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公開番号2024045064
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-02
出願番号2023151564
出願日2023-09-19
発明の名称レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
出願人住友化学株式会社
代理人弁理士法人新樹グローバル・アイピー
主分類G03F 7/004 20060101AFI20240326BHJP(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】良好なCD均一性を有するレジストパターンを製造することができるレジスト組成物を提供することを目的とする。
【解決手段】式(I)で表される化合物と、酸発生剤とを含有するレジスト組成物。
<com:Image com:imageContentCategory="Drawing"> <com:ImageFormatCategory>TIFF</com:ImageFormatCategory> <com:FileName>2024045064000177.tif</com:FileName> <com:HeightMeasure com:measureUnitCode="Mm">26</com:HeightMeasure> <com:WidthMeasure com:measureUnitCode="Mm">72</com:WidthMeasure> </com:Image> [式(I)中、R¹及びR³は、それぞれ独立に、水素原子又は塩基不安定基を表す。但し、R¹及びR³の少なくとも一方は塩基不安定基である。L¹は、置換基を有してもよい炭素数1～60の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる-CH₂-は、-O-、-S-、-SO₂-又は-CO-に置き換わっていてもよい。Rf¹は、フッ素原子又は炭素数1～6のフッ素化アルキル基を表す。Rf²は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、炭素数1～6のアルキル基又は炭素数1～6のフッ素化アルキル基を表す。m1は、1～6のいずれかの整数を表す。]
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
式（Ｉ）で表される化合物と、
酸発生剤とを含有するレジスト組成物。
TIFF
2024045064000168.tif
26
72
［式（Ｉ）中、
Ｒ
１
及びＲ
３
は、それぞれ独立に、水素原子又は塩基不安定基を表す。但し、Ｒ
１
及びＲ
３
の少なくとも一方は塩基不安定基である。
Ｌ
１
は、置換基を有してもよい炭素数１～６０の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳＯ
２
－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。
Ｒｆ
１
は、フッ素原子又は炭素数１～６のフッ素化アルキル基を表す。
Ｒｆ
２
は、水素原子、フッ素原子、炭素数１～６のアルキル基又は炭素数１～６のフッ素化アルキル基を表す。
ｍ１は、１～６のいずれかの整数を表す。ｍ１が２以上のとき、複数のＲ
３
、Ｒｆ
１
及びＲｆ
２
は、それぞれ互いに同一であっても異なってもよい。］
続きを表示（約 3,200 文字）【請求項２】
Ｌ
１
が、式（Ｌ１－１）又は式（Ｌ１－２）で表される基である請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024045064000169.tif
40
119
［式（Ｌ１－１）及び式（Ｌ１－２）中、
ｍ１は、式（Ｉ）と同じ意味を表す。
Ｌ
２
は、単結合又は炭素数１～１６の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。
Ｌ
３
及びＬ
４
は、それぞれ独立に、単結合又はフッ素原子を有していてもよい炭素数１～１６の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－で置き換わっていてもよい。
Ｗ
１
及びＷ
２
は、それぞれ独立に、炭素数３～３６の環状炭化水素基を表し、該環状炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－ＣＯ－、－Ｓ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。
Ｒ
４
及びＲ
５
は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数１～１２のハロアルキル基又は炭素数１～１８の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、置換基を有してもよく、該ハロアルキル基及び該炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－ＣＯ－、－Ｓ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。
ｍ２は、１～３のいずれかの整数を表し、ｍ２が２以上のとき、複数のＬ
３
は、それぞれ互いに同一であっても異なってもよく、ｍ１が２以上の場合、ｍ１×ｍ２は６以下の整数である。
ｍ４及びｍ５は、それぞれ独立に、０～８のいずれかの整数を表し、ｍ４又はｍ５が２以上のとき、複数のＲ
４
又は複数のＲ
５
は、互いに同一であっても異なってもよい。
＊は、酸素原子との結合部位を表し、＊＊は炭素原子との結合部位を表す。］
【請求項３】
Ｗ
１
が、炭素数３～１２の脂環式炭化水素基、炭素数６～１０の芳香族炭化水素基又は炭素数４～９の複素環式芳香族炭化水素基である請求項２に記載のレジスト組成物。
【請求項４】
Ｌ
２
が、単結合又は炭素数１～３のアルカンジイル基（該アルカンジイル基に含まれる－ＣＨ
２
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。）である請求項２に記載のレジスト組成物。
【請求項５】
Ｌ
３
が、単結合又はフッ素原子もしくはトリフルオロメチル基を有してもよい炭素数１～３のアルカンジイル基（該アルカンジイル基に含まれる－ＣＨ
２
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。）であり、
