JP2653672B2 - Method of forming scalable fuse link device - Google Patents

Method of forming scalable fuse link device

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JP2653672B2 JP63134293A JP13429388A JP2653672B2 JP 2653672 B2 JP2653672 B2 JP 2653672B2 JP 63134293 A JP63134293 A JP 63134293A JP 13429388 A JP13429388 A JP 13429388A JP 2653672 B2 JP2653672 B2 JP 2653672B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般に、集積回路のヒューズ・リンクに関
し、より詳細には、改良ヒューズ・リンク及び、ウェッ
ト・エッチング及びドライ・エッチングの両方に適合す
るヒューズの形成方法とに関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to integrated circuit fuse links, and more particularly to improved fuse links and fuses compatible with both wet and dry etching. And a method for forming the same.

従来技術 ヒューズ・リンクは、デジタル集積回路、特に、プロ
グラマブル固定(読取り専用)記憶装置(PROM)及びプ
ログラマブル論理アレイ(PAL)に、何年間も使用され
てきた。ヒューズ・リンクを用いて、好ましくないヒュ
ーズ・リンクを選択的に切断することによって、カスタ
ム・アプリケーション用や永久データ記憶装置用の回路
素子のマトリックスを接続する。ヒューズ・リンクは、
様々な技術により切断され、例えば、それは、十分に大
きな電流を好ましくないリンクを通して選択的に印加す
るなどの技術による。
Prior Art Fuse links have been used for years in digital integrated circuits, especially in programmable fixed (read-only) storage (PROM) and programmable logic arrays (PAL). The fuse links are used to connect a matrix of circuit elements for custom applications or permanent data storage by selectively cutting undesirable fuse links. Hughes Link
Disconnection is achieved by various techniques, such as by selectively applying a sufficiently large current through the undesirable link.

多くの他の半導体製品と同じ様に、単一のチップ上で
デバイスの集積を増加することにより、ヒューズ・リン
ク・デバイス製作に用いる工程技術が急速に旧式なもの
になってきている。ドライ・プラズマ・エッチングは、
増加したレベルの集積度を提供するために、ウェット・
ケミカル・エッチングにますます取って代わりつつあ
る。ドライ・プラズマ・エッチングにより一層小さなデ
バイスの幅及びピッチが可能になるが、オーバーエッチ
ングにより基板の表面の敏感な構成要素に悪影響を与え
得る。従って、ドライ・エッチングと表面構成要素との
間の相互作用をできるだけ最少にするということが重要
である。
As with many other semiconductor products, the increase in device integration on a single chip is rapidly obsoleting the process technology used to fabricate fuse link devices. Dry plasma etching
Wet wet to provide increased levels of integration
Increasingly replacing chemical etching. While dry plasma etching allows for smaller device widths and pitches, overetching can adversely affect sensitive components on the surface of the substrate. It is therefore important to minimize the interaction between dry etching and surface features as much as possible.

スケイラビリティも同様に、半導体処置工程において
は、重要な基準である。より小さな構成要素に容易に適
用し得る工程は、高度のスケイラビリティを有するもの
である。ヒューズ・リンクを形成する従来より開発され
ている製法は、相互接続リードの幅及び相互接続リード
間の間隔が実質的に縮小した、高集積回路には適用でき
ない。
Scalability is also an important criterion in semiconductor processing. A process that can be easily applied to smaller components is one that has a high degree of scalability. Previously developed methods of forming fuse links are not applicable to highly integrated circuits where the width of the interconnect leads and the spacing between the interconnect leads are substantially reduced.

更に、競争力を保持するために、半導体製品の価格が
引き下げられている。従って、半導体製品ができるだけ
効率的であることが重要である。半導体デバイスの価格
は、デバイス製作時に用いるマスキング・レベルの数に
大きく依存する。従って、マスキング・レベル、及び、
マスキング中に必要な、関連する精密なアライメント公
差を減らすことが好ましい。ヒューズ・リンクを製作す
る従来より開発されている技術は、マスキング・レベル
の数の縮小、及びアライメント公差の減少に難点を提供
してきた。
In addition, prices of semiconductor products have been reduced to remain competitive. Therefore, it is important that semiconductor products be as efficient as possible. The price of a semiconductor device largely depends on the number of masking levels used when manufacturing the device. Therefore, the masking level, and
It is desirable to reduce the associated fine alignment tolerances required during masking. Previously developed techniques for fabricating fuse links have provided difficulties in reducing the number of masking levels and reducing alignment tolerances.

従って、ヒューズ・リンクの工程にあげられる必要な
ことは、基板表面の敏感な層のオーバー・エッチングを
最少にし、マスキング・レベルの数及びマスキング中に
必要な関連する精密なアライメントの公差、及び、ドラ
イ工程をできるだけ多く用いて高度のスケイラビリティ
を提供することである。
Therefore, what is needed in the fuse link process is to minimize over-etching of sensitive layers on the substrate surface, the number of masking levels and associated fine alignment tolerances required during masking, and The goal is to provide a high degree of scalability using as much of the dry process as possible.

発明が解決しようとする問題点 ここに開示する本発明により、二つの相互接続リード
間のヒューズ・リンク、及び、従来のヒューズ・リンク
の形成方法に関連する問題を実質的に取り除くようなヒ
ューズ・リンクの形成方法とを説明する。本発明の一面
において、二相互接続間にヒューズ・リンクを形成する
方法は、薄い金属化層の上に絶縁マスクを形成する段階
を含む。この絶縁マスクは、好ましい大きさのヒューズ
・リンクの形に形成する。厚い金属化層及び厚い導電層
を、薄い金属化層及び分離マスクの上に形成する。相互
接続の形を定めるフォトレジスト・マスクを導電層の表
面に形成する。本来の場所(insitu)のエッチングを、
導電層、厚い金属化層、及び薄い金属化層の上に施し
て、厚い金属化層から成る障壁領域を有する相互接続を
提供する。第一のマスク或いはフォトレジスト・マスク
で覆われていない薄い金属化層の部分を、本来の場所の
エッチング中に除去して、二相互接続を接続するヒュー
ズ・リンクを残す。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention disclosed herein provides a fuse link between two interconnecting leads and a fuse link that substantially eliminates the problems associated with conventional methods of forming a fuse link. A method for forming a link will be described. In one aspect of the invention, a method of forming a fuse link between two interconnects includes forming an insulating mask over a thin metallization layer. The insulating mask is formed in the form of a fuse link of a preferred size. A thick metallization layer and a thick conductive layer are formed over the thin metallization layer and the isolation mask. A photoresist mask defining the shape of the interconnect is formed on the surface of the conductive layer. Etching of the original place (insitu)
Applied over the conductive layer, the thick metallization layer, and the thin metallization layer to provide an interconnect having a barrier region consisting of the thick metallization layer. Portions of the thin metallization layer that are not covered by the first mask or photoresist mask are removed during the in-situ etching, leaving fuse links connecting the two interconnects.

本発明により提供する技術的利点は、ドライ・エッチ
ングによる被害、及び、基板表面の敏感な構成成分のオ
ーバー・エッチングとを最少にし、ヒューズ・リンクを
形成するのに必要なマスキング・レベルの数を減少し、
構成成分の線幅の縮小に適合する工程を提供することで
ある。
The technical advantages provided by the present invention are that damage from dry etching and over-etching of sensitive components on the substrate surface are minimized and the number of masking levels required to form a fuse link is reduced. Decreased,
It is an object of the present invention to provide a process adapted to the reduction of the line width of the component.

実施例 本発明の好ましい実施例の応用は、第1図乃至第11図
の図面を参照することによって最も良く理解される。
尚、図面中、同一番号は、図面の同一及び類似部分に用
いられている。
Embodiment The application of the preferred embodiment of the present invention is best understood by referring to the drawings of FIGS.
In the drawings, the same numbers are used for the same and similar parts in the drawings.

