JPH0899952A - キノンジアジドスルホン酸エステル、その製法及び用途 - Google Patents
キノンジアジドスルホン酸エステル、その製法及び用途Info
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- JPH0899952A JPH0899952A JP5882695A JP5882695A JPH0899952A JP H0899952 A JPH0899952 A JP H0899952A JP 5882695 A JP5882695 A JP 5882695A JP 5882695 A JP5882695 A JP 5882695A JP H0899952 A JPH0899952 A JP H0899952A
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Abstract
用いて、諸性能のバランスがとれたポジ型レジスト組成
物を提供する。 【構成】 式(I)で示される化合物が、感光剤として
有効である。 式中、R1 とR2 の一方は−OQ4 であり;R1 とR2
の他方及びR3 〜R5 は水素、アルキル、シクロアルキ
ル、アルケニル、アルコキシ又はハロゲンであるが、R
2 が−OQ4 のときは、R3 とR4 は共に水素である
か、又はR1 とR5の少なくとも一つは水素以外であ
り;R6 とR7 は水素若しくはアルキルであるか、又は
両者でシクロアルカン環を形成し;Q1 〜Q4 の少なく
とも一つはo−キノンジアジドスルホニルであり、残り
は水素である。この化合物をアルカリ可溶性ノボランク
樹脂と混合して、ポジ型レジスト組成物が得られる。 【効果】 このポジ型レジスト組成物は、諸性能のバラ
ンスに優れ、現像後のスカムの発生もない。
Description
ンジアジドスルホン酸エステル、それの製造方法、及び
それの感光剤としての用途に関するものである。
ノンジアジドスルホン酸エステル化して、半導体微細加
工用の感光性樹脂組成物における感光剤として用いるこ
とが、種々提案されている。そして今日、半導体産業に
おける集積回路は、高集積化に伴って微細化の一途をた
どっており、今やサブミクロンのパターン形成が要求さ
れている。 かかる微細化に対しては、リソグラフィー
プロセスが重要な地位を占めており、感度、解像度、γ
値、プロファイル(パターン形状)、耐熱性などの諸性
能に優れ、かつスカム(現像残渣)のないポジ型レジス
トが要望されている。特に16〜64MDRAM の製作にお
いては、感度、解像度、プロファイルなどの性能のバラ
ンスに優れていることが必要であるが、例えば、感度と
解像度とは相反する傾向にあり、両者の性能を両立させ
ることは一般に困難である。
9) や特開平 2-269351 号公報 (=USP5,290,656) には、
複数のベンゼン環を有するポリヒドロキシ化合物のキノ
ンジアジドスルホン酸エステルを感光剤としたポジ型レ
ジスト組成物が提案されている。しかしながら、これら
の公報に具体的に記載される感光剤を用いて調製したポ
ジ型レジスト組成物は、感度、解像度、γ値、プロファ
イル、スカムの発生、耐熱性などの諸性能、特に感度及
び、感度と解像度の両立の観点から、必ずしも満足でき
るものではない。
は、感度、解像度、γ値、プロファイル、耐熱性などの
諸性能のバランスに優れ、かつスカムのないポジ型レジ
スト組成物を与えるのに好適な感光性化合物を製造し、
提供することにある。
を用いて、諸性能に優れたポジ型レジスト組成物を提供
することにある。
的を達成すべく鋭意研究を行った結果、フェノール性水
酸基を4個有する特定構造の化合物をo−キノンジアジ
ドスルホン酸エステル化したものが、ポジ型レジスト組
成物の感光剤として用いた場合に優れた結果を与えるこ
とを見いだし、本発明を完成した。
般式(I)で示される化合物を提供するものである。
し;R1 及びR2 の他方、R3 、R4 並びにR5 は互い
に独立に、水素、炭素数6以下のアルキル、炭素数6以
下のシクロアルキル、炭素数6以下のアルケニル、炭素
数6以下のアルコキシ又はハロゲンを表すが、 R2 が
−OQ4 のときは、R3 及びR4 がともに水素である
か、又はR1 及びR5 の少なくとも一つが炭素数6以下
のアルキル、炭素数6以下のシクロアルキル、炭素数6
以下のアルケニル、炭素数6以下のアルコキシ若しくは
ハロゲンであり;R6 及びR7 は互いに独立に、水素、
炭素数6以下のアルキル若しくは炭素数6以下のアルケ
ニルを表すか、又は両者が末端で一緒になって、両者が
