專利名稱：對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種對準(zhǔn)標(biāo)記(Alignment Mark)的制造方法，特別是有關(guān)于一種在上層金屬層(Top Metal Layer)的上方制造對準(zhǔn)標(biāo)記的方法。
另一方面，在最后產(chǎn)品測試階段，進(jìn)行激光修補(Laser Repair)時，為了要使激光準(zhǔn)確地將元件中不需要的多晶硅導(dǎo)線(PolysiliconFuse)切斷，也需要借助對準(zhǔn)標(biāo)記，以利激光束精準(zhǔn)地對準(zhǔn)多余的多晶硅導(dǎo)線而將其切斷。然而，在半導(dǎo)體的制造過程中，元件圖案通常會產(chǎn)生膨脹與收縮現(xiàn)象，而導(dǎo)致元件圖案的坐標(biāo)系統(tǒng)(CoordinateSystem)與用來進(jìn)行激光修補的激光修補設(shè)備的坐標(biāo)系統(tǒng)之間產(chǎn)生偏差。除非元件圖案的坐標(biāo)系統(tǒng)與激光修補設(shè)備的坐標(biāo)系統(tǒng)一致，否則激光修補設(shè)備很難將激光束精確地投射在元件上所欲切斷的多晶硅導(dǎo)線，而導(dǎo)致無法成功地完成元件的激光修補。
因此，為了使元件圖案與激光修補設(shè)備的坐標(biāo)系統(tǒng)一致，目前的做法是在晶片的上層金屬層形成后，通過蝕刻與微影工藝，同時在上層金屬層上制造所需的元件圖案與多個對準(zhǔn)標(biāo)記，其中這些對準(zhǔn)標(biāo)記通常為L型或十字型的凸出平面。請參照

圖1，晶片10的四個角落各形成有一L型的對準(zhǔn)標(biāo)記12，而每一個對準(zhǔn)標(biāo)記12的周圍有不透光區(qū)14。由于，利用此方式所形成的對準(zhǔn)標(biāo)記12的材料與上層金屬層(未繪示)相同，且其材料大都例如為鋁(Al)、銅(Cu)、或鋁銅合金等，而這些材料反射性佳，因此在這些對準(zhǔn)標(biāo)記12的周圍需形成不透光區(qū)14來當(dāng)作對準(zhǔn)標(biāo)記12的背景，以利對準(zhǔn)。
將激光修補設(shè)備對準(zhǔn)晶片上的對準(zhǔn)標(biāo)記時，首先使激光修補設(shè)備所發(fā)射的激光束掃描到對準(zhǔn)標(biāo)記與對準(zhǔn)標(biāo)記周圍的不透光背景時，垂直反射回激光修補設(shè)備的激光束的強度明顯不同，因此可獲得對準(zhǔn)標(biāo)記的確切位置。接著，根據(jù)所偵測到的對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，調(diào)整晶片上元件圖案的位置，再度使得元件圖案與激光修補設(shè)備的坐標(biāo)系統(tǒng)一致。此時，便可利用此激光修補設(shè)備來切斷所欲切除的多晶硅導(dǎo)線。
目前，在例如動態(tài)隨機存取存儲器(Dynamic Random AccessMemory；DRAM)或靜態(tài)隨機存取存儲器(Static Random AccessMemory；SRAM)的設(shè)計上，一般是將適用于激光修補的對準(zhǔn)標(biāo)記，在進(jìn)行上層金屬層的布局的同時，形成并分布在晶片內(nèi)或切割線(Scribe Line)上。然而，將對準(zhǔn)標(biāo)記放在晶片內(nèi)會導(dǎo)致晶片面積增加，且當(dāng)設(shè)計晶片布局時忽略了對準(zhǔn)標(biāo)記，便很難在晶片完成后將對準(zhǔn)標(biāo)記加入。另一方面，若將對準(zhǔn)標(biāo)記放在切割線上，則對準(zhǔn)標(biāo)記的位置會受限于測試線(Testline)、光標(biāo)尺(Vemier)、關(guān)鍵尺寸桿(CriticalDimension Bar；CD Bar)、覆蓋的圖案、以及微影工藝所使用的對準(zhǔn)標(biāo)記，造成對準(zhǔn)標(biāo)記分配上的困難。
因此，本發(fā)明的主要目的之一為提供一種對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其在上層金屬層上，先形成一層內(nèi)金屬介電(Inter-Metal Dielectric；IMD)層，再于此內(nèi)金屬介電層上形成一層低反射性的材料，然后將金屬層形成于此低反射性材料層上。當(dāng)利用金屬層制造所需的元件圖案時，同時制作對準(zhǔn)標(biāo)記。由于金屬層的材料為例如鋁、銅、或鋁銅合金等反射性材料，因此利用金屬層所制造的對準(zhǔn)標(biāo)記與其底下的低反射性材料層產(chǎn)生明顯的對比，而方便隨后激光修補的進(jìn)行。
