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公開番号2024154780
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-31
出願番号2023068836
出願日2023-04-19
発明の名称感放射線性組成物及びレジストパターン形成方法
出願人JSR株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G03F 7/039 20060101AFI20241024BHJP(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】レジストパターン形成方法及び重合体を提供する。
【解決手段】脂肪族カルボン酸のカルボキシ基の水素原子が下記式(a-1)又は式(a-2)で表される酸解離性基で置換された部分構造を含む第1構造単位、フェノール性ヒドロキシ基の水素原子が下記式(a-1)又は式(a-2)で表される酸解離性基で置換された部分構造を含む第2構造単位、脂肪族カルボン酸のカルボキシ基の水素原子が置換又は非置換の不飽和脂環式炭化水素基で置換された部分構造を含む第3構造単位、及び、芳香族カルボン酸のカルボキシ基の水素原子が酸解離性基で置換された部分構造を含む第4構造単位からなる群より選択される少なくとも一種の構造単位を有する第1重合体を含有する感放射線性組成物。
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【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
脂肪族カルボン酸のカルボキシ基の水素原子が下記式（ａ－１）又は式（ａ－２）で表される酸解離性基で置換された部分構造を含む第１構造単位、フェノール性ヒドロキシ基の水素原子が下記式（ａ－１）又は式（ａ－２）で表される酸解離性基で置換された部分構造を含む第２構造単位、脂肪族カルボン酸のカルボキシ基の水素原子が置換又は非置換の不飽和脂環式炭化水素基で置換された部分構造を含む第３構造単位、及び、芳香族カルボン酸のカルボキシ基の水素原子が酸解離性基で置換された部分構造を含む第４構造単位からなる群より選択される少なくとも一種の構造単位を有する第１重合体と、
１価の感放射線性オニウムカチオン部及び１価の有機酸アニオン部を有し、前記１価の感放射線性オニウムカチオン部は、少なくとも１つの水素原子がヨード基で置換された芳香環構造、並びに、少なくとも１つの水素原子がシアノ基、フルオロ基及びフッ素原子含有基からなる群より選択される少なくとも一種の基で置換された芳香環構造を含む化合物と
を含有する感放射線性組成物。
TIFF
2024154780000037.tif
30
165
（式（ａ－１）中、Ａｒ
１
は、置換又は非置換の環員数５～３０の芳香環構造から１個の水素原子を除いた基である。Ｒ
１
及びＲ
２
は、それぞれ独立して、置換又は非置換の炭素数１～１０の１価の脂肪族炭化水素基であるか、又はＲ
１
とＲ
２
とが互いに合わせられＡｒ
１
が結合する炭素原子と共に炭素数３～８の飽和脂環式炭化水素環を形成する。＊は、脂肪族カルボン酸のカルボキシ基のエーテル性酸素原子又はフェノール性ヒドロキシ基の酸素原子との結合部位を示す。）
TIFF
2024154780000038.tif
39
165
（式（ａ－２）中、Ｒ
ｖ１
～Ｒ
ｖ３
は、それぞれ独立して、水素原子又は置換若しくは非置換の炭素数１～１０の１価の鎖状炭化水素基である。ｔは、１又は２である。＊は、脂肪族カルボン酸のカルボキシ基のエーテル性酸素原子又はフェノール性ヒドロキシ基の酸素原子との結合部位を示す。）
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
上記感放射線性オニウムカチオン部が下記式（２）で表される請求項１に記載の感放射線性組成物。
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2024154780000039.tif
57
165
式（２）中、ａは、０～７の整数である。ｂは、０～４の整数である。ｃは、０～４の整数である。但し、ａ＋ｂ＋ｃは、２以上である。Ｒ
３
、Ｒ
４
及びＲ
５
は、それぞれ独立して、炭素数１～２０の１価の有機基、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基又はハロゲノ基である。但し、Ｒ
３
、Ｒ
４
及びＲ
５
のうち少なくとも１つはヨード基であり、且つＲ
３
、Ｒ
４
及びＲ
５
のうち少なくとも１つはシアノ基、フルオロ基及びフッ素原子含有基からなる群より選択される少なくとも一種の基である。ａが２以上の場合、複数のＲ
３
は互いに同一又は異なる。ｂが２以上の場合、複数のＲ
４
は互いに同一又は異なる。ｃが２以上の場合、複数のＲ
５
は互いに同一又は異なる。Ｒ
６
及びＲ
７
は、それぞれ独立して、水素原子、シアノ基、ハロゲノ基若しくは炭素数１～１０の１価のフッ素化炭化水素基であるか、又はＲ
６
とＲ
７
とが互いに合わせられ単結合を表す。ｎ
１
は、０又は１である。
【請求項３】
上記式（ａ－１）のＡｒ
１
を与える置換又は非置換の環員数５～３０の芳香環構造が、置換又は非置換の環員数６～３０の芳香族炭化水素環構造である請求項１に記載の感放射線性組成物。
【請求項４】
上記第１構造単位が下記式（３－１）で表され、上記第２構造単位が式（３－２）で表され、上記第３構造単位が式（３－３）で表され、上記第４構造単位が式（３－４）で表される、請求項１に記載の感放射線性組成物。
TIFF
2024154780000040.tif
56
165
（上記式（３－１）中、Ｚは、上記式（ａ－１）又は式（ａ－２）で表される酸解離性基である。Ｗ
１
は、置換若しくは非置換の２価の脂肪族炭化水素基、又は、置換若しくは非置換の２価の脂環式炭化水素基であり、当該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基はラクトン環含有基、－ＣＯＯ－又は－Ｏ－で置換されていても良い。ｓは、０又は１である。Ｒ
１１
は、水素原子又はメチル基である。
上記式（３－２）中、Ｚは、上記式（ａ－１）又は式（ａ－２）で表される酸解離性基である。Ａｒ
２
は、置換又は非置換の環員数６～３０の芳香族炭化水素環構造から２個の水素原子を除いた基である。Ｒ
