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公開番号2024119060
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-02
出願番号2024024810
出願日2024-02-21
発明の名称樹脂、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C08F 220/28 20060101AFI20240826BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
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樹脂、レジスト組成物等を提供することを目的とする。
【解決手段】式(a4-2)で表される構造単位及び式(a4-3)で表される構造単位からなる群から選ばれる少なくとも一種の構造単位と、式(I5)で表される構造単位とを含む樹脂。
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【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
式（ａ４－２）で表される構造単位及び式（ａ４－３）で表される構造単位からなる群から選ばれる少なくとも一種の構造単位と、
式（Ｉ５）で表される構造単位とを含む樹脂。
TIFF
2024119060000161.tif
65
89
［式（ａ４－２）及び式（ａ４－３）中、
Ｒ
４１
は、水素原子又はメチル基を表す。
Ｌ
４３ｈ
及びＬ
４４ｈ
は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を有してもよい炭素数１～２０の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる－ＣＨ
２
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わってもよい。
Ｒ
４３ｈ
及びＲ
４４ｈ
は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を有してもよい炭素数１～２０の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる－ＣＨ
２
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わってもよい。
ただし、Ｌ
４３ｈ
及びＲ
４３ｈ
のうち少なくとも１つはハロゲン原子を有し、Ｌ
４４ｈ
及びＲ
４４ｈ
のうち少なくとも１つはハロゲン原子を有し、Ｌ
４３ｈ
及びＲ
４３ｈ
の合計炭素数の上限並びにＬ
４４ｈ
及びＲ
４４ｈ
の合計炭素数の上限は、それぞれ２１である。］
TIFF
2024119060000162.tif
42
95
［式（Ｉ５）中、
Ｘ
０
は、単結合又は置換基を有してもよい炭素数１～７２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。
Ｒ
２０
は、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。
Ｘ
２０
は、単結合、＊－Ｏ－＊＊、＊－ＣＯ－Ｏ－＊＊、＊－Ｏ－ＣＯ－Ｏ－＊＊又は＊－Ａｘ－Ｐｈ－Ａｙ－＊＊を表す。
Ｐｈは、置換基を有していてもよいフェニレン基を表す。
Ａｘ及びＡｙは、それぞれ独立に、単結合、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合、アミド結合及び炭酸エステル結合から構成される群から選択される１種の結合種を表す。
＊及び＊＊は結合部位を表し、＊は、Ｒ
２０
が結合した炭素原子との結合部位を表す。
Ｌ
２０
は、単結合又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－、－ＳＯ
２
－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。
Ｒ
３
、Ｒ
４
、Ｒ
５
及びＲ
６
は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数１～２０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－、－ＮＲ
７
－、－ＳＯ
２
－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよく、Ｒ
３
とＲ
４
、Ｒ
３
続きを表示（約 3,000 文字）【請求項２】
式（ａ４－２）で表される構造単位を含む請求項１に記載の樹脂。
【請求項３】
式（ａ４－２）で表される構造単位を含み、
式（ａ４－２）で表される構造単位が、式（ａ４－２Ａ）で表される構造単位又は式（ａ４－２Ｂ）で表される構造単位である請求項１に記載の樹脂。
TIFF
2024119060000163.tif
69
102
［式（ａ４－２Ａ）及び式（ａ４－２Ｂ）中、
Ｒ
４１
は、式（ａ４－２）中と同じものを表す。
Ｌ
４３ｆ
は、フッ素原子を有してもよい炭素数１～２０の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる－ＣＨ
２
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わってもよい。
Ｒ
４３ｆＡ
は、フッ素原子を有する炭素数１～２０の飽和炭化水素基を表す。
Ａ
４３ｆ
は、フッ素原子を有していてもよい炭素数１～１７の２価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる－ＣＨ
２
