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公開番号2025040236
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-24
出願番号2023147025
出願日2023-09-11
発明の名称レジスト材料、及び、その製造方法
出願人東京応化工業株式会社
代理人弁理士法人一色国際特許事務所
主分類G03F 7/004 20060101AFI20250314BHJP(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】本発明は、ポリ酸塩又はその溶媒和物と溶媒とを含有し、かつ、成膜性を有する新規なレジスト材料及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ポリ酸塩又はその溶媒和物と、第1溶媒と、第2溶媒と、を含む、レジスト材料。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
（Ａ）ポリ酸塩又はその溶媒和物と、（Ｂ）第１溶媒と、（Ｃ）第２溶媒と、
を含む、レジスト材料であって、
前記第１溶媒は、ファンデルワールス体積（Å
３
）あたりの双極子モーメント（Ｄ）の値が０．０５５Ｄ／Å
３
以上であり、かつ、ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合項の値（ΔＨ）が１７ＭＰａ
１／２
以下の溶媒であり、
前記第２溶媒は、前記第１溶媒とは異なる溶媒であって、表面張力の値が２０～３５ｄｙｎｅ／ｃｍであり、かつ、沸点が１６５℃以下のケトン系又はアルコール系溶媒である、
レジスト材料。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記第１溶媒と前記第２溶媒の沸点差が５０℃以下である、請求項１に記載のレジスト材料。
【請求項３】
前記第１溶媒と前記第２溶媒の沸点差が３０℃以下である、請求項１に記載のレジスト材料。
【請求項４】
前記ポリ酸塩のアニオン部が、イソポリオキソモリブデン酸アニオン、イソポリオキソタングステン酸アニオン、イソポリオキソニオブ酸アニオン、イソポリオキソタンタル酸アニオン、ヘテロポリオキソモリブデン酸アニオン、ヘテロポリオキソタングステン酸アニオン、ヘテロポリオキソバナジウム酸アニオン、ヘテロポリオキソニオブ酸アニオン、又は、ヘテロポリオキソタンタル酸アニオンである、請求項１に記載のレジスト材料。
【請求項５】
前記ポリ酸塩のカチオン部が、オニウムカチオンである、請求項１に記載のレジスト材料。
【請求項６】
前記オニウムカチオンが、有機スルホニウムカチオン、有機ヨードニウムカチオン、有機第４級アンモニウムカチオン、又は、有機ホスホニウムカチオンである、請求項５に記載のレジスト材料。
【請求項７】
レジスト材料の製造方法であって、
ポリ酸塩を、前記ポリ酸塩に対して良溶媒である１種以上の第１溶媒に溶解させて良溶媒溶液を得る工程と、
前記良溶媒溶液に第２溶媒を加える工程と、
を有し、
前記第１溶媒は、ファンデルワールス体積（Å
３
）あたりの双極子モーメント（Ｄ）の値が０．０５５Ｄ／Å
３
以上であり、かつ、ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合項の値（ΔＨ）が１７ＭＰａ
１／２
以下の溶媒であり、
前記第２溶媒は、前記第１溶媒とは異なる溶媒であって、表面張力の値が２０～３５ｄｙｎｅ／ｃｍであり、かつ、沸点が１６５℃以下のケトン系又はアルコール系溶媒である、
レジスト材料の製造方法。
【請求項８】
レジスト材料の製造方法であって、
ポリ酸塩を第１溶媒に溶解させて、前記ポリ酸塩の第１溶媒による溶媒和物を得る工程と、
前記ポリ酸塩の溶媒和物を、第１溶媒及び第２溶媒に順次又は同時に溶解させる工程と、
を有し、
前記第１溶媒は、ファンデルワールス体積（Å
３
）あたりの双極子モーメント（Ｄ）の値が０．０５５Ｄ／Å
３
以上であり、かつ、ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合項の値（ΔＨ）が１７ＭＰａ
１／２
以下の溶媒であり、
前記第２溶媒は、前記第１溶媒とは異なる溶媒であって、表面張力の値が２０～３５ｄｙｎｅ／ｃｍであり、かつ、沸点が１６５℃以下のケトン系又はアルコール系溶媒である、
レジスト材料の製造方法。
【請求項９】
レジスト材料の製造方法であって、
ポリ酸塩を、前記ポリ酸塩に対して良溶媒である第１溶媒に溶解させて良溶媒溶液を得る工程と、
前記良溶媒溶液に、前記ポリ酸塩に対して貧溶媒である溶媒を加えて前記ポリ酸塩の溶媒和物を析出させる工程と、
前記ポリ酸塩の溶媒和物を第１溶媒及び第２溶媒に順次又は同時に溶解させる工程と、
を有し、
前記第１溶媒は、ファンデルワールス体積（Å
３
）あたりの双極子モーメント（Ｄ）の値が０．０５５Ｄ／Å
３
以上であり、かつ、ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合項の値（ΔＨ）が１７ＭＰａ
