專利名稱：半導體對準輔助物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總的來說涉及一種半導體器件，并且特別涉及一種用于半 導體器件的對準輔助物。
背景技術：
對準輔助物用于半導體器件的制造。對于某些工藝，例如為了燒 斷熔絲，用激光器掃描對準輔助物以在半導體晶片上提供位置的指 示。典型地，對準輔助物包括對準特征區(qū)域和與對準特征區(qū)域相鄰的 背景區(qū)域，其中對準特征區(qū)域提供第一水平的光反射率，背景區(qū)域提 供與第一水平大不相同的第二水平的光反射率。對于正密度對準輔助
物，對準特征提供高水平的光反射率而背景區(qū)域提供相對低水平的光 反射率。
對于一些對準輔助物，提供相對低水平的光反射率的對準輔助物 部分(即，對于正密度對準輔助物的背景區(qū)域)在背景區(qū)域的金屬互 連層中沒有金屬。但是，這些對準輔助物遇到了由于在這些區(qū)域中沒 有構圖的金屬造成互連層不均勻拋光的問題。為了克服上述不均勻拋
光的問題，在背景區(qū)域的每層金屬互連層中可以設置金屬瓦片(tile), 用于改善這些區(qū)域的拋光。
但是，上述對準輔助物位于襯底或互連層中沒有有效電路的晶片 區(qū)域之上。因此，由于對準輔助物之下沒有有效電路，上述對準輔助 物浪費了晶片空間。
所需要的是可以位于半導體器件的有效電路之上的對準輔助物。


通過參考附圖，可以更好地理解本發(fā)明，并且其眾多目的、特征 和優(yōu)點對于本領域技術人員將更加清楚。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的半導體晶片的一個實施例的部分頂視圖。 圖2是根據(jù)本發(fā)明的半導體晶片的一個實施例的部分側視圖。 圖3是根據(jù)本發(fā)明的半導體晶片的另一個實施例的部分側視圖。
在不同附圖中使用相同的參考標號表示相同的項目，除非另有說
明。圖l、 2和3不必是按比例繪制的。
具體實施例方式
現(xiàn)在給出用于實施本發(fā)明的模式的詳細說明。本說明是用來解釋 本發(fā)明而不應看作是限制性的。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的半導體晶片的一個實施例的部分頂視圖。圖 1示出了被劃線區(qū)域111分離的四個管芯區(qū)域(管芯區(qū)域103、管芯區(qū) 域105、管芯區(qū)域107和管芯區(qū)域109)的角部。在后面的制造階段 中，沿劃線區(qū)域111分離晶片以分成單個的管芯區(qū)域103、 105、 107 和109，以形成分離的半導體管芯。
晶片101包括大量對準輔助物，用于在晶片的處理操作中提供對 準。圖1示出了對準輔助物113、 115、 117、 144、 119禾B 121。在一 個例子中，這些對準輔助物用于由激光進行的掃描，以為了燒斷熔絲 提供位置的指示。
這些對準輔助物包括提供第一水平的反射率的特征區(qū)域和相對于 對準特征區(qū)域提供對照水平的反射率的背景區(qū)域。對準輔助物115是 正密度對準輔助物，因為特征區(qū)域123提供比背景區(qū)域125更高水平 的反射率。對準輔助物119是負密度對準輔助物，因為背景區(qū)域131 具有比特征區(qū)域125更高水平的反射率。
