JP2003318262A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2003318262A
JP2003318262A JP2003029547A JP2003029547A JP2003318262A JP 2003318262 A JP2003318262 A JP 2003318262A JP 2003029547 A JP2003029547 A JP 2003029547A JP 2003029547 A JP2003029547 A JP 2003029547A JP 2003318262 A JP2003318262 A JP 2003318262A
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正亮 羽多野
Hiroshi Ikegami
浩 池上
Takakimi Usui
孝公 臼井
Mie Matsuo
美恵 松尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device of fuse wiring structure wherein fuse blow for electrically disconnecting fuse wiring is facilitated, and quality of the fuse wiring and its peripheral part is hard to be deteriorated. <P>SOLUTION: A Cu fuse wiring 1 is constituted of a leading-out wire 5 for a fuse and a fuse main body 2 which is arranged above the wire 5 and electrically connected with the wire 5, and formed on an Si substrate 3. An interlayer insulating film 4 as an insulating film and a Cu diffusion preventing film 7 are laminated so as to cover the Cu fuse wiring 1. A recessed part 9 for facilitating the fuse blow is formed above the fuse main body 2. The fuse main body 2 is formed to be smaller than the width and the length of a bottom 10 of the recessed part 9 and to be longer than or equal to the diameter of a laser beam for fuse blow, and is positioned inside a region facing the bottom 10. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置内の配
線構造に係り、特にLSIのヒューズ配線の構造および
配線パターンの改良を図った半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring structure in a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having an improved fuse wiring structure and wiring pattern of an LSI.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体装置において、不良救済の
ための冗長回路(リダンダンシー回路)が設けられたも
のが一般的に知られている。このリダンダンシー回路に
は、正常に機能する回路から不良部分を切り離すための
ヒューズ配線が設けられているのが一般的である。ヒュ
ーズ配線にレーザ光線(レーザビーム)を照射すること
より、ヒューズ配線を切断(ヒューズブロー)して、正
常に機能する回路から不良部分を切り離す(例えば特許
文献1〜4参照)。
2. Description of the Related Art It is generally known that a conventional semiconductor device is provided with a redundancy circuit (redundancy circuit) for repairing defects. This redundancy circuit is generally provided with a fuse wiring for separating a defective portion from a circuit that functions normally. By irradiating the fuse wiring with a laser beam (laser beam), the fuse wiring is cut (fuse blow), and a defective portion is separated from a circuit that functions normally (for example, see Patent Documents 1 to 4).

【0003】ここでは、例えばLSIのヒューズ配線付
近の一般的な構造を、図15(a)〜(c)を参照しつ
つ簡潔に説明する。図15(a)は、LSIをヒューズ
配線の幅方向に沿って示す断面図である。図15(b)
は、図15(a)中X−X線に沿って示す断面図であ
り、具体的にはLSIをヒューズ配線の長手方向に沿っ
て示す断面図である。図15(c)は、LSIのヒュー
ズ配線付近をその上方から臨んで示す平面図である。
Here, for example, a general structure near a fuse wiring of an LSI will be briefly described with reference to FIGS. 15 (a) to 15 (c). FIG. 15A is a sectional view showing the LSI along the width direction of the fuse wiring. Figure 15 (b)
15A is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 15A, specifically, a cross-sectional view showing the LSI along the longitudinal direction of the fuse wiring. FIG. 15C is a plan view showing the vicinity of the fuse wiring of the LSI as viewed from above.

【0004】シリコン基板101上には、多層配線構造
が形成されており、図15(a)は最上層とその下層の
2層の各種配線102を代表的に示している。各配線1
02は、CuやAlを用いて形成されるのが一般的であ
り、この場合はCuを用いて形成されているものとす
る。また、パッド部103aは、AlCu、Cu、また
はそれらの混合メタル等を用いて形成されるのが一般的
である。この場合、パッド部103aはCuを用いて形
成されているものとする。
A multi-layer wiring structure is formed on a silicon substrate 101, and FIG. 15 (a) typically shows various wirings 102 of two layers of an uppermost layer and a lower layer. Each wiring 1
02 is generally formed by using Cu or Al, and in this case, it is assumed that it is formed by using Cu. The pad portion 103a is generally formed using AlCu, Cu, or a mixed metal thereof. In this case, the pad portion 103a is assumed to be formed using Cu.

【0005】また、基板101上には層間絶縁膜104
が積層されて設けられている。各層間絶縁膜104の間
には、拡散防止膜105が設けられている。Cu配線1
02に対しては、層間絶縁膜104を、例えばプラズマ
−SiO2膜、Low−k膜(低比誘電率絶縁膜)、お
よびシリコン窒化膜の各膜、またはそれら各膜を積層し
た積層膜を用いて形成することが一般的である。この場
合、各層間絶縁膜104はプラズマ−SiO2膜とす
る。同様に、Cu配線102に対しては、Cuの拡散を
防止するために、拡散防止膜105を、例えばシリコン
窒化膜、シリコン炭化膜(SiC)、シリコン炭窒化膜
(SiCN)、またはそれらと略同等の特性を有する膜
を用いて、Cu拡散防止膜として形成することが一般的
である。この場合、各Cu拡散防止膜105はシリコン
窒化膜とする。また、最上層の層間絶縁膜104および
その下のCu拡散防止膜105は、いわゆるパッシベー
ション膜106として形成されている。
An interlayer insulating film 104 is formed on the substrate 101.
Are stacked and provided. A diffusion prevention film 105 is provided between the interlayer insulating films 104. Cu wiring 1
For No. 02, the interlayer insulating film 104 is, for example, a plasma-SiO 2 film, a Low-k film (low relative dielectric constant insulating film), a silicon nitride film, or a laminated film in which these films are laminated. It is generally formed by using. In this case, each interlayer insulating film 104 is a plasma-SiO 2 film. Similarly, with respect to the Cu wiring 102, in order to prevent Cu diffusion, a diffusion prevention film 105 is used, for example, a silicon nitride film, a silicon carbide film (SiC), a silicon carbonitride film (SiCN), or an abbreviated combination thereof Generally, a film having equivalent characteristics is used to form a Cu diffusion preventing film. In this case, each Cu diffusion prevention film 105 is a silicon nitride film. The uppermost interlayer insulating film 104 and the Cu diffusion preventing film 105 thereunder are formed as a so-called passivation film 106.

【0006】各Cu配線102とSiO2膜104との
間には、バリアメタル膜107が設けられている。各バ
リアメタル膜107は、例えばTa、Nb、W、または
Tiなどの高融点金属からなる膜、あるいはそれら高融
点金属の窒化物からなる膜、もしくはそれら高融点金属
と高融点金属の窒化物との積層膜を用いて形成されてい
る。
A barrier metal film 107 is provided between each Cu wiring 102 and the SiO 2 film 104. Each barrier metal film 107 is, for example, a film made of a refractory metal such as Ta, Nb, W, or Ti, a film made of a nitride of these refractory metals, or a nitride of these refractory metals and refractory metals. It is formed by using the laminated film of.

【0007】多層配線構造のLSIの場合、第2層目以
上のCu配線102は、いわゆるデュアルダマシン工
程、シングルダマシン工程、あるいはRIE工程等によ
り形成されるのが一般的である。ここでは、最上層のC
u配線102aおよびパッド部103aは、デュアルダ
マシン工程によりヴィアプラグ108と一体に形成され
ている。すなわち、Cu配線102aおよびパッド部1
03aは、いわゆるデュアルダマシン構造となってい
る。
In the case of an LSI having a multi-layer wiring structure, the Cu wirings 102 of the second layer and above are generally formed by a so-called dual damascene process, single damascene process, or RIE process. Here, the top C
The u wiring 102a and the pad portion 103a are integrally formed with the via plug 108 by a dual damascene process. That is, the Cu wiring 102a and the pad portion 1
03a has a so-called dual damascene structure.

【0008】また、多層配線構造のLSIの場合、ヒュ
ーズ配線は、一般的に最上層よりも下の配線層に設けら
れる。例えば、図15(a)に示すように、最上層より
1層下層のCu配線102のうちの数本がヒューズ配線
103として用いられる。Cuヒューズ配線103の上
方には、所定のヒューズ配線を電気的に断線させるヒュ
ーズブローを行い易くするために、いわゆるヒューズ窓
109が設けられている。このヒューズ窓109は、L
SIの製造に掛かる、いわゆるプロセスコストの低減等
の観点から、最上層の層間絶縁膜104をエッチングし
て最上層配線のパッド部103aを露出させる際に、併
行して開けられるのが一般的である。
Further, in the case of an LSI having a multilayer wiring structure, the fuse wiring is generally provided in a wiring layer below the uppermost layer. For example, as shown in FIG. 15A, some of the Cu wirings 102 one layer below the uppermost layer are used as the fuse wiring 103. A so-called fuse window 109 is provided above the Cu fuse wiring 103 in order to facilitate fuse blowing, which electrically disconnects a predetermined fuse wiring. This fuse window 109 is L
From the viewpoint of reducing the so-called process cost involved in manufacturing the SI, it is common that the uppermost interlayer insulating film 104 is etched in parallel when the uppermost wiring pad portion 103a is exposed. is there.

【0009】[0009]

【特許文献1】United States Patent No.: 6,376,894[Patent Document 1] United States Patent No .: 6,376,894

【0010】[0010]

【特許文献2】特開2000−269342号公報[Patent Document 2] Japanese Patent Laid-Open No. 2000-269342

【0011】[0011]

【特許文献3】特開平11−163147号公報[Patent Document 3] JP-A-11-163147

【0012】[0012]

【特許文献4】United States Patent No.: 6,054,339[Patent Document 4] United States Patent No .: 6,054,339

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】Cuヒューズ配線10
3は酸化され易いため、ヒューズ窓109の底部110
を完全に開放してCuヒューズ配線103の表面を露出
させることは好ましくない。ところが、ヒューズブロー
を容易にするためには、Cuヒューズ配線103上に残
すSiO膜104およびCu拡散防止膜105の膜厚
を厚くすることは好ましくない。したがって、ヒューズ
窓109は、その底部110とCuヒューズ配線103
の表面との間の残存膜104の膜厚が、できる限り薄く
なるように形成される。
Cu fuse wiring 10
Since 3 is easily oxidized, the bottom portion 110 of the fuse window 109 is
It is not preferable to completely open the substrate to expose the surface of the Cu fuse wiring 103. However, in order to facilitate fuse blowing, it is not preferable to increase the thickness of the SiO 2 film 104 and the Cu diffusion preventing film 105 left on the Cu fuse wiring 103. Therefore, the fuse window 109 has the bottom 110 and the Cu fuse wiring 103.
The film thickness of the residual film 104 between itself and the surface is formed as thin as possible.

【0014】この際、エッチングの特性により、ヒュー
ズ窓109の底部110は、図15(a),(b)に示
すように、その上面が略アーチ形状に湾曲した形状にな
り易い。すると、図15(a),(b)に示すように、
ヒューズ窓109の底部110の周縁部において、いわ
ゆるトレンチング(Trenching)現象が発生し、Cuヒ
ューズ配線103の表面の一部が露出するおそれがあ
る。Cuヒューズ配線103の表面が露出されると、そ
の露出した部分からCuヒューズ配線103が酸化され
る。その結果、Cuヒューズ配線103の配線抵抗が上
昇し、Cuヒューズ配線103の品質が劣化する問題が
生じる。ひいては、LSI全体の品質が損われるおそれ
がある。他方、Cuヒューズ配線103の酸化を防ぐた
めに、Cuヒューズ配線103上の残存膜104の膜厚
を薄く形成しつつ、Cuヒューズ配線103の表面が露
出しないようにヒューズ窓109の底部110の形状改
善を図ることは、エッチングの特性により極めて困難で
ある。
At this time, due to the etching characteristics, the bottom portion 110 of the fuse window 109 is likely to have a curved upper surface as shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b). Then, as shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b),
At the peripheral portion of the bottom portion 110 of the fuse window 109, a so-called trenching phenomenon may occur, and a part of the surface of the Cu fuse wiring 103 may be exposed. When the surface of the Cu fuse wiring 103 is exposed, the Cu fuse wiring 103 is oxidized from the exposed portion. As a result, the wiring resistance of the Cu fuse wiring 103 increases and the quality of the Cu fuse wiring 103 deteriorates. As a result, the quality of the entire LSI may be impaired. On the other hand, in order to prevent the oxidation of the Cu fuse wire 103, the film thickness of the residual film 104 on the Cu fuse wire 103 is reduced, and the shape of the bottom portion 110 of the fuse window 109 is improved so that the surface of the Cu fuse wire 103 is not exposed. It is extremely difficult to achieve this because of the etching characteristics.

【0015】また、Cuヒューズ配線103の表面が露
出しないようにエッチングを行うと、Cuヒューズ配線
103上の残存膜104が厚くなる。残存膜104が厚
膜化すると、ヒューズブローに必要とされるレーザビー
ムのエネルギーを増大させる必要が生じる。この結果、
エネルギーを増大させられたレーザビームが、切断すべ
きCuヒューズ配線103に隣接するCuヒューズ配線
103にまで損傷を与えるおそれがある。これにより、
ヒューズ配線103全体の信頼性を低下させるおそれが
生じる。これを防ぐためには、隣接するヒューズ配線1
03同士の間隔である、いわゆるヒューズピッチを、所
定の大きさ以上に規定する必要がある。具体的には、ヒ
ューズピッチを、レーザビームのエネルギー、すなわち
レーザビームの加工精度に規定される限界の大きさ以上
に設定しなければならない。これにより、切断が所望さ
れるヒューズ配線103にのみレーザビームを照射する
ことができる。
If etching is performed so that the surface of the Cu fuse wiring 103 is not exposed, the residual film 104 on the Cu fuse wiring 103 becomes thick. When the residual film 104 is thickened, it is necessary to increase the energy of the laser beam required for fuse blowing. As a result,
The laser beam with increased energy may damage the Cu fuse wiring 103 adjacent to the Cu fuse wiring 103 to be cut. This allows
The reliability of the fuse wiring 103 as a whole may be reduced. To prevent this, the adjacent fuse wiring 1
It is necessary to define the so-called fuse pitch, which is the interval between the 03, to a predetermined size or more. Specifically, the fuse pitch must be set to be equal to or larger than the limit of the energy of the laser beam, that is, the processing accuracy of the laser beam. As a result, the laser beam can be applied only to the fuse wiring 103 desired to be cut.

【0016】このように、残存膜104が厚膜化する
と、ヒューズ配線103の狭ピッチ化に限界が生じ易く
なるなど、Cuヒューズ配線103の配列に制限が生じ
る。ヒューズ配線103の狭ピッチ限界の低下は、LS
Iに搭載されるCuヒューズ配線103の本数の減少を
招く。これにより、ヒューズブローによる、いわゆるチ
ップ救済率が低下し、ひいてはLSIの生産歩留まりが
低下する。また、残存膜104が厚膜化すると、レーザ
ビームの出力を上げたり、あるいはその微細加工の精度
の限界を向上させたりする必要などが生じる。ひいて
は、LSIのプロセスコストの上昇につながるおそれが
ある。
As described above, if the residual film 104 is thickened, the arrangement of the Cu fuse wires 103 is limited, such that the narrowing of the pitch of the fuse wires 103 is likely to occur. The decrease in the narrow pitch limit of the fuse wiring 103 is caused by LS
This leads to a decrease in the number of Cu fuse wires 103 mounted on I. As a result, the so-called chip rescue rate due to the fuse blow is reduced, which in turn reduces the LSI production yield. Further, if the residual film 104 is thickened, it becomes necessary to increase the output of the laser beam or to improve the limit of precision of the fine processing. As a result, the process cost of the LSI may increase.

【0017】さらに、近年、半導体装置の微細化および
高密度化に伴い、半導体装置内の各種電子回路の微細化
および高密度化が進んでいる。それに伴って、ヒューズ
配線の本数も増大している。図15(c)に示すような
ヒューズ配線構造では、ヒューズ配線103の本数を増
やすためには、ヒューズ配線領域のサイズを大きくしな
ければならない。すると、半導体装置内におけるヒュー
ズ配線領域の占有面積が増大し、半導体装置に搭載し得
る救済回路の規模の縮小を引き起こす。このため、チッ
プ救済率が低下するおそれがある。
Further, in recent years, along with the miniaturization and high densification of semiconductor devices, miniaturization and high densification of various electronic circuits in the semiconductor device have been advanced. Along with this, the number of fuse wires is also increasing. In the fuse wiring structure as shown in FIG. 15C, the size of the fuse wiring region must be increased in order to increase the number of the fuse wirings 103. As a result, the area occupied by the fuse wiring region in the semiconductor device increases, causing a reduction in the scale of the relief circuit that can be mounted on the semiconductor device. Therefore, the chip rescue rate may be reduced.

【0018】また、ヒューズ配線103の本数を増やす
ために、ヒューズ配線領域を大きくするのではなく、各
ヒューズ配線103の幅を細くする。すると、ヒューズ
窓109の底部110の周縁部が開放された際にヒュー
ズ配線103の露出された部分が酸化され易くなり、L
SIの品質が損われ易くなる。さらに、ヒューズ配線領
域を大きくすることなくヒューズ配線103の本数を増
やすと、ヒューズピッチがレーザビームの加工精度で規
定される限界を超えて、不用意に狭くなるおそれが生じ
る。すると、前述したように、ヒューズ配線103がヒ
ューズブローによるダメージを受け易くなり、ヒューズ
配線103全体の信頼性が低下するおそれがある。
Further, in order to increase the number of the fuse wirings 103, the width of each fuse wiring 103 is narrowed rather than increasing the size of the fuse wiring region. Then, when the peripheral portion of the bottom portion 110 of the fuse window 109 is opened, the exposed portion of the fuse wiring 103 is easily oxidized, and L
The quality of SI is likely to be impaired. Furthermore, if the number of fuse wirings 103 is increased without increasing the fuse wiring area, the fuse pitch may exceed the limit defined by the processing accuracy of the laser beam and may be carelessly narrowed. Then, as described above, the fuse wiring 103 is likely to be damaged by the fuse blow, and the reliability of the entire fuse wiring 103 may be reduced.

【0019】本発明は、以上説明したような課題を解決
するためになされたものであり、その目的とするところ
は、ヒューズブローを行い易く、かつ、ヒューズ配線や
その周辺部の品質が劣化し難いヒューズ配線構造を備え
た半導体装置を提供することにある。また、本発明の他
の目的は、ヒューズブローによるダメージを受けるおそ
れを抑制できるとともに、ヒューズ配線領域を拡大する
ことなく、ヒューズ配線の本数を増やすことができる半
導体装置を提供することにある。
The present invention has been made in order to solve the problems described above, and its purpose is to facilitate fuse blowing and to deteriorate the quality of the fuse wiring and its peripheral portion. An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a difficult fuse wiring structure. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of suppressing the risk of being damaged by fuse blowing and increasing the number of fuse wires without expanding the fuse wire region.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の一実施形態に係る半導体装置は、基板と、
この基板上に設けられたヒューズ配線と、このヒューズ
配線を覆うように設けられた絶縁膜と、を具備してな
り、前記ヒューズ配線中、前記ヒューズ配線を電気的に
断線させるヒューズブローのターゲットとなるヒューズ
本体部が、前記ヒューズ配線上の前記絶縁膜に形成され
たヒューズブロー用凹部の底部よりも小さく、かつ、ヒ
ューズブロー用レーザビームの径以上の長さに形成され
て、前記底部と対向する領域の内側に位置して設けられ
ていることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor device according to an embodiment of the present invention comprises a substrate,
A fuse blow target provided with a fuse wire provided on the substrate and an insulating film provided so as to cover the fuse wire, and a fuse blow target for electrically disconnecting the fuse wire in the fuse wire. The fuse body is formed to be smaller than the bottom of the fuse blow recess formed in the insulating film on the fuse wiring and to have a length equal to or larger than the diameter of the fuse blow laser beam, and to face the bottom. It is characterized in that it is provided inside the region to be operated.

