熔丝工艺的返工方法
【专利摘要】本发明公开了一种熔丝工艺的返工方法，包括下列步骤：在出现了异常熔丝、需要进行熔丝工艺返工的晶圆表面淀积形成第一平坦化层，进行平坦化；在淀积有第一平坦化层的所述晶圆表面涂布光刻胶并进行光刻，露出熔丝图形窗口；对第一平坦化层进行第一步腐蚀；去除光刻胶；对第一平坦化层和异常熔丝上的介质层进行第二步腐蚀，去除第一平坦化层、去除异常熔丝上的介质层。本发明通过平坦化使得正常熔丝和异常熔丝上覆盖的介质厚度（介质层和平坦化层的总厚度）趋于一致，因此在返工时不易出现因过腐蚀导致衬底被腐蚀的情况，提高了产品的良率。
【专利说明】熔丝工艺的返工方法【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体器件的制造方法，特别是涉及一种熔丝工艺的返工方法。
【背景技术】
[0002]现有半导体生产中，部分工艺是将钝化(passivation)和熔丝(fuse)两种工艺的光刻和腐蚀合在一起，其目的是节约一次光刻和腐蚀工序。图1是一种四层铝布线的半导体器件的剖面示意图，包括衬底110、场区120、多晶硅熔丝122、钝化层130、铝引线孔图形132及铝层134。钝化腐蚀需要将铝引线孔图形132上方的介质层去除，熔丝腐蚀需要将多晶硅熔丝122上方的介质层去除。可以看到，钝化和熔丝图形所对应要腐蚀的介质层厚度并不一致，钝化和熔丝两种工艺的光刻和腐蚀合在一起，当发生在线工艺异常时，可能导致圆片内的部分熔丝图形腐蚀深度不足，需进行返工。
[0003]传统采用的返工方法是重新光刻后再腐蚀，其不足是可能导致钝化图形或部分熔丝图形过腐蚀，例如场区120被腐蚀穿直至衬底110，如图2所示，可能导致产品功能失效。
【发明内容】
[0004]基于此，为了解决传统的熔丝工艺返工易出现过腐蚀的问题，有必要提供一种不易过腐蚀的熔丝工艺的返工方法。
[0005]一种熔丝工艺的返工方法，包括下列步骤:在出现了异常熔丝、需要进行熔丝工艺返工的晶圆表面淀积形成第一平坦化层，进行平坦化；在所述晶圆表面涂布光刻胶并进行光刻，露出熔丝图形窗口 ；对所述第一平坦化层进行第一步腐蚀，使腐蚀后的正常熔丝和异常熔丝上覆盖的介质厚度减薄至第一厚度或略小于所述第一厚度，所述第一厚度是所述平坦化步骤后被所述光刻胶保护的第一平坦化层的厚度；去除所述光刻胶；对所述第一平坦化层和异常熔丝上的介质层进行第二步腐蚀，去除所述第一平坦化层、去除异常熔丝上的介质层。
[0006]在其中一个实施例中，在所述晶圆表面涂布光刻胶并进行光刻的步骤前还包括在所述第一平坦化层表面涂布形成第二平坦化层的步骤；对所述第一平坦化层进行第一步腐蚀的步骤前还包括腐蚀所述第二平坦化层，将未被光刻胶保护的所述第二平坦化层完全去除的步骤；所述第二步腐蚀的步骤中同时去除剩余的所述第二平坦化层。
[0007]在其中一个实施例中，所述第二平坦化层为平坦化类型的有机抗反射涂层。
[0008]在其中一个实施例中，所述第二平坦化层的涂布厚度为0.2至0.4微米。
[0009]在其中一个实施例中，所述第二平坦化层的材质为光刻胶。
[0010]在其中一个实施例中，所述第二平坦化层的涂布厚度为0.3至0.6微米。
[0011]在其中一个实施例中，所述在晶圆表面涂布光刻胶并进行光刻的步骤前还包括对所述第二平坦化层进行热回流的步骤。
[0012]在其中一个实施例中，所述腐蚀第二平坦化层的步骤中，对第一平坦化层和第二平坦化层的腐蚀选择比一致。[0013]在其中一个实施例中，所述第一平坦化层的材质为硼磷硅玻璃。