結合する炭素原子とともに炭素数6以下のシクロアルカ
ン環を形成し;Q1 、Q2 、Q3 及びQ4 の一つはo−
キノンジアジドスルホニルを表し、残りは互いに独立
に、水素又はo−キノンジアジドスルホニルを表す。
(I)で示される化合物を製造するために、一般式(I
I)
し;R1 及びR2 の他方、R3 、R4 並びにR5 は互い
に独立に、水素、炭素数6以下のアルキル、炭素数6以
下のシクロアルキル、炭素数6以下のアルケニル、炭素
数6以下のアルコキシ又はハロゲンを表すが、R2 が水
酸基のときは、R3及びR4 がともに水素であるか、又
はR1 及びR5 の少なくとも一つが炭素数6以下のアル
キル、炭素数6以下のシクロアルキル、炭素数6以下の
アルケニル、炭素数6以下のアルコキシ若しくはハロゲ
ンであり;R6 及びR7 は互いに独立に、水素、炭素数
6以下のアルキル若しくは炭素数6以下のアルケニルを
表すか、又は両者が末端で一緒になって、両者が結合す
る炭素原子とともに炭素数6以下のシクロアルカン環を
形成する)で示されるテトラヒドロキシ化合物を、塩基
の存在下でo−キノンジアジドスルホン酸ハライドと反
応させる方法をも提供する。
一般式(I)で示される化合物を有効成分とする感光剤
を提供し、また、この感光剤及びアルカリ可溶性ノボラ
ック樹脂を含有するポジ型フォトレジスト組成物をも提
供する。
R2 、R3 、R4 及びR5 で表されるアルキルは、好ま
しくは炭素数4以下の直鎖又は分枝状のものであり、同
じくシクロアルキルは、好ましくは炭素数5又は6のも
のであり、またR6 及びR7で表されるアルキルは、好
ましくはメチル又はエチルである。一般式(I)におい
て、Q1 、Q2 、Q3 及びQ4 で表されるo−キノンジ
アジドスルホニルは、例えば、1,2−ナフトキノンジ
アジド−4−スルホニル、1,2−ナフトキノンジアジ
ド−5−スルホニル、1,2−ベンゾキノンジアジド−
4−スルホニルなどであることができ、それぞれ次式で
示されるものである。
である化合物が好ましく、なかでも重要な化合物は、例
えば次のとおりである。
素である化合物、 R3 及びR4 の一方が水素、他方がアルキルであ
り、R1 及びR5 が互いに独立に水素又はアルキルであ
る化合物、 R3 及びR4 が互いに独立にアルキルであり、R1
及びR5 の一方が水素、他方がアルキルである化合物、 R3 及びR5 がともに水素であり、R1 及びR4 が
ともにメチルである化合物など。
−キノンジアジドスルホン酸エステルは、一般式(II)
で示されるテトラヒドロキシ化合物と、o−キノンジア
ジドスルホン酸ハライド、例えば、1,2−ナフトキノ
ンジアジド−4−又は−5−スルホン酸クロリド、1,
2−ベンゾキノンジアジド−4−スルホン酸クロリドな
どとを、塩基の存在下で反応させることにより、製造で
きる。
化合物は、例えば、相当する2−又は4−ヒドロキシベ
ンジルアルコール(ベンゼン核及び/又はα−位がさら
に置換されていてもよい)とピロガロールとを、塩酸や
p−トルエンスルホン酸のような酸触媒の存在下で反応
させることにより、製造することができる。具体的には
例えば、2−又は4−ヒドロキシベンジルアルコール
(ベンゼン核がさらに置換されていてもよい)とピロガ
ロールとを反応させることにより、一般式(II)におい
て、R6 及びR7 が水素である化合物を製造することが
できる。また別法として、R6 及びR7 の少なくとも一
方がアルキルである化合物は、例えば、上の方法におけ
る2−又は4−ヒドロキシベンジルアルコールに代え
て、α−位に二重結合を有する核無置換の又は核置換さ
れた2−又は4−アルケニルフェノールを用い、上と同
様の操作を施すことにより、製造することもできる。具
体的には例えば、核無置換の又は核置換された2−又は
4−イソプロペニルフェノールとピロガロールを反応さ
せることにより、一般式(II)において、R6 及びR7
がメチルである化合物を製造することができる。
り、一般式(II)で示されるテトラヒドロキシ化合物と
しては、例えば次のようなものが挙げられる。
化合物と、o−キノンジアジドスルホン酸ハライドとの
反応は、塩基の存在下で行われる。ここで用いる塩基と
しては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエ
タノールアミン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−
ジエチルアニリン、ピリジンのようなアミン類、炭酸ナ
トリウム、炭酸水素ナトリウムのようの無機塩基などが
