JP2008288417A - Fuse element structure and semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuse element having a copper wiring which can be coincidentally formed with a copper wiring used in an internal circuit of a semiconductor device and capable of cutting the fuse without giving damages to a semiconductor substrate, and further capable of sufficiently narrowing an interval between wirings for fuse and arranging it within a small area. <P>SOLUTION: Each fuse wiring 1a, 1b, 1c, 1d comprises: fuse wirings 201, 202, 203, 204 for cutting cut by an irradiation of a laser beam of an infrared wavelength region; and copper wirings 205, 206, 207, 208. The fuse wiring for cutting and the copper wiring are connected and have a laser reflection region 2 positioning on the copper wiring which does not overlap to the fuse wiring for cutting in planar view, and a cutting wiring region 3 positioning on the fuse wiring for cutting which does not overlap to the copper wiring in planar view. The fuse element structure 10 is as follows: the laser reflection region 2 of the adjacent fuse wirings 1b, 1d are arranged to the both sides of the cutting wiring region 3 in a central fuse wiring 1c. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヒューズ素子構造および半導体装置に関し、特に、半導体装置の内部回路に使用する銅配線と同時に形成可能な銅配線を備え、半導体基板にダメージを与えることなくヒューズの切断が可能であり、しかも、小面積に配置できるヒューズ素子構造およびそのヒューズ素子構造を備える半導体装置に関する。   The present invention relates to a fuse element structure and a semiconductor device, and in particular, includes a copper wiring that can be formed simultaneously with a copper wiring used for an internal circuit of a semiconductor device, and can cut a fuse without damaging a semiconductor substrate. Moreover, the present invention relates to a fuse element structure that can be arranged in a small area and a semiconductor device including the fuse element structure.

従来から、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やフラッシュメモリ等のメモリセルを有するデバイスなどの半導体装置では、回路動作上問題のあるメモリセルが製造工程において発生した場合、正常に動作する予備のメモリセル(冗長セル)に置き換えることが一般的に行われている。メモリセルを置き換える代表的な方法として、通常は導通状態にあるヒューズ用配線を、レーザー光線を照射することにより加熱して切断し、置き換え用の特定の機能を有する回路(冗長回路)を動作させる手法がある。   Conventionally, in a semiconductor device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) or a device having a memory cell such as a flash memory, a spare memory cell that operates normally when a memory cell having a problem in circuit operation occurs in a manufacturing process. Replacement with (redundant cells) is generally performed. As a typical method for replacing a memory cell, a fuse wiring which is normally in a conductive state is heated and cut by irradiating a laser beam to operate a circuit (redundant circuit) having a specific function for replacement. There is.

ヒューズ用配線としては、デバイスの上部に位置するアルミニウム(Al)を主成分とした配線(以下「アルミ配線」と言う。)が多く用いられている。また、切断用のレーザー光線としては、波長1μm程度の赤外波長領域のレーザー光線が多く用いられている。
アルミニウム膜は、赤外波長領域のレーザー光線に対する反射率が高い。したがって、アルミニウム膜単層からなる配線は、赤外波長領域のレーザー光線による切断が困難である。このため、一般に、半導体デバイスのヒューズ用配線としてアルミニウムを使用する場合には、赤外波長領域のレーザー光線による切断を容易とするために、アルミニウム膜の表面に窒化チタン(TiN)やチタン(Ti)等の反射防止膜が設けられている。
As the fuse wiring, a wiring mainly composed of aluminum (Al) located above the device (hereinafter referred to as “aluminum wiring”) is often used. Further, as a laser beam for cutting, a laser beam in an infrared wavelength region having a wavelength of about 1 μm is often used.
The aluminum film has a high reflectance with respect to a laser beam in the infrared wavelength region. Therefore, the wiring composed of a single aluminum film is difficult to cut with a laser beam in the infrared wavelength region. Therefore, in general, when aluminum is used as a fuse wiring of a semiconductor device, titanium nitride (TiN) or titanium (Ti) is formed on the surface of the aluminum film in order to facilitate cutting with a laser beam in the infrared wavelength region. Etc. are provided.

また、従来のメモリ系デバイスでは、アルミ配線が一般に使用されていたが、近年、デバイスの微細化および高速化等の観点から、アルミ配線に変えて銅(Cu)を主成分とした銅配線を使用することが検討されている。銅配線は、ロジック品等では既に広く用いられている。銅配線は、ドライエッチングを用いて形成することが困難であるため、一般に、溝部に銅を充填する手法(ダマシン法)を用いて形成されている。   In addition, in conventional memory devices, aluminum wiring is generally used. However, in recent years, from the viewpoint of miniaturization and speeding up of devices, instead of aluminum wiring, copper wiring mainly composed of copper (Cu) is used. It is being considered for use. Copper wiring is already widely used in logic products and the like. Since it is difficult to form the copper wiring using dry etching, the copper wiring is generally formed using a technique (damascene method) of filling the groove with copper.

図12は、ダマシン法を用いて形成した銅配線の断面図である。図12に示すように、層間絶縁膜101に形成された配線溝102の側面及び底面に沿ってバリアメタル103が形成され、側面及び底面にバリアメタル103の形成された配線溝102の内部を埋め込むように銅配線104が形成されている。また、図12に示すように、ダマシン法で形成された銅配線104は、側面および底面がバリアメタル103で被覆され、上面に銅膜が露出されたものとなる。   FIG. 12 is a cross-sectional view of a copper wiring formed using the damascene method. As shown in FIG. 12, a barrier metal 103 is formed along the side surface and bottom surface of the wiring groove 102 formed in the interlayer insulating film 101, and the inside of the wiring groove 102 in which the barrier metal 103 is formed is embedded in the side surface and bottom surface. Thus, the copper wiring 104 is formed. Further, as shown in FIG. 12, the copper wiring 104 formed by the damascene method is such that the side surface and the bottom surface are covered with the barrier metal 103 and the copper film is exposed on the top surface.

図12に示す銅配線104は、例えば、以下に示す方法で形成される。まず、半導体基板(図示せず)上に形成された層間絶縁膜101を、フォトリソグラフィ膜を用いてパターニングして配線溝102を形成する。次いで、層間絶縁膜101上および配線溝102上に、層間絶縁膜101と銅配線104との反応を抑制するためのバリアメタル103となるタンタル(Ta)などからなる金属膜を形成する。このことにより、配線溝102の側面及び底面に沿って金属膜が形成される。その後、この金属膜上に銅配線104となる銅(Cu)膜を形成し、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法を用いて、層間絶縁膜101表面の銅膜と金属膜とを除去する。このことにより、側面及び底面にバリアメタル103の形成された配線溝102の内部を埋め込むように、銅配線104が形成される。   The copper wiring 104 shown in FIG. 12 is formed by the method shown below, for example. First, the interlayer insulating film 101 formed on a semiconductor substrate (not shown) is patterned using a photolithography film to form a wiring groove 102. Next, a metal film made of tantalum (Ta) or the like serving as a barrier metal 103 for suppressing a reaction between the interlayer insulating film 101 and the copper wiring 104 is formed on the interlayer insulating film 101 and the wiring trench 102. As a result, a metal film is formed along the side surface and the bottom surface of the wiring groove 102. Thereafter, a copper (Cu) film to be the copper wiring 104 is formed on the metal film, and the copper film and the metal film on the surface of the interlayer insulating film 101 are removed by using a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method. As a result, the copper wiring 104 is formed so as to fill the inside of the wiring groove 102 in which the barrier metal 103 is formed on the side surface and the bottom surface.

このような銅配線を使用した半導体デバイスでは、ヒューズ用配線を銅配線で形成すると、次のような問題点が発生する。すなわち、銅が、ヒューズ用配線の切断に通常使用される赤外波長領域のレーザー光線に対する反射率の高い材料であるため、ヒューズ用配線の上表面が銅で形成されていると、ヒューズ用配線の加熱がうまくできず、容易にヒューズ用配線の切断ができなかった。   In a semiconductor device using such a copper wiring, the following problems occur when the fuse wiring is formed of the copper wiring. That is, since copper is a material having high reflectivity with respect to the laser beam in the infrared wavelength region normally used for cutting the fuse wiring, if the upper surface of the fuse wiring is formed of copper, the fuse wiring Heating was not successful and the fuse wiring could not be cut easily.

この問題を解決する一案として、銅配線に対して特別な加工を行う方法がある(例えば特許文献1参照)。特許文献1には、銅配線の側面及び底面を被覆するバリアメタルの少なくとも側面部分に、レーザー光線に対する光吸収率の高い光吸収部材を形成する技術が提案されている。
しかしながら、バリアメタルの周りに光吸収部材を形成する場合、光吸収部材を形成するための製造工程が新たに増えるため、工程が複雑になると言う問題がある。また、一般に、ヒューズ用配線として使用する配線は、半導体装置を構成する他の内部回路に使用される配線と兼用するため、ヒューズ用配線の下層に存在する配線との接続方法等にも、光吸収部材を形成することによる影響が及んでしまうと言う問題がある。加えて、銅配線を側面部から加熱する必要があるため、レーザー光線の照射方法にも変更が必要となると言う問題もある。
As a proposal to solve this problem, there is a method of performing special processing on the copper wiring (for example, see Patent Document 1). Patent Document 1 proposes a technique of forming a light absorbing member having a high light absorption rate for a laser beam on at least a side surface portion of a barrier metal that covers the side surface and the bottom surface of a copper wiring.
However, when the light absorbing member is formed around the barrier metal, there is a problem that the manufacturing process for forming the light absorbing member is newly increased, so that the process becomes complicated. In general, since the wiring used as the fuse wiring is also used as the wiring used in other internal circuits constituting the semiconductor device, the connection method with the wiring existing below the fuse wiring is also effective. There is a problem that the influence of forming the absorbing member is exerted. In addition, since it is necessary to heat the copper wiring from the side surface, there is also a problem that the laser beam irradiation method needs to be changed.

また、ヒューズ用配線を銅配線で形成した場合に、ヒューズ用配線の切断を容易にする別の方法として、銅配線の上層部にレーザー光線に対する光吸収率の大きい材料からなる部材を積層する方法も考えられる。しかし、ダマシン法を用いて銅配線を形成する際に、CMP法による研磨を行なうことを考慮すると、銅配線の表面部分に光吸収率の大きい材料からなる部材を設けるための製造工程はかなり複雑なものとなってしまう。
このように、光吸収率の大きい部材を銅配線に付加する方法は、製造プロセスが増加したり、製造プロセスを大幅に変更する必要が生じたりするため、コスト的に問題がある。
As another method for facilitating cutting of the fuse wiring when the fuse wiring is formed of copper wiring, a method of laminating a member made of a material having a large light absorption rate with respect to a laser beam on the upper layer of the copper wiring is also available. Conceivable. However, in consideration of performing polishing by CMP when forming a copper wiring using the damascene method, the manufacturing process for providing a member made of a material having a large light absorption rate on the surface portion of the copper wiring is considerably complicated. It will become something.
As described above, the method of adding a member having a high light absorption rate to the copper wiring has a problem in terms of cost because the manufacturing process increases or the manufacturing process needs to be significantly changed.

また、ヒューズ用配線を銅配線で形成した場合に、ヒューズ用配線の切断を容易にする別の方法として、レーザー光線の波長域を0.8μm以下の可視波長領域とする方法も考えられる。レーザー光線として、可視波長領域のレーザー光線を用いた場合、銅に対する光吸収率が上昇するので、銅配線を直接加熱して切断することが可能となる。しかし、レーザー光線を赤外波長領域から可視波長領域に変更すると、シリコン基板に対する光吸収率も上昇してしまう。このため、ヒューズ用配線の切断の際に、レーザー光線がシリコン基板に到達すると、シリコン基板にダメージが発生してしまう。   As another method for facilitating the cutting of the fuse wiring when the fuse wiring is formed of a copper wiring, a method of setting the wavelength range of the laser beam to a visible wavelength range of 0.8 μm or less can be considered. When a laser beam in the visible wavelength region is used as the laser beam, the optical absorptance with respect to copper increases, so that the copper wiring can be directly heated and cut. However, if the laser beam is changed from the infrared wavelength region to the visible wavelength region, the light absorption rate with respect to the silicon substrate also increases. For this reason, when the laser beam reaches the silicon substrate when the fuse wiring is cut, the silicon substrate is damaged.

また、ヒューズ用配線の切断の際に、レーザー光線がシリコン基板に到達する問題を解決するためには、ヒューズ用配線の幅をレーザー光線のスポット径と同程度まで広げて、ヒューズ用配線より下にレーザー光線が到達しないようにする方法が考えられる。ヒューズ用配線を切断する際に照射するレーザー光線は、一般に、直径2μm程度のスポット径まで絞ることができる。しかしながら、メモリデバイスのように多数のヒューズ用配線を配置する必要がある場合、ヒューズ用配線の幅をレーザー光線のスポット径と同程度まで広げると、ヒューズ用配線を配置するのに必要な面積が大きくなりすぎて、実用的では無い。したがって、レーザー光線として可視波長領域のレーザー光線を使用することは困難であった。   In order to solve the problem that the laser beam reaches the silicon substrate when cutting the fuse wiring, the width of the fuse wiring is increased to the same as the spot diameter of the laser beam, and the laser beam is below the fuse wiring. It is possible to prevent this from reaching. In general, the laser beam irradiated when the fuse wiring is cut can be narrowed down to a spot diameter of about 2 μm in diameter. However, when it is necessary to arrange a large number of fuse wirings as in a memory device, if the width of the fuse wiring is expanded to the same extent as the spot diameter of the laser beam, the area required to arrange the fuse wiring becomes large. It becomes too much and is not practical. Therefore, it has been difficult to use a laser beam in the visible wavelength region as a laser beam.

また、アルミ配線を用いたヒューズ用配線を、赤外波長領域のレーザー光線を用いて切断する場合の問題について、図面を用いて説明する。
図13は、従来のヒューズ用配線の一例を示した平面図である。図13に示すように、ヒューズ用配線を構成する3本のアルミ配線105、106、107が、平行に配置されている。隣接するアルミ配線間の間隔S1は、全て等しくなっている。
A problem in the case of cutting a fuse wiring using an aluminum wiring by using a laser beam in an infrared wavelength region will be described with reference to the drawings.
FIG. 13 is a plan view showing an example of a conventional fuse wiring. As shown in FIG. 13, the three aluminum wirings 105, 106, 107 constituting the fuse wiring are arranged in parallel. The intervals S1 between adjacent aluminum wirings are all equal.

例えば、図13において中央に配置されたアルミ配線106のみを切断する場合には、レーザー光線のスポット108を中央のアルミ配線106にのみ照射する。レーザー光線のスポット径は、直径2μm程度以下に絞ることは困難である。また、レーザー光線は、アライメントに際して位置ずれが生じる場合がある。このため、アルミ配線105、106、107を配置する際には、レーザー光線のスポット径とレーザー光線のアライメントの位置ずれとを考慮して、アルミ配線間の間隔S1を十分に長くなるようにし、中央のアルミ配線106に隣接するアルミ配線105、107の誤切断を防止する必要があった。
したがって、図13に示すヒューズ用配線では、ヒューズ配置領域として広い面積が必要であり、ヒューズ配置領域の面積を縮小させることが要求されていた。特に、多数のヒューズ用配線を配置する場合には、半導体チップサイズの縮小に対する阻害要因となるため、問題となっていた。
For example, when only the aluminum wiring 106 arranged at the center in FIG. 13 is cut, a laser beam spot 108 is irradiated only on the central aluminum wiring 106. It is difficult to reduce the spot diameter of the laser beam to about 2 μm or less. Further, the laser beam may be misaligned during alignment. For this reason, when arranging the aluminum wirings 105, 106, 107, the distance S1 between the aluminum wirings is made sufficiently long in consideration of the spot diameter of the laser beam and the misalignment of the laser beam alignment, It was necessary to prevent erroneous cutting of the aluminum wirings 105 and 107 adjacent to the aluminum wiring 106.
Therefore, the fuse wiring shown in FIG. 13 requires a large area as a fuse arrangement region, and it is required to reduce the area of the fuse arrangement region. In particular, in the case where a large number of fuse wirings are arranged, it becomes a hindrance to the reduction of the semiconductor chip size, which is a problem.

ヒューズ用配線間の間隔を狭くする方法として、ヒューズ用配線の一部上に保護層を設ける技術が提案されている(例えば特許文献2参照)。ここで、ヒューズ用配線の一部上に保護層が設けられたヒューズ配線について、図面を参照して説明する。
図14は、ヒューズ用配線の一部上に保護層が設けられたヒューズ用配線を有するヒューズ素子構造の一例を示した図面であって、図14(a)は平面図であり、図14(b)は図14(a)のA−A’部における断面図である。
As a method of narrowing the interval between fuse wirings, a technique of providing a protective layer on a part of the fuse wiring has been proposed (see, for example, Patent Document 2). Here, fuse wiring in which a protective layer is provided on a part of the fuse wiring will be described with reference to the drawings.
FIG. 14 is a drawing showing an example of a fuse element structure having a fuse wiring in which a protective layer is provided on a part of the fuse wiring. FIG. 14 (a) is a plan view, and FIG. FIG. 14B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG.

図14に示すヒューズ素子構造では、図14(b)に示すように、半導体基板(図示せず)上に設けられた層間絶縁膜124上に、アルミ配線からなる3本のヒューズ用配線120、121、122が平行に配置されている。図14(a)に示すように、隣接するヒューズ用配線間の間隔S2は、全て等しくなっている。また、ヒューズ用配線120、121、122上には、層間絶縁膜125が形成され、図14(a)および図14(b)に示すように、層間絶縁膜125上には、レーザー光線を反射するための保護層120a、121a、122aが各ヒューズ用配線120、121、122の一部を覆うように形成されている。図14(a)に示すように、中央に配置されたヒューズ配線121上に配置された保護層121aは、ヒューズ用配線121の両側に配置されたヒューズ用配線120、122上にそれぞれ位置する保護層120a、122aと、ヒューズ用配線の長さ方向における異なる位置に配置されている。   In the fuse element structure shown in FIG. 14, as shown in FIG. 14B, three fuse wirings 120 made of aluminum wiring are formed on an interlayer insulating film 124 provided on a semiconductor substrate (not shown). 121 and 122 are arranged in parallel. As shown in FIG. 14A, the intervals S2 between adjacent fuse wirings are all equal. Further, an interlayer insulating film 125 is formed on the fuse wirings 120, 121, and 122, and the laser beam is reflected on the interlayer insulating film 125 as shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b). Protective layers 120a, 121a, and 122a are formed so as to cover a part of each of the fuse wirings 120, 121, and 122. As shown in FIG. 14A, the protective layer 121 a disposed on the fuse wiring 121 disposed in the center is protected on the fuse wirings 120 and 122 disposed on both sides of the fuse wiring 121. The layers 120a and 122a and the fuse wiring are arranged at different positions in the length direction.

