特許ウォッチ

公開番号2025168274
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-07
出願番号2025065640
出願日2025-04-11
発明の名称レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人弁理士法人共生国際特許事務所
主分類G03F 7/004 20060101AFI20251030BHJP(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】レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供する。
【解決手段】下記化学式1で表される第1反復単位を含み、架橋基を含まない、ポリマーと、下記化学式2で表される添加剤と、を含む、レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関する。化学式1及び2中、L₁₁～L₁₃、a11～a13、R₁₁、X₁₁、A₂₁、L₂₁、a21及びn21に係る説明は明細書を参照する。
<com:Image com:imageContentCategory="Drawing"> <com:ImageFormatCategory>JPEG</com:ImageFormatCategory> <com:FileName>2025168274000037.jpg</com:FileName> <com:HeightMeasure com:measureUnitCode="Mm">78</com:HeightMeasure> <com:WidthMeasure com:measureUnitCode="Mm">170</com:WidthMeasure> </com:Image>
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
下記化学式１で表される第１反復単位を含み、架橋基を含まない、ポリマーと、
下記化学式２で表される添加剤と、
を含む、レジスト組成物：
JPEG
2025168274000027.jpg
82
170
前記化学式１及び２において、
Ｌ
１１
～Ｌ
１３
は、それぞれ独立して、単結合；Ｏ；Ｓ；Ｃ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）Ｏ；ＯＣ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ
１２
；ＮＲ
１２
Ｃ（＝Ｏ）；Ｓ（＝Ｏ）；Ｓ（＝Ｏ）
２
；Ｓ（＝Ｏ）
２
Ｏ；ＯＳ（＝Ｏ）
２
；またはヘテロ原子を任意選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状もしくは環状の二価炭化水素基であり、
ａ１１～ａ１３は、それぞれ独立して、１～４の整数であり、
Ｒ
１１
及びＲ
１２
は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン；シアノ基；ヒドロキシ基；アミノ基；カルボン酸基；チオール基；エステルモイエティ；スルホン酸エステルモイエティ；カーボネートモイエティ；ラクトンモイエティ；スルトンモイエティ；カルボン酸無水物モイエティ；またはヘテロ原子を任意選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状もしくは環状の一価炭化水素基であり、
Ｘ
１１
は酸不安定基（acid labile group）であり、
Ａ
２１
は、置換もしくは非置換の炭素原子、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
アルキル基、置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ
２
－Ｃ
３０
アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ
２
－Ｃ
３０
アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ
６
－Ｃ
３０
アリール基、または置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
ヘテロアリール基であり、
前記Ｃ
１
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルキル基、前記Ｃ
１
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルケニル基、及び前記Ｃ
１
－Ｃ
３０
ヘテロアリール基は、それぞれ環構成元素として窒素（Ｎ）または硫黄（Ｓ）を含まず、
Ｌ
続きを表示（約 4,400 文字）【請求項２】
Ｌ
１１
～Ｌ
１３
は、それぞれ独立して、単結合；Ｏ；Ｓ；Ｃ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）Ｏ；ＯＣ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ；ＮＨＣ（＝Ｏ）；Ｓ（＝Ｏ）；Ｓ（＝Ｏ）
２
；Ｓ（＝Ｏ）
２
Ｏ；ＯＳ（＝Ｏ）
２
；置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
アルキレン基；置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
シクロアルキレン基；置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルキレン基；置換もしくは非置換のＣ
２
－Ｃ
３０
アルケニレン基；置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
シクロアルケニレン基；置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルケニレン基；置換もしくは非置換のＣ
６
－Ｃ
３０
アリーレン基；または置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
ヘテロアリーレン基である、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項３】
Ｒ
１１
は、水素；重水素；ハロゲン；シアノ基；ヒドロキシ基；アミノ基；カルボン酸基；チオール基；及び重水素、ハロゲン、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボン酸基、チオール基、エステルモイエティ、スルホン酸エステルモイエティ、カーボネートモイエティ、カルバメートモイエティ、ラクトンモイエティ、スルトンモイエティ、カルボン酸無水物モイエティ、Ｃ
１
－Ｃ
２０
アルキル基、Ｃ
１
－Ｃ
２０
ハロゲン化アルキル基、Ｃ
１
－Ｃ
２０
アルコキシ基、Ｃ
３
－Ｃ
２０
シクロアルキル基、Ｃ
３
－Ｃ
