KR0147069B1 - 내식막 조성물, 페놀 화합물 및 페놀 화합물의 퀴논 디아지드 술폰산 에스테르 - Google Patents

내식막 조성물, 페놀 화합물 및 페놀 화합물의 퀴논 디아지드 술폰산 에스테르

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KR0147069B1 KR1019890006064A KR890006064A KR0147069B1 KR 0147069 B1 KR0147069 B1 KR 0147069B1 KR 1019890006064 A KR1019890006064 A KR 1019890006064A KR 890006064 A KR890006064 A KR 890006064A KR 0147069 B1 KR0147069 B1 KR 0147069B1
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후미오 오이
준 도미오까
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모리 히데오
스미또모가가꾸고오교가부시끼가이샤
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Abstract

내용없음

Description

내식막 조성물, 페놀 화합물 및 페놀 화합물의 퀴논 디아지드 술폰산 에스테르
제1도는 실시예 1에서 수득된 2 - (3- 히드록시페닐)- 2 - (2,5- 디히드록시 -4- 메틸페닐) 프로판의1H-NMR 스펙트럼이다.
제2도는 실시예 1에서 수득된 2 - (3 - 히드록시페닐) - 2 - (2,5 - 디히드록시 - 4 - 메틸페닐) 프로판의 적외선 스펙트럼이다.
제3도는 실시예 2에서 수득된 2 - (4 - 히드록시페닐) - 2 - (2,5 - 디히드록시 - 4 - 메틸페닐) 프로판의1H-NMR 스펙트럼이다.
제4도는 실시예 2에서 수득된 2 - (4 - 히드록시페닐) - 2 - (2,5 - 디히드록시 - 4 - 메틸페닐) 프로판의 적외선 스펙트럼이다.
제5도는 실시예 3에서 수득된 2 - (3 - 히드록시페닐) - 2 - (2,5 - 디히드록시페닐) 프로판의1H-NMR 스펙트럼이다.
제6도는 실시예 3에서 수득된 2 - (3 - 히드록시페닐) - 2 - (2,5 - 디히드록시페닐) 프로판의 적외선 스펙트럼이다.
제7도는 실시예 4에서 수득된 2 - (4 - 히드록시페닐) - 2 - (2,5 - 디히드록시페닐) 프로판의1H-NMR 스펙트럼이다.
제8도는 실시예 4에서 수득된 2 - (4 - 히드록시페닐) - 2 - (2,5 - 디히드록시페닐) 프로판의 적외선 스펙트럼이다.
본 발명은 감광제를 포함하여, 자외선 (G - 선, H - 선, I - 선등), 원자외선 (액시머등), 전자선 및 X 선과 같은 라디오 활성선에 감광하는 내식막 조성물, 신규 페놀 화합물, 전술한 신규 페놀 화합물의 퀴논 디아지드 술폰산 에스테르 및 포지티브 내식막 조성물에서 사용되는 감광제에 관한 것이다.
나프토귀논 디아지드기, 벤조퀴논 디아지드기등과 같은 퀴논 디아지드기를 갖는 화합물 및 알칼리 - 가용성 수지를 함유하는 조성물을 포지티브 내식막으로 사용하면, 자외선에 노출되자마자 퀴논디아지드기가 분해되어 카르복실기를 형성하기 때문에 원래에는 알칼리 - 불용성인 조성물이 알칼리- 가용성으로 된다. 페놀 화합물(예를 들면, 트리히드록시 벤조페논, 테트라히드록시벤조페논 등) 과 퀴논디아지드 화합물과의 측합 생성물이 감광제로서 사용된다.
그러나, 특히 집적 회로에 있어서, 소형화는 집적 수준 상승과 더불어 진행되므로, 마이크론 이하 수준 및 더 탁월한 해상능(높은 Υ-값)의 패턴의 형성이 요구된다. 결과적으로, 통상적인 조성물은 요구 수준까지 Υ- 값을 개선할 수 없다.
예를 들면, 만약 Υ- 값을 개선시키기 위하여 퀴논 디아지드기의 양을 증가시킨다면, 감광도의 열화와 현상 이후의 잔류물의 증가와 같은 심각한 문제가 일어난다.
본 발명의 하나의 목적은 높은 Υ-값을 갖고, 통상적인 포지티브 내식막 조성물과 결부된 문제들을 극복할 수 있는 포지티브 내식막 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 하나의 목적은 페놀 화합물의 퀴논 디아지드 술폰산 에스테르로 구성되는 감광제를 제공하는 것인데, 이 감광제는 포지티브 내식막 조성물에서 사용된다.
본 발명의 또 다른 목적은 신규 페놀 화합물을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 전술한 신규 페놀 화합물의 퀴논 디아지드 술폰산 에스테르를 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명은 알칼리 - 가용성 수지 및 적어도 하나의 하기 일반식(Ⅰ)의 페놀 화합물의 퀴논 디아지드 술폰산 에스테르를 포함하는 포지티브 내식막 조성물을 제공한다.
Figure kpo00001
식중, Y1, Y2, Y3, 및 Y4는 같거나 다르고, 각각 수소원자, 알킬기, 할로겐원자 또는 히드록실기이며, 단 Y1, Y2, Y3및 Y4중 적어도 하나는 히드록실기이고 ; Z1, Z2, Z3, Z4, Z5및 Z6은 같거나 다르고, 각각 수소원자, 알킬기, 아릴기, 할로겐원자 또는 히드록실기이며, 단 Z1, Z2, Z3, Z4, Z5및 Z6중 적어도 하나는 히드록실기이고 ; X는
Figure kpo00002
(식중, R1및 R2는 같거나 다르고, 각각 수소원자, 알킬기, 알케닐기, 시클로알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이며, 단 R1및 R2중 적어도 하나가 수소원자인 경우, 알킬 또는 아릴기는 X에 대해 오르토 위치에 존재하는 히드록실기에 대해 오트로 위치에 존재한다.) 이다.
