專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置內(nèi)的配線結(jié)構(gòu)，特別涉及實(shí)現(xiàn)LSI的熔絲(ヒュ-ズ)配線結(jié)構(gòu)以及配線圖案的改進(jìn)的半導(dǎo)體裝置。
在此，例如參照?qǐng)D15(a)～(c)簡(jiǎn)單地說明LSI的熔絲配線附近的一般的結(jié)構(gòu)。圖15(a)，是沿著熔絲配線的寬度方向展示LSI的剖面圖。圖15(b)，是沿著圖15(a)中的X-X線展示的剖面圖，具體地是沿熔絲配線的長手方向展示LSI的剖面圖。圖15(c)，是從其上方俯瞰展示LSI的熔絲配線附近的平面圖。
在硅基板101上，形成有多層配線結(jié)構(gòu)，圖15(a)有代表性地展示最上層和其下層的這2層的各種配線102。各配線102，一般是用Cu或者Al形成的，在此假設(shè)用Cu形成。另外，焊盤(パツド)部103a，一般是用AlCu、Cu，或者它們的混合金屬等形成的。在此，假設(shè)焊盤部103a用Cu形成。
另外，在基板101上層積設(shè)置有層間絕緣膜104。在各層間絕緣膜104之間，設(shè)置有擴(kuò)散防止膜105。對(duì)于Cu配線102，一般是用例如等離子-SiO2膜、Low-k膜(低介電常數(shù)絕緣膜)，以及硅氮化膜的各膜，或者層積這些各膜的層積膜形成的。在此，假設(shè)各層間絕緣膜104是等離子-SiO2膜。同樣，對(duì)于Cu配線102，為了防止Cu的擴(kuò)散，一般是使用例如硅氮化膜、硅碳化膜(SiC)、硅碳氮化膜(SiCN)，或者具有和它們大致同等特性的膜，作為Cu擴(kuò)散防止膜形成擴(kuò)散防止膜105。在此，各Cu擴(kuò)散防止膜105，假設(shè)為硅氮化膜。另外，最上層的層間絕緣膜104以及其下的Cu擴(kuò)散防止膜105，被形成作為所謂的鈍化膜106。
在各Cu配線102和SiO2膜104之間，設(shè)置有阻擋金屬膜107。用例如Ta、Nb、W，或者Ti等的高熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的膜，或者由這些高熔點(diǎn)金屬的氮化物構(gòu)成的膜，或者這些高熔點(diǎn)金屬和高熔點(diǎn)金屬的氮化物的層積膜，形成各阻擋金屬膜107。
在多層配線結(jié)構(gòu)的LSI的情況下，第2層以上的Cu配線102，一般是通過所謂的雙鑲嵌(デュアルダマシン)工序、單鑲嵌(シングルダマシン)工序，或者RIE工序等形成的。在此，最上層的Cu配線102a以及焊盤部103a，通過雙鑲嵌工序和接插頭(ウイアプラグ)108形成一體。即，Cu配線102a以及焊盤部103a，成為所謂的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)。
另外，在多層配線結(jié)構(gòu)的LSI的情況下，熔絲配線，一般被設(shè)置在比最上層更下面的配線層上。例如，如圖15a所示，在比最上層下1層的Cu配線102中的數(shù)條作為熔絲配線103使用。在Cu熔絲配線103的上方，為了容易進(jìn)行使規(guī)定的熔絲配線電氣斷線的熔絲燒斷，設(shè)置有所謂的熔絲窗109。該熔絲窗109，從LSI制造中所花費(fèi)的，所謂的加工成本降低等的觀點(diǎn)出發(fā)，一般是在蝕刻最上層的層間絕緣膜104使最上層配線的焊盤部103a露出時(shí)，一并打開。
美國專利No.6,376,894[專利文獻(xiàn)2]特開2000-269342號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]特開平11-163147號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]
美國專利No.6,054,339因?yàn)镃u熔絲配線103容易被氧化，所以把熔絲窗109的底部110完全開放使Cu熔絲配線103的表面露出是不理想的?？墒牵瑸榱巳菀资谷劢z熔斷，加厚在Cu熔絲配線103上殘留的SiO2膜104以及Cu擴(kuò)散防止膜105的膜厚度是不理想的。因而，熔絲窗109，被形成使得其底部110和Cu熔絲配線103的表面之間的殘留膜104的厚度盡可能薄。
這時(shí)，由于蝕刻的特性，熔絲窗109的底部110，如圖15(a)、(b)所示，其上面容易成為彎曲成大致拱形的形狀。于是，如圖15(a)、(b)所示，在熔絲窗109的底部110的周邊部分上，發(fā)生所謂的溝道(Trenching)現(xiàn)象，Cu熔絲配線103的表面的一部分有可能露出。如果Cu熔絲配線103的表面露出，則從該露出的部分Cu熔絲配線103被氧化。其結(jié)果，Cu熔絲配線103的配線電阻上升，產(chǎn)生Cu熔絲配線103的品質(zhì)劣化的問題。接著，有可能損害LSI整體的品質(zhì)。另一方面，為了防止Cu熔絲配線103的氧化，在形成薄的Cu熔絲配線103上的殘留膜104的膜厚度的同時(shí)，使Cu熔絲配線103的表面不露出那樣實(shí)現(xiàn)熔絲窗109的底部110的形狀改善，由于蝕刻的特性是極其困難的。
另外，如果進(jìn)行蝕刻使得Cu熔絲配線103的表面不露出，則Cu熔絲配線103上的殘留膜104變厚。如果殘留膜104變厚，則需要增加熔絲熔斷所需要的激光束的能量。其結(jié)果，能量增大的激光束，有可能損傷到與應(yīng)切斷的Cu熔絲配線103相鄰的Cu熔絲配線103。由此，有可能降低熔絲配線103整體的可靠性。為了防止這種情況，需要把作為相鄰的熔絲配線103之間的間隔的，所謂的熔絲間距規(guī)定為所規(guī)定的大小以上。具體地說，必須把熔絲間距，設(shè)定在激光束的能量，即激光束加工精度界限的大小以上。由此，可以只在想要切斷的熔絲配線103上照射激光束。
這樣，如果殘留膜104厚膜化，則容易在熔絲配線103的窄間距化中產(chǎn)生界限等，在Cu熔絲配線103的排列上產(chǎn)生限制。熔絲配線103窄間距界限的下降，引起裝在LSI上的Cu熔絲配線103的條數(shù)的減少。由此，由熔絲熔斷產(chǎn)生的所謂芯片拯救率降低，將引起LSI的生產(chǎn)成品率降低。另外，如果殘留膜104厚膜化，則需要提高激光束的輸出，或者使其微細(xì)加工的精度的界限提高。從而，有可能招致LSI的加工成本的上升。
進(jìn)而，近年，伴隨半導(dǎo)體裝置的微細(xì)化以及高密度化，半導(dǎo)體裝置內(nèi)的各種電子路的微細(xì)化以及高密度化不斷發(fā)展。隨之，熔絲配線的條數(shù)也不斷增加。在如圖15(c)所示的熔絲配線結(jié)構(gòu)中，為了增加熔絲配線103的條數(shù)，必須增大熔絲配線區(qū)域的尺寸。于是，在半導(dǎo)體裝置內(nèi)的熔絲配線區(qū)域的占有面積增大，引起裝在半導(dǎo)體裝置中的拯救電路的規(guī)?？s小。因此，有可能降低芯片拯救率。
另外，為了增加熔絲配線103的條數(shù)，不增大熔絲配線區(qū)域，而使各熔絲配線103的寬度變細(xì)。于是，在熔絲窗109的底部110周邊部被分打開時(shí)，熔絲配線103露出的部分容易被氧化，容易損害LSI的品質(zhì)。進(jìn)而，如果不增大熔絲配線區(qū)域而增加熔絲配線103的條數(shù)，則熔絲間距超過由激光束的加工精度規(guī)定的界限，產(chǎn)生一想不到的變窄的危險(xiǎn)。于是，如上所述，熔絲配線103容易受到由于熔絲熔斷導(dǎo)致的損害，有降低熔絲配線103的整體的可靠性的危險(xiǎn)。
為了解決上述問題，本發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置，其特征在于具備基板、被設(shè)置在該基板上的熔絲配線、覆蓋該熔絲配線那樣設(shè)置的絕緣膜；在上述熔絲配線中，成為使上述熔絲配線電氣斷線的熔絲熔斷的目標(biāo)的熔絲主體部，被形成為比在上述熔絲配線上的上述絕緣膜上形成的熔絲熔斷用凹部的底部還小，且，長度在熔絲熔斷用激光束的直徑以上，并且被設(shè)置在位于和上述底部相對(duì)的區(qū)域的內(nèi)側(cè)。
在該半導(dǎo)體裝置中，成為熔絲熔斷的目標(biāo)的熔絲主體部，被形成為比熔絲熔斷用凹部的底部還小，且，長度在熔絲熔斷用激光束的直徑以上，被設(shè)置在位于和熔絲熔斷用凹部的底部相對(duì)的區(qū)域的內(nèi)側(cè)。由此，即使在薄地形成熔絲熔斷用凹部的底部和熔絲配線的表面之間的殘留膜的膜厚度時(shí)底部的周邊部被開放從而容易進(jìn)行熔絲熔斷，也幾乎沒有熔絲主體部露出的危險(xiǎn)。另外，激光束容易照射到熔絲主體部上，并且，激光束的能量難以跑到熔絲主體部的下方等。由此，在進(jìn)行熔絲熔斷時(shí)，幾乎不會(huì)對(duì)被斷線的熔絲配線的周圍的絕緣膜等有損害。
另外，為了解決上述問題，本發(fā)明的另一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置，其特征在于具備由被設(shè)置在基板上的熔絲用引出線，以及被設(shè)置在該引出線更上方與上述引出線電氣連接的熔絲主體部構(gòu)成的熔絲配線；以及，設(shè)置用于在上述基板上覆蓋上述熔絲配線、在上述熔絲主體部的上方形成有熔絲熔斷用凹部的絕緣膜；上述熔絲主體部，形成為其長度在熔絲熔斷用激光束的直徑以上，并且其長手方向的兩端部被設(shè)置在位于上述凹部的底部?jī)?nèi)側(cè)區(qū)域。
