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公開番号2024036825
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-18
出願番号2022141319
出願日2022-09-06
発明の名称レジスト組成物及びレジストパターン形成方法
出願人東京応化工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G03F 7/004 20060101AFI20240311BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】エッチング耐性とリソグラフィー特性とを両立した、微細な寸法のパターンを形成することができるレジスト組成物及びレジストパターン形成方法を提供する。
【解決手段】本発明は、ケイ素含有樹脂、及び露光により酸を発生する酸発生剤成分を含有するレジスト組成物を採用する。酸発生剤成分が、ヨウ素原子を有するアニオン部と、カチオン部とからなるオニウム塩を含むことを特徴とする。好ましいオニウム塩は、一般式(b0-1)で表されるスルホン酸塩、及び一般式(b0-2)で表されるカルボン酸塩からなる群より選択される少なくとも一種である。式中、R^b10及びR^b20は、それぞれ独立に、ヨウ素原子を有する炭素数1～40の有機基である。M^m+は、m価のオニウムカチオンである。mは、1以上の整数である。
[化1]
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特許請求の範囲【請求項１】
ケイ素含有樹脂（Ａ）及び露光により酸を発生する酸発生剤成分（Ｂ）を含有するレジスト組成物であって、
前記酸発生剤成分（Ｂ）は、ヨウ素原子を有するアニオン部と、カチオン部とからなるオニウム塩（Ｂ０）を含む、レジスト組成物。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記オニウム塩（Ｂ０）は、下記一般式（ｂ０－１）で表されるスルホン酸塩、及び下記一般式（ｂ０－２）で表されるカルボン酸塩からなる群より選択される少なくとも一種のオニウム塩である、請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024036825000057.tif
25
170
［式中、Ｒ
ｂ１０
及びＲ
ｂ２０
は、それぞれ独立に、ヨウ素原子を有する炭素数１～４０の有機基である。Ｍ
ｍ＋
は、ｍ価のオニウムカチオンである。ｍは、１以上の整数である。］
【請求項３】
前記Ｒ
ｂ１０
及び前記Ｒ
ｂ２０
は、それぞれ独立に、下記一般式（ｂ０－ｒ－１）で表される基である、請求項２に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024036825000058.tif
35
170
［式中、Ｒ
ｂ０１
は、２価の連結基又は単結合である。Ｉは、ヨウ素原子である。Ｒ
ｂ０２
は、炭素数１～６の炭化水素基又は水素原子である。Ｒ
ｂ０３
は、炭素数１～６の炭化水素基である。ｎｂ１は、１～５の整数である。ｎｂ２は、０～４の整数である。ｎｂ３は、０～４の整数である。１≦ｎｂ１＋ｎｂ２＋ｎｂ３≦５である。＊は、前記一般式（ｂ０－１）におけるＳＯ
３
－
の硫黄原子に結合する結合手、又は前記一般式（ｂ０－２）におけるＣ（＝Ｏ）Ｏ
－
の炭素原子に結合する結合手を表す。］
【請求項４】
前記ケイ素含有樹脂（Ａ）は、下記一般式（ａ０－１）で表される構成単位を有するケイ素含有重合体（Ａ０）を含む、請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024036825000059.tif
21
170
［式中、Ｒａ
０
は、炭素数１～４０の有機基又は水素原子である。］
【請求項５】
前記ケイ素含有重合体（Ａ０）は、下記一般式（ａ０－１－１）で表される構成単位を有する、請求項４に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024036825000060.tif
52
170
［式中、Ｒ
Ａｒ１
は、芳香族炭化水素基である。Ｒａ
１１
は、２価の連結基又は単結合である。Ｒａ
１２
は、炭素数１～６の炭化水素基又は水素原子である。Ｒａ
１３
は、炭素数１～６の炭化水素基である。ｎａ２は、１又は２である。ｎａ３は、０～４の整数である。］
【請求項６】
さらに、架橋剤成分を含有する、請求項１又は２に記載のレジスト組成物。
【請求項７】
前記ケイ素含有重合体（Ａ０）は、下記一般式（ａ０－１－２）で表される構成単位を有する、請求項４に記載のレジスト組成物。
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2024036825000061.tif
34
170
［式中、Ｒａ
２１
は、２価の連結基又は単結合である。Ｒａ
２２
は、酸解離性基である。］
【請求項８】
前記ケイ素含有重合体（Ａ０）は、下記一般式（ａ０－１－３）で表される構成単位を有する、請求項４に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024036825000062.tif
74
170
［式中、Ｒ
Ａｒ３
は、芳香族炭化水素基である。Ｒａ
３１
は、２価の連結基又は単結合である。Ｒａ
