[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

一种半导体结构及其形成方法，其中半导体结构的形成方法包括：提供衬底，所述衬底内形成有第零金属层；在所述衬底表面形成第一粘附层、以及位于第一粘附层表面的第一多孔介质层，且第一粘附层的杨氏模量大于第一多孔介质层的杨氏模量；对所述第一多孔介质层进行第一紫外照射，提高第一多孔介质层的杨氏模量；刻蚀所述第一多孔介质层以及第一粘附层形成第一开口，且所述第一开口底部暴露出第零金属层表面；形成填充满所述第一开口的第一金属层，且所述第一金属层顶部表面与第一多孔介质层顶部表面齐平。本发明提高了半导体结构的杨氏模量，从而提高半导体结构的机械强度，提高半导体结构的可靠性。

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及其形成方法。

背景技术

随着集成电路的制作向超大规模集成电路发展，集成电路的电路密度越来越大，集成电路所包括的半导体器件的数量不断增加，连接各半导体器件所需的互连线(Interconnect)随之增加，要求增加硅片面积以提供更多的互连线布局空间。

为了满足在硅片上形成的互连线的数量增加的需求，同时符合集成电路小型化微型化的发展趋势，现有技术提出的解决方法为多层互连结构技术，以为各半导体器件提供足够的互连能力。具有多层互连结构的半导体结构包括：衬底，位于衬底内的第零层金属层(M0)，所述第零层金属层与半导体器件的源漏区域或栅极结构区域电连接；位于衬底表面的介质层，所述介质层为相邻金属层之间提供绝缘作用；位于介质层内的通孔，且所述通孔底部暴露出第零层金属层表面；位于所述通孔内且填充满所述通孔的第一层金属层(M1)，且所述第一层金属层与第零层金属层电连接。

然而，现有技术形成的半导体结构的电学性能和可靠性有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，提高半导体结构的机械强度，防止半导体结构发生破裂或分层的问题，提高半导体结构的可靠性。

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：提供衬底，所述衬底内形成有第零金属层；在所述衬底表面形成第一粘附层、以及位于第一粘附层表面的第一多孔介质层，且第一粘附层的杨氏模量大于第一多孔介质层的杨氏模量；对所述第一多孔介质层进行第一紫外照射，提高第一多孔介质层的杨氏模量；刻蚀所述第一多孔介质层以及第一粘附层形成第一开口，且所述第一开口底部暴露出第零金属层表面；形成填充满所述第一开口的第一金属层，且所述第一金属层顶部表面与第一多孔介质层顶部表面齐平。

可选的，所述第一多孔介质层材料的相对介电常数为2.71至2.79，所述第一多孔介质层的杨氏模量为5.8Gpa至6.2Gpa。

可选的，所述第一紫外照射的工艺参数为：照射功率为1000瓦至6000瓦，照射时长为2分钟至6分钟，紫外波长为200纳米至350纳米。

可选的，在进行第一紫外照射后，第一多孔介质层材料的相对介电常数为2.5至2.6，所述第一多孔介质层的杨氏模量为7.8Gpa至8.2Gpa。

可选的，采用化学气相沉积工艺形成所述第一多孔介质层，所述化学气相沉积工艺的工艺参数为：反应原材料包括硅烷和氧源气体，其中，硅烷为甲基二乙氧基硅烷或八甲基环四硅氧烷中的一种或两种，氧源气体为O₂，硅烷流量为0.2g/m至2g/m，氧源气体流量为50sccm至1000sccm，沉积腔室温度为200度至400度，沉积腔室压强为1托至20托，沉积腔室功率为100瓦至1000瓦，向腔室内通入造孔剂，所述造孔剂流量为100sccm至3000sccm。

可选的，所述第一粘附层的杨氏模量大于70Gpa。

可选的，所述第一粘附层的材料为氧化硅，所述第一粘附层的厚度为30埃至300埃。