控制無源器件的電氣性質(zhì)的方法及集成元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供一種控制無源器件的電氣性質(zhì)的方法及集成元件，其中該方法包括：提供基板；在該基板上制造無源器件；測量該無源器件的電氣性質(zhì)以獲得測量結(jié)果；根據(jù)該測量結(jié)果確定對應(yīng)于至少一后期制造工序的至少一個布局圖案，以調(diào)整該無源器件的電氣性質(zhì)；繼續(xù)進行包括該至少一后期制造工序在內(nèi)的該集成元件的剩余制造過程。本發(fā)明實施例可以對無源器件的電氣性質(zhì)進行控制與調(diào)整，以降低制程變異帶來的影響。
【專利說明】控制無源器件的電氣性質(zhì)的方法及集成元件
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種集成元件以及于該集成元件的制造過程中控制無源器件的電氣性質(zhì)的方法，尤其是關(guān)于一種通過選擇對應(yīng)于集成元件的制造過程中的后期制造工序的至少一布局圖案來控制無源器件的電氣性質(zhì)的方法以及該集成元件的相關(guān)結(jié)構(gòu)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]許多電子產(chǎn)品中均設(shè)置有至少一個集成電路芯片(IC)以用于提供電路控制功能。IC芯片可以 包含多個集成元件，例如邏輯電路、有源器件或者無源器件。集成元件中各器件的電氣性質(zhì)會影響到IC芯片的性能，因此器件的電氣性質(zhì)顯得尤為重要。在大多數(shù)產(chǎn)品中，當(dāng)在一晶片上制造集成元件時，許多因素均可以影響到所制造的集成元件的電氣性質(zhì)的穩(wěn)定性，例如制程變異(process variation)。舉例來說，當(dāng)使用不同的工具或設(shè)備制造集成元件產(chǎn)品時，會產(chǎn)生制程變異。制程變異的出現(xiàn)會帶來所制造集成元件的電氣性質(zhì)發(fā)生不期望的變化，產(chǎn)品的性能也會因此受到影響。通常地，當(dāng)產(chǎn)品的性能超出了標(biāo)準(zhǔn)范圍時，制造商只能選擇扔掉該產(chǎn)品?；蛘撸诩稍圃熘?，對集成元件進行超安全標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(over-design)以抵消制程變異。無論以何種方式，均會犧牲集成元件的制造成本或是性能。因此對于集成元件的制造商以及IC設(shè)計師來說，如何提高集成元件的產(chǎn)量或是降低制程變異的影響以降低制造成本以及改善性能仍是亟需解決的一個重要課題。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]本發(fā)明的目的之一在于提供一種在集成元件的制造過程中控制無源器件的電氣性質(zhì)的方法及相關(guān)集成元件，以對無源器件的電氣性質(zhì)進行調(diào)整校正。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一實施例，提供一種校準(zhǔn)裝置，控制無源器件的電氣性質(zhì)的方法，在集成元件的制造過程中進行，包含:提供基板；在該基板上制造無源器件；測量該無源器件的電氣性質(zhì)以獲得測量結(jié)果；根據(jù)該測量結(jié)果確定對應(yīng)于至少一后期制造工序的至少一個布局圖案，以調(diào)整該無源器件的電氣性質(zhì)；繼續(xù)包括該至少一后期制造工序在內(nèi)的該集成元件的剩余制造過程。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供一種集成元件，包含:基板；無源器件，形成于該基板上，該無源器件包含至少一個第一導(dǎo)電元件；以及至少一個子單元，設(shè)置于臨近該無源器件的位置，該子單元用于通過至少一制造工序來調(diào)整該無源器件的電氣性質(zhì)，該子單元包含至少一個第一子單元導(dǎo)電元件，其中該第一子單元導(dǎo)電元件與該第一導(dǎo)電元件形成于相同的第一導(dǎo)電層。