３２
及びＲａ
３３
は、それぞれ独立に、炭素数１～２０の炭化水素基又は水素原子である。Ｒａ
３２
とＲａ
３３
とは、互いに結合して環を形成してもよい。Ｒａ
３４
は、炭素数１～６の炭化水素基である。ｎａ４は、０～４の整数である。］
【請求項９】
レジスト組成物の固形分に占めるシリコン（Ｓｉ）の含有割合が、５質量％以上である、請求項１又は２に記載のレジスト組成物。
【請求項１０】
支持体上に、請求項１又は２に記載のレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程（ｉ）、前記レジスト膜を露光する工程（ｉｉ）及び前記露光後のレジスト膜を現像して、レジストパターンを形成する工程（ｉｉｉ）を有する、レジストパターン形成方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジスト組成物及びレジストパターン形成方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
電子部品の製造に際しては、レジスト材料を用いてシリコンウェーハ等の基板上にレジスト膜を形成した積層体に、エッチングを含む処理が行われている。例えば、レジスト膜に選択的露光を施すことにより該レジスト膜にレジストパターンを形成し、これをマスクとしてドライエッチングを行い、基板上にパターンを形成する処理などが行われている。
【０００３】
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。パターンの微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化（高エネルギー化）が行われている。
【０００４】
レジスト材料には、これらの露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性が求められる。
このような要求を満たすレジスト材料として、従来、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分と、露光により酸を発生する酸発生剤成分と、を含有する化学増幅型レジスト組成物が用いられている。
化学増幅型レジスト組成物においては、一般的に、リソグラフィー特性等の向上のために、複数の構成単位を有する樹脂が用いられている。また、酸発生剤成分とともに、露光により該酸発生剤成分から発生する酸の拡散を制御する酸拡散制御剤を併用した化学増幅型レジスト組成物が提案されている。
【０００５】
さらに、レジスト材料としては、基板加工のマスクとしての機能を果たすために、エッチング耐性を有する材料が求められる。これに対して、通常、ケイ素含有樹脂が基材成分に用いられている。
例えば、特許文献１には、パターンの微細化及びエッチング加工に対応するため、ケイ素含有樹脂と、酸発生剤成分と、酸の拡散を制御する光崩壊性塩基と、を含有するレジスト組成物が開示されている。この特許文献１の［実施例］においては、ＫｒＦエキシマレーザーの照射により数μｍオーダーのパターン、電子線の描画により５０ｎｍのパターンを形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２２－５９５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リソグラフィー技術のさらなる進歩、応用分野の拡大等が進み、急速にパターンの微細化が進んでいる。これに伴い、半導体素子等を製造する際には、微細な寸法のパターンを良好な形状で形成できる技術が求められる。例えば、ＥＵＶ（極端紫外線）によるリソグラフィーでは、十数ｎｍの微細なパターン形成が目標とされる。このようにパターン寸法が小さくなるほど、エッチング耐性とリソグラフィー特性との両立を図ることは難しくなる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、エッチング耐性とリソグラフィー特性とを両立した、微細な寸法のパターンを形成することができるレジスト組成物、及びこれを用いたレジストパターン形成方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の第１の態様は、ケイ素含有樹脂（Ａ）及び露光により酸を発生する酸発生剤成分（Ｂ）を含有するレジスト組成物であって、前記酸発生剤成分（Ｂ）は、ヨウ素原子を有するアニオン部と、カチオン部とからなるオニウム塩（Ｂ０）を含むことを特徴とする、レジスト組成物である。
【０００９】
本発明の第２の態様は、支持体上に、前記第１の態様に係るレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程（ｉ）、前記レジスト膜を露光する工程（ｉｉ）及び前記露光後のレジスト膜を現像して、レジストパターンを形成する工程（ｉｉｉ）を有することを特徴とする、レジストパターン形成方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エッチング耐性とリソグラフィー特性とを両立した、微細な寸法のパターンを形成することができるレジスト組成物、及びこれを用いたレジストパターン形成方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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