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公開番号2025067824
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-24
出願番号2024166283
出願日2024-09-25
発明の名称ポリマー、それを含むレジスト組成物、及びそのレジスト組成物を利用したパターン形成方法
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人個人,個人
主分類C08F 212/02 20060101AFI20250417BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】ポリマー、それを含むレジスト組成物、及びレジスト組成物を利用したパターン形成方法を提供する。
【解決手段】化学式1で表される第1反復単位と、化学式2で表される第2反復単位とを含むポリマーである:
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【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
下記化学式１で表される第１反復単位と、
下記化学式２で表される第２反復単位と、を含む、ポリマー：
JPEG
2025067824000035.jpg
88
170
JPEG
2025067824000036.jpg
98
170
前記化学式１及び２において、
Ｌ
１１
～Ｌ
１３
及びＬ
２１
～Ｌ
２４
は、それぞれ独立して、単結合；Ｏ；Ｓ；Ｃ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）Ｏ；ＯＣ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ；ＮＨＣ（＝Ｏ）；Ｓ（＝Ｏ）；Ｓ（＝Ｏ）
２
Ｏ；ＯＳ（＝Ｏ）
２
；あるいはヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の二価炭化水素基であり、
ａ１１～ａ１３及びａ２１～ａ２４は、それぞれ独立して、１～４の整数であり、
Ａ
１１
及びＡ
２１
は、それぞれ独立して、Ｃ
６
－Ｃ
３０
アリール基、またはＣ
１
－Ｃ
３０
ヘテロアリール基であり、
Ｘ
１１
は、光分解性基（photo-degradable group）であり、
Ｒ
１１
は、ハロゲン、あるいはヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
Ｒ
２１
は、ハロゲン、あるいはハロゲンで置換されたＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
Ｒ
１２
及びＲ
２２
は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン；シアノ基；ヒドロキシ基；アミノ基；カルボン酸基；チオール基；カルボニルモイエティ；エステルモイエティ；スルホネートモイエティ；カーボネートモイエティ；ラクトンモイエティ；スルトンモイエティ；カルボン酸無水物モイエティ；あるいはヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
Ｒ
２３
は、水素；重水素；ハロゲン；シアノ基；ヒドロキシ基；アミノ基；カルボン酸基；チオール基；カルボニルモイエティ；エステルモイエティ；スルホネートモイエティ；カーボネートモイエティ；ラクトンモイエティ；スルトンモイエティ；カルボン酸無水物モイエティ；ヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基；あるいは光分解性基であり、
ｂ１２、ｂ２２及びｂ２３は、それぞれ独立して、１～１０の整数であり、
ｐ１１は、１～３の整数であり、
ｐ２１は、０～４の整数であり、
＊は、隣接する原子との結合サイトである。
続きを表示（約 3,100 文字）【請求項２】
Ｌ
１１
～Ｌ
１３
及びＬ
２１
～Ｌ
２４
は、それぞれ独立して、単結合；Ｏ；Ｓ；Ｃ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）Ｏ；ＯＣ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ；ＮＨＣ（＝Ｏ）；Ｓ（＝Ｏ）；Ｓ（＝Ｏ）
２
Ｏ；ＯＳ（＝Ｏ）
２
；置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
アルキレン基；置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
シクロアルキレン基；置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルキレン基；置換もしくは非置換のＣ
２
－Ｃ
３０
アルケニレン基；置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
シクロアルケニレン基；置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルケニレン基；置換もしくは非置換のＣ
６
－Ｃ
３０
アリーレン基；または置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
ヘテロアリーレン基である、請求項１に記載のポリマー。
【請求項３】
Ａ
１１
及びＡ
２１
は、それぞれ独立して、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、インドリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、及びシンノリニル基から選択される、請求項１に記載のポリマー。
【請求項４】
Ａ
１１
及びＡ
２１
は、それぞれ独立して、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、及びナフチル基から選択される、請求項１に記載のポリマー。
【請求項５】
Ｘ
１１
は、３級（tertiary）非環式アルキル炭素含有基、３級脂環式炭素含有基、アセタール、またはＯ－Ｎ結合含有基を含む、請求項１に記載のポリマー。
【請求項６】
Ｘ
１１
は、下記化学式６－１～６－１４のうちいずれか１つで表される、請求項１に記載のポリマー：
JPEG
2025067824000037.jpg
154
170
前記化学式６－１～６－１４において、
Ｘ
６１
は、エステルモイエティ、カーボネートモイエティ、カルバメートモイエティ、またはスルホネートモイエティであり、
ａ６１は、０～６の整数であり、
Ｒ
６１
及びＲ
６８
は、それぞれ独立して、ヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
２０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
Ｒ
６２
～Ｒ
６７
は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン；シアノ基；ヒドロキシ基；アミノ基；カルボン酸基；チオール基；カルボニルモイエティ；エステルモイエティ；スルホネートモイエティ；カーボネートモイエティ；カルバメートモイエティ；ラクトンモイエティ；スルトンモイエティ；カルボン酸無水物モイエティ；あるいはヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
Ｒ
６１
～Ｒ
