專利名稱：：制作微機(jī)械動件與其金屬內(nèi)連線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種制作微機(jī)械動件與其金屬內(nèi)連線的方法，特別是涉及一種制作具低電阻值的金屬內(nèi)連線并可整合金屬內(nèi)連線工藝與微機(jī)械動件工藝的方法。
背景技術(shù)：
：以現(xiàn)行微機(jī)電(MEMS)技術(shù)的發(fā)展趨勢來看，導(dǎo)線(內(nèi)連線)與微機(jī)械結(jié)構(gòu)為微機(jī)電元件的二項(xiàng)主要的模塊。相較于半導(dǎo)體元件，微機(jī)電元件往往需要以較大的電流驅(qū)動，因此導(dǎo)線的制作上必須配合高電流的需求，而必須具備較小的電阻值，然而另一方面由于微機(jī)電元件的微'j、化亦是發(fā)展的主要方向，在微小化的前提下，降低導(dǎo)線的電阻值成為微機(jī)電技術(shù)的發(fā)展中有待突破的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一在于提供一種整合制作金屬內(nèi)連線與微機(jī)械動件的方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種制作具有不同規(guī)格與應(yīng)用的內(nèi)金屬介電層的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種制作金屬內(nèi)連線的方法。首先提供一基底，并于該基底上形成一第一犧牲圖案，其中該第一犧牲圖案包括多個第一開口。接著進(jìn)行一第一鍍膜工藝，于各該第一開口中形成一第一金屬內(nèi)連線圖案。隨后去除該第一犧牲圖案，并于該基底與該些第一金屬內(nèi)連線圖案上形成一第二犧牲圖案，其中該第二犧牲圖案包括多個第二開口，暴露出部分該第一金屬內(nèi)連線圖案。之后進(jìn)行一第二鍍膜工藝，于各該第二開口中形成一第二金屬內(nèi)連線圖案，再去除該第二犧牲圖案，并于該基底、該些第一全屬內(nèi)連線圖案與該些第二金屬內(nèi)連線圖案上形成一內(nèi)金屬介電層。接著平坦化該內(nèi)金屬介電層直至暴露出該第二金屬內(nèi)連線圖案，并利用鍍膜技術(shù)于該內(nèi)全屬介電層上制作出至少一與該第二金屬內(nèi)連線圖案電連接的微機(jī)械動件。為了進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖。然而附圖僅供參考與輔助說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制者。圖1至圖13為本發(fā)明制作微機(jī)械動件與其金屬內(nèi)連線的一優(yōu)選實(shí)施例的方法示意圖。簡單符號說明<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具體實(shí)施方式請參考圖1至圖13。圖1至圖13為本發(fā)明制作微機(jī)械動件與其金屬內(nèi)連線的一優(yōu)選實(shí)施例的方法示意圖。如圖l所示，首先提供一基底IO,例如一半導(dǎo)體晶片，其中基底10中可包括已制作完成并待進(jìn)行金屬內(nèi)連線工藝的電子元件(圖未示)。4婁著于基底10的表面形成一熱氧化層(thermaloxidelayer)l2,作為應(yīng)力緩沖層(stressbufferlayer)與避免后續(xù)金屬內(nèi)連線發(fā)生擴(kuò)散的擴(kuò)散防止層(diffosionbarrierlayer)之用。其中于本發(fā)明的其它實(shí)施例中，可視需要不于基底10的表面形成熱氧化層12。