本發(fā)明的另一目的為提供一種對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其在金屬層底下形成一層低反射性的材料，例如氮化鈦(Titanium Nitride；TiN)，因此在金屬層上同時制作所需的元件圖案與對準(zhǔn)標(biāo)記時，此低反射性材料層可當(dāng)作金屬層的蝕刻終止層(Etching Stop Layer)。
本發(fā)明的另一目的為提供一種對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，通過將對準(zhǔn)標(biāo)記制作在上層金屬層的上方，使得對準(zhǔn)標(biāo)記的分布更加地具有彈性，且可分配給每一晶片較多的對準(zhǔn)標(biāo)記，方便校準(zhǔn)。
本發(fā)明的再一目的為提供一種對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其是在上層金屬層上先形成金屬內(nèi)介電層，再于此金屬內(nèi)介電層上形成一層低反射性材料，例如氮化鈦，接著在低反射性材料層上形成對準(zhǔn)標(biāo)記，其中對準(zhǔn)標(biāo)記的材料可例如為上層金屬層的材料，且對準(zhǔn)標(biāo)記的材料為反射性材料。因此，當(dāng)進(jìn)行激光修補時，激光修補設(shè)備可很輕易地依據(jù)對準(zhǔn)標(biāo)記，進(jìn)行校準(zhǔn)，不但可提高激光修補的效率，更能使得激光束精確地切斷不需要的多晶硅導(dǎo)線，而不會傷害到晶片，進(jìn)而提高產(chǎn)品合格率。
根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明更提供了一種對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，至少包括提供一基材，其中此基材上已形成有多個半導(dǎo)體材料層；形成一第一金屬層覆蓋此基材；形成一介電層覆蓋第一金屬層；形成一低反射性材料層覆蓋介電層；定義低反射性材料層，并約暴露出介電層的一部分；形成一第二金屬層覆蓋低反射性材料層與所約暴露出的介電層的部分；以及定義第二金屬層，以形成對準(zhǔn)標(biāo)記，并約暴露出低反射性材料層的一部分與先前介電層所暴露出的部分。
10晶片 12對準(zhǔn)標(biāo)記14不透光區(qū) 20基材22第一金屬層 24介電層26對準(zhǔn)標(biāo)記 30基材32第一金屬層 34介電層36低反射性材料層 38第二金屬層40對準(zhǔn)標(biāo)記為了要降低晶片面積以及避免在分配對準(zhǔn)標(biāo)記的位置時所引發(fā)的困擾，可將對準(zhǔn)標(biāo)記制作在上層金屬層的上方，并在對準(zhǔn)標(biāo)記與上層金屬層之間加入介電層來防止電性短路的發(fā)生。此結(jié)構(gòu)請參照圖2，其在已形成有多個半導(dǎo)體材料層的基材20上，覆蓋有第一金屬層22，其中第一金屬層22可例如為晶片的上層金屬層，且這些半導(dǎo)體材料層可例如為柵極氧化(Gate Oxide)層、柵極的多晶硅層、內(nèi)介電(Inter-Level Dielectric；ILD)層、接觸金屬、阻障層(BarrierLayer)、金屬層、以及內(nèi)金屬介電層等。然后，在第一金屬層22上形成介電層24，再于介電層24上形成第二金屬層。利用微影與蝕刻工藝定義介電層24與第二金屬層，將第二金屬層制成圖案符合所需之對準(zhǔn)標(biāo)記26。
然而，利用上述的對準(zhǔn)標(biāo)記26進(jìn)行激光修補設(shè)備的校準(zhǔn)時，由于激光修補設(shè)備是在整個晶片的上方，且對準(zhǔn)標(biāo)記26與第一金屬層22同為反射性佳的金屬，因從晶片的俯視圖中，很難清楚地區(qū)分對準(zhǔn)標(biāo)記與其周圍的背景，即為第一金屬層22，而導(dǎo)致校準(zhǔn)失敗。
因此，為了避免上述因?qū)?zhǔn)標(biāo)記的制造方式所引發(fā)的種種缺失，本發(fā)明在此提供一種對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，以減少晶片面積，并提高激光修補的校準(zhǔn)效率。為了使本發(fā)明的說明更加詳盡與完備，請參照下列描述并配合圖3至圖6的圖標(biāo)。
