CN103325728A

CN103325728A - 形成空气隙的方法

Info

Publication number: CN103325728A
Application number: CN2013102204634A
Authority: CN
Inventors: 周军
Original assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Current assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2013-09-25

Abstract

本发明公开了一种形成空气隙的方法，通过在进行沟槽的工艺设计时，就规定了沟槽的关键尺寸大于工艺需求的关键尺寸，在形成较大关键尺寸的沟槽中沉积一保型覆盖层，并去除沟槽结构底部和半导体衬底上表面的保型覆盖层，留下保型覆盖牺牲层，继续后续的填充工艺，最后去除保型覆盖牺牲层，再在其顶部沉积一阻挡层，获得空气隙结构；本发明工艺步骤简单，耗材较少，从而在改善RC延迟的同时，还增大了光刻和刻蚀时通孔和沟槽的关键尺寸，降低了工艺难度，进而提高了生产效率，降低了生产成本。

Description

形成空气隙的方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种形成空气隙的方法。

背景技术

随着集成电路按照摩尔定律不断的发展，集成度越来越高，芯片的特征尺寸也越来越小，金属互连作为半导体制造技术领域中重要的工艺步骤，对器件良率的影响越来越重要。如45nm芯片中，金属互连层数高达10层，这样金属导线间的电容、层间电容和金属导线的电阻在影响器件的良率因素中扮演中越来越重要的角色。金属导线间的电容、层间电容和金属导线的电阻增大，会导致布线RC（电阻-电容）延迟时间、串扰噪声和功耗的增加，最终会降低芯片处理速度。此外，系统电容的增大不仅会降低器件的工作效率，还会使得系统的功耗居高不下，系统长期处于高负荷和较高温度的工作环境下，会大大降低器件的使用寿命，甚至造成一定的安全隐患。

目前，为了提高芯片的处理速度和降低布线的RC延迟时间，一方面采用铜替代铝作为金属导线，能够很大程度的降低导线电阻；另一方面选用低k电介质替代二氧化硅作为金属互连层间的绝缘层。通常，业界把k＜3的电介质成为低k电介质，90nm工艺要求的电介质的介电常数k为3.0～2.9；65nm工艺要求的电介质的介电常数k为2.6～2.5。因此，低k材料本身的特性直接影响工艺集成的难易程度。低k介质经过这几年的发展，介电常数已经可以做到接近于2.0。

低k介质通常是通过提高气孔率的方式来降低介电常数k，理论上仍然无法达到空气的介电常数水平。由于空气的介电常数只有1.0，远低于任何可行的多孔材料，使用空气作为互连介质即空气隙方式成为CMOS集成电路的最理想选择，有关空气隙的研究也一直持续了很多年。空气隙相对于其它介质填充方式具有更小的弹性模量，特别是在高深宽比的应用中，因而能够降低电迁移过程中的应力，提高器件的寿命。

中国专利（公开号：CN103021935A）公开了一种局部空气隙的形成方法，该方法包括：在衬底上沉积超低介电材料形成超低介电薄膜，并去除部分超低介电材料形成第一金属层；在所述第一金属层之上沉积超低介电材料形成另一超低介电薄膜并经等离子体处理形成过渡层；在所述过渡层之上沉积旋涂超低介电材料形成第二金属层以及去除所述部分另一超低介电薄膜含过渡层形成互连通孔；刻蚀掉旋涂介电薄膜上除第二金属层之外的旋涂材料，并沉积所述超低介电材料，以形成空气间隙。

该发明虽然能够制备得到空气隙，但是该发明工艺步骤繁琐，损耗原材料较多，耗费大量工艺时间，从而降低了生产效率，增加了生产成本，进一步的增加了器件的制造成本。

中国专利（公开号：CN102881643A）公开了一种含有空气隙的互联结构的制造方法，包括在衬底上形成第一牺牲层；在第一牺牲层中形成金属互连线；沉积并刻蚀第二牺牲层，形成上窄下宽的尖峰状结构，且尖峰状结构与第一牺牲层的牺牲介质相连；沉积第一介质层并去除第二牺牲层上表面的第一介质层，使尖峰状结构的顶部形成释放开口；去除第一牺牲层与第二牺牲层的牺牲介质；沉积第二介质层以形成空气隙。

