JP6595873B2 - Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、電気特性を調整するレーザートリミング用ヒューズ素子を用いた半導体集積回路装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device using a laser trimming fuse element for adjusting electrical characteristics and a method for manufacturing the same.

半導体集積回路の分圧回路に用いられる抵抗素子には、単結晶シリコン半導体基板に半導体基板と逆導電型の不純物を注入した拡散抵抗や、不純物を注入した多結晶シリコンからなる抵抗などが用いられる。分圧回路の設計においてこのような抵抗体を複数使用する場合、その長さ・幅・抵抗率は全て同一に設定する。そうする事で形状を決定するエッチング加工プロセス時の形状ばらつきや、不純物注入ばらつきをそれぞれの抵抗素子が等しく受ける事になり、抵抗素子の絶対値はばらついたとしても、抵抗素子同士の抵抗比率を一定に保つ事が出来るためである。   As a resistance element used in a voltage dividing circuit of a semiconductor integrated circuit, a diffusion resistor in which an impurity having a conductivity type opposite to that of a semiconductor substrate is implanted into a single crystal silicon semiconductor substrate, a resistor made of polycrystalline silicon in which an impurity is implanted, or the like is used. . When a plurality of such resistors are used in the voltage divider circuit design, the length, width and resistivity are all set to be the same. By doing so, each resistance element is equally affected by variations in the shape of the etching process that determines the shape and variations in impurity implantation. Even if the absolute values of the resistance elements vary, the resistance ratio between the resistance elements This is because it can be kept constant.

この一定形状・一定抵抗率に基づく一定の抵抗値をもつ抵抗素子を分圧回路内で使用する場合、図2の201から204の抵抗群のように、単位抵抗素子200を直列接続や並列接続することで様々な抵抗値を実現している。この単位抵抗素子200は先に述べたように、同一形状・同一抵抗率の抵抗素子なので、この抵抗比率の高い単位抵抗素子からなる抵抗群の抵抗比も高精度に保つことができる。   When a resistance element having a constant resistance value based on this constant shape / resistivity is used in a voltage dividing circuit, unit resistance elements 200 are connected in series or in parallel as in the resistance groups 201 to 204 in FIG. By doing so, various resistance values are realized. Since the unit resistance element 200 is a resistance element having the same shape and the same resistivity as described above, the resistance ratio of the resistance group composed of unit resistance elements having a high resistance ratio can be maintained with high accuracy.

また201から204の抵抗群に対しては並列に、例えば多結晶シリコンからなるヒューズ301から304を設置し、外部からレーザー照射によって切断できるようにしている。そしてこのレーザー照射によるヒューズのカット・未カットに応じ、109端子Aから110端子Bの間の抵抗値を必要に応じ変えることができるようにしている。そして110端子Bから111端子Cの間に形成している固定抵抗との分圧比を110端子Bから出力している。   Further, fuses 301 to 304 made of, for example, polycrystalline silicon are installed in parallel with the resistance groups 201 to 204 so that they can be cut by laser irradiation from the outside. The resistance value between the 109 terminal A and the 110 terminal B can be changed as necessary according to whether the fuse is cut or not cut by the laser irradiation. The voltage dividing ratio with the fixed resistor formed between the 110 terminal B and the 111 terminal C is output from the 110 terminal B.

従来のレーザートリミングに使用されるヒューズ301から304の構造を、図3を基に説明する。
図3(1)は、図2のヒューズ301から304を横に並べて平面的に示したものである。個々のヒューズ素子は、中央の線幅を両端部よりも細くしたレーザーカット用の領域と、両端部でコンタクトホール7を介し、金属配線8によって内部回路に接続している配線接続のための領域を有している。またレーザートリミングによりヒューズ素子をカットする領域は、レーザーヒューズカット用開口部10を設けている。
The structure of fuses 301 to 304 used for conventional laser trimming will be described with reference to FIG.
FIG. 3 (1) shows the fuses 301 to 304 of FIG. Each fuse element includes a laser cutting region with a central line width narrower than both ends, and a region for wiring connection that is connected to an internal circuit by metal wiring 8 via contact holes 7 at both ends. have. A region for cutting the fuse element by laser trimming is provided with a laser fuse cutting opening 10.

図3(2)は図3(1)のA−A部の断面を表したものである。半導体基板1上に形成した素子分離用のLOCOS絶縁膜13上に、MOSトランジスタのゲート電極と同一の層を用いた2000Åから4000Åの厚さの多結晶シリコン5でレーザーカット用のヒューズ素子を形成している。このときこの断面図で示すように、レーザーヒューズカット用開口部10においては、ヒューズ直上の絶縁膜をドライエッチング処理することで膜厚を低減し、ヒューズ溶融のためにレーザーのエネルギーを効率よく伝える構造としている。このヒューズ上の絶縁膜の、ドライエッチング後の残膜厚は、レーザー加工に適した所望の膜厚としている。   FIG. 3 (2) shows a cross section of the AA portion of FIG. 3 (1). On the LOCOS insulating film 13 for element isolation formed on the semiconductor substrate 1, a fuse element for laser cutting is formed with polycrystalline silicon 5 having a thickness of 2000 to 4000 mm using the same layer as the gate electrode of the MOS transistor. is doing. At this time, as shown in this cross-sectional view, in the laser fuse cut opening 10, the insulating film immediately above the fuse is dry-etched to reduce the film thickness and efficiently transmit the laser energy for melting the fuse. It has a structure. The remaining film thickness of the insulating film on the fuse after dry etching is set to a desired film thickness suitable for laser processing.

ここで使用しているヒューズ材料は、MOSトランジスタのゲート電極を兼ねる多結晶シリコン5なので、金属配線層8が1層しかない半導体製造プロセスの場合、このヒューズ素子上には、BPSG(Boron Phospho Silicate Glass)などからなる1層目の金属配線下の平坦化絶縁膜とシリコン窒化膜からなる最終保護膜しか形成されていない。しかもこのシリコン窒化膜は半導体集積回路の外部への端子取り出しのためのパッド開口部処理時に同時にエッチング除去していたのでヒューズ上には1μm程度の厚さのBPSG膜しか存在していない。   Since the fuse material used here is polycrystalline silicon 5 which also serves as the gate electrode of the MOS transistor, in the case of a semiconductor manufacturing process having only one metal wiring layer 8, a BPSG (Boron Phospho Silicate) is formed on the fuse element. Only a planarization insulating film and a final protective film made of a silicon nitride film under the first metal wiring made of glass or the like are formed. Moreover, since this silicon nitride film was removed by etching at the same time when the pad opening portion for taking out terminals to the outside of the semiconductor integrated circuit was removed, only a BPSG film having a thickness of about 1 μm exists on the fuse.

しかし2層以上の金属配線を有する半導体製造プロセスとなると、図3(2)で示すようにBPSG膜16上に、さらに金属配線層間を絶縁するための、主にシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜22が積層されることになる。これが1層あたりおよそ1μm程度の膜厚とするとヒューズ上の絶縁膜の厚さは、配線積層層数が多いほどそれまでの金属配線1層プロセスの時に比べて増加し、数μmのシリコン酸化膜の厚さに容易に達することになる。さらに最終保護膜が、最上層のシリコン窒化膜に加え、下層配線金属との応力緩和層となるシリコン酸化膜を採用した2層膜となると、さらにヒューズ上のシリコン酸化膜厚が増加してしまう。   However, in the semiconductor manufacturing process having two or more layers of metal wiring, as shown in FIG. 3B, an interlayer insulating film mainly made of a silicon oxide film is further formed on the BPSG film 16 to insulate the metal wiring layer. 22 will be laminated. Assuming that this is a film thickness of about 1 μm per layer, the thickness of the insulating film on the fuse increases as the number of wiring laminated layers increases compared to the conventional metal wiring single layer process, and a silicon oxide film of several μm. Will easily reach the thickness of. Furthermore, if the final protective film is a two-layer film that employs a silicon oxide film as a stress relaxation layer with the lower wiring metal in addition to the uppermost silicon nitride film, the silicon oxide film thickness on the fuse further increases. .

このようにヒューズ上のシリコン酸化膜厚が厚くなると、ヒューズカット時のレーザーエネルギーが効率よくヒューズ切断のために消費されず、切断不良を起こす危険がある。そこで、図3(2)の断面図で示すように、最上層のシリコン窒化膜に加え、その下のシリコン酸化膜もドライエッチング技術で膜厚を低減し、レーザーカットにおける切断不良を回避するのが一般的である。   Thus, when the silicon oxide film thickness on the fuse is increased, the laser energy at the time of fuse cutting is not efficiently consumed for cutting the fuse, and there is a risk of causing defective cutting. Therefore, as shown in the cross-sectional view of FIG. 3 (2), in addition to the uppermost silicon nitride film, the silicon oxide film below it is also reduced in thickness by dry etching technology to avoid cutting defects in laser cutting. Is common.

このような多結晶シリコンからなるヒューズの形成方法及びヒューズ上の絶縁膜加工方法については、例えば特許文献1に開示されている。
しかし、従来半導体集積回路に使用されるレーザーカット用ヒューズの加工には以下のような困難があった。
Such a method for forming a fuse made of polycrystalline silicon and a method for processing an insulating film on the fuse are disclosed in, for example, Patent Document 1.
However, processing of laser cutting fuses used in conventional semiconductor integrated circuits has the following difficulties.

まず、MOSトランジスタのゲート電極と兼用する多結晶シリコンを利用したヒューズ素子においては、半導体製造プロセスの微細化と、それに伴う配線積層数増加の進展により、半導体集積回路表面から多結晶シリコンヒューズ素子までに存在する絶縁体膜厚が厚くなり、半導体集積回路の特性調整のためのヒューズカットのような、外部からのレーザー照射によるヒューズ切断が困難であった。   First, in fuse elements using polycrystalline silicon that also serves as the gate electrode of a MOS transistor, from the surface of the semiconductor integrated circuit to the polycrystalline silicon fuse element due to the miniaturization of the semiconductor manufacturing process and the accompanying increase in the number of wiring stacks. As a result, the thickness of the insulator existing in the semiconductor has increased, and it has been difficult to cut a fuse by laser irradiation from the outside, such as a fuse cut for adjusting the characteristics of a semiconductor integrated circuit.

また、この多結晶シリコンからなるヒューズ素子へのレーザーの到達を容易にするために、多結晶シリコンヒューズ素子上の絶縁膜をフォトマスク工程及びドライエッチング工程を追加することで、所定量の絶縁膜をエッチング除去し残膜厚を所定の厚さに調整する方法については、ドライエッチングのウェハー面内ばらつきやウェハー間ばらつき、さらには積層するそれぞれの層間絶縁膜自体の膜厚ばらつきのために、絶縁膜の残膜厚のばらつきが従来よりも大きくなった。一般に、レーザーによるヒューズカットにおいては、ヒューズ素子上の絶縁膜厚が厚すぎるとエネルギーが効率よく伝わらずにヒューズ切れ残りが発生し、薄すぎるとレーザーのヒューズ素子下への透過により下地基板へダメージを与えたり、ヒューズそのものも熱の発散のために溶融したまま昇華しないで再付着したりといったヒューズ加工性の悪化というトレードオフが存在するため、絶縁膜厚に最適膜厚範囲が存在する。しかし上述のようなヒューズ上の絶縁膜厚ばらつきは、その最適膜厚範囲を越える場合があり、レーザー加工性を安定させる事が困難であった。   In addition, in order to make it easy for the laser to reach the fuse element made of polycrystalline silicon, a predetermined amount of insulating film is added to the insulating film on the polycrystalline silicon fuse element by adding a photomask process and a dry etching process. As a method of adjusting the residual film thickness to a predetermined thickness by etching, the insulation is caused by dry etching in-wafer variations, wafer-to-wafer variations, and film thickness variations in each interlayer insulating film to be laminated. The variation in the remaining film thickness of the film was larger than before. In general, in laser fuse cutting, if the insulating film thickness on the fuse element is too thick, the energy is not transmitted efficiently and the fuse is left uncut, and if it is too thin, the laser penetrates under the fuse element and damages the underlying substrate. There is a trade-off of deterioration of fuse workability, such as giving a heat treatment, and the fuse itself is not melted and reattached due to heat dissipation, so there is an optimum film thickness range for the insulation film thickness. However, the insulating film thickness variation on the fuse as described above may exceed the optimum film thickness range, and it is difficult to stabilize the laser processability.

さらに、層間絶縁膜の積層膜数が多いほどそれに応じて増える層間絶縁膜同士の界面において、照射レーザーの反射が発生し、かつその反射度合いが界面の状態により変動するので、これがヒューズ素子に到達するレーザーエネルギーと、それによる加工の不安定さを助長していた。   Furthermore, as the number of interlayer insulation films increases, the reflection of the irradiation laser occurs at the interface between the interlayer insulation films, and the degree of reflection varies depending on the state of the interface. This reaches the fuse element. This contributed to the instability of laser energy and the resulting processing.

