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公開番号2024152705
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2024064630
出願日2024-04-12
発明の名称化合物、該化合物に由来する構造単位を含む樹脂、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G03F 7/038 20060101AFI20241018BHJP(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】良好なパターン倒れ耐性を有するレジストパターンを製造することができる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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[R⁰は、ハロゲン原子を有していてもよいアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。X¹は、単結合、*-O-**、*-CO-O-**等を表す。L¹は、単結合又は置換/非置換の炭化水素基を表す。Arは、置換/非置換の芳香族炭化水素基を表す。A¹は炭化水素基を表す。R¹は、ハロゲン原子又はハロアルキル基を表す。R²は、ハロゲン原子、ハロアルキル基又は炭化水素基を表す。R³は、-R¹⁰、-CO-R¹⁰、-CO-O-R¹⁰、-L¹⁰-CO-O-R¹⁰を表す。L¹⁰はアルカンジイル基を表す。R¹⁰は、置換/非置換の酸安定炭化水素基を表す。]
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
式（Ｉ）で表される構造単位を含む樹脂を含有するレジスト組成物。
TIFF
2024152705000227.tif
39
110
［式（Ｉ）中、
Ｒ
０
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、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Ｘ
１
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種以上の結合種を表す。
＊及び＊＊は、結合部位を表し、＊は、Ｒ
０
が結合した炭素原子との結合部位を表す。
Ｌ
１
は、単結合又は置換基を有してもよい炭素数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。
Ａｒは、置換基を有してもよい炭素数６～１８の芳香族炭化水素基を表す。
Ａ
１
は、炭素数１～２０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－、－ＣＯ－、－Ｓ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。
Ｒ
１
は、ハロゲン原子又は炭素数１～１２のハロアルキル基を表す。
Ｒ
２
は、ハロゲン原子、炭素数１～１２のハロアルキル基又は炭素数１～１８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、該ハロアルキル基及び該炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－ＣＯ－、－Ｓ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。
Ｒ
３
は、－Ｒ
１０
、－ＣＯ－Ｒ
１０
、－ＣＯ－Ｏ－Ｒ
１０
、－Ｌ
１０
－ＣＯ－Ｏ－Ｒ
１０
を表す。
Ｌ
１０
は、炭素数１～６のアルカンジイル基を表す。
Ｒ
１０
は、置換基を有してもよい酸安定炭化水素基を表す。
ｍ１は、１～６のいずれかの整数を表し、ｍ１が２以上のとき、複数の括弧内の基は互いに同一であっても異なってもよい。
ｍ２は、０～３のいずれかの整数を表し、ｍ２が２以上のとき、複数のＲ
２
は互いに同一であっても異なってもよい。］
続きを表示（約 2,600 文字）【請求項２】
Ｘ
１
が、単結合又は式（Ｘ
１
－１）～式（Ｘ
１
－１０）のいずれかで表される基である請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024152705000228.tif
45
169
［式（Ｘ
１
－１）～式（Ｘ
１
－１０）中、
＊、＊＊は結合部位であり、＊はＲ
０
が結合した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
２０
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３】
Ｘ
１
が、単結合又は式（Ｘ
１
－１’）及び式（Ｘ
１
－３’）～式（Ｘ
１
－１０’）のいずれか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
2024152705000229.tif
47
125
［式（Ｘ
１
－１’）及び式（Ｘ
１
－３’）～式（Ｘ
１
－１０’）中、
＊及び＊＊は結合部位を表し、＊は、Ｒ
０
と結合する炭素原子との結合部位を表す。］
【請求項４】
Ｌ
１
が、単結合、炭素数１～４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。）又は炭素数１～４の鎖式炭化水素基と炭素数３～１８の脂環式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、該脂環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。）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】
