專利名稱：防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)與方法，且特別是有關(guān)于一種于金屬內(nèi)連線的微影工藝中防止對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)與方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，元件的尺寸也不斷地縮小。當(dāng)集成電路的集成度增加，使得晶片的表面無法提供足夠的面積來制作所需的內(nèi)連線時(shí)，為了配合元件縮小后所增加的內(nèi)連線需求，兩層以上的多層金屬內(nèi)連線的設(shè)計(jì)，便成為超大規(guī)模集成電路(VLSI)技術(shù)所必須采用的方式。
而通常在定義每一層金屬內(nèi)連線層時(shí)，都會(huì)利用設(shè)計(jì)在晶片邊緣的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記來作光罩的對(duì)準(zhǔn)，以使每一膜層之間不會(huì)有對(duì)準(zhǔn)失誤的情形發(fā)生。如圖1A所示，一般在一晶圓100上可以制作數(shù)個(gè)晶片120，而每一晶片120之間的間隙(切割道)上會(huì)設(shè)計(jì)有對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記130。當(dāng)每進(jìn)行微影工藝之前，都會(huì)先利用對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記來確認(rèn)光罩是否有精確的與晶片120對(duì)準(zhǔn)。
典型的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記130的圖案設(shè)計(jì)如圖1B所示，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記130是由四個(gè)矩形圖案所圍成。而公知對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記130的形成方法如以下所述。
請(qǐng)參照?qǐng)D2A，圖2A為圖1B由I-I’的剖面示意圖。首先，基底100上已形成有一結(jié)構(gòu)層102，接著在結(jié)構(gòu)層102上形成一鋁層104。此時(shí)，此對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記130的中心線110位于信號(hào)產(chǎn)生處106、108兩處的中央位置。
由于在鋁工藝中，通常都會(huì)在鋁層的表面形成氮化鈦，或鈦/氮化鈦層，作為微影所需的抗反射層用(另具有抗電致遷移和蝕刻工藝終點(diǎn)等作用)。如圖2B所示，在上述形成鋁層104之后，通常會(huì)接著在鋁層104的表面上形成一鈦/氮化鈦層112。
然而，所形成的鈦/氮化鈦層112卻會(huì)有向晶圓中心方向114偏移的情形。這是因?yàn)榈伈馁|(zhì)是屬于一種較硬的材質(zhì)，在沉積時(shí)會(huì)有一應(yīng)力，而使鈦/氮化鈦層112向晶圓中心方向114偏移。而在沉積鈦/氮化鈦層112之后的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記130a的中心線110a是位于信號(hào)產(chǎn)生處106a、108a兩處的中央位置。相較于原先的中心線110，中心線110a已明顯向晶圓中央方向114偏移。
值得注意的是，此中心線110a偏移的情形會(huì)使得對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的功能失效。換言之，后續(xù)在進(jìn)行微影工藝時(shí)，若是以此對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記130a來作光罩對(duì)準(zhǔn)，將會(huì)產(chǎn)生對(duì)準(zhǔn)失誤的情形，而造成元件圖案產(chǎn)生偏移。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的就是提供一種防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)與方法，以解決公知于鋁層上沉積氮化鈦，或鈦/氮化鈦之后，會(huì)使對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心線產(chǎn)生偏移，而導(dǎo)致后續(xù)微影工藝產(chǎn)生對(duì)準(zhǔn)失誤。
本發(fā)明提出一種防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的方法，此方法首先在一基底上方的一結(jié)構(gòu)層上形成一導(dǎo)電層，在此，導(dǎo)電層例如是一鋁層。之后，在導(dǎo)電層的表面上形成一抗反射層。在一較佳實(shí)施例中，抗反射層是由至少二金屬層以及至少二氮化金屬層交錯(cuò)堆棧而構(gòu)成的雙數(shù)層結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，抗反射層是由至少二金屬層以及至少一氮化金屬層交錯(cuò)堆棧而構(gòu)成的單數(shù)層結(jié)構(gòu)。除此之外，本發(fā)明的抗反射層亦可以是由單一鈦層所構(gòu)成。