例えば、図14に示すヒューズ素子構造において、中央のヒューズ用配線121を切断する場合、レーザー光線のスポットを図14(a)において符号123で示す位置に照射することによって行なう。この際、中央のヒューズ用配線121の両側の切断しないヒューズ用配線120、122が、保護層120a、122aによって覆われているため、レーザー光線によるヒューズ用配線120、122へのダメージが防止され、誤切断が防がれる。したがって、保護層を設けない場合の隣接するヒューズ用配線間の間隔(例えば、図13おける間隔S1)と比較して、ヒューズ用配線間の間隔S2を小さくすることができる。   For example, in the fuse element structure shown in FIG. 14, when the central fuse wiring 121 is cut, a laser beam spot is irradiated to a position indicated by reference numeral 123 in FIG. At this time, since the fuse wirings 120 and 122 that are not cut off on both sides of the central fuse wiring 121 are covered with the protective layers 120a and 122a, damage to the fuse wirings 120 and 122 by the laser beam is prevented. Cutting is prevented. Therefore, the distance S2 between the fuse wirings can be made smaller than the distance between the adjacent fuse wirings (for example, the distance S1 in FIG. 13) when the protective layer is not provided.

また、図15は、図14に示すヒューズ素子構造における中央のヒューズ用配線121を切断した後の図14(a)のA−A’部における断面図である。図15に示すように、切断された中央のヒューズ用配線121の存在していた場所では、切断されたヒューズ用配線121を構成していたアルミ等の材料が、レーザー光線による加熱により気化して体積が膨張したので、切断されたヒューズ用配線121上に配置されていた層間絶縁膜125が吹き飛ばされ、空洞130が形成されている。また、図15に示すように、空洞130の形成された際の衝撃によって、切断したヒューズ用配線121の近傍の層間絶縁膜125から切断したヒューズ用配線121に隣接するヒューズ用配線120に向かって、クラック131が形成されている。図15に示すように、クラック131が、切断しなかったヒューズ用配線120に到達すると、ヒューズ用配線120にダメージが及び、ヒューズ用配線120が半切断状態となってしまう。   15 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 14A after cutting the central fuse wiring 121 in the fuse element structure shown in FIG. As shown in FIG. 15, in the place where the cut central fuse wiring 121 was present, the material such as aluminum constituting the cut fuse wiring 121 was vaporized by heating with a laser beam and the volume thereof was increased. Therefore, the interlayer insulating film 125 disposed on the cut fuse wiring 121 is blown off, and the cavity 130 is formed. Further, as shown in FIG. 15, due to the impact when the cavity 130 is formed, toward the fuse wiring 120 adjacent to the fuse wiring 121 cut from the interlayer insulating film 125 in the vicinity of the cut fuse wiring 121. , Cracks 131 are formed. As shown in FIG. 15, when the crack 131 reaches the fuse wiring 120 that has not been cut, the fuse wiring 120 is damaged and the fuse wiring 120 is in a semi-cut state.

図14および図15に示すヒューズ素子構造において、ヒューズ用配線121の切断に伴って発生するクラック131に起因する問題を回避するには、隣接するヒューズ用配線間の間隔S2を十分広くとり、切断したヒューズ用配線121近傍の層間絶縁膜125にクラック131が発生しても、切断したヒューズ用配線121に隣接するヒューズ用配線120にクラック131が到達しないようにする必要がある。
このように、ヒューズ用配線の一部上に保護層を設けた場合、切断されたヒューズ用配線121の両側の切断しないヒューズ用配線120、122に、レーザー光線が直接照射されることを防止することはできるものの、切断時に発生するクラック131に起因する問題を回避するために、隣接するヒューズ用配線間の間隔S2を十分に確保しなければならず、ヒューズ用配線間の間隔を十分に狭くすることはできなかった。
In the fuse element structure shown in FIGS. 14 and 15, in order to avoid the problem caused by the crack 131 that occurs when the fuse wiring 121 is cut, the interval S <b> 2 between the adjacent fuse wirings is sufficiently wide and cut. Even if the crack 131 occurs in the interlayer insulating film 125 near the fuse wiring 121, it is necessary to prevent the crack 131 from reaching the fuse wiring 120 adjacent to the cut fuse wiring 121.
As described above, when the protective layer is provided on a part of the fuse wiring, it is possible to prevent the laser beam from being directly irradiated to the uncut fuse wirings 120 and 122 on both sides of the cut fuse wiring 121. However, in order to avoid the problem caused by the crack 131 generated at the time of cutting, a sufficient interval S2 between the adjacent fuse wirings must be secured, and the interval between the fuse wirings is sufficiently narrowed. I couldn't.

また、レーザー光線により切断されるヒューズ用配線として、ヒューズを断線するためにレーザー光線を照射する時に隣接するヒューズの損傷がなく、稠密なピッチのヒューズを得る技術(例えば、特許文献3参照)が提案されている。
また、レーザー光線により切断されるヒューズ用配線としては、上記の他、切断時にヒューズ下方の絶縁膜へのダメージを軽減する技術(例えば、特許文献4参照)や、ヒューズ配線上の層間絶縁膜の残膜制御を容易にする技術(例えば、特許文献5参照)が提案されている。
特開2004-96064号公報 特開平11-74364号公報 特開2003-224187号公報 特開2003-17572号公報 特開平10-261720号公報
Further, as a fuse wiring that is cut by a laser beam, a technique for obtaining a dense pitch fuse without damaging adjacent fuses when irradiating a laser beam to break the fuse is proposed (for example, see Patent Document 3). ing.
In addition to the above, the fuse wiring cut by the laser beam includes a technique for reducing damage to the insulating film under the fuse at the time of cutting (for example, see Patent Document 4), and the remaining of the interlayer insulating film on the fuse wiring. A technique (for example, see Patent Document 5) that facilitates film control has been proposed.
JP 2004-96064 A JP-A-11-74364 JP 2003-224187 A JP 2003-17572 A JP-A-10-261720

しかしながら、上述した従来の技術は、いずれも半導体装置の内部回路に使用する銅配線と同時に形成可能な銅配線を備え、半導体基板にダメージを与えることなくヒューズの切断可能なヒューズとした場合に、ヒューズ用配線間の間隔を十分に狭くできるものではなかった。   However, the above-described conventional techniques each include a copper wiring that can be formed simultaneously with the copper wiring used for the internal circuit of the semiconductor device, and when the fuse can be cut without damaging the semiconductor substrate, The interval between the fuse wirings could not be sufficiently narrowed.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、半導体装置の内部回路に使用する銅配線と同時に形成可能な銅配線を備え、半導体基板にダメージを与えることなくヒューズの切断が可能であり、しかも、ヒューズ用配線間の間隔を十分に狭くでき、小面積に配置できるヒューズ素子構造を提供することを目的とする。
また、小面積に配置されたヒューズ素子構造を備える半導体装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and includes a copper wiring that can be formed simultaneously with a copper wiring used for an internal circuit of a semiconductor device, and can cut a fuse without damaging the semiconductor substrate. In addition, it is an object of the present invention to provide a fuse element structure in which the interval between fuse wirings can be sufficiently narrowed and arranged in a small area.
It is another object of the present invention to provide a semiconductor device having a fuse element structure arranged in a small area.

本発明者は、上記問題を解決するために鋭意検討し、本発明を完成した。即ち、本発明は以下に関する。
本発明のヒューズ素子構造は、少なくとも3列のヒューズ配線を有するヒューズ素子構造であって、各ヒューズ配線が、赤外波長領域のレーザー光線を照射することにより切断される切断用ヒューズ配線と、前記切断用ヒューズ配線の上層に層間絶縁膜を介して配置された銅配線とを備え、前記切断用ヒューズ配線と前記銅配線とが平面視で重なり合うオーバーラップ領域において、前記層間絶縁膜を貫通するコンタクトプラグを介して前記切断用ヒューズ配線と銅配線とが接続され、前記切断用ヒューズ配線と平面視で重なり合わない前記銅配線上に位置するレーザー反射領域と、前記銅配線と平面視で重なり合わない前記切断用ヒューズ配線上に位置する切断配線領域とを有し、前記少なくとも3列のヒューズ配線のうち両側に他のヒューズ配線が配置されている中央ヒューズ配線では、前記切断配線領域の両側に隣り合うヒューズ配線の前記レーザー反射領域が配置されていることを特徴とする。
The inventor has intensively studied in order to solve the above problems, and has completed the present invention. That is, the present invention relates to the following.
The fuse element structure of the present invention is a fuse element structure having at least three rows of fuse wirings, wherein each fuse wiring is cut by irradiating a laser beam in an infrared wavelength region, and the cutting fuse wiring A contact plug that penetrates the interlayer insulating film in an overlap region in which the cutting fuse wiring and the copper wiring overlap in a plan view. The cutting fuse wiring and the copper wiring are connected via a laser reflection region located on the copper wiring that does not overlap with the cutting fuse wiring in a plan view, and does not overlap with the copper wiring in a plan view. A cutting wiring region located on the cutting fuse wiring, and other fuses on both sides of the at least three rows of fuse wiring. The central fuse wire's wiring is arranged, wherein said laser reflective region of the fuse wire adjacent to both sides of the cutting line regions are arranged.

本発明のヒューズ素子構造においては、前記銅配線の側面および底面がバリアメタルで被覆されているものとすることができる。   In the fuse element structure of the present invention, the side surface and the bottom surface of the copper wiring may be covered with a barrier metal.

本発明のヒューズ素子構造においては、前記銅配線上に上層間絶縁膜が設けられ、前記上層間絶縁膜は、少なくとも前記切断配線領域を含む領域と平面視で重なる部分に設けられた薄膜領域と、前記薄膜領域よりも膜厚の厚い厚膜領域とを有し、前記厚膜領域上に、表面保護膜が設けられているものとすることができる。   In the fuse element structure of the present invention, an upper interlayer insulating film is provided on the copper wiring, and the upper interlayer insulating film includes a thin film region provided in a portion overlapping at least the region including the cut wiring region in a plan view. And a thick film region thicker than the thin film region, and a surface protective film may be provided on the thick film region.

本発明のヒューズ素子構造においては、前記切断配線領域の両端部に、オーバーラップ領域が配置されているものとすることができる。   In the fuse element structure of the present invention, an overlap region may be disposed at both ends of the cut wiring region.

本発明の半導体装置は、上記のいずれかに記載のヒューズ素子構造を備えたことを特徴とするものとすることができる。   A semiconductor device according to the present invention may include any of the fuse element structures described above.

また、本発明の半導体装置は、半導体基板上に上記のヒューズ素子構造を備えた半導体装置であって、前記切断用ヒューズ配線の一方の端部が、前記半導体基板に設けられた拡散層と、前記拡散層上に設けられた下層間絶縁膜を貫通する第1接続プラグを介して接続され、前記切断用ヒューズ配線の一方の端部と平面視で対向する前記銅配線の端部が、前記拡散層と、前記下層間絶縁膜および前記層間絶縁膜を貫通する第2接続プラグを介して接続されていることを特徴とするものとすることができる。   The semiconductor device of the present invention is a semiconductor device having the above-described fuse element structure on a semiconductor substrate, wherein one end of the cutting fuse wiring has a diffusion layer provided on the semiconductor substrate, An end of the copper wiring connected through a first connection plug that penetrates a lower interlayer insulating film provided on the diffusion layer and facing one end of the cutting fuse wiring in plan view, The diffusion layer may be connected to the lower interlayer insulating film and the second connection plug penetrating the interlayer insulating film.

また、上記の半導体装置は、前記第1接続プラグの前記切断用ヒューズ配線との接続部分が、赤外波長領域のレーザー光線を照射することにより切断されるものとすることができる。   In the above semiconductor device, a connection portion of the first connection plug with the cutting fuse wiring may be cut by irradiating a laser beam in an infrared wavelength region.

本発明のヒューズ素子構造は、少なくとも3列のヒューズ配線を有するヒューズ素子構造であって、各ヒューズ配線が、赤外波長領域のレーザー光線を照射することにより切断される切断用ヒューズ配線と、前記切断用ヒューズ配線の上層に層間絶縁膜を介して配置された銅配線とを備え、前記切断用ヒューズ配線と前記銅配線とが平面視で重なり合うオーバーラップ領域において、前記層間絶縁膜を貫通するコンタクトプラグを介して前記切断用ヒューズ配線と銅配線とが接続され、前記切断用ヒューズ配線と平面視で重なり合わない前記銅配線上に位置するレーザー反射領域と、前記銅配線と平面視で重なり合わない前記切断用ヒューズ配線上に位置する切断配線領域とを有し、前記少なくとも3列のヒューズ配線のうち両側に他のヒューズ配線が配置されている中央ヒューズ配線では、前記切断配線領域の両側に隣り合うヒューズ配線の前記レーザー反射領域が配置されているので、以下に示すように、小面積に配置できる。   The fuse element structure of the present invention is a fuse element structure having at least three rows of fuse wirings, wherein each fuse wiring is cut by irradiating a laser beam in an infrared wavelength region, and the cutting fuse wiring A contact plug that penetrates the interlayer insulating film in an overlap region in which the cutting fuse wiring and the copper wiring overlap in a plan view. The cutting fuse wiring and the copper wiring are connected via a laser reflection region located on the copper wiring that does not overlap with the cutting fuse wiring in a plan view, and does not overlap with the copper wiring in a plan view. A cutting wiring region located on the cutting fuse wiring, and other fuses on both sides of the at least three rows of fuse wiring. The central fuse wire's wires are disposed, since the laser reflection area of the fuse interconnect adjacent to both sides of the cutting line regions are arranged, as shown below, it can be arranged in a small area.

すなわち、本発明のヒューズ素子構造では、中央ヒューズ配線の切断配線領域の切断用ヒューズ配線を切断するために、赤外波長領域のレーザー光線を切断配線領域に照射した場合、切断される切断用ヒューズ配線の配置された中央ヒューズ配線の切断配線領域の両側に、隣り合うヒューズ配線のレーザー反射領域が配置されており、レーザー反射領域が切断用ヒューズ配線と平面視で重なり合わないものであるので、切断される中央ヒューズ配線の切断配線領域を構成する切断用ヒューズ配線と、切断されない他のヒューズ配線の切断用ヒューズ配線との距離が十分に確保される。   That is, in the fuse element structure of the present invention, the cutting fuse wiring that is cut when the cutting wiring area is irradiated with a laser beam in the infrared wavelength region in order to cut the cutting fuse wiring in the cutting wiring area of the central fuse wiring. Since the laser reflection area of the adjacent fuse wiring is arranged on both sides of the cutting wiring area of the central fuse wiring, the cutting of the laser reflection area does not overlap with the cutting fuse wiring in plan view. A sufficient distance is ensured between the cutting fuse wiring constituting the cutting wiring area of the central fuse wiring and the cutting fuse wiring of the other fuse wiring that is not cut.

したがって、本発明のヒューズ素子構造では、中央ヒューズ配線の切断配線領域に赤外波長領域のレーザー光線を照射して切断用ヒューズ配線を切断しても、中央ヒューズ配線の両側に配置された他のヒューズ配線の切断用ヒューズ配線がダメージを受けにくく、他のヒューズ配線の誤切断が防がれる。   Therefore, in the fuse element structure of the present invention, even if the cutting fuse wiring is cut by irradiating the cutting wiring region of the central fuse wiring with the laser beam in the infrared wavelength region, other fuses arranged on both sides of the central fuse wiring The fuse wiring for cutting the wiring is not easily damaged, and erroneous disconnection of the other fuse wiring is prevented.

また、本発明のヒューズ素子構造では、切断される切断用ヒューズ配線の配置された切断配線領域の両側に、隣り合うヒューズ配線のレーザー反射領域が配置されているので、切断される切断用ヒューズ配線と、切断される切断用ヒューズ配線の隣に位置する切断用ヒューズ配線との間には、レーザー反射領域が配置されていることになる。したがって、切断される切断用ヒューズ配線の隣に位置する切断用ヒューズ配線とは、中央ヒューズ配線の両側に配置された他のヒューズ配線の切断用ヒューズ配線ではなく、中央ヒューズ配線の隣に配置された他のヒューズ配線よりもさらに離れた位置に配置されたヒューズ配線の切断用ヒューズ配線となる。このため、切断される切断用ヒューズ配線とその隣に位置する切断用ヒューズ配線との間の距離が、十分に広いものとなる。よって、中央ヒューズ配線の切断用ヒューズ配線を切断しても、中央ヒューズ配線の切断用ヒューズ配線の隣に位置する切断用ヒューズ配線がダメージを受けにくく、誤切断が防がれる。   Further, in the fuse element structure of the present invention, since the laser reflection areas of the adjacent fuse wiring are arranged on both sides of the cutting wiring area where the cutting fuse wiring to be cut is arranged, the cutting fuse wiring to be cut A laser reflecting region is arranged between the cutting fuse wiring located next to the cutting fuse wiring to be cut. Therefore, the cutting fuse wiring located next to the cutting fuse wiring to be cut is not the fuse wiring for cutting other fuse wirings arranged on both sides of the central fuse wiring, but is arranged next to the central fuse wiring. The fuse wiring for cutting the fuse wiring arranged at a position further away from the other fuse wiring. For this reason, the distance between the cutting fuse wiring to be cut and the cutting fuse wiring located adjacent thereto is sufficiently large. Therefore, even if the cutting fuse wiring for cutting the central fuse wiring is cut, the cutting fuse wiring located next to the cutting fuse wiring for the central fuse wiring is not easily damaged, and erroneous cutting is prevented.

また、本発明のヒューズ素子構造では、切断される切断用ヒューズ配線の配置された切断配線領域の両側に、隣り合うヒューズ配線のレーザー反射領域が配置されているので、切断される切断用ヒューズ配線の隣に位置する切断用ヒューズ配線との間には、レーザー反射領域が配置されていることになる。したがって、切断される切断用ヒューズ配線とその隣に位置する切断用ヒューズ配線との間の距離が、十分に広いものとなる。よって、中央ヒューズ配線の切断用ヒューズ配線を切断しても、中央ヒューズ配線の切断用ヒューズ配線の隣に位置する切断用ヒューズ配線がダメージを受けにくく、誤切断が防がれる。   Further, in the fuse element structure of the present invention, since the laser reflection areas of the adjacent fuse wiring are arranged on both sides of the cutting wiring area where the cutting fuse wiring to be cut is arranged, the cutting fuse wiring to be cut A laser reflecting region is arranged between the cutting fuse wiring located next to the wiring. Therefore, the distance between the cutting fuse wiring to be cut and the cutting fuse wiring located adjacent thereto is sufficiently wide. Therefore, even if the cutting fuse wiring for cutting the central fuse wiring is cut, the cutting fuse wiring located next to the cutting fuse wiring for the central fuse wiring is not easily damaged, and erroneous cutting is prevented.

