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公開番号2025177899
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2024085049
出願日2024-05-24
発明の名称レジスト組成物及びレジストパターン形成方法
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 20060101AFI20251128BHJP(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】レジストパターンの形成において感度が良好であり、かつ環境負荷低減が図れるレジスト組成物、及びレジストパターン形成方法の提供。
【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)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)と、を含有し、前記樹脂成分(A1)は、ラクトン含有環式基、-SO₂-含有環式基、又はカーボネート含有環式基で表される構成単位(a0)を有し、前記酸発生剤成分(B)は、パーフルオロ芳香環(ただし、PFAS化合物に該当するものを除く)を有する化合物(B0)を含む、レジスト組成物。
【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）と、
露光により酸を発生する酸発生剤成分（Ｂ）と、を含有し、
前記樹脂成分（Ａ１）は、下記一般式（ａ０－ｍ）で表される構成単位（ａ０）を有し、
前記酸発生剤成分（Ｂ）は、下記一般式（ｂ０）で表される化合物（Ｂ０）を含む、レジスト組成物。
TIFF
2025177899000087.tif
71
170
［式中、Ｒａ
0
はラクトン含有環式基、－ＳＯ
２
－含有環式基、及びカーボネート含有環式基からなる群より選択される少なくとも１種の環式基を表す。Ｒ
０
は炭素原子数１～５のアルキル基、又は水素原子を表す。Ｖａ
0
はエーテル結合を有してもよい２価の炭化水素基を表す。ｎ
ａ0
は０～２の整数である。］
TIFF
2025177899000088.tif
33
170
［式中、Ａｒは芳香環を表す。Ｒｆ
０
は炭素原子数１～５のフッ素化アルキル基、又はフッ素原子を表す。Ｌ
０
は炭素原子、水素原子、硫黄原子、酸素原子、及び窒素原子からなる群より選択される原子からなる２価の連結基を表す。Ｙｂ
０
は炭素原子、水素原子、硫黄原子、酸素原子、及び窒素原子からなる群より選択される原子からなる有機基を表す。Ｒｂ
０
は有機基を表す。ｎ０１は原子価が許容する限り１以上の整数である。ｎ０２は原子価が許容する限り０以上の整数である。ｎ０１が２以上の整数である場合、複数存在するＲｆ
０
は、それぞれ同じでもよく、異なってもよい。ｎ０２が２以上の整数である場合、複数存在するＲｂ
０
は、それぞれ同じでもよく、異なってもよい。ｍは１以上の整数であり、Ｍ
ｍ＋
はｍ価のカチオンを表す。ただし、Ｒｆ
０
、Ｒｂ
０
、及びＭ
ｍ＋
は、トリフルオロメチル基（ただし、下記一般式（ｎｐ１）で表される構造となる場合を除く）及びジフルオロメチレン基（ただし、下記一般式（ｎｐ２）又は（ｎｐ３）で表される構造となる場合を除く）を含まない。］
TIFF
2025177899000089.tif
18
170
［式中、Ｘ
１
は－ＯＲ
１
、－Ｎ（Ｒ
２
）Ｒ
１
又は－Ｎ（Ｒ
１
）
２
を表す。Ｘ
２
はメチル基、置換基を有してもよい１価の芳香族炭化水素基、－ＯＲ
３
、－ＳＲ
３
、又は－ＮＲ
３
Ｒ
４
を表す。Ｘ
３
はメチレン基、置換基を有してもよい２価の芳香族炭化水素基、カルボニル基、－ＯＲ
１
、－ＳＲ
１
、－Ｎ（Ｒ
２
）Ｒ
１
又は－Ｎ（Ｒ
１
）
２
を表す。Ｒ
１
は、メチレン基、置換基を有してもよい２価の芳香族炭化水素基、又はカルボニル基を表す。Ｒ
２
、Ｒ
３
、及びＲ
４
は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は置換基を有してもよい１価の芳香族炭化水素基を表す。］
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記一般式（ａ０－ｍ）中のＲａ
0
が、ラクトン含有環式基、又は－ＳＯ
２
－含有環式基である、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項３】
前記一般式（ｂ０）中のＲｆ
０
がフッ素原子である、請求項１又は２に記載のレジスト組成物。
【請求項４】
前記一般式（ｂ０）中のＬ
０
が、－Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－を含む２価の連結基、又は－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）－を含む２価の連結基であり、Ｙｂ
０
が環式基である、請求項１又は２に記載のレジスト組成物。
【請求項５】
前記一般式（ｂ０）中のＹｂ
０
が置換基を有してもよい脂環式基である、請求項４に記載のレジスト組成物。
【請求項６】
前記化合物（Ｂ０）が、下記一般式（ｂ０’）で表される化合物である、請求項１又は２に記載のレジスト組成物。
TIFF
2025177899000090.tif
32
170
［式中、Ｒｆ
０１