挙げられる。塩基は、o−キノンジアジドスルホン酸ハ
ライドに対し、通常1.05〜5のモル比、好ましくは
1.05〜1.2、さらに好ましくは1.1〜1.2のモル比で
用いられる。
れる。反応溶媒としては、ジオキソラン、1,4−ジオ
キサン、テトラヒドロフランのようなエーテル類、酢酸
アミル、γ−ブチロラクトンのようなエステル類、アセ
トン、2−ヘプタノンのような脂肪族ケトン類などが挙
げられる。これらは、それぞれ単独で、又は2種以上組
み合わせて用いることができるが、とりわけ1,4−ジ
オキサンが好ましい。反応溶媒は、一般式(II)で示さ
れるテトラヒドロキシ化合物とo−キノンジアジドスル
ホン酸ハライドの合計量を基準に、通常は2〜6重量倍
の範囲で、好ましくは3〜5重量倍、さらに好ましくは
4〜5重量倍の範囲で使用される。
固形物を濾過したあと、濾液を薄い酸水溶液、例えば1
重量%程度の濃度の酢酸水溶液と混合すれば、目的物で
あるエステルが沈澱してくる。これを濾過、水洗及び乾
燥して、一般式(I)で示される化合物を得ることがで
きる。
して用いる場合、Q1 、Q2 、Q3及びQ4 のいずれか
一つがo−キノンジアジドスルホニルであるもの(モノ
エステル)、それらのいずれか二つがo−キノンジアジ
ドスルホニルであるもの(ジエステル)、それらのいず
れか三つがo−キノンジアジドスルホニルであるもの
(トリエステル)、並びにそれらのすべてがo−キノン
ジアジドスルホニルであるもの(テトラエステル)のう
ち、2種又はそれ以上の混合物であってもよい。
化合物とo−キノンジアジドスルホン酸ハライドとの反
応において、o−キノンジアジドスルホン酸ハライド
は、目的とする一般式(I)で示される化合物のエステ
ル化度にもよるが、テトラヒドロキシ化合物に対して、
一般的には1.2〜4のモル比で、好ましくは2〜4のモ
ル比で用いられる。一般式(I)で示される化合物は、
好ましくは、平均エステル化率が50%以上になってい
るのがよい。特に感光剤としては、テトラエステル、す
なわち、Q1 、Q2 、Q3 及びQ4 がすべてo−キノン
ジアジドスルホニルであるものが好ましい。なかでも重
要なのは、一般式(I)において、R2 が−OQ4 であ
り、R3 、R5 、R6 及びR7 がともに水素であり、R
1 及びR4がともにメチルであり、Q1 、Q2 、Q3 及
びQ4 がともに1,2−ナフトキノンジアジド−5−ス
ルホニルである化合物、 すなわち、2′,5′−ジメ
チルジフェニルメタン−2,3,4,4′−テトライル
テトラキス(6−ジアゾ−5,6−ジヒドロ−5−オ
キソ−1−ナフタレンスルホネート)である。
I)で示されるテトラヒドロキシ化合物、例えば1,
2,3−トリヒドロキシ−4−(4−ヒドロキシ−2,
5−ジメチルベンジル)ベンゼンに対して、o−キノン
ジアジドスルホン酸ハライド、例えば1,2−ナフトキ
ノンジアジド−5−スルホン酸クロリドを約4のモル
比、例えば約4〜4.2のモル比で、上に示した条件のも
とに反応させることにより、製造できる。もちろん、
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリ
ドを4未満のモル比で用いても、多くの場合、かかるテ
トラエステルを含む混合物が得られる。
〜500nmの波長を有する紫外線や遠紫外線(エキシマ
ーレーザー等を含む)などの放射線に感応する感光剤と
して有利に使用することができる。この感光剤は、アル
カリ可溶性ノボラック樹脂と組み合わせてポジ型レジス
ト組成物とした場合に、特に優れた効果を発揮する。
て一般式(I)で示される化合物を含むほか、さらに別
の芳香族ヒドロキシ化合物のo−キノンジアジドスルホ
ン酸エステルを含んでいてもよい。このような任意に用
いられるo−キノンジアジドスルホン酸エステルは、フ
ェノール性水酸基を少なくとも1個、好ましくは2個以
上有する芳香族ヒドロキシ化合物のo−キノンジアジド
スルホン酸エステルであることができ、例えば、次の一
般式(III) 〜(VI)で示される芳香族ヒドロキシ化合物
をo−キノンジアジドスルホン酸ハライドと反応させて
得られるエステルなどが挙げられる。
16、R17及びR18は互いに独立に、水素、水酸基、炭素
数6以下のアルキル、炭素数6以下のシクロアルキル又
は炭素数6以下のアルコキシを表し、R19及びR20は互
いに独立に、水素、炭素数6以下のアルキル、炭素数6
以下のアルコキシ、炭素数6以下のシクロアルキル、又
は、水酸基、炭素数6以下のアルキル、炭素数6以下の
シクロアルキル及び炭素数6以下のアルコキシからなる
群より選ばれる1種以上の置換基を有していてもよいフ