[0006]本發(fā)明實施例的控制無源器件的電氣性質(zhì)的方法及集成元件可以對無源器件的電氣性質(zhì)進行控制與調(diào)整，以降低制程變異的影響來降低集成元件的成本以及改善其性倉泛。
【【專利附圖】

【附圖說明】】[0007]圖1a所示為依據(jù)本發(fā)明第一實施例的在集成元件的制造過程中控制無源器件的電氣性質(zhì)的方法中集成元件的俯視圖；
[0008]圖1b所示為圖1所示的本發(fā)明第一實施例的變形實施例的集成元件的俯視圖；
[0009]圖2a所示為沿圖1a中的切線A_A’的橫截面示意視圖；
[0010]圖2b所示為沿圖1b中的切線A-A’的橫截面示意視圖；
[0011]圖3所示為依據(jù)本發(fā)明第一實施例的對應(yīng)于至少一后期制造工序的布局圖案的四種選擇的不意圖；
[0012]圖4所示為依據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于后期制造工序的第一光掩膜的示意圖；
[0013]圖5所示為依據(jù)本發(fā)明第一實施例的集成元件的橫截面示意視圖；
[0014]圖6所示為依據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于后期制造工序的第二光掩膜的示意圖；
[0015]圖7所示為依據(jù)本發(fā)明第一實施例的連接部件制造之后集成元件的俯視圖；
[0016]圖8所示為沿圖7中的切線B-B’的集成元件的橫截面示意視圖；
[0017]圖9所示為沿圖7中的切線C-C’的集成元件的橫截面示意視圖；
[0018]圖10所示為依據(jù)本發(fā)明第二實施例的用于定義接觸孔的第一光掩膜的示意圖；
[0019]圖11所示為依據(jù)本發(fā)明第二實施例的集成元件的橫截面示意視圖；
[0020]圖12所示為依據(jù)本發(fā)明第三實施例的用于定義接觸孔的第一光掩膜的示意圖；
`[0021]圖13所示為依據(jù)本發(fā)明第三實施例的連接部件制造之后集成元件的俯視圖；
[0022]圖14所示為沿圖13中的切線C-C’的集成元件的橫截面示意視圖；
[0023]圖15所示為依據(jù)本發(fā)明第四實施例的無源器件形成之后集成元件的俯視圖；
[0024]圖16所示為沿圖12中的切線D-D’的集成元件的橫截面示意視圖；
[0025]圖17所示為依據(jù)本發(fā)明第四實施例的對應(yīng)于至少一后期制造工序的布局圖案的四種選擇的不意圖；
[0026]圖18所示為依據(jù)本發(fā)明第四實施例的連接部件制造之后集成元件的俯視圖；
[0027]圖19所示為沿圖18中的切線E-E’的橫截面示意視圖；
[0028]圖20所示為依據(jù)本發(fā)明第四實施例的第一變形實施例的在連接部件制造之后集成元件的俯視圖；
[0029]圖21所示為沿圖20中的切線F-F’的橫截面示意視圖；
[0030]圖22所示為依據(jù)本發(fā)明第四實施例的第二變形實施例的在連接部件制造之后集成元件的俯視圖；
[0031]圖23所示為沿圖22中的切線F-F’的橫截面示意視圖；
[0032]圖24所示為依據(jù)本發(fā)明第五實施例的在無源器件形成之后集成元件的俯視圖；
[0033]圖25所示為依據(jù)本發(fā)明第五實施例的在連接部件形成之后集成元件的俯視圖；
[0034]圖26所示為依據(jù)本發(fā)明第六實施例的在集成元件的制造過程中控制無源器件的電氣性質(zhì)的方法的流程示意圖。
【【具體實施方式】】
[0035]在說明書及后續(xù)的權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，制造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及后續(xù)的權(quán)利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)貝U。在通篇說明書及后續(xù)的權(quán)利要求項當(dāng)中所提及的「包含」為一開放式的用語，故應(yīng)解釋成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一詞在本文中應(yīng)解釋為包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