對準輔助物144是負密度對準輔助物并且包括背景區(qū)域145、 143 和141。對準輔助物144的特征區(qū)域147是與背景區(qū)域141、 143和145 相鄰的劃線區(qū)域111的一部分并且由背景區(qū)域141、 143和145相對于 彼此的相對位置來定義。特征區(qū)域147具有較低水平的反射率而背景 區(qū)域141、 143和145具有較高水平的反射率。對準輔助物121包括 多個特征區(qū)域(127和128)。根據(jù)在此的教導，本領域技術人員將知 道，根據(jù)本發(fā)明的對準輔助物可以是除了圖1所示的構造之外的其它 構造。圖1所示的對準輔助物是兩維對準輔助物，因為它們能夠在兩 個不同的掃描方向上從被激光掃描提供指示信息。對于圖1所示的對 準輔助物的掃描方向是彼此垂直的并且平行于箭頭SD1和SD2。
對準輔助物113、 115、 119和121位于晶片101的管芯區(qū)域。管 芯區(qū)域的互連層和襯底(例如215)中的有效電路位于這些對準輔助 物下面。有效電路包括在襯底或互連層中的電路(例如，晶體管、電 阻器、電容器、二極管、信號線、電源總線等)，在分成單片后在其 最終使用中用于管芯的工作。提供位于有效電路上的對準輔助物使得 能夠更有效地利用晶片空間。
圖2是晶片101在對準輔助物115的剖面處的部分側視圖。晶片 101包括位于半導體襯底215上的互連層部分206。襯底215包括形 成在襯底215的頂部的有效電路217，用于實現(xiàn)諸如例如處理器或存 儲器的管芯的電路。有效電路217的例子包括例如晶體管(例如218)、 二極管、電阻器、電容器或者可以形成在半導體襯底中的其它類型的 電路?；ミB層部分206包括本地(local)互連層241、接觸互連通孔 層239、金屬互連層237、 233、 229和225、通孔互連層235、 231、 227、 223、以及最終金屬互連層221。圖2中未示出的其它層可以位于層221 之上，諸如例如鈍化層或聚酰亞胺層。其它實施例可以包括具有其它 類型的互連層和/或不同數(shù)量的互連層的互連層部分。
對準特征區(qū)域123包括位于互連層部分206中的最終金屬互連層 221中的對準特征結構204。對準特征結構204由例如銅的高反射率 材料制成，用于響應激光提供高水平的反射率。在背景區(qū)域125中， 層221沒有高反射率材料，從而響應激光提供低水平的反射率。在區(qū) 域125中，層221可以由諸如TEOS、氟化的TEOS (FTEOS)、低電 容率膜、等離子增強膜或氮化物的介電材料制成。在圖2的實施例中， 互連層部分206的未示出具有金屬結構的層的部分由介電材料制成。
在金屬互連層225和229中，有大量瓦片(例如203)。這些瓦 片有助于在沒有有效電路的對準輔助物115的區(qū)域中的金屬互連層225 和229的均勻拋光。在一個實施例中，為了降低由背景區(qū)域125中的 瓦片引起的反射率的水平，在激光的掃描方向上背景區(qū)域125中的瓦 片的寬度小于激光的波長。例如，對于相對于圖2所示的視圖從左到 右(或從右到左)的激光掃描方向，在背景區(qū)域125中的瓦片的寬度 (在圖2中用"W"尺寸表示)小于激光的波長。對于二維(對于兩 個正交的掃描方向)的對準輔助物，在每個方向上瓦片的寬度將小于 用來掃描對準輔助物的激光的波長。在激光具有1340納米波長的一 個例子中，瓦片的寬度小于1340納米?？梢杂美?32nm、 1047nm 和1064nm的其它波長的激光來掃描對準輔助物。對于設計用于具有 這些波長的激光的對準輔助物，對準輔助物的背景區(qū)域中的瓦片的寬 度將小于那些波長。在一個實施例中，瓦片是0.6微米乘0.6微米。 在一個實施例中，對準特征結構204在掃描方向上是6.6微米寬。對 于具有1340nm波長的激光，對于區(qū)域125，反射光和入射光的一個 比例可以是203到726。對于區(qū)域123，反射光和入射光的一個比例 可以是570到735。
