TW461070B - Mixed fuse technologies - Google Patents

Description

4 61 〇7 〇 4 61 〇7 〇 Α7 Β7 五、發明説明（， 1 發明領域 絲與til熔關熔絲，特別係關組合雷射激勵熔 提絲於同一積體電路晶片、模組或晶圓上，俾 扼问+導體封裳體的良率。 發明背景 勵熔蜉多年1種不同熔絲技術，例如電激勵熔絲或雷射激 經成功地用於多種不同產品。過去曾經嘗 技術爾於同-電路，來由不同型溶絲 技術fe供的優點獲益。皐你 5 748 . 舉例五頒予Best之美國專利第 路故r * *，一雷射嫁絲和—電·这絲串聯互連於同一電 射溶斷一溶絲，或經由通電流且程式規 等人且有共通受讓人2 =:第广例中，頒予《 藉雷射以光學方式程式規劃，.或藉電 二斷’且比較未經程式規劃的i絲具有電阻改變，其中 電阻變化係經由合金化銘和錯誘^又另—例中，頒予 C_th⑽等人且具有共通受讓人之美國專利第$ 3 % 經濟部中央標準局員工消費合作社印« 彻絲為具有雙重用途的溶絲，可 ..工光予或電力程式規劃。又另—例中， Γ:::5589中，說明一種電路，其含有Πΐ 絲，其中雷射惊絲用以控制電炫絲，俾縮小總 ^ 此處再度雷射與電熔絲彼此電耦合〜 月。 者。 柄σ ，允許一者控制另— 聯結雷射激㈣絲至電激勵炫絲於同一電路有一明確缺 -4 - 本紙琅尺度適用中關家標準（CNS ) A4%# ( 2IGX297公釐)— 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4 6 1 〇7 Ο 、發明説明（2 =於：等數雷射熔絲和電熔絲存在於各電路嚴重耗用曰 片的面積。另外，若於同一電路上僅有某: 至電型熔絲，則將#+ θ A 田耵；絲耦合 唯有去研！、人 勵冗餘時的彈性，原因在於 隹有未附♦於晶圓層面的雷射熔絲可用，俾不造蕾 熔絲稍後無法用於模組層面。 °電 、，雷”知比電熔絲遠更可靠。但完整詳述於前 ::利罘5,748,03 1號的若干缺點造成雷射激勵熔哼比 =絲更不滿意。舉財之，可雷射程式規劃熔絲ίί; 寺缺點為需要光接觸來熔斷熔絲‘。特別可雷射程式規劃熔 :頊置於晶片上以其聯結熔絲由窗暴露出，俾允許於需 要程式規劃時讓光輕斷聯結。但—旦晶片係位於模組 若干其它第二層面的封裝體時，窗則不再可接近，而雷射 熔絲無法再任意程式規劃。如此，雷射激勵熔絲僅可二 晶片，亦即預先封裝積體電路（IC)裳i，而非 於 模組上的晶片。 文直於 可電程式規劃料的優點是容易程式規劃，而無論緣够 的所在，、無論係位於晶片、模組等上，是否有窗可暴露了 或是否位於半導體構造深部皆如此H較神合塾來 介面炫絲快速動X具。此等黏合塾置於封裝體外侧，提供 溶斷炫絲的額外彈性，而與IC晶片是否安裝於次一封裝體 程，無關。但又有-獨特缺點為占據相當量晶片面積，此 乃嚴重缺點，特別於高密度積體電路晶片尤為如此。 發明目的 因此本發明之一目的係組合雷射激勵熔絲與電激勵熔絲 -5- 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210χ297公釐） ·(袈 訂 \ 一 一 ( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 6 1 07 0 五、發明説明（3 ) 於同-積體電路裝置上，俾提升總產物氣率。 本發明之另-目的係保持可光程式規與可電 規劃溶絲彼此電分離，因而程式規劃可於任—型溶絲上進 行，而與另一型熔絲獨立無關。 ” 本發明之又另一目的係讓雷射熔絲與電熔絲以一定比例 存在於-晶片上，故雷射溶絲藉由以對應冗餘子睁列、單 位等置換陣列而消拜製造瑕戚；而電炫絲用以於應用於模 組以及其它此種笫二高度封裝體的最終測試或加溫壽命測 試期間，解決偵測得的瑕疵β_ _二 發明概述 要s <，本發明提供複數不同型熔絲於一半導體晶圓或 模組上，各型熔絲用於不同用途，其中激勵—型熔絲不會 造成不同型熔絲鈍化。 曰 本發明之一特徵方面，提供一種熔絲配置於一半導體積 體電路晶圓或模組上，該配置包括··至少—根第一熔絲型 熔絲，以及至少一根第二熔絲型熔絲，第一與第二型熔絲 彼此未互連。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 I - I — m ---1 I I: - I I - I— —II ! ϋ 丁 / 3-•口 【I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 於本發明之第一特徵方面，提供一種溶絲配置於一半導 體積體電路晶圓或模组上，該配置包括：第一熔絲型熔絲 用以檢修第一型瑕疵；以及第二熔絲型熔絲用以檢修第二 型瑕戚，第一與第二炫絲型溶絲彼此未互連。 多種本發明之目的也可經由一種配置不同型熔絲於一半 導體積體電路晶圓或模組上達成，該方法包括下列步驟： 提供第一熔絲型熔絲用以檢修第一型瑕疵；以及提供第二 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS } Α4規格（210X 297公釐） 4 β 1 0 7 0 Α7

