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公開番号2024176439
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023094972
出願日2023-06-08
発明の名称感光性組成物、樹脂膜の形成方法、基板の製造方法、及び樹脂
出願人東京応化工業株式会社
代理人個人,個人
主分類G03F 7/038 20060101AFI20241212BHJP(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】極端紫外線(EUV)露光によって、ラフネスの小さいパターン化され樹脂膜を形成可能な感光性組成物と、前述の感光性組成物を用いる樹脂膜の形成方法と、前述の樹脂膜の形成方法を用いる基板の製造方法と、樹脂とを提供すること。
【解決手段】樹脂(A)と、光酸発生剤(B)と、クエンチャー(C)と、架橋剤(D)とを含む感光性組成物において、樹脂(A)として、フェノール性水酸基を有するポリオルガノシロキサン構造を有する樹脂(A1)を用い、樹脂(A)の分子量分散度を1.00以上1.50以下とする。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
樹脂（Ａ）と、光酸発生剤（Ｂ）と、クエンチャー（Ｃ）と、架橋剤（Ｄ）とを含み、
前記樹脂（Ａ）は、フェノール性水酸基を有するポリオルガノシロキサン構造を有する樹脂（Ａ１）を含み、
前記架橋剤（Ｄ）は、露光により前記光酸発生剤（Ｂ）が発生させる酸の作用により、前記樹脂（Ａ）を架橋する化合物であり、
前記樹脂（Ａ）の分子量分散度が１．００以上１．５０以下である、感光性組成物。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記樹脂（Ａ１）が、下記式（ａ１）：
TIFF
2024176439000062.tif
27
134
で表される構成単位を含む、請求項１に記載の感光性組成物。
（前記式（ａ１）中、Ｒ
ａ１
は、フェノール性水酸基を有する炭素原子数６以上２０以下の有機基であり、Ｌ
ａ
は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも１つの原子を含む炭素原子数１以上２０以下の有機基であり、Ｒ
ａ２
は水素原子、又は炭素原子数１以上２０以下の有機基である。）
【請求項３】
前記樹脂（Ａ１）が、ポリオルガノシロキサンであり、
前記樹脂（Ａ１）としての前記ポリオルガノシロキサンの全構成単位の量に対する前記式（ａ１）で表される構成単位の量の割合が５０モル％以上１００モル％以下である、請求項１、又は２に記載の感光性組成物。
【請求項４】
前記光酸発生剤（Ｂ）が、下記式（ｂ１）：
TIFF
2024176439000063.tif
20
134
で表される化合物である、請求項１、又は２に記載の感光性組成物。
（前記式（ｂ１）中、Ｒ
ｂ１
は炭素原子数１以上４０以下の有機基であり、Ｒ
ｂ１
としての前記有機基は、Ｃ－Ｓ結合により、式（ｂ１）中の硫黄原子に結合し、前記Ｃ－Ｓ結合中の炭素原子はフッ素原子と結合し、Ｍ
ｂ１
はスルホニウムカチオン、又はヨードニウムカチオンである。）
【請求項５】
前記クエンチャー（Ｃ）が、下記式（ｃ１）又は式（ｃ２）：
TIFF
2024176439000064.tif
38
134
で表される化合物である、請求項１、又は２に記載の感光性組成物。
（前記式（ｃ１）中、Ｒ
ｃ１
は炭素原子数１以上２０以下の有機基であり、Ｒ
ｃ１
としての前記有機基は、Ｃ－Ｓ結合により、式（ｃ１）中の硫黄原子に結合し、前記Ｃ－Ｓ結合中の炭素原子にフッ素原子が結合せず、Ｍ
ｃ１
はスルホニウムカチオン、又はヨードニウムカチオンである。前記式（ｃ２）中、Ｒ
ｃ２
は炭素原子数１以上２０以下の有機基であり、Ｍ
ｃ２
はスルホニウムカチオン、又はヨードニウムカチオンである。）
【請求項６】
前記架橋剤（Ｄ）が、窒素原子に結合するメチロール基、又は窒素原子に結合するアルコキシメチル基を有するメチロール型架橋剤（Ｄ１）を含む、請求項１、又は２に記載の感光性組成物。
【請求項７】
前記メチロール型架橋剤（Ｄ１）が、メラミン系化合物、グアナミン系化合物、及び尿素系化合物から選択される１種以上である、請求項６に記載の感光性組成物。
【請求項８】
請求項１、又は２に記載の感光性組成物を基板上に塗布して塗布膜を形成することと、
前記塗布膜に対して、極端紫外線を位置選択的に露光することと、
露光された前記塗布膜を、現像液により現像することと、を含む、
パターン化された樹脂膜の形成方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法により、前記基板上にパターン化された前記樹脂膜を形成することと、
パターン化された前記樹脂膜をエッチングマスクとして、前記基板に対してドライエッチングを行うことと、を含む、
エッチングされた基板の製造方法。
