[发明专利]形成空气隙的方法

权利要求书

1.一种形成空气隙的方法，应用于降低介质层的等效介电常数的工艺中，其特征在于，所述方法包括：

提供一具有沟槽的半导体衬底；

于所述沟槽的侧壁上制备保型覆盖牺牲层后，采用金属填充工艺于所述沟槽中充满金属，形成金属层；

去除所述保型覆盖牺牲层后，沉积阻挡层覆盖所述半导体衬底和所述金属层的上表面，于所述沟槽中形成空气隙。

2.如权利要求1所述的形成空气隙的方法，其特征在于，所述沟槽的关键尺寸大于工艺需求的沟槽的关键尺寸。

3.如权利要求2所述的形成空气隙的方法，其特征在于，所述沟槽的关键尺寸与工艺需求的沟槽的关键尺寸之间的差值为2nm～30nm。

4.如权利要求3所述的形成空气隙的方法，其特征在于，所述保型覆盖牺牲层的厚度值与所述差值相等。

5.如权利要求1所述的形成空气隙的方法，其特征在于，所述保型覆盖牺牲层为多晶碳薄膜。

6.如权利要求1所述的形成空气隙的方法，其特征在于，于所述沟槽的侧壁上制备保型覆盖牺牲层的工艺步骤包括：

沉积一保型覆盖层覆盖所述半导体衬底的上表面和所述沟槽的底部及侧壁；

去除位于所述半导体衬底的上表面及所述沟槽底部的保型覆盖层，以于所述沟槽的侧壁上形成所述保型覆盖牺牲层。

7.如权利要求6所述的形成空气隙的方法，其特征在于，于等离子增强化学气相沉积设备中采用C₂H₂为气体源，在温度为300℃～400℃、压强为1torr～9torr的条件下，分解所述C₂H₂以制备所述保型覆盖层。

8.如权利要求6所述的形成空气隙的方法，其特征在于，在压强为5×10⁷Pa～1×10⁸Pa、功率为300W～500W的条件下，采用惰性气体对所述保型覆盖层进行向下物理轰击，以去除位于所述半导体衬底的上表面及所述沟槽底部的保型覆盖层。

9.如权利要求1所述的形成空气隙的方法，其特征在于，所述形成金属层的工艺步骤包括：

于所述沟槽的侧壁上制备所述保型覆盖牺牲层后，沉积金属阻挡层覆盖所述保型覆盖牺牲层的表面及所述沟槽的底部；

继续沉积一金属种子层覆盖所述金属阻挡层的表面；

采用电镀金属工艺沉积所述金属充满所述沟槽，并对所述金属进行平坦化工艺后，形成所述金属层。

10.如权利要求1或9所述的形成空气隙的方法，其特征在于，所述金属层为铜金属层。

11.如权利要求9所述的形成空气隙的方法，其特征在于，所述金属阻挡层为铜阻挡层，在功率大于0W且小于300W的条件下，采用物理气相沉积的方法制备所述铜阻挡层；

其中，所述铜阻挡层的材质为钛或者氮化钛。

12.如权利要求9所述的形成空气隙的方法，其特征在于，所述金属种子层为铜种子层，且采用物理气相沉积的方法沉积所述铜种子层。

13.如权利要求9所述的形成空气隙的方法，其特征在于，采用化学机械研磨的方法对所述金属进行平坦化工艺。

14.如权利要求1所述的形成空气隙的方法，其特征在于，在压强为500mtorr～1000mtorr、功率为500W～3000W的条件下，采用含氧的等离子体，于化学气相沉积机台或者刻蚀机台中去除所述保型覆盖牺牲层。

15.如权利要求14所述的形成空气隙的方法，其特征在于，采用由O₃和N₂构成的混合气体或者由O₂和N₂构成的混合气体作为气体源，以制备所述含氧的等离子体。

16.如权利要求1所述的形成空气隙的方法，其特征在于，所述阻挡层的材质为氮化硅层或者氮碳化硅层，且所述阻挡层的厚度为