专利名称：形成半导体器件接触孔的方法
技术领域：
本发明涉及形成半导体器件接触孔的方法，特别是涉及以下这种半导体器件接触孔的形成方法，包括对它涂覆有重掺杂的硼硅玻璃(BPSG)膜进行热处理以产生平整的表面，并以连续的方式在热处理所用同一涂覆轨迹的加热部件中沉积光敏抗蚀剂膜于该BPSG膜上。
在制作具有高度集成结构的半导体器件时，由于高度集成化而在半导体器件表面形成许多凹凸不平的不规则形状，结果使半导体器件具有强烈的地志形貌，由此提供平整的表面，可以通过用绝缘薄膜填满这些不平之处来消除不规则形状，这样，提出了一种平整化方法，它采用加以高浓度硼(B)和磷(P)的BPSG膜。把BPSG膜涂在不平整的半导体器件表面上，随后在高温下热处理，从而使表面变得平整，当这种BPSG膜的杂质超过一定浓度时，则一旦暴露大气就会吸收水气，所吸收的水气会对决定半导体器件微观图案的精度产生不利影响。为克服这一问题，提出了用以治愈这样一种BPSG膜的方法。该方法包括一热处理步骤，用于释放BPSG膜中所吸收的水气，但是，该方法没有考虑到，即使在BPSG膜表面上完成热处理步骤后，由于BPSG膜与剩余水气反应而产生的影响。剩余的被吸收水气与BPSG膜的磷(P)反应，在BPSG膜的表面产生磷酸(CH3PO4)，由此显著地降低光致抗蚀剂膜的附着力，这层膜以后要涂覆在BPSG膜上作为形成金属接触时的掩模。
现在，将结合
图1A和1B来说明用常规法形成接触孔的一个例子，它包括上述BPSG膜的治愈步骤。
按照这一方法，首先在半导体衬底1上形成光刻成图案的导电层2，如图1A所示，随后在形成的结构上沉积绝缘氧化膜3，以便防止在以后步骤中出现的杂质扩散。然后在形成的结构上沉积BPSG膜4，接下来，对BPSG膜进行热处理，从而产生平整的表面。
此后，把光致抗蚀剂膜涂覆在BPSG膜4上，如图1B所示，随后用一接触掩模按照曝光和显影工艺对光致抗蚀剂膜进行光刻形成图案，由此形成光致抗蚀剂膜图案5。采用光致抗蚀剂膜图案5作为掩模，将BPSG膜4在未被光致抗蚀剂膜图案5覆盖的位置湿法蚀刻到所需深度，其后，对BPSG膜4的剩余部分和绝缘氧化膜3进行干法蚀刻，直至露出半导体衬底1为止，由此形成接触孔8，对BPSG膜4接连进行湿法和干法蚀刻，以便易于把接触金属埋入接触孔中，后者具有较大的纵横比。
由于湿法蚀刻，每一接触孔得到一个变宽的入口。
但是，当对BPSG膜4进行湿法蚀刻时，BPSG膜4表面上存在的磷与BPSG膜4中吸收的水气起反应，由此使蚀刻剂溶液透过BPSG膜4与光致抗蚀剂膜图案5之间的界面，导致BPSG膜4被过度蚀刻。
由于这样一种过度蚀刻，被吸收的水气和磷降低了光致抗蚀剂膜图案5对BPSG膜4的附着力。结果，相邻的诸接触孔8会彼此接触。光致抗蚀剂膜图案5也会从BPSG膜4上脱落。这样一些现象会导致半导体器件金属布线的短路。或者，光致抗蚀剂膜图案5会在相邻的诸接触孔8之间塌陷。此时就难以进行以后的干法蚀刻步骤。这是因为BPSG膜由于光致抗蚀剂膜图案5的附着力下降未被刻成所设计的轮廓4，而是刻成了不稳定的轮廓4″，如图1B所示。
所以，本发明的目的是解决上述问题，并提出一种形成半导体器件接触孔的方法，其中光致抗蚀剂膜在BPSG膜充分去除内含的水气和磷之后涂覆其上，这样BPSG膜就可蚀刻成具有所设计的轮廓。
按照本发明，这一目的提出一种形成半导体器件接触孔的方法来加以实现，它包括下列步骤在半导体衬底上形成导电层图案，当导电层图案形成后接着在得到的结构上依次涂覆迭一起的绝缘薄膜和平整的硼磷硅玻璃(BPSG)膜；在80℃至350℃温度范围内对BPSG膜进行热处理，以除去当BPSG膜暴露于大气时从大气吸收到BPSG膜表面部分的水气，以及在PBSG膜表面部分存在的磷，并用热处理中所用设备以连续方式在BPSG膜上沉积光致抗蚀剂膜；除去光致抗蚀剂膜的指定部分，由此形成光致抗蚀剂膜上断开的页面(Pagwern)，将BPSG膜未被光致抗蚀剂膜覆盖住的暴露部分用湿法蚀刻至所需深度；对剩余的BPSG膜连同绝缘膜进行干法蚀刻，由此形成接触孔。
BPSG膜的热处理和光致抗蚀剂膜的涂覆在同一涂覆轨迹的加热部件中以连续方式进行。这样，改善了光致抗蚀剂膜对BPSG膜的附着力，BPSG膜可被湿法蚀刻成具有所设计的轮廓。
本发明的其它目的和方法将由于参照附图对实施例进行的下列叙述而变得明显起来，其中图1A和1B分别表示常规法形成接触孔的截面图；图2A和2B分别表示按照本发明实施例的方法形成半导体器件接触孔的接连步骤的截面图。