[0036]圖1a至圖9所示為依據(jù)本發(fā)明第一實施例的在集成元件的制造過程中控制無源器件的電氣性質(zhì)的方法的制造過程示意圖以及相關(guān)集成元件結(jié)構(gòu)的示意圖。其中圖1a與圖7為集成元件的俯視示意圖；圖2b為沿圖1a的切線A-A’的橫截面示意視圖；圖3為依據(jù)本發(fā)明第一實施例的對應(yīng)于至少一后期制造工序的四種布局圖案(layout pattern)的原理示意圖；圖4與圖6為依據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于后期制造工序中的光掩膜的示意圖；以及圖5與圖8-9為依據(jù)本發(fā)明第一實施例的集成元件的橫截面示意視圖。請參見圖1a與圖2a，由于本發(fā)明揭示了一種在集成元件的制造過程中控制無源器件的電氣性質(zhì)的方法，下面將集中描述有關(guān)無源器件12的制造以及制造流程。本發(fā)明實施例中，該集成元件具體可以為一集成無源元件(integrated passive device, IH))。在集成元件的制造過程中，首先提供的是基板(substrate) 20，其中該基板20可以為半導(dǎo)體基板，例如硅晶片，用于在其上制造各種有源器件、無源器件或者集成電路。因此，該集成元件10可以于基板20上包含多個器件，為了簡潔起見，本文并不對這些器件進行詳細描述，并在圖中以位于基板20上的一器件層22來表示這些器件。接著，無源器件12被制造于基板20上。例如，該無源器件12可以是集成無源器件(integrated passive device, IPD)的多個器件中的一個器件。在本實施例中，該無源器件12可以為一電容，例如金屬-絕緣體-金屬(MIM)結(jié)構(gòu)電容或者金屬-氧化物-金屬(MOM)結(jié)構(gòu)電容，但本發(fā)明并不限于此。但是在其他實施例中，該無源器件12還可以是一電阻或者一電感。本文以無源器件12為MIM結(jié)構(gòu)電容為例來對本發(fā)明實施例進行詳細說明，該MIM結(jié)構(gòu)電容包含底電極121作為第一導(dǎo)電元件，上電極122作為第二導(dǎo)電元件，以及絕緣層26形成于該底電極121與上電極122之間。
[0037]于本實施例中，多個子單元14，16，18與無源器件12 —同被制造，其中子單元14，16，18設(shè)置于臨近該無源器件12的位置并用于校正無源器件12的電氣性質(zhì)，以及上述所有的子單元14，16，18的尺寸相等。每一個子單元14，16，18具有與無源器件12類似的結(jié)構(gòu)。例如，假設(shè)在本實施例中無源器件12為一 MM結(jié)構(gòu)電容，子單元14，16，18也將具有MIM結(jié)構(gòu)電容的結(jié)構(gòu)。子單元14包含第一子單元導(dǎo)電元件141以及第二子單元導(dǎo)電元件142，以分別充當(dāng)子單兀14的底電極與上電極。類似地，子單兀16也包含第一子單兀導(dǎo)電兀件161以及第二子單元導(dǎo)電元件162，以分別充當(dāng)子單元16的底電極與上電極；以及子單元18也包含第一子單元導(dǎo)電元件181以及第二子單元導(dǎo)電元件182，以分別充當(dāng)子單元18的底電極與上電極。該第一子單元導(dǎo)電元件141，161，181與無源器件12的底電極121可以通過相同的制造工序于同一時間形成，以及該第二子單元導(dǎo)電元件142，162，182也可以通過相同的制造工序與無源器件12的上電極122于同一時間形成。舉例來說，在形成第一子單元導(dǎo)電兀件141,161,181與底電極121時,第一導(dǎo)電層24覆蓋性地形成于基板20上,例如通過一淀積工藝過程形成于基板20上。