在該半導(dǎo)體裝置中，構(gòu)成被設(shè)置在基板上的熔絲配線的一部分的熔絲主體部，被設(shè)置在與該熔絲主體部電氣連接、共同構(gòu)成熔絲配線的一部分的熔絲用引出線更上方。另外，在熔絲主體部的上方，在被設(shè)置用于覆蓋熔絲配線的絕緣膜內(nèi)形成有熔絲熔斷用凹部。熔絲主體部，其長度被形成為在熔絲熔斷用激光束的直徑以上，并且，其長手方向的兩端部被設(shè)置在位于熔絲熔斷用凹部的底部的內(nèi)側(cè)區(qū)域。由此，即使在薄地形成熔絲熔斷用凹部的底部和熔絲配線的表面之間的殘留膜的膜厚度時(shí)底部的周邊部分被開放從而容易進(jìn)行熔絲熔斷，也幾乎沒有熔絲主體部以及熔絲用引出線露出的危險(xiǎn)。另外，激光束容易照射到熔絲主體部上，并且，激光束的能量難以跑到熔絲主體部的下方等。由此，在進(jìn)行熔絲熔斷時(shí)，幾乎不會(huì)對(duì)被斷線的熔絲配線的周圍的絕緣膜等有損害。
與此同時(shí)，熔絲用引出線，被形成在比熔絲主體部更下層。由此，在進(jìn)行熔絲熔斷時(shí)，幾乎不會(huì)對(duì)與被熔斷的熔絲配線相鄰的熔絲配線有損傷。另外，不管熔絲主體部的位置如何，都可以把熔絲用引出線的配線圖案形成為與半導(dǎo)體裝置內(nèi)的各種電子電路的設(shè)計(jì)適應(yīng)的適宜圖案。
另外，為了解決上述問題，本發(fā)明的再另一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置，其特征在于具備由被設(shè)置在基板上的熔絲用引出線，以及和該引出線設(shè)置在同一層上與上述引出線電氣連接的熔絲主體構(gòu)成的熔絲配線；以及設(shè)置用于在上述基板上覆蓋上述熔絲配線、在上述熔絲主體部的上方形成有熔絲熔斷用凹部的絕緣膜；上述熔絲主體部，被形成為其長度在熔絲熔斷用激光束的直徑以上，并且，其長手方向的兩端部被設(shè)置在位于上述凹部的底部的內(nèi)側(cè)區(qū)域，與此同時(shí)，上述引出線，其寬度被狹窄地形成為在和上述熔絲主體部的寬度同等寬度之下。
在該半導(dǎo)體裝置中，構(gòu)成被設(shè)置在基板上的熔絲配線的一部分的熔絲用引出線，被設(shè)置在和與該熔絲用引出線電氣連接、同樣地構(gòu)成熔絲配線的一部分的熔絲主體部相同的層上。另外，在上述熔絲主體部的上方，在被設(shè)置用于覆蓋熔絲配線的絕緣膜內(nèi)形成有熔絲熔斷用凹部。熔絲主體部，被形成為其長度在熔絲熔斷用激光束的直徑以上，并且，其長手方向的兩端被設(shè)置在位于熔絲熔斷用凹部的底部的內(nèi)側(cè)區(qū)域。由此，激光束容易照射到熔絲主體部，并且，激光束的能量難以跑到熔絲主體部的下方等。由此，在進(jìn)行熔絲熔斷時(shí)，幾乎不會(huì)對(duì)被斷線的熔絲配線的周圍的絕緣膜等有損害。
與此同時(shí)，熔絲用引出線，被狹窄地形成為其寬度在熔絲主體部的寬度的同等寬度之下。由此，可以以適宜的形狀形成熔絲用引出線的配線圖案，使得在進(jìn)行熔絲熔斷時(shí)，與被斷線的熔絲配線相鄰的熔絲配線幾乎不會(huì)受到損害。另外，不管熔絲主體部的位置如何，都可以把熔絲用引出線的配線圖案形成為與半導(dǎo)體裝置內(nèi)的各種電子電路的設(shè)計(jì)適應(yīng)的適宜形狀。
圖2以曲線圖表示熔絲熔斷用激光束的波長和最小光束直徑的關(guān)系的圖示。
圖3是展示流過熔絲配線的電流密度和熔絲配線的臨界長度的相關(guān)關(guān)系的圖示。
圖4是展示實(shí)施方式2的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線附近的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖5是展示實(shí)施方式3的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線附近的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖6是展示實(shí)施方式4的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線附近的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖7是展示實(shí)施方式5的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線附近的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖8是展示實(shí)施方式6的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線附近的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖9是展示實(shí)施方式7的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線附近的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖10是展示實(shí)施方式8的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線附近的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖11是展示在圖10的熔絲配線的熔絲主體部上進(jìn)行了熔絲熔斷的狀態(tài)的平面圖。
圖12是展示在圖10的熔絲配線的熔絲主體部以及引出線上進(jìn)行了熔絲熔斷的狀態(tài)的平面圖。
圖13是展示由實(shí)施方式8的半導(dǎo)體裝置的另一配線圖案構(gòu)成的熔絲配線附近的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖14是展示由實(shí)施方式8的半導(dǎo)體裝置的再另一配線圖案構(gòu)成的熔絲配線附近的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖15是展示以往技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線附近的結(jié)構(gòu)的剖面圖以及平面圖。
圖16是展示由以往技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的另一構(gòu)成形成的熔絲配線附近的結(jié)構(gòu)的平面圖以及剖面圖。
圖17是展示在圖16的熔絲配線上進(jìn)行了熔絲熔斷的狀態(tài)的平面圖以及剖面圖。
圖18是展示設(shè)置窄的圖16的熔絲配線的間距并進(jìn)行了熔絲熔斷的狀態(tài)的平面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照


本發(fā)明的實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1)圖1是展示作為本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的LSI的制造工序的工序剖面圖。本實(shí)施方式的熔絲配線1，由Cu形成。另外，在熔絲配線1的熔絲主體部2上，一體地形成有電氣連接該熔絲主體部2和熔絲用引出線5的連接插頭部(接插頭)12。即，熔絲主體部2，被形成為所謂的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)。
首先，如圖1(a)所示，在形成有構(gòu)成各種電子電路的未圖示的有源元件和多層配線結(jié)構(gòu)等的Si基板3上，設(shè)置第n層(n是正整數(shù))的層間絕緣膜(ILDInter-level Dielectrics)4。后述的Cu熔絲配線1，在基板3上以規(guī)定的配線圖案設(shè)置，假設(shè)與各種電子電路等電氣連接。包含第n層的層間絕緣膜4，并被設(shè)置在基板3上的各層的層間絕緣膜4，一般由SiO2膜(TEOS膜)和低介電常數(shù)絕緣膜(Low-k膜)，或者層積這些各膜的層積膜形成。SiO2膜例如由等離子CVD法成膜。在本實(shí)施方式中，各層間絕緣膜4假設(shè)是SiO2膜。
接著，在第n層的層間絕緣膜4內(nèi)，形成構(gòu)成Cu熔絲配線1的一部分的Cu熔絲用引出線5。首先，沿著預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的配線圖案蝕刻層間絕緣膜4，形成用于形成作為下層配線的Cu引出線5的未圖示的凹部(溝)。接著，在該溝內(nèi)，設(shè)置用于抑制作為Cu引出線5的形成材料的Cu擴(kuò)散到層間絕緣膜4內(nèi)的阻擋膜(阻擋金屬膜)6。在本實(shí)施方式中，把該阻擋膜6形成在由Ta層6a以及TaN層6b構(gòu)成的2層結(jié)構(gòu)。這時(shí)，考慮阻擋膜6和Cu引出線5的材料之間的化學(xué)的性質(zhì)，把與Cu引出線5直接接觸的內(nèi)側(cè)的層設(shè)置為Ta層6a，把該Ta層6a的外層設(shè)置為TaN層6b。
繼而，在阻擋膜6的內(nèi)側(cè)形成以Cu引出線5的種子(シ-ド)的Cu為主要成分的膜之后，用電解電鍍法形成Cu引出線5。此后，通過CMP法研磨除去附著在溝的外側(cè)的多余的Cu引出線5以及阻擋膜6。由此，在第n層的層間絕緣膜4內(nèi)，得到所希望的Cu引出線。
接著，在第n層的層間絕緣膜4上，設(shè)置作為一種絕緣膜的，用于抑制Cu引出線5的Cu擴(kuò)散的第m層(m是正整數(shù))的Cu擴(kuò)散防止膜7。包括該第m層的擴(kuò)散防止膜7在內(nèi)，以及被設(shè)置在基板3上的各層的Cu擴(kuò)散防止膜7，例如一般是由硅氮化膜、硅碳化膜(SiC)、硅碳氮化膜(SiCN)，或者具有和它們大致相同的特性的膜形成。在本實(shí)施方式中，各Cu擴(kuò)散防止膜7假設(shè)為硅氮化膜。
