JP2002203902A - 最適化された金属ヒューズの処理工程 - Google Patents
最適化された金属ヒューズの処理工程Info
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Abstract
される。 【解決手段】 頂部相互接続体102の上に薄い(厚さ
が約6000オングストロームの)酸化物を用いた金属
ヒューズ処理工程が提供される。酸化物108が検査の
ためにプローブ・パッド106の上から除去されるが、
しかしヒューズ104の上からは除去されない。ヒュー
ズ104の上側コーナにおいて酸化物108が薄いため
に、酸化物108はレーザ・パルス114の照射の期間
中にヒューズ104の上でひび割れを起こす。その後、
湿式エッチングを用いて露出したヒューズ104が溶解
される。
Description
半導体処理工程の分野に関する。さらに詳細に言えば、
本発明は金属ヒューズの処理工程に関する。
歩留まりを高めるために、選択することができるまた別
の相互接続路が作成される。例えばSRAM回路では、
最終の相互接続レベルが作成された後、デバイスの機能
度が計測される。欠陥のある相互接続路は切断され、そ
してそれに代わるまた別の相互接続路によって置き換え
られる。欠陥のある相互接続路を切断することは、ヒュ
ーズを「破断」することによって行われる。この処理工
程の期間中、除去することが必要であるヒューズに大き
なパワーのレーザが照射される。その結果、大きなパワ
ーのレーザ・パルスによってヒューズの大部分が蒸発す
る。その後、湿式エッチングを行うことによって、破断
されたヒューズ接続線路の残っているすべてのヒューズ
材料と破断工程の期間中にヒューズ材料から表面の上に
再沈着したものとが除去される。
ヒューズ処理工程を示した図である。頂部金属相互接続
体層を用いて、ヒューズ30のようなヒューズとプロー
ブ・パッド40のようなプローブ・パッドとの両方が作
成される。頂部金属相互接続体は、上側にTiNの障壁
層44を備えたアルミニウムで構成される。高密度プラ
ズマ(HDP(high density plasma))処理工程を用
いて、厚さが8000オングストロームの酸化物52が
沈着される。図1Aに示されているように、レジストの
パターン体54が作成されて、ヒューズとプローブ・パ
ッドとの両方の上の酸化物52の領域が露出される。図
1Bに示されているように、1回のエッチングを行うこ
とによって、ヒューズ30とプローブ・パッド40とが
露出される。酸化物とTiNとの両方をエッチングする
エッチング化学作用が用いられる。ウエハにわたって必
要なすべての面積領域が清浄化されことが確実に得るの
に必要なエッチングおよび過剰エッチングの結果、ヒュ
ーズ接続体30が分解する。
のヒューズ接続体を破断するべきであるかを決定するた
めに、この回路が探査される。
が3000オングストロームの整合した酸化物層56が
この構造体の上に沈着される。層56は露出したヒュー
ズ30を完全に被覆し、およびプローブ・パッド40の
露出したアルミニウムに対して保護を提供する。その
後、除去することが必要であるヒューズに向けて、レー
ザ・パルスの照射が行われる。図1Dに示されているよ
うに、ヒューズ30はその最も弱い点においてひび割れ
するまたは破壊する。次に、湿式エッチングが行われ
て、破壊されたヒューズおよび屑の残っているすべての
残骸が洗い流され、および整合した酸化物の中のひび割
れを通してなお取り付いている可能性のあるヒューズ接
続体を溶解される。
断したヒューズは、なお必要である隣接するヒューズに
危険を及ぼすことがある。その結果、この処理工程は劣
化したヒューズをもたらすことがあり、またはヒューズ
を失うことさえある。
接続体の上にさらに薄い(例えば、厚さ6000オング
ストロームの)酸化物を用いた金属ヒューズ処理工程が
得られる。ヒューズの上側コーナでは酸化物が薄いため
に、レーザ・パルスの照射の期間中にこの酸化物はヒュ
ーズの上でひび割れを生ずる。その後、湿式エッチング
が行われて、露出したヒューズが溶解される。
ッチングを避けることによって、歩留まりが改良された
金属ヒューズ処理工程が得られることである。
業者はこの利点およびその他の利点を容易に理解するこ
とができるであろう。
ための結合ヒューズ・エッチおよびプローブ・パッド開
口のための結合処理工程に関連して本発明を説明する。