【0021】この半導体装置においては、ヒューズブロ
ーのターゲットとなるヒューズ本体部が、ヒューズブロ
ー用凹部の底部よりも小さく、かつ、ヒューズブロー用
レーザビームの径以上の長さに形成されて、ヒューズブ
ロー用凹部の底部と対向する領域の内側に位置して設け
られている。これにより、ヒューズブローを行い易いよ
うに、ヒューズブロー用凹部の底部とヒューズ配線の表
面との間の残存膜の膜厚を薄く形成した際に底部の周縁
部が開放されても、ヒューズ本体部が露出するおそれが
殆どない。また、レーザビームがヒューズ本体部に当た
り易く、かつ、レーザビームのエネルギーがヒューズ本
体部の下方などに逃げ難い。これにより、ヒューズブロ
ーを行う際に、断線されるヒューズ配線の周囲の絶縁膜
などにダメージを与えるおそれが殆どない。
In this semiconductor device, the fuse body, which is the target of fuse blowing, is formed so as to be smaller than the bottom of the fuse blowing recess and longer than the diameter of the fuse blowing laser beam. It is provided inside the area facing the bottom of the recess for use. As a result, even if the peripheral portion of the bottom is opened when the film thickness of the residual film between the bottom of the fuse blowing recess and the surface of the fuse wiring is made thin so that the fuse blowing can be performed easily, There is almost no danger of being exposed. Further, the laser beam is likely to hit the fuse body, and the energy of the laser beam is unlikely to escape to the lower side of the fuse body or the like. As a result, when the fuse is blown, there is almost no risk of damaging the insulating film or the like around the fuse wire to be broken.

【0022】また、前記課題を解決するために、本発明
の他の実施形態に係る半導体装置は、基板上に設けられ
たヒューズ用引き出し線、およびこの引き出し線よりも
上方に設けられて前記引き出し線に電気的に接続される
ヒューズ本体部から構成されたヒューズ配線と、前記基
板上に前記ヒューズ配線を覆うように設けられ、前記ヒ
ューズ本体部の上方にヒューズブロー用凹部が形成され
た絶縁膜と、を具備してなり、前記ヒューズ本体部は、
その長さがヒューズブロー用レーザビームの径以上の長
さに形成されて、かつ、その長手方向の両端部が前記凹
部の底部の内側領域に位置して設けられていることを特
徴とするものである。
In order to solve the above problems, a semiconductor device according to another embodiment of the present invention has a lead wire for a fuse provided on a substrate and the lead wire provided above the lead wire. A fuse wire formed of a fuse body electrically connected to the wire, and an insulating film provided on the substrate so as to cover the fuse wire, and having a fuse blow recess formed above the fuse body. And, the fuse body is
The length is formed to be equal to or larger than the diameter of the fuse-blowing laser beam, and both ends in the longitudinal direction are located inside the bottom portion of the recess. Is.

【0023】この半導体装置においては、基板上に設け
られたヒューズ配線の一部を構成するヒューズ本体部
が、このヒューズ本体部に電気的に接続されて同じくヒ
ューズ配線の一部を構成するヒューズ用引き出し線より
も上方に設けられている。また、ヒューズ本体部の上方
においては、ヒューズ配線を覆うように設けられている
絶縁膜内にヒューズブロー用凹部が形成されている。ヒ
ューズ本体部は、その長さがヒューズブロー用レーザビ
ームの径以上の長さに形成されて、かつ、その長手方向
の両端部がヒューズブロー用凹部の底部の内側領域に位
置して設けられている。これにより、ヒューズブローを
行い易いように、ヒューズブロー用凹部の底部とヒュー
ズ配線の表面との間の残存膜の膜厚を薄く形成した際に
底部の周縁部が開放されても、ヒューズ本体部およびヒ
ューズ用引き出し線は露出するおそれが殆どない。ま
た、レーザビームがヒューズ本体部に当たり易く、か
つ、レーザビームのエネルギーがヒューズ本体部の下方
などに逃げ難い。これにより、ヒューズブローを行う際
に、断線されるヒューズ配線の周囲の絶縁膜などにダメ
ージを与えるおそれが殆どない。
In this semiconductor device, the fuse main body forming a part of the fuse wiring provided on the substrate is electrically connected to the fuse main body, and the fuse main body also forms a part of the fuse wiring. It is provided above the lead line. Further, above the fuse body, a fuse blow recess is formed in an insulating film provided so as to cover the fuse wiring. The fuse body is formed such that its length is equal to or larger than the diameter of the fuse-blowing laser beam, and both ends in the longitudinal direction thereof are located inside the bottom portion of the fuse-blowing recess. There is. As a result, even if the peripheral portion of the bottom is opened when the film thickness of the residual film between the bottom of the fuse blowing recess and the surface of the fuse wiring is made thin so that the fuse blowing can be performed easily, There is almost no risk of exposing the fuse lead wire. Further, the laser beam is likely to hit the fuse body, and the energy of the laser beam is unlikely to escape to the lower side of the fuse body or the like. As a result, when the fuse is blown, there is almost no risk of damaging the insulating film or the like around the fuse wire to be broken.

【0024】それとともに、ヒューズ用引き出し線が、
ヒューズ本体部よりも下層に形成されている。これによ
り、ヒューズブローを行う際に、断線されるヒューズ配
線に隣接するヒューズ配線にダメージを与えるおそれが
殆どない。また、ヒューズ本体部の位置に拘らず、ヒュ
ーズ用引き出し線の配線パターンを半導体装置内の各種
電子回路の設計に応じた適正なパターンに形成できる。
At the same time, the lead wire for the fuse is
It is formed below the fuse body. As a result, when the fuse is blown, there is almost no possibility of damaging the fuse wiring adjacent to the broken fuse wiring. Further, regardless of the position of the fuse body, the wiring pattern of the lead wire for the fuse can be formed in an appropriate pattern according to the design of various electronic circuits in the semiconductor device.

【0025】また、前記課題を解決するために、本発明
のさらに他の実施形態に係る半導体装置は、基板上に設
けられたヒューズ用引き出し線、およびこの引き出し線
と同じ層に設けられて前記引き出し線に電気的に接続さ
れるヒューズ本体部から構成されたヒューズ配線と、前
記基板上に前記ヒューズ配線を覆うように設けられ、前
記ヒューズ本体部の上方にヒューズブロー用凹部が形成
された絶縁膜と、を具備してなり、前記ヒューズ本体部
は、その長さがヒューズブロー用レーザビームの径以上
の長さに形成され、かつ、その長手方向の両端部が前記
凹部の底部の内側領域に位置して設けられているととも
に、前記引き出し線は、その幅が前記ヒューズ本体部の
幅と同等以下に狭く形成されていることを特徴とするも
のである。
In order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention has a fuse lead line provided on a substrate and a fuse lead line provided in the same layer as the lead line. A fuse wire composed of a fuse body electrically connected to the lead wire, and an insulation provided on the substrate so as to cover the fuse wire, and having a fuse blow recess formed above the fuse body. The fuse main body is formed to have a length equal to or larger than the diameter of the fuse-blowing laser beam, and both ends in the longitudinal direction are inside regions of the bottom of the recess. And the width of the lead line is narrower than the width of the fuse body.

【0026】この半導体装置においては、基板上に設け
られたヒューズ配線の一部を構成するヒューズ用引き出
し線が、このヒューズ用引き出し線に電気的に接続され
て同じくヒューズ配線の一部を構成するヒューズ本体部
と同じ層に設けられている。また、ヒューズ本体部の上
方においては、ヒューズ配線を覆うように設けられてい
る絶縁膜内にヒューズブロー用凹部が形成されている。
ヒューズ本体部は、その長さがヒューズブロー用レーザ
ビームの径以上の長さに形成されて、かつ、その長手方
向の両端部がヒューズブロー用凹部の底部の内側領域に
位置して設けられている。これにより、レーザビームが
ヒューズ本体部に当たり易く、かつ、レーザビームのエ
ネルギーがヒューズ本体部の下方などに逃げ難い。これ
により、ヒューズブローを行う際に、断線されるヒュー
ズ配線の周囲の絶縁膜などにダメージを与えるおそれが
殆どない。
In this semiconductor device, a fuse lead line forming a part of the fuse wire provided on the substrate is electrically connected to the fuse lead line and also forms a part of the fuse wire. It is provided in the same layer as the fuse body. Further, above the fuse body, a fuse blow recess is formed in an insulating film provided so as to cover the fuse wiring.
The fuse body is formed such that its length is equal to or larger than the diameter of the fuse-blowing laser beam, and both ends in the longitudinal direction thereof are located inside the bottom portion of the fuse-blowing recess. There is. As a result, the laser beam easily hits the fuse body, and the energy of the laser beam does not easily escape to below the fuse body. As a result, when the fuse is blown, there is almost no risk of damaging the insulating film or the like around the fuse wire to be broken.

【0027】それとともに、ヒューズ用引き出し線が、
その幅がヒューズ本体部の幅と同等以下に狭く形成され
ている。これにより、ヒューズブローを行う際に、断線
されるヒューズ配線に隣接するヒューズ配線がダメージ
を受けるおそれが殆どないように、ヒューズ用引き出し
線の配線パターンを適正な形状に形成できる。また、ヒ
ューズ本体部の位置に拘らず、ヒューズ用引き出し線の
配線パターンを半導体装置内の各種電子回路の設計に応
じた適正な形状に形成できる。
At the same time, the lead wire for the fuse is
The width is formed to be narrower than the width of the fuse body. Accordingly, the wiring pattern of the lead wire for the fuse can be formed in an appropriate shape so that the fuse wiring adjacent to the broken fuse wiring is hardly damaged when the fuse is blown. Further, regardless of the position of the fuse body, the wiring pattern of the lead wire for the fuse can be formed in an appropriate shape according to the design of various electronic circuits in the semiconductor device.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0029】(第1の実施の形態)図1は、本発明の第
1実施形態に係る半導体装置としてのLSIの製造工程
を示す工程断面図である。本実施形態のヒューズ配線1
は、Cuにより形成されている。また、ヒューズ配線1
のヒューズ本体部2には、このヒューズ本体部2とヒュ
ーズ用引き出し線5とを電気的に接続するコンタクトプ
ラグ部(ヴィアプラグ部)12が一体に形成されてい
る。すなわち、ヒューズ本体部2は、いわゆるデュアル
ダマシン構造に形成されている。
(First Embodiment) FIG. 1 is a process sectional view showing a manufacturing process of an LSI as a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. Fuse wiring 1 of this embodiment
Is formed of Cu. Also, fuse wiring 1
The fuse body 2 is integrally formed with a contact plug portion (via plug portion) 12 that electrically connects the fuse body 2 and the lead wire 5 for fuse. That is, the fuse body 2 has a so-called dual damascene structure.

【0030】先ず、図1(a)に示すように、各種電子
回路を構成する図示しない能動素子や多層配線構造など
が形成されたSi基板3の上に、第n層目(nは正の整
数)の層間絶縁膜(ILD:Inter-level Dielectric
s)4を設ける。後述するCuヒューズ配線1は、基板
3上に所定の配線パターンで設けられて、各種電子回路
などに電気的に接続されるものとなっている。第n層目
の層間絶縁膜4を含めて、基板3上に設けられる各層の
層間絶縁膜4は、SiO2膜(TEOS膜)や低比誘電
率絶縁膜(Low−k膜)、またはそれら各膜を積層し
た積層膜により形成されることが一般的である。SiO
2膜は、例えばプラズマCVD法によって成膜される。
本実施形態においては、各層間絶縁膜4はSiO2膜と
する。
First, as shown in FIG. 1A, an n-th layer (n is a positive number) is formed on a Si substrate 3 on which active elements (not shown) forming various electronic circuits and a multilayer wiring structure are formed. Inter-level Dielectric (ILD)
s) 4 is provided. The Cu fuse wiring 1 described below is provided on the substrate 3 in a predetermined wiring pattern and is electrically connected to various electronic circuits. The interlayer insulating film 4 of each layer provided on the substrate 3 including the n-th interlayer insulating film 4 is a SiO 2 film (TEOS film), a low relative dielectric constant insulating film (Low-k film), or those. It is generally formed by a laminated film in which each film is laminated. SiO
The two films are formed by, for example, the plasma CVD method.
In this embodiment, each interlayer insulating film 4 is a SiO 2 film.

【0031】次に、第n層目の層間絶縁膜4内に、Cu
ヒューズ配線1の一部を構成するCuヒューズ用引き出
し線5を形成する。先ず、予め設定されている所定の配
線パターンに沿って層間絶縁膜4をエッチングして、下
層配線としてのCu引き出し線5を形成するための図示
しない凹部(溝)を形成する。続けて、その溝内に、C
u引き出し線5の形成材料であるCuが層間絶縁膜4内
に拡散するのを抑制するためのバリア膜(バリアメタル
膜)6を設ける。本実施形態においては、このバリア膜
6をTa層6aおよびTaN層6bからなる2層構造に
形成する。この際、バリア膜6とCu引き出し線5との
材料同士の化学的な相性を考慮して、Cu引き出し線5
に直接接触する内側の層をTa層6aとし、このTa層
6aの外側の層をTaN層6bとした。
Next, in the n-th interlayer insulating film 4, Cu
A lead line 5 for Cu fuse that forms a part of the fuse wiring 1 is formed. First, the interlayer insulating film 4 is etched along a predetermined wiring pattern set in advance to form a recess (groove) (not shown) for forming the Cu lead wire 5 as the lower layer wiring. Continuously, in the groove, C
A barrier film (barrier metal film) 6 is provided for suppressing diffusion of Cu, which is a forming material of the u lead wire 5, into the interlayer insulating film 4. In the present embodiment, this barrier film 6 is formed in a two-layer structure including a Ta layer 6a and a TaN layer 6b. At this time, in consideration of the chemical compatibility between the materials of the barrier film 6 and the Cu lead wire 5, the Cu lead wire 5
The inner layer in direct contact with was the Ta layer 6a, and the outer layer of the Ta layer 6a was the TaN layer 6b.

【0032】続けて、バリア膜6の内側にCu引き出し
線5のシードとなるCuを主成分とする膜を成膜した
後、電解めっき法によりCu引き出し線5を形成する。
この後、溝の外側に付着した余分なCuおよびバリア膜
6をCMP法により研磨して除去する。これにより、第
n層目の層間絶縁膜4内に、所望のCu引き出し線5を
得る。
Subsequently, after forming a film containing Cu as a main component, which is a seed of the Cu lead wire 5, inside the barrier film 6, the Cu lead wire 5 is formed by electrolytic plating.
Then, excess Cu attached to the outside of the groove and the barrier film 6 are removed by polishing by the CMP method. As a result, a desired Cu lead wire 5 is obtained in the n-th interlayer insulating film 4.

【0033】次に、第n層目の層間絶縁膜4の上に、絶
縁膜の一種であり、Cu引き出し線5のCuが拡散する
のを抑制するための第m層目(mは正の整数)のCu拡
散防止膜7を設ける。この第m層目の拡散防止膜7を始
めとして、基板3上に設けられる各層のCu拡散防止膜
7は、例えばシリコン窒化膜、シリコン炭化膜(Si
C)、シリコン炭窒化膜(SiCN)、またはそれらと
略同等の特性を有する膜により形成されることが一般的
である。本実施形態においては、各Cu拡散防止膜7は
シリコン窒化膜とする。
Next, on the interlayer insulating film 4 of the n-th layer, which is a kind of insulating film, the m-th layer (m is a positive number) for suppressing diffusion of Cu of the Cu lead wire 5 is used. An (integer) Cu diffusion prevention film 7 is provided. The Cu diffusion prevention film 7 of each layer provided on the substrate 3 including the diffusion prevention film 7 of the m-th layer is, for example, a silicon nitride film or a silicon carbide film (Si
It is generally formed of C), a silicon carbonitride film (SiCN), or a film having substantially the same characteristics. In this embodiment, each Cu diffusion prevention film 7 is a silicon nitride film.

【0034】次に、第m層目のCu拡散防止膜7の上に
第n+1層目の層間絶縁膜4を設けた後、その内部にC
uヒューズ本体部2を形成するための凹部(溝)8a、
およびCuヴィアプラグ部12を形成するための凹部
(溝)8bを形成する。本実施形態においては、Cuヒ
ューズ本体部2を、Cuヴィアプラグ部12が一体に形
成されたデュアルダマシン構造に形成する。したがっ
て、ヒューズ本体部用凹部(溝)8aを、ヴィアプラグ
部用凹部(溝)8bと一体に形成する。具体的には、前
述した引き出し線用溝を形成する場合と同様に、予め設
定されている所定の配線パターン、およびコンタクトパ
ターンに応じて層間絶縁膜4および第m層目のCu拡散
防止膜7をエッチングする。これにより、Cu引き出し
線5の表面(上面)を一時的に露出させて、ヴィアプラ
グ部用溝8bと一体の所望のヒューズ本体部用溝8aを
得る。
Next, after providing the (n + 1) th-layer interlayer insulating film 4 on the Cu-diffusion preventing film 7 of the m-th layer, C
a concave portion (groove) 8a for forming the u-fuse body portion 2,
Further, a concave portion (groove) 8b for forming the Cu via plug portion 12 is formed. In this embodiment, the Cu fuse body 2 is formed in a dual damascene structure in which the Cu via plug 12 is integrally formed. Therefore, the fuse body portion recess (groove) 8a is formed integrally with the via plug portion recess (groove) 8b. Specifically, similar to the case of forming the above-mentioned lead line groove, the interlayer insulating film 4 and the m-th layer Cu diffusion prevention film 7 are formed in accordance with a predetermined wiring pattern and contact pattern set in advance. To etch. As a result, the surface (upper surface) of the Cu lead wire 5 is temporarily exposed to obtain the desired fuse body groove 8a integrated with the via plug groove 8b.

【0035】続けて、図1(b)に示すように、ヒュー
ズ本体部用溝8a内に、Cuヒューズ配線1を電気的に
断線させるヒューズブローのターゲットとなるCuヒュ
ーズ本体部2を形成する。それとともに、ヴィアプラグ
部用溝8b内に、Cuヒューズ本体部2とCu引き出し
線5とを電気的に接続するCuヴィアプラグ部12を形
成する。Cuヒューズ本体部2およびCuヴィアプラグ
部12は、前述したCu引き出し線5を形成する場合と
同様の方法により形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 1B, a Cu fuse body 2 which is a target of fuse blowing for electrically disconnecting the Cu fuse wiring 1 is formed in the fuse body groove 8a. At the same time, the Cu via plug portion 12 that electrically connects the Cu fuse main body portion 2 and the Cu lead wire 5 is formed in the via plug portion groove 8b. The Cu fuse main body portion 2 and the Cu via plug portion 12 are formed by the same method as in the case of forming the Cu lead wire 5 described above.

【0036】具体的には、先ずヒューズ本体部用溝8a
およびヴィアプラグ部用溝8b内に、Ta層6aおよび
TaN層6bの2層構造からなるバリア膜6を形成す
る。この後、バリア膜6の内側に、Cuヒューズ本体部
2およびCuヴィアプラグ部12のシード層となる、図
示しないCuを主成分とする膜を成膜する。続けて、そ
のCuを主成分とする膜の上に、電解めっき法によりC
uヒューズ本体部2およびCuヴィアプラグ部12を形
成する。この後、両溝8a,8bの外側に付着した余分
なCuおよびバリア膜6をCMP法により研磨して除去
する。これにより、第n+1層目の層間絶縁膜4および
第m層目のCu拡散防止膜7内に、所望のデュアルダマ
シン構造からなるCuヒューズ本体部2を得る。
Specifically, first, the fuse body groove 8a is formed.
Further, the barrier film 6 having a two-layer structure of the Ta layer 6a and the TaN layer 6b is formed in the via plug groove 8b. After that, a film containing Cu (not shown) as a main component, which serves as a seed layer for the Cu fuse body 2 and the Cu via plug 12, is formed inside the barrier film 6. Subsequently, C is formed on the film containing Cu as a main component by electrolytic plating.
The u-fuse body 2 and the Cu via plug 12 are formed. After that, excess Cu and the barrier film 6 attached to the outside of both the grooves 8a and 8b are polished and removed by the CMP method. As a result, the Cu fuse body 2 having a desired dual damascene structure is obtained in the (n + 1) th layer interlayer insulating film 4 and the mth layer Cu diffusion preventing film 7.