接著，在第m層的Cu擴(kuò)散防止膜7上設(shè)置第n+1層的層間絕緣膜4后，在其內(nèi)部形成用于形成Cu熔絲主體部2的凹部(溝)8a，以及用于形成Cu接插頭部12的凹部(溝)8b。在本實(shí)施方式中，把Cu熔絲主體部2，形成為在把Cu接插頭部12一體地形成的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)。因而，把熔絲主體部用凹部(溝)8a，和接插頭部用凹部(溝)8b形成一體。具體地說，和形成上述引出線用溝的情況一樣，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的配線圖案，以及連接圖案蝕刻層間絕緣膜4以及第m層的Cu擴(kuò)散防止層7。由此，使Cu引出線5的表面(上面)暫時(shí)露出，得到和接插頭部用溝8b一體的所希望的熔絲主體部用溝8a。
繼而，如圖1(b)所示，在熔絲主體部用溝8a內(nèi)，形成作為使Cu熔絲配線1電氣斷線的熔絲熔斷的目標(biāo)的Cu熔絲主體部2。與此同時(shí)，在接插頭部用溝8b內(nèi)，形成電氣連接Cu熔絲主體部2和Cu引出線5的Cu接插頭部12。Cu熔絲主體部2以及Cu接插頭部12，通過和形成上述Cu引出線5的情況一樣的方法形成。
具體地說，首先在熔絲主體部用溝8a以及接插頭部用溝8b內(nèi)形成由Ta層6a以及TaN層6b的2層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的阻擋膜6。此后，在阻擋膜6的內(nèi)側(cè)，形成作為Cu熔絲主體部2以及Cu接插頭部12的種子層的、未圖示的以Cu為主要成分的膜。繼而，在以該Cu為主要成分的膜上，由電解電鍍法形成Cu熔絲主體部2以及Cu接插頭部12。此后，利用CMP法研磨除去附著在兩溝8a、8b的外側(cè)的多余的Cu以及阻擋膜6。由此，在第n+1層的層間絕緣膜4以及第m層的Cu擴(kuò)散防止膜7內(nèi)，得到由所希望的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)構(gòu)成的Cu熔絲主體部2。
以上形成Cu熔絲配線1的主要部分。在本實(shí)施方式中，Cu熔絲主體部2，形成得比后述的熔絲熔斷用凹部9的底部10還小。具體地說，Cu熔絲主體部2，其長度以及寬度被形成得比熔絲熔斷用凹部9的底部10的長度以及寬度還小。即，Cu熔絲主體部2，其平面看的面積，被形成得比熔絲熔斷用凹部9的底部10的面積還小很多。與此同時(shí)，Cu熔絲主體部2，其長度被形成為在熔絲熔斷用激光光線(激光束)的直徑以上的大小。另外，Cu熔絲主體部2，被形成位于和熔絲熔斷用凹部9的底部10相對(duì)的區(qū)域的內(nèi)側(cè)。特別是，Cu熔絲主體部2，被設(shè)置為其長手方向的兩端部位于熔絲熔斷用凹部9的底部10的內(nèi)側(cè)區(qū)域上。
通常，用于切斷熔絲配線的校準(zhǔn)，被使用和熔絲熔斷用激光束的照射光學(xué)系統(tǒng)分開設(shè)置的校準(zhǔn)觀測(cè)設(shè)備(アライメントスコ-プ)，通過讀取被形成在基板上的校準(zhǔn)標(biāo)志進(jìn)行。通過校準(zhǔn)標(biāo)志的讀取得到基板的平面位置以及垂直位置的信息，校正切斷的熔絲配線的坐標(biāo)和向熔絲配線照射的激光束的焦點(diǎn)位置。但是，由于校準(zhǔn)標(biāo)志的形狀，和標(biāo)志上的絕緣膜厚度等的偏差，有可能在被校正的焦點(diǎn)位置和實(shí)際的熔絲配線位置之間產(chǎn)生誤差。因此，在照射光學(xué)系統(tǒng)，至少需要盡可能允許上述誤差的焦點(diǎn)深度。
如果因校準(zhǔn)標(biāo)志的讀取誤算引起的激光束的焦點(diǎn)位置的誤差比照射光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)深度還大，則被照射的激光束的形狀劣化，有可能產(chǎn)生熔絲配線的切斷不良。另外，由于是熔絲配線上的絕緣膜的膜厚度的偏差，或者基板的平坦性的偏差，激光束的照射光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)距離也會(huì)變動(dòng)。由此，在熔絲配線的切斷部中也產(chǎn)生激光束形狀劣化的問題。
一般，為了把上述的激光束的焦點(diǎn)位置的誤差對(duì)熔絲熔斷的影響收納在容許范圍內(nèi)，從經(jīng)驗(yàn)可知需要把照射光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)深度設(shè)定在約0.7μm以上。另外，可知確保的焦點(diǎn)深度越大，對(duì)激光束的光圈界限(最小直徑)的限制越大。因而，為了適宜地進(jìn)行熔絲熔斷，本實(shí)施方式的Cu熔絲配線1(Cu熔絲主體部2)，其大小(長度)的最小值受到限制。
如果Cu熔絲主體部2的長度不足激光束的最小直徑，則熔絲熔斷所需要的熱跑到Cu熔絲主體部2的下層。另外，如果Cu熔絲主體部2的長度不足激光束的最小直徑，則也有可能熔斷至Cu熔絲主體部2的下層的Cu引出線5。如果下層的Cu引出線5被熔斷，則也有在后述的熔絲窗9的底部10和下層的Cu引出線5之間存在的第n+1層的層間絕緣膜4上產(chǎn)生裂紋等的情況。由于這些因素，有不能適宜地熔斷Cu熔絲配線1的危險(xiǎn)。
圖2是以曲線圖展示在把熔絲熔斷用激光束的照射光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)深度設(shè)定在約0.7μm以上的情況下的、激光束的波長和激光束的最小直徑的關(guān)系的圖示。為了不過度損壞Cu熔絲主體部2的基礎(chǔ)，適宜地切斷Cu熔絲配線1，形成具有對(duì)應(yīng)激光束的波長、如圖2的曲線圖所示的激光束的最小直徑以上的長度的Cu熔絲主體部2。
另外，Cu接插頭部12，被形成得比Cu熔絲主體部2還小。具體地說，如圖1(b)所示，Cu接插頭部12，其直徑被形成為在Cu熔絲主體部2的寬度以下。與此同時(shí)，Cu接插頭部12，被形成在Cu熔絲主體部2的內(nèi)側(cè)。由此，Cu熔絲配線1的熔絲熔斷需要的熱，難以跑到Cu熔絲主體部2的下層。
接著，如圖1(c)所示，在Cu熔絲主體部2以及第n+1層的層間絕緣膜4上，設(shè)置第m+1層的Cu擴(kuò)散防止膜7以及第n+2層的層間絕緣膜4。進(jìn)而，在本實(shí)施方式中雖然未圖示，但在從第n層的層間絕緣膜4到第n+2層的層間絕緣膜4，在其內(nèi)部形成如圖15(a)所示那樣的各種配線以及焊盤部。這些各種配線以及焊盤部，由和形成Cu熔絲主體部2以及Cu引出線5時(shí)同樣的方法形成。繼而，如圖1(d)所示，在第n+2層的層間絕緣膜4上，進(jìn)一步設(shè)置第m+2層的Cu擴(kuò)散防止膜7以及第n+3層的層間絕緣膜4。這兩層膜7、4，具有作為所謂的鈍化膜11的功能。
接著，在Cu熔絲主體部2的上方，設(shè)置為了容易進(jìn)行熔絲熔斷的熔絲熔斷用凹部的，所謂的熔絲窗9。該熔絲窗9的開孔操作，如圖15(a)中所示，從在LSI制造工序中花費(fèi)的成本的，所謂加工成本降低等的觀點(diǎn)出發(fā)，一般是與未圖示的焊盤部的開孔一同進(jìn)行。具體地說，如圖1(e)所示，蝕刻第n+3層的層間絕緣膜4、第m+2層的Cu擴(kuò)散防止膜7、第n+2層的層間絕緣膜4，使得熔絲窗9的底部10，成為大致完全內(nèi)涵配置有Cu熔絲主體部2的區(qū)域的大小。這時(shí)，殘留在Cu熔絲主體部2上形成熔絲窗9的底部10的第n+2層的層間絕緣膜4，被形成得使該蝕刻后的殘留膜的膜厚度盡可能薄。由此，在向Cu熔絲主體部2照射熔絲熔斷用的激光束時(shí)，可以容易地熔斷Cu熔絲主體部2。
這時(shí)，根據(jù)蝕刻的特性，熔絲窗9的底部10，如圖1(e)所示，容易式為其上面彎曲(Bending)成大致拱形的形狀。于是，在熔絲窗9的底部10的周邊部上被蝕刻至第m+1層的Cu擴(kuò)散防止膜7，有第n+1層的層間絕緣膜4露出的危險(xiǎn)。即，在熔絲窗9的底部10的周邊部，發(fā)生所謂的溝道(Trenching)現(xiàn)象，有Cu熔絲主體部2的表面(上面)露出的危險(xiǎn)?？墒牵缟纤?，Cu熔絲主體部2，被形成為比熔絲窗9的底部10的寬度(長度)短很多，位于和底部10相對(duì)的區(qū)域的內(nèi)側(cè)。由此，即使底部10的上面彎曲成大致拱形狀，也幾乎沒有Cu熔絲主體部2露出的危險(xiǎn)。進(jìn)而，Cu引出線5被形成在Cu熔絲主體部2的下一層。由此，在熔絲窗9的底部10的周邊部，Cu引出線5完全不會(huì)露出。因而，如果采用本實(shí)施方式，則在可以容易地進(jìn)行Cu熔絲配線1的熔絲熔斷的同時(shí)，可以大幅度地抑制容易氧化的Cu熔絲配線1的劣化。
另外，有電流流過Cu熔絲配線1的情況。具有這種情況，把Cu熔絲配線1的長度，設(shè)定在圖3所示的臨界長度以下。具體地說，把Cu熔絲配線1，形成為其長度，和流過該Cu熔絲配線1的電流密度的大小的積，在80.0μm·MA/cm2以下。例如，把Cu熔絲配線1的長度，形成為約40μm。于是，即使在Cu熔絲配線1中流過電流密度的大小約為2.0MA/cm2的電流，也可以幾乎不產(chǎn)生致命的電氣性的不良。特別是，可以幾乎不產(chǎn)生所謂的電子遷移(EM)不良等。因而，可以形成高可靠性的Cu熔絲配線1。由此，可以實(shí)現(xiàn)LSI整體的可靠性的提高。
如上所述，本實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置，在容易進(jìn)行熔絲熔斷的同時(shí)，Cu熔絲配線1的品質(zhì)難以劣化，可靠性高。
(實(shí)施方式2)圖4是展示本發(fā)明的實(shí)施方式2的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線附近的構(gòu)成的剖面圖。進(jìn)而，和圖1相同的部分標(biāo)注相同的符號(hào)并省略其詳細(xì)說明。
