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公開番号2025079775
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-22
出願番号2024085115
出願日2024-05-24
発明の名称レジスト組成物、レジストパターン形成方法、化合物、および酸発生剤
出願人東京応化工業株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類G03F 7/004 20060101AFI20250515BHJP(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】環境負荷を低減し、高感度化が図れ、かつ、リソグラフィー特性に優れたレジストパターンを形成し得る化合物、酸発生剤、レジスト組成物およびレジストパターン形成方法を提供する。
【解決手段】露光により酸を発生し、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基材成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)と、酸拡散制御剤成分(D)とを含有し、前記酸発生剤成分(B)は明細書中に記載の一般式(b1-1)で表される化合物を含む、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、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基材成分（Ａ）と、露光により酸を発生する酸発生剤成分（Ｂ）と、酸拡散制御剤成分（Ｄ）とを含有し、
前記酸発生剤成分（Ｂ）は下記一般式（ｂ１－１）で表される化合物を含む、レジスト組成物。
TIFF
2025079775000071.tif
43
166
〔一般式（ｂ１－１）中、Ｘ
１
及びＹ
１
は、それぞれ独立に、フッ素原子以外のハロゲン原子、水素原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基、電子求引性基、セレノール基、ペンタフルオロスルファニル基、メルカプト基、チオカルボン酸基、またはジチオカルボン酸基、を表す。Ｘ
１
とＹ
１
は互いに結合して環を形成していてもよい。ｎ１は１～１０の整数を表す。ｍは１以上の整数であって、Ｍ
ｍ＋
は、ｍ価の有機カチオンを表す。〕
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記一般式（ｂ１－１）で表される化合物が、下記一般式（ｂ１－２）で表される化合物である、請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2025079775000072.tif
44
166
〔一般式（ｂ１－２）中、Ｘ
２
及びＹ
２
は、それぞれ独立に、水素原子、脂肪族炭化水素基、または芳香族炭化水素基を表す。ｎ２は１又は２の整数を表す。ｍは１以上の整数であって、Ｍ
ｍ＋
は、ｍ価の有機カチオンを表す。〕
【請求項３】
前記一般式（ｂ１－１）で表される化合物が、下記一般式（ｂ１－３）で表される化合物である、請求項１に記載のレジスト組成物。
TIFF
2025079775000073.tif
49
166
〔一般式（ｂ１－３）中、Ｘ
２
及びＹ
２
は、それぞれ独立に、水素原子、脂肪族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を表す。ｎ２は１又は２の整数を表す。Ｒｂ
０１
～Ｒｂ
０３
はそれぞれ独立に、アリール基、アルキル基、又は、アルケニル基である。前記アリール基、アルキル基、及び、アルケニル基は、それぞれ独立に、置換基として、アルキル基、アルデヒド基、アシル基、ヒドロキシ基、及び、ハロゲン原子からなる群から選択される１種以上の置換基を有してもよい。Ｒｂ
０１
～Ｒｂ
０３
は相互に結合して一般式（ｂ１－３）中のイオウ原子と共に環を形成してもよい。〕
【請求項４】
前記基材成分（Ａ）は、下記一般式（ａ１－１）で表される構成単位（ａ１）を有する高分子化合物（Ａ１）を含む、請求項１又は２に記載のレジスト組成物。
TIFF
2025079775000074.tif
97
166
［式中、Ｒは、水素原子、炭素数１～５のアルキル基又は炭素数１～５のハロゲン化アルキル基を表す。Ｖａ
１
は、エーテル結合を有していてもよい２価の炭化水素基を表す。ｎ
ａ１
は、０～２の整数である。Ｒａ
１
は、酸解離性基を表す。］
【請求項５】
前記酸拡散制御剤成分（Ｄ）は、下記一般式（ｄ１－１）～（ｄ１－３）のいずれかで表される化合物を含む、請求項１又は２に記載のレジスト組成物。
TIFF
2025079775000075.tif
46
166
〔一般式（ｄ１－１）～（ｄ１－３）中、Ｒｄ
１
～Ｒｄ
４
は、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基を表す。但し、式（ｄ１－２）中のＲｄ
２
における、Ｓ原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子は結合していないものとする。Ｙｄ
１
は、単結合または２価の連結基を表す。ｍは、１以上の整数を表し、Ｍ
ｍ＋
はそれぞれ独立にｍ価の有機カチオンを表す。〕
【請求項６】
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、および前記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含む、レジストパターン形成方法。
【請求項７】
下記一般式（ｂ１－１）で表される化合物。
TIFF
2025079775000076.tif
46
166
〔一般式（ｂ１－１）中、Ｘ
１
及びＹ
１
