專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法，尤其涉及具有在使用銅布線時(shí)構(gòu)成冗余電路的一部分的熔絲的半導(dǎo)體器件及其制造方法。另外，涉及適合于具有突出電極(凸點(diǎn))的倒裝片安裝的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，在半導(dǎo)體集成電路裝置中，電路功能在提高和存儲(chǔ)容量在增大。另一方面，通過元件、布線的細(xì)微化、金屬布線的多層化等，半導(dǎo)體芯片制造中的缺陷產(chǎn)生率增高，恐怕隨之而來的是半導(dǎo)體芯片的制造合格率降低。作為抑制這種缺陷產(chǎn)生引起的合格率降低的代表技術(shù)之一，可舉出冗余結(jié)構(gòu)技術(shù)(冗余電路redundancy circuit)。冗余結(jié)構(gòu)技術(shù)是在半導(dǎo)體芯片內(nèi)預(yù)先設(shè)置可與缺陷部分置換的預(yù)置元件、通過在產(chǎn)生缺陷時(shí)將該缺陷部分與預(yù)置元件置換修補(bǔ)(repair)半導(dǎo)體芯片的技術(shù)。例如，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器產(chǎn)品中，用預(yù)置存儲(chǔ)器單元置換包括缺陷存儲(chǔ)器單元的列或行。缺陷部分與預(yù)置元件的互換通過構(gòu)成冗余電路的一部分的熔絲(fuse)的切斷進(jìn)行。熔絲的切斷方法有例如激光方法和電熔斷方法。通常使用多晶硅、金屬布線形成熔絲。
在半導(dǎo)體芯片的安裝技術(shù)領(lǐng)域，替代原有的引線鍵合(wire bonding)，盛行研究/開發(fā)倒裝片安裝等的引線鍵合技術(shù)。倒裝片安裝是在半導(dǎo)體芯片表面的電極上形成叫作凸點(diǎn)的突出電極，把芯片正反兩面翻轉(zhuǎn)，配合陶瓷等的布線襯底的電極與凸點(diǎn)的位置，通過面朝下的鍵合進(jìn)行連接的安裝方法。從半導(dǎo)體封裝的小型化、高密度安裝的角度看，是理想的安裝方法。
另外，從低電阻和可靠性提高等觀點(diǎn)看，替代原有的鋁(Al)布線，金屬布線銅(Cu)布線實(shí)用化了。隨著半導(dǎo)體集成電路裝置的大型化、高集成化，布線層數(shù)增加，在現(xiàn)有的高速SRAM(靜態(tài)RAM)中使用4層、在混合存儲(chǔ)器的邏輯電路LS1中使用5層以上的多個(gè)布線層。還有，從電源電壓的穩(wěn)定等角度看，金屬布線的膜厚形成為上層比下層厚。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的特征(方面)是一種半導(dǎo)體器件，具有在形成多個(gè)半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體襯底上配置的由銅布線構(gòu)成的多個(gè)銅布線層；配置在多個(gè)所述銅布線層上方、至少包含連接于最上層的所述銅布線層的高熔點(diǎn)金屬膜的最上層布線；作為所述最上層布線的一部分形成的可通過能量束切斷的熔絲；配置在所述最上層布線上的表面保護(hù)膜。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)內(nèi)包括熔絲的特征部分的剖面圖。
圖2A～C是表示本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法中的主要制造工序的剖面圖(其一)。
圖3A～C是表示本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法中的主要制造工序的剖面圖(其二)。
圖4A和圖4B是表示本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法中的主要制造工序的剖面圖(其三)。
