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公開番号2024130062
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023039556
出願日2023-03-14
発明の名称レジスト組成物、レジストパターン形成方法、含フッ素高分子化合物、及び化合物
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 7/039 20060101AFI20240920BHJP(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】高感度化が図れ、LWRが低減され、かつ、現像後の欠陥特性が良好なレジストパターンを形成できるレジスト組成物の提供。
【解決手段】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)と、一般式(f0-1)で表される化合物から誘導される構成単位(f0)を有する含フッ素高分子化合物(F0)と、を含有するレジスト組成物。式中、W¹は重合性基である。Arは芳香環である。Xfは、ヨウ素原子、又はヨウ素原子を含有する置換基である。Lf⁰¹は、単結合又は(n1+1)価の連結基である。Rf⁰¹は、炭素数1～12のフッ素化アルキル基である。Rf⁰²は、フッ素原子を有しても良い炭素数1～12の有機基又は水素原子である。Rf⁰³は、ヨウ素原子以外の置換基である。
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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）と、
下記一般式（ｆ０－１）で表される化合物から誘導される構成単位（ｆ０）を有する含フッ素高分子化合物（Ｆ０）と、
を含有するレジスト組成物。
TIFF
2024130062000122.tif
45
170
［式中、Ｗ
１
は重合性基である。Ａｒは芳香環である。Ｘｆは、ヨウ素原子、又はヨウ素原子を含有する置換基である。ｍ１は、原子価が許容する限り、１以上の整数である。Ｌｆ
０１
は、単結合又は（ｎ１＋１）価の連結基である。Ｒｆ
０１
は、炭素数１～１２のフッ素化アルキル基である。Ｒｆ
０２
は、フッ素原子を有しても良い炭素数１～１２の有機基又は水素原子である。ｎ１は１～３の整数である。Ｒｆ
０３
は、ヨウ素原子以外の置換基である。ｍ２は、原子価が許容する限り、０以上の整数である。］
続きを表示（約 3,400 文字）【請求項２】
前記構成単位（ｆ０）が、下記一般式（ｆ０－１－１）で表される化合物から誘導される構成単位（ｆ０１）及び下記一般式（ｆ０－１－２）で表される化合物から誘導される構成単位（ｆ０２）からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024130062000123.tif
45
170
［式中、Ｗ
０１
は重合性基である。Ａｒは芳香環である。Ｉは、ヨウ素原子である。ｍ１１は、原子価が許容する限り、１以上の整数である。Ｌｆ
０１１
は、単結合又は（ｎ１＋１）価の連結基である。Ｒｆ
０１１
は、炭素数１～１２のフッ素化アルキル基である。Ｒｆ
０２１
は、フッ素原子を有しても良い炭素数１～１２の有機基又は水素原子である。ｎ１１は１～３の整数である。Ｒｆ
０３
は、ヨウ素原子以外の置換基である。ｍ２１は、原子価が許容する限り、０以上の整数である。］
TIFF
2024130062000124.tif
62
170
［式中、Ｗ
０２
は重合性基である。Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立に、芳香環である。Ｒｆ
０３１
及びＲｆ
０３２
は、それぞれ独立に、ヨウ素原子以外の置換基である。ｍ１２及びｍ３２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り、０以上の整数である。Ｉは、ヨウ素原子である。ｍ２２は、原子価が許容する限り、１以上の整数である。Ｌｆ
０２１
は、単結合又は（ｎ１＋１）価の連結基である。Ｌｆ
０２２
は、２価の連結基である。Ｒｆ
０１２
は、炭素数１～１２のフッ素化アルキル基である。Ｒｆ
０２２
は、フッ素原子を有しても良い炭素数１～１２の有機基又は水素原子である。ｎ２１は１～３の整数である。］
【請求項３】
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、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４】
下記一般式（ｆ０－１）で表される化合物から誘導される構成単位（ｆ０）を有する含フッ素高分子化合物。
TIFF
2024130062000125.tif
45
170
［式中、Ｗ
１
は重合性基である。Ａｒは芳香環である。Ｘｆは、ヨウ素原子、又はヨウ素原子を含有する置換基である。ｍ１は、原子価が許容する限り、１以上の整数である。Ｌｆ
０１
は、単結合又は（ｎ１＋１）価の連結基である。Ｒｆ
０１
は、炭素数１～１２のフッ素化アルキル基である。Ｒｆ
０２
は、フッ素原子を有しても良い炭素数１～１２の有機基又は水素原子である。ｎ１は１～３の整数である。Ｒｆ
０３
は、ヨウ素原子以外の置換基である。ｍ２は、原子価が許容する限り、０以上の整数である。］
【請求項５】
前記構成単位（ｆ０）が、下記一般式（ｆ０－１－１）で表される化合物から誘導される構成単位（ｆ０１）及び下記一般式（ｆ０－１－２）で表される化合物から誘導される構成単位（ｆ０２）からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、請求項４に記載の含フッ素高分子化合物。
TIFF
2024130062000126.tif
45
170
［式中、Ｗ
０１
は重合性基である。Ａｒは芳香環である。Ｉは、ヨウ素原子である。ｍ１１は、原子価が許容する限り、１以上の整数である。Ｌｆ
０１１
は、単結合又は（ｎ１＋１）価の連結基である。Ｒｆ
０１１
は、炭素数１～１２のフッ素化アルキル基である。Ｒｆ
０２１
は、フッ素原子を有しても良い炭素数１～１２の有機基又は水素原子である。ｎ１１は１～３の整数である。Ｒｆ
０３
は、ヨウ素原子以外の置換基である。ｍ２１は、原子価が許容する限り、０以上の整数である。］