また、このヒューズ上の絶縁膜を除去するときのエッチングマスクについても、被エッチング膜とエッチングマスクとのエッチング選択性の確保が難しく、エッチング量が多い場合にエッチングマスクが消失し下地にエッチングダメージを発生させる場合があった。この問題は特許文献1で提案されているエッチング時のストッパー膜を採用した場合も同様に存在する。   As for the etching mask for removing the insulating film on the fuse, it is difficult to ensure etching selectivity between the film to be etched and the etching mask. When the etching amount is large, the etching mask disappears and etching damage is caused to the base. There was a case of generating. This problem also exists when the etching stopper film proposed in Patent Document 1 is employed.

加えて、この多結晶シリコン層は一般に500℃から700℃の高温で行うLPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)法を採用して形成しているので、この多結晶シリコン層からなるヒューズ素子を、融点の低い金属配線や有機膜を使用する層間絶縁膜形成後に形成し、ヒューズ素子上の堆積絶縁膜厚を低減する方法も採用できなかった。   In addition, since this polycrystalline silicon layer is generally formed by adopting an LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) method that is performed at a high temperature of 500 ° C. to 700 ° C., a fuse element composed of this polycrystalline silicon layer has a melting point. A method of reducing the deposited insulating film thickness on the fuse element formed after forming the interlayer insulating film using a low-level metal wiring or organic film could not be adopted.

特開平10−189737号公報JP-A-10-189737

そこで本発明においては、シリコン系の膜をヒューズ材料として用い、形成工程を従来よりも最終保護膜に近い層に設定することで、ヒューズ上の絶縁膜の厚さを低減し、高いドライエッチング安定制御を必要としないでレーザーによるヒューズカットを安定化できる、レーザートリミング用ヒューズ素子を用いた半導体集積回路装置およびその製造方法を提供することを課題とする。   Therefore, in the present invention, a silicon-based film is used as a fuse material, and the formation process is set to a layer closer to the final protective film than before, so that the thickness of the insulating film on the fuse is reduced and high dry etching stability is achieved. It is an object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit device using a laser trimming fuse element and a method of manufacturing the same, which can stabilize fuse cutting by a laser without requiring control.

本発明は上記課題を解決するために、以下のようにした。
まず、半導体基板と、前記半導体基板上に形成した絶縁膜と、前記絶縁膜上に離間して配置された2つの金属からなる導電体と、前記導電体上に積層する第1の高融点金属膜と、前記第1の高融点金属膜上及び前記導電体の側面を覆い、前記2つの導電体の離間した前記絶縁膜上の領域に設けられたアモルファスシリコン層からなるヒューズ素子と、を含む半導体集積回路装置とした。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has been made as follows.
First, a semiconductor substrate, an insulating film formed on the semiconductor substrate, a conductor made of two metals spaced apart on the insulating film, and a first refractory metal laminated on the conductor And a fuse element made of an amorphous silicon layer that covers the first refractory metal film and the side surface of the conductor and is provided in a region on the insulating film that is separated from the two conductors. A semiconductor integrated circuit device was obtained.

さらに、前記アモルファスシリコン層の下に、平面視的に前記アモルファスシリコン層と同一形状の第2の高融点金属膜を設けたことを特徴とする半導体集積回路装置とした。
さらに、前記半導体集積回路装置は、少なくとも2層以上の金属配線層から構成され、前記導電体は前記金属配線層のうちの最上層からなり、前記最上層の金属配線層上には保護膜が設けられていること特徴とする半導体集積回路装置とした。
さらに、前記保護膜は、シリコン酸化膜と、その上に形成されたシリコン窒化膜とからなり、前記ヒューズ素子上には前記シリコン窒化膜を除去した開口部が設けられていることを特徴とする半導体集積回路装置とした。
Further, the semiconductor integrated circuit device is characterized in that a second refractory metal film having the same shape as the amorphous silicon layer in plan view is provided under the amorphous silicon layer.
Further, the semiconductor integrated circuit device is composed of at least two metal wiring layers, the conductor is composed of the uppermost layer of the metal wiring layers, and a protective film is provided on the uppermost metal wiring layer. The semiconductor integrated circuit device is characterized by being provided.
Further, the protective film is composed of a silicon oxide film and a silicon nitride film formed thereon, and an opening from which the silicon nitride film is removed is provided on the fuse element. A semiconductor integrated circuit device was obtained.

また、本発明は上記課題を解決するために、以下のような手段をとる。
すなわち、ヒューズ素子を含む半導体集積回路装置の製造方法であって、
半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の上に第1の金属膜および第1の高融点金属膜をこの順で積層する工程と、
前記第1の金属膜および前記第1の高融点金属膜をエッチングして、ヒューズ素子領域に離間した、前記第1の金属膜の上に前記第1の高融点金属膜が配置された2つの導電体を形成し、ボンディングパッド領域にボンディングパッドを形成する工程と、
前記2つの導電体と前記ボンディングパッドと前記絶縁膜の上にアモルファスシリコン層を堆積する工程と、
前記ヒューズ素子領域において前記第1の高融点金属膜の上及び前記2つの導電体の側面を覆い、前記2つの導電体の離間した前記絶縁膜上の領域に設けられた前記アモルファスシリコン層からなるヒューズ素子を形成する工程と、
前記ボンディングパッド領域において前記アモルファスシリコン層および前記第1の高融点金属膜を除去する工程と、
前記ヒューズ素子を含む前記半導体基板上に、下層のシリコン酸化膜と上層のシリコン窒化膜とからなる保護膜を堆積する工程と、
前記ボンディングパッド上の前記保護膜を除去する保護膜形成工程と、
からなることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法とした。
In order to solve the above problems, the present invention takes the following means.
That is, a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device including a fuse element,
Forming an insulating film on the semiconductor substrate;
Laminating a first metal film and a first refractory metal film in this order on the insulating film;
The first metal film and the first refractory metal film are etched, and the first refractory metal film is disposed on the first metal film spaced apart from the fuse element region. Forming a conductor and forming a bonding pad in the bonding pad region; and
Depositing an amorphous silicon layer on the two conductors, the bonding pad and the insulating film;
The fuse element region includes the amorphous silicon layer that covers the first refractory metal film and the side surfaces of the two conductors, and is provided in a region on the insulating film apart from the two conductors. Forming a fuse element; and
Removing the amorphous silicon layer and the first refractory metal film in the bonding pad region;
Depositing a protective film comprising a lower silicon oxide film and an upper silicon nitride film on the semiconductor substrate including the fuse element;
A protective film forming step of removing the protective film on the bonding pad;
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device comprising:

さらに、 前記保護膜形成工程において、前記ヒューズ素子上の前記シリコン窒化膜を除去することを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置の製造方法とした。
さらに、前記アモルファスシリコン層を堆積する工程の前に、第2の高融点金属膜を堆積する工程をさらに有し、
前記ヒューズ素子を形成する工程において、前記ヒューズ素子領域において前記第1の高融点金属膜上及び前記2つの導電体の側面を覆い、前記2つの導電体の離間した前記絶縁膜上の領域に設けられた前記アモルファスシリコン層および前記第2の高融点金属膜からなるヒューズ素子を形成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体集積回路装置の製造方法とした。
The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the silicon nitride film on the fuse element is removed in the protective film forming step.
Furthermore, before the step of depositing the amorphous silicon layer, further comprising the step of depositing a second refractory metal film,
In the step of forming the fuse element, the fuse element region is provided in a region on the insulating film that covers the first refractory metal film and the side surfaces of the two conductors and is spaced from the two conductors. 3. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a fuse element made of the amorphous silicon layer and the second refractory metal film is formed.

本発明によれば、シリコン系の膜でヒューズ素子を形成し、形成工程を従来よりも最終保護膜に近い層に設定してヒューズ素子上の絶縁膜の厚さを低減することで、レーザーによる安定したヒューズカットを実現し、高歩留まりで長期信頼性に優れた半導体集積回路装置およびその製造方法を提供できる。   According to the present invention, the fuse element is formed of a silicon-based film, and the formation process is set to a layer closer to the final protective film than in the past to reduce the thickness of the insulating film on the fuse element, thereby It is possible to provide a semiconductor integrated circuit device that realizes stable fuse cutting, high yield, and long-term reliability, and a method for manufacturing the same.

本発明の第1の実施例を実現する模式平面図及び模式断面図である。It is the model top view and model cross-section which implement | achieve the 1st Example of this invention. 抵抗素子を組み合わせた分圧回路の一例である。It is an example of the voltage dividing circuit which combined the resistive element. 従来のヒューズ素子構造を示す模式平面図及び模式断面図である。It is the model top view and model sectional drawing which show the conventional fuse element structure. 本発明の第2の実施例を実現する模式平面図及び模式断面図である。It is the model top view and model sectional drawing which implement | achieve the 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例を実現する模式断面図である。It is a schematic cross section which implement | achieves the 3rd Example of this invention. 本発明の第4の実施例を実現する模式断面図である。It is a schematic cross section which implement | achieves the 4th Example of this invention. 本発明の第7の実施例を実現する模式断面図である。It is a schematic cross section which implement | achieves the 7th Example of this invention. 本発明の第8の実施例を実現する模式断面図である。It is a schematic cross section which implement | achieves the 8th Example of this invention. 本発明の第7の実施例を実現する工程フローの断面図である。It is sectional drawing of the process flow which implement | achieves the 7th Example of this invention. 図9に続く、本発明の第7の実施例を実現する工程フロー断面図である。FIG. 10 is a process flow sectional view for realizing the seventh embodiment of the present invention, following FIG. 9. 本発明の第8の実施例を実現する工程フローの断面図である。It is sectional drawing of the process flow which implement | achieves the 8th Example of this invention. 図11に続く、本発明の第8の実施例を実現する工程フロー断面図である。FIG. 12 is a process flow sectional view for realizing the eighth embodiment of the present invention, following FIG. 11. 本発明の第5の実施例を実現する模式断面図である。It is a schematic cross section which implement | achieves the 5th Example of this invention. 本発明の第6の実施例を実現する模式断面図である。It is a schematic cross section which implement | achieves the 6th Example of this invention. 本発明の第5の実施例を実現する工程フローの断面図である。It is sectional drawing of the process flow which implement | achieves the 5th Example of this invention. 図15に続く、本発明の第5の実施例を実現する工程フロー断面図である。FIG. 16 is a process flow cross-sectional view of the fifth embodiment of the present invention, following FIG. 15. 本発明の第6の実施例を実現する工程フローの断面図である。It is sectional drawing of the process flow which implement | achieves the 6th Example of this invention. 図17に続く、本発明の第6の実施例を実現する工程フロー断面図である。FIG. 18 is a process flow sectional view for realizing the sixth embodiment of the present invention, following FIG. 17.

本発明は、レーザートリミングのためのヒューズ回路を有する半導体集積回路装置であって、ヒューズ素子上の絶縁膜厚の安定と、レーザーカットの容易なヒューズ素子材料の採用とを両立させた、レーザーカット加工性に関する従来の困難を解決することが可能なヒューズ構造を有する半導体集積回路装置およびその製造方法を提案するものである。
以下に、図面を用いてそれぞれの実施例について説明する。
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device having a fuse circuit for laser trimming, which achieves both stable insulation film thickness on the fuse element and adoption of a fuse element material that is easy to cut by laser. The present invention proposes a semiconductor integrated circuit device having a fuse structure capable of solving the conventional difficulties relating to processability and a method for manufacturing the same.
Each example will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の第1の実施例を表す模式平面図及び模式断面図であり、3層金属配線プロセスを用いた例を示している。まず図1(1)においてはヒューズ素子に関し、従来のLPCVD法による多結晶シリコン層に替えて、スパッタリング法によるアモルファスシリコン層17を採用している。そのヒューズ素子の図上での上下両端に、内部回路へつながる2層目の金属配線11へ接続するための、2つの導電体を形成している3層目の金属配線14及び3層目の金属配線14と2層目の金属配線11の間をつなぐビアホール15を備えている。このアモルファスシリコン層17は、2つの導電体を形成している3層目の金属配線14とビアホール15を平面的に充分オーバーラップするようにレイアウトしている。ここで図示はしないが、第1、第2及び第3層目の金属配線は、一般的な微細加工用の半導体製造プロセスを使用するものであり、例えば金属配線に使用する導電体の金属は、SiやCuなどの添加物を含んだAlやCuなどを用い、その導電体の底面には例えば、TiやTiNなどの高融点金属からなるバリアメタルを配し、またその導電体の上面には、TiNなどの反射防止膜を積層している。図1(2)において、本発明に関係の深い3層目の金属配線14の反射防止膜23を図示している。高融点金属はTiあるいはTiNに限られるものではなく、他のTi化合物でも良い。   FIG. 1 is a schematic plan view and a schematic sectional view showing a first embodiment of the present invention, and shows an example using a three-layer metal wiring process. First, in FIG. 1A, regarding the fuse element, an amorphous silicon layer 17 formed by sputtering is used instead of the conventional polycrystalline silicon layer formed by LPCVD. A third-layer metal wiring 14 and a third-layer metal wiring 14 forming two conductors for connecting to the second-layer metal wiring 11 connected to the internal circuit are provided at both upper and lower ends of the fuse element in the drawing. A via hole 15 is provided to connect between the metal wiring 14 and the second-layer metal wiring 11. The amorphous silicon layer 17 is laid out so that the third-layer metal wiring 14 forming the two conductors and the via hole 15 sufficiently overlap in a plane. Although not shown here, the metal wiring of the first, second and third layers uses a general semiconductor manufacturing process for fine processing. For example, the metal of the conductor used for the metal wiring is Al or Cu containing an additive such as Si or Cu is used, and a barrier metal made of a refractory metal such as Ti or TiN is arranged on the bottom surface of the conductor, and the top surface of the conductor is arranged. Is laminated with an antireflection film such as TiN. In FIG. 1 (2), the antireflection film 23 of the third-layer metal wiring 14 deeply related to the present invention is shown. The refractory metal is not limited to Ti or TiN, and may be other Ti compounds.