第1a図乃至第1b図の図面を説明するが、同図には、ヒ
ューズ・リンク形成の従来より開発されている製法が示
されている。ドーピングした分離酸化物層10を、活性デ
バイスを有する基板12の上に形成する。分離酸化物層10
のパターン形成し、エッチングして、活性デバイス15の
上の部分に、基板12上の露出したコンタクト・パッド14
を形成する。障壁層16をコンタクト・パッド14の上に形
成するが、厚い金属化層を分離酸化物10及びコンタクト
・パッド14の上に形成してからその金属化層をパターン
形成してエッチングすることにより、障壁層16を形成す
る。
Reference is made to the drawings of FIGS. 1a to 1b, which show a conventionally developed method of forming a fuse link. A doped isolation oxide layer 10 is formed over a substrate 12 having an active device. Isolation oxide layer 10
Patterned and etched to expose the exposed contact pads 14 on the substrate 12 over the active device 15.
To form A barrier layer 16 is formed over the contact pads 14, but by forming a thick metallization layer over the isolation oxide 10 and the contact pads 14, and then patterning and etching the metallization layer. The barrier layer 16 is formed.

薄い金属化層18を障壁層16及び分離酸化物10の上に形
成する。厚い導電層を薄い金属化層18の上に形成し、次
にパターン形成しエッチングして、相互接続20及び22を
形成する。相互接続20及び22を形成した後、フォトレジ
スト・パターン24を相互接続及び薄い金属化層18に被覆
する。薄い金属化層18の部分で、フォトレジスト・パタ
ーン24にも、相互接続20及び22にも、どちらにも覆われ
ていない部分はエッチング除去し、分離酸化物層10を露
出する。フォトレジスト・パターン24の下に残る薄い金
属化層18の部分が、ヒューズ・リンク26を形成する。フ
ォトレジスト・パターン24は、エッチング後に、除去す
る。
A thin metallization layer 18 is formed over barrier layer 16 and isolation oxide 10. A thick conductive layer is formed over the thin metallization layer 18, then patterned and etched to form interconnects 20 and 22. After forming interconnects 20 and 22, a photoresist pattern 24 is applied to the interconnect and thin metallization layer 18. Portions of the thin metallization layer 18 that are not covered by the photoresist pattern 24, neither the interconnects 20 and 22, are etched away, exposing the isolation oxide layer 10. The portion of the thin metallization 18 remaining under the photoresist pattern 24 forms the fuse link 26. The photoresist pattern 24 is removed after etching.

障壁層16は、基板と相互接続20及び22の間の電気的導
電性を提供する一方で、相互接続20及び22に用いたアル
ミニウムにシリコン基板が反応するのを防ぐ為に必要で
あり、これはアルミニウムがシリコンと好ましくない反
応をし得るからである。この障壁層は、基板12と相互接
続20及び22との間に十分な障壁を提供する為に、1200オ
ングストローム乃至200オングストロームの範囲の相当
な厚さでなければならない。
The barrier layer 16 is necessary to provide electrical conductivity between the substrate and the interconnects 20 and 22 while preventing the silicon substrate from reacting to the aluminum used for the interconnects 20 and 22. Is because aluminum can react undesirably with silicon. This barrier layer must be of substantial thickness in the range of 1200 Angstroms to 200 Angstroms to provide sufficient barrier between substrate 12 and interconnects 20 and 22.

ヒューズ・リンク形成の従来より開発されている製法
に関連して、幾つかの欠点がある。従来より開発されて
いる製法の一つの問題は、線幅の小さい相互接続を製作
するために必要なドライ・エッチング技術の工程と両立
し難いということがある。ウェット・エッチングには大
きなアンダカット特性があるので、半導体デバイスの集
積を増加するために相互接続20及び22の線幅27a或いは
ピッチ27bをいったん縮小してしまうと、もはやウェッ
ト・エッチングは使用することができない。ウェト・エ
ッチングは、1側面に対し約1ミクロンのアンダカット
特性を有する。比較的大きな線幅、例えば、7ミクロン
の線幅を持つ相互接続の場合、その相互接続は特大で有
り得、各側面当たり1ミクロンの減りを提供する。しか
し、相互接続20及び22の線幅27aと、相互接続間の間隔
とを縮小すると、アンダカット特性は十分に精密に制御
されず、終始変わらぬ結果を生じることができない。従
って、3ミクロン以下の線幅の場合は、ドライ・エッチ
ングを使用しなければならない。
There are several disadvantages associated with previously developed processes for forming fuse links. One problem with previously developed manufacturing methods is that they are incompatible with the dry etching technology steps required to fabricate small linewidth interconnects. Due to the large undercut characteristics of wet etching, wet etching should no longer be used once the line width 27a or pitch 27b of interconnects 20 and 22 has been reduced to increase the integration of semiconductor devices. Can not. Wet etching has an undercut characteristic of about 1 micron per side. For interconnects having a relatively large line width, for example, a line width of 7 microns, the interconnect can be oversized, providing a reduction of 1 micron per side. However, when the line width 27a of the interconnects 20 and 22 and the spacing between the interconnects are reduced, the undercut characteristics are not controlled precisely enough to produce consistent results. Therefore, for line widths of 3 microns or less, dry etching must be used.

従って、高集積デバイスにはドライ・エッチング技術
を用いるのが好ましい。しかし、ドライ・エッチング
は、基板12とドライ・エッチングが相互作用する時に、
分離酸化物層10の表面からドーピング不純物を除去して
しまう。ドーピング不純物は表面反転を防ぐために必要
であるので、エッチング工程の完了後に、分離酸化物層
10に、十分な量のドーピング不純物が残ることが重要で
ある。上述の従来より開発されている製法においては、
分離酸化物層10は二度、即ち、障壁層16のエッチングに
おいて一度、そして、ヒューズ・リンク26を薄い金属化
層18からエッチングするときに再び、エッチングされて
しまう。
Therefore, it is preferable to use a dry etching technique for a highly integrated device. However, when dry etching interacts with the substrate 12 and dry etching,
Doping impurities are removed from the surface of the isolation oxide layer 10. After the completion of the etching step, the doping impurities are needed to prevent surface inversion,
10 It is important that a sufficient amount of doping impurities remain. In the previously developed manufacturing method described above,
The isolation oxide layer 10 is etched twice, once in the etching of the barrier layer 16 and again when etching the fuse link 26 from the thin metallization layer 18.

従来より開発されている製法に関連する他の問題は、
薄い金属化層18のエッチング中にヒューズ・リンク26を
覆うために用いる、フォトレジスト・パターン24の形成
の複雑性である。相互接続20及び22は、薄い金属化層18
のエッチングに先立って形成したので、相互接続20及び
22によって形成された段々の上にフォトレジスト・パタ
ーン24を形成しなければならない。この問題は、相互接
続20及び22に傾斜した端を作る「斜めのエッチング」を
用いることによって、幾らか緩和することができるが、
傾斜した端にフォトレジスト・パターンを精密に形成す
ることは、平らな表面にフォトレジスト・パターンを形
成するよりも、かなり確実性の低いものである。更に、
相互接続間の谷間の幅を減らすと、、フォトレジスト・
パターン24のその谷間内に加えることは、ますます難し
くなり、従って、工程のスケイリビリティも減少する。
Other issues associated with traditionally developed recipes include:
The complexity of forming the photoresist pattern 24, which is used to cover the fuse link 26 during the etching of the thin metallization layer 18. Interconnects 20 and 22 are made of thin metallized layer 18
Interconnects 20 and
A photoresist pattern 24 must be formed on the steps formed by 22. This problem can be alleviated somewhat by using a "slanting etch" that creates sloping edges on interconnects 20 and 22,
Precisely forming a photoresist pattern on sloping edges is much less reliable than forming a photoresist pattern on a flat surface. Furthermore,
Reducing the width of the valleys between interconnects can reduce photoresist and
Adding within that valley of the pattern 24 becomes increasingly difficult, and thus the scalability of the process is also reduced.

従来より開発されている製法の第三の問題は、工程を
完了するのに必要なマスクの数である。従来より開発さ
れている製法は、障壁層用の第一のマスク、相互接続20
及び22を形成するための、第二のマスク、及びヒューズ
・リンク26を形成するための第三のマスクとを用いる。
一般に、工程の複雑性は、使用するマスクの数に基づく
ため、マスクをできるだけ減らすことが望ましい。更
に、マスキング・レベルの削除により、ミスアライメン
トの度合いが相当少なくなる。
A third problem with previously developed manufacturing methods is the number of masks required to complete the process. Traditionally developed processes include a first mask for the barrier layer, an interconnect 20
2 and a third mask for forming the fuse link 26 are used.
Generally, the complexity of the process is based on the number of masks used, so it is desirable to reduce the masks as much as possible. Furthermore, the elimination of the masking level significantly reduces the degree of misalignment.

