JP2003017570A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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Abstract
断後に、大気放出してもコロージョン等の不都合が発生
することがなく、動作不良を抑止して高い信頼性の半導
体装置を実現する。 【解決手段】 Cu−Al合金膜44及びこの周囲を覆
うTiN膜43から冗長用ヒューズ51を構成する。ヒ
ューズ切断時に、切断部分におけるCu−Al合金膜4
4が急激な温度上昇により熱拡散し、AlがCuより卑
であり優先的に酸素と結合するために、外気中でAlが
酸化反応し、これにより生成された安定な金属酸化物で
あるAlOxが冗長用ヒューズ51の切断面に付着して
被膜61を自己整合的に形成し、これが保護膜となって
コロージョンの発生が抑止される。
Description
含有する材料からなる配線及び冗長用のヒューズを有す
る配線構造を備えてなる半導体装置及びその製造方法に
関し、特にダマシン法によりCu配線を形成する場合に
適用して好適である。
プサイズの縮小化に伴い、配線の微細化及び多層配線化
が加速的に進められている。こうした多層配線を有する
ロジックデバイスにおいては、配線遅延がデバイス信号
遅延の支配的要因の1つになりつつある。デバイスの信
号遅延は配線抵抗値と配線容量の積に比例しており、従
って配線遅延の改善のためには配線抵抗値や配線容量の
軽減が重要である。
線を形成することが検討されている。特に、配線遅延に
大きく影響を及ぼすグローバル配線部分において、低誘
電率膜とCu配線を組み合わせることによりデバイス性
能向上に大きく寄与する。
は、配線等の冗長性を持たせるために、冗長用のヒュー
ズが設けられる。このヒューズは便宜上、配線に用いる
金属と兼ねて形成される。従って、Cu配線を用いる半
導体デバイスにおいては、配線とともに冗長用ヒューズ
にもCuを材料として用いることが切望されている。
にCuを用いた場合、当該ヒューズをレーザ光で切断す
る際に、当該半導体デバイスの主要構成材であるSiに
ダメージを及ぼさないレーザ波長を選択することが必要
である。しかしながら、レーザ光の当該波長におけるC
uに対する吸収率は低く、従って当該波長のレーザ光で
は、冗長用ヒューズの厚みに変動が生じた場合に対処で
きず、確実な切断が不可能となるという問題が生じる。
323580や特開2000−208635に開示され
ているように、Cuからなる冗長用ヒューズ上に光吸収
層を形成することが提案されている。この方法によれ
ば、冗長用ヒューズを前記波長のレーザ光により切断す
ることはできる。しかしながら、切断工程後にはメモリ
セルのどのセルが有効なのかを判定するために冗長用ヒ
ューズの切断部分にバイアスを印加する必要があり、こ
の際に剥き出しになった前記切断部分に湿度とバイアス
によってコロージョンが発生し、切断され絶縁されたは
ずの前記切断部分が再び接続されてしまう。その結果、
半導体デバイスとして動作しなくなるという問題が生じ
る。
ことにより、配線抵抗値を低減して配線遅延を抑止する
ことができるものの、の実効的な形成・利用が困難とな
るという深刻な問題が発生する。
たものであり、Cu配線と共にCuを含むヒューズを備
えた半導体装置であって、当該ヒューズを安定且つ確実
に切断し、切断後に、通常の温度・湿度(例えば温度2
7℃、湿度60%)の雰囲気下でもコロージョン等の不
都合が発生することがなく、動作不良を抑止して高い信
頼性を実現する半導体装置及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
以下に示す発明の諸態様に想到した。
からなる配線及びヒューズを有する配線構造を備えてな
る半導体装置を対象とする。本発明では、前記ヒューズ
が、金属酸化物を形成し得る金属とCuとの合金材料
と、当該合金材料の周囲を覆い、当該ヒューズを切断す
る際に用いるレーザ光の波長に対する吸収性を有する金
属材料とを含み構成されてなることを特徴とする。
N,W,WN,Ta,TaN,及びTiWのうちから選
ばれた1種又は2種以上の組み合わされたものとするこ
とが好ましく、また、前記金属酸化物を形成し得る金属
は、Mg,Zr,Al,及びBeのうちから選ばれた1
種又は2種以上の組み合わされたものとすることが好ま
しい。
の被膜を確実に形成し得る程度の高い添加量を要するこ
とから、前記金属酸化物を形成し得る金属の前記合金材
料における含有率は、1原子%〜10原子%内の所定値
とすることが好ましい。
みはなされているが(例えば特開平11−54458号
公報参照)、いずれも添加した金属の不均一な拡散によ
るCuの比抵抗の上昇を避けるために、添加金属がMg
であれば0.05原子%〜6原子%、Alであれば0.