晶片101包括位于背景區(qū)域125的下金屬互連層233和237、通 孔層235和239以及本地互連層241中的有效電路。例如，互連導電 結構205和207分別位于背景區(qū)域125的層233和237中。導電結構 205和207可以是信號導體或電源總線導體，用于為襯底215中的有
效電路217輸送信號或電源。導電結構205和207由通孔層235中的 通孔209來耦合。
由背景區(qū)域125中的層233、 235、 237、 239和241中的導電結 構(例如205和207)引起的反射率的水平被位于層225和229中的 瓦片(例如203)降低了。這些瓦片偏轉、阻擋、衍射和/或散射從激 光器到達層233、 235、 237、 239和241的光和從部分206的頂表面 發(fā)出的這些導電結構的反射回來的光。
在一個實施例中，為了降低由背景區(qū)域125中的層233、 235、 237、 239和241的導電結構引起的反射率的水平，在激光掃描方向上層225 和229的瓦片之間的間隔小于激光的波長。例如，對于相對于圖2所 示的視圖從左到右(或從右到左)的激光掃描方向，在背景區(qū)域125 中的瓦片之間的間隔(在圖2中用"S"尺寸表示)小于激光的波長。 對于二維(例如，對于兩個正交的掃描方向)的對準輔助物，在每個 方向上的間隔將小于激光的波長。因此，對于設計用于由具有1340nm 波長的激光掃描的對準輔助物，瓦片之間的間隔將小于1340nm。
此外，在區(qū)域125中的層225和229的瓦片(例如203)還降低 了由包括諸如晶體管218的有效電路的襯底中的結構引起的反射率的 水平。此外，在區(qū)域125中的層225和229的瓦片(例如203)還可 以起到保護襯底215中的有效電路217不受由激光引起的損壞的作 用。
瓦片由互連層的金屬制成。在某些實施例中，瓦片由銅制成。在 其它實施例中，瓦片可以由其它金屬制成，諸如鋁或金。在一些實施 例中，互連部分206的層的金屬可以是不同的材料。例如層241的金 屬可以是鎢，層239、 237、 235、 233、 231、 229、 227、 225和223 的金屬可以是銅，層221的金屬可以是鋁。在一個實施例中，互連層 部分206的層由雙鑲嵌(dual in-laid)工藝形成。 層225和229包括位于對準特征區(qū)域123中的瓦片。在所示的實 施例中，這些瓦片(例如251)具有與背景區(qū)域125中的層225和229 的瓦片相同的寬度和間隔。在對準特征區(qū)域中的這些瓦片用于在那些 區(qū)域中提供層225和229的均勻的拋光。但是，在其它實施例中，在 對準特征區(qū)域204之下的層225和229可以不具有這樣的瓦片。在這 樣的實施例中，在區(qū)域123中的層225和229可以包括例如有效金屬 互連的其它類型的金屬結構，以有助于拋光。
對于諸如對準輔助物119這樣的負密度對準輔助物(見圖l)，圖 2的區(qū)域123將表示具有高水平反射率的背景區(qū)域(例如131)，而區(qū) 域125表示具有低水平反射率的特征區(qū)域(例如135)。因此，對于負 密度對準輔助物，在對準特征區(qū)域的互連層(例如225和229)中的 瓦片將降低由位于其下的結構引起的反射率的水平。
圖3是半導體晶片301的部分側視圖。晶片301包括對準輔助物， 該對準輔助物包括具有高水平反射率的區(qū)域312和具有低水平反射率 的相鄰區(qū)域316。晶片301包括位于半導體襯底314之上的互連層部 分306。襯底314包括有效電路317?；ミB層部分306包括本地互連 層341、接觸互連通孔層339、金屬互連層337、 333、 329和325、通 孔互連層335、 331、 327、 323和最終金屬互連層321 。層321包括區(qū) 域312中的反射結構315，用于提供高水平反射率。對于正密度對準 輔助物，區(qū)域312是對準特征區(qū)域而區(qū)域316是背景區(qū)域。對于負密 度對準輔助物，區(qū)域312是背景區(qū)域而區(qū)域316是對準特征區(qū)域。