该发明能够制备得到空气隙，且该空气隙封口完整，具有相对较大的工艺窗口，但是该发明工艺步骤仍然繁琐，且耗费大量原材料，上窄下宽的空气隙理论上能够制备得到，但是在沉积介质层后，较容易填充该空气隙，从而使得该空气隙体积较小，不能最大程度的达到减小RC延迟的效果，并且耗费大量工艺时间，从而降低了生产效率，增加了生产成本，进一步的增加了器件的制造成本。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种形成空气隙的方法，以克服现有技术中由于工艺步骤繁琐，损耗原材料较多，耗费大量工艺时间，从而降低了生产效率，增加了生产成本，进一步的提高了器件的制造成本的问题，进而在改善RC延迟的同时，还能提高生产效率，降低生产成本。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

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，其中，所述方法包括：

提供一具有沟槽的半导体衬底；

于所述沟槽的两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。

上述的形成空气隙的方法，其中，所述沟槽的关键尺寸大于工艺需求的关键尺寸。

上述的形成空气隙的方法，其中，所述沟槽的关键尺寸与工艺需求的关键尺寸相差2nm～30nm。

上述的形成空气隙的方法，其中，所述保型覆盖牺牲层的厚度为2nm～30nm，和所述沟槽的关键尺寸与工艺需求的关键尺寸的差值一致，以保证沉积保型覆盖层后的沟槽的关键尺寸与工艺需求的关键尺寸相同。

上述的形成空气隙的方法，其中，所述保型覆盖牺牲层为多晶碳薄膜。

上述的形成空气隙的方法，其中，于所述沟槽的两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其侧壁；

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，以于所述沟槽的两侧壁上制备保型覆盖牺牲层。

上述的形成空气隙的方法，其中，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；

其中，所述保型覆盖层为多晶碳薄膜。

上述的形成空气隙的方法，其中，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。

上述的形成空气隙的方法，其中，所述形成金属层的工艺步骤包括：

于所述两侧壁覆盖有保型覆盖牺牲层的沟槽表面及所述半导体衬底的上表面沉积一金属阻挡层后，沉积一金属种子层覆盖所述金属阻挡层；

采用电镀金属工艺沉积所述金属，以填充覆盖有金属阻挡层和金属种子层的沟槽和覆盖所述金属阻挡层的上表面；

去除所述半导体衬底上表面的金属、金属种子层和金属阻挡层，形成所述金属层。

上述的形成空气隙的方法，其中，所述金属层为金属铜层。

上述的形成空气隙的方法，其中，所述金属阻挡层为铜阻挡层，且在功率大于0W小于300W的条件下采用物理气相沉积的方法沉积所述铜阻挡层；

其中，所述铜阻挡层为钛或者氮化钛。

上述的形成空气隙的方法，其中，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。

上述的形成空气隙的方法，其中，所述电镀金属工艺为电镀铜工艺，所述金属为金属铜；

其中，采用所述电镀铜工艺沉积所述金属铜，以填充覆盖有金属阻挡层和金属种子层的沟槽和覆盖所述金属阻挡层的上表面。

上述的形成空气隙的方法，其中，采用化学机械研磨的方法去除所述半导体衬底上表面的金属、金属种子层和金属阻挡层，以形成所述金属层。

上述的形成空气隙的方法，其中，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。

上述的形成空气隙的方法，其中，采用O₃和N₂的混合气体或者O₂和N₂的混合气体作为气体源制备所述含氧的等离子体。

上述的形成空气隙的方法，其中，所述阻挡层为氮化硅层或者氮碳化硅层，且所述阻挡层的厚度为

上述技术方案具有如下优点或者有益效果：

本发明通过在进行沟槽的工艺设计时，就规定沟槽的关键尺寸大于工艺需求的关键尺寸，在形成较大关键尺寸的沟槽中沉积一保型覆盖层，并去除沟槽结构底部和半导体衬底上表面的保型覆盖层，留下保型覆盖牺牲层，继续后续的填充工艺，最后去除保型覆盖牺牲层，再在其顶部沉积一阻挡层，获得空气隙结构；本发明工艺步骤简单，耗材较少，从而在改善RC延迟的同时，还增大了光刻和刻蚀时通孔和沟槽的关键尺寸，降低了工艺难度，进而提高了生产效率，降低了生产成本。