圖5是表示在最上層布線與第二銅布線之間形成的電容器的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖6是表示在與圖1的第二銅布線層與高熔點(diǎn)金屬膜的連接處的正上方不同的部分中配置勢壘金屬和焊錫球時(shí)的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖7A是表示相關(guān)技術(shù)的半導(dǎo)體芯片的器件區(qū)域與焊盤區(qū)域的布局的平面圖。
圖7B是表示本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體芯片的器件區(qū)域與焊盤區(qū)域的布局的平面圖。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件具有半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底的表面上形成的多個(gè)半導(dǎo)體元件；相互連接多個(gè)半導(dǎo)體元件的由銅構(gòu)成的多個(gè)銅布線層(1，2)；配置在多個(gè)銅布線層(1，2)上方、至少包含連接于最上層的銅布線2的高熔點(diǎn)金屬膜8的最上層布線(8，9)；作為最上層布線(8，9)的一部分形成的可通過能量束切斷的熔絲；配置在最上層布線(8，9)上的表面保護(hù)膜10；配置在表面保護(hù)膜10上、相對表面保護(hù)膜10具有很大的蝕刻選擇比的有機(jī)樹脂膜(聚酰亞胺)11；配置在聚酰亞胺11上、連接于最上層布線(8，9)的凸點(diǎn)用下層金屬膜(勢壘金屬)14；配置在凸點(diǎn)用下層金屬膜14上的凸點(diǎn)(焊錫球)15。圖1中，表示出多個(gè)銅布線層的一部分(1，2)、最上層布線(8，9)；表面保護(hù)膜10；聚酰亞胺11；勢壘金屬14；焊錫球15，省略了半導(dǎo)體襯底、半導(dǎo)體元件、銅布線層的剩余部分。
銅布線配置在形成多個(gè)半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體襯底上，通過多個(gè)半導(dǎo)體元件相互連接，在半導(dǎo)體襯底上形成半導(dǎo)體集成電路。多個(gè)銅布線層(1，2)經(jīng)層間絕緣膜(3，4)層疊，通過上下不同的銅布線(1，2)在配置于層間絕緣膜(3，4)內(nèi)的連接處(線接觸)連接，形成具有多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體集成電路。銅布線不限于僅以銅為材料的情況，以銅和其他金屬的合金為材料也無妨。
最上層布線是在最上層的銅布線2和表面保護(hù)膜10之間配置的布線，至少具有在與最上層的銅布線2的連接中抑制銅擴(kuò)散的高熔點(diǎn)金屬膜8。因此，最上層布線(8，9)具有多個(gè)膜結(jié)構(gòu)的情況下，最下層配置的膜為與最上層的銅布線2連接的高熔點(diǎn)金屬膜8。高熔點(diǎn)金屬膜8例如以鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鎢(W)及含有這些金屬的合金為材料。最上層布線(8，9)還有配置在高熔點(diǎn)金屬膜8上的Al系金屬膜9。
作為最上層布線(8，9)的一部分形成電極焊盤，經(jīng)該電極焊盤供給半導(dǎo)體元件動(dòng)作必須的功率，或者輸入輸出半導(dǎo)體集成電路的信號(hào)。在電極焊盤的鍵合方法是引線鍵合方法的情況下，希望在高熔點(diǎn)金屬膜上形成500nm左右的Al系金屬膜9。使用凸點(diǎn)的倒裝片安裝等的無引線鍵合方法的情況下，最上層布線(8，9)僅用高熔點(diǎn)金屬膜8構(gòu)成即可。
熔絲是構(gòu)成半導(dǎo)體集成電路的一部分的電路器件，不只作為多晶硅等構(gòu)成的半導(dǎo)體元件或銅布線的一部分形成，可作為最上層布線(8，9)的一部分形成。熔絲例如包括構(gòu)成用于替換半導(dǎo)體芯片上的缺陷部分和預(yù)置元件的冗余電路的一部分的熔絲等。此外，還包括目的在于在半導(dǎo)體器件制造結(jié)束后照射能量束來打算切斷的熔絲。
