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公開番号2024178693
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-25
出願番号2023097027
出願日2023-06-13
発明の名称レジスト組成物、レジストパターン形成方法及び共重合体
出願人東京応化工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G03F 7/004 20060101AFI20241218BHJP(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】レジストパターンを形成する際の高感度化、及びパターンのラフネス低減等のリソグラフィー特性の向上が図られ、かつ、プロセスマージンが広いレジスト組成物、レジストパターン形成方法、及びこれらに有用な共重合体を提供する。
【解決手段】式(a01-b)で表される化合物から誘導される構成単位と、式(a02-d)で表される化合物から誘導される構成単位と、を有する樹脂成分を含有するレジスト組成物。式中、W⁰¹及びW⁰²は、重合性基含有基である。X⁰¹及びX⁰²は、2価の連結基又は単結合である。R⁰は、炭素原子数1～5のフッ素化アルキル基、フッ素原子又は水素原子である。但し、X⁰¹、X⁰²、M^m+及びNⁿ⁺のうちのいずれか1つ以上には、ヨウ素原子が含まれる。
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【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化するレジスト組成物であって、
酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂成分（Ａ１）を含有し、
前記樹脂成分（Ａ１）は、
下記一般式（ａ０１－ｂ）で表される化合物から誘導される構成単位（ａ０１）と、
下記一般式（ａ０２－ｄ）で表される化合物から誘導される構成単位（ａ０２）と
を有する、レジスト組成物。
TIFF
2024178693000109.tif
65
170
［式（ａ０１－ｂ）中、Ｗ
０１
は、重合性基含有基である。Ｘ
０１
は、２価の連結基又は単結合である。Ｒ
０
は、炭素原子数１～５のフッ素化アルキル基、フッ素原子又は水素原子である。Ｍ
ｍ＋
は、ｍ価のオニウムカチオンである。ｍは１以上の整数である。式（ａ０２－ｄ）中、Ｗ
０２
は、重合性基含有基である。Ｘ
０２
は、２価の連結基又は単結合である。Ｎ
ｎ＋
は、ｎ価のオニウムカチオンである。ｎは１以上の整数である。但し、Ｘ
０１
、Ｘ
０２
、Ｍ
ｍ＋
及びＮ
ｎ＋
のうちのいずれか１つ以上には、ヨウ素原子が含まれる。］
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記樹脂成分（Ａ１）は、前記構成単位（ａ０１）と、前記構成単位（ａ０２）と、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位（ａ１）と、下記一般式（ａ１０－１）で表される構成単位（ａ１０）とを有する共重合体を含む、請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2024178693000110.tif
50
170
［式（ａ１０－１）中、Ｒは、炭素原子数１～５のアルキル基、炭素原子数１～５のハロゲン化アルキル基又は水素原子である。Ｙａ
ｘ１
は、２価の連結基又は単結合である。Ｗａ
ｘ１
は、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基である。ｎ
ａｘ１
は、原子価が許容する限り、１以上の整数を表す。］
【請求項３】
支持体上に、請求項１又は２に記載のレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、及び前記露光後のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を有する、レジストパターン形成方法。
【請求項４】
下記一般式（ａ０１－ｂ）で表される化合物から誘導される構成単位（ａ０１）と、
下記一般式（ａ０２－ｄ）で表される化合物から誘導される構成単位（ａ０２）と
を有する、共重合体。
TIFF
2024178693000111.tif
65
170
［式（ａ０１－ｂ）中、Ｗ
０１
は、重合性基含有基である。Ｘ
０１
は、２価の連結基又は単結合である。Ｒ
０
は、炭素原子数１～５のフッ素化アルキル基、フッ素原子又は水素原子である。Ｍ
ｍ＋
は、ｍ価のオニウムカチオンである。ｍは１以上の整数である。式（ａ０２－ｄ）中、Ｗ
０２
は、重合性基含有基である。Ｘ
０２
は、２価の連結基又は単結合である。Ｎ
ｎ＋
は、ｎ価のオニウムカチオンである。ｎは１以上の整数である。但し、Ｘ
０１
、Ｘ
０２
、Ｍ
ｍ＋
及びＮ
ｎ＋
のうちのいずれか１つ以上には、ヨウ素原子が含まれる。］
【請求項５】
前記構成単位（ａ０１）と、前記構成単位（ａ０２）と、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位（ａ１）と、下記一般式（ａ１０－１）で表される構成単位（ａ１０）とを有する共重合体である、請求項４に記載の共重合体。