【請求項１０】
下記式（ａ１）：
TIFF
2024176439000065.tif
29
134
で表される構成単位を含む、樹脂。
（前記式（ａ１）中、Ｒ
ａ１
は、フェノール性水酸基を有する炭素原子数６以上２０以下の有機基であり、Ｌ
ａ
は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも１つの原子を含む炭素原子数１以上２０以下の有機基であり、Ｒ
ａ２
は水素原子、又は炭素原子数１以上２０以下の有機基である。）

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光性組成物と、前述の感光性組成物を用いる樹脂膜の形成方法と、前述の樹脂膜の形成方法を用いる基板の製造方法と、樹脂と、に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。パターンの微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化（高エネルギー化）が行われている。微細なパターンの形成に用いられる短波長の露光光源としては、極端紫外線（ＥＵＶ）が広く知られている。
【０００３】
ＥＵＶ露光により微細なパターンを形成するために、レジスト材料には、ＥＵＶに対する良好な感度や、微細な寸法のパターンを正確に再現できる解像性等の優れたリソグラフィー特性が求められる。
【０００４】
また、レジスト材料としては、基板加工のマスクとしての機能を果たすために、エッチング耐性が求められることがある。エッチング耐性を有する材料として、通常、シリコン含有ポリマーが基材成分として用いられることが多い。
例えば、特許文献１には、パターンの微細化の目的で、２種の特定の構成単位を有するシルセスキオキサン樹脂と、酸発生剤成分と、架橋剤成分と、を含有し、電子線リソグラフィーやＥＵＶ露光に適用可能なネガ型レジスト組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２００５／０９１０７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
今後、さらなるパターンの微細化に伴ってレジスト膜の薄膜化が進む。そうすると、レジスト膜のエッチング耐性の向上が必要となる。
さらに、パターンの微細化が進むにつれ、レジスト材料には、ＥＵＶ露光を行う際の高い解像性が要求される。また、ラインパターンを形成する場合には、ＬＷＲ（ラインワイズラフネス：ライン幅の不均一性）が低減されたラインパターンを形成できることが感光性組成物に要求される。円形の開口を有するホールを含むホールパターンを形成する場合には、ホールの開口の真円性が向上したホールパターンを形成できることが感光性組成物に要求される。このように、感光性組成物には、ＥＵＶ露光を行う場合のリソグラフィー特性の向上が求められる。
しかしながら、シリコン含有ポリマーを基材成分として含む感光性組成物を用いる場合、高いエッチング耐性を備えるレジスト膜を形成しやすいが、感光性組成物のＥＵＶ露光を行う際のリソグラフィー特性に改良の余地がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、極端紫外線（ＥＵＶ）露光によって、ラフネスの小さいパターン化された樹脂膜を形成可能な感光性組成物と、前述の感光性組成物を用いる樹脂膜の形成方法と、前述の樹脂膜の形成方法を用いる基板の製造方法と、樹脂とを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明者らは、樹脂（Ａ）と、光酸発生剤（Ｂ）と、クエンチャー（Ｃ）と、架橋剤（Ｄ）とを含み感光性組成物において、樹脂（Ａ）として、フェノール性水酸基を有するポリオルガノシロキサン構造を有する樹脂（Ａ１）を用い、樹脂（Ａ）の分子量分散度が１．００以上１．５０以下であることにより、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明の第１の態様は、樹脂（Ａ）と、光酸発生剤（Ｂ）と、クエンチャー（Ｃ）と、架橋剤（Ｄ）とを含み、
樹脂（Ａ）は、フェノール性水酸基を有するポリオルガノシロキサン構造を有する樹脂（Ａ１）を含み、
架橋剤（Ｄ）は、露光により前記光酸発生剤（Ｂ）が発生させる酸の作用により、樹脂（Ａ）を架橋する化合物であり、
樹脂（Ａ）の分子量分散度が１．００以上１．５０以下である、感光性組成物である。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様にかかる感光性組成物を基板上に塗布して塗布膜を形成することと、
塗布膜に対して、極端紫外線を位置選択的に露光することと、
露光された塗布膜を、現像液により現像することと、を含む、
パターン化された樹脂膜の形成方法である。
（【００１１】以降は省略されています）

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