表面保護(hù)膜10是用于保護(hù)半導(dǎo)體芯片的功能的膜，通過CVD法等成膜。由于表面保護(hù)膜10是在熔絲上形成的絕緣膜，表面保護(hù)膜10的膜厚可選擇在不妨礙熔絲切斷的范圍，例如50到1000nm的范圍內(nèi)。
凸點(diǎn)15表示倒裝片安裝等的無引線鍵合技術(shù)中的突出電極，連接于選擇性去除了表面保護(hù)膜的電極焊盤。凸點(diǎn)以錫(Sn)、鉛(Pb)、銀(Ag)等的合金為材料。這里，說明使用焊錫球15的情況。
凸點(diǎn)用下層金屬膜(勢壘金屬)14配置在電極焊盤與凸點(diǎn)15之間，是用于提高電極焊盤與凸點(diǎn)15之間的結(jié)合性的金屬膜。層疊鈦(Ti)、鉻(Cr)、Cu、金(Au)、鎳(Ni)等的金屬膜而成。
圖1中，作為多個(gè)銅布線層的一部分，表示出第一銅布線層1和第二銅布線層2。在第一銅布線層下配置第一層間絕緣膜3，在第一銅布線層和第二銅布線層之間配置第二層間絕緣膜4。第二銅布線層2具有雙金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)。即，第二銅布線層2的一部分作為接觸栓塞配置在第二層間絕緣膜4內(nèi)，經(jīng)該接觸栓塞連接第一銅布線層1和第二銅布線層2。圖1中，在右側(cè)、中央、左側(cè)3個(gè)位置處配置銅布線(1，2)，從右側(cè)到中央表示形成熔絲的熔絲區(qū)域12、左側(cè)表示形成電極焊盤的焊盤區(qū)域13。圖1未示出，但在第一銅布線層1和半導(dǎo)體襯底之間配置不同的銅布線層。
第二銅布線層2上配置氮化硅膜6。氮化硅膜6上配置氧化硅膜7。氧化硅膜7上配置高熔點(diǎn)金屬膜8。高熔點(diǎn)金屬膜8上配置Al系金屬膜9。最上層布線具有高熔點(diǎn)金屬膜8和Al系金屬膜9構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)。最上層布線(8，9)選擇地配置在熔絲區(qū)域12和焊盤區(qū)域13上。高熔點(diǎn)金屬膜8分別連接于右側(cè)、中央、左側(cè)的第二銅布線2。熔絲區(qū)域12的中央、右側(cè)的第二銅布線2經(jīng)高熔點(diǎn)金屬膜8連接。Al系金屬膜9上配置表面保護(hù)膜10。表面保護(hù)膜10上配置聚酰亞胺11。焊盤區(qū)域13的Al膜9上替代表面保護(hù)膜10和聚酰亞胺11配置勢壘金屬14，部分勢壘金屬14分別配置在表面保護(hù)膜10和聚酰亞胺11上。勢壘金屬14上配置焊錫球15。熔絲區(qū)域12的表面保護(hù)膜10上不配置聚酰亞胺11，而露出表面保護(hù)膜10。
接著，參考圖2～圖4說明圖1所示的半導(dǎo)體器件的制造方法。圖2～圖4是表示圖1所示的半導(dǎo)體器件的制造方法的主要制造工序的剖面圖。
(1)首先，在超凈間內(nèi)的生產(chǎn)線上配置半導(dǎo)體晶片，準(zhǔn)備進(jìn)行襯底·布線工序。接著，啟動(dòng)生產(chǎn)線，在襯底工序中，在半導(dǎo)體晶片上形成多個(gè)半導(dǎo)體元件。具體說，反復(fù)成膜工序、PEP工序、蝕刻工序等，形成用于分離相鄰的半導(dǎo)體元件的器件分離區(qū)域，在器件區(qū)域中形成MOS·FET、雙極晶體管等的半導(dǎo)體元件。
(2)接著，在布線工序中，通過金屬鑲嵌法形成連接于半導(dǎo)體襯底上的半導(dǎo)體元件的銅布線，形成半導(dǎo)體集成電路。具體說，首先，在半導(dǎo)體襯底上成膜層間絕緣膜。在連接于銅布線的半導(dǎo)體元件的各電極部分形成具有窗口的抗蝕劑圖案。經(jīng)該抗蝕劑圖案進(jìn)行各向異性蝕刻，選擇地去除半導(dǎo)體元件的各電極部分的層間絕緣膜，形成露出半導(dǎo)體元件的各電極部分的接觸孔。
