JP2003051542A - 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
膜を正確な膜厚に形成でき、レーザによる切断作業を適
正に行う。 【解決手段】 不良素子を分離するための素子分離用ヒ
ューズ配線を設けた半導体装置で、ヒューズ用金属配線
110の上層に設けられる金属配線間絶縁膜120の上
面に、金属配線間絶縁膜120に対して選択比を確保で
きるエッチング停止膜(絶縁膜)180を設ける。その
上層の金属配線間絶縁膜140をエッチングしてヒュー
ズ用金属配線110の上層の絶縁膜の膜厚を調整する際
に、エッチング停止膜180によってエッチングによる
溝170の深さを正確に制御し、ヒューズ用金属配線1
10の上層の絶縁膜を適正な膜厚に形成する。これによ
り、各種製造工程等によって生じる絶縁膜の膜厚誤差の
影響を排除し、レーザによるヒューズ用金属配線の切断
を確実に行える。
Description
るための素子分離用ヒューズ配線を設けた半導体装置及
びその製造方法に関する。
子を回路から切り離すために素子分離用ヒューズ配線を
設けることが行われている。図2は、このような素子分
離用のヒューズ配線を設けた半導体装置の具体例を示す
要部断面図である。以下、この半導体装置におけるヒュ
ーズ配線周辺部の積層構造について説明する。
線となる金属配線210が設けられており、その上層に
中層の金属配線間絶縁膜220が設けられている。そし
て、この金属配線間絶縁膜220の上層に各種の金属配
線231、232が設けられ、その上層に最上層の金属
配線間絶縁膜240が設けられている。さらに、この金
属配線間絶縁膜240の上層に各種の金属配線251、
252が設けられ、その上層に保護絶縁膜260が設け
られている。また、各金属配線231、232、25
1、252及び保護絶縁膜260は、ヒューズ用金属配
線210を避ける位置に配設されており、ヒューズ用金
属配線210の上層の絶縁膜はエッチングによる溝27
0の形成により、レーザでヒューズ用金属配線210を
切断するのに最適な膜厚220Aに調整されている。
来のヒューズ用金属配線を設けた半導体装置では、上述
したヒューズ用金属配線210の上層の絶縁膜の膜厚2
20Aが各種製造工程上の誤差等によって、大きなばら
つきを有しており、この膜厚のばらつきがレーザによる
切断時に支障となる場合がある。以下、具体的にどのよ
うな要因で絶縁膜の膜厚220Aのばらつきが生じるか
を図2を用いて説明する。
20、240については、それぞれの成膜工程時の誤差
や成膜後の平坦化工程(CMP工程やエッチバック工
程)時の誤差により、1つのチップ内やウェーハ内でそ
れぞれ膜厚にばらつきが生じることになる。また、ヒュ
ーズ用金属配線210の上層の溝270は、通常は、最
上層の金属配線251、252を被覆する保護膜260
の窓開け工程時に同時にエッチングされるが、このエッ
チングの際に、ヒューズ用金属配線210上の絶縁膜の
膜厚220Aが最適な値になるように、多少のオーバー
エッチングを行うのが普通である。したがって、このエ
ッチング工程によるエッチング量のばらつきが、上述し
た各金属配線間絶縁膜220、240の膜厚の誤差に加
算されることになる。
0の成膜工程、平坦化工程、孔明け工程による誤差が累
積されることになり、ヒューズ用金属配線210上の絶
縁膜の膜厚220Aに大きな誤差を生じ、この膜厚22
0Aのばらつきによってレーザによる適正なヒューズの
切断作業が妨げられ、半導体装置の品質不良等の原因と
なり、歩留の低下を招いてしまうという問題がある。
たものであり、その目的とするところは、素子分離用ヒ
ューズ配線の上層における絶縁膜を正確な膜厚に形成で
き、レーザによる切断作業を適正に行うことができる半
導体装置及びその製造方法を提供することにある。
離するための素子分離用ヒューズ配線を設けた半導体装
置であって、前記素子分離用ヒューズ配線の上層に第1
の絶縁層を設け、かつ、前記第1の絶縁層の上層にエッ
チング停止膜を設けたことを特徴とする。
素子分離用ヒューズ配線を設けた半導体装置の製造方法