附图说明：

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是本发明提供的形成空气隙的方法流程示意图；

图2是传统工艺中在设计沟槽时的关键尺寸与本发明实施例1提供的在设计沟槽时的关键尺寸的比较示意图；

图3是本发明实施1提供于图2中的沟槽进行完保型覆盖层沉积工艺后的结构示意图；

图4是本发明实施例1提供的去除沟槽底部和半导体衬底表面的保型覆盖层后的结构示意图；

图5是本发明实施例1提供的沉积铜阻挡层后的结构示意图；

图6是本发明实施例1提供的沉积铜种子层后的结构示意图；

图7是本发明实施例1提供的于图6的沟槽中填充铜后的结构示意图；

图8是本发明实施例1提供的去除半导体衬底表面多余的铜和铜阻挡层后的结构示意图；

图9是本发明实施例1提供的去除保型覆盖牺牲层后的结构示意图；

图10是本发明实施例1提供的于图9所示的结构顶部沉积阻挡层后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例，对本发明做进一步的说明，但是不作为本发明的限定。

图1是本发明提供的形成空气隙的方法流程示意图；如图所示，首先提供一具有沟槽的半导体衬底，且该沟槽的关键尺寸大于工艺需求的关键尺寸，同时该沟槽的关键尺寸与工艺需求的关键尺寸相差2nm～30nm，如2nm、2.2nm、5.5nm、10.5nm、17.5nm、25.5nm、29.5nm、30nm等。

然后，于上述沟槽的两侧壁上制备保型覆盖牺牲层后，采用金属填充工艺于该沟槽中充满金属，形成金属层；并且该保型覆盖牺牲层的厚度为2nm～30nm，如2nm、2.1nm、3.2nm、11.5nm、18.5nm、24.5nm、29.9nm、30nm等，和上述沟槽的关键尺寸与工艺需求的关键尺寸的差值一致，以保证沉积保型覆盖层后的沟槽的关键尺寸与工艺需求的关键尺寸相同，同时，该保型覆盖牺牲层为多晶碳薄膜。

其中，于上述沟槽的两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半导体衬底的上表面和沟槽的底部及其侧壁，具体为：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℃（如300℃、301℃、305℃、312℃、342℃、378℃、388℃、399℃、400℃等）、压强为1torr～9torr（如1torr、1.1torr、1.2torr、2.2torr、4.2torr、7.8torr、8.9torr、9torr）的条件下，分解C₂H₂以制备保型覆盖层，并且该保型覆盖层为多晶碳薄膜；而后在压强为5×10⁷Pa～1×10⁸Pa（如5×10⁷Pa、5.1×10⁷Pa、6.2×10⁷Pa、7.8×10⁷Pa、8.9×10⁷Pa、9.9×10⁷Pa、1×10⁸Pa等）、功率为300W～500W（如300W、302W、373W、423W、467W、498W、500W等）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，以去除位于半导体衬底的上表面及沟槽底部的保型覆盖层，于该沟槽的两侧壁上制备保型覆盖牺牲层。

另外，形成金属层的工艺步骤包括：于两侧壁覆盖有保型覆盖牺牲层的沟槽表面及半导体衬底的上表面沉积一金属阻挡层后，沉积一金属种子层覆盖金属阻挡层；而后采用电镀金属工艺沉积金属，以填充覆盖有金属阻挡层和金属种子层的沟槽和覆盖所述金属阻挡层的上表面；再采用化学机械研磨的方法去除半导体衬底上表面的金属、金属种子层和金属阻挡层，形成金属层。其中，该金属层优选为金属铜层；金属阻挡层优选为铜阻挡层，在功率大于0W小于300W（如1W、2W、15W、105W、235W、299W、300W等）的条件下采用物理气相沉积的方法沉积该铜阻挡层，且铜阻挡层为钛或者氮化钛中的一种；金属种子层优选为铜种子层，且采用物理气相沉积的方法沉积铜种子层；电镀金属工艺优选为电镀铜工艺，该金属为金属铜，并且采用电镀铜工艺沉积金属铜，以填充覆盖有金属阻挡层和金属种子层的沟槽和覆盖金属阻挡层的上表面。

