专利名称：电子可编程熔丝器件制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造工艺，且特别涉及电子可编程熔丝器件制作方法。
背景技术：
电子可编程溶丝(electrically programmable fuse,即eFuse)技术利用金属电迁移现象发展起来的一种技术，它能和CMOS工艺技术兼容，面积小。主要用做执行冗余、现场修复芯片、对芯片重新编程，使电子产品变得更加智能化。参考图I，在常见的电子可编程熔丝器件版图中，电极2和电极3之间由多晶硅熔丝I相连接。当在两电极之间加以较高电流时，在较高的电流密度的作用下，相关原子将会沿着电子运动方向进行迁移，形成空洞，最终断路，这种现象就是电迁移(EM)现象。由于多晶硅熔丝在熔断之前和熔断之后的电阻会发生变化，通常熔断之后的电阻为熔断之前的电 阻的1(Γ1000倍，电子可编程熔丝器件正是利用多晶硅熔丝的电迁移现象所引起的电阻变化，从而实现可编程的目的。电子可编程熔丝器件的电迁移现象与多晶硅熔丝中的电流密度分布紧密相关，当多晶硅熔丝中的电流密度分布不均匀(即存在电流密度梯度)的时候，相关原子在两个电极方向上受电子风力状况不同，从而更容易发生电迁移现象，使得多晶硅熔丝更容易熔断。
发明内容
本发明提供了一种电子可编程熔丝器件制作方法，增强电子可编程熔丝器件的熔断性能。为了实现上述技术目的，本发明提出一种电子可编程熔丝器件制作方法，包括将器件区域分为非电子可编程熔丝区域和电子可编程熔丝区域以及对光刻版进行典型尺寸增大处理；对所述非电子可编程熔丝区域进行第一光刻，其中，进行所述第一光刻时采用第一预定曝光剂量；采用处理过的光刻版对所述电子可编程熔丝区域进行第二光刻，其中，进行所述第二光刻时采用第二预定曝光剂量，所述第二预定曝光剂量高于所述第一预定曝光剂量，所述处理过的光刻版中典型尺寸增大，以补偿由于采用所述第二预定曝光剂量所造成的典型尺寸的损失。可选的，所述对光刻版进行典型尺寸增大处理包括采用典型尺寸偏置的方法增大光刻版中所述电子可编程熔丝区域的典型尺寸，从而补偿由于第二预定曝光剂量所造成的多晶硅熔丝典型尺寸损失。可选的，还包括在进行第一光刻之后，通过后续显影刻蚀工艺形成非电子可编程熔丝区域图案以及在进行第二光刻之后，通过后续显影刻蚀工艺形成电子可编程熔丝区域图案。相较于现有技术，本发明电子可编程熔丝器件制作方法分别对非电子可编程熔丝区域和电子可编程熔丝区域采取不同的曝光条件，在电子可编程熔丝区域采用高剂量曝光条件，并且对电子可编程熔丝器件区域的光刻版典型尺寸进行修正以弥补采用高剂量曝光条件所带来的典型尺寸的孙淑，从而在保持多晶硅熔丝典型尺寸不变的前提下，增大了多晶硅熔丝的边缘粗糙度，进而增加了电子可编程熔丝器件中的电流密度变化，增强了电子可编程熔丝器件的熔断性能。
图I为常规的 电子可编程熔丝器件版图示意图；图2为本发明电子可编程熔丝器件制作方法一种实施方式的流程示意图；图3为采用本发明电子可编程熔丝器件制作方法之后所形成的电子可编程熔丝器件版图示意图。
具体实施例方式下面将结合具体实施例和附图，对本发明进行详细阐述。参考图2，本发明提供了一种电子可编程熔丝器件制作方法，包括步骤SI，将器件区域分为非电子可编程熔丝区域和电子可编程熔丝区域以及对光刻版进行典型尺寸增大处理；步骤S2，对上述非电子可编程熔丝区域进行第一光刻，其中，进行所述第一光刻时采用第一预定曝光剂量；步骤S3，采用处理过的光刻版对上述电子可编程熔丝区域进行第二光刻，其中，进行所述第二光刻时采用第二预定曝光剂量，所述第二预定曝光剂量高于所述第一预定曝光剂量，所述处理过的光刻版中典型尺寸增大，以补偿由于采用所述第二预定曝光剂量所造成的典型尺寸的损失。发明人经过多次试验和实践发现，由于进行所述第二光刻时的曝光条件高于进行所述第一光刻时所采用的曝光，导致所形成的多晶硅熔丝边缘更加粗糙。一般来说，分别采用不同曝光剂量进行第一光刻和第二光刻，尤其是对电子可编程熔丝区域进行高曝光剂量进行曝光，可使所形成的多晶硅熔丝的边缘粗糙度可由常规的不足10%增大到超过30%。