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公開番号2025111632
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-30
出願番号2025071764,2020173561
出願日2025-04-23,2020-10-14
発明の名称感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法
出願人JSR株式会社
代理人個人
主分類G03F 7/004 20060101AFI20250723BHJP(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】露光光に対する感度が良好であり、LWR性能及び解像性に優れるレジストパターンを形成できる感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法を提供する。
【解決手段】フェノール性水酸基を含む第1構造単位を有する重合体と、下記式(1-1)又は式(1-2)で表される化合物と、特定の化合物とを含有する感放射線性樹脂組成物。
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【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
フェノール性水酸基を含む第１構造単位を有する重合体と、
下記式（１－１）又は式（１－２）で表される化合物と、
下記式（２）で表される化合物と
を含有する感放射線性樹脂組成物。
TIFF
2025111632000046.tif
63
165
（式（１－１）及び（１－２）中、Ａ
－
は、１価のスルホン酸アニオンである。
式（１－１）中、ａは、０～１１の整数である。ｂは、０～４の整数である。ｃは、０～４の整数である。但し、ａ＋ｂ＋ｃは、１以上である。Ｒ
１
、Ｒ
２
及びＲ
３
は、それぞれ独立して、炭素数１～２０の１価の有機基、ヒドロキシ基、ニトロ基又はハロゲン原子である。但し、Ｒ
１
、Ｒ
２
及びＲ
３
のうち少なくとも１つはフッ素原子又は炭素数１～１０の１価のフッ素化炭化水素基である。ａが２以上の場合、複数のＲ
１
は互いに同一又は異なる。ｂが２以上の場合、複数のＲ
２
は互いに同一又は異なる。ｃが２以上の場合、複数のＲ
３
は互いに同一又は異なる。ｎ
１
は、０又は１である。Ｒ
４
及びＲ
５
は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子若しくは炭素数１～１０の１価のフッ素化炭化水素基であるか、又はＲ
４
とＲ
５
とが互いに合わせられ単結合を表す。
式（１－２）中、ｄは、１～１１の整数である。ｅは、０～１０の整数である。ｄが１の場合、Ｒ
６
は、フッ素原子又は炭素数１～１０の１価のフッ素化炭化水素基である。ｄが２以上の場合、複数のＲ
６
は互いに同一又は異なり、炭素数１～２０の１価の有機基、ヒドロキシ基、ニトロ基又はハロゲン原子である。但し、複数のＲ
６
のうち少なくとも１つはフッ素原子又は炭素数１～１０の１価のフッ素化炭化水素基である。Ｒ
７
は、炭素数１～２０の１価の有機基、ヒドロキシ基、ニトロ基又はハロゲン原子である。ｅが２以上の場合、複数のＲ
７
は互いに同一又は異なる。Ｒ
８
は、単結合又は炭素数１～２０の２価の有機基である。ｎ
２
は、０又は１である。ｎ
３
は、０～３の整数である。）
TIFF
2025111632000047.tif
11
165
（式（２）中、Ｒ
９
は、炭素数１～３０の１価の有機基である。Ｘ
＋
は、１価の感放射線性オニウムカチオンである。）
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
上記スルホン酸アニオンが環構造を有する請求項１に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項３】
上記環構造がノルボルナン構造、アダマンタン構造及びスルトン構造から選ばれる少なくとも１種である請求項２に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項４】
上記スルホン酸アニオンが下記式（３）で表される部分構造を有する請求項１、請求項２又は請求項３に記載の感放射線性樹脂組成物。
TIFF
2025111632000048.tif
32
165
（式（３）中、Ｒ
１０
及びＲ
１１
は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、炭素数１～２０の１価の炭化水素基又は炭素数１～２０の１価のフッ素化炭化水素基である。但し、Ｒ
１０
及びＲ
１１
のうち少なくとも一方はフッ素原子又は炭素数１～２０の１価のフッ素化炭化水素基である。ｍは、１～１０の整数である。ｍが２以上の場合、複数のＲ
１０
は互いに同一又は異なり、複数のＲ
１１
は互いに同一又は異なる。＊は、上記スルホン酸アニオンにおける式（３）で表される構造以外の部分との結合部位を示す。）
【請求項５】
上記環構造がヨウ素原子で置換された芳香環構造である請求項２に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項６】
上記環構造がステロイド骨格又は９，１０－エタノアントラセン骨格を含む請求項２に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項７】
上記重合体が酸の作用により解離しカルボキシ基を与える酸解離性基を含む第２構造単位をさらに有する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項８】
上記第２構造単位が下記式（４－１）、（４－２）又は（４－３）で表される請求項７に記載の感放射線性樹脂組成物。
TIFF
2025111632000049.tif
61
165
（式（４－１）、（４－２）及び（４－３）中、Ｒ
Ｔ
は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。）
式（４－１）中、Ｒ
Ｘ
は、それぞれ独立して、炭素数１～２０の１価の炭化水素基である。Ｒ
Ｙ
及びＲ
Ｚ
は、それぞれ独立して、炭素数１～２０の１価の炭化水素基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数３～２０の脂環構造の一部である。
式（４－２）中、Ｒ
Ａ
は、水素原子である。Ｒ
Ｂ
及びＲ
Ｃ
は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数１～２０の１価の炭化水素基である。Ｒ
Ｄ
は、Ｒ
Ａ
、Ｒ
Ｂ
及びＲ
Ｃ
がそれぞれ結合する炭素原子と共に環員数４～２０の不飽和脂環構造を構成する炭素数１～２０の２価の炭化水素基である。
式（４－３）中、Ｒ
Ｕ
及びＲ
Ｖ
