专利名称：：制作微机械动件与其金属内连线的方法
技术领域：
：本发明涉及一种制作微机械动件与其金属内连线的方法，特别是涉及一种制作具低电阻值的金属内连线并可整合金属内连线工艺与微机械动件工艺的方法。
背景技术：
：以现行微机电(MEMS)技术的发展趋势来看，导线(内连线)与微机械结构为微机电元件的二项主要的模块。相较于半导体元件，微机电元件往往需要以较大的电流驱动，因此导线的制作上必须配合高电流的需求，而必须具备较小的电阻值，然而另一方面由于微机电元件的微'j、化亦是发展的主要方向，在微小化的前提下，降低导线的电阻值成为微机电技术的发展中有待突破的问题。
发明内容本发明的目的之一在于提供一种整合制作金属内连线与微机械动件的方法。本发明的另一目的在于提供一种制作具有不同规格与应用的内金属介电层的方法。根据本发明的实施例，提供一种制作金属内连线的方法。首先提供一基底，并于该基底上形成一第一牺牲图案，其中该第一牺牲图案包括多个第一开口。接着进行一第一镀膜工艺，于各该第一开口中形成一第一金属内连线图案。随后去除该第一牺牲图案，并于该基底与该些第一金属内连线图案上形成一第二牺牲图案，其中该第二牺牲图案包括多个第二开口，暴露出部分该第一金属内连线图案。之后进行一第二镀膜工艺，于各该第二开口中形成一第二金属内连线图案，再去除该第二牺牲图案，并于该基底、该些第一全属内连线图案与该些第二金属内连线图案上形成一内金属介电层。接着平坦化该内金属介电层直至暴露出该第二金属内连线图案，并利用镀膜技术于该内全属介电层上制作出至少一与该第二金属内连线图案电连接的微机械动件。为了进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。然而附图仅供参考与辅助说明用，并非用来对本发明加以限制者。图1至图13为本发明制作微机械动件与其金属内连线的一优选实施例的方法示意图。简单符号说明<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具体实施方式请参考图1至图13。图1至图13为本发明制作微机械动件与其金属内连线的一优选实施例的方法示意图。如图l所示，首先提供一基底IO,例如一半导体晶片，其中基底10中可包括已制作完成并待进行金属内连线工艺的电子元件(图未示)。4娄着于基底10的表面形成一热氧化层(thermaloxidelayer)l2,作为应力緩沖层(stressbufferlayer)与避免后续金属内连线发生扩散的扩散防止层(diffosionbarrierlayer)之用。其中于本发明的其它实施例中，可视需要不于基底10的表面形成热氧化层12。如图2所示，随后于热氧化层12的表面形成一晶种层14。晶种层14可利用溅射(sputter)或其它沉积技术加以形成，其材料可依不同需求为一钛化钨/铜薄膜、一铬/金薄膜或一钛/金薄膜等金属薄膜，而于本实施例中晶种层14的厚度为50-250埃/1000-2000埃(指二层薄膜的厚度)，但晶种层14的厚度并不限于上述范围，而可视情况加以调整。如图3接着于晶种层14的表面形成一第一牺牲图案16，例如一光致抗蚀剂图案，第一牺牲图案16包括多个第一开口18。之后，进行一第一镀膜(plating)工艺，于第一开口18中形成一第一金属内连线图案20,其中本实施例利用电镀(electroplating)工艺或无电镀(electrolessplating)工艺于第一开口18中形成一铜金属层作为第一金属内连线图案20的材料。第一金属内连线图案20的线宽与厚度可视电阻值的要求而作改变，举例来说，于本实施例中第一金属内连线图案20的线宽约为IO微米，而其厚度约为4至6微米，但值得说明是是第一金属内连线图案20的材料并不限于铜，且其线宽与厚度并不为上述条件所限制。