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公開番号2025114652
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-05
出願番号2025075215,2022526874
出願日2025-04-30,2021-05-13
発明の名称オニウム塩化合物
出願人JSR株式会社
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類C07D 317/72 20060101AFI20250729BHJP(有機化学)
要約【課題】感度やLWR性能、CDU性能を十分なレベルで発揮可能なオニウム塩化合物。
【解決手段】下記式(1-2)で表される構造を含むオニウム塩化合物。
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(式中、R^f1及びR^f2は、F又はC数1～20の1価のF化炭化水素基;R¹はH、C数1～20の1価の炭化水素基、F又はC数1～20の1価のF化炭化水素基;R²～R⁷は、H又はC数1～20の1価の炭化水素基;n₁は0～4の整数;n₂は0～4の整数;但し、n₁+n₂は2～8の整数;n₃は0～5の整数;X¹及びX²は、O又はS;Z⁺は、1価の感放射線性オニウムカチオン。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記式（１-２）で表される構造を含むオニウム塩化合物。
TIFF
2025114652000050.tif
55
150
（上記式（１-２）中、
Ｒ
ｆ１
及びＲ
ｆ２
は、それぞれ独立して、フッ素原子又は炭素数１～２０の１価のフッ素化炭化水素基である。
Ｒ
１
は水素原子、炭素数１～２０の１価の炭化水素基、フッ素原子又は炭素数１～２０の１価のフッ素化炭化水素基である。
Ｒ
２
、Ｒ
５
、Ｒ
６
及びＲ
７
は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数１～２０の１価の炭化水素基である。
ｎ
１
は１又は２の整数である。Ｒ
ｆ１
及びＲ
ｆ２
がそれぞれ複数ある場合、複数のＲ
ｆ１
及びＲ
ｆ２
は互いに同一又は異なる。
ｎ
２
は０～４の整数である。Ｒ
１
及びＲ
２
がそれぞれ複数ある場合、複数のＲ
１
及びＲ
２
は互いに同一又は異なる。
但し、ｎ
１
＋ｎ
２
は２～６の整数である。
ｎ
３
は０である。
Ｘ
１
及びＸ
２
は、それぞれ独立して、酸素原子又は硫黄原子である。
＊はそれぞれ他の構造との結合手である。
Ｚ
＋
は、１価の感放射線性オニウムカチオンである。
Ｒ
８ｂ
及びＲ
９ｂ
は、それぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数１～４０の１価の有機基であるか、又はＲ
８ｂ
及びＲ
９ｂ
は互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数３～２０の環構造を表す。
ｎ
４
は１である。）
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
上記Ｒ
８ｂ
及びＲ
９ｂ
で表される有機基は、それぞれ独立して、炭素数１～２０の１価の鎖状炭化水素基、炭素数３～２０の１価の脂環式炭化水素基、炭素数６～２０の１価の芳香族炭化水素基又はこれらの組み合わせである請求項１に記載のオニウム塩化合物。
【請求項３】
上記脂環式炭化水素基は、炭素数３～１０の１価の単環脂環式基又は炭素数６～１４の１価の多環脂環式基である請求項２に記載のオニウム塩化合物。
【請求項４】
上記Ｒ
８ｂ
及びＲ
９ｂ
は互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数３～２０の環構造は、炭素数３～１０の脂環式単環構造又は炭素数６～１４の脂環式多環構造又は炭素数８～２０の芳香環構造である請求項１～３のいずれか１項に記載のオニウム塩化合物。
【請求項５】
上記式（１-２）における感放射線性オニウムカチオンが、スルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンである請求項１～４のいずれか１項に記載のオニウム塩化合物。
【請求項６】
上記式におけるｎ
２
が１～４の整数である請求項１～５のいずれか１項に記載のオニウム塩化合物。
【請求項７】
上記式におけるｎ
１
＋ｎ
２
が２である請求項１～６のいずれか１項に記載のオニウム塩化合物。
【請求項８】
上記Ｒ
ｆ１
及びＲ
ｆ２
は、それぞれ独立して、フッ素原子又は炭素数１～５のパーフルオロアルキル基であり、
Ｒ
１
及びＲ
２
は、水素原子であり、
ｎ
１
及びｎ
２
は１であり、
Ｘ
１
及びＸ
２