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わってもよい。
Ｘ
４３
は、＊＊－Ｏ－ＣＯ－又は＊＊－ＣＯ－Ｏ－を表し、＊＊はＡ
４３ｆ
との結合部位を表す。
Ｒ
４３ｆＢ
は、フッ素原子を有していてもよい炭素数１～１７の飽和炭化水素基を表す。
ただし、式（ａ４－２Ａ）において、Ｌ
４３ｆ
及びＲ
４３ｆＡ
の炭素数の合計は２１以下であり、式（ａ４－２Ｂ）において、Ｌ
４３ｆ
、Ａ
４３ｆ
、Ｘ
４３
及びＲ
４３ｆＢ
の炭素数の合計は２１以下であり、Ａ
４３ｆ
及びＲ
４３ｆＢ
のうち、少なくとも一方は、少なくとも１つのフッ素原子を有する。］
【請求項４】
Ｘ
０
が、単結合、炭素数１～７２の脂肪族炭化水素基又は炭素数６～３６の芳香族炭化水素基を含む炭素数６～７２の炭化水素基であり、
該脂肪族炭化水素基及び該炭化水素基に含まれる－ＣＨ
２
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－又は－ＳＯ
２
－に置き換わってもよく、該脂肪族炭化水素基、該芳香族炭化水素基及び該炭化水素基は、置換基を有してもよい請求項１に記載の樹脂。
【請求項５】
Ｘ
０
が、単結合、炭素数１～１８の鎖式炭化水素基、炭素数３～３６の脂環式炭化水素基、炭素数３～３６の脂環式炭化水素基と炭素数１～１８の鎖式炭化水素基とを組み合わせた基、炭素数６～３６の芳香族炭化水素基、又は、炭素数６～３６の芳香族炭化水素基と炭素数１～１８の鎖式炭化水素基とを組み合わせた基であり、
該鎖式炭化水素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
－に置き換わってもよく、該鎖式炭化水素基、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基は、ハロゲン原子、炭素数１～４のペルフルオロアルキル基又はヒドロキシ基を有してもよい請求項１に記載の樹脂。
【請求項６】
Ｘ
０
が、炭素数３～３６の脂環式炭化水素基又は炭素数３～３６の脂環式炭化水素基と炭素数１～１８の鎖式炭化水素基を組み合わせた基であり、
該脂環式炭化水素基は、炭素数５もしくは６のシクロアルカンジイル基、ノルボルナンジイル基、アダマンタンジイル基、炭素数５もしくは６のシクロアルカンジイル基と炭素数５～８のシクロアルカンジイル基がスピロで結合した多環式脂環式炭化水素基、ノルボルナンジイル基と炭素数５～８のシクロアルカンジイル基がスピロで結合した多環式脂環式炭化水素基又はアダマンタンジイル基と炭素数５～８のシクロアルカンジイル基がスピロで結合した多環式脂環式炭化水素基であり、
該鎖式炭化水素基及び該脂環式炭化水素基に含まれる－ＣＨ
２
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わってもよく、該脂環式炭化水素基及び該鎖式炭化水素基は、ハロゲン原子、炭素数１～４のペルフルオロアルキル基又はヒドロキシ基を有してもよい請求項１に記載の樹脂。
【請求項７】
Ｘ
２０
が、単結合又は式（Ｘ
２０
－１）～式（Ｘ
２０
－１０）のいずれかで表される基である請求項１に記載の樹脂。
TIFF
2024119060000164.tif
46
170
［式（Ｘ
２０
－１）～式（Ｘ
２０
－１０）中、
＊、＊＊は結合部位であり、＊は、Ｒ
２０
が結合した炭素原子との結合部位を表す。
Ｒｘは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数１～６のフッ化アルキル基、炭素数１～１８のアルキル基又は炭素数１～６のアルコキシ基を表す。
ｍｘは、０～４のいずれかの整数を表す。
Ｘ
１０
は、－Ｏ－又は－ＮＲ
３
－を表す。
Ｒ
３
は、水素原子又は炭素数１～６のアルキル基を表す。］
【請求項８】
Ｘ
２０
が、単結合又は式（Ｘ
２０
－１’）、式（Ｘ
２０
－３’）～式（Ｘ
２０
－８’）及び式（Ｘ
２０
－１０’）のいずれかで表される基である請求項１に記載の樹脂。
TIFF
2024119060000165.tif
46
152
［式（Ｘ
２０
－１’）、式（Ｘ
２０
－３’）～式（Ｘ
２０
－８’）及び式（Ｘ
２０
－１０’）中、
＊、＊＊は結合部位であり、＊は、Ｒ
２０
が結合した炭素原子との結合部位を表す。］
【請求項９】
Ｘ
２０
が、単結合又は式（Ｘ
２０
－１’）、式（Ｘ
２０
－５’）、式（Ｘ
２０
－６’）及び式（Ｘ
２０
－１０’）のいずれかで表される基である請求項８に記載の樹脂。
【請求項１０】
Ｌ
２０
が、単結合、炭素数１～６のアルカンジイル基、炭素数３～１８の環状炭化水素基又は炭素数１～６のアルカンジイル基と炭素数３～１８の環状炭化水素基とを組み合わせてなる基であり、
該環状炭化水素基は、置換基を有してもよく、該アルカンジイル基及び該環状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請求項１に記載の樹脂。
（【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、樹脂、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 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、下記構造単位の樹脂と、酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂と、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
2024119060000001.tif
60
34
【０００３】
特許文献２には、下記構造単位を含む樹脂を含有するレジスト組成物が記載されている。
TIFF
