专利名称：防止微影工艺对准失误的结构与方法
技术领域：
本发明是有关于一种防止微影工艺对准失误的结构与方法，且特别是有关于一种于金属内连线的微影工艺中防止对准失误的结构与方法。
背景技术：
随着半导体技术的进步，元件的尺寸也不断地缩小。当集成电路的集成度增加，使得晶片的表面无法提供足够的面积来制作所需的内连线时，为了配合元件缩小后所增加的内连线需求，两层以上的多层金属内连线的设计，便成为超大规模集成电路(VLSI)技术所必须采用的方式。
而通常在定义每一层金属内连线层时，都会利用设计在晶片边缘的对准标记来作光罩的对准，以使每一膜层之间不会有对准失误的情形发生。如图1A所示，一般在一晶圆100上可以制作数个晶片120，而每一晶片120之间的间隙(切割道)上会设计有对准标记130。当每进行微影工艺之前，都会先利用对准标记来确认光罩是否有精确的与晶片120对准。
典型的对准标记130的图案设计如图1B所示，对准标记130是由四个矩形图案所围成。而公知对准标记130的形成方法如以下所述。
请参照图2A，图2A为图1B由I-I’的剖面示意图。首先，基底100上已形成有一结构层102，接着在结构层102上形成一铝层104。此时，此对准标记130的中心线110位于信号产生处106、108两处的中央位置。
由于在铝工艺中，通常都会在铝层的表面形成氮化钛，或钛/氮化钛层，作为微影所需的抗反射层用(另具有抗电致迁移和蚀刻工艺终点等作用)。如图2B所示，在上述形成铝层104之后，通常会接着在铝层104的表面上形成一钛/氮化钛层112。
然而，所形成的钛/氮化钛层112却会有向晶圆中心方向114偏移的情形。这是因为氮化钛材质是属于一种较硬的材质，在沉积时会有一应力，而使钛/氮化钛层112向晶圆中心方向114偏移。而在沉积钛/氮化钛层112之后的对准标记130a的中心线110a是位于信号产生处106a、108a两处的中央位置。相较于原先的中心线110，中心线110a已明显向晶圆中央方向114偏移。
值得注意的是，此中心线110a偏移的情形会使得对准标记的功能失效。换言之，后续在进行微影工艺时，若是以此对准标记130a来作光罩对准，将会产生对准失误的情形，而造成元件图案产生偏移。
发明内容
因此本发明的目的就是提供一种防止微影工艺对准失误的结构与方法，以解决公知于铝层上沉积氮化钛，或钛/氮化钛之后，会使对准标记的中心线产生偏移，而导致后续微影工艺产生对准失误。
本发明提出一种防止微影工艺对准失误的方法，此方法首先在一基底上方的一结构层上形成一导电层，在此，导电层例如是一铝层。之后，在导电层的表面上形成一抗反射层。在一较佳实施例中，抗反射层是由至少二金属层以及至少二氮化金属层交错堆栈而构成的双数层结构。在另一实施例中，抗反射层是由至少二金属层以及至少一氮化金属层交错堆栈而构成的单数层结构。除此之外，本发明的抗反射层亦可以是由单一钛层所构成。再者，在导电层的底下更包括形成有另一抗电致迁移层，此形成在导电层底下的抗电致迁移层可以依照实际所需而设计成如同以上所述的结构，例如是单一钛层或是数层金属层与氮化金属层的交错结构。
本发明又提出一种防止微影工艺对准失误的结构，此结构包括一结构层、一导电层以及一抗反射层。其中，结构层配置在一基底上，导电层配置在结构层上，而抗反射层配置在导电层的表面上。在一较佳实施例中，抗反射层是由至少二金属层以及至少二氮化金属层交错堆栈而构成的双数层结构。在另一实施例中，抗反射层是由至少二金属层以及至少一氮化金属层交错堆栈而构成的单数层结构。除此之外，本发明的抗反射层亦可以是由单一钛层所构成。再者，在导电层的底下更包括配置有另一抗电致迁移层，此形成在导电层底下的抗电致迁移层可以依照实际所需而设计成如同以上所述的结构，例如是单一钛层或是数层金属层与氮化金属层的交错结构。
由于本发明的方法与结构可以降低抗反射层的应力，以改善其沉积均匀度，因此在形成抗反射层之后的对准标记的中心线就不会产生偏移。如此一来，后续于再以对准标记与光罩作对准时，就不会发生对准失误的问题。
图1A是一晶圆的俯视图；图1B是一对准标记的俯视图；图2A至图2B是公知一对准标记的制造流程剖面示意图，其为图1B中由I-I’的剖面图；图3是依照本发明一较佳实施例的一对准标记的剖面示意图；图4是依照本发明一较佳实施例的一对准标记的局部放大图；图5是依照本发明另一较佳实施例的一对准标记的局部放大图；图6是依照本发明另一较佳实施例的一对准标记的局部放大图。
