专利名称：对准标记的制造方法
技术领域：
本发明有关于一种对准标记(Alignment Mark)的制造方法，特别是有关于一种在上层金属层(Top Metal Layer)的上方制造对准标记的方法。
另一方面，在最后产品测试阶段，进行激光修补(Laser Repair)时，为了要使激光准确地将元件中不需要的多晶硅导线(PolysiliconFuse)切断，也需要借助对准标记，以利激光束精准地对准多余的多晶硅导线而将其切断。然而，在半导体的制造过程中，元件图案通常会产生膨胀与收缩现象，而导致元件图案的坐标系统(CoordinateSystem)与用来进行激光修补的激光修补设备的坐标系统之间产生偏差。除非元件图案的坐标系统与激光修补设备的坐标系统一致，否则激光修补设备很难将激光束精确地投射在元件上所欲切断的多晶硅导线，而导致无法成功地完成元件的激光修补。
因此，为了使元件图案与激光修补设备的坐标系统一致，目前的做法是在晶片的上层金属层形成后，通过蚀刻与微影工艺，同时在上层金属层上制造所需的元件图案与多个对准标记，其中这些对准标记通常为L型或十字型的凸出平面。请参照
图1，晶片10的四个角落各形成有一L型的对准标记12，而每一个对准标记12的周围有不透光区14。由于，利用此方式所形成的对准标记12的材料与上层金属层(未绘示)相同，且其材料大都例如为铝(Al)、铜(Cu)、或铝铜合金等，而这些材料反射性佳，因此在这些对准标记12的周围需形成不透光区14来当作对准标记12的背景，以利对准。
将激光修补设备对准晶片上的对准标记时，首先使激光修补设备所发射的激光束扫描到对准标记与对准标记周围的不透光背景时，垂直反射回激光修补设备的激光束的强度明显不同，因此可获得对准标记的确切位置。接着，根据所侦测到的对准标记的坐标，调整晶片上元件图案的位置，再度使得元件图案与激光修补设备的坐标系统一致。此时，便可利用此激光修补设备来切断所欲切除的多晶硅导线。
目前，在例如动态随机存取存储器(Dynamic Random AccessMemory；DRAM)或静态随机存取存储器(Static Random AccessMemory；SRAM)的设计上，一般是将适用于激光修补的对准标记，在进行上层金属层的布局的同时，形成并分布在晶片内或切割线(Scribe Line)上。然而，将对准标记放在晶片内会导致晶片面积增加，且当设计晶片布局时忽略了对准标记，便很难在晶片完成后将对准标记加入。另一方面，若将对准标记放在切割线上，则对准标记的位置会受限于测试线(Testline)、光标尺(Vemier)、关键尺寸杆(CriticalDimension Bar；CD Bar)、覆盖的图案、以及微影工艺所使用的对准标记，造成对准标记分配上的困难。
因此，本发明的主要目的之一为提供一种对准标记的制造方法，其在上层金属层上，先形成一层内金属介电(Inter-Metal Dielectric；IMD)层，再于此内金属介电层上形成一层低反射性的材料，然后将金属层形成于此低反射性材料层上。当利用金属层制造所需的元件图案时，同时制作对准标记。由于金属层的材料为例如铝、铜、或铝铜合金等反射性材料，因此利用金属层所制造的对准标记与其底下的低反射性材料层产生明显的对比，而方便随后激光修补的进行。
本发明的另一目的为提供一种对准标记的制造方法，其在金属层底下形成一层低反射性的材料，例如氮化钛(Titanium Nitride；TiN)，因此在金属层上同时制作所需的元件图案与对准标记时，此低反射性材料层可当作金属层的蚀刻终止层(Etching Stop Layer)。
本发明的另一目的为提供一种对准标记的制造方法，通过将对准标记制作在上层金属层的上方，使得对准标记的分布更加地具有弹性，且可分配给每一晶片较多的对准标记，方便校准。
本发明的再一目的为提供一种对准标记的制造方法，其是在上层金属层上先形成金属内介电层，再于此金属内介电层上形成一层低反射性材料，例如氮化钛，接着在低反射性材料层上形成对准标记，其中对准标记的材料可例如为上层金属层的材料，且对准标记的材料为反射性材料。因此，当进行激光修补时，激光修补设备可很轻易地依据对准标记，进行校准，不但可提高激光修补的效率，更能使得激光束精确地切断不需要的多晶硅导线，而不会伤害到晶片，进而提高产品合格率。
