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公開番号
2025176702
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-12-04
出願番号
2025083522
出願日
2025-05-19
発明の名称
レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法並びに化合物
出願人
住友化学株式会社
代理人
弁理士法人新樹グローバル・アイピー
主分類
G03F
7/004 20060101AFI20251127BHJP(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】良好なパターン倒れ耐性を有するレジストパターンを製造することができる化合物、レジスト組成物を提供する。
【解決手段】式(I)で表される化合物を含有するレジスト組成物。
<com:Image com:imageContentCategory="Drawing"> <com:ImageFormatCategory>TIFF</com:ImageFormatCategory> <com:FileName>2025176702000188.tif</com:FileName> <com:HeightMeasure com:measureUnitCode="Mm">46</com:HeightMeasure> <com:WidthMeasure com:measureUnitCode="Mm">133</com:WidthMeasure> </com:Image>
[式中、R
5A
は-X
1A
-R
10A
等、R
5B
は-X
1B
-R
10B
等、X
1A
、X
1B
はそれぞれ-CO-O-、-O-CO-又は-O-CO-O-、R
10A
及びR
10B
はそれぞれ式(IC)で表される基;L
1A
及びL
1B
はそれぞれ単結合又は置換/非置換のアルカンジイル基;Ar
1
及びAr
2
はそれぞれ置換/非置換の多環式芳香族炭化水素基;R
3
及びR
4
はそれぞれハロゲン原子等;を表す。]
【選択図】なし
特許請求の範囲
【請求項1】
式(I)で表される化合物を含有するレジスト組成物。
TIFF
2025176702000177.tif
41
87
[式(I)中、
R
5A
は、-X
1A
-R
10A
、-X
2A
-L
10A
-X
3A
-R
10A
又は-X
4A
-L
10A
-X
5A
-R
10A
を表す。
R
5B
は、-X
1B
-R
10B
、-X
2B
-L
10B
-X
3B
-R
10B
又は-X
4B
-L
10B
-X
5B
-R
10B
を表す。
X
1A
、X
1B
、X
2A
、X
2B
、X
5A
及びX
5B
は、それぞれ独立に、*-CO-O-、*-O-CO-又は*-O-CO-O-(但し、*は、L
1A
、L
1B
、Ar
1
、Ar
2
、L
10A
及びL
10B
のいずれかとの結合部位を表す。)を表す。
X
3A
、X
3B
、X
4A
及びX
4B
は、それぞれ独立に、*-CO-O-、*-O-CO-、*-O-CO-O-又は*-O-(但し、*は、L
1A
、L
1B
、Ar
1
、Ar
2
、L
10A
及びL
10B
のいずれかとの結合部位を表す。)を表す。
続きを表示(約 6,600 文字)
【請求項2】
L
1A
及びL
1B
は、それぞれ独立に、単結合又はハロゲン原子を有してもよい炭素数1~4のアルカンジイル基である請求項1に記載のレジスト組成物。
【請求項3】
Ar
1
及びAr
2
は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいナフタレン環に由来する基である請求項1又は2に記載のレジスト組成物。
【請求項4】
R
5A
及びR
5B
が、-X
1A
-R
10A
及び-X
1B
-R
10B
の場合、X
1A
及びX
1B
が、*-O-CO-O-であり、
R
5A
及びR
5B
が、-X
2A
-L
10A
-X
3A
-R
10A
及び-X
2B
-L
10B
-X
3B
-R
10B
の場合、X
2A
及びX
2B
が、*-O-CO-で、X
3A
及びX
3B
が、*-O-CO-O-又は*-O-であり、
R
5A
及びR
5B
が、-X
4A
-L
10A
-X
5A
-R
10A
及び-X
4B
-L
10B
-X
5B
-R
10B
の場合、X
4A
及びX
4B
が、*-O-で、X
5A
及びX
5B
が、*-CO-O-である請求項1又は2に記載のレジスト組成物。
【請求項5】
さらに、酸発生剤を含有し、酸発生剤が、式(B1)で表される塩又は式(B2)で表される塩を含む請求項1又は2に記載のレジスト組成物。
TIFF
2025176702000179.tif
13
96
[式(B1)中、
L
b1
は、単結合又は置換基を有してもよい(nb1+1)価の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる-CH
2
-は、-O-、-S-、-CO-、-SO-又は-SO
2
-に置き換わっていてもよい。
L
b2
は、単結合又は置換基を有してもよい炭素数1~24の2価の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる-CH
2
-は、-O-、-S-、-CO-、-SO-又は-SO
2
-で置き換わっていてもよい。
Y
b1
は、置換基を有していてもよいメチル基又は置換基を有していてもよい炭素数3~24の環状炭化水素基を表し、該環状炭化水素基に含まれる-CH
2