また、本発明のヒューズ素子構造では、中央ヒューズ配線の切断配線領域の切断用ヒューズ配線を切断することにより、切断した中央ヒューズ配線の切断用ヒューズ配線の近傍の層間絶縁膜にクラックが形成されたとしても、切断した中央ヒューズ配線の切断用ヒューズ配線と、切断されなかった他のヒューズ配線の切断用ヒューズ配線との距離が十分に確保されているので、切断されなかった他のヒューズ配線の切断用ヒューズ配線にクラックが到達しにくいものとなる。
このように、本発明のヒューズ素子構造では、他のヒューズ配線の誤切断を防止でき、ヒューズ配線の切断時に発生するクラックに起因する問題が生じにくいので、ヒューズ配線間の距離を狭くすることができ、小面積に配置できる。
Further, in the fuse element structure of the present invention, by cutting the cutting fuse wiring in the cutting wiring area of the central fuse wiring, a crack was formed in the interlayer insulating film near the cutting fuse wiring of the cut central fuse wiring However, since there is a sufficient distance between the fuse wiring for cutting the cut central fuse wiring and the fuse wiring for cutting other fuse wiring that was not cut, cutting other fuse wiring that was not cut Cracks are unlikely to reach the fuse wiring.
As described above, in the fuse element structure of the present invention, it is possible to prevent erroneous disconnection of other fuse wirings, and it is difficult to cause problems due to cracks generated when the fuse wirings are disconnected. Can be arranged in a small area.

また、本発明のヒューズ素子構造では、切断用ヒューズ配線が、赤外波長領域のレーザー光線を照射することにより切断されるものであるので、例えば、切断用ヒューズ配線を銅配線からなるものとした場合のように、銅配線に対して特別な加工を行う必要がなく、半導体装置の内部回路に使用される銅配線をそのままヒューズ配線を構成する銅配線として使用できる。したがって、本発明のヒューズ素子構造を構成する銅配線は、製造プロセスを増加させたり、製造プロセスを大幅に変更したりすることなく、半導体装置の内部回路に使用する銅配線と同時に形成可能なものとなる。   In the fuse element structure of the present invention, the cutting fuse wiring is cut by irradiating the laser beam in the infrared wavelength region. For example, when the cutting fuse wiring is made of copper wiring Thus, there is no need to perform special processing on the copper wiring, and the copper wiring used for the internal circuit of the semiconductor device can be used as it is as the copper wiring constituting the fuse wiring. Therefore, the copper wiring constituting the fuse element structure of the present invention can be formed simultaneously with the copper wiring used for the internal circuit of the semiconductor device without increasing the manufacturing process or significantly changing the manufacturing process. It becomes.

また、本発明のヒューズ素子構造では、切断用ヒューズ配線が、赤外波長領域のレーザー光線を照射することにより切断されるものであるので、半導体基板にダメージを与えることなくヒューズ配線の切断が可能である。   In the fuse element structure of the present invention, the fuse wiring for cutting is cut by irradiating the laser beam in the infrared wavelength region, so that the fuse wiring can be cut without damaging the semiconductor substrate. is there.

また、本発明のヒューズ素子構造において、前記銅配線の側面および底面がバリアメタルで被覆されている場合には、層間絶縁膜と銅配線との反応による銅の拡散が抑制されるので、高品質な銅配線を有するものとなる。   Further, in the fuse element structure of the present invention, when the side and bottom surfaces of the copper wiring are covered with a barrier metal, copper diffusion due to the reaction between the interlayer insulating film and the copper wiring is suppressed, so that high quality It has a copper wiring.

また、本発明のヒューズ素子構造において、前記銅配線上に上層間絶縁膜が設けられ、前記上層間絶縁膜が、少なくとも前記切断配線領域を含む領域と平面視で重なる部分に設けられた薄膜領域と、前記薄膜領域よりも膜厚の厚い厚膜領域とを有し、前記厚膜領域上に、表面保護膜が設けられているものとした場合、膜厚の厚い上層間絶縁膜と表面保護膜とが設けられている厚膜領域に、切断用ヒューズ配線の切断を行うレーザー光線が照射されることによって生じる悪影響を防止できる。しかも、薄膜領域上に、表面保護膜が設けられていないので、表面保護膜が、切断配線領域の切断用ヒューズ配線の切断に支障を来たすことはない。さらに、薄膜領域が、少なくとも前記切断配線領域と平面視で重なる部分とされているので、薄膜領域を構成する上層間絶縁膜が、切断配線領域の切断用ヒューズ配線の切断に支障を来たしにくいものとなる。   In the fuse element structure of the present invention, an upper interlayer insulating film is provided on the copper wiring, and the upper interlayer insulating film is provided in a portion overlapping at least a region including the cut wiring region in a plan view. And a thick film region thicker than the thin film region, and a surface protective film is provided on the thick film region, the thick upper interlayer insulating film and the surface protection It is possible to prevent an adverse effect caused by irradiating the thick film region provided with the film with a laser beam for cutting the cutting fuse wiring. In addition, since the surface protective film is not provided on the thin film region, the surface protective film does not hinder the cutting of the cutting fuse wiring in the cutting wiring region. Furthermore, since the thin film region is at least a portion overlapping the cut wiring region in plan view, the upper interlayer insulating film constituting the thin film region is unlikely to hinder the cutting of the fuse wiring for cutting the cut wiring region. It becomes.

また、本発明のヒューズ素子構造において、切断配線領域の両端部に、オーバーラップ領域が配置されているものである場合、平面視したときに、中央ヒューズ配線の切断配線領域の両側および両端部が銅配線に囲まれた状態となる。このため、レーザー光線の照射時にアライメントの位置ずれが生じたとしても、正確に切断配線領域において切断用ヒューズ配線の切断を行うことができる。   Further, in the fuse element structure of the present invention, when the overlap region is disposed at both ends of the cut wiring region, both sides and both ends of the cut wiring region of the central fuse wiring are viewed in plan view. It is in a state surrounded by copper wiring. For this reason, even if alignment misalignment occurs during laser beam irradiation, the cutting fuse wiring can be accurately cut in the cutting wiring region.

また、本発明の半導体装置は、上記のいずれかに記載のヒューズ素子構造を備えたものであるので、小面積に配置されたヒューズ素子構造を備えるものとなる。   In addition, since the semiconductor device according to the present invention includes the fuse element structure described above, the semiconductor device includes a fuse element structure arranged in a small area.

「第1実施形態」
本発明の第1実施形態である半導体装置およびヒューズ素子構造について、図面を用いて説明する。
図1〜図3は、本発明の半導体装置の一例の一部を拡大して示した図であって、本発明の半導体装置に備えられた本発明のヒューズ素子構造を説明するための図である。図1は本発明のヒューズ素子構造の平面図であり、図2は図1のB−B’線に沿う断面図であり、図3は図1のC−C’線に沿う断面図である。
“First Embodiment”
A semiconductor device and a fuse element structure according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 are enlarged views of an example of a semiconductor device of the present invention, and are diagrams for explaining a fuse element structure of the present invention provided in the semiconductor device of the present invention. is there. 1 is a plan view of the fuse element structure of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line CC ′ of FIG. .

図1において、符号10はヒューズ素子構造を示している。図1に示すように、ヒューズ素子構造10は、図1における上下方向に延在する4列のヒューズ配線1a、1b、1c、1dを有している。各ヒューズ配線1a、1b、1c、1dは、図1〜図3に示すように、切断用ヒューズ配線201、202、203、204と、銅配線205、206、207、208とを備えたものであり、隣接するヒューズ配線間の間隔S3が一定となるように並列に配置されている。   In FIG. 1, reference numeral 10 indicates a fuse element structure. As shown in FIG. 1, the fuse element structure 10 has four rows of fuse wirings 1a, 1b, 1c, and 1d extending in the vertical direction in FIG. Each of the fuse wirings 1a, 1b, 1c, and 1d is provided with cutting fuse wirings 201, 202, 203, and 204 and copper wirings 205, 206, 207, and 208, as shown in FIGS. And arranged in parallel so that the interval S3 between adjacent fuse wirings is constant.

また、本実施形態では、各ヒューズ配線1a、1b、1c、1dを構成する切断用ヒューズ配線201、202、203、204と銅配線205、206、207、208との配置が、隣接するヒューズ配線において逆向きになるように配置されている。より詳細には、ヒューズ配線1a、1cの切断用ヒューズ配線201、203は、図1において銅配線205、207の上方に配置され、ヒューズ配線1b、1dの切断用ヒューズ配線202、204は、図1において銅配線206、208の下方に配置されており、並列に配置されたヒューズ配線1本毎に図1における上下の配置が異なっている。   In the present embodiment, the arrangement of the cutting fuse wirings 201, 202, 203, 204 and the copper wirings 205, 206, 207, 208 constituting the fuse wirings 1a, 1b, 1c, 1d is adjacent to the fuse wirings. Are arranged in the opposite direction. More specifically, the fuse wirings 201 and 203 for cutting the fuse wirings 1a and 1c are arranged above the copper wirings 205 and 207 in FIG. 1, and the fuse wirings 202 and 204 for cutting the fuse wirings 1b and 1d are shown in FIG. 1, the upper and lower arrangements in FIG. 1 are different for each fuse wiring arranged in parallel.

切断用ヒューズ配線201、202、203、204は、赤外波長領域のレーザー光線を照射することにより切断されるものであり、タングステンシリサイド(WSi)、ポリシリコン、窒化チタン(TiN)から選ばれる材料からなる単層または2層以上積層した積層膜などからなるものである。   The cutting fuse wirings 201, 202, 203, 204 are cut by irradiating a laser beam in the infrared wavelength region, and are made of a material selected from tungsten silicide (WSi), polysilicon, and titanium nitride (TiN). It consists of a single layer or a laminated film in which two or more layers are laminated.

銅配線205、206、207、208は、図1および図3に示すように、切断用ヒューズ配線201、202、203、204の配線幅よりも広い配線幅を有するものである。 また、銅配線205、206、207、208は、ダマシン法を用いて形成されたものであり、図2および図3に示す(図1においては図示略)ように、銅配線205、206、207、208の側面および底面は、層間絶縁膜216および上層間絶縁膜217と銅配線205、206、207、208との反応による銅の拡散を抑制するためのバリアメタル206a、207a、208aで被覆されている。バリアメタル206a、207a、208aは、タンタル(Ta)などの金属膜からなる。   As shown in FIGS. 1 and 3, the copper wirings 205, 206, 207, and 208 have a wiring width wider than that of the cutting fuse wirings 201, 202, 203, and 204. Further, the copper wirings 205, 206, 207, 208 are formed using a damascene method, and as shown in FIGS. 2 and 3 (not shown in FIG. 1), the copper wirings 205, 206, 207 are formed. , 208 are covered with barrier metals 206a, 207a, 208a for suppressing diffusion of copper due to the reaction between the interlayer insulating film 216 and the upper interlayer insulating film 217 and the copper wirings 205, 206, 207, 208. ing. The barrier metals 206a, 207a, and 208a are made of a metal film such as tantalum (Ta).

また、図1〜図3に示すように、切断用ヒューズ配線201、202、203、204は、半導体装置を構成するシリコン基板上に設けられた酸化シリコン膜等からなる下層間絶縁膜215上に設けられており、切断用ヒューズ配線201、202、203、204の上層には酸化シリコン膜等からなる層間絶縁膜216を介して銅配線205、206、207、208が設けられている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the cutting fuse wirings 201, 202, 203, and 204 are formed on a lower interlayer insulating film 215 made of a silicon oxide film or the like provided on a silicon substrate constituting the semiconductor device. Copper wirings 205, 206, 207, and 208 are provided above the cutting fuse wirings 201, 202, 203, and 204 via an interlayer insulating film 216 made of a silicon oxide film or the like.

また、図1および図2に示すように、各ヒューズ配線1a、1b、1c、1dには、切断用ヒューズ配線201、202、203、204と銅配線205、206、207、208とが平面視で重なり合うオーバーラップ領域が設けられている。オーバーラップ領域には、層間絶縁膜216を貫通するコンタクトプラグ209が設けられている。コンタクトプラグ209は、ヒューズ配線1a、1b、1c、1dの設置面積を十分に小さくするために、オーバーラップ領域内の銅配線205、206、207、208が延在して行く方向寄りの端部に設けられている。コンタクトプラグ209は、タングステン(W)や、リンをドープしたポリシリコン等の導電材料からなる。そして、コンタクトプラグ209を介して、各ヒューズ配線1a、1b、1c、1dを構成する切断用ヒューズ配線201、202、203、204と銅配線205、206、207、208とがそれぞれ接続されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the fuse wirings 1a, 1b, 1c, and 1d have cutting fuse wirings 201, 202, 203, and 204 and copper wirings 205, 206, 207, and 208 in plan view. Overlapping areas are provided that overlap. A contact plug 209 that penetrates the interlayer insulating film 216 is provided in the overlap region. The contact plug 209 has an end near the direction in which the copper wirings 205, 206, 207, 208 extend in the overlap region in order to sufficiently reduce the installation area of the fuse wirings 1a, 1b, 1c, 1d. Is provided. The contact plug 209 is made of a conductive material such as tungsten (W) or phosphorous doped polysilicon. The cutting fuse wirings 201, 202, 203, and 204 and the copper wirings 205, 206, 207, and 208 constituting the fuse wirings 1a, 1b, 1c, and 1d are connected to each other through the contact plug 209. .

オーバーラップ領域の長さL1は、切断用ヒューズ配線201、202、203、204や層間絶縁膜216、上層間絶縁膜217の材料、膜厚等に応じて最適となるように設定され、コンタクトプラグ209と切断用ヒューズ配線201、202、203、204側のオーバーラップ領域の縁部との距離L2が0.5〜2.0μmの範囲とされることが好ましい。距離L2が0.5μm未満であると、ヒューズ配線1a、1b、1c、1dの切断時の衝撃の影響がコンタクトプラグ209に及ぶことを十分に防止できない場合があるため好ましくない。また、距離L2が2.0μmを超えると、ヒューズ配線1a、1b、1c、1dの設置面積を十分に小さくできなくなるため、好ましくない。   The length L1 of the overlap region is set to be optimum according to the material, film thickness, etc. of the cutting fuse wirings 201, 202, 203, 204, the interlayer insulating film 216, and the upper interlayer insulating film 217. It is preferable that the distance L2 between 209 and the edge of the overlap region on the side of the cutting fuse wirings 201, 202, 203, 204 is in the range of 0.5 to 2.0 μm. If the distance L2 is less than 0.5 μm, it may not be possible to sufficiently prevent the impact of the impact at the time of cutting the fuse wirings 1a, 1b, 1c, and 1d from reaching the contact plug 209, which is not preferable. Further, if the distance L2 exceeds 2.0 μm, the installation area of the fuse wirings 1a, 1b, 1c, and 1d cannot be sufficiently reduced, which is not preferable.

また、銅配線205、206、207、208上には、酸化シリコン膜等からなる上層間絶縁膜217が設けられている。本実施形態においては、銅配線205、206、207、208がダマシン法を用いて形成されたものであるので、上層間絶縁膜217は、銅配線205、206、207、208と同じ膜厚の第1層間絶縁膜と、第1層間絶縁膜に銅配線205、206、207、208を埋め込んでから形成された第2層間絶縁膜との2層構造(図示略)となっている。
また、本実施形態においては、上層間絶縁膜217は、図1〜図3に示すように、切断配線領域3を含む領域と平面視で重なる部分を含む領域に設けられた薄膜領域220と、薄膜領域220よりも膜厚の厚い厚膜領域220aとを有している。薄膜領域220を構成する上層間絶縁膜217は、銅配線205、206、207、208の表面が露出しない範囲で、切断用ヒューズ配線201、202、203、204の切断に支障を来たすことのないように薄く形成されている。また、上層間絶縁膜217の厚膜領域220a上には、図2および図3に示すように、酸窒化シリコン(SiON)やポリイミド等からなる表面保護膜218が設けられている。
An upper interlayer insulating film 217 made of a silicon oxide film or the like is provided on the copper wirings 205, 206, 207 and 208. In this embodiment, since the copper wirings 205, 206, 207, and 208 are formed using the damascene method, the upper interlayer insulating film 217 has the same thickness as the copper wirings 205, 206, 207, and 208. It has a two-layer structure (not shown) of a first interlayer insulating film and a second interlayer insulating film formed after copper wirings 205, 206, 207, 208 are embedded in the first interlayer insulating film.
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, the upper interlayer insulating film 217 includes a thin film region 220 provided in a region including a portion overlapping the region including the cut wiring region 3 in plan view, And a thick film region 220a having a thickness larger than that of the thin film region 220. The upper interlayer insulating film 217 constituting the thin film region 220 does not hinder the cutting of the cutting fuse wirings 201, 202, 203, 204 as long as the surfaces of the copper wirings 205, 206, 207, 208 are not exposed. It is formed so thin. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, a surface protective film 218 made of silicon oxynitride (SiON), polyimide, or the like is provided on the thick film region 220a of the upper interlayer insulating film 217.

また、各ヒューズ配線1a、1b、1c、1dは、図1および図2に示すように、レーザー反射領域2と、切断配線領域3とを有している。レーザー反射領域2は、切断用ヒューズ配線201、202、203、204と平面視で重なり合わない銅配線205、206、207、208上に位置する領域である。また、切断配線領域3は、銅配線205、206、207、208と平面視で重なり合わない切断用ヒューズ配線201、202、203、204上に位置する領域である。ここで、銅配線205、206、207、208と切断用ヒューズ配線201、202、203、204が平面視で重なり合うオーバーラップ領域(図1、図2においてL1で示した領域)は、上層が銅配線であるからレーザー光線を反射する機能を有しているが、説明の明確化のためにレーザー反射領域2の中には含めないこととする。   Moreover, each fuse wiring 1a, 1b, 1c, 1d has a laser reflection area 2 and a cut wiring area 3 as shown in FIGS. The laser reflection region 2 is a region located on the copper wirings 205, 206, 207, and 208 that do not overlap the cutting fuse wirings 201, 202, 203, and 204 in plan view. The cut wiring region 3 is a region located on the cutting fuse wires 201, 202, 203, and 204 that do not overlap the copper wires 205, 206, 207, and 208 in plan view. Here, an overlap region (region indicated by L1 in FIGS. 1 and 2) where the copper wirings 205, 206, 207, 208 and the cutting fuse wirings 201, 202, 203, 204 overlap in plan view is an upper layer of copper. Since it is a wiring, it has a function of reflecting the laser beam, but it is not included in the laser reflection region 2 for the sake of clarity of explanation.

