半导体结构及其形成方法与流程

1.本公开涉及半导体技术领域，本公开涉及但不限于一种半导体结构及其形成方法。


背景技术：

2.在半导体器件中，需要在存储区晶体管与电容结构之间形成着陆垫(landing pad，lp)以及在外围区域形成金属导电层。但是，在形成金属导电层的时候，金属导电层在工艺处理过程中容易残留部分副产物，该副产物容易使相邻金属导电层之间发生短路。因此，需要提供一种新的金属导电层的工艺形成方法来减少相邻金属导电层之间发生短路的情况。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本公开实施例提供一种半导体结构及其形成方法。
4.第一方面，本公开实施例提供一种半导体结构的形成方法，所述方法包括：提供衬底，所述衬底上形成有依次堆叠的绝缘层、初始金属导电层、初始牺牲层和掩膜层，所述初始牺牲层包括金属氧化物层；基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对所述初始牺牲层和所述初始金属导电层进行刻蚀处理，以形成金属导电层和位于所述金属导电层上的牺牲层；采用氧源气体作为刻蚀气体进行灰化处理，以去除所述图案化的掩膜层；采用碱性腐蚀液进行腐蚀处理，以去除所述牺牲层以及在所述刻蚀处理和所述灰化处理过程中形成的副产物，并暴露出所述金属导电层；于相邻的所述金属导电层之间形成隔离结构。
5.在一些实施例中，所述初始牺牲层的形成方法包括：对所述初始金属导电层进行平坦化处理；采用氧气等离子体对所述初始金属导电层进行氧化处理，以在所述初始金属导电层的表面形成所述初始牺牲层；其中，所述初始金属导电层和所述金属导电层的材料包括钨，所述初始牺牲层的材料包括氧化钨。
6.在一些实施例中，所述掩膜层包括非晶碳层；基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对所述初始牺牲层和所述初始金属导电层进行刻蚀处理，以形成金属导电层和位于所述金属导电层上的牺牲层，包括：在所述初始牺牲层上形成图案化的非晶碳层；基于所述图案化的非晶碳层，采用原位氧气等离子体刻蚀工艺对所述初始牺牲层和所述初始金属导电层进行刻蚀处理，以形成所述金属导电层和位于所述金属导电层上的所述牺牲层。
7.在一些实施例中，采用氧源气体作为刻蚀气体进行灰化处理，以去除所述图案化的掩膜层，包括：采用氧气等离子体进行所述灰化处理，以去除所述图案化的非晶碳层。
8.在一些实施例中，在所述刻蚀处理和所述灰化处理过程中形成的副产物包括钨的氧化物。
9.在一些实施例中，采用碱性腐蚀液进行腐蚀处理，以去除所述牺牲层以及在所述刻蚀处理和所述灰化处理过程中形成的副产物，并暴露出所述金属导电层，包括：预处理所
述牺牲层的表面，以去除所述牺牲层上的自然氧化物，并暴露出所述牺牲层以及在所述刻蚀处理和所述灰化处理过程中形成的所述副产物；采用碱性腐蚀液去除所述牺牲层以及在所述刻蚀处理和所述灰化处理过程中形成的所述副产物，暴露出所述金属导电层；清洗所述金属导电层的表面残留的所述碱性腐蚀液；对所述金属导电层进行干燥处理。
10.在一些实施例中，所述碱性腐蚀液包括氨水去离子水混合溶液，所述氨水去离子水混合溶液中氨水与去离子水的体积比的范围为5:1至1000:1。
11.在一些实施例中，采用异丙醇和氮气对所述金属导电层进行干燥处理。
12.在一些实施例中，于相邻的所述金属导电层之间形成隔离结构，包括：于相邻的所述金属导电层之间依次形成第一介质层、第二介质层，以形成所述隔离结构。
13.在一些实施例中，所述衬底上还形成有位于所述绝缘层与所述初始金属导电层之间的初始阻挡层；基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对所述初始牺牲层和所述初始金属导电层进行刻蚀处理，以形成金属导电层和位于所述金属导电层上的牺牲层，包括：基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对所述初始牺牲层、所述初始金属导电层、所述初始阻挡层进行刻蚀处理，以形成沟槽，并且在所述沟槽的两侧形成依次堆叠的阻挡层、所述金属导电层和所述牺牲层；于相邻的所述金属导电层之间形成隔离结构，包括：在所述沟槽中形成所述隔离结构。
