特許ウォッチ

公開番号2024055825
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-18
出願番号2023173128
出願日2023-10-04
発明の名称カルボン酸塩、カルボン酸発生剤、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 20060101AFI20240411BHJP(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】良好なラインエッジラフネスを有するレジストパターンを製造することができるカルボン酸塩、レジスト組成物等を提供すること。
【解決手段】式(I)で表されるカルボン酸塩、カルボン酸発生剤及びレジスト組成物。[式中、XはS又はI;m10は0又は1;Ar¹-Ar³は其々芳香族炭化水素基;等々を表す。]
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【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
式（Ｉ）で表されるカルボン酸塩を含有するカルボン酸発生剤。
TIFF
2024055825000230.tif
58
159
［式（Ｉ）中、
Ｘは、硫黄原子又はヨウ素原子を表す。
ｍ１０は、０又は１を表し、Ｘが硫黄原子の場合、ｍ１０は１であり、Ｘがヨウ素原子の場合、ｍ１０は０である。
Ａｒ
１
、Ａｒ
２
及びＡｒ
３
は、それぞれ独立に、炭素数１０～１４の芳香族炭化水素基を表す。
Ｒ
１
、Ｒ
２
及びＲ
３
は、それぞれ独立に、＊－Ｏ－Ｒ
１０
、＊－Ｏ－ＣＯ－Ｒ
１０
、＊－Ｏ－ＣＯ－Ｏ－Ｒ
１０
又は＊－Ｏ－Ｌ
１０
－ＣＯ－Ｏ－Ｒ
１０
を表し、＊は、それぞれＡｒ
１
、Ａｒ
２
及びＡｒ
３
との結合部位を表す。
Ｌ
１０
は、炭素数１～６のアルカンジイル基を表す。
Ｒ
１０
は、酸安定炭化水素基を表す。
Ｒ
４
、Ｒ
５
及びＲ
６
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１～３６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－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＳＯ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。
Ｒ
７
、Ｒ
８
及びＲ
９
は、それぞれ独立に、単結合、ハロゲン原子、炭素数１～１２のハロアルキル基又は炭素数１～３６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－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＳＯ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。Ｘが硫黄原子の場合、Ｒ
７
とＲ
８
又はＲ
８
とＲ
９
が結合して、Ｓ
＋
を含む環を形成してもよく、該環に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＳＯ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。該環を形成するＲ
７
とＲ
８
又はＲ
８
とＲ
９
は、Ｓ
＋
と結合する２つのベンゼン環の間に形成される単結合であってもよい。
Ａ
１
、Ａ
続きを表示（約 4,500 文字）【請求項２】
Ａ
１
が、＊－Ｘ
０１
－Ｌ
０１
－又は＊－Ｌ
０１
－Ｘ
０１
－であり、
Ａ
２
が、＊－Ｘ
０２
－Ｌ
０２
－又は＊－Ｌ
０２
－Ｘ
０２
－であり、
Ａ
３
が、＊－Ｘ
０３
－Ｌ
０３
－又は＊－Ｌ
０３
－Ｘ
０３
－であり、
Ｘ
０１
、Ｘ
０２
及びＸ
０３
は、それぞれ独立に、－Ｏ－、－ＣＯ－、－Ｓ－又は－ＳＯ
２
－を表し、
Ｌ
０１
、Ｌ
０２
及びＬ
０３
は、それぞれ独立に、単結合又は炭素数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く、
＊は、Ｘ
＋
と結合するベンゼン環との結合部位を表す請求項１に記載のカルボン酸発生剤。
【請求項３】
Ｘ
０１
、Ｘ
０２
及びＸ
０３
が、それぞれ独立に、－Ｏ－又は－Ｓ－である請求項２に記載のカルボン酸発生剤。
【請求項４】
Ｌ
０１
、Ｌ
０２
及びＬ
０３
が、それぞれ独立に、単結合又は炭素数１～６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－で置き換わっていてもよい。）である請求項２に記載のカルボン酸発生剤。
【請求項５】
Ｒ
１０
の酸安定炭化水素基が、式（３ａ）で表される基である請求項１に記載のカルボン酸発生剤。
TIFF
2024055825000231.tif
20
57
［式（３ａ）中、Ｒ
１ａ
及びＲ
２ａ
は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１～１８の炭化水素基を表すか、Ｒ
１ａ
とＲ
２ａ
とが互いに結合し、炭素数１～１２のアルキル基を有してもよい炭素数３～３６の炭化水素環を形成する。
Ｒ
３ａ
は、水素原子を表すか、Ｒ
１ａ
とＲ
２ａ
とＲ
３ａ
とが互いに結合し、炭素数１～１２のアルキル基を有してもよい炭素数３～３６の炭化水素環を形成する。
＊は結合部位を表す。］
【請求項６】
Ａｒ
１