[0014]在其中一个实施例中，所述在晶圆表面涂布光刻胶并进行光刻的步骤中，是露出熔丝图形窗口和引线孔图形窗口。
[0015]上述熔丝工艺的返工方法，通过平坦化使得正常熔丝和异常熔丝上覆盖的介质厚度(介质层和平坦化层的总厚度)趋于一致，因此在返工时不易出现因过腐蚀导致衬底被腐蚀的情况，提闻了广品的良率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是一种四层铝布线的半导体器件的剖面示意图；
[0017]图2是图1所示器件在使用传统的光刻后再腐蚀的熔丝工艺返工方法后过腐蚀的示意图；
[0018]图3是一实施例中熔丝工艺的返工方法的流程图；
[0019]图4A至图4D是采用熔丝工艺的返工方法一实施例中器件在返工过程中的剖面示意图；
[0020]图5A至图是采用熔丝工艺的返工方法另一实施例中器件在返工过程中的剖面示意图； [0021]图6是再一实施例中熔丝工艺的返工方法的流程图；
[0022]图7是另一实施例中熔丝工艺的返工方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0024]图3是一实施例中熔丝工艺的返工方法的流程图，包括下列步骤:
[0025]S410，在晶圆表面淀积形成第一平坦化层，进行平坦化。
[0026]参见图4A，器件包括介质层210、熔丝222、介质层210上的钝化层230及介质层210上的引线孔图形232。多晶硅材质的熔丝222在进行熔丝腐蚀前被介质层210所保护，于熔丝腐蚀后露出。在图4A中，引线孔232和左边的一个熔丝222被正常腐蚀而露出，但右边的一个熔丝222腐蚀量不足而没有完全开出，成为了异常熔丝。因此，需要进行熔丝工艺返工。
[0027]首先在晶圆表面淀积形成第一平坦化层240，如图4B所示，然后进行平坦化。第一平坦化层240的材质可以选为磷硅玻璃(PSG)、硼磷硅玻璃(BPSG)等，这两种材料淀积后可以进行热回流，以改善填充和平坦化效果。本实施例中第一平坦化层240的材质为硼磷硅玻璃，其厚度应根据熔丝222上覆盖的介质层210的厚度进行调整，在本实施例中第一平坦化层240的厚度为3至6微米。
[0028]S420，在晶圆表面涂布光刻胶并进行光刻，露出熔丝图形窗口。
[0029]对于钝化和熔丝工艺的光刻和腐蚀合在一起做的工艺(即如图4A所示的情况)，由于S420中可以采用与钝化和熔丝工艺光刻相同的光刻版进行光刻，因此相应实施例中于步骤S420光刻后不仅会露出熔丝图形窗口，而且也会露出引线孔图形窗口。光刻显影后的结构如图4C所示。[0030]S430，对第一平坦化层进行第一步腐蚀。
[0031]该步骤的目的是通过控制腐蚀量，使得腐蚀后熔丝222 (包括正常和异常熔丝)上覆盖的介质厚度与平坦化后被光刻胶保护的第一平坦化层240厚度(第一厚度)趋于一致，或者略小于被光刻胶保护的第一平坦化层240的厚度。腐蚀后器件的剖面示意图如图4D所示，腐蚀后的介质厚度在本实施例中为3至6微米。熔丝222上覆盖的介质是指熔丝222上覆盖的一切介质，可能包括介质层210、第一平坦化层240等。S430腐蚀步骤中选用的腐蚀剂应对第一平坦化层240的材质/铝有高腐蚀比，例如第一平坦化层240的材质是BPSG的情况下，腐蚀剂应易于腐蚀BPSG而难以腐蚀铝。这样可以保证不会损伤引线孔图形232的铝层。
