使用了含硅组合物的半导体基板的平坦化方法技术

本发明专利技术提供用于将使用了含硅组合物的半导体基板平坦地被覆的方法。本发明专利技术提供一种聚硅氧烷被覆基板的制造方法，所述聚硅氧烷被覆基板是经过下述工序制造的：第一工序，将包含第一被覆用聚硅氧烷的第一被覆用聚硅氧烷组合物涂布于高低差基板上并进行烧成，从而制成第一聚硅氧烷被覆膜，以及，第二工序，将包含第二被覆用聚硅氧烷的第二被覆用聚硅氧烷组合物涂布于第一聚硅氧烷被覆膜上并进行烧成，从而制成第二聚硅氧烷被覆膜，所述第二被覆用聚硅氧烷与第一被覆用聚硅氧烷不同，上述第二聚硅氧烷被覆膜的Iso‑dense偏差为50nm以下，上述第一被覆用聚硅氧烷包含下述水解性硅烷原料的水解缩合物，所述水解性硅烷原料以在全部硅烷中成为0～50摩尔％的比例包含每一分子具有4个水解性基团的第一水解性硅烷，上述第二被覆用聚硅氧烷以相对于Si原子为30摩尔％以下的比例包含硅烷醇基，并且重均分子量为1,000～50,000。

Flattening of semiconductor substrates using silicon-containing compositions

The present invention provides a method for flat coating of a semiconductor substrate using a silicon-containing composition. The invention provides a method for manufacturing a polysiloxane coated substrate. The polysiloxane coated substrate is manufactured through the following processes: in the first process, the first coated polysiloxane composition containing the first coated polysiloxane is coated on the high and low difference substrate and fired to produce the first polysiloxane coating. In the second process, the second coated polysiloxane composition containing the second coated polysiloxane is coated on the first polysiloxane coated film and fired to form a second polysiloxane coated film. The second coated polysiloxane is different from the first coated polysiloxane. The second coated polysiloxane is different from the first coated polysiloxane. The Iso dense deviation of the alkane-coated film is less than 50 nm. The first coated polysiloxane contains the following hydrolytic condensates of the hydrolytic silane raw material. The ratio of the hydrolytic silane raw material to 0-50 mole% of the total silane contains the first hydrolytic silane with four hydrolytic groups per molecule. The second coated polysiloxane contains the first hydrolytic silane with four hydrolytic groups per molecule. The coated polysiloxane contains silane alcohols in a ratio of less than 30 mol% relative to the Si atom, and its weight-average molecular weight is 1,000-50,000.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用了含硅组合物的半导体基板的平坦化方法
本专利技术涉及用于平坦地被覆使用了含硅组合物的半导体基板的方法。更详细而言，本专利技术尤其涉及：即使对于在被加工基板上形成的抗蚀剂图案中存在高低差、疏密的高低差基板，相对于该抗蚀剂图案的被覆性也良好的、且用于形成平坦的膜的方法。
技术介绍