圖3至圖5為根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例的對準(zhǔn)標(biāo)記的制造流程剖面圖，本發(fā)明首先提供基材30，再例如以濺鍍(Sputtering)方式形成第一金屬層32覆蓋在基材30上，其中基材30上已形成有多個半導(dǎo)體元件，且第一金屬層32的材料可例如為鋁、銅、或鋁銅合金等。在第一金屬層32形成后，利用例如等離子體增益化學(xué)氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition；PECVD)法沉積介電層34并覆蓋在第一金屬層32上，其中介電層34為內(nèi)金屬介電層，且介電層34的材料可例如為二氧化硅(SiO2)。
當(dāng)介電層34的沉積完成后，利用例如化學(xué)氣相沉積(CVD)方式或反應(yīng)性濺鍍方式沉積低反射性材料層36，此低反射性材料層36的材料可例如為氮化鈦。接著，利用例如微影與蝕刻工藝定義低反射性材料層36，并約暴露出一部分的介電層34，而形成如圖3所示的結(jié)構(gòu)。由于低反射性材料層36的反射性較金屬材料低很多，因此低反射性材料層36為較黑暗的區(qū)域。
當(dāng)?shù)头瓷湫圆牧蠈?6形成后，便可進(jìn)行對準(zhǔn)標(biāo)記的材料的沉積，以例如濺鍍方式形成第二金屬層38覆蓋在介電層34與低反射性材料層36來當(dāng)作對準(zhǔn)標(biāo)記的原料層，而形成如圖4所示的結(jié)構(gòu)，其中第二金屬層38的材料可例如為鋁、銅、及鋁銅合金等。
接著，進(jìn)行對準(zhǔn)標(biāo)記的圖案型成，利用例如微影與蝕刻工藝定義第二金屬層38，并以低反射性材料層36為蝕刻終止層，以制作具有所需圖案的對準(zhǔn)標(biāo)記40，而形成如圖5所示的結(jié)構(gòu)，其中對準(zhǔn)標(biāo)記40的圖案可例如為L型、I型、或十字型等。由于低反射性材料層36為一較黑暗的區(qū)域，因此可當(dāng)作對準(zhǔn)標(biāo)記40的背景。
請參照圖6，其為圖5的俯視圖，由于對準(zhǔn)標(biāo)記40的組成金屬材料反射性佳的特性，且在低反射性材料層36的較黑暗背景烘托下，可很清楚地看出在本實施例中對準(zhǔn)標(biāo)記40的圖案為L型。然而，此對準(zhǔn)標(biāo)記40的圖案僅為本發(fā)明的舉例說明用，對準(zhǔn)標(biāo)記40的圖案可為任何利于對準(zhǔn)的可實施圖案。
本發(fā)明的對準(zhǔn)標(biāo)記的制作特征是將對準(zhǔn)標(biāo)記的位置從上層金屬層所在的平面挪升至上層金屬層的上方，并在對準(zhǔn)標(biāo)記形成前，形成低反射性的材料來當(dāng)作對準(zhǔn)標(biāo)記的背景，其中低反射性的材料與上層金屬層之間更以介電層予以隔離。
本發(fā)明的一優(yōu)點為提供一種利于校準(zhǔn)的對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其是在對準(zhǔn)標(biāo)記底下形成低反射性材料層來當(dāng)作對準(zhǔn)標(biāo)記的背景。由于對準(zhǔn)標(biāo)記的材料與低反射性材料層的反射性有極大的差異，因此在校準(zhǔn)上，可非常清晰地獲知對準(zhǔn)標(biāo)記的確切位置，不但可精確對準(zhǔn)，亦可提高對準(zhǔn)效率，與校準(zhǔn)的可靠度。
本發(fā)明的另一優(yōu)點為提供一種對準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的對準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)是將對準(zhǔn)標(biāo)記從上層金屬層移轉(zhuǎn)至上層金屬層的上層，因此不僅可縮減晶片的面積，并可解決不易植布對準(zhǔn)標(biāo)記的困擾，而使得對準(zhǔn)標(biāo)記的植布更加具有彈性，進(jìn)而增加配屬給每一晶片的對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量，使校準(zhǔn)工作的進(jìn)行更加方便。
