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公開番号2025131026
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-09
出願番号2024028505
出願日2024-02-28
発明の名称感光性組成物、感光性膜、下層膜、相分離構造を有する構造体の製造方法、及び化合物
出願人東京応化工業株式会社
代理人個人
主分類G03F 7/039 20060101AFI20250902BHJP(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】露光量やポストベーク温度が低い条件でも、露光により膜表面の極性を変化させることができる感光性組成物、感光性膜、下層膜、相分離構造を含む構造体の製造方法、及び化合物を提供する。
【解決手段】酸分解性化合物(A)と、光酸発生剤(B)とを含み、酸分解性化合物(A)が、下記式(A1)～(A4)のいずれかで表される1種以上の化合物である、感光性組成物。
R^a1-(-CH₂-CR^a2R^a3-)_n-R^a4-O-(-CO-R^a5-CO-)-O-R^a6-R^a7 (A1)
R^a1-(-CH₂-CR^a2R^a3-)_n-R^a4-O-(-CO-R^a5-O-)-CO-R^a6-R^a7 (A2)
R^a1-(-CH₂-CR^a2R^a3-)_n-R^a4-CO-(-O-R^a5-CO-)-O-R^a6-R^a7 (A3)
R^a1-(-CH₂-CR^a2R^a3-)_n-R^a4-CO-(-O-R^a5-O-)-CO-R^a6-R^a7 (A4)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
酸分解性化合物（Ａ）と、光酸発生剤（Ｂ）とを含み、
前記酸分解性化合物（Ａ）が、下記式（Ａ１）～（Ａ４）のいずれかで表される１種以上の化合物である、感光性組成物。
Ｒ
ａ１
－（－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２
Ｒ
ａ３
－）
ｎ
－Ｒ
ａ４
－Ｏ－（－ＣＯ－Ｒ
ａ５
－ＣＯ－）－Ｏ－Ｒ
ａ６
－Ｒ
ａ７
・・・（Ａ１）
Ｒ
ａ１
－（－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２
Ｒ
ａ３
－）
ｎ
－Ｒ
ａ４
－Ｏ－（－ＣＯ－Ｒ
ａ５
－Ｏ－）－ＣＯ－Ｒ
ａ６
－Ｒ
ａ７
・・・（Ａ２）
Ｒ
ａ１
－（－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２
Ｒ
ａ３
－）
ｎ
－Ｒ
ａ４
－ＣＯ－（－Ｏ－Ｒ
ａ５
－ＣＯ－）－Ｏ－Ｒ
ａ６
－Ｒ
ａ７
・・・（Ａ３）
Ｒ
ａ１
－（－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２
Ｒ
ａ３
－）
ｎ
－Ｒ
ａ４
－ＣＯ－（－Ｏ－Ｒ
ａ５
－Ｏ－）－ＣＯ－Ｒ
ａ６
－Ｒ
ａ７
・・・（Ａ４）
（式（Ａ１）～式（Ａ４）において、Ｒ
ａ１
は、アルキル基であり、Ｒ
ａ２
は、水素原子、又はアルキル基であり、Ｒ
ａ３
は、置換基を有してもよい芳香族基であり、Ｒ
ａ４
は、アルキレン基であり、Ｒ
ａ５
は、直鎖状脂肪族ポリエステルから、末端基としてのカルボキシ基、又はヒドロキシ基を除いた残基であり、Ｒ
ａ６
はアルキレン基であり、Ｒ
ａ７
は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、リン酸基、メルカプト基、又はアミノ基であり、ｎは、－ＣＨ
２
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
前記Ｒ
ａ３
としての置換基を有してもよい前記芳香族基が、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基である、請求項１に記載の感光性組成物。
【請求項３】
前記Ｒ
ａ５
としての、直鎖状脂肪族ポリエステルが、脂肪族ヒドロキシカルボン酸の重縮合体、又はラクトンの開環重合体である、請求項１に記載の感光性組成物。
【請求項４】
前記脂肪族ヒドロキシカルボン酸の重縮合体、又は前記ラクトンの開環重合体が、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリヒドロキシ酪酸、ポリカプロラクトン、ポリブチロラクトン、及びポリバレロラクトンから選択される１種以上である、請求項３に記載の感光性組成物。
【請求項５】
