KR101102048B1 - The fuse of semicondutor device and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 퓨즈 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 블로윙부가 'ㅅ'형태로 꺽인 퓨즈 패턴을 형성하고, 꺽인 부분의 내측과 인접한 층간 절연막을 형성함으로써, 퓨즈 블로윙 공정 후 구리 성분이 이동하는 현상을 방지하여 반도체 소자의 특성 및 신뢰성을 향상시키는 기술을 개시한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuse of a semiconductor device and a method of manufacturing the same, wherein the copper component is moved after the fuse blowing process by forming a fuse pattern in which the blowing portion is bent in a 's' shape and forming an interlayer insulating layer adjacent to the inside of the bent portion. Disclosed is a technique for preventing a phenomenon and improving characteristics and reliability of a semiconductor device.
Description
본 발명은 반도체 소자의 퓨즈 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 구리 퓨즈에 관한 것이다. The present invention relates to a fuse of a semiconductor device and a method of manufacturing the same. In particular, it relates to a copper fuse.
일반적으로 반도체 장치, 특히 메모리 장치의 제조 시 수많은 미세 셀 중에서 한 개라도 결함이 있으면 메모리로서의 기능을 수행하지 못하므로 불량품으로 처리된다. In general, in the manufacture of a semiconductor device, especially a memory device, if any one of a number of fine cells is defective, the semiconductor device does not function as a memory and thus is treated as a defective product.
그러나, 메모리 내의 일부 셀에만 결함이 발생하였는데도 불구하고 장치 전체를 불량품으로 폐기하는 것은 수율(Yield) 측면에서 비효율적인 처리 방법이다. However, even though only a few cells in the memory have failed, discarding the entire device as a defective product is an inefficient treatment method in terms of yield.
따라서, 현재는 메모리 장치 내에 미리 설치해둔 예비 셀(Redundancy cell)을 이용하여 결함이 발생한 결함 셀을 대체함으로써, 전체 메모리를 되살려 주는 방식으로 수율 향상을 이루고 있다. Therefore, the current yield is improved by replacing a defective cell in which a defect has occurred by using a redundancy cell previously installed in the memory device.
예비 셀을 이용한 리페어 방법은 통상 일정 셀 어레이마다 노멀 워드라인을 치환하기 위한 예비 워드라인과 노멀 비트라인을 치환하기 위한 예비 비트라인을 구비하고, 특정 셀에 결함이 발생 시 셀을 포함하는 노멀 워드라인 또는 노멀 비트 라인을 예비 워드라인 또는 예비 비트라인으로 치환해 주는 방식이다.A repair method using a spare cell typically includes a spare word line for replacing a normal word line and a spare bit line for replacing a normal bit line for each cell array, and includes a normal word including a cell when a defect occurs in a specific cell. The line or normal bit line is replaced with a spare word line or a spare bit line.
이를 위해 메모리 장치에는 웨이퍼 가공 완료 후 테스트를 통해 결함 셀이 발견되면 결함 셀에 해당하는 어드레스를 예비 셀의 어드레스로 바꾸어 주기 위한 회로가 구비되어 있다. To this end, the memory device includes a circuit for changing an address corresponding to a defective cell to an address of a spare cell when a defective cell is found through testing after completion of wafer processing.
따라서, 실제 사용시에 결함 셀에 해당하는 어드레스 신호가 입력되면 결함 셀에 대응하여 대체된 예비 셀의 데이터가 액세스 되는 것이다. Therefore, when an address signal corresponding to a defective cell is input in actual use, the data of the spare cell replaced corresponding to the defective cell is accessed.
전술한 리페어 방법으로 가장 널리 사용되는 방법이 레이저 빔으로 퓨즈를 태워 블로윙(Blowing) 시킴으로써 어드레스의 경로를 치환하는 것이다. The most widely used repair method described above is to replace a path of an address by blowing and blowing a fuse with a laser beam.