６８
のうち隣接する２つの基は選択的に互いに結合して環を形成することができ、
ｂ６４は、１～１０の整数であり、
＊は、隣接する原子との結合サイトである。
【請求項７】
Ｒ
１１
は、ハロゲン、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
２０
アルキル基、または置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
２０
ハロアルキル基である、請求項１に記載のポリマー。
【請求項８】
Ｒ
２１
は、ハロゲン、または置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
２０
ハロアルキル基である、請求項１に記載のポリマー。
【請求項９】
Ｒ
１２
及びＲ
２２
は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン；シアノ基；ヒドロキシ基；アミノ基；カルボン酸基；チオール基；及び重水素、ハロゲン、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボン酸基、チオール基、カルボニルモイエティ、エステルモイエティ、スルホネートモイエティ、カーボネートモイエティ、ラクトンモイエティ、スルトンモイエティ、カルボン酸無水物モイエティ、Ｃ
１
－Ｃ
２０
アルキル基、Ｃ
１
－Ｃ
２０
ハロゲン化アルキル基、Ｃ
１
－Ｃ
２０
アルコキシ基、Ｃ
３
－Ｃ
２０
シクロアルキル基、Ｃ
３
－Ｃ
２０
シクロアルコキシ基、Ｃ
６
－Ｃ
２０
アリール基、またはその任意の組み合わせで置換されているかまたは非置換の、Ｃ
１
－Ｃ
２０
アルキル基、Ｃ
３
－Ｃ
２０
シクロアルキル基、及びＣ
６
－Ｃ
２０
アリール基；から選択される、請求項１に記載のポリマー。
【請求項１０】
Ｒ
２３
は、光分解性基；水素；重水素；ハロゲン；シアノ基；ヒドロキシ基；アミノ基；カルボン酸基；チオール基；及び重水素、ハロゲン、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボン酸基、チオール基、カルボニルモイエティ、エステルモイエティ、スルホネートモイエティ、カーボネートモイエティ、ラクトンモイエティ、スルトンモイエティ、カルボン酸無水物モイエティ、Ｃ
１
－Ｃ
２０
アルキル基、Ｃ
１
－Ｃ
２０
ハロゲン化アルキル基、Ｃ
１
－Ｃ
２０
アルコキシ基、Ｃ
３
－Ｃ
２０
シクロアルキル基、Ｃ
３
－Ｃ
２０
シクロアルコキシ基、Ｃ
６
－Ｃ
２０
アリール基、またはその任意の組み合わせで置換されているかまたは非置換の、Ｃ
１
－Ｃ
２０
アルキル基、Ｃ
３
－Ｃ
２０
シクロアルキル基、及びＣ
６
－Ｃ
２０
アリール基；から選択される、請求項１に記載のポリマー。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマー、それを含むレジスト組成物、及びそのレジスト組成物を利用したパターン形成方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体の製造時、微細パターンを形成するために、光に反応して物性が変化するフォトレジストを使用している。そのうち、化学増幅型フォトレジスト（chemically amplified photoresist）が広く使用されてきた。化学増幅型フォトレジストは、光と光酸発生剤とが反応して形成された酸がベース樹脂と再び反応し、ベース樹脂の現像液に対する溶解度を変化させることにより、パターニングを可能にする。
【０００３】
しかし、化学増幅型フォトレジストの場合、形成された酸が非露光領域まで拡散するにつれて、パターンの均一度が低くなったり、表面の粗さが増加したりするなどの問題が惹起される。また、半導体工程が次第に微細化されるにつれて、酸の拡散制御が容易でなく、新規の方式のレジスト開発が必要になった。
【０００４】
近年、化学増幅型フォトレジストの限界を克服するために、露光によって物性が変化する素材を開発しようとする試みが行われている。しかし、まだ露光に必要なドーズ（dose）が高いという問題がある。
【０００５】
これにより、低いドーズで速い反応を通じて物性が変化する素材への要求がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、低いドーズの露光によっても物性、特に溶解度が変化するポリマー、それを含むレジスト組成物、及びそのレジスト組成物を利用したパターン形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一側面によって、下記化学式１で表される第１反復単位と、下記化学式２で表される第２反復単位と、を含む、ポリマーが提供される：
【０００８】
JPEG
2025067824000002.jpg
88
170
【０００９】
JPEG
2025067824000003.jpg
98
170
【００１０】
化学式１及び２において、
Ｌ
１１
～Ｌ
１３
及びＬ
２１
～Ｌ
２４
は、それぞれ独立して、単結合；Ｏ；Ｓ；Ｃ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）Ｏ；ＯＣ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ；ＮＨＣ（＝Ｏ）；Ｓ（＝Ｏ）；Ｓ（＝Ｏ）
２
Ｏ；ＯＳ（＝Ｏ）
２
；あるいはヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の二価炭化水素基であり、
ａ１１～ａ１３及びａ２１～ａ２４は、それぞれ独立して、１～４の整数であり、
Ａ
１１
及びＡ
２１
は、それぞれ独立して、Ｃ
６
－Ｃ
３０
アリール基、またはＣ
１
－Ｃ
３０
ヘテロアリール基であり、
Ｘ
１１
は、光分解性基（photo-degradable group）であり、
Ｒ
１１
は、ハロゲン、あるいはヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
Ｒ
２１
は、ハロゲン、あるいはハロゲンで置換されたＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
Ｒ
１２
及びＲ
２２
は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン；シアノ基；ヒドロキシ基；アミノ基；カルボン酸基；チオール基；カルボニルモイエティ；エステルモイエティ；スルホネートモイエティ；カーボネートモイエティ；ラクトンモイエティ；スルトンモイエティ；カルボン酸無水物モイエティ；あるいはヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
Ｒ
２３
は、水素；重水素；ハロゲン；シアノ基；ヒドロキシ基；アミノ基；カルボン酸基；チオール基；カルボニルモイエティ；エステルモイエティ；スルホネートモイエティ；カーボネートモイエティ；ラクトンモイエティ；スルトンモイエティ；カルボン酸無水物モイエティ；ヘテロ原子を選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基；あるいは光分解性基であり、
ｂ１２、ｂ２２及びｂ２３は、それぞれ独立して、１～１０の整数であり、
ｐ１１は１～３の整数であり、
ｐ２１は０～４の整数であり、
＊は、隣接する原子との結合サイトである。
（【００１１】以降は省略されています）

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