最后，在压强为500mtorr～1000mtorr（如500mtorr、502mtorr、613mtorr、723mtorr、854mtorr、998mtorr、1000mtor等）、功率为500W～3000W（如500W、503W、605W、772W、998W、1890W、2545W、2998W、3000W等）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。

其中，采用O₃和N₂的混合气体或者O₂和N₂的混合气体作为气体源制备含氧的等离子体；阻挡层为氮化硅层或者氮碳化硅层，且阻挡层的厚度为

如

等。

实施例1：

图2是传统工艺中在设计沟槽时的关键尺寸与本发明实施例1提供的在设计沟槽时的关键尺寸的比较示意图；如图所示，传统工艺中，设计沟槽的关键尺寸与工艺需求的关键尺寸相同，经过后续的光刻、刻蚀以及湿法处理工艺后，在半导体衬底101’上形成有沟槽102’，其中，湿法处理采用ST250（有机化学品，这里为美国AIMI公司市售的有机化学品AIMI ST250）药液以及DHF（Dilute Hydrogen Fluoride，稀氢氟酸溶液，无极化学品）药液，以防止沟槽内残余颗粒的存在；在本发明的工艺中，设计沟槽的关键尺寸要大于工艺需求的关键尺寸，通常差值在2nm～30nm，如2nm、10nm、15nm、20nm、30nm等，经过后续的光刻、刻蚀以及湿法处理工艺后，在半导体衬底101上形成有沟槽102；此时，传统工艺方法形成的沟槽102’的关键尺寸小于本发明工艺方法形成的沟槽102的关键尺寸，本发明工艺方法形成的沟槽102的关键尺寸通常比传统方法形成的沟槽102’的关键尺寸大2nm～30nm，如2nm、3nm、13nm、18m、25nm、29nm、30nm等。

本发明实施例1中增大了光刻和刻蚀时沟槽的关键尺寸，能够降低工艺难度，从而提高半导体器件的良率，进而降低了半导体器件的生产成本。

图3是本发明实施1提供于图2中的沟槽进行完保型覆盖层沉积工艺后的结构示意图；如图所示，本发明实施例1在图2中形成沟槽102底部和侧壁以及半导体衬底101上表面沉积一保型覆盖层103，具体为在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℃（如300℃、310℃、330℃、360℃、390℃、400℃等）、压强为1torr～9torr（如1torr、1.5torr、3torr、5torr、7torr、8.5torr、9torr等）的条件下，分解C₂H₂制备得到保型覆盖层103，且该保型覆盖层103为多晶碳薄膜，该保型覆盖层103的厚度为2nm～30nm，如2nm、2.5nm、5nm、9nm、16nm、21nm、26nm、29.5nm、30nm等，且和上述本发明工艺方法形成的沟槽102的关键尺寸与传统方法形成的沟槽102’的关键尺寸的差值一致，如当本发明工艺方法形成的沟槽102的关键尺寸与传统方法形成的沟槽102’的关键尺寸的差值为2nm时，该保型覆盖层103的厚度即为2nm，当本发明工艺方法形成的沟槽102的关键尺寸与传统方法形成的沟槽102’的关键尺寸的差值为15nm时，该保型覆盖层103的厚度即为15nm，当本发明工艺方法形成的沟槽102的关键尺寸与传统方法形成的沟槽102’的关键尺寸的差值为30nm时，该保型覆盖层103的厚度即为30nm，从而保证沉积保型覆盖层103后的沟槽的关键尺寸与工艺需求的关键尺寸相同。

