[发明专利]提高数据保持能力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，特别涉及一种制作金属互连层过程中提高数据保持能力的方法。

背景技术

半导体晶圆的制造必须经历一系列工艺流程。该流程包括诸如刻蚀和光刻等所有不同的半导体晶圆工艺步骤，其中每一步骤都会影响该半导体晶圆上单芯片的最终电路结构的形成。在传统的制造流程上会区分为两类主要的次工艺。第一种主要的次工艺可称为前段工艺（front end of line，FEOL），以及第二种主要的次工艺可称为后段工艺（back end of line，BEOL）。

传统的前段工艺由晶圆的激光标记开始，和接下来浅沟槽隔离的形成、形成P阱和N阱的离子注入、多晶硅的刻蚀，以及注入晶体管结构的漏极和源极等多种区域的离子注入。

在半导体器件的后段工艺中，制作半导体集成电路时，半导体器件层形成之后，需要在半导体器件层之上形成金属互连层，每层金属互连层包括金属互连线和层间介质层（Inter Layer dielectric，ILD），这就需要在沉积层间介质层之后制造沟槽和连接孔，然后在上述沟槽和连接孔内沉积金属，沉积的金属即为金属互连线，一般选用铜作为金属互连线材料。

现有技术中为了防止铜扩散进层间介质层，更好地限制在沟槽和连接孔内，一般采用钽（Ta）和氮化钽（TaN）的叠层结构，作为金属互连线和层间介质层之间的阻挡膜。层间介质层一般采用低介电常数（low-K）绝缘材料层，例如含有硅、氧、碳、氢元素的类似氧化物（Oxide）的黑钻石材料、未掺杂的硅酸盐玻璃（USG），氟化玻璃（FSG）等。

接着在所述金属互连线和层间介质层的表面形成覆盖层，所述覆盖层的材质为氮化硅，但是氮化硅的形成会引入H离子，导致最终形成的半导体器件的数据保持能力发生漂移。

因此，如何避免在形成金属互连层的过程中对半导体器件的数据保持能力造成影响，成为当前亟需解决的技术问题

发明内容

本发明提供了一种提高数据保持能力的方法，以解决现有技术中制作金属互连层过程中，沉积铜金属互连线以及覆盖层导致半导体器件数据保持能力发生漂移的问题。

本发明提供的提高数据保持能力的方法，包括：

提供一半导体衬底，在其上依次形成包括第一金属互连层、第二金属互连层与第三金属互连层在内的多层金属互连层；

在形成第二金属互连层与第三金属互连层之后分别进行退火。

进一步的，所述退火的温度为350℃～450℃。

进一步的，所述退火的时间为25min～35min。

进一步的，所述半导体衬底上依次形成四至八层金属互连层。

进一步的，所述金属互连层包括金属互连线和层间介质层。

进一步的，所述金属互连线的材质为铜。

进一步的，所述层间介质层包括：黑金刚石BD、未掺杂的硅酸盐玻璃USG或者氟化玻璃FSG。

进一步的，所述金属互连层还包括位于所述金属互连线及层间介质层表面的覆盖层。

进一步的，所述覆盖层的材质为氮化硅。

进一步的，在形成第一金属互连层之前，还包括，在所述半导体衬底上形成记忆装置。

进一步的，在形成多层金属互连层之后，还包括，形成钝化层以及铝垫。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的提高数据保持能力的方法，通过在形成第二金属互连层与第三金属互连层之后分别进行退火，避免形成覆盖层的过程中引入的氢离子造成半导体器件数据保持能力的漂移；同时由于只是增加退火工艺不会对半导体器件的性能造成影响。

附图说明

图1为本发明一实施例所提供的提高数据保持能力的方法的流程图。

图2为本发明一实施例所提供的金属互连层结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的提高数据保持能力的方法做进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚，需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

图1为本发明一实施例所提供的提高数据保持能力的方法的流程图，如图1所示，本发明提出的一种提高数据保持能力的方法，包括以下步骤：

步骤S01：提供一半导体衬底，在其上形成第一金属互连层；

步骤S02：在所述第一金属互连层上形成第二金属互连层，并进行退火；

步骤S03：在所述第二金属互连层上形成第三金属互连层，并进行退火；