2024119060000002.tif
35
63
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－２５６０１１号公報
特開２００８－２３９９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の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レジスト組成物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の発明を含む。
〔１〕式（ａ４－２）で表される構造単位及び式（ａ４－３）で表される構造単位からなる群から選ばれる少なくとも一種の構造単位と、式（Ｉ５）で表される構造単位とを含む樹脂。
TIFF
2024119060000003.tif
65
89
［式（ａ４－２）及び式（ａ４－３）中、
Ｒ
４１
は、水素原子又はメチル基を表す。
Ｌ
４３ｈ
及びＬ
４４ｈ
は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を有してもよい炭素数１～２０の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる－ＣＨ
２
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わってもよい。
Ｒ
４３ｈ
及びＲ
４４ｈ
は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を有してもよい炭素数１～２０の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる－ＣＨ
２
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わってもよい。
ただし、Ｌ
４３ｈ
及びＲ
４３ｈ
のうち少なくとも１つはハロゲン原子を有し、Ｌ
４４ｈ
及びＲ
４４ｈ
のうち少なくとも１つはハロゲン原子を有し、Ｌ
４３ｈ
及びＲ
４３ｈ
の合計炭素数の上限並びにＬ
４４ｈ
及びＲ
４４ｈ
の合計炭素数の上限は、それぞれ２１である。］
TIFF
2024119060000004.tif
42
95
［式（Ｉ５）中、
Ｘ
０
は、単結合又は置換基を有してもよい炭素数１～７２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。
Ｒ
２０
は、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。
Ｘ
２０
は、単結合、＊－Ｏ－＊＊、＊－ＣＯ－Ｏ－＊＊、＊－Ｏ－ＣＯ－Ｏ－＊＊又は＊－Ａｘ－Ｐｈ－Ａｙ－＊＊を表す。
Ｐｈは、置換基を有していてもよいフェニレン基を表す。
Ａｘ及びＡｙは、それぞれ独立に、単結合、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合、アミド結合及び炭酸エステル結合から構成される群から選択される１種の結合種を表す。
＊及び＊＊は結合部位を表し、＊は、Ｒ
２０
が結合した炭素原子との結合部位を表す。
Ｌ
２０
は、単結合又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－、－ＳＯ
２
－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。
Ｒ
３
、Ｒ
４
、Ｒ
５
及びＲ
６
は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数１～２０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－、－ＮＲ
７
－、－ＳＯ
２
－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよく、Ｒ
３
とＲ
４
、Ｒ
３
【発明の効果】
【０００７】
本発明の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】
【０００８】
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」等の記載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、それらの価数、結合形態等を適宜変更して結合させた基を意味する。「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、「酸不安定基」とは、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）を形成する基を意味する。「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。
【０００９】
〔樹脂〕
本発明の樹脂は、式（ａ４－２）で表される構造単位（以下、「構造単位（ａ４－２）」という場合がある。）及び式（ａ４－３）で表される構造単位（以下、「構造単位（ａ４－３）」という場合がある。）からなる群から選ばれる少なくとも一種の構造単位及び式（Ｉ５）で表される構造単位（以下、「構造単位（Ｉ５）」という場合がある。）を含む樹脂（以下「樹脂（Ａ１）」という場合がある。）である。
【００１０】
〈構造単位（ａ４－２）〉
構造単位（ａ４－２）は、以下の式（ａ４－２）で表される構造単位である。
TIFF
2024119060000012.tif
55
74
［式（ａ４－２）中、全ての符号は、それぞれ前記と同じ意味を表す。］
（【００１１】以降は省略されています）

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