05原子%〜0.3原子%の低濃度範囲に限定されてい
た。これに対して本発明では、Cu合金を主にヒューズ
の形成に用いるため、添加金属の添加量の適応範囲が従
来と異なり、凝集が発生しない範囲であれば良いことを
考慮して、上記の所定値とする。
Siに対するダメージ抑止に対応した波長のレーザ光を
照射しても、前記合金材料の周囲を覆う前記金属材料に
よりレーザ光を十分に吸収して確実な切断がなされる。
更にこの場合、切断部分における前記合金材料が急激な
温度上昇により熱拡散して外気中で前記合金材料中の
(Cu以外の)金属が酸化反応し、これにより生成され
た安定な金属酸化物がヒューズの切断面に付着して被膜
を自己整合的に形成し、これが保護膜となってコロージ
ョンの発生が抑止される。このように本発明では、半導
体装置にCu配線を適用し、これに伴ってヒューズにも
Cu合金を用いる場合でも、ヒューズの確実な切断及び
当該切断面の保護が可能となる。
実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。
について説明する。本実施形態では、本発明の主要構成
をなすCu多層配線及び冗長用ヒューズを有する配線構
造を備えた半導体装置及びその製造方法を例示する。な
お便宜上、半導体装置の構成をその製造方法と共に説明
する。図1〜図9は、第1の実施形態に係る半導体装置
の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
る。具体的には、図1(a)に示すように、シリコン半
導体基板1上でLOCOS法やSTI法等により素子分
離を行う。ここではSTI法等により、半導体基板1に
形成された溝内を絶縁物で充填してなる素子分離構造1
0を形成し、素子活性領域を画定する。
iONからなる薄いゲート絶縁膜2を形成した後、この
上に多結晶シリコン膜を形成し、多結晶シリコン膜及び
ゲート絶縁膜2をパターニングして、半導体基板1上に
ゲート絶縁膜2を介したゲート電極3を形成する。そし
て、ゲート電極3をマスクとしてゲート電極3の両側に
おける半導体基板1の表層に不純物をイオン注入してソ
ース/ドレイン4を形成し、MOSトランジスタ構造と
する。
図1(b)〜図8(b)では、上記した半導体基板1及
びMOSトランジスタ構造の図示を省略する。
板1を覆うように層間絶縁膜11を堆積形成した後、層
間絶縁膜11に下層配線と通じるビアホール12を開孔
形成する。次に、ビアホール12の内壁を覆うようにT
iN等の下地膜13を形成し、ビアホール12を埋め込
む膜厚にW膜を堆積形成して、このW膜を化学機械研磨
(CMP)してビアホール12のみにWが充填されてな
るWプラグ14を形成する。
縁膜11及びWプラグ14上にSi 3N4膜15を膜厚3
0nm程度に形成する。次に、Si3N4膜15上にFS
G(fluoro-silicate glass)からなる層間絶縁膜16
を膜厚500nm程度に堆積形成した後、フォトリソグ
ラフィーの露光に対する反射防止膜17を形成する。
レジスト18を塗布し、フォトリソグラフィーによりフ
ォトレジスト18を加工して、各Wプラグ14上で開口
する配線溝パターン18aを形成する。次に、フォトレ
ジスト18をマスクとし、Si3N4膜15をエッチング
ストッパーとして、反射防止膜17及び層間絶縁膜16
をドライエッチングする。
レジスト18を灰化処理等により除去した後、更にSi
3N4膜15をドライエッチングして層間絶縁膜11及び
各Wプラグ14の表面を露出させ、配線溝パターンに倣
った第1の配線溝19を形成する。
からなるバリアメタル膜20を膜厚25nm程度に、更
にシード金属膜としてCu膜21を膜厚200nm程度
にクラスター化されたスパッタ装置により真空中で連続
的に堆積形成する。ここで、RF処理とバリアメタル膜
20及びCu膜21の形成は真空中で連続的に行なうこ