TIFF
2024178693000112.tif
50
170
［式（ａ１０－１）中、Ｒは、炭素原子数１～５のアルキル基、炭素原子数１～５のハロゲン化アルキル基又は水素原子である。Ｙａ
ｘ１
は、２価の連結基又は単結合である。Ｗａ
ｘ１
は、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基である。ｎ
ａｘ１
は、原子価が許容する限り、１以上の整数を表す。］

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジスト組成物、レジストパターン形成方法及び共重合体に関する。
続きを表示（約 2,000 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。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。
レジスト材料には、これらの露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性が求められる。
このような要求を満たすレジスト材料として、従来、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分と、露光により酸を発生する酸発生剤成分と、を含有する化学増幅型レジスト組成物が用いられている。
【０００３】
化学増幅型レジスト組成物においては、一般的に、リソグラフィー特性等の向上のために、前記基材成分として、複数の構成単位を有する樹脂が用いられている。前記酸発生剤成分としては、これまで多種多様なものが提案されている。例えば、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤などが知られている。
【０００４】
また、化学増幅型レジスト組成物においては、酸発生剤成分として、露光により酸を発生する酸発生基を含む構成単位を導入した高分子化合物が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような高分子化合物は、酸発生剤としての機能と、基材成分としての機能とを併せ持つ。
【０００５】
また、レジスト材料としては、従来、酸発生剤成分とともに、露光により該酸発生剤成分から発生する酸の拡散を制御する酸拡散制御剤を併有する化学増幅型レジスト組成物も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１４－１９７１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リソグラフィー技術の更なる進歩、応用分野の拡大等が進み、急速にパターンの微細化が進んでいる。これに伴い、半導体素子等を製造する際には、微細な寸法のパターンを良好な形状で形成できる技術が求められる。そのため、レジスト組成物には、よりいっそうの高感度化と、パターンのラフネス低減等のリソグラフィー特性のさらなる向上とが求められる。これに加えて、露光量の変動に伴うパターンサイズへの影響など、プロセスの余裕度（プロセスマージン）が広いことも求められる。
しかしながら、特許文献１に記載されているような従来のレジスト組成物においては、これらの要求特性の点で、更なる向上が必要である。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、レジストパターンを形成する際の高感度化、及びパターンのラフネス低減等のリソグラフィー特性の向上が図られ、かつ、プロセスマージンが広いレジスト組成物、当該レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法、及び当該レジスト組成物に有用な共重合体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】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の第１の態様は、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化するレジスト組成物であって、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂成分（Ａ１）を含有し、前記樹脂成分（Ａ１）は、下記一般式（ａ０１－ｂ）で表される化合物から誘導される構成単位（ａ０１）と、下記一般式（ａ０２－ｄ）で表される化合物から誘導される構成単位（ａ０２）とを有する、レジスト組成物である。
【００１０】
TIFF
2024178693000001.tif
65
170
［式（ａ０１－ｂ）中、Ｗ
０１
は、重合性基含有基である。Ｘ
０１
は、２価の連結基又は単結合である。Ｒ
０
は、炭素原子数１～５のフッ素化アルキル基、フッ素原子又は水素原子である。Ｍ
ｍ＋
は、ｍ価のオニウムカチオンである。ｍは１以上の整数である。式（ａ０２－ｄ）中、Ｗ
０２
は、重合性基含有基である。Ｘ
０２
は、２価の連結基又は単結合である。Ｎ
ｎ＋
は、ｎ価のオニウムカチオンである。ｎは１以上の整数である。但し、Ｘ
０１
、Ｘ
０２
、Ｍ
ｍ＋
及びＮ
ｎ＋
のうちのいずれか１つ以上には、ヨウ素原子が含まれる。］
（【００１１】以降は省略されています）

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