晶片301與晶片101的不同之處在于通孔互連層327和323還 包括與層325和329的瓦片(例如309和313)位于相同位置并且具 有相同寬度的瓦片(例如308和311)。層323、 325、 327和329的瓦 片起到降低由來自層329、 327、 325和323下面的結構的激光反射引 起的區(qū)域316的反射率的水平的作用。
在一個實施例中，晶片301的部分306的互連層由單鑲嵌工藝制 成。因此，在通孔互連層323和327中的瓦片(例如308和311)用 于提供這些層的均勻拋光。
在另一個實施例中，互連層中的瓦片電耦合到一起從而有助于設 計規(guī)則檢查和控制由浮置導電結構引起的寄生現(xiàn)象。在本實施例的一 個例子中，層329包括電連接到層327的瓦片的大量柵線。這些柵線 電耦合到一起并可以接地。因此，在該實施例中，層323、 325和327 的瓦片將被接地。
在其它實施例中，互連層中的瓦片可以具有不同的大小、形狀、 和/或結構。例如，參考圖2，層225的每個瓦片位于層229的瓦片的 正上方。但是，在其它實施例中，層225的每個瓦片可以與層229的 瓦片錯開，從而層225的瓦片至少部分地位于層229的兩個瓦片之間 的間隔之上。
在圖2的實施例中，晶片101包括區(qū)域125中的兩層瓦片(一個 在層225中且一個在層229中)。根據(jù)本發(fā)明的其它對準輔助物在具 有低水平反射率的區(qū)域中可以只包括一層瓦片或者多于兩層瓦片。但 是，對于某些實施例，由三層或更多層瓦片引起的反射率水平的降低 可能是最小的。
在一個方面中，本發(fā)明包括用于半導體器件的對準輔助物。對準 輔助物包括具有第一水平反射率的第一區(qū)域和與第一區(qū)域相鄰且具有 第二水平反射率的第二區(qū)域，其中第二水平反射率小于第一水平反射 率。第二區(qū)域包括至少一層瓦片。所述至少一層瓦片中的每層都位于 中間互連層中。所述至少一層瓦片位于半導體器件的有效電路的正上 方。
在本發(fā)明的另一方面中，半導體器件包括半導體襯底和互連層部 分，互連層部分包括位于半導體襯底之上的多個互連層。半導體器件 還包括對準輔助物，其中對準輔助物包括具有第一水平反射率的第一 區(qū)域和與第一區(qū)域相鄰且具有小于第一水平的第二水平反射率的第二 區(qū)域?；ミB層部分包括位于第二區(qū)域中的至少一層瓦片。所述至少一 層瓦片中的每一層位于多個互連層的一個互連層中。半導體器件還包 括位于所述至少一層瓦片正下方的有效電路。
在另一方面中，本發(fā)明包括在半導體器件中實現(xiàn)對準輔助物的方 法。該方法包括在半導體器件的預定部分中提供具有第一水平反射率 的第一區(qū)域以及提供與第一區(qū)域相鄰且具有小于第一水平反射率的第 二水平反射率的第二區(qū)域。第二區(qū)域包括至少一層瓦片。所述至少一 層瓦片中的每個都位于半導體器件的互連層中。該方法還包括提供位 于所述至少一層瓦片正下方的有效電路。
雖然示出并說明了本發(fā)明的特定實施例，但是根據(jù)在此的教導， 本領域技術人員將認識到，在不偏離本發(fā)明及其更寬的方面的情況下 可以進一步改變和修改，因而，權利要求將使所有的這樣的改變和修 改包含在它們的范圍內(nèi)作為本發(fā)明的真正精神和范圍。
權利要求