とが望ましい。
メタル20を電極として、メッキ法により第1の配線溝
19内を埋め込む膜厚、ここでは1μm程度にCu膜2
2を形成する。
ン法によるCu膜22の分離のため、CMP法によりC
u膜22(21)及びバリアメタル膜20を研磨して第
1の配線溝19内のみにCu膜22を残し、第1の配線
23を形成する。
配線23の表面の拡散バリア(パッシベーション)とな
るSi3N4膜24を膜厚70nm程度に堆積形成する。
次に、Si3N4膜24上にFSGからなる層間絶縁膜2
5、Si3N4膜26、FSGからなる層間絶縁膜27を
膜厚700nm程度、30nm程度、700nm程度に
順次形成し、更に反射防止膜28を形成する。
レジスト29を塗布し、フォトリソグラフィーによりフ
ォトレジスト29を加工して、各第1の配線23上で開
口する開孔パターン29aを形成する。
レジスト29をマスクとし、Si3N4膜24をエッチン
グストッパーとして、反射防止膜28、層間絶縁膜2
7、Si3N4膜26及び層間絶縁膜25をドライエッチ
ングして、開孔パターン29aの形状に倣ったビアホー
ル30を形成する。次に、フォトレジスト29を灰化処
理等により除去する。
れたビアホール30の下方部位に、第1の配線23の表
面酸化を防止する処置としてレジスト等からなる保護材
料31を埋め込む。
レジスト32を塗布し、フォトリソグラフィーによりフ
ォトレジスト32を加工して、各ビアホール30上で開
口する配線層パターン32aを形成する。次に、フォト
レジスト32をマスクとし、Si3N4膜26をエッチン
グストッパーとして、反射防止膜28及び層間絶縁膜2
7をドライエッチングして、配線層パターン32aの形
状に倣った第2の配線溝33を形成する。
レジスト32及び保護材料31を灰化処理等により除去
した後、ビアホール30の底部に残るSi3N4膜24及
び第2の配線溝33の底部に残るSi3N4膜26を全面
ドライエッチングにより除去する。このとき、第2の配
線溝33とビアホール30とが一体となる。
からなるバリアメタル膜34を膜厚25nm程度に、更
にシード金属膜としてCu膜(不図示)を膜厚200n
m程度にスパッタ装置により真空中で連続的に堆積形成
する。次に、バリアメタル34を電極として、メッキ法
により第2の配線溝33及びビアホール30内を埋め込
む膜厚、ここでは1μm程度にCu膜35を形成する。
ン法によるCu膜22の分離のため、CMP法によりC
u膜35及びバリアメタル膜34を研磨して第2の配線
溝35及びビアホール30内のみにCu膜35を残した
後、ウェット処理により洗浄して第2の配線36を形成
し、第1の配線23及び第2の配線36からなる下層配
線を完成させる。
配線36の表面の拡散バリア(パッシベーション)とな
るSi3N4膜37を膜厚100nm程度に堆積形成した
後、層間絶縁膜としてSiO2膜38を膜厚1μm程度
に形成する。
N4膜37及びSiO2膜38をパターニングし、第2の
配線36の表面の一部を露出させるビアホール45を形
成する。そして、フォトレジストを除去した後、SiO
2膜38をパターニングして、ビアホール45を通して
第2の配線36の表面を露出させる第3の配線溝39を
形成する。このとき、図7(b)中で右側の領域がヒュ
ーズ領域41、左側の領域が配線領域42となる。
配線溝39及びビアホール45の内壁を覆うように、ス
パッタ法によりTiN膜43を膜厚100nm程度に形
成する。
状態を継続させながら、Cu合金、ここではCu−Al
合金膜44を第3の配線溝39及びビアホール45を埋
め込むようにスパッタ法により堆積する。ここで、Cu
−Al合金膜44のAl添加量は、冗長用ヒューズの切
断の際に、後述するような金属酸化物の被膜を確実に形
成し得る程度の高い添加量を要することから、1atm
%〜10atm%の範囲内の所定値とすることが好まし
い。
