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[0037]空气间隙110是经过以图形化的光刻胶层为掩膜进行刻蚀工艺后形成的，而图形化光刻胶层从而在光刻胶层内形成开口的光刻工艺具有对准误差(overlay error),为了避免所述对准误差造成刻蚀工艺对第二金属层109造成刻蚀，在形成图形化的光刻胶层时，图形化的光刻胶层内的开口的两端应该与第二金属层109侧壁具有一定的距离，为光刻和刻蚀工艺提供一定的工艺窗口，从而防止对准误差而造成的对第二金属层109的刻蚀；因此，在形成空气间隙110后，相邻第二金属层109的侧壁处仍具有一定宽度的层间介质层103，从而使的形成的空气间隙110的宽度较小，也就是说空气间隙110的特征尺寸较小。
[0038]由上述分析可知，避免刻蚀去除相邻第二金属层109之间的层间介质层103的工艺时的对准误差，能够去除相邻第二金属层109之间层间介质层，从而使得形成的空气间隙的特征尺寸与相邻第二金属层之间的距离相同，进而提高空气间隙的特征尺寸，有效的降低半导体器件的k值，改善RC延迟效应，提高半导体器件的运行速度。
[0039]为此，本发明提供一种半导体器件的形成方法，在基底表面层间介质层并形成通孔后，形成填充满通孔且覆盖层间介质层的聚合物层，在聚合物层内形成沟槽；对剩余的聚合物层进行退火处理，使聚合物层转化为氧化物层；形成填充满通孔和沟槽的第二金属层；去除相邻第二金属层之间的氧化物层，形成空气间隙。本发明形成具有较大特征尺寸的空气间隙，降低半导体器件的有效k值，改善RC延迟效应，从提高半导体器件的运行速度，并且形成工艺简单。
[0040]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0041]图2至图10为本发明一实施例提供的半导体器件形成过程的剖面结构示意图。
[0042]请参考图2，提供基底200，所述基底200包括第一区域I和第二区域II，在所述第二区域II的基底200内形成有第一金属层201，且所述第一金属层201顶部与基底200表面齐平。
[0043]所述基底200为后续形成半导体器件提供工艺平台。所述基底200的材料为单晶硅、多晶硅、非晶硅中的一种，所述基底200的材料也可以为硅锗化合物或绝缘体上硅(SOI, Silicon On Insulator)。所述基底200中还可以形成有半导体器件,如MOS晶体管。
[0044]本实施例中，所述基底200为硅衬底。
[0045]所述第一区域I和第二区域II的位置可以互换，且第一区域I和第二区域II可以相邻或相隔，所述第一区域I和第二区域II用于定义后续在半导体器件中形成空气间隙的区域和未形成空气间隙的区域。本实施例以所述第一区域I和第二区域II相邻，且第一区域I未形成空气间隙，在第二区域II形成空气间隙做示范性说明，在本发明其他实施例中，基底也可以只包括形成空气间隙的区域。
[0046]所述第一金属层201用于与待形成的互连结构相连接，也可用于后续形成的互连结构与外部或其他金属层的电连接。所述多个为大于或等于I个，本实施例中，为了更好的说明半导体器件形成方法的优势，以在第二区域II基底内形成有3个第一金属层201做示范性说明。在本发明其他实施例中，第二区域基底内可以形成I个、2个、4个或8个第一金属层。
[0047]所述第一金属层201的材料为Cu、Al或W等导电材料。本实施例中，所述第一金属层201的材料为Cu。
[0048]请继续参考图2，在所述基底200表面形成层间介质层203 ;在所述层间介质层203表面形成保护层204。
[0049]所述层间介质层203的材料为二氧化娃、低k介质材料(低k介质材料指相对介电常数低于3.9的介质材料)或超低k介质材料(超低k介质材料指相对介电常数低于2.5的介质材料)。采用低k介质材料或超低k介质材料作为层间介质层203的材料时,在一定程度上可减小半导体器件的介电常数，改善RC延迟效应，提高半导体器件的运行速度。