接著，使用濺射法，在接觸孔內(nèi)埋置鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)構(gòu)成的勢壘金屬，通過CVD法埋置鎢(W)。通過CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)等去除絕緣膜上的剩余的Ti、TiN、W，形成選擇地埋置在接觸孔內(nèi)部的W栓塞。接著，再次成膜層間絕緣膜。在布線圖案部分形成具有窗口的抗蝕劑圖案，經(jīng)該抗蝕劑圖案進(jìn)行各向異性蝕刻，選擇地去除布線圖案部分的層間絕緣膜，形成露出W栓塞的金屬鑲嵌布線溝。之后，在金屬鑲嵌布線溝內(nèi)壁上淀積鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)等高熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的勢壘層。接著，使用真空蒸鍍法、電鍍等淀積Cu埋入到金屬鑲嵌布線溝。通過CMP法等去除層間絕緣膜上淀積的剩余的高熔點(diǎn)金屬和Cu，形成由選擇地埋置在金屬鑲嵌布線溝內(nèi)部的高熔點(diǎn)金屬和Cu構(gòu)成的銅布線。經(jīng)過以上工序，可在半導(dǎo)體襯底上形成層間絕緣膜并在其上形成銅布線層。反復(fù)進(jìn)行以上工序，交互形成層間絕緣膜和銅布線，形成多層布線。
這里，與半導(dǎo)體襯底上的半導(dǎo)體元件的連接部分中使用的W栓塞在第二層以上的布線層中不使用。替代W栓塞，在接觸孔與金屬鑲嵌布線溝中埋置由高熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的勢壘層和Cu，形成具有圖2A所示的雙金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)的第二銅布線層2。
(3)接著，如圖2A所示，形成第二銅布線層2后，在晶片整個(gè)面上作為絕緣膜通過CVD法淀積膜厚為100nm的氮化硅膜6。接著，通過CVD法淀積膜厚為400nm的氧化硅膜7。氮化硅膜6是具有防止銅從第二銅布線層2擴(kuò)散的功能的絕緣膜。不用說，替代氮化硅膜6，可構(gòu)成由具有相同功能的其他材料構(gòu)成的絕緣膜。這里，在第二銅布線層2上淀積最一般的氮化硅膜6。
(4)接著，使用旋涂法，在旋轉(zhuǎn)的晶片上涂布抗蝕劑液，在氧化硅膜7上同樣形成抗蝕劑膜。如圖2B所示，通過在右側(cè)、中央、左側(cè)的各第二銅布線2上經(jīng)具有窗口的掩模曝光抗蝕劑膜、顯像抗蝕劑膜，在右側(cè)、中央、左側(cè)的各第二銅布線2上形成具有開口部分的抗蝕劑圖案17。以抗蝕劑圖案17作為掩模使用RIE法進(jìn)行氧化硅膜7的各向異性蝕刻，選擇去除各第二銅布線層2上的氧化硅膜7，露出部分氮化硅膜6。之后，通過灰化(ashing)處理去除抗蝕劑圖案17。
(5)接著，如圖2C所示，以氧化硅膜7作為掩模進(jìn)行氮化硅膜6的各向異性蝕刻，選擇去除氮化硅膜6，露出各第二銅布線2。這里，使用抗蝕劑圖案17，同時(shí)蝕刻氧化硅膜7和氮化硅膜6時(shí)，抗蝕劑圖案17拋光處理時(shí)露出的第二銅布線2也一起被氧化了，在電特性方面惡化。因此，通過形成組合了氧化硅膜7和氮化硅膜6等的蝕刻比非常大的2種絕緣膜的層疊膜，可避免第二銅布線2的氧化。不用說，若組合具有非常大的蝕刻比的2種絕緣膜，除此以外的絕緣膜組合也可以?；蛘撸谑褂寐冻龅你~不氧化、去除抗蝕劑圖案17的處理方法的情況下，替代氧化硅膜7和氮化硅膜6，在第二銅布線層2上形成單層層間絕緣膜，實(shí)施一次蝕刻處理即可。使用任何一種方法不會(huì)影響本發(fā)明的實(shí)施例的效果。
(6)接著，如圖3A所示，使用濺射法，淀積高熔點(diǎn)金屬膜8。高熔點(diǎn)金屬膜未必是層疊結(jié)構(gòu)，可以是鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)的單層膜。這里，作為高熔點(diǎn)金屬膜8，淀積膜厚為10到60nm的TaN膜，在其上淀積膜厚5nm～20nm的Ta。高熔點(diǎn)金屬膜8上使用濺射法淀積膜厚為500nm的Al系金屬膜9，形成高熔點(diǎn)金屬膜8和Al系金屬膜9構(gòu)成的最上層布線。