図1(2)は図1(1)のヒューズ素子301の切断線A−Aにおける断面図である。本実施例においては、ヒューズ素子301は2層目の金属配線を覆っている層間絶縁膜22の上に設けられている。アモルファスシリコン層17の上には、2層の保護膜であるシリコン酸化膜24とシリコン窒化膜25を積層している。この例ではアモルファスシリコン層の形成は最終層の配線金属形成のタイミングで行っているが、特に最終配線層の形成時に限定するものではなく、最終配線層より下層の金属配線形成のタイミングあっても構わない。   FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of the fuse element 301 in FIG. In this embodiment, the fuse element 301 is provided on the interlayer insulating film 22 covering the second-layer metal wiring. On the amorphous silicon layer 17, a silicon oxide film 24 and a silicon nitride film 25, which are two protective films, are stacked. In this example, the formation of the amorphous silicon layer is performed at the timing of forming the metal wiring of the final layer, but it is not particularly limited at the time of forming the final wiring layer. I do not care.

また、図1(2)における本発明の構造では、ヒューズ素子を構成するアモルファスシリコン層17の両端を、3層目の金属配線14からなる2つの導電体の側面部及び上面部に接するように形成し、ヒューズ素子と配線の接触面積を大きく取り、安定的な接触抵抗を得る構造としている。   Further, in the structure of the present invention in FIG. 1B, both ends of the amorphous silicon layer 17 constituting the fuse element are in contact with the side surface portion and the upper surface portion of the two conductors made of the third-layer metal wiring 14. In this structure, the contact area between the fuse element and the wiring is increased to obtain a stable contact resistance.

さらにその3層目の金属配線パターンの直下に2層目の金属配線11との接続を得るためのビアホール15を形成しており、そこからビアホール内のタングステンのような埋め込み金属などを通して2層目の金属配線11へ電気的に接続し、そこから内部回路へ配線している。   Further, a via hole 15 for obtaining a connection with the second layer metal wiring 11 is formed immediately below the third layer metal wiring pattern, and the second layer is then passed through a buried metal such as tungsten in the via hole. The metal wiring 11 is electrically connected to the internal circuit from there.

本発明では、配線層形成工程の前に行う従来例の多結晶シリコン層の作製と異なり、第1層目の配線層以降の層の金属配線形成プロセスでヒューズ素子を作製するために、500℃以上の高温処理を免れないLPCVD法に替わり、シリコンターゲット材を用いたスパッタリング法を採用している。その形成温度は200℃以下とすることにより、既に形成を終えている配線各層や層間絶縁膜にダメージを与えることはなく、多層の金属配線層プロセスのどの配線形成タイミングにおいても使用することができる、という製造工程自由度における利点がある。   In the present invention, unlike the conventional polycrystalline silicon layer manufacturing process before the wiring layer forming step, 500 ° C. is used to manufacture the fuse element in the metal wiring forming process of the first and subsequent wiring layers. Instead of the LPCVD method that cannot avoid the above high temperature treatment, a sputtering method using a silicon target material is employed. By forming the formation temperature at 200 ° C. or lower, the wiring layers and the interlayer insulating film that have already been formed are not damaged and can be used at any wiring formation timing in the multilayer metal wiring layer process. There is an advantage in the degree of freedom in the manufacturing process.

また、スパッタリング法はCVD法と異なり薄い膜の堆積に有利であり、1000Å以下の薄膜堆積は容易である。他方、500℃以下の低温処理で行うことができ、量産に適した製造方法としてプラズマCVD法などが挙げられるが、1000Å以下の膜の形成は安定性に懸念がある。スパッタリング法を使用しヒューズ膜を、より薄膜化することは、レーザーによる溶断エネルギーを低減することで、周囲の素子や下地へのダメージを抑制でき、平面方向や垂直方向のレーザーダメージの備えるための寸法マージンを縮減させることで、半導体集積回路の縮小に伴う低コスト化に寄与できる。   Also, unlike the CVD method, the sputtering method is advantageous for depositing a thin film, and a thin film deposition of 1000 mm or less is easy. On the other hand, it can be performed at a low temperature treatment of 500 ° C. or lower, and a plasma CVD method or the like can be given as a manufacturing method suitable for mass production, but formation of a film of 1000 mm or less is concerned with stability. Making the fuse film thinner by using the sputtering method can reduce damage to surrounding elements and the substrate by reducing the fusing energy by the laser, and to prepare for laser damage in the plane direction and vertical direction. By reducing the size margin, it is possible to contribute to cost reduction accompanying the reduction of the semiconductor integrated circuit.

但し、一般にアモルファスシリコン層の厚さを150Å未満とすると、後の最終保護膜成膜のプラズマCVD工程など、400℃程度の熱処理時にアモルファスシリコン層が下地のAlに拡散し、ヒューズ接続部のAlとアモルファスシリコン層との間の接触抵抗の高抵抗化が顕著となる。ここで、図1においては3層目の配線14上にTiNなどの高融点金属からなる反射防止膜23を残す構成としているので、Al配線の上面でのアモルファスシリコン層の拡散は問題とはならない。一方、Al配線の側面については、Al配線とアモルファスシリコン層が直接接触しているものの、Al配線上面と異なりドライエッチング加工時の副生成物である酸素や炭素が付着しておりAlへの拡散は抑制されている。以上の構造により本発明で使用するアモルファスシリコン層は、10%程度の膜厚ばらつきを考えても、150Å以上の狙い厚さを設定することで、金属配線との安定的な接触抵抗を得ることが可能である。   However, in general, if the thickness of the amorphous silicon layer is less than 150 mm, the amorphous silicon layer diffuses into the underlying Al during a heat treatment at about 400 ° C., such as a plasma CVD process for forming the final protective film later, and the Al at the fuse connection portion. And the contact resistance between the amorphous silicon layer becomes remarkable. Here, in FIG. 1, since the antireflection film 23 made of a refractory metal such as TiN is left on the third-layer wiring 14, the diffusion of the amorphous silicon layer on the upper surface of the Al wiring is not a problem. . On the other hand, on the side surface of the Al wiring, although the Al wiring and the amorphous silicon layer are in direct contact, unlike the upper surface of the Al wiring, oxygen and carbon, which are by-products during dry etching processing, are attached and diffused into the Al. Is suppressed. With the above structure, the amorphous silicon layer used in the present invention can obtain a stable contact resistance with the metal wiring by setting a target thickness of 150 mm or more even if the film thickness variation of about 10% is considered. Is possible.

さらに、通常スパッタリング法においては、絶縁物のターゲット材を半導体基板上にスパッタリング形成する場合、その絶縁物の電位を制御することが難しいので、本発明のようなアモルファスシリコンをターゲット材としたスパッタリングを行う場合は、ターゲット材のシリコンにリンやホウ素などの不純物を添加し不純物濃度を高め、抵抗率を下げている。そのため例えば0.01Ω・cm以下の抵抗率のターゲット材を一般に使用しているが、これを利用しヒューズ素子のための導電体としての役割を担わせている。この場合、薄膜化することで単位面積あたりのシート抵抗が無視できなくなる場合は、ヒューズ素子の長さや幅の調整で所望のヒューズ抵抗値を実現させる。   Furthermore, in the usual sputtering method, when an insulating target material is formed by sputtering on a semiconductor substrate, it is difficult to control the potential of the insulating material. Therefore, sputtering using amorphous silicon as a target material as in the present invention is performed. When performing, impurities such as phosphorus and boron are added to silicon as a target material to increase the impurity concentration and lower the resistivity. Therefore, for example, a target material having a resistivity of 0.01 Ω · cm or less is generally used, and this is used to serve as a conductor for the fuse element. In this case, if the sheet resistance per unit area cannot be ignored by making the film thinner, a desired fuse resistance value is realized by adjusting the length and width of the fuse element.

また、ヒューズ抵抗の低減に関しては、不純物を含まない抵抗率の高いシリコン薄膜を形成した後に、不純物をイオン注入法などで注入し低抵抗率のシリコン薄膜を実現する方法も挙げられるが、その不純物の活性化のために充分な熱量の印加を行う必要があり、Al系の配線層や層間絶縁膜のダメージを回避することが出来ない。そのため、本発明のような高不純物濃度・低抵抗率のターゲットを用意しスパッタリング形成する以外の方法で、金属配線や層間絶縁膜形成後にシリコン系材料の低抵抗のヒューズ素子を作製することは困難である。   As for fuse resistance reduction, after forming a high resistivity silicon thin film that does not contain impurities, a method of injecting impurities by an ion implantation method or the like to realize a low resistivity silicon thin film can be mentioned. Therefore, it is necessary to apply a sufficient amount of heat for activation, and damage to the Al-based wiring layer and the interlayer insulating film cannot be avoided. Therefore, it is difficult to produce a low resistance fuse element made of a silicon-based material after forming a metal wiring or an interlayer insulating film by a method other than the method of preparing a sputtering with a high impurity concentration and a low resistivity as in the present invention. It is.

また、図1(2)においては従来例で設置していたレーザーカット用開口部は特に設けていない。その理由は先に述べたように、ヒューズ素子として使用するアモルファスシリコン層を最上層金属配線層と同一タイミングで形成しているため、直上に余分な配線間層間絶縁膜がなく、最終保護膜でこのヒューズをレーザーカットするのに充分な膜厚に設定できているからである。そのためシリコン酸化膜24とシリコン窒化膜25の膜形成ばらつきは依然として存在するものの、これはレーザーカット加工性に問題がなかった従来の1層金属配線プロセスの場合と同等であり、一方で開口のためのドライエッチングばらつきに起因するヒューズ上絶縁膜厚ばらつきは存在しないため、安定したレーザー加工を実現することが出来る。加えて従来存在していたレーザーカット開口パターンとレーザー照射スポットの位置ばらつきマージンや、レーザーカット開口部と金属配線との位置合わせマージンなどのレイアウト寸法マージンを縮小することができるため、ヒューズ素子部分の所要面積縮小に寄与できる。   Further, in FIG. 1 (2), the laser cut opening part which has been installed in the conventional example is not particularly provided. The reason is that, as described above, the amorphous silicon layer used as the fuse element is formed at the same timing as the uppermost metal wiring layer. This is because the film thickness of this fuse can be set sufficient for laser cutting. Therefore, although the film formation variation between the silicon oxide film 24 and the silicon nitride film 25 still exists, this is equivalent to the case of the conventional one-layer metal wiring process in which there is no problem in the laser cut processability, but on the other hand, because of the opening. Since there is no variation in the insulating film thickness on the fuse due to variations in dry etching, stable laser processing can be realized. In addition, it is possible to reduce the layout dimension margin such as the existing laser cut opening pattern and laser irradiation spot position variation margin and the alignment margin between the laser cut opening and the metal wiring. It can contribute to the required area reduction.

さらに、レーザーカット用開口部が存在すると、その部分の耐湿性に優れたシリコン窒化膜が消失するので、そこからシリコン酸化膜を通して半導体集積回路内部に水分が浸入する余地が残り、配線腐食や特性変動などの長期信頼性劣化の可能性が存在するが、本発明の第1の実施例では、ヒューズ素子のレーザーカット時に形成するシリコン窒化膜のレーザー径の大きさの穴のみが開口部として残存するのみなので、長期信頼性の影響を最小化できる、という利点もある。   In addition, if there is an opening for laser cutting, the silicon nitride film with excellent moisture resistance disappears, leaving room for moisture to enter the semiconductor integrated circuit through the silicon oxide film, causing corrosion and characteristics of the wiring. Although there is a possibility of long-term reliability deterioration such as fluctuation, in the first embodiment of the present invention, only the hole having the size of the laser diameter of the silicon nitride film formed at the time of laser cutting of the fuse element remains as an opening. Therefore, there is an advantage that the influence of long-term reliability can be minimized.