由于提高曝光剂量后，在增加多晶硅熔丝边缘粗糙度的同时，也会减小多晶硅熔丝的典型尺寸，所以在步骤Si中可先对光刻版进行典型尺寸增大处理，具体来说，可通过，例如典型尺寸偏置的方法，适当增大电子可编程熔丝区域的典型尺寸，从而补偿由于提高曝光剂量所带来典型尺寸的损失。其中，对典型尺寸进行增大处理的方法可根据典型尺寸的补偿量进行选择，其具体步骤不应对本发明思路造成影响。此外，步骤S2还可包括在进行所述第一光刻之后，通过后续工艺形成非电子可编程熔丝区域图案；步骤S3还可包括在进行所述第二光刻之后，通过后续工艺形成电子可编程熔丝区域图案。参考图3，在采用本发明电子可编程熔丝器件制作方法的一种具体实施方式
中，经过显影刻蚀等相关工艺之后，在所形成的电子可编程熔丝器件版图中，连接电极2和电极3的多晶硅熔丝100变得极为粗糙，并且，由于事先对光刻版进行了典型尺寸增大处理，使得实际光刻过程中所得到的多晶硅熔丝的典型尺寸D保持不变。此时，当在电极2和电极3之间加以高电流时，多晶硅熔丝100的电流密度均匀性变差，从而增强了电子可编程熔丝的电迁移性能，进而增强了电子可编程熔丝器件的熔断性能。
相较于现有技术，本发明在制作电子可编程熔丝器件的过程中，将待制作的器件划分为非电子可编程熔丝区域和电子可编程熔丝区域，并采用具有不同曝光剂量的曝光条件依次对上述不同区域进行光刻，尤其是在电子可编程熔丝区域采用高曝光剂量，从而提高多晶硅熔丝边缘的粗糙度；此外，为了补偿由于采用高曝光剂量所带来的典型尺寸的损失，本发明还事先对光刻版中电子可编程熔丝区域的典型尺寸进行补偿，使得在保持多晶硅熔丝典型尺寸不变的前提下，电子可编程熔丝器件中的电流密度变大，以增强电子可编程熔丝器件的熔断性能。本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明 的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种电子可编程熔丝器件制作方法，其特征在于，包括 将器件区域分为非电子可编程熔丝区域和电子可编程熔丝区域以及对光刻版进行典型尺寸增大处理； 对所述非电子可编程熔丝区域进行第一光刻，其中，进行所述第一光刻时采用第一预定曝光剂量； 采用处理过的光刻版对所述电子可编程熔丝区域进行第二光刻，其中，进进行所述第二光刻时采用第二预定曝光剂量，所述第二预定曝光剂量高于所述第一预定曝光剂量，所述处理过的光刻版中典型尺寸增大，以补偿由于采用所述第二预定曝光剂量所造成的典型尺寸的损失。
2.如权利要求I所述的电子可编程熔丝器件制作方法，其特征在于，所述对光刻版进行典型尺寸增大处理包括采用典型尺寸偏置的方法增大光刻版中所述电子可编程熔丝区域的典型尺寸。
3.如权利要求I所述的电子可编程熔丝器件制作方法，其特征在于，还包括在进行所述第一光刻之后，通过后续显影刻蚀工艺形成非电子可编程熔丝区域图案，以及在进行所述第二光刻之后，通过后续显影刻蚀工艺形成电子可编程熔丝区域图案。
全文摘要
一种电子可编程熔丝器件制作方法，包括将器件区域分为非电子可编程熔丝区域和电子可编程熔丝区域以及对光刻版进行典型尺寸增大处理；对所述非电子可编程熔丝区域进行第一光刻，其中，进行所述第一光刻时采用第一预定曝光剂量；采用处理过的光刻版对所述电子可编程熔丝区域进行第二光刻，其中，进行所述第二光刻时采用第二预定曝光剂量，所述第二预定曝光剂量高于所述第一预定曝光剂量，所述处理过的光刻版中典型尺寸增大，以补偿由于采用所述第二预定曝光剂量所造成的典型尺寸的损失。本发明在电子可编程熔丝区域采用高曝光剂量，并修正光刻版典型尺寸以补偿采用高曝光剂量所造成的典型尺寸损失，从而在典型尺寸不变的前提下，改善器件性能。
文档编号H01L21/768GK102800627SQ20121033526
公开日2012年11月28日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者俞柳江, 毛智彪 申请人:上海华力微电子有限公司