Ａｒが、置換基を有してもよい炭素数６～１０の芳香族炭化水素基である請求項１又は２に記載のレジスト組成物。
【請求項６】
Ａ
１
が、＊＊＊－Ｘ
０１
－Ｌ
０１
－又は＊＊＊－Ｌ
０１
－Ｘ
０１
－であり、
Ｘ
０１
は、－Ｏ－、－ＣＯ－、－Ｓ－又は－ＳＯ
２
－を表し、
Ｌ
０１
は、単結合又は炭素数１～１８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－、－ＣＯ－、－Ｓ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよく、
＊＊＊は、Ａｒとの結合部位を表す請求項１又は２に記載のレジスト組成物。
【請求項７】
Ｘ
０１
が、－Ｏ－又は－ＣＯ－である請求項６に記載のレジスト組成物。
【請求項８】
Ｌ
０１
が、炭素数１～６のアルカンジイル基（該アルカンジイル基に含まれる－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６に記載のレジスト組成物。
【請求項９】
Ｒ
１０
の置換基を有してもよい酸安定炭化水素基が、式（１０ａ－１）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
2024152705000230.tif
9
94
［式（１０ａ－１）中、
Ｌ
１１
は、単結合又は炭素数１～６のアルカンジイル基を表す。
Ａｒ
１１
は、炭素数６～１８の芳香族炭化水素基を表す。
Ｒ
１１ａ
は、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有してもよい炭素数１～１２のアルキル基を表し、該アルキル基に含まれる－ＣＨ
２
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。
ｍ１１ａは、０～８のいずれかの整数を表す。
＊は、結合部位を表す。］
【請求項１０】
Ｒ
１０
の置換基を有してもよい酸安定炭化水素基が、式（１０ａ－２）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
2024152705000231.tif
16
70
［式（１０ａ－２）中、
Ｌ
１１
は、単結合又は炭素数１～６のアルカンジイル基を表す。
Ｒ
１１ｂ
及びＲ
１１ｃ
は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１～１８の炭化水素基であり、Ｒ
１１ｄ
は、水素原子であるか、
Ｒ
１１ｂ
及びＲ
１１ｃ
は、互いに結合し、炭素数３～３６の脂環式炭化水素基を形成し、Ｒ
１１ｄ
は、水素原子であるか、
Ｒ
１１ｂ
、Ｒ
１１ｃ
及びＲ
１１ｄ
は、互いに結合し、炭素数４～３６の脂環式炭化水素基を形成する。
Ｒ
１１ｂ
及びＲ
１１ｃ
が互いに結合し形成する脂環式炭化水素基及びＲ
１１ｂ
、Ｒ
１１ｃ
及びＲ
１１ｄ
が互いに結合し形成する脂環式炭化水素基は、それぞれ独立に、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有してもよい炭素数１～１２のアルキル基を有してもよく、該アルキル基に含まれる－ＣＨ
２
－は、－Ｏ－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。
＊は結合部位を表す。］
（【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、化合物、該化合物に由来する構造単位を含む樹脂、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 4,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、下記構造単位を有する樹脂を含有するレジスト組成物が、それぞれ記載されている。
TIFF
2024152705000001.tif
43
60
特許文献２には、下記構造単位を有する樹脂と、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
2024152705000002.tif
46
32
特許文献３には、下記構造単位を有する樹脂と、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
2024152705000003.tif
43
24
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１３０８０７号公報
特開２０２２－０７５５５５号公報
特開２０２２－０７５５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記レジスト組成物から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ことを課題とする。
【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）で表される構造単位を含む樹脂を含有するレジスト組成物。
TIFF
2024152705000004.tif
40
100
［式（Ｉ）中、
Ｒ
０
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、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Ｘ
１
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種以上の結合種を表す。
