发明名称 高雷射吸收铜熔丝及制造该熔丝之方法
摘要 一高雷射吸收铜熔丝可以使去除导体的熔丝部份所需要的雷射能量最小化。显然地,此型态的熔丝结构使得铜熔丝的形成,可以用明显较少的雷射入射能量而去除,主要是在给定的入射雷射能量处增加熔丝链结的吸收。一金属导线包含一熔丝链结段,其中熔丝链结段是由至少两种金属堆叠而成,金属堆叠中的下层金属为主要的电气铜导体,而上层的金属亦为一电气导体,主要由钨或钛钨金属构成,经由选定的厚度及光学特性使得上层与下层金属对于入射的红外线能量提供高吸收特性。提供覆盖材料于整条熔丝链结线,或覆盖于熔丝链结线的选定部份的制造方法。
申请公布号 TW455915 申请公布日期 2001.09.21
申请号 TW089104957 申请日期 2000.03.17
申请人 万国商业机器公司 发明人 堤摩西H 道班斯匹克;威廉T 摩兹席夫
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种具有一给定的导电特性之导体,其特征能够藉由照射而实质地改变,包含:一电气导体,具有一第一材料的一第一层,其并不敏感于放射线;及一第二材料的第二层,其系敏感于放射线。2.如申请专利范围第1项之导体,其中第二材料的敏感性是对于一红外线能源谱的雷射所发射的放射性而言。3.如申请专利范围第1项之导体,其中该第一材料为一主要的电气导体,第二材料为一电气导体的组合物,当与主要电气导体结合时,能够提供一高红外线能量吸收结构。4.如申请专利范围第3项之导体,其中该第一材料为铜。5.如申请专利范围第3项之导体,其中该第二材料为钨。6.如申请专利范围第3项之导体,其中该第二材料为一钛钨组合物。7.如申请专利范围第6项之导体,其中该钛钨组合物包含重量10%的钛。8.如申请专利范围第2项之导体,其中该红外线能量频谱其能量为波长范围在1.0到1.4毫米之间。9.如申请专利范围第1项之导体,其中该第二材料层具有一保护层,用于上述第一材料和一保护层来防止扩散。10.如申请专利范围第1项之导体,其中该第一材料的第一层厚度是大于或等于500埃,第二材料的第二层厚度,是大于或等于500埃。11.一种可熔断链结,能够在预定波长的雷射光照射之下,选择性的打开,并具有一第一导体,其在此预定波长的照射之下,并不会吸收,而一第二导体,其在此预定波长的照射之下,则会进行吸收。12.如申请专利范围第11项之可熔断链结,其中该第一导体具有一主要电气导体,而该第二导体为一钨或钛钨组合物。13.如申请专利范围第11项之可熔断链结,其中该第一导体由铜所组成。14.如申请专利范围第11项之可熔断链结,其中该链结,其当在预定波长吸收所放射的能量时,会进行熔解、膨胀及破裂。15.如申请专利范围第11项之可熔断链结,其中该第二导体,对第一导体提供一扩散阻障层。16.如申请专利范围第11项之可熔断链结,其中该预定波长是在1.0到1.4毫米的范围之内。17.一种可熔断链结,具有一给定的导电特性,能够被红外线照射来实质地改变,并具有一铜制的第一层,和一第二金属层,其中第二金属层为钨,或钛钨组合物,其会敏感于红外线照射。18.如申请专利范围第17项之可熔断链结,其中该红外线照射具有能量波长在1.0到1.4毫米范围之内。19.一种在半导体基板上制造一导体的方法,其会敏感于入射的红外线照射,此方法包含步骤如下:a)在半导体基板上形成一金属镶嵌铜线底层;b)使铜底层凹陷一第一预定深度;c)在铜底层上沉积一金属覆盖层,厚度为一第二预定厚度,其具有吸收红外线照射的光学特性,比铜底层的吸收量更多;及d)研磨此金属覆盖层来去除额外的金属,并使金属覆盖层完全覆盖铜底层。20.如申请专利范围第19项之方法,更可包含步骤:e)继续完成积体电路制造或其它的保护程序。21.如申请专利范围第19项之方法,其中的步骤(b),该凹陷铜底层,更可包含使用一整体的湿蚀刻。22.如申请专利范围第19项之方法,其中的步骤(c),该金属覆盖层为钨或钛钨组合物。23.如申请专利范围第19项之方法,其中的步骤(c),该沉积一金属覆盖层,更可包含使用一化学气相沉积法或溅镀法。24.如申请专利范围第21项之方法,其中该整体湿蚀刻具有高硫酸胺。25.如申请专利范围第19项之方法,其中的步骤(d),该研磨金属覆盖层为实施一化学机械研磨制程。26.一种在半导体基板上制造一导体的方法,使其敏感于入射红外线照射,并具有以下步骤:a)提供该半导体基板,其表面上具有积体电路装置结构;b)覆盖一氧化矽层于基板表面及积体电路装置结构上;c)覆盖一第一光阻罩幕于氧化矽层上,描绘出一熔丝链结线;d)成像及蚀此第一光阻罩幕,以形成一第一预定厚度的熔丝链结线于氧化矽层;e)覆盖一第二光阻罩幕于氧化矽层上;f)成像及蚀刻第二光阻罩幕,以形成通孔;g)剥除第二光阻罩幕,沉积一第一导体材料于熔丝链结线和通孔内;h)使第一导电材料凹陷至一第二预定深度;i)在凹陷区域内沉积一第二材料,使得当第二材料与第一导电材料结合时,此结合能够吸收比单独第一导电材料所能吸收的红外线照射更多;及j)实施平坦化,并覆盖一保护层于熔丝链结线之上。