ェニルを表す;
素、水酸基又は炭素数6以下のアルキルを表し、R23、
R24、R25及びR26は互いに独立に、水素若しくは炭素
数6以下のアルキルを表すか、又はR23とR24が各末端
で一緒になり、そしてR25とR26が各末端で一緒になっ
て、それぞれが結合する炭素原子とともに炭素数6以下
のシクロアルカン環を形成する;
独立に、水素又は炭素数6以下のアルキルを表し、 m
及びnは互いに独立に0以上の整数を表すが、m+n≧
2であり、Yは−C(R35)(R36)−又は−C(R37)(R
38)−Ar−C(R39)(R40)−を表し、ここにR35、
R36、R37、R38、R39及びR40は互いに独立に、水
素、炭素数6以下のアルキル又は炭素数6以下のシクロ
アルキルを表し、Arは炭素数6以下のアルキルで置換さ
れていてもよいヒドロキシベンゼンの2価残基を表す;
数6以下のアルキル又は炭素数10以下のアリールを表
し、pは0又は1を表し、q及びrは互いに独立に0〜
3の整数を表すが、q+r≧2である。
ましくは2個以上有する芳香族ヒドロキシ化合物、例え
ば上記一般式(III) 〜(VI)で示される化合物の、o−
キノンジアジドスルホン酸エステルは、かかる芳香族ヒ
ドロキシ化合物と、1,2−ナフトキノンジアジド−4
−又は−5−スルホン酸クロリド、1,2−ベンゾキノ
ンジアジド−4−スルホン酸クロリドのようなo−キノ
ンジアジドスルホン酸ハライドとを、一般式(I)で示
される化合物の合成のところで例示したような塩基の存
在下、同じく一般式(I)で示される化合物の合成のと
ころで例示したような有機溶媒中で反応させることによ
って、製造できる。
キシ化合物は、例えば一般式(IIIa)
びR20は前記と同じ意味を有する)で示される化合物及
び、一般式(IIIb)
と同じ意味を有する)で示される化合物を、塩酸やp−
トルエンスルホン酸のような酸触媒の存在下で反応させ
ることにより、製造することができる。
の感光剤を用いる場合、両者の混合割合は、本発明の効
果を損なわない範囲で適宜設定される。
可溶性ノボラック樹脂は、フェノール性水酸基を少なく
とも1個有する化合物とアルデヒドとを、酸触媒の存在
下に縮合させて得られるものである。ノボラック樹脂の
原料となるフェノール系化合物としては、例えば、o−
クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,5
−キシレノール、3,5−キシレノール、3,4−キシ
レノール、2,3,5−トリメチルフェノール、2−イ
ソプロピル−5−メチルフェノール、2−シクロヘキシ
ル−5−メチルフェノール、2−t−ブチル−5−メチ
ルフェノールなどが挙げられる。また、ノボラック樹脂
のもう一方の原料となるアルデヒドとしては、ホルムア
ルデヒド、アセトアルデヒド、グリオキサールのような
脂肪族アルデヒド及び、ベンズアルデヒド、サリチルア
ルデヒド、テレフタルアルデヒドのような芳香族アルデ
ヒドが挙げられ、工業的にはホルムアルデヒドが好まし
く用いられる。
種以上と、アルデヒドの1種又は2種以上とを、酸触媒
の存在下で縮合させることにより、ノボラック樹脂が得
られる。酸触媒としては、塩酸、硫酸、リン酸のような
無機酸、シュウ酸、酢酸、p−トルエンスルホン酸のよ
うな有機酸、酢酸亜鉛のような二価金属塩などが挙げら
れる。縮合反応は常法に従って行うことができ、例えば
60〜120℃の範囲の温度で約2〜30時間行われ
る。反応は無溶媒で行っても、また適当な溶媒中で行っ
てもよい。
は、レジストの現像残渣を少なくするなどの観点から、
好ましくは、例えば分別などの操作を施して、そのゲル
パーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(UV 2
54nmの検出器を使用)によるパターンにおいて、ポリス
チレン換算分子量で900以下の成分の面積比が、未反
応のフェノール系化合物のパターン面積を除く全パター
ン面積に対して25%以下、より好ましくは20%以下
にすることができる。分別を行う場合は、縮合により得
られたアルカリ可溶性ノボラック樹脂を、良溶媒、例え
ばメタノールやエタノールのようなアルコール、アセト
ンやメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのよ
うなケトン、エチルセロソルブのようなエチレングリコ
ールエーテル、 エチルセロソルブアセテートのような
エチレングリコールエーテルエステル、テトラヒドロフ
ランのようなエーテルなどに溶解し、次にこの溶液を水
中に注いで高分子量成分を沈澱させる方法、あるいはこ