Al系金屬膜9的膜厚是滿足熔絲的電阻規(guī)格，而且可進(jìn)行激光熔斷的膜厚即可。Al系金屬膜9可以是向Al添加幾個(gè)wt％左右的Cu的AlCu膜或者向Al分別添加幾個(gè)wt％左右的Cu和硅(Si)的AlSiCu膜。實(shí)施例中，假定還進(jìn)行引線鍵合的芯片布線，形成僅由膜厚為500nm左右的Al構(gòu)成的Al膜9。另外，Al的膜厚根據(jù)需要不變也可。不進(jìn)行引線鍵合而進(jìn)行焊錫球15的無引線鍵合結(jié)合時(shí)，僅用高熔點(diǎn)金屬膜8構(gòu)成最上層布線，不形成Al膜9也可。在實(shí)施例中，考慮可相對原來的Al布線原樣使用焊錫凸點(diǎn)處理的優(yōu)點(diǎn)，形成Al膜9。
(7)接著，使用旋涂法在旋轉(zhuǎn)的晶片上涂布抗蝕劑液，在氧化硅膜7上同樣形成抗蝕劑膜。如圖3B所示，通過規(guī)定的掩模曝光抗蝕劑膜、顯像抗蝕劑膜，在熔絲區(qū)域12和焊盤區(qū)域13上選擇地形成抗蝕劑圖案18。以抗蝕劑圖案18作為掩模通過RIE法進(jìn)行Al膜9和高熔點(diǎn)金屬膜8的各向異性蝕刻，選擇去除熔絲區(qū)域12和焊盤區(qū)域13以外的Al膜9和高熔點(diǎn)金屬膜8。之后，通過灰化(ashing)處理去除抗蝕劑圖案18。替代RIE法等的干蝕刻，通過濕蝕刻選擇地去除Al膜9和高熔點(diǎn)金屬膜8也可以。通過最上層布線(8，9)的蝕刻方法不對實(shí)施例的效果產(chǎn)生影響。
(8)接著，如圖3C所示，使用CVD法等，淀積表面保護(hù)膜10。表面保護(hù)膜10是形成Al布線時(shí)通常使用的氮化硅膜、氮化硅膜與氧化硅膜的層疊膜等構(gòu)成的保護(hù)膜。在實(shí)施例中，考慮在焊錫凸點(diǎn)形成工序中使用酸性蝕刻液的情況，表面保護(hù)膜10具有淀積膜厚為300nm左右的氧化硅膜，在其上淀積200nm左右的耐酸性的氮化硅膜的層疊結(jié)構(gòu)。表面保護(hù)膜10是氮化硅膜的單層膜的情況下，擔(dān)心氮化硅膜的應(yīng)力斷開最上層布線(8，9)。因此，Al膜9上淀積吸收氮化硅膜的應(yīng)力的氧化硅膜，其上淀積耐酸性的氮化硅膜。不用說，用膜應(yīng)力較小的氮化硅膜，用氮化硅膜的單層膜構(gòu)成表面保護(hù)膜10也無妨。
表面保護(hù)膜10的膜厚選擇在不妨礙熔絲流動(dòng)的范圍內(nèi)。通常的熔絲熔斷的情況下，通過在熔絲上形成1000nm以下膜厚的絕緣膜，熔絲可熔斷。熔絲部分的最上層布線(8，9)露出時(shí)，由于產(chǎn)生腐蝕、污染等，必須層疊50nm以上膜厚的表面保護(hù)膜10，該膜厚是保護(hù)半導(dǎo)體集成電路功能必須的膜厚。即表面保護(hù)膜10可選擇在50到1000nm的范圍內(nèi)。實(shí)施例中，組合氮化硅膜和氧化硅膜膜厚為500nm。由于熔絲上的絕緣膜的膜厚由層疊膜厚確定，與使用下層布線層形成熔絲，選擇地去除熔絲上的絕緣膜的已有方式相比，熔絲上的絕緣膜的膜厚偏差小，可穩(wěn)定進(jìn)行熔絲熔斷。
(9)接著，使用旋涂法在旋轉(zhuǎn)的晶片上涂布抗蝕劑液，在表面保護(hù)膜10上同樣形成抗蝕劑膜。如圖3C所示，通過規(guī)定的掩模曝光抗蝕劑膜、顯像抗蝕劑膜，在焊盤區(qū)域13上形成具有窗口的抗蝕劑圖案19。以抗蝕劑圖案19作為掩模通過干蝕刻或濕蝕刻法選擇地去除焊盤區(qū)域13上的表面保護(hù)膜10，露出焊盤區(qū)域13的Al膜9。之后，通過灰化處理去除抗蝕劑圖案19。
(10)接著，如圖4A所示，在表面保護(hù)膜10上層疊聚酰亞胺11。從可靠性看可使用聚酰亞胺11，但并不一定使用。聚酰亞胺11具有感光性的和非感光性的，但可根據(jù)需要選擇。實(shí)施例中，表示出使用可簡化工序的感光性聚酰亞胺的情況。接著，如圖4B所示，通過通常的光刻工序，選擇地去除熔絲區(qū)域12和焊盤區(qū)域13的聚酰亞胺11，露出熔絲區(qū)域12的表面保護(hù)膜10，露出焊盤區(qū)域13的Al膜9。由于表面保護(hù)膜10相對聚酰亞胺11具有非常大的蝕刻選擇比，在露出保護(hù)膜的時(shí)刻結(jié)束蝕刻，從而去除熔絲區(qū)域12的聚酰亞胺11，容易露出表面保護(hù)膜10。