【0037】以上でCuヒューズ配線1の主要部が形成
される。本実施形態においては、Cuヒューズ本体部2
は、後述するヒューズブロー用凹部9の底部10よりも
小さく形成される。具体的には、Cuヒューズ本体部2
は、その長さおよび幅がヒューズブロー用凹部9の底部
10の長さおよび幅よりも小さく形成される。すなわ
ち、Cuヒューズ本体部2は、その平面視における面積
が、ヒューズブロー用凹部9の底部10の面積よりも十
分に小さく形成される。それとともに、Cuヒューズ本
体部2は、その長さがヒューズブロー用レーザ光線(レ
ーザビーム)の径以上の大きさに形成される。また、C
uヒューズ本体部2は、ヒューズブロー用凹部9の底部
10と対向する領域の内側に位置するように形成され
る。特に、Cuヒューズ本体部2は、その長手方向の両
端部がヒューズブロー用凹部9の底部10の内側領域に
位置して設けられている。
As described above, the main part of the Cu fuse wiring 1 is formed. In the present embodiment, the Cu fuse body 2
Is formed to be smaller than the bottom portion 10 of the fuse blow recess 9 to be described later. Specifically, the Cu fuse body 2
Is formed so that its length and width are smaller than the length and width of the bottom portion 10 of the fuse blowing recess 9. That is, the area of the Cu fuse body 2 in plan view is sufficiently smaller than the area of the bottom portion 10 of the fuse blowing recess 9. At the same time, the Cu fuse body 2 is formed so that its length is equal to or larger than the diameter of the fuse blowing laser beam (laser beam). Also, C
The u-fuse main body 2 is formed so as to be located inside a region of the fuse blowing recess 9 that faces the bottom 10. In particular, the Cu fuse body 2 is provided such that both longitudinal ends thereof are located inside the bottom portion 10 of the fuse blowing recess 9.

【0038】通常、ヒューズ配線を切断するためのアラ
イメントは、ヒューズブロー用レーザビームの照射光学
系とは別体に設けられたアライメントスコープを用い
て、基板上に形成されたアライメントマークを読み取る
ことにより行われる。アライメントマークの読み取りに
より基板の平面位置および垂直位置の情報を得て、切断
するヒューズ配線の座標とヒューズ配線に向けて照射す
るレーザビームの焦点位置を校正する。しかしながら、
アライメントマークの形状や、マーク上の絶縁膜厚さ等
のばらつきにより、校正された焦点位置と実際のヒュー
ズ配線位置との間に誤差が生じる場合がある。このた
め、照射光学系には、少なくとも前記誤差を許容できる
だけの焦点深度が必要とされる。
Usually, the alignment for cutting the fuse wiring is performed by reading an alignment mark formed on the substrate by using an alignment scope provided separately from the irradiation optical system of the laser beam for fuse blowing. Done. The information of the plane position and the vertical position of the substrate is obtained by reading the alignment mark, and the coordinates of the fuse wiring to be cut and the focal position of the laser beam applied to the fuse wiring are calibrated. However,
An error may occur between the calibrated focus position and the actual fuse wiring position due to variations in the shape of the alignment mark, the insulating film thickness on the mark, and the like. For this reason, the irradiation optical system is required to have a depth of focus that is at least tolerable to the above error.

【0039】アライメントマークの読み取り誤算による
レーザビームの焦点位置の誤差が照射光学系の焦点深度
より大きくなると、照射されたレーザビームの形状が劣
化してヒューズ配線の切断不良が生じるおそれがある。
また、ヒューズ配線上の絶縁膜の膜厚のばらつきや、基
板の平坦性のばらつきによっても、レーザビームの照射
光学系の光学距離が変動する。これによっても、ヒュー
ズ配線の切断部においてレーザビームの形状が劣化する
問題が生じる。
If the error in the focal position of the laser beam due to the miscalculation of the reading of the alignment mark becomes larger than the depth of focus of the irradiation optical system, the shape of the irradiated laser beam may deteriorate and the fuse wiring may be defectively cut.
In addition, the optical distance of the laser beam irradiation optical system also varies due to variations in the thickness of the insulating film on the fuse wiring and variations in the flatness of the substrate. This also causes a problem that the shape of the laser beam deteriorates at the cut portion of the fuse wiring.

【0040】一般に、前述したレーザビームの焦点位置
の誤差がヒューズブローに及ぼす影響を、許容範囲内に
収めるためには、照射光学系の焦点深度を約0.7μm
以上に設定する必要があることが経験的に分かってい
る。また、確保する焦点深度が大きくなる程、レーザビ
ームの絞り限界(最小径)に対する制限も大きくなるこ
とが分かっている。したがって、ヒューズブローを適正
に行うためには、本実施形態に係るCuヒューズ配線1
(Cuヒューズ本体部2)も、その大きさ(長さ)の最
小値について制限を受ける。
Generally, in order to keep the influence of the above-mentioned error in the focal position of the laser beam on the fuse blow within the allowable range, the focal depth of the irradiation optical system is set to about 0.7 μm.
It is empirically known that it is necessary to set above. It is also known that the larger the depth of focus to be secured, the larger the restriction on the aperture limit (minimum diameter) of the laser beam. Therefore, in order to properly blow the fuse, the Cu fuse wiring 1 according to the present embodiment is used.
The (Cu fuse body 2) is also limited in the minimum value of its size (length).

【0041】もし、Cuヒューズ本体部2の長さがレー
ザビームの最小径未満であると、ヒューズブローに必要
な熱がCuヒューズ本体部2の下層に逃げてしまう。ま
た、Cuヒューズ本体部2の長さがレーザビームの最小
径未満であると、Cuヒューズ本体部2の下層のCu引
き出し線5までもがブローされるおそれがある。下層の
Cu引き出し線5がブローされると、後述するヒューズ
窓9の底部10と下層のCu引き出し線5との間に存在
する第n+1層目の層間絶縁膜4にクラックなどが生じ
る場合もある。これらにより、Cuヒューズ配線1を適
正にブローできなくなるおそれがある。
If the length of the Cu fuse body 2 is less than the minimum diameter of the laser beam, the heat required for fuse blowing escapes to the lower layer of the Cu fuse body 2. Further, if the length of the Cu fuse body 2 is less than the minimum diameter of the laser beam, even the Cu lead wire 5 in the lower layer of the Cu fuse body 2 may be blown. When the lower Cu lead wire 5 is blown, a crack or the like may occur in the (n + 1) th interlayer insulating film 4 existing between the bottom portion 10 of the fuse window 9 described below and the lower Cu lead wire 5. . As a result, the Cu fuse wiring 1 may not be properly blown.

【0042】図2は、ヒューズブロー用レーザビームの
照射光学系の焦点深度を約0.7μm以上に設定する場
合の、レーザビームの波長とレーザビームの最小径との
関係をグラフにして示す図である。Cuヒューズ本体部
2の下地に過度のダメージを与えることなくCuヒュー
ズ配線1を適正に切断するためには、レーザビームの波
長に応じて、図2のグラフに示されたレーザビームの最
小径以上の長さを有するCuヒューズ本体部2を形成す
る。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the wavelength of the laser beam and the minimum diameter of the laser beam when the focal depth of the irradiation optical system of the laser beam for fuse blowing is set to about 0.7 μm or more. Is. In order to properly cut the Cu fuse wiring 1 without excessively damaging the base of the Cu fuse main body 2, the minimum diameter of the laser beam shown in the graph of FIG. The Cu fuse body 2 having the length of 1 is formed.

【0043】また、Cuヴィアプラグ部12は、Cuヒ
ューズ本体部2よりも小さく形成されている。具体的に
は、図1(b)に示すように、Cuヴィアプラグ部12
は、その径がCuヒューズ本体部2の幅以下に形成され
ている。それとともに、Cuヴィアプラグ部12は、C
uヒューズ本体部2の内側に形成されている。これによ
り、Cuヒューズ配線1のヒューズブローに必要な熱
が、Cuヒューズ本体部2の下層に逃げ難くなってい
る。
The Cu via plug portion 12 is formed smaller than the Cu fuse main body portion 2. Specifically, as shown in FIG. 1B, the Cu via plug portion 12
Has a diameter less than or equal to the width of the Cu fuse body 2. At the same time, the Cu via plug portion 12 is C
It is formed inside the u-fuse body 2. This makes it difficult for the heat required for blowing the fuse of the Cu fuse wiring 1 to escape to the lower layer of the Cu fuse body 2.

【0044】次に、図1(c)に示すように、Cuヒュ
ーズ本体部2および第n+1層目の層間絶縁膜4の上
に、第m+1層目のCu拡散防止膜7および第n+2層
目の層間絶縁膜4を設ける。なお、本実施形態では図示
していないが、第n層目の層間絶縁膜4から第n+2層
目の層間絶縁膜4にかけては、その内部に図15(a)
に示されるような各種配線およびパッド部が形成され
る。これら各種配線およびパッド部は、Cuヒューズ本
体部2およびCu引き出し線5を形成する場合と同様の
方法により形成される。続けて、図1(d)に示すよう
に、第n+2層目の層間絶縁膜4の上に、さらに第m+
2層目のCu拡散防止膜7および第n+3層目の層間絶
縁膜4を設ける。これら両膜7,4は、いわゆるパッシ
ベーション膜11として機能する。
Next, as shown in FIG. 1C, on the Cu fuse body 2 and the (n + 1) th interlayer insulating film 4, the (m + 1) th Cu diffusion prevention film 7 and the (n + 2) th interlayer insulating film 4 are formed. The inter-layer insulating film 4 is provided. Although not shown in the present embodiment, the portion from the n-th interlayer insulating film 4 to the (n + 2) th interlayer insulating film 4 is shown in FIG.
Various wirings and pads are formed as shown in FIG. These various wirings and pads are formed by the same method as the case of forming the Cu fuse body 2 and the Cu lead wire 5. Subsequently, as shown in FIG. 1D, the m + th layer is further formed on the (n + 2) th interlayer insulating film 4.
A Cu diffusion prevention film 7 of the second layer and an interlayer insulating film 4 of the (n + 3) th layer are provided. Both films 7 and 4 function as a so-called passivation film 11.

【0045】次に、Cuヒューズ本体部2の上方に、ヒ
ューズブローを行い易くするためのヒューズブロー用凹
部、いわゆるヒューズ窓9を設ける。このヒューズ窓9
の開孔作業は、図15(a)において示したように、L
SIの製造工程に掛かるコスト、いわゆるプロセスコス
ト低減等の観点から、図示しないパッド部の開孔と合わ
せて行われるのが一般的である。具体的には、図1
(e)に示すように、ヒューズ窓9の底部10が、Cu
ヒューズ本体部2が配置されている領域を略完全に内包
する大きさとなるように、第n+3層目の層間絶縁膜
4、第m+2層目のCu拡散防止膜7、第n+2層目の
層間絶縁膜4をエッチングする。この際、Cuヒューズ
本体部2上に残されてヒューズ窓9の底部10を形成す
る第n+2層目の層間絶縁膜4は、そのエッチング後の
残存膜の膜厚ができる限り薄くなるように形成される。
これにより、ヒューズブロー用のレーザビームをCuヒ
ューズ本体部2に向けて照射した際、Cuヒューズ本体
部2をブローし易くすることができる。
Next, a so-called fuse window 9 is formed above the Cu fuse body 2 so as to facilitate fuse blowing. This fuse window 9
As shown in FIG. 15 (a),
From the viewpoint of reducing the cost of the SI manufacturing process, so-called process cost, etc., it is generally performed together with the opening of the pad portion (not shown). Specifically, FIG.
As shown in (e), the bottom portion 10 of the fuse window 9 is made of Cu.
The n + 3th layer interlayer insulating film 4, the (m + 2) th layer Cu diffusion preventing film 7, and the (n + 2) th layer insulating layer so that the region in which the fuse body 2 is arranged is substantially completely included. The film 4 is etched. At this time, the (n + 2) th layer interlayer insulating film 4 left on the Cu fuse body 2 and forming the bottom 10 of the fuse window 9 is formed such that the film thickness of the remaining film after etching is as thin as possible. To be done.
This makes it easier to blow the Cu fuse main body 2 when the fuse blowing laser beam is irradiated toward the Cu fuse main body 2.

【0046】この際、エッチングの特性により、ヒュー
ズ窓9の底部10は、図1(e)に示すように、その上
面が略アーチ形状に湾曲(Bending)した形状になり易
い。すると、ヒューズ窓9の底部10の周縁部において
第m+1層目のCu拡散防止膜7までエッチングされ
て、第n+1層目の層間絶縁膜4が露出するおそれがあ
る。すなわち、ヒューズ窓9の底部10の周縁部におい
て、いわゆるトレンチング(Trenching)現象が発生
し、Cuヒューズ本体部2の表面(上面)が露出するお
それがある。ところが、前述したように、Cuヒューズ
本体部2は、ヒューズ窓9の底部10の幅(長さ)より
も十分短く形成されて、底部10と対向する領域の内側
に位置している。これにより、底部10の上面が略アー
チ形状に湾曲しても、Cuヒューズ本体部2が露出する
おそれは殆どない。さらに、Cu引き出し線5はCuヒ
ューズ本体部2の一つ下の層に形成されている。これに
より、ヒューズ窓9の底部10の周縁部においてCu引
き出し線5が露出するおそれは全くない。したがって、
本実施形態によれば、Cuヒューズ配線1のヒューズブ
ローを行い易くできるとともに、酸化し易いCuヒュー
ズ配線1の劣化を大幅に抑制できる。
At this time, due to the etching characteristics, the bottom portion 10 of the fuse window 9 is likely to have a shape in which the upper surface thereof is curved (bending) into a substantially arched shape, as shown in FIG. 1 (e). Then, the Cu diffusion prevention film 7 of the (m + 1) th layer may be etched at the peripheral portion of the bottom portion 10 of the fuse window 9, and the interlayer insulating film 4 of the (n + 1) th layer may be exposed. That is, a so-called trenching phenomenon may occur in the peripheral portion of the bottom portion 10 of the fuse window 9, and the surface (upper surface) of the Cu fuse body 2 may be exposed. However, as described above, the Cu fuse body 2 is formed sufficiently shorter than the width (length) of the bottom portion 10 of the fuse window 9 and is located inside the region facing the bottom portion 10. Thereby, even if the upper surface of the bottom portion 10 is curved in a substantially arch shape, there is almost no possibility that the Cu fuse main body portion 2 is exposed. Further, the Cu lead wire 5 is formed in the layer immediately below the Cu fuse body 2. As a result, there is no possibility that the Cu lead wire 5 is exposed at the peripheral portion of the bottom portion 10 of the fuse window 9. Therefore,
According to the present embodiment, the fuse blowing of the Cu fuse wiring 1 can be facilitated, and the deterioration of the Cu fuse wiring 1 which is easily oxidized can be greatly suppressed.

【0047】また、Cuヒューズ配線1には電流が流れ
る場合がある。このような事態に備えて、Cuヒューズ
配線1の長さを、図3に示す臨界長以下に設定する。具
体的には、Cuヒューズ配線1を、その長さと、このC
uヒューズ配線1に流れる電流密度の大きさとの積が、
80.0μm・MA/cm2以下となるように形成す
る。例えば、Cuヒューズ配線1の長さを、約40μm
に形成する。すると、Cuヒューズ配線1に電流密度の
大きさが約2.0 MA/cm2の電流が流れても、致命
的な電気的な不良が生じるおそれを殆どなくすことがで
きる。特に、いわゆるエレクトロマイグレーション(E
M)不良などが生じるおそれを殆どなくすことができ
る。したがって、高信頼性のCuヒューズ配線1を形成
することができる。ひいては、LSI全体の信頼性の向
上を図ることができる。
Further, a current may flow through the Cu fuse wiring 1. In preparation for such a situation, the length of the Cu fuse wiring 1 is set to the critical length shown in FIG. Specifically, the Cu fuse wiring 1 is
The product of the density of the current flowing through the u-fuse wiring 1 and
80.0 μm · MA / cm 2 or less. For example, the length of the Cu fuse wiring 1 is about 40 μm.
To form. Then, even if a current having a current density of about 2.0 MA / cm 2 flows through the Cu fuse wiring 1, the possibility of causing a fatal electrical failure can be almost eliminated. In particular, so-called electromigration (E
M) It is possible to almost eliminate the possibility that a defect will occur. Therefore, the highly reliable Cu fuse wiring 1 can be formed. As a result, the reliability of the entire LSI can be improved.

【0048】以上説明したように、第1実施形態に係る
半導体装置は、ヒューズブローが行い易いとともに、C
uヒューズ配線1の品質が劣化し難く信頼性が高い。
As described above, in the semiconductor device according to the first embodiment, the fuse blow is easy to perform and C
The quality of the u-fuse wiring 1 is unlikely to deteriorate and is highly reliable.

【0049】(第2の実施の形態)図4は、本発明の第
2実施形態に係る半導体装置のヒューズ配線付近の構成
を示す断面図である。なお、図1と同一部分は同一符号
を付してその詳しい説明を省略する。
(Second Embodiment) FIG. 4 is a sectional view showing a structure near a fuse wiring of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0050】本実施形態のヒューズ配線21は、Cuに
より形成されている。また、ヒューズ配線21のヒュー
ズ本体部22は、図4に示すように、コンタクトプラグ
部(ヴィアプラグ部)23と別体に形成されている。す
なわち、Cuヒューズ本体部22は、いわゆるシングル
ダマシン構造に形成されている。
The fuse wiring 21 of this embodiment is made of Cu. The fuse body 22 of the fuse wiring 21 is formed separately from the contact plug portion (via plug portion) 23, as shown in FIG. That is, the Cu fuse body 22 has a so-called single damascene structure.

【0051】第m層目のCu拡散防止膜7までは、前述
した第1実施形態と同様の方法により形成する。
The Cu diffusion prevention film 7 up to the m-th layer is formed by the same method as in the first embodiment.

【0052】次に、第m層目のCu拡散防止膜7の上に
設けた第n+1層目の層間絶縁膜4の内部に、シングル
ダマシン構造からなるCuヒューズ本体部22を形成す
る。したがって、Cuヒューズ本体部22を、Cuヴィ
アプラグ部23と個別に形成する。
Next, the Cu fuse body 22 having a single damascene structure is formed inside the (n + 1) th interlayer insulating film 4 provided on the mth Cu diffusion preventing film 7. Therefore, the Cu fuse body 22 is formed separately from the Cu via plug 23.

【0053】具体的には、先ず、第n+1層目の層間絶
縁膜4の一部分となる下部絶縁膜を形成する。続けて、
予め設定されている所定のコンタクトパターンに沿って
この下部絶縁膜および第m層目のCu拡散防止膜7をエ
ッチングする。これにより、Cu引き出し線5の表面を
一時的に露出させる。この際、形成される下部絶縁膜の
厚さ、およびエッチングにより形成される凹部(溝)の
大きさは、Cuヴィアプラグ部23の大きさに相当する
程度とする。このCuヴィアプラグ部23用の溝内に、
先ずTa層6aおよびTaN層6bの2層構造からなる
バリア膜6を形成する。この後、バリア膜6の内側にC
uヴィアプラグ部23のシード層となるCuを主成分と
する膜を成膜する。続けて、電解めっき法によりCuヴ
ィアプラグ部23を形成する。続けて、溝の外側に付着
した余分なCuおよびバリア膜6をCMP法により研磨
して除去する。
Specifically, first, a lower insulating film which is a part of the (n + 1) th interlayer insulating film 4 is formed. continue,
The lower insulating film and the Cu diffusion preventive film 7 of the m-th layer are etched along a predetermined contact pattern. As a result, the surface of the Cu lead wire 5 is temporarily exposed. At this time, the thickness of the lower insulating film to be formed and the size of the recess (groove) formed by etching are set to an extent corresponding to the size of the Cu via plug 23. In the groove for this Cu via plug portion 23,
First, the barrier film 6 having a two-layer structure of the Ta layer 6a and the TaN layer 6b is formed. After that, C is formed inside the barrier film 6.
A film containing Cu as a main component, which serves as a seed layer of the u via plug portion 23, is formed. Subsequently, the Cu via plug 23 is formed by electrolytic plating. Subsequently, excess Cu attached to the outside of the groove and the barrier film 6 are polished and removed by the CMP method.