であって、前記素子分離用ヒューズ配線の上層に第1の
絶縁層を設ける第1の絶縁層形成工程と、前記第1の絶
縁層の上層にエッチング停止膜を設けるエッチング停止
膜形成工程と、前記エッチング停止膜の上層に配線を形
成する配線形成工程と、前記エッチング停止膜及び前記
配線の上層に第2の絶縁層を設ける第2の絶縁層形成工
程と、前記第2の絶縁層における素子分離用ヒューズ配
線の上方領域に、前記素子分離用ヒューズ配線をレーザ
で切断するための溝を前記エッチング停止膜に到達する
深さに形成するエッチング工程とを有することを特徴と
する。
分離するための素子分離用ヒューズ配線の上層に第1の
絶縁層を設け、この第1の絶縁層の上層にエッチング停
止膜を設けたことから、素子分離用ヒューズ配線をレー
ザで切断するための溝をエッチングで形成する場合に、
溝の深さをエッチング停止膜によって正確に制御するこ
とが容易になる。したがって、素子分離用ヒューズ配線
の上層の絶縁膜の膜厚を正確に制御できるため、レーザ
による素子分離用ヒューズ配線の切断作業を適正に行う
ことができ、切断不良による品質不良を排除して半導体
装置の歩留を改善できる。また、第1の絶縁層を必要以
上に厚く形成したり、複雑なエッチングの制御を行う必
要がなくなり、製造コストの低減に寄与できる。
子を分離するための素子分離用ヒューズ配線の上層に第
1の絶縁層を設け、この第1の絶縁層の上層にエッチン
グ停止膜を設けた後に、上層の第2の絶縁層を設け、こ
の第2の絶縁層に素子分離用ヒューズ配線をレーザで切
断するための溝をエッチングで形成することから、溝の
深さをエッチング停止膜によって正確に制御することが
容易になる。したがって、素子分離用ヒューズ配線の上
層の絶縁膜の膜厚を正確に制御できるため、レーザによ
る素子分離用ヒューズ配線の切断作業を適正に行うこと
ができ、切断不良による品質不良を排除して半導体装置
の歩留を改善できる。また、第1の絶縁層を必要以上に
厚く形成したり、複雑なエッチングの制御を行う必要が
なくなり、製造コストの低減に寄与できる。
いて図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の
形態による半導体装置の具体例を示す要部断面図であ
る。本例の半導体装置は、不良素子を分離するための素
子分離用ヒューズ配線を設けたものであり、図2に示す
従来例と異なる点は、ヒューズ用金属配線の上層に設け
られる中層の金属配線間絶縁膜の上面に、金属配線間絶
縁膜に対して選択比を確保できるエッチング停止膜(絶
縁膜)を設けることにより、その上層に設けられる金属
配線間絶縁膜をエッチングしてヒューズ用金属配線の上
層の絶縁膜の膜厚を調整する際に、エッチング停止膜に
よってエッチングによる溝の深さを正確に制御し、ヒュ
ーズ用金属配線の上層の絶縁膜を適正な膜厚に形成する
ことで、各種製造工程等によって生じる絶縁膜の膜厚誤
差の影響を排除し、レーザによるヒューズ用金属配線の
切断を確実に行えるようにしたものである。
おけるヒューズ配線周辺部の積層構造について説明す
る。まず、下層絶縁膜100の上にヒューズ配線となる
金属配線110が設けられており、その上に中層の金属
配線間絶縁膜(第1の絶縁層)120が設けられてい
る。そして、この金属配線間絶縁膜120の上層にエッ
チング停止膜180が設けられている。このエッチング
停止膜180は、平坦化処理された金属配線間絶縁膜1
20の上に平坦で均一な膜厚で形成された絶縁膜であ
り、その上層に配置される金属配線間絶縁膜(第2の絶
縁層)140に対して十分大きい選択比を確保できる材
料よりなるものである。なお、エッチング停止膜180
の詳細については後述する。
に各種の金属配線131、132が設けられ、その上層
に最上層の金属配線間絶縁膜140が設けられている。
さらに、この金属配線間絶縁膜140の上層に各種の金
属配線151、152が設けられ、その上層に保護絶縁
膜160が設けられている。また、各金属配線131、
132、151、152及び保護絶縁膜160は、ヒュ
ーズ用金属配線110を避ける位置に配設されており、
ヒューズ用金属配線110の上層の絶縁膜はエッチング