[0032]S440，去除光刻胶。
[0033]去除步骤S420中涂布的光刻胶。
[0034]S450，对第一平坦化层和异常熔丝上的介质层进行第二步腐蚀。
[0035]该步腐蚀中选用的腐蚀剂应既能腐蚀第一平坦化层240，又能腐蚀异常熔丝上的介质层210，从而将二者均去除，使异常熔丝能够正常露出。由于光刻胶已于步骤S440中去除，因此整块晶圆上的第一平坦化层240均于步骤S450中被去除。在本实施例中，可以将腐蚀深度控制为前述第一厚度，由于步骤S430中将熔丝222上覆盖的介质厚度控制为被光刻胶保护的第一平坦化层240的厚度，或者略小于被光刻胶保护的第一平坦化层240的厚度，这样就可以保证将熔丝222上覆盖的介质腐蚀干净。S450腐蚀步骤中选用的腐蚀剂应对第一平坦化层240的材质/铝有高腐蚀比。
[0036]上述熔丝工艺的 返工方法，通过平坦化使得正常熔丝和异常熔丝上覆盖的介质层厚度趋于一致，因此在返工时不易出现因过腐蚀导致衬底被腐蚀的情况，提高了产品的良率。
[0037]以上是以钝化和熔丝两种工艺的光刻和腐蚀合在一起做的工艺对本发明方案进行了介绍，可以理解的，本发明也同样适用于熔丝的光刻和腐蚀工艺单独进行的工艺。
[0038]由于淀积第一平坦化层进行平坦化后，仍有可能出现平坦化的程度达不到要求的情况，在此提供另一个实施例，如图6所示，包括下列步骤:
[0039]S510,在晶圆表面淀积形成第一平坦化层，进行平坦化。
[0040]在该实施例中，器件包括介质层310、熔丝322、介质层310上的钝化层330及介质层310上的引线孔图形332。本步骤中在晶圆表面淀积形成第一平坦化层340，如图5A所示，然后进行平坦化。第一平坦化层340的材质可以选为磷硅玻璃(PSG)、硼磷硅玻璃(BPSG)等，这两种材料淀积后可以进行热回流，以改善填充和平坦化效果。本实施例中第一平坦化层340的材质为硼磷硅玻璃(BPSG)，其厚度应根据熔丝322上覆盖的介质层310的厚度进行调整，在本实施例中第一平坦化层340的厚度为3至6微米。
[0041 ] S520，在第一平坦化层表面涂布形成第二平坦化层。
[0042]请参见图5B，在本实施例中，第二平坦化层350的材质为抗反射涂层(BARC)。抗反射涂层包括两种类型，即保形的(conformal coating)和平坦化的(planarization),本实施例中应该选择平坦化类型的抗反射涂层涂布。在本实施例中，抗反射涂层的涂布厚度为0.2至0.4微米。涂布形成第二平坦化层350后可以再对第二平坦化层350进行一次平坦化。如图5B所示，进一步涂布第二平坦化层350能够获得更好的平坦化效果。需要指出的是，由于第一平坦化层340实际上已经能达到一定的平坦化效果了，所以实际上第二平坦化层350的厚度相对很薄，不会如图示中落差如此明显。
[0043]S530，在第二平坦化层表面涂布光刻胶并进行光刻，露出熔丝图形窗口。
[0044]对于钝化和熔丝工艺的光刻和腐蚀合在一起做的工艺，由于步骤S530中可以采用与钝化和熔丝工艺光刻相同的光刻版进行光刻，因此相应实施例中光刻胶360显影后不仅会露出熔丝图形窗口，而且也会露出引线孔图形窗口，如图5C所示。
[0045]S540，腐蚀第二平坦化层。
[0046]将未被光刻胶保护的第二平坦化层350完全去除，为此可以适量过腐蚀。在本实施例中，此步腐蚀通过选择合适的腐蚀剂将抗反射涂层和硼磷硅玻璃的腐蚀选择比调节成一致，以保证后续腐蚀中正常熔丝图形和异常熔丝图形上的介质厚度能够一致。可以理解的，本说明书和权利要求书中的“一致”可以是相等，还包括有少许差异的情况。