【0054】続けて、第n+1層目の層間絶縁膜4の一
部分となる上部絶縁膜を同様に形成する。この後、予め
設定されている所定の配線パターンに沿ってこの上部絶
縁膜をエッチングする。この際、エッチングにより形成
される凹部(溝)の大きさは、Cuヒューズ本体部22
の大きさに相当する程度とする。このCuヒューズ本体
部22用の溝内に、先ずTa層6aおよびTaN層6b
の2層構造からなるバリア膜6を形成する。この後、バ
リア膜6の内側にCuヒューズ本体部22のシード層と
なるCuを主成分とする膜を成膜する。この後、電解め
っき法によりCuヒューズ本体部22を形成する。続け
て、溝の外側に付着した余分なCuおよびバリア膜6を
CMP法により研磨して除去する。これにより、図4に
示すように、第n+1層目の層間絶縁膜4および第m層
目のCu拡散防止膜7内に、所望のシングルダマシン構
造からなるCuヒューズ本体部22を得る。
Subsequently, an upper insulating film which is a part of the (n + 1) th interlayer insulating film 4 is similarly formed. Then, the upper insulating film is etched along a predetermined wiring pattern set in advance. At this time, the size of the concave portion (groove) formed by etching is determined by the Cu fuse body 22.
The size is equivalent to the size of. In the groove for the Cu fuse body 22, first, the Ta layer 6a and the TaN layer 6b are formed.
The barrier film 6 having a two-layer structure is formed. Then, a film containing Cu as a main component, which serves as a seed layer of the Cu fuse body 22, is formed inside the barrier film 6. After that, the Cu fuse body 22 is formed by electrolytic plating. Subsequently, excess Cu attached to the outside of the groove and the barrier film 6 are polished and removed by the CMP method. As a result, as shown in FIG. 4, a Cu fuse body 22 having a desired single damascene structure is obtained in the (n + 1) th layer interlayer insulating film 4 and the mth layer Cu diffusion preventive film 7.

【0055】以上でCuヒューズ配線21の主要部が形
成される。この後のヒューズ窓9を形成するまでの工程
は、前述した第1実施形態と同様である。以上説明した
ように、第2実施形態に係る半導体装置は、第1実施形
態と同様の効果を得ることができる。
As described above, the main part of the Cu fuse wiring 21 is formed. The subsequent steps until the fuse window 9 is formed are the same as those in the first embodiment described above. As described above, the semiconductor device according to the second embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment.

【0056】(第3の実施の形態)図5は、本発明の第
3実施形態に係る半導体装置のヒューズ配線付近の構成
を示す断面図である。なお、図1と同一部分は同一符号
を付してその詳しい説明を省略する。
(Third Embodiment) FIG. 5 is a sectional view showing a structure near a fuse wire of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0057】本実施形態のヒューズ配線31は、Cuに
より形成されている。また、ヒューズ配線31のヒュー
ズ本体部32の上部には、酸化およびCuの拡散を抑制
するためのバリア膜、いわゆるトップバリア膜33が形
成されている。
The fuse wiring 31 of this embodiment is made of Cu. A barrier film for suppressing oxidation and diffusion of Cu, a so-called top barrier film 33, is formed on the fuse body 32 of the fuse wiring 31.

【0058】Cuヒューズ本体部32までは、前述した
第1実施形態と同様の方法により形成する。したがっ
て、本実施形態のCuヒューズ本体部32は、デュアル
ダマシン構造に形成されている。
The parts up to the Cu fuse body 32 are formed by the same method as in the first embodiment. Therefore, the Cu fuse body 32 of this embodiment is formed in a dual damascene structure.

【0059】Cuヒューズ本体部32を形成した後、そ
の上面をウェットエッチングもしくはドライエッチング
により選択的にリセスさせる(後退させる)。この後、
リセスされた部分に、Cuヒューズ本体部32の周りに
設けられているバリア膜6と同じく、Ta層33aおよ
びTaN層33bの2層構造からなるトップバリア膜
(トップバリアメタル膜)33を形成する。これらTa
層33aおよびTaN層33bは、例えばスパッタリン
グ工程により形成する。この際、Cuヒューズ本体部3
2の上面に直接接する下側の層をTaN層33b、この
TaN層33bの上側をTa層33aとする。この後、
溝の外側に付着した余分なトップバリア膜33をCMP
法により研磨して除去する。これにより、図5に示すよ
うに、第n+1層目の層間絶縁膜4および第m層目のC
u拡散防止膜7内に、トップバリア膜33を有する所望
のデュアルダマシン構造からなるCuヒューズ本体部3
2を得る。
After the Cu fuse body 32 is formed, its upper surface is selectively recessed (retreated) by wet etching or dry etching. After this,
A top barrier film (top barrier metal film) 33 having a two-layer structure of a Ta layer 33a and a TaN layer 33b is formed in the recessed portion, similarly to the barrier film 6 provided around the Cu fuse body 32. . These Ta
The layer 33a and the TaN layer 33b are formed by, for example, a sputtering process. At this time, the Cu fuse body 3
The lower layer in direct contact with the upper surface of 2 is the TaN layer 33b, and the upper layer of the TaN layer 33b is the Ta layer 33a. After this,
CMP the excess top barrier film 33 attached to the outside of the groove.
And remove by polishing. As a result, as shown in FIG. 5, the (n + 1) th layer interlayer insulating film 4 and the mth layer C
A Cu fuse body 3 having a desired dual damascene structure having a top barrier film 33 in the u diffusion prevention film 7.
Get 2.

【0060】以上でヒューズ配線31の主要部が形成さ
れる。この後のヒューズ窓9を形成するまでの工程は、
前述した第1実施形態と同様である。このように、第3
実施形態に係る半導体装置は、Cuヒューズ本体部32
の上面にトップバリア膜33が設けられているので、第
1実施形態よりもCuヒューズ配線31が劣化し難い。
As described above, the main part of the fuse wiring 31 is formed. The subsequent steps up to forming the fuse window 9 are as follows.
This is similar to the first embodiment described above. Thus, the third
The semiconductor device according to the embodiment has a Cu fuse body 32.
Since the top barrier film 33 is provided on the upper surface of the, the Cu fuse wiring 31 is less likely to deteriorate than in the first embodiment.

【0061】特に、トップバリア膜33を、バリア膜6
と同様にTa層33aおよびTaN層33bによって形
成することにより、トップバリア膜33本来の機能であ
るCuの層間絶縁膜(ILD膜)4中への拡散を抑制す
る効果を得ることができる。また、成膜装置を兼用でき
るとともに、成膜プロセスを統一して簡略化できるの
で、設備投資を削減して半導体装置の生産コストを低減
できる。また、たとえ配線用バリア膜6とトップバリア
膜33とが接触しても、それら両バリア膜6,33は同
じ材料から形成されているので、Cuヒューズ本体部3
2における抵抗値の上昇や、バリア性の劣化などを引き
起こす反応が生じるおそれが殆どない。したがって、半
導体装置の性能を劣化させる反応がCuヒューズ本体部
32において生じるおそれが殆どない。
Particularly, the top barrier film 33 is replaced with the barrier film 6.
By forming the Ta layer 33a and the TaN layer 33b in the same manner as described above, it is possible to obtain the effect of suppressing the diffusion of Cu into the interlayer insulating film (ILD film) 4, which is the original function of the top barrier film 33. Further, since the film forming apparatus can be used also and the film forming process can be unified and simplified, the capital investment can be reduced and the production cost of the semiconductor device can be reduced. Even if the wiring barrier film 6 and the top barrier film 33 are in contact with each other, since the barrier films 6 and 33 are made of the same material, the Cu fuse body 3 is formed.
There is almost no possibility that a reaction that causes an increase in the resistance value or deterioration of the barrier property in 2 occurs. Therefore, there is almost no possibility that a reaction that deteriorates the performance of the semiconductor device will occur in the Cu fuse body 32.

【0062】さらに、Ta層33aおよびTaN層33
bを積層して形成することにより、トップバリア膜33
の成膜プロセスにおいて発生するダストの主な原因であ
るTaN層33bの薄膜化を促進できる。これに加え
て、Ta層33aのペースティング効果により、ダスト
を大幅に低減できることが分かった。一般に、拡散バリ
ア性としてはTaN層33bが大きく寄与するが、Ta
Nはセラミックス層であるため機械的強度、すなわち破
壊靭性値が低く非常に割れ易い。これに対し、Ta層3
3aは金属単体で形成されているので延性(展性)があ
る。したがって、トップバリア膜33を、それぞれ薄膜
状に形成されたTa層33aおよびTaN層33bから
なる積層構造とすることにより、成膜工程におけるダス
トを大幅に低減することができる。
Further, the Ta layer 33a and the TaN layer 33 are formed.
The top barrier film 33 is formed by stacking b
It is possible to promote the thinning of the TaN layer 33b, which is the main cause of dust generated in the film forming process. In addition to this, it was found that the pasting effect of the Ta layer 33a can significantly reduce dust. Generally, the TaN layer 33b greatly contributes to the diffusion barrier property.
Since N is a ceramic layer, it has a low mechanical strength, that is, a fracture toughness value, and is very easily cracked. On the other hand, the Ta layer 3
Since 3a is formed of a simple metal, it has ductility (conductivity). Therefore, by forming the top barrier film 33 into a laminated structure including the Ta layer 33a and the TaN layer 33b formed in thin films, dust in the film forming process can be significantly reduced.

【0063】以上説明したように、第3実施形態に係る
半導体装置は、それぞれ薄膜状の金属層およびセラミッ
ク層の積層構造に形成されているトップバリア膜33に
よって、Cuヒューズ本体部32における拡散バリア性
が向上されている。すなわち、半導体装置全体の信頼性
が極めて向上されている。
As described above, in the semiconductor device according to the third embodiment, the diffusion barrier in the Cu fuse body 32 is formed by the top barrier film 33 formed in the laminated structure of the thin metal layer and the ceramic layer. Is improved. That is, the reliability of the entire semiconductor device is significantly improved.

【0064】(第4の実施の形態)図6は、本発明の第
4実施形態に係る半導体装置のヒューズ配線付近の構成
を示す断面図である。なお、図1と同一部分は同一符号
を付してその詳しい説明を省略する。
(Fourth Embodiment) FIG. 6 is a sectional view showing a structure near a fuse wiring of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0065】本実施形態のヒューズ配線41は、その引
き出し線5が前述した第1実施形態の引き出し線5と同
様にCuにより形成されている。ところが、ヒューズ配
線41のヒューズ本体部42は、Alにより形成されて
いる。また、ヒューズ本体部42は、前述した第1実施
形態のCuヒューズ本体部2と同様に、デュアルダマシ
ン構造に形成されている。
The lead wire 5 of the fuse wiring 41 of the present embodiment is made of Cu, like the lead wire 5 of the first embodiment. However, the fuse body portion 42 of the fuse wiring 41 is formed of Al. Further, the fuse main body 42 is formed in a dual damascene structure like the Cu fuse main body 2 of the first embodiment described above.

【0066】Alヒューズ本体部42用の凹部(溝)ま
では、前述した第1実施形態と同様の方法により形成す
る。AlはCuと異なり拡散しないため、第1実施形態
と同じバリア膜6を必要としない。したがって、先ずヒ
ューズ本体部用溝内に、例えばTa、Nb、Ti、W、
またはZrなどの高融点金属、あるいはそれらの窒化
膜、もしくはそれらを積層したもの、およびAlCuを
バリア膜(バリアメタル膜)43として設ける。本実施
形態においては、バリア膜43を、Ta層43aおよび
AlCu層43bからなる2層構造に形成する。バリア
膜43を成膜した後、その内側にAlによりヒューズ本
体部42を形成する。この後、溝の外側に付着した余分
なAlおよびバリア膜43をCMP法により研磨して除
去する。これにより、図6に示すように、第n+1層目
の層間絶縁膜4および第m層目のCu拡散防止膜7内
に、所望のデュアルダマシン構造からなるAlヒューズ
本体部42を得る。
The recesses (grooves) for the Al fuse body 42 are formed by the same method as in the first embodiment. Unlike Cu, Al does not diffuse, so the same barrier film 6 as in the first embodiment is not required. Therefore, first, for example, Ta, Nb, Ti, W,
Alternatively, a refractory metal such as Zr, a nitride film thereof, or a laminated film thereof, and AlCu are provided as the barrier film (barrier metal film) 43. In this embodiment, the barrier film 43 is formed in a two-layer structure including a Ta layer 43a and an AlCu layer 43b. After forming the barrier film 43, the fuse body 42 is formed of Al inside the barrier film 43. After that, the excess Al attached to the outside of the groove and the barrier film 43 are polished and removed by the CMP method. As a result, as shown in FIG. 6, an Al fuse main body 42 having a desired dual damascene structure is obtained in the (n + 1) th layer interlayer insulating film 4 and the mth layer Cu diffusion preventing film 7.

【0067】以上でヒューズ配線41の主要部が形成さ
れる。AlはCuに比べて酸化し難いため、Alヒュー
ズ本体部42の上に拡散防止膜を設ける必要はない。し
たがって、Alヒューズ本体部42の上に直接、第n+
2層目の層間絶縁膜4を設ける。この後のヒューズ窓9
を形成するまでの工程は、前述した第1実施形態と同様
である。
The main part of the fuse wiring 41 is formed as described above. Since Al is less likely to be oxidized than Cu, it is not necessary to provide a diffusion prevention film on the Al fuse body 42. Therefore, directly on the Al fuse body 42,
A second-layer interlayer insulating film 4 is provided. Fuse window 9 after this
The steps up to the formation of are similar to those of the first embodiment described above.

【0068】以上説明したように、第4実施形態に係る
半導体装置は、ヒューズ本体部42がAlにより形成さ
れているので、第1実施形態よりもヒューズ配線41が
劣化し難い。
As described above, in the semiconductor device according to the fourth embodiment, since the fuse main body portion 42 is formed of Al, the fuse wiring 41 is less likely to deteriorate than in the first embodiment.

【0069】(第5の実施の形態)図7は、本発明の第
5実施形態に係る半導体装置のヒューズ配線付近の構成
を示す断面図である。なお、図1と同一部分は同一符号
を付してその詳しい説明を省略する。
(Fifth Embodiment) FIG. 7 is a sectional view showing a structure near a fuse wiring of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0070】本実施形態のヒューズ配線51は、その引
き出し線5が前述した第1実施形態の引き出し線5と同
様にCuにより形成されている。ところが、ヒューズ配
線51のヒューズ本体部52は、前述した第4実施形態
のAlヒューズ本体部42と同様にAlにより形成され
ている。また、ヒューズ配線51のAlヒューズ本体部
52は、図7に示すように、前述した第2実施形態のC
uヒューズ本体部22と同様に、Alコンタクトプラグ
部(ヴィアプラグ部)53と別体に形成されている。す
なわち、Alヒューズ本体部52は、シングルダマシン
構造に形成されている。
The lead wire 5 of the fuse wiring 51 of the present embodiment is made of Cu similarly to the lead wire 5 of the first embodiment described above. However, the fuse body 52 of the fuse wiring 51 is made of Al, like the Al fuse body 42 of the fourth embodiment described above. Further, the Al fuse body 52 of the fuse wiring 51 is, as shown in FIG. 7, C of the second embodiment described above.
Like the u-fuse main body 22, it is formed separately from the Al contact plug portion (via plug portion) 53. That is, the Al fuse body 52 has a single damascene structure.

【0071】したがって、この第5実施形態の半導体装
置は、ヒューズ本体部52までは第2実施形態と同様の
方法により形成すればよい。ただし、ヒューズ本体部5
2およびヴィアプラグ部53をAlにより形成するとと
もに、それらの周りに第4実施形態において用いたバリ
ア膜43を成膜する。この後のヒューズ窓9を形成する
までの工程は、第4実施形態と同様である。
Therefore, in the semiconductor device of the fifth embodiment, the fuse main body 52 may be formed by the same method as in the second embodiment. However, the fuse body 5
2 and the via plug portion 53 are formed of Al, and the barrier film 43 used in the fourth embodiment is formed around them. The subsequent steps up to forming the fuse window 9 are the same as those in the fourth embodiment.

【0072】以上説明したように、第5実施形態に係る
半導体装置は、ヒューズ本体部52がAlにより形成さ
れているので、第1実施形態よりもヒューズ配線51が
劣化し難い。
As described above, in the semiconductor device according to the fifth embodiment, the fuse body 52 is made of Al, so the fuse wiring 51 is less likely to deteriorate than in the first embodiment.

【0073】(第6の実施の形態)図8は、本発明の第
6実施形態に係る半導体装置のヒューズ配線付近の構成
を示す断面図である。なお、図1と同一部分は同一符号
を付してその詳しい説明を省略する。
(Sixth Embodiment) FIG. 8 is a sectional view showing a structure near a fuse wiring of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0074】本実施形態のヒューズ配線61は、その引
き出し線5が前述した第1実施形態の引き出し線5と同
様にCuにより形成されている。ところが、ヒューズ配
線61のヒューズ本体部62は、前述した第4実施形態
のAlヒューズ本体部42と同様に、Alにより形成さ
れている。また、ヒューズ配線61のAlヒューズ本体
部62には、図8に示すように、Alコンタクトプラグ
部(ヴィアプラグ部)68が一体に形成されている。さ
らに、この第6実施形態のAlヒューズ本体部62は、
ダマシン工程ではなく、RIE工程により加工形成され
る。
The lead wire 5 of the fuse wiring 61 of the present embodiment is made of Cu, like the lead wire 5 of the first embodiment described above. However, the fuse main body portion 62 of the fuse wiring 61 is formed of Al, like the Al fuse main body portion 42 of the fourth embodiment described above. Further, as shown in FIG. 8, an Al contact plug portion (via plug portion) 68 is integrally formed on the Al fuse main body portion 62 of the fuse wiring 61. Further, the Al fuse body 62 of the sixth embodiment is
It is processed and formed not by the damascene process but by the RIE process.

【0075】第m層目のCu拡散防止膜7までは、前述
した第1実施形態と同様の方法により形成する。
The Cu diffusion prevention film 7 up to the m-th layer is formed by the same method as in the first embodiment described above.

【0076】次に、第m層目のCu拡散防止膜7の上
に、Alヴィアプラグ部68の高さと同程度の膜厚で、
パッド部第1絶縁膜(SiO2膜)63を設ける。続け
て、予め設定されている所定のコンタクトパターンに沿
ってパッド部第1絶縁膜63および第m層目のCu拡散
防止膜7をエッチングし、Cu引き出し線5の表面を一
時的に露出させる。この際、エッチングにより形成され
るAlヴィアプラグ部68用の凹部(溝)の大きさは、
Alヴィアプラグ部68の大きさに相当する程度とす
る。
Next, on the Cu diffusion preventive film 7 of the mth layer, with a film thickness approximately the same as the height of the Al via plug portion 68,
A pad portion first insulating film (SiO 2 film) 63 is provided. Subsequently, the pad section first insulating film 63 and the m-th layer Cu diffusion prevention film 7 are etched along a predetermined contact pattern to temporarily expose the surface of the Cu lead wire 5. At this time, the size of the recess (groove) for the Al via plug portion 68 formed by etching is
It is about the size of the Al via plug portion 68.