てCu−Al合金膜44及びTiN膜43をCMP法に
より研磨し、更に0.05μm〜0.10μm程度のデ
ィッシングを行う。
Al合金膜44の上面を覆うようにTiN膜43をスパ
ッタ法により膜厚100nm程度に堆積し、SiO2膜
38をストッパーとしてTiN膜43をCMP法により
研磨する。このとき、ヒューズ領域41には、第3の配
線溝39及びビアホール45内を充填し、TiN膜43
及びこれにより全面を囲まれたCu−Al合金膜44か
らなる冗長用ヒューズ51が、配線領域42には、同様
にTiN膜43及びこれにより全面を囲まれたCu−A
l合金膜44からなる上層配線52がそれぞれ形成され
る。
びSiO2膜54をそれぞれ膜厚100nm程度、40
0nm程度に形成し、図9に示すように、前記配線構造
を有する半導体装置を完成させる。
で発生した不良個所を是正するため、冗長用ヒューズ5
1を切断する場合について説明する。
近傍を示す概略断面図である。先ず、図10(a)に示
すように、冗長用ヒューズ51の切断予定部位に相当す
るSiO2膜54の個所にレーザ光を照射する。このレ
ーザ光は、シリコン半導体基板1にダメージを及ぼさな
いことを考慮して、シリコンに吸収され難い波長を選択
する。切断条件の一例としては、レーザ波長1.3μ
m、レーザエネルギー1.0μJ、パルス幅12n秒、
スポット径2.5μmとすることが好適である。
と、図10(b)に示すように、SiO2膜54及びS
iN膜53の照射部位が蒸発するとともに、TiN膜4
3が当該照射条件(波長)のレーザ光に対する吸収率に
優れているために、このレーザ光を十分に吸収し、急激
な温度上昇を惹起して冗長用ヒューズ51が照射部位で
切断される。
におけるCu−Al合金膜44が急激な温度上昇により
熱拡散し、AlがCuより卑であり優先的に酸素と結合
するために、外気中でAlが酸化反応し、これにより生
成された安定な金属酸化物であるAlOxが冗長用ヒュ
ーズ51の切断面に付着して被膜61を自己整合的に形
成し、これが保護膜となってコロージョンの発生が抑止
される。このように本実施形態では、半導体装置にCu
配線を適用し、これに伴って冗長用ヒューズ51にもC
u合金を用いる場合でも、冗長用ヒューズ51の確実な
切断及び当該切断面の保護が可能となる。
記の照射レーザ光に比して低エネルギーのレーザ光で再
び切断面を照射するようにしても良い。具体的には、レ
ーザエネルギー0.01μJ、パルス幅100n秒、ス
ポット径5.0μmとして、切断面を照射加熱する。こ
れにより、被膜61による切断面の保護が更に確実とな
り、信頼性が向上する。
周囲(ここでは全面)を覆う膜として、TiN膜43を
形成した例を開示したが、冗長用ヒューズ51を切断す
る際に用いるレーザ光の波長に対する吸収性を有する金
属材料であれば良く、TiN以外にもTi,W,WN,
Ta,TaN,及びTiWのうちから選ばれた1種又は
2種以上の組み合わされたものを用いても好適である。
性を保持するために好適な金属材料膜の厚みを調べるた
め、TiN膜,Ti膜,TaN膜,Ta膜について、膜
厚と光吸収率との関係についてシミュレーションを行っ
た。
膜を図11に、Ti膜を図12、TaN膜を図13、T
a膜を図14及び図15に示し、図11〜図14では各
金属材料膜をCu層の上面に、図15ではCu層の側面
に形成し、実験を行った。その結果、各金属材料膜をC
u層の上面に形成する場合には、十分な吸収率(0.2
以上程度)を得るには20nm以上の膜厚を要し、Cu
層の側面に形成する場合には、十分な吸収率(0.2以
上程度)を得るには60nm以上の膜厚を要することが
わかった。本実施形態では、TiN膜43を膜厚100
nm程度に形成するため、十分な吸収率が保障される。
成した例を開示したが、Cuよりも卑であり外気に触れ
た際にCuに優先して金属酸化物を形成し得る金属を含
有していることを要し、Al以外にも、Mg,Zr,及