そして、本実施形態においては、図1に示すように、4列のヒューズ配線1a、1b、1c、1dのうち両側に他のヒューズ配線が配置されている中央ヒューズ配線1b、1cでは、切断配線領域3の両側に隣り合うヒューズ配線のレーザー反射領域2が配置されているだけで、切断配線領域3は配置されていない。したがって、図1および図3に示すように、ヒューズ配線1aの切断配線領域3を構成する切断用ヒューズ配線201と、ヒューズ配線1cの切断配線領域3を構成する切断用ヒューズ配線203との間隔や、ヒューズ配線1bの切断配線領域3を構成する切断用ヒューズ配線202と、ヒューズ配線1dの切断配線領域3を構成する切断用ヒューズ配線204との間隔が、十分に広いものとなっている。   In this embodiment, as shown in FIG. 1, in the central fuse wirings 1b and 1c in which other fuse wirings are arranged on both sides of the four rows of fuse wirings 1a, 1b, 1c and 1d, the cutting wiring Only the laser reflection region 2 of the fuse wiring adjacent to the both sides of the region 3 is disposed, and the cut wiring region 3 is not disposed. Therefore, as shown in FIG. 1 and FIG. 3, the distance between the cutting fuse wiring 201 constituting the cutting wiring area 3 of the fuse wiring 1a and the cutting fuse wiring 203 constituting the cutting wiring area 3 of the fuse wiring 1c The distance between the cutting fuse wiring 202 constituting the cutting wiring area 3 of the fuse wiring 1b and the cutting fuse wiring 204 constituting the cutting wiring area 3 of the fuse wiring 1d is sufficiently wide.

また、各ヒューズ配線1a、1b、1c、1d両端は、それぞれ半導体装置のトランジスタを備えた内部回路や、電源配線、接地電位(GND)配線等に接続されている。そして、各ヒューズ配線1a、1b、1c、1dは、初期状態では導通状態とされており、ヒューズ配線1a、1b、1c、1dが切断されることにより、置き換え用の特定の機能を有する回路(冗長回路)が動作されるようになっている。   Further, both ends of each of the fuse wirings 1a, 1b, 1c and 1d are connected to an internal circuit including a transistor of the semiconductor device, a power supply wiring, a ground potential (GND) wiring, and the like. The fuse wirings 1a, 1b, 1c, and 1d are in a conductive state in the initial state, and the fuse wirings 1a, 1b, 1c, and 1d are disconnected, so that a circuit having a specific function for replacement ( Redundant circuit) is activated.

図1〜図3に示すヒューズ素子構造は、例えば以下のようにして製造することができる。
まず、半導体装置を構成するシリコン基板上に設けられた下層間絶縁膜215上に、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法を用いて切断用ヒューズ配線201、202、203、204を形成する。その後、切断用ヒューズ配線201、202、203、204上に、層間絶縁膜216を形成し、CMP法を用いて層間絶縁膜216の表面を平坦化する。
続いて、切断用ヒューズ配線201、202、203、204と銅配線205、206、207、208とが平面視で重なり合うオーバーラップ領域となる領域に、公知の手段でコンタクトホールを開口し、コンタクトホール内に導電材料を充填することにより、コンタクトプラグ209を形成する。
The fuse element structure shown in FIGS. 1 to 3 can be manufactured as follows, for example.
First, the fuse wirings 201, 202, 203, and 204 for cutting are formed on the lower interlayer insulating film 215 provided on the silicon substrate constituting the semiconductor device by using a photolithography method and a dry etching method. Thereafter, an interlayer insulating film 216 is formed on the cutting fuse wirings 201, 202, 203, and 204, and the surface of the interlayer insulating film 216 is flattened using a CMP method.
Subsequently, a contact hole is opened by a known means in a region that becomes an overlapping region where the cutting fuse wirings 201, 202, 203, 204 and the copper wirings 205, 206, 207, 208 overlap in plan view. A contact plug 209 is formed by filling the inside with a conductive material.

続いて、層間絶縁膜216上に、銅配線205、206、207、208と同じ膜厚の第1層間絶縁膜を形成する。その後、ダマシン法を用いて銅配線を形成する。すなわち、第1層間絶縁膜に溝を設け、側面および底面がバリアメタル206a、207a、208aで被覆された銅配線205、206、207、208を、第1層間絶縁膜中に埋め込むように形成する。続いて、銅配線205、206、207、208上に第2層間絶縁膜を形成する。このようにして、第1層間絶縁膜と第2層間絶縁膜との2層構造(図示略)を有する上層間絶縁膜217が形成される。
その後、上層間絶縁膜217上に表面保護膜218を形成し、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法を用いて、薄膜領域220の表面保護膜218を除去した後に、引き続き、薄膜領域220の上層間絶縁膜217を、銅配線205、206、207、208の表面が露出しない範囲で除去する。このことにより、薄膜領域220と厚膜領域220aとを有する上層間絶縁膜217と、厚膜領域220a上にのみ設けられた表面保護膜218とを形成する。
以上の工程により、図1〜図3に示すヒューズ素子構造が得られる。
Subsequently, a first interlayer insulating film having the same thickness as the copper wirings 205, 206, 207, and 208 is formed on the interlayer insulating film 216. Thereafter, a copper wiring is formed using a damascene method. That is, a trench is provided in the first interlayer insulating film, and copper wirings 205, 206, 207, 208 whose side surfaces and bottom surfaces are covered with barrier metals 206a, 207a, 208a are formed so as to be embedded in the first interlayer insulating film. . Subsequently, a second interlayer insulating film is formed on the copper wirings 205, 206, 207 and 208. Thus, the upper interlayer insulating film 217 having a two-layer structure (not shown) of the first interlayer insulating film and the second interlayer insulating film is formed.
Thereafter, a surface protective film 218 is formed on the upper interlayer insulating film 217, and after removing the surface protective film 218 in the thin film region 220 by using a photolithography method and a dry etching method, the upper interlayer insulating film is subsequently continued. The film 217 is removed as long as the surfaces of the copper wirings 205, 206, 207, 208 are not exposed. Thus, an upper interlayer insulating film 217 having a thin film region 220 and a thick film region 220a and a surface protective film 218 provided only on the thick film region 220a are formed.
Through the above steps, the fuse element structure shown in FIGS. 1 to 3 is obtained.

次に、図1〜図3に示すヒューズ素子構造を構成するヒューズ配線を切断する場合の動作について図4〜図6を用いて説明する。
図4は、ヒューズ素子構造を構成するヒューズ配線を切断するために照射されるレーザー光線のスポット位置の一例を説明するための平面図である。図5は、ヒューズ配線を切断した後の状態を説明するための図であって、図4のD−D’線(図1のB−B’線に対応する)に沿う断面図である。図6は、ヒューズ配線を切断した後の状態を説明するための図であって、図4のE−E’線(図1のC−C’線に対応する)に沿う断面図である。
Next, the operation when the fuse wiring constituting the fuse element structure shown in FIGS. 1 to 3 is cut will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a plan view for explaining an example of the spot position of the laser beam irradiated to cut the fuse wiring constituting the fuse element structure. FIG. 5 is a diagram for explaining a state after the fuse wiring is cut, and is a cross-sectional view taken along the line DD ′ in FIG. 4 (corresponding to the line BB ′ in FIG. 1). 6 is a view for explaining a state after the fuse wiring is cut, and is a cross-sectional view taken along the line EE ′ of FIG. 4 (corresponding to the line CC ′ of FIG. 1).

本実施形態においては、4列のヒューズ配線1a、1b、1c、1dのうち両側に他のヒューズ配線が配置されている右から2番目のヒューズ配線1cを切断する場合を例に挙げて説明する。
本実施形態においては、ヒューズ配線1cの切断は、図4に示すように、ヒューズ配線1cの切断配線領域3を構成する切断用ヒューズ配線203に、赤外波長領域のレーザー光線のスポット230を照射することによって行なわれる。切断用ヒューズ配線203に赤外波長領域のレーザー光線が照射されると、切断用ヒューズ配線203を構成するタングステンシリサイド(WSi)などの材料がレーザー光線を吸収して加熱され、気化される。その結果、ヒューズ配線1cが切断される。
In the present embodiment, a case where the second fuse wiring 1c from the right in which other fuse wirings are arranged on both sides of the four rows of fuse wirings 1a, 1b, 1c, and 1d will be described as an example. .
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the fuse wiring 1c is cut by irradiating the cutting fuse wiring 203 constituting the cutting wiring area 3 of the fuse wiring 1c with a laser beam spot 230 in the infrared wavelength region. Is done. When the cutting fuse wiring 203 is irradiated with a laser beam in the infrared wavelength region, a material such as tungsten silicide (WSi) constituting the cutting fuse wiring 203 absorbs the laser beam and is heated and vaporized. As a result, the fuse wiring 1c is cut.

このとき、レーザー光線が照射された切断用ヒューズ配線203の近傍では、切断用ヒューズ配線203を構成する材料が気化する際の体積膨張によって、図5および図6に示すように、気化された切断用ヒューズ配線203の上部に存在する層間絶縁膜216および上層間絶縁膜217が吹き飛ばされ、空洞231が形成される。   At this time, in the vicinity of the cutting fuse wiring 203 irradiated with the laser beam, as shown in FIGS. 5 and 6, due to the volume expansion when the material constituting the cutting fuse wiring 203 is vaporized, the vaporizing cutting wiring The interlayer insulating film 216 and the upper interlayer insulating film 217 existing above the fuse wiring 203 are blown away, and a cavity 231 is formed.

本実施形態のヒューズ素子構造10では、ヒューズ配線1cの切断配線領域3の切断用ヒューズ配線203を切断するために、赤外波長領域のレーザー光線を照射した場合、切断される切断用ヒューズ配線203の配置されたヒューズ配線1cの切断配線領域3の両側に、隣り合うヒューズ配線1b、1dのレーザー反射領域2が配置されており、図4および図6に示すように、ヒューズ配線1b、1dのレーザー反射領域2がヒューズ配線1b、1dの切断用ヒューズ配線202、204と平面視で重なり合わないものである。すなわち、レーザー反射領域の下層部には切断用のヒューズ配線が配置されていないので、切断される切断用ヒューズ配線203と切断されない切断用ヒューズ配線202、204との距離が十分に確保される。   In the fuse element structure 10 of the present embodiment, in order to cut the cutting fuse wiring 203 in the cutting wiring area 3 of the fuse wiring 1c, when the laser beam in the infrared wavelength region is irradiated, the cutting fuse wiring 203 to be cut is cut. Laser reflecting regions 2 of adjacent fuse wirings 1b and 1d are arranged on both sides of the cut wiring region 3 of the arranged fuse wiring 1c. As shown in FIGS. 4 and 6, lasers of the fuse wirings 1b and 1d are arranged. The reflection region 2 does not overlap with the cutting fuse wires 202 and 204 of the fuse wires 1b and 1d in plan view. That is, since the cutting fuse wiring is not arranged in the lower layer portion of the laser reflecting region, a sufficient distance is ensured between the cutting fuse wiring 203 to be cut and the cutting fuse wirings 202 and 204 that are not cut.

したがって、本実施形態のヒューズ素子構造10では、ヒューズ配線1cの切断配線領域3に赤外波長領域のレーザー光線を照射して切断用ヒューズ配線203を切断しても、ヒューズ配線1cの両側に配置されたヒューズ配線1bおよびヒューズ配線1dの切断用ヒューズ配線202、204がダメージを受けにくく、切断用ヒューズ配線202、204の誤切断が防がれる。   Therefore, in the fuse element structure 10 of this embodiment, even if the cutting fuse wiring 203 is cut by irradiating the cut wiring area 3 of the fuse wiring 1c with the laser beam in the infrared wavelength region, the fuse wiring 1c is disposed on both sides of the fuse wiring 1c. The fuse wirings 202 and 204 for cutting the fuse wiring 1b and the fuse wiring 1d are not easily damaged, and erroneous cutting of the cutting fuse wirings 202 and 204 is prevented.

また、本実施形態のヒューズ素子構造10では、各ヒューズ配線1a、1b、1c、1dを構成する切断用ヒューズ配線201、202、203、204と銅配線205、206、207、208との配置が、隣接するヒューズ配線において逆向きになるように配置され、切断される切断用ヒューズ配線203の配置された切断配線領域3の両側に、隣り合うヒューズ配線1b、1dのレーザー反射領域2が配置されているので、図4および図6に示すように、切断されるヒューズ配線1cの切断用ヒューズ配線203と、その隣に位置する切断用ヒューズ配線であるヒューズ配線1aの切断用ヒューズ配線201との間には、ヒューズ配線1bのレーザー反射領域2が配置されていることになる。   Further, in the fuse element structure 10 of the present embodiment, the arrangement of the cutting fuse wirings 201, 202, 203, 204 and the copper wirings 205, 206, 207, 208 constituting the fuse wirings 1a, 1b, 1c, 1d is as follows. The laser reflecting regions 2 of the adjacent fuse wirings 1b and 1d are arranged on both sides of the cut wiring region 3 where the cutting fuse wiring 203 to be cut is arranged so as to be reversed in the adjacent fuse wiring. Therefore, as shown in FIG. 4 and FIG. 6, the cutting fuse wiring 203 of the fuse wiring 1c to be cut and the cutting fuse wiring 201 of the fuse wiring 1a which is a cutting fuse wiring located adjacent thereto are Between them, the laser reflecting region 2 of the fuse wiring 1b is arranged.

すなわち、本実施形態のヒューズ素子構造10では、切断される切断用ヒューズ配線203の隣に位置する切断用ヒューズ配線とは、切断されるヒューズ配線1cの両側に配置されたヒューズ配線1b、1dの切断用ヒューズ配線202、204ではなく、切断されるヒューズ配線1cの隣に配置されたヒューズ配線1b、1dよりもさらに離れた位置に配置されたヒューズ配線1aの切断用ヒューズ配線201となる。このため、本実施形態のヒューズ素子構造10では、切断される切断用ヒューズ配線203とその隣に位置する切断用ヒューズ配線201との間が、ヒューズ配線1bの幅と、2つ分の隣接するヒューズ配線間の間隔S3の長さとを合わせた寸法分離れていることになり、切断される切断用ヒューズ配線203とその隣に位置する切断用ヒューズ配線201との距離が、十分に広いものとなる。よって、ヒューズ配線1cの切断用ヒューズ配線203を切断しても、切断用ヒューズ配線203の隣に位置するヒューズ配線1aの切断用ヒューズ配線201がダメージを受けにくく、切断用ヒューズ配線201の誤切断が防がれる。   That is, in the fuse element structure 10 of this embodiment, the cutting fuse wiring located next to the cutting fuse wiring 203 to be cut is the fuse wirings 1b and 1d arranged on both sides of the fuse wiring 1c to be cut. Instead of the fuse wirings 202 and 204 for cutting, the fuse wiring 201 for cutting the fuse wiring 1a arranged at a position further away from the fuse wirings 1b and 1d arranged next to the fuse wiring 1c to be cut. Therefore, in the fuse element structure 10 of the present embodiment, the width of the fuse wiring 1b is adjacent to the width of the fuse wiring 1b between the cutting fuse wiring 203 to be cut and the cutting fuse wiring 201 located adjacent thereto. That is, the length of the interval S3 between the fuse wirings is separated, and the distance between the cutting fuse wiring 203 to be cut and the cutting fuse wiring 201 located adjacent thereto is sufficiently wide. Become. Therefore, even if the fuse wiring 203 for cutting the fuse wiring 1c is cut, the cutting fuse wiring 201 of the fuse wiring 1a located next to the cutting fuse wiring 203 is not easily damaged, and the cutting fuse wiring 201 is erroneously cut. Is prevented.

また、本実施形態のヒューズ素子構造10においても、空洞231が形成される際の衝撃で、図6に示すように、層間絶縁膜216にクラック232が生じる場合がある。しかし、本実施形態のヒューズ素子構造10では、ヒューズ配線1cの切断用ヒューズ配線203を切断することにより、切断した切断用ヒューズ配線203の近傍の層間絶縁膜216にクラック232が形成されたとしても、切断した切断用ヒューズ配線203と、切断用ヒューズ配線203の隣に位置する切断されなかった切断用ヒューズ配線201との距離が十分に確保されているので、クラック232が切断用ヒューズ配線201に到達しにくいものとなる。   Also in the fuse element structure 10 of the present embodiment, a crack 232 may occur in the interlayer insulating film 216 as shown in FIG. 6 due to an impact when the cavity 231 is formed. However, in the fuse element structure 10 of the present embodiment, even if the crack 232 is formed in the interlayer insulating film 216 in the vicinity of the cut fuse wiring 203 by cutting the fuse wiring 203 for cutting the fuse wiring 1c. Since the distance between the disconnected cutting fuse wiring 203 and the uncut cutting fuse wiring 201 located next to the cutting fuse wiring 203 is sufficiently secured, the crack 232 is formed in the cutting fuse wiring 201. It will be difficult to reach.

このように、本実施形態のヒューズ素子構造10では、ヒューズ配線1cを切断する際におけるヒューズ配線1cの両側に配置されたヒューズ配線1b、1dの誤切断を防止でき、ヒューズ配線1cの切断時に発生するクラック232に起因する問題が生じにくいので、ヒューズ配線1a、1b、1c、1d間の距離S3を十分に狭くすることができ、小面積に配置できる。   As described above, in the fuse element structure 10 according to the present embodiment, it is possible to prevent erroneous disconnection of the fuse wirings 1b and 1d arranged on both sides of the fuse wiring 1c when cutting the fuse wiring 1c, which occurs when the fuse wiring 1c is disconnected. Therefore, the distance S3 between the fuse wirings 1a, 1b, 1c, and 1d can be sufficiently narrowed and can be arranged in a small area.