14.在一些实施例中，在所述初始金属导电层的表面形成所述初始牺牲层的过程中，采用的处理气体包括：氧气、氢氮混合气体、氮气和氩气；所述处理气体的通入流量的范围为：100至15000标准毫升/分钟；所述氧气等离子体的生成区域的压力的范围为10至10000毫托；射频功率的范围为：10至10000瓦。
15.第二方面，本公开实施例提供一种半导体结构，采用第一方面中的方法形成，包括：衬底，所述衬底上形成有绝缘层；位于所述绝缘层上的金属导电层；位于相邻的所述金属导电层之间的隔离结构。
16.在一些实施例中，所述金属导电层的材料包括钨。
17.在一些实施例中，所述隔离结构包括：位于所述金属导电层的两侧的第一介质层和与所述第一介质层接触的第二介质层；其中，所述第一介质层和所述第二介质层填充满相邻的所述金属导电层之间的空隙。
18.在一些实施例中，所述结构还包括：位于所述绝缘层与所述金属导电层之间阻挡层。
19.本公开实施例中，首先，在衬底上形成有依次堆叠的绝缘层、初始金属导电层、初始牺牲层和掩膜层，初始牺牲层可以保护初始金属导电层在后续去除图案化的掩膜层的时候不被损坏；其次，基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对初始牺牲层和初始金属导电层进行刻蚀处理，这样就可以得到所需图形化之后的金属导电层和位于金属导电层上的牺牲层，并且使刻蚀处理过程中形成的副产物主要包括金属氧化物；再次，采用氧源气体作为刻蚀气体去除图案化的掩膜层的灰化过程中，氧源气体会进一步使灰化过程中形成的副产物主要包括金属氧化物；再次，采用碱性腐蚀液去除牺牲层以及在刻蚀处理和灰化处理过程中形成的副产物，碱性腐蚀液会与牺牲层和副产物发生反应，而不与金属导电层发生反应，这样会减少对金属导电层造成损伤，并且由于刻蚀处理和灰化处理过程中形成的副产物，以及牺牲层都是金属氧化物，因此可以采用一种溶液一次性刻蚀去除牺牲层
和副产物，从而可以简化工艺流程；最后，在相邻的金属导电层之间形成隔离结构，可以进一步减小相邻金属导电层之间短路的情况。
附图说明
20.在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。
21.图1为本公开实施例提供的一种半导体结构的形成方法的实现流程示意图；
22.图2a至图2e为本公开实施例提供的一种半导体结构的形成过程的组成结构示意图；
23.图3a和图3b均为本公开实施例提供的一种半导体结构的形成过程的组成结构示意图；
24.图3c至图3e本公开实施例提供的在初始金属导电层的表面形成初始牺牲层的示意图；
25.图4为本公开实施例提供的一种半导体结构的形成过程的组成结构示意图；
26.图5a为本公开实施例提供的另一种半导体结构的形成方法的实现流程示意图；
27.图5b至图5h为本公开实施例提供的一种半导体结构的形成过程的组成结构示意图。
具体实施方式
28.下面将参照附图更详细地描述本公开公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
29.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本公开更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本公开可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本公开发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述；即，这里不描述实际实施例的全部特征，不详细描述公知的功能和结构。
30.在附图中，为了清楚，层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
31.应当明白，当元件或层被称为“在
……
上”、“与
……
相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在
……
上”、“与
……