びBeのうちから選ばれた1種又はこれらにAlを含め
たうちから2種以上の組み合わされたものを用いてCu
合金膜を形成しても好適である。これら金属の添加量
は、Cu−Al合金膜の場合と同様に、1atm%〜1
0atm%の範囲内の所定値とすることが好ましい。
の構成要素であるCu合金の選択基準としては、 合金を形成する金属のCu中への添加による比抵抗の
上昇が低いこと。 Cu合金の形成工程において、当該金属がCu中へ拡
散し易いこと。 冗長用ヒューズの切断時において、自己整合的に被膜
形成し易いこと。 が挙げられ、これら3つの観点を踏まえて選択すること
が好ましい。
された際の比抵抗の上昇度を図16に示す。このよう
に、 Cu−Mg及びCu−Be:+0.6μΩcm/at% Cu−Al:+1.0μΩcm/at% Cu−Zr:+2.0μΩcm/at% となり、観点についてはこの順で優れている。
る各金属の拡散係数は、 Be:6.6×10-5(cm2/s) Al:1.31×10-5(cm2/s) であり、観点についてはこの順で優れている。なお、
Mg及びZrについては、液相と固相が存在するために
データを取得することが困難であり、判断を避ける。
生成自由エネルギー(ΔG)の値から考察したところ、 BeO:−140(kcal/g.原子 O2) MgO:−136(kcal/g.原子 O2) 1/3Al2O3:−125.6(kcal/g.原子 O2) 1/2ZrO2:−123.5(kcal/g.原子 O2) であり、観点についてはBe,Mg,Al,Zrの順
で優れている。
を勘案し、その他の製造上の諸条件を総合的に考慮して
選択すれば良い。
線溝をCu(合金)により同時に埋め込むデュアル・ダ
マシン法による配線形成を例示したが、ビアホールと配
線溝に個々にCu(合金)を埋め込むシングル・ダマシ
ン法を採用しても良い。この場合、冗長用ヒューズを形
成しないビアホールにおいては、単体のCu(合金でな
いCu)を充填するようにしても好適である。
ば、Cu配線と共にCuを含む冗長用ヒューズを備えた
半導体装置であって、冗長用ヒューズ51を安定且つ確
実に切断し、切断後に、通常の温度・湿度(例えば温度
27℃、湿度60%)の雰囲気下でもコロージョン等の
不都合が発生することがなく、動作不良を抑止して高い
信頼性を備えた半導体装置を実現することが可能とな
る。
の実施形態について説明する。本実施形態では、第1の
実施形態と同様にCu多層配線及び冗長用ヒューズを有
する配線構造を備えた半導体装置及びその製造方法を例
示するが、冗長用ヒューズの作製工程が若干異なる点で
第1の実施形態と相違する。図17及び図18は、第2
の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す
概略断面図である。なお便宜上、第1の実施形態で説明
した半導体装置の構成部材等と同様のものについては、
同符号を記して説明を省略する。また、本実施形態にお
いても、半導体装置の構成をその製造方法と共に説明す
る。
(a)〜図6(b)の各工程を経て、MOSトランジス
タ構造及び第1の配線23及び第2の配線36からなる
下層配線を形成する。
の配線36の表面の拡散バリア(パッシベーション)と
なるSi3N4膜37を膜厚100nm程度に堆積形成し
た後、層間絶縁膜としてSiO2膜38を膜厚2μm程
度に形成し、SiO2膜38の表層をCMP法により膜
厚1μm程度となるまで研磨して平坦化する。
3N4膜37及びSiO2膜38をパターニングし、第2
の配線36の表面の一部を露出させるビアホール45を
形成する。
ッタ法により、TiN膜43を膜厚70nm程度、Cu
−Al合金膜44を膜厚700nm程度、TiN膜43
を膜厚70nm程度に順次成膜する。Cu−Al合金膜
44のAl添加量は、冗長用ヒューズの切断の際に金属