1. 一種用于半導體器件的對準輔助物，該對準輔助物包括具有第一水平反射率的第一區(qū)域；與第一區(qū)域相鄰且具有比第一水平反射率小的第二水平反射率的第二區(qū)域，其中第二區(qū)域包括至少一層瓦片，所述至少一層瓦片中的每層都位于互連層中；并且其中所述至少一層瓦片位于半導體器件的有效電路的正上方。
2. 根據(jù)權利要求1的對準輔助物，其中第一區(qū)域包括對準特征 區(qū)域并且第二區(qū)域包括背景區(qū)域。
3. 根據(jù)權利要求1的對準輔助物，其中第一區(qū)域包括背景區(qū)域 并且第二區(qū)域包括對準特征區(qū)域。
4. 根據(jù)權利要求1的對準輔助物，其中所述至少一層瓦片中的 每層瓦片還包括位于互連層中的多個瓦片，所述多個瓦片中的每個瓦片與所述多 個瓦片中的相鄰瓦片在對準輔助物的激光掃描方向上分開小于用來掃 描對準輔助物的激光的波長的間隔。
5. 根據(jù)權利要求1的對準輔助物，其中所述至少一層瓦片中的 每層瓦片還包括位于互連層中的多個瓦片，所述多個瓦片中的每個瓦片與所述多個瓦片中的相鄰瓦片在對準輔助物的激光掃描方向上分開小于1340nm 的間隔。
6. 根據(jù)權利要求1的對準輔助物，其中所述至少一層瓦片還包括多個瓦片，所述多個瓦片中的每個瓦片在對準輔助物的激光掃描方向具有小于用來掃描對準輔助物的激光的波長的寬度。
7. —種半導體器件，包括 半導體襯底；互連層部分，其包括位于所述半導體襯底之上的多個互連層； 對準輔助物，其包括具有第一水平反射率的第一區(qū)域；以及與第一區(qū)域相鄰且具有小于第一水平的第二水平反射率的第二區(qū)域；其中所述互連層部分包括位于第二區(qū)域中的至少一層瓦片，所述 至少一層瓦片的每一層位于多個互連層的一個互連層中； 位于所述至少一層瓦片正下方的有效電路。
8. 根據(jù)權利要求7的半導體器件，其中第一區(qū)域包括對準特征 區(qū)域并且第二區(qū)域包括背景區(qū)域。
9. 根據(jù)權利要求7的半導體器件，其中第一區(qū)域包括背景區(qū)域 并且第二區(qū)域包括對準特征區(qū)域。
10. 根據(jù)權利要求7的半導體器件，其中所述至少一層瓦片的每 層還包括多個瓦片，所述多個瓦片中的每個瓦片與所述多個瓦片中的相鄰 瓦片在對準輔助物的激光掃描方向上分開小于用來掃描對準輔助物的 激光的波長的間隔。
11. 根據(jù)權利要求7的半導體器件，其中所述至少一層瓦片的每層還包括多個瓦片，每個瓦片在對準輔助物的激光掃描方向上具有小于用 來掃描對準輔助物的激光的波長的寬度。
12. 根據(jù)權利要求7的半導體器件，其中所述至少一層瓦片中的 每層還包括多個瓦片，所述多個瓦片中的每個瓦片與所述多個瓦片中的相鄰 瓦片結構在對準輔助物的激光掃描方向上分開小于1340nm的間隔。
13. 根據(jù)權利要求7的半導體器件，其中所述至少一層瓦片還包括多個瓦片結構，每個瓦片結構在對準輔助物的激光掃描方向上具 有小于用來掃描對準輔助物的激光的波長的寬度。
14. 根據(jù)權利要求7的半導體器件，其中所述至少一層瓦片中的 第一層瓦片位于所述多個互連層的第一互連層中，并且所述至少一層 瓦片中的第二層瓦片位于所述多個互連層的第二互連層中，其中第一 層瓦片和第二層瓦片被介電材料層分幵。
15. 根據(jù)權利要求7的半導體器件，其中所述互連層部分包括第一數(shù)量的互連層，其中所述互連層部分的 第二數(shù)量的層的每一層包括所述至少一層瓦片中的一層瓦片，其中第 一數(shù)量大于第二數(shù)量。
16. 根據(jù)權利要求15的半導體器件，其中第二數(shù)量是2。
17. 根據(jù)權利要求7的半導體器件，其中所述有效電路包括襯底 中的有效電路。
