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公開番号2025098822
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2023215210
出願日2023-12-20
発明の名称レジスト組成物、レジストパターン形成方法、化合物、高分子化合物、及び酸拡散制御剤
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 20060101AFI20250625BHJP(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】良好な感度を維持しつつラフネス及び解像性等向上したレジスト組成物等の提供
【解決手段】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。樹脂成分(A1)を含有し、前記樹脂成分(A1)が、式(a0-m)で表される化合物から誘導される構成単位(a0)を有する。式(a0-m)中、W⁰は重合性基含有基;Ar⁰¹及びAr⁰²は芳香環;L⁰は単結合又は2価の連結基;Ra⁰¹及びRa⁰²はヨウ素以外の置換基;Rx⁰は炭化水素基;m01及びm02は0以上の整数;m01+m02≧1;n01及びn02は0以上の整数;r01及びr02は0又は1;r01+r02≧1;k0は0又は1;r02+k0=1。mは1以上の整数;M^m+はm価のカチオン。
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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）を含有し、
前記樹脂成分（Ａ１）が、下記一般式（ａ０－ｍ）で表される化合物から誘導される構成単位（ａ０）を有する、
レジスト組成物。
TIFF
2025098822000138.tif
44
170
［式中、Ｗ
０
は、重合性基含有基を表す。Ａｒ
０１
及びＡｒ
０２
は、それぞれ独立に、芳香環を表す。Ｌ
０
は、単結合又は２価の連結基を表す。Ｒａ
０１
及びＲａ
０２
は、それぞれ独立に、ヨウ素以外の置換基を表す。Ｒｘ
０
は、置換基を有してもよい炭化水素基を表す。ｍ０１及びｍ０２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り０以上の整数を表し、ｍ０１＋ｍ０２≧１である。ｎ０１及びｎ０２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り０以上の整数を表す。ｒ０１及びｒ０２は、それぞれ独立に、０又は１を表し、ｒ０１＋ｒ０２≧１である。ｋ０は、０又は１を表し、ｒ０２＋ｋ０＝１である。ｎ０１が２以上の整数のとき、２以上のＲａ
０１
は相互に同じでもよく、異なってもよい。ｎ０２が２以上の整数のとき、２以上のＲａ
０１
は相互に同じでもよく、異なってもよい。ｍは１以上の整数であり、Ｍ
ｍ＋
は、ｍ価のカチオンである。］
続きを表示（約 3,700 文字）【請求項２】
前記一般式（ａ０－ｍ）中のｍ０１及びｍ０２は、１≦ｍ０１＋ｍ０２≦５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）で表される構成単位である、請求項１又は２に記載のレジスト組成物。
TIFF
2025098822000139.tif
53
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。Ａｒ
０１
及びＡｒ
０２
は、それぞれ独立に、芳香環を表す。Ｌ
０
は、単結合又は２価の連結基を表す。Ｒａ
０１
及びＲａ
０２
は、それぞれ独立に、ヨウ素以外の置換基を表す。Ｒｘ
０
は、置換基を有してもよい炭化水素基を表す。ｍ０１及びｍ０２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り０以上の整数を表し、ｍ０１＋ｍ０２≧１である。ｎ０１及びｎ０２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り０以上の整数を表す。ｒ０１及びｒ０２は、それぞれ独立に、０又は１を表し、ｒ０１＋ｒ０２≧１である。ｋ０は、０又は１を表し、ｒ０２＋ｋ０＝１である。ｎ０１が２以上の整数のとき、２以上のＲａ
０１
は相互に同じでもよく、異なってもよい。ｎ０２が２以上の整数のとき、２以上のＲａ
０１
は相互に同じでもよく、異なってもよい。ｍは１以上の整数であり、Ｍ
ｍ＋
は、ｍ価のカチオンである。］
【請求項４】
前記構成単位（ａ０）が、下記一般式（ａ０－２）で表される構成単位である、請求項１又は２に記載のレジスト組成物。
TIFF
2025098822000140.tif
66
