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公開番号2024149452
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2024061285
出願日2024-04-05
発明の名称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G03F 7/004 20060101AFI20241010BHJP(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】良好なCD均一性を有するレジストパターンを製造することができる酸発生剤、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(I)で表されるカルボン酸塩を含有するカルボン酸発生剤、該カルボン酸発生剤以外の酸発生剤及び酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂を含有するレジスト組成物。
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[式中、XはS原子又はI原子を表す。R⁴、R⁷、R⁸及びR⁹はそれぞれハロゲン原子又は炭化水素基を表す。X⁰は置換基を有してもよい炭化水素基を表す。]
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
式（Ｉ）で表されるカルボン酸塩を含有するカルボン酸発生剤、該カルボン酸発生剤以外の酸発生剤及び酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂を含有するレジスト組成物。
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2024149452000184.tif
55
87
［式（Ｉ）中、
Ｘは、硫黄原子又はヨウ素原子を表す。
Ｒ
４
、Ｒ
７
、Ｒ
８
及びＲ
９
は、それぞれ独立に、ハロゲン原子又は炭素数１～３６の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、置換基を有してもよく、該炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＳＯ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。Ｘが硫黄原子の場合、Ｒ
７
とＲ
８
又はＲ
８
とＲ
９
が結合して、Ｓ
＋
を含む環を形成してもよい。該環を形成するＲ
７
とＲ
８
又はＲ
８
とＲ
９
は、Ｓ
＋
と結合する２つのベンゼン環の間に形成される単結合であってもよい。該環に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＳＯ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。
ｍ４は、０～５のいずれかの整数を表し、ｍ４が２以上のとき、複数のＲ
４
は互いに同一であっても異なってもよい。
ｍ７は、０～４のいずれかの整数を表し、ｍ７が２以上のとき、複数のＲ
７
は互いに同一であっても異なってもよい。
ｍ８は、０～５のいずれかの整数を表し、ｍ８が２以上のとき、複数のＲ
８
は互いに同一であっても異なってもよい。
ｍ９は、０～５のいずれかの整数を表し、ｍ９が２以上のとき、複数のＲ
９
は互いに同一であっても異なってもよい。
ｍ１０は、０又は１を表し、Ｘが硫黄原子の場合、ｍ１０は１であり、Ｘがヨウ素原子の場合、ｍ１０は０である。
Ｘ
０
は、置換基を有してもよい炭素数２～７２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。］
続きを表示（約 3,500 文字）【請求項２】
Ｘ
０
が、炭素数３～３６の脂環式炭化水素基、炭素数６～３６の芳香族炭化水素基、又は、炭素数１～１８の鎖式炭化水素基と炭素数３～３６の脂環式炭化水素基もしくは炭素数６～３６の芳香族炭化水素基とを組み合わせた基であり、
該脂環式炭化水素基、該鎖式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基は、フッ素原子、ヨウ素原子、炭素数１～４のフッ化アルキル基又はヒドロキシ基を有してもよく、該脂環式炭化水素基及び鎖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い請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項３】
Ｘ
０
が、式（ａａ）で表される基である請求項１又は２に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024149452000185.tif
17
69
［式（ａａ）中、
Ｘ
ａ
及びＸ
ｂ
は、それぞれ独立に、－Ｏ－又は－Ｓ－を表す。
Ｘ
１ａ
は、置換基を有してもよい炭素数１～２４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。
Ｘ
２ａ
は、置換基を有してもよい炭素数１～４８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。
＊は、－ＣＯＯ
－
の炭素原子との結合位を表す。］
【請求項４】
Ｘ
０
が、フッ素原子、ヨウ素原子、炭素数１～４のフッ化アルキル基又はヒドロキシ基を有してもよい、フェニル基である請求項１又は２に記載のレジスト組成物。
【請求項５】
酸不安定基を有する構造単位が、式（ａ１－０）で表される構造単位、式（ａ１－１）で表される構造単位、式（ａ１－２）で表される構造単位、式（ａ１－４）で表される構造単位、式（ａ１－５）で表される構造単位及び式（ａ１－６）で表される構造単位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又は２に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024149452000186.tif
43
145
［式（ａ１－０）、式（ａ１－１）及び式（ａ１－２）中、
Ｌ
ａ０１
、Ｌ
ａ１
