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公開番号2025111680
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-30
出願番号2025073538,2021203615
出願日2025-04-25,2021-12-15
発明の名称感放射線性樹脂組成物及びパターン形成方法
出願人JSR株式会社
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
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】欠陥抑制性や感度、CDU性能を十分なレベルで発揮可能な感放射線性樹脂組成物及びパターン形成方法を提供する。
【解決手段】感放射線性酸発生構造を有する構造単位、及び、3級炭化水素が環状構造を形成している構造単位を含む感放射線性酸発生樹脂と、溶剤とを含み、上記溶剤が少なくともプロピレングリコールモノメチルエーテル及び乳酸アルキルを含有し、且つ溶剤中のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの含有量が5質量%以下である感放射線性樹脂組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
感放射線性酸発生構造を有する構造単位、及び、下記式（１）で表される構造単位を含む感放射線性酸発生樹脂と、
溶剤と
を含み、
上記溶剤が少なくともプロピレングリコールモノメチルエーテル及び乳酸アルキルを含有し、且つ溶剤中のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの含有量が５質量％以下であり、
上記溶剤中のプロピレングリコールモノメチルエーテル及び乳酸アルキルの合計含有量は、５０質量％以上であり、
上記プロピレングリコールモノメチルエーテルの含有量は、プロピレングリコールモノメチルエーテル及び乳酸アルキルの合計質量に対して、５質量％以上９９質量％以下である感放射線性樹脂組成物。
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2025111680000074.tif
112
150
（上記式（１）において、
Ｒ
Ｔ
は、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。
Ｒ
Ｘ
は、炭素数１～２０の１価の炭化水素基である。
Ｃｙは、これが結合する炭素原子とともに形成される環員数３～２０の脂環構造を表す。）
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
上記溶剤中のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの含有量が１質量％以下である請求項１に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項３】
上記溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含まない請求項１又は２に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項４】
上記感放射線性酸発生構造は、有機酸アニオン部分とオニウムカチオン部分とを含む請求項１に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項５】
上記有機酸アニオン部分がヨウ素置換芳香環構造を含む請求項４に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項６】
上記オニウムカチオン部分がフッ素置換芳香環構造を含む請求項４に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項７】
上記感放射線性酸発生樹脂は、フェノール性水酸基を有する構造単位をさらに含む請求項１に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項８】
上記有機酸アニオン部分が、スルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン及びスルホンイミドアニオンからなる群より選択される少なくとも一種を有する請求項４～６のいずれか１項に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項９】
上記オニウムカチオン部分が、スルホニウムカチオン及びヨードニウムカチオンからなる群より選択される少なくとも一種である請求項４～６のいずれか１項又は８に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項１０】
上記式（１）で表される構造単位が、下記式（Ａ-１）で表される請求項１～９のいずれか１項に記載の感放射線性樹脂組成物。
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2025111680000075.tif
130
150
（上記式（Ａ-１）において、Ｒ
Ｔ
及びＲ
Ｘ
は上記式（１）と同義である。）
（【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パターン形成方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体素子における微細な回路形成にレジスト組成物を用いるフォトリソグラフィー技術が利用されている。代表的な手順として、例えば、レジスト組成物の被膜に対してマスクパターンを介した放射線照射による露光で酸を発生させ、その酸を触媒とする反応により露光部と未露光部とにおいて樹脂の現像液に対する溶解度の差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】
上記フォトリソグラフィー技術ではＡｒＦエキシマレーザー等の短波長の放射線を用いたり、この放射線と液浸露光法（リキッドイマージョンリソグラフィー）とを組み合わせたりしてパターン微細化を推進している。次世代技術として、電子線、Ｘ線及びＥＵＶ（極端紫外線）等のさらに短波長の放射線の利用が図られており、こうした放射線の吸収効率を高めたベンゼン環を有する酸発生剤を含むレジスト材料も検討されつつある。（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４-２３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうした次世代技術への取り組みの中でも、パターンの欠陥抑制や感度、クリティカルディメンションユニフォーミティー（ＣＤＵ）性能等の点で従来と同等以上のレジスト諸性能が要求される。
【０００６】
本発明は、欠陥抑制性や感度、ＣＤＵ性能を十分なレベルで発揮可能な感放射線性樹脂組成物及びパターン形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、本課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、下記構成を採用することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
本発明は、一実施形態（以下、便宜上「第１実施形態」ともいう。）において、
感放射線性酸発生剤と、
下記式（１）で表される構造単位（以下、「構造単位Ａ」ともいう。）を含む樹脂と、
溶剤と
を含み、
上記溶剤が少なくともプロピレングリコールモノメチルエーテル及び乳酸アルキルを含有し、且つ溶剤中のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの含有量が５質量％以下である感放射線性樹脂組成物に関する。
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2025111680000001.tif
119
150
（上記式（１）において、
Ｒ
Ｔ
は、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。
Ｒ
Ｘ
は、炭素数１～２０の１価の炭化水素基である。
Ｃｙは、これが結合する炭素原子とともに形成される環員数３～２０の脂環構造を表す。）
【０００９】
本発明は、別の実施形態（以下、便宜上「第２実施形態」ともいう。）において、
感放射線性酸発生構造を有する構造単位、及び、下記式（１）で表される構造単位を含む感放射線性酸発生樹脂と、
溶剤と
を含み、
上記溶剤が少なくともプロピレングリコールモノメチルエーテル及び乳酸アルキルを含有し、且つ溶剤中のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの含有量が５質量％以下である感放射線性樹脂組成物に関する。
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2025111680000002.tif
115
150
（上記式（１）において、
Ｒ
Ｔ
は、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。
Ｒ
Ｘ
は、炭素数１～２０の１価の炭化水素基である。
Ｃｙは、これが結合する炭素原子とともに形成される環員数３～２０の脂環構造を表す。）
【００１０】
上記いずれの実施形態に係る感放射線性樹脂組成物においても、溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテル及び乳酸アルキルを少なくとも含有し、且つ溶剤中のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの含有量を５質量％以下としているので、優れた欠陥抑制性を発揮することができる。この理由は定かではないものの、以下のように推察される。本発明者らは、パターン欠陥は溶剤除去の際にレジスト膜中に浸透した溶剤が周囲のレジスト膜に作用して生じると考えた。レジスト膜のプロピレングリコールモノメチルエーテル及び乳酸アルキルが有するヒドロキシ基により親水性を高めてレジスト膜内部への溶剤の浸透を抑制しつつ、かつより疎水性の高いプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの含有量を低減することでもレジスト膜内部への溶剤の浸透を抑制することで、欠陥抑制性が発揮されると推察される。また、樹脂又は感放射線性酸発生樹脂における構造単位Ａが有する酸解離性基は、露光による酸解離効率が高いので、露光部と未露光部とのコントラストが高まり、優れたパターン形成性が発揮される。これらの複合的な作用により上記レジスト性能を発揮することができると推察される。
（【００１１】以降は省略されています）

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