酸化物の被膜を確実に形成し得る程度の高い添加量を要
することから、1atm%〜10atm%の範囲内の所
定値とすることが好ましく、本実施形態では0.8at
m%とする。
Al合金膜44の周囲を覆う膜として、TiN膜43を
形成した例を開示したが、冗長用ヒューズ51を切断す
る際に用いるレーザ光の波長に対する吸収性を有する金
属材料であれば良く、TiN以外にもTi,W,WN,
Ta,TaN,及びTiWのうちから選ばれた1種又は
2種以上の組み合わされたものを用いても好適である。
成した例を開示したが、Cuよりも卑であり外気に触れ
た際にCuに優先して金属酸化物を形成し得る金属を含
有していることを要し、Al以外にも、Mg,Zr,及
びBeのうちから選ばれた1種又はこれらにAlを含め
たうちから2種以上の組み合わされたものを用いてCu
合金膜を形成しても好適である。これら金属の添加量
は、Cu−Al合金膜の場合と同様に、1atm%〜1
0atm%の範囲内の所定値とすることが好ましい。
法によりSiO2膜(不図示)を膜厚1μm程度に形成
し、これをパターニングすることにより、エッチングマ
スクを形成する。そして、このエッチングマスクを用い
て、基板温度を230℃〜270℃、Cl2ガスをエッ
チングガスとして、上下のTiN膜43及びCu−Al
合金膜44をパターニングする。
側の領域がヒューズ領域41、左側の領域が配線領域4
2となり、ヒューズ領域41には、ビアホール45内を
充填し、TiN膜43及びこれらにより上下を挟持され
たCu−Al合金膜44からなる冗長用ヒューズ71
が、配線領域42には、同様にTiN膜43及びこれに
より上下を挟持されたCu−Al合金膜44からなる上
層配線72がそれぞれ形成される。
びSiO2膜54をそれぞれ膜厚100nm程度、40
0nm程度に形成し、図19に示すように、前記配線構
造を有する半導体装置を完成させる。
施形態と同様の諸条件で冗長用ヒューズ71を切断する
際に、SiO2膜54及びSiN膜53の照射部位が蒸
発するとともに、TiN膜43が当該照射条件(波長)
のレーザ光に対する吸収率に優れているために、このレ
ーザ光を十分に吸収し、急激な温度上昇を惹起して冗長
用ヒューズ71が照射部位で切断される。
におけるCu−Al合金膜44が急激な温度上昇により
熱拡散し、AlがCuより卑であり優先的に酸素と結合
するために、外気中でAlが酸化反応し、これにより生
成された安定な金属酸化物であるAlOxが冗長用ヒュ
ーズ71の切断面に付着して被膜61を自己整合的に形
成し、これが保護膜となってコロージョンの発生が抑止
される。このように本実施形態では、半導体装置にCu
配線を適用し、これに伴って冗長用ヒューズ51にもC
u合金を用いる場合でも、冗長用ヒューズ71の確実な
切断及び当該切断面の保護が可能となる。
断後に、上記の照射レーザ光に比して低エネルギーのレ
ーザ光で再び切断面を照射するようにしても良い。具体
的には、レーザエネルギー0.01μJ、パルス幅10
0n秒、スポット径5.0μmとして、切断面を照射加
熱する。これにより、被膜61による切断面の保護が更
に確実となり、信頼性が向上する
ば、Cu配線と共にCuを含む冗長用ヒューズを備えた
半導体装置であって、冗長用ヒューズ71を安定且つ確
実に切断し、切断後に、通常の温度・湿度(例えば温度
27℃、湿度60%)の雰囲気下でもコロージョン等の
不都合が発生することがなく、動作不良を抑止して高い
信頼性を備えた半導体装置を実現することが可能とな
る。
として冗長用のものを例示したが、本発明はこれに限定
されるものではない。例えば、冗長用ヒューズ以外に
も、プラグラムを行うための溶断配線として本発明のヒ
ューズを適用しても良い。このような溶断配線を備えた
ROMはFPGA(Field Programmable Gate Array)
と称され、このROMにCu配線を採用し、溶断配線に