、Ａｒ
２
及びＡｒ
３
が、ナフタレンである請求項１に記載のカルボン酸発生剤。
【請求項７】
Ｘ
０
が、
置換基を有してもよい炭素数１～７２の脂肪族炭化水素基（該脂肪族炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－又は－ＳＯ
２
－に置き換わっていてもよい。）、
置換基を有してもよい炭素数６～３６の芳香族炭化水素基、
式（ａａ）で表される基又は
式（ｂｂ）で表される基である請求項１に記載のカルボン酸発生剤。
TIFF
2024055825000232.tif
17
79
［式（ａａ）中、
Ｘ
a
及びＸ
b
は、それぞれ独立に、－Ｏ－又は－Ｓ－を表す。
Ｘ
１ａ
は、置換基を有してもよい炭素数１～２４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－、－ＣＯ－又は－ＳＯ
２
－に置き換わっていてもよい。
Ｘ
２ａ
は、置換基を有してもよい炭素数１～４８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－、－ＣＯ－又は－ＳＯ
２
－に置き換わっていてもよい。
＊は、－ＣＯＯ
－
の炭素原子との結合部位を表す。］
TIFF
2024055825000233.tif
15
74
［式（ｂｂ）中、
Ｌ
Ａ
は、フッ素原子を有していてもよい炭素数１～６のアルカンジイル基又はハロゲン原子もしくは炭素数１～４のペルフルオロアルキル基を有していてもよい炭素数６～１４の芳香族炭化水素基を表す。
Ｌ
Ｂ
は、単結合又は炭素数１～６のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－又は－ＳＯ
２
－に置き換わっていてもよい。
Ｒ
Ａ
は、置換基を有してもよい炭素数１～３６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－、－ＣＯ－又は－ＳＯ
２
－に置き換わっていてもよい。
＊は、－ＣＯＯ
－
の炭素原子との結合部位を表す。］
【請求項８】
Ｘ
０
が、
フッ素原子、炭素数１～４のアルキル基、炭素数１～４のペルフルオロアルキル基もしくはヒドロキシ基を有してもよい炭素数３～３６の脂環式炭化水素基（該脂環式炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－又は－ＳＯ
２
－に置き換わっていてもよい。）、
式（ａａ１）で表される基、式（ａａ２）で表される基、式（ａａ３）で表される基、式（ａａ４）で表される基又は式（ｂｂ１）で表される基である請求項７に記載のカルボン酸発生剤。
TIFF
2024055825000234.tif
33
155
［式（ａａ１）～式（ａａ４）中、
Ｗ
１ａ
は、炭素数３～１８の脂環式炭化水素基を表す。
Ｘ
a
及びＸ
b
は、それぞれ独立に、－Ｏ－又は－Ｓ－を表す。Ｘ
ａ
及びＸ
ｂ
は、Ｗ
１ａ
に含まれる同一の炭素原子と結合する。
Ｒ
１ｘ
、Ｒ
２ｘ
、Ｒ
３ｘ
、Ｒ
４ｘ
、Ｒ
５ｘ
及びＲ
６ｘ
は、それぞれ独立に、炭素数１～６のアルキル基、炭素数５～１２の脂環式炭化水素基又はこれらの２種以上の基を組み合わせた基を表し、該アルキル基及び該脂環式炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－又は－ＳＯ
２
－に置き換わっていてもよく、該アルキル基及び該脂環式炭化水素基は、置換基を有していてもよい。
＊は、－ＣＯＯ
－
の炭素原子との結合部位を表す。］
TIFF
2024055825000235.tif
15
77
［式（ｂｂ１）中、
Ｌ
Ａ
は、フッ素原子を有していてもよい炭素数１～６のアルカンジイル基又はハロゲン原子もしくは炭素数１～４のペルフルオロアルキル基を有していてもよい炭素数６～１４の芳香族炭化水素基を表す。
Ｌ
Ｂ
は、単結合又は炭素数１～６のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－又は－ＳＯ
２
－に置き換わっていてもよい。
Ｗ
２ａ
は、炭素数３～１８の脂環式炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基は、フッ素原子、炭素数１～４のアルキル基、炭素数１～４のペルフルオロアルキル基もしくはヒドロキシ基を有してもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる－ＣＨ
２
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－又は－ＳＯ
２
－に置き換わっていてもよい。
＊は、－ＣＯＯ
－
の炭素原子との結合部位を表す。］
【請求項９】
請求項１～８のいずれかに記載のカルボン酸発生剤及び該カルボン酸発生剤以外の酸発生剤を含有するレジスト組成物。
【請求項１０】
さらに、酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂を含有し、
酸不安定基を有する構造単位が、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
2024055825000236.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、カルボン酸塩、カルボン酸発生剤、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、下記式で表される塩、及び該塩を酸発生剤として含有するレジスト組成物がそれぞれ記載されている。