の溶液を、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンのような貧溶
媒と混合して分液する方法などが採用できる。
光剤及びアルカリ可溶性ノボラック樹脂に加えて、さら
に分子量900以下のアルカリ可溶性多価フェノールを
含有することができる。好ましいアルカリ可溶性多価フ
ェノールとしては、例えば、1,1−ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)シクロヘキサン、一般式(VII)
ルキルを表し、R52、R53、R54、R55、R56及びR57
は互いに独立に、水素、炭素数6以下のアルキル又は炭
素数6以下のシクロアルキルを表し、sは0又は1を表
す)で示される化合物、式(VIII)
ルを用いる場合は、ポジ型レジスト組成物中の全固形分
の量を基準に、3〜40重量%の範囲で含有させるのが
好ましい。また感光剤は、ポジ型レジスト組成物中の全
固形分の量を基準に、10〜50重量%の範囲で含有さ
せるのが好ましい。
れる化合物及び任意に使用される他のo−キノンジアジ
ドスルホン酸エステルからなる感光剤、アルカリ可溶性
ノボラック樹脂、任意に使用されるアルカリ可溶性多価
フェノールなどの固形分を、溶剤に混合溶解することに
より行われる。ここで用いる溶剤は、適当な乾燥速度を
有し、溶剤が蒸発したあとに均一で平滑な塗膜を与える
ものが好ましい。このような溶剤としては、例えば、エ
チルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテー
ト、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
トのようなグリコールエーテルエステル類、酢酸n−ア
ミル、酢酸エチル、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、γ
−ブチロラクトンのようなエステル類、2−ヘプタノン
のようなケトン類、その他特開平 2-220056 号公報に記
載のもの、特開平 4-362645 号公報に記載のもの、特開
平 4-367863 号公報に記載のものなどが挙げられる。溶
剤としては、それぞれの化合物を単独で、又は2種以上
混合して用いることができる。固形分と溶剤との混合割
合は、溶剤の乾燥速度や得られるレジスト膜の平滑さな
どを考慮して、適宜設定される。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら
限定されるものではない。例中、部は重量部を表す。
g、p−トルエンスルホン酸30.43g及び水1009
gを仕込み、50℃に保ちながら、4−ヒドロキシメチ
ル−2,5−ジメチルフェノール761gを1.5時間で
分割投入した。反応後室温まで冷却し、析出した結晶を
濾過した。濾過物をトルエン400g及び酢酸エチル2
400gの混合液に投入して溶解し、次にイオン交換水
で洗浄して脱金属を行い、濃縮後、濾過、乾燥を行い、
さらに一昼夜減圧乾燥して、1,2,3−トリヒドロキ
シ−4−(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルベンジ
ル)ベンゼン〔前記式(b) で示したテトラヒドロキシ化
合物〕を得た。
g、p−トルエンスルホン酸30.43g及び水1009
gを仕込み、50℃に保ちながら、4−ヒドロキシメチ
ル−2,5−ジメチルフェノール761gを1.5時間で
分割投入した。反応後室温まで冷却し、析出した結晶を
濾過した。濾過物を50℃でメタノール1160gに加
えて完溶させ、その後イオン交換水1740gを投入し
てから、20℃に冷却して結晶を析出させ、この結晶を
濾過、乾燥し、さらに一昼夜減圧乾燥して、1,2,3
−トリヒドロキシ−4−(4−ヒドロキシ−2,5−ジ
メチルベンジル)ベンゼンを得た。
ロキシメチル−2,5−ジメチルフェノールに代えて、
他の2−若しくは4−ヒドロキシメチルフェノール又は
2−若しくは4−アルケニルフェノールを用いることに
より、前記式(a) 及び (c)〜(m) で示したテトラヒドロ
キシ化合物を製造することができる。
ンジル)ベンゼン〔前記式(a) で示したテトラヒドロキ
シ化合物〕4.0g、1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホン酸クロリド18.5g及び1,4−ジオキサン
113gの混合物に、トリエチルアミン8.36gを20
〜30℃で1時間かけて滴下した。滴下終了後、30℃