再者，在導(dǎo)電層的底下更包括形成有另一抗電致遷移層，此形成在導(dǎo)電層底下的抗電致遷移層可以依照實(shí)際所需而設(shè)計(jì)成如同以上所述的結(jié)構(gòu)，例如是單一鈦層或是數(shù)層金屬層與氮化金屬層的交錯(cuò)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明又提出一種防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)包括一結(jié)構(gòu)層、一導(dǎo)電層以及一抗反射層。其中，結(jié)構(gòu)層配置在一基底上，導(dǎo)電層配置在結(jié)構(gòu)層上，而抗反射層配置在導(dǎo)電層的表面上。在一較佳實(shí)施例中，抗反射層是由至少二金屬層以及至少二氮化金屬層交錯(cuò)堆棧而構(gòu)成的雙數(shù)層結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，抗反射層是由至少二金屬層以及至少一氮化金屬層交錯(cuò)堆棧而構(gòu)成的單數(shù)層結(jié)構(gòu)。除此之外，本發(fā)明的抗反射層亦可以是由單一鈦層所構(gòu)成。再者，在導(dǎo)電層的底下更包括配置有另一抗電致遷移層，此形成在導(dǎo)電層底下的抗電致遷移層可以依照實(shí)際所需而設(shè)計(jì)成如同以上所述的結(jié)構(gòu)，例如是單一鈦層或是數(shù)層金屬層與氮化金屬層的交錯(cuò)結(jié)構(gòu)。
由于本發(fā)明的方法與結(jié)構(gòu)可以降低抗反射層的應(yīng)力，以改善其沉積均勻度，因此在形成抗反射層之后的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心線就不會(huì)產(chǎn)生偏移。如此一來，后續(xù)于再以對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記與光罩作對(duì)準(zhǔn)時(shí)，就不會(huì)發(fā)生對(duì)準(zhǔn)失誤的問題。


圖1A是一晶圓的俯視圖；圖1B是一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的俯視圖；圖2A至圖2B是公知一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的制造流程剖面示意圖，其為圖1B中由I-I’的剖面圖；圖3是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的剖面示意圖；圖4是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的局部放大圖；圖5是依照本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的局部放大圖；圖6是依照本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的局部放大圖。
100基底(晶圓)120晶片130、130a對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記102結(jié)構(gòu)層104導(dǎo)電層106、108、106a、108a信號(hào)產(chǎn)生處110、110a中心線112鈦/氮化鈦層
114晶圓中心方向300局部放大處302抗電致遷移層304、304a、304b抗反射層306、306a金屬層308、308a氮化金屬層具體實(shí)施方式
圖3其為依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的剖面示意圖，而圖4為圖3中300處的放大圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3與圖4，在基底100上方的結(jié)構(gòu)層102上形成一抗電致遷移層302，之后再于抗電致遷移層302上形成一導(dǎo)電層104，并且在導(dǎo)電層104上形成一抗反射層304，以使導(dǎo)電層104夾于抗電致遷移層302和抗反射層304之間。特別值得一提的是，抗反射層304還具有抗電致遷移和作為蝕刻工藝終點(diǎn)等作用。
在一較佳實(shí)施例中，基底100例如是一硅基底，結(jié)構(gòu)層102例如是一圖案化的介電層。而導(dǎo)電層104例如是一鋁層。鋁層下方是一抗電致遷移層302例如是一鈦/氮化鈦層、一鈦層或是一氮化鈦層。而為了防止抗反射層304產(chǎn)生偏移，在此僅用鈦來作為抗反射層304的材質(zhì)，而且單一鈦層的抗反射層304的厚度與公知抗反射層的總厚度相當(dāng)。
由于鈦相較于氮化鈦是屬于較軟的一種材質(zhì)，其于沉積時(shí)往晶圓中心方向的應(yīng)力會(huì)較低，因此以單一鈦層來作為抗反射層304可以防止此抗反射層304沉積不均勻，而導(dǎo)致圖3的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心線產(chǎn)生偏移。
請(qǐng)參照?qǐng)D5，其為另一較佳實(shí)施例的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的剖面示意圖，且其為圖3300處的放大圖。在此實(shí)施例中，形成在導(dǎo)電層104上的抗反射層304a是由至少二金屬層306、306a以及至少二氮化金屬層308、308a交錯(cuò)堆棧而成。在圖5中是以兩層金屬層306、306a以及兩層氮化金屬層308、308a為例，但并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明的抗反射層304a可以是由兩層以上的金屬層以及兩層以上的氮化金屬層彼此交錯(cuò)堆棧而構(gòu)成四層以上的雙數(shù)層結(jié)構(gòu)。在此，金屬層306、306a的材質(zhì)例如是鈦，而氮化金屬層308、308a的材質(zhì)例如是氮化鈦。同樣的，由至少二金屬層306、306a以及至少二氮化金屬層308、308a交錯(cuò)堆棧所構(gòu)成的抗反射層304a的總厚度，與公知抗反射層的總厚度相當(dāng)。