熔絲型熔絲用以私 彼此未互連。 /弟二型瑕滅’帛―與第二㉟絲型熔絲 圖式之簡單說明 前述及A它g Μ 體實施例參照附圖將::明:優=…發明之較佳具 與檢修處理流程之方塊圖，其使用 二為知帶有八個32千位元組子陣列和藉由混合技術 塊圖； 餘陣列的U61萬位元组dram晶片之方 拖4&'41)和5舉例說明根據本發明i造複數混合技 術溶4 ’例如電和雷㈣絲需要的多個製程步驟。 發月之較佳具體實施例之詳細說明 本發明說明一稀媒神·，甘士工α 技術用於同一晶片上；於=不同且彼此排它的炫絲 , 3片上用於不同用途。組合可為雷射與電熔 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ‘、或田射與反熔絲，或電熔絲與反熔絲於半導體業使用 的任-種標準熔絲技術的組合。此處所述較佳具體實施例 使用標準可程式規劃雷射料和可程式規劃電料。該組 合用於提升總產物良率的特定任務。雖然各種熔絲技術原 則上足夠執行全部要求的熔絲，但使用雷射熔絲於晶片層 面的獨特缺點為如同今日大半DRAM業的實務一旦晶片 安裝於封裝體的次一層面後，此靖雷射熔絲即無法檢修任 何瑕疵。此種情沉下’瑕疵晶片例行性地被拋棄。它方 面，使用電熔絲來滿足全部熔絲需求，結果導致耗用晶片 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21 Οχ 297公釐） 461070 A7 B7 五、發明説明（ 5 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 ，積遠大於所需，原因在於需要使用可承載熔斷熔絲所需 高電流的電晶體。但可使用此二技術的明智組合，因而可 如目前實務，使用標準雷射熔絲檢修由於製造過程造成= 大半瑕滅，留τ少數特選的電溶絲來檢修於封裝與加應 後可能出現的殘餘瑕疵。 ^ 设置不同型熔絲邊靠邊可最佳應用於激勵Z c裝置例如 DRAM内部的冗餘單元。舉例言之，256百萬位元組 DRAMs可能需要8000雷射熔絲和1〇〇電熔絲。由於電熔絲 數目相當小，故不會浪費晶庄面—積，同時也可用於校二= 片安裝於模组且藉加溫壽命測試施加應力於封裝體後可= 存在的瑕疵。 ％ 典型流程圖示於圖此處雷射熔絲用於晶圓階段。於 完成全部檢修後，@圓被切晶粒而分割晶圓纟為個別晶 片，然後封裝（亦即安裝於模組上）、加應力與測試。於此 一階段，任何找到的額外瑕戚無法藉雷射熔絲消除，原因 在於封襞化合物現已完全遮蓋晶片。但現在電I絲可經由 接觸適當封裝體引線而用以激勵任何額外冗餘。_' 典型侔局顯示於圖2。此處顯示主陣列、冗餘陣列、和 溶絲元件。理想上雷射炫絲或電溶絲可用以激勵冗餘元 件。圖2顯示256百萬位元組DRAM晶片1〇〇，八個32百萬位 元組子陣列2〇〇,和關聯各該子陣列2〇〇的冗餘陣列21(^ 子陣列下万顯示熔絲方塊’其㈣雷射熔絲22G和電溶絲 230组成。較佳具體實施例中，i絲方_由麵雷射炫 絲組合成各丨〇〇〇溶絲的方塊Μ成’標示為編號22〇;以及 --------- 裝-- 1'、 _ ~ I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