で3時間攪拌した。次いで酢酸2.04gを添加し、同温
度で1時間攪拌した。反応混合物を濾過後、濾過残渣を
1,4−ジオキサンで洗浄し、濾液と洗液を、酢酸5.2
4g及びイオン交換水524gの混合液に注いで1時間
攪拌した。析出した結晶を濾過、水洗後、40℃で乾燥
して、ジフェニルメタン−2,3,4,4′−テトライ
ル テトラキス(6−ジアゾ−5,6−ジヒドロ−5−
オキソ−1−ナフタレンスルホネート)を主体とする感
光剤Aを得た。
2,5−ジメチルベンジル)ベンゼン〔前記式(b) で示
したテトラヒドロキシ化合物〕4.0g、1,2−ナフト
キノンジアジド−5−スルホン酸クロリド16.5g及び
1,4−ジオキサン103gの混合物に、トリエチルア
ミン7.48gを20〜30℃で1時間かけて滴下した。
滴下終了後、30℃で3時間攪拌した。次いで酢酸1.8
6gを添加し、同温度で1時間攪拌した。反応混合物を
濾過後、濾過残渣を1,4−ジオキサンで洗浄し、濾液
と洗液を、酢酸3.58g及びイオン交換水358gの混
合液に注いで1時間攪拌した。析出した結晶を濾過、水
洗後、40℃で乾燥して、2′,5′−ジメチルジフェ
ニルメタン−2,3,4,4′−テトライル テトラキ
ス(6−ジアゾ−5,6−ジヒドロ−5−オキソ−1−
ナフタレンスルホネート)を主体とする感光剤Bを得
た。
2,3,6−トリメチルベンジル)ベンゼン〔前記式
(c) で示したテトラヒドロキシ化合物〕4.0g、1,2
−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド1
5.7g及び1,4−ジオキサン98gの混合物に、トリ
エチルアミン7.08gを20〜30℃で1時間かけて滴
下した。滴下終了後、30℃で12時間攪拌した。次い
で酢酸1.76gを添加し、同温度で1時間攪拌した。反
応混合物を濾過後、濾過残渣を1,4−ジオキサンで洗
浄し、濾液と洗液を、酢酸3.43g及びイオン交換水3
42gの混合液に注いで1時間攪拌した。析出した結晶
を濾過、水洗後、40℃で乾燥して、2′,3′,6′
−トリメチルジフェニルメタン−2,3,4,4′−テ
トライル テトラキス(6−ジアゾ−5,6−ジヒドロ
−5−オキソ−1−ナフタレンスルホネート)を主体と
する感光剤Cを得た。
2,3,5−トリメチルベンジル)ベンゼン〔前記式
(d) で示したテトラヒドロキシ化合物〕4.0g、1,2
−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド1
5.7g及び1,4−ジオキサン98gの混合物に、トリ
エチルアミン7.08gを20〜30℃で1時間かけて滴
下した。滴下終了後、30℃で3時間攪拌した。次いで
酢酸1.76gを添加し、同温度で1時間攪拌した。反応
混合物を濾過後、濾過残渣を1,4−ジオキサンで洗浄
し、濾液と洗液を、酢酸3.43g及びイオン交換水34
2gの混合液に注いで1時間攪拌した。析出した結晶を
濾過、水洗後、40℃で乾燥して、2′,3′,5′−
トリメチルジフェニルメタン−2,3,4,4′−テト
ライル テトラキス(6−ジアゾ−5,6−ジヒドロ−
5−オキソ−1−ナフタレンスルホネート)を主体とす
る感光剤Dを得た。
2,5−ジメチルベンジル)ベンゼン〔前記式(b) で示
したテトラヒドロキシ化合物〕4.0g、1,2−ナフト
キノンジアジド−5−スルホン酸クロリド13.4g及び
1,4−ジオキサン87gの混合物に、トリエチルアミ
ン6.08gを20〜30℃で1時間かけて滴下した。滴
下終了後、30℃で3時間攪拌した。次いで酢酸1.51
gを添加し、同温度で1時間攪拌した。反応混合物を濾
過後、濾過残渣を1,4−ジオキサンで洗浄し、濾液と
洗液を、酢酸5.24g及びイオン交換水524gの混合
液に注いで1時間攪拌した。 析出した結晶を濾過、水
洗後、40℃で乾燥して、1,2,3−トリヒドロキシ
−4−(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルベンジル)
ベンゼンの1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホ
ン酸トリエステルを主体とし、他にモノエステル、ジエ
ステル及びテトラエステルを含む感光剤BBを得た。
メインピークが956にあり、他に1188及び724
にもある程度の大きさのピークを有するマススペクトル
が得られた。
(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルベンジル)ベンゼ
ン4.0gに代えて、1,2,3−トリヒドロキシ−4−