は、それぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数１～２０の１価の炭化水素基であり、Ｒ
Ｗ
は、それぞれ独立して、炭素数１～２０の１価の炭化水素基であるか、Ｒ
Ｕ
及びＲ
Ｖ
が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数３～２０の脂環構造の一部であるか、又はＲ
Ｕ
及びＲ
Ｗ
が互いに合わせられＲ
Ｕ
が結合する炭素原子及びＲ
Ｗ
が結合する酸素原子と共に構成される環員数５～２０の脂肪族複素環構造の一部である。）
【請求項９】
上記式（４－１）中、Ｒ
Ｘ
がアルキル基、エテニル基又はフェニル基であり、Ｒ
Ｙ
及びＲ
Ｚ
が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数３～２０の脂環構造の一部である請求項８に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項１０】
上記脂環構造がノルボルナン骨格を含む請求項９に記載の感放射線性樹脂組成物。
（【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、感放射線性樹脂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 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
リソグラフィーによる微細加工に用いられる感放射線性樹脂組成物は、ＡｒＦエキシマレーザー光（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外線、極端紫外線（ＥＵＶ）（波長１３．５ｎｍ）等の電磁波、電子線等の荷電粒子線などの放射線の照射により露光部に酸を発生させ、この酸を触媒とする化学反応により露光部と非露光部との現像液に対する溶解速度に差異を生じさせることで基板上にレジストパターンを形成する。
【０００３】
感放射線性組成物には、極端紫外線、電子線等の露光光に対する感度が良好であることに加え、線幅の均一性を示すＬＷＲ（ＬｉｎｅＷｉｄｔｈＲｏｕｇｈｎｅｓｓ）性能及び解像性に優れることが要求される。
【０００４】
これらの要求に対しては、感放射線性樹脂組成物に用いられる重合体、酸発生剤及びその他の成分の種類、分子構造などが検討され、さらにその組み合わせについても詳細に検討されている（特開２０１０－１３４２７９号公報、特開２０１４－２２４９８４号公報及び特開２０１６－０４７８１５号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１０－１３４２７９号公報
特開２０１４－２２４９８４号公報
特開２０１６－０４７８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レジストパターンの微細化が線幅４０ｎｍ以下のレベルまで進展している現在にあっては、上記性能の要求レベルはさらに高まっており、上記従来の感放射線性樹脂組成物では上記要求を満足させることはできていない。
【０００７】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、露光光に対する感度が良好であり、ＬＷＲ性能及び解像性に優れるレジストパターンを形成することができる感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた発明は、フェノール性水酸基を含む第１構造単位を有する重合体（以下、「［Ａ］重合体」ともいう）と、下記式（１－１）又は式（１－２）で表される化合物（以下、「［Ｂ］酸発生剤」）と、下記式（２）で表される化合物（以下、「［Ｃ］酸拡散制御剤」ともいう）とを含有する感放射線性樹脂組成物である。
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63
165
（式（１－１）及び（１－２）中、Ａ
－
は、１価のスルホン酸アニオンである。
式（１－１）中、ａは、０～１１の整数である。ｂは、０～４の整数である。ｃは、０～４の整数である。但し、ａ＋ｂ＋ｃは、１以上である。Ｒ
１
、Ｒ
２
及びＲ
３
は、それぞれ独立して、炭素数１～２０の１価の有機基、ヒドロキシ基、ニトロ基又はハロゲン原子である。但し、Ｒ
１
、Ｒ
２
及びＲ
３
のうち少なくとも１つはフッ素原子又は炭素数１～１０の１価のフッ素化炭化水素基である。ａが２以上の場合、複数のＲ
１
は互いに同一又は異なる。ｂが２以上の場合、複数のＲ
２
は互いに同一又は異なる。ｃが２以上の場合、複数のＲ
３
は互いに同一又は異なる。ｎ
１
は、０又は１である。Ｒ
４
及びＲ
５
は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子若しくは炭素数１～１０の１価のフッ素化炭化水素基であるか、又はＲ
４
とＲ
５
とが互いに合わせられ単結合を表す。
式（１－２）中、ｄは、１～１１の整数である。ｅは、０～１０の整数である。ｄが１の場合、Ｒ
６
は、フッ素原子又は炭素数１～１０の１価のフッ素化炭化水素基である。ｄが２以上の場合、複数のＲ
６
は互いに同一又は異なり、炭素数１～２０の１価の有機基、ヒドロキシ基、ニトロ基又はハロゲン原子である。但し、複数のＲ
６
のうち少なくとも１つはフッ素原子又は炭素数１～１０の１価のフッ素化炭化水素基である。Ｒ
７
は、炭素数１～２０の１価の有機基、ヒドロキシ基、ニトロ基又はハロゲン原子である。ｅが２以上の場合、複数のＲ
７
は互いに同一又は異なる。Ｒ
８
は、単結合又は炭素数１～２０の２価の有機基である。ｎ
２
は、０又は１である。ｎ
３
は、０～３の整数である。）
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2025111632000002.tif
11
165
（式（２）中、Ｒ
９
は、炭素数１～３０の１価の有機基である。Ｘ
＋
は、１価の感放射線性オニウムカチオンである。）
【０００９】
上記課題を解決するためになされた別の発明は、基板に直接又は間接に上述の当該感放射線性樹脂組成物を塗工する工程と、上記塗工工程により形成されたレジスト膜を露光する工程と、上記露光されたレジスト膜を現像する工程とを備えるレジストパターン形成方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法によれば、露光光に対する感度が良好であり、ＬＷＲ性能及び解像性に優れるレジストパターンを形成することができる。したがって、これらは、今後さらに微細化が進行すると予想される半導体デバイスの加工プロセス等に好適に用いることができる。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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