本発明のヒューズを用いることにより、製品の高信頼性
を確保することが可能となる。
て記載する。
からなる配線及びヒューズを有する配線構造を備えてな
る半導体装置であって、前記ヒューズは、金属酸化物を
形成し得る金属とCuとの合金材料と、当該合金材料の
周囲を覆い、当該ヒューズを切断する際に用いるレーザ
光の波長に対する吸収性を有する金属材料とを含み構成
されてなることを特徴とする半導体装置。
金材料の上面及び側面の少なくともいずれかであること
を特徴とする付記1に記載の半導体装置。
の上面に形成される場合には、少なくとも20nm以上
の膜厚に形成されることを特徴とする付記2に記載の半
導体装置。
の側面に形成される場合には、少なくとも60nm以上
の膜厚に形成されることを特徴とする付記2に記載の半
導体装置。
移金属を含む材料であることを特徴とする付記1〜4の
いずれか1項に記載の半導体装置。
N,W,WN,Ta,TaN,及びTiWのうちから選
ばれた1種又は2種以上の組み合わされたものであるこ
とを特徴とする付記5に記載の半導体装置。
属は、Mg,Zr,Al,及びBeのうちから選ばれた
1種又は2種以上の組み合わされたものであることを特
徴とする付記1〜6のいずれか1項に記載の半導体装
置。
属の前記合金材料における含有率は、1原子%〜10原
子%内の所定値であることを特徴とする付記7に記載の
半導体装置。
により切断された際に、その切断面を覆うように前記金
属酸化物を含む被膜が形成されるものであることを特徴
とする付記1〜8のいずれか1項に記載の半導体装置。
料からなる配線を所定形状に形成する工程と、ヒューズ
を、金属酸化物を形成し得る金属とCuとの合金材料
と、当該合金材料の周囲を覆い、当該ヒューズを切断す
る際に用いるレーザ光の波長に対する吸収性を有する金
属材料とから形成する工程とを含むことを特徴とする半
導体装置の製造方法。
合金材料の上面及び側面の少なくともいずれかであるこ
とを特徴とする付記10に記載の半導体装置の製造方
法。
料の上面に形成する場合には、少なくとも20nm以上
の膜厚に形成することを特徴とする付記11に記載の半
導体装置の製造方法。
料の側面に形成する場合には、少なくとも60nm以上
の膜厚に形成することを特徴とする付記11に記載の半
導体装置の製造方法。
遷移金属を含む材料であることを特徴とする付記10〜
13のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
N,W,WN,Ta,TaN,及びTiWのうちから選
ばれた1種又は2種以上の組み合わされたものであるこ
とを特徴とする付記14に記載の半導体装置の製造方
法。
金属は、Mg,Zr,Al,及びBeのうちから選ばれ
た1種又は2種以上の組み合わされたものであることを
特徴とする付記10〜15のいずれか1項に記載の半導
体装置の製造方法。
金属の前記合金材料における含有率を、1原子%〜10
原子%内の所定値とすることを特徴とする付記16に記
載の半導体装置の製造方法。
に照射してこれを切断する工程を更に含み、前記切断工
程の際に、前記ヒューズの切断面を覆うように前記金属
酸化物を含む被膜が形成されることを特徴とする付記1
0〜17のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方
法。
断工程で用いたレーザ光よりも弱いエネルギーのレーザ
光を前記ヒューズに照射する工程を更に含むことを特徴
とする付記18に半導体装置の製造方法。
含むヒューズを備えた半導体装置であって、当該ヒュー
ズを安定且つ確実に切断し、切断後に、大気放出しても
コロージョン等の不都合が発生することがなく、動作不
良を抑止して高い信頼性を実現することが可能となる。
工程順に示す概略断面図である。
装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