さて、第2a図乃至第2b図を説明するが、同図は、本発
明に用いる製法の第一ステージを示す。第一の工程階段
において、ドーピングした分離酸化物層28を基板30の上
に形成する。好ましい実施例では、この分離酸化物層28
は熱成長させ、リンのドーピング不純物を用いてドーピ
ングする。一般に、分離酸化物の厚さは、2500オングス
トロームから3000オングストロームの範囲で、好ましい
値は約2800オングストロームである。分離酸化物層28の
目的は、活性デバイスを接続する導電性素子から基板30
を分離して、表面反転を防ぐことである。
Referring now to FIGS. 2a through 2b, which show the first stage of the manufacturing method used in the present invention. In a first process step, a doped isolation oxide layer 28 is formed on a substrate 30. In a preferred embodiment, this isolation oxide layer 28
Is thermally grown and doped with phosphorus doping impurities. Generally, the thickness of the isolation oxide ranges from 2500 Angstroms to 3000 Angstroms, with a preferred value of about 2800 Angstroms. The purpose of the isolation oxide layer 28 is to separate the conductive elements connecting the active devices from the substrate 30
To prevent surface inversion.

第二の工程段階において、分離酸化物層28をパターン
形成しエッチングして、コンタクト領域32を活性デバイ
ス31の上に提供する。分離酸化物28は、ウェット・エッ
チングには共通酸化物エッチング(COE)、また、ドラ
イ・エッチングにはフッ素化プラズマを用いて、エッチ
ングすることができる。
In a second process step, isolation oxide layer 28 is patterned and etched to provide contact region 32 over active device 31. The isolation oxide 28 can be etched using a common oxide etch (COE) for wet etching and a fluorinated plasma for dry etching.

第一ステージの第三段階において、薄い金属化層34を
分離酸化物層28及びコンタクト領域32の上に形成する。
薄い金属化層34は、400オングストロームから500オング
ストロームの厚さがある。この薄い金属化層は、後の段
階で、ヒューズ・リンクを形成するのに用いる。なるべ
くなら、この薄い金属化層34は、チタニウム−タングス
テン材(以下「Ti:W」)で形成するのがよい。しかし、
白金を有する多結晶シリコンなどの他の材料を用いるこ
とができる。シリコンと相互接続に用いたアルミニウム
中にチタニウムは拡散すると知られているので、Ti:W
は、一般に、他の物質上にあるのが好ましく、これによ
り、増加した導電性と優れた粘着性を提供する。一般
に、スパッタリング技術は、Ti:W材を分離酸化物層28及
びコンタクト領域32の上に被着するために用いる。
In a third stage of the first stage, a thin metallization layer 34 is formed over the isolation oxide layer 28 and the contact region 32.
The thin metallization layer 34 is between 400 Å and 500 Å thick. This thin metallization layer will be used at a later stage to form a fuse link. Preferably, this thin metallization layer 34 is formed of a titanium-tungsten material (hereinafter "Ti: W"). But,
Other materials such as polycrystalline silicon with platinum can be used. Titanium is known to diffuse into silicon and aluminum used for interconnects, so Ti: W
Is generally on another material, which provides increased conductivity and excellent tack. Generally, sputtering techniques are used to deposit a Ti: W material over the isolation oxide layer 28 and the contact region 32.

薄い金属化層34を形成した後、酸化物マスク36を、金
属化層34の上に、好ましいヒューズ・リンクの形に形成
する。この酸化物マスク36の形成は、薄い金属化層34の
上に酸化物層を被覆してから、続いて、この酸化物層を
パターン形成しエッチングすることにより、酸化物マス
ク36を形成する。一般に、酸化物マスクは、1000オング
ストロームから2000オングストロームの厚さであり、化
学気相成長(CVD)法を用いて被着することができる。
金属化層34に対して約15:1で選択的なフッ化エッチング
が、この酸化物マスク36をエッチングするのに用いられ
る。第1図の従来より開発されている製法で、ヒューズ
・リンク26を形成するのに用いたのと同一のマスクを、
本発明の工程の酸化物マスク36を形成するのに同様に用
いることができるということに注意されたい。
After forming the thin metallization layer 34, an oxide mask 36 is formed over the metallization layer 34 in the form of a preferred fuse link. This oxide mask 36 is formed by coating the thin metallization layer 34 with an oxide layer and then patterning and etching the oxide layer to form the oxide mask 36. Generally, the oxide mask is between 1000 Angstroms and 2000 Angstroms thick and can be deposited using a chemical vapor deposition (CVD) method.
A fluoridation etch selective about 15: 1 with respect to metallization layer 34 is used to etch this oxide mask 36. The same mask used to form the fuse link 26 in the conventionally developed process of FIG.
Note that it can be used to form oxide mask 36 in the process of the present invention as well.

さて、第3a図乃至第3b図を参照して、本発明に従う第
二の工程ステージを開示する。障壁層38を薄い金属化層
34及び酸化物マスク36の上に、スパッタリング技術を用
いて、形成する。障壁層は1500オングストローム乃至20
00オングストロームの厚さを有する。なるべくなら、こ
の障壁層38もTi:W材で形成するのがよい。
A second process stage according to the present invention will now be disclosed with reference to FIGS. 3a to 3b. Barrier layer 38 with thin metallization layer
On the oxide mask 36 and the oxide mask 36, a sputtering technique is used. Barrier layer from 1500 Å to 20 Å
It has a thickness of 00 angstroms. Preferably, the barrier layer 38 is also formed of a Ti: W material.

導電層40を障壁層38の上に形成する。この導電層は、
次に、相互接続を形成するのに用い、従って、導電性の
高い金属で形成しなければならない。なるべくなら、導
電層40は、アルミニウム或いは銅をドーピングしたアル
ミニウム材から成るのがよい。アルミニウム或いは銅を
ドーピングしたアルミニウム材は、スパッタリングや、
蒸着、或いはCVD技術を用いて被着することができる。
アルミニウム導電体の厚さは、一般に、7000オングスト
ローム乃至8000オングストロームの範囲の厚さである。
A conductive layer 40 is formed on the barrier layer 38. This conductive layer,
Second, it must be formed of a metal that is used to form the interconnect and is therefore highly conductive. Preferably, the conductive layer 40 is made of aluminum material doped with aluminum or copper. Aluminum material doped with aluminum or copper can be sputtered,
It can be deposited using vapor deposition or CVD techniques.
The thickness of the aluminum conductor is generally in the range of 7000 Angstroms to 8000 Angstroms.

フォトレジスト・マスク42及び44を導電層40の上に形
成して、相互接続パターンを形取る。フォトレジスト・
マスク42及び44は、標準のリソグラフィック技術を用い
て作り出すことができる。
Photoresist masks 42 and 44 are formed over conductive layer 40 to shape the interconnect pattern. Photoresist
Masks 42 and 44 can be created using standard lithographic techniques.

次に、第4a図乃至第4b図を説明るが、同図は、ヒュー
ジブル・リンクを製作する最後のステージ示す。以下に
説明するように、最後の工程ステージは、ドライ・エッ
チング技術或いはウェット・エッチング技術のどちらを
用いても完了することができ、どちらの技術を用いても
有益な結果を与える。
Reference is now made to FIGS. 4a to 4b, which show the last stage of making a fusible link. As described below, the last process stage can be completed using either a dry etching technique or a wet etching technique, and both techniques provide useful results.