２０
シクロアルコキシ基、Ｃ
６
－Ｃ
２０
アリール基、またはそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、Ｃ
１
－Ｃ
２０
アルキル基、Ｃ
３
－Ｃ
２０
シクロアルキル基、及びＣ
６
－Ｃ
２０
アリール基；から選択される、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項４】
Ｘ
１１
は下記化学式６－１～６－１２のうちいずれか１つで表される、請求項１に記載のレジスト組成物：
JPEG
2025168274000028.jpg
126
170
前記化学式６－１～６－１２において、
Ｘ
６１
は、エステルモイエティ、スルホン酸エステルモイエティ、カーボネートモイエティ、またはカルバメートモイエティであり、
ａ６１は０～６の整数であり、
Ｒ
６１
及びＲ
６８
は、それぞれ独立して、ヘテロ原子を任意選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
２０
の直鎖状、分枝状または環状の一価炭化水素基であり、
Ｒ
６２
～Ｒ
６７
は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン；シアノ基；ヒドロキシ基；アミノ基；カルボン酸基；チオール基；エステルモイエティ；スルホン酸エステルモイエティ；カーボネートモイエティ；カルバメートモイエティ；ラクトンモイエティ；スルトンモイエティ；カルボン酸無水物モイエティ；またはヘテロ原子を任意選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状もしくは環状の一価炭化水素基であり、
Ｒ
６１
～Ｒ
６８
のうち隣接する２つの基は任意選択的に互いに結合して環を形成することができ、
ｂ６４は１～１０の整数であり、
＊は隣接する原子との結合サイトである。
【請求項５】
前記第１反復単位は下記グループＩから選択される、請求項１に記載のレジスト組成物：
＜グループＩ＞
JPEG
2025168274000029.jpg
143
170
JPEG
2025168274000030.jpg
192
170
JPEG
2025168274000031.jpg
231
170
JPEG
2025168274000032.jpg
230
170
。
【請求項６】
下記化学式３で表される第２反復単位をさらに含む、請求項１に記載のレジスト組成物：
JPEG
2025168274000033.jpg
57
170
前記化学式３において、
Ｌ
３１
～Ｌ
３３
は、それぞれ独立して、単結合；Ｏ；Ｓ；Ｃ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）Ｏ；ＯＣ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ
３２
；ＮＲ
３２
Ｃ（＝Ｏ）；Ｓ（＝Ｏ）；Ｓ（＝Ｏ）
２
；Ｓ（＝Ｏ）
２
Ｏ；ＯＳ（＝Ｏ）
２
；またはヘテロ原子を任意選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状もしくは環状の二価炭化水素基であり、
ａ３１～ａ３３は、それぞれ独立して、１～４の整数であり、
Ｒ
３１
及びＲ
３２
は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン；シアノ基；ヒドロキシ基；アミノ基；カルボン酸基；チオール基；エステルモイエティ；スルホン酸エステルモイエティ；カーボネートモイエティ；ラクトンモイエティ；スルトンモイエティ；カルボン酸無水物モイエティ；またはヘテロ原子を任意選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状もしくは環状の一価炭化水素基であり、
Ｘ
３１
は非酸不安定基（non-acid labile group）であり、
＊は隣接する原子との結合サイトである。
【請求項７】
Ｘ
３１
は、水素、ヒドロキシ基、及び下記化学式５－１～５－１６で表される基から選択される、請求項６に記載のレジスト組成物：
JPEG
2025168274000034.jpg
189
170
前記化学式５－１～５－１６において、
ａ５１は１または２であり、
Ｒ
５１
～Ｒ
５６
は、それぞれ独立して、隣接する原子との結合サイト；水素；重水素；ハロゲン；シアノ基；ヒドロキシ基；アミノ基；カルボン酸基；チオール基；カルボニルモイエティ；エステルモイエティ；スルホン酸エステルモイエティ；カーボネートモイエティ；カルバメートモイエティ；ラクトンモイエティ；スルトンモイエティ；カルボン酸無水物モイエティ；またはヘテロ原子を任意選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状もしくは環状の一価炭化水素基であり、
Ｒ
５１
～Ｒ
５３
のうち１つ、Ｒ
５４
のうち１つ、並びにＲ
５５
及びＲ
５６
のうち１つは、隣接する原子との結合サイトであり、
ｂ５１は１～４の整数であり、
ｂ５２は１～１０の整数であり、
ｂ５３は１～８の整数であり、
ｂ５５は１～７の整数であり、
ｂ５４は１～５の整数であり、
ｂ５６は１～１１の整数であり、
ｂ５７は１～１３の整数であり、
ｂ５８は１～１４の整数であり、
ｂ５９は１～２の整数であり、
ｍ５１は１～４の整数である。
【請求項８】
Ｘ
３１
は、ヒドロキシ基及び前記化学式５－１１で表される基から選択される、請求項７に記載のレジスト組成物。
【請求項９】
前記第２反復単位は下記グループＩＩから選択される、請求項６に記載のレジスト組成物：
JPEG
2025168274000035.jpg
231
170
。
【請求項１０】
Ａ
２１
は、置換もしくは非置換の炭素原子、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
アルキル基、置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ
２
－Ｃ
３０
アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ
２
－Ｃ
３０
アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ
６
－Ｃ
３０
アリール基、または置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
ヘテロアリール基であり、
前記Ｃ
１
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルキル基、前記Ｃ
１
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルケニル基、及び前記Ｃ
１
－Ｃ
３０
