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公開番号2024137938
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-07
出願番号2024048334
出願日2024-03-25
発明の名称レジスト組成物及びそれを利用したパターン形成方法
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人個人,個人,個人
主分類G03F 7/004 20060101AFI20240927BHJP(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】レジスト組成物及びそれを利用したパターン形成方法を提供する。
【解決手段】下記化学式1で表される有機金属化合物と、下記化学式2で表される反復単位を含むポリマーと、を含む、レジスト組成物及びそれを利用したパターン形成方法である:
M₁₁(R₁₁)_n(OR₁₂)_(4-n)(化学式1)
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【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
下記化学式１で表される有機金属化合物と、
下記化学式２で表される反復単位を含むポリマーと、を含む、レジスト組成物：
Ｍ
１１
（Ｒ
１１
）
ｎ
（ＯＲ
１２
）
（４－ｎ）
（化学式１）
JPEG
2024137938000025.jpg
83
170
前記化学式１及び２において、
Ｍ
１１
は、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルル（Ｔｅ）、タリウム（Ｔｌ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、銀（Ａｇ）、またはポロニウム（Ｐｏ）であり、
Ｒ
１１
は、ヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
Ｒ
１２
は、ヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であるか、あるいは＊－Ｍ
１２
（Ｒ
１３
）
ｍ
（ＯＲ
１４
）
（３－ｍ）
であり、
ｎは、１ないし４の整数であり、
Ｍ
１２
は、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルル（Ｔｅ）、タリウム（Ｔｌ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、銀（Ａｇ）、またはポロニウム（Ｐｏ）であり、
Ｒ
１３
及びＲ
１４
は、それぞれ独立して、ヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
ｍは、０ないし３の整数であり、
Ｌ
２１
ないしＬ
２３
は、それぞれ独立して、単結合；Ｏ；Ｓ；Ｃ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）Ｏ；ＯＣ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ；ＮＨＣ（＝Ｏ）；あるいはヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の二価炭化水素基であり、
ａ２１ないしａ２３は、それぞれ独立して、１ないし４の整数であり、
Ａ
２１
は、ヘテロ原子含有Ｃ
１
－Ｃ
３０
環状炭化水素基であり、
Ｒ
２１
及びＲ
２２
は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン；あるいはヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
ｂ２２は、１ないし１０の整数であり、
ｐは、１ないし５の整数であり、
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
Ｍ
１１
とＲ
１１
との結合は、Ｍ
１１
－炭素単結合であり、
Ｍ
１２
とＲ
１３
との結合は、Ｍ
１２
－炭素単結合である、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項３】
前記有機金属化合物の分子量は３０００ｇ／ｍｏｌ以下である、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項４】
Ｍ
１１
及びＭ
１２
は、それぞれ独立して、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、ＢｉまたはＡｇである、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項５】
Ｒ
１１
及びＲ
１３
は、それぞれ独立して、＊－（Ｌ
１１
）
ａ１１
－Ｘ
１１
で表され、
Ｒ
１２
及びＲ
１４
は、それぞれ独立して、＊－（Ｌ
１２
）
ａ１２
－Ｘ
１２
で表され、
Ｌ
１１
及びＬ
１２
は、それぞれ独立して、ＣＲ
ａ
Ｒ
ｂ
、Ｃ＝Ｏ、Ｓ＝Ｏ、ＳＯ
２
、ＰＯ
２
またはＰＯ
３
であり、
ａ１１及びａ１２は、それぞれ独立して、０ないし３の整数であり、
Ｘ
１１
及びＸ
１２
は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
アルキル基、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
ハロゲン化アルキル基、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
アルキルチオ基、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
ハロゲン化アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
ハロゲン化アルキルチオ基、置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
シクロアルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
シクロアルキルチオ基、置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルキルチオ基、置換もしくは非置換のＣ
２
－Ｃ
３０
アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ
２
【請求項６】
前記有機金属化合物は、下記化学式１－１ないし１－１６のうちいずれか１つで表される、請求項１に記載のレジスト組成物：
JPEG
2024137938000026.jpg
63
170
TIFF
2024137938000027.tif
90
150
前記化学式１－１ないし１－１６において、
Ｍ
１１
及びＭ
１２
は、それぞれ前記化学式１中の定義と同様であり、
Ｒ
１１ａ
ないしＲ
１１ｄ
は、前記化学式１中のＲ
１１
の定義と同様であり、
Ｒ
１２ａ
ないしＲ
１２ｃ
は、前記化学式１中のＲ
１２
の定義と同様であり、
Ｒ
１３ａ
ないしＲ
１３ｃ
は、前記化学式１中のＲ
１３
の定義と同様であり、
Ｒ
１４ａ
ないしＲ
１４ｃ
は、前記化学式１中のＲ
１４
の定義と同様である。
【請求項７】
前記ポリマーは、酸によって構造が変化する反復単位を含まない、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項８】
Ａ
２１
は、非共有電子対を含む、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項９】
Ａ
２１