18. 根據(jù)權利要求7的半導體器件，其中所述有效電路包括位于 所述至少一層瓦片所在的互連層之下的互連層部分的互連層中的導電 互連結構。
19. 根據(jù)權利要求7的半導體器件，其中第一區(qū)域包括所述多個 互連層中的頂層中的反射材料的對準特征結構。
20. 根據(jù)權利要求19的半導體器件，其中第二區(qū)域包括在所述 頂層中的介電材料。
21. 根據(jù)權利要求19的半導體器件，其中所述至少一層瓦片位 于所述頂層之下的互連層部分中的互連層中。
22. 根據(jù)權利要求19的半導體器件，還包括 至少一層瓦片，其位于第一區(qū)域中的對準輔助物之下，在第一區(qū)域中的至少一層瓦片中的每層瓦片位于第二區(qū)域中的至少一層瓦片中 的瓦片層所在的互連層部分中的互連層中。
23. 根據(jù)權利要求7的半導體器件，其中對準輔助物包括第一激光掃描方向和通常與第一激光掃描方向垂直的第二激光掃描方向；所述至少一層瓦片中的每層瓦片還包括多個瓦片結構； 所述多個瓦片結構中的每個瓦片結構在第一激光掃描方向和第二激光掃描方向上與所述多個瓦片結構中的相鄰瓦片結構分開小于1340nm的間隔。
24. 根據(jù)權利要求7的半導體器件，其中所述至少一層瓦片包括 位于多個互連層中的第一互連層中的第一層瓦片和位于多個互連層中 的第二互連層中的第二層瓦片，其中第一層的每個瓦片電耦合到第二 層的瓦片。
25. —種實現(xiàn)半導體器件中的對準輔助物的方法，包括 在半導體器件的預定部分中提供具有第一水平反射率的第一區(qū)域；提供與第一區(qū)域相鄰且具有比第一水平反射率小的第二水平反射 率的第二區(qū)域，其中第二區(qū)域包括至少一層瓦片，所述至少一層瓦片 中的每一層瓦片位于半導體器件的互連層中；并且提供位于所述至少一層瓦片正下方的有效電路。
26.根據(jù)權利要求25的方法，還包括用具有一定波長的激光在第一掃描方向上掃描對準輔助物； 其中所述至少一層中的每一層中的瓦片在第一掃描方向上分開/，于所述波長的間隔。
27.根據(jù)權利要求26的方法，還包括用具有一定波長的激光在第二掃描方向上掃描對準輔助物，第二 掃描方向通常垂直于第一掃描方向；其中所述至少一層中的每一層中的瓦片在第二掃描方向上分開小 于所述波長的間隔。
28.根據(jù)權利要求25的方法，還包括其中所述至少一層瓦片中的第一層瓦片中的瓦片與所述至少一層 瓦片中的第二層瓦片中的瓦片錯開。
29.根據(jù)權利要求25的方法，還包括用具有一定波長的激光在第一掃描方向上掃描對準輔助物； 其中在第一掃描方向上的所述至少一層中的每一層中的瓦片的寬 度小于所述波長。
30.根據(jù)權利要求29的方法，還包括用具有一定波長的激光在第二掃描方向上掃描對準輔助物，第二掃描方向通常垂直于第一掃描方向；其中在第二掃描方向上的所述至少一層中的每一層中的瓦片的寬 度小于所述波長。
全文摘要
一種用于半導體器件的對準輔助物(115)。該對準輔助物包括具有高水平反射率的區(qū)域(123)和具有低水平反射率的相鄰區(qū)域(125)。具有低水平反射率的區(qū)域包括位于半導體器件的互連層(225)中且位于半導體器件的有效電路(218)之上的至少一層瓦片(203)。在一些例子中，在對準輔助物的掃描方向上的瓦片之間的間隔小于用于掃描對準輔助物的光(例如激光)的波長。在其它例子中，在對準輔助物的掃描方向上的瓦片的寬度小于用于掃描對準輔助物的激光的波長。
文檔編號H01L21/82GK101385141SQ200480008567
公開日2009年3月11日 申請日期2004年2月4日 優(yōu)先權日2003年3月28日
發(fā)明者史蒂芬·G·謝克 申請人:飛思卡爾半導體公司