TIFF
2024130062000127.tif
62
170
［式中、Ｗ
０２
は重合性基である。Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立に、芳香環である。Ｒｆ
０３１
及びＲｆ
０３２
は、それぞれ独立に、ヨウ素原子以外の置換基である。ｍ１２及びｍ３２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り、０以上の整数である。Ｉは、ヨウ素原子である。ｍ２２は、原子価が許容する限り、１以上の整数である。Ｌｆ
０２１
は、単結合又は（ｎ１＋１）価の連結基である。Ｌｆ
０２２
は、２価の連結基である。Ｒｆ
０１２
は、炭素数１～１２のフッ素化アルキル基である。Ｒｆ
０２２
は、フッ素原子を有しても良い炭素数１～１２の有機基又は水素原子である。ｎ２１は１～３の整数である。］
【請求項６】
下記一般式（ｆ０－１）で表される化合物。
TIFF
2024130062000128.tif
45
170
［式中、Ｗ
１
は重合性基である。Ａｒは芳香環である。Ｘｆは、ヨウ素原子、又はヨウ素原子を含有する置換基である。ｍ１は、原子価が許容する限り、１以上の整数である。Ｌｆ
０１
は、単結合又は（ｎ１＋１）価の連結基である。Ｒｆ
０１
は、炭素数１～１２のフッ素化アルキル基である。Ｒｆ
０２
は、フッ素原子を有しても良い炭素数１～１２の有機基又は水素原子である。ｎ１は１～３の整数である。Ｒｆ
０３
は、ヨウ素原子以外の置換基である。ｍ２は、原子価が許容する限り、０以上の整数である。］
【請求項７】
下記一般式（ｆ０－１－１）又は下記一般式（ｆ０－１－２）で表される、請求項６に記載の化合物。
TIFF
2024130062000129.tif
45
170
［式中、Ｗ
０１
は重合性基である。Ａｒは芳香環である。Ｉは、ヨウ素原子である。ｍ１１は、原子価が許容する限り、１以上の整数である。Ｌｆ
０１１
は、単結合又は（ｎ１＋１）価の連結基である。Ｒｆ
０１１
は、炭素数１～１２のフッ素化アルキル基である。Ｒｆ
０２１
は、フッ素原子を有しても良い炭素数１～１２の有機基又は水素原子である。ｎ１１は１～３の整数である。Ｒｆ
０３
は、ヨウ素原子以外の置換基である。ｍ２１は、原子価が許容する限り、０以上の整数である。］
TIFF
2024130062000130.tif
62
170
［式中、Ｗ
０２
は重合性基である。Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立に、芳香環である。Ｒｆ
０３１
及びＲｆ
０３２
は、それぞれ独立に、ヨウ素原子以外の置換基である。ｍ１２及びｍ３２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り、０以上の整数である。Ｉは、ヨウ素原子である。ｍ２２は、原子価が許容する限り、１以上の整数である。Ｌｆ
０２１
は、単結合又は（ｎ１＋１）価の連結基である。Ｌｆ
０２２
は、２価の連結基である。Ｒｆ
０１２
は、炭素数１～１２のフッ素化アルキル基である。Ｒｆ
０２２
は、フッ素原子を有しても良い炭素数１～１２の有機基又は水素原子である。ｎ２１は１～３の整数である。］

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、含フッ素高分子化合物、及び化合物に関する。
続きを表示（約 1,600 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。
【０００３】
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。
【０００４】
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、特定の構成単位を有する樹脂が用いられている。
例えば、特許文献１には、特定構造の酸解離性基を含む構成単位と、フッ素アルコールを含む構成単位と、フェノール性水酸基を含む構成単位とを有する樹脂成分を含有するレジスト組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－０８５９１７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、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。そして、これに伴い、半導体素子等を製造する際には、微細な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やＥＢ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。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高感度化が図れ、ＬＷＲが低減され、かつ、現像後の欠陥特性が良好なレジストパターンを形成できるレジスト組成物、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用いられる含フッ素高分子化合物、及び該含フッ素高分子化合物の製造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）と、下記一般式（ｆ０－１）で表される化合物から誘導される構成単位（ｆ０）を有する含フッ素高分子化合物（Ｆ０）と、を含有するレジスト組成物である。
【０００９】
TIFF
2024130062000001.tif
45
170
［式中、Ｗ
１
は重合性基である。Ａｒは芳香環である。Ｘｆは、ヨウ素原子、又はヨウ素原子を含有する置換基である。ｍ１は、原子価が許容する限り、１以上の整数である。Ｌｆ
０１
は、単結合又は（ｎ１＋１）価の連結基である。Ｒｆ
０１
は、炭素数１～１２のフッ素化アルキル基である。Ｒｆ
０２
は、フッ素原子を有しても良い炭素数１～１２の有機基又は水素原子である。ｎ１は１～３の整数である。Ｒｆ
０３
は、ヨウ素原子以外の置換基である。ｍ２は、原子価が許容する限り、０以上の整数である。］
【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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