图2A和图2B表示按照本发明实施例形成半导体器件接触孔的方法的接连步骤的截面图。
按照本发明的方法，首先准备半导体衬底11，然后在半导体衬底11上形成经光刻制成图案的导电层12，如图2A所示，在产生的结构上，沉积绝缘氧化薄膜13，以便防止以后步骤中出现的杂质扩散，再在形成的结构上沉积BPSG膜14。随后，在800至900℃的温度和氮气或氧气下对BPSG膜4热处理10分钟或更长，由此形成平整的表面。
其后，把形成的结构即大园晶体在空气中冷却，当晶片冷却时，空气中水气被吸收到BPSG膜14中，结果，水份和磷出现在BPSG膜14的表面。
于是对形成的大圆片在80至35℃下热处理以除去BPSG膜14表面上的水气和磷，其后，用一种用以增强将要涂在BPSG膜14上光致抗蚀剂膜附着力的增强剂来处理BPSG膜14的表面。例如，用一种HMDS处理剂进行处理，完成用增强剂的处理后，在BPSG膜14上涂覆光致抗蚀剂膜至所需厚度，如图2B所示。然后，在HMDS处理前进行热处理所用的同一轨迹的同一加热器部件中对光致抗蚀剂膜光刻成图案，由此形成将要用作为接触孔掩膜的光致抗蚀剂膜图案15。用光致抗蚀剂膜图案15所为掩模，将BPSG膜24湿法蚀刻至所需深度。此后，对BPSG膜14的剩余部分和绝缘氧化膜13进行平法蚀刻，直至露出半导体衬底1，由此形成接触孔18。
除去BPSG膜表面上水气和磷的热处理可在150至350℃下进行，或者，热处理可包括接连的三个处理步骤，即，第一次热处理，在90至150℃的温度下进行，第二次热处理，在150至250℃的温度下进行，以及第三次热处理，在250至350℃下进行。
通过对BPSG膜14进行热处理，改进了光致抗蚀剂膜图案15对BPSG膜14的附着力，结果，在湿法蚀刻时用的蚀刻剂溶液不能透入到BPSG膜14与光致抗蚀剂膜图案15之间的界面，由此得到了正常进行的湿法蚀刻。
由上述对于本发明的叙述可见，BPSG膜在湿法蚀刻之前被在所希望的温度下进行热处理。按照本发明，光致抗蚀剂膜的涂覆在热处理所用涂覆轨迹的加热器部件中以连续方式进行，光致抗蚀剂膜剂膜对BPSG膜的附着力由于热处理而改善。所以，可防止BPSG膜边缘被过度蚀刻，还可防止光致抗蚀剂膜图案从BPSG膜上脱落，结果，改进了生产率。
尽管本发明的较佳实施例已作为示例而被揭示，本领域内熟练的技术人员将明了，可以作出各种变更、和增减，而不偏离如权利要求书揭示的发明范围和实质。
权利要求
1.一种形成半导体器件接触孔的方法，包括下列步骤在半导体衬底上形成导电层图案；在形成导电层图案后得到的结构上依次涂覆绝缘薄膜和平整的硼磷硅玻璃(BPSG)膜迭层；在80℃至350℃温度范围内对BPSG膜进行热处理，除去BPSG膜暴露在空气中时从空气中吸收到BPSG膜表面部分的水气，以及BPSG膜表面部分存在的磷，并用热处理中所用同一设备以连续方式在BPSG膜上沉积光致抗蚀剂膜；除去光致抗蚀剂膜上的规定部分，由此形成光致抗蚀剂膜图案；将未被光致抗蚀剂膜图案覆盖住的BPSG膜的露出部分湿法蚀刻至所需深度；以及对BPSG膜的剩余部分和绝缘膜进行干法蚀刻，由此形成接触孔。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，在800℃至900℃的温度范围内对BPSG膜进行热处理，形成平整的表面。
3.如权利要求1或2的方法，其特征在于，热处理在氮气或氧气中进行至少10分钟。
4.如权利要求1的方法，其特征在于，热处理包括下列步骤在90℃至150℃的温度范围内对BPSG膜进行第一次热处理，在150℃至250℃的温度范围内对BPSG膜进行第二次热处理，在250℃至350℃的温度范围内对BPSG膜进行第三次热处理。
5.如权利要求1或4的方法，其特征在于，所述热处理包括在150℃至350℃的温度范围内对BPSG膜进行热处理的单一步骤。
全文摘要
形成半导体器件接触孔的方法，防止用作接触孔掩模的光致抗蚀剂膜图案因其下的硼磷硅玻璃(BPSG)膜图案在湿法蚀刻时出现的过度蚀刻而与之分离。包括依次在半导体衬底上涂覆绝缘薄膜和平整的BPSG膜，在80℃至350℃热处理BPSG膜，并用热处理所用同一设备以连续方式沉积光致抗蚀剂膜，除去规定部分以形成图案，将BPSG膜的露出部分湿法蚀刻至所需深度，并对剩余部分和绝缘膜干法蚀刻，形成接触孔。
文档编号H01L21/768GK1148260SQ9610692
公开日1997年4月23日 申请日期1996年7月1日 优先权日1995年6月30日
发明者朴祥均 申请人:现代电子产业株式会社