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公開番号2025007433
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023108823
出願日2023-06-30
発明の名称レジスト組成物及びレジストパターン形成方法
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 7/039 20060101AFI20250109BHJP(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】高感度化が図れ、かつ、リソグラフィー特性が良好で、ディフェクトが低減されたレジストパターンを形成できるレジスト組成物、及び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の提供。
【解決手段】一般式(a0-1)で表される化合物から誘導される構成単位(a0)を有する樹脂成分(A1)と、塩基解離性基を含む構成単位(f1)を有するフッ素樹脂成分(F1)とを含有するレジスト組成物(式中、W⁰¹は、重合性基含有基;La⁰¹及びLa⁰²は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基;Ar⁰¹は、芳香族炭化水素基;Ya⁰¹は、2価の連結基又は単結合である)。
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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）と、
塩基解離性基を含む構成単位（ｆ１）を有するフッ素樹脂成分（Ｆ１）と、を含有し、
前記樹脂成分（Ａ１）は、下記一般式（ａ０－１）で表される化合物から誘導される構成単位（ａ０）を有し、
前記塩基解離性基を含む構成単位（ｆ１）は、下記一般式（ｆ１－１）で表される構成単位（ｆ１－１）、下記一般式（ｆ１－２）で表される構成単位（ｆ１－２）及び下記一般式（ｆ１－３）で表される構成単位（ｆ１－３）からなる群より選ばれる少なくとも１種を含有する、レジスト組成物。
TIFF
2025007433000112.tif
45
170
［式中、Ｗ
０１
は、重合性基含有基を表す。Ｌａ
０１
及びＬａ
０２
は、それぞれ独立に、単結合又は２価の連結基を表す。Ａｒ
０１
は、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基を表す。Ｙａ
０１
は、２価の連結基又は単結合を表す。Ｖａ
０１
は、単結合、アルキレン基又はフッ素化アルキレン基を表す。ただし、Ｙａ
０１
及びＶａ
０１
が共に単結合となることはない。Ｒａ
０１
は、水素原子、フッ素原子、又は炭素原子数１～５のフッ素化アルキル基を表す。ｍは１以上の整数であって、Ｍ
ｍ＋
はｍ価のカチオンである。］
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2025007433000113.tif
68
170
［式中、各Ｒは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１～５のアルキル基又は炭素数１～５のハロゲン化アルキル基であり；Ｌｆ
１
及びＬｆ
２
は、それぞれ独立に、酸解離性基を含まない２価の連結基であり；Ｒｆ
１
及びＲｆ
３
は、それぞれ独立に、フッ素原子を有する有機基であり；Ｒｆ
２
は、１価の有機基であり、ただし、Ｌｆ
２
及びＲｆ
２
の少なくとも一方は水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基であり；Ａ
ａｒｙｌ
は、置換基を有してもよい２価の芳香族炭化水素基であり；Ｌｆ
３
は、単結合、又は多環構造を有さず、かつ、酸解離性基を含まない２価の連結基である。］
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記一般式（ａ０－１）中、Ｌａ
０１
が、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有してもよい脂環式炭化水素基である、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項３】
前記構成単位（ａ０）が、下記一般式（ａ０－１－１）で表される構成単位である、請求項１に記載のレジスト組成物。
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2025007433000114.tif
61
170
［式中、Ｒは、水素原子、炭素原子数１～５のアルキル基、又は炭素原子数１～５のハロゲン化アルキル基を表す。Ｙｘ
０１
は、ヘテロ原子を含む２価の連結基又は単結合を表す。Ｌａ
０１１
は、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有してもよい脂環式炭化水素基を表す。Ｌａ
０２１
は、２価の連結基を表す。Ａｒ
０１１
は、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基を表す。Ｙａ
０１１
は、２価の連結基又は単結合を表す。Ｖａ
０１１
は、単結合、アルキレン基又はフッ素化アルキレン基を表す。ただし、Ｙａ
０１１
及びＶａ
０１１
が共に単結合となることはない。Ｒａ
０１１
は、水素原子、フッ素原子、又は炭素原子数１～５のフッ素化アルキル基である。ｍは１以上の整数であって、Ｍ
ｍ＋
はｍ価のカチオンである。］
【請求項４】
前記フッ素樹脂成分（Ｆ１）が、前記構成単位（ｆ１）と、下記一般式（ｆ３－１）で表される構成単位（ｆ３）とを有する、請求項１に記載のレジスト組成物。
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2025007433000115.tif
28
170
［式中、Ｒ水素原子、炭素数１～５のアルキル基又は炭素数１～５のハロゲン化アルキル基である。］
【請求項５】
前記フッ素樹脂成分（Ｆ１）が、前記構成単位（ｆ１）と、ラクトン含有環式基を含む構成単位（ｆ４）とを有する、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項６】
前記フッ素樹脂成分（Ｆ１）が、前記構成単位（ｆ１）と、下記一般式（ｆ５－１）で表される化合物から誘導される構成単位を有する、請求項１に記載のレジスト組成物。
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2025007433000116.tif
44
170
［式中、Ｗ
２
は、重合性基含有基である。Ｙａ
ｘ２
は、単結合又は（ｎ
ａｘ２
＋１）価の連結基である。Ｙａ
ｘ２
とＷ
２
とは縮合環を形成していてもよい。Ｒｆ
５１
は炭素原子数１～１２のフッ素化アルキル基である。Ｒｆ
５２
はフッ素原子を有してもよい炭素原子数１～１２の有機基又は水素原子である。ｎ
ａｘ２
は、１～３の整数である。］