ドライ・エッチング技術を用いて、アルミニウム層を
塩素化プラズマ中でエッチングする。塩素化プラズマ・
エッチング中に、相互接続46及び48が形成される。塩素
化プラズマ・エッチングは、Ti:Wに対して約5対1、選
択的である。導電層40を障壁層38の高さまでエッチング
してから、フッ素化プラズマ・エッチングを障壁層38及
び薄い金属化層34の上に施すことができる。フッ素化プ
ラズマ・エッチングは酸化物に対して選択的であるの
で、酸化物マスク36はエッチングで通り抜けはしない。
従って、相互接続46及び48で覆われた部分の障壁層だけ
が残り、残りの障壁層38及び酸化物マスク36に覆われた
部分の薄い金属化層34だけが残る。酸化物マスク36の下
の薄い金属化層34の残りの部分により、ヒューズ・リン
ク50を形成する。
The aluminum layer is etched in a chlorinated plasma using a dry etching technique. Chlorinated plasma
During the etch, interconnects 46 and 48 are formed. The chlorinated plasma etch is about 5: 1 selective for Ti: W. After the conductive layer 40 has been etched to the level of the barrier layer 38, a fluorinated plasma etch can be applied over the barrier layer 38 and the thin metallization layer 34. Because the fluorinated plasma etch is oxide selective, the oxide mask 36 does not pass through the etch.
Thus, only the portion of the barrier layer covered by the interconnects 46 and 48 remains, leaving only the remaining barrier layer 38 and the portion of the thin metallization layer 34 covered by the oxide mask 36. The remaining portion of the thin metallization layer 34 below the oxide mask 36 forms the fuse link 50.

開示する工程にドライ・エッチング技術を用いること
により、従来より開発されている製法と比べて、幾つか
の有利な点が与えられる。従来より開発されている製法
は、活性半導体構成成分上で選択的に停止しなければな
らない。別々な二つのエッチング段階を必要とする。現
在のドライ・エッチング技術は、重要な構成酸化物を薄
くすることに害を与えずに活性半導体構成成分との接触
を達成するために必要な選択性を獲得しないので、従来
より開発されている製法はドライ・エッチング技術に適
していない。開示した工程において(開示した工程
は)、通常の障壁エッチング工程の最初の部分の間にヒ
ューズ・リンクを形成するので、重要な層に対する高度
な選択性を必要とする、一つのエッチング段階だけを用
いる。現在の金属ドライ・エッチング技術は、重要な下
にある層に対する十分な選択性を確実にして、一つのド
ライ・エッチング段階によく耐える。
The use of dry etching techniques in the disclosed process offers several advantages over previously developed processes. Conventionally developed processes must selectively stop on active semiconductor components. Requires two separate etching steps. Current dry etching techniques are traditionally developed because they do not achieve the selectivity needed to achieve contact with active semiconductor components without harming the thinning of critical constituent oxides The manufacturing method is not suitable for dry etching technology. In the disclosed process (the disclosed process), a fuse link is formed during the first part of the normal barrier etching process, so that only one etching step, which requires a high degree of selectivity for critical layers, Used. Current metal dry etching techniques are well tolerated in one dry etching step, ensuring sufficient selectivity for critical underlying layers.

開示した工程をドライ金属エッチングと使用すること
の主な利点は、導電体ピッチ(導電体と導電体間の間隔
との和の幅)が、5ミクロン以下である場合に、生じ
る。この場合、導電体及びヒューズ・リンクのドライ・
エッチングは、パターン転送中の一層大きな線幅制御の
ため、ウェット・ケミカル・エッチングより好ましい。
例えば、ヒュージブル・リンクは、ドライ・エッチング
技術を用いて、予測可能な結果の特定な特性を有するヒ
ューズを生じるのに必要な正確な幅にパターン形成する
ことができる。一方、ウェット・エッチング工程は、不
十分な線幅制御を有し、ヒューズ特性を幾分か予測不可
能なものとし、それらが形成された後に、ヒューズの試
験を行なう必要がある。しかし、幾つかのドライ・エッ
チング技術の異方性特性は、相互接続の段階で残る金属
フィラメントとなり得る。これらのフィラメントは、通
常、ウェット・エッチングでは生じない。
A major advantage of using the disclosed process with dry metal etching occurs when the conductor pitch (the width of the sum of the spacing between conductors) is 5 microns or less. In this case, dry the conductor and fuse link.
Etching is preferred over wet chemical etching because of greater linewidth control during pattern transfer.
For example, fusible links can be patterned using dry etching techniques to the exact width required to produce a fuse with particular characteristics for predictable results. On the other hand, a wet etch process has poor linewidth control, makes the fuse characteristics somewhat unpredictable, and requires testing of the fuses after they have been formed. However, the anisotropic properties of some dry etching techniques can result in metal filaments remaining at the interconnect stage. These filaments do not normally occur with wet etching.

もし、ウェット・エッチング技術を本発明の開示した
工程に用いる場合、過酸化水素溶液をTi:W層のエッチン
グに用いることができ、また、リン酸、酢酸、硝酸の溶
液、及び水溶液をアルミニウム層のエッチングに用いる
ことができる。
If a wet etching technique is used in the process disclosed in the present invention, a hydrogen peroxide solution can be used for etching the Ti: W layer, and a solution of phosphoric acid, acetic acid, nitric acid, and an aqueous solution can be used for the aluminum layer. Can be used for etching.

開示した工程により、ウェット・エッチング技術、或
いはドライ・エッチング技術のいずれを用いても、従来
より開発されている製法よりも有利な幾つかの点を提供
する。第一に、従来より開発されている製法は、相互接
続20及び22により形成された段々上のフォトレジスト・
マスクにより、ヒューズ・リンクを形成するということ
が必要である。しかし、本発明の工程では、ヒューズ・
リンクは、平らな表面にパターン形成した酸化物マスク
36により形成する。従って、ヒューズ・リンクの形成
は、より一層精密に制御することができる。第二に、マ
スクの数、及び、別々のエッチング段階の数は、本発明
の工程により削減される。従来より開発されている製法
では、三つのマスクと、別々の三つのエッチング段階と
が必要であり、即ち、(1)障壁層の形成、(2)相互
接続の形成、及び(3)ヒューズ・リンクの形成とが必
要である。本発明の工程においては、酸化物マスク36用
に一つの、そして相互接続46及び48用にもう一つの、二
つのマスクのみが必要となる。障壁層を形成するのに別
々の段階は必要ではない。
The disclosed process provides several advantages over previously developed processes, whether using wet or dry etching techniques. First, a previously developed process involves a step-by-step photoresist / step formed by interconnects 20 and 22.
It is necessary that the mask form the fuse link. However, in the process of the present invention, the fuse
Link is an oxide mask patterned on a flat surface
36. Therefore, the formation of the fuse link can be more precisely controlled. Second, the number of masks and the number of separate etching steps are reduced by the process of the present invention. Conventionally developed processes require three masks and three separate etching steps: (1) barrier layer formation, (2) interconnect formation, and (3) fuse and fuse formation. Link formation is required. In the process of the present invention, only two masks are needed, one for oxide mask 36 and another for interconnects 46 and 48. No separate step is required to form the barrier layer.

ウエット・エッチング及びドライ・エッチング技術の
両方が得られる第三の利点は、本工程により提供する改
良したアライメント公差である。障壁層及び相互接続
は、一回のマスキング階段を用いて形成するので、それ
らは自動的に整合される。
A third advantage of providing both wet and dry etching techniques is the improved alignment tolerance provided by this process. Since the barrier layers and interconnects are formed using a single masking step, they are automatically aligned.

さて、第5図乃至第7図を説明するが、同図には、平
坦化及び開口部(via)エッチングの更に追加の工程段
階を示す。第5図において、一般におよそ18,000オング
ストロームの厚い酸化物層52を、第4図のヒューズ・リ
ンク構造に被着して、相互接続46及び48を完全に覆う。
誘電体として用いる酸化物層52は、CVD酸化物被着技術
を用いて被着することができる。フォトレジスト層54を
酸化物層52の表面に形成して、酸化物層52の段々56を平
坦にする。このフォトレジスト層54は最も薄いところ
で、約4,000オングストロームの厚さがあり、最も厚い
ところでは約15,000オングストロームに増えている。酸
化物層52及びフォトレジスト層54は、フッ素化プラズマ
等の非選択的エッチングを用いて同一の比率でエッチン
グする。酸化物層52は、相互接続46及び48の上に十分な
厚みを残した高さまでエッチングして、酸化物52が、第
6図に示すように、相互接続46及び48を完全に覆うよう
にする。
Reference is now made to FIGS. 5-7, which show additional process steps for planarization and via etching. In FIG. 5, a thick oxide layer 52, typically about 18,000 angstroms, is deposited on the fuse link structure of FIG. 4 to completely cover the interconnects 46 and 48.
The oxide layer 52 used as a dielectric can be deposited using a CVD oxide deposition technique. A photoresist layer 54 is formed on the surface of the oxide layer 52 to flatten the steps 56 of the oxide layer 52. The photoresist layer 54 has a thickness of about 4,000 angstroms at its thinnest point and increases to about 15,000 angstroms at its thickest point. The oxide layer 52 and the photoresist layer 54 are etched at the same ratio using a non-selective etch such as fluorinated plasma. Oxide layer 52 is etched to a height that leaves sufficient thickness above interconnects 46 and 48 such that oxide 52 completely covers interconnects 46 and 48, as shown in FIG. I do.

