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公開番号2025086351
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-06
出願番号2024205343
出願日2024-11-26
発明の名称レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
出願人住友化学株式会社
代理人弁理士法人新樹グローバル・アイピー
主分類G03F 7/039 20060101AFI20250530BHJP(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】良好な形状を有するレジストパターンを製造し得るレジスト組成物の提供。
【解決手段】1以上の樹脂と酸発生剤とを含み、1以上の樹脂のうち、少なくとも1つの樹脂は、式(I1)で表される構造単位、1以上の樹脂のうち、少なくとも1つの樹脂は、式(I2)で表される構造単位、1以上の樹脂のうち、少なくとも1つの樹脂は、式(I3)で表される構造単位、1以上の樹脂のうち、少なくとも1つの樹脂は、酸不安定基を有する構造単位を含むレジスト組成物。
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[R¹-R³は夫々H原子又はハロゲン原子等;X¹¹は単結合又は-CO-O-;L¹、L¹²及びL¹³は夫々置換/非置換の炭化水素基等;R^f1及びR^f2は夫々F化アルキル基等;R^Aは飽和炭化水素基;R^Bは飽和炭化水素基;を表す。等々。]
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
１以上の樹脂と酸発生剤とを含み、
前記１以上の樹脂のうち、少なくとも１つの樹脂は、式（Ｉ１）で表される構造単位を含み、
前記１以上の樹脂のうち、少なくとも１つの樹脂は、式（Ｉ２）で表される構造単位を含み、
前記１以上の樹脂のうち、少なくとも１つの樹脂は、式（Ｉ３）で表される構造単位を含み、
前記１以上の樹脂のうち、少なくとも１つの樹脂は、酸不安定基を有する構造単位を含むレジスト組成物。
TIFF
2025086351000159.tif
37
72
［式（Ｉ１）中、
Ｒ
1
は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Ｘ
１１
は、単結合又は＊－ＣＯ－Ｏ－を表す。＊は、Ｒ
１
が結合する炭素原子との結合部位を表す。
Ｌ
１
は、置換基を有していてもよい炭素数１～２８の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳＯ
２
－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。
Ｒ
ｆ１
は、炭素数１～８のフッ化アルキル基を表す。
Ｒ
ｆ２
は、水素原子又は炭素数１～６のフッ化アルキル基を表し、Ｒ
ｆ２
はＬ
１
と結合し、炭素数３～１２の脂環式炭化水素基を形成してもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－に置き換わっていてもよい。
ｍｉは、１～４のいずれかの整数を表す。ｍｉが２以上のとき、複数の括弧内の基は、互いに同じであっても異なっていてもよい。］
TIFF
2025086351000160.tif
33
92
［式（Ｉ２）中、
Ｒ
２
は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数１～６のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Ｒ
Ａ
は、炭素数１～１２の飽和炭化水素基を表す。
ｕ１は、０～２のいずれかの整数を表し、ｕ１が２である場合、複数のＲ
Ａ
は同一であるか、相異なる。
Ｌ
１２
は、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数１～３６の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－又は－ＳＯ
２
－に置き換わっていてもよい。］
TIFF
2025086351000161.tif
41
92
［式（Ｉ３）中、
Ｒ
３
は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数１～６のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Ｒ
Ｂ
は、炭素数１～１２の飽和炭化水素基を表す。
ｕ２は、０～２のいずれかの整数を表し、ｕ２が２である場合、複数のＲ
Ｂ
は同一であるか、相異なる。
ｓ１は、１又は２を表す。
ｔ１は、０又は１を表す。但し、ｓ１とｔ１との和は、２である。
Ｌ
１３