本實(shí)施方式的熔絲配線21，由Cu形成。另外，熔絲配線21的熔絲主體部22，如圖4所示，和連接插頭部(接插頭部)23分開形成。即，Cu熔絲主體部22，被形成為所謂的單鑲嵌結(jié)構(gòu)。
直到第m層的Cu擴(kuò)散防止膜7，利用和上述實(shí)施方式1同樣的方法形成。
接著，在設(shè)置于第m層的Cu擴(kuò)散防止膜7上的第n+1層的層間絕緣膜4的內(nèi)部，形成由單鑲嵌結(jié)構(gòu)構(gòu)成的Cu熔絲主體部22。因而，把Cu熔絲主體部22，和Cu接插頭部23個(gè)別地形成。
具體地說，首先，形成成為第n+1層的層間絕緣膜4的一部分的下部絕緣膜。繼而，沿著預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的連接圖案，蝕刻該下部絕緣膜以及第m層的Cu擴(kuò)散防止膜7。由此，使Cu引出線5的表面暫時(shí)露出。這時(shí)，所形成的下部絕緣膜的厚度，以及由蝕刻形成的凹部(溝)的大小，假設(shè)相當(dāng)于Cu接插頭部23的大小。在該Cu接插頭部23用的溝內(nèi)，首先形成由Ta層6a以及TaN層6b的2層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的阻擋膜6。其后，在阻擋膜6的內(nèi)側(cè)形成以作為Cu接插頭部23的種子層的Cu為主要成分的膜。繼而，利用電解電鍍法形成Cu接插頭部23。繼而，利用CMP法研磨除去附著在溝的外側(cè)的多余的Cu以及阻擋膜6。
繼而，同樣地形成作為第n+1層的層間絕緣膜4的一部分的上部絕緣膜。其后，沿著預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的配線圖案蝕刻該上部絕緣膜，這時(shí)，通過蝕刻形成的凹部(溝)的大小，假設(shè)相當(dāng)于Cu熔絲主體部22的大小。在該Cu熔絲主體部22用的溝內(nèi)，首先形成由Ta層6a以及TaN層6b的2層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的阻擋膜6。其后，在阻擋膜6的內(nèi)側(cè)上形成以作為Cu熔絲主體部22的種子層的Cu為主要成分的膜。其后，利用電解電鍍法形成Cu熔絲主體部22。繼而，利用CMP法研磨除去附著在溝的外側(cè)的多余的Cu以及阻擋膜6。由此，如圖4所示，在第n+1層的層間絕緣膜4以及第m層的Cu擴(kuò)散防止膜7內(nèi)，得到由所希望的單鑲嵌結(jié)構(gòu)構(gòu)成的Cu熔絲主體部22。
以上形成Cu熔絲配線21的主要部分。至形成其后的熔絲窗9的工序，是和上述實(shí)施方式1一樣的。如上所述，實(shí)施方式2的半導(dǎo)體裝置，可以得到和實(shí)施方式1一樣的效果。
(實(shí)施方式3)圖5是展示本發(fā)明的實(shí)施方式3的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線附近的構(gòu)成的剖面圖。進(jìn)而，在和圖1相同的部分上標(biāo)注相同的符號(hào)并省略其說明。
本實(shí)施方式的熔絲配線31，由Cu形成。另外，在熔絲配線31的熔絲配線主體部32的上部，形成有用于抑制氧化以及Cu擴(kuò)散的阻擋膜，所謂的頂部阻擋膜33。
直到Cu熔絲主體部32，利用和上述實(shí)施方式1一樣的方法形成。因而，本實(shí)施方式的Cu熔絲主體部32，被形成為雙鑲嵌結(jié)構(gòu)。
在形成Cu熔絲主體部32后，通過濕式蝕刻或者干式蝕刻有選擇地使其上面凹陷(后退)。其后，在凹陷后的部分上，和被設(shè)置在Cu熔絲主體部32的周圍的阻擋膜6一樣，形成由Ta層33a以及TaN層33b的2層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的頂部阻擋膜(頂部阻擋金屬膜)33。這些Ta層33a以及TaN層33b，例如由濺鍍(スパツタリング)工序形成。在此，把與Cu熔絲主體部32的上面直接接觸的下側(cè)的層設(shè)置為TaN層33b，把該TaN層33b的上側(cè)設(shè)置為Ta層33a。其后，利用CMP法研磨除去附著在溝的外側(cè)的多余的頂部阻擋層33。由此，如圖5所示，在第n+1層的層間絕緣膜4以及第m層的Cu擴(kuò)散防止膜7內(nèi)，得到由具有頂部阻擋膜33的所希望的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)構(gòu)成的Cu熔絲主體部32。
以上形成了Cu熔絲配線31的主要部分。直到形成其后的熔絲窗9的工序，和上述實(shí)施方式1一樣。如上所述，實(shí)施方式3的半導(dǎo)體裝置，因?yàn)樵贑u熔絲主體部32的上面設(shè)置有頂部阻擋膜33，所以與實(shí)施方式1相比Cu熔絲配線31更難以劣化。
特別是通過和阻擋膜6一樣由Ta層33a以及TaN層33b形成頂部阻擋膜33，可以得到抑制作為頂部阻擋膜33本來的功能的Cu向?qū)娱g絕緣膜(ILD膜)4中的擴(kuò)散的效果。另外，在兼用成膜裝置的同時(shí)，因?yàn)榭梢越y(tǒng)一地簡(jiǎn)化成膜處理，所以可以削減設(shè)備投資降低半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)成本。另外，例如即使配線用阻擋膜6和頂部阻擋膜33接觸，因?yàn)檫@兩層阻擋膜6、33由相同材料形成，所以幾乎沒有產(chǎn)生引起在Cu熔絲主體部32中的電阻值上升，和阻擋性劣化等的反應(yīng)的危險(xiǎn)。因而，使半導(dǎo)體裝置的性能劣化的反應(yīng)在Cu熔絲主體部32中幾乎不會(huì)發(fā)生。
進(jìn)而，通過層積形成Ta層33a以及TaN層33b，可以促進(jìn)在頂部阻擋膜33的成膜處理中產(chǎn)生的作為粉塵(ダスト)的主要原因的TaN層33b的薄膜化。除此以外，通過Ta層33a的糊粘合(ペ-ステイング)效果，可知可以大幅度降低粉塵。一般，作為擴(kuò)散阻擋性TaN層33b起很大作用，但因?yàn)門aN是陶瓷層，機(jī)械強(qiáng)度，即破壞韌性值低，非常容易破裂。與此相對(duì)，Ta層33a因?yàn)橛山饘賳误w形成所以具有沿展性。因而，通過把頂部阻擋膜33，設(shè)置成由分別被形成為薄膜狀的Ta層33a以及TaN層33b構(gòu)成的層積結(jié)構(gòu)，可以大幅度降低在成膜工序中的粉塵。
如上所述，實(shí)施方式3的半導(dǎo)體裝置，通過分別被形成為薄膜狀的金屬層以及陶瓷層的層積結(jié)構(gòu)的頂部阻擋膜33，提高在Cu熔絲主體部32中的擴(kuò)散阻擋性。即，極大提高半導(dǎo)體裝置的可靠性。
(實(shí)施方式4)圖6是展示本發(fā)明的實(shí)施方式4的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線附近的構(gòu)成的剖面圖。進(jìn)而，和圖1相同的部分標(biāo)注相同的符號(hào)并省略其詳細(xì)說明。
本實(shí)施方式的熔絲配線41，其引出線5和上述的實(shí)施方式1的引出線5一樣由Cu形成?？墒牵劢z配線41的熔絲主體部42，由Al形成。另外，熔絲主體部42，和上述的實(shí)施方式1的Cu熔絲主體部2一樣，被形成為雙鑲嵌結(jié)構(gòu)。
直到Al熔絲主體部42用的凹部(溝)之前，利用和上述的實(shí)施方式1一樣的方法形成。因?yàn)锳l與Cu相比難以擴(kuò)散，所以不需要和實(shí)施方式1一樣的阻擋膜6。因而，首先在熔絲主體部用溝內(nèi)，設(shè)置例如Ta、Nb、Ti、W，或者Zr等高熔點(diǎn)金屬，或者它們的氮化膜，或者層積它們的膜，以及AlCu，作為阻擋膜(阻擋金屬膜)43。在本實(shí)施方式中，把阻擋膜43，形成為由Ta層43a以及AlCu層43b構(gòu)成的2層結(jié)構(gòu)。形成阻擋膜43后，在其內(nèi)側(cè)由Al形成熔絲主體部42。此后，利用CMP法研磨除去附著在溝的外側(cè)的多余的Al以及阻擋膜43。由此，如圖6所示，在第n+1層的層間絕緣膜4以及第m層的Cu擴(kuò)散防止膜7內(nèi)，得到由所希望的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)構(gòu)成的Al熔絲主體部42。
以上形成了熔絲配線41的主要部分。因?yàn)锳l比Cu難以氧化，所以不需要在Al熔絲主體部42上設(shè)置擴(kuò)散防止膜。因而，在Al熔絲主體部42上直接設(shè)置第n+2層的層間絕緣膜4。直到形成此后的熔絲窗9的工序，和上述的實(shí)施方式1一樣。
如上所述，實(shí)施方式4的半導(dǎo)體裝置，因?yàn)槿劢z主體部42由Al形成，所以與實(shí)施方式1相比熔絲配線41難以劣化。
(實(shí)施方式5)圖7是展示本發(fā)明的實(shí)施方式5的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線附近的構(gòu)成的剖面圖。進(jìn)而，和圖1相同的部分標(biāo)注同一符號(hào)，并省略其詳細(xì)說明。
本實(shí)施方式的熔絲配線51，其引出線5和上述的實(shí)施方式1的引出線5一樣由Cu形成?？墒?，熔絲配線51的熔絲主體部52，和上述的實(shí)施方式4的Al熔絲主體部42一樣由Al形成。另外，熔絲配線51的Al熔絲主體部52，如圖7所示，和上述的實(shí)施方式2的Cu熔絲主體部22一樣，與Al連接插頭部(接插頭部)53分開形成。即，Al熔絲主體部52，被形成為單鑲嵌結(jié)構(gòu)。
因而，該實(shí)施方式5的半導(dǎo)體裝置，直到熔絲主體部52只要利用和實(shí)施方式2相同的方法形成即可。但是，在由Al形成熔絲主體部52以及接插頭部53的同時(shí)，在它們的周圍形成在實(shí)施方式4中使用的阻擋膜43。其后至形成熔絲窗9的工序前，和實(shí)施方式4一樣。