【請求項７】
前記樹脂成分（Ａ１）は、前記構成単位（ａ０）と、下記一般式（ａ１０－１－１）で表される構成単位とを有する共重合体である、請求項１に記載のレジスト組成物。
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2025007433000117.tif
46
170
［式中、Ｒｓｔは、水素原子またはメチル基を表す。ｍ０１は１～３の整数を表す。］
【請求項８】
前記一般式（ａ０－１）中、Ａｒ
０１
は、置換基として少なくともヨウ素原子を２個以上有する芳香族炭化水素基である、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項９】
前記樹脂成分（Ａ１）は、前記構成単位（ａ０）と、下記一般式（ａ１－１－１）で表される構成単位とを有する共重合体である、請求項１に記載のレジスト組成物。
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2025007433000118.tif
70
170
［式中、Ｒは、水素原子、炭素原子数１～５のアルキル基又は炭素原子数１～５のハロゲン化アルキル基である。Ｖａ
１
は、エーテル結合を有してもよい２価の炭化水素基である。ｎ
ａ１
は、０～２の整数である。Ｒａ
１１
は、下記一般式（ａ１－ｒ２－１１）で表される酸解離性基である。
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2025007433000119.tif
37
170
［式中、Ｒａ’
１０
は、一部がハロゲン原子又はヘテロ原子含有基で置換されていてもよい直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数１～１２のアルキル基を示す。Ｒａ’
１１１
はＲａ’
１０
が結合した炭素原子と共に単環の脂肪族環式基を形成する基を示す。］
【請求項１０】
支持体上に、請求項１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。

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形成方法に関する。
続きを表示（約 2,200 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。
【０００３】
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。
【０００４】
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、特定の構成単位を有する樹脂が用いられている。また、パターンの微細化が進むのに伴い、レジスト材料には、種々のリソグラフィー特性の向上にとともに、ディフェクト（表面欠陥）発生を抑えることも求められている。
例えば、特許文献１には、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位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とを有する樹脂成分、及び塩基解離性基を含む構成単位を有するフッ素樹脂成分を併用するレジスト組成物が記載されている。当該レジスト組成物により、リソグラフィー特性の向上が図られるとともに、ディフェクト発生が低減できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－０２２０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
リソグラフィー技術のさらなる進歩、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。そして、これに伴い、半導体素子等を製造する際には、微細なパターンを良好な形状で形成できる技術が求められる。例えば、ＥＵＶやＥＢによるリソグラフィーでは、数十ｎｍの微細なパターン形成が目標とされる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高感度化が図れ、かつ、リソグラフィー特性が良好で、ディフェクトが低減されたレジストパターンを形成できるレジスト組成物、及び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】
【０００８】
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）と、塩基解離性基を含む構成単位（ｆ１）を有するフッ素樹脂成分（Ｆ１）と、を含有し、前記樹脂成分（Ａ１）は、下記一般式（ａ０－１）で表される化合物から誘導される構成単位（ａ０）を有し、前記塩基解離性基を含む構成単位（ｆ１）は、下記一般式（ｆ１－１）で表される構成単位（ｆ１－１）、下記一般式（ｆ１－２）で表される構成単位（ｆ１－２）及び下記一般式（ｆ１－３）で表される構成単位（ｆ１－３）からなる群より選ばれる少なくとも１種を含有する、レジスト組成物である。
【０００９】
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2025007433000001.tif
45
170
［式中、Ｗ
０１
は、重合性基含有基を表す。Ｌａ
０１
及びＬａ
０２
は、それぞれ独立に、単結合又は２価の連結基を表す。Ａｒ
０１
は、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基を表す。Ｙａ
０１
は、２価の連結基又は単結合を表す。Ｖａ
０１
は、単結合、アルキレン基又はフッ素化アルキレン基を表す。ただし、Ｙａ
０１
及びＶａ
０１
が共に単結合となることはない。Ｒａ
０１
は、水素原子、フッ素原子、又は炭素原子数１～５のフッ素化アルキル基を表す。ｍは１以上の整数であって、Ｍ
ｍ＋
はｍ価のカチオンである。］
【００１０】
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2025007433000002.tif
68
170
［式中、各Ｒは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１～５のアルキル基又は炭素数１～５のハロゲン化アルキル基であり；Ｌｆ
１
及びＬｆ
２
は、それぞれ独立に、酸解離性基を含まない２価の連結基であり；Ｒｆ
１
及びＲｆ
３
は、それぞれ独立に、フッ素原子を有する有機基であり；Ｒｆ
２
は、１価の有機基であり、ただし、Ｌｆ
２
及びＲｆ
２
の少なくとも一方は水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基であり；Ａ
ａｒｙｌ
は、置換基を有してもよい２価の芳香族炭化水素基であり；Ｌｆ
３
は、単結合、又は多環構造を有さず、かつ、酸解離性基を含まない２価の連結基である。］
（【００１１】以降は省略されています）

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