再被着酸化物層58を、エッチングした酸化物層52の表
面に、被着する。再被着酸化物層58により、相互接続46
及び48と表面の間の導電体の厚さが少なくとも7000オン
グストロームとなることが確実になる。同様に、酸化物
の新しい層は、フォトレジスト層45にピンホールを結果
として生じる平坦化エッチング中に生じた酸化物層52の
ピンホールを塞ぐように作用することができる。
A re-deposited oxide layer 58 is deposited on the surface of the etched oxide layer 52. The redeposited oxide layer 58 allows the interconnect 46
And that the thickness of the conductor between the surface and the surface is at least 7000 angstroms. Similarly, a new layer of oxide can act to fill the pinholes in the oxide layer 52 created during the planarization etch that result in pinholes in the photoresist layer 45.

さて、第6図を再び説明するが、パターン形成したフ
ォトレジスト層60を、再被着酸化物層58上に形成して、
第一レベルの相互接続に対し、窓或いは「開口部」64を
形成する。説明する実施例においては、開口部64は相互
接続48の上部に形成する。パターン形成したフォトレジ
スト層60は相互接続48上部で開口部64を露出する。パタ
ーン形成したフォトレジスト層60は、標準的なリソグラ
フィック技術を用いて形成することができる。
Referring again to FIG. 6, a patterned photoresist layer 60 is formed on the redeposited oxide layer 58,
A window or "opening" 64 is formed for the first level interconnect. In the described embodiment, openings 64 are formed above interconnect 48. The patterned photoresist layer 60 exposes an opening 64 above the interconnect 48. Patterned photoresist layer 60 can be formed using standard lithographic techniques.

さて、第7図を説明するが、パターン形成したフォト
レジスト層60、再被着酸化物層58、及び残りの酸化物層
52に、非選択的エッチングを施して、開口部64を酸化物
層52を貫通して相互接続層48の上に形成するようにす
る。第二の薄い金属化層66を、残留酸化物層52及び58
(以下「誘導体」68)の表面に被着する。第二の厚い導
電層70を薄い金属化層66の表面に形成する。
Referring now to FIG. 7, the patterned photoresist layer 60, the redeposited oxide layer 58, and the remaining oxide layer
52 is non-selectively etched so that openings 64 are formed through oxide layer 52 and over interconnect layer 48. A second thin metallization layer 66 is applied to the remaining oxide layers 52 and 58.
(Hereinafter referred to as “derivative” 68). A second thick conductive layer 70 is formed on the surface of the thin metallization layer 66.

第二の金属化層66及び第二の厚い導電層70を、ウェッ
ト・エッチングか或いはドライ・エッチング技術のどち
らかを用いて、パターン形成し、エッチングして、第二
レベルの相互接続を形成し、これを第7図で第二レベル
の相互接続72として示す。1レベル以上の相互接続を用
いることにより、同一チップ寸法を維持しながら、一層
大きな複雑性が可能になる。
The second metallization layer 66 and the second thick conductive layer 70 are patterned and etched using either wet or dry etching techniques to form a second level interconnect. This is shown in FIG. 7 as a second level interconnect 72. Using more than one level of interconnect allows for greater complexity while maintaining the same chip size.

第8図乃至第11図により、多層相互接続構造を有する
ヒューズ・リンクの代わりの実施例を説明する。第8図
では、第二レベルの相互接続の間にヒューズ・リンクを
配置する実施例を説明する。この実施例において、ドー
ピングした分離酸化物層74を基板76の上に被着する。分
離酸化物層74をエッチングして、コンタクト領域78を基
板76の上に形成する。厚い金属化層80を分離酸化物層74
及びコンタクト領域78に被覆する。導電層82を厚い金属
化層80に被覆する。導電層82をパターン形成し、エッチ
ングして、第一レベルの相互接続84を形成する。導電層
82及び厚い金属化層80の両方を、この段階でエッチング
し、これにより、金属化層80が、第一の相互接続84とコ
ンタクト領域78との間の障壁パッドとして役立つ。第一
レベルにはヒューズ・リンクがないので、第一の層に薄
い金属化層を形成する必要はない。相互接続のエッチン
グ後、第5図及び第6図に示したように、第一レベルを
平坦にし、また、第6図及び第7図に示したように、開
口部のエッチングを施す。
An alternative embodiment of a fuse link having a multilayer interconnect structure is described with reference to FIGS. FIG. 8 illustrates an embodiment of arranging fuse links between second level interconnects. In this embodiment, a doped isolation oxide layer 74 is deposited on a substrate 76. The isolation oxide layer 74 is etched to form a contact region 78 on the substrate 76. Separating oxide layer 74 from thick metallization layer 80
And the contact region 78. The conductive layer 82 is coated on the thick metallization layer 80. The conductive layer 82 is patterned and etched to form a first level interconnect 84. Conductive layer
Both 82 and the thick metallization layer 80 are etched at this stage, whereby the metallization layer 80 serves as a barrier pad between the first interconnect 84 and the contact region 78. Since there is no fuse link at the first level, there is no need to form a thin metallization on the first layer. After the interconnect is etched, the first level is planarized as shown in FIGS. 5 and 6, and the opening is etched as shown in FIGS. 6 and 7.

開口部のエッチングを施した後、誘電体90と第一レベ
ルの相互接続84が露出する領域92との上に、薄い金属化
層88を被着する。酸化物マスク94を薄い金属化層88の表
面に被着して、望ましいヒューズ・リンクの形を形成す
るために、その酸化物マスク94をパターン形成し、エッ
チングする。次に、障壁層96及び導電層98とを、薄い金
属化層88及び酸化物マスク94の上に続けて被着する。第
2図及び第3図に示したように、導電層98をパターン形
成し、エッチングして、相互接続100及び102、そしてそ
れらの間にヒューズ・リンク104とを形成する。もし必
要なら、更に追加の層を、前述の技術を用いて形成する
ことができる。
After the opening has been etched, a thin metallization layer 88 is deposited over the dielectric 90 and the areas 92 where the first level interconnects 84 are exposed. An oxide mask 94 is deposited on the surface of the thin metallization layer 88 and the oxide mask 94 is patterned and etched to form the desired fuse link shape. Next, a barrier layer 96 and a conductive layer 98 are deposited sequentially over the thin metallization layer 88 and oxide mask 94. As shown in FIGS. 2 and 3, conductive layer 98 is patterned and etched to form interconnects 100 and 102 and fuse link 104 therebetween. If necessary, additional layers can be formed using the techniques described above.

第9図により、第二レベルにヒューズ・リンクを有す
る2レベル相互接続構造を説明するが、同構造において
は、第一及び第二レベル間の通過路(パス・スルー)と
して、タングステン・プラグを用いる。本実施例では、
第一レベルの相互接続は、第8図に関連して説明したよ
うに形成する。しかし、開口部のエッチングを施すより
も、非傾斜のエッチングを用いて、平坦にした誘電体層
90に通過路108を生じる。非傾斜のエッチングは、濃い
紫外光(ディープUV)のレジストを処理して、レジスト
の非傾斜角度を保つことにより、また、フッ化プラズマ
・エッチングの酸化物の高さを減らすことにより、施す
ことができる。この好ましい実施例において、通過路10
8を、二方向の内の一方をタングステン材で埋める。先
ず、タングステンは、導電体層90に形成した穴に対し選
択的に被着することができ、即ち、タングステンが通過
路108を底部から埋めるように、タングステンを被着す
る。その代わりに、非選択的タングステンの被着を用い
てもよく、その後には平坦化が続く。タングステンを好
ましい実施例において用いてが、第一及び第二レベルの
相互接続の間を導通する他の適切な材料に置換えること
ができる。
FIG. 9 illustrates a two-level interconnect structure having a fuse link at the second level, in which a tungsten plug is used as a pass-through between the first and second levels. Used. In this embodiment,
The first level interconnect is formed as described in connection with FIG. However, rather than etching the openings, use a non-tilted etch to flatten the dielectric layer.
At 90 a passage 108 is created. Non-tilted etching is performed by treating dark ultraviolet (deep UV) resist to maintain the non-tilted angle of the resist, and by reducing the oxide height of the fluorinated plasma etch. Can be. In this preferred embodiment, passage 10
8. Fill one of the two directions with a tungsten material. First, tungsten can be selectively applied to the holes formed in the conductor layer 90, i.e., so that the tungsten fills the passage 108 from the bottom. Alternatively, a non-selective deposition of tungsten may be used, followed by planarization. Although tungsten is used in the preferred embodiment, it can be replaced by any other suitable material that conducts between the first and second level interconnects.