当業者には容易に分かるように、本発明は他のヒューズ
処理工程に応用することができる。
物を用いる。薄い酸化物が原因となって、ヒューズの上
側コーナに弱い点ができることがある。これらの弱い点
は、レーザ・パルスが加えられた時にひび割れを起こ
し、そして破壊することがある。その時、ヒューズは全
面的にまたはひび割れを通してのいずれかで湿式エッチ
ングにさらされ、それによりヒューズが除去される。こ
の処理工程を用いる時、最小デザイン・ルール・スペー
シングが用いられる時でも、隣接するヒューズを危険に
さらすことなくヒューズを除去することができる。
に従うヒューズ・エッチングおよびプローブ・パッド開
口処理工程を示した図である。半導体ボディ100に
は、頂部金属相互接続体102を通して処理が行われ
る。半導体ボディ100は、トランジスタや分離構造体
およびその中におよび/またはその上に作成されたコン
デンサのような他の素子を備えたシリコン基板であるの
が典型的な場合である。多重の金属相互接続体層は、典
型的には、基板の上に作成される。金属相互接続体10
2は最も上の相互接続体層である。金属相互接続体10
2は、適切な上側障壁層と適切な下側障壁層とを備えた
アルミニウムのような金属で構成される。適切な障壁体
の例としてはTi、TiN、TiとTiNとの組み合わ
せ、およびTaNが含まれる。好ましい実施例では、金
属相互接続体102はTiNの上側障壁層を備えたアル
ミニウムで構成される。
ューズ104およびプローブ・パッド106を作成する
ことができる。ヒューズは、歩留まりを高くするために
用いられる。例えば、SRAM回路では、最終の相互接
続のレベルが作成された後、デバイスの機能度が計測さ
れる。この機能度を決定するために、プローブ・パッド
106を用いてデバイスと通信を行う。欠陥のある相互
接続路は、ヒューズを破断(除去)することによって切
断される。この欠陥のある相互接続路はそれに代わるま
た別の相互接続路でもって後で置き換えられる。
識別することである。欠陥のある経路をなくするのでは
なくダイIDを作成するために、選定されたヒューズが
破断される。ダイIDは個別のダイを追跡しそして後で
識別するために用いられる。破断されたこれらのヒュー
ズは、それに代わるまた別の相互接続路でもって後で置
き換えられない。
8が作成される。酸化物層108は、ヒューズ104の
コーナがわずかに被覆されるまたはわずかに露出される
ような厚さに沈着される。ヒューズのコーナの上の酸化
物108の厚さは、0オングストロームないし1500
オングストロームの範囲内にある。1つの例として、厚
さが5400オングストローム(125オングストロー
ムTi+5000オングストロームAlCu+275オ
ングストロームTiN)の頂部相互接続体に対して、厚
さが6000オングストロームの酸化物層108を用い
ることができる。同じ高さの相互接続体に対して先行技
術では、約8000オングストロームのもっと厚い酸化
物が用いられていた。
成するためにHDP処理工程が用いられる。HDP処理
工程は、ヒューズ106の上に「頂部帽子」部分を作成
する効果を有する。この「頂部帽子」は、HDP処理工
程の同時の沈着成分とエッチング成分との結果として作
成される。HDP処理工程を用いることにより、ヒュー
ズの中央の上よりもコーナにおいて薄い材料が作成され
るという利点が付加して得られる。コーナにおけるこの
薄い材料によって従来の弱点が得られ、したがってレー
ザ・パルスの期間中に破壊される点をその属性からさら
によく予測することができる。
08の上にパターン体110が作成される。パターン体
110は、フォトレジストのパターン体であるのが典型
的な場合である。パターン体110は、プローブ・パッ
ド106が配置されている場所を除いた酸化物層108
を被覆する。ヒューズ104はパターン体110によっ
て被覆される。このことは、プローブ・パッドとヒュー
ズとの両方が露出される先行技術の場合と異なる。
110を用いて、プローブ・パッド106の上の酸化物
層108の露出した部分が除去される。好ましい実施例
では、酸化物とTiNとの両方をエッチングすることが
できるエッチング化学作用が用いられる。このエッチン
グは酸化物108を清浄化し、そして図2Cに示されて
いるように、頂部相互接続体102の上側障壁体をまた
除去するまでエッチングが継続される。酸化物と上側障
壁層材料とにエッチングを行うための適切なエッチング
剤またはエッチング剤の適切な組合わせは、当業者には