また、図4に示すように、本実施形態のヒューズ素子構造10において、切断用ヒューズ配線203を切断する際には、銅配線206、207、208にも赤外波長領域のレーザー光線が照射される。しかし、銅配線206、207、208は、赤外波長領域のレーザー光線に対して極めて高い反射率を有するものであるため、照射されたレーザー光線は銅配線206、207、208の表面で反射される。したがって、照射されたレーザー光線が銅配線206、207、208にダメージを与えることはない。よって、隣接するヒューズ配線間の間隔S3を従来よりも狭くして、切断されるヒューズ配線1cに隣接するヒューズ配線1bおよびヒューズ配線1dを構成する銅配線206、208にレーザー光線が照射されたとしても、ヒューズ配線1bおよびヒューズ配線1dに対してダメージが与えられることはない。   As shown in FIG. 4, in the fuse element structure 10 of the present embodiment, when cutting the cutting fuse wiring 203, the copper wirings 206, 207 and 208 are also irradiated with a laser beam in the infrared wavelength region. . However, since the copper wirings 206, 207, and 208 have a very high reflectance with respect to the laser beam in the infrared wavelength region, the irradiated laser beam is reflected on the surfaces of the copper wirings 206, 207, and 208. Therefore, the irradiated laser beam does not damage the copper wirings 206, 207 and 208. Therefore, even if the interval S3 between adjacent fuse wirings is made narrower than before, the laser wiring is applied to the fuse wiring 1b adjacent to the fuse wiring 1c to be cut and the copper wirings 206 and 208 constituting the fuse wiring 1d. The fuse wiring 1b and the fuse wiring 1d are not damaged.

また、レーザー光線のスポット230内において、切断用ヒューズ配線203および銅配線206、207、208の配置されていない領域では、照射されたレーザー光線が半導体装置を構成するシリコン基板にまで到達することになる。しかし、本実施形態においては、レーザー光線として赤外波長領域のレーザー光線を用いているので、シリコン基板にダメージが与えられることはない。   In the laser beam spot 230, the irradiated laser beam reaches the silicon substrate constituting the semiconductor device in a region where the cutting fuse wiring 203 and the copper wirings 206, 207, 208 are not arranged. However, in this embodiment, since the laser beam in the infrared wavelength region is used as the laser beam, the silicon substrate is not damaged.

また、本実施形態のヒューズ素子構造10においては、各ヒューズ配線1a、1b、1c、1dを構成する切断用ヒューズ配線201、202、203、204が、赤外波長領域のレーザー光線を照射することにより切断されるものであるので、例えば、切断用ヒューズ配線を銅配線からなるものとした場合のように、銅配線に対して特別な加工を行う必要がない。このため、各ヒューズ配線1a、1b、1c、1dを構成する切断用ヒューズ配線201、202、203、204や銅配線205、206、207、208は、ヒューズ以外の部分の回路を構成する素子と兼用する事が可能である。すなわち、MOS型トランジスタのゲート電極あるいは、DRAMのビット線や、キャパシターの電極を形成する配線層等と同じ層を用いてヒューズ配線を形成することが可能である。したがって、本実施形態のヒューズ素子構造10を構成する切断用ヒューズ配線201、202、203、204や銅配線205、206、207、208は、半導体装置の内部回路に使用する配線と同時に形成可能なものとなる。   In the fuse element structure 10 of the present embodiment, the cutting fuse wirings 201, 202, 203, and 204 constituting the fuse wirings 1a, 1b, 1c, and 1d are irradiated with laser beams in the infrared wavelength region. Since it is cut, there is no need to perform special processing on the copper wiring, for example, when the cutting fuse wiring is made of copper wiring. For this reason, the cutting fuse wirings 201, 202, 203, 204 and the copper wirings 205, 206, 207, 208 constituting the fuse wirings 1a, 1b, 1c, 1d are elements constituting a circuit other than the fuses. It is possible to use both. That is, the fuse wiring can be formed using the same layer as the gate electrode of the MOS transistor, the bit line of the DRAM, the wiring layer for forming the capacitor electrode, or the like. Therefore, the cutting fuse wires 201, 202, 203, 204 and the copper wires 205, 206, 207, 208 constituting the fuse element structure 10 of the present embodiment can be formed simultaneously with the wires used for the internal circuit of the semiconductor device. It will be a thing.

また、本実施形態においては、銅配線205、206、207、208の配線幅が、切断用ヒューズ配線201、202、203、204の配線幅よりも広いものであるので、平面視したときに、中央ヒューズ配線1b、1cの切断配線領域3の両側が幅広いレーザー反射領域2に挟まれた状態となる。このため、レーザー光線の照射時にアライメントの位置ずれが生じたとしても、切断しないヒューズ配線の切断用ヒューズ配線への影響を効果的に防止できるとともに、所定のヒューズ配線の切断配線領域3を構成する切断用ヒューズ配線の切断をより確実に行うことができる。   Further, in the present embodiment, the wiring width of the copper wirings 205, 206, 207, 208 is wider than the wiring width of the cutting fuse wirings 201, 202, 203, 204. Both sides of the cut wiring region 3 of the central fuse wirings 1b and 1c are in a state of being sandwiched by a wide laser reflection region 2. For this reason, even if alignment misalignment occurs at the time of laser beam irradiation, it is possible to effectively prevent the fuse wiring that is not cut from being affected by the cutting fuse wiring, and the cutting that constitutes the cutting wiring region 3 of the predetermined fuse wiring. The fuse wiring can be cut more reliably.

また、本実施形態においては、コンタクトプラグ209と切断用ヒューズ配線201、202、203、204側のオーバーラップ領域の縁部との距離L2が0.5〜2.0μmの範囲とされているので、ヒューズ配線1a、1b、1c、1dの切断時の衝撃の影響がコンタクトプラグ209に及ぶことを防止でき、しかも、ヒューズ配線1a、1b、1c、1dの設置面積を十分に小さくできる。
これに対し、例えば、コンタクトプラグ209と切断用ヒューズ配線201、202、203、204側のオーバーラップ領域の縁部との距離L2が上記範囲よりも短いと、例えば、切断用ヒューズ配線203を切断した場合におけるコンタクトプラグ209と図5に示す空洞231との距離が近くなるので、切断用ヒューズ配線203の切断に伴う空洞231形成時の衝撃による影響が、コンタクトプラグ209に及ぶことがある。具体的には、空洞231形成時にコンタクトプラグ209が中途半端に破壊されて、破壊時に発生した破断片が、切断した切断用ヒューズ配線203の両端部間に付着して、切断した切断用ヒューズ配線203を再度導通させてしまうことがある。
In the present embodiment, the distance L2 between the contact plug 209 and the edge of the overlap region on the cutting fuse wiring 201, 202, 203, 204 side is in the range of 0.5 to 2.0 μm. In addition, it is possible to prevent the influence of the impact when cutting the fuse wirings 1a, 1b, 1c, and 1d from reaching the contact plug 209, and to sufficiently reduce the installation area of the fuse wirings 1a, 1b, 1c, and 1d.
On the other hand, for example, if the distance L2 between the contact plug 209 and the edge of the overlap region on the cutting fuse wiring 201, 202, 203, 204 side is shorter than the above range, for example, the cutting fuse wiring 203 is cut. In this case, since the distance between the contact plug 209 and the cavity 231 shown in FIG. 5 is reduced, the contact plug 209 may be affected by an impact when the cavity 231 is formed when the cutting fuse wiring 203 is cut. Specifically, when the cavity 231 is formed, the contact plug 209 is broken halfway, and a broken piece generated at the time of breakage adheres between both ends of the cut fuse wire 203 and the cut fuse wire is cut. 203 may become conductive again.

「第2実施形態」
次に、本発明の第2実施形態である半導体装置およびヒューズ素子構造について、図面を用いて説明する。
図7および図8は、本発明の半導体装置の他の例の一部を拡大して示した図であって、本発明の半導体装置に備えられた本発明のヒューズ素子構造を説明するための図である。図7は本発明のヒューズ素子構造の平面図であり、図8は図7のF−F’線に沿う断面図である。
“Second Embodiment”
Next, a semiconductor device and a fuse element structure according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 7 and 8 are enlarged views of other examples of the semiconductor device of the present invention, for explaining the fuse element structure of the present invention provided in the semiconductor device of the present invention. FIG. 7 is a plan view of the fuse element structure of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line FF ′ of FIG.

図7において、符号20はヒューズ素子構造を示している。図7に示すように、ヒューズ素子構造20は、図7における上下方向に延在する4列のヒューズ配線21、22、23、24を有している。各ヒューズ配線21、22、23、24は、図7および図8に示すように、切断用ヒューズ配線241d、242d、243d、244dと、第1銅配線241b、242b、243b、244bおよび第2銅配線241c、242c、243c、244cとを備えたものであり、隣接するヒューズ配線間の間隔が一定となるように並列に配置されている。   In FIG. 7, reference numeral 20 denotes a fuse element structure. As shown in FIG. 7, the fuse element structure 20 has four rows of fuse wirings 21, 22, 23 and 24 extending in the vertical direction in FIG. 7. As shown in FIG. 7 and FIG. 8, the fuse wirings 21, 22, 23, and 24 are the cutting fuse wirings 241d, 242d, 243d, and 244d, the first copper wirings 241b, 242b, 243b, 244b, and the second copper, respectively. Wirings 241c, 242c, 243c, and 244c are provided, and are arranged in parallel so that the interval between adjacent fuse wirings is constant.

また、本実施形態では、各ヒューズ配線21、22、23、24の配置が、隣接するヒューズ配線において逆向きになるように配置されている。このことにより、ヒューズ配線21、23の切断用ヒューズ配線241d、243dは、図7においてヒューズ配線22、24の切断用ヒューズ配線242d、244dよりも上方に配置され、ヒューズ配線21、23では第1銅配線241b、243bの長さが第2銅配線241c、243cよりも長く、ヒューズ配線22、24では第1銅配線242b、244bの長さが第2銅配線242c、244cよりも短くなっている。このように、本実施形態では、並列に配置されたヒューズ配線1本毎に図7における上下の配置が異なっており、ヒューズ配線1本ごとに切断用ヒューズ配線241d、242d、243d、244dの位置が互い違いにずらされている。   Further, in the present embodiment, the fuse wirings 21, 22, 23, and 24 are disposed in the opposite directions in the adjacent fuse wirings. Accordingly, the cutting fuse wirings 241d and 243d of the fuse wirings 21 and 23 are disposed above the cutting fuse wirings 242d and 244d of the fuse wirings 22 and 24 in FIG. The lengths of the copper wirings 241b and 243b are longer than those of the second copper wirings 241c and 243c. In the fuse wirings 22 and 24, the lengths of the first copper wirings 242b and 244b are shorter than those of the second copper wirings 242c and 244c. . As described above, in this embodiment, the upper and lower arrangements in FIG. 7 are different for each fuse wiring arranged in parallel, and the positions of the cutting fuse wirings 241d, 242d, 243d, and 244d are different for each fuse wiring. Are staggered.

第1実施形態と同様に、切断用ヒューズ配線241d、242d、243d、244dは、赤外波長領域のレーザー光線を照射することにより切断されるものであり、タングステンシリサイド(WSi)、ポリシリコン、窒化チタン(TiN)から選ばれる材料からなる単層または2層以上積層した積層膜などからなるものである。   Similarly to the first embodiment, the cutting fuse wirings 241d, 242d, 243d, and 244d are cut by irradiating a laser beam in the infrared wavelength region, and tungsten silicide (WSi), polysilicon, titanium nitride. It consists of a single layer made of a material selected from (TiN) or a laminated film in which two or more layers are laminated.

また、第1銅配線および第2銅配線は、図7に示すように、切断用ヒューズ配線241d、242d、243d、244dの配線幅よりも広い配線幅を有するものである。また、第1銅配線および第2銅配線は、第1実施形態の銅配線と同様に、ダマシン法を用いて形成されたものであり、図8に示す(図7においては図示略)ように、側面および底面がバリアメタル243aで被覆されたものである。   Further, as shown in FIG. 7, the first copper wiring and the second copper wiring have a wiring width wider than that of the cutting fuse wirings 241d, 242d, 243d, and 244d. The first copper wiring and the second copper wiring are formed by using the damascene method in the same manner as the copper wiring of the first embodiment, and as shown in FIG. 8 (not shown in FIG. 7). The side and bottom surfaces are covered with the barrier metal 243a.

また、図8に示すように、切断用ヒューズ配線241d、242d、243d、244dは、半導体装置を構成するシリコン基板上に設けられた酸化シリコン膜等からなる下層間絶縁膜252上に設けられており、切断用ヒューズ配線241d、242d、243d、244dの上層には酸化シリコン膜等からなる層間絶縁膜253を介して第1銅配線241b、242b、243b、244bおよび第2銅配線241c、242c、243c、244cが設けられている。   Further, as shown in FIG. 8, the cutting fuse wirings 241d, 242d, 243d, and 244d are provided on a lower interlayer insulating film 252 made of a silicon oxide film or the like provided on a silicon substrate constituting the semiconductor device. In addition, the first copper wirings 241b, 242b, 243b, 244b and the second copper wirings 241c, 242c are provided above the cutting fuse wirings 241d, 242d, 243d, 244d via an interlayer insulating film 253 made of a silicon oxide film or the like. 243c and 244c are provided.

また、図7および図8に示すように、各ヒューズ配線21、22、23、24には、切断用ヒューズ配線241d、242d、243d、244dと第1銅配線241b、242b、243b、244bとが平面視で重なり合う第1オーバーラップ領域51と、切断用ヒューズ配線241d、242d、243d、244dと第2銅配線241c、242c、243c、244cとが平面視で重なり合う第2オーバーラップ領域52とが設けられている。第1オーバーラップ領域51には、層間絶縁膜253を貫通するコンタクトプラグ251が設けられ、第2オーバーラップ領域52には、層間絶縁膜253を貫通するコンタクトプラグ250が設けられている。   Further, as shown in FIGS. 7 and 8, each fuse wiring 21, 22, 23, 24 includes a cutting fuse wiring 241d, 242d, 243d, 244d and a first copper wiring 241b, 242b, 243b, 244b. A first overlap region 51 that overlaps in plan view, and a second overlap region 52 that overlaps the fuse wirings 241d, 242d, 243d, and 244d for cutting and the second copper wires 241c, 242c, 243c, and 244c in plan view are provided. It has been. A contact plug 251 that penetrates the interlayer insulating film 253 is provided in the first overlap region 51, and a contact plug 250 that penetrates the interlayer insulating film 253 is provided in the second overlap region 52.

コンタクトプラグ250は、ヒューズ配線21、22、23、24の設置面積を十分に小さくするために、第2オーバーラップ領域52内の第2銅配線が延在して行く方向寄りの端部に設けられ、コンタクトプラグ251は、ヒューズ配線21、22、23、24の設置面積を十分に小さくするために、第1オーバーラップ領域51内の第1銅配線側が延在して行く方向寄りの端部に設けられている。コンタクトプラグ250、251は、第1実施形態の銅配線と同様に、タングステン(W)や、リンをドープしたポリシリコン等の導電材料からなる。そして、コンタクトプラグ250を介して、各ヒューズ配線21、22、23、24を構成する切断用ヒューズ配線241d、242d、243d、244dと第2銅配線241c、242c、243c、244cとが接続され、コンタクトプラグ251を介して、切断用ヒューズ配線241d、242d、243d、244dと第1銅配線241b、242b、243b、244bとが接続されている。なお、第1オーバーラップ領域51および第2オーバーラップ領域52の長さL3は、第1実施形態と同様に好ましい寸法とされている。   The contact plug 250 is provided at the end of the second overlap region 52 near the direction in which the second copper wiring extends in order to sufficiently reduce the installation area of the fuse wirings 21, 22, 23, and 24. The contact plug 251 has an end portion near the direction in which the first copper wiring side in the first overlap region 51 extends in order to sufficiently reduce the installation area of the fuse wirings 21, 22, 23, 24. Is provided. The contact plugs 250 and 251 are made of a conductive material such as tungsten (W) or phosphorous doped polysilicon, like the copper wiring of the first embodiment. Then, the cutting fuse wirings 241d, 242d, 243d, and 244d constituting the fuse wirings 21, 22, 23, and 24 and the second copper wirings 241c, 242c, 243c, and 244c are connected via the contact plug 250, The cutting fuse wirings 241d, 242d, 243d, 244d and the first copper wirings 241b, 242b, 243b, 244b are connected through the contact plug 251. In addition, the length L3 of the 1st overlap area | region 51 and the 2nd overlap area | region 52 is made into the preferable dimension similarly to 1st Embodiment.

また、図8に示すように、第1銅配線および第2銅配線上には、酸化シリコン膜等からなる上層間絶縁膜254が設けられている。上層間絶縁膜254は、第1実施形態と同様に、第1銅配線および第2銅配線と同じ膜厚の第1層間絶縁膜と、第1層間絶縁膜に第1銅配線および第2銅配線を埋め込んでから形成された第2層間絶縁膜との2層構造(図示略)となっている。
また、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、上層間絶縁膜254は、図7および図8に示すように、切断配線領域3を含む領域と平面視で重なる部分を含む領域に設けられた薄膜領域240と、薄膜領域240よりも膜厚の厚い厚膜領域240aとを有している。また、上層間絶縁膜254の厚膜領域240a上には、図8に示すように、酸窒化シリコン(SiON)やポリイミド等からなる表面保護膜255が設けられている。
Further, as shown in FIG. 8, an upper interlayer insulating film 254 made of a silicon oxide film or the like is provided on the first copper wiring and the second copper wiring. As in the first embodiment, the upper interlayer insulating film 254 includes a first interlayer insulating film having the same thickness as the first copper wiring and the second copper wiring, and the first copper wiring and the second copper are formed on the first interlayer insulating film. It has a two-layer structure (not shown) with a second interlayer insulating film formed after the wiring is buried.
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the upper interlayer insulating film 254 is formed in a region including a portion overlapping the region including the cut wiring region 3 in plan view, as shown in FIGS. The thin film region 240 is provided, and the thick film region 240 a is thicker than the thin film region 240. Further, as shown in FIG. 8, a surface protective film 255 made of silicon oxynitride (SiON), polyimide, or the like is provided on the thick film region 240a of the upper interlayer insulating film 254.