또한, 본 발명은 포지티브 내식막 조성물에서 사용되는 감광제에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 화학식 1에 포함되는 신규 페놀 화합물 및 이러한 신규 페놀 화합물(Ⅰ)의 퀴논 디아지드 술폰산 에스테르에 관한 것이다.
일반식(Ⅰ)에서, R1과 R2는 각각 수소원자 또는 알킬기, 알케닐기, 시클로알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이다. 바람직하게는 R1및 R2가 모두 C1~ C4알킬기, 특히 메틸기이다. 만약 R1및 R2중 적어도 하나가 수소원자이면, 알킬기 또는 아릴기가 x 에 대하여 오르토 위치에 존재하는 히드록실기에 대하여 오르토 위치에 존재한다. 죽, 예를 들면, 만약 Y2가 히드록실기이면, Z3는 알킬기 또는 아릴기이어야 하고 ; 또는 만약 Y3가 히드록실기이면, Z4는 알킬기 또는 아릴기이어야 한다. C1~C4알킬기가 x 에 대하여 오르토 위치에 존재하는 히드록실기에 대하여 바람직하게는 오르토 위치에 존재한다. Z1, Z2, Z3, Z4, Z5및 Z6은 각각 수소원자, 알킬기, 아릴기, 할로겐원자 또는 히드록실기이고, 단 Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, 및 Z6중 적어도 하나가 히드록실기이다. 바람직하게는 알킬기는 1 내지 4 의 탄소원자를 갖는다.
바람직하게는 Z1, Z2, Z3, Z4, Z5및 Z6중 적어도 하나는 히드록실기이고, 나머지는 수소 원자이다. 또한 바람직하게는 Z1, Z2, Z3, Z4, Z5및 Z6중 둘은 히드록실기이다. Z1, Z2, Z3, Z4, Z5및 Z6중 둘 이상이 히드록실기일 때, 바람직하게는 Z1, Z2및 Z3중 적어도 하나는 히드록실기 이고, Z4, Z5및 Z6중 적어도 하나는 히드록실기이다.
Y1, Y2, Y3및 Y4는 각각 수소원자, 알킬기, 할로겐원자 또는 히드록실기이고, 단 그중 하나가 히드록실기이다. 바람직하게는 Y1, Y2, Y3및 Y4중의 하나 또는 둘은 히드록실기이다.
상기 경우 중에서, 가장 바람직하게는, Z1, Z2및 Z3중 하나는 히드록실기이고, 나머지는 수소원자이며, Z4, Z5및 Z6중 하나는 히드록실기이고, 나머지는 수소원자들이며, Y1, Y2, Y3및 Y4중 하나 또는 둘은 히드록실기이고, R1및 R2는 모두 메틸기이다.
일반식(Ⅰ)의 페놀 화합물의 예에는, 하기 화학식 2 및 3의 페놀 화합물,
Figure kpo00003
Figure kpo00004
Figure kpo00005
이고,
Figure kpo00006
이며,
Figure kpo00007
이다;
Figure kpo00008
Figure kpo00009
Figure kpo00010
Figure kpo00011
Figure kpo00012
Figure kpo00013
Figure kpo00014
가 포함된다.
페놀 화합물 (Ⅰ)중에서, 일반식(Ⅱ)의 페놀 화합물 및 일반식(Ⅲ)의 페놀 화합물은 신규이며 바람직한 것이다.
페놀 화합물 (Ⅱ)은 극성 용매 내에서 산 촉매의 존재하에서, 메틸 히드로퀴논을 2 - (3- 히드록시페닐) 프로펜 또는 2- (4- 히드록시페닐)프로펜과 반응시킴으로써 합성할 수 있다.
페놀 화합물 (Ⅲ) 은 히드로퀴논 또는 레조르시놀을 2-(3- 히드록시페닐)프로펜 또는 2-(4- 히드록시페닐)프로펜과 반응시킴으로써 합성할 수 있다.
산촉매의 예로는 염화 알루미늄, 삼불화 붕소의 착물, 염화 제일 주석, 염화 아연, 황산 등이 있다.
극성 용매의 예로는 디옥산, 니트로벤젠, 모노클로로벤젠, 물, 아세트산 등이 있다.
페놀 화합물(Ⅱ) 또는 (Ⅲ) 의 더 구체적인 제조 반응 조건은 다음과 같다. 화합물(Ⅱ)의 합성에 있어서, 바람직하게는 용매로서 디옥산을, 촉매로서 염화 알루미늄을 사용한다. 또한, 반응 온도는 촉매량에 따라 20℃ 내지 디옥산의 비점 사이의 범위이다.
바람직하게는 2-(3- 히드록시페닐)프로펜을 사용하는 합성에서, 온도는 50℃ 내지 100℃ 이다. 2-(4- 히드록시페닐)프로펜을 사용하는 합성에서, 온도는 50℃ 내지 80℃ 이다.
메틸히드로퀴논은 2-(3- 히드록시페닐)프로펜 또는 2-(4- 히드록시페닐)프로펜에 대하여 1.2 이상의 몰비로, 바람직하게는 2.5~4.0의 몰비로 사용한다.
염화 알루미늄은 2-(3- 히드로시페닐)프로펜 또는 2-(4- 히드록시페닐)프로펜에 대하여 0.05~2.0의 몰비로, 바람직하게는 0.2~0.5의 몰비로 사용한다.
