JPH01190665A - スルホン酸エステル及び前記スルホン酸エステルを含むポジテイブ・レジスト - Google Patents

スルホン酸エステル及び前記スルホン酸エステルを含むポジテイブ・レジスト

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JPH01190665A
JPH01190665A JP63263016A JP26301688A JPH01190665A JP H01190665 A JPH01190665 A JP H01190665A JP 63263016 A JP63263016 A JP 63263016A JP 26301688 A JP26301688 A JP 26301688A JP H01190665 A JPH01190665 A JP H01190665A
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JP
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sulfonic acid
oxo
diazonaphthalene
positive resist
esters
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Dennis R Mckean
デニイズ・リチヤード・マツケーン
Robert D Miller
ロバート・デニイズ・ミイラー
Joseph G Walsh
ジヨセフ・グレゴリイ・ワルシユ
Carlton G Willson
カルトン・グランド・ウイルソン
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/022Quinonediazides

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 本発明は、ポジティブ・レジストの増感剤として有用な
スルホン酸エステルに関するものである。
このレジストは−1低い光学濃度を必要とする365n
mの放射線で比較的厚いレジストとして使用するのに、
特に有用である。
B、従来技術 米国特許第4397937号明細書には、1−オキソ−
2−ジアゾナフタリンスルホン酸と、トリシクロデカン
誘導体を含むある種のジオールとのエステル類からなる
増感剤が開示されている。
上記の特許はジオールのエステル類のみに関するもので
アリ、−価のアルコールのエステルのみに関する本発明
とは対象とする所が異なるといえる。
この従来技術の特許による化合物は、385 n mの
波長で使用した場合、高いコントラスト性能を得るため
に必要なローディングで、本発明の化合物より光学濃度
がはるかに高くなる。これらの材料は、より短い波長(
たとえば313nm)で使用するのにすぐれている。
欧州特許出願第0147598号明細書には、1−オキ
ソ−2−ジアゾナフタリンスルホン酸とある種のジオー
ルとのエステル類が開示されている。この特許出願には
モノエステル類は開示されていない。
米国特許第3840932号明細書には、単一の化合物
、すなわち1.2−ナフトキノンジアジド(2)4−ス
ルホン酸のp−クミルフェノールエステルが開示されて
いる。本発明より以前の15年間にわたり、上記の化合
物は、既知のジアゾキノンモノエステル中量も溶解度の
高いものであった。本発明のモノエステルは、上記の化
合物より溶解度が高く、その上吸光度が良好で脱色が改
善されているという利点もある。
C0開示の概要 本発明の化合物は、スルホン酸基が4位または5位にあ
る1−オキソ−2−ジアゾナフタリンスルホン酸と、オ
キシメチル基が3位または4位にあるオキシメチルトリ
シクロ[5,2,1゜02・11]デカンのエステルで
ある。これらの化合物は新規のものであると考えられる
。これらは、スルホン酸の塩化スルホニル誘導体と、ヒ
ドロキシメチルトリシクロ化合物から、常法で合成され
る。これらの出発原料は市販されているものである。
現在、レジスト業界は、水銀灯の■線 (385nm)の光を利用して分解能を高める傾向にあ
る。この波長で使用するレンズその他の装置は現在容易
に入手可能である。しかし、現在入手可能な増感剤は、
この波長で使用するには欠陥がある。増感剤はいくつか
の特性の全てを同時に有するものでなければならない。
すなわち、可溶性であり、高いコントラスト性能に適し
た濃度での光学濃度が低く 、3 E35 nmの光を
吸収しなければならない。また、増感剤は熱に安定であ
ることも必要である。本発明のエステル類は、これらの
性質をすべて有する独特なものである。
トリシクロ[5,2,1,02・6]デカンの骨格は、
ジシクロペンタジェン及びその誘導体から得られ、その
様々な部位を水酸化またはオキシメチル化して、−官能
性及び二官能性の誘導体を生成させることができる。本
明細書では、特にエピマー及び異性体の混合物として市
販されている3(4)−オキシメチルトリシクロ[5,
2,1゜02・6]デカン(構造■)から生成した材料
を指す。この点に関して、この混合物は、4または5−
クロロスルボニル−1−オキソ−2−ジアゾナフタリン
(構造I及び■)との反応で誘導されるスルホン酸エス
テル類が固体で非結晶性の材料であり、かつ一般にレジ
ストに用いられる多くの樹脂と溶媒の混合物に対する溶
解性が高いので、しばしば好ましい串発原料となる。さ
らに、構造工と■は、吸光スペクトルが著しく異なり、
互いに相溶性があり、上記の樹脂との混合物に溶解する
ので、これらを使用すると、非常に広いスペクトル範囲
(300〜450nm)にわたって自由に光学濃度を調
節することが可能になり、これによって、従来は得られ
なかった処方の柔軟性が得られる。
構造 I        構造 ■ 構造 ■ 本発明の新規のエステル類は、ポジティブ・レジスト用
増感剤として特に有用である。したがって、これらはポ
ジティブ・レジストに通常使用される多くの樹脂のいず
れとも一緒に使用できる。
特に有用なものは、ノボラック樹脂等のフェノール系樹
脂、及びp−オキシスチレンの重合体または共重合体で
ある。