よく知られている。その後、パターン体110が除去さ
れる。
定するためにプローブ・パッド106を用いてデバイス
を探査することが行われる。欠陥路の位置が定められ、
そしてそれに付随するヒューズ104が識別される。こ
れらの付随するヒューズ104は、「破断」または除去
されるヒューズである。
物沈着段階の前に、ウエハを探査することにより、どの
ヒューズを破断すべきであるかを決定する。このことに
より、このパターン作成段階およびエッチング段階を省
略することができる。1つのマスキング段階を省略する
ことができることにより、コストの節約が得られる。こ
れは好ましい実施例ではない。それは、露出された金属
を用いて探査を行うことは、その探査工程によって生ず
る粒子のために歩留まりが低下することが分かっている
からである。
化物層112がこの構造体の上に沈着される。整合した
酸化物層112は、プローブ・パッドをヒューズ・エッ
チング処理工程から保護するために用いられる。除去さ
れることが予定されていないヒューズはまた、整合した
酸化物112によって保護される。ヒューズのコーナが
酸化物108によって露出される時、このことは重要で
ある。整合した酸化物層112に対して用いることがで
きる厚さは、約800オングストロームないし1200
オングストロームである。プラズマで増強されたテトラ
エチルオキシシラン(PETEOS)処理工程を用い
て、整合した酸化物層112を配置することができる。
除去されるべきヒューズ104に対してレーザ・パルス
114が照射される。レーザ・パルス114の照射のた
めに、最も弱い点においてひび割れが生ずる。酸化物層
108を作成するためにHDP処理工程が用いられる
時、この最も弱い点は上側コーナであるのが典型的な場
合である。典型的には上側コーナのひび割れが原因とな
って、図2Eに示されているように、ヒューズ104の
上の酸化物層108および112の部分が破壊される。
原因となって、厚い酸化物を通してヒューズの下側コー
ナにひび割れが生じる。先行技術の処理工程を用いた場
合、隣接するヒューズにまで広がった大きなひび割れが
生ずることがあり、その結果隣接するヒューズが失われ
ることがある。本発明の処理工程を用いた場合、破断し
たヒューズ位置のまわりにだけ小さなひび割れが生ずる
ことが分かっている。したがって、隣接するヒューズを
危険にさらすことなく、ヒューズに対して最小デザイン
・ルール・スペーシングに従いながら本発明の処理工程
を用いることができる。
骸を洗い流すために、湿式エッチングが用いられる。た
とえ酸化物層108および112の部分が破壊されなく
てもヒューズの上に十分なひび割れが作成され、湿式エ
ッチングによりヒューズを溶解することができる。この
ための適切な湿式エッチングの化学作用は、当業者には
周知である。例えば、90秒間のサーフ(Surf)+66
0秒間のSC1+15秒間のHFのエッチング化学作用
を用いることができる。
とパッケージングとを作成するために、処理工程が継続
される。
されたが、この説明は本発明の範囲がこれらの実施例と
その説明に限定されることを意味するものではない。例
示された実施例を種々に変更した実施例および種々に組
合わせた実施例および本発明のその他の実施例が可能で
あることは、前記説明を参照すれば当業者には容易に分
かるであろう。したがって、本発明はこのような変更実
施例またはその他の実施例をすべて包含するものと理解
しなければならない。
る。 (1) 複数個のヒューズと複数個のプローブ・パッド
とを備えた金属相互接続体層を半導体ボディの上に作成
する段階と、複数個の前記ヒューズのコーナの上に厚さ
が0オングストロームないし1500オングストローム
の範囲内にある第1酸化物層を前記金属相互接続体層の
上に沈着する段階と、前記第1酸化物層と複数個の前記
プローブ・パッドとの上に第2酸化物層を整合して沈着
する段階と、少なくとも前記第2酸化物層の中にひび割
れを作成するために複数個の前記ヒューズの選定された
部分組に向けてレーザ・パルスを照射する段階と、ヒュ
ーズの選定された前記部分組を除去するために湿式エッ
チングを行う段階と、を有する集積回路を製造する方
法。 (2) 第1項記載の方法において、前記ヒューズのお
のおのの中央におけるよりも前記ヒューズのおのおのの
前記コーナにおいて前記第1酸化物層が薄いような高密
度プラズマ(HDP)酸化物沈着を前記第1酸化物層の