直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本公开教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时，并不表明本公开必然存在第一元件、部件、区、层或部分。
32.在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本公开的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
33.本公开实施例提供一种半导体结构的形成方法，参考图1，该方法包括步骤s101至步骤s105，其中：
34.步骤s101，提供衬底，衬底上形成有依次堆叠的绝缘层、初始金属导电层、初始牺牲层和掩膜层，初始牺牲层包括金属氧化物层。
35.其中，衬底可以是硅衬底、绝缘体上硅衬底等等。衬底也可以包括其他半导体元素或包括半导体化合物，例如：碳化硅(sic)、砷化镓(gaas)、磷化镓(gap)、磷化铟(inp)、砷化铟(inas)或锑化铟(insb)，或包括其他半导体合金，例如：磷化砷镓(gaasp)、砷化铟铝(alinas)、砷化镓铝(algaas)、砷化铟镓(gainas)、磷化铟镓(gainp)、和/或磷砷化铟镓(gainasp)或其组合。
36.绝缘层采用的材料可以是硅氧化物、硅氮化物、硅氮氧化物、硅碳氧化物、硼硅玻璃、磷硅玻璃、硼磷硅玻璃中的一个或多个。绝缘层可以通过化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积等工艺来形成。
37.初始金属导电层采用的材料可以是以下至少之一：钨(w)、钽(ta)、钛(ti)。
38.初始牺牲层的作用可以是保护初始金属导电层在后续工艺中不受损坏。初始牺牲层可以包括金属氧化物层，初始牺牲层中包含的金属可以与初始金属导电层中包含的金属相同，例如，两者包含的金属均为钨，即初始金属导电层为初始钨层，初始牺牲层为氧化钨层。当然，初始牺牲层中包含的金属也可以与初始金属导电层中包含的金属不相同，例如，初始金属导电层为初始钨层，初始牺牲层为氧化钽层。本公开实施例中以金属导电层中常用的材料，例如钨，进行举例说明，也就是以初始牺牲层中包含的金属与初始金属导电层中包含的金属都为钨为例进行说明。
39.掩膜层中特定部分可在后续的工艺中转化为图案化的掩膜层。掩膜层可以为双层结构甚至多层结构，也可以为单层结构；其中，双层或者多层结构中的位于上层的掩膜层会保护位于下层的掩膜层，可以减少对下层掩膜层的损害，从而减少图案化的掩膜层存在缺陷的情况，进而可以提高图形转移效果。掩膜层采用的材料可以为氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、非晶碳、多晶硅、氧化铪、氧化钛、氧化锆、氮化钛、氮化钽中的一种或几种，可以通过以下任意一种工艺形成掩膜层：化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、旋涂工艺或其它任何合适的工艺。本公开实施例对掩膜层的种类和层数并不限定。
40.在一些实施例中，掩膜层上还可以形成有光刻胶层和抗反射层，实施时，可以通过对光刻胶层进行曝光、显影、洗胶等处理，利用光刻胶层保留下来的部分对抗反射层和掩膜层进行刻蚀，保留被光刻胶保护的部分，形成图案化的掩膜层。这样，可以提高掩膜层中形成图案的精确度，从而提高半导体器件的良率。
41.步骤s102，基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对初始牺牲层和初始金属导电层进行刻蚀处理，以形成金属导电层和位于金属导电层上的牺牲层。
42.这里，氧源气体可以包括氧气和/或臭氧等。实施时，可以将氧源气体在射频功率下激发，产生电离并形成等离子体，反应腔体中的气体在电子的撞击下，除了转变成离子外，还能吸收能量并形成大量的活性反应基团。活性反应基团和被刻蚀物质(包括初始牺牲层和初始金属导电层)表面形成化学反应并形成挥发性的反应生成物；之后反应生成物脱离被刻蚀物质表面，并被真空系统抽出反应腔体。
43.步骤s103，采用氧源气体作为刻蚀气体进行灰化处理，以去除图案化的掩膜层。