による溝170が形成されている。この溝170は、エ
ッチングがエッチング停止膜180によって停止させら
れることにより、エッチング停止膜180に到達した深
さを有するものとなっている。このような溝170の形
成により、ヒューズ用金属配線110の上層の絶縁膜の
膜厚は、レーザでヒューズ用金属配線110を切断する
のに最適な膜厚120A(金属配線間絶縁膜120のヒ
ューズ用金属配線110上にある部分とエッチング停止
膜180とを合計した膜厚)に調整される。
造工程について簡単に説明する。まず、下層絶縁膜10
0の上にヒューズ用金属配線110を形成した後、その
上層に金属配線間絶縁膜120を形成する(第1の絶縁
層形成工程)。ここで、金属配線間絶縁膜120は、所
定の膜厚に形成し、上面を平坦化する。次に、この金属
配線間絶縁膜120の上にエッチング停止膜180を設
ける(エッチング停止膜形成工程)。このエッチング停
止膜180は、金属配線間絶縁膜120の平坦面上に均
一な膜厚で全面に形成する。次に、このエッチング停止
膜180の上層に、金属配線131、132、金属配線
間絶縁膜140、金属配線151、152及び保護絶縁
膜160を順次形成する(配線形成工程及び第2の絶縁
層形成工程等)。この作業は、従来とほぼ同様の工程と
なる。その後、エッチングによって溝170を形成する
(エッチング工程)。この際、金属配線間絶縁膜140
とエッチング停止膜180との選択比等により、溝17
0をエッチング停止膜180に到達する深さまで形成す
る。
明する。まず、このエッチング停止膜180がエッチン
グによる溝170の深さを適正に制御するためには、金
属配線間絶縁膜140とのエッチング選択比が十分大き
い材質であり、また、オーバーエッチングに耐え得る十
分な膜厚を有している必要がある。そこで、金属配線間
絶縁膜140に対するエッチング停止膜180のエッチ
ング選択比を2.0以上とし、具体的材料として、金属
配線間絶縁膜140には、例えば、SiO膜、SiOF
膜、SiOC膜、HSQ膜、BCB膜、PAE膜等を用
い、エッチング停止膜180にはSiN膜、SiC膜を
用いる。なお、組み合わせは任意に選択できるものであ
る。また、エッチング停止膜180の膜厚としては、例
えば、5nm〜50nmとする。
を配線間に設けることにより、配線間でエッチング停止
膜180による容量や抵抗が作用し、層構造等にもよる
が、配線のRC遅延を増大させる恐れもある。そこで、
このようなRC遅延を抑制するため、エッチング停止膜
180には低誘電率の材質を用いる必要がある。目安と
しては、通常用いられるSiN系の絶縁膜の誘電率が
8.1程度であるため、それと同等かそれより小さい誘
電率(すなわち、8.1以下)の材料を用いることが望
ましい。例えば、ビアホールの形成時等にエッチングス
トッパとして用いられるSiC系の絶縁膜は、SiN系
の絶縁膜より小さい誘電率を有しており、このような材
料をエッチング停止膜180に用いることにより、RC
遅延の影響をより有効に抑制できる。
内、ウェーハ間、ロット間のヒューズ用配線の上層絶縁
膜の膜厚のばらつきを最小限に抑えることができ、安定
してヒューズ用金属配線の切断を行うことができる。こ
れにより、分離後の半導体素子の歩留まりを向上させる
ことができる。なお、半導体装置の積層構造としては、
図1に示すものに限らず、他の積層構造を有するものに
も同様に適用し得るものである。
では、素子分離用ヒューズ配線の上層の絶縁膜の膜厚を
正確に制御できるため、レーザによる素子分離用ヒュー
ズ配線の切断作業を適正に行うことができ、切断不良に
よる品質不良を排除して半導体装置の歩留を改善でき、
製造コストの低減に寄与できる効果がある。また、本発
明の製造方法でも同様に、素子分離用ヒューズ配線の上
層の絶縁膜の膜厚を正確に制御できるため、レーザによ
る素子分離用ヒューズ配線の切断作業を適正に行うこと
ができ、切断不良による品質不良を排除して半導体装置
の歩留を改善でき、製造コストの低減に寄与できる効果
がある。
を示す要部断面図である。
ある。
線、120、140……金属配線間絶縁膜、131、1
