金属保险丝顶部的钝化层窗口的形成方法与流程

本发明涉及一种半导体集成电路的制造方法。本发明还涉及一种金属保险丝顶部的钝化层窗口的形成方法。

背景技术：

在半导体制造过程中，金属保险丝(metalfuse)上面的钝化层都会被打开，由于对于metalfuse上的二氧化硅厚度是有一定要求的，一般会特别有一层光刻来定义，再来单独刻蚀。

如图1a至图1c所示，是现有金属保险丝顶部的钝化层窗口的形成方法各步骤中的器件结构示意图；现有方法包括如下步骤：

如图1a所示，通常，半导体集成电路中包括有多层金属层，各金属层之间隔离有层间膜101，层间膜101通常都采用氧化层组成。图1a中显示了两层金属层且分别对应于金属保险丝102和由顶层金属层103组成的焊盘(pad)103。而顶层金属层103的顶部表面和底部表面还通常形成有tin层104。

金属保险丝102和底部的金属层之间隔离有层间膜101；在金属保险丝102和顶层金属层101之间也隔离有层间膜101。图1a中将各层间膜都用标记101表示。

在顶层金属层103形成之后还形成有钝化层105。图1a中，钝化层105也采用氧化层组成，钝化层105和层间膜101会连接形成一个整体结构。

现有工艺需要先采用一次光刻工艺形成光刻胶图形106，光刻胶图形106将金属保险丝102顶部的钝化层窗口107的形成区域打开。

之后，如图1b所示，进行氧化层的刻蚀，在金属保险丝102的顶部形成钝化层窗口107，钝化层窗口107形成之后，在金属保险丝102的顶部需要保留有所需厚度的氧化层，通常，需要保留的氧化层的厚度为

之后，如图1b所示，进行光刻工艺形成光刻胶图形108，光刻胶图形108将焊盘103的区域打开。

之后，如图1c所示，进行所述钝化层105的刻蚀形成窗口108，窗口108将焊盘103的表面暴露出来并用于提高电连接。由于在焊盘103的表面还形成有tin层104，故还需要将tin层104去除，这样才能形成良好的电连接。

现有方法中需要单独采用一次光刻工艺形成光刻胶图形106来定义出钝化层窗口107，这增加了制造成本。

如果直接采用图1b对应的光刻工艺同时定义出钝化层窗口107，之后再图1c所示的步骤中进行刻蚀同时形成窗口108和钝化层窗口107则具有如下缺陷：在形成窗口108中，通常需要将顶层金属层103顶部表面的tin层104完全去除，而由于刻蚀tin层104的速率比刻蚀氧化层的速率慢，这样当将tin层104完全刻蚀完时，所述金属保险丝102的顶部也就钝化层窗口107的底部残留的氧化层的厚度将会小于要求值甚至金属保险丝会被钝化层窗口刻蚀损伤。也就金属保险丝102顶部的氧化层的厚度会得不到保证，从而会影响器件的性能。

而如果进行刻蚀工艺的修改来增加tin层104的刻蚀速率，则会使刻蚀设备的颗粒污染增加，从而带来负面效果。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种金属保险丝顶部的钝化层窗口的形成方法，能节省一次光刻层次，从而能降低工艺成本，同时还能对金属保险丝顶部的介质层的厚度进行很好的控制。

为解决上述技术问题，本发明提供的金属保险丝顶部的钝化层窗口的形成方法包括如下步骤：

步骤一、在形成金属保险丝之后形成顶层层间膜。

步骤二、在所述顶层层间膜的表面形成顶层金属层，对所述顶层金属层进行光刻刻蚀同时形成焊盘以及金属假块；所述金属假块围成第一开口，所述第一开口位于所述金属保险丝的正上方并将所述金属保险丝覆盖。

步骤三、形成钝化层，所述钝化层覆盖在所述焊盘和所述金属假块的表面以及覆盖所述焊盘和所述金属假块之外的所述顶层层间膜的表面，所述钝化层将所述第一开口完全填充，所述金属假块会使所述第一开口区域的所述钝化层的厚度增加并通过增加所述第一开口区域的所述钝化层的厚度调节所述金属保险丝顶部的由所述顶层层间膜和所述钝化层形成的叠加介质层的厚度。