は、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数１～３６の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－又は－ＳＯ
２
－に置き換わっていてもよい。］
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記１以上の樹脂のうち、１つの樹脂が、式（Ｉ１）で表される構造単位及び式（Ｉ２）で表される構造単位を含む請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項３】
前記１以上の樹脂のうち、１つの樹脂が、式（Ｉ１）で表される構造単位及び式（Ｉ３）で表される構造単位を含む請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項４】
前記１以上の樹脂のうち、１つの樹脂が、式（Ｉ１）で表される構造単位、式（Ｉ２）で表される構造単位及び式（Ｉ３）で表される構造単位を含む請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項５】
前記式（Ｉ１）で表される構造単位及び式（Ｉ２）で表される構造単位を含む樹脂と、
前記式（Ｉ１）で表される構造単位及び式（Ｉ３）で表される構造単位を含む樹脂とを含む請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項６】
前記式（Ｉ１）で表される構造単位及び式（Ｉ２）で表される構造単位を含む樹脂と、
前記式（Ｉ１）で表される構造単位及び式（Ｉ３）で表される構造単位を含む樹脂とを含み、
前記式（Ｉ１）で表される構造単位及び式（Ｉ２）で表される構造単位を含む樹脂並びに前記式（Ｉ１）で表される構造単位及び式（Ｉ３）で表される構造単位を含む樹脂の少なくとも一方に、酸不安定基を有する構造単位を含む請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項７】
前記１以上の樹脂のうち、１つの樹脂が、式（Ｉ１）で表される構造単位、式（Ｉ２）で表される構造単位、式（Ｉ３）で表される構造単位及び酸不安定基を有する構造単位を含む請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項８】
前記式（Ｉ１）で表される構造単位を含む樹脂における、式（Ｉ１）で表される構造単位の含有率は、全構造単位に対して、１０～５０モル％である請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項９】
１以上の樹脂において、すべての樹脂に含まれる式（Ｉ２）で表される構造単位のモル数の合計と、すべての樹脂に含まれる式（Ｉ３）で表される構造単位のモル数の合計との比が、２０：８０～６０：４０である請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項１０】
式（Ｉ１）で表される構造単位を含む樹脂において、
式（Ｉ１）で表される構造単位、式（Ｉ２）で表される構造単位及び式（Ｉ３）で表される構造単位の合計の含有率は、８５モル％以上９７モル％以下である請求項１に記載のレジスト組成物。
（【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、レジスト組成物及び該レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法等に関する。
続きを表示（約 4,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、下記構造単位を含む樹脂が記載されている。
TIFF
2025086351000001.tif
34
65
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－０６９８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記レジスト組成物から形成されたレジストパターンよりも、形状が良好なレジストパターンを形成するレジスト組成物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】
【０００５】
本発明は、以下の発明を含む。
［１］１以上の樹脂と酸発生剤とを含み、前記１以上の樹脂のうち、少なくとも１つの樹脂は、式（Ｉ１）で表される構造単位を含み、前記１以上の樹脂のうち、少なくとも１つの樹脂は、式（Ｉ２）で表される構造単位を含み、前記１以上の樹脂のうち、少なくとも１つの樹脂は、式（Ｉ３）で表される構造単位を含み、前記１以上の樹脂のうち、少なくとも１つの樹脂は、酸不安定基を有する構造単位を含むレジスト組成物。
TIFF
2025086351000002.tif
37
73
［式（Ｉ１）中、