如圖2所示，隨后于熱氧化層12的表面形成一晶種層14。晶種層14可利用濺射(sputter)或其它沉積技術(shù)加以形成，其材料可依不同需求為一鈦化鎢/銅薄膜、一鉻/金薄膜或一鈦/金薄膜等金屬薄膜，而于本實(shí)施例中晶種層14的厚度為50-250埃/1000-2000埃(指二層薄膜的厚度)，但晶種層14的厚度并不限于上述范圍，而可視情況加以調(diào)整。如圖3接著于晶種層14的表面形成一第一犧牲圖案16，例如一光致抗蝕劑圖案，第一犧牲圖案16包括多個第一開口18。之后，進(jìn)行一第一鍍膜(plating)工藝，于第一開口18中形成一第一金屬內(nèi)連線圖案20,其中本實(shí)施例利用電鍍(electroplating)工藝或無電鍍(electrolessplating)工藝于第一開口18中形成一銅金屬層作為第一金屬內(nèi)連線圖案20的材料。第一金屬內(nèi)連線圖案20的線寬與厚度可視電阻值的要求而作改變，舉例來說，于本實(shí)施例中第一金屬內(nèi)連線圖案20的線寬約為IO微米，而其厚度約為4至6微米，但值得說明是是第一金屬內(nèi)連線圖案20的材料并不限于銅，且其線寬與厚度并不為上述條件所限制。此外，于電鍍第一金屬內(nèi)連線圖案20時，需控制工藝時間等參數(shù)使其厚度不超過第一犧牲圖案16的厚度。如圖4所示，去除第一犧牲圖案16，并于熱氧化層12與第一金屬內(nèi)連線圖案20上形成一第二犧牲圖案22，例如一光致抗蝕劑圖案，其中第二犧牲圖案22包括多個第二開口24，暴露出部分第一金屬內(nèi)連線圖案20。隨后，再進(jìn)行一第二鍍膜工藝，于第二開口24中形成一第二金屬內(nèi)連線圖案26。其中于本實(shí)施例中第二金屬內(nèi)連線圖案26為一插塞層(pluglayer),且第二鍍膜工藝以電鍍工藝或非電鍍工藝方式于第一金屬內(nèi)連線圖案20的表面形成一銅金屬層。另外，第二金屬內(nèi)連線圖案26的厚度約介于4至6微米之間，但第二金屬內(nèi)連線圖案26的材料并不限于銅，且其厚度亦不限定為上述厚度范圍。此外，于電鍍第二金屬內(nèi)連線圖案26時，亦需使其厚度不超過第二犧牲圖案22的厚度。如圖5所示，隨后去除第二犧牲圖案22,以及未被第一金屬內(nèi)連線圖案20覆蓋的晶種層14，并可進(jìn)行一表面處理工藝以去除第一金屬內(nèi)連線圖案20與第二金屬內(nèi)連線圖案26表面殘留的氧化物。如圖6所示，接著于第一金屬內(nèi)連線圖案20、第二金屬內(nèi)連線圖案26與熱氧化層12的表面形成一內(nèi)金屬介電層28。在本實(shí)施例中，內(nèi)金屬介電層28為氧化硅(SiOx)層，并利用一等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝加以制作，且內(nèi)金屬介電層28的厚度約為11微米以上。如圖7所示，由內(nèi)金屬介電層28的表面平坦化內(nèi)金屬介電層28直至暴露出第二金屬內(nèi)連線圖案26，其中本實(shí)施例利用一化學(xué)機(jī)械研磨工藝進(jìn)行上述平坦化工藝，但不限于此亦可利用其它如蝕刻方式進(jìn)行上述第一金屬層內(nèi)連線圖案20作為第一層金屬內(nèi)連線之用，而第二金屬內(nèi)連線圖案26作為插塞之用。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，可以利用電鍍或無電鍍等鍍膜技術(shù)在上面所得結(jié)構(gòu)之上制作出至少一微機(jī)械動件，例如微致動器(microactuator)、微繼電器(microrelay)或微感測器(microsensor)等，即可完成本發(fā)明的微機(jī)電元件系統(tǒng)。