在此實(shí)施例中，由于此抗反射層304a是以由至少二金屬層306、306a以及至少二氮化金屬層308、308a交錯(cuò)堆棧而成，氮化鈦的應(yīng)力便能因此分散掉。因此，所形成的抗反射層304a較不會(huì)沉積不均勻，而導(dǎo)致對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心線產(chǎn)生偏移的情形。
請(qǐng)參照?qǐng)D6，其為另一較佳實(shí)施例的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的剖面示意圖，且其為圖3300處的放大圖。在此實(shí)施例中，形成在導(dǎo)電層104上的抗反射層304b是由至少二金屬層306、306a以及至少一氮化金屬層308交錯(cuò)堆棧而成。在圖6中以兩層金屬層306、306a以及一層氮化金屬層308為例，但并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明的抗反射層304b可以是由兩層以上的金屬層以及一層以上的氮化金屬層彼此交錯(cuò)堆棧而構(gòu)成三層以上的單數(shù)層結(jié)構(gòu)。在此，金屬層306、306a的材質(zhì)例如是鈦，而氮化金屬層308的材質(zhì)例如是氮化鈦。同樣的，由至少二金屬層306、306a以及至少一氮化金屬層308交錯(cuò)堆棧所構(gòu)成的抗反射層304b的總厚度，與公知抗反射層的總厚度相當(dāng)。
同上所述，由于此抗反射層304b是以由至少二金屬層306、306a以及至少一氮化金屬層308交錯(cuò)堆棧而成，氮化鈦的應(yīng)力便能因此分散掉。因此，所形成的抗反射層304b較不會(huì)沉積不均勻，而導(dǎo)致對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心線產(chǎn)生偏移的情形。
在本發(fā)明中，抗電致遷移層302除了可以使用公知鈦/氮化鈦，或是鈦，或是氮化鈦的設(shè)計(jì)外，還可以依照實(shí)際所需，將此抗電致遷移層302作如同抗反射層的設(shè)計(jì)，例如使用單一金屬層作為此抗電致遷移層，或是使用至少二金屬層以及至少二層氮化鈦交錯(cuò)堆棧作為此抗電致遷移層，或是使用至少二金屬層以及至少一層氮化鈦交錯(cuò)堆棧作為抗電致遷移層。
綜合以上所述，由于本發(fā)明的方法與結(jié)構(gòu)可以降低抗電致遷移層和抗反射層的應(yīng)力，以改善其沉積均勻度，因此在形成抗反射層之后的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心線就不會(huì)產(chǎn)生偏移。如此一來，后續(xù)于再以對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記與光罩作對(duì)準(zhǔn)時(shí)，就不會(huì)發(fā)生對(duì)準(zhǔn)失誤的問題。
權(quán)利要求
1.一種防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的方法，其特征是，該方法包括在一基底上方的一結(jié)構(gòu)層上形成一導(dǎo)電層；以及在該導(dǎo)電層的表面上形成一抗反射層，其中該抗反射層是由至少二金屬層以及至少二氮化金屬層交錯(cuò)堆棧而成的雙數(shù)層結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的方法，其特征是，該導(dǎo)電層為一鋁層。
3.如權(quán)利要求1所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的方法，其特征是，該至少二金屬層的材質(zhì)包括鈦。
4.如權(quán)利要求1所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的方法，其特征是，該至少二氮化金屬層的材質(zhì)包括氮化鈦。
5.如權(quán)利要求1所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的方法，其特征是，在該導(dǎo)電層的底下更包括形成有一抗電致遷移層。
6.一種防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的方法，其特征是，該方法包括在一基底上方的一結(jié)構(gòu)層上形成一導(dǎo)電層；以及在該導(dǎo)電層的表面上形成一抗反射層，其中該抗反射層是由至少二金屬層以及至少一氮化金屬層交錯(cuò)堆棧而成的單數(shù)層結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的方法，其特征是，該導(dǎo)電層為一鋁層。
8.如權(quán)利要求6所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的方法，其特征是，該至少二金屬層的材質(zhì)包括鈦。
9.如權(quán)利要求6所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的方法，其特征是，該至少二氮化金屬層的材質(zhì)包括氮化鈦。
10.如權(quán)利要求6所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的方法，其特征是，在該導(dǎo)電層的底下更包括形成有一抗電致遷移層。
