专利名称：集成电路的制造方法及减少熔丝结构侵蚀的方法
技术领域：
本发明是有关于一种集成电路的制程与封装的制程控制，特别是有关于一种以激光修补的半导体晶圆的品质控制。
背景技术：
典型的集成电路包括数以百万计的装置或子电路。有些集成电路包括多个相同的子电路，例如存储晶片可能包括数以百万计相同的存储单元，而且即使只有存储单元含有缺陷，就可能会导致整个晶片成为有缺陷。
为了提高良品率，可制造冗余存储单元于相同的晶片上，如果有些主要的存储单元存在缺陷，可利用冗余存储单元取代有缺陷的存储单元。此冗余电路的设计，使半导体存储装置可在正常状态下继续操作。通过以晶片上的控制电路来控制的熔丝，可将所有的主要的存储单元以及冗余的存储单元连接在一起。如上所述，如果发现含有缺陷的存储单元，则耦接于此含有缺陷的存储单元会烧断，并且冗余存储单元会连接并取而代之。因此，含有缺陷的主要存储单元的半导体晶片仍然可以正常的操作。此方法也可以使用于其他集成电路，特别是具有多个相同单元的电路。
高度集成的半导体存储装置的制造成本相当高，所以如果发现含有缺陷的单元会造成巨大的损失。设置于半导体存储装置上的熔丝的种类包括，利用过量电流以选择性切断的电子熔丝；以及利用激光光束以选择性切断的激光熔丝。由于激光熔丝易于使用及布局，因此目前较广为使用激光熔丝。一般而言，电子熔丝经常使用于电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，而激光熔丝经常使用于动态随机存取存储器(DRAM)。
图1显示已知的激光熔丝结构。激光熔丝100形成于晶片的顶部表面附近，且形成于介电层120之中，激光熔丝100经由金属岛112以及介层通孔104连接两个导线106，而导线106的另一侧连接集成电路。利用蚀刻以及开启熔丝窗118，留下薄钝化层122，并且可以利用激光破坏激光熔丝100。两个导线106之间形成开路(open circuits)，然后冗余电路会取代故障的电路。通常，利用保护环116保护熔丝结构，并且形成多个熔丝，以连接多个冗余电路。
一般而言，激光熔丝构件100、112及104是由例如铜或铝的导电材料形成。在激光熔烧以及封装之前的期间，铜会暴露出来，铜倾向于会被有害的化学成分，例如氟、氯、硫或者类似的物质侵蚀。这些有害的化学物质可能来自集成电路制造的周遭环境，或者来自晶圆容器，或者甚至来自制造完成后的步骤。侵蚀可能会导致修补的电路的劣化。在特定的状况下，计算晶圆缺陷再修补后的报废率可能达到26％，如此使得良品率明显地降低。
因此，需要一种消除/减少熔丝侵蚀以降低报废率的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种集成电路的制造方法，用以改善上述已知技术的缺点。
本发明集成电路的制造方法，包括提供一具有集成电路的基底；形成多个熔丝，其与该集成电路耦接；利用一能量来源以熔烧至少一熔丝；以及在熔烧该至少一熔丝之后，遮蔽该基底，以避免该基底暴露于波长小于一预定的下限的光线。
根据本发明的另一观点，此集成电路的制造方法的预定的下限可以是550nm，并且在熔烧步骤中，使用黄光照射。
再者，上述集成电路的制造方法之中，熔烧该至少一熔丝可以是利用具有550nm～620nm的波长的光线进行。
再者，上述集成电路的制造方法之中，遮蔽该基底，以避免该基底暴露于波长小于该预定的下限的光线，可以在利用该能量来源以熔烧该至少一熔丝，直到该基底封装为止的期间进行。
上述集成电路的制造方法之中，该基底可以在不透光的晶圆运输的容器之中进行封装。
再者，上述集成电路的制造方法之中，该基底是在一晶圆容器之中进行封装，其中只有波长大于该预定的下限的光线能够通过该容器。
根据本发明的一种减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法，包括提供一具有集成电路的半导体晶圆；在该半导体晶圆进行一良品率测试，以决定缺陷的电路；以及传送该半导体晶圆于一次环境之中，该次环境遮蔽波长小于一预定的下限的光线，以保护该半导体晶圆。
再者，上述减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法，可更包括在良品率测试之后、传送该半导体晶圆于该次环境之中之前，进行一熔丝修补步骤，以修补该缺陷的电路。
再者，上述减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法之中，该预定的下限是由该半导体晶圆上的熔丝结构的吸收率决定。