(2−ヒドロキシ−3,5−ジメチルベンジル)ベンゼ
ン〔前記式(i) で示したテトラヒドロキシ化合物〕を
4.0g用いた以外は、合成例2と同様の操作を行い、
3′,5′−ジメチルジフェニルメタン−2,2′,
3,4−テトライル テトラキス(6−ジアゾ−5,6
−ジヒドロ−5−オキソ−1−ナフタレンスルホネー
ト)を主体とする感光剤Iを得た。
キシ−4−(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルベンジ
ル)ベンゼン〔前記式(b) で示したテトラヒドロキシ化
合物〕2.6g、1,2−ナフトキノンジアジド−5−ス
ルホン酸クロリド10.75g及び1,4−ジオキサン6
6.75gを仕込んで完溶させ、そこにトリエチルアミン
4.86gを20〜30℃で1時間かけて滴下した。滴下
終了後、30℃で3時間攪拌した。次いで酢酸1.20g
を添加し、同温度で1時間攪拌した。 反応混合物を濾
過し、濾過残渣を1,4−ジオキサン10.75gで洗浄
した。濾液と洗液を、酢酸2.71g及びイオン交換水2
71gの混合液に注入し、1時間攪拌した。析出した結
晶を濾過したあと、得られたケーキをイオン交換水30
0gに入れて攪拌し、この水洗操作をさらに3回繰り返
した。 次いで濾過し、得られたケーキを40℃で乾燥
して、2′,5′−ジメチルジフェニルメタン−2,
3,4,4′−テトライル テトラキス(6−ジアゾ−
5,6−ジヒドロ−5−オキソ−1−ナフタレンスルホ
ネート)を主体とする感光剤Bを得た。
0 (s, 3H); 2.00 (s, 3H); 3.70 (s, 2H);6.56 (s, 1
H); 6.58 (d, J = 10 Hz, 1H);6.69 (d, J = 10 Hz, 1
H); 6.80 (s, 1H);7.00 (m, 3H); 7.35 (m, 1H); 7.60
(m, 8H);7.95 (d, 6Hz, 1H); 8.01 (d, 6Hz, 1H);8.17
(d, 6Hz, 1H); 8.24 (d, 1H);8.34 (d, J = 7.5 Hz, 1
H); 8.52 (m, 2H);8.60 (d, J = 7.5 Hz, 1H).
ル/サリチルアルデヒド/ホルムアルデヒドをモル比3
/2/5/1/7で縮合させたものであって、分子量9
00以下の範囲のGPCパターン面積比が20%で、重
量平均分子量が8000であるノボラック樹脂を10.4
3部、添加剤として4,4′−(2−ヒドロキシベンジ
リデン)ジ−2,6−キシレノールを3.9部、及び表1
に示した感光剤を、2−ヘプタノンとγ−ブチロラクト
ンの重量比95:5の混合溶媒に溶かしたあと、精密濾
過してレジスト液を調製した。溶媒量は、塗布、ベーク
後の膜厚が1.1μm になるように調整した。
リコンウェハーにスピンナーを用いて塗布し、90℃の
ホットプレート上で1分間ベーク後、365 nm (i
線)の露光波長を有する縮小投影露光機〔(株)ニコン
製の NSR 1755i 7A、NA=0.50〕を用いて、露光量を段階
的に変化させて露光した。露光後、110℃のホットプ
レートで1分間ベークし、これを現像液"SOPD"〔住友化
学工業(株)製〕で1分間現像して、ポジ型パターンを
得た。それぞれのポジ型パターンにつき、以下のように
して評価し、結果を表1に示した。
をプロットして求めた。
ースが1:1になる露光量(実効感度)のときの、膜減
りなく分離する最小のラインアンドスペースパターンの
寸法を求めた。
μm ラインアンドスペースパターンの断面形状を走査型
電子顕微鏡で観察した。
5分間加熱したときのレジストパターンのダレ具合を5
段階で評価した(5は耐熱性が最も良く、1は耐熱性が
最も悪い)。
(=残膜厚/初期膜厚)をプロットし、その傾きθから
tanθを求め、γ値とした。
有無を観察した。
〔2−(4−ヒドロキシベンジル)−3,6−ジメチル
フェノール〕と1,2−ナフトキノンジアジド−5−ス
ルホン酸クロリドとの、モル比1:2の縮合物
は、ポジ型レジストなどの感光剤として有用である。そ
して、この化合物を含有するポジ型レジスト組成物は、
感度、解像度、γ値、プロファイル、耐熱性などの諸性
能のバランスに優れ、また現像時のスカムがないなどの
効果を奏するものである。
Claims (15)
- 【請求項1】一般式(I) (式中、R1 及びR2 の一方は−OQ4 を表し;R1 及
びR2 の他方、R3 、R4 並びにR5 は互いに独立に、
水素、炭素数6以下のアルキル、炭素数6以下のシクロ
アルキル、炭素数6以下のアルケニル、炭素数6以下の