また、この例ではヒューズ素子の配線に、3層金属配線の半導体製造プロセスにおいて、3層目の金属配線と2層目の金属配線を使用しているが、2層配線プロセスの場合は2層目の金属配線と1層目の金属配線を利用しヒューズ素子とその配線を形成することで同様の効果を得ることができる。また、1層金属配線の半導体製造プロセスにおいては、図示しないが1層目の金属配線とシリコン基板上の高濃度拡散配線を使用することで、同様の効果を得ることが出来る。このように本発明は、1層以上の様々な配線構成の半導体製造プロセスにおいて応用することができ、半導体製造プロセス選択上の高い自由度を備えていると言える。   In this example, the third-layer metal wiring and the second-layer metal wiring are used for the fuse element wiring in the semiconductor manufacturing process of the three-layer metal wiring. The same effect can be obtained by forming the fuse element and its wiring using the metal wiring of the first layer and the metal wiring of the first layer. In the semiconductor manufacturing process of the first layer metal wiring, although not shown, the same effect can be obtained by using the first layer metal wiring and the high concentration diffusion wiring on the silicon substrate. Thus, it can be said that the present invention can be applied to a semiconductor manufacturing process having various wiring configurations of one or more layers and has a high degree of freedom in selecting a semiconductor manufacturing process.

以上説明したように、本発明の第1の実施例は、従来に比べヒューズ素子のレーザーカット加工の安定性を高め、歩留まり低下や長期信頼性不良を最小化できる、という品質の高さとともにヒューズ素子やその周辺に必要とされる所要面積が少ない安価な半導体集積回路を提供できるという特徴を有している。   As described above, the first embodiment of the present invention improves the stability of the laser cutting process of the fuse element as compared with the conventional one and fuses with a high quality capable of minimizing yield reduction and long-term reliability failure. It has a feature that an inexpensive semiconductor integrated circuit with a small required area required for the element and its periphery can be provided.

図4は本発明の第2の実施例を表す模式平面図及び模式断面図であり、同じく3層金属配線プロセスを用いた例を示している。本実施例では、第1の実施例と異なり、図4(1)のようにレーザーヒューズカット予定領域にレーザーヒューズカット開口部10を設け、図4(1)のヒューズ素子301の切断線A−Aにおける断面図である図4(2)に示すように、ヒューズ素子直上の最終保護膜であるシリコン窒化膜をドライエッチング法により除去している。   FIG. 4 is a schematic plan view and a schematic sectional view showing a second embodiment of the present invention, and also shows an example using a three-layer metal wiring process. In the present embodiment, unlike the first embodiment, a laser fuse cut opening 10 is provided in the laser fuse cut scheduled region as shown in FIG. 4A, and the cutting line A-- of the fuse element 301 in FIG. As shown in FIG. 4B, which is a cross-sectional view at A, the silicon nitride film, which is the final protective film immediately above the fuse element, is removed by dry etching.

主にシリコン窒化膜を含む最終保護膜は、半導体集積回路装置を製造する半導体工場や半導体プロセスの特徴、さらには使用している材料・条件・熱処理などによってその膜厚が変わることがある。例えば、大電流を流すために最上層の金属配線層の厚さを厚くしている場合などは、その最上層の金属配線層と接する最終保護膜との応力バランスを調整するために、最終保護膜の厚さを、より厚く設定する場合がある。そして本発明の第1の実施例のようにヒューズ素子上の最終保護膜をそのまま残した構造で、その最終保護膜の厚膜化のためヒューズカットのレーザーエネルギーを充分にヒューズ素子に伝達し得ない場合は、第2の実施例のように2層の保護膜のうちの上層保護膜であるシリコン窒化膜を除去し、レーザー加工性を確保する方法が好ましい。この場合、2層保護膜のうち最上層シリコン窒化膜のドライエッチング時に、下地のシリコン酸化膜とのエッチング選択性を10:1以上の比とすることで、ドライエッチング時の下地シリコン酸化膜の膜減りばらつきを充分小さくすることは容易であり、従来例のようなシリコン酸化膜の残厚ばらつきの増大によるレーザー加工性の悪化が顕在化することはない。
また、従来例も同様ではあるが、レーザーカット開口部10を設けることで、最終保護膜であるシリコン窒化膜がなくなり長期信頼性劣化の可能性がでてくる。
The film thickness of the final protective film mainly including a silicon nitride film may vary depending on the characteristics of the semiconductor factory or semiconductor process for manufacturing the semiconductor integrated circuit device, and the materials, conditions, and heat treatment used. For example, when the thickness of the uppermost metal wiring layer is increased in order to pass a large current, the final protection is performed to adjust the stress balance with the final protective film in contact with the uppermost metal wiring layer. In some cases, the thickness of the film is set to be thicker. As in the first embodiment of the present invention, the final protective film on the fuse element is left as it is, and the laser energy of the fuse cut can be sufficiently transmitted to the fuse element for thickening the final protective film. If not, the method of removing the silicon nitride film, which is the upper protective film of the two protective films, as in the second embodiment, and ensuring the laser workability is preferable. In this case, at the time of dry etching of the uppermost silicon nitride film of the two-layer protective film, the etching selectivity with the underlying silicon oxide film is set to a ratio of 10: 1 or more, so that the underlying silicon oxide film at the time of dry etching is It is easy to sufficiently reduce the variation in film thickness, and the deterioration of the laser workability due to the increase in the variation in the remaining thickness of the silicon oxide film as in the conventional example does not become obvious.
In addition, as in the conventional example, the provision of the laser cut opening 10 eliminates the silicon nitride film as the final protective film, which may lead to long-term reliability deterioration.

例えば、一般にヒューズ素子はレーザーカット後に開口部内でその断面を露出することになるが、このヒューズ素子に数10V以上の高電圧が印加されたまま、高温でイオンなどの電界質を含んだ水分にさらされるような状態に陥ると、電気的なエネルギーを受けてレーザー切断面において化学反応が促進され、シリコンが水分中の酸素と結合してシリコン酸化膜に変質し膨張する。その際、その膨張応力が吸収できない場合、ヒューズ素子周囲に亀裂や破断が発生することで水分の内部への侵入を加速させ、内部へ侵食が進行する、という現象が発生する場合がある。しかし本発明で使用しているヒューズ素子は、従来のゲート電極と兼用していた2000Åから4000Åの多結晶シリコンよりも膜厚が薄く、スパッタリング法により150Åから1000Åの厚さに設定しており、ヒューズ切断面の面積を従来の1/4以下としているので、化学反応が発生する切断面積の縮小とそれによる応力発生の度合いを抑制できており、内部への腐食進行を低減できている、という従来例に対する利点がある。   For example, the fuse element generally exposes its cross section in the opening after laser cutting, but with a high voltage of several tens of volts or more being applied to the fuse element, the fuse element is exposed to moisture containing an electric field such as ions at a high temperature. When exposed, the chemical reaction is promoted at the laser cut surface by receiving electric energy, and silicon is combined with oxygen in the moisture to be transformed into a silicon oxide film and expanded. At this time, if the expansion stress cannot be absorbed, a phenomenon may occur in which cracks and fractures occur around the fuse element to accelerate the penetration of moisture into the interior and the erosion proceeds. However, the fuse element used in the present invention is thinner than the 2000 to 4000 polycrystalline silicon that is also used as a conventional gate electrode, and is set to a thickness of 150 to 1000 by sputtering. Since the area of the fuse cutting surface is ¼ or less of the conventional one, the reduction of the cutting area where chemical reaction occurs and the degree of stress generation due to it can be suppressed, and the progress of corrosion to the inside can be reduced. There are advantages over the conventional example.

すなわち以上説明したように、本発明の第2の実施例は、最終保護膜にレーザーカット用開口部を形成することで、最終保護膜のシリコン窒化膜が厚い場合でも安定したヒューズ素子のレーザーカット加工性を維持することができ、従来方法より長期信頼性不良を低減できる、という特徴を有している。   In other words, as described above, the second embodiment of the present invention forms a laser cut opening in the final protective film, so that even when the final protective film has a thick silicon nitride film, laser cutting of a stable fuse element is possible. Workability can be maintained and long-term reliability defects can be reduced as compared with conventional methods.

図5は本発明の第3の実施例を表す模式平面図及び模式断面図であり、同じく3層金属配線プロセスを用いた例を示している。
図1の第1の実施例との違いは、アモルファスシリコン層17の下に第2の高融点金属膜18を積層して設けている点である。この2つの積層膜は同じマスクパターンを用いて一括ドライエッチング加工形成しているため平面視的に同一形状となっており、図5(1)の平面図では特に相違点はない。
FIG. 5 is a schematic plan view and a schematic sectional view showing a third embodiment of the present invention, and also shows an example using a three-layer metal wiring process.
The difference from the first embodiment of FIG. 1 is that a second refractory metal film 18 is laminated under the amorphous silicon layer 17. The two laminated films have the same shape in plan view because they are collectively formed by dry etching using the same mask pattern, and there is no particular difference in the plan view of FIG.

また図5(1)の切断線A−Aにおける断面である図5(2)に示すように、この高融点金属膜18は、ヒューズ端部の2つの導電体を形成している金属配線層14及び同じく高融点金属からなる上層の反射防止膜23と接触しており、接触抵抗の低減に寄与している。特にAlからなる金属配線層14の側面で懸念されたアモルファスシリコン層の熱処理によるAlへの拡散を、上面の反射防止膜23で行ったと同様、抑制する効果があるので、アモルファスシリコン層17の薄膜化に対する制約を逃れることができている。   Further, as shown in FIG. 5 (2), which is a cross section taken along the section line AA of FIG. 5 (1), this refractory metal film 18 is a metal wiring layer forming two conductors at the fuse end. 14 and the upper antireflection film 23 made of a refractory metal, which contributes to a reduction in contact resistance. In particular, the diffusion of Al to the Al due to the heat treatment of the amorphous silicon layer, which is concerned about the side surface of the metal wiring layer 14 made of Al, has the same effect as the antireflection film 23 on the upper surface. It is possible to escape the restrictions on the transformation.

第1及び第2の実施例ではヒューズ素子をアモルファスシリコン層のみで形成していたが、このアモルファスシリコン層を薄膜化することによる抵抗値上昇が無視できない場合、あるいはこのヒューズ素子のカット/未カットによる抵抗値の差に敏感な半導体集積回路装置に採用している場合に、アモルファスシリコン層17の下に例えばTiNなどの高融点金属膜を設置することで大幅にヒューズ素子の抵抗値を低減させている。このアモルファスシリコン層もTiN層も金属配線の反射防止膜として一般に使用する材料であり、この層を追加設定することで金属配線やその周辺素子などに弊害・副作用が生じることはなく、レーザーカットの加工性が損なわれることもない。従来、TiNのみでヒューズ素子を構成する場合は、TiNの融点の高さと膜の薄さがレーザーカット加工の不安定性を招く傾向があったが、本発明の2層構造の採用により、上層のアモルファスシリコン層がレーザーのエネルギーを吸収、蓄積し、発熱することで、直下のTiNの切断を従来に比べより効率的に行えるという利点がある。このようにすることでヒューズ素子材料に高融点金属を採用しても、レーザーカットの安定性を損なわずに、高融点金属の長所を享受できる。   In the first and second embodiments, the fuse element is formed only of the amorphous silicon layer. However, when the increase in resistance due to the thinning of the amorphous silicon layer cannot be ignored, or the fuse element is cut / uncut. When the semiconductor integrated circuit device is sensitive to a difference in resistance value due to the resistance value of the fuse element, the resistance value of the fuse element can be greatly reduced by installing a refractory metal film such as TiN under the amorphous silicon layer 17. ing. Both the amorphous silicon layer and the TiN layer are materials commonly used as an antireflection film for metal wiring, and the additional setting of this layer does not cause any adverse effects or side effects on the metal wiring or its peripheral elements. Workability is not impaired. Conventionally, when a fuse element is composed only of TiN, the high melting point of TiN and the thinness of the film tended to cause instability of laser cutting processing. Since the amorphous silicon layer absorbs and accumulates laser energy and generates heat, there is an advantage that cutting of TiN directly below can be performed more efficiently than in the prior art. In this way, even if a refractory metal is used as the fuse element material, the advantages of the refractory metal can be enjoyed without impairing the stability of laser cutting.

以上説明したように、本発明の第3の実施例は、低抵抗なヒューズ素子を実現しながら、従来に比べヒューズ素子のレーザーカット加工の安定性を高め、信頼性不良を最小化できる、という品質の高さとともにヒューズ素子やその周辺に必要とされる所要面積が少ない安価な半導体集積回路を提供できるという特徴を有している。   As described above, according to the third embodiment of the present invention, while realizing a low-resistance fuse element, it is possible to improve the stability of laser cutting of the fuse element compared to the prior art and to minimize the reliability failure. It has a feature that it can provide an inexpensive semiconductor integrated circuit with high quality and a small required area for the fuse element and its periphery.