如上所述，實(shí)施方式5的半導(dǎo)體裝置，因?yàn)槿劢z主體部52由Al形成，所以與實(shí)施方式1相比熔絲配線51更難以劣化。
(實(shí)施方式6)圖8是展示本發(fā)明的實(shí)施方式6的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線附近的構(gòu)成的剖面圖。進(jìn)而，和圖1相同的部分標(biāo)注同一符號(hào)，并省略其詳細(xì)說明。
本實(shí)施方式的熔絲配線61，其引出線5和上述的實(shí)施方式1的引出線5一樣由Cu形成?？墒?，熔絲配線61的熔絲主體部62，和上述的實(shí)施方式4的Al熔絲主體部42一樣，由Al形成。另外，在熔絲配線61的Al熔絲主體部62，如圖8所示，把Al連接插頭部(接插頭部)68形成為一體。進(jìn)而，本實(shí)施方式6的Al熔絲主體部62，不用鑲嵌工序，而利用RIE工序加工形成。
直到第m層的Cu擴(kuò)散防止膜7，利用和上述的實(shí)施方式1同樣的方法形成。
接著，在第m層的Cu擴(kuò)散防止膜7上，以和Al接插頭部68的高度同樣的膜厚度，設(shè)置焊盤部第1絕緣膜(SiO2膜)63。繼而，沿著預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的連接圖案蝕刻焊盤部第1絕緣膜63以及第m層的Cu擴(kuò)散防止膜7，使Cu引出線5的表面暫時(shí)露出。這時(shí)，利用蝕刻形成的Al接插頭部68用的凹部(溝)的大小，被設(shè)置成相當(dāng)于Al接插頭部68的大小。
接著，在該Al接插頭部68用的溝內(nèi)以及焊盤部第1絕緣膜63上，形成由在實(shí)施方式4中使用的Ta層43a以及AlCu層43b的2層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的阻擋膜43。繼而，在該阻擋膜43內(nèi)側(cè)以及上側(cè)，堆積形成Al熔絲主體部62以及Al接插頭部68的Al。此后，沿著預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的配線圖案，通過濕式蝕刻或者干式蝕刻有選擇地除去多余的Al以及阻擋膜43。由此，得到由所希望的形狀組成的Al熔絲主體部62以及Al接插頭部68，以及阻擋膜43。
接著，在焊盤部第1絕緣膜63上設(shè)置焊盤部第2絕緣膜(SiO2膜)64，以覆蓋Al熔絲主體部62。此后，形成貫通該焊盤部第2絕緣膜64的未圖示的最上層的各種配線，以及焊盤部。這些各種配線以及焊盤部，利用和形成Al熔絲主體部62以及Al接插頭部68時(shí)同樣的方法形成。因?yàn)锳l比Cu難以氧化，所以不需要在Al熔絲主體部62上設(shè)置擴(kuò)散防止膜。因而，在焊盤部第1絕緣膜63上，連續(xù)地設(shè)置焊盤部第2絕緣膜64。同樣，在焊盤部第2絕緣膜64上，連續(xù)地設(shè)置焊盤部第3絕緣膜(SiO2膜)65以及焊盤部第4絕緣膜(硅氮化膜)66。這時(shí)，焊盤部第3絕緣膜65以及焊盤部第4絕緣膜66，分別被堆積為規(guī)定的厚度，形成鈍化膜67。
以上形成了熔絲配線61的主要部分。其后，直到和焊盤部開孔一致地形成熔絲窗9的工序，和上述的實(shí)施方式1相同。
如上所述，實(shí)施方式6的半導(dǎo)體裝置，因?yàn)橛葾l形成熔絲主體部62，所以與實(shí)施方式1相比熔絲配線61更難以劣化。
(實(shí)施方式7)圖9是展示本發(fā)明的實(shí)施方式7的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線的熔絲主體部附近的構(gòu)成的平面圖。進(jìn)而，和圖1相同的部分標(biāo)注相同的符號(hào)并省略其詳細(xì)說明。
本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置，是在該熔絲配線71的熔絲主體部72的配置具有特征的半導(dǎo)體裝置。
和上述的實(shí)施方式1～6中的熔絲配線結(jié)構(gòu)一樣，在把熔絲配線71設(shè)置成多層結(jié)構(gòu)的同時(shí)，比熔絲窗9的底部10還短地形成該熔絲主體部72。此時(shí)，如圖9(a)所示，相互錯(cuò)開配置使得相鄰的熔絲配線71的熔絲主體部72之間沿著和熔絲配線71的長手方向正交的方向不鄰接。由此，不使熔絲配線71的寬度變細(xì)，就可以使熔絲配線71所需要的面積，小到例如在圖9(a)中斜線所示的大小。即，可以實(shí)現(xiàn)熔絲配線區(qū)域的緊湊化。進(jìn)而，在圖9(a)～(c)中，假設(shè)在熔絲窗9的內(nèi)側(cè)的點(diǎn)劃線所示的區(qū)域上，存在形成熔絲窗9的底部10的層間絕緣膜等的殘留膜73。
在此，在圖9(a)中，例如把熔絲配線71(熔絲主體部72)的寬度(Width)W形成為約0.6μm。另外，把沿著和熔絲配線71的長手方向正交的方向的鄰接的熔絲主體部72之間的間隔，即間距(pitch)P形成為約2.0μm。與此同時(shí)，把熔絲窗9的內(nèi)側(cè)的每單位面積(塊尺寸，ブロツクサイズ)的熔絲配線71的條數(shù)設(shè)置為1000條。
以這樣的設(shè)定，例如在圖15(c)所示的以往技術(shù)的熔絲配線結(jié)構(gòu)中，每塊尺寸，大致需要2.0μm×1000＝2000μm的寬度。與此相對(duì)，以如圖9(a)所示配置熔絲主體部72的本實(shí)施方式的熔絲配線結(jié)構(gòu)，塊尺寸的寬度，如果有大致2.0×500＝1000μm的大小則是足夠的。這與以往技術(shù)的塊尺寸相比，在其面積上可以削減約50％。由此，可以增大可以裝在LSI上的未圖示的拯救電路的裝載區(qū)域，提高LSI的拯救率。
另外，在本實(shí)施方式的熔絲配線結(jié)構(gòu)中，如果不改變?nèi)劢z配線71所需要的塊尺寸的面積，則可以擴(kuò)大在圖9(b)中用D1、D2所示的相鄰的熔絲主體部72之間的間隔。進(jìn)而，可以擴(kuò)大熔絲配線71之間的間隔。由此，在進(jìn)行熔絲熔斷時(shí)，幾乎不對(duì)接近的所希望以外的熔絲配線71以損害，可以提高熔絲配線71的可靠性。進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)LSI整體的可靠性，以及生產(chǎn)成品率的提高。
進(jìn)而，在本實(shí)施方式的熔絲配線結(jié)構(gòu)中，如果不同時(shí)改變?nèi)劢z配線71所需要的塊尺寸的面積，以及相鄰的熔絲主體部72之間的間隔，則如圖9(c)所示，可以增加在單位面積內(nèi)的熔絲配線71的總數(shù)，實(shí)現(xiàn)高密度配線。進(jìn)而，可以增加與拯救電路電氣連接的熔絲配線71的條數(shù)，可以提高LSI拯救率。
如上所述，如果采用實(shí)施方式7的半導(dǎo)體裝置，則可以實(shí)現(xiàn)熔絲配線間隔，即熔絲間距的窄間距化。進(jìn)而，可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體裝置內(nèi)的各種電子電路等的微細(xì)化以及高密度化，以及半導(dǎo)體裝置的緊湊化。由此，可以把熔絲配線區(qū)域的大小、熔絲間距，還有熔絲配線的條數(shù)和密度等，設(shè)定為適應(yīng)半導(dǎo)體裝置內(nèi)的各種電子電路的設(shè)計(jì)的適宜的狀態(tài)。
另外，在實(shí)現(xiàn)降低熔絲熔斷對(duì)接近的熔絲配線71的損壞的同時(shí)，可以在不擴(kuò)大熔絲配線區(qū)域的情況下增加熔絲配線71的條數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)熔絲配線71的高密度化。由此，可以實(shí)現(xiàn)提高半導(dǎo)體裝置的可靠性，及其生產(chǎn)效率的成品率。
(實(shí)施方式8)圖10～圖14，是展示本發(fā)明的實(shí)施方式8的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線附近的構(gòu)成的平面圖。進(jìn)而，和圖1相同的部分標(biāo)注同一符號(hào)并省略其詳細(xì)說明。另外，圖16～圖18是展示作為本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的比較例的，以往技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線附近的構(gòu)成的平面圖以及剖面圖。
本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的特征在于，其熔絲配線81的熔絲主體部82以及引出線83的配線圖案。
首先，簡(jiǎn)單說明以往技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線附近的構(gòu)成。圖16展示了以往使用的熔絲配線201的結(jié)構(gòu)的概要。圖16(a)是展示從其上方俯瞰作為以往技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的LSI的熔絲配線附近的平面圖。另外，圖16(b)，是沿著圖16(a)中的Y-Y線展示的剖面圖。
多條熔絲配線201，它們的一端與半導(dǎo)體裝置內(nèi)的各種電子電路，例如控制電路部202電氣連接。另外，各熔絲配線201的另一端，例如與共同電位配線203電氣連接。
