專利名稱：金屬重分布層的制造方法
技術領域：
本發明涉及半導體制作，且特別涉及一種金屬重分布層(metal redistributionlayer)的制造方法。
背景技術：
集成電路形成在具有導電接墊形成在其周圍(periphereies)的娃基板的表面上。一般來說，焊線(wire bonds)附著于導電接墊(conductive pads),且焊線形成了導電接墊與封裝基板上的接墊(pads)間的電性連結關系。由于集成電路的電子電路的復雜度的增加，通往集成電路的輸出與輸入導電連結物的數量因而增加。而由于輸入與輸出導電連結物的數量的增加，需更為緊密地設置輸入與輸出(input and output)導電接墊。因此，介于作為至集成電路的輸入與輸出導電連結物的導電接墊的間距已隨著電路復雜度的增加而減少。因此，在硅基板表面的內部而非在其周圍設置導電接墊使得導電接墊可實體地間隔更遠。然而，在眾多集成電路設計中，導電接墊設置在硅基板的周圍。使導電接墊可位于硅基板表面的內側的更換集成電路設計制程的花費可能非常昂貴。因此，重新設計集成電路以使得導電接墊位于硅基板內側表面上將極為昂貴。因此，需要適用于集成電路上的一種金屬重分布層的制造方法，以用于內部連結位于內部的導電接墊與位于周邊的外部導電接墊。
發明內容
有鑒于此，本發明提供了一種金屬重分布層的制造方法。依據一實施例，本發明提供了一種金屬重分布層的制造方法，包括提供具有介電層形成于其上的半導體結構；在該介電層內的第一區與第二區內分別形成第一開口與第二開口，其中該第二區位于該第一區的外側；在該第一區內由該第一開口所露出的該介電層內形成多個第三開口，以及在該第二區內由該第二開口所露出的該介電層內形成多個第四開口 ；在該介電層之上以及在該第一開口、該第二開口、該多個第三開口與該多個第四開口之內形成金屬材料，其中該金屬材料填滿該多個第三開口與該多個第四開口，并大體地填入該第一開口與該第二開口內，而覆蓋該多個第三開口與該多個第四開口的該金屬材料內形成有多個凹口 ；以及采用形成于覆蓋該多個第四開口的該金屬材料內的該多個凹口做為對準標記來圖案化該第一區內的該金屬材料，進而形成位于該第一區內的該介電層之上以及位于該第一開口與該多個第三開口內的金屬重分布層。為讓本發明的上述目的、特征及優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明。
圖1-5為一系列示意圖，顯示了依據本發明的一實施例的一種金屬重分布層的制造方法；以及圖6-11為一系列示意圖，顯示了依據本發明的另一實施例的一種金屬重分布層的制造方法。主要組件符號說明
100 半導體結構；102、104 介電層；
106 蝕刻停止層；108 導電內連物；110 介電層；112 開口； 114 金屬材料；114a 重分布層；
114b 導電接墊；114c 未經過圖案化的金屬材料；
130 圖案化的罩幕層；132、134 開口；
136、138 開口；140 圖案化的罩幕層；
142、144 開口；146、148 開口；
150 金屬材料；150a 金屬材料；
150b 導電接墊；150c 未經圖案化的金屬材料；
152 凹口；A、B、C 區立或；
Hl 開口 112的深度；H2 開口 146與148的深度；
Wl 開口 112的寬度；W2 開口 146的寬度；
W3 開口 148的寬度。
具體實施例方式圖1-5為一系列示意圖，顯示了依據本發明的一實施例的一種金屬重分布層(metal redistribution layer)的制造方法。圖1-3與圖5為剖面示意圖，而圖4為俯視圖。在此，本實施例為發明人所知的方法且該實施例用作比較，借以解說發明人所發現的問題，其并非用以限制本發明的范圍。請參照圖I，首先提供一半導體結構100。此半導體結構100包括半導體基板(圖中未示出)以及大體形成于其上的多個介電層102與104以及蝕刻停止層106。在此，半導體結構100定義有三個獨立區域A、B與C。半導體結構100的區域A例如為具有主動組件或被動組件或其它導電構件(圖中均未示出)形成于其內的內部的數組區(array region)。而半導體結構100的區域B例如為鄰近區域A的外部的周圍區(periphery region)。而半導體結構100的區域C例如為鄰近區域B的更外部的切割道區(scribe line region),以用于晶粒切割(die sawing)之用。因此，在區域A內形成有穿透蝕刻停止層106與介電層104—部分的導電內連物108，而導電內連物108的頂表面為露出的。導電內連物108可電性連結于半導體結構100的區域A內，如主動組件和/或被動組件(圖中未示出)，以及其它構件(圖中未示出)。