100基底(晶圆)120晶片130、130a对准标记102结构层104导电层106、108、106a、108a信号产生处110、110a中心线112钛/氮化钛层
114晶圆中心方向300局部放大处302抗电致迁移层304、304a、304b抗反射层306、306a金属层308、308a氮化金属层具体实施方式
图3其为依照本发明一较佳实施例的对准标记的剖面示意图，而图4为图3中300处的放大图。请参照图3与图4，在基底100上方的结构层102上形成一抗电致迁移层302，之后再于抗电致迁移层302上形成一导电层104，并且在导电层104上形成一抗反射层304，以使导电层104夹于抗电致迁移层302和抗反射层304之间。特别值得一提的是，抗反射层304还具有抗电致迁移和作为蚀刻工艺终点等作用。
在一较佳实施例中，基底100例如是一硅基底，结构层102例如是一图案化的介电层。而导电层104例如是一铝层。铝层下方是一抗电致迁移层302例如是一钛/氮化钛层、一钛层或是一氮化钛层。而为了防止抗反射层304产生偏移，在此仅用钛来作为抗反射层304的材质，而且单一钛层的抗反射层304的厚度与公知抗反射层的总厚度相当。
由于钛相较于氮化钛是属于较软的一种材质，其于沉积时往晶圆中心方向的应力会较低，因此以单一钛层来作为抗反射层304可以防止此抗反射层304沉积不均匀，而导致图3的对准标记的中心线产生偏移。
请参照图5，其为另一较佳实施例的对准标记的剖面示意图，且其为图3300处的放大图。在此实施例中，形成在导电层104上的抗反射层304a是由至少二金属层306、306a以及至少二氮化金属层308、308a交错堆栈而成。在图5中是以两层金属层306、306a以及两层氮化金属层308、308a为例，但并非用以限定本发明。本发明的抗反射层304a可以是由两层以上的金属层以及两层以上的氮化金属层彼此交错堆栈而构成四层以上的双数层结构。在此，金属层306、306a的材质例如是钛，而氮化金属层308、308a的材质例如是氮化钛。同样的，由至少二金属层306、306a以及至少二氮化金属层308、308a交错堆栈所构成的抗反射层304a的总厚度，与公知抗反射层的总厚度相当。
在此实施例中，由于此抗反射层304a是以由至少二金属层306、306a以及至少二氮化金属层308、308a交错堆栈而成，氮化钛的应力便能因此分散掉。因此，所形成的抗反射层304a较不会沉积不均匀，而导致对准标记的中心线产生偏移的情形。
请参照图6，其为另一较佳实施例的对准标记的剖面示意图，且其为图3300处的放大图。在此实施例中，形成在导电层104上的抗反射层304b是由至少二金属层306、306a以及至少一氮化金属层308交错堆栈而成。在图6中以两层金属层306、306a以及一层氮化金属层308为例，但并非用以限定本发明。本发明的抗反射层304b可以是由两层以上的金属层以及一层以上的氮化金属层彼此交错堆栈而构成三层以上的单数层结构。在此，金属层306、306a的材质例如是钛，而氮化金属层308的材质例如是氮化钛。同样的，由至少二金属层306、306a以及至少一氮化金属层308交错堆栈所构成的抗反射层304b的总厚度，与公知抗反射层的总厚度相当。
同上所述，由于此抗反射层304b是以由至少二金属层306、306a以及至少一氮化金属层308交错堆栈而成，氮化钛的应力便能因此分散掉。因此，所形成的抗反射层304b较不会沉积不均匀，而导致对准标记的中心线产生偏移的情形。
在本发明中，抗电致迁移层302除了可以使用公知钛/氮化钛，或是钛，或是氮化钛的设计外，还可以依照实际所需，将此抗电致迁移层302作如同抗反射层的设计，例如使用单一金属层作为此抗电致迁移层，或是使用至少二金属层以及至少二层氮化钛交错堆栈作为此抗电致迁移层，或是使用至少二金属层以及至少一层氮化钛交错堆栈作为抗电致迁移层。
综合以上所述，由于本发明的方法与结构可以降低抗电致迁移层和抗反射层的应力，以改善其沉积均匀度，因此在形成抗反射层之后的对准标记的中心线就不会产生偏移。如此一来，后续于再以对准标记与光罩作对准时，就不会发生对准失误的问题。
权利要求
1.一种防止微影工艺对准失误的方法，其特征是，该方法包括在一基底上方的一结构层上形成一导电层；以及在该导电层的表面上形成一抗反射层，其中该抗反射层是由至少二金属层以及至少二氮化金属层交错堆栈而成的双数层结构。