• «I- I I- ί II· -8 _ 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS) Α4規格（210X257公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 4 61 〇7 〇 Α7 _______B7 五、G月説明(「) ' ： ~~~~ 每個方塊有10電熔絲，標示為編號23〇。 前述實例可進一步普及化，考慮希望混合各種熔絲技術 理想混合體，其中可藉第—型熔絲檢修的瑕疵比較可 藉另一型熔絲檢修的第二型瑕疵存在於最佳可能比例。例 如於1十德位元組DRAM，200,000雷射熔絲可檢修任何需 要以冗餘熔絲更換的瑕疵子陣列的瑕疵。一旦雷射熔絲已 被程f規劃，且發現DRAM晶片不含瑕疵，晶片經測試和 加溫壽命測試，俾消除早期瑕疵，其典型將影響晶片早期 的可靠度。為達於此項目的，屬外1〇〇電熔絲結合於含 dram晶片的封裝體，俾檢修任何因加溫壽命測試所致分 解’典型不超過約5-10個瑕疵。 製法 使用兩種不同熔絲技術製造半導體晶片說明如後。 ，圖3a顯示半導體晶片之剖面圖，顯示於第_金屬化層面 製造的電熔絲。基板標示為5〇〇推定完全充滿全部電路以 及此種裝置之典型裝置。電熔絲置於第一層面金屬化，其 典型用於個人化晶片，於DRAM業俗稱閘極導體層面。於 圖3a，505表示閘極導體線，51〇表示電熔絲。亦顯示於圖 3b，此乃圖3a所示電熔絲之頂視圖。電熔絲51〇置於晶片 之底部右角隅且連結至閂鎖電路53〇。於此一層面後，製 造其它電佈線和通孔，容後詳述。 圖4a顯示如圖3所述半導體晶片之剖面圖，已經建立若 干層面。雷射熔絲顯示於頂層面。編號540，550和560表 τ於多層結構的通孔層面，而編號545，555和565表面佈 本紙張纽適用中國國家標準（CNS) M規格（训χ π?公 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) H 1 裝 訂-----—士--- 4 6 1 07 0 A7 B7 五、發明説明（7 線層面（或層）。本具體實施例中，佈線層面565也用於雷 射熔絲570(圖4a)。 圖4b顯示晶片於已製妥層面565後的頂視圖。此處雷射 熔絲570置於各晶片一邊，特別於左底角。熔絲連結至不 同組閂鎖580。閂鎖580示於閂鎖530的不同位置俾強調兩 組電路實際上彼此非相關或互連。於完成互連層面後，可

沈積額外佈線層面D 圖5顯示晶片完成後之剖面圖。電熔絲顯示為接近底 部，而雷射熔絲顯示為位在$端二。前述額外佈線層面係由 通孔層面595和最終佈線層面59〇組成。被動層面595沈積 於最終佈線層面頂上，經常為氧化矽與氮化矽層的組^， 接著為聚合物保護絕緣層。此外，開口6⑽由頂端被: 出，向下蝕刻至雷射熔絲570所在區。也示於圖仆，

闡明開口 600之所在位置。 、Y 前述實例中，電熔絲顯示利極導體層，而 示於接近晶片頂的金屬互連體層面。實際上 :闡 經濟部中央榇準局貝工消費合作社印製 在任何佈線層®，即使於基板此處可使用多位 此。同理，雷射溶絲也可位在任何体線層面二亦口 正所在位置經常係由不同佈線層面的電阻指示，谷j的真 絲所在位置更常係由不同佈線層面金屬厚^ y，而雷射熔 絲聯結上貫穿被動層開口的㈣容易程度^定^及雷射熔 雖然已經就較佳具體實施例舉例說明本發明， 士須了解本發明非僅囿限於此處二揭示的精ς二s業界人 j附之申請專利範.圍定義的本發明之範：部：：於 修改皆保有權利。 g全部變化與 11 ϋ ( CNS ) A4^ ( 210 X 2975¾-