步骤四、进行光刻同时定义所述焊盘的打开区域以及所述金属保险丝顶部的钝化层窗口的区域。

步骤五、进行刻蚀工艺，所述刻蚀工艺将所述焊盘的顶部表面的所述钝化层都去除并将所述焊盘的顶部表面暴露；所述刻蚀工艺还同时实现对所述叠加介质层的刻蚀并在所述金属保险丝顶部形成钝化层窗口，所述钝化层窗口形成后在所述金属保险丝顶部还保留有所需厚度的所述叠加介质层，所述叠加介质层所保留的厚度由步骤三中形成的所述叠加介质层的厚度调节。

进一步的改进是，所述顶层层间膜的材料为氧化层。

进一步的改进是，所述钝化层的材料为氧化层，步骤三中采用高密度等离子体化学气相沉积工艺形成所述钝化层，利用所述高密度等离子体(hdp)化学气相沉积工艺(cvd)提高对所述第一开口的填充能力并能通过两侧的所述金属假块的垫高而提高所述第一开口区域的所述钝化层的厚度。

进一步的改进是，所述顶层金属层包括铝层。

进一步的改进是，所述顶层金属层还包括形成于所述铝层顶部表面的tin层。

进一步的改进是，步骤五的刻蚀工艺要同时将所述顶层金属层的所述铝层顶部表面的tin层去除从而实现将所述焊盘的顶部打开。

进一步的改进是，所述顶层金属层还包括形成于所述铝层底部表面的tin层。

进一步的改进是，步骤五中所述钝化层窗口中保留的所述叠加介质层的厚度为

进一步的改进是，所述第一开口区域的所述钝化层的厚度通过在步骤二中调节所述第一开口的间距进行调节，所述第一开口的间距越小，所述第一开口区域的所述钝化层的厚度越大。

本发明通过对顶层金属层进行光刻形成焊盘的同时，在金属保险丝的顶部形成有由顶层金属层光刻形成的金属假块围成的第一开口；由于金属假块的设置，使得后续形成钝化层的厚度在第一开口的区域得到增加，也即本发明能增加第一开口区的钝化层的厚度，这样，金属保险丝顶部的由顶层层间膜和钝化层形成的叠加介质层的厚度会得到增加且能通过第一开口的大小进行调节；由于叠加介质层的厚度得到增加，使得金属保险丝的钝化层窗口能够和焊盘顶部的开口同时形成，即采用步骤四的光刻工艺和步骤五的刻蚀工艺同时将焊盘顶部区域打开以及形成钝化层窗口，在形成钝化层窗口时能保证在金属保险丝顶部具有叠加介质层的保留且叠加介质层所保留的厚度最终能由第一开口的尺寸进行调节，由上可知，本发明通过增加第一开口的设置，就能将钝化层窗口的光刻和刻蚀工艺结合到焊盘顶部的打开区域对应的光刻刻蚀工艺中，从而能节省一次光刻层次，从而能降低工艺成本，同时还能对金属保险丝顶部的介质层的厚度进行很好的控制。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1a-图1c是现有金属保险丝顶部的钝化层窗口的形成方法各步骤中的器件结构示意图；

图2是本发明实施例金属保险丝顶部的钝化层窗口的形成方法的流程图；

图3a-图3d是本发明实施例金属保险丝顶部的钝化层窗口的形成方法各步骤中的器件结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，是本发明实施例金属保险丝2顶部的钝化层窗口7的形成方法的流程图；如图3a至图3d所示，是本发明实施例金属保险丝2顶部的钝化层窗口7的形成方法各步骤中的器件结构示意图，本发明实施例金属保险丝2顶部的钝化层窗口7的形成方法包括如下步骤：

步骤一、在形成金属保险丝2之后形成顶层层间膜1。其中，在金属保险丝2的底部也形成有层间膜，各层间膜用于形成不同金属层之间的隔离，图3a中，顶层层间膜1和底部的层间膜连接成一整体结构，故底部的层间膜在图3a中也用标记1标出。

本发明实施例中，所述顶层层间膜1的材料为氧化层，底部的各层间膜的材料也为氧化层。

步骤二、如图3a所示，在所述顶层层间膜1的表面形成顶层金属层3，对所述顶层金属层3进行光刻刻蚀同时形成焊盘3以及金属假块4；所述金属假块4围成第一开口5，所述第一开口5位于所述金属保险丝2的正上方并将所述金属保险丝2覆盖。