及びＬ
ａ２
は、それぞれ独立に、－Ｏ－又は＊－Ｏ－（ＣＨ
２
）
ｋ１
－ＣＯ－Ｏ－を表し、ｋ１は１～７のいずれかの整数を表し、＊は－ＣＯ－との結合部位を表す。
Ｒ
ａ０１
、Ｒ
ａ４
及びＲ
ａ５
は、それぞれ独立に、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。
Ｒ
ａ０２
、Ｒ
ａ０３
及びＲ
ａ０４
は、それぞれ独立に、炭素数１～８のアルキル基、炭素数３～１８の脂環式炭化水素基、炭素数６～１８の芳香族炭化水素基又はこれらを組み合わせた基を表し、該アルキル基、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基は、ハロゲン原子を有してもよい。
Ｒ
ａ６
及びＲ
ａ７
は、それぞれ独立に、炭素数１～８のアルキル基、炭素数２～８のアルケニル基、炭素数３～１８の脂環式炭化水素基、炭素数６～１８の芳香族炭化水素基又はこれらを組合せることにより形成される基を表す。
ｍ１’は、０～１４のいずれかの整数を表す。
ｎ１は、０～１０のいずれかの整数を表す。
ｎ１’は、０～３のいずれかの整数を表す。］
TIFF
2024149452000187.tif
45
62
［式（ａ１－４）中、
Ｒ
a32
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。
Ｒ
a33
は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、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、炭素数１～６のアルコキシ基、炭素数２～１２のアルコキシアルキル基、炭素数２～１２のアルコキシアルコキシ基、炭素数２～４のアルキルカルボニル基、炭素数２～４のアルキルカルボニルオキシ基、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を表す。
Ａ
a30
は、単結合又は＊－Ｘ
a31
－（Ａ
a32
－Ｘ
a32
）
nc
－を表し、＊は－Ｒ
a32
が結合する炭素原子との結合部位を表す。
Ａ
a32
は、炭素数１～８のアルカンジイル基を表す。
Ｘ
a31
及びＸ
a32
は、それぞれ独立に、－Ｏ－、－ＣＯ－Ｏ－又は－Ｏ－ＣＯ－を表す。
ｎｃは、０又は１を表す。
ｌａは、０～４のいずれかの整数を表す。ｌａが２以上のいずれかの整数である場合、複数のＲ
a33
は互いに同一であっても異なっていてもよい。
Ｒ
a34
及びＲ
a35
は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１～１２の炭化水素基を表し、Ｒ
a36
は、炭素数１～２０の炭化水素基を表すか、Ｒ
a35
及びＲ
a36
は互いに結合してそれらが結合する－Ｃ－Ｏ－とともに炭素数２～２０の２価の炭化水素基を形成し、該炭化水素基及び該２価の炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－又は－Ｓ－で置き換わってもよい。］
【請求項６】
酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂が、式（ａ２－Ａ）で表される構造単位をさらに含む請求項１又は２に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024149452000190.tif
44
100
［式（ａ２－Ａ）中、
Ｒ
a２
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。
Ａ
ａ２１
は、単結合又は炭素数１～１２のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる－ＣＨ
２
－は、－Ｏ－、－ＣＯ－又は－ＮＲ
ａ２８
－に置き換わってもよい。
Ｒ
ａ２８
は、水素原子又は炭素数１～４のアルキル基を表す。
Ｘ
ａ２
は、単結合又は－ＣＯ－を表す。
Ｒ
a27
は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、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、炭素数１～６のアルコキシ基、炭素数２～１２のアルコキシアルキル基、炭素数２～１２のアルコキシアルコキシ基、炭素数２～４のアルキルカルボニル基、炭素数２～４のアルキルカルボニルオキシ基、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を表す。
ｎＡ２は、１～５のいずれかの整数を表す。ｎＡ２が２以上のとき、複数のＸ
a2
は互いに同一であっても異なっていてもよい。
ｎＡ２２は、０～４のいずれかの整数を表す。ｎＡ２２が２以上のとき、複数のＲ
a27
は互いに同一であっても異なっていてもよい。］
【請求項７】
（１）請求項１又は２に記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
（２）塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
（３）組成物層に露光する工程、
（４）露光後の組成物層を加熱する工程、及び
（５）加熱後の組成物層を現像する工程、
を含むレジストパターンの製造方法。

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レジストパターンの製造方法に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、下記式で表されるカルボン酸塩が記載されている。
TIFF
2024149452000001.tif
26
41
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
ＷＯ２０１５－０１９９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記のカルボン酸塩を含有する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、ＣＤ均一性（ＣＤＵ）が良好なレジストパターンを形成するカルボン酸塩を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の発明を含む。