は、それぞれ独立に、フッ素原子以外のハロゲン原子、水素原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基、電子求引性基、セレノール基、ペンタフルオロスルファニル基、メルカプト基、チオカルボン酸基、またはジチオカルボン酸基を表す。Ｘ
１
とＹ
１
は互いに結合して環を形成していてもよい。ｎ１は１～１０の整数を表す。ｍは１以上の整数であって、Ｍ
ｍ＋
は、ｍ価の有機カチオンを表す。〕
【請求項８】
下記一般式（ｂ１－１）で表される化合物を含有する酸発生剤。
TIFF
2025079775000077.tif
45
166
〔一般式（ｂ１－１）中、Ｘ
１
及びＹ
１
は、それぞれ独立に、フッ素原子以外のハロゲン原子、水素原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基、電子求引性基、セレノール基、ペンタフルオロスルファニル基、メルカプト基、チオカルボン酸基、またはジチオカルボン酸基を表す。Ｘ
１
とＹ
１
は互いに結合して環を形成していてもよい。ｎ１は１～１０の整数を表す。ｍは１以上の整数であって、Ｍ
ｍ＋
は、ｍ価の有機カチオンを表す。〕

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジスト組成物、レジストパターン形成方法、化合物、および酸発生剤に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
リソグラフィー技術においては、例えば基板の上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対して選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。レジスト膜の露光部が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型、露光部が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型という。
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。具体的には、従来は、ｇ線、ｉ線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、ＫｒＦエキシマレーザーや、ＡｒＦエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、これらエキシマレーザーより短波長（高エネルギー）のＥＵＶ（極紫外線）や、ＥＢ（電子線）、Ｘ線などについても検討が行われている。
このような状況において、レジスト材料には、これらの露光光源またはエネルギー源に対する感度、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。
【０００３】
このような要求を満たすレジスト材料として、従来、露光により酸を発生する酸発生剤成分と、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、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】
例えば、特許文献１では、高感度化が図れ、かつ、リソグラフィー特性に優れたレジスト組成物およびレジストパターン形成方方法が検討されている。そして、特許文献１では、特定構造を有する酸発生剤成分を複数種用いて、特定構造を有する構成単位を複数有する高分子化合物を採用し、酸に対する解離性能を向上させるレジスト組成物等が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１７／０６５２０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
リソグラフィー技術のさらなる進歩、レジストパターンの微細化がますます進むなか、レジスト組成物には、露光光源に対して高い感度、およびラフネス低減等の良好なリソグラフィー特性が要求される。
さらに、近年では、環境保全の観点から、有機フッ素化合物群の使用の低減が望まれている。
しかしながら、酸発生剤として用いられていた含フッ素化合物からフッ素原子を取り除くと、良好なパターン形状が得られるが、感度が悪くなる傾向にあり、パターン形状と感度とはトレードオフの関係にあった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、環境負荷を低減し、高感度化が図れ、かつ、リソグラフィー特性に優れたレジストパターンを形成し得る化合物、酸発生剤、レジスト組成物および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】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、以下の構成により、環境負荷を低減し、高感度化が図れ、かつ、リソグラフィー特性に優れたレジストパターンを形成し得る化合物、酸発生剤、レジスト組成物およびレジストパターン形成方法が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は以下の通りである。
本発明の実施形態に係るレジスト組成物は、露光により酸を発生し、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基材成分（Ａ）と、露光により酸を発生する酸発生剤成分（Ｂ）と、酸拡散制御剤成分（Ｄ）とを含有し、
前記酸発生剤成分（Ｂ）は下記一般式（ｂ１－１）で表される化合物を含む。
【００１０】
TIFF
2025079775000001.tif
51
166
（【００１１】以降は省略されています）

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