近年，伴隨半導(dǎo)體器件的微細(xì)化，控制電路部等的半導(dǎo)體裝置內(nèi)的各種電子電路的微細(xì)化不斷進(jìn)步。隨之熔絲間距的微細(xì)化也不斷發(fā)展。在半導(dǎo)體制造技術(shù)中，利用冗余技術(shù)的從不良單元元件(セルェレメント)向預(yù)備單元元件的替換，多使用利用激光束等的熔絲切斷方式。
一般地，在進(jìn)行熔絲熔斷時(shí)，使用波長為1047nm和1321nm等的近紅外區(qū)域的激光光線。這些激光光線的光圈界限，由各光線的波長決定。因此，熔絲間距變窄，如果接近激光光線的光圈的大小，則在切斷所希望的熔絲配線201時(shí)，有損害到對(duì)相鄰的熔絲配線201的危險(xiǎn)。為了防止這種情況，例如需要適應(yīng)由激光加工界限決定的熔絲間距界限的大小配置控制電路部202。其結(jié)果，產(chǎn)生熔絲配線201以及控制電路部202的占有區(qū)域大小成為在需要以上的問題。另外，如果熔絲配線201以及控制電路部202的占有面積增加，則引起可以裝在半導(dǎo)體芯片上的拯救電路的規(guī)模的縮小，芯片拯救率下降。可是，在圖16(a)所示那樣的配線圖案中，對(duì)應(yīng)控制電路202的間距的縮小實(shí)現(xiàn)熔絲配線201的窄間距化是困難的。以下，舉一例具體地說明。
圖16(a)、(b)是分別展示被形成在以往的半導(dǎo)體裝置上的熔絲配線區(qū)域的平面圖以及剖面圖。圖16(b)是展示在圖16(a)中用Y-Y線表示的部分的剖面結(jié)構(gòu)的圖示。被設(shè)置在Si基板207上的熔絲配線201，一般地由以Cu和Al為主要成分的金屬形成。通常，熔絲配線201，使用被形成在和熔絲配線201同一層上的其他配線同種的材料，形成為同樣的結(jié)構(gòu)。另外，在熔絲配線201的周圍，分別以單層或者多層形成硅氧化膜、有機(jī)硅氧化膜，或者硅氮化膜等的，一般用于半導(dǎo)體裝置的各種絕緣膜204。
在圖16(a)、(b)所示的半導(dǎo)體裝置中，在各絕緣膜204中，由硅氧化膜形成層間絕緣膜205。與此同時(shí)，由硅氮化膜形成擴(kuò)散防止膜206。而后，這些層間絕緣膜205以及擴(kuò)散防止膜206，成為在Si基板207上分別層積5層的結(jié)構(gòu)。另外，由Cu形成熔絲配線201。而后，在熔絲配線201周圍，形成由Ta層208以及TaN層208b的2層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的阻擋膜208。
在該半導(dǎo)體裝置中，如圖16(a)所示，熔絲間距的大小P1被形成為2.5μm。與此同時(shí)，作為熔絲配線201的實(shí)際寬度的熔絲配線201的主體部201a的寬度W1的大小被形成為1.0μm。另外，在該半導(dǎo)體裝置中，熔絲配線201的主體部201a被形成在第4層。而后，共同電位配線203，例如被形成在第2層上。進(jìn)而，電氣連接熔絲配線201和控制電路部202的熔絲配線201的引出線201b，例如被形成在第1層。熔絲主體部201a和共同電位配線203，經(jīng)由連接插頭(接插頭)210電氣連接。同樣，熔絲主體部201a和引出線201b，也經(jīng)由連接插頭210電氣連接。
形成熔絲窗208的底部209的，作為熔絲配線201上殘留膜的絕緣膜205，為了提高熔絲熔斷的切斷特性被形成得盡可能的薄。可是，如以往技術(shù)所述，殘留膜205在熔絲窗208的底部209容易向上形成凸起形狀。因此，殘留膜205被形成為其外圍部分附近的膜厚度成為使熔絲配線201不露出的厚度。
圖17(a)、(b)展示，在由圖16(a)、(b)所示的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的熔絲配線201中，通過熔絲熔斷切斷被指定坐標(biāo)的熔絲配線201后的狀態(tài)。圖17(a)是展示從上方俯瞰被熔絲熔斷后的熔絲配線附近的平面圖。另外，圖17(b)是沿著圖17(a)中Z-Z線展示的剖面圖。
圖17(a)中熔絲配線201的打點(diǎn)部分，是進(jìn)行了熔絲熔斷的部分。在該熔絲熔斷時(shí)使用的激光光線的波長是1321nm，光束直徑是3.0μm，對(duì)準(zhǔn)精度是±0.35μm。在這樣的設(shè)定中，可知幾乎不會(huì)對(duì)與切斷的熔絲配線201相鄰的熔絲配線201，和其他的區(qū)域有損害，可以切斷所希望的熔絲配線201。
可是，如圖18所示，在把熔絲配線201的主體部201a的寬度W2的大小保持在1.0μm的狀態(tài)下，把熔絲間距P2的大小減小到2.0μm。在這樣的設(shè)定中，如在圖18中打點(diǎn)部分所示那樣切斷所希望的熔絲配線201。于是，如在與應(yīng)切斷的熔絲配線201相鄰的熔絲配線201上用涂黑部分表示的那樣，對(duì)周圍的熔絲配線201有損害。為了防止此損害，如果降低激光光線的照射能量使得不對(duì)相鄰的熔絲配線201產(chǎn)生損害，則不能切斷所希望的熔絲配線201。這樣，在以往的配線圖案中，如果把激光光線的波長設(shè)定為1321nm，把光束的直徑設(shè)定為3.0μm，對(duì)準(zhǔn)精度設(shè)定為±0.35μm，則把控制電路部202的排列間距緊湊化到2.0μm實(shí)際上是不可能的。
本實(shí)施方式8的半導(dǎo)體裝置，就是為了克服以上說明的問題點(diǎn)而提出的。其目的在于提供一種不管采用激光光線的細(xì)微加工的精度界限如何，都可以對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體裝置內(nèi)的各種電子電路的微細(xì)化，把熔絲配線設(shè)定為適宜的配線圖案的熔絲配線結(jié)構(gòu)。另外，還提供了可以提高熔絲熔斷的處理速度的熔絲配線結(jié)構(gòu)。
圖10～圖12所示為從熔絲窗9的上方俯瞰本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的熔絲配線81附近的結(jié)構(gòu)的平面圖。
如圖10～圖12所示，在本實(shí)施方式中，多條熔絲配線81的熔絲主體部82，沿著各熔絲配線81的長手方向，從作為電子電路的控制電路84一側(cè)向共同電位配線85一側(cè)，形成為第1列、第2列、第3列。第2列的熔絲主體部82，與它們連接的各引出線83，通過第1列的各熔絲主體部82之間與控制電路部84電氣連接。另外，第3列的熔絲主體部82，與它們連接的各引出線83，通過第2列以及第1列的各熔絲主體部82之間與控制電路部84電氣連接。
同樣，第2列的熔絲主體部82，與它們連接的各引出線83，通過第3列的各熔絲主體部82之間與共同電位配線85電氣連接。另外，第1列的熔絲主體部82，與它們連接的各引出線83，通過第2列以及第3列的各熔絲主體部82之間與共同電位配線85電氣連接。在本實(shí)施方式中，把在圖10A中所示的，各熔絲主體部82和與它們相鄰的各引出線83的各自的中心之間的距離，設(shè)定為例如約2.5μm。
另外，各熔絲主體部82，它們的寬度被形成得比各引出線83的寬度還寬。即，各引出線83，它們的寬度被形成得比各熔絲主體部82的寬度窄。由此，在容易進(jìn)行熔絲熔斷的同時(shí)，可以提高各引出線83，進(jìn)而各熔絲配線81的引導(dǎo)的自由度。因而，可以根據(jù)被設(shè)置在LSI內(nèi)的各種電子電路之間的多種多樣的連接狀態(tài)，設(shè)置更適宜的配線圖案的熔絲配線81。
一般，如果熔絲主體部的寬度被擴(kuò)大到1.0μm，則熔絲熔斷對(duì)基礎(chǔ)層的Si膜、層間絕緣膜的損傷被抑制。但是，熔絲熔斷變得難以進(jìn)行。與此相對(duì)，如果把熔絲主體部的寬度設(shè)置窄至0.5μm，則熔絲熔斷容易進(jìn)行。但是，熔絲熔斷對(duì)基礎(chǔ)層等的損傷容易發(fā)生。因而，熔絲主體部的寬度，根據(jù)激光束的波長、對(duì)準(zhǔn)精度，或者基礎(chǔ)層的膜厚度等，被適宜地設(shè)定為成可以使熔斷特性和損傷抑制兩全的適宜的大小。例如，假設(shè)熔絲熔斷用激光束的波長是1321nm。這種情況下，熔絲主體部的寬度，通常被設(shè)置成適宜的大小約0.4μm～約1.0μm。
另外，例如即使使熔絲主體部的寬度窄至約0.5μm，也幾乎不會(huì)對(duì)基礎(chǔ)Si產(chǎn)生損傷。而后，即使把引出線和熔絲主體部形成為大致相同的寬度，也存在可以確保引出線的引導(dǎo)的自由度的情況。在這2種情況都成立的情況下，也可以把熔絲主體部和引出線形成為大致相同的寬度。但是，如果把引出線的寬度設(shè)置得比熔絲主體部的寬度還大，則因?yàn)楫a(chǎn)生切斷特性(熔斷特性)的劣化以及引導(dǎo)的自由度下降的危險(xiǎn)增大所以不理想。
進(jìn)而，把圖10中D所示的，通過第1列的2個(gè)熔絲主體部82之間的2條引出線83之間的間隔，設(shè)定為例如約1.0μm。于是，圖10中B所示的，在第1列中相鄰的熔絲主體部28之間的間隔成為約6μm。其結(jié)果，如圖10所示，在第1列中，可以在約6μm的寬度上配置3條熔絲配線81。這在第2列以及第3列中也一樣。這樣，如果采用本實(shí)施方式的配線圖案，則可以把圖10中C所示的相鄰的熔絲配線81的實(shí)際的間距設(shè)置成窄至約2.0μm。
圖11展示了在圖10所示的各熔絲配線81中，熔絲熔斷所希望的熔絲配線81的熔絲主體部82的結(jié)果。這時(shí)，使用未圖示的熔絲切斷裝置，設(shè)定為熔絲熔斷用的激光光線(激光束)的波長是約1321nm，光束直徑為約3.0μm，對(duì)準(zhǔn)精度為±約0.35μm。圖11中熔絲主體部82的打點(diǎn)部分，是展示進(jìn)行了熔絲熔斷的部分。如圖11所示，在本實(shí)施方式的配線圖案中，可知是可以只切斷所希望的熔絲配線81的。因而，如果采用本實(shí)施方式的熔絲配線結(jié)構(gòu)，則不把熔絲配線81上的殘留膜73薄地形成，或者也不提高熔絲配線81的窄間距化的界限，可以把實(shí)際的熔絲間距設(shè)置得窄。