【0077】次に、このAlヴィアプラグ部68用の溝
内およびパッド部第1絶縁膜63の上に、第4実施形態
において用いたTa層43aおよびAlCu層43bの
2層構造からなるバリア膜43を成膜する。続けて、こ
のバリア膜43の内側および上側に、Alヒューズ本体
部62およびAlヴィアプラグ部68を形成するAlを
堆積させる。この後、予め設定されている所定の配線パ
ターンに沿って、ウェットエッチングもしくはドライエ
ッチングにより余分なAlおよびバリア膜43を選択的
に除去する。これにより、所望の形状からなるAlヒュ
ーズ本体部62およびAlヴィアプラグ部68、ならび
にバリア膜43を得る。
Next, a barrier film having a two-layer structure of the Ta layer 43a and the AlCu layer 43b used in the fourth embodiment is formed on the groove and the pad portion first insulating film 63 for the Al via plug portion 68. 43 is deposited. Subsequently, Al forming the Al fuse body 62 and the Al via plug 68 is deposited on the inside and the upper side of the barrier film 43. After that, excess Al and the barrier film 43 are selectively removed by wet etching or dry etching along a predetermined wiring pattern set in advance. As a result, the Al fuse body 62, the Al via plug 68, and the barrier film 43 having a desired shape are obtained.

【0078】次に、Alヒューズ本体部62を覆うよう
に、パッド部第1絶縁膜63の上にパッド部第2絶縁膜
(SiO2膜)64を設ける。この後、このパッド部第
2絶縁膜64を貫通する図示しない最上層の各種配線、
およびパッド部を形成する。これら各種配線およびパッ
ド部は、Alヒューズ本体部62およびAlヴィアプラ
グ部68を形成する場合と同様の方法により形成され
る。AlはCuに比べて酸化し難いため、Alヒューズ
本体部62の上に拡散防止膜を設ける必要はない。した
がって、パッド部第1絶縁膜63の上に、パッド部第2
絶縁膜64を連続して設ける。同様に、パッド部第2絶
縁膜64の上に、パッド部第3絶縁膜(SiO2膜)6
5およびパッド部第4絶縁膜(シリコン窒化膜)66を
連続して設ける。この際、パッド部第3絶縁膜65およ
びパッド部第4絶縁膜66は、それぞれ所定の厚さに堆
積されて、パッシベーション膜67として成膜される。
Next, a pad portion second insulating film (SiO 2 film) 64 is provided on the pad portion first insulating film 63 so as to cover the Al fuse main body portion 62. Thereafter, various wirings of the uppermost layer (not shown) penetrating the pad portion second insulating film 64,
And forming a pad portion. These various wirings and pads are formed by the same method as the case of forming the Al fuse main body 62 and the Al via plug 68. Since Al is less likely to be oxidized than Cu, it is not necessary to provide a diffusion prevention film on the Al fuse body 62. Therefore, the pad portion second insulating film 63 is formed on the pad portion second insulating film 63.
The insulating film 64 is continuously provided. Similarly, the pad portion third insulating film (SiO 2 film) 6 is formed on the pad portion second insulating film 64.
5 and the pad portion fourth insulating film (silicon nitride film) 66 are continuously provided. At this time, the pad portion third insulating film 65 and the pad portion fourth insulating film 66 are respectively deposited to have a predetermined thickness and formed as a passivation film 67.

【0079】以上でヒューズ配線61の主要部が形成さ
れる。この後、パッド部開孔と合わせてヒューズ窓9を
形成するまでの工程は、前述した第1実施形態と同様で
ある。
As described above, the main part of the fuse wiring 61 is formed. After that, the steps up to forming the fuse window 9 together with the opening of the pad portion are the same as those in the first embodiment.

【0080】以上説明したように、第6実施形態に係る
半導体装置は、ヒューズ本体部62がAlにより形成さ
れているので、第1実施形態よりもヒューズ配線61が
劣化し難い。
As described above, in the semiconductor device according to the sixth embodiment, since the fuse body 62 is formed of Al, the fuse wiring 61 is less likely to deteriorate than in the first embodiment.

【0081】(第7の実施の形態)図9は、本発明の第
7実施形態に係る半導体装置のヒューズ配線のヒューズ
本体部付近の構成を示す平面図である。なお、図1と同
一部分は同一符号を付してその詳しい説明を省略する。
(Seventh Embodiment) FIG. 9 is a plan view showing a structure near a fuse body of a fuse wiring of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0082】本実施形態の半導体装置は、そのヒューズ
配線71のヒューズ本体部72の配置に特徴を有するも
のである。
The semiconductor device of this embodiment is characterized by the arrangement of the fuse body 72 of the fuse wiring 71.

【0083】前述した第1〜第6実施形態におけるヒュ
ーズ配線構造と同様に、ヒューズ配線71を多層構造化
するとともに、そのヒューズ本体部72をヒューズ窓9
の底部10よりも短く形成する。この際、図9(a)に
示すように、隣り合うヒューズ配線71のヒューズ本体
部72同士がヒューズ配線71の長手方向と直交する方
向に沿って隣接しないように、互いにずらして配置す
る。これにより、ヒューズ配線71の幅を細くすること
なく、ヒューズ配線71に必要な面積を、例えば図9
(a)中斜線で示す大きさだけ小さくできる。すなわ
ち、ヒューズ配線領域のコンパクト化を図ることができ
る。なお、図9(a)〜(c)中、ヒューズ窓9の内側
の一点鎖線で示されている領域には、ヒューズ窓9の底
部10を形成する層間絶縁膜などの残存膜73が存在す
るものとする。
Similar to the fuse wiring structures in the above-described first to sixth embodiments, the fuse wiring 71 has a multi-layered structure, and the fuse body 72 is formed in the fuse window 9.
It is formed to be shorter than the bottom portion 10. At this time, as shown in FIG. 9A, the fuse main body portions 72 of the adjacent fuse wirings 71 are arranged so as not to be adjacent to each other along the direction orthogonal to the longitudinal direction of the fuse wiring 71. As a result, the area required for the fuse wiring 71 can be reduced to, for example, FIG. 9 without reducing the width of the fuse wiring 71.
(A) The size can be reduced by the size shown by the diagonal line. That is, the fuse wiring area can be made compact. 9A to 9C, a residual film 73 such as an interlayer insulating film that forms the bottom portion 10 of the fuse window 9 exists in a region shown by a dashed line inside the fuse window 9. I shall.

【0084】ここで、図9(a)において、例えばヒュ
ーズ配線71(ヒューズ本体部72)の幅(width)W
を約0.6μmに形成する。また、ヒューズ配線71の
長手方向と直交する方向に沿って隣接するヒューズ本体
部72同士の間隔、すなわちピッチ(pitch)Pを約
2.0μmに形成する。それとともに、ヒューズ窓9の
内側の単位面積(ブロックサイズ)当たりのヒューズ配
線71の本数を1000本とする。
Here, in FIG. 9A, for example, the width W of the fuse wiring 71 (fuse main body 72).
To about 0.6 μm. In addition, the interval between the fuse body portions 72 adjacent to each other along the direction orthogonal to the longitudinal direction of the fuse wiring 71, that is, the pitch P is formed to be about 2.0 μm. At the same time, the number of fuse wires 71 per unit area (block size) inside the fuse window 9 is set to 1000.

【0085】このような設定では、例えば図15(c)
に示す従来技術に係るヒューズ配線構造においては、ブ
ロックサイズ当たり、おおよそ2.0μm×1000=
2000μm程度の幅が必要である。これに対して、ヒ
ューズ本体部72が図9(a)に示すように配置されて
いる本実施形態のヒューズ配線構造では、ブロックサイ
ズの幅は、おおよそ2.0×500=1000μm程度
の大きさがあれば十分である。これは、従来技術のブロ
ックサイズと比較して、その面積で約50%の削減がで
きることになる。これにより、LSIに搭載し得る図示
しない救済回路の搭載領域を増大させて、LSIの救済
率を向上できる。
With such a setting, for example, FIG.
In the fuse wiring structure according to the related art shown in FIG. 2, the block size is approximately 2.0 μm × 1000 =
A width of about 2000 μm is necessary. On the other hand, in the fuse wiring structure of this embodiment in which the fuse body 72 is arranged as shown in FIG. 9A, the width of the block size is about 2.0 × 500 = 1000 μm. Is enough. This would result in a reduction of about 50% in area compared to the block size of the prior art. As a result, the mounting area of the relief circuit (not shown) that can be mounted on the LSI is increased, and the relief rate of the LSI can be improved.

【0086】また、本実施形態のヒューズ配線構造で
は、ヒューズ配線71に必要なブロックサイズの面積を
変えなければ、図9(b)中D1,D2で示す隣接する
ヒューズ本体部72同士の間隔を広げることができる。
ひいては、ヒューズ配線71同士の間隔を広げることが
できる。これにより、ヒューズブローを行う際に、近接
する所望外のヒューズ配線71にダメージを与えるおそ
れを殆どなくして、ヒューズ配線71の信頼性を向上で
きる。ひいてはLSI全体の信頼性、および生産歩留ま
りの向上を図ることができる。
Further, in the fuse wiring structure of the present embodiment, unless the area of the block size required for the fuse wiring 71 is changed, the interval between the adjacent fuse body portions 72 shown by D1 and D2 in FIG. 9B is set. Can be expanded.
As a result, the interval between the fuse wires 71 can be increased. As a result, the reliability of the fuse wiring 71 can be improved with almost no possibility of damaging the adjacent undesired fuse wiring 71 when the fuse is blown. Consequently, the reliability of the entire LSI and the production yield can be improved.

【0087】さらに、本実施形態のヒューズ配線構造で
は、ヒューズ配線71に必要なブロックサイズの面積、
および隣接するヒューズ本体部72同士の間隔をともに
変えなければ、図9(c)に示すように、単位面積内に
おけるヒューズ配線71の総数を増やして、高密度配線
を実現できる。ひいては、救済回路に電気的に接続され
るヒューズ配線71の本数を増やして、LSIの救済率
を向上できる。
Further, in the fuse wiring structure of the present embodiment, the area of the block size required for the fuse wiring 71,
And, if the interval between the adjacent fuse body portions 72 is not changed, as shown in FIG. 9C, the total number of the fuse wirings 71 in a unit area can be increased and a high density wiring can be realized. Consequently, the number of fuse wires 71 electrically connected to the relief circuit can be increased to improve the relief rate of the LSI.

【0088】以上説明したように、第7実施形態に係る
半導体装置によれば、ヒューズ配線間隔、すなわちヒュ
ーズピッチの狭ピッチ化を図ることができる。ひいて
は、半導体装置内の各種電子回路などの微細化および高
密度化、および半導体装置のコンパクト化を図り得る。
これにより、ヒューズ配線領域の大きさ、ヒューズピッ
チ、そしてヒューズ配線の本数や密度などを、半導体装
置内の各種電子回路の設計に応じた適正な状態に設定で
きる。
As described above, according to the semiconductor device of the seventh embodiment, it is possible to reduce the fuse wiring interval, that is, the fuse pitch. As a result, it is possible to miniaturize and increase the density of various electronic circuits in the semiconductor device and to make the semiconductor device compact.
As a result, the size of the fuse wiring region, the fuse pitch, and the number and density of the fuse wirings can be set to an appropriate state according to the design of various electronic circuits in the semiconductor device.

【0089】また、近接するヒューズ配線71へのヒュ
ーズブローによるダメージの低減を図りつつ、ヒューズ
配線領域を拡大することなくヒューズ配線71の本数を
増やして、ヒューズ配線71の高密度化を図ることがで
きる。これにより、半導体装置の信頼性、およびその生
産効率の歩留まりの向上を図ることができる。
Further, the number of the fuse wirings 71 can be increased and the density of the fuse wirings 71 can be increased without increasing the fuse wiring area while reducing the damage to the adjacent fuse wirings 71 due to the fuse blow. it can. As a result, the reliability of the semiconductor device and the yield of its production efficiency can be improved.

【0090】(第8の実施の形態)図10〜図14は、
本発明の第8実施形態に係る半導体装置のヒューズ配線
付近の構成を示す平面図である。なお、図1と同一部分
は同一符号を付してその詳しい説明を省略する。また、
図16〜図18は、本実施形態の半導体装置の比較例と
なる、従来の技術に係る半導体装置のヒューズ配線付近
の構成を示す平面図および断面図である。
(Eighth Embodiment) FIGS. 10 to 14 show
FIG. 13 is a plan view showing a configuration near a fuse wiring of a semiconductor device according to an eighth exemplary embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. Also,
16 to 18 are a plan view and a cross-sectional view showing a configuration near a fuse wiring of a semiconductor device according to a conventional technique, which is a comparative example of the semiconductor device of the present embodiment.

【0091】本実施形態の半導体装置は、そのヒューズ
配線81のヒューズ本体部82および引き出し線83の
配線パターンに特徴を有するものである。
The semiconductor device of this embodiment is characterized by the wiring patterns of the fuse body portion 82 of the fuse wiring 81 and the lead wire 83.

【0092】先ず、従来技術に係る半導体装置のヒュー
ズ配線付近の構成について簡潔に説明する。従来用いら
れているヒューズ配線201の構造の概要を図16に示
す。図16(a)は、従来技術に係る半導体装置として
のLSIのヒューズ配線付近を、その上方から臨んで示
す平面図である。また、図16(b)は、図16(a)
中Y−Y線に沿って示す断面図である。
First, the structure near the fuse wiring of the semiconductor device according to the prior art will be briefly described. FIG. 16 shows an outline of the structure of a fuse wiring 201 which has been conventionally used. FIG. 16A is a plan view showing the vicinity of a fuse wire of an LSI as a semiconductor device according to a conventional technique as seen from above. In addition, FIG. 16B is the same as FIG.
It is sectional drawing shown along the middle YY line.

【0093】複数本のヒューズ配線201は、それらの
一端が半導体装置内の各種電子回路、例えば制御回路部
202に電気的に接続されている。また、各ヒューズ配
線201の他端は、例えば共通電位配線203に電気的
に接続されている。
One end of each of the plurality of fuse wires 201 is electrically connected to various electronic circuits in the semiconductor device, for example, the control circuit section 202. The other end of each fuse wiring 201 is electrically connected to the common potential wiring 203, for example.

【0094】近年、半導体デバイスの微細化に伴い、制
御回路部等の半導体装置内の各種電子回路の微細化が進
行している。それに伴ってヒューズピッチの微細化も進
行している。半導体製造技術の中で、リダンダンシー技
術による不良セルエレメントから予備セルエレメントへ
の置き換えは、レーザビームなどによるヒューズ切断方
式が多く用いられている。
In recent years, along with the miniaturization of semiconductor devices, miniaturization of various electronic circuits in semiconductor devices such as control circuit portions has been progressing. Along with this, miniaturization of fuse pitch is also progressing. In the semiconductor manufacturing technology, a fuse cutting method using a laser beam or the like is often used to replace a defective cell element with a spare cell element by the redundancy technology.

【0095】一般に、ヒューズブローを行う際には、波
長が1047nmや1321nm等の近赤外領域のレー
ザ光線が用いられている。これらのレーザ光線の絞り限
界は、各光線の波長により決定される。このため、ヒュ
ーズピッチが狭くなり、レーザ光線の絞りの大きさに近
づくと、所望のヒューズ配線201を切断する際に、隣
接するヒューズ配線201に損傷を与えるおそれがあ
る。これを防ぐためには、例えば制御回路部202を、
レーザ加工限界によって決定されるヒューズピッチの限
界の大きさに応じて配置する必要がある。この結果、ヒ
ューズ配線201および制御回路部202の占有領域が
必要以上に大きくなるといった問題が生じる。また、ヒ
ューズ配線201および制御回路部202の占有面積が
増大すると、半導体チップに搭載し得る救済回路の規模
の縮小を引き起こし、チップ救済率が低下する。ところ
が、図16(a)に示すような配線パターンでは、制御
回路部202のピッチの縮小に応じてヒューズ配線20
1の狭ピッチ化を図ることは困難である。以下、一例を
挙げて具体的に説明する。
Generally, a laser beam in the near infrared region having a wavelength of 1047 nm or 1321 nm is used for fuse blowing. The aperture limit of these laser beams is determined by the wavelength of each beam. For this reason, when the fuse pitch becomes narrower and approaches the size of the aperture of the laser beam, there is a possibility that the adjacent fuse wiring 201 may be damaged when the desired fuse wiring 201 is cut. In order to prevent this, for example, the control circuit unit 202 is
It is necessary to arrange the fuses according to the limit size of the fuse pitch determined by the laser processing limit. As a result, there arises a problem that the occupied area of the fuse wiring 201 and the control circuit section 202 becomes larger than necessary. Further, when the area occupied by the fuse wiring 201 and the control circuit unit 202 increases, the scale of the relief circuit that can be mounted on the semiconductor chip is reduced, and the chip relief rate decreases. However, in the wiring pattern as shown in FIG. 16A, the fuse wiring 20 is changed according to the reduction of the pitch of the control circuit unit 202.
It is difficult to narrow the pitch of 1. Hereinafter, an example will be specifically described.

【0096】図16(a),(b)は、それぞれ従来の
半導体装置に形成されているヒューズ配線領域の平面図
および断面図を示している。図16(b)は、図16
(a)中Y−Y線で示す部分の断面構造を示すものであ
る。Si基板207上に設けられているヒューズ配線2
01は、一般にはCu、Cu合金、Al、またはAl合
金などで形成されている。通常、ヒューズ配線201
は、ヒューズ配線201と同層に形成されている他の配
線と同種の材料を用いて、同様の構造に形成される。ま
た、ヒューズ配線201の周囲には、シリコン酸化膜、
有機シリコン酸化膜、あるいはシリコン窒化膜等の、半
導体装置に一般に用いられる各種絶縁膜204が、それ
ぞれ単層あるいは多層で形成されている。
16A and 16B are a plan view and a sectional view of a fuse wiring region formed in a conventional semiconductor device, respectively. FIG. 16B is the same as FIG.
(A) shows a cross-sectional structure of a portion indicated by a line YY in (a). Fuse wiring 2 provided on the Si substrate 207
01 is generally formed of Cu, Cu alloy, Al, Al alloy, or the like. Usually, the fuse wiring 201
Are formed in the same structure by using the same kind of material as the other wiring formed in the same layer as the fuse wiring 201. Further, a silicon oxide film,
Various insulating films 204 such as an organic silicon oxide film or a silicon nitride film, which are generally used in semiconductor devices, are formed in a single layer or a multilayer.

【0097】図16(a),(b)に示す半導体装置で
は、各絶縁膜204のうち、層間絶縁膜205をシリコ
ン酸化膜で形成している。それとともに、拡散防止膜2
06をシリコン窒化膜で形成している。そして、それら
層間絶縁膜205および拡散防止膜206が、Si基板
207上にそれぞれ5層に積層された構造となってい
る。また、ヒューズ配線201をCuで形成している。
そして、ヒューズ配線201の周囲には、Ta層208
aおよびTaN層208bの2層構造からなるバリア膜
208を形成している。
In the semiconductor device shown in FIGS. 16A and 16B, the interlayer insulating film 205 of each insulating film 204 is formed of a silicon oxide film. At the same time, the diffusion prevention film 2
06 is formed of a silicon nitride film. The inter-layer insulation film 205 and the diffusion prevention film 206 are laminated on the Si substrate 207 in five layers. The fuse wiring 201 is made of Cu.
The Ta layer 208 is formed around the fuse wiring 201.
A barrier film 208 having a two-layer structure of a and TaN layer 208b is formed.