44.其中，氧源气体可以包括氧气和/或臭氧等。灰化处理是指去除残留的光刻胶、图案化的掩膜层或者其他有机物等。
45.需要说明的是，若在灰化处理过程中采用非氧源气体，例如氮源气体，则氮源气体会与金属导电层生成副产物金属氮化物，例如，氮化钨。刻蚀处理过程中生成的副产物主要包括金属氧化物，与灰化处理过程中生成的副产物不同，在后续去除刻蚀处理和灰化处理过程中生成的副产物时，若采用一种溶液，可能会无法同时去除金属氧化物和金属氮化物这两种副产物。这样会降低副产物的去除效果，从而会导致金属导电层上还会残留部分副产物，残留的副产物可能在后续清洗金属导电层的过程中移动到相邻金属导电层之间，使连通相邻金属导电层，造成相邻金属导电层之间发生短路，进而使半导体结构的良率降低。因此，在进行灰化处理的时候需要采用不含氮的气体，例如氧源气体，这样刻蚀处理和灰化处理过程中生成的副产物相同，从而可以采用一种溶液一次性去除刻蚀处理和灰化处理过程中生成的副产物，进而可以简化工艺流程并提高半导体结构的良率。
46.步骤s104，采用碱性腐蚀液进行腐蚀处理，以去除牺牲层以及在刻蚀处理和灰化处理过程中形成的副产物，并暴露出金属导电层。
47.其中，碱性腐蚀液可以包含具有小于或等于约5、小于或等于约4.8、小于或等于约4.75、小于或等于约4.7、小于或等于约4.5、小于或等于约3、小于或等于约2、或小于或等于约1的pkb的碱。在一些实施方式中，碱可以包括有机碱(例如，吡啶、甲胺、咪唑、有机阳离子的氢氧化物)。在一些实施方式中，碱可以包括碱性盐(例如，碳酸钠、乙酸钠、具有水解形成碱性溶液的弱酸组分的化合物)。在一些实施方式中，碱可以包括碱金属。在一些实施方式中，碱可以包括氢氧根离子。在一些实施方式中，碱可以包括氢氧化钠(naoh)、氢氧化钾(koh)或氢氧化铵(nh4oh)中的一种或多种。
48.本公开实施例中的碱性腐蚀液可以包括氨水去离子水混合溶液(ammonia diw mixture，adm)，氨水去离子水混合溶液中氨水与去离子水的体积比的范围为5:1至1000:1。adm可以与牺牲层发生公式(1)中的反应，其中，牺牲层中的氧化钨w
x
oy与氢氧化铵反应生成钨酸铵(ammonium tungstate)，钨酸铵能溶于水，以去除牺牲层；同时adm不与金属导电层发生反应，故而可以减少对金属导电层造成损伤。
49.w
x
oy+nh4oh
→
(nh4)6w7o
24
·
6h2o
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式(1)
50.刻蚀处理和灰化处理过程中形成的副产物可以包括钨的氧化物w
x
oy，其中，x可以等于1，y可以等于3，此时钨的氧化钨就是三氧化钨。
51.步骤s105，于相邻的金属导电层之间形成隔离结构。
52.其中，隔离结构用于隔离相邻金属导电层，进一步减小相邻金属导电层之间短路的情况。
53.本公开实施例中，首先，在衬底上形成有依次堆叠的绝缘层、初始金属导电层、初
始牺牲层和掩膜层，初始牺牲层可以保护初始金属导电层在后续去除图案化的掩膜层的时候不被损坏；其次，基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对初始牺牲层和初始金属导电层进行刻蚀处理，这样就可以得到所需图形化之后的金属导电层和位于金属导电层上的牺牲层，并且使刻蚀处理过程中形成的副产物主要包括金属氧化物；再次，采用氧源气体作为刻蚀气体去除图案化的掩膜层的灰化过程中，氧源气体会进一步使灰化过程中形成的副产物主要包括金属氧化物；再次，采用碱性腐蚀液去除牺牲层以及在刻蚀处理和灰化处理过程中形成的副产物，碱性腐蚀液会与牺牲层和副产物发生反应，而不与金属导电层发生反应，这样会减少对金属导电层造成损伤，并且由于刻蚀处理和灰化处理过程中形成的副产物，以及牺牲层都是金属氧化物，因此可以采用一种溶液一次性刻蚀去除牺牲层和副产物，从而可以简化工艺流程；最后，在相邻的金属导电层之间形成隔离结构，可以进一步减小相邻金属导电层之间短路的情况。
54.下面结合图2a至图2e对步骤s101至步骤s105进行进一步说明。
55.参考图2a，衬底201上形成有依次堆叠的绝缘层202、初始金属导电层203a、初始牺牲层204a和掩膜层205a，初始牺牲层204a包括金属氧化物层。