Ｒｆ
１
及びＲｆ
２
が、トリフルオロメチル基である請求項２に記載のレジスト組成物。
【請求項６】
Ｒ
３
が、水素原子であり、
Ｒ
１
が、塩基不安定基であり、
該塩基不安定基は、式（１ｂ）で表される基である請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024045064000170.tif
20
71
［式（１ｂ）中、Ｒ
ｂａ１
及びＲ
ｂａ２
は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はフッ素原子を有する炭素数１～６のアルキル基を表す。
Ｒ
ｂａ３
は、フッ素原子又はフッ素原子を有する炭素数１～６のアルキル基を表す。
ｂｂは、０又は１を表す。
＊は結合部位を表す。］
【請求項７】
Ｒ
１
及びＲ
３
が、それぞれ独立に、塩基不安定基であり、
該塩基不安定基は、式（１ｂ）で表される基である請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024045064000171.tif
20
71
［式（１ｂ）中、Ｒ
ｂａ１
及びＲ
ｂａ２
は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はフッ素原子を有する炭素数１～６のアルキル基を表す。
Ｒ
ｂａ３
は、フッ素原子又はフッ素原子を有する炭素数１～６のアルキル基を表す。
ｂｂは、０又は１を表す。
＊は結合部位を表す。］
【請求項８】
Ｒ
１
が、水素原子であり、
Ｒ
３
が、塩基不安定基であり、
該塩基不安定基は、式（１ｂ）で表される基である請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024045064000172.tif
20
71
［式（１ｂ）中、Ｒ
ｂａ１
及びＲ
ｂａ２
は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はフッ素原子を有する炭素数１～６のアルキル基を表す。
Ｒ
ｂａ３
は、フッ素原子又はフッ素原子を有する炭素数１～６のアルキル基を表す。
ｂｂは、０又は１を表す。
＊は結合部位を表す。］
【請求項９】
さらに酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂を含有する請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項１０】
酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂が、式（ａ１－０）で表される構造単位、式（ａ１－１）で表される構造単位及び式（ａ１－２）で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む請求項９に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024045064000173.tif
44
144
［式（ａ１－０）、式（ａ１－１）及び式（ａ１－２）中、
Ｌ
ａ０１
、Ｌ
ａ１
及びＬ
ａ２
は、それぞれ独立に、－Ｏ－又は＊－Ｏ－（ＣＨ
２
）
ｋ１
－ＣＯ－Ｏ－を表し、ｋ１は１～７のいずれかの整数を表し、＊は－ＣＯ－との結合部位を表す。
Ｒ
ａ０１
、Ｒ
ａ４
及びＲ
ａ５
は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のアルキル基を表す。
Ｒ
ａ０２
、Ｒ
ａ０３
及びＲ
ａ０４
は、それぞれ独立に、炭素数１～８のアルキル基、炭素数３～１８の脂環式炭化水素基、炭素数６～１８の芳香族炭化水素基又はこれらを組み合わせた基を表す。
Ｒ
ａ６
及びＲ
ａ７
は、それぞれ独立に、炭素数１～８のアルキル基、炭素数２～８のアルケニル基、炭素数３～１８の脂環式炭化水素基、炭素数６～１８の芳香族炭化水素基又はこれらを組合せることにより形成される基を表す。
ｍ１’は０～１４のいずれかの整数を表す。
ｎ１は０～１０のいずれかの整数を表す。
ｎ１’は０～３のいずれかの整数を表す。］
（【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該レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法等に関する。
続きを表示（約 3,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、下記構造式の化合物と、酸不安定基を有する樹脂と、酸発生剤とを含有するレジスト組成物が記載されている。
TIFF
2024045064000001.tif
38
42
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１３０３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記レジスト組成物から形成されたレジストパターンよりも、ＣＤ均一性（ＣＤＵ）が良好なレジストパターンを形成するレジスト組成物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】
【０００５】
本発明は、以下の発明を含む。
〔１〕式（Ｉ）で表される化合物と、
酸発生剤とを含有するレジスト組成物。
TIFF
2024045064000002.tif
26
72
［式（Ｉ）中、
Ｒ
１
及びＲ
３
は、それぞれ独立に、水素原子又は塩基不安定基を表す。但し、Ｒ
１
及びＲ
３
の少なくとも一方は塩基不安定基である。
Ｌ
１
は、置換基を有してもよい炭素数１～６０の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳＯ
２
－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。
Ｒｆ
１
は、フッ素原子又は炭素数１～６のフッ素化アルキル基を表す。
Ｒｆ
２
は、水素原子、フッ素原子、炭素数１～６のアルキル基又は炭素数１～６のフッ素化アルキル基を表す。
ｍ１は、１～６のいずれかの整数を表す。ｍ１が２以上のとき、複数のＲ
３
、Ｒｆ
１
及びＲｆ
２
は、それぞれ互いに同一であっても異なってもよい。］
〔２〕Ｌ
１
が、式（Ｌ１－１）又は式（Ｌ１－２）で表される基である〔１〕に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024045064000003.tif