【0098】この半導体装置では、図16(a)に示す
ように、ヒューズピッチの大きさP1は2.5μmに形
成されている。それとともに、ヒューズ配線201の実
質的な幅であるヒューズ配線201の本体部201aの
幅W1の大きさは1.0μmに形成されている。また、
この半導体装置では、ヒューズ配線201の本体部20
1aは第4層目に形成されている。そして、共通電位配
線203は、例えば第2層目に形成されている。さら
に、ヒューズ配線201と制御回路部202とを電気的
に接続するヒューズ配線201の引き出し線201b
は、例えば第1層目に形成されている。ヒューズ本体部
201aと共通電位配線203とは、コンタクトプラグ
(ヴィアプラグ)210を介して電気的に接続されてい
る。同様に、ヒューズ本体部201aと引き出し線20
1bも、コンタクトプラグ210を介して電気的に接続
されている。
In this semiconductor device, as shown in FIG. 16A, the fuse pitch size P1 is 2.5 μm. At the same time, the width W1 of the main body portion 201a of the fuse wiring 201, which is the substantial width of the fuse wiring 201, is set to 1.0 μm. Also,
In this semiconductor device, the body portion 20 of the fuse wiring 201 is
1a is formed on the fourth layer. The common potential wiring 203 is formed on the second layer, for example. Further, a lead wire 201b of the fuse wire 201 that electrically connects the fuse wire 201 and the control circuit unit 202.
Is formed on the first layer, for example. The fuse body 201a and the common potential wiring 203 are electrically connected via a contact plug (via plug) 210. Similarly, the fuse body 201a and the lead wire 20
1b is also electrically connected via the contact plug 210.

【0099】ヒューズ窓208の底部209を形成して
いる、ヒューズ配線201上の残存膜である絶縁膜20
5は、ヒューズブローの切断特性を向上させるために可
能な限り薄く形成される。ところが、従来技術において
述べたように、残存膜205はヒューズ窓208の底部
209において上向きに凸形状に形成され易い。このた
め、残存膜205は、その外周部付近の膜厚がヒューズ
配線201が露出しない程度の厚さになるように形成さ
れる。
The insulating film 20 which is the remaining film on the fuse wiring 201 and which forms the bottom portion 209 of the fuse window 208.
5 is formed as thin as possible in order to improve the blow characteristic of the fuse blow. However, as described in the related art, the residual film 205 is likely to be formed in a convex shape upward in the bottom portion 209 of the fuse window 208. Therefore, the residual film 205 is formed such that the film thickness in the vicinity of the outer peripheral portion thereof is such that the fuse wiring 201 is not exposed.

【0100】図17(a),(b)は、図16(a),
(b)に示されている構造からなるヒューズ配線201
のうち、座標指定されたヒューズ配線201をヒューズ
ブローにより切断した後の状態を示している。図17
(a)は、ヒューズブローされたヒューズ配線付近を、
その上方から臨んで示す平面図である。また、図17
(b)は、図17(a)中Z−Z線に沿って示す断面図
である。
17 (a) and 17 (b) are shown in FIG.
The fuse wiring 201 having the structure shown in FIG.
Of these, the state is shown after the fuse wiring 201 whose coordinates have been designated is cut by fuse blowing. FIG. 17
(A) shows the vicinity of the fuse wiring blown by the fuse,
It is a top view which shows from the upper part. In addition, FIG.
17B is a sectional view taken along line ZZ in FIG. 17A.

【0101】図17(a)中ヒューズ配線201の打点
部分が、ヒューズブローが行われた部分である。このヒ
ューズブローの際に用いたレーザ光線の波長は1321
nm、ビーム径は直径3.0μm、合わせ精度は±0.
35μmであった。このような設定では、切断したヒュ
ーズ配線201に隣接するヒューズ配線201や、その
他の領域に損傷を殆ど与えることなく、所望のヒューズ
配線201を切断可能なことが分かる。
In FIG. 17A, the dotted portion of the fuse wiring 201 is the portion where the fuse has been blown. The wavelength of the laser beam used for this fuse blowing is 1321
nm, the beam diameter is 3.0 μm, and the alignment accuracy is ± 0.
It was 35 μm. It can be seen that with such a setting, the desired fuse wiring 201 can be cut with almost no damage to the fuse wiring 201 adjacent to the cut fuse wiring 201 and other regions.

【0102】ところが、図18に示すように、ヒューズ
配線201の本体部201aの幅W2の大きさを1.0
μmに保持したまま、ヒューズピッチP2の大きさを
2.0μmまで小さくする。このような設定において、
図18中打点部分で示すように所望のヒューズ配線20
1を切断する。すると、切断すべきヒューズ配線201
に隣接するヒューズ配線201上に黒塗り部分で示すよ
うに、周囲のヒューズ配線201に損傷を与えてしま
う。これを防ぐために、隣接するヒューズ配線201に
損傷を与えないようにレーザ光線の照射エネルギーを下
げると、所望のヒューズ配線201を切断できなくな
る。このように、従来の配線パターンでは、レーザ光線
の波長を1321nm、ビームの直径を3.0μm、合
わせ精度を±0.35μmに設定すると、制御回路部2
02の配列ピッチを2.0μmまでコンパクト化するこ
とは実質的に不可能である。
However, as shown in FIG. 18, the width W2 of the body portion 201a of the fuse wiring 201 is set to 1.0.
The size of the fuse pitch P2 is reduced to 2.0 μm while maintaining it at μm. In such a setting,
A desired fuse wiring 20 as shown by a dotted portion in FIG.
Cut 1. Then, the fuse wiring 201 to be cut
As shown by the black portion on the fuse wire 201 adjacent to the fuse wire 201, the surrounding fuse wire 201 is damaged. To prevent this, if the irradiation energy of the laser beam is lowered so as not to damage the adjacent fuse wiring 201, the desired fuse wiring 201 cannot be cut. Thus, in the conventional wiring pattern, if the wavelength of the laser beam is 1321 nm, the beam diameter is 3.0 μm, and the alignment accuracy is ± 0.35 μm, the control circuit unit 2
It is practically impossible to make the array pitch of 02 compact to 2.0 μm.

【0103】この第8実施形態に係る半導体装置は、以
上説明したような問題点を克服するためになされたもの
である。その目的は、レーザ光線による微細加工の精度
限界に拘らず、半導体装置内の各種電子回路の微細化に
応じて、ヒューズ配線を適正な配線パターンに設定する
ことが可能なヒューズ配線構造を提供することである。
また、ヒューズブローの処理速度を向上し得るヒューズ
配線構造を提供することである。
The semiconductor device according to the eighth embodiment is made to overcome the problems described above. An object of the present invention is to provide a fuse wiring structure capable of setting a fuse wiring to an appropriate wiring pattern according to miniaturization of various electronic circuits in a semiconductor device, regardless of the precision limit of fine processing by a laser beam. That is.
Another object is to provide a fuse wiring structure that can improve the processing speed of fuse blowing.

【0104】本実施形態の半導体装置のヒューズ配線8
1付近の構造を、ヒューズ窓9の上方から臨んだ平面図
として、図10〜図12に示す。
Fuse wiring 8 of the semiconductor device of this embodiment
10 to 12 are plan views of the structure in the vicinity of No. 1 viewed from above the fuse window 9.

【0105】図10〜図12に示すように、本実施形態
においては、複数本のヒューズ配線81のヒューズ本体
部82は、各ヒューズ配線81の長手方向に沿って、電
子回路としての制御回路部84側から共通電位配線85
側に向かって、第1列、第2列、第3列となるように形
成されている。第2列のヒューズ本体部82は、それら
に接続されている各引き出し線83が、第1列の各ヒュ
ーズ本体部82の間を通して制御回路部84に電気的に
接続されている。また、第3列のヒューズ本体部82
は、それらに接続されている各引き出し線83が、第2
列および第1列の各ヒューズ本体部82の間を通して制
御回路部84に電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 10 to 12, in the present embodiment, the fuse main body portion 82 of the plurality of fuse wirings 81 has a control circuit portion as an electronic circuit along the longitudinal direction of each fuse wiring 81. Common potential wiring 85 from the 84 side
The first row, the second row, and the third row are formed toward the side. In the fuse main body portions 82 in the second row, the lead lines 83 connected to them are electrically connected to the control circuit portion 84 through the spaces between the fuse main body portions 82 in the first row. In addition, the fuse body portion 82 of the third row
Indicates that each lead wire 83 connected to them is the second
It is electrically connected to the control circuit section 84 through between the fuse main body sections 82 of the first row and the first row.

【0106】同様に、第2列のヒューズ本体部82は、
それらに接続されている各引き出し線83が、第3列の
各ヒューズ本体部82の間を通して共通電位配線85に
電気的に接続されている。また、第1列のヒューズ本体
部82は、それらに接続されている各引き出し線83
が、第2列および第3列の各ヒューズ本体部82の間を
通して共通電位配線85に電気的に接続されている。本
実施形態においては、図10中Aで示す、各ヒューズ本
体部82とこれらに隣接する各引き出し線83とのそれ
ぞれの中心間距離を、例えば約2.5μmに設定する。
Similarly, the fuse main body 82 of the second row is
Each lead wire 83 connected to them is electrically connected to the common potential wiring 85 through between the fuse main body portions 82 in the third column. In addition, the fuse main body portion 82 of the first row has the lead wires 83 connected to them.
Are electrically connected to the common potential wiring 85 through the fuse main body portions 82 in the second and third columns. In the present embodiment, the center-to-center distance between each fuse main body 82 and each lead wire 83 adjacent to each fuse main body 82 is set to, for example, about 2.5 μm.

【0107】また、各ヒューズ本体部82は、それらの
幅が各引き出し線83の幅と同等以上に広く形成され
る。すなわち、各引き出し線83は、それらの幅が各ヒ
ューズ本体部82の幅と同等以下に狭く形成される。こ
れにより、ヒューズブローを行い易くしつつ、各引き出
し線83、ひいては各ヒューズ配線81の引き回しの自
由度を向上できる。したがって、LSI内に設けられる
各種電子回路同士の多種多様な接続状態に応じて、より
適正な配線パターンのヒューズ配線81を設けることが
できる。
In addition, each fuse body 82 is formed such that the width thereof is wider than or equal to the width of each lead wire 83. That is, the width of each lead wire 83 is formed to be narrower than the width of each fuse body portion 82. As a result, it is possible to improve the degree of freedom in routing each lead wire 83, and hence each fuse wire 81, while facilitating fuse blowing. Therefore, the fuse wiring 81 having a more appropriate wiring pattern can be provided according to various connection states of various electronic circuits provided in the LSI.

【0108】一般に、ヒューズ本体部の幅を1.0μm
程度まで広くすると、下地層のSi膜や、層間絶縁膜へ
のヒューズブローによる損傷が抑制される。しかし、ヒ
ューズブローは行い難くなる。これに対して、ヒューズ
本体部の幅を0.5μm程度まで狭くすると、ヒューズ
ブローは行い易くなる。しかし、下地層などへのヒュー
ズブローによる損傷が発生し易くなる。したがって、ヒ
ューズ本体部の幅は、レーザビームの波長、合わせ精
度、あるいは下地層の膜厚などに応じて適宜、ブロー特
性と損傷抑制とを両立可能な適正な大きさに設定され
る。例えば、ヒューズブロー用レーザビームの波長が1
321nmであるとする。この場合、ヒューズ本体部の
幅は、通常約0.4μm〜約1.0μmが適正な大きさ
とされている。
Generally, the width of the fuse body is 1.0 μm.
When it is widened to a certain extent, damage due to fuse blow to the underlying Si film and the interlayer insulating film is suppressed. However, it becomes difficult to blow the fuse. On the other hand, if the width of the fuse body is narrowed to about 0.5 μm, the fuse blow becomes easier. However, the blown fuse is apt to be damaged by the fuse blow. Therefore, the width of the fuse body is appropriately set according to the wavelength of the laser beam, the alignment accuracy, the film thickness of the underlayer, and the like so that both blow characteristics and damage suppression can be compatible. For example, the wavelength of the fuse blowing laser beam is 1
It is assumed to be 321 nm. In this case, the proper width of the fuse body is usually about 0.4 μm to about 1.0 μm.

【0109】また、例えばヒューズ本体部の幅を約0.
5μmまで狭くしても、下地Siへの損傷が殆ど生じな
い場合がある。そして、引き出し線とヒューズ本体部と
を略同じ幅に形成しても、引き出し線の引き回しの自由
度を確保できる場合がある。これら2つの場合を両立で
きる場合には、ヒューズ本体部と引き出し線とを略同じ
幅に形成しても良い。ただし、引き出し線の幅をヒュー
ズ本体部の幅よりも大きくすると、切断特性(ブロー特
性)の劣化および引き回しの自由度の低下が生じるおそ
れが大きくなるので好ましくない。
Further, for example, the width of the fuse body is set to about 0.
Even if the width is reduced to 5 μm, the underlying Si may be hardly damaged. Even if the lead wire and the fuse body are formed to have substantially the same width, there is a case where the lead wire can be freely routed. When the two cases can be compatible with each other, the fuse body and the lead wire may be formed to have substantially the same width. However, if the width of the lead wire is made larger than the width of the fuse main body portion, there is a high possibility that the cutting characteristic (blowing characteristic) is deteriorated and the degree of freedom of wiring is increased, which is not preferable.

【0110】さらに、図10中Dで示す、第1列の2個
のヒューズ本体部82間を通る2本の引き出し線83同
士の間隔を、例えば約1.0μmに設定する。すると、
図10中Bで示す、第1列において隣接するヒューズ本
体部82同士の間隔が約6μmとなる。この結果、図1
0に示すように、第1列において、約6μmの幅に3本
のヒューズ配線81を配置することが可能となる。これ
は、第2列および第3列においても同様である。このよ
うに、本実施形態の配線パターンによれば、図10中C
で示す隣接するヒューズ配線81の実質的なピッチを約
2.0μmまで狭くすることができる。
Further, the interval between the two lead lines 83 passing between the two fuse main bodies 82 in the first row, which is indicated by D in FIG. 10, is set to, for example, about 1.0 μm. Then,
The interval between the fuse main body portions 82 adjacent to each other in the first row shown by B in FIG. 10 is about 6 μm. As a result,
As shown in 0, three fuse wirings 81 can be arranged in the first column with a width of about 6 μm. This also applies to the second and third columns. Thus, according to the wiring pattern of the present embodiment, C in FIG.
The substantial pitch of the adjacent fuse wiring 81 indicated by can be narrowed to about 2.0 μm.

【0111】図10に示されている各ヒューズ配線81
のうち、所望のヒューズ配線81のヒューズ本体部82
をヒューズブローした結果を図11に示す。この際、図
示しないヒューズ切断装置を用いて、ヒューズブロー用
のレーザ光線(レーザビーム)の波長が約1321n
m、ビームの直径が約3.0μm、合わせ精度が±約
0.35μmになるように設定した。図11中ヒューズ
本体部82の打点部分が、ヒューズブローが行われた部
分を示すものである。図11に示すように、本実施形態
の配線パターンでは、所望のヒューズ配線81のみを切
断することが可能であることが分かる。したがって、本
実施形態のヒューズ配線構造によれば、ヒューズ配線8
1上の残存膜73を薄く形成したり、あるいはヒューズ
配線81の狭ピッチ化の限界を向上させたりすることな
く、実質的なヒューズピッチを狭くすることができる。
Each fuse wiring 81 shown in FIG.
Of the fuse body portion 82 of the desired fuse wiring 81
The result of fuse blowing is shown in FIG. At this time, the wavelength of the laser beam (laser beam) for fuse blowing is about 1321n using a fuse cutting device (not shown).
m, the diameter of the beam was about 3.0 μm, and the alignment accuracy was ± about 0.35 μm. In FIG. 11, the dotted portion of the fuse main body portion 82 shows the portion where the fuse has been blown. As shown in FIG. 11, it is understood that only the desired fuse wiring 81 can be cut in the wiring pattern of this embodiment. Therefore, according to the fuse wiring structure of the present embodiment, the fuse wiring 8
The substantial fuse pitch can be narrowed without forming the remaining film 73 on the first thin film or improving the limit of narrowing the pitch of the fuse wiring 81.

【0112】また、本実施形態のヒューズ配線81の配
線パターンを適用する際に、各ヒューズ本体部82と各
引き出し線83とを同じ層に形成してもよい。この際、
互いに隣接する引き出し線83の間隔を、レーザビーム
の直径と同等以下の大きさに形成する。すなわち、図1
2中引き出し線83上に破線の円で囲んで示すように、
隣接する2本の引き出し線83を、それらの一部同士が
ともにレーザビームの照射領域内に入るように形成す
る。このような設定において、破線の円で囲んだ部分に
レーザビームを照射する。すると、図12中隣接する2
本の引き出し線83上に打点部分で示すように、2本の
引き出し線83をまとめてヒューズブローすることがで
きる。すなわち、1回のヒューズブローによって、実質
的に2本のヒューズ配線81をまとめて切断することが
できる。これにより、ヒューズ切断のスループットを向
上することが可能である。
Further, when applying the wiring pattern of the fuse wiring 81 of this embodiment, each fuse main body portion 82 and each lead wire 83 may be formed in the same layer. On this occasion,
The interval between the lead lines 83 adjacent to each other is formed to be equal to or smaller than the diameter of the laser beam. That is, FIG.
2 As shown by enclosing with a dashed circle on the middle lead wire 83,
Two adjacent lead lines 83 are formed such that some of them are within the laser beam irradiation region. In such a setting, the laser beam is applied to the portion surrounded by the broken line circle. Then, adjacent two in FIG.
Two lead lines 83 can be collectively blown on the two lead lines 83, as indicated by the dots. That is, it is possible to substantially cut the two fuse wires 81 together by blowing the fuse once. This makes it possible to improve the throughput of cutting the fuse.

【0113】さらに、ヒューズ配線81を、図13およ
び図14に示すようなパターンに形成しても構わない。
レーザビームの照射領域の大きさを、図13および図1
4中破線の円で囲んで示す大きさとする。そして、各引
き出し線83上の所定の箇所に標的として設定された、
破線の円で囲んだ部分をヒューズブローする。これによ
り、1回のヒューズブローによって、2本または3本の
ヒューズ配線81をまとめて切断することができる。
Further, the fuse wiring 81 may be formed in a pattern as shown in FIGS. 13 and 14.
The size of the irradiation area of the laser beam is shown in FIG. 13 and FIG.
4. The size is shown by enclosing it in a circle with a broken line. Then, it is set as a target at a predetermined position on each lead wire 83,
Fuse blow the part surrounded by the dashed circle. As a result, one or more fuse blows can collectively cut the two or three fuse wires 81.

【0114】このように、第1列、第2列、および第3
列の各ヒューズ本体部82を、ヒューズ配線81の長手
方向に沿って略一直線状に位置するように配置する。そ
して、各ヒューズ本体部82の幅と同等以下の狭い幅に
形成された引き出し線83を、各ヒューズ本体部82の
間に通すように各ヒューズ配線81をパターン形成す
る。これにより、各ヒューズ本体部82と各引き出し線
83とを同じ層に形成しても、隣接するヒューズ配線8
1のヒューズブローによるダメージを抑えつつ、標的と
なるヒューズ配線81のヒューズブローを適正な状態で
効率良く行うことができるヒューズ配線構造を得ること
ができる。すなわち、半導体装置内の回路設計に応じて
配線パターンの自由度の向上を図り得るヒューズ配線構
造を備えているので、信頼性および歩留まりを向上でき
る。
Thus, the first column, the second column, and the third column
Each fuse main body portion 82 in the row is arranged so as to be positioned in a substantially straight line along the longitudinal direction of the fuse wiring 81. Then, each fuse wiring 81 is patterned so that the lead wire 83 formed in a narrow width equal to or smaller than the width of each fuse body portion 82 is passed between the fuse body portions 82. As a result, even if each fuse body portion 82 and each lead wire 83 are formed in the same layer, the adjacent fuse wiring 8
It is possible to obtain a fuse wiring structure capable of efficiently performing the fuse blowing of the target fuse wiring 81 in a proper state while suppressing the damage caused by the fuse blowing of No. 1. That is, since the fuse wiring structure capable of improving the flexibility of the wiring pattern according to the circuit design in the semiconductor device is provided, the reliability and the yield can be improved.