根据以上所述的目的，本发明更提供了一种对准标记的制造方法，至少包括提供一基材，其中此基材上已形成有多个半导体材料层；形成一第一金属层覆盖此基材；形成一介电层覆盖第一金属层；形成一低反射性材料层覆盖介电层；定义低反射性材料层，并约暴露出介电层的一部分；形成一第二金属层覆盖低反射性材料层与所约暴露出的介电层的部分；以及定义第二金属层，以形成对准标记，并约暴露出低反射性材料层的一部分与先前介电层所暴露出的部分。
10晶片 12对准标记14不透光区 20基材22第一金属层 24介电层26对准标记 30基材32第一金属层 34介电层36低反射性材料层 38第二金属层40对准标记为了要降低晶片面积以及避免在分配对准标记的位置时所引发的困扰，可将对准标记制作在上层金属层的上方，并在对准标记与上层金属层之间加入介电层来防止电性短路的发生。此结构请参照图2，其在已形成有多个半导体材料层的基材20上，覆盖有第一金属层22，其中第一金属层22可例如为晶片的上层金属层，且这些半导体材料层可例如为栅极氧化(Gate Oxide)层、栅极的多晶硅层、内介电(Inter-Level Dielectric；ILD)层、接触金属、阻障层(BarrierLayer)、金属层、以及内金属介电层等。然后，在第一金属层22上形成介电层24，再于介电层24上形成第二金属层。利用微影与蚀刻工艺定义介电层24与第二金属层，将第二金属层制成图案符合所需之对准标记26。
然而，利用上述的对准标记26进行激光修补设备的校准时，由于激光修补设备是在整个晶片的上方，且对准标记26与第一金属层22同为反射性佳的金属，因从晶片的俯视图中，很难清楚地区分对准标记与其周围的背景，即为第一金属层22，而导致校准失败。
因此，为了避免上述因对准标记的制造方式所引发的种种缺失，本发明在此提供一种对准标记的制造方法，以减少晶片面积，并提高激光修补的校准效率。为了使本发明的说明更加详尽与完备，请参照下列描述并配合图3至图6的图标。
图3至图5为根据本发明的一较佳实施例的对准标记的制造流程剖面图，本发明首先提供基材30，再例如以溅镀(Sputtering)方式形成第一金属层32覆盖在基材30上，其中基材30上已形成有多个半导体元件，且第一金属层32的材料可例如为铝、铜、或铝铜合金等。在第一金属层32形成后，利用例如等离子体增益化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition；PECVD)法沉积介电层34并覆盖在第一金属层32上，其中介电层34为内金属介电层，且介电层34的材料可例如为二氧化硅(SiO2)。
当介电层34的沉积完成后，利用例如化学气相沉积(CVD)方式或反应性溅镀方式沉积低反射性材料层36，此低反射性材料层36的材料可例如为氮化钛。接着，利用例如微影与蚀刻工艺定义低反射性材料层36，并约暴露出一部分的介电层34，而形成如图3所示的结构。由于低反射性材料层36的反射性较金属材料低很多，因此低反射性材料层36为较黑暗的区域。
当低反射性材料层36形成后，便可进行对准标记的材料的沉积，以例如溅镀方式形成第二金属层38覆盖在介电层34与低反射性材料层36来当作对准标记的原料层，而形成如图4所示的结构，其中第二金属层38的材料可例如为铝、铜、及铝铜合金等。
接着，进行对准标记的图案型成，利用例如微影与蚀刻工艺定义第二金属层38，并以低反射性材料层36为蚀刻终止层，以制作具有所需图案的对准标记40，而形成如图5所示的结构，其中对准标记40的图案可例如为L型、I型、或十字型等。由于低反射性材料层36为一较黑暗的区域，因此可当作对准标记40的背景。
请参照图6，其为图5的俯视图，由于对准标记40的组成金属材料反射性佳的特性，且在低反射性材料层36的较黑暗背景烘托下，可很清楚地看出在本实施例中对准标记40的图案为L型。然而，此对准标记40的图案仅为本发明的举例说明用，对准标记40的图案可为任何利于对准的可实施图案。