화합물(Ⅲ)의 2-(3- 히드록시페닐)-2-(2,4- 디히드록시페닐)프로펜의 합성에 있어서, 바람직하게는 용매로서 아세트산을, 촉매로서 황산을 사용한다. 반응 온도는 10℃ 내지 아세트산의 비점 사이의 범위인데, 바람직하게는 촉매량에 따라 15~40℃ 이다.
레조트시놀은 2-(3- 히드록시페닐)프로펜에 대하여, 1.2 이상의 몰비로, 바람직하게는 2.5~4.0의 몰비로 사용한다. 황산은 2-(3- 히드록시페닐)프로펜에 대하여, 0.01 이상의 몰 반응비로, 바람직하게는 0.5~1.5의 몰 반응비로 사용한다.
화합물(Ⅲ)의 2-(4- 히드록시페닐)-2-(2,4- 디히드록시페닐)프로펜의 합성에 있어서, 바람직하게는, 용매로서 디옥산을, 촉매로서 염화 알루미늄을 사용한다. 반응 온도는 10℃ 내지 디옥산의 비점 사이의 범위인데, 바람직하게는 촉매량에 따라 15~40℃ 이다. 레조르시놀은 2-(4- 히드록시페닐)프로펜에 대하여, 1.2 이상의 몰비로, 바람직하게는 2.5~4.0의 몰비로 사용한다.
화합물(Ⅲ)의 2-(3- 히드록시페닐)-2-(2,5- 디히드록시페닐)프로펜의 합성에 있어서, 바람직하게는 용매로서 디옥산을, 촉매로서 염화 알루미늄을 사용한다. 반응 온도는 10℃ 내지 디옥산의 비점 사이의 범위인데, 바람직하게는 촉매량에 따라 80~100℃이다. 히드로퀴논은 2-(3- 히드록시페닐)프로펜에 대하여 1.2 이상의 몰비로, 바람직하게는 2.5~4.0의 몰비로 사용한다. 염화 알루미늄은 2-(3- 히드록시페닐)프로펜에 대하여, 0.05~2.0의 몰비로, 바람직하게는 0.2~0.4의 몰비로 사용한다.
화합물(Ⅲ)의 2-(4- 히드록시페닐)-2-(2,5- 디히드록시페닐)프로펜의 합성에 있어서, 바람직하게는 용매로서 디옥산을, 촉매로서 염화 알루미늄을 사용한다. 반응 온도는 10℃ 내지 디옥산의 비점 사이의 범위인데, 바람직하게는 촉매량에 따라 60℃~80℃이다. 히드로퀴논은 2-(4- 히드록시페닐)프로펜에 대하여, 1.2 이상의 몰비로, 바람직하게는 2.5~4.0의 몰비로 사용한다. 염화 알루미늄은 2-(4- 히드록시페닐)프로펜에 대하여, 0.05~2.0의 몰비로, 바람직하게는 0.3~0.5의 몰비로 사용한다.
페놀 화합물(Ⅰ)의 퀴논 디아지드 술폰산 에스테르는 통상적인 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 에스테르는 탄산 나트륨과 같은 약 알칼리의 존재하에서, 나프토퀴논 디아지드 슬포닐할로겐화물 또는 벤조퀴논 디아지드 슬포닐 할로겐화물과 페놀 화합물과의 축합 반응으로 제조한다. 디에스테르 화합물의 양이, 에스테르 화합물의 전체 중량을 기준으로 하여, 50 중량% 이상인 조건하에서 반응을 수행하는 것이 바람직하다.
나프토퀴논 디아지드 슬포닐 할로겐화물의 예로는 나프토퀴논-(1,2 - 디아지드 -(2)-5- 술포닐 클로라이드, 나프토퀴논-(1,2)- 디아지드-(2)-4- 술포닐 클로라이드, 벤조퀴논-(1,2)- 디아지드-(2)-4- 술포닐 클로라이드 등이다.
에스테르 중에서, 페놀 화합물(Ⅱ) 또는 페놀 화합물 (Ⅲ)의 에스테르는 신규이며, 본 발명의 범위내에 있다. 본 발명에따라, 페놀 화합물(Ⅰ)의 퀴논 디아지드 술폰산 에스테르는 포지티브 내식막 조성물에 사용되는 감광제로서 특히 유용하다.
본 발명의 포지티브 내식막 조성물은 페놀 화합물(Ⅰ)의 퀴논 디아지드 술폰산 에스테르를 둘 이상 조합하여 함유할 수 있다. 본 발명의 내식막 조성물은 일반식(Ⅰ)의 페놀 화합물외에, 적어도 하나의 페놀 화합물의 에스테르를 임의로 함유할 수 있다.
다른 페놀 화합물의 예로는 히드로퀴논, 레조르시놀, 플로로글루신, 2,4- 디히드록시 벤조페논, 2,3,3',4- 테트라히드록시 벤조페논, 2,3,4,4'- 테트라히드록시 벤조페논 및 2,2', 4,4'- 테트라히드록시 벤조페논과 같은 테트라히드록시 벤조페논, 2,3,3',4,5- 펜타히드록시벤조페논, 2,2',3,3',4'- 펜타히드록시벤조페논과 같은 펜타 히드록시 벤조페논, 알킬 갈레이트, 히드록시플라반 등이 있다.
알칼리- 가용성 수지로는 노볼락 수지를 바람직하게 사용한다. 노볼락 수지는 페놀과 포롬 알메히드와의 부가 축합 반응으로 제조한다. 노볼락 수지용 하나의 원료 물질로서 사용되는 페놀의 특징예에는 페놀, 크레솔, 크실레놀, 에틸페놀, 트리 메틸페놀, 프로필페놀, 부틸페놀, 디히드록시벤젠, 나프톨 등이 포함된다.
