ジアゾメタン0.148gとベンゾフエノン
0.093gを更に加えて溶解して得た溶液を0.2μ
mメンブレンフイルターでろ過したものをポジ型レジス
トの塗布液として調製した。
Reference Example 1 1.48 g of polyhydroxystyrene in which 35 mol% of hydroxyl groups were substituted by tert-butoxycarbonyloxy group
And 1.48 of polyhydroxystyrene in which 35 mol% of the hydroxyl groups obtained in Example 1 were substituted with ethoxyethoxy groups.
g was dissolved in 16.8 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 0.148 g of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane and 0.093 g of benzophenone were further added and dissolved.
A solution filtered with an m membrane filter was prepared as a coating solution for a positive resist.

【0024】調製された塗布液をスピンナーを使用して
6インチシリコンウエ−ハ上に塗布し、ホットプレート
で90℃、90秒間乾燥して膜厚0.7μmのレジスト
膜を得た。この膜に縮小投影露光装置NSR−2005
EX8A(ニコン社製)を用い、テストチャートマスク
を介して露光したのち、120℃、90秒間加熱し、次
いで2.38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
燥してレジストパターンを形成したところ、0.21μ
mのラインアンドスペースパターンが形成され、そのレ
ジストパターン断面は、若干台形状であるが、定在波の
影響はなく矩形に近い良好なものであった。また、目視
で確認できる大面積のレジストパターンがパターニング
され基板表面が現れる最小露光量(以下最小露光量とい
う)を測定した結果、7mJ/cm2であった。さらに
形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性(熱に
よるフローが生じる温度)を調べた結果、130℃であ
った。
The prepared coating solution was applied on a 6-inch silicon wafer using a spinner and dried on a hot plate at 90 ° C. for 90 seconds to obtain a 0.7 μm-thick resist film. A reduction projection exposure apparatus NSR-2005 is applied to this film.
Using EX8A (manufactured by Nikon Corporation), exposure was performed through a test chart mask, followed by heating at 120 ° C. for 90 seconds, followed by immersion development with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 65 seconds, and washing with water for 30 seconds. After drying to form a resist pattern, 0.21μ
An m-line-and-space pattern was formed, and the cross section of the resist pattern was slightly trapezoidal. The minimum exposure amount (hereinafter, referred to as minimum exposure amount) in which a large-area resist pattern that can be visually confirmed was patterned and the substrate surface appeared was measured. As a result, it was 7 mJ / cm2. Further, as a result of examining the heat resistance (temperature at which a flow due to heat occurs) of the formed 0.5 μm line pattern, it was 130 ° C.

【0025】参考例2 水酸基の35モル%がtert−ブトキシカルボニルオ
キシ基で置換されたポリヒドロキシスチレン2.96g
をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
16.8gに溶解したのち、ビス(シクロヘキシルスル
ホニル)ジアゾメタン0.148gとベンゾフエノン
0.093gを更に加えて溶解して得られた溶液を0.
2μmメンブレンフイルターでろ過したものをポジ型レ
ジストの塗布液として調製した。
Reference Example 2 2.96 g of polyhydroxystyrene in which 35 mol% of hydroxyl groups were substituted by tert-butoxycarbonyloxy groups
Was dissolved in 16.8 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 0.148 g of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane and 0.093 g of benzophenone were further added and dissolved.
A solution filtered through a 2 μm membrane filter was prepared as a coating solution for a positive resist.

【0026】調製した塗布液を使用して実施例3と同様
の操作によりレジストパターンを形成したところ、0.
28μmのラインアンドスペースパターンが限界であ
り、そのレジストパターン断面は、裾引きのある不良な
ものであった。また、最小露光量を測定した結果、35
mJ/cm2であった。さらに形成された0.5μmの
ラインスペースパターンの耐熱性を調べた結果、150
℃であった。
A resist pattern was formed by the same operation as in Example 3 using the prepared coating solution.
The 28 μm line-and-space pattern was the limit, and the resist pattern cross section was poor with a tail. In addition, as a result of measuring the minimum exposure, 35
mJ / cm2. As a result of examining the heat resistance of the formed 0.5 μm line space pattern,
° C.

【0027】参考例3 水酸基の39%がtert−ブトキシカルボニルオキシ
基で置換したポリヒドロキシスチレン1.05gと実施
例2で得た水酸基の39%がメトキシ−n−プロピルオ
キシ基で置換されたポリヒドロキシスチレン1.95g
をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
16.8gに溶解したのち、ビス(シクロヘキシルスル
ホニル)ジアゾメタン0.21gとo−ニトロ安息香酸
0.009gを更に加えて、溶解して得られた溶液を
0.2μmメンブレンフイルターでろ過し、ポジ型レジ
ストの塗布液として調製した。
Reference Example 3 1.05 g of polyhydroxystyrene in which 39% of hydroxyl groups were replaced by tert-butoxycarbonyloxy group and polyhydroxystyrene in which 39% of hydroxyl groups obtained in Example 2 were replaced by methoxy-n-propyloxy group 1.95 g of hydroxystyrene
Was dissolved in 16.8 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 0.21 g of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane and 0.009 g of o-nitrobenzoic acid were further added, and the resulting solution was dissolved in a 0.2 μm membrane filter. To prepare a coating solution for a positive resist.