56.参考图2b，在初始牺牲层204a上形成图案化的掩膜层205，可以看出图案化的掩膜层205暴露出部分初始牺牲层204a，并限定出后续进行刻蚀处理的位置。
57.同时参考图2b和图2c，基于图案化的掩膜层205，采用氧源气体作为刻蚀气体对初始牺牲层204a和初始金属导电层203a进行刻蚀处理，以形成金属导电层203和位于金属导电层203上的牺牲层204。由于在刻蚀处理过程中会消耗掉部分图案化的掩膜层205，因此可以发现图2c中的图案化的掩膜层205比图2b中的图案化的掩膜层205矮。在实施时，参考图2c，在刻蚀处理过程中，刻蚀掉的初始金属导电层203b会重新沉积到图案化的掩膜层205的上表面和侧壁，部分初始金属导电层203b会被氧化成金属氧化物(例如氧化钨)成为刻蚀处理过程中形成的副产物，在刻蚀处理过程中未被氧化的初始金属导电层203b会在灰化处理过程中进一步被氧化，成为灰化处理过程的副产物。
58.同时参考图2c和参考图2d，采用氧源气体作为刻蚀气体进行灰化处理，以去除图案化的掩膜层205，并在牺牲层204上形成副产物206。实施时，副产物206还有可能会位于相邻金属导电层203之间。
59.同时参考图2d和图2e，采用碱性腐蚀液进行腐蚀处理，以去除牺牲层204以及在刻蚀处理和灰化处理过程中形成的副产物206，并暴露出金属导电层203，并在相邻金属导电层203之间形成隔离结构207。
60.在一些实施例中，根据刻蚀速率和刻蚀深度，可以得到全部刻蚀开初始金属导电层203a但不刻蚀到绝缘层202的刻蚀时间，基于该刻蚀时间可以刻蚀得到如图2c所示的结构。在另一些实施例中，可以不考虑刻蚀时间，在刻蚀处理中刻蚀到部分绝缘层(即过刻蚀)，其中绝缘层作为刻蚀停止层，这样可以简化工艺流程。
61.基于步骤s101至步骤s105提供的一种半导体结构的形成方法，本公开实施例提供一种半导体结构，参考图2e，该半导体结构包括：
62.衬底201，衬底201上形成有绝缘层202；
63.位于绝缘层202上的金属导电层203；
64.位于相邻的金属导电层203之间的隔离结构207。
65.本公开实施例中，采用上述方法形成的半导体结构包括衬底位于衬底上的绝缘层和金属导电层，以及位于金属导电层之间的隔离结构。一方面，在形成该半导体结构的过程中，采用氧源气体作为刻蚀处理和灰化处理中的刻蚀气体，从而使刻蚀处理和灰化处理过程中的副产物均主要包括金属氧化物，而不是刻蚀处理过程的副产物主要包括金属氧化物，灰化处理过程中的副产物主要包括金属氮化物，因此可以采用一种溶液一次性去除刻蚀处理和灰化处理过程中的副产物，从而可以在简化工艺流程的同时提高去除副产物的效果，进而可以减少由于相邻金属导电层之间残留的副产物造成的发生短路的情况，最终可以提高半导体结构的良率。另一方面，在形成该半导体结构的过程中，由于牺牲层为金属氧化物层，刻蚀处理和灰化处理过程中产生的副产物也为金属氧化物，可以采用一种溶液一次性刻蚀去除牺牲层和副产物，因此，形成该半导体结构的流程比较简单。
66.在一些实施例中，初始牺牲层的形成方法可以包括步骤s11至步骤s12，其中：
67.步骤s11，对初始金属导电层进行平坦化处理。
68.参考图3a，采用化学机械抛光技术(chemical mechanical polishing，cmp)对初始金属导电层203a进行平坦化处理，得到既平坦、又无划痕和杂质玷污的表面，有利于后续形成初始牺牲层。
69.步骤s12，采用氧气等离子体对初始金属导电层进行氧化处理，以在初始金属导电层的表面形成初始牺牲层；其中，初始金属导电层和金属导电层的材料包括钨，初始牺牲层的材料包括氧化钨。
70.在一些实施例中，初始金属导电层的表面形成初始牺牲层的过程中，采用的处理气体包括：氧气、氢氮混合气体、氮气和氩气；处理气体的通入流量的范围为：100至15000标准毫升/分钟；氧气等离子体的生成区域的压力的范围为10至10000毫托(mtorr)；射频功率的范围为：10至10000瓦(w)。