以上的(1)到(10)的各制造工序通常在1個(gè)晶片生產(chǎn)線上連續(xù)實(shí)施。對結(jié)束了以上工序的半導(dǎo)體晶片在晶片檢查工序中進(jìn)行動(dòng)作測試。例如，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的情況下，探針對準(zhǔn)各芯片的各電極焊盤(焊盤區(qū)域13的Al膜9)，測試各存儲(chǔ)器單元的動(dòng)作。在測試中，對于具有不正常動(dòng)作的不良存儲(chǔ)器單元的芯片，通過激光熔斷作為芯片內(nèi)的冗余電路的一部分的熔絲(熔絲區(qū)域12的最上層布線8，9)，用預(yù)置存儲(chǔ)器單元置換缺陷存儲(chǔ)器單元。修補(bǔ)具有不正常動(dòng)作的存儲(chǔ)器單元的缺陷芯片。對于結(jié)束了動(dòng)作測試的晶片，再實(shí)施上述探針測試，對通過冗余電路也不能修復(fù)的缺陷芯片加上失效標(biāo)記。接著，從晶片生產(chǎn)線取出半導(dǎo)體晶片，把動(dòng)作測試判斷為合格的芯片配置在進(jìn)行下面所示的組裝工序的生產(chǎn)線上。
(11)最后，對于動(dòng)作測試中為合格品的芯片，實(shí)施通常的焊錫凸點(diǎn)形成處理，分別形成勢壘金屬14和焊錫球15。經(jīng)過以上工序，可制造圖1所示的半導(dǎo)體器件。
如上說明，根據(jù)本實(shí)施例，由于形成熔絲的最上層布線(8，9)上僅形成表面保護(hù)膜10，切斷熔絲前，剩余不妨礙熔絲切斷的膜厚，不必要預(yù)先去除在熔絲上成膜的絕緣膜，容易切斷熔絲。在銅布線層(1，2)中不必要形成熔絲，因此，不必要把在銅布線層(1，2)上成膜的層間絕緣膜(3，4)和表面保護(hù)膜10減薄到不妨礙熔絲切斷的厚度范圍內(nèi)。另外，由于熔絲上形成保護(hù)膜，露出部分的熔絲腐蝕了，不用擔(dān)心雜質(zhì)離子從露出部分進(jìn)入，造成缺陷。
由于可去掉用于控制熔絲的絕緣膜的膜厚的蝕刻工序，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。熔絲的圖案形成時(shí)不使用各向同性的蝕刻處理的側(cè)蝕刻，熔絲的切斷部分的圖案寬度等的設(shè)計(jì)自由度不變小。勢壘金屬(凸點(diǎn)用下層金屬膜)14的形成工序和焊錫球15的形成工序之前，作為布線層的一部分，形成熔絲，因此在進(jìn)行布線工序的生產(chǎn)線上，實(shí)施半導(dǎo)體芯片的動(dòng)作測試，實(shí)施熔絲熔斷不良的位置與預(yù)置元件的置換。從而，僅對于動(dòng)作測試中選擇的合格品芯片實(shí)施勢壘金屬形成工序和凸點(diǎn)形成工序等的組裝工序，生產(chǎn)率提高。
這樣，根據(jù)本實(shí)施例，可提供一種熔絲熔斷容易，并且熔絲上的絕緣膜的膜厚控制容易的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
根據(jù)本實(shí)施例，可提供一種在襯底·布線工序(晶片工序)中形成熔斷容易的熔絲的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖5所示，在最上層布線(8，9)和第二銅布線層2之間形成電容器。此時(shí)，最上層布線(8，9)和第二銅布線層2中分別形成平行平板的電極，在氮化硅膜6與氧化硅膜7中形成電場。不增加制造工序形成電容器，可向整個(gè)芯片穩(wěn)定供給電源電壓。
焊盤區(qū)域13可配置在半導(dǎo)體芯片上的任何位置。即，不僅在不配置半導(dǎo)體芯片外周的半導(dǎo)體元件的區(qū)域中配置焊盤區(qū)域13，還可在配置半導(dǎo)體元件的器件區(qū)域上配置。可對應(yīng)于使用突出電極(凸點(diǎn))的倒裝片安裝中的多管腳化。具體說，勢壘金屬14和焊錫球15可配置在半導(dǎo)體元件上。如圖6所示，在與第二銅布線2和高熔點(diǎn)金屬膜8的連接位置的正上方不同的部分中可配置焊盤區(qū)域13(勢壘金屬14和焊錫球15)。