図6は本発明の第4の実施例を表す模式平面図及び模式断面図であり、同じく3層金属配線プロセスを用いた例を示している。本実施例では、第3の実施例に加え、図6(1)に示すようにレーザーヒューズカット予定領域にレーザーヒューズカット開口部10を設け、図6(1)のヒューズ素子301の切断線A−Aにおける断面図である図6(2)に示すように、ヒューズ直上の最終保護膜であるシリコン窒化膜のみをドライエッチング法により除去している。   FIG. 6 is a schematic plan view and a schematic sectional view showing a fourth embodiment of the present invention, and also shows an example using a three-layer metal wiring process. In this embodiment, in addition to the third embodiment, a laser fuse cut opening 10 is provided in the laser fuse cut scheduled region as shown in FIG. 6A, and the cutting line A of the fuse element 301 in FIG. As shown in FIG. 6B, which is a cross-sectional view at -A, only the silicon nitride film, which is the final protective film immediately above the fuse, is removed by the dry etching method.

その目的と効果は第2の実施例と同じで、最終保護膜のシリコン窒化膜25が厚く、ヒューズカット時のレーザーエネルギー充分にヒューズに伝達し得ない場合を想定した形態であり、この形態を第3の実施例に適用したものである。   The purpose and effect are the same as in the second embodiment, and the silicon nitride film 25 as the final protective film is thick, and it is assumed that the laser energy at the time of fuse cutting cannot be sufficiently transmitted to the fuse. This is applied to the third embodiment.

このような構成を取る事により、本発明の第4の実施例は、最終保護膜にレーザーカット用開口部を形成することで、最終保護膜のシリコン窒化膜が厚い場合でも安定したヒューズ素子のレーザーカット加工性を維持することができ、従来方法より長期信頼性不良を低減できる、という特徴を有している。   By adopting such a configuration, the fourth embodiment of the present invention forms a laser cut opening in the final protective film, so that even if the silicon nitride film of the final protective film is thick, a stable fuse element can be obtained. Laser cutting processability can be maintained, and long-term reliability defects can be reduced as compared with conventional methods.

図13は図1により示した本発明の第1の実施例を、半導体集積回路装置内のヒューズ素子の周辺にまで拡張して適用した第5の実施例を表す模式断面図であり、同じく3層金属配線プロセスを用いた例を示している。   FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a fifth embodiment in which the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is applied to the periphery of a fuse element in a semiconductor integrated circuit device. An example using a layer metal wiring process is shown.

この図中の301はこれまで説明した本発明の第1の実施例のヒューズ素子を示しており、それに加え外部端子との電気的接続を担うボンディングパッド19と、内部回路の一例としてNMOSトランジスタ401とその周辺配線の様子を追加して示している。   In the figure, reference numeral 301 denotes the fuse element according to the first embodiment of the present invention described so far. In addition to this, the bonding pad 19 responsible for electrical connection with an external terminal, and an NMOS transistor 401 as an example of an internal circuit. And the surrounding wiring are added.

まず、第1の実施例を適用したアモルファスシリコン17で構成し、そのヒューズ素子の両端に配した3層目のAlなどの金属配線14及びTiNなどの高融点金属からなる反射防止膜23との積層膜から、ビアホール15を通じ、2層目の金属配線11によって内部回路に接続している(図示せず)。   First, it is composed of amorphous silicon 17 to which the first embodiment is applied, and a third-layer metal wiring 14 such as Al disposed at both ends of the fuse element and an antireflection film 23 made of a refractory metal such as TiN. The laminated film is connected to the internal circuit through the via hole 15 and the second layer metal wiring 11 (not shown).

次に、内部回路の一例として挙げているNMOSトランジスタ401は、N型ソース/ドレイン領域12とゲート絶縁膜9、ゲート電極6からなり、コンタクトホール7、1層目の金属配線8、1層目と2層目の金属配線を接続する層間絶縁膜22中のビアホール15、2層目の金属配線11、2層目と3層目の金属配線を接続する層間絶縁膜22中のビアホール15、3層目の金属配線である内部回路用微細金属配線21を通じて他の素子や回路との電気的接続を行っている。   Next, an NMOS transistor 401 as an example of an internal circuit includes an N-type source / drain region 12, a gate insulating film 9, and a gate electrode 6, and includes a contact hole 7, a first layer metal wiring 8, and a first layer. Via hole 15 in the interlayer insulating film 22 connecting the second layer metal wiring and via hole 15, 3 in the interlayer insulating film 22 connecting the second layer metal wiring 11, the second layer and third layer metal wiring. Electrical connection with other elements and circuits is made through the internal circuit fine metal wiring 21 which is the metal wiring of the layer.

ここで層間絶縁膜22は、一般的な半導体プロセスで使用するもので、主にシリコン酸化膜からなり、TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)膜やSOG(Spin On Glass)膜を利用しエッチバック法やCMP(Chemical Mechanical Polishing)法などによる平坦化技術を施すことで、表面平坦性を保っている。   Here, the interlayer insulating film 22 is used in a general semiconductor process, and is mainly made of a silicon oxide film. An etch back method using a TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate) film or an SOG (Spin On Glass) film is used. Surface flatness is maintained by applying a flattening technique such as CMP (Chemical Mechanical Polishing).

また第1の金属配線と第2の金属配線の構造及び形成方法については、同じく一般的な微細加工用の半導体製造プロセスを使用する。例えばその金属配線に使用する導電体の金属は、SiやCuなどの添加物を含んだAlや、Cuそのものなどを用いている。また、その導電体の底面には例えば、TiやTiNなどの高融点金属からなるバリアメタルを配し、下層の金属やシリコン基板との接触性を高めると同時に配線の長期信頼性を向上させている。またその導電体の上面には、フォトリソグラフィ加工の際に用いる光の、導電体表面における反射を抑制するための、TiNなどの高融点金属による反射防止膜を積層する。すなわち適用する半導体製造プロセスの微細ルールに基づいた一般的な配線材料及びその積層構造を採用するが、ここでは本発明と関わりなく一般的な技術を使用するのでこれらの詳細を省き、簡略化して図示している。   The first metal wiring and the second metal wiring are structured and formed using the same general semiconductor manufacturing process for fine processing. For example, the conductor metal used for the metal wiring is Al containing an additive such as Si or Cu, or Cu itself. In addition, for example, a barrier metal made of a refractory metal such as Ti or TiN is disposed on the bottom surface of the conductor to improve the contact property with the underlying metal or silicon substrate and at the same time improve the long-term reliability of the wiring. Yes. Further, an antireflection film made of a refractory metal such as TiN is laminated on the upper surface of the conductor to suppress reflection of light used for photolithography processing on the conductor surface. In other words, a general wiring material and its laminated structure based on the fine rules of the semiconductor manufacturing process to be applied are adopted, but since the general technique is used regardless of the present invention, these details are omitted and simplified. It is shown.

ただこの内部回路の配線に用いる微細ルールを適用した第3の金属配線である内部回路用微細金属配線21については、導電体の金属及びそのバリアメタルは同様に一般的な構造及び製造プロセスで作製するものであって、その上層には反射防止膜を設けて第3の金属配線加工形成時に利用するものの、最終的には図13に示すように、ヒューズ素子301の両端部の第3の金属配線とは異なり、反射防止膜を除去している。この状況は、ヒューズ素子301の両端電極に使用する第3の金属配線以外の全ての第3の金属配線において適用されていることが第5の実施例の特徴である。ただ反射防止膜は最終的に除去されているものの、必要とされるフォトリソグラフィ加工時には設置しているので特に製造上問題とはなることはない。   However, for the internal circuit fine metal wiring 21 which is the third metal wiring to which the fine rule used for the wiring of the internal circuit is applied, the conductor metal and its barrier metal are similarly produced by a general structure and manufacturing process. Although an antireflection film is provided on the upper layer and used when forming the third metal wiring, the third metal at both ends of the fuse element 301 is finally used as shown in FIG. Unlike the wiring, the antireflection film is removed. It is a feature of the fifth embodiment that this situation is applied to all the third metal wirings other than the third metal wiring used for the both end electrodes of the fuse element 301. However, although the antireflection film is finally removed, it is not particularly problematic in manufacturing because it is installed during the required photolithography processing.

一般に、金属配線を加工するときに利用する金属配線上の反射防止膜は、その導電体であるAlやCuからなる金属膜を堆積した直後にその金属上に続けて積層し、その両方の堆積層を一括してフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術で加工するものである。そのときの露光の際、反射防止膜は、導電体である金属での光の反射に伴う意図せぬ箇所への光の入射とそれによるパターン変形・切断を防止する役割を担う。   In general, the antireflection film on the metal wiring used when processing the metal wiring is laminated on the metal immediately after the metal film made of Al or Cu as the conductor is deposited, and both are deposited. The layers are processed together by a photolithography technique and a dry etching technique. At the time of exposure at that time, the antireflection film plays a role of preventing light from entering unintentional portions due to reflection of light by the metal that is a conductor, and pattern deformation / cutting due thereto.

そのためそのような製造方法であれば、エッチング加工後に反射防止膜と導電体は常に一体として存在することになる。但し本発明ではその後のヒューズ素子の加工においてヒューズ素子部分以外の反射防止膜を同時に除去しているため図13のような構造となっている。   Therefore, in such a manufacturing method, the antireflection film and the conductor always exist as one body after the etching process. However, in the present invention, since the antireflection film other than the fuse element portion is simultaneously removed in the subsequent processing of the fuse element, the structure shown in FIG. 13 is obtained.

また、ヒューズ素子の製作方法としては、ヒューズ素子と第3の金属配線との間に層間絶縁膜を設け、ビアホールなどで両者を接続する方法も可能であり、その場合は全ての第3の金属配線上に反射防止膜が残る構造となるが、本発明では第3の金属配線層の加工形成後、そのままヒューズ素子の形成を行うことで、層間絶縁膜の積層とビアホールの形成工程を省けるように設定した。ヒューズ素子以外の第3の金属配線層上に反射防止膜が存在しない理由の1つは、以上のような製造上の理由によるものである。   In addition, as a method of manufacturing the fuse element, an interlayer insulating film is provided between the fuse element and the third metal wiring, and the both can be connected by a via hole or the like. The antireflection film remains on the wiring. In the present invention, after the third metal wiring layer is formed, the fuse element is formed as it is, so that the step of forming the interlayer insulating film and forming the via hole can be omitted. Set to. One of the reasons why the antireflection film does not exist on the third metal wiring layer other than the fuse element is due to the above manufacturing reasons.

図13において、半導体集積回路内の電気的接続を半導体チップの外部に取り出すためのボンディングパッド19は、ボンディングワイヤの接続用に、同じく最上層金属配線である3層目の金属配線を配し、その直上の最終保護膜を構成するシリコン酸化膜24とシリコン窒化膜25を開口させている。ここでは、3層目の金属配線からなるボンディングパッドから先の内部回路へ接続する配線接続構造については、本発明と関わりなく一般的な技術を使用するのでこれらの詳細を省き、簡略化して図示している。   In FIG. 13, a bonding pad 19 for taking out the electrical connection in the semiconductor integrated circuit to the outside of the semiconductor chip is provided with a third-layer metal wiring, which is also the uppermost metal wiring, for bonding wire connection. A silicon oxide film 24 and a silicon nitride film 25 constituting the final protective film immediately above are opened. Here, for the wiring connection structure for connecting the bonding pad made of the third-layer metal wiring to the previous internal circuit, a general technique is used irrespective of the present invention, so these details are omitted and simplified. Show.

ボンディングパッド19に用いる3層目の金属配線についても、内部回路用微細金属配線として用いる3層目の金属配線21と同様に、TiNなどの反射防止膜を除去しているが、これは従来に比べ以下に述べる利点を有している。   As for the third-layer metal wiring used for the bonding pad 19, the antireflection film such as TiN is removed in the same manner as the third-layer metal wiring 21 used as the fine metal wiring for the internal circuit. In comparison, it has the following advantages.

従来の製造工程上、ボンディングパッドの形成において反射防止膜を積層して加工形成した場合であっても、ボンディングパッド部の最終保護膜開口のためのドライエッチング時に開口面に露出する反射防止膜を同時に除去し、その後のテストプローブの接触性やボンディングワイヤの接着性を向上させる。ただそれでも、最終保護膜開口部周囲の最終保護膜下の金属層の上には反射防止膜が残存し、最終保護膜開口部断面から反射防止膜の断面が露出する状態になる。一般に、Ti系の膜は熱や水分などで酸化しやすく、露出したTi系の反射防止膜に例えば長時間ダイシングの際の水流を接触させると、Tiが酸化・膨張し最終保護膜を持ち上げることで、内部の水分侵入を促進させ、金属配線腐食や特性変動を誘起する場合が稀にある。   In the conventional manufacturing process, even when the antireflection film is laminated and processed in the formation of the bonding pad, the antireflection film exposed to the opening surface at the time of dry etching for opening the final protective film of the bonding pad portion is formed. At the same time, it is removed to improve the contact of the test probe and the adhesion of the bonding wire. Nevertheless, the antireflection film remains on the metal layer under the final protective film around the final protective film opening, and the cross section of the antireflective film is exposed from the cross section of the final protective film opening. In general, a Ti-based film is easily oxidized by heat, moisture, etc. When the exposed Ti-based antireflection film is brought into contact with, for example, a water flow during dicing for a long time, Ti is oxidized and expanded to lift the final protective film. However, there are rare cases where internal moisture penetration is promoted and metal wiring corrosion and characteristic fluctuations are induced.

