專利名稱：用于制造半導體器件的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于制造半導體器件的方法，以及更具體地涉及一種用于制造熔絲形成在其中的區域的方法。
背景技術：
在制造半導體存儲器件期間，如果在許多微型化的單元中發現至少一個缺陷，則由于半導體存儲器件無法起到存儲器的作用，將半導體存儲器件視為缺陷產品。然而，雖然只在該存儲器內的預定單元中發現到缺陷，但如果將整個存儲器件當作缺陷產品丟棄，則對產品產量而言是非常低效的。
從而，缺陷單元通過使用先前安裝在存儲器件內的冗余單元來取代，由此可使用整個存儲器。這樣有可能提高產品產量。
關于使用冗余單元的修復工藝，預先對每個預定單元陣列安裝備用行陣列及備用列陣列，使得產生缺陷的缺陷存儲單元通過列/行單位中的備用存儲單元來取代。
更為具體地，如果在存儲器件形成在晶片上后，通過測試來選擇缺陷存儲單元，則在內部電路中安裝程序，該程序將對應于缺陷存儲單元的地址信號改變為對應于冗余單元的地址信號。從而，當實際執行該程序時，如果輸入對應于缺陷線的地址信號，則選擇冗余單元而不是缺陷單元。
一種廣泛地用于通過冗余存儲單元來取代缺陷存儲單元的方法是用于通過使用激光束來燒斷熔絲的方法。通過激光束的掃描來燒斷的互連線被稱為熔絲，而熔絲在其中燒斷的區域以及包圍上述區域的部分被稱為熔絲盒。
熔絲不是通過使用分開的互連線來形成，而是通過選擇熔絲盒中應用到傳統電路的互連線中的一個來形成。
傳統上，已經利用包括字線或位線的傳導層來形成熔絲。然而，因為在字線或位線的上部分中形成了太多層，所以當半導體器件已經高度集成時，變得很難形成熔絲盒。
為了解決上述限制，可使用在高于字線或位線的部分中形成的電容器的電極層。然而，在此情況中，因為在電極層的上部分中放置了許多絕緣層，所以亦很難形成熔絲。于是，將金屬互連線用作熔絲。
同時，在一個蝕刻工藝中執行用于形成熔絲盒的蝕刻工藝和用于形成墊以輸入及輸出半導體器件信號的另一蝕刻工藝。這稱為修復/墊蝕刻工藝。
圖1是圖示了用于制造半導體器件的傳統方法的橫截面視圖。圖2至圖5是圖示了傳統方法所造成的限制的掃描電子顯微鏡(SEM)的顯微圖像。
如圖1中所示，包括多個絕緣層及多個傳導層的結構11形成在襯底10上，并且多個熔絲12形成在結構11上。在此，熔絲12不是使用分開層形成。取而代之，熔絲12是使用了處理存儲器件操作的第一金屬互連線形成。
接著，連續地形成第一層間絕緣層13、第二層間絕緣層14、第二金屬互連線16及第三層間絕緣層15。然后，鈍化層17形成在第三層間絕緣層15上。在此，第二金屬互連線16包括金屬圖案16A及用作阻擋層的鈦(Ti)/氮化鈦(TiN)層16B。
接著，為了在熔絲12的上部分中形成熔絲盒，也就是使絕緣層保留預定厚度，選擇性地去除形成在熔絲12上的第一層間絕緣層13和第二層間絕緣層14。
第一層間絕緣層13通過堆疊等離子體增強型原硅酸四乙酯(PETEOS)層和含氫硅酸鹽(HSQ)層來形成。第二層間絕緣層14通過使用半凹型(semi-recessed)氧化物(SROX)層來形成。鈍化層17通過使用高密度等離子體(HDP)氧化物層或等離子體增強(PE)氮化物層來形成。
在用于形成熔絲盒的墊/修復工藝期間，鈍化層17通過在磁增強式反應離子蝕刻(MERIE)型等離子體蝕刻設備中使用包括CHFX、CXFX、O2、CO及Ar的氣體來蝕刻，它們是以約5份CHFX比約5份CXFX比約1份O2比約30份CO比約20份Ar的比率混合。這時，使用了在約10mTorr至約100mTorr范圍的壓力和在約1,000W至約2,000W范圍的功率。
接著，使用第三和第二層間絕緣層15和14(例如SROX層)對Ti/TiN層16B的蝕刻選擇比為約2比約7∶約1的配方來蝕刻第三層間絕緣層15及第二層間絕緣層14以去除金屬圖案16A上形成的Ti/TiN層16B。由此，在第二層間絕緣層14和第三層間絕緣層15蝕刻到約1,000厚度期間，控制蝕刻工藝使得第二層間絕緣層14和第三層間絕緣層15在熔絲12上保持具有約2,000至約3,000范圍的厚度，同時完全地去除在用于墊的金屬圖案16A上形成的Ti/TiN層16B。
如果使用上述典型工藝條件來形成熔絲盒，雖然控制了蝕刻氣體量、功率及壓力，但是難以獲得等于或小于約10比約1的比率的第二層間絕緣層14對Ti/TiN層16B的蝕刻選擇性。