は炭素原子数１～５のフッ素化アルキル基、又はフッ素原子を表す。Ｌ
０１
は炭素原子、水素原子、硫黄原子、酸素原子、及び窒素原子からなる群より選択される原子からなる２価の連結基を表す。Ｙｂ
０１
は炭素原子、水素原子、硫黄原子、酸素原子、及び窒素原子からなる群より選択される原子からなる有機基を表す。Ｒｂ
０１
は有機基を表す。ｎ０１１は１以上の整数であり、ｎ０２１は０以上の整数であり、ｎ０１１＋ｎ０２２≦４である。ｎ０１１が２以上の整数である場合、複数のＲｆ
０１
は、それぞれ同じでもよく、異なってもよい。ｎ０２１が２以上の整数である場合、複数のＲｂ
０１
は、それぞれ同じでもよく、異なってもよい。ｍは１以上の整数であり、Ｍ
ｍ＋
はｍ価のカチオンを表す。ただし、Ｒｆ
０１
、Ｒｂ
０１
、及びＭ
ｍ＋
は、トリフルオロメチル基（ただし、下記一般式（ｎｐ１）で表される構造となる場合を除く）及びジフルオロメチレン基（ただし、下記一般式（ｎｐ２）又は（ｎｐ３）で表される構造となる場合を除く）を含まない。］
TIFF
2025177899000091.tif
18
170
［式中、Ｘ
１
は－ＯＲ
１
、－Ｎ（Ｒ
２
）Ｒ
１
又は－Ｎ（Ｒ
１
）
２
を表す。Ｘ
２
はメチル基、置換基を有してもよい１価の芳香族炭化水素基、－ＯＲ
３
、－ＳＲ
３
、又は－ＮＲ
３
Ｒ
４
を表す。Ｘ
３
はメチレン基、置換基を有してもよい２価の芳香族炭化水素基、カルボニル基、－ＯＲ
１
、－ＳＲ
１
、－Ｎ（Ｒ
２
）Ｒ
１
又は－Ｎ（Ｒ
１
）
２
を表す。Ｒ
１
は、メチレン基、置換基を有してもよい２価の芳香族炭化水素基、又はカルボニル基を表す。Ｒ
２
、Ｒ
３
、及びＲ
４
は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は置換基を有してもよい１価の芳香族炭化水素基を表す。］
【請求項７】
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８】
さらに、前記レジスト膜を形成する工程と前記レジスト膜を露光する工程との間に、トップコート層を形成する工程を有する、請求項７に記載のレジストパターン形成方法。

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レジストパターン形成方法に関する。
続きを表示（約 1,400 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】
化学増幅型レジスト組成物においては、一般的に、リソグラフィー特性等の向上のために、複数の構成単位を有する樹脂が用いられている。
また、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も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。
化学増幅型レジスト組成物において使用される酸発生剤としては、これまで多種多様なものが提案されている。例えば、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤などが知られている。
【０００５】
近年、化学増幅型レジスト組成物としては、構造中に、露光により酸を発生する酸発生基と、酸の作用により極性が増大する酸分解性基とを有する樹脂成分を含有するものが提案されている。例えば、特許文献１には、側鎖末端にアニオン基を含む構成単位を有する樹脂成分を含有するレジスト組成物が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１４－１５２１２２号公報
【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、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、感度の向上が課題となっている。
【０００８】
また、さらなる環境意識の高まりにより、欧州のＲＥＡＣＨ（Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ＡｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄＲｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｏｆＣｈｅｍｉｃａｌｓ）規則において制限物質とされている、パーフルオロアルキル化合物およびポリフルオロアルキル化合物の群に属する化合物の一部（ＰＦＡＳ化合物）について、その製造及び使用が規制される可能性がある。
【０００９】
そのため、ＰＦＡＳ化合物を有さない酸発生剤の開発が望まれている。しかしながら、ＰＦＡＳ化合物を含まない酸発生剤を含有するレジスト組成物では、微細なレジストパターンの形成において必要な感度を得ることが難しい。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、レジストパターンの形成において感度が良好であり、かつ環境負荷低減が図れるレジスト組成物、当該レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法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】
（【００１１】以降は省略されています）

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