１／２
以下の溶媒であり、
前記貧溶媒は、ファンデルワールス体積（Å
３
）あたりの双極子モーメント（Ｄ）の値が０．０５５Ｄ／Å
３
未満であるか、又は、ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合項の値（ΔＨ）が１７ＭＰａ
１／２
より大きい溶媒であり、
前記第２溶媒は、前記第１溶媒とは異なる溶媒であって、表面張力の値が２０～３５ｄｙｎｅ／ｃｍであり、かつ、沸点が１６５℃以下のケトン系又はアルコール系溶媒である、
レジスト材料の製造方法。
【請求項１０】
前記貧溶媒がケトン系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、アルコール系溶媒、炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、複素環系溶媒、ハロゲン系溶媒、又は、水である、請求項９に記載のレジスト材料の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジスト材料、及び、その製造方法に関する。
続きを表示（約 4,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ポリ酸とは、一般式が［Ｍ
ｘ
Ｏ
ｙ
］
ｎ－
（式中、ｘ、ｙ、ｎはいずれも自然数である。）で表されるアニオン性の金属酸化物クラスターである。ポリ酸を構成する金属原子Ｍは、ポリ原子と呼ばれ、例えば、Ｍｏ（６価又は５価）、Ｗ（６価又は５価）、Ｖ（５価）、Ｎｂ（５価）、Ｔａ（５価）等が挙げられる。ポリ酸は、上記ポリ原子Ｍと酸素酸から構成されるイソポリ酸と、上記ポリ原子Ｍと酸素の他に異なる種類の原子Ｘ（例えば、ヘテロ原子ＸとしてＰ
５＋
、Ｓｉ
４＋
、Ｇｅ
４＋
、Ｂ
３＋
等が挙げられる。）を含むヘテロポリ酸（［Ｘ
ｗ
Ｍ
ｘ
Ｏ
ｙ
］
ｎ－
（式中、ｗ、ｘ、ｙ、ｎはいずれも自然数である。））と、に大別することができる。
【０００３】
イソポリ酸塩及びヘテロポリ酸塩は、オプトエレクトロニクス、触媒等の材料として注目されている。ポリ酸塩及びヘテロポリ酸塩を、水や有機溶媒に対して高濃度に分散又は溶解させることができ、かつ、かかる分散液又は溶解液の塗布性、成膜性等を良好なものにすることができれば、各種部品表面にコーティングし、成膜する等して様々な工業的用途に有効利用することが期待できる。
【０００４】
特許文献１では、塗工膜厚変化抑制性及びレジスト感度変化抑制性に優れる金属含有膜を形成することができる極端紫外線又は電子線リソグラフィー用金属含有膜形成組成物として、金属－酸素共有結合を有する化合物と、溶媒とを含有し、かかる溶媒が標準沸点１６０℃未満である第１溶媒成分と、標準沸点１６０℃以上４００℃未満である第２溶媒成分とを含み、かつ、上記溶媒がアルコール系溶媒を含み、かかるアルコール系溶媒の含有率が３０質量％である、極端紫外線又は電子線リソグラフィー用金属含有膜形成組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許公開第２０２０／１５９１２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ポリ酸塩又はその溶媒和物と溶媒とを含有し、かつ、成膜性を有する新規なレジスト材料及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ポリ酸塩又はその溶媒和物、第１溶媒、及び、第２溶媒を含むレジスト材料において、上記第１溶媒が、ファンデルワールス体積（Å
３
）あたりの双極子モーメント（Ｄ）の値が０．０５５Ｄ／Å
３
以上であり、かつ、ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合項の値（ΔＨ）が１７ＭＰａ
１／２
以下である溶媒であり、上記第２溶媒が、上記第１溶媒とは異なる溶媒であって、表面張力の値が２０～３５ｄｙｎｅ／ｃｍであり、かつ、沸点が１６５℃以下のケトン系又はアルコール系溶媒であるレジスト材料とすることで、成膜性を有するレジスト材料が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、以下の各発明に関する。
＜１＞（Ａ）ポリ酸塩又はその溶媒和物と、（Ｂ）第１溶媒と、（Ｃ）第２溶媒と、を含む、レジスト材料であって、
前記第１溶媒は、ファンデルワールス体積（Å
３
）あたりの双極子モーメント（Ｄ）の値が０．０５５Ｄ／Å
３
以上であり、かつ、ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合項の値（ΔＨ）が１７ＭＰａ
１／２
以下の溶媒であり、
前記第２溶媒は、前記第１溶媒とは異なる溶媒であって、表面張力の値が２０～３５ｄｙｎｅ／ｃｍであり、かつ、沸点が１６５℃以下のケトン系又はアルコール系溶媒である、
レジスト材料。