페놀과 부가 축합 반응시키는 포롬 알데히드는 포롬 알데히드의 수용액(포로말린) 또는 포롬 알데히드의 올리고머인파라포롬 알데히드의 형태로 사용할 수 있다. 특히, 대량 생산되는 37% 포르말린 시판품을 적절하게 사용한다.
페놀과 포롬 알데히드와의 부가 축합 반응은 통상적인 방법에 따라 수행할 수 있다. 이 반응은 2 내지 30 시간 동안 60℃ 내지 120℃의 온도에서 수행한다. 유기산, 무기산 또는 2가 금속염을 촉매로 사용한다. 특히, 옥살산, 염산, 황산, 과염소산, P-톨루엔술폰산, 트리클로로 아세트산, 인산, 포롬산, 아세트산 아연, 아세트산 마그네슘 등을 예로 들 수 있다.
반응은 용매의 존재하에서 또는 부재하에서 수행할 수 있다. 내식막 조성물에 첨가하는 퀴논 디아지드 술폰산 에스테르의 양은 내식막 조성물 내 총 고체 성분의 중량을 기준으로 하여, 10 내지 50 중량% 이다.
포지티브 광 내식막은 용매 내에서 전술한 퀴논 디아지드 화합물 및 노볼락 수지를 혼합 및 용해시킴으로써 제조한다. 바람직하게는 사용된 용매를 적절한 건조 속도로 증발시켜, 균일하고 매끄러운 코팅 필름을 수득한다. 이러한 용매에는 에틸셀로솔브 아세테이트, 메틸 셀로솔브 아세테이트, 에틸 셀로솔브, 메틸 셀로솔브, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 부틸 아세테이트, 메틸 이소부틸 케톤, 크실렌 등이 포함된다. 전술한 방법에 의하여 수득된 포지티브 광내식막 조성물에 필요하다면 소량의 수지, 염료 등을 가할 수 있다.
본 발명의 내식막 조성물에 있어서, Υ-값을 개선할 수 있고, 현상 잔류물의 증가와 결부된 문제를 해결할 수 있다. 본 발명은 다음의 실시예를 가지고 더욱 상세히 기술되지만, 본 발명은 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다. 실시예에서 부란 중량에 의한 것이다.
[실시예 1]
54g 의 디옥산에 1.9g 의 염화 알루미늄 및 17,8g 의 메틸 히드로퀴논을 첨가하고, 50~55℃에서 교반하여 균일 용액을 수득한다. 용액에 18g 의 디옥산에 용해된 6.0g 의 2-(3- 히드록시페닐)프로펜을 1시간 동안에 걸쳐 적가한후, 1시간 30분동안 교반한다. 반응중에 온도를 50~55℃로 유지한다. 생성된 용액을 400g 의 에틸 아세테이트 및 800g 의 물로 추출한다. 그런후, 에틸 아세테이트 층을 800g 의 물로 3번 세척하고, 농축하여 유상 화합물을 수득한다.
22.4g 의 유상 화합물에, 5g 의 에틸 아세테이트 및 50g 의 클로로포롬을 첨가한다. 그런 뒤에 생성된 용액을 얼음으로 냉각하여 9.5g 의 결정성 물질을 수득한다. 결정성 물질에 1000g 의 9.5% 염산을 첨가하고, 실온에서 1시간 동안 교반하고, 여과시켜 5.9g 의 결정성 물질을 수득한다.
이 결정성 물질에 9g 의 에틸 아세테이트 및 90g 의 클로로포롬을 첨가한다. 생성 용액을 얼음으로 냉각하여 재결정화 한다. 그런 뒤에, 생성된 혼합물을 여과하여 결정성 화합물을 수득한다. 그런 뒤에, 결정성 화합물을 60℃에서 건조하여, 하기식 (1) 의 화합물 2.9g을 수득한다.
Figure kpo00015
융점 :158∼159℃
NMR (아세톤 d6, 표준 : TMS) : δ(ppm)=1.60 (s, 6H), 2.11 (s,3H), 6.47(s, 1H), 6.58(m, 1H), 6.61 (s, 1H), 6.66 (t, 1H), 6.74(m, 1H), 6.85 (s,1H), 7.04 (t, 1H), 7.44 (s, 1H), 7.99 (s, 1H)
IR: ν = 3100-3600(㎝-1)(OH)
MS: m/e 258(M+)
[실시예 2]
167.0g 의 디옥산에 7.50g 의 염화 알루미늄을 첨가하고 50~55℃에서 교반하여 균일 용액을 수득한다. 용액에 55.5g 의 메틸 히드로퀴논을 첨가한 후에 온도를 73℃ 로 상승시킨다. 생성된 혼합물에 45.0g 의 디옥산에 용해된 5.0g 의 2-(4- 히드록시페닐)프로펜을 1 시간 30분 동안에 걸쳐 적가한후, 1시간동안 더 교반한다. 반응 중, 온도를 73±2℃로 유지한다.
수득된 용액을 400g 의 에틸 아세테이트 및 1000g 의 물로 추출한다. 그런 뒤에, 에틸 아세테이트 층을 800g 의 물로 3번 세척한 뒤에, 농축하여 유상 화합물을 수득한다. 46.9g 의 유상 화합물에 95g 의 1,2- 디클로로에탄을 첨가하여 7.2g의 습 케이크를 수득한다. 습 케이크를 10g 의 에틸 아세테이트 및 90g 의 클로로포롬에 용해한다. 그런뒤에, 생성된 용액을 얼음으로 냉각하여 재결정화 한다. 생성된 혼합물을 여과하여 결정성 화합물을 수득한다. 그리고 나서, 결정성 화합물을 60℃에서 건조시켜, 하기식(7)의 화합물 4.3g을 수득한다.
