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公開番号2025086857
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-09
出願番号2024139539
出願日2024-08-21
発明の名称レジスト組成物、レジストパターン形成方法、及び化合物
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 20060101AFI20250602BHJP(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】感度、CDU、及び解像性のいずれも良好なレジスト組成物、前記レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法、前記レジスト組成物に用いる化合物の提供。
【解決手段】式(c0)で表されるカチオン(C0)を含む化合物を含有する、レジスト組成物(式中、Z⁺はS⁺又はI⁺を表す。Ar¹、Ar²及びAr³は、芳香環を表す。Iはヨウ素原子である。Rz¹¹、Rz²¹及びRz³¹は、炭素数1～5のアルキル基を表す。lz1、lz2、lz3、mz1、mz2、mz3、nz1、nz2及びnz3は、0以上の整数である。ただし、lz1、mz1及びnz1の少なくとも1つは1以上の整数であり、lz2、mz2及びnz2の少なくとも1つは1以上の整数である。)
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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、
下記一般式（ｃ０）で表されるカチオン（Ｃ０）を含む化合物を含有する、レジスト組成物。
TIFF
2025086857000126.tif
96
170
［式中、Ｚ
＋
はＳ
＋
又はＩ
＋
を表す。Ａｒ
１
、Ａｒ
２
及びＡｒ
３
は、それぞれ独立に、芳香環を表す。Ｉはヨウ素原子である。Ｒｚ
１１
、Ｒｚ
２１
及びＲｚ
３１
は、それぞれ独立に、炭素数１～５のアルキル基を表す。Ｒｚ
１２
、Ｒｚ
２２
及びＲｚ
３２
は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒｚ
１２
、Ｒｚ
２２
及びＲｚ
３２
は、相互に結合して式中のＺ
＋
、Ａｒ
１
、Ａｒ
２
及びＡｒ
３
と共に縮合環を形成してもよい。ｌｚ１、ｌｚ２、ｌｚ３、ｍｚ１、ｍｚ２、ｍｚ３、ｎｚ１、ｎｚ２及びｎｚ３は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り、０以上の整数である。ただし、ｌｚ１、ｍｚ１及びｎｚ１の少なくとも１つは１以上の整数であり、ｌｚ２、ｍｚ２及びｎｚ２の少なくとも１つは１以上の整数である。Ｚ
＋
がＳ
＋
の場合、ｎｚ３１は１であり、Ｚ
＋
がＩ
＋
の場合、ｎｚ３１は０である。］
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
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、
露光により酸を発生する酸発生剤成分（Ｂ）と、を含有し、
前記酸発生剤成分（Ｂ）が、下記一般式（ｂ０）で表される化合物を含む、
請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2025086857000127.tif
12
170
［式中、Ｍｃ
＋
は、前記カチオン（Ｃ０）である。Ｘｂ
－
は、対アニオンである。］
【請求項３】
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、
露光により発生する酸の拡散を制御する、酸拡散制御剤成分（Ｄ）と、を含有し、
前記酸拡散制御剤成分（Ｄ）が、下記一般式（ｄ０）で表される化合物を含む、
請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2025086857000128.tif
12
170
［式中、Ｍｃ
＋
は、前記カチオン（Ｃ０）である。Ｘｄ
－
は、対アニオンである。］
【請求項４】
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）を含み、
前記樹脂成分（Ａ１）が、下記一般式（ａ０－１）で表される構成単位（ａ０）を有する、
請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2025086857000129.tif
32
170
［式中、Ｒは、水素原子、炭素原子、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。Ｍｃ
＋
は、前記カチオン（Ｃ０）である。Ｒｘ
０－
は、アニオンを含む基である。］
【請求項５】
前記一般式（ｂ０）中、Ｘｂ
－
はＳＯ
３
－
含むアニオンである、請求項２に記載のレジスト組成物。
【請求項６】
前記一般式（ｄ０）中、Ｘｄ
－
はＣＯＯ
－
含むアニオンである、請求項３に記載のレジスト組成物。
【請求項７】
前記一般式（ｃ０）中、Ｚ
＋
はＳ
＋
である、請求項１～６のいずれか一項に記載のレジスト組成物。
【請求項８】
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。