沈着の前記段階が有する方法。 (3) 第1項記載の方法において、複数個の前記ヒュ
ーズを被覆しおよび複数個の前記プローブ・パッドの上
の前記第1酸化物層の部分を露出するパターンを前記第
1酸化物層の上に作成する段階と、前記第2酸化物を整
合して沈着する前記段階の前に前記第1酸化物層の前記
露出された部分を除去する段階と、をさらに有する方
法。 (4) 第3項記載の方法において、前記第1酸化物層
の前記露出された部分を除去する前記段階がまた前記プ
ローブ・パッドの上の前記頂部相互接続体の上側障壁層
を除去する方法。 (5) 第1項記載の方法において、ヒューズの選定さ
れた前記部分組の上の前記第1酸化物層および前記第2
酸化物層の一部分がレーザ・パルスを照射する前記段階
の期間中に破壊される方法。 (6) 第1項記載の方法において、前記第1酸化物層
が約前記金属層の厚さプラス500オングストロームの
厚さを有する方法。 (7) 第1項記載の方法において、前記第2整合酸化
物層が約800オングストロームないし1200オング
ストロームの厚さを有する方法。 (8) 第1項記載の方法において、前記ひび割れが前
記第1酸化物層の中にまた作成される方法。
ーブ・パッドとを備えた金属相互接続体層を半導体ボデ
ィの表面の上に作成する段階と、前記半導体ボディの前
記表面の上に約6000オングストロームの厚さを有す
る第1酸化物層を前記金属相互接続体層と前記半導体ボ
ディの前記表面との上に高密度プラズマ(HDP)処理
工程を用いて沈着する段階と、複数個の前記ヒューズを
被覆しおよび複数個の前記プローブ・パッドの上の前記
第1酸化物層の一部分を露出するパターンを前記第1酸
化物層の上に作成する段階と、前記第1酸化物層の前記
露出された部分を除去する段階と、前記第1酸化物層と
複数個の前記プローブ・パッドとの上に第2酸化物層を
整合して沈着する段階と、少なくとも前記第2酸化物層
の中にひび割れを作成するために複数個の前記ヒューズ
の選定された部分組に向けてレーザ・パルスを照射する
段階と、ヒューズの選定された前記部分組を除去するた
めに湿式エッチングを行う段階と、を有する集積回路を
製造する方法。 (10) 第8項記載の方法において、前記第1酸化物
層が複数個のヒューズのコーナを露出する方法。 (11) 第8項記載の方法において、前記第1酸化物
層の前記露出された部分を除去する前記段階がまた前記
プローブ・パッドの上の前記頂部相互接続体の上側障壁
層を除去する方法。 (12) 第8項記載の方法において、ヒューズの選定
された前記部分組の上の前記第1酸化物層および前記第
2酸化物層の一部分がレーザ・パルスを照射する前記段
階の期間中に破壊される方法。 (13) 第8項記載の方法において、前記第2酸化物
層が約1000オングストロームの厚さを有する方法。
い(厚さが約6000オングストロームの)酸化物を用
いた金属ヒューズ処理工程が提供される。酸化物108
が検査のためにプローブ・パッド106の上から除去さ
れるが、しかしヒューズ104の上からは除去されな
い。ヒューズ104の上側コーナにおいて酸化物108
が薄いために、酸化物108はレーザ・パルス114の
照射の期間中にヒューズ104の上でひび割れを起こ
す。その後、湿式エッチングを用いて露出したヒューズ
104が溶解される。
の横断面図であって、Aは初期の段階の図、BはAの次
の段階の図、CはBの次の段階の図、DはCの次の段階
の図。
横断面図であって、Aは初期の段階の図、BはAの次の
段階の図、CはBの次の段階の図、DはCの次の段階の
図、EはDの次の段階の図。
Claims (1)
- 【請求項1】 複数個のヒューズと複数個のプローブ・
パッドとを備えた金属相互接続体層を半導体ボディの上
に作成する段階と、 複数個の前記ヒューズのコーナの上に厚さが0オングス
トロームないし1500オングストロームの範囲内にあ
る第1酸化物層を前記金属相互接続体層の上に沈着する
段階と、 前記第1酸化物層と複数個の前記プローブ・パッドとの
上に第2酸化物層を整合して沈着する段階と、 少なくとも前記第2酸化物層の中にひび割れを作成する
ために複数個の前記ヒューズの選定された部分組に向け
てレーザ・パルスを照射する段階と、 ヒューズの選定された前記部分組を除去するために湿式
エッチングを行う段階と、を有する集積回路を製造する
方法。
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