另外，使用最上層布線(8，9)，可把焊盤區(qū)域13引向半導(dǎo)體芯片上的任意部分。圖7A表示原有的半導(dǎo)體芯片的布局，圖7B表示本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的布局。如圖7A所示，原來，在芯片中央配置器件區(qū)域，在芯片外周配置焊盤區(qū)域13。但是，如圖7B所示，使用最上層布線(8，9)，把勢壘金屬14和焊錫球15引向半導(dǎo)體芯片上的任意部分，使得可把焊盤區(qū)域13配置在半導(dǎo)體芯片上的任意部分中。在倒裝片安裝等的無引線鍵合技術(shù)中，可進(jìn)行對應(yīng)于多管腳化的高密度安裝。
如上所述，本發(fā)明由1個(gè)實(shí)施例記載，但不應(yīng)理解為把本發(fā)明限定在對公開的部分的說明和附圖中。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易發(fā)現(xiàn)另外的優(yōu)點(diǎn)并作修改。因此，本發(fā)明在其更廣義方面不限于這里所示和所述的特定細(xì)節(jié)和代表性實(shí)施例。從而，在不背離后附權(quán)利要求及它們的等價(jià)物所限定的一般性既念的精神或范圍的情況下可進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于具有在形成多個(gè)半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體襯底上配置的由銅布線構(gòu)成的多個(gè)銅布線層；配置在多個(gè)所述銅布線層上方、至少包含連接于最上層的所述銅布線的高熔點(diǎn)金屬膜的最上層布線；作為所述最上層布線的一部分形成、可通過能量束切斷的熔絲；配置在所述最上層布線上的表面保護(hù)膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其特征在于還具有配置在所述表面保護(hù)膜上、連接于所述最上層布線的凸點(diǎn)用下層金屬膜；配置在所述凸點(diǎn)用下層金屬膜上的凸點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其特征在于在所述最上層布線和所述最上層的銅布線之間形成電容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體器件，其特征在于所述凸點(diǎn)用下層金屬膜和所述凸點(diǎn)配置在所述半導(dǎo)體元件的上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其特征在于所述最上層布線還包括配置在所述高熔點(diǎn)金屬膜上的Al系金屬膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其特征在于所述表面保護(hù)膜具有不妨礙所述熔絲切斷的膜厚范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其特征在于所述多個(gè)銅布線層的至少一部分具有雙金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)。
8.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于具有經(jīng)層間絕緣膜在半導(dǎo)體襯底上形成由銅布線構(gòu)成的多個(gè)銅布線層；在多個(gè)所述銅布線層上方形成至少包含連接于最上層的銅布線的高熔點(diǎn)金屬膜的最上層布線；作為所述最上層布線的一部分形成可通過能量束切斷的熔絲；在所述最上層布線上形成表面保護(hù)膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體器件的制造方法，還具有在所述表面保護(hù)膜上形成連接于所述最上層布線的凸點(diǎn)用下層金屬膜；在所述凸點(diǎn)用下層金屬膜上形成凸點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于作為所述最上層的銅布線的一部分形成電容器的一個(gè)電極，作為所述最上層布線的一部分形成所述電容器的另一電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件的制造方法，所述凸點(diǎn)用下層金屬膜和所述凸點(diǎn)形成在所述半導(dǎo)體元件的上方。