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公開番号2025133841
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2025112089,2021567271
出願日2025-07-02,2020-12-14
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 20060101AFI20250904BHJP(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】感度やCDU性能、LWR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】下記式(1’)で表されるオニウム塩化合物と、酸解離性基を有する構造単位を含む樹脂と、溶剤とを含む感放射線性樹脂組成物。
【化1】
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(上記式(1’)中、E^Aは、置換又は非置換の炭素数1～40の(α+β)価の有機基である。Z⁺は、1価の感放射線性オニウムカチオンである。α及びβは、それぞれ独立して1又は2である。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記式（１’）で表されるオニウム塩化合物と、
酸解離性基を有する構造単位を含む樹脂と、
溶剤と
を含む感放射線性樹脂組成物。
TIFF
2025133841000039.tif
33
150
（上記式（１’）中、
Ｅ
Ａ
は、置換又は非置換の炭素数１～４０の（α＋β）価の有機基である。
Ｚ
＋
は、１価の感放射線性オニウムカチオンである。
α及びβは、それぞれ独立して１又は２である。）
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
上記式（１’）において、αとβとが同じ数である請求項１に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項３】
上記式（１’）で表されるオニウム塩化合物は、下記式（１）で表されるオニウム塩化合物である請求項１又は２に記載の感放射線性樹脂組成物。
TIFF
2025133841000040.tif
38
150
（上記式（１）中、
Ｅ
１
は、置換又は非置換の炭素数１～４０の２価の有機基である。
Ｚ
＋
は、上記式（１’）と同義である。）
【請求項４】
上記有機基は、置換若しくは非置換の炭素数１～２０の２価の鎖状炭化水素基、置換若しくは非置換の炭素数３～２０の２価の脂環式炭化水素基、又は置換若しくは非置換の炭素数６～２０の２価の芳香族炭化水素基である請求項３に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項５】
上記有機基は、置換若しくは非置換の炭素数６～２０の２価の芳香族炭化水素基である請求項３又は４に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項６】
上記Ｅ
１
中の炭素原子上の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子又はハロゲン化アルキル基で置換されている請求項３～５のいずれか１項に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項７】
上記Ｅ
１
にそれぞれ結合するカルボニル基の炭素原子とスルファニル基の硫黄原子との間を上記Ｅ
１
において最短で結ぶ原子数が１～６である請求項３～６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】
上記感放射線性オニウムカチオンが、感放射線性スルホニウムカチオン又は感放射線性ヨードニウムカチオンである請求項１～７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】
上記オニウム塩化合物の含有量は、上記樹脂１００質量部に対して０．０１質量部以上３０質量部以下である請求項１～８のいずれか１項に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項１０】
上記オニウム塩化合物から発生する酸よりｐＫａが小さい酸を発生する感放射線性酸発生剤をさらに含む請求項１～９のいずれか１項に記載の感放射線性樹脂組成物。
（【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 1,700 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する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アルカリ系や有機系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利用したり、さらに露光装置のレンズとレジスト膜との間の空間を液状媒体で満たした状態で露光を行う液浸露光法（リキッドイマージョンリソグラフィー）を用いたりしてパターン微細化を推進している。
【０００４】
さらなる技術進展に向けた取り組みが進む中、レジスト組成物にクエンチャー（拡散制御剤）を配合し、未露光部まで拡散した酸を塩交換反応により捕捉してＡｒＦ露光によるリソグラフィー性能を向上させる技術が提案されている（特許文献１）。また、次世代技術として、電子線、Ｘ線及びＥＵＶ（極端紫外線）等のより短波長の放射線を用いたリソグラフィーも検討されつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５５５６７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
こうした次世代技術への取り組みの中でも、感度やライン幅やホール径の均一性の指標である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、レジストパターンの線幅のバラつきを示すラインウィドゥスラフネス（ＬＷＲ）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。しかしながら、既存の感放射線性樹脂組成物ではそれらの特性は十分なレベルで得られていない。
【０００７】
本発明は、感度やＣＤＵ性能、ＬＷＲ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】
【０００８】
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。
【０００９】
すなわち、本発明は、一実施形態において、下記式（１’）で表されるオニウム塩化合物（以下、「化合物（１’）」とも称する。）と、
酸解離性基を有する構造単位を含む樹脂と、
溶剤と
を含む感放射線性樹脂組成物に関する。
TIFF
2025133841000001.tif
33
150
（上記式（１’）中、
Ｅ
Ａ
は、置換又は非置換の炭素数１～４０の（α＋β）価の有機基である。
Ｚ
＋
は、１価の感放射線性オニウムカチオンである。
α及びβは、それぞれ独立して１又は２である。）
【００１０】
当該感放射線性樹脂組成物は、クエンチャー（酸拡散制御剤）として化合物（１’）を含むので、レジストパターン形成の際に優れた感度やＣＤＵ性能、ＬＷＲ性能を発揮することができる。この理由としては、いかなる理論にも束縛されないものの、次のように推察される。分子内に存在するカルボン酸アニオン（-ＣＯＯ
-
）とスルファニル基（-ＳＨ）との間で比較的強い分子内水素結合が形成され、その結果、化合物（１’）（のアニオン部分）が安定化して塩基性が相対的に弱まり、これにより発生酸による酸解離性基の酸解離を促進して感度が上昇することが挙げられる。当該作用により、露光部と未露光部でのコントラストが向上し、優れたレジスト諸性能を発揮することができると推測される。なお、有機基とは、少なくとも１個の炭素原子を含む基をいう。
（【００１１】以降は省略されています）

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