另外，在適用本實(shí)施方式的熔絲配線81的配線圖案時(shí)，可以把各熔絲主體部82和各引出線83形成在同一層上。這時(shí)，把相互相鄰的引出線83的間隔，形成為小于激光束的直徑以下。即，如圖12中用虛線圓包圍引出線83上所示那樣，形成相鄰的2條引出線83，使得它們的一部分之間一同進(jìn)入激光束的照射區(qū)域內(nèi)。在這樣的設(shè)定中，激光束照射在用虛線圓包圍的部分上。于是，如在圖12中相鄰的2條引出線83上用打點(diǎn)部分表示的那樣，可以集中熔絲熔斷2條引出線83。即，利用1次的熔絲熔斷，實(shí)際上可以集中切斷2條熔絲配線81。由此，可以提高熔絲切斷的生產(chǎn)率。
進(jìn)而，即使把熔絲配線81，形成為圖13以及圖14所示那樣的圖案也沒關(guān)系。把激光束的照射區(qū)域的大小，設(shè)置成圖13以及圖14中用虛線包圍示出的大小。而后，熔絲熔斷在各引出線83上的規(guī)定的位置上作為目標(biāo)設(shè)定的，用虛線圓包圍的部分。由此，可以利用1次的熔絲熔斷，集中切斷2條或者3條熔絲配線81。
這樣，把第1列、第2列，以及第3列的各熔絲主體部82，配置成沿著熔絲配線81的長手方向位于大致一直線形狀上。而后，圖案形成各熔絲配線81，使得被形成為比各熔絲主體部82的寬度窄的寬度的引出線83，通過各熔絲主體部82之間。由此，即使把各熔絲主體部82和各引出線83形成在同一層上，也可以得到在抑制由相鄰的熔絲配線81的熔絲熔斷引起的損害的狀態(tài)下，可以在適宜的狀態(tài)下高效率地進(jìn)行成為目標(biāo)的熔絲配線81的熔絲熔斷的熔絲配線結(jié)構(gòu)。即，因?yàn)榫邆涓鶕?jù)半導(dǎo)體裝置內(nèi)的電路設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)提高配線圖案的自由度的熔絲配線結(jié)構(gòu)，所以可以提高可靠性以及成品率。
另外，如圖13以及圖14所示，不僅在熔絲配線81的長手方向上，即使沿著和長手方向正交的方向，也可以把各熔絲主體部82配置成各列大致位于一直線形狀。即，將各熔絲主體部82配置成行列(matrix)狀，使得沿著熔絲配線81的長手方向以及和長手方向正交的方向這兩方向分別為大致定位為一直線形狀。由此，可以得到可以以更適宜的狀態(tài)并且更高效率地進(jìn)行熔絲熔斷的熔絲配線81。
進(jìn)而，在圖14所示的熔絲配線結(jié)構(gòu)中，第1列～第3列的各熔絲主體部82，每一列與對(duì)應(yīng)各列設(shè)置的第1列～第3列的各共同電位配線85電氣連接。各列的共同電位配線85，在和熔絲窗9的底部10相對(duì)的區(qū)域內(nèi)，在各熔絲主體部82的更下1層上各形成1個(gè)。而后，各共同電位配線85，在各自的端部電氣連接。各熔絲主體部82和各共同電位配線85，通過在用圖14中各熔絲主體部82的×標(biāo)記所示的部分和各共同電位配線85之間沿著層積方向形成的，未圖示的連接插頭電氣連接。
另外，在本實(shí)施方式中，熔絲配線81的配線圖案，并不限于圖10～圖14所示的形狀?？梢赃m宜地以適當(dāng)?shù)男螤?、大小，以及配線圖案形成，使得可以利用1次熔絲熔斷，進(jìn)而集中切斷多條熔絲配線81。另外，熔絲主體部82和引出線83之間的距離，也可以根據(jù)熔絲熔斷用的激光束的波長、光束的直徑、對(duì)準(zhǔn)精度等，適宜地設(shè)定在適當(dāng)?shù)拇笮　?br> 進(jìn)而，在本實(shí)施方式中，形成有熔絲窗9的底部10的熔絲配線81上的殘留膜73，如圖10～圖14所示，被形成為熔絲窗9的底部10的周邊部分不能開放的形狀以及膜厚度。另外，在用Cu形成各熔絲配線81的同時(shí)，在把各熔絲主體部82和各引出線83形成在同一層上的情況下，在熔絲窗9的底部10的周邊部附近，至少下降一層形成各引出線層83。由此，例如在熔絲窗9的底部10上即使發(fā)生溝道(Trenching)現(xiàn)象，也可以大幅度降低熔絲配線81劣化的危險(xiǎn)。
如上所述，如果采用實(shí)施方式8的半導(dǎo)體裝置，可以得到和上述的實(shí)施方式7一樣的效果。具體地說，可以與冗余用控制電路部84的窄間距化對(duì)應(yīng)。另外，通過把熔絲主體部82和引出線83形成在同一層上，可以用1次熔絲熔斷切斷相鄰的多條的熔絲配線81。由此，可以提高熔絲熔斷的生產(chǎn)率。
進(jìn)而，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，并不限制于上述的第1～第8的各實(shí)施方式。在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍中，可以通過把這些構(gòu)成，或者工序等的一部分變更為各種設(shè)定，或者適宜地組合各種設(shè)定來實(shí)施。
例如，設(shè)定熔絲配線的高度，并不限于從最上層向下1層的配線層。在由多層配線結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置的情況下，如果是容易進(jìn)行熔絲熔斷，并且可以抑制熔絲配線的品質(zhì)的劣化的高度，則形成在半導(dǎo)體裝置內(nèi)的哪一層上都可以。另外，設(shè)置引出線的高度，不需要全部的熔絲配線都設(shè)定在和熔絲主體部同一層上?；蛘卟恍枰言O(shè)置引出線的高度，對(duì)于全部熔絲配線設(shè)定在熔絲主體部的下1層上。也可以把各引出線設(shè)置在分別不同的高度的層上。從1個(gè)熔絲主體部引出多條引出線的情況也一樣。在這些情況下，也可以階梯狀地引出，即，隨著各引出線從熔絲主體部離開，徐徐下降。另外，對(duì)于設(shè)置共同電位配線的高度也一樣。
另外，在使熔絲主體部和引出線隔開多層連接的情況下，在這些層之間的層上只要形成單獨(dú)的接插頭部(連接插頭部)即可。使引出線和共同電位配線隔開多層電氣連接的情況也一樣。
另外，從1個(gè)熔絲主體部引出的引出線的條數(shù)，并不限于1條至2條。例如也可以從多個(gè)熔絲主體部別各引出4條引出線，使得可以用多個(gè)通過的圖案切斷半導(dǎo)體裝置內(nèi)規(guī)定的電路之間。在這些各引出線中，規(guī)定的引出線之間，只要形成使得在比熔絲熔斷用激光束的直徑的大小還小的范圍內(nèi)相鄰即可。由此，不降低熔絲熔斷操作效率，就可以增加斷線圖案。另外，可以選擇對(duì)熔絲熔斷所希望以外的區(qū)域的影響更低的位置進(jìn)行熔絲熔斷。即，不降低熔絲熔斷的操作效率，可以提高半導(dǎo)體裝置的品質(zhì)。
另外，熔絲主體部的形狀，并不限于上述的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)、單鑲嵌結(jié)構(gòu)，或者RIE結(jié)構(gòu)。另外，熔絲主體部和接插頭部也可以形成為大致同樣的大小以及形狀。
另外，熔絲配線的形成材料，可以根據(jù)熔絲配線的結(jié)構(gòu)、熔絲窗底部的形狀，適宜地選擇熔絲配線難以劣化的適當(dāng)?shù)牟牧?。例如，?dāng)熔絲窗的底部殘留的殘留膜被形成得薄，底部的周邊有可能開放的情況下，最好用Al形成熔絲配線的熔絲主體部。特別是在把熔絲主體部、和被形成為在熔絲主體部寬度以下的窄寬度的熔絲用引出線形成在同一層上的情況下，通過用Al形成它們，可以非常好地抑制熔絲配線的劣化。另一方面，在熔絲窗的底部殘留的殘留膜被形成得厚，底部的周邊部幾乎不可能開放的情況下，最好用Cu形成熔絲配線的熔絲主體部。由此，可以提高在熔絲配線中的電氣特性。另外，在熔絲配線上，除了Cu或者Al以外，即使使用具有和它們大致相同特性的金屬，也可以得到和上述各實(shí)施方式同樣的效果。
另外，當(dāng)將熔絲主體形成為單鑲嵌結(jié)構(gòu)時(shí)，也可以使用不同的材料形成熔絲主體部和接插頭部。在這種情況下，將比熔絲主體部的形成材料熔點(diǎn)還高的金屬用作接插頭部的形成材料。例如，用所謂的高熔點(diǎn)金屬形成接插頭部。
另外，越減小電氣連接熔絲配線的熔絲主體部和引出線的接插頭部的直徑，越可以減小熔絲配線的引出線寬度。通過把熔絲用引出線的寬度，形成為熔絲主體部的寬度下，可以減小對(duì)在進(jìn)行熔絲熔斷時(shí)應(yīng)該斷線的熔絲配線周圍的影響。
另外，阻擋膜不限于Ta以及TaN這一對(duì)。例如，也可以使用Ti以及TiN、Nb以及NbN、W以及WN，或者Zr以及ZrN的各組合等構(gòu)成阻擋膜。另外，由化合物構(gòu)成的層，不限于氮化物，例如也可以用以上述各金屬元素為主要成分的碳化物，或者硼化物等構(gòu)成。即，根據(jù)熔絲配線的各自的形成材料，也可以從Iva族、Va族，或者VIa族金屬和其化合物等中選擇使用。進(jìn)而，頂部阻擋膜，也可以設(shè)置在Al熔絲主體部之上。由此，可以大幅度降低在熔絲主體部中的品質(zhì)劣化。
另外，在熔絲熔斷中使用的光線，并不限于由上述的設(shè)定構(gòu)成的激光束。例如，可以使用以下所示的各種光線。
Q-switch Nd YAG激光的基波(波長1064nm)，Q-switch Nd YAG激光的第2高次諧波(波長532nm)，同樣的第3高次諧波(波長355nm)，同樣的第4高次諧波(波長266nm)。或者，是KrF激態(tài)復(fù)合物激光(波長248nm)，或者ArF激態(tài)復(fù)合物激光(波長190nm)等?？傊峭ㄟ^縮小熔斷用光線的光束直徑可以局部也照射光線，可以選擇性地切斷所希望的熔絲配線的光線就可以。