此外，于电镀第一金属内连线图案20时，需控制工艺时间等参数使其厚度不超过第一牺牲图案16的厚度。如图4所示，去除第一牺牲图案16，并于热氧化层12与第一金属内连线图案20上形成一第二牺牲图案22，例如一光致抗蚀剂图案，其中第二牺牲图案22包括多个第二开口24，暴露出部分第一金属内连线图案20。随后，再进行一第二镀膜工艺，于第二开口24中形成一第二金属内连线图案26。其中于本实施例中第二金属内连线图案26为一插塞层(pluglayer),且第二镀膜工艺以电镀工艺或非电镀工艺方式于第一金属内连线图案20的表面形成一铜金属层。另外，第二金属内连线图案26的厚度约介于4至6微米之间，但第二金属内连线图案26的材料并不限于铜，且其厚度亦不限定为上述厚度范围。此外，于电镀第二金属内连线图案26时，亦需使其厚度不超过第二牺牲图案22的厚度。如图5所示，随后去除第二牺牲图案22,以及未被第一金属内连线图案20覆盖的晶种层14，并可进行一表面处理工艺以去除第一金属内连线图案20与第二金属内连线图案26表面残留的氧化物。如图6所示，接着于第一金属内连线图案20、第二金属内连线图案26与热氧化层12的表面形成一内金属介电层28。在本实施例中，内金属介电层28为氧化硅(SiOx)层，并利用一等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺加以制作，且内金属介电层28的厚度约为11微米以上。如图7所示，由内金属介电层28的表面平坦化内金属介电层28直至暴露出第二金属内连线图案26，其中本实施例利用一化学机械研磨工艺进行上述平坦化工艺，但不限于此亦可利用其它如蚀刻方式进行上述第一金属层内连线图案20作为第一层金属内连线之用，而第二金属内连线图案26作为插塞之用。在本发明的一个实施例中，可以利用电镀或无电镀等镀膜技术在上面所得结构之上制作出至少一微机械动件，例如微致动器(microactuator)、微继电器(microrelay)或微感测器(microsensor)等，即可完成本发明的微机电元件系统。然而本发明的方法并不局限于制作单层的金属内连线结构，而可重复前述工艺继续形成双层或多层的金属内连线。如图8所示，于制作第二层金属内连线之前，先进行一表面处理工艺，例如利用蚀刻方式，去除第二金属内连线图案26与内金属介电层28表面的氧化物或有机物。随后于第二金属内连线图案26与内金属介电层28形成另一晶种层30，晶种层30的材料与厚度可同于前述晶种层14,或视需要作适度变化。接着于内金属介电层28与第二金属内连线图案26上利用电镀或非电镀等技术依序制作出一第三金属内连线图案32。如图9所示，随后于第三金属内连线图案32上形成一第四金属内连线图案34。上述第三金属内连线图案32为第二层内金属连线，而第四金属内连线图案34则为一插塞层。如图IO所示，随后去除未被第三金属内连线图案32与一第四金属内连线图案34覆盖的晶种层30。如图ll所示，接着于第三金属内连线图案32、第四金属内连线图案34上形成另一内金属介电层36。在本实施例中，内金属介电层36为氧化硅层，并利用一等离子体增强化学气相沉积工艺加以制作。如图12所示，由内金属介电层36的表面平坦化内金属介电层36直至暴露出第四金属内连线图案34，以便与后续制作的微机械动件连接，其中本实施例利用化学机械研磨工艺进行上述平坦化工艺。如图13所示，最后利用电镀或无电镀等镀膜技术于内金属介电层36上制作出至少一微机械动件38，例如微致动器(microactuator)、微继电器(microrelay)或微感测器(microsensor)等，即完成本发明的微机电元件系统，其中微机械动件38透过第四金属内连线图案34与第三金属内连线图案32、第二金属内连线图案26与第一金属内连线图案20等电连接，并接受控制元件(图未示)传递的信号的驱动。