【0115】また、図13および図14に示すように、
各ヒューズ本体部82を、ヒューズ配線81の長手方向
のみならず、長手方向と直交する方向に沿っても各列が
略一直線状に位置するように配置してもよい。すなわ
ち、各ヒューズ本体部82を、ヒューズ配線81の長手
方向および長手方向と直交する方向の両方向に沿ってそ
れぞれ略一直線状に位置するように、行列(matrix)状
に配置する。これにより、ヒューズブローをより適正な
状態でより効率良く行うことができるヒューズ配線81
を得ることができる。
Further, as shown in FIGS. 13 and 14,
Each fuse main body portion 82 may be arranged such that each row is positioned in a substantially straight line not only in the longitudinal direction of the fuse wiring 81 but also in the direction orthogonal to the longitudinal direction. That is, the fuse main bodies 82 are arranged in a matrix so as to be located in a substantially straight line along both the longitudinal direction of the fuse wiring 81 and the direction orthogonal to the longitudinal direction. As a result, the fuse wiring 81 that allows the fuse blow to be performed more efficiently in a more appropriate state.
Can be obtained.

【0116】なお、図14に示すヒューズ配線構造で
は、第1列〜第3列の各ヒューズ本体部82は、それら
各列に対応して設けられている第1列〜第3列の各共通
電位配線85に各列ごとに電気的に接続されている。各
列の共通電位配線85は、ヒューズ窓9の底部10と対
向する領域内において、各ヒューズ本体部82よりも下
層において1本ずつ形成されている。そして、各共通電
位配線85は、それぞれの端部において電気的に接続さ
れている。各ヒューズ本体部82と各共通電位配線85
とは、図14中各ヒューズ本体部82の×印で示す部分
と各共通電位配線85との間で積層方向に沿って形成さ
れている、図示しないコンタクトプラグによって電気的
に接続されている。
In the fuse wiring structure shown in FIG. 14, the fuse main body portions 82 of the first to third columns are common to the first to third columns provided corresponding to the respective columns. Each column is electrically connected to the potential wiring 85. The common potential wiring 85 of each column is formed in the region facing the bottom portion 10 of the fuse window 9 one below the other fuse main body portion 82. The common potential wirings 85 are electrically connected at their ends. Each fuse body 82 and each common potential wiring 85
Are electrically connected to each other by a contact plug (not shown) formed along the stacking direction between the portion of each fuse main body portion 82 shown by X in FIG. 14 and each common potential wiring 85.

【0117】また、本実施形態において、ヒューズ配線
81の配線パターンは、図10〜図14に示す形状に限
られるものではない。1回のヒューズブローによって、
さらに多くの本数のヒューズ配線81をまとめて切断で
きるように適宜、適正な形状、大きさ、および配線パタ
ーンで形成することができる。また、ヒューズ本体部8
2と引き出し線83との距離は、ヒューズブロー用のレ
ーザビームの波長、ビームの直径、合わせ精度などに応
じて適宜、適正な大きさに設定して構わない。
In the present embodiment, the wiring pattern of the fuse wiring 81 is not limited to the shape shown in FIGS. With one blow of fuse,
A larger number of fuse wires 81 can be appropriately formed with an appropriate shape, size and wiring pattern so that they can be cut together. In addition, the fuse body 8
The distance between 2 and the lead wire 83 may be set to an appropriate size according to the wavelength of the laser beam for fuse blowing, the diameter of the beam, the alignment accuracy, and the like.

【0118】なお、本実施形態においては、ヒューズ窓
9の底部10を形成しているヒューズ配線81上の残存
膜73は、図10〜図14に示すように、ヒューズ窓9
の底部10の周縁部が開放され得ない形状および膜厚に
形成されている。また、各ヒューズ配線81をCuを用
いて形成するとともに、各ヒューズ本体部82と各引き
出し線83とを同じ層に形成する場合、ヒューズ窓9の
底部10の周縁部付近においては、各引き出し線83を
少なくとも1つ下の層に下げて形成する。これにより、
たとえヒューズ窓9の底部10においてトレンチング
(Trenching)現象が発生しても、ヒューズ配線81が
劣化するおそれを大幅に低減できる。
In the present embodiment, the residual film 73 on the fuse wiring 81 forming the bottom portion 10 of the fuse window 9 has the fuse window 9 as shown in FIGS.
The bottom edge 10 has a shape and film thickness that cannot be opened. Further, when each fuse wiring 81 is formed using Cu and each fuse body portion 82 and each lead wire 83 are formed in the same layer, each lead wire is formed near the peripheral portion of the bottom portion 10 of the fuse window 9. 83 is formed by lowering at least one layer below. This allows
Even if the trenching phenomenon occurs in the bottom portion 10 of the fuse window 9, the possibility that the fuse wiring 81 is deteriorated can be greatly reduced.

【0119】以上説明したように、第8実施形態に係る
半導体装置によれば、前述した第7実施形態と同様の効
果を得ることができる。具体的には、リダンダンシー用
制御回路部84の狭ピッチ化に対応することが可能であ
る。また、ヒューズ本体部82と引き出し線83とを同
層に形成することにより、隣接する複数本のヒューズ配
線81を1回のヒューズブローで切断することが可能と
なる。これにより、ヒューズ切断のスループットを向上
できる。
As described above, according to the semiconductor device of the eighth embodiment, it is possible to obtain the same effects as those of the aforementioned seventh embodiment. Specifically, it is possible to cope with the narrowing of the pitch of the redundancy control circuit unit 84. Further, by forming the fuse main body 82 and the lead wire 83 in the same layer, it becomes possible to cut a plurality of adjacent fuse wires 81 by one fuse blow. As a result, the throughput of cutting the fuse can be improved.

【0120】なお、本発明に係る半導体装置は、前述し
た第1〜第8の各実施形態には制約されない。本発明の
趣旨を逸脱しない範囲で、それらの構成や、あるいは工
程などの一部を種々様々な設定に変更したり、あるいは
各種設定を適宜、適当に組み合わせて用いたりして実施
することができる。
The semiconductor device according to the present invention is not limited to the above-described first to eighth embodiments. Without departing from the spirit of the present invention, it is possible to change the configuration or a part of the process to various settings, or to use various settings in an appropriate combination. .

【0121】例えば、ヒューズ配線を設ける高さは、最
上層より1層下層の配線層には限られない。多層配線構
造からなる半導体装置の場合、ヒューズブローが行い易
く、かつ、ヒューズ配線の品質の劣化を抑制できる高さ
であれば、半導体装置内のどの層に形成しても構わな
い。また、引き出し線を設ける高さは、すべてのヒュー
ズ配線についてヒューズ本体部と同じ層に設定する必要
はない。あるいは、引き出し線を設ける高さを、すべて
のヒューズ配線についてヒューズ本体部の1つ下の層に
設定する必要はない。各引き出し線を、それぞれ異なる
高さの層に設けても構わない。1個のヒューズ本体部か
ら複数本の引き出し線を引き出す場合についても同様で
ある。これらの場合、各引き出し線がヒューズ本体部か
ら離れるにつれて、徐々に下に降りるように階段状に引
き出しても構わない。また、共通電位配線を設ける高さ
についても同様である。
For example, the height at which the fuse wiring is provided is not limited to the wiring layer which is one layer below the uppermost layer. In the case of a semiconductor device having a multilayer wiring structure, the fuse may be formed in any layer in the semiconductor device as long as it is easy to blow the fuse and the deterioration of the quality of the fuse wiring can be suppressed. Further, the height at which the lead lines are provided does not have to be set in the same layer as the fuse body for all fuse wirings. Alternatively, it is not necessary to set the height at which the lead line is provided in the layer immediately below the fuse body for all the fuse wirings. The lead lines may be provided in layers having different heights. The same applies to the case where a plurality of lead lines are drawn from one fuse body. In these cases, each lead wire may be pulled out in a stepwise manner so that it gradually descends as it goes away from the fuse body. The same applies to the height at which the common potential wiring is provided.

【0122】また、ヒューズ本体部と引き出し線とを複
数層離間させて接続する場合、それらの間の層には、単
なるヴィアプラグ部(コンタクトプラグ部)を形成すれ
ば十分である。引き出し線と共通電位配線とを複数層離
間させて電気的に接続する場合も同様である。
When the fuse body and the lead wire are connected while being separated from each other by a plurality of layers, it is sufficient to simply form a via plug portion (contact plug portion) in the layer between them. The same applies to the case where the lead-out line and the common potential line are separated by a plurality of layers and are electrically connected.

【0123】また、1個のヒューズ本体部から引き出さ
れる引き出し線の本数は、1本ないし2本には限られな
い。半導体装置内の所定の回路同士を複数通りのパター
ンで断線できるように、例えば複数個のヒューズ本体部
から引き出し線をそれぞれ4本ずつ引き出しても構わな
い。それら各引き出し線のうち、所定の引き出し線同士
が、ヒューズブロー用レーザビームの径の大きさよりも
小さい範囲で隣接するように形成すればよい。これによ
り、ヒューズブローの作業効率を低下させることなく、
断線パターンを増やすことができる。また、ヒューズブ
ローの所望外の領域への影響がより低い箇所を選んでヒ
ューズブローを行うことができる。すなわち、ヒューズ
ブローの作業効率を低下させることなく、半導体装置の
品質を向上できる。
The number of lead lines drawn from one fuse body is not limited to one or two. For example, four lead lines may be drawn from each of a plurality of fuse body portions so that predetermined circuits in the semiconductor device can be disconnected in a plurality of patterns. Of the respective lead lines, predetermined lead lines may be formed so as to be adjacent to each other in a range smaller than the diameter of the fuse blowing laser beam. As a result, without lowering the work efficiency of fuse blowing,
The number of disconnection patterns can be increased. Further, it is possible to perform fuse blowing by selecting a place where the influence of the fuse blowing on an undesired region is lower. That is, the quality of the semiconductor device can be improved without lowering the work efficiency of fuse blowing.

【0124】また、ヒューズ本体部の形状は、前述した
デュアルダマシン構造、シングルダマシン構造、あるい
はRIE構造には限られない。また、ヒューズ本体部と
ヴィアプラグ部とが略同じ大きさおよび形状に形成され
ても構わない。
The shape of the fuse body is not limited to the dual damascene structure, single damascene structure or RIE structure described above. Further, the fuse body and the via plug may be formed to have substantially the same size and shape.

【0125】また、ヒューズ配線の形成材料は、ヒュー
ズ配線の構造や、ヒューズ窓の底部の形状に応じて適
宜、ヒューズ配線が劣化し難い適正な材料を選ぶことが
できる。例えば、ヒューズ窓の底部に残る残存膜が薄く
形成され、底部の周縁部が開放される可能性がある場合
には、ヒューズ配線のヒューズ本体部をAlにより形成
すればよい。特に、ヒューズ本体部と、ヒューズ本体部
の幅と同等以下の狭い幅に形成されたヒューズ用引き出
し線とを同層に形成する場合には、これらをAlを用い
て形成することにより、ヒューズ配線の劣化を極めて良
好に抑制できる。他方で、ヒューズ窓の底部に残る残存
膜が厚く形成され、底部の周縁部が開放される可能性が
殆どない場合には、ヒューズ配線のヒューズ本体部をC
uにより形成すればよい。これにより、ヒューズ配線に
おける電気的特性を向上できる。また、ヒューズ配線に
CuまたはAl以外に、これらと略同じ特性を有する金
属を用いても、前記各実施形態と同様の効果を得ること
ができる。例えば、ヒューズ配線をCu合金やAl合金
などで形成しても構わない。
Further, as the material for forming the fuse wiring, an appropriate material which does not easily deteriorate the fuse wiring can be selected according to the structure of the fuse wiring and the shape of the bottom of the fuse window. For example, when the residual film remaining on the bottom of the fuse window is thinly formed and the peripheral edge of the bottom may be opened, the fuse body of the fuse wiring may be formed of Al. In particular, when the fuse main body portion and the lead wire for a fuse formed to have a narrow width equal to or smaller than the width of the fuse main body portion are formed in the same layer, the fuse wiring is formed by using Al. Can be suppressed very well. On the other hand, if the residual film remaining at the bottom of the fuse window is formed thick and there is almost no possibility of opening the peripheral portion of the bottom, the fuse body of the fuse wiring is
It may be formed of u. As a result, the electrical characteristics of the fuse wiring can be improved. Further, the same effect as in the above-described respective embodiments can be obtained by using a metal having substantially the same characteristics as Cu, Al, or the like for the fuse wiring. For example, the fuse wiring may be formed of Cu alloy or Al alloy.

【0126】また、ヒューズ本体部をシングルダマシン
構造に形成する場合、ヒューズ本体部とヴィアプラグ部
とを異なる材料を用いて形成しても構わない。この場
合、ヴィアプラグ部の形成材料にヒューズ本体部の形成
材料よりも融点の高い金属を用いる。例えば、ヴィアプ
ラグ部を、いわゆる高融点金属を用いて形成する。
When the fuse main body is formed in the single damascene structure, the fuse main body and the via plug may be made of different materials. In this case, a metal having a higher melting point than the material forming the fuse body is used as the material forming the via plug. For example, the via plug portion is formed using a so-called refractory metal.

【0127】また、ヒューズ配線のヒューズ本体部と引
き出し線とを電気的に接続するヴィアプラグ部の径を小
さくする程、ヒューズ配線の引き出し線幅を小さくでき
る。ヒューズ用引き出し線の幅を、ヒューズ本体部の幅
と同等以下に狭く形成することにより、ヒューズブロー
を行う際の断線すべきヒューズ配線の周囲への影響を小
さくできる。
Further, as the diameter of the via plug portion that electrically connects the fuse main body portion of the fuse wiring and the lead wire is made smaller, the lead wire width of the fuse wire can be made smaller. By forming the width of the fuse lead line to be equal to or less than the width of the fuse body, it is possible to reduce the influence on the periphery of the fuse wiring to be disconnected when the fuse is blown.

【0128】また、バリア膜はTaおよびTaNのペア
には限定されない。例えば、TiおよびTiN、Nbお
よびNbN、WおよびWN、あるいはZrおよびZrN
の各組み合わせなどを用いてバリア膜を構成しても構わ
ない。また、化合物からなる層は、窒化物に限らず、例
えば前記各金属元素を主成分とした炭化物や、あるいは
ホウ化物などでも構わない。すなわち、ヒューズ配線の
それぞれの形成材料に応じて、IVa族、Va族、また
はVIa族の金属とその化合物などの中から選択して用
いればよい。さらに、トップバリア膜は、Alヒューズ
本体部の上に設けても構わない。これにより、ヒューズ
本体部における品質劣化を大幅に低減できる。
The barrier film is not limited to the pair of Ta and TaN. For example, Ti and TiN, Nb and NbN, W and WN, or Zr and ZrN
The barrier film may be formed by using each combination of the above. Further, the layer made of a compound is not limited to nitride, and may be, for example, a carbide containing each of the above metal elements as a main component, or a boride. That is, a metal selected from the group consisting of IVa group, Va group, or VIa group and a compound thereof may be selected and used according to the material for forming the fuse wiring. Further, the top barrier film may be provided on the Al fuse body. As a result, quality deterioration in the fuse body can be significantly reduced.

【0129】また、ヒューズブローに用いる光線は、前
述した設定からなるレーザビームには限られない。例え
ば、次に示す様々な種類の光線を用いることができる。
The light beam used for fuse blowing is not limited to the laser beam having the above-mentioned setting. For example, various types of light rays shown below can be used.

【0130】Q−switch Nd YAG レーザの基本波
(波長:1064nm)、Q−switch Nd YAG レ
ーザの第2高調波(波長:532nm)、同じく第3高
調波(波長:355nm)、同じく第4高調波(波長:
266nm)。あるいは、KrFエキシマレーザ(波
長:248nm)、またはArFエキシマレーザ(波
長:190nm)等である。つまり、ブロー用光線のビ
ーム径を絞ることによって光線を局所的に照射可能であ
り、所望のヒューズ配線を選択的に切断できる光線であ
ればよい。
The fundamental wave (wavelength: 1064 nm) of the Q-switch Nd YAG laser, the second harmonic wave (wavelength: 532 nm) of the Q-switch Nd YAG laser, the third harmonic wave (wavelength: 355 nm), and the fourth harmonic wave of the same. Wave (wavelength:
266 nm). Alternatively, it is a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm), an ArF excimer laser (wavelength: 190 nm), or the like. That is, the light beam may be a light beam that can be locally emitted by narrowing the beam diameter of the blowing light beam and that can selectively cut a desired fuse wiring.

【0131】[0131]

【発明の効果】本発明に係る半導体装置においては、ヒ
ューズ本体部がヒューズブロー用凹部の底部よりも小さ
く、かつ、ヒューズブロー用レーザビームの径以上の長
さに形成されて、ヒューズブロー用凹部の底部と対向す
る領域の内側に位置して設けられている。これにより、
ヒューズブローを行い易いようにヒューズ配線上の残存
膜の膜厚を薄く形成しても、ヒューズ本体部が露出する
おそれが殆どない。また、レーザビームがヒューズ本体
部に当たり易く、かつ、レーザビームのエネルギーがヒ
ューズ本体部の下方などに逃げ難いので、ヒューズ配線
の周囲の絶縁膜などにダメージを与えるおそれが殆どな
い。したがって、ヒューズ配線やその周辺部の品質が劣
化し難く良質である。ひいては、半導体装置全体として
良質である。
In the semiconductor device according to the present invention, the fuse body is formed to have a size smaller than the bottom of the fuse blowing recess and a length equal to or larger than the diameter of the fuse blowing laser beam. Is provided inside the region facing the bottom of the. This allows
Even if the film thickness of the remaining film on the fuse wiring is made thin so as to facilitate the fuse blowing, there is almost no risk of exposing the fuse body. In addition, since the laser beam easily hits the fuse body and the energy of the laser beam does not easily escape to below the fuse body, there is almost no possibility of damaging the insulating film around the fuse wiring. Therefore, the quality of the fuse wiring and its peripheral portion is not easily deteriorated, and the quality is high. As a result, the semiconductor device as a whole is of good quality.

【0132】また、本発明に係る半導体装置において
は、ヒューズ用引き出し線が、ヒューズ本体部よりも下
層に形成されている。あるいは、ヒューズ用引き出し線
が、その幅がヒューズ本体部の幅と同等以下に狭く形成
されて、ヒューズ本体部と同じ層に設けられている。こ
れにより、ヒューズブローを行う際に、断線されるヒュ
ーズ配線に隣接するヒューズ配線にダメージを与えるお
それが殆どない。それとともに、ヒューズ配線領域の大
きさ、ヒューズピッチ、そしてヒューズ配線の本数や密
度などを、半導体装置内の各種電子回路の設計に応じた
適正な状態に設定できるように、配線パターンの自由度
を向上できるヒューズ配線構造を備えている。したがっ
て、ヒューズブローによるダメージを受けるおそれを抑
制できるとともに、ヒューズ配線領域を拡大することな
く、ヒューズ配線の本数を増やすことができる。したが
って、半導体装置全体としての信頼性、およびその生産
歩留まりが向上されている。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, the lead line for the fuse is formed in a layer below the fuse body. Alternatively, the lead wire for a fuse is formed in the same layer as the fuse body portion, with its width being narrower than the width of the fuse body portion. As a result, when the fuse is blown, there is almost no possibility of damaging the fuse wiring adjacent to the broken fuse wiring. At the same time, the degree of freedom of the wiring pattern is set so that the size of the fuse wiring area, the fuse pitch, and the number and density of the fuse wiring can be set to an appropriate state according to the design of various electronic circuits in the semiconductor device. It has a fuse wiring structure that can be improved. Therefore, it is possible to suppress the risk of being damaged by the fuse blow, and it is possible to increase the number of fuse wires without expanding the fuse wire region. Therefore, the reliability of the semiconductor device as a whole and the production yield thereof are improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 第1実施形態に係る半導体装置の製造工程を
示す工程断面図。
FIG. 1 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device according to a first embodiment.