-は、-O-、-S-、-SO-、-SO
2
-又は-CO-に置き換わっていてもよい。
nb1は、1~6のいずれかの整数を表す。nb1が2以上のとき、複数の括弧内の基は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
Z1
+
は、有機カチオンを表す。]
TIFF
2025176702000180.tif
11
93
[式(B2)中、
A
1
は、窒素原子又は炭素原子を表す。
L
b2’
は、単結合又は置換基を有してもよい炭素数1~24の2価の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる-CH
2
-は、-O-、-S-、-CO-、-SO-又は-SO
2
-で置き換わっていてもよい。
Y
b1’
は、置換基を有してもよいメチル基又は置換基を有してもよい炭素数3~24の環状炭化水素基を表し、該環状炭化水素基に含まれる-CH
2
-は、-O-、-S-、-CO-、-SO-又は-SO
2
-で置き換わっていてもよい。
nb5は、2又は3の整数を表す。nb5が2の場合、A
1
は窒素原子であり、nb5が3の場合、A
1
は炭素原子である。複数の括弧内の基は、互いに同一であっても異なっていてもよく、2つの括弧内の基が結合してA
1
を含む環を形成してもよい。
Z2
+
は、有機カチオンを表す。]
【請求項6】
さらに、フェノール性ヒドロキシ基もしくは安息香酸性カルボキシ基を有する化合物又は該化合物のフェノール性ヒドロキシ基もしくは安息香酸性カルボキシ基が酸不安定基で保護された化合物を含有する請求項1又は2に記載のレジスト組成物。
【請求項7】
フェノール性ヒドロキシ基もしくは安息香酸性カルボキシ基を有する化合物又は該化合物のフェノール性ヒドロキシ基もしくは安息香酸性カルボキシ基が酸不安定基で保護された化合物が、樹脂であり、該樹脂が、式(a2-A)で表される構造単位又は式(a1-4)で表される構造単位を含む請求項6に記載のレジスト組成物。
TIFF
2025176702000181.tif
31
128
[式(a2-A)中、
R
a2
は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。
R
a27
は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数2~12のアルコキシアルキル基、炭素数2~12のアルコキシアルコキシ基、炭素数2~4のアルキルカルボニル基、炭素数2~4のアルキルカルボニルオキシ基、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を表す。
A
a21
は、単結合又は炭素数1~12のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる-CH
2
-は、-O-、-CO-又は-NR
a28
-に置き換わってもよい。
R
a28
は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表す。
X
a2
は、単結合又は-CO-を表す。
nA2は、1~5のいずれかの整数を表し、nA2が2以上のとき、複数の括弧内の基は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
na21は、0~4のいずれかの整数を表し、na21が2以上のとき、複数のR
a27
は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
mcは、0~2のいずれかの整数を表す。]
TIFF
2025176702000182.tif
31
118
[式(a1-4)中、
R
a1
は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。
R
a17
は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数2~12のアルコキシアルキル基、炭素数2~12のアルコキシアルコキシ基、炭素数2~4のアルキルカルボニル基、炭素数2~4のアルキルカルボニルオキシ基、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を表す。
A
a11
は、単結合又は炭素数1~12のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる-CH
2
-は、-O-、-CO-又は-NR
a18
-に置き換わってもよい。
R
a18
は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表す。
X
a1
は、単結合又は-CO-を表す。
na1は、1~5のいずれかの整数を表し、na1が2以上のとき、複数の括弧内の基は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
na11は、0~4のいずれかの整数を表し、na11が2以上のとき、複数のR
a17
は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
R
a34
及びR
a35
はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~12の炭化水素基を表し、R
a36
は、炭素数1~20の炭化水素基を表すか、R
a35
及びR
a36
は互いに結合してそれらが結合する-C-O-とともに炭素数2~20の2価の炭化水素基を形成し、該炭化水素基及び該2価の炭化水素基に含まれる-CH
2
-は、-O-又は-S-で置き換わってもよい。