また、各ヒューズ配線21、22、23、24は、図7および図8に示すように、レーザー反射領域2と、切断配線領域3とを有している。レーザー反射領域2は、切断用ヒューズ配線241d、242d、243d、244dと平面視で重なり合わない第1銅配線および第2銅配線上に位置する領域である。また、切断配線領域3は、第1銅配線および第2銅配線と平面視で重なり合わない切断用ヒューズ配線241d、242d、243d、244d上に位置する領域である。
本実施形態においては、第1実施形態と異なり、図7および図8に示すように、切断配線領域3の一端には第1オーバーラップ領域51が配置されており、切断配線領域3の他端には第2オーバーラップ領域52が配置されており、切断配線領域3の両端部に、オーバーラップ領域が配置されている。ここで、第1銅配線および第2銅配線と切断用ヒューズ配線が平面視で重なり合うオーバーラップ領域(図7、図8おいてL3で示した領域)は、上層が銅配線であるからレーザー光線を反射する機能を有しているが、説明の明確化のためにレーザー反射領域2の中には含めないこととする。
Each of the fuse wirings 21, 22, 23, and 24 has a laser reflection region 2 and a cut wiring region 3 as shown in FIGS. The laser reflection region 2 is a region located on the first copper wiring and the second copper wiring that do not overlap the cutting fuse wirings 241d, 242d, 243d, and 244d in plan view. The cut wiring region 3 is a region located on the cutting fuse wirings 241d, 242d, 243d, and 244d that do not overlap the first copper wiring and the second copper wiring in plan view.
In the present embodiment, unlike the first embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, a first overlap region 51 is disposed at one end of the cut wiring region 3, and the other end of the cut wiring region 3. The second overlap area 52 is arranged in the two, and the overlap areas are arranged at both ends of the cut wiring area 3. Here, in the overlap region (the region indicated by L3 in FIGS. 7 and 8) where the first copper wiring and the second copper wiring overlap with the cutting fuse wiring in a plan view, the upper layer is a copper wiring. Although it has a reflection function, it is not included in the laser reflection region 2 for the sake of clarity of explanation.

そして、本実施形態においては、図7に示すように、4列のヒューズ配線21、22、23、24のうち両側に他のヒューズ配線が配置されている中央ヒューズ配線22、23では、切断配線領域3の両側に隣り合うヒューズ配線のレーザー反射領域2が配置されている。したがって、図7および図8に示すように、ヒューズ配線21の切断配線領域3を構成する切断用ヒューズ配線241dと、ヒューズ配線23の切断配線領域3を構成する切断用ヒューズ配線243dとの間隔や、ヒューズ配線22の切断配線領域3を構成する切断用ヒューズ配線242dと、ヒューズ配線24の切断配線領域3を構成する切断用ヒューズ配線244dとの間隔が、十分に広いものとなっている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 7, in the central fuse wirings 22 and 23 in which other fuse wirings are arranged on both sides of the four rows of fuse wirings 21, 22, 23 and 24, cut wiring The laser reflection regions 2 of the fuse wirings adjacent to both sides of the region 3 are arranged. Therefore, as shown in FIGS. 7 and 8, the distance between the cutting fuse wiring 241d constituting the cutting wiring area 3 of the fuse wiring 21 and the cutting fuse wiring 243d constituting the cutting wiring area 3 of the fuse wiring 23 is The interval between the cutting fuse wiring 242d constituting the cutting wiring area 3 of the fuse wiring 22 and the cutting fuse wiring 244d constituting the cutting wiring area 3 of the fuse wiring 24 is sufficiently wide.

また、第1実施形態と同様に、各ヒューズ配線21、22、23、24両端は、それぞれ半導体装置のトランジスタを備えた内部回路や、電源配線、接地電位(GND)配線等に接続されている。そして、各ヒューズ配線21、22、23、24は、初期状態では導通状態とされており、ヒューズ配線21、22、23、24が切断されることにより、置き換え用の特定の機能を有する回路(冗長回路)が動作されるようになっている。
また、図7および図8に示すヒューズ素子構造は、第1実施形態と同様にして製造できる。
Similarly to the first embodiment, both ends of each of the fuse wirings 21, 22, 23, and 24 are connected to an internal circuit including a transistor of the semiconductor device, a power supply wiring, a ground potential (GND) wiring, and the like. . The fuse wirings 21, 22, 23, 24 are in a conductive state in the initial state, and the fuse wirings 21, 22, 23, 24 are disconnected, so that a circuit having a specific function for replacement ( Redundant circuit) is activated.
The fuse element structure shown in FIGS. 7 and 8 can be manufactured in the same manner as in the first embodiment.

次に、図7および図8に示すヒューズ素子構造を構成するヒューズ配線を切断する場合の動作について説明する。
本実施形態においては、4列のヒューズ配線21、22、23、24のうち両側に他のヒューズ配線が配置されている左から2番目のヒューズ配線22を切断する場合を例に挙げて説明する。
本実施形態においては、ヒューズ配線22の切断は、第1実施形態と同様に、ヒューズ配線22の切断配線領域3を構成する切断用ヒューズ配線242dに、赤外波長領域のレーザー光線のスポット259を照射することによって行なわれる。
このとき、第1実施形態と同様に、レーザー光線が照射された切断用ヒューズ配線242dの近傍では、切断用ヒューズ配線242dを構成する材料が気化する際の体積膨張によって、気化された切断用ヒューズ配線242dの上部に存在する層間絶縁膜223および上層間絶縁膜254が吹き飛ばされ、空洞が形成される。
Next, the operation in the case of cutting the fuse wiring constituting the fuse element structure shown in FIGS. 7 and 8 will be described.
In the present embodiment, a case where the second fuse wiring 22 from the left in which other fuse wirings are arranged on both sides of the four rows of fuse wirings 21, 22, 23, 24 will be described as an example. .
In the present embodiment, the fuse wiring 22 is cut by irradiating the cutting fuse wiring 242d constituting the cutting wiring area 3 of the fuse wiring 22 with a laser beam spot 259 in the infrared wavelength region, as in the first embodiment. It is done by doing.
At this time, similarly to the first embodiment, in the vicinity of the cutting fuse wiring 242d irradiated with the laser beam, the cutting fuse wiring vaporized by the volume expansion when the material constituting the cutting fuse wiring 242d is vaporized. The interlayer insulating film 223 and the upper interlayer insulating film 254 existing on the upper part of 242d are blown off, and a cavity is formed.

本実施形態のヒューズ素子構造20では、ヒューズ配線22の切断配線領域3の切断用ヒューズ配線242dを切断するために、赤外波長領域のレーザー光線を切断配線領域3に照射した場合、切断される切断用ヒューズ配線242dの配置されたヒューズ配線22の切断配線領域3の両側に、隣り合うヒューズ配線21、23のレーザー反射領域2が配置されており、図7および図8に示すように、ヒューズ配線21、23のレーザー反射領域2が、ヒューズ配線21、23の切断用ヒューズ配線241d、243dと平面視で重なり合わないものである。すなわち、レーザー反射領域の下層部には切断用のヒューズ配線が配置されていないので、切断される切断用ヒューズ配線242dと切断されない切断用ヒューズ配線241d、243dとの距離が十分に確保される。   In the fuse element structure 20 of the present embodiment, in order to cut the cutting fuse wiring 242d of the cutting wiring region 3 of the fuse wiring 22, the cutting wiring region 3 is cut when irradiated with a laser beam in the infrared wavelength region. The laser reflection areas 2 of the adjacent fuse wirings 21 and 23 are arranged on both sides of the cut wiring area 3 of the fuse wiring 22 in which the fuse wiring 242d is arranged. As shown in FIGS. The laser reflection regions 2 of 21 and 23 do not overlap with the cutting fuse wires 241d and 243d of the fuse wires 21 and 23 in plan view. That is, since the cutting fuse wiring is not arranged in the lower layer portion of the laser reflection region, a sufficient distance is ensured between the cutting fuse wiring 242d to be cut and the cutting fuse wirings 241d and 243d that are not cut.

また、本実施形態のヒューズ素子構造20では、切断される切断用ヒューズ配線242dの配置された切断配線領域3の両側に、隣り合うヒューズ配線21、23のレーザー反射領域2が配置されているので、図7および図8に示すように、切断される切断用ヒューズ配線242dと、その隣に位置する切断用ヒューズ配線であるヒューズ配線24の切断用ヒューズ配線244dとの間には、レーザー反射領域2が配置されていることになる。したがって、切断される切断用ヒューズ配線242dとその隣に位置する切断用ヒューズ配線244dとの距離が、十分に広いものとなる。よって、ヒューズ配線22の切断用ヒューズ配線242dを切断しても、切断用ヒューズ配線242dの隣に位置するヒューズ配線21の切断用ヒューズ配線244dがダメージを受けにくく、切断用ヒューズ配線244dの誤切断が防がれる。   Further, in the fuse element structure 20 of the present embodiment, the laser reflection regions 2 of the adjacent fuse wirings 21 and 23 are arranged on both sides of the cutting wiring region 3 where the cutting fuse wiring 242d to be cut is arranged. As shown in FIGS. 7 and 8, there is a laser reflection region between the cutting fuse wiring 242d to be cut and the cutting fuse wiring 244d of the fuse wiring 24 which is a cutting fuse wiring located adjacent thereto. 2 is arranged. Accordingly, the distance between the cutting fuse wiring 242d to be cut and the cutting fuse wiring 244d located adjacent thereto is sufficiently large. Therefore, even if the cutting fuse wiring 242d of the fuse wiring 22 is cut, the cutting fuse wiring 244d of the fuse wiring 21 located next to the cutting fuse wiring 242d is not easily damaged, and the cutting fuse wiring 244d is erroneously cut. Is prevented.

また、本実施形態のヒューズ素子構造20において、切断した切断用ヒューズ配線242dの近傍の層間絶縁膜253にクラックが形成されたとしても、切断した切断用ヒューズ配線242dと、切断用ヒューズ配線242dの隣に位置する切断されなかった切断用ヒューズ配線244dとの距離が十分に確保されているので、切断用ヒューズ配線244dにクラックが到達しにくいものとなる。   Further, in the fuse element structure 20 of the present embodiment, even if a crack is formed in the interlayer insulating film 253 in the vicinity of the cut fuse wire 242d, the cut fuse wire 242d and the cut fuse wire 242d are cut. Since a sufficient distance from the adjacent cutting fuse wiring 244d that is not cut is secured, it is difficult for cracks to reach the cutting fuse wiring 244d.

このように、本実施形態のヒューズ素子構造20では、ヒューズ配線22を切断する際におけるヒューズ配線22の両側に配置されたヒューズ配線21、23の誤切断を防止でき、ヒューズ配線22の切断時に発生するクラックに起因する問題が生じにくいので、ヒューズ配線21、22、23、24間の距離を十分に狭くすることができ、小面積に配置できる。   As described above, in the fuse element structure 20 of the present embodiment, it is possible to prevent erroneous disconnection of the fuse wirings 21 and 23 arranged on both sides of the fuse wiring 22 when the fuse wiring 22 is cut, and this occurs when the fuse wiring 22 is cut. Therefore, the distance between the fuse wirings 21, 22, 23, and 24 can be sufficiently narrowed and can be arranged in a small area.

また、本実施形態のヒューズ素子構造20において、切断用ヒューズ配線242dを切断する際には、第1銅配線241b、242b、243b、第2銅配線242cにも赤外波長領域のレーザー光線が照射される。しかし、照射されたレーザー光線は第1銅配線241b、242b、243b、第2銅配線242cの表面で反射される。よって、切断されるヒューズ配線22に隣接するヒューズ配線21、23を構成する第1銅配線241b、243bにレーザー光線が照射されたとしても、ヒューズ配線21、23に対してダメージが与えられることはない。   In the fuse element structure 20 of the present embodiment, when the cutting fuse wiring 242d is cut, the first copper wirings 241b, 242b, 243b, and the second copper wiring 242c are also irradiated with laser beams in the infrared wavelength region. The However, the irradiated laser beam is reflected by the surfaces of the first copper wirings 241b, 242b, 243b and the second copper wiring 242c. Therefore, even if the first copper wirings 241b and 243b constituting the fuse wirings 21 and 23 adjacent to the fuse wiring 22 to be cut are irradiated with a laser beam, the fuse wirings 21 and 23 are not damaged. .

また、本実施形態のヒューズ素子構造20では、切断配線領域3の一端には第1オーバーラップ領域51が配置され、切断配線領域3の他端には第2オーバーラップ領域52されているので、ヒューズ配線21、22、23、24の切断配線領域3は、両側および両端部が平面視したときに第1銅配線および第2銅配線に囲まれた状態となる。例えば、ヒューズ配線22の切断配線領域3の両側および両端部は、平面視したときに、図7に示すように、第1銅配線241b、242b、243bおよび第2銅配線242cに囲まれた状態となっている。このため、本実施形態のヒューズ素子構造20では、レーザー光線の照射時に、レーザー光線のスポット259内に切断領域3が含まれる範囲内でアライメントの位置ずれが生じたとしても、切断領域3のみをレーザー光線で加熱することができるため、正確に切断配線領域3においてヒューズ配線21、22、23、24の切断を行うことができる。   Further, in the fuse element structure 20 of the present embodiment, the first overlap region 51 is disposed at one end of the cut wiring region 3 and the second overlap region 52 is disposed at the other end of the cut wiring region 3. The cut wiring region 3 of the fuse wirings 21, 22, 23, 24 is in a state surrounded by the first copper wiring and the second copper wiring when both sides and both ends are viewed in plan. For example, both sides and both ends of the cut wiring region 3 of the fuse wiring 22 are surrounded by the first copper wirings 241b, 242b, 243b and the second copper wiring 242c as shown in FIG. It has become. For this reason, in the fuse element structure 20 of the present embodiment, even when a misalignment occurs within the range in which the laser beam spot 259 includes the cutting region 3 during laser beam irradiation, only the cutting region 3 is irradiated with the laser beam. Since it can be heated, the fuse wirings 21, 22, 23, and 24 can be accurately cut in the cut wiring region 3.

「第3実施形態」
次に、本発明の第3実施形態である半導体装置およびヒューズ素子構造について、図面を用いて説明する。
図9および図10は、本発明の半導体装置の他の例の一部を拡大して示した図である。図9は本発明の半導体装置の平面図であり、図10は図9のG−G’線に沿う断面図である。
“Third Embodiment”
Next, a semiconductor device and a fuse element structure according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
9 and 10 are enlarged views of a part of another example of the semiconductor device of the present invention. FIG. 9 is a plan view of the semiconductor device of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line GG ′ of FIG.

図9および図10に示す半導体装置3aは、ヒューズ素子構造30を有している。ヒューズ素子構造30は、図9における上下方向に延在する4列のヒューズ配線31、32、33、34を有している。各ヒューズ配線31、32、33、34は、図9および図10に示すように、切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264dと、第1銅配線261b、262b、263b、264bおよび第2銅配線261c、262c、263c、264cとを備えたものであり、隣接するヒューズ配線間の間隔が一定となるように並列に配置されている。   A semiconductor device 3 a shown in FIGS. 9 and 10 has a fuse element structure 30. The fuse element structure 30 has four rows of fuse wirings 31, 32, 33, and 34 extending in the vertical direction in FIG. As shown in FIGS. 9 and 10, the fuse wirings 31, 32, 33, and 34 are connected to the cutting fuse wirings 261d, 262d, 263d, and 264d, the first copper wirings 261b, 262b, 263b, 264b, and the second copper, respectively. Wirings 261c, 262c, 263c, and 264c are provided, and are arranged in parallel so that the interval between adjacent fuse wirings is constant.

また、本実施形態では、各ヒューズ配線31、32、33、34の配置が、隣接するヒューズ配線において逆向きになるように配置されている。このことにより、ヒューズ配線31、33の切断用ヒューズ配線261d、263dは、図9においてヒューズ配線32、34の切断用ヒューズ配線262d、264dよりも上方に配置され、ヒューズ配線31、33では第1銅配線261b、263bが第2銅配線261c、263cよりも上方に配置され、ヒューズ配線32、34では第1銅配線262b、264bが第2銅配線262c、264cよりも下方に配置されている。このように、本実施形態では、並列に配置されたヒューズ配線1本毎に図9における上下の配置が異なっており、ヒューズ配線1本ごとに切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264dの位置が互い違いにずらされている。   In the present embodiment, the fuse wirings 31, 32, 33, and 34 are disposed so as to be opposite to each other in the adjacent fuse wiring. Accordingly, the cutting fuse wirings 261d and 263d of the fuse wirings 31 and 33 are arranged above the cutting fuse wirings 262d and 264d of the fuse wirings 32 and 34 in FIG. The copper wirings 261b and 263b are disposed above the second copper wirings 261c and 263c. In the fuse wirings 32 and 34, the first copper wirings 262b and 264b are disposed below the second copper wirings 262c and 264c. As described above, in this embodiment, the upper and lower arrangements in FIG. 9 are different for each fuse wiring arranged in parallel, and the positions of the cutting fuse wirings 261d, 262d, 263d, and 264d are different for each fuse wiring. Are staggered.

第1実施形態と同様に、切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264dは、赤外波長領域のレーザー光線を照射することにより切断されるものであり、タングステンシリサイド(WSi)、ポリシリコン、窒化チタン(TiN)から選ばれる材料からなる単層または2層以上積層した積層膜などからなるものである。   Similarly to the first embodiment, the cutting fuse wirings 261d, 262d, 263d, and 264d are cut by irradiating a laser beam in the infrared wavelength region, and tungsten silicide (WSi), polysilicon, titanium nitride. It consists of a single layer made of a material selected from (TiN) or a laminated film in which two or more layers are laminated.

また、第1銅配線および第2銅配線は、図9に示すように、切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264dの配線幅よりも広い配線幅を有するものである。また、第1銅配線および第2銅配線は、第1実施形態の銅配線と同様に、ダマシン法を用いて形成されたものであり、図10に示す(図9においては図示略)ように、側面および底面がバリアメタル263aで被覆されたものである。   Further, as shown in FIG. 9, the first copper wiring and the second copper wiring have a wiring width wider than that of the cutting fuse wirings 261d, 262d, 263d, and 264d. The first copper wiring and the second copper wiring are formed by using the damascene method in the same manner as the copper wiring of the first embodiment, and as shown in FIG. 10 (not shown in FIG. 9). The side and bottom surfaces are covered with the barrier metal 263a.