40
119
［式（Ｌ１－１）及び式（Ｌ１－２）中、
ｍ１は、式（Ｉ）と同じ意味を表す。
Ｌ
２
は、単結合又は炭素数１～１６の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。
Ｌ
３
及びＬ
４
は、それぞれ独立に、単結合又はフッ素原子を有していてもよい炭素数１～１６の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－で置き換わっていてもよい。
Ｗ
１
及びＷ
２
は、それぞれ独立に、炭素数３～３６の環状炭化水素基を表し、該環状炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－ＣＯ－、－Ｓ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。
Ｒ
４
及びＲ
５
は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数１～１２のハロアルキル基又は炭素数１～１８の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、置換基を有してもよく、該ハロアルキル基及び該炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－ＣＯ－、－Ｓ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。
ｍ２は、１～３のいずれかの整数を表し、ｍ２が２以上のとき、複数のＬ
３
は、それぞれ互いに同一であっても異なってもよく、ｍ１が２以上の場合、ｍ１×ｍ２は６以下の整数である。
ｍ４及びｍ５は、それぞれ独立に、０～８のいずれかの整数を表し、ｍ４又はｍ５が２以上のとき、複数のＲ
４
又は複数のＲ
５
は、互いに同一であっても異なってもよい。
＊は、酸素原子との結合部位を表し、＊＊は炭素原子との結合部位を表す。］
〔３〕Ｗ
１
【発明の効果】
【０００６】
本発明レジスト組成物を用いることにより、良好なＣＤ均一性（ＣＤＵ）でレジストパターンを製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書において、「（メタ）アクリル系モノマー」とは、「アクリル系モノマー及びメタクリル系モノマーの少なくとも一種」を意味する。同様に「（メタ）アクリレート」及び「（メタ）アクリル酸」等の表記も、同様の意味を表す。本明細書中に記載する基において、直鎖構造と分岐構造の両方をとり得るものについては、そのいずれでもよい。炭化水素基等に含まれる－ＣＨ
2
－が－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わる場合、各基において同様の例を適用するものとする。「組み合わせた基」とは、例示した基を２種以上結合させた基を意味し、それら基の価数は結合形態によって適宜変更してもよい。「由来する」又は「誘導される」とは、その分子中に含まれる重合性Ｃ＝Ｃ結合が重合により単結合（－Ｃ－Ｃ－基）となることを指す。立体異性体が存在する場合は、全ての立体異性体を含む。各基は、置換基の数等によって、その基に含まれる任意の位置及び数の水素原子が結合手に置き換わることがある。置換基における炭素数は、被置換基の炭素数には含めない。
本明細書において、「レジスト組成物の固形分」とは、レジスト組成物の総量から、後述する溶剤（Ｅ）を除いた成分の合計を意味する。
【０００８】
〔レジスト組成物〕
本発明のレジスト組成物は、式（Ｉ）で表される化合物（以下「化合物（Ｉ）」という場合がある）と、酸発生剤（以下、「酸発生剤（Ｂ）」という場合がある。）とを含有する。
また、本発明のレジスト組成物は、さらに、樹脂を含有していてもよい。樹脂としては、酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂（以下「樹脂（Ａ）」という場合がある）を含有していてもよいし、さらに式（ａ２－Ａ）で表される構造単位を含む樹脂を含有していてもよい。ここでの「酸不安定基」は、脱離基を有し、酸との接触により脱離基が脱離して、親水性基（例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基）を有する構成単位に変換する基を意味する。なお、酸不安定基を有する構造単位と、式（ａ２－Ａ）で表される構造単位とは、同じ樹脂に含まれていてもよいし、異なる樹脂に含まれていてもよい。なかでも、樹脂（Ａ）が、式（ａ２－Ａ）で表される構造単位をも含むことが好ましい。
本発明のレジスト組成物は、さらに、樹脂（Ａ）以外の樹脂を含有していてもよい。
本発明のレジスト組成物は、酸発生剤から発生する酸よりも酸性度の弱い酸を発生する塩等のクエンチャー（以下「クエンチャー（Ｃ）」という場合がある）をさらに含有することが好ましく、溶剤（以下「溶剤（Ｅ）」という場合がある）を含有することがより好ましい。
【０００９】
〈化合物（Ｉ）〉
本発明のレジスト組成物は、化合物（Ｉ）を含有する。
TIFF
2024045064000011.tif
26
72
［式（Ｉ）中、全ての符号は、それぞれ前記と同じ意味を表す。］
【００１０】
Ｒ
１
の塩基不安定基とは、塩基（例えば、２．３８％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液）と接触するとＲ
１
で表される基を含む脱離基が脱離して、ヒドロキシ基又はカルボキシ基を形成する基を意味する。
Ｒ
３
の塩基不安定基とは、塩基（例えば、２．３８％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液）と接触するとＲ
３
で表される基が脱離して、ヒドロキシ基を形成する基を意味する。
塩基不安定基としては、式（１ｂ）で表される基（以下、場合により「塩基不安定基（１ｂ）」という。）が好ましい。
TIFF
2024045064000012.tif
20
71
［式（１ｂ）中、Ｒ
ｂａ１
及びＲ
ｂａ２
は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はフッ素原子を有する炭素数１～６のアルキル基を表す。
Ｒ
ｂａ３
は、フッ素原子又はフッ素原子を有する炭素数１～６のアルキル基を表す。
ｂｂは、０又は１を表す。
＊は結合部位を表す。］
（【００１１】以降は省略されています）

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