mcは、0~2のいずれかの整数を表す。]
【請求項8】
前記樹脂が、さらに、式(a1-4)で表される構造単位以外の酸不安定基を有する構造単位を含み、式(a1-4)で表される構造単位以外の酸不安定基を有する構造単位が、式(a1-0)で表される構造単位、式(a1-1)で表される構造単位、式(a1-2)で表される構造単位、式(a1-5)で表される構造単位及び式(a1-6)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む請求項7に記載のレジスト組成物。
TIFF
2025176702000183.tif
43
145
[式(a1-0)、式(a1-1)及び式(a1-2)中、
L
a01
、L
a1
及びL
a2
は、それぞれ独立に、-O-又は*-O-(CH
2
)
k1
-CO-O-を表し、k1は1~7のいずれかの整数を表し、*は-CO-との結合部位を表す。
R
a01
、R
a4
及びR
a5
は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。
R
a02
、R
a03
及びR
a04
は、それぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基、炭素数3~18の脂環式炭化水素基、炭素数6~18の芳香族炭化水素基又はこれらを組み合わせた基を表し、該アルキル基、該脂環式炭化水素基、該芳香族炭化水素基及びこれらを組み合わせた基は、ハロゲン原子を有してもよい。
R
a6
及びR
a7
は、それぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基、炭素数2~8のアルケニル基、炭素数3~18の脂環式炭化水素基、炭素数6~18の芳香族炭化水素基又はこれらを組合せることにより形成される基を表し、該アルキル基、該アルケニル基、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基は、ハロゲン原子を有してもよい。
m1’は0~14のいずれかの整数を表す。
n1は0~10のいずれかの整数を表す。
n1’は0~3のいずれかの整数を表す。]
TIFF
2025176702000184.tif
45
58
[式(a1-5)中、
R
a8
は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Z
a1
は、単結合又は*-(CH
2
)
h3
-CO-L
54
-を表し、h3は1~4のいずれかの整数を表し、*は、L
51
との結合部位を表す。
L
51
、L
52
、L
53
及びL
54
は、それぞれ独立に、-O-又は-S-を表す。
s1は、1~3のいずれかの整数を表す。
s1’は、0~3のいずれかの整数を表す。]
TIFF
2025176702000185.tif
36
81
[式(a1-6)中、
R
a61
は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。
R
a62
、R
a63
及びR
a64
は、それぞれ独立に、炭素数1~6のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数3~18の環状炭化水素基を表すか、R
a62
及びR
a63
は互いに結合してそれらが結合する炭素原子とともに炭素数3~20の環を形成する。
X
a61
は、単結合、-CO-O-*又は-CO-NR
【請求項9】
(1)請求項1又は2に記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後のレジスト組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程、
を含むレジストパターンの製造方法。
【請求項10】
式(I)で表される化合物。
TIFF
2025176702000186.tif
41
87
[式(I)中、
R
5A
は、-X
1A
-R
10A
、-X
2A
-L
10A
-X
3A
-R
10A
又は-X
4A
-L
10A
-X
5A
-R
10A
を表す。
R
5B
は、-X
1B
-R
10B
、-X
2B
-L
10B
-X
3B
-R
10B
又は-X
4B
-L
10B
-X
5B
-R
10B
を表す。
X
1A
、X
1B
、X
2A
、X
2B
、X
5A
及びX
5B
は、それぞれ独立に、*-CO-O-、*-O-CO-又は*-O-CO-O-(但し、*は、L
1A
、L
1B
、Ar
1
、Ar
2
、L
10A
及びL
10B
のいずれかとの結合部位を表す。)を表す。
X
3A
、X
3B
、X
4A
及びX
4B
は、それぞれ独立に、*-CO-O-、*-O-CO-、*-O-CO-O-又は*-O-(但し、*は、L
1A
、L
1B
、Ar
1
、Ar
2
、L
10A
及びL
10B
のいずれかとの結合部位を表す。)を表す。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、化合物、該化合物を含むレジスト組成物及び該レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法等に関する。
続きを表示(約 2,900 文字)
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、下記構造式の化合物が記載されている。
TIFF
2025176702000001.tif
26
69
【0003】
特許文献2には、下記構造式の化合物が記載されている。
TIFF
2025176702000002.tif
25
156