アルコキシ又はハロゲンを表すが、 R2 が−OQ4 の
ときは、R3 及びR4 がともに水素であるか、又はR1
及びR5 の少なくとも一つが炭素数6以下のアルキル、
炭素数6以下のシクロアルキル、炭素数6以下のアルケ
ニル、炭素数6以下のアルコキシ若しくはハロゲンであ
り;R6 及びR7 は互いに独立に、水素、炭素数6以下
のアルキル若しくは炭素数6以下のアルケニルを表す
か、又は両者が末端で一緒になって、両者が結合する炭
素原子とともに炭素数6以下のシクロアルカン環を形成
し;Q1 、Q2 、Q3 及びQ4 の一つはo−キノンジア
ジドスルホニルを表し、残りは互いに独立に、水素又は
o−キノンジアジドスルホニルを表す)で示される化合
物。 - 【請求項2】R2 が−OQ4 である請求項1記載の化合
物。 - 【請求項3】R1 、R3 、R4 及びR5 がすべて水素で
ある請求項2記載の化合物。 - 【請求項4】R3 及びR4 の一方が水素、他方がアルキ
ルであり、R1 及びR5 が互いに独立に水素又はアルキ
ルである請求項2記載の化合物。 - 【請求項5】R3 及びR4 が互いに独立にアルキルであ
り、R1 及びR5 の一方が水素、他方がアルキルである
請求項2記載の化合物。 - 【請求項6】R3 及びR5 がともに水素であり、R1 及
びR4 がともにメチルである請求項2記載の化合物。 - 【請求項7】Q1 、Q2 、Q3 及びQ4 がすべてo−キ
ノンジアジドスルホニルである請求項1〜6のいずれか
に記載の化合物。 - 【請求項8】2′,5′−ジメチルジフェニルメタン−
2,3,4,4′−テトライル テトラキス(6−ジア
ゾ−5,6−ジヒドロ−5−オキソ−1−ナフタレンス
ルホネート)。 - 【請求項9】一般式(II) (式中、R1 及びR2 の一方は水酸基を表し;R1 及び
R2 の他方、R3 、R4 並びにR5 は互いに独立に、水
素、炭素数6以下のアルキル、炭素数6以下のシクロア
ルキル、炭素数6以下のアルケニル、炭素数6以下のア
ルコキシ又はハロゲンを表すが、R2 が水酸基のとき
は、R3及びR4 がともに水素であるか、又はR1 及び
R5 の少なくとも一つが炭素数6以下のアルキル、炭素
数6以下のシクロアルキル、炭素数6以下のアルケニ
ル、炭素数6以下のアルコキシ若しくはハロゲンであ
り;R6 及びR7 は互いに独立に、水素、炭素数6以下
のアルキル若しくは炭素数6以下のアルケニルを表す
か、又は両者が末端で一緒になって、両者が結合する炭
素原子とともに炭素数6以下のシクロアルカン環を形成
する)で示されるテトラヒドロキシ化合物を、塩基の存
在下でo−キノンジアジドスルホン酸ハライドと反応さ
せることを特徴とする、請求項1記載の化合物の製造方
法。 - 【請求項10】請求項1〜8のいずれかに記載の化合物
を有効成分とする感光剤。 - 【請求項11】アルカリ可溶性ノボラック樹脂とともに
用いられる請求項10記載の感光剤。 - 【請求項12】ポジ型レジスト用である請求項11記載
の感光剤。 - 【請求項13】請求項1〜8のいずれかに記載の化合物
及びアルカリ可溶性ノボラック樹脂を含有することを特
徴とするポジ型レジスト組成物。 - 【請求項14】アルカリ可溶性ノボラック樹脂が、フェ
ノール系化合物とアルデヒドの縮合物であって、そのゲ
ルパーミエーションクロマトグラフィーパターンにおけ
るポリスチレン換算分子量で900以下の範囲の面積比
が、未反応のフェノール系化合物のパターン面積を除く
全パターン面積に対して25%以下のものである請求項
13記載の組成物。 - 【請求項15】さらに、分子量900以下のアルカリ可
溶性多価フェノールを含有する請求項13または14記
載の組成物。
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DE69519455T DE69519455T2 (de) | 1994-08-05 | 1995-07-27 | Chinondiazidsulfonsäureester und diese enthaltende,positiv arbeitende Photoresistzusammensetzungen |
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-
1995
- 1995-03-17 JP JP05882695A patent/JP3613640B2/ja not_active Expired - Fee Related
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