１３
は、単結合、酸素原子、－ＣＯＯ－又は－ＣＯＮＨ－である。Ｒ
１２
は、水素原子又はメチル基である。
上記式（３－３）中、Ｙは、置換又は非置換の不飽和脂環式炭化水素基である。Ｗ
２
は、置換若しくは非置換の２価の脂肪族炭化水素基、又は、置換若しくは非置換の２価の脂環式炭化水素基であり、当該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基はラクトン環含有基、－ＣＯＯ－又は－Ｏ－で置換されていても良い。ｔは、０又は１である。Ｒ
１４
は、水素原子又はメチル基である。
上記式（３－４）中、Ｖは、酸解離性基である。Ａｒ
３
は、置換又は非置換の２価の芳香族炭化水素基である。ｒは、０又は１である。Ｒ
１６
は、置換又は非置換の２価の脂肪族炭化水素基、置換又は非置換の２価の脂環式炭化水素基、－ＣＯ－、－Ｏ－及び－ＮＨ－からなる群より選択される少なくとも一種を組み合わせてなる２価の基である。Ｒ
１５
は、水素原子又はメチル基である。
）
【請求項５】
上記第１重合体がフェノール性ヒドロキシ基を含む構造単位をさらに有する、請求項１に記載の感放射線性組成物。
【請求項６】
基板に直接又は間接に請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の感放射線性組成物を塗工する工程と、
上記塗工により形成されたレジスト膜を露光する工程と、
上記露光されたレジスト膜を現像する工程と
を備えるレジストパターン形成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、感放射線性組成物及びレジストパターン形成方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
リソグラフィーによる微細加工に用いられる感放射線性組成物は、ＡｒＦエキシマレーザー光（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外線、極端紫外線（ＥＵＶ）（波長１３．５ｎｍ）等の電磁波、電子線等の荷電粒子線などの放射線の照射により露光部に酸を発生させ、この酸を触媒とする化学反応により露光部と非露光部との現像液に対する溶解速度に差異を生じさせることで基板上にレジストパターンを形成する。
【０００３】
感放射線性組成物には、極端紫外線、電子線等の露光光に対する感度が良好であることに加え、ＣＤＵ（ＣｒｉｔｉｃａｌＤｉｍｅｎｓｉｏｎＵｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）性能及び現像欠陥抑制性等に優れることが要求される。
【０００４】
これらの要求に対しては、感放射線性組成物に用いられる重合体、酸発生剤及びその他の成分の種類、分子構造などが検討され、さらにその組み合わせについても詳細に検討されている（特開２０１０－１３４２７９号公報、特開２０１４－２２４９８４号公報及び特開２０１６－０４７８１５号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１０－１３４２７９号公報
特開２０１４－２２４９８４号公報
特開２０１６－０４７８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レジストパターンのさらなる微細化に伴い、上記性能の要求レベルはさらに高まっており、これらの要求を満たす感放射線性組成物が求められている。
【０００７】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、感度、ＣＤＵ性能及び現像欠陥抑制性に優れる感放射線性組成物及びレジストパターン形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた発明は、脂肪族カルボン酸のカルボキシ基の水素原子が下記式（ａ－１）又は式（ａ－２）で表される酸解離性基で置換された部分構造を含む第１構造単位、フェノール性ヒドロキシ基の水素原子が下記式（ａ－１）又は式（ａ－２）で表される酸解離性基で置換された部分構造を含む第２構造単位、脂肪族カルボン酸のカルボキシ基の水素原子が置換又は非置換の不飽和脂環式炭化水素基で置換された部分構造を含む第３構造単位、及び、芳香族カルボン酸のカルボキシ基の水素原子が酸解離性基で置換された部分構造を含む第４構造単位からなる群より選択される少なくとも一種の構造単位を有する第１重合体（以下、「［Ａ］重合体」ともいう）と、１価の感放射線性オニウムカチオン部及び１価の有機酸アニオン部を有し、前記１価の感放射線性オニウムカチオン部は、少なくとも１つの水素原子がヨード基で置換された芳香環構造、並びに、少なくとも１つの水素原子がシアノ基、フルオロ基及びフッ素原子含有基からなる群より選択される少なくとも一種の基で置換された芳香環構造を含む化合物（以下、「［Ｚ］化合物」ともいう）とを含有する感放射線性組成物である。
【０００９】
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2024154780000001.tif
31
165
（式（ａ－１）中、Ａｒ
１
は、置換又は非置換の環員数５～３０の芳香環構造から１個の水素原子を除いた基である。Ｒ
１
及びＲ
２
は、それぞれ独立して、置換又は非置換の炭素数１～１０の１価の脂肪族炭化水素基であるか、又はＲ
１
とＲ
２
とが互いに合わせられＡｒ
１
が結合する炭素原子と共に炭素数３～８の飽和脂環式炭化水素環を形成する。＊は、脂肪族カルボン酸のカルボキシ基のエーテル性酸素原子又はフェノール性ヒドロキシ基の酸素原子との結合部位を示す。）
【００１０】
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2024154780000002.tif
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165
（式（ａ－２）中、Ｒ
ｖ１
～Ｒ
ｖ３
は、それぞれ独立して、水素原子又は置換若しくは非置換の炭素数１～１０の１価の鎖状炭化水素基である。ｔは、１又は２である。＊は、脂肪族カルボン酸のカルボキシ基のエーテル性酸素原子又はフェノール性ヒドロキシ基の酸素原子との結合部位を示す。）
（【００１１】以降は省略されています）

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