2.如权利要求1所述的防止微影工艺对准失误的方法，其特征是，该导电层为一铝层。
3.如权利要求1所述的防止微影工艺对准失误的方法，其特征是，该至少二金属层的材质包括钛。
4.如权利要求1所述的防止微影工艺对准失误的方法，其特征是，该至少二氮化金属层的材质包括氮化钛。
5.如权利要求1所述的防止微影工艺对准失误的方法，其特征是，在该导电层的底下更包括形成有一抗电致迁移层。
6.一种防止微影工艺对准失误的方法，其特征是，该方法包括在一基底上方的一结构层上形成一导电层；以及在该导电层的表面上形成一抗反射层，其中该抗反射层是由至少二金属层以及至少一氮化金属层交错堆栈而成的单数层结构。
7.如权利要求6所述的防止微影工艺对准失误的方法，其特征是，该导电层为一铝层。
8.如权利要求6所述的防止微影工艺对准失误的方法，其特征是，该至少二金属层的材质包括钛。
9.如权利要求6所述的防止微影工艺对准失误的方法，其特征是，该至少二氮化金属层的材质包括氮化钛。
10.如权利要求6所述的防止微影工艺对准失误的方法，其特征是，在该导电层的底下更包括形成有一抗电致迁移层。
11.一种防止微影工艺对准失误的方法，其特征是，该方法包括在一基底上方的一结构层上形成一导电层；以及在该导电层的表面上形成一抗反射层，该抗反射层是由一单一金属层所构成。
12.如权利要求11所述的防止微影工艺对准失误的方法，其特征是，该导电层为一铝层。
13.如权利要求11所述的防止微影工艺对准失误的方法，其特征是，该单一金属层的材质包括钛。
14.如权利要求11所述的防止微影工艺对准失误的方法，其特征是，在该导电层的底下更包括形成有一抗电致迁移层。
15.一种防止微影工艺对准失误的结构，其特征是，该结构包括一结构层，配置在一基底上；一导电层，配置在该结构层上；以及一抗反射层，配置在该导电层的表面上，其中该抗反射层是由至少二金属层以及至少二氮化金属层交错堆栈而成的双数层结构。
16.如权利要求15所述的防止微影工艺对准失误的结构，其特征是，该导电层为一铝层。
17.如权利要求15所述的防止微影工艺对准失误的结构，其特征是，该至少二金属层的材质包括钛。
18.如权利要求15所述的防止微影工艺对准失误的结构，其特征是，该至少二氮化金属层的材质包括氮化钛。
19.如权利要求15所述的防止微影工艺对准失误的结构，其特征是，在该导电层的底下更包括配置有一抗电致迁移层。
20.一种防止微影工艺对准失误的结构，其特征是，该结构包括一结构层，配置在在一基底上；一导电层，配置在该结构层上；以及一抗反射层，配置在该导电层的表面上，其中该抗反射层是由至少二金属层以及至少一氮化金属层交错堆栈而成的单数层结构。
21.如权利要求20所述的防止微影工艺对准失误的结构，其特征是，该导电层为一铝层。
22.如权利要求20所述的防止微影工艺对准失误的结构，其特征是，该至少二金属层的材质包括钛。
23.如权利要求20所述的防止微影工艺对准失误的结构，其特征是，该至少二氮化金属层的材质包括氮化钛。
24.如权利要求20所述的防止微影工艺对准失误的结构，其特征是，在该导电层的底下更包括配置有一抗电致迁移层。
25.一种防止微影工艺对准失误的结构，其特征是，该结构包括一结构层，配置在一基底上；一导电层，配置在该结构层上；以及一抗反射层，配置在该导电层的表面上，其中该抗反射层是由一单一金属层所构成。
26.如权利要求25所述的防止微影工艺对准失误的结构，其特征是，该导电层为一铝层。
27.如权利要求25所述的防止微影工艺对准失误的结构，其特征是，该单一金属层的材质包括钛。
28.如权利要求25所述的防止微影工艺对准失误的结构，其特征是，在该导电层的底下更包括配置有一抗电致迁移层。
全文摘要
一种防止微影工艺对准失误的结构与方法，其应用在金属内连线的微影工艺中，此方法首先在一基底上方的一结构层上形成一铝层。接着，在铝层的表面上形成一抗反射层，其中此抗反射层是由至少二钛层以及至少二氮化钛层交错堆栈而成。由于抗反射层是由至少二钛层以及至少二氮化钛层交错堆栈而成，因此可以分散氮化钛的应力，而使整个抗反射层较为均匀，以避免后续微影工艺产生对准失误。
文档编号H01L21/02GK1534759SQ0310908
公开日2004年10月6日 申请日期2003年4月2日 优先权日2003年4月2日
发明者苏金达, 赖隽仁, 颜裕林 申请人:旺宏电子股份有限公司