[发明专利]放射线敏感性组合物和聚合物以及单体

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物和使用该聚合物作为含酸解离性基团的聚合物的放射线敏感性组合物、以及单体。更详细地说，本发明涉及可用作适于微细加工的化学增幅型抗蚀剂的放射线敏感性组合物和聚合物以及单体，所述微细加工利用KrF准分子激光、ArF准分子激光、F₂准分子激光、EUV等(极)远紫外线、同步加速器放射线等X射线、电子束等带电粒子束这样的各种放射线进行。

背景技术

以往，在IC或LSI等半导体器件的制造工艺中，采用平版印刷术进行微细加工，所述平版印刷术中使用了光致抗蚀剂组合物。近年来，伴随集成电路的高集成化，要求形成亚微米领域或0.25微米(quarter micron)领域的超微细图案。与此相伴，曝光波长也可见从g射线到i射线、KrF准分子激光、甚至ArF准分子激光这样的短波长化的倾向。进而，目前，除准分子激光以外，使用了电子束、X射线或EUV光的平版印刷术也在进行开发。

使用了电子束或EUV光的平版印刷术属于下一代或更下一代的图案形成技术，需要高灵敏度、高分辨率的正型抗蚀剂。特别是为了缩短晶片处理时间，高灵敏度化是非常重要的课题。但是，电子束和EUV用的正型抗蚀剂中，如果追求高灵敏度化，则不仅分辨力降低，而且引起纳米边缘粗糙度(nano edge roughness)的恶化，所以强烈希望开发出同时满足这些特性的抗蚀剂。需要说明的是，纳米边缘粗糙度是指，抗蚀剂图案与基板界面的边缘因抗蚀剂的特性而在与线方向垂直的方向上发生不规则变动，所以从正上方观看图案时设计尺寸与实际图案尺寸之间产生偏差。该距设计尺寸的偏差通过以抗蚀剂为掩模的蚀刻工序被转印，使电学特性劣化，因此会使成品率降低。特别是在0.25μm以下的超微细领域，纳米边缘粗糙度成为极其重要的改良课题。高灵敏度与高分辨率、良好的图案形状和良好的纳米边缘粗糙度之间存在折中的关系，如何处理其以同时满足这些特性是非常重要的。

进而，在使用KrF准分子激光的平版印刷术中也同样，同时满足高灵敏度、高分辨率、良好的图案形状、良好的纳米边缘粗糙度成为重要的课题，必须解决这些课题。

作为在使用了KrF准分子激光、电子束或EUV光的平版印刷工艺中适合的抗蚀剂，从高灵敏度化的观点出发，主要使用利用了酸催化反应的化学增幅型抗蚀剂，正型抗蚀剂中作为主成分有效使用含有酚性聚合物和酸产生剂的化学增幅型抗蚀剂组合物，所述酚性聚合物具有在碱性水溶液中不溶或难溶、但通过酸的作用可溶于碱性水溶液的性质(以下，称为“酚性酸分解性聚合物”)。

关于这些正型抗蚀剂，目前为止使用将酸分解性丙烯酸酯单体共聚而得的酚性酸分解性聚合物，已知几种含有通过活性光线或放射线的照射而产生磺酸的化合物(以下称为“磺酸产生剂”)的抗蚀剂组合物。对于这些组合物，可举出例如专利文献1～5所公开的正型抗蚀剂组合物等。

专利文献1：美国专利第5561194号说明书

专利文献2：日本特开2001-166474号公报

专利文献3：日本特开2001-166478号公报

专利文献4：日本特开2003-107708号公报

专利文献5：日本特开2001-194792号公报

发明内容

但是，现状是，上述正型抗蚀剂组合物等的任何组合中都不能同时满足超微细领域下的、高灵敏度、高分辨率、良好的图案形状、良好的纳米边缘粗糙度(低粗糙度)。

本发明是鉴于上述情况做出的，目的是提供一种放射线敏感性组合物和聚合物以及单体，所述放射线敏感性组合物能够形成化学增幅型正型抗蚀剂膜，所述化学增幅型正型抗蚀剂膜能有效感应KrF准分子激光、ArF准分子激光、EUV等(极)远紫外线、同步加速器放射线等X射线、电子束，纳米边缘粗糙度和灵敏度优异，可高精度且稳定地形成微细图案。

[1]一种聚合物，其特征在于，其含有下述通式(1)表示的重复单元，且以凝胶渗透色谱法(GPC)测定的按聚苯乙烯换算的重均分子量为3000～100000。

〔通式(1)中，R¹表示氢原子或甲基，R²表示取代或无取代的碳原子数为1～20的直链状或支链状的1价烷基、碳原子数为3～25的脂环式基团、或者碳原子数为6～22的芳基，X表示取代或无取代的亚甲基、或者碳原子数为2～25的取代或无取代的直链状、支链状或脂环式的烃基。〕

[2]如上述[1]所述的聚合物，其中，上述通式(1)表示的重复单元为下述通式(1-1)表示的重复单元。