其中該第一導(dǎo)電層24可以是金屬層或者包含至少一種金屬材質(zhì)。接著，通過運作第一光刻工藝(photolithography-etching-process,PEP)來在該第一導(dǎo)電層24上形成圖案，以移除掉該第一導(dǎo)電層24的一部分,而該第一導(dǎo)電層24的剩余部分則包含該無源器件12的底電極121以及該第一子單元導(dǎo)電元件141，161，181。從而，該第一子單元導(dǎo)電元件141，161，181和無源器件12的底電極121與第一導(dǎo)電層24一同形成。需要注意的是，該底電極121以及該第一子單元導(dǎo)電元件141，161，181應(yīng)該具有相等的電位，因此它們彼此之間可以通過其他的元件(圖中未示出)予以連接。接下來，絕緣層26形成于基板20上以覆蓋該底電極121以及第一子單元導(dǎo)電元件141，161，181，以及第二導(dǎo)電層28接著覆蓋性地形成于該絕緣層26上。舉例來說，該第二導(dǎo)電層28可以是金屬層或者包含至少一種金屬材質(zhì)。接著，通過運作第二光刻工藝來來移除掉該第二導(dǎo)電層28的一部分，從而使得第二導(dǎo)電層28只剩下該無源器件12的上電極122以及該第二子單元導(dǎo)電元件142，162，182。因此，在本實施例中，該第二子單元導(dǎo)電元件142，162，182與無源器件12的上電極122與第二導(dǎo)電層28 —同形成。
[0038]需要注意的是，基于該底電極121與該第一子單兀導(dǎo)電兀件141,161,181具有相等的電位，該底電極121與該第一子單元導(dǎo)電元件141，161，181可以直接連接以形成一個大的整體的底電極。圖1b與2b分別示意了依據(jù)本發(fā)明第一實施例的不同變形實施例。如圖1b和2b，該第一導(dǎo)電層24的剩余部分中包含一個較大區(qū)域，該較大區(qū)域中包含底電極121以及第一子單元導(dǎo)電元件141，161，181，因此該底電極121實際上可以與第一子單元導(dǎo)電元件141，161，181彼此直接接觸，從而當(dāng)?shù)纂姌O121與第一子單元導(dǎo)電元件141，161，181由第一導(dǎo)電層24的同一剩余部分形成時，底電極121可以直接電性地連接第一子單元導(dǎo)電元件141，161，181。但是，為了說明更加簡單起見，在下述的圖示(例如圖1a與圖2a)以及后述實施例中，底電極121與第一子單元導(dǎo)電元件141，161，181示意為不同的電極，但是在實際應(yīng)用中，它們確實可以形成如圖1b與圖2b中所示的形狀。
[0039]依據(jù)本發(fā)明的第一實施例，集成元件10的整個制造過程將于無源器件12的制造之后被暫停以執(zhí)行一個測量步驟。該測量步驟的主要目的在于測量無源器件12是否存在任何的制程變異或者電氣性質(zhì)的變化并測量出該具體的變化值。在本實施例中，該測量步驟包括測量無源器件12的電容值以獲取至少一個測量結(jié)果。接著，基于該測量結(jié)果，確定與至少一個后期制造工序(或者下一制造工序)對應(yīng)的至少一個布局圖案。該確定與下一制造工藝對應(yīng)的布局圖案的原理將在接下來進行說明。由于子單元14，16，18具有與無源器件12相似的結(jié)構(gòu)，因此如果無源器件12直接與任一子單元14，16，18相連接時，該無源器件12的電容值將會增加，其原因在于電容的電容值一般與該電容的上電極與底電極的重疊部分有關(guān)。因此，系統(tǒng)操控方(或控制器)可以根據(jù)測量結(jié)果決定需要將多少個子單元與無源器件12電性連接，以調(diào)整無源器件12的電氣性質(zhì)。如圖3所示，無源器件12附近包含三個子單元14，16，18，因此，系統(tǒng)操控方可以據(jù)此對與至少一個后期制造工序?qū)?yīng)的布局圖案進行四種選擇(I)- (4)以調(diào)整無源器件12的電容值。在本實施例中，例如可以選擇布局圖案(2)作為缺省布局圖案。若測量結(jié)果指示無源器件12的電容值足夠大，系統(tǒng)操控方可以選擇布局圖案(I)以將無源器件12電性隔離于子單元14，16，18，這意味著下一或者后期制造工序中將不再形成任何連接部件以電性連接該子單元14，16，18至無源器件