Claims (1)

1. 4 6 1070 六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ι_種於半導體積體電路晶圓或模組上之熔絲配置，包 含： 至少一根第—熔絲型熔絲；以及 至少—根第二緣絲型熔絲，該第一與第二型熔絲彼此 未連結。 2·如申請專利範圍第1項之溶絲配置，其中該帛一型溶絲 個别板修晶圓上的瑕疵，以及第二型熔絲個別檢修模 組上的％截’第—型熔絲檢修瑕疵並不影響第二型熔 絲’反之亦然。 3. 如申叫專利範園第丨項之熔絲配置，其中該至少第一熔 絲型熔絲為雷射激勵型熔絲，以及該至少一第二熔絲 型熔絲為電激勵型熔絲。 4. 如申凊專利範圍第丨項之熔絲配置，進一步包含至少一 根印射激勵型燦絲和至少—根電激勵型反熔絲。 5. 如申請專利範圍第〗項之熔絲配置，進一步包含至少一 根雷射激勵型溶絲和纟少_根電激勵型溶絲和一根電 激勵型反熔絲。 6. 如申請專利範圍第i項之熔絲配置，其中該第一型熔絲 係於安裝晶片於第二層面封裝體前激勵，而第二型溶 絲係於安裝晶片於第二層面封裝體後激勵。 7. 2請專利範圍第i項之溶絲配置，其中該第—型炫絲 4第-型瑕紙，以及第二㈣絲檢修第二型瑕魏。 •:申請專利範圍第i項之熔絲配置，其中該第一型瑕包 。於晶圓製造期間產生的瑕截，以及第二型瑕戚為於 國家橾準（CNS ) -11 210X297^ ) ---------Γ.本------1T------ .. j (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 461070 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 模組施加應力時產生的瑕疵。 9. 一種於半導體積體電路晶圓或模組上之熔絲配置’包 含： 至少一根第一緣絲型溶絲；以及 至少一根第二熔絲型熔絲，該第一與第二型熔絲彼此 未連結。 10_種於半導體積體電路晶圓或模組上之熔絲配置，包 含： 第一熔絲型熔絲用以檢修第一型瑕疵；以及 弟溶、”糸型懷絲用以檢修第二型瑕截，該第一與第二 型熔絲彼此未連結。 ^ 11. 如申請專利範圍第1〇項之熔絲配置，其中該第一型熔 絲為雷射激勵型熔絲，以及該第二型熔絲為電激勵型 熔絲》 12. 如申請專利範圍第1〇項之熔絲配置，其中該第一型瑕 疵為晶圓瑕疵，以及該第二型瑕疵為模組瑕疵。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 13. 如申請專利範圍第1〇項之熔絲配置，其中該第一型瑕 疵為需要激勵晶片冗餘裝置的瑕疵，而該第二型瑕疵 為需要激勵模組層面冗餘裝置的單一晶胞故障。 14. 一種配置不同型熔絲於一半導體積體電路晶圓或模組 上之方法，包含： 提供至少一根第一熔絲型熔絲；以及 產生至少一根第二熔絲型熔-絲，該第一與第二型熔絲 彼此未連結。 … 15‘如申請專利範圍第Η項之配置不同型熔絲之方法，其 本紙張 461070 A8 B8 C8 D8 弟二型炫絲彼此未連結 申請專利範圍 中6第和弟—型溶絲個別激勵晶圓或模组上的冗餘 裝置而未使其餘熔絲變無用。 16. 如申凊專利範園第14項之配置不同型熔絲之方法，其 中忒第型熔絲為雷射激勵型熔絲，以及該第二型熔 絲為電激勵型炫絲。 17. —種配置不同型熔絲於半導體積體電路晶圓或模組上 之方法，該方法包含下列步驟： 設置第一熔絲型熔絲用以檢修第一型瑕疵；以及 6又置第—炫絲型您絲用说檢J多第二型瑕截，該第一與 請 閎 背 之 注 意 I 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）