然而本發(fā)明的方法并不局限于制作單層的金屬內(nèi)連線結(jié)構(gòu)，而可重復(fù)前述工藝?yán)^續(xù)形成雙層或多層的金屬內(nèi)連線。如圖8所示，于制作第二層金屬內(nèi)連線之前，先進(jìn)行一表面處理工藝，例如利用蝕刻方式，去除第二金屬內(nèi)連線圖案26與內(nèi)金屬介電層28表面的氧化物或有機(jī)物。隨后于第二金屬內(nèi)連線圖案26與內(nèi)金屬介電層28形成另一晶種層30，晶種層30的材料與厚度可同于前述晶種層14,或視需要作適度變化。接著于內(nèi)金屬介電層28與第二金屬內(nèi)連線圖案26上利用電鍍或非電鍍等技術(shù)依序制作出一第三金屬內(nèi)連線圖案32。如圖9所示，隨后于第三金屬內(nèi)連線圖案32上形成一第四金屬內(nèi)連線圖案34。上述第三金屬內(nèi)連線圖案32為第二層內(nèi)金屬連線，而第四金屬內(nèi)連線圖案34則為一插塞層。如圖IO所示，隨后去除未被第三金屬內(nèi)連線圖案32與一第四金屬內(nèi)連線圖案34覆蓋的晶種層30。如圖ll所示，接著于第三金屬內(nèi)連線圖案32、第四金屬內(nèi)連線圖案34上形成另一內(nèi)金屬介電層36。在本實(shí)施例中，內(nèi)金屬介電層36為氧化硅層，并利用一等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝加以制作。如圖12所示，由內(nèi)金屬介電層36的表面平坦化內(nèi)金屬介電層36直至暴露出第四金屬內(nèi)連線圖案34，以便與后續(xù)制作的微機(jī)械動件連接，其中本實(shí)施例利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝進(jìn)行上述平坦化工藝。如圖13所示，最后利用電鍍或無電鍍等鍍膜技術(shù)于內(nèi)金屬介電層36上制作出至少一微機(jī)械動件38，例如微致動器(microactuator)、微繼電器(microrelay)或微感測器(microsensor)等，即完成本發(fā)明的微機(jī)電元件系統(tǒng)，其中微機(jī)械動件38透過第四金屬內(nèi)連線圖案34與第三金屬內(nèi)連線圖案32、第二金屬內(nèi)連線圖案26與第一金屬內(nèi)連線圖案20等電連接，并接受控制元件(圖未示)傳遞的信號的驅(qū)動。綜上所述，本發(fā)明的方法具有下列特征與優(yōu)點(diǎn)。首先，本發(fā)明利用電鍍或無電鍍工藝快速制作出微型內(nèi)連線模塊，作為與微機(jī)械結(jié)構(gòu)或動件電溝通的內(nèi)連線，因此可縮小封裝面積并提升微機(jī)電系統(tǒng)的整合性。其次，本發(fā)明的方法所制作出的內(nèi)連線具有較厚的厚度(厚度超過1微米的導(dǎo)線)，故可有效降低金屬內(nèi)連線的電阻值。再者，金屬內(nèi)連線的線寬、圖案設(shè)計(jì)與布局等可依照不同的使用需求與設(shè)計(jì)而改變。此外，制作于金屬內(nèi)連線上方的微機(jī)械動件可直接與金屬內(nèi)連線電連接。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。權(quán)利要求1.