ヘテロアリール基は、それぞれ環を構成するヘテロ原子として、酸素（Ｏ）、セレン（Ｓｅ）またはリン（Ｐ）を含んでいてもよい、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それを用いたパターン形成方法に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体の製造時、微細パターンを形成するために、光に反応して物性が変化するレジストを使用している。そのうち、化学増幅型レジスト（chemically amplified resist）が広く使用されてきた。化学増幅型レジストは、光と光酸発生剤とが反応して形成された酸がベース樹脂と再び反応し、前記ベース樹脂の現像液に対する溶解度を変化させることにより、パターニングを可能にする。
【０００３】
特に、ＥＵＶのように相対的に非常に高いエネルギーを有する高エネルギー線を用いる場合、同じエネルギーの光を照射しても光子の数が顕著に少ないという問題がある。これにより、少ない量を使用しても効果的に作用することができ、向上した感度、向上した解像度、及び／または低減した欠陥を提供することができるレジスト組成物への要求がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、向上した感度、向上した解像度、及び／または低減した欠陥を提供することができるレジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一側面によって、下記化学式１で表される第１反復単位を含み、架橋基を含まない、ポリマーと、下記化学式２で表される添加剤と、を含むレジスト組成物が提供される：
JPEG
2025168274000002.jpg
82
170
【０００６】
前記化学式１及び２において、
Ｌ
１１
～Ｌ
１３
は、それぞれ独立して、単結合；Ｏ；Ｓ；Ｃ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）Ｏ；ＯＣ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ
１２
；ＮＲ
１２
Ｃ（＝Ｏ）；Ｓ（＝Ｏ）；Ｓ（＝Ｏ）
２
；Ｓ（＝Ｏ）
２
Ｏ；ＯＳ（＝Ｏ）
２
；またはヘテロ原子を任意選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状もしくは環状の二価炭化水素基であり、
ａ１１～ａ１３は、それぞれ独立して、１～４の整数であり、
Ｒ
１１
及びＲ
１２
は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン；シアノ基；ヒドロキシ基；アミノ基；カルボン酸基；チオール基；エステルモイエティ；スルホン酸エステルモイエティ；カーボネートモイエティ；ラクトンモイエティ；スルトンモイエティ；カルボン酸無水物モイエティ；またはヘテロ原子を任意選択的に含有していてもよいＣ
１
－Ｃ
３０
の直鎖状、分枝状もしくは環状の一価炭化水素基であり、
Ｘ
１１
は酸不安定基（acid labile group）であり、
Ａ
２１
は、置換もしくは非置換の炭素原子、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
アルキル基、置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ
２
－Ｃ
３０
アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
３０
シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ
２
－Ｃ
３０
アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ
６
－Ｃ
３０
アリール基、または置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
３０
ヘテロアリール基であり、
前記Ｃ
１
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルキル基、前記Ｃ
１
－Ｃ
３０
ヘテロシクロアルケニル基、及び前記Ｃ
１
－Ｃ
３０
ヘテロアリール基は、それぞれ環構成元素として窒素（Ｎ）または硫黄（Ｓ）を含まず、
Ｌ
２１
は、単結合；Ｏ；Ｓ；Ｃ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）Ｏ；ＯＣ（＝Ｏ）；Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ
２１
；ＮＲ
２１
Ｃ（＝Ｏ）；Ｓ（＝Ｏ）；Ｓ（＝Ｏ）
２
【０００７】
他の側面によって、前述のレジスト組成物を塗布してレジスト膜を形成する段階と、高エネルギー線で前記レジスト膜の少なくとも一部を露光する段階と、現像液を用いて、露光されたレジスト膜を現像する段階と、を含む、パターン形成方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態は、向上した感度、向上した解像度、及び／または低減した欠陥を有するレジスト組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の一実施形態によるパターン形成方法を示すフローチャートである。
本発明の一実施形態によるパターン形成方法を示す側断面図である。
本発明の一実施形態によるパターン形成方法を示す側断面図である。
本発明の一実施形態によるパターン形成方法を示す側断面図である。
本発明の一実施形態によるパターニング構造物を形成する方法を示す側断面図である。
本発明の一実施形態によるパターニング構造物を形成する方法を示す側断面図である。
本発明の一実施形態によるパターニング構造物を形成する方法を示す側断面図である。
本発明の一実施形態によるパターニング構造物を形成する方法を示す側断面図である。
本発明の一実施形態によるパターニング構造物を形成する方法を示す側断面図である。
実施形態による半導体素子の形成方法を示す側断面図である。
実施形態による半導体素子の形成方法を示す側断面図である。
実施形態による半導体素子の形成方法を示す側断面図である。
実施形態による半導体素子の形成方法を示す側断面図である。
実施形態による半導体素子の形成方法を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、多様な変換を加えることができ、色々な実施形態を有することができるところ、特定の実施形態を図面に例示し、詳細な説明で詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の実施形態について限定しようとするものではなく、本発明は、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変換、均等物ないし代替物を含むものと理解されなければならない。本発明を説明するにあたって関連した公知技術についての具体的な説明が、本発明の要旨を不明確にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許