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公開番号2024120702
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-05
出願番号2023027691
出願日2023-02-24
発明の名称レジスト組成物、レジストパターン形成方法、化合物及び高分子化合物
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 20060101AFI20240829BHJP(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】レジストパターンを形成する際の高感度化、及びエッチング耐性の向上が図られ、かつ、寸法均一性等のリソグラフィー特性が高められたレジスト組成物、レジストパターン形成方法、当該レジスト組成物に有用な高分子化合物、及び当該高分子化合物の合成に利用可能な化合物を提供する。
【解決手段】本発明は、一般式(a0-m)で表される化合物から誘導される構成単位を有し、露光により酸を発生する高分子化合物、をベース樹脂としたレジスト組成物を採用する。式(a0-m)中、W⁰は、重合性基含有基を表す。R^arは、置換基としてヨウ素原子が結合した芳香環を表す。この芳香環は、ヨウ素原子以外の置換基が結合してもよい。L⁰は、2価の連結基を表す。jは、0～4の整数を表す。n0は、原子価が許容する限り、1以上の整数を表す。mは1以上の整数を表し、(M^m+)_n0/mは、対カチオンを表す。
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【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化するレジスト組成物であって、
酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂成分（Ａ１）を含有し、
前記樹脂成分（Ａ１）は、下記一般式（ａ０－ｍ）で表される化合物から誘導される構成単位（ａ０）を有する、レジスト組成物。
TIFF
2024120702000130.tif
68
170
［式中、Ｗ
０
は、重合性基含有基を表す。Ｒ
ａｒ
は、置換基としてヨウ素原子が結合した芳香環を表す。この芳香環は、ヨウ素原子以外の置換基が結合してもよい。Ｌ
０
は、２価の連結基を表す。ｊは、０～４の整数を表す。ｎ０は、原子価が許容する限り、１以上の整数を表す。ｍは１以上の整数を表し、（Ｍ
ｍ＋
）
ｎ０／ｍ
は、対カチオンを表す。］
続きを表示（約 3,000 文字）【請求項２】
前記構成単位（ａ０）が、下記一般式（ａ０－ｕ１）で表される構成単位である、請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024120702000131.tif
77
170
［式中、Ｒ
０１
は、炭素原子数１～５のアルキル基、炭素原子数１～５のハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子又は水素原子である。Ｌ
０１
は、２価の連結基又は単結合を表す。Ｒ
ａｒ
は、置換基としてヨウ素原子が結合した芳香環を表す。この芳香環は、ヨウ素原子以外の置換基が結合してもよい。Ｌ
０
は、２価の連結基を表す。ｊは、０～４の整数を表す。ｎ０は、原子価が許容する限り、１以上の整数を表す。ｍは１以上の整数を表し、（Ｍ
ｍ＋
）
ｎ０／ｍ
は、対カチオンを表す。］
【請求項３】
前記構成単位（ａ０）が、下記一般式（ａ０－ｕ２）で表される構成単位である、請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024120702000132.tif
102
170
［式中、Ｒ
０２
は、炭素原子数１～５のアルキル基、炭素原子数１～５のハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子又は水素原子である。Ｌ
０２
は、２価の連結基を表す。ｎ０２は、０～２の整数である。Ｒ
ａｒ
は、置換基としてヨウ素原子が結合した芳香環を表す。この芳香環は、ヨウ素原子以外の置換基が結合してもよい。Ｌ
０
は、２価の連結基を表す。ｊは、０～４の整数を表す。ｎ０は、原子価が許容する限り、１以上の整数を表す。ｍは１以上の整数を表し、（Ｍ
ｍ＋
）
ｎ０／ｍ
は、対カチオンを表す。］
【請求項４】
前記構成単位（ａ０）が、下記一般式（ａ０－ｕ３）で表される構成単位である、請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024120702000133.tif
95
170
［式中、Ｒ
０３
は、炭素原子数１～５のアルキル基、炭素原子数１～５のハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子又は水素原子である。Ｒ
０４
は、炭化水素基、アシル基、アルコキシアルキル基又は水素原子を表す。Ｌ
０３
は、２価の連結基又は単結合を表す。Ｒ
ａｒ
は、置換基としてヨウ素原子が結合した芳香環を表す。この芳香環は、ヨウ素原子以外の置換基が結合してもよい。Ｌ
０
は、２価の連結基を表す。ｊは、０～４の整数を表す。ｎ０は、原子価が許容する限り、１以上の整数を表す。ｍは１以上の整数を表し、（Ｍ
ｍ＋
）
ｎ０／ｍ
は、対カチオンを表す。］
【請求項５】
前記一般式（ａ０－ｍ）中のＲ
ａｒ
が、置換基としてヨウ素原子２個以上が結合したベンゼン環であり、
ｊが４である、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項６】
支持体上に、請求項１～５のいずれか一項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、前記レジスト膜を露光する工程、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を有する、レジストパターン形成方法。
【請求項７】
下記一般式（ａ０－ｍ）で表される、化合物。
TIFF
2024120702000134.tif
68
170
［式中、Ｗ
０
は、重合性基含有基を表す。Ｒ
ａｒ
は、置換基としてヨウ素原子が結合した芳香環を表す。この芳香環は、ヨウ素原子以外の置換基が結合してもよい。Ｌ
０
は、２価の連結基を表す。ｊは、０～４の整数を表す。ｎ０は、原子価が許容する限り、１以上の整数を表す。ｍは１以上の整数を表し、（Ｍ
ｍ＋
）
ｎ０／ｍ
は、対カチオンを表す。］
【請求項８】
下記一般式（ａ０－ｍ１）で表される、請求項７に記載の化合物。
TIFF
2024120702000135.tif
77
170
［式中、Ｒ
０１