71.参考图3b，采用氧气等离子体对初始金属导电层203a进行氧化处理，以氧化部分初始金属导电层203a，从而在初始金属导电层203a的表面上形成初始牺牲层204a。其中，当初始金属导电层采用的材料为钨时，氧化处理过程中发生的化学反应为公式(2)，即钨与氧气以及氧气等离子体反应生成氧化钨w
x
oy。
72.w+o2/o
*
→wx
oyꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式(2)
73.实施时，首先，参考图3c，可以将平坦化处理后的结构放入反应腔体中进行预加热；其次，参考图3d，在反应腔体30中通入处理气体，例如氧气、氢氮混合气体和氮气，氧气等离子体40a会聚集在初始金属导电层203a的表面，以使氧气等离子体40a与初始金属导电层203a进行反应生成初始牺牲层204a；之后，参考图3e，在反应腔体30中继续通入氮气，使形成初始牺牲层204a的结构冷却至室温；最后，继续通入氮气，取出形成初始牺牲层的结构。
74.本公开实施例中，对初始金属导电层进行平坦化处理，使用氧气等离子体氧化部分初始金属导电层，可以形成均匀的氧化物薄膜(即为初始牺牲层)。这样，一方面，可以提高初始牺牲层的均匀性，从而提高初始牺牲层的质量；另一方面，由于可以在形成初始导电层之后采用氧气等离子体对初始金属导电层进行氧化处理来形成初始牺牲层，即形成初始导电层之后顺带形成初始牺牲层，而没有专门采用沉积或者旋涂等工艺来形成初始牺牲层，因此可以简化工艺流程。
75.在一些实施例中，掩膜层包括非晶碳层，步骤s102“基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对初始牺牲层和初始金属导电层进行刻蚀处理，以形成金属导电层和位于金属导电层上的牺牲层”可以包括步骤s1021和步骤s1022，其中：
76.步骤s1021，在初始牺牲层上形成图案化的非晶碳层。
77.步骤s1022，基于图案化的非晶碳层，采用原位氧气等离子体刻蚀工艺对初始牺牲层和初始金属导电层进行刻蚀处理，以形成金属导电层和位于金属导电层上的牺牲层。
78.对应地，步骤s103“采用氧源气体作为刻蚀气体进行灰化处理，以去除图案化的掩膜层”可以包括：
79.步骤s1031，采用氧气等离子体进行灰化处理，以去除图案化的非晶碳层。
80.本公开实施例中，掩膜层包括非晶碳层，采用原位氧气等离子体刻蚀工艺的过程中，氧等离子体会与非晶碳反应生成二氧化碳，从而可以去除部分图案化的非晶碳层；相对于金属导电层和牺牲层，非晶碳的刻蚀选择比较高，因此在后续采用氧源气体作为刻蚀气体进行灰化处理过程中，可以减少对金属导电层造成损伤。
81.在一些实施例中，步骤s104“采用碱性腐蚀液进行腐蚀处理，以去除牺牲层以及在刻蚀处理和灰化处理过程中形成的副产物，并暴露出金属导电层”可以包括步骤s1041至步骤s1044，其中：
82.步骤s1041，预处理牺牲层的表面，以去除牺牲层上的自然氧化物，并暴露出牺牲层以及在刻蚀处理和灰化处理过程中形成的副产物。
83.其中，预处理牺牲层的表面可以包括润湿牺牲层的表面，以及采用稀释氢氟酸溶液(diluted hydrofluoric acid，dhf)少量清洗牺牲层的表面，这样可以去除牺牲层上的自然氧化物和部分微尘杂质颗粒，从而暴露出牺牲层以及刻蚀处理和灰化处理过程中形成的副产物，有利于后续去除该副产物。
84.在一些实施例中，氟化氢去离子水混合溶液中氟化氢与去离子水的体积比的范围为10:1至1000:1。本公开实施例中，通过设置氟化氢去离子水混合溶液中氟化氢与去离子水的体积比的范围，可以提高去除牺牲层上自然氧化物的速率。
85.步骤s1042，采用碱性腐蚀液去除牺牲层以及在刻蚀处理和灰化处理过程中形成的副产物，暴露出金属导电层。
86.步骤s1043，清洗金属导电层的表面残留的碱性腐蚀液。
87.这里，可以采用去离子水清洗金属导电层的表面残留的碱性腐蚀液；也可以先通过过量的酸性溶液中和碱性腐蚀液，之后再采用去离子水清洗残留的酸性酸液，其中，采用的酸性溶液不能对金属导电层的表面造成损伤。
88.步骤s1044，对金属导电层进行干燥处理。