并且，上述减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法，更包括利用一惰性气体清洗该次环境。
再者，上述减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法，其中该惰性气体包括氮气。
再者，上述减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法之中，该次环境是一晶圆容器，并且该晶圆容器可以是不透光的。
并且，上述减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法，其中该次环境是一前开式输送盒。
再者，上述减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法之中，该次环境具有波长大于该预定的下限的光线。
本发明所提供的集成电路的制造方法及减少熔丝结构侵蚀的方法，不需要改变集成电路的设计即可大幅地增加生产良率以及降低成本。
图1显示已知的激光熔丝结构；图2显示在不同波长的各种金属材料的吸收率曲线；图3显示暴露在光线的熔烧后的激光熔丝；图4为示范性的前开式输送盒的示意图。
具体实施例方式
通常具有冗余子电路(redundant sub circuit)的集成电路的制造包括以下步骤。首先，制造集成电路于半导体晶圆上，然后进行品质保证(quality assurance)测试，此测试又称为良品率测试(yield test)，以决定半导体晶圆的品质。如果侦测到缺陷，并且决定以冗余子电路取代含缺陷的部分而加以修补时，会烧熔激光熔丝以完成修补步骤。此会造成含缺陷的部分在功能上成为断线，而冗余子电路在功能上成为连线。接着进行另一良品率测试，并且将晶圆输送至封装处。
使用于上述制程的化学物质以及潜在的有害化学物质的残余物可能会残留。在输送半导体晶圆的过程中，晶圆容器可能会逸散出气体，也会产生有害的化学成分。在熔烧激光熔丝之后，熔丝窗会打开而且熔烧后的熔丝结构会暴露在外部的环境。制程的残余物以及逸散出的化学物质会侵蚀暴露的熔丝结构，而导致开路或短路(short circuits)及/或增加内连线结构的阻值。
熔丝的侵蚀受到很多因素的影响，而为了减少侵蚀，必须详细地检视导致侵蚀的机制。审视可能的因素后显示，在可能造成侵蚀的化学物质包括氟、氯及硫。水份也被发现是加速侵蚀速率的活化剂。
进一步的研究显示，侵蚀的速度与使用于暴露的熔丝结构的光学能量有关。使用的光学能量愈强，侵蚀的速度就愈快。光学能量可以是通过暴露熔丝结构于例如一般光线的光。在尚未完全理解或知悉正确的机制时，以下提供一种可能的机制的讨论，以说明令人意外的研究结果。
当熔丝结构暴露于光线时，一部分的光会反射，其余的光会被吸收，因此熔丝结构会吸收一部分的光能量。不同的材料对于光线有不同的吸收反应。图2显示一般用于熔丝结构的铜、铂、镍、金、铝、钨及银的特定金属材料对于光的吸收反应。X轴显示由400nm至700nm的可见光的波长范围，也显示分别比可见光还短波长的紫外(UV)光以及比可见光还长波长的红外(IR)光；Y轴显示吸收率，其表示金属吸收光能量的百分比。值得注意的是，通常大部分的材料在较短的波长(亦即较高的频率)具有较大的吸收率的倾向；较长的波长(亦即较低的频率)具有较小的吸收率的倾向。以铜为例，在紫外线波长范围，铜的吸收率大约介于50％至60％之间，而在介于大约550nm至600nm的黄光波长范围，吸收率则是降至大约20％左右。光的波长进一步增加时，导致吸收率更低。
光如何影响侵蚀也成为另一因素。在电子领域之中，光能量与对应的频率或波长有关且被量子化。此量子化的能量或者光子的能量可利用式子E＝hv或E＝hc/λ表示，其中h为普朗克(Planck)常数，c为光速，v为光的频率，而λ为光的波长。电子可以通过具有等于或大于能带差值的量子化能量的光子，模拟成为更高的能带。当光子处理较高的能带，反应更可能发生。此意味着具有较高频率的光更可能活化而侵蚀金属。
结合吸收率反应及量子化效应可得到以下的结论，为了减少侵蚀，在熔丝结构暴露的期间，最好暴露于较低能量及较长波长的光线，因此本发明较佳实施例提供符合前述的条件的方法。
图3显示包含熔烧后的熔丝元件200的熔丝结构。较佳的，形成多个熔丝，并且可根据缺陷的数量以熔烧一个或多个熔丝，使用例如激光等能量来源以熔烧留下的钝化层(passivationlayer)222以及熔丝元件200，而以冗余电路取代缺陷的电路。通常，晶片包括多个熔丝，以连接多个冗余电路，而只选择需要的熔丝加以熔烧。