Figure kpo00016
융점: 185∼186℃
NMR(아세톤 d6, 표준:TMS) :δ(ppm) =8.04 (s, 1H), 7.42 (s, 1H), 7.06(d, 2H), 6.80(s, 1H), 6.69(d, 2H), 6.47(s, 1H), 2.10(s, 3H), 1.61(s, 6H)
IR: ν = 3000~3600 (㎝-1)(OH)
MS: m/e 258(M+)
[실시예 3]
735g 의 디옥산에 19.5g 의 염화 알루미늄을 첨가하고, 50~55℃에서 교반한 뒤에, 균일 용액을 수득한다. 용액에 245g 의 히드로퀴논을 첨가한후에, 온도를 97℃ 로 상승시킨다. 생성된 혼합물에 300g 의 디옥산에 용해된 102g의 2-(3- 히드록시페닐)프로펜을 2.5 시간 동안에 걸쳐 적가한 뒤, 1.5 시간동안 더 교반한다. 반응중, 온도를 97±2℃ 로 유지한다. 실온으로 냉각한 뒤, 생성된 용액에, 735g의 톨루엔을 첨가하고, 0.5 시간 동안 교반한다. 생성된 혼합물을 여과하고, 이액을 3000g 의 에틸 아세테이트 및 1500g 의 물로 추출한다. 그런 후, 에틸 아세테이트 층을 1500g 의 물로 5번 세척한 뒤 농축하여 유상 화합물을 수득한다.
240g 의 유상 화합물에, 100g의 에틸 아세테이트 및 650g 의 클로로포롬을 첨가하여, 재결정화 한다. 그런 뒤에, 온도를 5℃ 이하로 유지함으로써, 물질을 침전시킨다. 생성된 혼합물을 여과하여 결정성 화합물을 수득한다. 그리고 나서, 결정성 화합물을 150g 의 콜로로포롬으로 세척하고, 40℃에서 건조시켜, 하기식 (8)의 화합물 74.2g을 수득한다.
Figure kpo00017
융점: 151℃
NMR(아세톤 d6, 표준: TMS) δ(ppm) = 1.63 (s, 6H), 6.55 (d, 2H), 6.59 (m, 1H), 6.67 (t, 1H), 6.73(m, 1H), 6.74(s, 1H), 6.89(t, 1H), 7.04 (t, 1H), 7.63 (s, 1H), 7.98 (s, 1H)
IR: ν = 3200~3500 (㎝-1) (OH)
MS: m/e 244 (M+)
[실시예 4]
158g 의 디옥산에 8.0g 의 염화 알루미늄을 첨가한 뒤, 50~55℃에서 교반하여 균일 용액을 수득한다. 용액에 52.5g 의 히드로퀴논을 첨가한 후에, 온도를 73℃ 까지 상승시킨다. 생성된 혼합물에 48g 의 디옥산에 용해된 16g 의 2-(4- 히드록시페닐)프로펜을 2.5 시간 동안에 걸쳐 적가한후, 1시간동안 더 교반시킨다. 반응중 온도를 73± 2℃ 로 유지한다.
실온으로 냉각한 뒤에, 혼합물을 11시간 동안 방치하고 여과한다. 227g 의 여액을 123g으로 농축 시킨다. 농축물을 500g 의 에틸 아세테이트 및 100g 의 물로 추출한다. 에틸 아세테이트 층을 1000g 의 물로 5번 세척한다. 생성된 용액을 농축시켜 유상 화합물을 수득한다. 35g 의 유상 화합물에 50g 의 1,2 - 디클로로에탄을 첨가한다. 그런 후, 생성된 용액을 얼음으로 냉각하여 11.2g 의 습 케이크를 수득한다.
습 케이크에 32g 의 에틸 아세테이트 및 190g 클로로포롬을 첨가하고 얼음으로 냉각하여 결정성 화합물을 수득한다. 결정성 화함물을 60℃에서 건조시켜, 하기식 (9) 의 화합물 3.8g을 수득한다.
Figure kpo00018
융점: 179∼180℃
NMR(아세톤 d6, 표준: TMS) : δ(ppm) = 1.63 (s, 6H), 6.54 (d, 2H), 6.61 (s, 1H), 6.70 (d, 2H), 6.85 (t, 1H), 7.06 (d, 2H), 7.63 (s, 1H), 8.04 (s, 1H)
IR : ν = 3100~3600 (㎝-1) (OH)
MS: m/e 244 (M+)
[실시예 5]
19~20℃에서 132g 의 초산에 6.0g의 황산 및 33.0g 의 레조르시놀을 첨가하고 교반시켜 균질 용액을 수득한다. 용액에 20g 의 디옥산에 용해된 2-(3- 히드록시페닐)프로펜 8.1g을 1시간동안에 걸쳐 적가한후 1시간동안 더 교반한다. 반응중에 온도를 20~23℃ 로 유지한다. 생성된 용액을 200g 의 이소아밀 아세테이트 및 500g 의 물로 추출한다. 그런 후, 이소아밀 아세테이트 층을 500g 의 물로 10 번 세척한 후, 농축시켜 유상 화합물을 수득한다.
13.6g의 유상 화합물에 42g 의 클로로포롬을 첨가하고, 얼음으로 냉각시켜 결정성 화합물을 수득한다. 결정성 화합물을 건조시켜 하기식 (10)의 화합물 8.3g을 수득한다.