11.一種防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的方法，其特征是，該方法包括在一基底上方的一結(jié)構(gòu)層上形成一導(dǎo)電層；以及在該導(dǎo)電層的表面上形成一抗反射層，該抗反射層是由一單一金屬層所構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求11所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的方法，其特征是，該導(dǎo)電層為一鋁層。
13.如權(quán)利要求11所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的方法，其特征是，該單一金屬層的材質(zhì)包括鈦。
14.如權(quán)利要求11所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的方法，其特征是，在該導(dǎo)電層的底下更包括形成有一抗電致遷移層。
15.一種防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)，其特征是，該結(jié)構(gòu)包括一結(jié)構(gòu)層，配置在一基底上；一導(dǎo)電層，配置在該結(jié)構(gòu)層上；以及一抗反射層，配置在該導(dǎo)電層的表面上，其中該抗反射層是由至少二金屬層以及至少二氮化金屬層交錯(cuò)堆棧而成的雙數(shù)層結(jié)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求15所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)，其特征是，該導(dǎo)電層為一鋁層。
17.如權(quán)利要求15所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)，其特征是，該至少二金屬層的材質(zhì)包括鈦。
18.如權(quán)利要求15所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)，其特征是，該至少二氮化金屬層的材質(zhì)包括氮化鈦。
19.如權(quán)利要求15所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)，其特征是，在該導(dǎo)電層的底下更包括配置有一抗電致遷移層。
20.一種防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)，其特征是，該結(jié)構(gòu)包括一結(jié)構(gòu)層，配置在在一基底上；一導(dǎo)電層，配置在該結(jié)構(gòu)層上；以及一抗反射層，配置在該導(dǎo)電層的表面上，其中該抗反射層是由至少二金屬層以及至少一氮化金屬層交錯(cuò)堆棧而成的單數(shù)層結(jié)構(gòu)。
21.如權(quán)利要求20所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)，其特征是，該導(dǎo)電層為一鋁層。
22.如權(quán)利要求20所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)，其特征是，該至少二金屬層的材質(zhì)包括鈦。
23.如權(quán)利要求20所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)，其特征是，該至少二氮化金屬層的材質(zhì)包括氮化鈦。
24.如權(quán)利要求20所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)，其特征是，在該導(dǎo)電層的底下更包括配置有一抗電致遷移層。
25.一種防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)，其特征是，該結(jié)構(gòu)包括一結(jié)構(gòu)層，配置在一基底上；一導(dǎo)電層，配置在該結(jié)構(gòu)層上；以及一抗反射層，配置在該導(dǎo)電層的表面上，其中該抗反射層是由一單一金屬層所構(gòu)成。
26.如權(quán)利要求25所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)，其特征是，該導(dǎo)電層為一鋁層。
27.如權(quán)利要求25所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)，其特征是，該單一金屬層的材質(zhì)包括鈦。
28.如權(quán)利要求25所述的防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)，其特征是，在該導(dǎo)電層的底下更包括配置有一抗電致遷移層。
全文摘要
一種防止微影工藝對(duì)準(zhǔn)失誤的結(jié)構(gòu)與方法，其應(yīng)用在金屬內(nèi)連線的微影工藝中，此方法首先在一基底上方的一結(jié)構(gòu)層上形成一鋁層。接著，在鋁層的表面上形成一抗反射層，其中此抗反射層是由至少二鈦層以及至少二氮化鈦層交錯(cuò)堆棧而成。由于抗反射層是由至少二鈦層以及至少二氮化鈦層交錯(cuò)堆棧而成，因此可以分散氮化鈦的應(yīng)力，而使整個(gè)抗反射層較為均勻，以避免后續(xù)微影工藝產(chǎn)生對(duì)準(zhǔn)失誤。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1534759SQ0310908
公開日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2003年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月2日
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