本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)：
現(xiàn)今集成電路設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域所遇到的一個(gè)挑戰(zhàn)是如何降低信號(hào)傳輸RC延遲（ResistiveCapacitivedelay），對(duì)此，現(xiàn)在技術(shù)已經(jīng)采用的一種方法是將鋁金屬層替換為銅金屬層，降低金屬層串聯(lián)電阻；還有一種方法是降低金屬層之間的寄生電容，這可以通過(guò)在金屬層之間的介質(zhì)層中構(gòu)造多孔的（Porous）低介電常數(shù)（Lowk）材料或者空氣隙（AirGap）來(lái)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有工藝在金屬層周?chē)纬煽諝庀稌r(shí)，包括如下步驟：首先，在半導(dǎo)體襯底上形成層間介質(zhì)層；接著，形成貫穿所述層間介質(zhì)層的銅金屬層；再接著，去除位于銅金屬層之間的層間介質(zhì)層，從而在層間介質(zhì)層原占據(jù)的位置處形成開(kāi)口；最后，在所述開(kāi)口和銅金屬層上形成阻擋層，對(duì)所述開(kāi)口進(jìn)行封口，以形成空氣隙。然而，通過(guò)完全去除銅金屬層之間的層間介質(zhì)層形成的空氣隙機(jī)械強(qiáng)度差，且銅金屬層易發(fā)生變形或者剝離，所形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的成品率較低，包括所形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件電學(xué)性能較差。而且，由于所形成開(kāi)口的直徑較大，在進(jìn)行封口時(shí)，阻擋層易沉積到開(kāi)口的底部和側(cè)壁，在開(kāi)口內(nèi)形成一定厚度的阻擋層，由開(kāi)口內(nèi)阻擋層所圍成的空氣隙較小，不利于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在信號(hào)傳輸過(guò)程中RC延遲的降低。更多與上述技術(shù)方案相關(guān)的信息請(qǐng)參考公開(kāi)號(hào)為CN1967800A的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，增強(qiáng)了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中包含空氣隙的層間介質(zhì)層的機(jī)械強(qiáng)度，以提高包括所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成層間介質(zhì)層，并在所述層間介質(zhì)層中形成金屬層，所述金屬層的上表面與所述層間介質(zhì)層的上表面齊平；在所述層間介質(zhì)層和金屬層上形成包含納米孔洞的掩膜層；以所述掩膜層為掩模，刻蝕所述層間介質(zhì)層，在所述層間介質(zhì)層中形成管狀開(kāi)口?？蛇x的，所述掩膜層的材料為氧化鋁，形成包含納米孔洞的掩膜層包括：在所述層間介質(zhì)層和金屬層上形成鋁金屬層；對(duì)所述鋁金屬層進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，形成包含納米孔洞的氧化鋁層。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：半導(dǎo)體襯底；位于所述半導(dǎo)體襯底上的層間介質(zhì)層；位于所述層間介質(zhì)層中的金屬層，所述金屬層的上表面與所述層間介質(zhì)層的上表面齊平；其中，所述層間介質(zhì)層中形成有管狀開(kāi)口。可選的，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：位于所述層間介質(zhì)層和金屬層上的掩膜層，所述掩膜層中形成有與所述管狀開(kāi)口對(duì)應(yīng)的納米孔洞。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：在半導(dǎo)體襯底上的層間介質(zhì)層中形成金屬層之后，在金屬層和層間介質(zhì)層上形成包含納米孔洞的掩膜層，然后以掩膜層為掩模，刻蝕所述層間介質(zhì)層，形成貫穿層間介質(zhì)層厚度的管狀開(kāi)口。之后，通過(guò)在掩膜層上形成阻擋層，對(duì)所述管狀開(kāi)口進(jìn)行封口，在層間介質(zhì)層中形成空氣隙。由于管狀孔洞在與掩膜層表面平行方向上橫截面的直徑較小，阻擋層不易沉積于管狀開(kāi)口內(nèi)部，所形成的空氣隙較大，有效降低了層間介質(zhì)層的介電常數(shù)，降低了所形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在信號(hào)傳輸過(guò)程中的RC延遲。而且，由于空氣隙與金屬層之間還保留部分層間介質(zhì)層，空氣隙的機(jī)械強(qiáng)度較大，位于層間介質(zhì)層中的金屬層不易變形或者剝離，所形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的成品率高，最終提高了包含所形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的性能。