27.如申请专利范围第26项之方法,在其中的步骤(d),该蚀刻第一光阻罩幕,以形成一第一导电材料,包含蚀刻到一大于或等于500埃的深度。28.如申请专利范围第26项之方法,在其中的步骤(g),该沉积一第一导电材料,包含沉积钢金属。29.如申请专利范围第26项之方法,在其中的步骤(h),该第二预定深度为大于或等于500埃。30.如申请专利范围第26项之方法,在其中的步骤(i),该第二预定深度包含一钨组合物。31.如申请专利范围第30项之方法,该钨组合物更可包含一钛钨组合物,其具有重量10%的钛。32.一种在半导体基板上的导体上选择性制作熔丝的方法,其具有对入射红外线照射的敏感性,包含步骤如下:a)提供一半导体基板,其表面上具有积体电路装置结构;b)覆盖一氧化矽层于基板表面及积体电路装置结构上;c)覆盖一第一光阻罩幕于氧化矽层上,描绘出一熔丝链结线;d)成像及蚀刻此第一光阻罩幕,以形成一第一预定厚度的熔丝链结线于氧化矽层;e)覆盖一第二光阻罩幕于氧化矽层上;f)成像及蚀第二光阻罩幕,以形成通孔;g)剥除第二光阻罩幕,沉积一第一导体材料于熔丝链结线和通孔内;h)覆盖一第三光阻罩幕于熔丝链结线和通孔之上,形成给熔丝的一凹陷区域,其为一第二预定深度;i)成像及蚀刻熔丝区域内的第三光阻罩幕;j)在凹陷区域内沉积一第二材料,使得当第二材料与第一导电材料结合时,此结合能够吸收比单独第一导电材料所能吸收的红外线照射更多;及k)实施平坦化,并覆盖一保护层于熔丝链结线之上。33.如申请专利范围第32项之方法,其中的步骤(d),蚀刻第一光阻罩幕到一第一预定深度,包含蚀刻到一大于或等于500埃的深度。34.如申请专利范围第32项之方法,其中的步骤(g),沉积一第一导电材料,包含沉积铜金属。35.如申请专利范围第32项之方法,在其中的步骤(h),该第二预定深度为大于或等于500埃。36.如申请专利范围第32项之方法,在其中的步骤(j),该第二材料包含一钨组合物。37.如申请专利范围第36项之方法,其中该钨组合物,更可包含一钛钨组合物,具有重量10%的钛。38.一种用于选择性地在半导体基板上的导体上制作可熔断链结的方法,此链结具有对入射红外线照射的敏感性,包含步骤如下:a)在半导体基板上形成一金属镶嵌铜导线底层;b)覆盖并成像一光阻罩幕在铜导线底层的有限部份中,以加强对入射红外线照射的敏感性;c)使铜底层凹陷一部份到一第一预定深度;d)移除光阻罩幕;e)在铜导线底层上沉积一第二预定厚度的钛钨金属覆盖层,其具有吸收红外线照射的光学特性,此铜底层的吸收量更多;及f)研磨此金属覆盖层来去除额外的金属,并使钛钨金属覆盖层完全覆盖铜底层。39.如申请专利范围第38项之方法,其中的步骤(e),沉积钛钨金属覆盖层,包含沉积一钛钨金属组成物,具有重量10%的钛。40.一种熔丝结构,应用于包含一覆盖层及一底层导线的IC设计,定义为使用一金属镶嵌制程,由金属制成的导线对于1.0到1.4毫米的波长范围,有高度的能量反射性。41.如申请专利范围第40项之熔丝结构,其中该覆盖层的厚度及光学特性,可使此结构的红外线能量吸收最大化。42.如申请专利范围第40项之熔丝结构,其中该底层为一以铜为主的导体,其覆盖层为一扩散阻障层。43.如申请专利范围第40项之熔丝结构,其中该覆盖层为一Sn的扩散阻障层。44.如申请专利范围第40项之熔丝结构,其中该覆盖层包含一钨组合物。45.如申请专利范围第40项之熔丝结构,其中该覆盖层包含一钛钨组合物,具有重量10%的钛。46.一种用于在半导体基板上制造一导体的方法,其会敏感于入射红外线照射,包含提供一第一材料的第一层之步骤,其实质上并不敏感于上述的照射,并附着于一第二材料的一第二层,其敏感于上述的照射。47.如申请专利范围第46项之方法,其中提供一第一材料的第一层之步骤,包含在半导体基板上形成一铜导线底层,并附着第二材料,其包含沉积一金属覆盖层,其照射吸收的光学特性比上述铜底层的照射吸收量更大。图式简单说明:第一图所示为铜熔丝具有钨覆盖层与无钨覆盖层的吸收特性比较图,其为二氧化矽(SiO2)层厚度的函数。第二图A所示为半导体基板的断面图,其具有第一光阻成像熔丝线于其上。第二图B所示为第二图A的半导体基板的断面图,其具有一氧化层,被蚀刻形成金属镶嵌沟渠。第二图C所示为第二图B的半导体基板的断面图,更可包含为通孔成像及蚀刻之第二光阻之应用。第二图D所示为第二图C的半导体基板的断面图,其具有剥除的电阻,及新的金属镶嵌沟渠,其充满第一导电金属。第二图E所示为第二图D的半导体基板的断面图,其具有第一导电材料,使覆盖层材料凹陷预定深度,并以覆盖层材料充满此凹陷区域。第二图F所示为第二图E的半导体基板的断面图,其具有保护层,覆盖于覆盖层的上面。第三图A所示为第二图D的半导体基板的断面图,其具有光阻,用于选择性地蚀刻覆盖层的区域。第三图B所示为第三图A的半导体基板的断面图,其具有凹陷区域,其为具有预定的光学和吸收特性的第二材料所充满,并覆盖保护层。
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