[0050]所述低k介质材料为SiCOH、FSG (掺氟的二氧化硅)、BSG (掺硼的二氧化硅)、PSG(掺磷的二氧化硅)或BPSG (掺硼磷的二氧化硅)。
[0051]本实施例中，所述层间介质层203的材料为超低k介质材料,所述超低k介质材料为 S1H。
[0052]需要说明的是，为了防止后续在去除氧化物层时对层间介质层203造成损伤，本实施例中，层间介质层203的材料较佳的满足刻蚀速率与后续聚合物层转化的氧化物层的刻蚀速率不同，防止后续刻蚀氧化物层对层间介质层203造成损伤。
[0053]本实施例中，在基底200和层间介质层203之间形成刻蚀停止层202。
[0054]所述刻蚀停止层202的作用为保护第一金属层201不被后续形成工艺破坏，所述刻蚀停止层202还具有阻挡第一金属层201中金属离子扩散至不期望区域的作用，如阻挡金属离子扩散至层间介质层203中。
[0055]所述刻蚀停止层202的材料为SiC、SiN、S1C、SiCN或S1CN，采用化学气相沉积、物理气相沉积或原子层沉积形成所述刻蚀停止层202。
[0056]本实施例中，采用化学气相沉积工艺形成刻蚀停止层202，所述刻蚀停止层202的材料为SiCN，所述刻蚀停止层202的厚度为50埃至150埃。在本发明其他实施例中，也可以不形成刻蚀停止层202，直接在基底200表面形成层间介质层203。
[0057]在所述层间介质层203表面形成保护层204。所述保护层204作为层间介质层203和后续形成的掩膜层之间的过渡层，起到保护层间介质层203的作用。
[0058]所述保护层204的作用为:保护第一区域I的层间介质层203，避免后续工艺对第一区域I的层间介质层203造成损伤。
[0059]本实施例中，所述保护层204的材料为硅，厚度为50埃至200埃。
[0060]在本发明其他实施例中，保护层的材料也可以为正硅酸乙酯(TEOS =Si(OC2H5)4),或者在层间介质层表面不形成保护层。
[0061]请参考图3，刻蚀去除第二区域II的保护层204、以及部分厚度的层间介质层203。
[0062]作为一个实施例，在第一区域I的保护层204表面形成光刻胶层；以所述光刻胶层为掩膜，刻蚀去除第二区域II的保护层204和部分厚度的层间介质层203。
[0063]本实施例中，采用干法刻蚀工艺，刻蚀去除第二区域II的保护层204、以及部分厚度的层间介质层203。
[0064]在去除第二区域II部分厚度的层间介质层203后，第二区域II剩余的层间介质层203厚度为后续形成的通孔(via)的高度，也就是说，第二区域II层间介质层203被刻蚀去除的厚度为后续形成的沟槽(trench)的高度，可以根据实际工艺需要确定第二区域II层间介质层203被刻蚀去除的厚度。
[0065]请参考图4，刻蚀第二区域II剩余的层间介质层203，在所述层间介质层203内形成通孔205，所述通孔205底部暴露出刻蚀停止层202表面。
[0066]作为一个实施例，所述通孔205的形成步骤包括:形成覆盖第一区域I和第二区域II的初始掩膜层；在所述初始掩膜层表面形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层具有对应于后续形成通孔的图形；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述初始掩膜层形成图形化的掩膜层，所述图形化的掩膜层中具有对应于后续形成通孔的开口 ；去除所述图形化的光刻胶层；以所述图形化的掩膜层为掩膜，沿所述开口刻蚀第二区域II剩余的层间介质层202形成多个通孔205，直至暴露出刻蚀停止层202表面。
[0067]本实施例中，在第二区域II基底200内形成有3个第一金属层201，刻蚀第二区域II剩余的层间介质层202形成的通孔205的数量为3个。
[0068]采用干法刻蚀工艺形成所述通孔205。作为一个实施例，所述干法刻蚀工艺为等离子体刻蚀。
[0069]需要说明的是，所述通孔205的位置和宽度有以下要求:后续在去除通孔205底部的刻蚀停止层202后，能够暴露出第一金属层201表面,从而实现与第一金属层201的电连接。
[0070]请参考图5,形成填充满所