Ｒ
1
は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Ｘ
１１
は、単結合又は＊－ＣＯ－Ｏ－を表す。＊は、Ｒ
１
が結合する炭素原子との結合部位を表す。
Ｌ
１
は、置換基を有していてもよい炭素数１～２８の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳＯ
２
－又は－ＣＯ－に置き換わっていてもよい。
Ｒ
ｆ１
は、炭素数１～８のフッ化アルキル基を表す。
Ｒ
ｆ２
は、水素原子又は炭素数１～６のフッ化アルキル基を表し、Ｒ
ｆ２
はＬ１と結合し、炭素数３～１２の脂環式炭化水素基を形成してもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－に置き換わっていてもよい。
ｍｉは、１～４のいずれかの整数を表す。ｍｉが２以上のとき、複数の括弧内の基は、互いに同じであっても異なっていてもよい。］
TIFF
2025086351000003.tif
33
91
［式（Ｉ２）中、
Ｒ
２
は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数１～６のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Ｒ
Ａ
は、炭素数１～１２の飽和炭化水素基を表す。
ｕ１は、０～２のいずれかの整数を表し、ｕ１が２である場合、複数のＲ
Ａ
は同一であるか、相異なる。
Ｌ
１２
は、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数１～３６の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－又は－ＳＯ
２
－に置き換わっていてもよい。］
TIFF
2025086351000004.tif
40
91
［式（Ｉ３）中、
Ｒ
３
は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数１～６のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Ｒ
Ｂ
は、炭素数１～１２の飽和炭化水素基を表す。
ｕ２は、０～２のいずれかの整数を表し、ｕ２が２である場合、複数のＲ
Ｂ
は同一であるか、相異なる。
ｓ１は、１又は２を表す。
ｔ１は、０又は１を表す。但し、ｓ１とｔ１との和は、２である。
Ｌ
１３
は、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数１～３６の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる－ＣＨ
2
－は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－又は－ＳＯ
２
－に置き換わっていてもよい。］
［２］前記１以上の樹脂のうち、１つの樹脂が、式（Ｉ１）で表される構造単位及び式（Ｉ２）で表される構造単位を含む［１］に記載のレジスト組成物。
［３］前記１以上の樹脂のうち、１つの樹脂が、式（Ｉ１）で表される構造単位及び式（Ｉ３）で表される構造単位を含む［１］又は［２］に記載のレジスト組成物。
［４］前記１以上の樹脂のうち、１つの樹脂が、式（Ｉ１）で表される構造単位、式（Ｉ２）で表される構造単位及び式（Ｉ３）で表される構造単位を含む［１］～［３］のいずれかに記載のレジスト組成物。
［５］前記式（Ｉ１）で表される構造単位及び式（Ｉ２）で表される構造単位を含む樹脂と、前記式（Ｉ１）で表される構造単位及び式（Ｉ３）で表される構造単位を含む樹脂とを含む［１］～［４］のいずれかに記載のレジスト組成物。
［６］前記式（Ｉ１）で表される構造単位及び式（Ｉ２）で表される構造単位を含む樹脂と、
【発明の効果】
【０００６】
本発明のレジスト組成物を用いることにより、良好な形状でレジストパターンを製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書において、「（メタ）アクリル系モノマー」とは、「アクリル系モノマー及びメタクリル系モノマーの少なくとも一種」を意味する。「（メタ）アクリレート」及び「（メタ）アクリル酸」等の表記も、同様の意味を表す。本明細書中に記載する基において、直鎖構造と分岐構造の両方をとり得るものについては、そのいずれでもよい。炭化水素基等に含まれる－ＣＨ
2
－が－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－又は－ＳＯ
２