如圖2中所示，在熔絲盒內的熔絲上形成的Ti/TiN層比用于墊的金屬圖案形成得厚約1,000至約2,000的范圍。從而，如果考慮第二層間絕緣層和Ti/TiN層分別蝕刻的高度，則可能難以完全去除Ti/TiN層和使第二層間絕緣層在熔絲的上部分上保持有預定的厚度。
此外如圖3所示，在墊/修復工藝期間，形成下部結構以具有如參考符號X圖示的與所要蝕刻的高度成比例的輪廓。然而，可能很難形成適當的熔絲盒。
在用于使絕緣層在熔絲盒內熔絲的上部分上保留有預定厚度的墊/修復工藝后，如圖4所示，通常如參考符號Y所示沒有打開用于墊的金屬圖案。
再者如圖5所示，如果執行墊/修復工藝以充分打開用于墊的金屬圖案，則可能過度蝕刻熔絲盒，由此可能毀損熔絲。參考符號Z圖示毀損的熔絲。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種用于制造半導體器件的方法，該方法能在墊/修復工藝期間可靠地打開用于墊的金屬圖案并且防止毀損熔絲。
根據本發明的一個方面，提供一種用于制造半導體器件的方法，該方法包括在襯底上形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成多個熔絲；形成第二絕緣層以覆蓋熔絲；在第二絕緣層上形成蝕刻停止層；在蝕刻停止層的預定部分上形成金屬層；形成第三絕緣層以覆蓋金屬層；在第三絕緣層上執行墊/修復工藝，直到暴露金屬層及蝕刻停止層；以及選擇性地去除蝕刻停止層和第二絕緣層的暴露部分。
通過參考結合附圖給出的如下優選實施例的描述，本發明的上述和其它目的及特征將變得更易于理解，在附圖中圖1是圖示了用于制造半導體器件的傳統方法的橫截面視圖；圖2至圖5是圖示了傳統半導體器件的掃描電子顯微鏡(SEM)的顯微圖像；以及圖6A至圖6C是圖示了根據本發明具體實施例用于制造半導體器件的方法的橫截面視圖。
具體實施例方式
以下，將參考附圖提供對本發明某些實施例的詳細描述。
圖6A至圖6C是圖示了根據本發明具體實施例用于制造半導體器件的方法的橫截面視圖。
如圖6A所示，在襯底30上形成第一絕緣層31。
接著，通過使用第一金屬互連線在第一絕緣層31上形成多個熔絲32。連續地在熔絲32上形成第二絕緣層33及第三絕緣層34。在第三絕緣層34的上部分上形成蝕刻停止層35。
然后，通過使用第二金屬互連線形成金屬層36，該金屬層36包括用于墊的金屬圖案36A和鈦(Ti)/氮化鈦(TiN)層36B，以及在金屬層36上形成第四絕緣層37和鈍化層38。
接著，如圖6B所示，執行墊/修復工藝以暴露墊部(即金屬層36)和熔絲部。也就是，暴露了在用于墊的金屬層36的上部分上形成的Ti/TiN層36B，并在熔絲部中形成熔絲盒39。墊/修復工藝利用了蝕刻工藝，并在熔絲部中的熔絲32上形成的蝕刻停止層35處停止蝕刻工藝。
接著，如圖6C所示，選擇性地去除第三絕緣層34和蝕刻停止層35的暴露部分。由此，在熔絲32上保留了絕緣層的預定厚度。
以下，將更詳細說明上述工藝。
首先，通過使用金屬層來形成熔絲32。等離子體增強型原硅酸四乙酯(PETEOS)層、含氫硅酸鹽(HSQ)層及半凹型氧化物(SROX)層淀積為第二絕緣層33及第三絕緣層34。通過使用等離子體增強型(PE)氮化物層，將蝕刻停止層35形成于約500至約2,000范圍的厚度。
然后，通過在蝕刻停止層35上堆疊金屬圖案36A和Ti/TiN層36B而形成的金屬層36充當墊。通過使用高密度等離子體(HDP)氧化物層或等離子體增強型(PE)氮化物層來形成鈍化層38。
接著，執行前述墊/修復工藝(例如蝕刻工藝)以去除鈍化層38和第四絕緣層37，以便暴露熔絲部和墊部。通過使用包括CHXFY、CXFY、O2及Ar的氣體在磁增強反應離子蝕刻(MERIE)型蝕刻設備中執行墊/修復工藝，該氣體是以約2份CHXFY比約6份CXFY比約1份O2比約25份Ar的比率混合。并且，使用約10mTorr至約100mTorr范圍的壓力和約500W至約2,000W范圍的功率來執行墊/修復工藝。具體地，鈍化層38和第四絕緣層37具有關于蝕刻停止層38的高蝕刻選擇性。可應用約25mTorr的壓力和約1,400W的功率，作為用于墊修復工藝的示范性工藝條件。這時，Ar氣體、C4F8氣體、CH2F2氣體及O2氣體以約400sccm、約13sccm、約5sccm和約3sccm的相應量來流動。