また、ヒューズ素子構造30は、図10に示すように、半導体基板279上に設けられている。半導体基板279は、P型のシリコンからなるものであり、絶縁膜を埋め込んでなる素子分離領域278と図9および図10に示す拡散層261e、262e、263e、264eとが形成されたものである。拡散層261e、262e、263e、264eには、電気抵抗値を下げるために、リンまたはヒ素からなるN型不純物が導入されている。図10に示すように、半導体基板279上には酸化シリコン膜等からなる下層間絶縁膜272が形成されている。下層間絶縁膜272上には、切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264dが設けられている。また、切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264dの上層には、酸化シリコン膜等からなる層間絶縁膜273を介して第1銅配線261b、262b、263b、264bおよび第2銅配線261c、262c、263c、264cが設けられている。   The fuse element structure 30 is provided on a semiconductor substrate 279 as shown in FIG. The semiconductor substrate 279 is made of P-type silicon and is formed with an element isolation region 278 in which an insulating film is embedded and diffusion layers 261e, 262e, 263e, and 264e shown in FIGS. . In the diffusion layers 261e, 262e, 263e, and 264e, an N-type impurity made of phosphorus or arsenic is introduced in order to lower the electric resistance value. As shown in FIG. 10, a lower interlayer insulating film 272 made of a silicon oxide film or the like is formed on the semiconductor substrate 279. Cutting fuse wirings 261d, 262d, 263d, and 264d are provided on the lower interlayer insulating film 272. Further, the first copper wirings 261b, 262b, 263b, 264b and the second copper wirings 261c, 262c are provided above the cutting fuse wirings 261d, 262d, 263d, 264d via an interlayer insulating film 273 made of a silicon oxide film or the like. 263c, 264c are provided.

また、図9および図10に示すように、各ヒューズ配線31、32、33、34には、切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264dと第1銅配線261b、262b、263b、264bとが平面視で重なり合うオーバーラップ領域53が設けられている。オーバーラップ領域53には、層間絶縁膜273を貫通するコンタクトプラグ270が設けられている。
コンタクトプラグ270は、ヒューズ配線31、32、33、34の設置面積を十分に小さくするために、オーバーラップ領域53内の第1銅配線261b、262b、263b、264bが延在して行く方向寄りの端部に設けられている。コンタクトプラグ270は、第1実施形態の銅配線と同様に、タングステン(W)や、リンをドープしたポリシリコン等の導電材料からなる。なお、オーバーラップ領域53の長さL4は、第1実施形態と同様に好ましい寸法とされている。
Further, as shown in FIGS. 9 and 10, each of the fuse wirings 31, 32, 33, 34 includes a cutting fuse wiring 261d, 262d, 263d, 264d and a first copper wiring 261b, 262b, 263b, 264b. An overlap region 53 that overlaps in plan view is provided. A contact plug 270 that penetrates the interlayer insulating film 273 is provided in the overlap region 53.
The contact plug 270 is closer to the direction in which the first copper wirings 261b, 262b, 263b, 264b in the overlap region 53 extend in order to sufficiently reduce the installation area of the fuse wirings 31, 32, 33, 34. Is provided at the end. The contact plug 270 is made of a conductive material such as tungsten (W) or phosphorous doped polysilicon, like the copper wiring of the first embodiment. In addition, the length L4 of the overlap area | region 53 is made into the preferable dimension similarly to 1st Embodiment.

また、各ヒューズ配線31、32、33、34には、切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264dと拡散層261e、262e、263e、264eとが平面視で重なり合うオーバーラップ領域54が設けられている。オーバーラップ領域54には、下層間絶縁膜272を貫通する第1接続プラグ271が設けられている。第1接続プラグ271は、赤外波長領域のレーザー光線を照射することにより切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264dとともに切断されるものである。
また、各ヒューズ配線31、32、33、34には、第2銅配線261c、262c、263c、264cと拡散層261e、262e、263e、264eとが平面視で重なり合うオーバーラップ領域55が設けられている。オーバーラップ領域55には、層間絶縁膜273および下層間絶縁膜272を貫通する第2接続プラグ282が設けられている。
Each fuse wiring 31, 32, 33, 34 is provided with an overlapping region 54 where the cutting fuse wirings 261d, 262d, 263d, 264d and the diffusion layers 261e, 262e, 263e, 264e overlap in plan view. Yes. A first connection plug 271 that penetrates the lower interlayer insulating film 272 is provided in the overlap region 54. The first connection plug 271 is cut together with the cutting fuse wirings 261d, 262d, 263d, and 264d by irradiating a laser beam in the infrared wavelength region.
Each fuse wiring 31, 32, 33, 34 is provided with an overlap region 55 where the second copper wirings 261c, 262c, 263c, 264c and the diffusion layers 261e, 262e, 263e, 264e overlap in plan view. Yes. In the overlap region 55, a second connection plug 282 that penetrates the interlayer insulating film 273 and the lower interlayer insulating film 272 is provided.

また、第1接続プラグ271および第2接続プラグ282は、タングステン(W)や、リンをドープしたポリシリコン等の導電材料からなる。なお、オーバーラップ領域54、55の長さは、切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264dや層間絶縁膜273および下層間絶縁膜272の材料、膜厚等に応じて最適となるように設定される。   The first connection plug 271 and the second connection plug 282 are made of a conductive material such as tungsten (W) or polysilicon doped with phosphorus. The lengths of the overlap regions 54 and 55 are set so as to be optimal according to the materials and film thicknesses of the cutting fuse wirings 261d, 262d, 263d, and 264d, the interlayer insulating film 273, and the lower interlayer insulating film 272. Is done.

そして、コンタクトプラグ270を介して、各ヒューズ配線31、32、33、34を構成する切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264dの一端と第1銅配線261b、262b、263b、264bとが接続され、第1接続プラグ271を介して、切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264dの他端と拡散層261e、262e、263e、264eとが接続され、第2接続プラグ282を介して、切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264dの他端と平面視で対向する第2銅配線261c、262c、263c、264cの端部と拡散層261e、262e、263e、264eとが接続されている。   Then, one end of the cutting fuse wirings 261d, 262d, 263d, and 264d constituting each of the fuse wirings 31, 32, 33, and 34 and the first copper wirings 261b, 262b, 263b, and 264b are connected via the contact plug 270. The other end of the cutting fuse wirings 261d, 262d, 263d, 264d and the diffusion layers 261e, 262e, 263e, 264e are connected through the first connection plug 271 and disconnected through the second connection plug 282. The diffusion layers 261e, 262e, 263e, and 264e are connected to the ends of the second copper wirings 261c, 262c, 263c, and 264c facing the other ends of the fuse wirings 261d, 262d, 263d, and 264d in plan view.

また、図10に示すように、第1銅配線および第2銅配線上には、酸化シリコン膜等からなる上層間絶縁膜274が設けられている。上層間絶縁膜274は、第1実施形態と同様に、第1銅配線および第2銅配線と同じ膜厚の第1層間絶縁膜と、第1層間絶縁膜に第1銅配線および第2銅配線を埋め込んでから形成された第2層間絶縁膜との2層構造(図示略)となっている。
また、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、上層間絶縁膜274は、図9および図10に示すように、切断配線領域3を含む領域と平面視で重なる部分を含む領域に設けられた薄膜領域260と、薄膜領域260よりも膜厚の厚い厚膜領域260aとを有している。また、上層間絶縁膜274の厚膜領域260a上には、図10に示すように、酸窒化シリコン(SiON)やポリイミド等からなる表面保護膜275が設けられている。
Further, as shown in FIG. 10, an upper interlayer insulating film 274 made of a silicon oxide film or the like is provided on the first copper wiring and the second copper wiring. Similar to the first embodiment, the upper interlayer insulating film 274 includes a first interlayer insulating film having the same film thickness as the first copper wiring and the second copper wiring, and the first copper wiring and the second copper on the first interlayer insulating film. It has a two-layer structure (not shown) with a second interlayer insulating film formed after the wiring is buried.
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the upper interlayer insulating film 274 is formed in a region including a portion overlapping the region including the cut wiring region 3 in plan view, as shown in FIGS. The thin film region 260 is provided, and the thick film region 260 a is thicker than the thin film region 260. Further, as shown in FIG. 10, a surface protective film 275 made of silicon oxynitride (SiON), polyimide, or the like is provided on the thick film region 260a of the upper interlayer insulating film 274.

また、各ヒューズ配線31、32、33、34は、図9および図10に示すように、レーザー反射領域2と切断配線領域3とを有している。レーザー反射領域2は、切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264dと平面視で重なり合わない第1銅配線および第2銅配線上に位置する領域である。また、切断配線領域3は、第1銅配線および第2銅配線と平面視で重なり合わない切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264d上に位置する領域である。ここで、第1銅配線と切断用ヒューズ配線が平面視で重なり合うオーバーラップ領域(図9、図10においてL4で示した領域)は、上層が銅配線であるからレーザー光線を反射する機能を有しているが、説明の明確化のためにレーザー反射領域の中には含めないこととする。   Each of the fuse wirings 31, 32, 33, and 34 has a laser reflection region 2 and a cut wiring region 3 as shown in FIGS. The laser reflection region 2 is a region located on the first copper wiring and the second copper wiring that do not overlap the cutting fuse wirings 261d, 262d, 263d, and 264d in plan view. The cut wiring region 3 is a region located on the cutting fuse wirings 261d, 262d, 263d, and 264d that do not overlap the first copper wiring and the second copper wiring in plan view. Here, the overlap region (the region indicated by L4 in FIGS. 9 and 10) where the first copper wiring and the cutting fuse wiring overlap in plan view has a function of reflecting the laser beam because the upper layer is the copper wiring. However, for clarity of explanation, it is not included in the laser reflection area.

図9および図10に示す半導体装置3aは、例えば以下のようにして製造することができる。
まず、STI(Shallow Trench Isolation)法等を用いて絶縁膜を埋め込んでなる素子分離領域278と、リンまたはヒ素からなるN型不純物が導入された拡散層261e、262e、263e、264eとが形成されたP型のシリコンからなる半導体基板279を用意する。
The semiconductor device 3a shown in FIGS. 9 and 10 can be manufactured as follows, for example.
First, an element isolation region 278 in which an insulating film is embedded using an STI (Shallow Trench Isolation) method or the like, and diffusion layers 261e, 262e, 263e, and 264e into which an N-type impurity made of phosphorus or arsenic is introduced are formed. A semiconductor substrate 279 made of P-type silicon is prepared.

次いで、半導体基板279の素子分離領域278上および拡散層261e、262e、263e、264e上に、図10に示すように、下層間絶縁膜272を形成し、第1接続プラグ271および第2接続プラグ282の下部となるコンタクトホールを公知の手段により形成し、コンタクトホール内に導電材料を充填する。続いて、下層間絶縁膜272上に、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法を用いて切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264dを形成する。その後、切断用ヒューズ配線261d、262d、263d、264d上に、層間絶縁膜273を形成し、CMP法で表面を平坦化する。その後、コンタクトプラグ270および第2接続プラグ282の上部となるコンタクトホールを公知の手段により形成し、コンタクトホール内に導電材料を充填する。   Next, as shown in FIG. 10, a lower interlayer insulating film 272 is formed on the element isolation region 278 and the diffusion layers 261e, 262e, 263e, and 264e of the semiconductor substrate 279, and the first connection plug 271 and the second connection plug are formed. A contact hole serving as a lower portion of 282 is formed by a known means, and the contact hole is filled with a conductive material. Subsequently, cutting fuse wirings 261d, 262d, 263d, and 264d are formed on the lower interlayer insulating film 272 by using a photolithography method and a dry etching method. Thereafter, an interlayer insulating film 273 is formed on the cutting fuse wirings 261d, 262d, 263d, and 264d, and the surface is planarized by CMP. Thereafter, contact holes to be upper portions of the contact plug 270 and the second connection plug 282 are formed by a known means, and the contact hole is filled with a conductive material.

続いて、層間絶縁膜273上に、第1銅配線および第2銅配線と同じ膜厚の第1層間絶縁膜を形成する。その後、ダマシン法を用いて、側面および底面がバリアメタルで被覆された第1銅配線および第2銅配線を第1層間絶縁膜中に埋め込むように形成する。続いて、第1銅配線および第2銅配線上に第2層間絶縁膜を形成する。このようにして、第1銅配線および第2銅配線と、第1層間絶縁膜と第2層間絶縁膜との2層構造(図示略)を有する上層間絶縁膜274とが形成される。
その後、上層間絶縁膜274上に第1実施形態と同様にして、薄膜領域260と厚膜領域260aとを有する上層間絶縁膜274と、厚膜領域260a上にのみ設けられた表面保護膜275とを形成する。
以上の工程により、図9および図10に示す半導体装置3aが得られる。
Subsequently, a first interlayer insulating film having the same thickness as the first copper wiring and the second copper wiring is formed on the interlayer insulating film 273. Thereafter, using the damascene method, the first copper wiring and the second copper wiring whose side surfaces and bottom surface are covered with the barrier metal are formed so as to be embedded in the first interlayer insulating film. Subsequently, a second interlayer insulating film is formed on the first copper wiring and the second copper wiring. In this way, the first copper wiring and the second copper wiring, and the upper interlayer insulating film 274 having a two-layer structure (not shown) of the first interlayer insulating film and the second interlayer insulating film are formed.
Thereafter, in the same manner as in the first embodiment, the upper interlayer insulating film 274 having the thin film region 260 and the thick film region 260a and the surface protective film 275 provided only on the thick film region 260a are formed on the upper interlayer insulating film 274. And form.
Through the above steps, the semiconductor device 3a shown in FIGS. 9 and 10 is obtained.

なお、本実施形態においては、下層間絶縁膜272と層間絶縁膜273とを貫通する第2接続プラグ282を、下層間絶縁膜272を貫通する部分と層間絶縁膜273を貫通する部分とで2回に分けて形成したが、層間絶縁膜273まで形成した後に1回の加工で下層間絶縁膜272と層間絶縁膜273とを貫通するコンタクトホールを形成し、コンタクトホール内に導電材料を充填してもよい。   In the present embodiment, the second connection plug 282 that penetrates the lower interlayer insulating film 272 and the interlayer insulating film 273 is divided into two parts, ie, a part that penetrates the lower interlayer insulating film 272 and a part that penetrates the interlayer insulating film 273. However, after forming the interlayer insulating film 273, a contact hole penetrating the lower interlayer insulating film 272 and the interlayer insulating film 273 is formed by one process, and the contact hole is filled with a conductive material. May be.

次に、図9および図10に示す半導体装置3aに備えられたヒューズ素子構造を構成するヒューズ配線を切断する場合の動作について図面を用いて説明する。
図11は、図9に示すヒューズ素子構造の切断用ヒューズ配線を切断した後の状態を説明するための図であって、図9のG−G’線に沿う断面図である。
Next, the operation in the case of cutting the fuse wiring constituting the fuse element structure provided in the semiconductor device 3a shown in FIGS. 9 and 10 will be described with reference to the drawings.
11 is a view for explaining a state after the cutting fuse wiring of the fuse element structure shown in FIG. 9 is cut, and is a cross-sectional view taken along the line GG ′ of FIG.

本実施形態においては、4列のヒューズ配線31、32、33、34のうち両側に他のヒューズ配線が配置されている右から2番目のヒューズ配線33を切断する場合を例に挙げて説明する。
本実施形態において、ヒューズ配線33の切断は、図9に示すように、ヒューズ配線33の切断配線領域3を構成する切断用ヒューズ配線263dおよび第1接続プラグ271に、赤外波長領域のレーザー光線のスポット279を照射することによって行なわれる。
In the present embodiment, the case where the second fuse wiring 33 from the right in which other fuse wirings are arranged on both sides of the four rows of fuse wirings 31, 32, 33, 34 will be described as an example. .
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the fuse wiring 33 is cut by applying a laser beam in the infrared wavelength region to the cutting fuse wiring 263 d and the first connection plug 271 constituting the cutting wiring region 3 of the fuse wiring 33. This is done by irradiating the spot 279.

切断用ヒューズ配線263dおよび第1接続プラグ271に赤外波長領域のレーザー光線が照射されると、第1接続プラグ271の切断用ヒューズ配線262dとの接続部分を構成する材料と、切断用ヒューズ配線263dを構成する材料とがレーザー光線を吸収して加熱され、気化される。このとき、本実施形態においても、図11に示すように、レーザー光線が照射された切断用ヒューズ配線263dの近傍では、気化された切断用ヒューズ配線262dの上部に存在する層間絶縁膜273および上層間絶縁膜244が吹き飛ばされ、空洞280が形成される。なお、第1接続プラグ271は、一部が切断用ヒューズ配線263dと同時に加熱されて蒸発するが、拡散層263eとの接続部分は残存する。また、本実施形態においては、切断用ヒューズ配線263dが2つに切断されるのでは無く、切断用ヒューズ配線263dと第1接続プラグ271との接続部分が切断されることにより、ヒューズ配線33が切断される。   When the cutting fuse wiring 263d and the first connection plug 271 are irradiated with a laser beam in the infrared wavelength region, the material constituting the connection portion of the first connection plug 271 with the cutting fuse wiring 262d and the cutting fuse wiring 263d The material constituting the material is heated by absorbing the laser beam and vaporized. At this time, also in the present embodiment, as shown in FIG. 11, in the vicinity of the cutting fuse wiring 263d irradiated with the laser beam, the interlayer insulating film 273 and the upper interlayer existing above the vaporized cutting fuse wiring 262d. The insulating film 244 is blown away, and a cavity 280 is formed. A part of the first connection plug 271 is heated and evaporated at the same time as the cutting fuse wiring 263d, but the connection part with the diffusion layer 263e remains. In the present embodiment, the cutting fuse wiring 263d is not cut in two, but the connecting portion between the cutting fuse wiring 263d and the first connection plug 271 is cut, whereby the fuse wiring 33 is formed. Disconnected.

本実施形態の半導体装置3aに備えられたヒューズ素子構造30では、ヒューズ配線33を切断するために赤外波長領域のレーザー光線を、ヒューズ配線33の切断配線領域3の切断用ヒューズ配線263dおよび第1接続プラグ271に照射した場合、切断される切断用ヒューズ配線263dおよび第1接続プラグ271の配置されたヒューズ配線33の切断配線領域3の両側に、隣り合うヒューズ配線32、34のレーザー反射領域2が配置されているので、図9および図10に示すように、切断される切断用ヒューズ配線263dと切断されない切断用ヒューズ配線262d、264dとの距離が十分に確保される。   In the fuse element structure 30 provided in the semiconductor device 3 a of the present embodiment, a laser beam in the infrared wavelength region is used to cut the fuse wiring 33, the cutting fuse wiring 263 d in the cutting wiring area 3 of the fuse wiring 33 and the first When the connection plug 271 is irradiated, the laser reflection region 2 of the adjacent fuse wirings 32 and 34 on both sides of the cutting wiring region 263d to be cut and the cutting wiring region 3 of the fuse wiring 33 in which the first connection plug 271 is disposed. 9 and 10, a sufficient distance is ensured between the cutting fuse wiring 263 d to be cut and the cutting fuse wirings 262 d and 264 d that are not cut.