接著，在半導體結構100上平坦地形成介電層110，以覆蓋導電內連物108以及區域A、B與C內的蝕刻停止層106。介電層110可包括如氧化硅的材料，且具有介于約7000-17000埃的厚度。介電層110的氧化硅可通過如電漿加強型化學氣相沉積(PECVD)方式的方法而形成。請參照圖2，接著通過已知微 影與蝕刻制程(圖中均未示出)圖案化位于區域A與C內的介電層110，以在區域A與C內的介電層110內分別形成多個開口 112。位于區域A內的這些開口穿透了覆蓋在導電內連物108上的介電層110，因而分別露出其下方的導電內連物108的一部份。位于區域C內的開口 112則穿透了覆蓋了蝕刻停止層106的介電層110，進而分別露出了其下方的蝕刻停止層106的一部份。如圖2所示，位于區域A與C內的這些開口 112具有與介電層110厚度的深度Hl相同的、約為4000-17000埃的寬度Wl，因而具有約為0. 7-2的深寬比(aspect ratio, H1/W1)。請參照圖3，接著在介電層110上平坦地沉積金屬材料114并填入這些開口 112內。基于電性連結的目的，此金屬材料114全部地填滿這些開口 112以實體地接觸下方的導電內連物108，在這些開口 112內并不會形成有孔洞(voids)或裂縫(seams)。在一實施例中，金屬材料114可為如鋁銅(AlCu)的含鋁材料，且其可通過例如濺鍍的制程所形成。由于這些開口 112的深寬比相對為高的，因而使得形成金屬材料114的含鋁材料的濺鍍制程的溫度與功率需提升至約420-480°C與約9000-15000W，從而完全地填滿開口 112而不會在其內形成孔洞與縫隙。因此，金屬材料114的含鋁材料可在濺鍍制程中為可流動的并完全地填滿開口 112，因而不會在其內形成孔洞或縫隙。然而，如圖3所示，通過前述的濺鍍制程在區域A與C內的開口 112上處所形成的金屬材料114在其形成后具有平坦頂面。而實際上，由于形成于區域C內的開口 112上的金屬材料114在圖案化金屬材料114時用作對準標記(alignment mark),因此并不希望在開口 112上的金屬材料114具有這樣的平坦頂面。圖4為示意的俯視圖，顯示了如圖3中接近區域C 一部份的多個開口 112。在一實施例中，在位于區域C內的介電層110內的這些開口 112按照平行且相隔離的線圖案而形成，而金屬材料114接著形成在介電層110之上(參照圖3)并通過前述方法填滿這些開口112，因而使得位于開口 112上的頂表面為平坦的。此平坦頂表面為不期望的，而較佳地的希望在這些開口 112上形成凹陷頂表面，以做為用于金屬材料114的后續圖案化制程的對準標記。一旦形成于區域C內的這些開口 112上的金屬材料114形成具有平坦頂表面時，后續微影制程的微影機臺將無法發現用于金屬材料114的圖案化的對準標記，進而會影響金屬材料114的圖案化。圖5為金屬材料114經過理想的圖案化制程后的想象剖面情形。在理想的圖案化制程之后，在區域A內的介電層110之上與之內形成有重分布層114a，而實體連結位于下方的導電內連物108的重分布層114a的一部份也用作內部導電接墊(interior conductivepad)。在區域B內的介電層110上則形成了用于后續焊線接合或凸塊接合的外部的導電接墊(outer conductive pad) 114b,而導電接墊114b實體連結于重分布層114a。在區域C內的介電層110上則殘留有未經過圖案化的金屬材料114c。因此，為了解決前述的不清楚對準標記問題，需要一種較佳的金屬重分布層的制造方法。