一種制作微機(jī)械動件與其金屬內(nèi)連線的方法，包括提供基底于該基底上形成第一犧牲圖案，該第一犧牲圖案包括多個第一開口；進(jìn)行第一鍍膜工藝，于各該第一開口中形成第一金屬內(nèi)連線圖案；去除該第一犧牲圖案，接著于該基底與該些第一金屬內(nèi)連線圖案上形成第二犧牲圖案，該第二犧牲圖案包括多個第二開口，暴露出部分該第一金屬內(nèi)連線圖案；進(jìn)行第二鍍膜工藝，于各該第二開口中形成第二金屬內(nèi)連線圖案；去除該第二犧牲圖案；于該基底、該些第一金屬內(nèi)連線圖案與該些第二金屬內(nèi)連線圖案上形成內(nèi)金屬介電層；由該內(nèi)金屬介電層的表面平坦化該內(nèi)金屬介電層直至暴露出該第二金屬內(nèi)連線圖案；以及利用鍍膜技術(shù)于該內(nèi)金屬介電層上制作出至少一與該第二金屬內(nèi)連線圖案電連接的微機(jī)械動件。2、如權(quán)利要求1所述的方法，還包括于該基底上形成第一犧牲圖案之前，先于該基底的表面形成熱氧化層。3、如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一金屬內(nèi)連線圖案與該第二金屬內(nèi)連線圖案的材料包括銅。4、如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一鍍膜工藝包括電鍍工藝或無電鍍工藝。5、如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第二鍍膜工藝包括電鍍工藝或無電鍍工藝。6、如權(quán)利要求1所述的方法，還包括于進(jìn)行該第一鍍膜工藝之前，先于該基底上形成晶種層。7、如權(quán)利要求l所述的方法，其中該內(nèi)金屬介電層為氧化硅層。8、如權(quán)利要求1所述的方法，其中該內(nèi)金屬介電層利用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝形成于該基底、該些第一金屬內(nèi)連線圖案與該些第二金屬內(nèi)連線圖案上。9、如權(quán)利要求1所述的方法，其中由該內(nèi)金屬介電層的表面去除該內(nèi)金屬介電層直至暴露出該第二金屬內(nèi)連線圖案的步驟通過化學(xué)機(jī)械研磨工藝達(dá)成。10、如權(quán)利要求l所述的方法，其中該第二金屬內(nèi)連線圖案為插塞層。11、一種制作微機(jī)械動件與其金屬內(nèi)連線的方法，包括提供基底于該基底上形成第一犧牲圖案，該第一犧牲圖案包括多個第一開口；進(jìn)行第一鍍膜工藝，于各該第一開口中形成第一金屬內(nèi)連線圖案；去除該第一犧牲圖案，接著于該基底與該些第一金屬內(nèi)連線圖案上形成第二犧牲圖案，該第二犧牲圖案包括多個第二開口，暴露出部分該第一金屬內(nèi)連線圖案；進(jìn)行第二鍍膜工藝，于各該第二開口中形成第二金屬內(nèi)連線圖案；去除該第二犧牲圖案；于該基底、該些第一金屬內(nèi)連線圖案與該些第二金屬內(nèi)連線圖案上形成內(nèi)金屬介電層；由該內(nèi)金屬介電層的表面平坦化該內(nèi)金屬介電層直至暴露出該第二金屬內(nèi)連線圖案；重復(fù)上述工藝，以形成第三金屬內(nèi)連線圖案、第四金屬內(nèi)連線圖案及另一內(nèi)金屬介電層；利用鍍膜技術(shù)于該另一內(nèi)金屬介電層上制作出至少一與該第四金屬內(nèi)連線圖案電連接的微機(jī)械動件。全文摘要一種制作微機(jī)械動件與其金屬內(nèi)連線的方法。首先于一基底上依序利用鍍膜工藝一第一金屬內(nèi)連線圖案與堆疊于其上的一第二金屬內(nèi)連線圖案。接著形成一內(nèi)金屬介電層，并平坦化該內(nèi)金屬介電層直至暴露出該第二金屬內(nèi)連線圖案。最后利用鍍膜技術(shù)于該內(nèi)金屬介電層上制作出至少一與該第二金屬內(nèi)連線圖案電連接的微機(jī)械動件。文檔編號B81C1/00GK101254893SQ20071008434公開日2008年9月3日申請日期2007年2月27日優(yōu)先權(quán)日2007年2月27日發(fā)明者李修明,郭惠真,陳嘉俊,黃世民,黃冠瑞申請人:探微科技股份有限公司