本発明の第5の実施例においては、ヒューズ素子部分以外の第3の金属配線上に反射防止膜を残さない構成としており、ボンディングパッド部の反射防止膜も同様に除去しているので、そのような品質不良や長期信頼性不良を防止する利点を有している。   In the fifth embodiment of the present invention, the anti-reflection film is not left on the third metal wiring other than the fuse element portion, and the anti-reflection film of the bonding pad portion is similarly removed. It has the advantage of preventing such quality defects and long-term reliability defects.

以上説明したように本発明の第5の実施例は、長期信頼性に優れ、追加の層間絶縁膜の形成及びその加工工程が不要の製造コストを抑制したヒューズ素子及びそのヒューズ素子を含む半導体集積回路装置を提供できるという特徴を有している。   As described above, the fifth embodiment of the present invention is a fuse element that has excellent long-term reliability and suppresses manufacturing costs that do not require the formation and processing of an additional interlayer insulating film, and a semiconductor integrated circuit including the fuse element. The circuit device can be provided.

図14は図4により示した本発明の第2の実施例を、半導体集積回路内のヒューズ素子の周辺にまで拡張して適用した第6の実施例を表す模式断面図であり、同じく3層金属配線プロセスを用いた例を示している。   FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a sixth embodiment in which the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4 is applied to the periphery of a fuse element in a semiconductor integrated circuit. An example using a metal wiring process is shown.

ここでは第5の実施例と同様に、NMOSトランジスタ401及びその周辺配線と、ヒューズ素子301と、ボンディングパッド19を示しているが、NMOSトランジスタ401とボンディングパッド19及び、ヒューズ素子そのものの構造は第5の実施例と同じである。第6の実施例ではシリコン酸化膜24とシリコン窒化膜25からなる2層の最終保護膜において、ボンディングパッド部19では2層ともドライエッチング処理により開口し、ヒューズ素子上の最終保護膜はシリコン窒化膜のみ開口している。第2の実施例において説明したように、製造上の理由等により最終保護膜の厚さが厚くなることでヒューズカット時のレーザーが透過しづらくなり、ヒューズ素子のレーザー加工性が損なわれる場合は、このように最終保護膜のヒューズ開口用フォトマスクを、ボンディングパッド開口マスクとは別に用意し、加工することで実現する。   Here, as in the fifth embodiment, the NMOS transistor 401 and its peripheral wiring, the fuse element 301 and the bonding pad 19 are shown, but the structure of the NMOS transistor 401, the bonding pad 19 and the fuse element itself is the first. This is the same as the fifth embodiment. In the sixth embodiment, in the two-layer final protective film composed of the silicon oxide film 24 and the silicon nitride film 25, both layers are opened in the bonding pad portion 19 by dry etching, and the final protective film on the fuse element is formed of silicon nitride. Only the membrane is open. As explained in the second embodiment, when the thickness of the final protective film is increased due to manufacturing reasons or the like, it becomes difficult to transmit the laser at the time of fuse cutting, and the laser processability of the fuse element is impaired. In this way, the fuse opening photomask for the final protective film is prepared separately from the bonding pad opening mask and processed.

以上説明したような本発明の第6の実施例により、ヒューズカットのレーザー透過に対し最終保護膜が厚い場合も、安定したヒューズカット加工性が得られ、長期信頼性に優れた半導体集積回路装置を実現できる。   According to the sixth embodiment of the present invention as described above, even when the final protective film is thick against the laser transmission of the fuse cut, a stable fuse cut processability can be obtained and the semiconductor integrated circuit device is excellent in long-term reliability. Can be realized.

図7は図5により示した本発明の第3の実施例を、半導体集積回路装置内のヒューズ素子の周辺にまで拡張して適用した第7の実施例を表す模式断面図であり、同じく3層金属配線プロセスを用いた例を示している。   FIG. 7 is a schematic sectional view showing a seventh embodiment in which the third embodiment of the present invention shown in FIG. 5 is applied to the periphery of the fuse element in the semiconductor integrated circuit device. An example using a layer metal wiring process is shown.

ここでは第5の実施例と同様に、NMOSトランジスタ401及びその周辺配線と、ヒューズ素子301と、ボンディングパッド19を示しているが、NMOSトランジスタ401とボンディングパッド19は第5の実施例と同様であるものの、ヒューズ素子301は第3の実施例を適用したアモルファスシリコン17とTiNなどの高融点金属膜18の積層膜で構成し、そのヒューズ素子の両端に配した3層目のAlなどの金属配線14及びTiNなどの高融点金属からなる反射防止膜23の積層膜から、ビアホール15を通じ、2層目の金属配線11によって内部回路に接続している。   Here, as in the fifth embodiment, the NMOS transistor 401 and its peripheral wiring, the fuse element 301, and the bonding pad 19 are shown. However, the NMOS transistor 401 and the bonding pad 19 are the same as in the fifth embodiment. However, the fuse element 301 is composed of a laminated film of amorphous silicon 17 to which the third embodiment is applied and a refractory metal film 18 such as TiN, and a third layer of metal such as Al disposed at both ends of the fuse element. A wiring 14 and a laminated film of an antireflective film 23 made of a refractory metal such as TiN are connected to an internal circuit through a via hole 15 and a second layer metal wiring 11.

第3の金属配線については実施例5と同様に、ヒューズ素子301の両端部の金属配線上にのみ反射防止膜を積層するが、ボンディングパッド19や、NMOSトランジスタ401を含む内部回路の配線上の反射防止膜については除去している。
そして最上層のシリコン酸化膜24及びシリコン窒化膜25からなる最終保護膜については、外部への端子取り出しのためにボンディングパッド19上のみ開口している。
As for the third metal wiring, as in the fifth embodiment, an antireflection film is laminated only on the metal wiring at both ends of the fuse element 301, but on the wiring of the internal circuit including the bonding pad 19 and the NMOS transistor 401. The antireflection film is removed.
The final protective film composed of the uppermost silicon oxide film 24 and silicon nitride film 25 is opened only on the bonding pad 19 for taking out terminals to the outside.

以上説明したように本発明の第7の実施例は、長期信頼性に優れ、追加の層間絶縁膜の形成及びその加工工程が不要の製造コストを抑制した低抵抗のヒューズ素子及びそのヒューズ素子を含む半導体集積回路装置を提供できるという特徴を有している。   As described above, the seventh embodiment of the present invention is a low-resistance fuse element that has excellent long-term reliability and suppresses manufacturing costs that do not require the formation of an additional interlayer insulating film and its processing steps, and the fuse element. The semiconductor integrated circuit device can be provided.

図8は図6により示した本発明の第4の実施例を、半導体集積回路内のヒューズ素子の周辺にまで拡張して適用した第8の実施例を表す模式断面図であり、同じく3層金属配線プロセスを用いた例を示している。   FIG. 8 is a schematic sectional view showing an eighth embodiment in which the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 6 is applied to the periphery of a fuse element in a semiconductor integrated circuit. An example using a metal wiring process is shown.

ここでは第7の実施例と同様に、NMOSトランジスタ401及びその周辺配線と、ヒューズ素子301と、ボンディングパッド19を示しているが、NMOSトランジスタ401とボンディングパッド19及び、ヒューズ素子そのものの構造は第7の実施例と同じである。第8の実施例ではシリコン酸化膜24とシリコン窒化膜25からなる2層の最終保護膜において、ボンディングパッド部19では2層ともドライエッチング処理により開口し、ヒューズ素子上の最終保護膜はシリコン窒化膜のみ開口している。第4の実施例において説明したように、製造上の理由等により最終保護膜の厚さが厚くなることでヒューズカット時のレーザーが透過しづらくなり、ヒューズ素子のレーザー加工性が損なわれる場合は、このように最終保護膜のヒューズ開口マスクを、ボンディングパッド開口マスクとは別に用意し、加工することで実現する。   Here, as in the seventh embodiment, the NMOS transistor 401 and its peripheral wiring, the fuse element 301 and the bonding pad 19 are shown, but the structure of the NMOS transistor 401, the bonding pad 19 and the fuse element itself is the first. This is the same as the seventh embodiment. In the eighth embodiment, in the two-layer final protective film composed of the silicon oxide film 24 and the silicon nitride film 25, both layers are opened in the bonding pad portion 19 by dry etching, and the final protective film on the fuse element is silicon nitride. Only the membrane is open. As explained in the fourth embodiment, when the thickness of the final protective film is increased due to manufacturing reasons or the like, it becomes difficult to transmit the laser at the time of fuse cutting, and the laser processability of the fuse element is impaired. Thus, the final protective film fuse opening mask is prepared separately from the bonding pad opening mask and processed.

以上説明したような本発明の第8の実施例により、ヒューズカットのレーザー透過に対し最終保護膜が厚い場合も、安定したヒューズカット加工性が得られ、低抵抗のヒューズ素子を有する長期信頼性に優れた半導体集積回路装置を実現できる。   According to the eighth embodiment of the present invention as described above, stable fuse cutting processability can be obtained even when the final protective film is thick against laser transmission of fuse cutting, and long-term reliability having a low resistance fuse element. An excellent semiconductor integrated circuit device can be realized.

以下では第9の実施例として、図15、16を用い、本発明の第5の実施例で示した半導体集積回路装置の製造方法を説明する。
まず、半導体基板1上に、MOSトランジスタを作製するために、LOCOS絶縁膜13などの素子分離領域、ゲート絶縁膜9、ゲート電極6、ソース/ドレイン領域12などを含む工程を行う。ついで、BPSG膜16などの平坦絶縁膜の形成、BPSG膜中のコンタクトホール7の形成、1層目の金属配線8の形成、金属配線8上の層間絶縁膜22の形成、1層目と2層目の金属配線を接続するための層間絶縁膜22中のビアホール15の形成、2層目の金属配線11の形成、2層目の金属配線11上の層間絶縁膜22の形成を行う(図15(1))。
A method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device shown in the fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 15 and 16 as the ninth embodiment.
First, a process including an element isolation region such as the LOCOS insulating film 13, the gate insulating film 9, the gate electrode 6, and the source / drain region 12 is performed on the semiconductor substrate 1 in order to manufacture a MOS transistor. Next, a flat insulating film such as a BPSG film 16 is formed, a contact hole 7 is formed in the BPSG film, a first metal wiring 8 is formed, an interlayer insulating film 22 is formed on the metal wiring 8, and the first and second layers. The via hole 15 in the interlayer insulating film 22 for connecting the metal wiring of the layer is formed, the metal wiring 11 of the second layer is formed, and the interlayer insulating film 22 on the metal wiring 11 of the second layer is formed (FIG. 15 (1)).

ここで、第1の金属配線と第2の金属配線の構造及び形成方法については、導電体の金属として、SiやCuなどの添加物を含んだAlや、Cuそのものなどを用い、またその導電体の底面には例えば、TiやTiNなどの高融点金属からなるバリアメタルを配し、その導電体の上面には、TiNなどの高融点金属からなる反射防止膜を積層するが、詳細は省略する。すなわち以上述べた金属配線を含めた製造工程は一般的な方法を採用しており、特殊な製造工程に限定するものではなく、図示も簡略化している。   Here, regarding the structure and forming method of the first metal wiring and the second metal wiring, Al containing an additive such as Si or Cu, Cu itself, or the like is used as the metal of the conductor, and the conductivity thereof. For example, a barrier metal made of a refractory metal such as Ti or TiN is arranged on the bottom surface of the body, and an antireflection film made of a refractory metal such as TiN is laminated on the upper surface of the conductor, but details are omitted. To do. That is, the manufacturing process including the metal wiring described above employs a general method, and is not limited to a special manufacturing process, and the illustration is simplified.

次に、2層目と3層目の金属配線を接続するための層間絶縁膜22中のビアホール15の形成、3層目の金属配線14の形成を行う(図15(2))。
ここでも第3の金属配線構造の詳細は一般的な方法を採用しているが、特に本発明において不可欠である、TiNなどの高融点金属からなる反射防止膜23は図示しており、第3の金属配線の加工終了時点では全ての第3の金属配線層上に反射防止膜23が積層されていることを表している。
Next, the formation of the via hole 15 in the interlayer insulating film 22 for connecting the second layer and the third layer metal wiring, and the formation of the third layer metal wiring 14 are performed (FIG. 15B).
Again, the details of the third metal wiring structure employ a general method, but an antireflection film 23 made of a refractory metal such as TiN, which is indispensable in the present invention, is shown in the drawing. This shows that the antireflection film 23 is laminated on all the third metal wiring layers at the end of the processing of the metal wiring.