圖6-11為一系列示意圖，顯示了依據本發明之另一實施例的一種金屬重分布層之制造方法，以解決前述之不清楚對準標記問題。請參照圖6，首先提供如圖I所示的具有介電層110形成于其上的半導體結構100。在圖6中所示的半導體結構100包括與圖I所示的相同構件，而相同的附圖標記代表了圖I中所示的相同構件。接著，在介電層110之上形成如阻劑層的罩幕層(mask layer),并接著圖案化此罩幕層以在區域A的一部份中形成開口 132以及在區域C的一部份中形成開口 134，進而在介電層110上留下具有開口 132與134的圖案化的罩幕層130，這些開口 132與134部份地露出了區域A與C中的介電層110的一部份。位于區域A內的開口 132大體位于導電內連物108所在位置處之上。請參照圖7，施行蝕刻制程(圖中未示出)，采用圖案化的罩幕層130做為蝕刻罩幕，以蝕刻移除介電層110的一部份，進而在區域A的介電層110內形成開口 136以及 在區域C內的介電層110內形成開口 138。這些開口 136與138例如為溝槽開口(trenchopening)，而形成于區域A與C內的開口 136與138所分別露出的介電層110的一部份則具有約為2000-5000埃的經減低的厚度。接著，移除圖案化的罩幕層130 (請參照圖6)，并在介電層110與開口 136與138內形成如阻劑層的另一罩幕層，并接著圖案化，以在其內形成多個開口 142與144，進而在區域A與C內的介電層110之上留下具有多個開口 142與144的圖案化的罩幕層140，這些開口 142與144部份地露出介電層110的一部份。這些開口 142形成于位于區域A內開口 136內的圖案化的罩幕層140內，進而露出了具有經減低的厚度的介電層110部分。而開口 144則形成于位于區域C內開口 138內的圖案化的罩幕層140內，進而露出了具有經減低厚度的介電層110的部分。請參照圖8，接著施行蝕刻制程(圖中未示出)，使用圖案化的罩幕層140(圖中未示出)做為蝕刻屏蔽，蝕刻移除由這些開口 142與144露出的介電層110的一部份，進而在區域A與C之介電層110內分別地形成多個開口 146與148。這些開口 146與148例如為接觸開口(contact openings)。接著,移除圖案化的罩幕層140 (請參照圖7)。在此，形成于區域A內介電層110內的這些開口 146具有H2約為2000-5000埃的深度以及約為4000-17000埃的寬度，進而具有約為0.2-0. 5的深寬比(aspect ratio，H2/W2)。依照不同的對準標記設計，形成于區域C內介電層110內的這些開口 148具有相同深度H2及約為1-20微米的寬度W3，進而具有約為0.01-0. 05的深寬比(H2/W3)。如圖8所示，形成于區域A內的這些開口 146分別露出其下方的導電內連物108的一部份，而形成于區域C內的這些開口 146則分別露出其下方的蝕刻停止層106的一部份。請參照圖9，接著在介電層110之上以及在開口 136、138、146與148之內沉積金屬材料150。基于電性連結的目的，金屬材料150完全地填滿開口 146以實體接觸下方的導電內連物108，在這些開口 146與148中并未形成有孔洞或縫隙。在一實施例中，導電材料150可為如鋁銅(AlCu)的含鋁材料，且其可由如濺鍍制程之方法所形成。由于此些開口 146與148的深寬比相較于圖2內所示的開口 112的深寬比相對地較低，因而用于形成金屬材料150的含鋁材料的濺鍍制程的溫度與功率可降低至380-420°C以及約為5000-8000W，從而完全地填滿這些開口 146與148而不會在其內形成孔洞與縫隙。此外，金屬材料150部份地填入開口 136與138之中，但其不會如圖3所示般完全地填滿這些開口。因此，在此顯示的金屬材料150在區域A內的這些開口 146等處之上具有非平坦的頂表面以及于區域C內的這些開口 148等之上具有非平坦的頂表面。于區域A內的這些開口 146之上以及區域C內的這些開口 148之上的金屬材料150內形成有多個凹口(recess) 152。圖10顯示了鄰近于圖9內的區域C內的開口 148的一部份的俯視圖。在一實施例中，在區域C內形成在介電層110(請參照圖9)內的這些開口 148按照平行且相隔離的線圖案而形成，并接著通過前述方法在介電層110之上形成金屬材料150并填入開口 138與148內，因而在開口 148之上形成了非平坦的頂表面。因此，此非平坦頂表面為所期望的，而形成在這些開口 148上的具有凹口 152的頂表面可在后續金屬材料150的圖案化中用作對準標記。請參照圖11，接著采用已知微影與蝕刻制程(圖中未示出)，并采用顯示在區域C中的上述對準標記來圖案化金屬材料150。