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法一個(gè)實(shí)施方式的流程示意圖；圖2~圖5為本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法一個(gè)實(shí)施例的示意圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其它不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。正如

背景技術(shù)：
部分所述，現(xiàn)有通過(guò)去除銅金屬層之間層間介質(zhì)層形成的空氣隙機(jī)械強(qiáng)度差，銅金屬層易發(fā)生變形或者剝離，導(dǎo)致包含所形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件性能較差。而且，在層間介質(zhì)層被完全去除之后，所形成開(kāi)口的直徑較大，形成阻擋層時(shí)，阻擋層易沉積于開(kāi)口內(nèi)部而導(dǎo)致所形成的空氣隙較小，不利于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)RC延遲的降低。針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，在銅金屬層形成之后，在層間介質(zhì)層和金屬層上形成包含納米孔洞的掩膜層，然后以掩膜層為掩模對(duì)層間介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕，在層間介質(zhì)層中形成若干管狀開(kāi)口，由于管狀開(kāi)口在與掩膜層表面平行方向上橫截面的直徑較小，通過(guò)形成阻擋層對(duì)管狀開(kāi)口進(jìn)行封口時(shí)，阻擋層不易沉積于管狀開(kāi)口內(nèi)部，使形成于介質(zhì)層中的空氣隙較大。而且，由于空氣隙形成于層間介質(zhì)層中，所形成空氣隙的機(jī)械強(qiáng)度較大，位于層間介質(zhì)層中的金屬層也不易變形或者剝離，提高了所形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的成品率，包含所形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的性能較佳。下面結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參考圖1，為本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法一個(gè)實(shí)施方式的流程示意圖，包括：步驟S11，提供半導(dǎo)體襯底；步驟S12，在所述半導(dǎo)體襯底上由下至上依次形成停止層和層間介質(zhì)層；步驟S13，形成貫穿所述層間介質(zhì)層和停止層的金屬層；步驟S14，在所述層間介質(zhì)層和金屬層上形成鋁金屬層；步驟S15，對(duì)所述鋁金屬層進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，形成包含納米孔洞的氧化鋁層；步驟S16，以所述掩膜層為掩模，刻蝕所述層間介質(zhì)層，在所述層間介質(zhì)層中形成管狀開(kāi)口；步驟S17，進(jìn)行清洗工藝；步驟S18，在包含納米孔洞的氧化鋁層上形成阻擋層。參考圖2~圖5，通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法做進(jìn)一步說(shuō)明。參考圖2，提供半導(dǎo)體襯底100，并在所述半導(dǎo)體襯底100上由下至上依次形成停止層102和層間介質(zhì)層104。本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底100的材料可為單晶硅或單晶硅鍺，或者單晶摻碳硅；或者還可以包括其它的材料，本發(fā)明對(duì)此不做限制。此外，所述半導(dǎo)體襯底100中形成有器件結(jié)構(gòu)（圖未示），所述器件結(jié)構(gòu)可以為半導(dǎo)體前段工藝中形成的器件結(jié)構(gòu)，例如MOS晶體管等。所述停止層102用于防止后續(xù)形成的金屬層中原子擴(kuò)散。具體的，當(dāng)所述金屬層的材料為銅時(shí)，所述停止層102的材料可為含碳氮化硅。所述層間介質(zhì)層104的材料為低k材料或者超低k材料。繼續(xù)參考圖2，形成貫穿所述層間介質(zhì)層104和停止層102的金屬層106。本實(shí)施例中，所述金屬層106的材料可為銅。但需要說(shuō)明的是，本發(fā)明并不限制所述金屬層106的材料。具體的，形成金屬層106可包括如下步驟：在所述層間介質(zhì)層104上形成光刻膠層（圖未示），所述光刻膠層中形成有與所述金屬層106位置和形狀對(duì)應(yīng)的光刻圖形；以所述光刻膠層為掩模，沿光刻圖形刻蝕所述層間介質(zhì)層104和停...