在晶圆上熔烧激光熔丝之后、封装之前，晶圆有许多时机会暴露于光线之中，例如，需要提供光线于熔烧步骤。本发明一较佳实施例之中，会遮蔽晶圆以免受到具有下限波长的可见光的照射，其中下限波长可由形成熔丝结构的材料决定。在一示范性的实施例之中，利用铜形成熔丝结构，波长的下限最好为550nm或550nm以上。下限可参考图2而决定，图中显示波长大于550nm时，铜的吸收率会明显降低。因此，在激光熔烧过程中，使用于照射的光线的波长最好为550nm以上，更佳的为550nm至620nm之间。例如金或铂的材料也显示在550nm或以上的波长具有较低吸收率，因此也可使用于相同的照射。
较佳的是过滤较短波长的光线。此可通过增加滤光片而完成，上述滤光片只容许低频光线通过，而过滤掉高频光线。在一示范性的实施例之中，玻璃或塑胶制程的红、橘或黄色滤光片，可过滤掉高频的光线。值得注意的是，虽然人眼无法看到例如紫外光的光线，然而其具有较高的吸收率以及较高的动能，因此，更加需要过滤掉。为了确保过滤掉不可见的高频光线，最好进行额外的步骤以测量过滤的光谱。
光线波长的下限可由对应于使用于熔丝结构的材料而决定。通常，在激光熔烧的过程中，找到适合的照射波长的光线的步骤包括，决定熔丝结构的材料、测量此材料的吸收率反应、以及决定光线波长的下限。例如，使用银时，在波长400nm或更高时，吸收率会明显的降低，所以可使用波长大于400nm的光线。此意味着可使用新白光(neo-white light)，而需要过滤掉紫外光以及紫光。
激光熔烧后、封装之前，晶圆有可能会经过一系列的次环境(sub environment)，这些次环境包括测试环境以及晶圆容器，特别是为了运输晶圆的容器。通常使用的晶圆容器之一为前开式输送盒(front-opening shipping box，以下可简称为“FOSB”)。由以上描述，虽然使用各种晶圆容器，但此处以FOSB代表晶圆容器。图4显示FOSB，其包括容器箱20及容器门24，而容器箱20含有多个支撑架，每个支撑架用以固持一片晶圆。可以理解的是，FOSB可包括其他构件，然而上述“FOSB”是用以代表结合容器箱20的与容器门24的构件。
目前的FOSB为透明的，因此，可见光的宽光谱会穿透FOSB而到达晶圆。在较佳实施例之中，FOSB是以不透光的材料构成。由于不透光的FOSB的遮断效果，使得可见光大体上被遮断。在正常的照射条件下，较佳的，晶圆上的内部亮度小于50lux，更佳的，小于10lux。值得注意的是，不透光表示不仅遮断可见光，而且也遮断具有短波长的非可见光。特别是，较短波长的光线比起较长波长的光线，具有较大的穿透能力。具有遮断可见光能力的FOSB，未必具有遮断较短波长的光线的能力，因此，需要确保是否可以遮断较短波长的光线。
在较佳实施例之中，FOSB具有至少一层深色层，以遮断内部光线。
在另一实施例中，FOSB过滤掉短波长的光线，而容许较长波长的光线进入FOSB。较佳的，FOSB只容许波长大于约550nm的光线通过，更佳的，只容许波长大于约620nm的光线通过。较佳的，先评估用以形成熔丝结构的材料，再选择适合的FOSB。
如上所讨论，例如氟、氯及硫的特定化学成分会侵蚀熔丝结构。再者，FOSB可能会逸散出有害气体。因此，在熔烧熔丝以及放置晶圆于FOSB之后，最好以惰性气体(或气体)清洗(purge)FOSB，而清洗FOSB的目的在于赶出化学物质与水份。然后密封FOSB。
于FOSB封装晶圆后，可能需要进一步的良品率测试，以确保修补后的晶圆的品质，因此，FOSB可能需要打开，因此，较佳的，可更进一步清洗FOSB。
由于水份会加速侵蚀，所以减少水份会减少侵蚀。较佳的，在FOSB与静电放电(ESD)袋之中放置干燥剂，静电放电袋是用来围住FOSB以及保护晶圆以避免静电放电。此将于晶圆运输的过程降低水份含量。
在一较佳实施例，从激光熔烧到封装的过程中，最好遮蔽晶圆避免短波长光线的照射。在任何其他例如良品率测试以及从FOSB取出晶圆的制程中，也最好以长波长光线照射。
本发明一些实施例之中具有许多有益的特征。激光修补后的晶圆的报废率(scrap rate)可明显地降低至不可预期的程度。经由样品晶圆的实验已显示报废率由大约26％降低至大约0％。如此，可大幅地增加生产良率以及降低成本。本发明另一实施例的有益的特征为，不需要改变集成电路的设计而达成上述效果。
以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。