タングステン通過路108の形成に続いて、第二のレベ
ルの相互接続を、第8図に関連して説明したように形成
する。第7図及び第8図の開口部接続と対象としたもの
として、タングステンの通過路108を用いることの利点
は、タングステンの通過路の実施例により、相互接続間
に優れたインターレベルのコンタクトを提供するという
ことである。
Following formation of the tungsten passage 108, a second level interconnect is formed as described in connection with FIG. The advantage of using the tungsten pass-through 108 as opposed to the opening connections of FIGS. 7 and 8 is that the tungsten pass-through embodiment provides excellent inter-level contacts between interconnects. It is to provide.

さて、第10図を説明するが、本発明を、導電性の柱状
物(ピラー)を用いる実施例に用いて、別々の相互接続
レベルを接続する。この実施例において、ピラー110及
びその下にある金属化層112は第一レベルのリードの上
部に配置され、第一レベルのリードと第二レベルのリー
ドとを接続している。
Referring now to FIG. 10, the present invention is used in an embodiment using conductive pillars to connect different interconnect levels. In this embodiment, the pillar 110 and the underlying metallization 112 are disposed above the first level leads and connect the first level leads and the second level leads.

この実施例において、金属化レベル層34、酸化マスク
36、障壁層38、及び導電層40は、第2図及び第3図に関
連して説明したように形成する。導電層40の表面に、エ
ッチング障壁114及びピラー層116を形成する。好ましい
実施例においては、エッチング障壁114はTi:W層から成
り、ピラー層116はアルミニウム或いはアルミニウムと
銅の層から成る。
In this embodiment, the metallization level layer 34, the oxidation mask
36, barrier layer 38, and conductive layer 40 are formed as described in connection with FIGS. An etching barrier 114 and a pillar layer 116 are formed on the surface of the conductive layer 40. In a preferred embodiment, the etch barrier 114 comprises a Ti: W layer and the pillar layer 116 comprises aluminum or a layer of aluminum and copper.

これらの層をマスクし、エッチングして、ピラー及び
相互接続を形成する。ヒューズ・リンクは第4図に関連
して説明したようなエッチング段階で形成する。ここで
本願に具体化される、ピラー状接続を生じるために施す
工程段階は、1987年1月19日出願の米国特許出願第011,
355号の「VLSIデバイス用の平面状金属相互接続」(198
5年8月8日出願の米国特許出願第762,885号(日本特許
出願昭61−184996号に対応)の継続出願)に説明されて
いる。
These layers are masked and etched to form pillars and interconnects. The fuse link is formed in an etching step as described in connection with FIG. The process steps performed to produce the pillar-like connection, embodied herein, are described in US patent application Ser. No. 011,011, filed Jan. 19, 1987.
Issue 355, "Planar Metal Interconnects for VLSI Devices" (198
No. 762,885 filed on Aug. 8, 5 (corresponding to Japanese Patent Application No. 61-184996).

さて、第11図を説明するが、同図には、ピラー状構造
により接続した、二つのレベルの相互接続を有する、他
の実施例を示す。この実施例に於いて、ヒューズ・リン
クは、第二レベルの相互接続の上に形成する。米国特許
出願第011,355号で説明されるようなピラーの接続を形
成した後、ヒューズ・リンクを有する第二のレベルの相
互接続を第1乃至第4図に関連して説明したように形成
する。
Reference is now made to FIG. 11, which shows another embodiment having two levels of interconnections connected by pillar-like structures. In this embodiment, the fuse link is formed over the second level interconnect. After forming the pillar connections as described in U.S. patent application Ser. No. 011,355, a second level interconnect having fuse links is formed as described in connection with FIGS.

以上に、本発明の好ましい実施例を詳細に説明した
が、特許請求の範囲の項により定める本発明の精神及び
範囲から離れることなく、様々な変更、置換え、及び改
変をこれに成すことができるということを理解されるべ
きである。
While the preferred embodiment of the invention has been described in detail, various changes, substitutions, and alterations may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood that.

以上の説明に関連して、更に、下記の項を開示する。 In connection with the above description, the following items are further disclosed.

(1) 二相互接続間にヒューズ・リンクを形成する方
法であって、 第一の導電層を形成する段階と、 前記第一の導電層の上に、好ましい寸法のヒューズ・
リンクの形に第一のマスクを形成する段階と、 前記マスクの上と、前記第一の導電層の前記マスクに
覆われていない部分との上に、第二の導電層を形成する
段階と、 前記第二の導電層の上に第三の導電層を形成する段階
と、 前記第三の導電層の部分の上に第二のマスクを形成す
る段階と、 前記第二のマスクで覆わていない前記第二及び第三の
導電層の部分を除去して、前記第三の導電層の残留部分
から成る相互接続を形成する段階と、 前記第一のマスク或いは前記第二のマスクで覆われて
いない前記第一の導電層の部分を除去して、前記第一の
マスクの下に前記第一の導電層の部分を残してヒューズ
・リンクを形成する段階とを含むヒューズ・リンクの形
成方法。
(1) A method for forming a fuse link between two interconnects, comprising: forming a first conductive layer; and forming a fuse of a preferred size on the first conductive layer.
Forming a first mask in the form of a link; forming a second conductive layer on the mask and on a portion of the first conductive layer that is not covered by the mask; Forming a third conductive layer on the second conductive layer; forming a second mask on the portion of the third conductive layer; covering with the second mask Removing the portions of the second and third conductive layers that are not formed to form an interconnect consisting of the remaining portions of the third conductive layer; and covering the interconnects with the first mask or the second mask. Removing portions of the first conductive layer that are not present, leaving a portion of the first conductive layer under the first mask to form a fuse link. .

(2) 第(1)項に記載した方法において、前記第一
の導電層が前記第二の導電層よりも薄く、又、チタニウ
ム−タングステン材を含む方法。
(2) The method according to item (1), wherein the first conductive layer is thinner than the second conductive layer and includes a titanium-tungsten material.

(3) 第(1)項に記載した方法において、前記第一
の導電層が400オングストロームから500オングストロー
ムの厚さである方法。
(3) The method according to (1), wherein the first conductive layer has a thickness of 400 to 500 Å.

(4) 第(1)項に記載した方法において、前記第二
の導電層がチタニウム−タングステン材を含む方法。
(4) The method according to (1), wherein the second conductive layer includes a titanium-tungsten material.

(5) 第(1)項に記載した方法において、前記第二
の導電層が1500オングストロームから200オングストロ
ームの厚さである方法。
(5) The method according to (1), wherein the second conductive layer has a thickness of 1500 Å to 200 Å.

(6) 第(1)項に記載した方法において、前記第三
の導電層がアルミニウム材を含む方法。
(6) The method according to (1), wherein the third conductive layer includes an aluminum material.

(7) 第(6)項に記載した方法において、前記第三
の導電層がアルミニウムと銅の合金を含む方法。
(7) The method according to item (6), wherein the third conductive layer includes an alloy of aluminum and copper.

(8) 第(1)項に記載した方法において、前記第一
のマスクが絶縁材料を含む方法。
(8) The method according to (1), wherein the first mask includes an insulating material.

(9) 第(8)項に記載した方法において、前記絶縁
材料が二酸化シリコンである方法。
(9) The method according to item (8), wherein the insulating material is silicon dioxide.