12。而若測量結(jié)果指示無源器件12的電容值近似接近于預(yù)定或者合適的電容值，系統(tǒng)操控方則可以選擇布局圖案(2)以僅形成連接部件30A電性連接子單元14，16，18中的一個子單元至無源器件12。另外，若測量結(jié)果指示該電容值僅稍小于預(yù)定或者合適的電容值，系統(tǒng)操控方則可以選擇布局圖案(3)以通過形成兩個連接部件30A和30B電性連接子單元14，16，18中的兩個子單元至無源器件12。最后，若測量結(jié)果指示該電容值遠小于預(yù)定的或者合適的電容值，系統(tǒng)操控方則可以選擇布局圖案(4)以通過形成連接部件30A、30B和30C電性連接所有的子單元14，16，18至無源器件12。
[0040]在本發(fā)明的一實施例中，上述后期制造工序還可以根據(jù)電氣性質(zhì)的映射表予以確定，例如電容值與相關(guān)的布局圖案之間的映射表，該映射表可以預(yù)先提供。例如，該映射表可以依據(jù)對無源器件12與子單元14，16，18的多個采樣進行的統(tǒng)計與分析預(yù)先提供。具體地說，該映射表中包含測量結(jié)果的可能數(shù)與預(yù)定光掩模的對應(yīng)關(guān)系，其反映了與后期制造工序相關(guān)的布局圖案。請參見下述表1，表1所不為電氣性質(zhì)與相關(guān)布局圖案之間的映射表的一個示范例，該映射表同時也反映了測量結(jié)果的可能值與相關(guān)布局圖案的預(yù)定光掩模之間的對應(yīng)關(guān)系。因此，系統(tǒng)操控方可以根據(jù)測量結(jié)果以及該映射表決定接下來的布局圖案。以下述表格I為例進行說明，其使用原則如下:如果測量結(jié)果所反映的電容值位于C0-C1之間，選擇第(I)種布局圖案；如果電容值位于C1-C2之間,選擇第(2)種布局圖案；如果電容值位于C2-C3之間,選擇第(3)種布局圖案；如果電容值位于C3-C4之間,選擇第(4)種布局圖案。由于布局圖案的每種選擇均代表無源器件12與子單元14，16，18之間的一種電氣連接，每種選擇將對應(yīng)至少一組光掩膜設(shè)置以用于至少一個后期制造工序中。在本實施例中，每種布局圖案的選擇對應(yīng)光掩模的一組設(shè)置，且一組光掩膜設(shè)置中包含兩個或兩個以上的光掩模以用于兩個或兩個以上的后期制造工序中。因此，在表1中，布局圖案的選擇(I)對應(yīng)光掩膜設(shè)置(1)，選擇(2)對應(yīng)光掩膜設(shè)置(2)，以此類推。換句話說，布局圖案與后期制造工序之間的對應(yīng)關(guān)系的確定包括:從后期制造工序的多個預(yù)定的光掩膜中選擇至少一種光掩膜或一組光掩膜。
[0041]表1:測量結(jié)果的可能數(shù)值與光掩膜之間的對應(yīng)關(guān)系的映射表
【權(quán)利要求】
1.一種控制無源器件的電氣性質(zhì)的方法，在集成元件的制造過程中進行，其特征在于，包含: 提供基板； 在該基板上制造無源器件； 測量該無源器件的電氣性質(zhì)以獲得測量結(jié)果； 根據(jù)該測量結(jié)果確定對應(yīng)于至少一后期制造工序的至少一個布局圖案，以調(diào)整該無源器件的電氣性質(zhì)； 繼續(xù)進行包括該至少一后期制造工序在內(nèi)的該集成元件的剩余制造過程。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該確定對應(yīng)于至少一后期制造工序的至少一個布局圖案的步驟包括:根據(jù)該測量結(jié)果，從用于該后期制造工序的預(yù)定的多個光掩膜中選擇對應(yīng)于已確定的布局圖案的至少一個光掩膜。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，選擇該至少一個光掩膜的步驟是根據(jù)一映射表來執(zhí)行的，該映射表包含該測量結(jié)果的各個值與預(yù)定的多個光掩膜之間的對應(yīng)關(guān)系。