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特表2011-509340号公報
特開2009-155256号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記化合物を含有するレジスト組成物から形成されたレジストパターンよりも、パターン倒れ耐性(PCM)が良好なレジストパターンを形成するレジスト組成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】
【0006】
本発明は、以下の発明を含む。
〔1〕式(I)で表される化合物を含有するレジスト組成物。
TIFF
2025176702000003.tif
42
87
[式(I)中、
R
5A
は、-X
1A
-R
10A
、-X
2A
-L
10A
-X
3A
-R
10A
又は-X
4A
-L
10A
-X
5A
-R
10A
を表す。
R
5B
は、-X
1B
-R
10B
、-X
2B
-L
10B
-X
3B
-R
10B
又は-X
4B
-L
10B
-X
5B
-R
10B
を表す。
X
1A
、X
1B
、X
2A
、X
2B
、X
5A
及びX
5B
は、それぞれ独立に、*-CO-O-、*-O-CO-又は*-O-CO-O-(但し、*は、L
1A
、L
1B
、Ar
1
、Ar
2
、L
10A
及びL
10B
のいずれかとの結合部位を表す。)を表す。
X
3A
、X
3B
、X
4A
及びX
4B
は、それぞれ独立に、*-CO-O-、*-O-CO-、*-O-CO-O-又は*-O-(但し、*は、L
1A
、L
1B
、Ar
1
、Ar
2
、L
10A
及びL
【発明の効果】
【0007】
本発明のレジスト組成物を用いることにより、良好なパターン倒れ耐性(PCM)でレジストパターンを製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本明細書において、「(メタ)アクリル系モノマー」とは、「アクリル系モノマー及びメタクリル系モノマーの少なくとも1種」を意味する。「(メタ)アクリレート」及び「(メタ)アクリル酸」等の記載も同様の意味を表す。本明細書中に記載する基において、直鎖構造と分岐構造の両方をとり得るものについては、そのいずれでもよい。炭化水素基等に含まれる-CH
2
-が-O-、-S-、-CO-、-SO-、-NR
X
-(Xは任意の符号)又は-SO
2
-で置き換わる場合、各基において同様の例を適用するものとし、置き換わる前の炭素数を炭化水素基等の炭素数とする。「組み合わせた基」とは、例示した基を2種以上結合させた基を意味し、それら基の価数は結合形態によって適宜変更してもよい。「由来する」又は「誘導される」とは、その分子中に含まれる重合性C=C結合が重合により-C-C-基(単結合)となることを指す。立体異性体が存在する場合は、全ての立体異性体を含む。各基は、置換基の数等によって、その基に含まれる任意の位置及び数の水素原子が結合部位に置き換わることがある。置換基における炭素数は、被置換基の炭素数には含めない。「酸不安定基」とは、酸(例えば、トリフルオロメタンスルホン酸等)と接触すると、脱離基が脱離して、親水性基(例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基等)を形成する基を意味する。「塩基不安定基」とは、塩基(例えば、トリメチルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等)と接触すると、脱離基が脱離して、親水性基(例えば、カルボキシ基又はヒドロキシ基等)を形成する基を意味する。
本明細書において、「レジスト組成物の固形分」とは、レジスト組成物の総量から、後述する溶剤(E)を除いた成分の合計を意味する。
【0009】
<レジスト組成物>
本発明のレジスト組成物は、式(I)で表される化合物(以下「化合物(I)」という場合がある)を含有する。
本発明のレジスト組成物は、さらに、酸発生剤(以下、「酸発生剤(B)」という場合がある)、フェノール性ヒドロキシ基もしくは安息香酸性カルボキシ基を有する化合物又はこれらの化合物のフェノール性ヒドロキシ基もしくは安息香酸性カルボキシ基が酸不安定基で保護された化合物(以下「化合物(L)」という場合がある)、酸発生剤から発生する酸よりも酸性度の弱い酸を発生する塩等のクエンチャー(以下「クエンチャー(C)」という場合がある)等を含有していてもよい。フェノール性ヒドロキシ基もしくは安息香酸性カルボキシ基を有する化合物又はこれらの化合物のフェノール性ヒドロキシ基もしくは安息香酸性カルボキシ基が酸不安定基で保護された化合物(L)は、それらの化合物に由来する構造単位を含む樹脂を構成するものであってもよい。このような樹脂は、酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂又は酸不安定基を有する構造単位を含まない樹脂であってもよい。いずれの樹脂であっても、さらに、酸不安定基を有する構造単位を含んでいてもよいし、酸不安定基を有する構造単位以外の構造単位を含んでいてもよい。
本発明のレジスト組成物は、溶剤(以下「溶剤(E)」という場合がある)を含有することが好ましい。
【0010】
〈化合物(I)〉
本発明のレジスト組成物は、化合物(I)を含有する。
TIFF
2025176702000012.tif
42
87
[式(I)中、全ての符号は、それぞれ前記と同じ意味を表す。]
(【0011】以降は省略されています)
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