Figure kpo00019
융점: 121∼122℃
NMR (아세톤 d6, 표준: TMS) : δ(ppm) = 1.61 (s, 6H), 6.28 (d, 1H), 6.34 (dd, 1H), 6.57 (m, 1H), 6.66 (t, 1H), 6.72 (m, 1H), 7.02 (t, 1H), 7.15 (d, 1H), 7.42 (s, 1H), 7.98 (s, 1H), 8.04 (s, 1H)
IR: ν = 3200~3600 (㎝-1)(OH)
MS: m/e 244 (M+)
[실시예 6]
19~20℃에서 120g의 디옥산에 6.0g 의 염화 알루미늄 및 39.4g 의 레조르시놀을 첨가하고, 교반하여 균일 용액을 수득한다. 생성된 용액에 36g 의 디옥산에 용해된 12.0g 의 2-(4- 히드록시페닐)프로펜을 2시간동안에 걸쳐 적가한 후 1 시간 동안 더 교반한다. 반응중에, 온도를 20~23℃ 로 유지한다. 265g 의 생성된 용액을 98g 으로 농축시킨다. 농축물을 350g 의 이소아밀 아세테이트 및 1000g 의 물로 추출한다. 그런 후, 이소아밀 아세테이트 층을 1000g 의 물로 5 번 세척하고, 농축시켜 유상 화합물을 수득한다. 57g 의 유상 화합물에 320g 의 사염화탄소를 첨가하고 얼음으로 냉각시켜, 35.4g 의 습 케이크를 수득한다.
습 케이크를 40g 의 에틸 아세테이트에 용해시킨다. 혼합물에 200g 의 사염화탄소를 첨가하고 얼음으로 냉각하여 결정성 화합물을 수득한다. 결정성 화합물을 60℃에서 건조시켜, 하기식 (11)의 화합물 10.9g을 수득한다.
Figure kpo00020
융점: 188~189℃
NMR ( 아세톤 d6, 표준 : TMS) δ(ppm) = 1.62 (s, 6H), 6.27 (d, 1H), 6.32 (dd, 1H), 6.68 (d, 2H), 7.05 (d, 2H), 7.13 (d, 1H), 7.22 (s, 1H), 7.98 (s, 1H), 7.99 (s, 1H)
IR : ν = 3200~3600 (㎝-1) (OH)
MS : m/e 244 (M+)
[실시예 7]
(감광제A 의 합성)
300ml 삼목 플라스크 내에, 실시예 1에서 수득된 7.43g 의 화합물 (1), 15.25g 의 나프토퀴논 - (1,2) - 디아지드 -(2)-5- 술포닐 클로라이드 (몰비 1:2) 및 227g 의 디옥산을 채워 넣고, 교반시켜, 완전히 용해시킨다. 6.32g 의 트리에틸아민을 반응 온도를 20~25℃로 유지하도록 물 중량으로 교반하면서, 30분 동안에 걸쳐 적가한다. 20~25℃에서 4시간동안 더 교반함으로써 반응시킨다. 반응 용액을 이온 교환수에 넣고, 여과하고 건조시켜 감광제를 수득하고, 이것을 감광제 A로 한다.
[실시예 8]
(감광제 B 의 합성)
실시예 2에서 수득된 화합물 (2)를 화합물 (1)대신 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 7에서와 같은 절차를 반복하여 감광제를 수득하고, 이것을 감광제 B로 한다.
[실시예 9]
(감광제 C 의 합성)
화합물 (1)대신 2,3,4 -트리히드록시벤조페논을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 7에서와 같은 절차를 반복하여 감광제를 수득하고, 이것을 감광제 C 로 한다.
[실시예 10]
(감광제 D 의 합성)
화합물 (1) 대신에 2,3,4,4'- 테트라히드록시 벤조페논 (나프토퀴논-(1,2)- 디아지드 -(2)-5- 술포닐 클로라이드에 대하여 1:3 의 몰비)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 7에서와 같은 절차를 반복하여, 감광제를 수득하고 이것을 감광제 D 로 한다.
[실시예 11]
(감광제 E 의 합성)
300ml 삼목플라스크 내에, 실시예 3에서 수득된 7.43g의 화합물(3), 16.12g 의 나프토퀴논 -(1,2)- 디아지드-(2)-5- 술포닐 클로라이드 (몰비 1:2) 및 236g 의 디옥산을 채우고 교반하여 완전히 용해시킨다. 6.68g 의 트리에틸아민을, 반응 온도를 20~25℃로 유지하기 위하여 물 중량에서 교반하면서, 30분 동안 적가한다. 20~25℃에서 4시간 동안 더 교반하여 반응 시킨다. 반응 용액을 이온 교환수에 넣고 여과하고 건조시켜, 감광제를 수득하고, 이것을 감광제 E 로 한다.
[실시예 12]
(감광제 F 의 합성)
실시예 4에서 수득된 화합물(4)를 화합물(3) 대신 사용하는 것을 제외하고는 실시예 11에서와 같은 절차를 반복하여, 감광제를 수득하고, 이것을 감광제 F로 한다.
[실시예 13]
(감광제 G 의 합성)
실시예 5에서 수득된 화합물 (5)를 화합물 (3) 대신 사용하는 것을 제외하고는 실시예 11에서와 같은 절차를 반복하여, 감광제를 수득하고, 이것을 감광제 G로 한다.
[실시예 14]
(감광제 H 의 합성)
화합물 (3) 대신 실시예 6에서 수득된 화합물(6)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 11에서와 같은 절차를 반복하여 감광제를 수득하고, 이것을 감광제 H로 한다.
[실시예 15]
(감광제 I 의 합성)
화합물(3) 대신 2,3,4- 트리히드록시벤조페논을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 11에서와 같은 절차를 반복하여 감광제를 수득하고, 이것을 감광제 I 로 한다.