TIFF
2024055825000001.tif
26
88
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－０１９５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の塩を含有するレジスト組成物によって形成されたレジストパターンよりも、ラインエッジラフネス（ＬＥＲ）が良好なレジストパターンを形成するカルボン酸塩を提供する。
【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）で表されるカルボン酸塩を含有するカルボン酸発生剤。
TIFF
2024055825000002.tif
58
159
［式（Ｉ）中、
Ｘは、硫黄原子又はヨウ素原子を表す。
ｍ１０は、０又は１を表し、Ｘが硫黄原子の場合、ｍ１０は１であり、Ｘがヨウ素原子の場合、ｍ１０は０である。
Ａｒ
１
、Ａｒ
２
及びＡｒ
３
は、それぞれ独立に、炭素数１０～１４の芳香族炭化水素基を表す。
Ｒ
１
、Ｒ
２
及びＲ
３
は、それぞれ独立に、＊－Ｏ－Ｒ
１０
、＊－Ｏ－ＣＯ－Ｒ
１０
、＊－Ｏ－ＣＯ－Ｏ－Ｒ
１０
又は＊－Ｏ－Ｌ
１０
－ＣＯ－Ｏ－Ｒ
１０
を表し、＊は、それぞれＡｒ
１
、Ａｒ
２
及びＡｒ
３
との結合部位を表す。
Ｌ
１０
は、炭素数１～６のアルカンジイル基を表す。
Ｒ
１０
は、酸安定炭化水素基を表す。
Ｒ
４
、Ｒ
５
及びＲ
６
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１～３６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－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＳＯ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。
Ｒ
７
、Ｒ
８
及びＲ
９
は、それぞれ独立に、単結合、ハロゲン原子、炭素数１～１２のハロアルキル基又は炭素数１～３６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－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＳＯ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。Ｘが硫黄原子の場合、Ｒ
７
とＲ
８
又はＲ
８
とＲ
９
が結合して、Ｓ
＋
を含む環を形成してもよく、該環に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＳＯ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。該環を形成するＲ
７
とＲ
８
又はＲ
８
とＲ
９
は、Ｓ
＋
と結合する２つのベンゼン環の間に形成される単結合であってもよい。
Ａ
【発明の効果】
【０００６】
本発明のカルボン酸塩を含有するレジスト組成物を用いることにより、良好なラインエッジラフネス（ＬＥＲ）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１種」を意味する。「（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－Ｃ－Ｃ－基（単結合）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】
〔式（Ｉ）で表されるカルボン酸塩〕
本発明は、式（Ｉ）で表されるカルボン酸塩（以下「塩（Ｉ）」又は「カルボン酸塩（Ｉ）」という場合がある）に関する。
塩（Ｉ）のうち、正電荷を有する側を「カチオン（Ｉ）」、負電荷を有する側を「アニオン（Ｉ）」と称することがある。
【０００９】
〔カチオン（Ｉ）〕
式（Ｉ）で表される塩のカチオン（Ｉ）は、式（Ｉ－Ｃ）で表されるカチオンである。
TIFF
2024055825000009.tif
58
170
［式（Ｉ－Ｃ）中、全ての符号は、式（Ｉ）と同じ意味を表す。］
【００１０】
Ａｒ
１
、Ａｒ
２
及びＡｒ
３
の芳香族炭化水素基は、それぞれ独立に、ナフタレン、アントラセン又はフェナントレンであることが好ましく、ナフタレン又はアントラセンであることがより好ましい。
Ｒ
１
、Ｒ
２
及びＲ
３
に含まれるＬ
１０
におけるアルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン－１，３－ジイル基、ブタン－１，４－ジイル基、ペンタン－１，５－ジイル基、ヘキサン－１，６－ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基；及び
エタン－１，１－ジイル基、プロパン－１，１－ジイル基、プロパン－１，２－ジイル基、プロパン－２，２－ジイル基、ペンタン－２，４－ジイル基、２－メチルプロパン－１，３－ジイル基、２－メチルプロパン－１，２－ジイル基、ペンタン－１，４－ジイル基、２－メチルブタン－１，４－ジイル基等の分岐状アルカンジイル基が挙げられる。
Ｌ
１０
は、炭素数１～３のアルカンジイル基であることが好ましく、メチレン基であることがより好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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