附图中符号的简单说明如下100激光熔丝104介层通孔106导线112金属岛116保护环118熔丝窗120介电层122钝化层200熔丝元件222钝化层20容器箱24容器门
权利要求
1.一种集成电路的制造方法，其特征在于，该集成电路的制造方法包括提供一具有集成电路的基底；形成多个熔丝，其与该集成电路耦接；利用一能量来源以熔烧至少一熔丝；以及在熔烧该至少一熔丝之后，遮蔽该基底以避免该基底暴露于波长小于一预定的下限的光线。
2.根据权利要求1所述的集成电路的制造方法，其特征在于，该预定的下限为550nm。
3.根据权利要求1所述的集成电路的制造方法，其特征在于，熔烧该至少一熔丝是利用具有550nm～620nm的波长的光线进行。
4.根据权利要求1所述的集成电路的制造方法，其特征在于，遮蔽该基底，以避免该基底暴露于波长小于该预定的下限的光线，是在利用该能量来源以熔烧该至少一熔丝，直到该基底封装为止的期间进行。
5.根据权利要求1所述的集成电路的制造方法，其特征在于，该基底是在不透光的晶圆运输的容器之中进行封装。
6.根据权利要求1所述的集成电路的制造方法，其特征在于，该基底是在一晶圆容器之中进行封装，并且只有波长大于该预定的下限的光线能够通过该容器。
7.一种减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法，其特征在于，该减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法包括提供一具有集成电路的半导体晶圆；在该半导体晶圆进行一良品率测试，以决定缺陷的电路；以及传送该半导体晶圆于一次环境之中，该次环境遮蔽波长小于一预定的下限的光线，以保护该半导体晶圆。
8.根据权利要求7所述的减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法，其特征在于，更包括在良品率测试之后、传送该半导体晶圆于该次环境之中之前，进行一熔丝修补步骤，以修补该缺陷的电路。
9.根据权利要求7所述的减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法，其特征在于，该预定的下限是由该半导体晶圆上的熔丝结构的吸收率决定。
10.根据权利要求7所述的减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法，其特征在于，更包括利用一惰性气体清洗该次环境。
11.根据权利要求10所述的减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法，其特征在于，该惰性气体包括氮气。
12.根据权利要求7所述的减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法，其特征在于，该次环境是一晶圆容器。
13.根据权利要求12所述的减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法，其特征在于，该晶圆容器是不透光的。
14.根据权利要求7所述的减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法，其特征在于，该次环境是一前开式输送盒。
15.根据权利要求7所述的减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法，其特征在于，该次环境具有波长大于该预定的下限的光线。
全文摘要
本发明提供一种集成电路的制造方法及减少熔丝结构侵蚀的方法，特别涉及一种减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法，上述减少半导体晶圆的熔丝结构侵蚀的方法，包括提供一具有集成电路的半导体晶圆；在该半导体晶圆进行一良品率测试，以决定缺陷的电路；预先决定一下限波长的光线，然后使半导体晶圆远离具有低于此下限波长的光线。利用熔烧激光熔丝以修补半导体晶圆的缺陷。对于以铜为基质的熔丝构造而言，波长的下限大约为550nm。本发明所提供的集成电路的制造方法及减少熔丝结构侵蚀的方法，不需要改变集成电路的设计即可大幅地增加生产良率以及降低成本。
文档编号H01L21/768GK1967806SQ200610138248
公开日2007年5月23日 申请日期2006年11月8日 优先权日2005年11月16日
发明者曾淑容, 苏纪彰, 朱建武, 姚幼文, 尤龙生 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司