[실시예 16]
(감광제 J 의 합성)
2,3,4,4'- 테트라히드록시벤조페논 (나프토퀴논 -(1,2)- 디아지드 -(2)-5- 술포닐 클로라이드에 대하여 1:3 의 몰비)을 화합물 (3) 대신 사용하는 것으 제외하고는 실시예 11에서와 같은 절차를 반복하여, 감광제를 수득하고, 이것을 감광제 J 로 한다.
[실시예 17]
(감광제 K 의 합성)
300ml 삼목 플라스크내에, 7.57g 의 하기식(12)의 화합물, 15.65g 의 나프토퀴는 -(1,2)- 디아지드 -(2)-5- 술포닐 클로라이드 (몰비 1:2) 및 232g 의 디옥산을 채우고 교반하여 완전히 용해시킨다. 6.48g 의 트리에틸아민을 20~25℃로 반응 온도를 유지하기 위하여 물 중랑에서 교반하면서, 30분 동안 적가한다. 20~25℃에서 4시간 동안 더 교반함으로써 반응시킨다. 반응 용액을 이온 교환수에 넣고, 여과하고 건조시켜, 감광제를 수득하고, 이것을 감광제 K 로 한다.
Figure kpo00021
[실시예 18]
(감광제 L 의 합성)
화합물 (7) 대신 2,3,4- 트리히드록시벤조페논을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 17에서와 같은 절차를 반복하여, 감광제를 수득하고, 이것을 감광제 L 로 한다.
[실시예 19]
(감광제 M의 합성)
2,3,4,4'- 테트라히드록시벤조페논 (나프토퀴논- (1,2)- 디아지드 -(2)-5- 술포닐 클로라이드에 대하여 1:3 의 몰비)을 화합물(7) 대신 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 17에서와 같은 절차를 반복하여 감광제를 수득하고, 이것을 감광제 M으로 한다.
[실시예 20]
(감광제 N의 합성)
300ml 삼목 플라스크에, 4.60g의 하기식 (13)의 화합물, 10.75g의 나프토퀴논 -(1,2)- 디아지드 -(2)-5- 술포닐 클로라이드 (몰비 1:2) 및 168g 의 디옥산을 첨가하고 교반하여 균일하게 용해시킨다. 4.45g 의 트리에틸아민을, 반응 온도를 20~25℃로 유지하기 위하여 물 중랑에서 교반되면서, 30분 동안에 걸쳐 적가한다. 20~25℃에서 4시간 동안 더 교반 시킴으로써 반응 시킨다. 그런 후, 반응 용액을 이온 교환수에 채우고, 여과하고 건조시켜, 감광제를 수득하고, 이것을 감광제 N 으로 한다.
Figure kpo00022
[실시예 21~25]
(감광제 O~S의 합성)
하기식(14) 또는 (15)의 화합물, 2,3,4'- 트리히드록시벤조페논, 2,2',4,4'- 테트라히드록시벤조페논 또는 2,3,4- 트리히드록시벤조페논을 화합물(8) 대신 사용하는 것을 제외하고는 실시예 20에서와 같은 절차를 반복하여 감광제를 수득한다. 각각의 감광제는 감광제 O,P,Q,R 또는 S 로 한다.
Figure kpo00023
Figure kpo00024
[실시예 26~27 및 비교예 1~2]
실시예 7~10에서 수득된 감광제 A,B,C 또는 D 및 노블락수지를 표1에 지시된 양으로, 48부의 에틸 셀로솔브 아세테이트에 용해시켜 내식막 용액을 제조하고, 동공 크기가 0.2㎛ 인 테플론(상표)여과기를 통하여 여과시킨다.
내식막 용액을 통상적인 방법으로 헹군 실리콘 웨이퍼에 스피너를 사용하여 피복시킴으로써 두께 1.3㎛ 내식막 필름을 형성시킨다. 그런 후, 실리콘 웨이퍼를 100℃로 유지된 열판에서 60초 동안 소부시키고 436nm의 파장을 가지는 축소 투영 노광장치(NA=0.42를 갖는 DSW 4800, GCA 제품)를 사용하여 단계적으로 노광치를 변화시키면서, 광에 노출시킨다. 그런 후, 실리콘 웨이퍼를 현상액 (SOPD, Sumitomo Chemical Company, Limited 사 제품)에서 1분동안 현상시켜 포지티브 패턴을 수득한다. r-값은 tan θ로 표시하며, 각도 θ는 노광치에 대한 표준 필름 두께의 비(=보존필름 두께/ 원래 필름 두께)를 도시하고, 도시된 직선의 기울기를 계산함으로써 얻어진다. 동시에 얻어진 r값 및 해상농을 표1에 나타낸다.
Figure kpo00025
주: *1) 노블락 수지
크레졸 혼합물(m- 이성체 대p- 이성체의 몰비: 7/3)을 환류하에 촉매로서 옥살산을 사용하여 포르말린 (포르말린 대 크레졸의 몰비: 1/0.8)과 반응시켜, 폴리 스티렌으로 환산된 중량 평균 분자량이 9800인 노블락 수지를 수득한다.
[실시예 28~31 및 비교예 3~4]
실시예 11~16에서 수득된 감광제 E,F,G,H,I 또는 J 및 노블락 수지를 표2에 제시된 양으로 48부의 에틸셀로솔브 아세테이트에 용해시키는 것을 제외하고는 실시예 26에서와 같은 절차를 반복하여 내식막 용액을 제조한 후, 포지티브 패턴을 수득한다. 동시애ㅔ 얻어진 Υ-값과 해상능을 표2에 나타낸다.