(10) 第(1)項に記載した方法において、前記第二
のマスクがフォトレジスト性の材料を含む方法。
(10) The method according to item (1), wherein the second mask includes a photoresist material.

(11) 第(1)項に記載した方法において、前記第
一、第二、及び第三の導電層を本来の場所でエッチング
する方法。
(11) The method according to (1), wherein the first, second, and third conductive layers are etched at their original locations.

(12) 第(1)項に記載した方法であって、更に、前
記導電層の形成に先立って、ドーピングした酸化物層を
形成する段階を含む方法。
(12) The method according to (1), further comprising a step of forming a doped oxide layer before forming the conductive layer.

(13) 第(1)項に記載した方法であって、更に、前
記ドーピングした酸化物層を通して活性デバイスの上に
窓を形成し、前記第一の導電層が、前記ドーピングした
酸化物層と、前記窓を通して露出する前記基板の部分と
の上に、形成される段階を含む方法。
(13) The method according to paragraph (1), further comprising forming a window over the active device through the doped oxide layer, wherein the first conductive layer is formed with the doped oxide layer. , And a portion of the substrate exposed through the window.

(14) 二相互接続間にヒューズ・リンクを形成する方
法であって、 ヒューズ・リンクを用いることができる導電性材料の
第一の層を形成する段階と、 前記第一の層の上に第一のマスクを形成して、前記マ
スクが電気的分離体から成る段階と、 前記第一の層と前記第一のマスクの上に、導電性材料
の第二の層を形成する段階と、 前記第二の層の上に第三の電気的導電材料を形成する
段階と、 前記第三の層の上に第二のマスクを与える段階と、 前記第一のマスク或いは前記第二のマスクのどちらか
にも覆われていない前記第一、第二、及び第三の層の部
分をエッチングして、それにより、前記第一のマスクを
下にヒューズ・リンクを形成する段階とを含むヒューズ
・リンクの形成方法。
(14) A method of forming a fuse link between two interconnects, comprising: forming a first layer of a conductive material that can use the fuse link; and forming a first layer on the first layer. Forming a mask, the mask comprising an electrical isolator; forming a second layer of conductive material over the first layer and the first mask; Forming a third electrically conductive material on the second layer; providing a second mask on the third layer; either the first mask or the second mask; Etching portions of the first, second, and third layers that are not otherwise covered, thereby forming a fuse link below the first mask. Formation method.

(15) 第(14)項に記載した方法において、前記エッ
チングがドライ・エッチングを含む方法。
(15) The method according to item (14), wherein the etching includes dry etching.

(16) 第(14)項に記載した方法において、前記第一
のマスクが二酸化シリコンを含む方法。
(16) The method according to paragraph (14), wherein the first mask comprises silicon dioxide.

(17) 第(14)項に記載した方法において、前記第一
及び第二の層がチタニウム−タングステン材で、前記第
三の層がアルミニウム合金を含む方法。
(17) The method according to (14), wherein the first and second layers are made of a titanium-tungsten material, and the third layer contains an aluminum alloy.

(18) 第(14)項に記載した方法であって、更に、相
互接続を第二レベルに形成して、前記第二レベルの相互
接続を第一レベルの相互接続に接続する段階とを含む方
法。
(18) The method according to paragraph (14), further comprising: forming an interconnect at a second level, and connecting the second level interconnect to the first level interconnect. Method.

(19) 第(18)項に記載した方法において、前記第二
レベルの相互接続を前記第一レベルの相互接続の上に形
成する方法。
(19) The method of paragraph (18), wherein the second level interconnect is formed over the first level interconnect.

(20) 第(18)項に記載した方法において、前記第一
及び第二レベルの相互接続をタングステン・プラグで接
続する方法。
(20) The method of paragraph (18), wherein the first and second level interconnects are connected by tungsten plugs.

(21) 第(18)項に記載した方法において、前記第一
及び第二の層を導電性のピラー状構造により接続する方
法。
(21) The method according to (18), wherein the first and second layers are connected by a conductive pillar structure.

(22) 第(21)項に記載した方法において、前記ピラ
ー状構造がアルミニウムと銅の合金を含む方法。
(22) The method according to (21), wherein the pillar-shaped structure comprises an alloy of aluminum and copper.

(23) 二相互接続間にヒューズ・リンクを形成する方
法であって、 活性デバイスを有する半導体表面に、ドーピングした
分離層を形成する段階と、 前記活性デバイスの上の前記分離層に窓を形成する段
階と、 前記ドーピングした分離層及び前記活性デバイスの上
に、電気的導電材料の第一の層を形成する段階と、 前記第一の層の上に第一のマスクを形成して、前記第
一のマスクがヒューズ・リンクの形を有する段階と、 前記第一の層及び前記第一のマスクの上に、電気的導
電材料の第二の層を形成する段階と、 電気的導電材料の第三の層を形成する段階と、 前記第三の層の上に第二のマスクを形成して、前記第
二のマスクを相互接続の形にパターン形成する段階と、 前記第三の層をエッチングして相互接続を形成する段
階と、 前記第二の層をエッチングして、相互接続と前記半導
体表面との間に障壁を形成するようにする段階と、 前記第一の層をエッチングして、前記第一のマスクの
下の前記第一の層の部分により相互接続間のヒューズ・
リンクを形成する段階とを含むヒューズ・リンクの形成
方法。
(23) A method of forming a fuse link between two interconnects, comprising: forming a doped isolation layer on a semiconductor surface having an active device; and forming a window in the isolation layer over the active device. Forming a first layer of electrically conductive material over the doped isolation layer and the active device; forming a first mask over the first layer; A first mask having the shape of a fuse link; forming a second layer of an electrically conductive material over the first layer and the first mask; Forming a third layer; forming a second mask over the third layer; patterning the second mask in an interconnected manner; Etching to form an interconnect; Etching a layer to form a barrier between the interconnect and the semiconductor surface; and etching the first layer to form a barrier between the first layer under the first mask. Fuse between interconnects depending on the part
Forming a fuse link.

(24) 第(23)項に記載した方法において、前記ドー
ピングした分離層が、リンでドーピングした二酸化シリ
コン層を含む方法。
(24) The method according to paragraph (23), wherein the doped separation layer comprises a phosphorus-doped silicon dioxide layer.

(25) 第(23)項に記載した方法であって、更に、前
記第三の層の上に電気的導電材料のピラー層を形成する
段階と、 前記ピラー層をエッチングして、ピラー導電材料を形
成し、前記ピラーを相互接続部分の範囲内に限る段階
と、 前記ピラー及び前記相互接続の上に、誘電体の層を被
覆する段階と、 前記誘電体の上にフォトレジストの平坦な層を形成し
て、前記誘電体と前記フォトレジストのエッチング比が
実質的に等しくなるようにする段階と、 前記ピラーの小部分が露出するように、フォトレジス
トの誘電体をエッチング・バックする段階と、 前記ピラーと誘電体材料の上に導電材料の別の層を被
覆して、第二レベルの相互接続を形成する段階とを含む
方法。
(25) The method according to (23), further comprising: forming a pillar layer of an electrically conductive material on the third layer; and etching the pillar layer to form a pillar conductive material. Forming the pillars within an interconnect area; coating a layer of dielectric over the pillars and the interconnect; and planarizing a layer of photoresist over the dielectric. Forming an etch ratio of the dielectric and the photoresist to be substantially equal; and etching back the dielectric of the photoresist so that a small portion of the pillar is exposed. Coating the pillars and another layer of conductive material over the dielectric material to form a second level interconnect.

(26) 活性デバイスを有する半導体表面と、 前記半導体表面上の、間隔の開いた二つの電気的導電
相互接続と、 前記半導体表面と前記相互接続との間に形成したヒュ
ーズ層であって、前記ヒューズ層が前記相互接続間に所
定の形のリンク部分を有することと、 前記リンク部分の上に形成した分離層であって、前記
分離層も同様に前記ヒューズ層の前記所定の形を有する
こととを含む半導体デバイス。
(26) a semiconductor surface having an active device; two spaced apart electrically conductive interconnects on the semiconductor surface; and a fuse layer formed between the semiconductor surface and the interconnect. A fuse layer having a link portion of a predetermined shape between the interconnects; and an isolation layer formed on the link portion, the isolation layer also having the predetermined shape of the fuse layer. And a semiconductor device including:

(27) 第(26)項に記載した半導体デバイスであっ
て、更に、前記相互接続及び前記半導体表面の間に形成
した障壁層を含む半導体デバイス。
(27) The semiconductor device according to (26), further comprising a barrier layer formed between the interconnect and the semiconductor surface.