图3a中，所述顶层金属层采用标记3表示，所述焊盘也采用标记3表示；由所述顶层金属层组成的金属假块则单独采用标记4表示。所述顶层金属层3包括铝层。所述顶层金属层3还包括形成于所述铝层顶部表面的tin层3a。所述顶层金属层3还包括形成于所述铝层底部表面的tin层。

步骤三、如图3b所示，形成钝化层6，所述钝化层6覆盖在所述焊盘3和所述金属假块4的表面以及覆盖所述焊盘3和所述金属假块4之外的所述顶层层间膜1的表面，所述钝化层6将所述第一开口5完全填充，所述金属假块4会使所述第一开口5区域的所述钝化层6的厚度d1增加并通过增加所述第一开口5区域的所述钝化层6的厚度调节所述金属保险丝2顶部的由所述顶层层间膜1和所述钝化层6形成的叠加介质层的厚度。如果不增加所述金属假块4，由于所述顶层层间膜1是会做化学研磨平坦化的，所述金属保险丝2顶部的由所述顶层层间膜1和所述钝化层6形成的叠加介质层的厚度将会小于d1。

由图3b可知，所述钝化层6在所述第一开口5之外的平坦区域的厚度都差不多，如在所述焊盘3的顶部表面的所述钝化层6的厚度为d2，d1会大于d2。

本发明实施例中，所述钝化层6的材料为氧化层，步骤三中采用高密度等离子体化学气相沉积工艺形成所述钝化层6，利用所述高密度等离子体化学气相沉积工艺提高对所述第一开口5的填充能力并能通过两侧的所述金属假块4的垫高而提高所述第一开口5区域的所述钝化层6的厚度。

步骤四、如图3c所示，进行光刻形成光刻胶图形7同时定义所述焊盘3的打开区域以及所述金属保险丝2顶部的钝化层窗口7的区域。

步骤五、如图3d所示，进行刻蚀工艺，所述刻蚀工艺将所述焊盘3的顶部表面的所述钝化层6都去除并将所述焊盘3的顶部表面暴露，如图3d中的开口8所示；所述刻蚀工艺还同时实现对所述叠加介质层的刻蚀并在所述金属保险丝2顶部形成钝化层窗口7，所述钝化层窗口7形成后在所述金属保险丝2顶部还保留有所需厚度的所述叠加介质层，所述叠加介质层所保留的厚度由步骤三中形成的所述叠加介质层的厚度调节。

本发明实施例方法中，步骤五的刻蚀工艺要同时将所述顶层金属层3的所述铝层顶部表面的tin层3a去除从而实现将所述焊盘3的顶部打开。

所述第一开口5区域的所述钝化层6的厚度通过在步骤二中调节所述第一开口5的间距进行调节，所述第一开口5的间距越小，所述第一开口5区域的所述钝化层6的厚度越大。

步骤五中所述钝化层窗口7中保留的所述叠加介质层的厚度为

本发明实施例通过对顶层金属层3进行光刻形成焊盘3的同时，在金属保险丝2的顶部形成有第一开口5，第一开口5由顶层金属层3光刻形成的金属假块4围成；由于第一开口5的设置，使得后续形成钝化层6的厚度在第一开口5的区域得到增加，也即本发明实施例能增加第一开口5区的钝化层6的厚度，这样，金属保险丝2顶部的由顶层层间膜1和钝化层6形成的叠加介质层的厚度会得到增加且能通过第一开口5的大小进行调节；由于叠加介质层的厚度得到增加，使得金属保险丝2的钝化层窗口7能够和焊盘3顶部的开口同时形成，即采用步骤四的光刻工艺和步骤五的刻蚀工艺同时将焊盘3顶部区域打开以及形成钝化层窗口7，在形成钝化层窗口7时能保证在金属保险丝2顶部具有叠加介质层的保留且叠加介质层所保留的厚度最终能由第一开口5的尺寸进行调节，由上可知，本发明实施例通过增加第一开口5的设置，就能将钝化层窗口7的光刻和刻蚀工艺结合到焊盘3顶部的打开区域对应的光刻刻蚀工艺中，从而能节省一次光刻层次，从而能降低工艺成本，同时还能对金属保险丝2顶部的介质层的厚度进行很好的控制。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。