經過金屬材料150的圖案化制程之后，在區域A內的介電層110之上與之內形成有重分布層150a，而實體地連結于下方的導電內連物108 的重分布層150a的一部份也用作內部導電接墊。在區域B內的介電層110上則形成有外部的導電接墊150b，以用于后續焊線接合或凸塊接合，而導電接墊150b實體連結于重分布層150a。在區域C內的介電層110之上則殘留有未經圖案化的金屬材料150c。因此，如圖6-11所示的金屬重分布層的制造方法提供了位于如切割道區的區域C中的清楚對準標記，因而使得后續微影制程中的微影機臺可清楚地找到位于區域C內的對準標記。因此，便可確保了形成金屬重分布層的金屬材料150的圖案化。雖然本發明已公開了上述的較佳實施例，然而本發明并不局限于此，本領域技術人員應當理解，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，可進行更動與潤飾，因此本發明的保護范圍應當以權利要求書所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種金屬重分布層的制造方法，其特征在于，包括 提供半導體結構，所述半導體結構上形成有介電層； 在所述介電層內的第一區與第二區內分別形成第一開口與第二開口，其中所述第二區位于所述第一區的外側； 在所述第一區內由所述第一開口所露出的所述介電層內形成多個第三開口，以及在所述第二區內由所述第二開口所露出的所述介電層內形成多個第四開口； 在所述介電層之上以及在所述第一開口、所述第二開口、所述多個第三開口與所述多個第四開口之內形成金屬材料，其中所述金屬材料填滿所述多個第三開口與所述多個第四開口，并大體地填入所述第一開口與所述第二開口內，而覆蓋所述多個第三開口與所述多個第四開口的所述金屬材料內形成有多個凹口 ；以及 將形成于覆蓋所述多個第四開口的所述金屬材料內的所述多個凹口用作對準標記來圖案化所述第一區內的所述金屬材料，進而形成位于所述第一區內的所述介電層之上以及位于所述第一開口與所述多個第三開口內的金屬重分布層。
2.根據權利要求I所述的金屬重分布層的制造方法，其特征在于，所述金屬材料包括含鋁材料。
3.根據權利要求I或2所述的金屬重分布層的制造方法，其特征在于，所述多個第三開口具有約為0. 2-0. 5的深寬比。
4.根據權利要求I或2所述的金屬重分布層的制造方法，其特征在于，所述多個第四開口具有約為0. 01-0. 5的深寬比。
5.根據權利要求2所述的金屬重分布層的制造方法，其特征在于，所述含鋁材料是由濺鍍制程在約380-420°C的溫度下施行形成的。
6.根據權利要求1、2或5中任意一項所述的金屬重分布層的制造方法，其特征在于，由所述第一開口與所述第二開口所露出的所述介電層具有約2000-5000埃的厚度。
7.根據權利要求I、2或5中任意一項所述的金屬重分布層的制造方法，其特征在于，所述半導體結構包括導電內連物，而形成在所述第一區的所述介電層內的所述金屬重分布層實體接觸所述導電內連物。
8.根據權利要求I、2或5中任意一項所述的金屬重分布層的制造方法，其特征在于，所述第一區為數組區。
9.根據權利要求1、2或5中任意一項所述的金屬重分布層的制造方法，其特征在于，所述第二區為切割道區。
10.根據權利要求1、2或5中任意一項所述的金屬重分布層的制造方法，其特征在于，所述多個第三開口與所述多個第四開口為平行且相隔離的多個線圖案。
全文摘要
一種金屬重分布層的制造方法，包括提供具有介電層形成于其上的半導體結構；在介電層內的第一區與第二區內分別形成第一開口與第二開口；在第一區內由第一開口所露出的介電層內形成多個第三開口，以及在第二區內由第二開口所露出的介電層內形成多個第四開口；在介電層之上以及在第一開口、第二開口、多個第三開口與多個第四開口內形成金屬材料，其中覆蓋多個第三開口與多個第四開口的金屬材料內形成有多個凹口；以及采用形成于覆蓋多個第四開口的金屬材料內的多個凹口做為對準標記來圖案化第一區內的金屬材料，進而形成位于第一區內的介電層之上以及位于第一開口與多個第三開口內的金屬重分布層。
文檔編號H01L21/768GK102738064SQ201110208110
公開日2012年10月17日 申請日期2011年7月19日 優先權日2011年4月12日
發明者曾一民, 林原園, 邱鈺珊, 黃沛霖, 黃浚彥 申請人:南亞科技股份有限公司