【図2】 ヒューズブロー用のレーザビームの波長と最
小ビーム径との関係をグラフにして示す図。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a wavelength of a fuse blowing laser beam and a minimum beam diameter.

【図3】 ヒューズ配線に流れる電流の密度とヒューズ
配線の臨界長との相関関係を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a correlation between a density of a current flowing through a fuse wire and a critical length of the fuse wire.

【図4】 第2実施形態に係る半導体装置のヒューズ配
線付近の構造を示す断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a structure near a fuse wiring of a semiconductor device according to a second embodiment.

【図5】 第3実施形態に係る半導体装置のヒューズ配
線付近の構造を示す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing a structure near a fuse wiring of a semiconductor device according to a third embodiment.

【図6】 第4実施形態に係る半導体装置のヒューズ配
線付近の構造を示す断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a structure near a fuse wiring of a semiconductor device according to a fourth embodiment.

【図7】 第5実施形態に係る半導体装置のヒューズ配
線付近の構造を示す断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a structure near a fuse wiring of a semiconductor device according to a fifth embodiment.

【図8】 第6実施形態に係る半導体装置のヒューズ配
線付近の構造を示す断面図。
FIG. 8 is a sectional view showing a structure near a fuse wiring of a semiconductor device according to a sixth embodiment.

【図9】 第7実施形態に係る半導体装置のヒューズ配
線付近の構造を示す平面図。
FIG. 9 is a plan view showing a structure near a fuse wiring of a semiconductor device according to a seventh embodiment.

【図10】 第8実施形態に係る半導体装置のヒューズ
配線付近の構造を示す平面図。
FIG. 10 is a plan view showing a structure near a fuse wiring of a semiconductor device according to an eighth embodiment.

【図11】 図10のヒューズ配線のヒューズ本体部に
ヒューズブローを行った状態を示す平面図。
11 is a plan view showing a state in which a fuse is blown in a fuse body portion of the fuse wiring shown in FIG.

【図12】 図10のヒューズ配線のヒューズ本体部お
よび引き出し線にヒューズブローを行った状態を示す平
面図。
FIG. 12 is a plan view showing a state in which a fuse main body and a lead wire of the fuse wiring of FIG. 10 are blown with a fuse.

【図13】 第8実施形態に係る半導体装置の他の配線
パターンからなるヒューズ配線付近の構造を示す平面
図。
FIG. 13 is a plan view showing a structure in the vicinity of a fuse wiring including another wiring pattern of the semiconductor device according to the eighth embodiment.

【図14】 第8実施形態に係る半導体装置のさらに他
の配線パターンからなるヒューズ配線付近の構造を示す
平面図。
FIG. 14 is a plan view showing a structure in the vicinity of a fuse wiring formed of still another wiring pattern of a semiconductor device according to an eighth embodiment.

【図15】 従来の技術に係る半導体装置のヒューズ配
線付近の構造を示す断面図および平面図。
15A and 15B are a cross-sectional view and a plan view showing a structure near a fuse wiring of a semiconductor device according to a conventional technique.

【図16】 従来の技術に係る半導体装置の他の構成か
らなるヒューズ配線付近の構造を示す平面図および断面
図。
16A and 16B are a plan view and a cross-sectional view showing a structure in the vicinity of a fuse wiring formed of another configuration of a semiconductor device according to a conventional technique.

【図17】 図16のヒューズ配線にヒューズブローを
行った状態を示す平面図および断面図。
17A and 17B are a plan view and a cross-sectional view showing a state in which fuse blowing is performed on the fuse wiring of FIG.

【図18】 図16のヒューズ配線のピッチを狭くして
ヒューズブローを行った状態を示す平面図。
FIG. 18 is a plan view showing a state in which the fuse wiring of FIG. 16 is narrowed and the fuse is blown.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21,31…Cuヒューズ配線、2,22,32…
Cuヒューズ本体部、3…Si基板(基板)、4…層間
絶縁膜(残存膜、TEOS−SiO2膜、ILD膜)、
5…Cu引き出し線(ヒューズ用引き出し線)、6…バ
リアメタル膜(バリア膜)、6a…Ta層(バリア
膜)、6b…TaN層(バリア膜)、7…Cu拡散防止
膜(シリコン窒化膜、絶縁膜)、9…ヒューズ窓(ヒュ
ーズブロー用凹部、凹部)、10…ヒューズ窓底部(ヒ
ューズブロー用凹部の底部)、11,67…パッシベー
ション膜(絶縁膜)、12,23…Cuヴィアプラグ部
(コンタクトプラグ部、プラグ部)、33…トップバリ
アメタル膜(バリア膜)、33a…Ta層(バリア
膜)、33b…TaN層(バリア膜)、41,51,6
1,71,81…ヒューズ配線、42,52,62…A
lヒューズ本体部、43…バリア膜(バリアメタル
膜)、43a…Ta層(バリアメタル膜)、43b…A
lCu層(バリアメタル膜)、53,68…Alヴィア
プラグ部(コンタクトプラグ部、プラグ部)、63…パ
ッド部第1絶縁膜、64…パッド部第2絶縁膜(残存
膜、TEOS−SiO2膜)、65…パッド部第3絶縁
膜(TEOS−SiO2膜)、66…パッド部第4絶縁
膜(シリコン窒化膜)、72,82…ヒューズ本体部、
73…残存膜(絶縁膜)、83…ヒューズ用引き出し
線、84…制御回路部(電子回路)、85…共通電位配
1, 21, 31 ... Cu fuse wiring, 2, 22, 32 ...
Cu fuse body, 3 ... Si substrate (substrate), 4 ... Interlayer insulating film (residual film, TEOS-SiO 2 film, ILD film),
5 ... Cu lead line (fuse lead line), 6 ... Barrier metal film (barrier film), 6a ... Ta layer (barrier film), 6b ... TaN layer (barrier film), 7 ... Cu diffusion prevention film (silicon nitride film) , Insulating film), 9 ... Fuse window (fuse blow recess, recess), 10 ... Fuse window bottom (bottom of fuse blow recess), 11, 67 ... Passivation film (insulating film), 12, 23 ... Cu via plug Part (contact plug part, plug part), 33 ... Top barrier metal film (barrier film), 33a ... Ta layer (barrier film), 33b ... TaN layer (barrier film), 41, 51, 6
1, 71, 81 ... Fuse wiring, 42, 52, 62 ... A
l fuse body, 43 ... Barrier film (barrier metal film), 43a ... Ta layer (barrier metal film), 43b ... A
1 Cu layer (barrier metal film), 53, 68 ... Al via plug portion (contact plug portion, plug portion), 63 ... Pad portion first insulating film, 64 ... Pad portion second insulating film (residual film, TEOS-SiO 2 Film), 65 ... Pad part third insulating film (TEOS-SiO 2 film), 66 ... Pad part fourth insulating film (silicon nitride film), 72, 82 ... Fuse main body part,
73 ... Remaining film (insulating film), 83 ... Fuse lead wire, 84 ... Control circuit section (electronic circuit), 85 ... Common potential wiring

フロントページの続き (72)発明者 臼井 孝公 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 松尾 美恵 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Fターム(参考) 5F033 HH08 HH09 HH11 HH12 HH17 HH18 HH19 HH21 HH32 JJ01 JJ08 JJ09 JJ11 JJ17 JJ18 JJ19 JJ21 JJ32 KK11 KK21 KK32 MM01 MM02 MM05 MM08 MM12 MM13 NN06 NN07 PP27 QQ09 QQ11 QQ19 QQ48 RR01 RR04 RR06 RR23 SS04 UU04 VV11 WW08 XX01 XX20 XX24 XX28 XX34 5F064 BB35 EE19 FF02 FF27 FF32 FF34 FF42 GG03 Continued front page    (72) Inventor Takako Usui             8th Shinsugita Town, Isogo Ward, Yokohama City, Kanagawa Prefecture             Ceremony company Toshiba Yokohama office (72) Inventor Mie Matsuo             8th Shinsugita Town, Isogo Ward, Yokohama City, Kanagawa Prefecture             Ceremony company Toshiba Yokohama office F term (reference) 5F033 HH08 HH09 HH11 HH12 HH17                       HH18 HH19 HH21 HH32 JJ01                       JJ08 JJ09 JJ11 JJ17 JJ18                       JJ19 JJ21 JJ32 KK11 KK21                       KK32 MM01 MM02 MM05 MM08                       MM12 MM13 NN06 NN07 PP27                       QQ09 QQ11 QQ19 QQ48 RR01                       RR04 RR06 RR23 SS04 UU04                       VV11 WW08 XX01 XX20 XX24                       XX28 XX34                 5F064 BB35 EE19 FF02 FF27 FF32                       FF34 FF42 GG03

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板と、この基板上に設けられたヒューズ
配線と、このヒューズ配線を覆うように設けられた絶縁
膜と、を具備してなり、 前記ヒューズ配線中、前記ヒューズ配線を電気的に断線
させるヒューズブローのターゲットとなるヒューズ本体
部が、前記ヒューズ配線上の前記絶縁膜に形成されたヒ
ューズブロー用凹部の底部よりも小さく、かつ、ヒュー
ズブロー用レーザビームの径以上の長さに形成されて、
前記底部と対向する領域の内側に位置して設けられてい
ることを特徴とする半導体装置。
1. A substrate, a fuse wire provided on the substrate, and an insulating film provided so as to cover the fuse wire, wherein the fuse wire is electrically connected to the fuse wire. The fuse main body that is the target of the fuse blow to be disconnected is smaller than the bottom of the fuse blow recess formed in the insulating film on the fuse wiring, and has a length not less than the diameter of the fuse blow laser beam Formed,
A semiconductor device, which is provided inside an area facing the bottom portion.
【請求項2】前記ヒューズ本体部に電気的に接続され
て、前記ヒューズ本体部とともに前記ヒューズ配線を構
成するヒューズ用引き出し線が、前記ヒューズ本体部よ
りも下層に設けられていることを特徴とする請求項1に
記載の半導体装置。
2. A fuse lead line, which is electrically connected to the fuse body and constitutes the fuse wiring together with the fuse body, is provided in a lower layer than the fuse body. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項3】前記ヒューズ本体部に電気的に接続され
て、前記ヒューズ本体部とともに前記ヒューズ配線を構
成するヒューズ用引き出し線が、その幅が前記ヒューズ
本体部の幅と同等以下に狭く形成されて前記ヒューズ本
体部と同じ層に設けられていることを特徴とする請求項
1に記載の半導体装置。
3. A fuse lead line that is electrically connected to the fuse main body and constitutes the fuse wiring together with the fuse main body is formed so that its width is narrower than the width of the fuse main body. The semiconductor device according to claim 1, wherein the fuse main body is provided in the same layer.
【請求項4】基板上に設けられたヒューズ用引き出し
線、およびこの引き出し線よりも上方に設けられて前記
引き出し線に電気的に接続されるヒューズ本体部から構
成されたヒューズ配線と、前記基板上に前記ヒューズ配
線を覆うように設けられ、前記ヒューズ本体部の上方に
ヒューズブロー用凹部が形成された絶縁膜と、を具備し
てなり、 前記ヒューズ本体部は、その長さがヒューズブロー用レ
ーザビームの径以上の長さに形成されて、かつ、その長
手方向の両端部が前記凹部の底部の内側領域に位置して
設けられていることを特徴とする半導体装置。
4. A fuse wiring formed of a lead wire for a fuse provided on a substrate and a fuse main body portion provided above the lead wire and electrically connected to the lead wire, and the substrate. An insulating film which is provided on the fuse body to cover the fuse wiring and has a fuse blow recess formed above the fuse body. A semiconductor device, which is formed to have a length equal to or larger than a diameter of a laser beam, and is provided such that both end portions in a longitudinal direction thereof are located in an inner region of a bottom portion of the recess.
【請求項5】基板上に設けられたヒューズ用引き出し
線、およびこの引き出し線と同じ層に設けられて前記引
き出し線に電気的に接続されるヒューズ本体部から構成
されたヒューズ配線と、前記基板上に前記ヒューズ配線
を覆うように設けられ、前記ヒューズ本体部の上方にヒ
ューズブロー用凹部が形成された絶縁膜と、を具備して
なり、 前記ヒューズ本体部は、その長さがヒューズブロー用レ
ーザビームの径以上の長さに形成され、かつ、その長手
方向の両端部が前記凹部の底部の内側領域に位置して設
けられているとともに、前記引き出し線は、その幅が前
記ヒューズ本体部の幅と同等以下に狭く形成されている
ことを特徴とする半導体装置。
5. A fuse wire formed of a lead wire for a fuse provided on a substrate, and a fuse main body provided in the same layer as the lead wire and electrically connected to the lead wire, and the substrate. An insulating film which is provided on the fuse body to cover the fuse wiring and has a fuse blow recess formed above the fuse body. The lead wire is formed to have a length equal to or larger than the diameter of the laser beam, and both end portions in the longitudinal direction thereof are provided so as to be located in an inner region of the bottom portion of the recess, and the width of the lead wire is the fuse body portion. A semiconductor device having a width equal to or smaller than the width of the semiconductor device.
【請求項6】前記引き出し線は、前記ヒューズ本体部か
ら前記凹部の底部と対向する領域の外側に向けて延出さ
れて設けられていることを特徴とする請求項5に記載の
半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the lead wire is provided so as to extend from the fuse body toward an outside of a region facing the bottom of the recess.
【請求項7】前記ヒューズ配線は複数本が並行して設け
られており、隣り合うヒューズ配線のヒューズ本体部
は、前記ヒューズ配線の長手方向と直交する方向に沿っ
て互いにずらされて配置されていることを特徴とする請
求項1〜6のうちのいずれかに記載の半導体装置。
7. A plurality of the fuse wires are provided in parallel, and fuse body portions of adjacent fuse wires are arranged so as to be offset from each other along a direction orthogonal to a longitudinal direction of the fuse wires. 7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
【請求項8】前記ヒューズ配線のヒューズ本体部のうち
少なくとも2個の前記ヒューズ本体部は、前記ヒューズ
配線の長手方向と直交する方向に沿って略直線状に位置
して配置されていることを特徴とする請求項7に記載の
半導体装置。
8. At least two fuse body portions of the fuse body portion of the fuse wiring are arranged substantially linearly along a direction orthogonal to a longitudinal direction of the fuse wiring. The semiconductor device according to claim 7, wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
【請求項9】前記ヒューズ配線は複数本が並行して設け
られており、前記ヒューズ配線のヒューズ本体部のうち
少なくとも2個の前記ヒューズ本体部は、前記ヒューズ
配線の長手方向に沿って略直線状に位置して配置されて
いることを特徴とする請求項1〜6のうちのいずれかに
記載の半導体装置。
9. A plurality of the fuse wirings are provided in parallel, and at least two of the fuse body portions of the fuse wirings are substantially straight along a longitudinal direction of the fuse wirings. 7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is arranged in the shape of a circle.
【請求項10】前記ヒューズ配線は複数本が並行して設
けられており、前記ヒューズ配線のヒューズ本体部が、
前記ヒューズ配線の長手方向および前記ヒューズ配線の
長手方向と直交する方向の両方向に沿って行列状に配置
されていることを特徴とする請求項1〜9のうちのいず
れかに記載の半導体装置。
10. A plurality of the fuse wirings are provided in parallel, and a fuse main body portion of the fuse wiring is
10. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor devices are arranged in a matrix along both the longitudinal direction of the fuse wiring and the direction orthogonal to the longitudinal direction of the fuse wiring.
【請求項11】前記ヒューズ配線は複数本が並行して設
けられており、前記ヒューズ配線のうち少なくとも2本
のヒューズ配線は、それらの各引き出し線の少なくとも
一部同士がヒューズブロー用のレーザビームの照射領域
と同等以下の範囲内に入るように近接して形成されて、
前記ヒューズブロー用凹部の底部の内側領域に位置して
設けられていることを特徴とする請求項5または6に記
載の半導体装置。
11. A plurality of the fuse wirings are provided in parallel, and at least two of the fuse wirings of at least two of the fuse wirings are laser beams for fuse blowing. Are formed in close proximity to each other so that they fall within the range equal to or less than the irradiation area of
7. The semiconductor device according to claim 5, wherein the semiconductor device is provided in an inner region of a bottom of the fuse blowing recess.
【請求項12】前記ヒューズ本体部は、その一端部が対
応する前記各引き出し線を介して、前記ヒューズブロー
用凹部の底部と対向する領域の外側に設けられている電
子回路に電気的に接続されていることを特徴とする請求
項11に記載の半導体装置。
12. The fuse main body portion is electrically connected to an electronic circuit provided outside the region facing the bottom portion of the fuse blow recess through the corresponding lead wire. The semiconductor device according to claim 11, which is provided.
【請求項13】前記ヒューズ配線は、その長さと前記ヒ
ューズ配線に流れる電流密度の大きさとの積が、80.
0μm・MA/cm2以下に形成されることを特徴とす
る請求項1〜12のうちのいずれかに記載の半導体装
置。
13. The product of the length of the fuse wiring and the magnitude of the current density flowing in the fuse wiring is 80.
13. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is formed to have a thickness of 0 μm · MA / cm 2 or less.
【請求項14】前記ヒューズ本体部は、前記引き出し線
が設けられている層の上層内に、前記ヒューズ本体部と
前記引き出し線とを電気的に接続するプラグ部と一体に
埋め込まれて設けられていることを特徴とする請求項2
または4に記載の半導体装置。
14. The fuse body is provided integrally with a plug portion electrically connecting the fuse body and the lead wire in an upper layer of a layer in which the lead wire is provided. 3. The method according to claim 2, wherein
Alternatively, the semiconductor device according to item 4.
【請求項15】前記ヒューズ本体部は、前記引き出し線
が設けられている層の上層内に、前記ヒューズ本体部と
前記引き出し線とを電気的に接続するプラグ部と別体に
埋め込まれて設けられていることを特徴とする請求項2
または4に記載の半導体装置。
15. The fuse main body is provided in an upper layer of a layer in which the lead wire is provided, and is embedded separately from a plug portion electrically connecting the fuse main body and the lead wire. 2. The method according to claim 2, wherein
Alternatively, the semiconductor device according to item 4.
【請求項16】前記ヒューズ本体部は、前記引き出し線
が設けられている層の上層で、前記ヒューズ本体部と前
記引き出し線とを電気的に接続するプラグ部と一体にエ
ッチング加工により形成されて設けられていることを特
徴とする請求項2または4に記載の半導体装置。
16. The fuse main body is an upper layer of a layer in which the lead wire is provided, and is formed by etching together with a plug portion electrically connecting the fuse main body and the lead wire. It is provided, The semiconductor device of Claim 2 or 4 characterized by the above-mentioned.
【請求項17】前記プラグ部の径は、前記ヒューズ本体
部の幅以下の大きさに形成されていることを特徴とする
請求項14〜16のうちのいずれかに記載の半導体装
置。
17. The semiconductor device according to claim 14, wherein a diameter of the plug portion is formed to be equal to or smaller than a width of the fuse body portion.
【請求項18】前記ヒューズ配線は、CuまたはCu合
金によって形成されていることを特徴とする請求項1〜
17のうちのいずれかに記載の半導体装置。
18. The fuse wiring is formed of Cu or a Cu alloy.
17. The semiconductor device according to any one of 17.
【請求項19】前記ヒューズ本体部は、その上にバリア
膜が設けられていることを特徴とする請求項18に記載
の半導体装置。
19. The semiconductor device according to claim 18, wherein the fuse body is provided with a barrier film thereon.
【請求項20】前記ヒューズ配線は、AlまたはAl合
金によって形成されていることを特徴とする請求項1〜
17のうちのいずれかに記載の半導体装置。
20. The fuse wiring is formed of Al or an Al alloy.
17. The semiconductor device according to any one of 17.
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