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體器件的制造方法，作為所述最上層布線的一部分，還在所述高熔點(diǎn)金屬膜上形成Al系金屬膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體器件的制造方法，所述表面保護(hù)膜的膜厚為50到1000nm。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體器件的制造方法，所述多個(gè)銅布線層的至少一部分通過金屬鑲嵌法形成。
15.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于具有在形成多個(gè)半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體襯底上配置的由銅布線構(gòu)成的多個(gè)銅布線層；配置在最上層的所述銅布線上的氮化硅膜；配置在所述氮化硅膜上的氧化硅膜；配置在所述氧化硅膜上、至少包含連接于所述最上層的銅布線的高熔點(diǎn)金屬膜和配置在所述高熔點(diǎn)金屬膜上的Al系金屬膜的最上層布線；作為所述最上層布線的一部分形成、可通過能量束切斷的熔絲；包括配置在所述最上層布線上的氧化硅膜和配置在所述氧化硅膜上的氮化硅膜的表面保護(hù)膜；配置在所述表面保護(hù)膜上的有機(jī)樹脂膜。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的半導(dǎo)體器件，還具有配置在所述有機(jī)樹脂膜上、連接于所述最上層布線的凸點(diǎn)用下層金屬膜；配置在所述凸點(diǎn)用下層金屬膜上的凸點(diǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的半導(dǎo)體器件，在所述最上層布線和所述最上層的銅布線之間形成電容器。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，所述凸點(diǎn)用下層金屬膜和所述凸點(diǎn)配置在所述半導(dǎo)體元件的上方。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的半導(dǎo)體器件，所述表面保護(hù)膜具有不妨礙所述熔絲切斷的膜厚范圍。
20.根據(jù)權(quán)利要求15的半導(dǎo)體器件，所述多個(gè)銅布線層的至少一部分具有雙金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種具有可通過能量束切斷的熔絲的半導(dǎo)體器件,所述半導(dǎo)體器件具有:在形成多個(gè)半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體襯底上配置的由銅布線構(gòu)成的多個(gè)銅布線層;配置在多個(gè)所述銅布線層上方、至少包含連接于最上層的所述銅布線的高熔點(diǎn)金屬膜的最上層布線;作為所述最上層布線的一部分形成的熔絲;配置在所述最上層布線上的表面保護(hù)膜。
文檔編號(hào)H01L23/525GK1359155SQ0114506
公開日2002年7月17日 申請日期2001年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月27日
發(fā)明者石丸一成 申請人:株式會(huì)社東芝