【0028】調製された塗布液をスピンナーを使用して
6インチシリコンウエ−ハ上に塗布し、ホットプレート
で90℃、90秒間乾燥して膜厚0.7μmのレジスト
膜を得た。この膜に縮小投影露光装置NSR−2005
EX8A(ニコン社製)を用い、テストチャートマスク
を介して露光したのち、110℃、90秒間加熱し、次
いで2.38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秒間パドル現像し、30秒間水洗し、
乾燥してレジストパターンを形成したところ、0.22
μmのラインアンドスペースパターンが形成された。そ
のレジストパターン断面は、若干波を打っているものの
支障のない程度のものであり、矩形で良好なものであっ
た。また、最小露光量を測定した結果、15mJ/cm
2であった。さらに形成された0.5μmのラインパタ
ーンの耐熱性を調べた結果、130℃であった。
The prepared coating solution was applied on a 6-inch silicon wafer using a spinner and dried on a hot plate at 90 ° C. for 90 seconds to obtain a resist film having a thickness of 0.7 μm. A reduction projection exposure apparatus NSR-2005 is applied to this film.
Using EX8A (manufactured by Nikon Corporation), exposure was performed through a test chart mask, followed by heating at 110 ° C. for 90 seconds, followed by paddle development with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 65 seconds and washing with water for 30 seconds. ,
After drying to form a resist pattern, 0.22
A μm line and space pattern was formed. The cross section of the resist pattern was a little wavy, but of no problem, and was a good rectangle. Also, as a result of measuring the minimum exposure amount, 15 mJ / cm
It was 2. Further, as a result of examining the heat resistance of the formed 0.5 μm line pattern, it was 130 ° C.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明の製造方法では、化学増幅型のポ
ジ型レジスト組成物の樹脂成分として有用なポリヒドロ
キシスチレン誘導体が製造でき、それを配合した化学増
幅型のポジ型レジスト組成物は高感度、高解像性でかつ
耐熱性及び断面形状の良好なレジストパターンを形成で
きる。
According to the production method of the present invention, a polyhydroxystyrene derivative useful as a resin component of a chemically amplified positive resist composition can be produced. A resist pattern having high sensitivity, high resolution, good heat resistance and good cross-sectional shape can be formed.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂井 与日 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東京応化工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 和史 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東京応化工業株式会社内 (72)発明者 中山 寿昌 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東京応化工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−32818(JP,A) 特開 平7−268030(JP,A) 特開 昭63−312308(JP,A) 特開 昭63−207801(JP,A) 特開 昭56−122028(JP,A) 特開 昭55−60503(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 8/00 - 8/50 C08F 12/22 - 12/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yohichi Sakai 150 Nakamaruko, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Tokyo Oka Kogyo Co., Ltd. Co., Ltd. (72) Inventor Toshimasa Nakayama 150 Nakamaruko, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Tokyo Oka Kogyo Co., Ltd. (56) References JP-A-6-32818 (JP, A) JP-A-7-268030 (JP) JP-A-63-312308 (JP, A) JP-A-63-207801 (JP, A) JP-A-56-1222028 (JP, A) JP-A-55-60503 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C08F 8/00-8/50 C08F 12/22-12/24

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ポリヒドロキシスチレンと一般式化1 【化1】 (式中、R1は水素原子又はメチル基、R2はメチル基
又はエチル基、R3は低級アルキル基、XはClを示
す。) で表わさ
れる化合物とを反応させポリヒドロキシスチレンの水酸
基を一般式化2 【化2】 (式中、R1は水素原子又はメチル基、R2はメチル基
又はエチル基、R3は低級アルキル基を示す。)
で表わされ
る残基で置換することを特徴とするポリヒドロキシスチ
レン誘導体の製造方法。
(1) Polyhydroxystyrene and a general formula (1) (Wherein, R1 is a hydrogen atom or a methyl group, R2 is a methyl or ethyl group, R3 is a lower alkyl group, and X is Cl.) To form a hydroxyl group of polyhydroxystyrene into a general formula. 2 (In the formula, R1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R2 represents a methyl group or an ethyl group, and R3 represents a lower alkyl group.)
A method for producing a polyhydroxystyrene derivative, which comprises substituting with a residue represented by the formula:
【請求項2】ポリヒドロキシスチレンの水酸基の10〜
60モル%を一般式化2で表わされる残基で置換するこ
とを特徴とする請求項1記載のポリヒドロキシスチレン
誘導体の製造方法。
2. A polyhydroxystyrene having a hydroxyl group of 10 to 10.
The method for producing a polyhydroxystyrene derivative according to claim 1, wherein 60 mol% is substituted with a residue represented by the general formula (2).
【請求項3】一般式化1で表わされる化合物が1−クロ
ロ−1−エトキシエタン又は1−クロロ−1−メトキシ
−n−プロパンであり、一般式化2で表わされる残基が
1−エトキシエトキシ基又は1−メトキシ−n−プロポ
キシ基であることを特徴とする請求項1記載のポリヒド
ロキシスチレン誘導体の製造方法。
3. The compound represented by the general formula 1 is 1-chloro-1-ethoxyethane or 1-chloro-1-methoxy-n-propane, and the residue represented by the general formula 2 is 1-ethoxy. The method for producing a polyhydroxystyrene derivative according to claim 1, which is an ethoxy group or a 1-methoxy-n-propoxy group.
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