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。Ａｒ
０１
及びＡｒ
０２
は、それぞれ独立に、芳香環を表す。Ｌ
０
は、単結合又は２価の連結基を表す。Ｒａ
０１
及びＲａ
０２
は、それぞれ独立に、ヨウ素以外の置換基を表す。Ｒｘ
０
は、置換基を有してもよい炭化水素基を表す。ｍ０１及びｍ０２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り０以上の整数を表し、ｍ０１＋ｍ０２≧１である。ｎ０１及びｎ０２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り０以上の整数を表す。ｒ０１及びｒ０２は、それぞれ独立に、０又は１を表し、ｒ０１＋ｒ０２≧１である。ｋ０は、０又は１を表し、ｒ０２＋ｋ０＝１である。ｎ０１が２以上の整数のとき、２以上のＲａ
０１
は相互に同じでもよく、異なってもよい。ｎ０２が２以上の整数のとき、２以上のＲａ
０１
は相互に同じでもよく、異なってもよい。Ａ
０
は、酸素原子又は－ＮＨ－を表す。ｍは１以上の整数であり、Ｍ
ｍ＋
は、ｍ価のカチオンである。］
【請求項５】
前記構成単位（ａ０）が、下記一般式（ａ０－３）で表される構成単位である、請求項１又は２に記載のレジスト組成物。
TIFF
2025098822000141.tif
40
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。Ａｒ
０２
は、芳香環を表す。Ｒａ
０２
は、ヨウ素以外の置換基を表す。ｍ０３は、原子価が許容する限り１以上の整数を表す。ｎ０２は、原子価が許容する限り０以上の整数を表す。ｎ０２が２以上の整数のとき、２以上のＲａ
０１
は相互に同じでもよく、異なってもよい。ｍは１以上の整数であり、Ｍ
ｍ＋
は、ｍ価のカチオンである。］
【請求項６】
支持体上に、請求項１又は２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７】
下記一般式（ａ０－ｍ）で表される化合物。
TIFF
2025098822000142.tif
44
170
［式中、Ｗ
０
は、重合性基含有基を表す。Ａｒ
０１
及びＡｒ
０２
は、それぞれ独立に、芳香環を表す。Ｌ
０
は、単結合又は２価の連結基を表す。Ｒａ
０１
及びＲａ
０２
は、それぞれ独立に、ヨウ素以外の置換基を表す。Ｒｘ
０
は、置換基を有してもよい炭化水素基を表す。ｍ０１及びｍ０２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り０以上の整数を表し、ｍ０１＋ｍ０２≧１である。ｎ０１及びｎ０２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り０以上の整数を表す。ｒ０１及びｒ０２は、それぞれ独立に、０又は１を表し、ｒ０１＋ｒ０２≧１である。ｋ０は、０又は１を表し、ｒ０２＋ｋ０＝１である。ｎ０１が２以上の整数のとき、２以上のＲａ
０１
は相互に同じでもよく、異なってもよい。ｎ０２が２以上の整数のとき、２以上のＲａ
０１
は相互に同じでもよく、異なってもよい。ｍは１以上の整数であり、Ｍ
ｍ＋
は、ｍ価のカチオンである。］
【請求項８】
前記一般式（ａ０－ｍ）中のｍ０１及びｍ０２は、１≦ｍ０１＋ｍ０２≦５である、請求項７に記載の化合物。
【請求項９】
下記一般式（ａ０－ｍ１）で表される化合物である、請求項７又は８に記載の化合物。
TIFF
2025098822000143.tif
49
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。Ａｒ
０１
及びＡｒ
０２
は、それぞれ独立に、芳香環を表す。Ｌ
０
は、単結合又は２価の連結基を表す。Ｒａ
０１
及びＲａ
０２
は、それぞれ独立に、ヨウ素以外の置換基を表す。Ｒｘ
０
は、置換基を有してもよい炭化水素基を表す。ｍ０１及びｍ０２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り０以上の整数を表し、ｍ０１＋ｍ０２≧１である。ｎ０１及びｎ０２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り０以上の整数を表す。ｒ０１及びｒ０２は、それぞれ独立に、０又は１を表し、ｒ０１＋ｒ０２≧１である。ｋ０は、０又は１を表し、ｒ０２＋ｋ０＝１である。ｎ０１が２以上の整数のとき、２以上のＲａ
０１
は相互に同じでもよく、異なってもよい。ｎ０２が２以上の整数のとき、２以上のＲａ
０１
は相互に同じでもよく、異なってもよい。ｍは１以上の整数であり、Ｍ
ｍ＋
は、ｍ価のカチオンである。］
【請求項１０】
下記一般式（ａ０－ｍ２）で表される化合物である、請求項７又は８に記載の化合物。
TIFF
2025098822000144.tif
62