また、本実施形態のヒューズ素子構造30では、赤外波長領域のレーザー光線の照射されるヒューズ配線33の切断配線領域3の両側に、隣り合うヒューズ配線32、34のレーザー反射領域2が配置されているので、図9および図10に示すように、切断される切断用ヒューズ配線263dと、その隣に位置する切断用ヒューズ配線であるヒューズ配線31の切断用ヒューズ配線261dとの間には、レーザー反射領域2が配置されていることになる。したがって、切断される切断用ヒューズ配線263dとその隣に位置する切断用ヒューズ配線261dとの距離が、十分に広いものとなる。よって、ヒューズ配線33の切断用ヒューズ配線263dを切断しても、切断用ヒューズ配線263dの隣に位置するヒューズ配線31の切断用ヒューズ配線261dがダメージを受けにくく、切断用ヒューズ配線261dの誤切断が防がれる。   In the fuse element structure 30 of the present embodiment, the laser reflection regions 2 of the adjacent fuse wirings 32 and 34 are arranged on both sides of the cut wiring region 3 of the fuse wiring 33 irradiated with the laser beam in the infrared wavelength region. Therefore, as shown in FIGS. 9 and 10, there is a laser between the cutting fuse wiring 263d to be cut and the cutting fuse wiring 261d of the fuse wiring 31 which is a cutting fuse wiring located adjacent to the cutting fuse wiring 263d. The reflection area 2 is arranged. Therefore, the distance between the cutting fuse wiring 263d to be cut and the cutting fuse wiring 261d located adjacent thereto is sufficiently large. Therefore, even if the cutting fuse wiring 263d of the fuse wiring 33 is cut, the cutting fuse wiring 261d of the fuse wiring 31 located next to the cutting fuse wiring 263d is not easily damaged, and the cutting fuse wiring 261d is erroneously cut. Is prevented.

また、本実施形態のヒューズ素子構造30において、切断した切断用ヒューズ配線263dの近傍の層間絶縁膜273にクラックが形成されたとしても、切断した切断用ヒューズ配線263dと、切断用ヒューズ配線263dの隣に位置する切断されなかった切断用ヒューズ配線261dとの距離が十分に確保されているので、切断用ヒューズ配線261dにクラックが到達しにくいものとなる。   In the fuse element structure 30 of the present embodiment, even if a crack is formed in the interlayer insulating film 273 near the cut fuse wiring 263d, the cut fuse wiring 263d and the cut fuse wiring 263d are disconnected. Since a sufficient distance from the adjacent cutting fuse wiring 261d that is not cut is ensured, it is difficult for cracks to reach the cutting fuse wiring 261d.

このように、本実施形態のヒューズ素子構造30では、ヒューズ配線33を切断する際におけるヒューズ配線33の両側に配置されたヒューズ配線32、34の誤切断を防止でき、ヒューズ配線33の切断時に発生するクラックに起因する問題が生じにくいので、ヒューズ配線31、32、33、34間の距離を十分に狭くすることができ、小面積に配置できる。   As described above, in the fuse element structure 30 of the present embodiment, it is possible to prevent erroneous disconnection of the fuse wirings 32 and 34 arranged on both sides of the fuse wiring 33 when the fuse wiring 33 is cut, and this occurs when the fuse wiring 33 is cut. Therefore, the distance between the fuse wirings 31, 32, 33, and 34 can be made sufficiently narrow and can be arranged in a small area.

また、本実施形態のヒューズ素子構造30において、ヒューズ配線33の切断用ヒューズ配線263dと第1接続プラグ271との接続部分を切断する際には、図9に示すように、第1銅配線263b、第2銅配線262c、263c、264cにも赤外波長領域のレーザー光線が照射される。しかし、照射されたレーザー光線は第1銅配線263b、第2銅配線262c、263c、264cの表面で反射される。よって、切断されるヒューズ配線33に隣接するヒューズ配線32、34を構成する第2銅配線262c、264cにレーザー光線が照射されたとしても、ヒューズ配線32、34に対してダメージが与えられることはない。   Further, in the fuse element structure 30 of the present embodiment, when the connecting portion between the cutting fuse wiring 263d of the fuse wiring 33 and the first connection plug 271 is cut, as shown in FIG. 9, the first copper wiring 263b is used. The second copper wirings 262c, 263c, 264c are also irradiated with a laser beam in the infrared wavelength region. However, the irradiated laser beam is reflected on the surfaces of the first copper wiring 263b and the second copper wiring 262c, 263c, 264c. Therefore, even if the second copper wires 262c and 264c constituting the fuse wires 32 and 34 adjacent to the fuse wire 33 to be cut are irradiated with a laser beam, the fuse wires 32 and 34 are not damaged. .

また、レーザー光線のスポット279内において、切断用ヒューズ配線263d、第1銅配線263b、第2銅配線262c、263c、264cの配置されていない領域では、照射されたレーザー光線が半導体装置3aを構成する半導体基板279に到達することになる。しかし、本実施形態においては、レーザー光線として赤外波長領域のレーザー光線を用いているので、拡散層263eの形成されている半導体基板279にダメージが与えられることはない。   Further, in the laser beam spot 279, in the region where the cutting fuse wiring 263d, the first copper wiring 263b, the second copper wiring 262c, 263c, and 264c are not arranged, the irradiated laser beam is a semiconductor constituting the semiconductor device 3a. The substrate 279 is reached. However, in this embodiment, since the laser beam in the infrared wavelength region is used as the laser beam, the semiconductor substrate 279 on which the diffusion layer 263e is formed is not damaged.

また、本実施形態の半導体装置3aは、図9に示したように、ヒューズ配線の平面視において、第1銅配線と切断用ヒューズ配線のオーバーラップ領域から露出している切断用ヒューズ配線の部分(切断領域3)のみが、レーザー光線照射で切断されるものである。従って、第2実施形態の場合と同様に、レーザー光線のスポット279内に切断領域3が含まれる範囲内でアライメントの位置ずれが生じたとしても、切断領域3のみをレーザー光線で加熱することができるため、正確に切断配線領域3においてヒューズ配線21、22、23、24の切断を行うことができる。さらに、本実施形態においては、第1接続プラグ271と切断用ヒューズ配線262dとの接触部分のみが、赤外波長領域のレーザー光線の照射により導通しない状態になればよいので、先の実施形態のように配線そのものを完全に切断する場合に比べて、レーザー光線の照射パワーの低い側に対する余裕度が向上すると言う効果を有している。すなわちヒューズ形成領域の層間絶縁膜の膜厚ばらつき等によって、ヒューズ部に到達するレーザー光線のパワーが減衰しても、確実にヒューズの切断を行うことが可能となる。   Further, as shown in FIG. 9, the semiconductor device 3a of the present embodiment has a portion of the cutting fuse wiring exposed from the overlap region of the first copper wiring and the cutting fuse wiring in the plan view of the fuse wiring. Only (cutting region 3) is cut by laser beam irradiation. Therefore, as in the case of the second embodiment, even if the alignment misalignment occurs within the range where the laser beam spot 279 includes the cutting region 3, only the cutting region 3 can be heated by the laser beam. The fuse wirings 21, 22, 23, and 24 can be accurately cut in the cut wiring region 3. Furthermore, in the present embodiment, only the contact portion between the first connection plug 271 and the cutting fuse wiring 262d only needs to be brought into a non-conductive state by irradiation with a laser beam in the infrared wavelength region. In addition, compared with the case where the wiring itself is completely cut, there is an effect that the margin for the low laser beam irradiation power is improved. That is, even if the power of the laser beam reaching the fuse portion is attenuated due to the film thickness variation of the interlayer insulating film in the fuse formation region, the fuse can be surely cut.

本発明の活用例としては、特定の機能を有する内部回路を動作させるためのヒューズ素子構造を備えた半導体デバイスなどの半導体装置が挙げられる。さらに、本発明のヒューズ素子構造は、DRAMやフラッシュメモリ等の記憶装置への適用に限定されるものではなく、メモリセルを有しないロジック・デバイス等であっても、レーザー光線で切断するヒューズを使用するデバイスであれば適用可能である。   As an application example of the present invention, a semiconductor device such as a semiconductor device having a fuse element structure for operating an internal circuit having a specific function can be cited. Further, the fuse element structure of the present invention is not limited to application to a storage device such as a DRAM or a flash memory, and uses a fuse that can be cut by a laser beam even for a logic device or the like that does not have a memory cell. Any device that can be used.

図1は本発明のヒューズ素子構造の平面図である。FIG. 1 is a plan view of the fuse element structure of the present invention. 図2は図1のB−B’線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line B-B ′ of FIG. 1. 図3は図1のC−C’線に沿う断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line C-C ′ of FIG. 1. 図4は、ヒューズ素子構造を構成するヒューズ配線を切断するために照射されるレーザー光線のスポット位置の一例を説明するための平面図である。FIG. 4 is a plan view for explaining an example of the spot position of the laser beam irradiated to cut the fuse wiring constituting the fuse element structure. 図5は、ヒューズ配線を切断した後の状態を説明するための図であって、図4のD−D’線(図1のB−B’線に対応する)に沿う断面図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a state after the fuse wiring is cut, and is a cross-sectional view taken along the line D-D ′ in FIG. 4 (corresponding to the line B-B ′ in FIG. 1). 図6は、ヒューズ配線を切断した後の状態を説明するための図であって、図4のE−E’線(図1のC−C’線に対応する)に沿う断面図である。6 is a diagram for explaining a state after the fuse wiring is cut, and is a cross-sectional view taken along the line E-E ′ of FIG. 4 (corresponding to the C-C ′ line of FIG. 1). 図7は本発明のヒューズ素子構造の平面図である。FIG. 7 is a plan view of the fuse element structure of the present invention. 図8は図7のF−F’線に沿う断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line F-F ′ of FIG. 7. 図9は本発明の半導体装置の平面図である。FIG. 9 is a plan view of the semiconductor device of the present invention. 図10は図9のG−G’線に沿う断面図である。10 is a cross-sectional view taken along the line G-G ′ of FIG. 9. 図11は、図9に示すヒューズ素子構造の切断用ヒューズ配線を切断した後の状態を説明するための図であって、図9のG−G’線に沿う断面図である。11 is a view for explaining a state after the cutting fuse wiring of the fuse element structure shown in FIG. 9 is cut, and is a cross-sectional view taken along the line G-G ′ of FIG. 9. 図12は、ダマシン法を用いて形成した銅配線の断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of a copper wiring formed using the damascene method. 図13は、従来のヒューズ用配線の一例を示した平面図である。FIG. 13 is a plan view showing an example of a conventional fuse wiring. 図14は、ヒューズ用配線の一部上に保護層が設けられたヒューズ用配線を有するヒューズ素子構造の一例を示した図面であって、図14(a)は平面図であり、図14(b)は図14(a)のA−A’部における断面図である。FIG. 14 is a drawing showing an example of a fuse element structure having a fuse wiring in which a protective layer is provided on a part of the fuse wiring. FIG. 14 (a) is a plan view, and FIG. FIG. 14B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 図15は、図14に示すヒューズ素子構造における中央のヒューズ用配線を切断した後の図14(a)のA−A’部における断面図である。15 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 14A after cutting the central fuse wiring in the fuse element structure shown in FIG. 14.

符号の説明Explanation of symbols

1a、1b、1c、1d、21、22、23、24、31、32、33、34…ヒューズ配線、2…レーザー反射領域、3…切断配線領域、3a…半導体装置、10、20、30…ヒューズ素子構造、51…第1オーバーラップ領域、52…第2オーバーラップ領域、53、54、55…オーバーラップ領域、101、124、125、216、253、273…層間絶縁膜、102…配線溝、103、206a、207a、208a、243a、263a…バリアメタル、104、205、206、207、208…銅配線、105、106、107…アルミ配線、108、259、279…スポット、120、121、122…ヒューズ用配線、120a、121a、122a…保護層、130、231、280…空洞、131、232…クラック、201、202、203、204、241d、242d、243d、244d、261d、262d、263d、264d…切断用ヒューズ配線、209、250、251、270…コンタクトプラグ、217、254、274…上層間絶縁膜、215、252、272…下層間絶縁膜、218、255、275…表面保護膜、220、240、260…薄膜領域、220a、240a、260a…厚膜領域、241b、242b、243b、244b、261b、262b、263b、264b…第1銅配線、241c、242c、243c、244c、261c、262c、263c、264c…第2銅配線、279…半導体基板、278…分離領域、261e、262e、263e、264e…拡散層、271…第1接続プラグ、282…第2接続プラグ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b, 1c, 1d, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34 ... fuse wiring, 2 ... laser reflection area | region, 3 ... cutting wiring area | region, 3a ... semiconductor device 10, 20, 30 ... Fuse element structure, 51 ... first overlap region, 52 ... second overlap region, 53, 54, 55 ... overlap region, 101, 124, 125, 216, 253, 273 ... interlayer insulating film, 102 ... wiring trench , 103, 206a, 207a, 208a, 243a, 263a ... barrier metal, 104, 205, 206, 207, 208 ... copper wiring, 105, 106, 107 ... aluminum wiring, 108, 259, 279 ... spot, 120, 121, 122: fuse wiring, 120a, 121a, 122a ... protective layer, 130, 231, 280 ... cavity, 131, 232 Crack, 201, 202, 203, 204, 241d, 242d, 243d, 244d, 261d, 262d, 263d, 264d ... cutting fuse wiring, 209, 250, 251, 270 ... contact plug, 217, 254, 274 ... upper interlayer Insulating film, 215, 252, 272 ... Lower interlayer insulating film, 218, 255, 275 ... Surface protective film, 220, 240, 260 ... Thin film region, 220a, 240a, 260a ... Thick film region, 241b, 242b, 243b, 244b , 261b, 262b, 263b, 264b ... first copper wiring, 241c, 242c, 243c, 244c, 261c, 262c, 263c, 264c ... second copper wiring, 279 ... semiconductor substrate, 278 ... isolation region, 261e, 262e, 263e 264e ... diffusion layer, 271 ... first connection Rug, 282 ... the second connection plug.

Claims (7)

少なくとも3列のヒューズ配線を有するヒューズ素子構造であって、
各ヒューズ配線が、赤外波長領域のレーザー光線を照射することにより切断される切断用ヒューズ配線と、
前記切断用ヒューズ配線の上層に層間絶縁膜を介して配置された銅配線とを備え、
前記切断用ヒューズ配線と前記銅配線とが平面視で重なり合うオーバーラップ領域において、前記層間絶縁膜を貫通するコンタクトプラグを介して前記切断用ヒューズ配線と銅配線とが接続され、
前記切断用ヒューズ配線と平面視で重なり合わない前記銅配線上に位置するレーザー反射領域と、前記銅配線と平面視で重なり合わない前記切断用ヒューズ配線上に位置する切断配線領域とを有し、
前記少なくとも3列のヒューズ配線のうち両側に他のヒューズ配線が配置されている中央ヒューズ配線では、前記切断配線領域の両側に隣り合うヒューズ配線の前記レーザー反射領域が配置されていることを特徴とするヒューズ素子構造。
A fuse element structure having at least three rows of fuse wirings,
Each fuse wiring is cut by irradiating a laser beam in the infrared wavelength region, and a cutting fuse wiring,
A copper wiring disposed above the cutting fuse wiring via an interlayer insulating film,
In the overlap region where the cutting fuse wiring and the copper wiring overlap in plan view, the cutting fuse wiring and the copper wiring are connected via a contact plug that penetrates the interlayer insulating film,
A laser reflecting region located on the copper wiring not overlapping with the cutting fuse wiring in plan view; and a cutting wiring region positioned on the cutting fuse wiring not overlapping with the copper wiring in plan view. ,
In the central fuse wiring in which other fuse wirings are arranged on both sides of the at least three rows of fuse wirings, the laser reflection regions of adjacent fuse wirings are arranged on both sides of the cut wiring region. Fuse element structure.
前記銅配線の側面および底面がバリアメタルで被覆されていることを特徴とする請求項1に記載のヒューズ素子構造。   2. The fuse element structure according to claim 1, wherein a side surface and a bottom surface of the copper wiring are covered with a barrier metal. 前記銅配線上に上層間絶縁膜が設けられ、
前記上層間絶縁膜は、少なくとも前記切断配線領域を含む領域と平面視で重なる部分に設けられた薄膜領域と、前記薄膜領域よりも膜厚の厚い厚膜領域とを有し、
前記厚膜領域上に、表面保護膜が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のヒューズ素子構造。
An upper interlayer insulating film is provided on the copper wiring,
The upper interlayer insulating film has a thin film region provided in a portion overlapping at least a region including the cut wiring region in plan view, and a thick film region having a thickness greater than the thin film region,
The fuse element structure according to claim 1, wherein a surface protective film is provided on the thick film region.
前記切断配線領域の両端部に、オーバーラップ領域が配置されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のヒューズ素子構造。   The fuse element structure according to any one of claims 1 to 3, wherein overlap regions are arranged at both ends of the cut wiring region. 半導体基板上に請求項1〜請求項4のいずれかに記載のヒューズ素子構造を備えたことを特徴とする半導体装置。   A semiconductor device comprising the fuse element structure according to claim 1 on a semiconductor substrate. 半導体基板上に請求項1〜請求項3のいずれかに記載のヒューズ素子構造を備えた半導体装置であって、
前記切断用ヒューズ配線の一方の端部が、前記半導体基板に設けられた拡散層と、前記拡散層上に設けられた下層間絶縁膜を貫通する第1接続プラグを介して接続され、
前記切断用ヒューズ配線の一方の端部と平面視で対向する前記銅配線の端部が、前記拡散層と、前記下層間絶縁膜および前記層間絶縁膜を貫通する第2接続プラグを介して接続されていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device comprising the fuse element structure according to any one of claims 1 to 3 on a semiconductor substrate,
One end of the cutting fuse wiring is connected to a diffusion layer provided on the semiconductor substrate via a first connection plug that penetrates a lower interlayer insulating film provided on the diffusion layer,
An end of the copper wiring facing one end of the cutting fuse wiring in a plan view is connected to the diffusion layer through a second connection plug that penetrates the lower interlayer insulating film and the interlayer insulating film A semiconductor device which is characterized by being made.
前記第1接続プラグの前記切断用ヒューズ配線との接続部分が、赤外波長領域のレーザー光線を照射することにより切断されるものであることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。   7. The semiconductor device according to claim 6, wherein a connection portion of the first connection plug with the cutting fuse wiring is cut by irradiating a laser beam in an infrared wavelength region.
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