(28) 第(26)項に記載した半導体デバイスにおい
て、前記相互接続が、第一の層の相互接続を含み、更
に、前記第一レベルの相互接続の一方に接続された第二
レベルの電気的相互接続を含む半導体デバイス。
(28) The semiconductor device according to paragraph (26), wherein the interconnect comprises a first layer interconnect, and further comprising a second level electrical connection connected to one of the first level interconnects. Semiconductor device including electrical interconnects.

(29) 第(1)項に記載した方法により製作したヒュ
ーズ・リンク。
(29) A fuse link manufactured by the method described in paragraph (1).

(30) 第(14)項に記載した方法により製作したヒュ
ーズ・リンク。
(30) A fuse link manufactured by the method described in (14).

(31) 第(23)項に記載した方法により製作したヒュ
ーズ・リンク。
(31) A fuse link manufactured by the method described in paragraph (23).

(32) デバイスに配線するのに用いる一般的な導電構
造の、一層大きなスケイラビリティのものを提供する方
法を用いて、ヒューズ・リンク50を形成する。好ましい
ヒューズ・リンクの形を有する酸化物マスク36を薄い金
属化層34の上に形成する。障壁層38を薄い金属化層34の
上に形成する。導電層40を障壁層38の上に形成する。フ
ォトレジスト・マスク42、44を導電層40に施してから、
導電層をエッチングして相互接続46、48を形成する。次
に、障壁層38及び薄い金属化層34をエッチングし、こう
して、酸化物マスク36の下の相互接続46、48の間にヒュ
ーズ・リンク50を提供する。
(32) Fuse link 50 is formed using a method that provides greater scalability of the common conductive structure used to wire devices. An oxide mask 36 having the preferred fuse link shape is formed over the thin metallization layer 34. A barrier layer 38 is formed over the thin metallization layer 34. A conductive layer 40 is formed on the barrier layer 38. After applying the photoresist masks 42 and 44 to the conductive layer 40,
The conductive layer is etched to form interconnects 46,48. Next, the barrier layer 38 and the thin metallization layer 34 are etched, thus providing a fuse link 50 between the interconnects 46, 48 under the oxide mask 36.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1a図および第1b図は、二相互接続間に配置した従来の
ヒューズ・リンクの平面図及び断面図である。 第2a図および第2b図は、本発明の第一ステージの断面及
び平面図を示し、同ステージにおいて、分離酸化物層、
金属化層、及び酸化物マスクを基板の上に形成する。 第3a図および第3b図は、工程の第二ステージの断面及び
平面図を示し、同ステージにおいて、第二の金属化層を
形成し、第一の導電層を形成し、相互接続のエッチング
用のフォトレジスト・パターンを施す。 第4a図および第4b図は、工程の第三ステージの断面及び
平面図を示し、同ステージにおいて、相互接続を形成
し、フォトレジスト層を除去して、第二の金属化層をエ
ッチングする。 第5図は、平坦化段階の断面図を示し、同段階におい
て、平坦化の目的のために、酸化物及びフォトレジスト
層を形成する。 第6図は、任意の第二レベルの相互接続を形成する第一
のステージの断面図を示す。 第7図は、第二レベルの相互接続形成の第二のステージ
を示す。 第8図は、第二レベルにヒューズ・リンクを有する、本
発明の2レベルの実施例の断面図を示す。 第9図は、レベル間にタングステン・プラグを用いる、
第二レベルのヒューズ・リンクの代わりの実施例の断面
図を示す。 第10図は、第一レベルにヒューズ・リンクを供えた、2
レベル間のアルミニウム・ピラーを用いる本発明のほか
の実施例を示す。 第11図は、第二レベルにヒューズ・リンクを有する、レ
ベル間のアルミニウム・ピラーを用いる本発明のほかの
実施例の断面図を示す。 主な符号の説明 28:分離酸化物 30:基板 31:活性デバイス 34:薄い金属化層 36:酸化物マスク 38:障壁層 40:導電層 42、44:フォトレジスト・マスク 46、48:相互接続 50:ヒューズ・リンク 66:第二の薄い金属化層 70:第二の導電層 72:第二レベルの相互接続
1a and 1b are a plan view and a cross-sectional view of a conventional fuse link disposed between two interconnects. 2a and 2b show a cross section and a plan view of a first stage of the present invention, in which the isolation oxide layer,
A metallization layer and an oxide mask are formed over the substrate. 3a and 3b show a cross-section and a plan view of a second stage of the process, where a second metallization layer is formed, a first conductive layer is formed, and an interconnect is etched. Is applied. 4a and 4b show a cross section and a plan view of a third stage of the process, in which an interconnect is formed, the photoresist layer is removed, and the second metallization layer is etched. FIG. 5 shows a cross-sectional view of the planarization stage, in which an oxide and photoresist layer is formed for planarization purposes. FIG. 6 shows a cross-sectional view of a first stage forming an optional second level interconnect. FIG. 7 illustrates the second stage of the second level interconnect formation. FIG. 8 shows a cross-sectional view of a two-level embodiment of the present invention having a fuse link at the second level. FIG. 9 uses tungsten plugs between levels,
FIG. 4 shows a cross-sectional view of an alternative embodiment of the second level fuse link. FIG. 10 shows the first level with a fuse link, 2
Figure 5 illustrates another embodiment of the present invention that uses aluminum pillars between levels. FIG. 11 shows a cross-sectional view of another embodiment of the present invention using an aluminum pillar between levels having a fuse link at the second level. Key Description 28: Isolating Oxide 30: Substrate 31: Active Device 34: Thin Metallization 36: Oxide Mask 38: Barrier 40: Conductive 42, 44: Photoresist Mask 46, 48: Interconnect 50: Fuse link 66: Second thin metallization layer 70: Second conductive layer 72: Second level interconnect

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マヌエル ルイス トレノ,ジュニア アメリカ合衆国テキサス州ヒュースト ン,メドウ レイク ドライブ 12207 (72)発明者 エバリスト ガルシア,ジュニア アメリカ合衆国テキサス州ローゼンバー グ,ナンバー111 ブルーム 725 (56)参考文献 特開 昭59−208854(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing the front page (72) Inventor Manuel Lewis Trueno, Jr. Meadow Lake Drive, Houston, Texas, USA 12207 (72) Inventor Everist Garcia, Jr. Rosenberg, Texas, USA, number 111 Bloom 725 (56) References JP-A-59-208854 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】二相互接続間にヒューズ・リンクを形成す
る方法であって、 第一の導電層を形成する段階と、 前記第一の導電層の上に、好ましい寸法のヒューズ・リ
ンクの形に第一のマスクを形成する段階と、 前記マスクの上と、前記第一の導電層の前記マスクに覆
われていない部分との上に、第二の導電層を形成する段
階と、 前記第二の導電層の上に第三の導電層を形成する段階
と、 前記第三の導電層の部分の上に第二のマスクを形成する
階段と、 前記第二のマスクで覆わていない前記第二及び第三の導
電層の部分を除去して、前記第三の導電層の残留部分か
ら成る相互接続を形成する段階と、 前記第一のマスク或いは前記第二のマスクで覆われてい
ない前記第一の導電層の部分を除去して、前記第一のマ
スクの下に前記第一の導電層の部分を残してヒューズ・
リンクを形成する段階とを含むヒューズ・リンクの形成
方法。
1. A method of forming a fuse link between two interconnects, the method comprising: forming a first conductive layer; and forming a fuse link of a preferred size over the first conductive layer. Forming a first mask on the mask; and forming a second conductive layer on the mask and on a portion of the first conductive layer that is not covered by the mask. Forming a third conductive layer on the second conductive layer; forming a second mask on the portion of the third conductive layer; and forming the second mask not covered with the second mask. Removing portions of the second and third conductive layers to form an interconnect consisting of remaining portions of the third conductive layer; and removing the interconnect not covered by the first mask or the second mask. Removing a portion of the first conductive layer and removing the first conductive layer under the first mask; Leave the fuse
Forming a fuse link.
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