は、炭素原子数１～５のアルキル基、炭素原子数１～５のハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子又は水素原子である。Ｌ
０１
は、２価の連結基又は単結合を表す。Ｒ
ａｒ
は、置換基としてヨウ素原子が結合した芳香環を表す。この芳香環は、ヨウ素原子以外の置換基が結合してもよい。Ｌ
０
は、２価の連結基を表す。ｊは、０～４の整数を表す。ｎ０は、原子価が許容する限り、１以上の整数を表す。ｍは１以上の整数を表し、（Ｍ
ｍ＋
）
ｎ０／ｍ
は、対カチオンを表す。］
【請求項９】
下記一般式（ａ０－ｍ２）で表される、請求項７に記載の化合物。
TIFF
2024120702000136.tif
101
170
［式中、Ｒ
０２
は、炭素原子数１～５のアルキル基、炭素原子数１～５のハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子又は水素原子である。Ｌ
０２
は、２価の連結基を表す。ｎ０２は、０～２の整数である。Ｒ
ａｒ
は、置換基としてヨウ素原子が結合した芳香環を表す。この芳香環は、ヨウ素原子以外の置換基が結合してもよい。Ｌ
０
は、２価の連結基を表す。ｊは、０～４の整数を表す。ｎ０は、原子価が許容する限り、１以上の整数を表す。ｍは１以上の整数を表し、（Ｍ
ｍ＋
）
ｎ０／ｍ
は、対カチオンを表す。］
【請求項１０】
下記一般式（ａ０－ｍ３）で表される、請求項７に記載の化合物。
TIFF
2024120702000137.tif
91
170
［式中、Ｒ
０３
は、炭素原子数１～５のアルキル基、炭素原子数１～５のハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子又は水素原子である。Ｒ
０４
は、炭化水素基、アシル基、アルコキシアルキル基又は水素原子を表す。Ｌ
０３
は、２価の連結基又は単結合を表す。Ｒ
ａｒ
は、置換基としてヨウ素原子が結合した芳香環を表す。この芳香環は、ヨウ素原子以外の置換基が結合してもよい。Ｌ
０
は、２価の連結基を表す。ｊは、０～４の整数を表す。ｎ０は、原子価が許容する限り、１以上の整数を表す。ｍは１以上の整数を表し、（Ｍ
ｍ＋
）
ｎ０／ｍ
は、対カチオンを表す。］
（【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、レジストパターン形成方法、化合物及び高分子化合物に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
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。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。
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。
【０００３】
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、前記基材成分として、複数の構成単位を有する樹脂が用いられている。前記酸発生剤としては、これまで多種多様なものが提案されている。例えば、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤などが知られている。
【０００４】
また、化学増幅型レジスト組成物においては、酸発生剤成分として、露光により酸を発生する酸発生基を含む構成単位を導入した高分子化合物が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような高分子化合物は、酸発生剤としての機能と、基材成分としての機能とを併せ持つ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１４－１９７１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
リソグラフィー技術のさらなる進歩、レジストパターンの微細化がますます進むなか、例えばＥＵＶ（極端紫外線）又はＥＢ（電子線）によるリソグラフィーでは、数十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、露光光源に対して高い感度、及び寸法均一性等のリソグラフィー特性のいずれもが要求される。さらに、レジストパターンの微細化に伴うレジスト膜の薄膜化に対応するため、エッチング耐性も求められる。
しかしながら、特許文献１に記載されているような従来のレジスト組成物においては、これらの要求特性の点で、更なる向上が必要である。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、レジストパターンを形成する際の高感度化、及びエッチング耐性の向上が図られ、かつ、寸法均一性等のリソグラフィー特性が高められたレジスト組成物、当該レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法、当該レジスト組成物に有用な高分子化合物、及び当該高分子化合物の合成に利用可能な化合物を提供すること、を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【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、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化するレジスト組成物であって、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂成分（Ａ１）を含有し、前記樹脂成分（Ａ１）は、下記一般式（ａ０－ｍ）で表される化合物から誘導される構成単位（ａ０）を有することを特徴とする、レジスト組成物である。
【０００９】
TIFF
2024120702000001.tif
68
170
［式中、Ｗ
０
は、重合性基含有基を表す。Ｒ
ａｒ
は、置換基としてヨウ素原子が結合した芳香環を表す。この芳香環は、ヨウ素原子以外の置換基が結合してもよい。Ｌ
０
は、２価の連結基を表す。ｊは、０～４の整数を表す。ｎ０は、原子価が許容する限り、１以上の整数を表す。ｍは１以上の整数を表し、（Ｍ
ｍ＋
）
ｎ０／ｍ
は、対カチオンを表す。］
【００１０】
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、前記レジスト膜を露光する工程、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。
（【００１１】以降は省略されています）

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