次に本発明において特徴的な、アモルファスシリコン層17を半導体基板上全面にスパッタリング法にて積層している(図15(3))。
次に、フォトレジスト20を塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いてヒューズ素子形成予定領域だけにフォトレジストを残し、他の領域のフォトレジストを除去する(図16(1))。
Next, an amorphous silicon layer 17 characteristic of the present invention is laminated on the entire surface of the semiconductor substrate by sputtering (FIG. 15 (3)).
Next, a photoresist 20 is applied, the photoresist is left only in the fuse element formation planned region by using a photolithography technique, and the photoresist in other regions is removed (FIG. 16A).

次に、フォトレジスト20をマスクとして、ヒューズ素子部分以外のアモルファスシリコン層17をドライエッチング法にて除去する。この際、ヒューズ素子以外の3層目の金属配線上に残されていたTiNなどの高融点金属も同一マスクで同時に除去する。このようにして3層目の金属配線上の反射防止膜は、ヒューズ素子の両端の配線接続部分のみ残存する。   Next, using the photoresist 20 as a mask, the amorphous silicon layer 17 other than the fuse element portion is removed by a dry etching method. At this time, the refractory metal such as TiN remaining on the third-layer metal wiring other than the fuse element is simultaneously removed with the same mask. In this way, the antireflection film on the metal wiring of the third layer remains only at the wiring connection portions at both ends of the fuse element.

ついで、最終保護膜としてシリコン酸化膜24、シリコン窒化膜25を順次積層する(図16(2))。
最後に、外部端子との電気的接続を担うボンディングパッド19上の最終保護膜であるシリコン窒化膜とシリコン酸化膜を順次ドライエッチングし、開口部を形成する(図16(3))。
Next, a silicon oxide film 24 and a silicon nitride film 25 are sequentially stacked as a final protective film (FIG. 16 (2)).
Finally, the silicon nitride film and the silicon oxide film, which are the final protective films on the bonding pads 19 that are in charge of electrical connection with the external terminals, are sequentially dry-etched to form openings (FIG. 16 (3)).

以上説明したように、本発明は最上層金属膜加工後にヒューズ素子形成工程を追加する製造方法を採用しおり、ヒューズ素子自体も特殊な膜を使用しておらず、様々な半導体製造プロセスへ適用することができる、という柔軟性を備えている。   As described above, the present invention employs a manufacturing method in which a fuse element forming step is added after processing the uppermost metal film, and the fuse element itself does not use a special film, and can be applied to various semiconductor manufacturing processes. It has the flexibility to be able to.

以下では第10の実施例として、図17、18を用い、本発明の第6の実施例の製造方法を説明する。ここで、第6の実施例の第5の実施例に対する構造的な相違点は、最終保護膜の開口部の部分である。従って、半導体基板1上の第2の金属配線11上の層間絶縁膜22までの形成工程(図17(1))、反射防止膜23を用いた第3の金属配線14の形成工程(図17(2))、ヒューズ素子用のアモルファスシリコン層17の堆積工程(図17(3))、ヒューズ素子加工のためのレジストパターニング工程(図18(1))と、そのエッチング加工工程及び、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜からなる最終保護膜の堆積工程については第5の実施例の製造方法と同様である。   The manufacturing method of the sixth embodiment of the present invention will be described below using FIGS. 17 and 18 as the tenth embodiment. Here, the structural difference between the sixth embodiment and the fifth embodiment is the opening portion of the final protective film. Therefore, the formation process up to the interlayer insulating film 22 on the second metal wiring 11 on the semiconductor substrate 1 (FIG. 17A), and the formation process of the third metal wiring 14 using the antireflection film 23 (FIG. 17). (2)), deposition process of amorphous silicon layer 17 for fuse element (FIG. 17 (3)), resist patterning process for fuse element processing (FIG. 18 (1)), etching process thereof, and silicon oxidation The deposition process of the final protective film made of the film and the silicon nitride film is the same as the manufacturing method of the fifth embodiment.

次の最終保護膜の加工では、最初に、シリコン窒化膜の上にパターニングしたレジストを20形成する。レジスト20はヒューズ素子領域上とボンディングパッド領域上において部分的に開口したパターンである。このレジスト20をマスクとしてシリコン窒化膜25を選択的にエッチング除去することで、ヒューズ素子領域にレーザーヒューズカット用開口部10とボンディングパッド19領域に開口部を同時に形成する(図18(2))。
さらに、別のフォトレジストと別のフォトマスクを用い、ボンディングパッド19上のシリコン酸化膜のみをエッチング除去する(図18(3))。
In the next processing of the final protective film, first, a patterned resist 20 is formed on the silicon nitride film. The resist 20 is a pattern partially opened on the fuse element region and the bonding pad region. Using this resist 20 as a mask, the silicon nitride film 25 is selectively removed by etching, whereby a laser fuse cut opening 10 and an opening in the bonding pad 19 are simultaneously formed in the fuse element region (FIG. 18 (2)). .
Furthermore, using another photoresist and another photomask, only the silicon oxide film on the bonding pad 19 is removed by etching (FIG. 18 (3)).

この最終保護膜の加工については、シリコン窒化膜加工用の第1のフォトレジストの塗布、シリコン窒化膜上の第1のフォトレジストの開口、シリコン窒化膜のエッチング除去を行った後に、第1のフォトレジストを除去し、さらに第2のフォトレジストの塗布、シリコン酸化膜上の第2のフォトレジストの開口、シリコン酸化膜のエッチング除去、第2のフォトレジストの除去、という第1の加工法を採用することで実現できる。   Regarding the processing of the final protective film, the first photoresist for silicon nitride film processing is applied, the opening of the first photoresist on the silicon nitride film, and the silicon nitride film are removed by etching. The first processing method of removing the photoresist, applying the second photoresist, opening the second photoresist on the silicon oxide film, removing the silicon oxide film by etching, and removing the second photoresist is performed. It can be realized by adopting it.

または、最終保護膜の第2の加工法としては、第1のフォトレジストの塗布、シリコン窒化膜上の第1のフォトレジストの開口、シリコン窒化膜のエッチング除去という工程を経た後に、第1のフォトレジストを除去せずに、第2のフォトレジストの塗布、シリコン酸化膜上の第2のフォトレジストの開口、シリコン酸化膜の除去、第1及び第2のフォトレジストの除去、という方法を採用してもよい。最終保護膜の第2の加工法の利点は、第1及び第2のフォトレジストを最後に一度に除去することによる製造工程の削減効果もあるが、ボンディングパッド開口部のエッジのシリコン窒化膜へのダメージを除去する、という効果も併せ持つ。   Alternatively, as a second processing method of the final protective film, the first photoresist coating, the opening of the first photoresist on the silicon nitride film, and the etching removal of the silicon nitride film are performed, followed by the first processing method. The method of applying the second photoresist, opening the second photoresist on the silicon oxide film, removing the silicon oxide film, and removing the first and second photoresists is employed without removing the photoresist. May be. The advantage of the second processing method of the final protective film is that the manufacturing process can be reduced by removing the first and second photoresists at the last time. However, the silicon nitride film at the edge of the bonding pad opening is used. It also has the effect of removing the damage.

最終保護膜の第1の加工法における第2のフォトレジスト開口においては、既に行ったシリコン窒化膜の開口部よりも広く開口することにより、第2のフォトレジスト開口の位置ずれによるボンディングパッド開口部のシリコン酸化膜残渣の発生を抑制する方法をとる。そして露出したシリコン窒化膜開口部をマスクとしてシリコン酸化膜をエッチング除去するが、その第2のフォトレジスト開口時に露出するボンディングパッド部のシリコン窒化膜に対し、シリコン酸化膜エッチングのダメージが入ることが避けられない。この第1の方法をとることにより、ボンディングパッド部エッジでの水分進入の促進などによる長期信頼性不良が懸念される場合は、最終保護膜に対し第2の加工法を採用することでその懸念を払拭することが出来る。   In the second photoresist opening in the first processing method of the final protective film, the opening is wider than the opening of the silicon nitride film already formed, so that the bonding pad opening due to the displacement of the second photoresist opening is achieved. The method of suppressing the generation of silicon oxide film residue is taken. Then, the silicon oxide film is removed by etching using the exposed silicon nitride film opening as a mask. However, the silicon oxide film in the bonding pad exposed when the second photoresist is opened may be damaged by the etching of the silicon oxide film. Inevitable. If there is a concern about long-term reliability failure due to the promotion of moisture ingress at the bonding pad edge by adopting the first method, the second processing method is adopted for the final protective film. Can be wiped out.

最終保護膜の第2の加工法においては、シリコン窒化膜のエッチング後にそのまま第2のフォトレジストを覆い、同じくシリコン窒化膜開口部よりも広く第2のフォトレジストを開口するが、その際、下地の第1のフォトレジストは先のシリコン窒化膜のプラズマエッチング処理で硬化してそのまま残るので、次のシリコン酸化膜エッチング時には、この硬化した第1のフォトレジストをそのまま開口マスクに利用でき、下地のシリコン窒化膜へのエッチングダメージを抑制することができる。   In the second processing method of the final protective film, the second photoresist is covered as it is after the etching of the silicon nitride film, and the second photoresist is opened wider than the opening of the silicon nitride film. Since the first photoresist is hardened by the plasma etching process of the silicon nitride film and remains as it is, the hardened first photoresist can be used as an opening mask as it is when the next silicon oxide film is etched. Etching damage to the silicon nitride film can be suppressed.

もし、エッチングに利用した第1のフォトレジストの硬化が十分でなく、フォトレジストの溶媒に対して易溶であれば、第2のフォトレジスト塗布前にUVキュア処理を行うと良い。UVキュア処理によってレジストの内部まで硬化が進み、難溶性の性状となり、第2のフォトレジストの溶媒によって第1のフォトレジストのパターンが崩れる懸念がなくなる。また、後続の第1および第2のフォトレジスト除去も容易になるという効果もある。   If the first photoresist used for etching is not sufficiently cured and is readily soluble in the solvent of the photoresist, UV curing may be performed before applying the second photoresist. Curing progresses to the inside of the resist by the UV curing treatment, resulting in a hardly soluble property, and there is no fear that the pattern of the first photoresist is destroyed by the solvent of the second photoresist. Also, there is an effect that the subsequent removal of the first and second photoresists becomes easy.

以上説明した方法を採用することにより本発明は、ボンディングパッド開口部の反射防止膜を除去し、さらにボンディングパッド開口部エッジのエッチングダメージを回避することで、長期信頼性に優れ、ヒューズ素子のレーザーカット性を向上させた製造方法を提供できる。   By adopting the above-described method, the present invention eliminates the antireflection film at the bonding pad opening, and further avoids etching damage at the bonding pad opening edge, thereby providing excellent long-term reliability and a laser for the fuse element. A production method with improved cutability can be provided.

以下では第11の実施例として、図9、10を用い、本発明の第7の実施例の製造方法を説明する。ここで、第7の実施例は、第5の実施例に使用しているヒューズ素子を、第3の実施例に従い、アモルファスシリコン層と高融点金属膜との積層構造にした場合の製造方法である。   The manufacturing method of the seventh embodiment of the present invention will be described below using FIGS. 9 and 10 as the eleventh embodiment. Here, the seventh embodiment is a manufacturing method in which the fuse element used in the fifth embodiment has a laminated structure of an amorphous silicon layer and a refractory metal film in accordance with the third embodiment. is there.

従って、半導体基板1上の第2の金属配線11上の層間絶縁膜22までの形成工程(図9(1))、反射防止膜23を用いた第3の金属配線14の形成工程(図9(2))までは同一の製造工程を経ることになる。   Accordingly, the formation process up to the interlayer insulating film 22 on the second metal wiring 11 on the semiconductor substrate 1 (FIG. 9A), and the formation process of the third metal wiring 14 using the antireflection film 23 (FIG. 9). Up to (2)), the same manufacturing process is performed.

次に、TiNなどからなる高融点金属膜18、続いてアモルファスシリコン層17をともに半導体基板上全面にスパッタリング法にて積層する(図9(3))。
次に、ヒューズ素子加工のためのレジストパターニング工程(図10(1))を行ったのち、同一フォトレジストをマスクとして、アモルファスシリコン層17と高融点金属膜18をエッチング加工する。その際に、ヒューズ素子以外の領域の第3の金属配線上の反射防止膜も、併せて同一フォトレジストマスクでエッチング除去する。
Next, a refractory metal film 18 made of TiN or the like and then an amorphous silicon layer 17 are laminated on the entire surface of the semiconductor substrate by sputtering (FIG. 9 (3)).
Next, after performing a resist patterning step (FIG. 10A) for processing the fuse element, the amorphous silicon layer 17 and the refractory metal film 18 are etched using the same photoresist as a mask. At that time, the antireflection film on the third metal wiring in the region other than the fuse element is also removed by etching with the same photoresist mask.