示す概略断面図である。
切断時における冗長用ヒューズ近傍を示す概略断面図で
ある。
るために好適な金属材料膜の厚みを調べるため、膜厚と
光吸収率との関係についてシミュレーション実験を行っ
た結果を示す特性図である。
るために好適な金属材料膜の厚みを調べるため、膜厚と
光吸収率との関係についてシミュレーション実験を行っ
た結果を示す特性図である。
るために好適な金属材料膜の厚みを調べるため、膜厚と
光吸収率との関係についてシミュレーション実験を行っ
た結果を示す特性図である。
るために好適な金属材料膜の厚みを調べるため、膜厚と
光吸収率との関係についてシミュレーション実験を行っ
た結果を示す特性図である。
るために好適な金属材料膜の厚みを調べるため、膜厚と
光吸収率との関係についてシミュレーション実験を行っ
た結果を示す特性図である。
上昇度を示す特性図である。
を工程順に示す概略断面図である。
導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 少なくともCuを含有する材料からなる
配線及びヒューズを有する配線構造を備えてなる半導体
装置であって、 前記ヒューズは、 金属酸化物を形成し得る金属とCuとの合金材料と、 当該合金材料の周囲を覆い、当該ヒューズを切断する際
に用いるレーザ光の波長に対する吸収性を有する金属材
料とを含み構成されてなることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項2】 前記合金材料の周囲は、当該合金材料の
上面及び側面の少なくともいずれかであることを特徴と
する請求項1に記載の半導体装置。 - 【請求項3】 前記金属材料は、少なくとも遷移金属を
含む材料であることを特徴とする請求項1又は2に記載
の半導体装置。 - 【請求項4】 前記金属材料は、Ti,TiN,W,W
N,Ta,TaN,及びTiWのうちから選ばれた1種
又は2種以上の組み合わされたものであることを特徴と
する請求項3に記載の半導体装置。 - 【請求項5】 前記金属酸化物を形成し得る金属は、M
g,Zr,Al,及びBeのうちから選ばれた1種又は
2種以上の組み合わされたものであることを特徴とする
請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 【請求項6】 前記ヒューズは、前記レーザ光により切
断された際に、その切断面を覆うように前記金属酸化物
を含む被膜が形成されるものであることを特徴とする請
求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 【請求項7】 少なくともCuを含有する材料からなる
配線を所定形状に形成する工程と、 ヒューズを、金属酸化物を形成し得る金属とCuとの合
金材料と、当該合金材料の周囲を覆い、当該ヒューズを
切断する際に用いるレーザ光の波長に対する吸収性を有
する金属材料とから形成する工程とを含むことを特徴と
する半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】 前記合金材料の周囲は、当該合金材料の
上面及び側面の少なくともいずれかであることを特徴と
する請求項7に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項9】 前記金属材料は、少なくとも遷移金属を
含む材料であることを特徴とする請求項7又は8に記載
の半導体装置の製造方法。 - 【請求項10】 前記金属材料は、Ti,TiN,W,
WN,Ta,TaN,及びTiWのうちから選ばれた1
種又は2種以上の組み合わされたものであることを特徴
とする請求項9に記載の半導体装置の製造方法。
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