［１］式（Ｉ）で表されるカルボン酸塩を含有するカルボン酸発生剤、該カルボン酸発生剤以外の酸発生剤及び酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂を含有するレジスト組成物。
TIFF
2024149452000002.tif
55
87
［式（Ｉ）中、
Ｘは、硫黄原子又はヨウ素原子を表す。
Ｒ
４
、Ｒ
７
、Ｒ
８
及びＲ
９
は、それぞれ独立に、ハロゲン原子又は炭素数１～３６の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、置換基を有してもよく、該炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＳＯ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。Ｘが硫黄原子の場合、Ｒ
７
とＲ
８
又はＲ
８
とＲ
９
が結合して、Ｓ
＋
を含む環を形成してもよい。該環を形成するＲ
７
とＲ
８
又はＲ
８
とＲ
９
は、Ｓ
＋
と結合する２つのベンゼン環の間に形成される単結合であってもよい。該環に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＳＯ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。
ｍ４は、０～５のいずれかの整数を表し、ｍ４が２以上のとき、複数のＲ
４
は互いに同一であっても異なってもよい。
ｍ７は、０～４のいずれかの整数を表し、ｍ７が２以上のとき、複数のＲ
７
は互いに同一であっても異なってもよい。
ｍ８は、０～５のいずれかの整数を表し、ｍ８が２以上のとき、複数のＲ
８
は互いに同一であっても異なってもよい。
ｍ９は、０～５のいずれかの整数を表し、ｍ９が２以上のとき、複数のＲ
９
は互いに同一であっても異なってもよい。
ｍ１０は、０又は１を表し、Ｘが硫黄原子の場合、ｍ１０は１であり、Ｘがヨウ素原子の場合、ｍ１０は０である。
Ｘ
０
は、置換基を有してもよい炭素数２～７２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。］
［２］Ｘ
０
が、炭素数３～３６の脂環式炭化水素基、炭素数６～３６の芳香族炭化水素基、又は、炭素数１～１８の鎖式炭化水素基と炭素数３～３６の脂環式炭化水素基もしくは炭素数６～３６の芳香族炭化水素基とを組み合わせた基であり、
該脂環式炭化水素基、該鎖式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基は、フッ素原子、ヨウ素原子、炭素数１～４のフッ化アルキル基又はヒドロキシ基を有してもよく、該脂環式炭化水素基及び鎖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い［１］に記載のレジスト組成物。
［３］Ｘ
０
が、式（ａａ）で表される基である［１］又は［２］に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024149452000003.tif
17
69
［式（ａａ）中、
Ｘ
ａ
及びＸ
ｂ
は、それぞれ独立に、－Ｏ－又は－Ｓ－を表す。
Ｘ
１ａ
は、置換基を有してもよい炭素数１～２４の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる－ＣＨ
２
【発明の効果】
【０００６】
本発明のレジスト組成物を用いることにより、良好なＣＤ均一性（ＣＤＵ）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】
【０００７】
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」等の表記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種以上結合させた基を意味し、それら基の価数は結合形態によって適宜変更してもよい。「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－Ｃ－Ｃ－基（単結合）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、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等）を形成する基を意味する。塩基不安定基とは、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等）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。
【０００８】
＜レジスト組成物＞
本発明のレジスト組成物は、式（Ｉ）で表されるカルボン酸塩を含有するカルボン酸発生剤と、該カルボン酸発生剤以外の酸発生剤（以下、「酸発生剤（Ｂ）」という場合がある。）と、酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂とを含有する。
ここで、「酸不安定基」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）に変換する基を意味する。
本発明のレジスト組成物は、溶剤（以下「溶剤（Ｅ）」という場合がある）を含有することが好ましい。
【０００９】
〔式（Ｉ）で表されるカルボン酸塩〕
本発明は、式（Ｉ）で表されるカルボン酸塩（以下「塩（Ｉ）」又は「カルボン酸塩（Ｉ）」という場合がある）に関する。
塩（Ｉ）のうち、正電荷を有する側を「カチオン（Ｉ）」、負電荷を有する側を「アニオン（Ｉ）」と称することがある。
【００１０】
（カチオン（Ｉ））
式（Ｉ）で表される塩のカチオン（Ｉ）は、式（Ｉ－Ｃ）で表されるカチオンである。
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2024149452000009.tif
54
72
［式（Ｉ－Ｃ）中、全ての符号は、式（Ｉ）と同じ意味を表す。］
（【００１１】以降は省略されています）

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