その後、シリコン酸化膜24及びシリコン窒化膜25からなる最終保護膜の堆積工程(図10(2))を経て、ボンディングパッド19上の最終保護膜を除去する(図10(3))ことについては第5の実施例の製造方法と同様である。   Thereafter, the final protective film on the bonding pad 19 is removed (FIG. 10 (3)) through the final protective film deposition step (FIG. 10 (2)) made of the silicon oxide film 24 and the silicon nitride film 25. This is the same as the manufacturing method of the fifth embodiment.

以下では第12の実施例として、図11、12を用い、本発明の第8の実施例の製造方法を説明する。ここで、第8の実施例の第7の実施例に対する構造的な相違点は、最終保護膜の開口部の部分である。従って、半導体基板1上の第2の金属配線11上の層間絶縁膜22までの形成工程(図11(1))、反射防止膜23を用いた第3の金属配線14の形成工程(図11(2))、ヒューズ素子用の高融点金属膜18及びアモルファスシリコン層17の堆積工程(図11(3))、ヒューズ素子加工のためのレジストパターニング工程(図12(1))と、そのエッチング加工工程及び、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜からなる最終保護膜の堆積工程については第7の実施例の製造方法と同様である。   The manufacturing method of the eighth embodiment of the present invention will be described below using FIGS. 11 and 12 as the twelfth embodiment. Here, the structural difference between the eighth embodiment and the seventh embodiment is the opening portion of the final protective film. Accordingly, the formation process up to the interlayer insulating film 22 on the second metal wiring 11 on the semiconductor substrate 1 (FIG. 11A), and the formation process of the third metal wiring 14 using the antireflection film 23 (FIG. 11). (2)), a process of depositing the refractory metal film 18 for the fuse element and the amorphous silicon layer 17 (FIG. 11 (3)), a resist patterning process for processing the fuse element (FIG. 12 (1)), and its etching The processing steps and the deposition step of the final protective film made of the silicon oxide film and the silicon nitride film are the same as the manufacturing method of the seventh embodiment.

次の最終保護膜の加工については、最初にヒューズ素子上とボンディングパッド上の最終保護膜のうち、上層のシリコン窒化膜25を、同一フォトレジストを用いてエッチング除去し、レーザーヒューズカット用開口部10とボンディングパッド19上の開口部を形成する(図12(2))。
さらに別のフォトレジストと別のフォトマスクを用い、ボンディングパッド19上のシリコン酸化膜のみをエッチング除去する(図12(3))。
Regarding the processing of the next final protective film, first, the upper silicon nitride film 25 of the final protective film on the fuse element and the bonding pad is removed by etching using the same photoresist, and an opening for laser fuse cutting is performed. 10 and an opening on the bonding pad 19 is formed (FIG. 12B).
Further, using another photoresist and another photomask, only the silicon oxide film on the bonding pad 19 is removed by etching (FIG. 12 (3)).

このとき、最終保護膜に対するさらに詳細な加工方法は、第6の実施例の製造方法の説明において述べたように、第1のフォトレジストを除去した後に第2のフォトレジストを使ってシリコン酸化膜をエッチング除去する第1の加工法と、第1のフォトレジストを残したまま第2のフォトレジストを使ってシリコン酸化膜をエッチング除去する第2の加工法があり、そのどちらを採用しても構わない。
以上の説明において、高融点金属はTiあるいはTiNに限られるものではなく、他のTi化合物でも良い。
At this time, a more detailed processing method for the final protective film is as follows. As described in the description of the manufacturing method of the sixth embodiment, the first photoresist is removed and then the second photoresist is used to remove the silicon oxide film. There is a first processing method for etching and removing a silicon oxide film by etching using a second photoresist while leaving the first photoresist, whichever method is adopted. I do not care.
In the above description, the refractory metal is not limited to Ti or TiN, but may be other Ti compounds.

以上のような構造及び製造方法の本発明は、これまで述べたような降圧型シリーズレギュレータや電圧検出器に限らず、ヒューズカットを行って半導体集積回路の性能を調整する全ての製品へ応用できる。そのため、パワーマネジメントIC以外への用途へも本発明が適用できることはいうまでもない。   The present invention having the above-described structure and manufacturing method is not limited to the step-down series regulator and voltage detector described above, and can be applied to all products that perform fuse cutting to adjust the performance of a semiconductor integrated circuit. . Therefore, it goes without saying that the present invention can be applied to uses other than the power management IC.

1 半導体基板
5 多結晶シリコン膜
6 ゲート電極
7 コンタクトホール
8 1層目の金属配線
9 ゲート絶縁膜
10 レーザーヒューズカット用開口部
11 2層目の金属配線
12 N型ソース/ドレイン領域
13 LOCOS絶縁膜
14 3層目の金属配線
15 ビアホール
16 BPSG膜
17 アモルファスシリコン膜
18 高融点金属膜
19 ボンディングパッド
20 フォトレジスト
21 内部回路用微細金属配線
22 層間絶縁膜
23 反射防止膜
24 シリコン酸化膜
25 シリコン窒化膜
26 P型ウェル領域
27 N型チャネル不純物領域
28 P型チャネル不純物領域
301 ヒューズ1
302 ヒューズ2
303 ヒューズ3
304 ヒューズ4
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 5 Polycrystalline silicon film 6 Gate electrode 7 Contact hole 8 First layer metal wiring 9 Gate insulating film 10 Laser fuse cut opening 11 Second layer metal wiring 12 N-type source / drain region 13 LOCOS insulating film 14 Metal wiring 15 in third layer 15 Via hole 16 BPSG film 17 Amorphous silicon film 18 High melting point metal film 19 Bonding pad 20 Photoresist 21 Fine metal wiring for internal circuit 22 Interlayer insulating film 23 Antireflection film 24 Silicon oxide film 25 Silicon nitride film 26 P-type well region 27 N-type channel impurity region 28 P-type channel impurity region 301 Fuse 1
302 Fuse 2
303 Fuse 3
304 Fuse 4

Claims (15)

半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に離間して配置された金属からなる2つの導電体と、
前記導電体上に積層された第1の高融点金属膜と、
前記第1の高融点金属膜上及び前記導電体の側面を覆い、前記2つの導電体の離間した前記絶縁膜上の領域に設けられたアモルファスシリコン層からなるヒューズ素子と、
を含む半導体集積回路装置。
A semiconductor substrate;
An insulating film formed on the semiconductor substrate;
Two conductors made of metal spaced apart on the insulating film;
A first refractory metal film laminated on the conductor;
A fuse element formed of an amorphous silicon layer on the first refractory metal film and on a side surface of the conductor and provided in a region on the insulating film apart from the two conductors;
A semiconductor integrated circuit device.
前記アモルファスシリコン層の下に、平面視的に前記アモルファスシリコン層と同一形状の第2の高融点金属膜を設けたことを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置。   2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a second refractory metal film having the same shape as the amorphous silicon layer in plan view is provided under the amorphous silicon layer. 前記半導体集積回路装置は、少なくとも2層以上の金属配線層から構成され、前記導電体は前記金属配線層のうちの最上層からなり、前記最上層の金属配線層上にはさらに保護膜が設けられていること特徴とする請求項1または2記載の半導体集積回路装置。   The semiconductor integrated circuit device is composed of at least two metal wiring layers, the conductor is the uppermost layer of the metal wiring layers, and a protective film is further provided on the uppermost metal wiring layer. 3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit device is provided. 前記保護膜は、シリコン酸化膜と、前記シリコン酸化膜の上に形成されたシリコン窒化膜とからなり、前記ヒューズ素子上には前記シリコン窒化膜を除去した開口部が設けられていることを特徴とする請求項3記載の半導体集積回路装置。   The protective film includes a silicon oxide film and a silicon nitride film formed on the silicon oxide film, and an opening from which the silicon nitride film is removed is provided on the fuse element. The semiconductor integrated circuit device according to claim 3. 前記第1の高融点金属膜はTiNあるいはTi化合物であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の半導体集積回路装置。   5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the first refractory metal film is TiN or a Ti compound. 前記第2の高融点金属がTiNあるいはTi化合物であることを特徴とする請求項2記載の半導体集積回路装置。 3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 2, wherein the second refractory metal film is TiN or a Ti compound. 前記アモルファスシリコン層の厚さが150Å以上1000Å以下の範囲であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の半導体集積回路装置。   7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a thickness of the amorphous silicon layer is in a range of 150 to 1000 mm. 前記最上層の金属配線層を、前記ヒューズ素子以外の半導体集積回路装置内の配線及びボンディングパッドに使用することを特徴とする請求項3記載の半導体集積回路装置。   4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 3, wherein the uppermost metal wiring layer is used for wiring and bonding pads in the semiconductor integrated circuit device other than the fuse element. 前記最上層の金属配線層上に、TiNあるいはTi化合物で構成された反射防止膜を積層していないことを特徴とする請求項8記載の半導体集積回路装置。   9. The semiconductor integrated circuit device according to claim 8, wherein an antireflection film made of TiN or a Ti compound is not laminated on the uppermost metal wiring layer. ヒューズ素子を含む半導体集積回路装置の製造方法であって、
半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の上に第1の金属膜および第1の高融点金属膜をこの順で積層する工程と、
前記第1の金属膜および前記第1の高融点金属膜をエッチングして、ヒューズ素子領域に離間した、前記第1の金属膜の上に前記第1の高融点金属膜が配置された2つの導電体を形成し、ボンディングパッド領域にボンディングパッドを形成する工程と、
前記2つの導電体と前記ボンディングパッドと前記絶縁膜の上にアモルファスシリコン層を堆積する工程と、
前記ヒューズ素子領域において前記第1の高融点金属膜の上及び前記2つの導電体の側面を覆い、前記2つの導電体の離間した前記絶縁膜上の領域に設けられた前記アモルファスシリコン層からなるヒューズ素子を形成する工程と、
前記ボンディングパッド領域において前記アモルファスシリコン層および前記第1の高融点金属膜を除去する工程と、
前記ヒューズ素子を含む前記半導体基板上に、下層のシリコン酸化膜と上層のシリコン窒化膜とからなる保護膜を堆積する工程と、
前記ボンディングパッド上の前記保護膜を除去する保護膜形成工程と、
からなることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device including a fuse element,
Forming an insulating film on the semiconductor substrate;
Laminating a first metal film and a first refractory metal film in this order on the insulating film;
The first metal film and the first refractory metal film are etched, and the first refractory metal film is disposed on the first metal film spaced apart from the fuse element region. Forming a conductor and forming a bonding pad in the bonding pad region;
Depositing an amorphous silicon layer on the two conductors, the bonding pad and the insulating film;
The fuse element region includes the amorphous silicon layer that covers the first refractory metal film and the side surfaces of the two conductors, and is provided in a region on the insulating film apart from the two conductors. Forming a fuse element; and
Removing the amorphous silicon layer and the first refractory metal film in the bonding pad region;
Depositing a protective film comprising a lower silicon oxide film and an upper silicon nitride film on the semiconductor substrate including the fuse element;
A protective film forming step of removing the protective film on the bonding pad;
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising:
前記保護膜形成工程において、前記ヒューズ素子上の前記シリコン窒化膜を除去することを特徴とする請求項10に記載の半導体集積回路装置の製造方法。   11. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 10, wherein the silicon nitride film on the fuse element is removed in the protective film forming step. 前記アモルファスシリコン層を堆積する工程の前に、第2の高融点金属膜を堆積する工程をさらに有し、
前記ヒューズ素子を形成する工程において、前記ヒューズ素子領域において前記第1の高融点金属膜上及び前記2つの導電体の側面を覆い、前記2つの導電体の離間した前記絶縁膜上の領域に設けられた前記アモルファスシリコン層および前記第2の高融点金属膜からなるヒューズ素子を形成することを特徴とする請求項10または請求項11に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
A step of depositing a second refractory metal film before the step of depositing the amorphous silicon layer;
In the step of forming the fuse element, the fuse element region covers the first refractory metal film and the side surfaces of the two conductors, and is provided in a region on the insulating film apart from the two conductors. 12. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 10, wherein a fuse element made of the amorphous silicon layer and the second refractory metal film formed is formed.
前記第1の高融点金属膜に、TiNあるいはTi化合物を用いることを特徴とする請求項10乃至12のいずれか1項に記載の半導体集積回路装置の製造方法。   13. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 10, wherein TiN or a Ti compound is used for the first refractory metal film. 前記第2の高融点金属膜に、TiNあるいはTi化合物を用いることを特徴とする請求項12に記載の半導体集積回路装置の製造方法。   13. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 12, wherein TiN or a Ti compound is used for the second refractory metal film. 前記アモルファスシリコン層の厚さを150Å以上1000Å以下の範囲とすることを特徴とする請求項10乃至14のいずれか1項に記載の半導体集積回路装置の製造方法。   15. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 10, wherein the thickness of the amorphous silicon layer is in a range of 150 to 1000 mm.
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