－で置き換わる場合、各基において同様の例を適用するものとし、置き換わる前の炭素数を炭化水素基等の炭素数とする。「組み合わせた基」とは、例示した基を２種以上結合させた基を意味し、それら基の価数は結合形態によって適宜変更してもよい。「由来する」又は「誘導される」とは、その分子中に含まれる重合性Ｃ＝Ｃ結合が重合により単結合（－Ｃ－Ｃ－基）となることを指す。立体異性体が存在する場合は、全ての立体異性体を含む。各基は、置換基の数等によって、その基に含まれる任意の位置及び数の水素原子が結合手に置き換わることがある。置換基における炭素数は、被置換基の炭素数には含めない。
本明細書において、「酸不安定基」とは、脱離基を有し、酸（例えば、トリフルオロメタンスルホン酸等）と接触すると、脱離基が脱離して、親水性基（例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基等）を形成する基を意味する。「塩基不安定基」とは、脱離基を有し、塩基（例えば、トリメチルアミン等）と接触すると、脱離基が脱離して、親水性基（例えば、カルボキシ基又はヒドロキシ基等）を形成する基を意味する。
本明細書において、「レジスト組成物の固形分」とは、レジスト組成物の総量から、後述する溶剤（Ｅ）を除いた成分の合計を意味する。
【０００８】
〔レジスト組成物〕
本発明のレジスト組成物は、１以上の樹脂（以下、「樹脂成分（Ａ）」又は「樹脂（Ａ）」という場合がある。）と酸発生剤（以下、「酸発生剤（Ｂ）」という場合がある。）とを含む。１以上の樹脂のうち、少なくとも１つの樹脂は、式（Ｉ１）で表される構造単位（以下、「構造単位（Ｉ１）」という場合がある。）を含み、１以上の樹脂のうち、少なくとも１つは、式（Ｉ２）で表される構造単位（以下、「構造単位（Ｉ２）」という場合がある。）を含み、１以上の樹脂のうち、少なくとも１つは、式（Ｉ３）で表される構造単位（以下、「構造単位（Ｉ３）」という場合がある。）を含み、１以上の樹脂のうち、少なくとも１つは、酸不安定基を有する構造単位（以下、「構造単位（ａ１）」という場合がある。）を含む。例えば、構造単位（Ｉ１）、構造単位（Ｉ２）、構造単位（Ｉ３）及び構造単位（ａ１）は、それぞれ異なる樹脂に含まれていてもよいが、１つの樹脂に「構造単位（Ｉ１）」と、「構造単位（Ｉ２）」と、「構造単位（Ｉ３）」、「構造単位（ａ１）」とを含んでいてもよいし、「構造単位（Ｉ１）」と、「構造単位（Ｉ２）」と、「構造単位（ａ１）」とを含む樹脂と、「構造単位（Ｉ１）」と、「構造単位（Ｉ３）」と、「構造単位（ａ１）」とを含む樹脂との混合であってもよく、「構造単位（Ｉ１）」を含む樹脂と、「構造単位（Ｉ２）」と、「構造単位（Ｉ３）」と、「構造単位（ａ１）」とを含む樹脂との混合であってもよい。
本発明のレジスト組成物は、塩基性化合物又は酸発生剤から発生する酸よりも酸性度の弱い酸を発生する塩等のクエンチャー（以下「クエンチャー（Ｃ）」という場合がある）を含有することが好ましく、溶剤（以下「溶剤（Ｅ）」という場合がある）を含有することが好ましい。
【０００９】
＜樹脂成分（Ａ）＞
〈構造単位（Ｉ１）〉
構造単位（Ｉ１）は、以下の式（Ｉ）で表される構造単位であり、例えば、以下の式（Ｉ１－ｓ）で表される化合物（以下、化合物（Ｉ１－ｓ）という場合がある。）に由来し、化合物（Ｉ１－ｓ）に含まれるＣＨ
２
＝Ｃ－Ｒ
１
の２重結合が開裂した状態である。
TIFF
2025086351000006.tif
47
121
［式（Ｉ１）及び式（Ｉ１－ｓ）中、全ての符号はそれぞれ前記と同じ意味を表す。］
【００１０】
Ｒ
１
における炭素数１～６のアルキル基は、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が挙げられる。
Ｒ
１
におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
Ｒ
１
におけるハロゲン原子を有する炭素数１～６のアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、２，２，２－トリフルオロエチル基、１，１，２，２－テトラフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、２，２，３，３，３－ペンタフルオロプロピル基、ペルフルオロブチル基、１，１，２，２，３，３，４，４－オクタフルオロブチル基、ペルフルオロペンチル基、２，２，３，３，４，４，５，５，５－ノナフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、トリクロロメチル基、ジクロロメチル基、トリヨードメチル基、ジヨードメチル基、トリブロモメチル基、ジブロモメチル基等が挙げられる。
Ｒ
１
は、水素原子又は炭素数１～４のアルキル基が好ましく、水素原子又は炭素数１～３のアルキル基がより好ましく、水素原子、メチル基又はエチル基がさらに好ましく、水素原子又はメチル基がさらにより好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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