＜２＞前記ポリ酸塩のアニオン部が、イソポリオキソモリブデン酸アニオン、イソポリオキソタングステン酸アニオン、イソポリオキソニオブ酸アニオン、イソポリオキソタンタル酸アニオン、ヘテロポリオキソモリブデン酸アニオン、ヘテロポリオキソタングステン酸アニオン、ヘテロポリオキソバナジウム酸アニオン、ヘテロポリオキソニオブ酸アニオン、又は、ヘテロポリオキソタンタル酸アニオンである、＜１＞に記載のレジスト材料。
＜３＞前記第１溶媒と前記第２溶媒の沸点差が５０℃以下である、＜１＞に記載のレジスト材料。
＜４＞前記第１溶媒と前記第２溶媒の沸点差が３０℃以下である、＜１＞に記載のレジスト材料。
＜５＞前記ポリ酸塩のカチオン部が、オニウムカチオンである、＜１＞に記載のレジスト材料。
＜６＞前記オニウムカチオンが、有機スルホニウムカチオン、有機ヨードニウムカチオン、有機第４級アンモニウムカチオン、又は、有機ホスホニウムカチオンである、＜５＞に記載のレジスト材料。
＜７＞レジスト材料の製造方法であって、
ポリ酸塩を、前記ポリ酸塩に対して良溶媒である１種以上の第１溶媒に溶解させて良溶媒溶液を得る工程と、
前記良溶媒溶液に第２溶媒を加える工程と、
を有し、
前記第１溶媒は、ファンデルワールス体積（Å
３
）あたりの双極子モーメント（Ｄ）の値が０．０５５Ｄ／Å
３
以上であり、かつ、ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合項の値（ΔＨ）が１７ＭＰａ
１／２
以下の溶媒であり、
前記第２溶媒は、前記第１溶媒とは異なる溶媒であって、表面張力の値が２０～３５ｄｙｎｅ／ｃｍであり、かつ、沸点が１６５℃以下のケトン系又はアルコール系溶媒である、
レジスト材料の製造方法。
＜８＞レジスト材料の製造方法であって、
ポリ酸塩を第１溶媒に溶解させて、前記ポリ酸塩の第１溶媒による溶媒和物を得る工程と、
前記ポリ酸塩の溶媒和物を、第１溶媒及び第２溶媒に順次又は同時に溶解させる工程と、
を有し、
前記第１溶媒は、ファンデルワールス体積（Å
３
）あたりの双極子モーメント（Ｄ）の値が０．０５５Ｄ／Å
３
以上であり、かつ、ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合項の値（ΔＨ）が１７ＭＰａ
１／２
以下の溶媒であり、
前記第２溶媒は、前記第１溶媒とは異なる溶媒であって、表面張力の値が２０～３５ｄｙｎｅ／ｃｍであり、かつ、沸点が１６５℃以下のケトン系又はアルコール系溶媒である、
レジスト材料の製造方法。
＜９＞レジスト材料の製造方法であって、
ポリ酸塩を、前記ポリ酸塩に対して良溶媒である第１溶媒に溶解させて良溶媒溶液を得る工程と、
前記良溶媒溶液に、前記ポリ酸塩に対して貧溶媒である溶媒を加えて前記ポリ酸塩の溶媒和物を析出させる工程と、
前記ポリ酸塩の溶媒和物を第１溶媒及び第２溶媒に順次又は同時に溶解させる工程と、
を有し、
前記第１溶媒は、ファンデルワールス体積（Å
３
）あたりの双極子モーメント（Ｄ）の値が０．０５５Ｄ／Å
３
以上であり、かつ、ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合項の値（ΔＨ）が１７ＭＰａ
１／２
以下の溶媒であり、
前記貧溶媒は、ファンデルワールス体積（Å
３
）あたりの双極子モーメント（Ｄ）の値が０．０５５Ｄ／Å
３
未満であるか、又は、ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合項の値（ΔＨ）が１７ＭＰａ
１／２
より大きい溶媒であり、
前記第２溶媒は、前記第１溶媒とは異なる溶媒であって、表面張力の値が２０～３５ｄｙｎｅ／ｃｍであり、かつ、沸点が１６５℃以下のケトン系又はアルコール系溶媒である、
レジスト材料の製造方法。
＜１０＞前記貧溶媒がケトン系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、アルコール系溶媒、炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、複素環系溶媒、ハロゲン系溶媒、又は、水である、＜９＞に記載のレジスト材料の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ポリ酸塩又はその溶媒和物と溶媒とを含有する、成膜性を有する新規なレジスト材料及びその製造方法を提供することができる。
ポリ酸塩のカチオン部がオニウムカチオンである場合に、とりわけ当該ポリ酸塩を、膜形成可能な程度、溶媒に溶解させることが難しく、使用できる溶媒の範囲も限られていた。またポリ酸塩を溶解性の高い溶媒に溶解させた場合であっても、塗布性等を含めて欠陥の少ない膜を形成できるような、成膜性を有するレジスト材料とすることは難しかった。これに対して、本発明によれば、ポリ酸塩又はその溶媒和物を溶媒に良好に溶解させたうえで、成膜性を有するレジスト材料を提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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