[发明专利]含有硅的平坦化性图案反转用被覆剂

说明书

本发明的课题是提供高低差基板的平坦化用组合物。作为解决手段是一种在抗蚀剂图案上涂布的组合物，其包含：由水解性硅烷的水解缩合物构成的聚硅氧烷所具有的硅烷醇基的一部分被封端的改性聚硅氧烷、和溶剂，该改性聚硅氧烷中的硅烷醇基相对于全部Si原子的比例为40摩尔％以下。通过上述聚硅氧烷所具有的硅烷醇基与醇的反应来调整该比例。一种半导体装置的制造方法，其包含下述工序：在基板上形成抗蚀剂膜的工序(1)；将抗蚀剂膜进行曝光接着进行显影而形成抗蚀剂图案的工序(2)；在显影中或显影后的抗蚀剂图案上涂布上述组合物的工序(3)；通过蚀刻来除去抗蚀剂图案而使图案反转的工序(4)。在工序(3)之后，包含将涂膜表面进行回蚀而露出抗蚀剂图案的表面的工序(3‑1)。

技术领域

本发明涉及在光刻工艺中将图案反转的技术，其在抗蚀剂的显影中在 形成过程的抗蚀剂图案或显影后的抗蚀剂图案上，涂布包含聚硅氧烷的涂 布液，将该涂布液填充于图案后将抗蚀剂通过干蚀刻等而蚀刻除去。

背景技术

在基板上形成微细的图案，按照该图案进行蚀刻而对基板进行加工的 技术在半导体制造的领域中广泛使用。

随着光刻技术的进展，微细图案化发展，研究了使用KrF准分子激光、 ArF准分子激光，进一步使用了电子射线、EUV(超紫外线)的曝光技术。

作为图案形成技术之一，有图案反转法。即，首先在半导体基板上形 成抗蚀剂图案，将该抗蚀剂图案用硅系涂布液被覆。由此在抗蚀剂图案间 填充硅系涂布液，然后将其烧成，形成涂膜。然后通过将含有硅的涂膜的 上部用氟系气体进行蚀刻来回蚀，从而使抗蚀剂图案上部露出，接着如果 改变气体将抗蚀剂图案用氧系蚀刻气体除去，则代替消失的抗蚀剂图案， 来源于硅系涂膜的硅系的图案残留，图案的反转进行。

如果以形成有该反转图案的硅系膜作为蚀刻掩模来进行其下层、基板 的蚀刻，则反转图案被转印，在基板上形成图案。

作为这样的利用了反转图案的图案形成方法，有利用使用了由具有氢 原子、氟原子、碳原子数1～5的直链状或支链状的烷基、氰基、氰基烷基、 烷基羰氧基、烯基或芳基的硅烷与四乙氧基硅烷的共水解得到的聚硅氧烷、 和醚系溶剂的材料的发明(参照专利文献1)。

此外，有利用使用了氢硅氧烷的材料的发明(参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-118373

专利文献2：日本特开2010-151923

发明内容

发明所要解决的课题

如上所述对于图案反转法，在抗蚀剂图案上被覆硅系涂布液，在抗蚀 剂图案之间填充硅系涂布液，进行干燥、烧成而形成了填充有硅系材料的 涂膜后，将被覆的硅系材料用氟系气体进行回蚀，露出抗蚀剂图案的表面。 然后将气体种类改变成氧系气体进行抗蚀剂图案的消失，但在该回蚀时硅 系材料涂布面需要以某一定水准被平坦化。如果未进行该平坦化，则在进 行回蚀直到露出抗蚀剂图案的表面为止时，抗蚀剂图案的线部上部与被埋入的间隙部不成水平，因此在将图案反转后也得不到一定的水平的反转图 案。这使得之后进行的下层的蚀刻，成为不均匀的下层的加工，不优选。

本发明要提供在被覆于抗蚀剂图案时能够在抗蚀剂图案间充分地填 充，而且在线部与间隙部被覆成为一定而可获得平坦的涂布面的对抗蚀剂 图案的被覆剂。

用于解决课题的手段

本发明中，作为第1观点，是在抗蚀剂图案上涂布的组合物，其包含： 由水解性硅烷的水解缩合物构成的聚硅氧烷所具有的硅烷醇基的一部分被 封端的改性聚硅氧烷、和溶剂，该改性聚硅氧烷中的硅烷醇基相对于全部 Si原子的比例为40摩尔％以下，