[0047]S550，对第一平坦化层进行第一步腐蚀。
[0048]该步骤的目的是通过控制腐蚀量，使得腐蚀后熔丝322 (包括正常和异常熔丝)上覆盖的介质厚度与平坦化后被光刻胶保护的第一平坦化层340厚度(第一厚度)趋于一致，或者略小于被光刻胶保护的第一平坦化层340的厚度。腐蚀后器件的剖面示意图如图所示，腐蚀后的介质厚度在本实施例中为3至6微米。S550腐蚀步骤中选用的腐蚀剂应对第一平坦化层340的材质/铝有高腐蚀比。熔丝322上覆盖的介质是指熔丝322上覆盖的一切介质，可能包 括介质层310、第一平坦化层340等。
[0049]S560，去除光刻胶。
[0050]去除步骤S530中涂布的光刻胶360。
[0051]S570，对第一平坦化层和异常熔丝上的介质层进行第二步腐蚀。
[0052]该步腐蚀中的选用的腐蚀剂应既能腐蚀第一平坦化层340，又能腐蚀异常熔丝上的介质层310，从而将二者均去除，使异常熔丝能够正常露出。由于光刻胶已于步骤S560中去除，因此整块晶圆上的第一平坦化层340均于步骤S570中被去除。可以理解的，之前因被光刻胶360保护而残留下来的第二平坦化层350也一并在步骤S570中被腐蚀掉。在本实施例中，可以将腐蚀深度控制为前述第一厚度，并选择合适的腐蚀剂将第一平坦化层340(硼磷硅玻璃)和介质层310的腐蚀选择比调节成一致，且选用的腐蚀剂应对第一平坦化层340的材质/铝有高腐蚀比，并能够腐蚀掉残留的薄层第二平坦化层350。由于步骤S550中将熔丝322上覆盖的介质厚度控制为被光刻胶保护的第一平坦化层340的厚度，或者略小于被光刻胶保护的第一平坦化层340的厚度，这样就可以保证将熔丝322上覆盖的介质腐蚀干净。
[0053]在图6所示实施例中，第二平坦化层350的材质为平坦化类型的抗反射涂层，在其它实施例中也可以选用其它的平坦化材料。如图7所示，本发明另提供一种第二平坦化层350的材质为光刻胶的实施例，包括下列步骤:
[0054]S610，在晶圆表面淀积形成硼磷硅玻璃层，进行平坦化。
[0055]硼磷娃玻璃层即为图5A所不的第一平坦化层340,厚度为3至6微米。
[0056]S620,在硼磷娃玻璃层表面涂布光刻胶,形成光刻胶平坦化层。
[0057]光刻胶平坦化层即图5B所示的第二平坦化层350。在本实施例中，光刻胶平坦化层的涂布厚度为0.3至0.6微米。[0058]S630，对光刻胶平坦化层进行热回流。
[0059]在本实施例中，热回流温度为180至250摄氏度，时间为90秒。若不进行热回流，则后续的步骤S640中涂布的光刻胶可能会将光刻胶平坦化层溶解。
[0060]S640，在光刻胶平坦化层表面涂布光刻胶并进行光刻，露出熔丝图形窗口。
[0061]S650，腐蚀光刻胶平坦化层。
[0062]将未被光刻胶保护的光刻胶平坦化层完全去除，为此可以适量过腐蚀。在本实施例中，此步腐蚀通过选择合适的腐蚀剂将光刻胶平坦化层的光刻胶和硼磷硅玻璃的腐蚀选择比调节成一致，以保证后续腐蚀中正常熔丝图形和异常熔丝图形上的介质厚度能够一致。
[0063]S660，对硼磷硅玻璃层进行第一步腐蚀。
[0064]该步骤的目的是通过控制腐蚀量，使得腐蚀后熔丝322 (包括正常和异常熔丝)上覆盖的介质厚度控制为被光刻胶保护的硼磷硅玻璃层的厚度，或者略小于被光刻胶保护的硼磷硅玻璃层的厚度，在本实施例中为3至6微米。S660腐蚀步骤中选用的腐蚀剂应对BPSG/铝有高腐蚀比。