酸分解性化合物（Ａ）と、光酸発生剤（Ｂ）とを含み、
前記酸分解性化合物（Ａ）が、下記式（Ａ１）～（Ａ４）のいずれかで表される１種以上の化合物である、感光性膜。
Ｒ
ａ１
－（－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２
Ｒ
ａ３
－）
ｎ
－Ｒ
ａ４
－Ｏ－（－ＣＯ－Ｒ
ａ５
－ＣＯ－）－Ｏ－Ｒ
ａ６
－Ｒ
ａ７
・・・（Ａ１）
Ｒ
ａ１
－（－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２
Ｒ
ａ３
－）
ｎ
－Ｒ
ａ４
－Ｏ－（－ＣＯ－Ｒ
ａ５
－Ｏ－）－ＣＯ－Ｒ
ａ６
－Ｒ
ａ７
・・・（Ａ２）
Ｒ
ａ１
－（－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２
Ｒ
ａ３
－）
ｎ
－Ｒ
ａ４
－ＣＯ－（－Ｏ－Ｒ
ａ５
－ＣＯ－）－Ｏ－Ｒ
ａ６
－Ｒ
ａ７
・・・（Ａ３）
Ｒ
ａ１
－（－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２
Ｒ
ａ３
－）
ｎ
－Ｒ
ａ４
－ＣＯ－（－Ｏ－Ｒ
ａ５
－Ｏ－）－ＣＯ－Ｒ
ａ６
－Ｒ
ａ７
・・・（Ａ４）
（式（Ａ１）～式（Ａ４）において、Ｒ
ａ１
は、アルキル基であり、Ｒ
ａ２
は、水素原子、又はアルキル基であり、Ｒ
ａ３
は、置換基を有してもよい芳香族基であり、Ｒ
ａ４
は、アルキレン基であり、Ｒ
ａ５
は、直鎖状脂肪族ポリエステルから、末端基としてのカルボキシ基、又はヒドロキシ基を除いた残基であり、Ｒ
ａ６
はアルキレン基であり、Ｒ
ａ７
は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、リン酸基、メルカプト基、又はアミノ基であり、ｎは、－ＣＨ
２
【請求項６】
ブロックコポリマーを相分離させるための鋳型として使用される下層膜であって、
前記下層膜が、請求項５に記載の前記感光性膜を位置選択的に露光することで形成され、
親水性が互いに相違する露光領域と、非露光領域とを備える、下層膜。
【請求項７】
基板上に、請求項６に記載の前記下層膜を形成することと、
前記下層膜上に、前記ブロックコポリマーを含む上層膜を形成することと、
前記上層膜において前記ブロックコポリマーを相分離させることと、を含む、相分離構造を有する構造体の製造方法。
【請求項８】
下記式（Ａ１）～（Ａ４）のいずれかで表される化合物。
Ｒ
ａ１
－（－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２
Ｒ
ａ３
－）
ｎ
－Ｒ
ａ４
－Ｏ－（－ＣＯ－Ｒ
ａ５
－ＣＯ－）－Ｏ－Ｒ
ａ６
－Ｒ
ａ７
・・・（Ａ１）
Ｒ
ａ１
－（－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２
Ｒ
ａ３
－）
ｎ
－Ｒ
ａ４
－Ｏ－（－ＣＯ－Ｒ
ａ５
－Ｏ－）－ＣＯ－Ｒ
ａ６
－Ｒ
ａ７
・・・（Ａ２）
Ｒ
ａ１
－（－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２
Ｒ
ａ３
－）
ｎ
－Ｒ
ａ４
－ＣＯ－（－Ｏ－Ｒ
ａ５
－ＣＯ－）－Ｏ－Ｒ
ａ６
－Ｒ
ａ７
・・・（Ａ３）
Ｒ
ａ１
－（－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２
Ｒ
ａ３
－）
ｎ
－Ｒ
ａ４
－ＣＯ－（－Ｏ－Ｒ
ａ５
－Ｏ－）－ＣＯ－Ｒ
ａ６
－Ｒ
ａ７
・・・（Ａ４）
（式（Ａ１）～式（Ａ４）において、Ｒ
ａ１
は、アルキル基であり、Ｒ
ａ２
は、水素原子、又はアルキル基であり、Ｒ
ａ３
は、置換基を有してもよい芳香族基であり、Ｒ
ａ４
は、アルキレン基であり、Ｒ
ａ５
は、直鎖状脂肪族ポリエステルから、末端基としてのカルボキシ基、又はヒドロキシ基を除いた残基であり、Ｒ
ａ６
はアルキレン基であり、Ｒ
ａ７
は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、リン酸基、メルカプト基、又はアミノ基であり、ｎは、－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光性組成物、感光性膜、下層膜、相分離構造を有する構造体の製造方法、及び化合物に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）のさらなる微細化に伴い、より繊細な構造体を加工する技術が求められている。