图4是本发明实施例1提供的去除沟槽底部和半导体衬底表面的保型覆盖层后的结构示意图；如图所示，在压强为5×10⁷Pa～1×10⁸Pa（如5×10⁷Pa、5.5×10⁷Pa、7×10⁷Pa、8×10⁷Pa、9.5×10⁷Pa、1×10⁸Pa等）、功率为300W～500W（如300W、305W、325W、350W、375W、395W、400W等）的条件下，采用惰性气体（如氩气）对保型覆盖层103进行向下物理轰击，以去除位于沟槽的底部及半导体衬底101上表面的保型覆盖层，留下保型覆盖牺牲层104。

图5是本发明实施例1提供的沉积铜阻挡层后的结构示意图；如图所示，在半导体衬底101的上表面及保型覆盖牺牲层104的侧壁沉积一铜阻挡层105，具体为在功率大于0W小于300W的条件下，如0.5W、1W、100W、150W、200W、250W、300W等，采用物理气相沉积的方法沉积铜阻挡层105，且该铜阻挡层105为钛或者氮化钛中的一种。

图6是本发明实施例1提供的沉积铜种子层后的结构示意图；如图所示，在铜阻挡层105的表面采用物理气相沉积的方法沉积一铜种子层106。

图7是本发明实施例1提供的于图6的沟槽中填充铜后的结构示意图；如图所示，在图6的沟槽中采用电镀铜的方法沉积铜，沉积铜完成后，上述的铜种子层106与本步骤中沉积的铜融合，构成一铜填充层107。

图8是本发明实施例1提供的去除半导体衬底表面多余的铜和铜阻挡层后的结构示意图；如图所示，采用化学机械研磨的方法去除半导体衬底101的上表面多余的铜和铜阻挡层，并平坦化该半导体衬底，构成一半导体结构，该半导体结构包括半导体衬底101和依次在半导体衬底101中的通孔结构中覆盖的保型覆盖牺牲层108、剩余铜阻挡层109和金属铜层110。

图9是本发明实施例1提供的去除保型覆盖牺牲层后的结构示意图；如图所示，在压强为500mtorr～1000mtorr（如500mtorr、600mtorr、800mtorr、900mtorr、950mtorr、1000mtorr等）、功率为500W～3000W（如500W、600W、900W、1500W、2000W、2900W、3000W等）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保型覆盖牺牲层108，其中，采用O₃和N₂的混合气体或者O₂和N₂的混合气体作为气体源制备上述含氧的等离子体。

图10是本发明实施例1提供的于图9所示的结构顶部沉积阻挡层后的结构示意图；如图所示，保证在开始阶段沉积速率较快的情况下沉积一阻挡层111覆盖上述去除保型覆盖牺牲层后的半导体结构的上表面，以形成空气隙；其中，该阻挡层111为氮化硅或者氮碳化硅，且该阻挡层的厚度为

如

等。

本发明实施例1通过在进行沟槽的工艺设计时，就规定沟槽的关键尺寸大于工艺需求的关键尺寸，在形成较大关键尺寸的沟槽中沉积一保型覆盖层，并去除沟槽结构底部和半导体衬底上表面的保型覆盖层，留下保型覆盖牺牲层，继续后续的填充工艺，最后去除保型覆盖牺牲层，再在其顶部沉积一阻挡层，获得空气隙结构；本发明工艺步骤简单，耗材较少，从而在改善RC延迟的同时，还增大了光刻和刻蚀时通孔和沟槽的关键尺寸，降低了工艺难度，进而提高了生产效率，降低了生产成本。

综上所述，本发明通过在进行沟槽的工艺设计时，就规定沟槽的关键尺寸大于工艺需求的关键尺寸，在形成较大关键尺寸的沟槽中沉积一保型覆盖层，并去除沟槽结构底部和半导体衬底上表面的保型覆盖层，留下保型覆盖牺牲层，继续后续的填充工艺，最后去除保型覆盖牺牲层，再在其顶部沉积一阻挡层，获得空气隙结构；本发明工艺步骤简单，耗材较少，从而在改善RC延迟的同时，还增大了光刻和刻蚀时通孔和沟槽的关键尺寸，降低了工艺难度，进而提高了生产效率，降低了生产成本。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不予赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

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；

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