综上所述，本发明的方法具有下列特征与优点。首先，本发明利用电镀或无电镀工艺快速制作出微型内连线模块，作为与微机械结构或动件电沟通的内连线，因此可缩小封装面积并提升微机电系统的整合性。其次，本发明的方法所制作出的内连线具有较厚的厚度(厚度超过1微米的导线)，故可有效降低金属内连线的电阻值。再者，金属内连线的线宽、图案设计与布局等可依照不同的使用需求与设计而改变。此外，制作于金属内连线上方的微机械动件可直接与金属内连线电连接。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。权利要求1.一种制作微机械动件与其金属内连线的方法，包括提供基底于该基底上形成第一牺牲图案，该第一牺牲图案包括多个第一开口；进行第一镀膜工艺，于各该第一开口中形成第一金属内连线图案；去除该第一牺牲图案，接着于该基底与该些第一金属内连线图案上形成第二牺牲图案，该第二牺牲图案包括多个第二开口，暴露出部分该第一金属内连线图案；进行第二镀膜工艺，于各该第二开口中形成第二金属内连线图案；去除该第二牺牲图案；于该基底、该些第一金属内连线图案与该些第二金属内连线图案上形成内金属介电层；由该内金属介电层的表面平坦化该内金属介电层直至暴露出该第二金属内连线图案；以及利用镀膜技术于该内金属介电层上制作出至少一与该第二金属内连线图案电连接的微机械动件。2、如权利要求1所述的方法，还包括于该基底上形成第一牺牲图案之前，先于该基底的表面形成热氧化层。3、如权利要求1所述的方法，其中该第一金属内连线图案与该第二金属内连线图案的材料包括铜。4、如权利要求1所述的方法，其中该第一镀膜工艺包括电镀工艺或无电镀工艺。5、如权利要求1所述的方法，其中该第二镀膜工艺包括电镀工艺或无电镀工艺。6、如权利要求1所述的方法，还包括于进行该第一镀膜工艺之前，先于该基底上形成晶种层。7、如权利要求l所述的方法，其中该内金属介电层为氧化硅层。8、如权利要求1所述的方法，其中该内金属介电层利用等离子体增强化学气相沉积工艺形成于该基底、该些第一金属内连线图案与该些第二金属内连线图案上。9、如权利要求1所述的方法，其中由该内金属介电层的表面去除该内金属介电层直至暴露出该第二金属内连线图案的步骤通过化学机械研磨工艺达成。10、如权利要求l所述的方法，其中该第二金属内连线图案为插塞层。11、一种制作微机械动件与其金属内连线的方法，包括提供基底于该基底上形成第一牺牲图案，该第一牺牲图案包括多个第一开口；进行第一镀膜工艺，于各该第一开口中形成第一金属内连线图案；去除该第一牺牲图案，接着于该基底与该些第一金属内连线图案上形成第二牺牲图案，该第二牺牲图案包括多个第二开口，暴露出部分该第一金属内连线图案；进行第二镀膜工艺，于各该第二开口中形成第二金属内连线图案；去除该第二牺牲图案；于该基底、该些第一金属内连线图案与该些第二金属内连线图案上形成内金属介电层；由该内金属介电层的表面平坦化该内金属介电层直至暴露出该第二金属内连线图案；重复上述工艺，以形成第三金属内连线图案、第四金属内连线图案及另一内金属介电层；利用镀膜技术于该另一内金属介电层上制作出至少一与该第四金属内连线图案电连接的微机械动件。全文摘要一种制作微机械动件与其金属内连线的方法。首先于一基底上依序利用镀膜工艺一第一金属内连线图案与堆叠于其上的一第二金属内连线图案。接着形成一内金属介电层，并平坦化该内金属介电层直至暴露出该第二金属内连线图案。最后利用镀膜技术于该内金属介电层上制作出至少一与该第二金属内连线图案电连接的微机械动件。文档编号B81C1/00GK101254893SQ20071008434公开日2008年9月3日申请日期2007年2月27日优先权日2007年2月27日发明者李修明,郭惠真,陈嘉俊,黄世民,黄冠瑞申请人:探微科技股份有限公司