따라서, 통상적인 메모리 장치는 레이저를 퓨즈에 조사하여 블로윙 시킴으로써 어드레스 경로를 치환시킬 수 있는 퓨즈부를 구비하고 있다. 여기서, 레이저의 조사에 의해 끊어지는 배선을 퓨즈라 한다. Therefore, a conventional memory device includes a fuse unit capable of replacing an address path by irradiating a laser with a fuse to blow the laser. Here, the wiring broken by laser irradiation is called a fuse.
상기 금속배선의 재료로는 전기 전도도가 우수한 알루미늄(Al) 및 텅스텐(W)이 주로 이용되어 왔으며, 최근에는 구리(Cu)를 차세대 금속배선 물질로 사용하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 구리는 알루미늄 및 텅스텐보다 전기 전도도가 우수하고 저항이 낮으므로, 금속배선의 재료로서 구리를 적용하는 경우에는, 고집적 고속동작 소자에서 RC 신호 지연 문제를 해결할 수 있다는 장점이 있다.As the material of the metal wiring, aluminum (Al) and tungsten (W) having excellent electrical conductivity have been mainly used, and recently, research into using copper (Cu) as a next generation metal wiring material has been conducted. Since copper has better electrical conductivity and lower resistance than aluminum and tungsten, when copper is used as a metal wiring material, there is an advantage that the RC signal delay problem can be solved in a highly integrated high speed operation device.
이하 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 반도체 소자의 퓨즈 및 그 제조 방법을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a fuse of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a를 참조하면, 반도체 기판(미도시) 상부에 제 1 층간 절연막(100), 식각 정지막(105) 및 제 2 층간 절연막(110)을 형성한다. Referring to FIG. 1A, a first
다음에, 제 2 층간 절연막(110) 상부에 퓨즈 영역을 오픈시키는 제 1 감광막 패턴(115)을 형성한다.Next, a first
그 다음, 제 1 감광막 패턴(115)을 마스크로 제 2 층간 절연막(110) 및 식각 정지막(105)을 식각하여 제 1 층간 절연막(100)이 노출되는 퓨즈 영역을 형성한다.Next, the second
도 1b를 참조하면, 제 1 감광막 패턴(115)을 제거한 후 상기 퓨즈 영역을 포함하는 제 1 층간 절연막(100) 및 제 2 층간 절연막(110) 상부에 금속 물질을 증착한다. 이때, 금속 물질은 구리인 것이 바람직하다.Referring to FIG. 1B, after removing the first
다음에, 제 2 층간 절연막(110)이 노출될때까지 CMP 공정을 진행하여 퓨즈 패턴(120)을 형성한다.Next, the CMP process is performed until the second
도 1c 및 도 1d를 참조하면, 제 2 층간 절연막(110) 및 퓨즈 패턴(120) 상부에 캡핑막(미도시) 및 제 3 층간 절연막(130)을 형성한다. 여기서, 캡핑막(미도시)은 질화막으로 형성하고, 제 3 층간 절연막(130)은 산화막으로 형성하는 것이 바람직하다. 1C and 1D, a capping layer and a third
다음에, 제 3 층간 절연막(130) 상부에 리페어 식각을 위한 제 2 감광막 패턴(135)을 형성한다. 그 다음, 제 2 감광막 패턴(135)을 마스크로 제 3 층간 절연막(130)을 식각하여 퓨즈 오픈 영역을 형성한다. Next, a second
그 다음, 레이저를 이용한 블로윙 공정을 진행하여 해당 퓨즈 패턴(120)을 컷팅한다. 이때, 퓨즈 패턴(120)의 컷팅된 부분에서 구리 성분이 확산되는 문제가 발생한다. Next, a blowing process using a laser is performed to cut the
이와 같이, 컷팅된 퓨즈 패턴에서 구리 성분이 확산됨에 따라, 퓨즈 영역에 서의 페일이 유발된다. 구체적으로, 퓨즈 영역에서는 특정 퓨즈를 선택적으로 컷팅한 후에 고온 다습한 분위기에서 전위차를 가하여 불량 유무를 판단한 후에, 불량으로 판명된 셀을 칩 내에 내장된 여분의 셀과 연결시켜 재생시키는 리페어 공정이 수행된다. 그러나, 퓨즈영역의 구리 성분이 컷팅된 퓨즈 쪽으로 이동하게 되면, 퓨즈가 쇼트되어 상기 리페어 공정을 제대로 수행할 수 없는 페일이 유발되며, 이로 인해, 반도체 소자의 특성 및 신뢰성이 열화된다.As such, as the copper component diffuses in the cut fuse pattern, a fail in the fuse area is caused. Specifically, in the fuse area, a repair process is performed in which a specific fuse is selectively cut and then a potential difference is applied in a high temperature and high humidity atmosphere to determine whether there is a defect, and then a cell that is found to be defective is connected to a spare cell embedded in the chip to be regenerated. do. However, when the copper component of the fuse region is moved toward the cut fuse, the fuse is shorted to cause a failure in which the repair process cannot be performed properly, thereby degrading the characteristics and reliability of the semiconductor device.
본 발명은 퓨즈의 구조를 변경하여 소자의 특성 및 신뢰성을 향상시키고자 한다.The present invention is intended to improve the characteristics and reliability of the device by changing the structure of the fuse.
본 발명에 따른 반도체 소자의 퓨즈는 The fuse of the semiconductor device according to the invention
동일 평면상에서 'ㅅ'자 형태로 꺽인 퓨즈 패턴과 상기 퓨즈 패턴의 꺽인 부분과 인접하여 그 내측에 형성된 층간 절연막을 포함한다. The fuse pattern includes a fuse pattern bent in a 'z' shape on the same plane and an interlayer insulating layer formed therein adjacent to the bent portion of the fuse pattern.
여기서, 상기 퓨즈 패턴은 구리로 형성하고, 상기 퓨즈 패턴의 꺽인 부분은 블로윙부이며, 상기 퓨즈 패턴은 단층 또는 다층 구조로 형성할 수 있다. Here, the fuse pattern may be formed of copper, the bent portion of the fuse pattern may be a blowing part, and the fuse pattern may be formed in a single layer or a multilayer structure.
상기 다층 구조는 하부에 라인 형태의 제 1 퓨즈 패턴이 복수 개 구비되고, 상기 제 1 퓨즈 패턴과 접속하며 블로윙부가 꺽인 형태의 제 2 퓨즈 패턴이 구비되며, 상기 제 1 퓨즈 패턴과 제 2 퓨즈 패턴은 콘택에 의해 연결되어 하나의 라인 형태를 한다. 그리고, 상기 콘택은 하나의 제 1 퓨즈 패턴과 상기 제 2 퓨즈 패턴의 끝단을 연결하는 것을 특징으로 한다. The multilayer structure includes a plurality of first fuse patterns having a line shape at a lower portion thereof, a second fuse pattern connected to the first fuse pattern and having a bent portion of the blower, and having a first fuse pattern and a second fuse pattern. Are connected by contacts to form a single line. The contact may connect an end of one first fuse pattern and the second fuse pattern.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 퓨즈 제조 방법은 Method of manufacturing a fuse of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention
반도체 기판 상부에 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 층간 절연막을 식각하여 'ㅅ'형태로 꺽인 퓨즈 예정 영역을 형성하는 단계와, 금속 물질로 상기 퓨즈 예정 영역을 매립하여 퓨즈 패턴을 형성하는 단계와, 상기 퓨즈 패턴 외측의 상기 층간 절연막을 식각하여 상기 퓨즈 패턴 및 상기 퓨즈 패턴의 꺽인 부분과 인접 한 상기 층간 절연막을 돌출시키는 단계를 포함한다. Forming an interlayer insulating layer on the semiconductor substrate, forming a fuse predetermined region which is bent in an '?' Form by etching the interlayer insulating layer, and filling the fuse predetermined region with a metal material to form a fuse pattern; And etching the interlayer insulating layer outside the fuse pattern to protrude the interlayer insulating layer adjacent to the fuse pattern and the bent portion of the fuse pattern.
여기서, 상기 금속 물질은 구리인 것과, 상기 퓨즈 패턴은 블로윙부가 꺽인 형태인 것과, 상기 층간 절연막은 산화막으로 형성하는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the metal material is copper, the fuse pattern is a shape in which the blowing part is bent, and the interlayer insulating film is formed of an oxide film.
또한, 상기 층간 절연막을 식각하는 단계는 상기 퓨즈 패턴 및 상기 퓨즈 패턴의 꺽인 부분과 인접한 내측에 형성된 상기 층간 절연막을 덮는 감광막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 감광막 패턴을 마스크로 상기 층간 절연막을 식각하는 단계를 포함하며, 상기 감광막 패턴은 삼각형 형태인 것을 특징으로 한다. The etching of the interlayer insulating layer may include forming a photoresist pattern covering the fuse pattern and the interlayer insulating layer formed on an inner side of the fuse pattern and the bent portion of the fuse pattern, and etching the interlayer insulating layer using the photoresist pattern as a mask. Including the step, the photosensitive film pattern is characterized in that the triangular form.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 퓨즈 제조 방법은In addition, the fuse manufacturing method of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention
반도체 기판 상부에 제 1 층간 절연막 및 제 2 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 2 층간 절연막을 식각 후 금속 물질로 매립하여 라인 형태의 제 1 퓨즈 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제 1 퓨즈 패턴 및 제 2 층간 절연막 상부에 제 3 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 3 층간 절연막을 식각한 후 금속 물질로 매립하여 제 1 퓨즈 패턴과 접속하는 콘택을 형성하는 단계와, 상기 콘택 및 제 3 층간 절연막 상부에 제 4 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 4 층간 절연막을 식각한 후 금속 물질로 매립하여 상기 콘택과 접속하며 'ㅅ'형태로 꺽인 제 2 퓨즈 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제 4 층간 절연막의 일부를 식각하여 상기 제 2 퓨즈 패턴 및 상기 제 2 퓨즈 패턴의 꺽인 부분의 내측과 인접한 제 4 층간 절연막이 돌출되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. Forming a first interlayer insulating layer and a second interlayer insulating layer on the semiconductor substrate, forming a first fuse pattern in the form of a line by embedding the second interlayer insulating layer with a metal material after etching, and forming the first fuse pattern And forming a third interlayer insulating layer on the second interlayer insulating layer, forming a contact to be connected to the first fuse pattern by etching the third interlayer insulating layer, and filling the third interlayer insulating layer with a metal material. Forming a fourth interlayer insulating layer on the interlayer insulating layer, forming a second fuse pattern connected to the contact by etching the fourth interlayer insulating layer and burying the fourth interlayer insulating layer with a metal material to form a second fuse pattern; Etching a portion of the fourth interlayer insulating layer to cause the fourth interlayer insulating layer adjacent to the inner side of the second fuse pattern and the bent portion of the second fuse pattern to protrude; And that is characterized.
여기서, 상기 금속 물질은 구리이며, 상기 제 1, 2, 3 및 4 층간 절연막은 산화막으로 형성하는 것이 바람직하다. Here, the metal material is copper, and the first, second, third and fourth interlayer insulating films are preferably formed of an oxide film.
그리고, 상기 제 1 퓨즈 패턴은 복수 개 형성하며, 상기 제 2 퓨즈 패턴은 블로윙부가 'ㅅ'자 형태로 꺽인 모양이며, 상기 콘택은 하나의 상기 제 1 퓨즈 패턴과 상기 제 2 퓨즈 패턴의 끝단이 연결되며, 상기 제 1 퓨즈 패턴과 제 2 퓨즈 패턴은 상기 콘택에 의해 하나의 라인 형태가 되도록 한다.The first fuse pattern may be formed in plural, and the second fuse pattern may have a blowing portion that is bent in a '?' Shape, and the contact may include one end of the first fuse pattern and the second fuse pattern. The first fuse pattern and the second fuse pattern are connected to each other to form a single line by the contact.
그리고, 상기 제 4 층간 절연막을 식각하는 단계는 상기 제 2 퓨즈 패턴 및 상기 제 2 퓨즈 패턴의 꺽인 부분과 인접한 내측에 형성된 상기 제 4 층간 절연막을 덮는 감광막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 감광막 패턴을 마스크로 상기 층간 절연막을 식각하는 단계를 포함하며, 상기 감광막 패턴은 삼각형 형태인 것을 특징으로 한다.The etching of the fourth interlayer insulating layer may include forming a photoresist pattern covering the second fuse pattern and the fourth interlayer insulating layer formed at an inner side adjacent to the bent portion of the second fuse pattern and forming the photoresist pattern. And etching the interlayer insulating film with a mask, wherein the photoresist pattern is triangular.
본 발명에 따른 반도체 소자의 퓨즈 및 그 제조 방법은 블로윙부가 꺽인 형태의 퓨즈 패턴을 형성하여 블로윙 공정 후 퓨즈의 구리 성분이 이동하는 현상을 방지함으로써, 반도체 소자의 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The fuse of the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention may improve the characteristics and reliability of the semiconductor device by forming a fuse pattern in which the blowing portion is bent to prevent the copper component of the fuse from moving after the blowing process.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 퓨즈 및 그 제조 방법을 도시한 사시도이다. 2 is a perspective view illustrating a fuse of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to a first embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 블로윙부가 'ㅅ'자 형태로 꺾인 퓨즈 패턴이 구비된 반도체 소자를 도시한 것이다. 여기서, 퓨즈 패턴(220)은 중앙부가 꺽인 형태이며, 블 로윙부를 기준으로 대칭적으로 형성되어 있다. 그리고, 퓨즈 패턴(220)의 꺽인 부분과 인접하여 층간 절연막(210)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 2, a semiconductor device having a fuse pattern in which a blowing portion is bent in a '-' shape is illustrated. Here, the
이와 같은 형태의 퓨즈 구조 제조 방법을 설명하면 다음과 같다. A method of manufacturing a fuse structure of this type is as follows.
먼저, 반도체 기판(미도시) 상부에 제 1 층간 절연막(200)을 형성한다. 그 다음, 제 1 층간 절연막(200) 상부에 제 2 층간 절연막(210)을 형성하고, 제 2 층간 절연막(210) 상부에 'ㅅ'형태로 꺽인 퓨즈 예정 영역을 오픈시키는 제 1 감광막 패턴(미도시)을 형성한다.First, a first
다음에, 상기 제 1 감광막 패턴(미도시)을 마스크로 제 2 층간 절연막(210)을 식각하여 퓨즈 예정 영역을 형성한다. 그 다음, 상기 퓨즈 예정 영역을 포함하는 제 2 층간 절연막(210) 상부에 금속 물질을 형성한다. 여기서, 금속 물질은 구리(Cu)인 것이 바람직하다. Next, the second
그리고, 제 2 층간 절연막(210)이 노출될때까지 평탄화 공정을 진행하여 'ㅅ'형태로 꺽인 퓨즈 패턴(220)을 형성한다. 여기서, 퓨즈 패턴(220)은 중앙부가 꺽여진 형태이며, 블로윙부를 기준으로 좌우 대칭적으로 형성하는 것이 바람직하다.Then, the planarization process is performed until the second
그 다음, 퓨즈 패턴(220) 및 퓨즈 패턴(220) 내측에 인접한 제 2 층간 절연막(210) 상부에 제 2 감광막 패턴(미도시)을 형성한다. 그리고, 제 2 감광막 패턴(미도시)을 마스크로 제 2 층간 절연막(210)을 식각한다. 이로 인해, 퓨즈 패턴(220) 및 퓨즈 패턴(220) 내측에 인접한 제 2 층간 절연막(210)이 식각된 제 2 층간 절연막(210) 상측으로 돌출된다. Next, a second photoresist pattern (not shown) is formed on the
다음에, 퓨즈 패턴(220) 및 제 2 층간 절연막(210) 상부에 제 3 층간 절연막(미도시)을 형성하고, 리페어 식각 공정을 진행하여 퓨즈 오픈 영역을 형성한다. Next, a third interlayer insulating layer (not shown) is formed on the
다음에, 퓨즈 오픈 영역의 퓨즈 패턴(220)에 대해 리페어 공정을 진행하여 해당 퓨즈를 컷팅한다.Next, a repair process is performed on the
이와 같이 'ㅅ'형태로 꺽인 퓨즈 패턴(220)에 대해 블로윙 공정을 진행하게 되면, 퓨즈 패턴(220)의 꺾여진 부분의 내측에 형성된 제 2 층간 절연막(210)에 구리 성분의 이동 경로가 차단된다. 따라서, 퓨즈 블로윙 공정 시 발생하는 구리 성분의 이동이 방지된다.When the blowing process is performed on the
상술한 바와 같이 단층내에서 'ㅅ'형태의 퓨즈 패턴을 형성하는 방법 이외에도 퓨즈 패턴을 다층 구조로 형성할 수 도 있다. 이와 같이 다층으로 형성된 퓨즈 구조를 설명하면 다음과 같다. 이는 도 3h를 참조하여 설명한다.As described above, the fuse pattern may be formed in a multilayer structure in addition to the method of forming a fuse pattern having a 's' shape in a single layer. As described above, the fuse structure formed of the multilayer is as follows. This is explained with reference to FIG. 3H.
반도체 기판(미도시) 상부에 라인 형태의 제 1 퓨즈 패턴(320)이 다수 개 구비되고, 제 1 퓨즈 패턴(320)과 각각 접속하는 콘택(340)들이 구비된다. 그리고, 콘택(340)들과 접속되는 제 2 퓨즈 패턴(345)이 구비된다. 이때, 제 2 퓨즈 패턴(345)은 블로윙부가 'ㅅ'형태로 꺽인 모양이 된다. 여기서, 제 1 퓨즈 패턴(320)과 제 2 퓨즈 패턴(345)은 콘택(340)을 통해 연결되어 있으므로, 하나의 라인 형태가 된다. 그리고, 제 2 퓨즈 패턴(345)의 꺽인 부분 내측으로는 층간 절연막(337)이 구비되어 있다. A plurality of line-shaped
이에, 후속으로 진행되는 블로윙 공정 후 층간 절연막(337)이 배리어 역할을 하여 퓨즈 내의 구리 성분이 컷팅된 퓨즈로 이동하는 것을 방지할 수 있다. As a result, the
도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 퓨즈 제조 방법을 도시한 사시도이다.3A to 3H are perspective views illustrating a fuse manufacturing method of a semiconductor device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 3a를 참조하면, 반도체 기판(미도시) 상부에 제 1 층간 절연막(300), 제 1 식각 정지막(305) 및 제 2 층간 절연막(310)을 순차적으로 형성한다. 여기서, 제 1 층간 절연막(300) 및 제 2 층간 절연막(310)은 산화막으로 형성하고, 제 1 식각 정지막(305)은 질화막으로 형성한다. Referring to FIG. 3A, a first
다음에, 제 2 층간 절연막(310) 상부에 서로 이격되어 형성된 두 개의 퓨즈 예정 영역을 오픈시키는 제 1 감광막 패턴(315)을 형성한다. Next, a first
다음에, 제 1 감광막 패턴(315)을 마스크로 제 2 층간 절연막(310) 및 제 1 식각 정지막(305)을 식각하여 두 개의 제 1 트렌치를 형성한다. 그리고, 제 1 감광막 패턴(315)을 제거한다.Next, the first
도 3b를 참조하면, 상기 제 1 트렌치를 포함하는 제 1 층간 절연막(300) 및 제 2 층간 절연막(310) 상부에 금속 물질을 증착한다. 여기서, 상기 금속 물질은 구리인 것이 바람직하다. Referring to FIG. 3B, a metal material is deposited on the first
그 다음, 제 2 층간 절연막(310)이 노출될때까지 CMP를 진행하여 제 1 퓨즈 패턴(320)을 형성한다. 여기서, 제 1 퓨즈 패턴(320)은 라인 형태로 형성하며, 복수 개 형성하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 두 개의 제 1 퓨즈 패턴(320)을 형성한다. Next, CMP is performed until the second
도 3c를 참조하면, 노출된 제 2 층간 절연막(310) 및 제 1 퓨즈 패턴(320) 상부에 제 2 식각 정지막(325) 및 제 3 층간 절연막(330)을 형성한다. Referring to FIG. 3C, a second
다음에, 제 3 층간 절연막(330) 상부에 제 2 감광막 패턴(335)을 형성한다. 여기서, 제 2 감광막 패턴(335)은 제 1 퓨즈 패턴(320) 상부의 제 3 층간 절연막(330)이 오픈되도록 형성한다.Next, a second
그 다음, 제 2 감광막 패턴(335)을 마스크로 제 3 층간 절연막(330)을 식각하여 제 2 식각 정지막(325)을 노출시킨다. 그리고, 노출된 제 2 식각 정지막(325)을 제거하여 제 1 퓨즈 패턴(320)을 노출시키는 제 2 트렌치를 형성한다. 여기서, 상기 제 2 트렌치는 제 1 퓨즈 패턴(320) 상부에 하나씩 형성하는 것이 바람직하다. 다음에, 제 2 감광막 패턴(335)을 제거한다.Next, the third
도 3d를 참조하면, 상기 제 2 트렌치를 금속 물질로 매립한 후 제 3 층간 절연막(330)이 노출될때까지 CMP 공정을 진행하여 콘택(340)을 형성한다. 이때, 상기 금속 물질은 구리인 것이 바람직하나, 반드시 구리로 한정하진 않는다.Referring to FIG. 3D, after filling the second trench with a metal material, the
도 3e를 참조하면, 콘택(340) 및 제 3 층간 절연막(330) 상부에 제 4 층간 절연막(337)을 형성한다. 다음에, 제 4 층간 절연막(337)을 식각하여 'ㅅ'형태로 꺽인 제 3 트렌치를 형성한다. 여기서, 상기 제 3 트렌치는 제 3 층간 절연막(330)이 노출될때까지 식각하여 형성한다.Referring to FIG. 3E, a fourth
그 다음, 상기 제 3 트렌치를 포함하는 제 4 층간 절연막(337) 상부에 금속 물질을 형성한다. 여기서, 상기 금속 물질은 제 1 퓨즈 패턴(320)과 동일한 물질인 구리로 형성하는 것이 바람직하다. Next, a metal material is formed on the fourth
다음에, 제 4 층간 절연막(337)이 노출될때까지 CMP 공정을 진행하여 제 2 퓨즈 패턴(345)을 형성한다. 이때, 제 2 퓨즈 패턴(345)은 블로윙부가 'ㅅ' 형태로 꺽인 모양이며, 제 2 퓨즈 패턴(345)의 양측 에지부는 각각 하나의 콘택(340)과 접속되도록 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 제 1 퓨즈 패턴(320) 및 제 2 퓨즈 패턴(345)은 콘택(340)에 의해 하나의 라인으로 연결된다. Next, the CMP process is performed until the fourth
도 3f를 참조하면, 제 2 퓨즈 패턴(345) 및 제 4 층간 절연막(337) 상부에 제 3 감광막 패턴(360)을 형성한다. 여기서, 제 3 감광막 패턴(360)은 제 2 퓨즈 패턴(345)이 완전히 덮히는 삼각형 형태로 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 제 2 퓨즈 패턴(345)의 꺽인 부분의 내측과 인접하여 형성된 제 4 층간 절연막(337)도 덮히도록 한다. Referring to FIG. 3F, a third
다음에, 제 3 감광막 패턴(360)을 마스크로 제 4 층간 절연막(337)을 식각한다. 즉, 제 2 퓨즈 패턴(345) 및 제 2 퓨즈 패턴(345)의 꺽인 부분 내측과 인접한 제 4 층간 절연막(337)이 돌출된 형태가 된다.Next, the fourth
도 3g를 참조하면, 돌출된 제 2 퓨즈 패턴(345) 및 제 4 층간 절연막(337)을 포함하는 제 3 층간 절연막(330) 표면에 캡핑막(365)을 형성한다. 여기서, 캡핑막(365)은 하부에 형성된 퓨즈 패턴의 보호를 위해 질화막으로 형성하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 3G, a
도 3h를 참조하면, 캡핑막(365) 상부에 제 5 층간 절연막(370)을 형성한다. 다음에, 제 5 층간 절연막(370) 상부에 퓨즈 블로윙부를 오픈시키는 제 4 감광막 패턴(375)을 형성한다. 그리고, 제 4 감광막 패턴(375)을 마스크로 제 5 층간 절연막(370)을 리페어 식각(repair etch)하여 퓨즈 오픈 영역을 형성한다.Referring to FIG. 3H, a fifth
그 다음, 레이저를 이용한 블로윙 공정으로 해당 퓨즈를 컷팅한다.Next, the fuse is cut by a laser blowing process.
도 4a 및 도 4b는 퓨즈 블로윙 공정 전과 블로윙 공정 후의 모습을 도시한 평면도이다. 4A and 4B are plan views showing the state before the fuse blowing process and after the blowing process.
도 4a는 퓨즈 블로윙 공정 전의 퓨즈 패턴을 도시한 것으로, 블로윙부가 'ㅅ' 형태로 꺽인 퓨즈 패턴(320, 350)이 구비되고, 퓨즈 패턴(320, 350)의 꺽인 부분 내측에 산화막으로 형성된 층간 절연막(337)이 존재한다. FIG. 4A illustrates a fuse pattern before a fuse blowing process, in which fuse
도 4b는 퓨즈 블로윙 공정 후의 퓨즈 패턴을 도시한 것으로, 레이저에 의해 퓨즈 패턴(320, 350)의 블로윙부가 컷팅된 모습이다. 이때, 컷팅된 퓨즈 패턴(320, 350) 사이에 존재하는 층간 절연막(337)이 배리어 역할을 하여 구리 성분이 이동하는 것을 방지할 수 있다. 4B illustrates a fuse pattern after the fuse blowing process, in which the blowing portions of the
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions, and substitutions are possible, and that various modifications, additions and substitutions are possible, within the spirit and scope of the appended claims. As shown in Fig.
도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 반도체 소자의 퓨즈 및 그 제조 방법을 도시한 단면도.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a fuse of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the prior art.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 퓨즈 및 그 제조 방법을 도시한 사시도.2 is a perspective view illustrating a fuse of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to a first embodiment of the present invention;
도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 퓨즈 및 그 제조 방법을 도시한 사시도.3A to 3H are perspective views illustrating a fuse of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to a second embodiment of the present invention.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 퓨즈의 블로윙 전후 모습을 도시한 평면도.Figure 4a and 4b is a plan view showing a state before and after blowing of the fuse according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>
200, 300 : 제 1 층간 절연막 210, 310 : 제 2 층간 절연막200, 300: first
220 : 퓨즈 패턴 305 : 식각 정지막220: fuse pattern 305: etch stop film
315 : 제 1 감광막 패턴 320 : 제 1 퓨즈 패턴315: first photosensitive film pattern 320: first fuse pattern
330 : 제 3 층간 절연막 335 : 제 2 감광막 패턴330: third interlayer insulating film 335: second photosensitive film pattern
337 : 제 4 층간 절연막 345 : 제 2 퓨즈 패턴337: fourth interlayer insulating film 345: second fuse pattern
360 : 제 3 감광막 패턴 365 : 캡핑막360: third photosensitive film pattern 365: capping film
370 : 제 5 층간 절연막 375 : 제 4 감광막 패턴370: fifth interlayer insulating film 375: fourth photosensitive film pattern
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KR20090079158A (en) * | 2008-01-16 | 2009-07-21 | 주식회사 하이닉스반도체 | Fuse having a plurality of cutting region and fuse set structure having the same |
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2009
- 2009-09-16 KR KR1020090087451A patent/KR101102048B1/en not_active IP Right Cessation
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