本发明的对准标记的制作特征是将对准标记的位置从上层金属层所在的平面挪升至上层金属层的上方，并在对准标记形成前，形成低反射性的材料来当作对准标记的背景，其中低反射性的材料与上层金属层之间更以介电层予以隔离。
本发明的一优点为提供一种利于校准的对准标记的制造方法，其是在对准标记底下形成低反射性材料层来当作对准标记的背景。由于对准标记的材料与低反射性材料层的反射性有极大的差异，因此在校准上，可非常清晰地获知对准标记的确切位置，不但可精确对准，亦可提高对准效率，与校准的可靠度。
本发明的另一优点为提供一种对准标记的结构，本发明的对准标记结构是将对准标记从上层金属层移转至上层金属层的上层，因此不仅可缩减晶片的面积，并可解决不易植布对准标记的困扰，而使得对准标记的植布更加具有弹性，进而增加配属给每一晶片的对准标记的数量，使校准工作的进行更加方便。
本发明的再一优点为提供一种对准标记的制造方法，适用于制造产品测试与检验时的激光修补的对准标记，运用本发明的对准标记，可使得激光修补设备的校准更为精确，并使得校准的效率及品质更为稳定，因而提高激光修补的准确度，进而提高工艺合格率。
权利要求
1.一种对准标记(Alignment Mark)的制造方法，其特征是，该方法至少包括提供一基材，其特征是，该基材上已形成有多个半导体材料层；形成一第一金属层覆盖该基材；形成一介电层覆盖该第一金属层；形成一低反射性材料层覆盖该介电层；定义该低反射性材料层，并约暴露出该介电层的一部分；形成一第二金属层覆盖该低反射性材料层与所约暴露出的该介电层的该部分；以及定义该第二金属层，以形成一对准标记，并约暴露出该低反射性材料层的一部分与该介电层的该部分。
2.如权利要求1所述的对准标记的制造方法，其特征是，该第一金属层的材料以及该第二金属层的材料选自于由铝、铜、以及铝铜合金所组成的一族群。
3.如权利要求1所述的对准标记的制造方法，其特征是，该低反射性材料层的材料为氮化钛(TiN)。
4.如权利要求1所述的对准标记的制造方法，其特征是，形成该低反射性材料层的步骤是利用一化学气相沉积法。
5.如权利要求1所述的对准标记的制造方法，其特征是，形成该低反射性材料层的步骤是利用一反应性溅镀法。
6.一种对准标记的制造方法，其特征是，至少包括提供一基材，其中该基材上已形成有多个半导体材料层；形成一低反射性材料层覆盖该基材；定义该低反射性材料层，并约暴露出该基材的一部分；形成一金属层覆盖该低反射性材料层与所约暴露出的该基材的该部分；以及定义该金属层，以形成多个对准标记，并约暴露出该低反射性材料层的一部分与该基材的该部分。
7.如权利要求6所述的对准标记的制造方法，其特征是，该低反射性材料层的材料为氮化钛。
8.如权利要求6所述的对准标记的制造方法，其特征是，形成该低反射性材料层的步骤是利用一化学气相沉积法。
9.如权利要求6所述的对准标记的制造方法，其特征是，形成该低反射性材料层的步骤是利用一反应性溅镀法。
10.如权利要求6所述的对准标记的制造方法，其特征是，该金属层的材料为铝、铜、以及铝铜合金所组成的一族群。
全文摘要
本发明公开一种对准标记(Alignment Mark)的制造方法，其是在例如铝铜合金的上层金属层(Top Metal Layer)上先形成内金属介电(Inter－Metal Dielectric；IMD)层，再形成一层例如氮化钛(Titanium Nitride；TiN)等低反射性的材料后，然后在此低反射性材料层上形成金属层，并利用此金属层制造对准标记，因此对准标记与底下的低反射性材料层之间的明暗对比明显，而利于后续的激光修补对准。此外，此低反射性材料层也可当作金属层的蚀刻终止层(Etching Stop Layer)。
文档编号H01L21/02GK1458667SQ02120270
公开日2003年11月26日 申请日期2002年5月17日 优先权日2002年5月17日
发明者黄俊岩, 李建毅, 傅如彬, 彭荣义 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司