在基板上形成微细的图案、按照该图案进行蚀刻来加工基板的技术在半导体制造的领域中已被广泛利用。伴随着光刻技术的进展，微细图案化进展，使用了KrF准分子激光、ArF准分子激光，还研究了使用电子束、EUV(极紫外线)的曝光技术。作为图案形成技术之一，有图案反转法。在半导体基板上形成抗蚀剂图案，用硅系涂布液被覆该抗蚀剂图案。由此，硅系涂布液被填充至抗蚀剂图案间，然后进行烧成，形成涂膜。然后，使用氟系气体、利用蚀刻对含硅涂膜的上部进行回蚀刻(etchback)，使抗蚀剂图案上部露出，而后变更气体，用氧系蚀刻气体除去抗蚀剂图案，抗蚀剂图案消失，来自硅系涂膜的硅系的图案残留，进行了图案的反转。如果将该形成了反转图案的硅系膜作为蚀刻掩模，对其下层、基板进行蚀刻，则能够转印反转图案，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，有下述专利技术：其利用使用了聚硅氧烷和醚系溶剂的材料，所述聚硅氧烷通过具有氢原子、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、烷基羰基氧基、烯基或芳基的硅烷、与四乙氧基硅烷的共水解而得到(参见专利文献1)。另外，有利用使用了氢硅氧烷的材料的专利技术(参见专利文献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
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术提供使用特定的含硅组合物、利用特定的步骤，用于平坦地被覆高低差基板的方法，所述特定的含硅组合物对于在被加工基板上形成的抗蚀剂图案中存在高低差、疏密的高低差基板，能够良好地填埋于抗蚀剂图案间。用于解决课题的手段本专利技术包含以下方案。[1]一种聚硅氧烷被覆基板的制造方法，所述聚硅氧烷被覆基板是经过下述工序制造的：第一工序，将包含第一被覆用聚硅氧烷的第一被覆用聚硅氧烷组合物涂布于高低差基板上并进行烧成，从而制成第一聚硅氧烷被覆膜，以及第二工序，将包含第二被覆用聚硅氧烷的第二被覆用聚硅氧烷组合物涂布于第一聚硅氧烷被覆膜上并进行烧成，从而制成第二聚硅氧烷被覆膜，所述第二被覆用聚硅氧烷与第一被覆用聚硅氧烷不同，上述第二聚硅氧烷被覆膜的Iso-dense偏差为50nm以下，上述第一被覆用聚硅氧烷包含下述水解性硅烷原料的水解缩合物，所述水解性硅烷原料以在全部硅烷中成为0～100摩尔％的比例包含每一分子具有4个水解性基团的第一水解性硅烷，上述第二被覆用聚硅氧烷以相对于Si原子为30摩尔％以下的比例包含硅烷醇基，并且重均分子量为1,000～50,000。[2]根据[1]所述的制造方法，其中，上述第一被覆用聚硅氧烷包含下述水解性硅烷原料的水解缩合物，所述水解性硅烷原料包含：0～50摩尔％的、由式(1)表示且a为0的水解性硅烷，和大于50摩尔％且小于等于100摩尔％的、由式(1)表示且a为1或2的水解性硅烷。R1aSi(R2)4-a式(1)(式(1)中，R1是烷基、芳基、卤代烷基、卤代芳基、烷氧基芳基、烯基、或具有环氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巯基或氰基的有机基团，并且R1通过Si-C键与硅原子键合，R2表示烷氧基、酰氧基、或卤素基团，a表示0～2的整数。)[3]根据[1]或[2]所述的制造方法，其中，上述第二被覆用聚硅氧烷包含下述水解性硅烷原料的水解缩合物，所述水解性硅烷原料包含式(1)表示的水解性硅烷。R1aSi(R2)4-a式(1)(式(1)中，R1是烷基、芳基、卤代烷基、卤代芳基、烷氧基芳基、烯基、或具有环氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巯基或氰基的有机基团，并且R1通过Si-C键与硅原子键合，R2表示烷氧基、酰氧基、或卤素基团，a表示1。)[4]根据[3]所述的制造方法，其中，上述第二被覆用聚硅氧烷包含下述水解性硅烷原料的水解缩合物，所述水解性硅烷原料包含：100～50摩尔％、优选为95～50摩尔％的、由上述式(1)表示且a为1的水解性硅烷，和0～50摩尔％、优选为5～50摩尔％的、由上述式(1)表示且a为2的水解性硅烷。[5]根据[1]所述的制造方法，其中，上述第二被覆用聚硅氧烷是将下述聚硅氧烷的硅烷醇基封端(capping)而得到的改性聚硅氧烷，所述聚硅氧烷是将水解性硅烷原料水解并进行缩合而得到的，该改性聚硅氧烷中的硅烷醇基相对于Si原子的比例为20摩尔％以下，该改性聚硅氧烷包含式(1)表示的水解性硅烷原料的水解缩合物。R1aSi(R2)4-a式(1)(式(1)中，R1是烷基、芳基、卤代烷基、卤代芳基、烷氧基芳基、烯基、或具有环氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巯基或氰基的有机基团，并且R1通过Si-C键与硅原子键合，R2表示烷氧基、酰氧基、或卤素基团，所述水解性硅烷原料包含0～100摩尔％、优选1～100摩尔％的a为0的水解性硅烷、和0～100摩尔％、优选0～99摩尔％的a为1的水解性硅烷。)[6]一种使高低差基板上的聚硅氧烷膜平坦化的方法，所述方法包括下述工序：第一工序，将包含第一被覆用聚硅氧烷的第一被覆用聚硅氧烷组合物涂布于高低差基板上并进行烧成，从而制成第一聚硅氧烷被覆膜，以及第二工序，将包含第二被覆用聚硅氧烷的第二被覆用聚硅氧烷组合物涂布于第一聚硅氧烷被覆膜上并进行烧成，从而制成第二聚硅氧烷被覆膜，所述第二被覆用聚硅氧烷与第一被覆用聚硅氧烷不同。