89.随着半导体制程线宽不断缩小，由于离心甩干技术需要在高速旋转的状态下使液体受到离心力作用而从表面消失，这样会增加半导体结构倒塌的风险。本公开实施例中，为了减小半导体结构倒塌的风险，可以采用异丙醇(ipa)干燥技术对金属导电层进行干燥处理。实施时，可以在氮气气氛中对金属导电层进行干燥处理，这样可以减小空气中的氧气再次氧化金属导电层的可能性，从而可以减小对金属导电层导电性能的影响。
90.下面对在ipa干燥的原理进行解释说明。ipa干燥是一种利用ipa加热汽化、蒸发及表面张力作用达到脱水干燥目的的技术。ipa蒸汽系统包括：蒸汽槽、蒸汽区和冷凝槽。蒸汽
槽中的ipa在加热器的作用下形成蒸汽，蒸汽向上形成浓度、温度相对稳定的蒸汽区，最上层则是冷却水管构成的冷凝区。
91.金属导电层在干燥之前，需要浸入ipa液体中，由于互溶性，金属导电层表面的水会溶解到ipa中，取而代之的是液态的ipa。金属导电层通过链条在系统中升降，到达蒸汽区时，由于金属导电层温度低，蒸汽在表面凝结，形成大量液态ipa淋洗表面，金属导电层温度升高后，携带ipa蒸汽的金属导电层回到冷凝区，ipa蒸汽冷凝液化，通过重力、表面张力和挥发等多重作用离开表面，从而实现干燥的效果。
92.在另一些实施例中，还可以采用马兰戈尼(marangoni)干燥技术对金属导电层进行干燥处理。马兰戈尼干燥技术与ipa干燥技术本质不同，马兰戈尼干燥技术是通过表面张力梯度将水拉回水面来实现干燥，ipa干燥技术是依靠水的蒸发来实现干燥。采用马兰戈尼干燥技术不仅可以节省ipa的用量，还可以克服深窄沟渠的脱水困难。
93.步骤s105“于相邻的金属导电层之间形成隔离结构”可以包括：于相邻的金属导电层之间依次形成第一介质层、第二介质层，以形成隔离结构。
94.其中，第一介质层可以采用氮化硅或氧化硅等绝缘材料，第二介质层可以采用掺杂杂质(例如氟、碳、硼)的氮化硅或者氧化硅，掺杂的杂质离子可以降低氮化硅或者氧化硅的介电常数，从而可以降低金属导电层之间的寄生电容，进而可以降低器件的功耗。
95.第一介质层可以采用化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、低压化学气相沉积、等离子体增强化学的气相沉积、旋涂工艺或其它任何合适的工艺形成，第二介质层可以先通过化学气相沉积工艺形成介质层，之后通过离子掺杂工艺在介质层中掺杂杂质离子，最后，对掺杂杂质离子的介质层进行退火处理，从而得到第二介质层。
96.本公开实施例中，由于在金属导电层依次形成第一介质层和第二介质层以形成隔离结构，也就是说形成的隔离结构包括第一介质层和第二介质层，这样，两种不同的介质层共同起着隔离作用，因此可以提高隔离结构的隔离性能。
97.参考图4，在于相邻的金属导电层203之间依次形成第一介质层207a、第二介质层207b，以形成隔离结构。可以看出，左侧的金属导电层203的右侧壁和右侧的金属导电层203的左侧壁上都形成有第一介质层207a，第二介质层207b填满了金属导电层203之间剩余的空间。
98.本公开实施例中还提供一种半导体结构的形成方法，参考图5a，该方法包括步骤s501至步骤s505，其中：
99.步骤s501，提供衬底，衬底上形成有依次堆叠的绝缘层、初始阻挡层、初始金属导电层、初始牺牲层和掩膜层，初始牺牲层包括金属氧化物层。
100.这里，衬底上还形成有位于绝缘层与初始金属导电层之间的初始阻挡层，初始阻挡层可以防止初始金属导电层中的金属扩散到绝缘层中。
101.参考图5b，在衬底201上依次形成堆叠的绝缘层202、初始阻挡层208a、初始金属导电层203a、初始牺牲层204a和掩膜层205a；其中，绝缘层202可以为氮化硅层，初始金属导电层203a可以为初始钨层，初始牺牲层204a可以为氧化钨层，初始阻挡层208a可以为氮化钛层，掩膜层205a可以为非晶碳层。
102.步骤s502，基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对初始牺牲层、初始金属导电层、初始阻挡层进行刻蚀处理，以形成沟槽，并且在沟槽的两侧形成依次堆叠的阻
挡层、金属导电层和牺牲层。
103.其中，金属导电层的材料可以包括钨。