は、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子、またはその任意の組み合わせをヘテロ原子として含む、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項１０】
Ａ
２１
は、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子、Ｓ＝Ｏ、Ｐ＝Ｏ、Ｃ＝Ｏ、またはその任意の組み合わせを部分構造として含む、請求項１に記載のレジスト組成物。
（【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それを利用したパターン形成方法に関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体の製造時、微細パターンを形成するために、光に反応して物性が変化するレジストを使用している。そのうち、化学増幅型レジスト（chemically amplified resist）が広く使用されてきた。化学増幅型レジストは、光と光酸発生剤とが反応して形成された酸がベース樹脂と再び反応し、前記ベース樹脂の現像液に対する溶解度を変化させることにより、パターニングを可能にする。
【０００３】
しかし、化学増幅型レジストの場合、前記形成された酸が非露光領域まで拡散するにつれて、パターンの均一度が低くなったり、表面の粗さが増加したりするなどの問題が惹起される。また、半導体工程が次第に微細化されるにつれて、酸の拡散制御が容易でなく、新規の方式のレジスト開発が必要になった。
【０００４】
近年、化学増幅型レジストの限界を克服するために、露光によって物性が変化する素材を開発しようとする試みが行われている。しかし、まだ露光時に必要なドーズ（dose）が高いという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、低いドーズの露光によっても物性が変化し、向上した解像度のパターンを提供するレジスト組成物及びそれを利用したパターン形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一側面によって、下記化学式１で表される有機金属化合物と、下記化学式２で表される反復単位を含むポリマーと、を含む、レジスト組成物が提供される：
Ｍ
１１
（Ｒ
１１
）
ｎ
（ＯＲ
１２
）
（４－ｎ）
（化学式１）
JPEG
2024137938000002.jpg
83
170
【０００７】
前記化学式１及び２において、
Ｍ
１１
は、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルル（Ｔｅ）、タリウム（Ｔｌ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、銀（Ａｇ）、またはポロニウム（Ｐｏ）であり、
Ｒ
１１
は、ヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
Ｒ
１２
は、ヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であるか、あるいは＊－Ｍ
１２
（Ｒ
１３
）
ｍ
（ＯＲ
１４
）
（３－ｍ）
であり、
ｎは、１ないし４の整数であり、
Ｍ
１２
は、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルル（Ｔｅ）、タリウム（Ｔｌ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、銀（Ａｇ）、またはポロニウム（Ｐｏ）であり、
Ｒ
１３
及びＲ
１４
は、それぞれ独立して、ヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
ｍは、０ないし３の整数であり、
Ｌ
２１
ないしＬ
２３
は、それぞれ独立して、単結合；Ｏ；Ｓ；Ｃ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）Ｏ；ＯＣ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ；ＮＨＣ（＝Ｏ）；あるいはヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の二価炭化水素基であり、
ａ２１ないしａ２３は、それぞれ独立して、１ないし４の整数であり、
Ａ
２１
は、ヘテロ原子含有Ｃ
１
－Ｃ
３０
環状炭化水素基であり、
Ｒ
２１
及びＲ
２２
は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン；あるいはヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
ｂ２２は、１ないし１０の整数であり、
ｐは、１ないし５の整数であり、
＊は、隣接する原子との結合サイトである。
【０００８】
他の側面によって、下記化学式１で表される有機金属化合物と、下記化学式２０で表されるモノマーと、を含む、レジスト組成物が提供される：
Ｍ
１１
（Ｒ
１１
）
ｎ
（ＯＲ
１２
）
（４－ｎ）
（化学式１）
JPEG
2024137938000003.jpg
65
170
【０００９】
前記化学式１及び２０において、
Ｍ
１１
は、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルル（Ｔｅ）、タリウム（Ｔｌ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、銀（Ａｇ）、またはポロニウム（Ｐｏ）であり、
Ｒ
１１
は、ヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
Ｒ
１２
は、ヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であるか、あるいは＊－Ｍ
１２
（Ｒ
１３
）
ｍ
（ＯＲ
１４
）
（３－ｍ）
であり、
ｎは、１ないし４の整数であり、
Ｍ
１２
は、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルル（Ｔｅ）、タリウム（Ｔｌ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、銀（Ａｇ）、またはポロニウム（Ｐｏ）であり、
Ｒ
１３
及びＲ
１４
は、それぞれ独立して、ヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
ｍは、０ないし３の整数であり、
Ｙ
２１
は、重合性基（polymerizable group）であり、
Ｌ
２１
は、単結合；Ｏ；Ｓ；Ｃ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）Ｏ；ＯＣ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ；ＮＨＣ（＝Ｏ）；あるいはヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の二価炭化水素基であり、
ａ２１は、１ないし４の整数であり、
Ａ
２１
は、ヘテロ原子含有Ｃ
１
－Ｃ
３０
環状炭化水素基であり、
Ｒ
２２
は、水素；重水素；ハロゲン；あるいはヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
ｂ２２は、１ないし１０の整数であり、
ｐは、１ないし５の整数である。
【００１０】
さらに他の側面によって、前述のレジスト組成物を塗布してレジスト膜を形成する段階と、高エネルギー線で前記レジスト膜の少なくとも一部を露光する段階と、現像液を利用して、露光されたレジスト膜を現像する段階と、を含む、パターン形成方法が提供される。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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