32、151、152……金属配線、160……保護絶
縁膜、170……溝、180……エッチング停止膜。
Claims (9)
- 【請求項1】 不良素子を分離するための素子分離用ヒ
ューズ配線を設けた半導体装置であって、 前記素子分離用ヒューズ配線の上層に第1の絶縁層を設
け、かつ、前記第1の絶縁層の上層にエッチング停止膜
を設けた、 ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 前記第1の絶縁層は平坦な上面を有し、
その上面の上に前記エッチング停止膜が一定の膜厚で形
成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。 - 【請求項3】 前記エッチング停止膜は、低誘電率を有
する絶縁膜よりなることを特徴とする請求項1記載の半
導体装置。 - 【請求項4】 前記エッチング停止膜の誘電率が8.1
以下であることを特徴とする請求項2記載の半導体装
置。 - 【請求項5】 前記エッチング停止膜の上層には第2の
絶縁層が設けられ、前記第2の絶縁層における素子分離
用ヒューズ配線の上方領域には、前記素子分離用ヒュー
ズ配線をレーザで切断するためのエッチングによる溝が
前記エッチング停止膜に到達する深さに形成されている
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項6】 前記エッチング停止膜は前記溝を形成す
る際のエッチングを停止するために前記第2の絶縁層と
の間で十分大きいエッチング選択比を有することを特徴
とする請求項5記載の半導体装置。 - 【請求項7】 前記エッチング停止膜は前記溝を形成す
る際のエッチングを停止するために十分大きい膜厚を有
することを特徴とする請求項5記載の半導体装置。 - 【請求項8】 前記第1の絶縁層は、前記素子分離用ヒ
ューズ配線をレーザで切断するために所定の膜厚を有し
ていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項9】 不良素子を分離するための素子分離用ヒ
ューズ配線を設けた半導体装置の製造方法であって、 前記素子分離用ヒューズ配線の上層に第1の絶縁層を設
ける第1の絶縁層形成工程と、 前記第1の絶縁層の上層にエッチング停止膜を設けるエ
ッチング停止膜形成工程と、 前記エッチング停止膜の上層に配線を形成する配線形成
工程と、 前記エッチング停止膜及び前記配線の上層に第2の絶縁
層を設ける第2の絶縁層形成工程と、 前記第2の絶縁層における素子分離用ヒューズ配線の上
方領域に、前記素子分離用ヒューズ配線をレーザで切断
するための溝を前記エッチング停止膜に到達する深さに
形成するエッチング工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001240102A JP2003051542A (ja) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001240102A JP2003051542A (ja) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003051542A true JP2003051542A (ja) | 2003-02-21 |
Family
ID=19070764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001240102A Pending JP2003051542A (ja) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2003051542A (ja) |
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- 2001-08-08 JP JP2001240102A patent/JP2003051542A/ja active Pending
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