[发明专利]半导体结构的形成方法

权利要求书

1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括步骤：

提供基底，所述基底包括第一区域和第二区域，在所述基底上依次形成第一低k介质层、刻蚀停止层、第二低k介质层；

在第一区域的第二低k介质层中形成凹槽，所述凹槽暴露刻蚀停止层表面；在凹槽内填充满无定形碳材料层；

在第一区域形成第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔贯穿所述无定形碳材料层、刻蚀停止层和第二低k介质层，在第二区域形成第三通孔，所述第三通孔贯穿所述第一低k介质层、刻蚀停止层和第二低k介质层；

在第一通孔、第二通孔和第三通孔填充满牺牲材料层；

刻蚀第二区域的部分第二低k介质层和第三通孔中的部分牺牲材料层，形成第三沟槽，所述第三沟槽与第三通孔的位置相对应，所述第三沟槽暴露刻蚀停止层表面；

刻蚀第一区域的部分无定形碳材料层，形成第一沟槽和第二沟槽，同时去除第一通孔、第二通孔和第三通孔中的牺牲材料层，第一沟槽和第二沟槽分别与第一通孔和第二通孔相对应，第一沟槽和第二沟槽暴露刻蚀停止层表面；

在第一通孔、第二通孔、第三通孔、第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽中填充满金属，形成第一大马士革互连结构、第二大马士革互连结构和第三大马士革互连结构；

去除第一大马士革互连结构与第二大马士革互连结构之间以及第一大马士革互连结构和第二大马士革互连结构与凹槽侧壁之间的无定形碳材料层，形成空隙；

形成横跨所述空隙的覆盖层，在第一大马士革互连结构和第二大马士革互连结构与凹槽侧壁之间的形成空气隙。

2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲材料层的材料为无氮抗反射涂层。

3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲材料层的形成工艺为旋转涂布工艺。

4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，刻蚀第二区域的部分第二低k介质层形成第三沟槽的工艺为第一等离子刻蚀工艺。

5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一等离子刻蚀工艺采用的气体为CF₄、C₂F₆、CH₂F₂或CHF₃。

6.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，刻蚀第一区域的部分无定形碳材料层形成第一沟槽和第二沟槽工艺为第二等离子体刻蚀工艺。

7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二等离子体刻蚀工艺采用的气体为O₂和N₂O中的一种或两种的组合。

8.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除第一大马士革互连结构与第二大马士革互连结构之间以及第一大马士革互连结构和第二大马士革互连结构与凹槽侧壁之间的无定形碳材料层的工艺为第三等离子体刻蚀工艺。

9.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第三等离子体刻蚀工艺采用的气体为H2。

10.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述凹槽的形成方法为：在第二低k介质层表面形成第一硬掩膜层；刻蚀所述第一区域的第一硬掩膜层和第二低k介质层形成凹槽。

11.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一通孔包括第一子通孔和第三子通孔，所述第二通孔包括第二子通孔和第四子通孔，所述第一通孔、第二通孔和第三通孔的形成过程为：在第二低k介质层和无定形碳材料层表面形成第二硬掩模层；采用第四等离子体刻蚀工艺刻蚀所述第一区域的第二硬掩模层和无定形碳材料层，形成第一子通孔和第二子通孔，第一子通孔和第二子通孔暴露刻蚀停止层表面；采用第五等离子体刻蚀工艺刻蚀所述第一区域的刻蚀停止层和第一低k介质层，形成第三子通孔和第四子通孔，第三子通孔和第四子通孔分别与第一子通孔和第二子通孔相对应，同时刻蚀第二区域的第二硬掩模层、第一硬掩模层、第二低k介质层刻蚀停止层和第一低k介质层，形成第三通孔。