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公開番号2024146915
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2024057520
出願日2024-03-29
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 220/26 20060101AFI20241004BHJP(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】良好なパターン倒れ評価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、レジスト組成物を提供することを目的とする。
【解決手段】式(I)及び式(I2)で表される構造単位を含む樹脂。
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[式中、R¹およびR²⁰は、水素、ハロゲン又はハロゲンを有していてもよいアルキル基;X¹¹は単結合又は-CO-O-;L¹は置換/非置換の炭化水素基;R²はフッ化アルキル基;R³は水素又はフッ化アルキル基、R³はL¹と環を形成してもよい;miは1～4の整数;X⁰およびL²⁰は単結合又は置換/非置換の炭化水素基;X²⁰は、単結合、-O-、-CO-O-、-O-CO-O-;Z2⁺は有機カチオンを表す。]
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
式（Ｉ）で表される構造単位及び式（Ｉ２）で表される構造単位を含む樹脂。
TIFF
2024146915000182.tif
36
69
［式（Ｉ）中、
Ｒ
1
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
１１
は、単結合又は＊－ＣＯ－Ｏ－を表す。＊は、Ｒ
１
が結合する炭素原子との結合部位を表す。
Ｌ
1
は、置換基を有していてもよい炭素数１～２８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
2
は、炭素数１～８のフッ化アルキル基を表す。
Ｒ
3
は、水素原子又は炭素数１～６のフッ化アルキル基を表し、該フッ化アルキル基はＬ
1
と結合し、炭素数３～１２の脂環式炭化水素基を形成してもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－に置き換わっていてもよい。
ｍｉは、１～４のいずれかの整数を表す。ｍｉが２以上のとき、複数の括弧内の基は、互いに同じであっても異なっていてもよい。］
TIFF
2024146915000183.tif
42
75
［式（Ｉ２）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、結合部位であり、＊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。
Ｚ２
＋
は、有機カチオンを表す。］
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
Ｌ
１
が、置換基を有していてもよい炭素数１～１２の鎖式炭化水素基（該鎖式炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。）、置換基を有していてもよい炭素数３～１８の環状炭化水素基（該環状炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。）又は置換基を有していてもよい炭素数１～６の鎖式炭化水素基と置換基を有していてもよい炭素数３～１８の環状炭化水素基とを組み合わせてなる基（該鎖式炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよく、該環状炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。）である請求項１に記載の樹脂。
【請求項３】
Ｒ
3
が、炭素数１～６のフッ化アルキル基である請求項１に記載の樹脂。
【請求項４】
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
2024146915000184.tif
46
170
［式（Ｘ
２０
－１）～式（Ｘ
２０
－１０）中、
＊及び＊＊は結合部位であり、＊はＲ
20
が結合する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
４０
は、－Ｏ－又は－ＮＲ
１３
－を表す。
Ｒ
１３
は、水素原子又は炭素数１～６のアルキル基を表す。］
【請求項５】
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
2024146915000185.tif
46
152
［式（Ｘ
２０
－１’）、式（Ｘ
２０
－３’）～式（Ｘ
２０
－８’）及び式（Ｘ
２０
－１０’）中、
＊及び＊＊は結合部位であり、＊はＲ
20
が結合する炭素原子との結合部位を表す。］
【請求項６】
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５に記載の樹脂。
【請求項７】
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８】
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９】
請求項１～８のいずれかに記載の樹脂を含むレジスト組成物。
【請求項１０】
さらに、請求項１～８のいずれかに記載の樹脂とは異なり、酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂を含む請求項９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、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 3,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、下記構造単位のみからなる樹脂と、酸不安定基を有する樹脂と、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
2024146915000001.tif
41
41
【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
2024146915000002.tif
37
40
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００７－３０４５３７号公報
特開２０１１－０３７８３４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、パターン倒れ耐性（ＰＣＭ）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。
【０００６】
本発明は、以下の発明を含む。
［１］式（Ｉ）で表される構造単位及び式（Ｉ２）で表される構造単位を含む樹脂（Ａ１）。
TIFF
2024146915000003.tif
36
70
［式（Ｉ）中、
Ｒ
1
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
１１
は、単結合又は＊－ＣＯ－Ｏ－を表す。＊は、Ｒ
１
が結合する炭素原子との結合部位を表す。
Ｌ
1
は、置換基を有していてもよい炭素数１～２８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
2
は、炭素数１～８のフッ化アルキル基を表す。
Ｒ
3
は、水素原子又は炭素数１～６のフッ化アルキル基を表し、該フッ化アルキル基はＬ
1
と結合し、炭素数３～１２の脂環式炭化水素基を形成してもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－に置き換わっていてもよい。
ｍｉは、１～４のいずれかの整数を表す。ｍｉが２以上のとき、複数の括弧内の基は、互いに同じであっても異なっていてもよい。］
TIFF
2024146915000004.tif
42
75
［式（Ｉ２）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、結合部位であり、＊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。
Ｚ２
＋
は、有機カチオンを表す。］
［２］Ｌ
１
が、置換基を有していてもよい炭素数１～１２の鎖式炭化水素基（該鎖式炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。）、置換基を有していてもよい炭素数３～１８の環状炭化水素基（該環状炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。）又は置換基を有していてもよい炭素数１～６の鎖式炭化水素基と置換基を有していてもよい炭素数３～１８の環状炭化水素基とを組み合わせてなる基（該鎖式炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよく、該環状炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。）である［１］に記載の樹脂。
［３］Ｒ
3
が、炭素数１～６のフッ化アルキル基である［１］又は［２］に記載の樹脂。
［４］Ｘ
２０
が、単結合又は式（Ｘ
２０
－１）～式（Ｘ
２０
【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、良好なパターン倒れ耐性（ＰＣＭ）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し、置き換わる前の炭素数を炭化水素基等の炭素数とする。「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）となるか又は任意の水素原子が結合部位となることを指す。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。「酸不安定基」とは、脱離基を有し、酸（例えば、トリフルオロメタンスルホン酸等）と接触すると、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。「塩基不安定基」とは、脱離基を有し、塩基（例えば、トリメチルアミン等）と接触すると、脱離基が脱離して、親水性基（例えば、カルボキシ基又はヒドロキシ基）を形成する基を意味する。
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。
【０００９】
〔樹脂（Ａ１）〕
本発明の樹脂は、式（Ｉ）で表される構造単位（以下、「構造単位（Ｉ）」という場合がある。）及び式（Ｉ１）で表される構造単位（以下、「構造単位（Ｉ１）」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。
樹脂（Ａ１）は、構造単位（Ｉ）と構造単位（Ｉ１）以外に、当該分野で公知の構造単位を含んでいてもよい。
【００１０】
（構造単位（Ｉ））
構造単位（Ｉ）は、以下の式（Ｉ）で表される構造単位であり、例えば、式（Ｉ－ｓ）で表される化合物（以下、化合物（Ｉ－ｓ）という場合がある。）に由来し、化合物（Ｉ－ｓ）に含まれるＣＨ
２
＝Ｃ－Ｒ
１
の２重結合が開裂した状態である。
TIFF
2024146915000012.tif
46
120
［式（Ｉ）及び式（Ｉ－ｓ）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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