半导体结构的形成方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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RC(R指电阻，C指电容)延迟显著增加的问题。特别是由于金属布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。为了减小互连造成的RC延迟，现已采用了多种措施。
[0003]互连结构之间的寄生电容和互连电阻造成了信号的传输延迟。由于铜具有较低的电阻率，优越的抗电迀移特性和高的可靠性，能够降低金属的互连电阻，进而减小总的互连延迟效应，现已由常规的铝互连改变为低电阻的铜互连。同时降低互连之间的电容同样可以减小延迟，而寄生电容C正比于电路层绝缘介质的相对介电常数k，因此使用低k材料作为不同电路层的绝缘介质代替传统的S12介质已成为满足高速芯片的发展的需要。
[0004]然而，现有技术形成的半导体结构的电学性能仍有待提高。
【发明内容】
[0005]本发明解决的问题是提供一种半导体结构的形成方法，提高开口侧壁处介质层表面接触角，从而提高开口侧壁处介质层的疏水性，提高开口侧壁处介质层抗腐蚀能力，防止湿法清洗处理对开口侧壁处介质层造成刻蚀，从而提高半导体结构的击穿电压，改善时间相关电介质问题，优化半导体结构的可靠性和电学性能。
[0006]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:提供基底以及位于基底表面的介质层，所述基底内具有底层金属层；刻蚀所述介质层，形成贯穿介质层的开口，且所述开口底部暴露出底层金属层表面；对所述开口侧壁处的介质层进行预修复照射处理，增加开口侧壁处的介质层表面接触角；在进行所述预修复照射处理之后，对所述开口进行湿法清洗处理；形成填充满所述开口的导电层。
[0007]可选的，在进行所述预修复照射处理后，所述开口侧壁处的介质层表面的疏水性增强。
[0008]可选的，所述预修复照射处理采用的波长为200纳米至1000纳米。
[0009]可选的，在进行所述预修复照射处理后，所述开口侧壁处的介质层表面接触角角度为92度至110度。
[0010]可选的，所述湿法清洗处理的刻蚀液体包括氢氟酸溶液或双氧水溶液。
[0011]可选的，形成所述导电层的工艺步骤包括:形成填充满所述开口的导电层，所述导电层还位于介质层表面；去除高于介质层表面的导电层。
[0012]可选的，在去除所述高于介质层表面的导电层之后，对所述介质层进行第二次预修复照射处理。
[0013]可选的，采用多道研磨工艺，去除所述高于介质层表面的导电层；且在每一次研磨工艺之后，对所述介质层进行一次第二次预修复照射处理。
[0014]可选的，在进行所述第二次预修复照射处理后，介质层表面的接触角变大，介质层的疏水性增强。
[0015]可选的，所述第二次预修复照射处理采用的波长为200纳米至1000纳米。
[0016]可选的，在形成所述开口之前、进行预修复照射处理之后，还包括步骤:采用含氮等离子体对所述开口进行刻蚀后处理。
[0017]可选的，形成所述开口的工艺步骤包括:在所述介质层表面形成第一掩膜层，所述第一掩膜层内形成有暴露出部分介质层表面的第一凹槽；然后形成覆盖于第一掩膜层表面以及介质层表面的第二掩膜层，所述第二掩膜层内形成有第二凹槽，且所述第二凹槽尺寸小于第一凹槽尺寸；以所述第二掩膜层为掩膜，刻蚀去除部分厚度的介质层；去除所述第二掩膜层；然后以所述第一掩膜层为掩膜，继续刻蚀所述介质层，直至暴露出底层金属层表面，形成所述开口。
[0018]可选的，所述第一掩膜层的材料为SiN、SiC、SiCN, Ta、T1、Tu、TaN、TuN或WN。
[0019]可选的，所述第二掩膜层包括有机分布层、位于有机分布层表面的底部抗反射涂层、以及位于底部抗反射涂层表面的光刻胶层。
[0020]可选的，所述介质层的材料为S12、低k介质材料或超低k介质材料。
[0021]可选的，在形成所述开口之前，还包括步骤:在所述介质层表面形成钝化层。
[0022]可选的，在所述基底和介质层之间形成有刻蚀停止层。
[0023]可选的，所述导电层包括:位于开口底部和侧壁表面的导电阻挡层、以及位于导电阻挡层表面且填充满开口的导电体层。
[0024]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0025]本发明提供的半导体结构形成方法的技术方案中，在形成贯穿介质层的开口之后，对开口侧壁处的介质层进行预修复照射处理，增加开口侧壁处的介质层表面接触角，从而使得开口侧壁处的介质层表面的疏水性得到增强。然后对开口进行湿法清洗处理，由于开口侧壁处介质层表面疏水性增加，使得开口侧壁处介质层抗腐蚀能力提高，从而有效的避免湿法清洗处理对开口侧壁处的介质层造成刻蚀损伤，有利于形成高质量的导电层，且导电层与介质层的界面性能良好，防止相邻导电层之间的距离变近，从而提高半导体结构的击穿电压，抑制与时间相关介质击穿问题，改善半导体结构的可靠性以及电学性能。
[0026]进一步，所述预修复照射处理采用的波长为200纳米至1000纳米，使得开口侧壁处的介质层的疏水性得到增强，且开口侧壁处介质层的相对密度和杨氏模量增加，从而进一步提高开口侧壁处介质层表面的抗腐蚀能力。
[0027]进一步，在去除高于介质层表面的导电层之后，对介质层进行第二次预修复照射处理，能够提高整个介质层表面的疏水性，防止介质层吸收外界环境中的水分，从而进一步提高半导体结构的击穿电压，进一步抑制与时间相关介质击穿问题。
[0028]更进一步，采用多道研磨工艺，去除高于介质层表面的导电层；且在每一次研磨工艺之后，对介质层进行一次第二次预修复照射处理，能够有效抑制介质层在研磨工艺过程中吸收研磨楽料中的水分，从而进一步使介质层保持良好的性能，进一步改善半导体结构的可靠性及电学性能。
【附图说明】
[0029]图1至图10为本发明一实施例提供的半导体结构形成过程的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]由【背景技术】可知，现有技术形成的半导体结构的电学性能有待提高，例如，半导体结构的击穿电压(VBD:Breakdown Voltage)低，且存在时间相关介质击穿(TDDB:TimeDependent Dielectric Breakdown)问题。
[0031]经研究发现，通常采用干法刻蚀工艺刻蚀介质层，形成贯穿介质层的开口，在干法刻蚀工艺过程中会在开口内引入杂质，例如刻蚀气体与介质层发生反应生成反应副产物、刻蚀气体与掩膜层材料(如光刻胶、有机分布材料、抗反射材料)发生反应生成反应副产物，部分所述反应副产物会掉落在开口底部以及开口侧壁。
[0032]为此，在开口内填充导电层之前，需要对开口进行清洗处理，以清洗去除上述反应副产物。所述清洗处理会对开口侧壁处的介质层造成一定的刻