[发明专利]金属互连工艺中形成空气间隙的制造方法

权利要求书

1.一种金属互连工艺中形成空气间隙的制造方法，包括：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成阻挡层和牺牲层；

依次刻蚀所述牺牲层和阻挡层以形成沟槽，并在沟槽中形成金属互连线；

对所述牺牲层进行回刻蚀工艺，使所述金属互连线的高度高于所述牺牲层；

在所述牺牲层和所述金属互连线上覆盖硬掩膜层；

刻蚀所述硬掩膜层，剩余的硬掩膜层在所述金属互连线的侧壁上形成侧墙；

去除剩余的牺牲层；

沉积第一介质层，在所述侧墙下方的金属互连线周围形成空气间隙。

2.如权利要求1所述的金属互连工艺中形成空气间隙的制造方法，其特征在于，所述牺牲层的材质为氧化硅、氮氧化硅、无定形碳或多晶硅。

3.如权利要求2所述的金属互连工艺中形成空气间隙的制造方法，其特征在于，所述牺牲层的材质为氧化硅，在对所述牺牲层进行回刻蚀工艺的过程中，采用湿法刻蚀所述牺牲层，刻蚀物质包括氢氟酸。

4.如权利要求3所述的金属互连工艺中形成空气间隙的制造方法，其特征在于，在对所述牺牲层进行回刻蚀工艺的过程中，刻蚀所述牺牲层的厚度大于5nm。

5.如权利要求1所述的金属互连工艺中形成空气间隙的制造方法，其特征在于，在沉积第一介质层的步骤之后，还包括：进行化学机械研磨工艺，以暴露所述金属互连线。

6.如权利要求5所述的金属互连工艺中形成空气间隙的制造方法，其特征在于，所述侧墙在化学机械研磨工艺中被全部或部分去除。

7.如权利要求1所述的金属互连工艺中形成空气间隙的制造方法，其特征在于，在所述牺牲层和阻挡层之间还包括第二介质层。

8.如权利要求7所述的金属互连工艺中形成空气间隙的制造方法，其特征在于，所述第二介质层的材质与所述第一介质层的材质相同。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的金属互连工艺中形成空气间隙的制造方法，其特征在于，所述第一介质层的材质为低介电常数材料。

10.如权利要求1至8中任意一项所述的金属互连工艺中形成空气间隙的制造方法，其特征在于，所述低介电常数材料为多孔硅、SiOF、SiOC、有机聚合物、包含有机聚合物的硅基绝缘体、掺杂碳的硅氧化物或掺杂氯的硅氧化物。

11.如权利要求1至8中任意一项所述的金属互连工艺中形成空气间隙的制造方法，其特征在于，所述硬掩膜层的材质为氧化硅、氮氧化硅、无定形碳或多晶硅。

12.如权利要求1至8中任意一项所述的金属互连工艺中形成空气间隙的制造方法，其特征在于，在形成所述沟槽的步骤中，形成至少两个相邻设置的沟槽，相邻沟槽之间的距离大于35nm。

13.如权利要求1至8中任意一项所述的金属互连工艺中形成空气间隙的制造方法，其特征在于，所述侧墙的底面宽度大于5nm。