＊及び＊＊は、結合部位を表し、＊は、Ｒ
０
が結合した炭素原子との結合部位を表す。
Ｌ
１
は、単結合又は置換基を有してもよい炭素数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。
Ａｒは、置換基を有してもよい炭素数６～１８の芳香族炭化水素基を表す。
Ａ
１
は、炭素数１～２０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－、－ＣＯ－、－Ｓ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。
Ｒ
１
は、ハロゲン原子又は炭素数１～１２のハロアルキル基を表す。
Ｒ
２
は、ハロゲン原子、炭素数１～１２のハロアルキル基又は炭素数１～１８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、該ハロアルキル基及び該炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－ＣＯ－、－Ｓ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わっていてもよい。
Ｒ
３
は、－Ｒ
１０
、－ＣＯ－Ｒ
１０
、－ＣＯ－Ｏ－Ｒ
１０
、－Ｌ
１０
－ＣＯ－Ｏ－Ｒ
１０
を表す。
Ｌ
１０
は、炭素数１～６のアルカンジイル基を表す。
Ｒ
１０
は、置換基を有してもよい酸安定炭化水素基を表す。
ｍ１は、１～６のいずれかの整数を表し、ｍ１が２以上のとき、複数の括弧内の基は互いに同一であっても異なってもよい。
ｍ２は、０～３のいずれかの整数を表し、ｍ２が２以上のとき、複数のＲ
２
は互いに同一であっても異なってもよい。］
〔２〕Ｘ
１
が、単結合又は式（Ｘ
１
－１）～式（Ｘ
１
－１０）のいずれかで表される基である〔１〕に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024152705000005.tif
45
169
［式（Ｘ
１
－１）～式（Ｘ
１
－１０）中、
＊、＊＊は結合部位であり、＊はＲ
０
が結合した炭素原子との結合部位を表す。
【発明の効果】
【０００６】
本発明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】
【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一種」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。「酸安定炭化水素基」とは、酸（例えばトリフルオロメタンスルホン酸等）と接触しても、脱離しない基（酸によって脱離する脱離基を含まない。）を意味する。「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。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。
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）で表される構造単位（以下「構造単位（Ｉ）」という場合がある）を含む樹脂（以下「樹脂（Ａ）」という場合がある）を含有する。さらに、本発明のレジスト組成物は、酸発生剤（以下、「酸発生剤（Ｂ）」という場合がある。）を含有してもよいし、樹脂（Ａ）以外の樹脂を含有していてもよい。
本発明のレジスト組成物は、酸発生剤から発生する酸よりも酸性度の弱い酸を発生する塩等のクエンチャー（以下「クエンチャー（Ｃ）」という場合がある）を含有することが好ましく、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】
＜樹脂（Ａ）＞
樹脂（Ａ）は、構造単位（Ｉ）を含む樹脂である。
〈構造単位（Ｉ）〉
構造単位（Ｉ）は、以下の式で表される。
TIFF
2024152705000016.tif
39
100
［式（Ｉ）中、全ての符号は、それぞれ前記と同じ意味を表す。］
【００１０】
式（Ｉ）において、Ｒ
０
のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ペンチル基及びｎ－ヘキシル基等が挙げられ、好ましくは、炭素数１～４のアルキル基であり、より好ましくは、炭素数１～３のアルキル基であり、さらに好ましくは、メチル基又はエチル基である。アルキル基の炭素数は、好ましくは１～４であり、より好ましくは１～３であり、さらに好ましくは１又は２である。
Ｒ
０
のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
Ｒ
０
のハロゲン原子を有するアルキル基としては、フッ化アルキル基、塩化アルキル基、臭化アルキル基、ヨウ化アルキル基等が挙げられ、具体的には、トリフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロｓｅｃ－ブチル基、ペルフルオロｔｅｒｔ－ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、ペルクロロメチル基、ペルブロモメチル基及びペルヨードメチル基等が挙げられる。
Ｒ
０
は、水素原子又は炭素数１～４のアルキル基であることが好ましく、水素原子又は炭素数１～３のアルキル基であることがより好ましく、水素原子、メチル基又はエチル基であることがさらに好ましく、水素原子又はメチル基であることがさらにより好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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