このような要望に対し、互いに非相溶性のブロック同士が結合したブロックコポリマーの自己組織化により形成される相分離構造を利用して、より微細なパターンを形成する技術の開発が行われている。
【０００３】
上記ブロックコポリマーは、互いに非相溶性のブロック同士の反発によりミクロな領域で分離（相分離）し、熱処理等を行うことで、規則的な周期構造の構造体を形成する。この周期構造として、具体的には、シリンダー（柱状）、ラメラ（板状）、スフィア（球状）等が挙げられる。
【０００４】
ブロックコポリマーの相分離構造を利用するためには、ミクロ相分離により形成される自己組織化ナノ構造を、特定の領域のみに形成し、かつ、所望の方向へ配列させることが必須である。これらの位置制御及び配向制御を実現するために、ガイドパターンによって相分離パターンを制御するグラフォエピタキシーや、基板の化学状態の違いによって相分離パターンを制御するケミカルエピタキシー等のプロセスが提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、酸分解可能基、アタッチメント基、及び官能基を含む酸感受性コポリマーと、光酸発生剤とを含む下層により、表面極性をリソグラフィ的に変え、相分離パターンを制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１８－１３９００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された発明では、露光により光酸発生剤から発生した酸が、コポリマーの側鎖における酸分解可能基を分解し、極性領域を形成する。しかしながら、この発明では、高い露光量やポストベーク温度が必要であるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、露光量やポストベーク温度が低い条件でも、露光により膜表面の極性を変化させることができる感光性組成物、感光性膜、下層膜、相分離構造を含む構造体の製造方法、及び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】
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、所定の酸分解性化合物（Ａ）と、光酸発生剤（Ｂ）とを含む感光性組成物を用いることで、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には本発明は以下のものを提供する。
【００１０】
本発明の第１の態様は、酸分解性化合物（Ａ）と、光酸発生剤（Ｂ）とを含み、
前記酸分解性化合物（Ａ）が、下記式（Ａ１）～（Ａ４）のいずれかで表される１種以上の化合物である、感光性組成物である。
Ｒ
ａ１
－（－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２
Ｒ
ａ３
－）
ｎ
－Ｒ
ａ４
－Ｏ－（－ＣＯ－Ｒ
ａ５
－ＣＯ－）－Ｏ－Ｒ
ａ６
－Ｒ
ａ７
・・・（Ａ１）
Ｒ
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－（－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２
Ｒ
ａ３
－）
ｎ
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ａ４
－Ｏ－（－ＣＯ－Ｒ
ａ５
－Ｏ－）－ＣＯ－Ｒ
ａ６
－Ｒ
ａ７
・・・（Ａ２）
Ｒ
ａ１
－（－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２
Ｒ
ａ３
－）
ｎ
－Ｒ
ａ４
－ＣＯ－（－Ｏ－Ｒ
ａ５
－ＣＯ－）－Ｏ－Ｒ
ａ６
－Ｒ
ａ７
・・・（Ａ３）
Ｒ
ａ１
－（－ＣＨ
２
－ＣＲ
ａ２
Ｒ
ａ３
－）
ｎ
－Ｒ
ａ４
－ＣＯ－（－Ｏ－Ｒ
ａ５
－Ｏ－）－ＣＯ－Ｒ
ａ６
－Ｒ
ａ７
・・・（Ａ４）
（式（Ａ１）～式（Ａ４）において、Ｒ
ａ１
は、アルキル基であり、Ｒ
ａ２
は、水素原子、又はアルキル基であり、Ｒ
ａ３
は、置換基を有してもよい芳香族基であり、Ｒ
ａ４
は、アルキレン基であり、Ｒ
ａ５
は、直鎖状脂肪族ポリエステルから、末端基としてのカルボキシ基、又はヒドロキシ基を除いた残基であり、Ｒ
ａ６
はアルキレン基であり、Ｒ
ａ７
は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、リン酸基、メルカプト基、又はアミノ基であり、ｎは、－ＣＨ
２
（【００１１】以降は省略されています）

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