104.参考图5c，在初始牺牲层204a上形成图案化的掩膜层205。参考图5c和图5d，基于图案化的掩膜层205，采用氧源气体作为刻蚀气体对初始牺牲层204a、初始金属导电层203a、初始阻挡层208a进行刻蚀处理，同时还刻蚀了部分绝缘层202，以形成沟槽207＇，并且在沟槽207＇的两侧形成依次堆叠的阻挡层208、金属导电层203和牺牲层204。这里，沟槽207＇的深度小于阻挡层、金属导电层、牺牲层和绝缘层的厚度之和。
105.在一些实施例中，沟槽207＇的深度可以等于阻挡层、金属导电层、牺牲层的厚度之和。
106.步骤s503，采用氧源气体作为刻蚀气体进行灰化处理，以去除图案化的掩膜层。
107.同时参考图5d和图5e，采用氧源气体作为刻蚀气体进行灰化处理，以去除图案化的掩膜层205。其中，刻蚀处理和灰化处理过程中形成的副产物206会附着在牺牲层204的表面。
108.步骤s504，采用碱性腐蚀液进行腐蚀处理，以去除牺牲层以及在刻蚀处理和灰化处理过程中形成的副产物，并暴露出金属导电层。
109.其中，牺牲层和副产物都可以是氧化钨，这样，可以一次性去除牺牲层和副产物。
110.同时参考图5e和图5f，采用碱性腐蚀液进行腐蚀处理，以去除牺牲层204以及在刻蚀处理和灰化处理过程中形成的副产物206，并暴露出金属导电层203。
111.其中，步骤s503和步骤s504可以分别参考步骤s103和步骤s104去实施。
112.步骤s505，在沟槽中形成隔离结构。
113.参考图5g，可以先采用原子层沉积工艺在沟槽中沉积第一介质层材料207a＇，这样可以提高后续形成的介质层的平整度以及质量。之后再采用等离子体增强化学沉积工艺沉积第二介质层材料207b＇；其中，第二介质层材料207b＇填充满沟槽剩余的空间。由于沉积相同厚度的介质层材料的情况下，原子层沉积工艺比等离子体增强化学沉积工艺需要更多的时间，这样，采用离子体增强化学沉积工艺可以缩短形成隔离结构的时间。在沉积第二介质层材料207b＇之后，可以对第二介质层材料207b＇进行杂质离子掺杂，以降低第二介质层材料207b＇的介电常数。最后，在第二介质层材料207b＇上采用低气压化学气相沉积工艺沉积第三介质层材料207c＇；这样，由于沉积相同厚度的介质层材料的情况下，低气压化学气相沉积工艺比等离子体增强化学沉积工艺需要更短的时间，这样进一步可以缩短形成隔离结构的时间。如此，在使隔离结构具有预设高度的情况下，一方面，不仅可以提高隔离结构中介质层的质量，还可以缩短形成隔离结构的时间；另一方面，由于相邻金属导电层之间的介质层介电常数越底，相邻金属导电层之间的寄生电容就越小，因此通过降低第二介质层材料的介电常数就可以降低相邻金属导电层之间的寄生电容，从而可以降低器件的功耗。
114.参考图5h，去除掉金属导电层203以上的介质层材料，形成隔离结构207。其中，隔离结构207包括位于金属导电层203两侧(和位于沟槽的底部)的第一介质层207a和与第一介质层207a接触的第二介质层207b，从图5h中可以发现，第一介质层207a和第二介质层207b填充满相邻的金属导电层203之间的空隙。
115.基于步骤s501至步骤s505提供的半导体结构的形成方法，本公开实施例提供一种半导体结构，参考图5h，该半导体结构还包括：位于绝缘层202与金属导电层203之间阻挡层
208。
116.在本公开所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的结构和方法，可以通过非目标的方式实现。以上所描述的结构实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合。
117.上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
118.本公开所提供的几个方法或结构实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或结构实施例。
119.以上所述，仅为本公开实施例的一些实施方式，但本公开实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开实施例揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开实施例的保护范围之内。因此，本公开实施例的保护范围应以权利要求的保护范围为准。