D、実施例 − 1u3°、(4°)−4−スルホニルオキシメチル−1
−オキソ−2−ジアゾナフタリン−トリシクロ[5,2
,1,02・6]デカンI:フラスコに3(4)−オキ
シメチルトリシクロ[:5.2゜1.02・6コデカ7
0.5g (3,0ミリモル)、トリエチルアミン0.
7mjl、4−ジメチルアミノピリジン38mg (0
,3ミリモル)及び塩化メチレン20mQを入れ、これ
に4−クロロスルホニル−1−オキソ−2−ジアゾナフ
タリン1゜183g (4,4ミリモル)を3回に分け
て、25℃で30分かけて添加した。18時間後、トリ
エチルアミン0.24mΩと、塩化スルホニル0゜35
gをさらに添加し、6時間かく拌を続けた。
混合物を塩化メチレンで希釈し、10%K 2 COa
、6NのHCQ、及び飽和NaHCO3で2回洗浄した
後、Na2SO4上で乾燥した。粗生成物を、塩化メチ
レンの3%アセトン溶液を溶離液としてシリカ・ゲルに
よるクロマトグラフィで精製した。
この方法により純粋な生成物Iを820mg得た。
同様な方法により、相当する5−クロロスルホニル化合
物である3°、(4’)−5−スルホニルオキシメチル
−ニーオキソ−2−ジアゾナフタリン−トリシクロ[5
,2,1,02・6]デカン■を合成した。
NMR及びUV解析の結果は以下のとおりであった。
I:lHのNMRδ(CDCQ、3)8.0〜8゜8 
(m13H) 、7.3〜7.8 (m、2H)、3.
8〜4.1 (m12H)、0.5〜2.5(m、15
H):UV (EtOH) 、280 (21073)
、301 (2863)、313 (2500) 、3
78 (3200)。
n:IHのNMRδCCDCQ3)8.1〜8゜7  
(m、2H)  、7. 0〜7. 8  (ml 3
H) 、3、55〜3. 90  (M、2H)  、
0. 4〜2゜4  (ml 15H)  ;UV  
(EtOH)  、 227(25481)、280 
 (1947B)、336(8690)  、399 
 (7948) 。
リングラフィ 増感剤IO,2g及びパルカム(Var
cum)樹脂(パルカムはライクホールド・ケミカルズ
(Refchhold Chemical Co、 )
のクレゾール・ホルムアルデヒド樹脂の商標)1.0g
をジグリム2.8gに溶解してレジスト処方を調製した
。この溶液を濾過した後、シリコン・ウェーハ上に、約
1μmの厚さにスピン・コーティングした。皮膜を90
℃で5分間焼付けを行なった後、波長365nmの光に
露光した。
レジストの光脱色特性は、皮膜を100■J/cm2の
間隔で波長385nmの光に露出して調べた。
385nmの初期吸光度(0,34)が照射のたびに連
続的に減少するのが観察された。最後に、3回の照射(
合計照射量300■J/c+*2)の後、吸光度は0.
05未満に減少した。
レジストのコントラストは、市販のアルカリ水溶液の各
種の希釈液を用いて測定した。ウェーハの領域ごとに異
なる強さの光に露出させる階段くさび形フィルタを介し
て、皮膜に365nmの光(100■J/cm2)を照
射した。次にこの皮膜を最大の強さの光を受けた領域が
完全に溶解するのが観察されるまで、現像液に浸漬した
。次に、すべての領域の皮膜の厚さを測定し、1μmの
皮膜現像に正規化した。これらのプロットの勾配を測定
することにより、コントラスト値を求めた。コントラス
トは、現像液の濃度が減少するほど増大することが観察
され、充分に希釈した塩基を用いて現像時間を3分未満
にした場合に、2を超えるコントラスト値が得られた。
上述の条件を用いてフォトレジスト像を得た。
露出しない領域では、皮膜の損失はほとんど認められず
、様々な形状の像の質は良好であった。
これらの増感剤は流し込み成形溶剤及び皮膜に対する溶
解性及び相溶性が高いため、他のいくつかの有用な処方
が使用できるようになった。露出しない領域での皮膜の
溶解をも抑制することのできる各種の皮膜形成用処方を
使用して、広範囲の光学濃度が得られた。厚い皮膜のパ
ターン付けに光学濃度の低いレジストを使用することの
利点はすでに立証されている。
タイプ■及びタイプ■の増感剤を、パルカム(Varc
um )樹脂と混合すると、独特な特性をもつレジスト
が得られる。このような処方によって得られた皮膜は、
300nmから440nmを超えるほぼ連続した脱色可
能な吸収を有し、したがって、きわめて広帯域の放射線
を作像に使用することができる。X線及び電子線の照射
も、作像工程にを用であった。本発明のレジストは、低
い光学濃度を必要とする365nmの放射線で比較的厚
いレジストとして使用するのに特に有用である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)スルホン酸基が4位または5位にある1−オキソ
    −2−ジアゾナフタリンスルホン酸とオキシメチル基が
    3位または4位にあるオキシメチルトリシクロ[5.2
    .1.0^2^.^6]デカンとのエステル。
  2. (2)請求項(1)に記載のエステルと樹脂とからなる
    ポジティブ・レジスト。
JP63263016A 1988-01-15 1988-10-20 スルホン酸エステル及び前記スルホン酸エステルを含むポジテイブ・レジスト Expired - Lifetime JPH0655706B2 (ja)

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US07/144,825 US4853315A (en) 1988-01-15 1988-01-15 O-quinone diazide sulfonic acid monoesters useful as sensitizers for positive resists

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JPH01190665A true JPH01190665A (ja) 1989-07-31
JPH0655706B2 JPH0655706B2 (ja) 1994-07-27

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