[7]一种半导体装置的制造方法，所述方法包括：对下述聚硅氧烷被覆基板进行回蚀刻，从而使有机图案露出的工序，以及将该有机图案蚀刻除去而使图案反转的工序，所述聚硅氧烷被覆基板是经过下述工序制造的：第一工序，将包含第一被覆用聚硅氧烷的第一被覆用聚硅氧烷组合物涂布于有机图案基板上并进行烧成，从而制成第一聚硅氧烷被覆膜，以及第二工序，将包含第二被覆用聚硅氧烷的第二被覆用聚硅氧烷组合物涂布于第一聚硅氧烷被覆膜上并进行烧成，从而制成第二聚硅氧烷被覆膜，所述第二被覆用聚硅氧烷与第一被覆用聚硅氧烷不同。专利技术效果本专利技术的被覆用聚硅氧烷组合物能够不与在被加工基板上形成且已被图案化的有机下层膜混合(mixing)，被覆于该已被图案化的有机下层膜之上，良好地填埋(填充)至该有机下层膜的图案间。本专利技术中，通过采用特定的低硅烷醇、低粘性材料，从而能够针对大小各种的图案，不存在膜厚差地平坦地填埋。被覆用聚硅氧烷组合物固化而形成聚硅氧烷组合物膜，随后通过基于蚀刻(气体蚀刻)的回蚀刻，能够形成平坦的面。此外，有机下层膜能够通过灰化(ashing，灰化处理)而除去，因此，能够将由有机下层膜形成的图案反转为填充有被覆用聚硅氧烷组合物的聚硅氧烷组合物膜的图案。能够通过这些反转图案进行被加工基板的加工。作为以往的技术，进行了在光致抗蚀剂图案间填埋(填充)聚硅氧烷系组合物、然后利用基于氧系气体的蚀刻反转成聚硅氧烷的图案的方法。然而，该以往的方法中，尤其是在光致抗蚀剂图案的疏密差大的基板中，存在以下课题：利用聚硅氧烷系组合物进行填埋后的膜厚差变大，Iso-dense偏差变大。此外，对于该方法而言，由于抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚硅氧烷被覆基板的制造方法，所述聚硅氧烷被覆基板是经过下述工序制造的：第一工序，将包含第一被覆用聚硅氧烷的第一被覆用聚硅氧烷组合物涂布于高低差基板上并进行烧成，从而制成第一聚硅氧烷被覆膜，以及第二工序，将包含第二被覆用聚硅氧烷的第二被覆用聚硅氧烷组合物涂布于第一聚硅氧烷被覆膜上并进行烧成，从而制成第二聚硅氧烷被覆膜，所述第二被覆用聚硅氧烷与第一被覆用聚硅氧烷不同，所述第二聚硅氧烷被覆膜的Iso‑dense偏差为50nm以下，所述第一被覆用聚硅氧烷包含下述水解性硅烷原料的水解缩合物，所述水解性硅烷原料以在全部硅烷中成为0～100摩尔％的比例包含每一分子具有4个水解性基团的第一水解性硅烷，所述第二被覆用聚硅氧烷以相对于Si原子为30摩尔％以下的比例包含硅烷醇基，并且重均分子量为1,000～50,000。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.24 JP 2016-0333931.一种聚硅氧烷被覆基板的制造方法，所述聚硅氧烷被覆基板是经过下述工序制造的：第一工序，将包含第一被覆用聚硅氧烷的第一被覆用聚硅氧烷组合物涂布于高低差基板上并进行烧成，从而制成第一聚硅氧烷被覆膜，以及第二工序，将包含第二被覆用聚硅氧烷的第二被覆用聚硅氧烷组合物涂布于第一聚硅氧烷被覆膜上并进行烧成，从而制成第二聚硅氧烷被覆膜，所述第二被覆用聚硅氧烷与第一被覆用聚硅氧烷不同，所述第二聚硅氧烷被覆膜的Iso-dense偏差为50nm以下，所述第一被覆用聚硅氧烷包含下述水解性硅烷原料的水解缩合物，所述水解性硅烷原料以在全部硅烷中成为0～100摩尔％的比例包含每一分子具有4个水解性基团的第一水解性硅烷，所述第二被覆用聚硅氧烷以相对于Si原子为30摩尔％以下的比例包含硅烷醇基，并且重均分子量为1,000～50,000。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述第一被覆用聚硅氧烷包含下述水解性硅烷原料的水解缩合物，所述水解性硅烷原料包含：0～50摩尔％的、由式(1)表示且a为0的水解性硅烷，和大于50摩尔％且小于等于100摩尔％的、由式(1)表示且a为1或2的水解性硅烷，R1aSi(R2)4-a式(1)式(1)中，R1是烷基、芳基、卤代烷基、卤代芳基、烷氧基芳基、烯基、或具有环氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巯基或氰基的有机基团，并且R1通过Si-C键与硅原子键合，R2表示烷氧基、酰氧基、或卤素基团，a表示0～2的整数。3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，所述第二被覆用聚硅氧烷包含下述水解性硅烷原料的水解缩合物，所述水解性硅烷原料包含式(1)表示的水解性硅烷，R1aSi(R2)4-a式(1)式(1)中，R1是烷基、芳基、卤代烷基、卤代芳基、烷氧基芳基、烯基、或具有环氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巯基或氰基的有机基团，并且R1通过Si-C键与硅原子键合，R2表示烷氧基、酰氧基、或卤素基团，a表示1。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：志垣修平，谷口博昭，中岛诚，
申请(专利权)人：日产化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP