KR20060112116A - Method for fabricating fuse of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 반도체소자의 퓨즈 형성방법을 도시한 단면도.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a fuse forming method of a semiconductor device according to the prior art.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 퓨즈 형성방법을 도시한 단면도.2A to 2D are cross-sectional views illustrating a fuse forming method of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
200 : 반도체 기판 210 : 제 1 층간 절연막200
220 : 퓨즈층 230 : 제 2 층간 절연막220: fuse layer 230: second interlayer insulating film
240 : 제 1 금속배선 250 : 제 3 층간 절연막240: first metal wiring 250: third interlayer insulating film
260 : 제 2 금속배선 270 : 제 1 패시베이션층260: second metal wiring 270: first passivation layer
280 : 제 2 패시베이션층 290 : 보호층280: second passivation layer 290: protective layer
300 : 측벽스페이서300: side wall spacer
본 발명은 반도체소자의 퓨즈 형성방법에 관한 것으로, 특히 퓨즈 크랙(crack)의 집중 발생부인 퓨즈박스 측벽에 모듈러스가 작은 물질로 이루어진 측벽스페이서를 형성하여 외부 충격이나 스트레스(stress)로부터 퓨즈를 보호하는 퓨즈 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a fuse of a semiconductor device. In particular, a sidewall spacer made of a material having a small modulus is formed on a sidewall of a fuse box, which is a central part of a fuse crack, to protect the fuse from external impact or stress. It relates to a fuse forming method.
반도체소자, 특히 메모리소자의 제조시 수많은 미세 셀 중에서 한 개라도 결함이 있으면 메모리로서의 기능을 수행하지 못하므로 불량품으로 처리된다.In the manufacture of a semiconductor device, especially a memory device, if any one of the many 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 소자 전체를 불량품으로 폐기하는 것은 수율(yield) 측면에서 비효율적인 처리방법이다.However, even though only a few cells in the memory have failed, discarding the entire device as defective is an inefficient method of yield.
따라서, 현재는 메모리 소자 내에 미리 설치해둔 예비 메모리 셀(redundancy cell)을 이용하여 불량 셀을 대체함으로써, 전체 메모리를 되살려주는 방식으로 수율 향상을 이루고 있다.Therefore, the current yield is improved by replacing the defective cells by using a redundancy cell pre-installed in the memory device, thereby restoring the entire memory.
예비 메모리 셀을 이용한 리페어(repair) 작업은 통상, 일정 셀 어레이(cell array)마다 스페어 로우(spare row)와 스페어 컬럼(spare column)을 미리 설치해 두어 결함이 발생된 불량 메모리 셀을 로우/컬럼 단위로 스페어 메모리 셀로 치완해 주는 방식으로 진행된다.In the repair operation using spare memory cells, a spare row and a spare column are pre-installed in each cell array so that defective memory cells having defects are stored in row / column units. The process proceeds in a manner of laziness to a spare memory cell.
이를 자세히 살펴보면, 웨이퍼 가공 완료 후 테스트를 통해 불량 메모리 셀을 선별하여 그에 해당하는 어드레스(address)를 스페어 셀의 어드레스 신호로 바 꾸어 주는 프로그램을 내부회로에 행하게 된다.In detail, after the wafer processing is completed, a program for selecting a defective memory cell through a test and replacing the corresponding address with the address signal of the spare cell is performed in the internal circuit.
따라서, 실제 사용시에는 불량라인에 해당하는 어드레스 신호가 입력되면 그 대신 예비 라인으로 선택이 바뀌는 것이다.Therefore, in actual use, when an address signal corresponding to a bad line is input, the selection is switched to a spare line instead.
이 프로그램 방식 중의 하나가 바로 레이저 빔으로 퓨즈를 태워 끊어버리는 방식인 데, 이렇게 레이저의 조사에 의해 끊어지는 배선을 퓨즈 라인(fuse line)이라 하고, 그 끊어지는 부위와 이를 둘러싸는 영역을 퓨즈 박스(fuse box)라 한다.One of the programming methods is a method of burning a fuse with a laser beam, and the wiring broken by the laser irradiation is called a fuse line, and the broken portion and the area surrounding the fuse box are called fuse boxes. It is called a fuse box.
이하 첨부된 도면을 참고로 하여, 상기 종래 기술에 의한 퓨즈 형성방법의 문제점을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described a problem of the fuse forming method according to the prior art.
도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 의한 반도체소자의 퓨즈 형성방법을 나타내는 단면도이다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a fuse forming method of a semiconductor device according to the prior art.
도 1a를 참조하면, 반도체 기판(10) 상부에 제 1 층간 절연막(20), 퓨즈층(30), 제 2 층간 절연막(40), 제 1 금속배선(50), 제 3 층간 절연막(60) 및 제 2 금속배선(70)을 순차적으로 형성한다.Referring to FIG. 1A, a first interlayer
이어서, 전체 표면 상부에 제 1 패시베이션(passivation)층(80)과 제 2 패시베이션층(90)을 형성한다.A
도 1b를 참조하면, 제 2 패시베이션층(90) 상부에 폴리이미드(polyimide)층(100)을 형성한다.Referring to FIG. 1B, a
도 1c를 참조하면, 폴리이미드(polyimide)층(100)을 식각하고, 제 2 패시베이션층(90), 제 1 패시베이션층(80), 제 2 금속배선(70), 제 3 층간 절연막(60), 제 1 금속배선(50) 및 제 2 층간 절연막(40)의 적층구조를 식각하여 퓨즈박스를 형 성한다.Referring to FIG. 1C, the
퓨즈박스가 형성된 후 후속 공정을 진행하고, 반도체 칩의 전기적 테스트가 완료된 다음에 패키징 공정을 수행하게 되는 데, 이 때 패키지 물질은 모듈러스(modulus)가 커서 수축에 의한 강한 스트레스(stress)를 칩 전체에 가하게 된다.After the fuse box is formed, a subsequent process is performed, and after the electrical test of the semiconductor chip is completed, the packaging process is performed. At this time, the package material has a high modulus and thus a strong stress due to shrinkage is applied to the entire chip. Will be added to.
퓨즈박스 이외의 부분에서는 패시베이션층에 의해 스트레스를 완화할 수 있으나, 퓨즈박스 부분은 패시베이션층이 제거되어 있어 스트레스에 의해 영향을 받게 된다.The portion of the fuse box may be relieved of stress by the passivation layer, but the portion of the fuse box may be affected by the stress because the passivation layer is removed.
따라서 도 1d를 참조하면, 퓨즈박스의 바닥(110) 부분에 강한 스트레스가 집중되게 되고, 퓨즈박스의 바닥 모서리(120) 부분이 집중의 경계부가 되어서 크랙(crack)이 발생하게 되어 반도체소자가 비정상적으로 동작하게 되는 문제점이 발생하게 된다.Therefore, referring to FIG. 1D, strong stress is concentrated at the
기존에는 이러한 불량을 제거하기 위해 퓨즈 컷팅(fuse cutting) 공정이후 다시 폴리이미드(polyimide)층을 코팅(coating)해서 오픈되어 있던 퓨즈 박스를 덮었으나, 이 방법도 기타 추가 공정 및 열공정으로 인해 많은 비용과 생산기일이 필요하여 문제점이 있었다.Conventionally, in order to eliminate such defects, the fuse box which was opened by coating the polyimide layer again after the fuse cutting process was covered. There was a problem due to the need for cost and production date.
또한, 종래에 패시베이션층의 측벽을 남기는 방법도 있었으나 추가로 증착된 패시베이션층의 측벽이 패키지 물질에 의해 유발되는 스트레스를 흡수하는 측면에서는 개선의 효과가 미미하여 여전히 문제점이 있었다.In addition, there has been a method of leaving the sidewall of the passivation layer in the related art, but there is still a problem in that the sidewall of the deposited passivation layer absorbs the stress caused by the package material.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 반도체소자의 퓨즈 형성방법에 있어 퓨즈 크랙(crack)의 집중 발생부인 퓨즈박스 측벽에 모듈러스가 작은 물질로 이루어진 측벽스페이서를 형성하여 외부 충격이나 스트레스(stress)로부터 퓨즈를 보호하여 반도체소자가 비정상적으로 동작하는 것을 방지함을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention forms a sidewall spacer made of a material having a small modulus on the sidewall of the fuse box, which is a central part of the fuse crack, in a method of forming a fuse of a semiconductor device, thereby preventing external impact or stress. It is an object of the present invention to protect the fuse to prevent abnormal operation of the semiconductor device.
본 발명에 따른 반도체소자의 퓨즈 형성방법은 퓨즈층이 구비된 반도체 기판 상부에 패시베이션층을 형성하는 단계, 퓨즈박스로 예정된 부분의 패시베이션층을 식각하여 퓨즈층을 노출시키는 퓨즈박스를 형성하는 단계, 전체 표면 상부에 보호층을 형성하는 단계, 보호층을 식각하여 퓨즈박스의 측벽에 측벽스페이서를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The fuse forming method of the semiconductor device according to the present invention comprises the steps of forming a passivation layer on the semiconductor substrate having a fuse layer, forming a fuse box to expose the fuse layer by etching the passivation layer of the predetermined portion as a fuse box, Forming a protective layer over the entire surface, and etching the protective layer to form sidewall spacers on sidewalls of the fuse box.
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 2a 내지 도 2d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체소자의 퓨즈 형성방법을 나타내는 단면도이다.2A to 2D are cross-sectional views illustrating a fuse forming method of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2a를 참조하면, 반도체 기판(200) 상부에 제 1 층간 절연막(210), 퓨즈층(220), 제 2 층간 절연막(230), 제 1 금속배선(240), 제 3 층간 절연막(250) 및 제 2 금속배선(260)을 순차적으로 형성한다.Referring to FIG. 2A, a first
이어서, 전체 표면 상부에 제 1 패시베이션층(270)과 제 2 패시베이션층(280)의 적층구조를 형성한다.Subsequently, a stacked structure of the
제 1 패시베이션층(270)은 산화막으로 형성하고, 제 2 패시베이션층(280)은 질화막으로 형성하는 것이 바람직하다.It is preferable that the
도 2b를 참조하면, 퓨즈박스로 예정된 부분을 정의하는 마스크를 이용한 식각공정으로 제 2 패시베이션층(280), 제 1 패시베이션층(270), 제 2 금속배선(260), 제 3 층간 절연막(250), 제 1 금속배선(240) 및 제 2 층간 절연막(230)의 적층구조를 식각하여 퓨즈박스를 형성한다.Referring to FIG. 2B, a
도 2c를 참조하면, 전체 표면 상부에 보호층(290)을 형성한다.Referring to FIG. 2C, a
보호층(290)은 폴리이미드(polyimide)를 포함하여 패시베이션층(270, 280)보다 모듈러스(modulus)가 작은 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.The
또, 보호층(290)은 감광성 또는 비감광성인 것이 바람직하다.In addition, the
도 2d를 참조하면, 보호층(290)을 식각하여 퓨즈박스의 측벽에 측벽스페이서(300)를 형성한다.Referring to FIG. 2D, the
본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 퓨즈 형성방법은 모듈러스(modulus)값이 현저히 작고 열팽창 계수가 큰 폴리이미드(polyimide)와 같은 물질로 이루어진 측벽스페이서를 퓨즈박스 측벽에 두어, 패키지 물질의 스트레스(stress)를 흡수하면서 퓨즈박스의 바닥 모서리 부분에 스트레스가 집중하는 것을 막아 주어 반도체소자가 비정상적으로 동작하는 것을 방지하는 효과가 있으며, 대폭적인 공정 감소를 가져오고, 기존의 열공정이 추가되지 않아 반도체 자체의 전기적 특성을 그대로 유지할 수 있다. In the method of forming a fuse of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, a sidewall spacer made of a polyimide-like material having a significantly low modulus value and a large coefficient of thermal expansion is placed on the sidewall of the fuse box, thereby providing a stress of the package material. It absorbs stress and prevents stress from concentrating on the bottom edge of the fuse box, thereby preventing the semiconductor device from operating abnormally, resulting in a drastic process reduction, and the existing thermal process is not added. The electrical characteristics of the can be maintained as it is.
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KR1020050034547A KR20060112116A (en) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | Method for fabricating fuse of semiconductor device |
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