[실시예 32 및 비교예 5~6]
실시예 17~19에서 수득된 감광제 K,L 또는 M 및 노블락 수지를 표3에 제시된 조성으로 48부의 에틸 셀로솔브 아세테이트에 용해시켜 내식막 용액을 제조하고, 축소 투영 노광장치(NA=0.28을 갖는 DSW 4800, GCA 제품)를 사용하여 포지티브 패턴을 수득하는 것을 제외하고는 실시예 26과 같은 절차를 반복한다. 동시에 얻어진 Υ-값과 해상농을 표3에 나타낸다.
[실시예 33~35 및 비교예 7~9]
실시예 20~25에서 수득된 감광제 N,O,P,Q,R 또는 S 및 노블락수지를 표4에 제시된 양으로 48부의 에틸 셀로솔브 아세테이트에 용해시켜 내식막 용액을 제조한 후, 포지티브 패턴을 수득하는 것을 제외하고는 실시예 32에서와 같은 절차를 반복한다. 동시에 얻어진 Υ-값과 해상능을 표4에 나타낸다.
Figure kpo00026
주: 1) 표1의 주 1) 참조
Figure kpo00027
주: 1) 표1의 주 1) 참조
Figure kpo00028
주: 1) 표1의 주 1) 참조

Claims (13)

  1. 알칼리- 가용성 수지 및 하기 일반식(Ⅰ)의 페놀 화합물의 퀴논 디아지드 술폰산 에스테르를 함유함을 특징으로하는 포지티브 내식막 조성물.
    Figure kpo00029
    [ 식중, Y1, Y2, Y3및 Y4는 같거나 다르고, 각각 수소원자, 알킬기, 할로겐 원자 또는 히드록실기이며, 단 Y1, Y2, Y3및 Y4중 1 또는 2 개는 히드록실기이고; Z1, Z2, Z3, Z4, Z5및 Z6는 같거나 다르고, 각각 수소원자, 알킬기, 아릴기, 할로겐 원자 또는 히드록실기이며, 단 Z1내지 Z6중 히드록실기는 2개 이하이고, Z1, Z2 및 Z3중 하나가 히드록실기이며, Z4, Z5 및 Z6 중 하나가 히드록실기이고; X는
    Figure kpo00030
    (식중, R1및 R2는 같거나 다르고, 각각 수소원자, 알킬기, 알케닐기, 시클로알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이며, 단 R1및 R2중 하나 이상이 수소원자인 경우, 알킬 또는 아릴기는 X 에 대해 오르토 위치에 존재하는 히드록실기에 대해 오르토 위치에 존재한다) 이다.]
  2. 제1항에 있어서, R1과 R2가 모두 C1~C4알킬기임을 특징으로 하는 포지티브 내식막 조성물.
  3. 제1항에 있어서, R1과 R2가 모두 메틸기임을 특징으로 하는 포지티브 내식막 조성물.
  4. 제1항에 있어서, R1이 수소원자이고; R2가 알킬기이며; Y2및 Y3중 하나 이상이 히드록실기이고, 단 히드록실기에 대해 오르토 위치에 있는 Z3및 Z4중 하나 이상이 C1~C4알킬기임을 특징으로 하는 포지티브 내식막 조성물.
  5. 제1항에 잇어서, Z1,Z2,Z3,Z4,Z5및 Z6은 같거나 다르며, 각각 수소원자, C1~C4알킬기 또는 히드록실기임을 특징으로 하는 포지티브 내식막 조성물.
  6. 제1항에 있어서, Z1,Z2,Z3,Z4,Z5및 Z6는 같거나 다르며, 각각 수소원자 또는 히드록실기임을 특징으로 하는 포지티브 내식막 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 페놀 화합물이 하기 일반식 (Ⅱ)의 화합물임을 특징으로 하는 포지티브 내식막 조성물.
    Figure kpo00031
  8. 제1항에 있어서, 페놀 화합물이 하기 일반식 (Ⅲ)의 화합물임을 특징으로 하는 포지티브 내식막 조성물.
    Figure kpo00032
  9. 하기 일반식 (Ⅰ)의 페놀 화합물의 퀴논디아지드 술폰산 에스테르로 이루어짐을 특징으로 하는 감광제.
    Figure kpo00033
    [식중, Y1, Y2, Y3및 Y4는 같거나 다르고, 각각 수소원자, 알킬기, 할로겐원자 또는 히드록실기이며, 단 Y1, Y2, Y3및 Y4중 1 또는 2개는 히드록실기이고; Z1, Z2, Z3, Z4, Z5및 Z6는 같거나 다르고, 각각 수소원자, 알킬기, 아릴기, 할로겐원자 또는 히드록실기이며, 단 Z1내지 Z6중 히드록실기는 2개 이하이고, Z1, Z2및 Z3중 하나가 히드록실기이며, Z4, Z5및 Z6중 하나가 히드록실기이고; X는
    Figure kpo00034
    (식중, R1및 R2는 같거나 다르고, 각각 수소원자, 알킬기, 알케닐기, 시클로알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이며, 단 R1및 R2중 하나 이상이 수소원자인 경우, 알킬 또는 아릴기는 X 에 대해 오르토 위치에 존재하는 히드록실기에 대해 오르토 위치에 존재한다)이다.]
  10. 하기 일반식 (Ⅱ)의 페놀 화합물.
    Figure kpo00035
  11. 하기 일반식 (Ⅲ)의 페놀 화합물.
    Figure kpo00036
  12. 하기 일반식 (Ⅱ)의 페놀 화합물의 퀴논 디아지드 술폰산 에스테르.
    Figure kpo00037
  13. 하기 일반식 (Ⅲ)의 페놀 화합물의 퀴논 디아지드 술폰산 에스테르.
    Figure kpo00038
KR1019890006064A 1988-05-07 1989-05-06 내식막 조성물, 페놀 화합물 및 페놀 화합물의 퀴논 디아지드 술폰산 에스테르 KR0147069B1 (ko)

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