[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底；在所述基底表面形成初始介质层，所述初始介质层内具有致孔剂；对所述初始介质层进行第一紫外照射处理，所述第一紫外照射处理具有第一处理温度；在所述第一紫外照射处理后，对所述初始介质层进行第二紫外照射处理，形成低k介质层，所述第二紫外照射处理具有第二处理温度，且所述第二处理温度大于第一处理温度。本发明在快速去除致孔剂(即，处理温度较高的第二紫外照射处理过程)之前，对初始介质层进行第一紫外照射处理，使初始介质层进行一定交联反应，使初始介质层的机械强度得到提升，有效避免在第二紫外照射处理过程中发生初始介质层坍塌问题，提高形成的低k介质层的机械性能。

技术领域

本发明涉及半导体制作领域技术，特别涉及一种半导体结构的形成方法。

背景技术

随着超大规模集成电路工艺技术的不断进步，半导体器件的特征尺寸不断缩小，芯片面积持续增大，互连结构的延迟时间已经可以与器件门延迟时间相比较。人们面临着如何克服由于连接长度的急速增长而带来的传输延迟(即RC延迟，R指互连电阻，C指寄生电容)延迟显著增加的问题。特别是由于金属布线线间电容的影响日益严重，造成器件性能大幅度下降，已经成为半导体工业进一步发展的关键制约因素。

半导体结构中的寄生电容和互连电阻是造成信号传输延迟的主要原因。由于寄生电容C正比于介质层材料的相对介电常数k，因此使用低k材料代替传统的SiO₂作为介质层材料，在一定程度上能够缓解半导体结构的RC延迟问题。

然而，现有技术形成的介质层的机械强度低，导致半导体结构的电学性能以及可靠性仍有待提高

发明内容

本发明解决的问题是如何提高介质层的机械强度，提高半导体结构的电学性能以及可靠性。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底；在所述基底表面形成初始介质层，所述初始介质层内具有致孔剂；对所述初始介质层进行第一紫外照射处理，所述第一紫外照射处理具有第一处理温度；在所述第一紫外照射处理后，对所述初始介质层进行第二紫外照射处理，形成低k介质层，所述第二紫外照射处理具有第二处理温度，且所述第二处理温度大于第一处理温度。

可选的，所述第一紫外照射处理使初始介质层内发生第一交联反应以及第一致孔剂去除反应，所述第二紫外照射处理使初始介质层内发生第二交联反应以及第二致孔剂去除反应，且所述第二致孔剂去除反应的反应速率大于第一致孔剂去除反应的反应速率。

可选的，所述第一处理温度为50度至100度，所述第二处理温度为350度至400度。

可选的，所述第一紫外照射处理具有第一紫外波长，所述第二紫外照射处理具有第二紫外波长，其中，所述第一紫外波长为250纳米至450纳米，所述第二紫外波长为350纳米至450纳米。

可选的，在所述第二紫外照射处理后，还包括步骤：对所述低k介质层进行第三紫外照射处理，使低k介质层内发生第三交联反应以及第三致孔剂去除反应，且第三交联反应的反应速率大于第二交联反应的反应速率。

可选的，所述第三紫外照射具有第三处理温度以及第三紫外波长，第二紫外照射处理具有第二紫外波长，且所述第三紫外波长小于第二紫外波长。

可选的，所述第三紫外波长为250纳米至350纳米，所述第二紫外波长为350纳米至450纳米。

可选的，所述第三处理温度为350度至400度。

可选的，所述第一紫外照射处理的时长为5秒至30秒。

可选的，所述第二紫外照射处理的时长为50秒至150秒。

可选的，所述第三紫外照射处理的时长为50秒至400秒。