[0065]S670，去除光刻胶。
[0066]去除步骤S640中涂布的光刻胶360。
[0067]S680，对硼磷硅玻璃层和异常熔丝上的介质层进行第二步腐蚀。
[0068]该步腐蚀中的选用的腐蚀剂应既能腐蚀硼磷硅玻璃层，又能腐蚀异常熔丝上的介质层310，从而将二者均去除，使异常熔丝能够正常露出。可以理解的，之前因被光刻胶360保护而残留下来的光刻胶平坦化层也一并在步骤S680中被腐蚀掉。在本实施例中，可以将腐蚀深度控制为第一平坦化层340的理论淀积厚度，并选择合适的腐蚀剂将硼磷硅玻璃层和介质层310的腐蚀选择比调节成一致，且腐蚀剂应对BPSG/铝有高腐蚀比，并能够腐蚀掉残留的薄层光刻胶平坦化层。
[0069] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种熔丝工艺的返工方法，包括下列步骤: 在出现了异常熔丝、需要进行熔丝工艺返工的晶圆表面淀积形成第一平坦化层，进行平坦化； 在淀积有第一平坦化层的所述晶圆表面涂布光刻胶并进行光刻，露出熔丝图形窗口 ； 对所述第一平坦化层进行第一步腐蚀，使腐蚀后正常熔丝和异常熔丝上覆盖的介质厚度减薄至第一厚度或略小于所述第一厚度，所述第一厚度是所述平坦化步骤后被所述光刻胶保护的第一平坦化层的厚度； 去除所述光刻胶； 对所述第一平坦化层和异常熔丝上的介质层进行第二步腐蚀，去除所述第一平坦化层、去除异常熔丝上的介质层。
2.根据权利要求1所述的熔丝工艺的返工方法，其特征在于，在所述晶圆表面涂布光刻胶并进行光刻的步骤前还包括在所述第一平坦化层表面涂布形成第二平坦化层的步骤；对所述第一平坦化层进行第一步腐蚀的步骤前还包括腐蚀所述第二平坦化层，将未被光刻胶保护的所述第二平坦化层完全去除的步骤；所述第二步腐蚀的步骤中同时去除剩余的所述第二平坦化层。
3.根据权利要求2所述的熔丝工艺的返工方法，其特征在于，所述第二平坦化层为平坦化类型的有机抗反 射涂层。
4.根据权利要求3所述的熔丝工艺的返工方法，其特征在于，所述第二平坦化层的涂布厚度为0.2至0.4微米。
5.根据权利要求2所述的熔丝工艺的返工方法，其特征在于，所述第二平坦化层的材质为光刻胶。
6.根据权利要求5所述的熔丝工艺的返工方法，其特征在于，所述第二平坦化层的涂布厚度为0.3至0.6微米。
7.根据权利要求5所述的熔丝工艺的返工方法，其特征在于，所述在晶圆表面涂布光刻胶并进行光刻的步骤前还包括对所述第二平坦化层进行热回流的步骤。
8.根据权利要求2所述的熔丝工艺的返工方法，其特征在于，所述腐蚀第二平坦化层的步骤中，对第一平坦化层和第二平坦化层的腐蚀选择比一致。
9.根据权利要求1所述的熔丝工艺的返工方法，其特征在于，所述第一平坦化层的材质为硼磷硅玻璃。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的熔丝工艺的返工方法，其特征在于，所述在晶圆表面涂布光刻胶并进行光刻的步骤中，是露出熔丝图形窗口和引线孔图形窗口。
【文档编号】H01L21/768GK104022067SQ201310064349
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2013年2月28日
【发明者】黄玮 申请人:无锡华润上华科技有限公司