在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，熔絲主體部比熔絲熔斷容凹部的底部還小，并且長度被形成為超過熔絲熔斷用激光束的直徑，并被設(shè)置在位于和熔絲熔斷用凹部的底部相對(duì)的區(qū)域的內(nèi)側(cè)。由此，即使如容易進(jìn)行熔絲熔斷那樣形成膜厚度薄的熔絲配線上的殘留膜，也幾乎沒有熔絲主體部露出的危險(xiǎn)。另外，因?yàn)榧す馐菀渍丈涞饺劢z主體部上，并且激光束的能量難以跑到熔絲主體部的下方等，所以幾乎不會(huì)對(duì)熔絲配線周圍的絕緣膜等有損害。因而，是熔絲配線和其周邊部的品質(zhì)難以劣化的良好品質(zhì)。進(jìn)而，作為半導(dǎo)體裝置整體品質(zhì)良好。
另外，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，熔絲用引出線，被形成在熔絲主體部的更下層?；蛘呷劢z用引出線，被形成為其寬度在熔絲主體部的寬度以下，并和熔絲主體部設(shè)置在同一層。由此，在進(jìn)行熔絲熔斷時(shí)，幾乎沒有損害與被斷線的熔絲配線相鄰的熔絲配線的危險(xiǎn)。與此同時(shí)，具備可以提高配線圖案的自由度的熔絲配線結(jié)構(gòu)，使得可以把熔絲配線區(qū)域的大小、熔絲間距、還有熔絲配線的條數(shù)和密度等設(shè)定在與半導(dǎo)體裝置內(nèi)的各種電子電路的設(shè)計(jì)相適應(yīng)的狀態(tài)。因而，在可以抑制熔絲熔斷帶來的損害的危險(xiǎn)的同時(shí)，可以不擴(kuò)大熔絲配線區(qū)域，而增加熔絲配線的條數(shù)。因而，可以提高作為半導(dǎo)體裝置整體的可靠性，及其生產(chǎn)成品率。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于具備基板、被設(shè)置在該基板上的熔絲配線、被設(shè)置覆蓋該熔絲配線的絕緣膜；上述熔絲配線中，成為電氣切斷上述熔絲配線的熔絲熔斷的目標(biāo)的熔絲主體部，被形成為比被形成在上述熔絲配線上的上述絕緣膜上的熔絲熔斷用凹部的底部還小，且，長度在熔絲熔斷用激光束的直徑以上，并且被設(shè)置在位于和上述底部相對(duì)的區(qū)域的內(nèi)側(cè)。
2.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于與上述熔絲主體部電氣連接、和上述熔絲主體部一同構(gòu)成上述熔絲配線的熔絲用引出線，被設(shè)置在上述熔絲主體部更下層。
3.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于與上述熔絲主體部電氣連接、和上述熔絲主體部一同構(gòu)成上述熔絲配線的熔絲用引出線，其寬度被形成得比上述熔絲主體部的寬度窄，并且被設(shè)置在和上述熔絲主體部相同的層上。
4.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于具備由被設(shè)置在基板上的熔絲用引出線，以及被設(shè)置在該引出線更上方、與上述引出線電氣連接的熔絲主體部構(gòu)成的熔絲配線；設(shè)置在上述基板上來覆蓋上述熔絲配線、在上述熔絲主體部的上方形成有熔絲熔斷用凹部的絕緣膜；上述熔絲主體部，其長度被形成為在熔絲熔斷用激光束的直徑以上，并且其長手方向的兩端部被設(shè)置在位于上述凹部的底部的內(nèi)側(cè)區(qū)域。
5.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于具備由被設(shè)置在基板上的熔絲用引出線，以及被設(shè)置在與該引出線相同層上、與上述引出線電氣連接的熔絲主體部構(gòu)成的熔絲配線；設(shè)置在上述基板上來覆蓋上述熔絲配線、在上述熔絲主體部的上方形成有熔絲熔斷用凹部的絕緣膜；上述熔絲主體部，其長度被形成為在熔絲熔斷用激光束的直徑以上，并且，其長手方向的兩端部被設(shè)置在位于上述凹部的底部的內(nèi)側(cè)區(qū)域的同時(shí)，上述引出線，其寬度被形成為在上述熔絲主體部的寬度以下。
6.權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述引出線，從上述熔絲主體部向和上述凹部的底部相對(duì)的區(qū)域的外側(cè)延伸設(shè)置。
7.權(quán)利要求1～6中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述熔絲配線并行設(shè)置多條，相鄰的熔絲配線的熔絲主體部，沿著和上述熔絲配線的長手方向正交的方向相互錯(cuò)開配置。
8.權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述熔絲配線的熔絲主體部中的至少2個(gè)上述熔絲主體部，沿著和上述熔絲配線的長手方向正交的方向配置為大致直線形狀。
9.權(quán)利要求1～6中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述熔絲配線多條并行設(shè)置，上述熔絲配線的熔絲主體部中至少2個(gè)上述熔絲主體部，沿著和上述熔絲配線的長手方向配置為大致直線形狀。
10.權(quán)利要求1～6中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述熔絲配線多條并行設(shè)置，上述熔絲配線的熔絲主體部，沿著上述熔絲配線的長手方向以及和上述熔絲配線的長手方向正交的方向這兩個(gè)方向配置成行列狀。
11.權(quán)利要求5或者6所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述熔絲配線多條并行設(shè)置，上述熔絲配線中至少2條上述熔絲配線，被接近形成使得這些各引出線的至少一部分之間進(jìn)入熔絲熔斷用的激光束的照射區(qū)域相同大小以下的范圍，并且被設(shè)置位于上述熔絲熔斷用凹部的底部的內(nèi)側(cè)區(qū)域。
12.權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述熔絲主體部，經(jīng)由和其一端部對(duì)應(yīng)的上述各引出線，與被設(shè)置在和上述熔絲熔斷用凹部的底部相對(duì)的區(qū)域外側(cè)的電子電路電氣連接。
13.權(quán)利要求1～6中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述熔絲配線，其長度和流過上述熔絲配線的電流密度的大小的積，被形成為在80.0μm·MA/cm2以下。
14.權(quán)利要求2或者4所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述熔絲主體部，在設(shè)置有上述引出線的層的上層內(nèi)，和電氣連接上述熔絲主體部和上述引出線的插頭部一體地埋入設(shè)置。
15.權(quán)利要求2或者4所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述熔絲主體部，在設(shè)置有上述引出線的層的上層內(nèi)，和電氣連接上述熔絲主體部和上述引出線的插頭部分開埋入設(shè)置。
16.權(quán)利要求2或者4所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述熔絲主體部，在設(shè)置有上述引出線的層的上層上，和電氣連接上述熔絲主體部和上述引出線的插頭部通過蝕刻加工一體地形成設(shè)置。
17.權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述插頭部的直徑，被形成為在上述熔絲主體部的寬度以下。
18.權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述插頭部的直徑，被形成為在上述熔絲主體部的寬度以下。
19.權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述插頭部的直徑，被形成為在上述熔絲主體部的寬度以下。
20.權(quán)利要求1～6中任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述熔絲配線，由Cu形成。
21.權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述熔絲主體部，在其上設(shè)置有阻擋膜。
22.權(quán)利要求1～6中任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述熔絲配線，由Al或者Al合金形成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種容易進(jìn)行使熔絲配線斷線的熔絲熔斷，并且熔絲配線和其周邊部的品質(zhì)難以劣化的熔絲配線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置。Cu熔絲配線1，由熔絲用引出線5，以及設(shè)置在該引出線5更上方并與引出電氣連接的熔絲主體部2構(gòu)成，并被設(shè)置在Si基板3上。在如覆蓋Cu熔絲配線1那樣，層積設(shè)置作為絕緣膜的層間絕緣膜4以及Cu擴(kuò)散防止膜7的同時(shí)，在熔絲主體部2的上方，形成為了容易進(jìn)行熔絲熔斷的凹部9。熔絲主體部2，被形成為比凹部的底部10的寬度以及長度還短，且長度在熔絲熔斷用激光束的直徑以上，并且被設(shè)置位于和底部10相對(duì)的區(qū)域的內(nèi)側(cè)。
文檔編號(hào)H01L23/532GK1440076SQ0310366
公開日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2003年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月19日
發(fā)明者羽多野正亮, 池上浩, 臼井孝公, 松尾美惠 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