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Ａｒ
０１
及びＡｒ
０２
は、それぞれ独立に、芳香環を表す。Ｌ
０
は、単結合又は２価の連結基を表す。Ｒａ
０１
及びＲａ
０２
は、それぞれ独立に、ヨウ素以外の置換基を表す。Ｒｘ
０
は、置換基を有してもよい炭化水素基を表す。ｍ０１及びｍ０２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り０以上の整数を表し、ｍ０１＋ｍ０２≧１である。ｎ０１及びｎ０２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り０以上の整数を表す。ｒ０１及びｒ０２は、それぞれ独立に、０又は１を表し、ｒ０１＋ｒ０２≧１である。ｋ０は、０又は１を表し、ｒ０２＋ｋ０＝１である。ｎ０１が２以上の整数のとき、２以上のＲａ
０１
は相互に同じでもよく、異なってもよい。ｎ０２が２以上の整数のとき、２以上のＲａ
０１
は相互に同じでもよく、異なってもよい。Ａ
０
は、酸素原子又は－ＮＨ－を表す。ｍは１以上の整数であり、Ｍ
ｍ＋
は、ｍ価のカチオンである。］
（【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、化合物、高分子化合物、及び酸拡散制御剤に関する。
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が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併有する化学増幅型レジスト組成物が提案されている。
【０００５】
また、化学増幅型レジスト組成物においては、酸発生剤成分を、酸発生基を含む構成単位として、高分子化合物に導入することも提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような高分子化合物は、酸発生剤としての機能と、基材成分としての機能とを併せ持つ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１４－１９７１６８号
【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（極紫外線）やＥＢ（電子線）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、良好な感度を維持しつつ、ラフネス及び解像性等のリソグラフィーを向上させること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、いずれか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、良好な感度を維持しつつ、ラフネス及び解像性の両方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、良好な感度を維持しつつ、ラフネス及び解像性が向上したレジスト組成物、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使用可能な、化合物、高分子化合物、及び酸拡散制御剤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、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）を含有し、前記樹脂成分（Ａ１）が、下記一般式（ａ０－ｍ）で表される化合物から誘導される構成単位（ａ０）を有する、レジスト組成物である。
【００１０】
TIFF
2025098822000001.tif
44
170
［式中、Ｗ
０
は、重合性基含有基を表す。Ａｒ
０１
及びＡｒ
０２
は、それぞれ独立に、芳香環を表す。Ｌ
０
は、単結合又は２価の連結基を表す。Ｒａ
０１
及びＲａ
０２
は、それぞれ独立に、ヨウ素以外の置換基を表す。Ｒｘ
０
は、置換基を有してもよい炭化水素基を表す。ｍ０１及びｍ０２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り０以上の整数を表し、ｍ０１＋ｍ０２≧１である。ｎ０１及びｎ０２は、それぞれ独立に、原子価が許容する限り０以上の整数を表す。ｒ０１及びｒ０２は、それぞれ独立に、０又は１を表し、ｒ０１＋ｒ０２≧１である。ｋ０は、０又は１を表し、ｒ０２＋ｋ０＝１である。ｎ０１が２以上の整数のとき、２以上のＲａ
０１
は相互に同じでもよく、異なってもよい。ｎ０２が２以上の整数のとき、２以上のＲａ
０１
は相互に同じでもよく、異なってもよい。ｍは１以上の整数であり、Ｍ
ｍ＋
は、ｍ価のカチオンである。］
（【００１１】以降は省略されています）

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