【請求項９】
下記一般式（ｃ０）で表されるカチオン（Ｃ０）を含む化合物。
TIFF
2025086857000130.tif
96
170
［式中、Ｚ
＋
はＳ
＋
又はＩ
＋
を表す。Ａｒ
１
、Ａｒ
２
及びＡｒ
３
は、それぞれ独立に、芳香環を表す。Ｉはヨウ素原子である。Ｒｚ
１１
、Ｒｚ
２１
及びＲｚ
３１
は、それぞれ独立に、炭素数１～５のアルキル基を表す。Ｒｚ
１２
、Ｒｚ
２２
及びＲｚ
３２
は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒｚ
１２
、Ｒｚ
２２
及びＲｚ
３２
は、相互に結合して式中のＺ
＋
、Ａｒ
１
、Ａｒ
２
及びＡｒ
３
と共に縮合環を形成してもよい。ｌｚ１、ｌｚ２、ｌｚ３、ｍｚ１、ｍｚ２、ｍｚ３、ｎｚ１、ｎｚ２及びｎｚ３は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り、０以上の整数である。ただし、ｌｚ１、ｍｚ１及びｎｚ１の少なくとも１つは１以上の整数であり、ｌｚ２、ｍｚ２及びｎｚ２の少なくとも１つは１以上の整数である。Ｚ
＋
がＳ
＋
の場合、ｎｚ３１は１であり、Ｚ
＋
がＩ
＋
の場合、ｎｚ３１は０である。］
【請求項１０】
下記一般式（ｂ０）で表される光酸発生剤である、請求項９に記載の化合物。
TIFF
2025086857000131.tif
12
170
［式中、Ｍｃ
＋
は、前記カチオン（Ｃ０）である。Ｘｂ
－
は、対アニオンである。］
（【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、レジストパターン形成方法、及び化合物に関する。
続きを表示（約 1,900 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】
レジストパターンの形成においては、露光により酸発生剤成分から発生する酸の挙動もリソグラフィー特性に大きな影響を与える一要素とされる。
これに対し、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用いることが提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ヨウ素原子又は臭素原子を有する芳香環を含むスルホネートアニオンと、２個以上のフッ素原子若しくはパーフルオロアルキル基を有するトリフェニルスルホニウムカチオンからなる化合物を酸発生剤成分として採用したレジスト組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２２－１９１１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
レジストパターンの微細化が進むなか、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。このようなレジストパターンの微細化に伴い、感度、ラフネス、及び解像性等のリソグラフィー特定の向上が課題となっている。しかしながら、これらのリソグラフィー特性は、通常、トレードオフの関係にあり、いずれの特性の向上を図ると、他の特性が劣化する傾向にある。レジスト組成物においては、感度、ラフネス、及び解像性のいずれもトレードオフさせることなく、これらを改善させることが求められている。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、感度、ＣＤＵ、及び解像性のいずれも良好なレジスト組成物、前記レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法、前記レジスト組成物に用いる化合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】
【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、下記一般式（ｃ０）で表されるカチオン（Ｃ０）を含む化合物を含有する、レジスト組成物。
【００１０】
TIFF
2025086857000001.tif
96
170
［式中、Ｚ
＋
はＳ
＋
又はＩ
＋
を表す。Ａｒ
１
、Ａｒ
２
及びＡｒ
３
は、それぞれ独立に、芳香環を表す。Ｉはヨウ素原子である。Ｒｚ
１１
、Ｒｚ
２１
及びＲｚ
３１
は、それぞれ独立に、炭素数１～５のアルキル基を表す。Ｒｚ
１２
、Ｒｚ
２２
及びＲｚ
３２
は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒｚ
１２
、Ｒｚ
２２
及びＲｚ
３２
は、相互に結合して式中のＺ
＋
、Ａｒ
１
、Ａｒ
２
及びＡｒ
３
と共に縮合環を形成してもよい。ｌｚ１、ｌｚ２、ｌｚ３、ｍｚ１、ｍｚ２、ｍｚ３、ｎｚ１、ｎｚ２及びｎｚ３は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り、０以上の整数である。ただし、ｌｚ１、ｍｚ１及びｎｚ１の少なくとも１つは１以上の整数であり、ｌｚ２、ｍｚ２及びｎｚ２の少なくとも１つは１以上の整数である。Ｚ
＋
がＳ
＋
の場合、ｎｚ３１は１であり、Ｚ
＋
がＩ
＋
の場合、ｎｚ３１は０である。］
（【００１１】以降は省略されています）

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