本發(fā)明的再一優(yōu)點為提供一種對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，適用于制造產(chǎn)品測試與檢驗時的激光修補的對準(zhǔn)標(biāo)記，運用本發(fā)明的對準(zhǔn)標(biāo)記，可使得激光修補設(shè)備的校準(zhǔn)更為精確，并使得校準(zhǔn)的效率及品質(zhì)更為穩(wěn)定，因而提高激光修補的準(zhǔn)確度，進(jìn)而提高工藝合格率。
權(quán)利要求
1.一種對準(zhǔn)標(biāo)記(Alignment Mark)的制造方法，其特征是，該方法至少包括提供一基材，其特征是，該基材上已形成有多個半導(dǎo)體材料層；形成一第一金屬層覆蓋該基材；形成一介電層覆蓋該第一金屬層；形成一低反射性材料層覆蓋該介電層；定義該低反射性材料層，并約暴露出該介電層的一部分；形成一第二金屬層覆蓋該低反射性材料層與所約暴露出的該介電層的該部分；以及定義該第二金屬層，以形成一對準(zhǔn)標(biāo)記，并約暴露出該低反射性材料層的一部分與該介電層的該部分。
2.如權(quán)利要求1所述的對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其特征是，該第一金屬層的材料以及該第二金屬層的材料選自于由鋁、銅、以及鋁銅合金所組成的一族群。
3.如權(quán)利要求1所述的對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其特征是，該低反射性材料層的材料為氮化鈦(TiN)。
4.如權(quán)利要求1所述的對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其特征是，形成該低反射性材料層的步驟是利用一化學(xué)氣相沉積法。
5.如權(quán)利要求1所述的對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其特征是，形成該低反射性材料層的步驟是利用一反應(yīng)性濺鍍法。
6.一種對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其特征是，至少包括提供一基材，其中該基材上已形成有多個半導(dǎo)體材料層；形成一低反射性材料層覆蓋該基材；定義該低反射性材料層，并約暴露出該基材的一部分；形成一金屬層覆蓋該低反射性材料層與所約暴露出的該基材的該部分；以及定義該金屬層，以形成多個對準(zhǔn)標(biāo)記，并約暴露出該低反射性材料層的一部分與該基材的該部分。
7.如權(quán)利要求6所述的對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其特征是，該低反射性材料層的材料為氮化鈦。
8.如權(quán)利要求6所述的對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其特征是，形成該低反射性材料層的步驟是利用一化學(xué)氣相沉積法。
9.如權(quán)利要求6所述的對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其特征是，形成該低反射性材料層的步驟是利用一反應(yīng)性濺鍍法。
10.如權(quán)利要求6所述的對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其特征是，該金屬層的材料為鋁、銅、以及鋁銅合金所組成的一族群。
全文摘要
本發(fā)明公開一種對準(zhǔn)標(biāo)記(Alignment Mark)的制造方法，其是在例如鋁銅合金的上層金屬層(Top Metal Layer)上先形成內(nèi)金屬介電(Inter－Metal Dielectric；IMD)層，再形成一層例如氮化鈦(Titanium Nitride；TiN)等低反射性的材料后，然后在此低反射性材料層上形成金屬層，并利用此金屬層制造對準(zhǔn)標(biāo)記，因此對準(zhǔn)標(biāo)記與底下的低反射性材料層之間的明暗對比明顯，而利于后續(xù)的激光修補對準(zhǔn)。此外，此低反射性材料層也可當(dāng)作金屬層的蝕刻終止層(Etching Stop Layer)。
文檔編號H01L21/02GK1458667SQ02120270
公開日2003年11月26日 申請日期2002年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月17日
發(fā)明者黃俊巖, 李建毅, 傅如彬, 彭榮義 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司