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括:形成臨近于該無源器件的至少一個子單元。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，該確定對應(yīng)于至少一后期制造工序的至少一個布局圖案的步驟包括:確定需要電氣連接至該無源器件以對該無源器件的電氣性質(zhì)進行調(diào)整的該子單元的數(shù)量。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于: 電氣連接該無源器件至該子單元包括通過至少一個連接部件將該無源器件電氣連接至該子單元，該連接部件包含接觸插頭和連接線； 所述光掩膜包括第一光掩膜和第二光掩膜，該第一光掩膜用于定義該接觸孔的位置與數(shù)量，該第二光掩膜用于定義該連接線的位置與數(shù)量。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，與該至少一個布局圖案對應(yīng)的該至少一后期制造工序包括:電氣連接該至少一個子單元至該無源器件。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，與該至少一個布局圖案對應(yīng)的該至少一后期制造工序包括:無需電氣連接任何子單元至該無源器件。
9.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，當(dāng)形成的該子單元為多個，且各子單元的尺寸不相等時，二進制理論應(yīng)用于確定對應(yīng)于至少一后期制造工序的至少一個布局圖案的步驟中，該二進制理論包括確定哪個或哪些子單元需要被電氣連接至該無源器件以調(diào)整該無源器件的電氣性質(zhì)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該無源器件包含電容，電阻或者電感。
11.一種集成元件，其特征在于，包含: 基板； 無源器件，形成于該基板上，該無源器件包含至少一個第一導(dǎo)電元件；以及 至少一個子單元，設(shè)置于臨近該無源器件的位置，該子單元用于通過至少一制造工序來調(diào)整該無源器件的電氣性質(zhì)，該子單元包含至少一個第一子單元導(dǎo)電元件，其中該第一子單兀導(dǎo)電兀件與該第一導(dǎo)電兀件形成于相同的第一導(dǎo)電層。
12.如權(quán)利要求11所述的集成元件，其特征在于，該無源器件包含至少一個第二導(dǎo)電兀件形成于第二導(dǎo)電層。
13.如權(quán)利要求12所述的集成元件，其特征在于，該子單元包含第二子單元導(dǎo)電元件，該第二子單元導(dǎo)電元件與該第二導(dǎo)電元件形成于相同的第二導(dǎo)電層，或者該第二子單元導(dǎo)電元件形成于第三導(dǎo)電層，該第三導(dǎo)電層不同于該第一導(dǎo)電層與該第二導(dǎo)電層。
14.如權(quán)利要求11所述的集成元件，其特征在于，該集成元件還包含至少一個連接部件，用于電氣連接該無源器件至該至少一個子單元，以調(diào)整該無源器件的電氣性質(zhì)，該至少一制造工序包含在該基板上形成該連接部件。
15.如權(quán)利要求14所述的集成元件，其特征在于，該連接部件形成于第三導(dǎo)電層。
16.如權(quán)利要求14所述的集成元件，其特征在于，該連接部件包含至少一個接觸插頭以及一條連接線。
17.如權(quán)利要求 11所述的集成元件，其特征在于，該無源器件的電氣性質(zhì)通過確定與在該基板上的至少一制造工序?qū)?yīng)的至少一個布局圖案予以調(diào)整。
【文檔編號】H01L21/82GK103579039SQ201310321474
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】蔡明達, 簡敦正, 洪建州 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司