蝕刻工藝(即墊/修復工藝)在熔絲部中的熔絲32上形成的蝕刻停止層35處停止，并且在墊部中打開Ti/TiN層36B。這時，可允許使用選自于由IPS、感應耦合式等離子體(ICP)型蝕刻設備、變壓器耦合式等離子體(TCP)型蝕刻設備、電子回旋共振(ECR)型蝕刻設備、磁增強式反應離子蝕刻(MERIE)型設備構成的組中的一個設備。
此后，熔絲部中的蝕刻停止層35可以在以下的條件下在MERIE型蝕刻設備中去除包括CXFY、CHXFY、O2和Ar的氣體，該氣體是以約9份CXFY比約1份CHXFY比約30份O2比約20份Ar的比率混合；以及從約10mTorr至約100mTorr范圍的壓力。在此工藝條件下，可以將蝕刻停止層35蝕刻至約1,000至約2,000范圍的厚度，而且在此情況中，與傳統方法相比較，有可能均勻地控制保留在熔絲32的上部分上的絕緣層厚度并且穩定地形成墊。例如，可以在包括約40mTorr壓力和約1,600W功率的條件下執行蝕刻工藝(即墊/修復工藝)。
根據本發明的具體實施例，在上述條件下通過使用第一金屬層形成熔絲和通過使用第二金屬層形成墊有可能使絕緣層在熔絲的上部分上保留有預定厚度以及穩定地暴露墊。
從而可改善集成規模、產品產量及生產率。因此可降低相關成本。
本申請包含與在2005年6月30日向韓國專利局提交的韓國專利申請號KR 2005-58711有關的主題，通過引用將其全部內容結合于此。
盡管已經關于某些優選實施例描述了本發明，但是對于本領域技術人員明顯的是，在不脫離如所附權利要求中限定的本發明的精神及范圍，可以進行各種改變和修改。
權利要求
1.一種用于制造半導體器件的方法，包括在襯底上形成第一絕緣層；在所述第一絕緣層上形成多個熔絲；形成第二絕緣層以覆蓋所述熔絲；在所述第二絕緣層上形成蝕刻停止層；在所述蝕刻停止層的預定部分上形成金屬層；形成第三絕緣層以覆蓋所述金屬層；對所述第三絕緣層執行墊/修復工藝，直到暴露所述金屬層和所述蝕刻停止層；以及選擇性地去除所述第二絕緣層和所述蝕刻停止層的暴露部分。
2.權利要求1的方法，其中所述金屬層用作墊。
3.權利要求1的方法，其中所述蝕刻停止層包括等離子體增強氮化物層。
4.權利要求1的方法，其中所述熔絲包括用作第一金屬互連線的金屬層。
5.權利要求1的方法，其中所述金屬層包括第二金屬互連線。
6.權利要求1的方法，其中通過使用包括CXFY、CHXFY、O2及Ar的氣體來執行所述墊/修復工藝，所述氣體是以約6份CXFY比約2份CHXFY比約1份O2比約25份Ar的比率混合。
7.權利要求1的方法，其中通過使用約10mTorr至約100mTorr范圍的壓力來執行所述墊/修復工藝。
8.權利要求1的方法，其中通過使用約500W至約2,000W范圍的功率來執行所述墊/修復工藝。
9.權利要求1的方法，其中在所述第三絕緣層對所述蝕刻停止層具有高蝕刻選擇性的條件下執行所述墊/修復工藝。
10.權利要求1的方法，其中所述蝕刻停止層是形成于約500至約2,000范圍的厚度。
11.權利要求1的方法，其中所述蝕刻停止層的暴露部分的去除包括使用包括CXFY、CHXFY、O2和Ar的氣體，該氣體是以約9份CXFY比約1份CHXFY比約30份O2比約20份Ar的比率混合。
12.權利要求1的方法，其中所述蝕刻停止層的暴露部分的去除包括使用約10mTorr至約100mTorr范圍的壓力。
全文摘要
提供一種用于制造半導體器件的方法，具體地提供一種用于制造熔絲形成在其中的區域的方法，包括在襯底上形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成多個熔絲；形成第二絕緣層以覆蓋熔絲；在第二絕緣層上形成蝕刻停止層；在蝕刻停止層的預定部分上形成金屬層；形成第三絕緣層以覆蓋金屬層；對第三絕緣層執行墊/修復工藝，直到暴露金屬層和蝕刻停止層；以及選擇性地去除蝕刻停止層的暴露部分和第二絕緣層。
文檔編號H01L21/768GK1893018SQ20061007892
公開日2007年1月10日 申請日期2006年4月27日 優先權日2005年6月30日
發明者趙瑢泰, 李海朾 申請人:海力士半導體有限公司