は酸素原子である請求項１～４のいずれか１項に記載のオニウム塩化合物。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、オニウム塩化合物に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体素子における微細な回路形成にレジスト組成物を用いるフォトリソグラフィー技術が利用されている。代表的な手順として、例えば、レジスト組成物の被膜に対するマスクパターンを介した放射線照射による露光で酸を発生させ、その酸を触媒とする反応により露光部と未露光部とにおいて樹脂のアルカリ系や有機系の現像液に対する溶解度の差を生じさせることで、基板上にレジストパターンを形成する。
【０００３】
上記フォトリソグラフィー技術ではＡｒＦエキシマレーザー等の短波長の放射線を利用したり、さらに露光装置のレンズとレジスト膜との間の空間を液状媒体で満たした状態で露光を行う液浸露光法（リキッドイマージョンリソグラフィー）を用いたりしてパターン微細化を推進している。次世代技術として、電子線、Ｘ線及びＥＵＶ（極端紫外線）等のより短波長の放射線を用いたリソグラフィーも検討されつつある。
【０００４】
さらなる技術進展に向けた取り組みが進む中、レジスト組成物の主要成分である光酸発生剤についても感度や解像度等の向上についての試みが進められている。例えば、スルホン酸基の近位炭素をフッ素で置換することで強酸を付与可能な酸発生剤が検討されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８-１２６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
こうした次世代技術への取り組みの中でも、感度やレジストパターンの線幅のバラつきを示すＬＷＲ（ＬｉｎｅＷｉｄｔｈＲｏｕｇｈｎｅｓｓ）性能、ＣＤＵ（ＣｒｉｔｉｃａｌＤｉｍｅｎｓｉｏｎＵｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）性能等の点で従来と同等以上のレジスト諸性能が要求される。しかしながら、既存の感放射線性樹脂組成物ではそれらの特性は十分なレベルで得られていない。
【０００７】
本発明は、感度やＬＷＲ性能、ＣＤＵ性能を十分なレベルで発揮可能な感放射線性樹脂組成物及びパターン形成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】
【０００８】
本発明者らは、本課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、下記構成を採用することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、一実施形態において、
下記式（１）で表される構造を含むオニウム塩化合物と、
溶剤と
を含む感放射線性樹脂組成物に関する。
TIFF
2025114652000001.tif
46
150
(上記式（１）中、
Ｒ
ｆ１
及びＲ
ｆ２
は、それぞれ独立して、フッ素原子又は炭素数１～２０の１価のフッ素化炭化水素基である。
Ｒ
１
は水素原子、炭素数１～２０の１価の炭化水素基、フッ素原子又は炭素数１～２０の１価のフッ素化炭化水素基である。
Ｒ
２
、Ｒ
３
、Ｒ
４
、Ｒ
５
、Ｒ
６
及びＲ
７
は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数１～２０の１価の炭化水素基である。
ｎ
１
は０～４の整数である。Ｒ
ｆ１
及びＲ
ｆ２
がそれぞれ複数ある場合、複数のＲ
ｆ１
及びＲ
ｆ２
は互いに同一又は異なる。
ｎ
２
は０～４の整数である。Ｒ
１
及びＲ
２
がそれぞれ複数ある場合、複数のＲ
１
及びＲ
２
は互いに同一又は異なる。
但し、ｎ
１
＋ｎ
２
は２～８の整数である。
ｎ
３
は０～５の整数である。Ｒ
３
及びＲ
４
がそれぞれ複数ある場合、複数のＲ
３
及びＲ
４
は互いに同一又は異なる。
Ｘ
１
及びＸ
２
は、それぞれ独立して、酸素原子又は硫黄原子である。
＊はそれぞれ他の構造との結合手である。
Ｚ
＋
は、１価の感放射線性オニウムカチオンである。）
【００１０】
当該感放射線性樹脂組成物は、感放射線性酸発生剤として上記式（１）で表される構造を含むオニウム塩化合物（以下、「化合物（１）」ともいう。）を含むので、レジストパターン形成の際に優れた感度やＬＷＲ性能、ＣＤＵ性能を発揮することができる。この理由としては、いかなる理論にも束縛されないものの、以下のように推察される。スルホ基が結合する炭素原子に電子求引性の基が結合することで発生酸を強酸化することができるとともに、骨格部分にエステル結合及び近接する２つの（チオ）エーテル構造を導入することで酸の拡散長や樹脂との親和性を適度なレベルとすることができ、これらの相乗効果で所与のレジスト諸性能を発揮することができる。なお、有機基とは、少なくとも１個の炭素原子を含む基をいう。
（【００１１】以降は省略されています）

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