[发明专利]晶圆表面金属合金化处理方法

说明书

本发明提供一种晶圆表面金属合金化处理方法，在晶圆表面形成金属层后进行第一次合金化退火处理，在形成钝化层后进行第二次合金化退火处理。与现有技术相比，本发明通过在金属层形成后增加一次合金化退火处理，改善晶圆上各器件的阈值电压的分布情况，使晶圆上各器件的阈值电压分布在较小的范围内，分布更加集中，有利于使更多器件的阈值电压落在标准范围内，减少了因阈值电压不符合电性参数标准而导致的器件不合格，从而提升了产品的良率。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种晶圆表面金属合金化处理方法。

背景技术

在晶圆的制造工艺流程里，需要对晶圆表面已经生成的金属层进行钝化以及合金化处理，即在该金属层的表面生成一层非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、牢固吸附在金属表面上的钝化层，同时通过加入氮和/或氢元素，使金属层成为具有预期性能的合金。所述钝化层与金属层是相互独立存在的，通过所述钝化层将金属层与外界或者是后续制程中所使用的腐蚀介质完全隔开，防止金属层与任何腐蚀介质发生接触，起到保护作用。

然而，发明人发现，利用传统的方法形成的产品的良率尚不够理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶圆表面金属合金化处理方法，以改善晶圆上各器件的阈值电压的分布情况，使晶圆上各器件的阈值电压分布相对集中，减少因阈值电压不符合电性参数标准而导致的器件不合格，从而提升晶圆良率。

为达到上述目的，本发明提供一种晶圆表面金属合金化处理方法，包括：

提供晶圆，并在晶圆上形成金属层；

进行第一次合金化退火处理；

形成钝化层，所述钝化层覆盖晶圆和部分金属层；以及，

进行第二次合金化退火处理。

可选的，所述第一次合金化退火处理的工艺参数包括：退火温度为300℃至500℃，保护气体为氮气和氢气的混合气体，其中氮气与氢气的体积比为40:1至2:1，退火时间为150min至210min。

可选的，所述第二次合金化退火处理的工艺参数包括：退火温度为300℃至500℃，保护气体为氮气和氢气的混合气体，其中氮气与氢气的体积比为10:1至2:1，退火时间为30min至90min。

可选的，所述晶圆包括半导体衬底、形成于所述半导体衬底上的器件以及形成于所述半导体衬底上且覆盖所述器件的介电层。

可选的，所述金属层的形成方法包括：

在所述介电层表面形成金属材料层；以及，

刻蚀所述金属材料层，暴露出部分所述介电层，以形成所述金属层。

可选的，所述钝化层的形成方法包括：

在所述介电层和所述金属层上形成钝化材料层；以及，

刻蚀所述钝化材料层，暴露出部分所述金属层，以形成所述钝化层。

可选的，所述金属层包括覆盖于所述介电层上的钛层。

可选的，所述金属层还包括依次覆盖于所述钛层上的氮化钛层和铝铜合金层。

可选的，所述钝化层包括氮化物、氧化物或氮氧化物中至少一种。

可选的，所述钝化层的厚度大于10nm。