JPH1050852A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH1050852A JPH1050852A JP8220504A JP22050496A JPH1050852A JP H1050852 A JPH1050852 A JP H1050852A JP 8220504 A JP8220504 A JP 8220504A JP 22050496 A JP22050496 A JP 22050496A JP H1050852 A JPH1050852 A JP H1050852A
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- Japan
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- fuse element
- laser light
- excimer laser
- mol
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Abstract
(57)【要約】
【課題】レーザー光による簡便なヒューズ切断方法を提
供する。 【解決手段】ヒューズ素子１３の材料Ａｌ（結合エネル
ギー＝７８．７ｋcal/mol)又はＣｕ（結合エネルギー＝
８０．５ｋcal/mol)よりも大きく且つ下地ＳｉＯ2 膜
（Ｓｉ−Ｏ結合エネルギー＝１９１ｋcal/mol)１２より
も小さな光子エネルギーを有するＡｒＦエキシマレーザ
ー光（波長＝１９３ｎｍ、光子エネルギー＝１４８ｋca
l/mol)、ＫｒＦエキシマレーザー光（波長＝２４８ｎ
ｍ、光子エネルギー＝１１５ｋcal/mol)、ＸｅＣｌエキ
シマレーザー光（波長＝３０８ｎｍ、光子エネルギー＝
９３ｋcal/mol)等のエキシマレーザー光１６により、ヒ
ューズ素子１３の材料の化学結合を非熱的に切断し、ヒ
ューズ素子１３を切断する。
供する。 【解決手段】ヒューズ素子１３の材料Ａｌ（結合エネル
ギー＝７８．７ｋcal/mol)又はＣｕ（結合エネルギー＝
８０．５ｋcal/mol)よりも大きく且つ下地ＳｉＯ2 膜
（Ｓｉ−Ｏ結合エネルギー＝１９１ｋcal/mol)１２より
も小さな光子エネルギーを有するＡｒＦエキシマレーザ
ー光（波長＝１９３ｎｍ、光子エネルギー＝１４８ｋca
l/mol)、ＫｒＦエキシマレーザー光（波長＝２４８ｎ
ｍ、光子エネルギー＝１１５ｋcal/mol)、ＸｅＣｌエキ
シマレーザー光（波長＝３０８ｎｍ、光子エネルギー＝
９３ｋcal/mol)等のエキシマレーザー光１６により、ヒ
ューズ素子１３の材料の化学結合を非熱的に切断し、ヒ
ューズ素子１３を切断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、冗長回路
方式においてヒューズ素子を切断して配線の接続を変更
する半導体装置の製造方法に関する。
方式においてヒューズ素子を切断して配線の接続を変更
する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ＤＲＡＭ等の半導体記憶装置で
は、記憶容量が増加するとともにメモリセルが微細化
し、また、製造工程も複雑になっているので、総てのメ
モリセルを欠陥無く形成することは非常に困難である。
は、記憶容量が増加するとともにメモリセルが微細化
し、また、製造工程も複雑になっているので、総てのメ
モリセルを欠陥無く形成することは非常に困難である。
【０００３】このため、メモリセルアレイ中に予備のメ
モリセルを予め設けておき、検査で不良のメモリセルが
発見されると、配線の接続を変更して、その不良のメモ
リセルを予備のメモリセルに切り換える冗長回路方式が
採用されている。このメモリセルの切り換えは、一般
に、配線中に形成したヒューズ素子をレーザー光等によ
り溶断して配線の接続を変更することで行われる（例え
ば、特開昭６２−１３６８５３号公報又は特開平２−３
０４９５２号公報参照）。
モリセルを予め設けておき、検査で不良のメモリセルが
発見されると、配線の接続を変更して、その不良のメモ
リセルを予備のメモリセルに切り換える冗長回路方式が
採用されている。このメモリセルの切り換えは、一般
に、配線中に形成したヒューズ素子をレーザー光等によ
り溶断して配線の接続を変更することで行われる（例え
ば、特開昭６２−１３６８５３号公報又は特開平２−３
０４９５２号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高い照
射エネルギーのレーザー光でヒューズ素子を高温に加熱
すると、ヒューズ素子のみならずその下地層まで高温に
加熱されるため、その下地層が破壊されたり、或いは、
通常絶縁層であるその下地層を通じて装置の他の部位が
不測に加熱されて故障するという問題があった。逆に、
ヒューズ素子の加熱が不充分だと、ヒューズ素子を完全
に切断できない場合があった。
射エネルギーのレーザー光でヒューズ素子を高温に加熱
すると、ヒューズ素子のみならずその下地層まで高温に
加熱されるため、その下地層が破壊されたり、或いは、
通常絶縁層であるその下地層を通じて装置の他の部位が
不測に加熱されて故障するという問題があった。逆に、
ヒューズ素子の加熱が不充分だと、ヒューズ素子を完全
に切断できない場合があった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、下地層や装置の
他の部位に悪影響を与えずにヒューズ素子を確実に切断
することができる半導体装置の製造方法を提供すること
である。
他の部位に悪影響を与えずにヒューズ素子を確実に切断
することができる半導体装置の製造方法を提供すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
本発明の半導体装置の製造方法は、ヒューズ素子を切断
して配線の接続を変更する半導体装置の製造方法におい
て、前記ヒューズ素子の材料の結合エネルギーよりも大
きな結合エネルギーを有する材料で下地層を形成する工
程と、前記下地層の上に前記ヒューズ素子を形成する工
程と、前記ヒューズ素子の材料の結合エネルギーよりも
大きく且つ前記下地層の材料の結合エネルギーよりも小
さな光子エネルギーを有するレーザー光を前記ヒューズ
素子に照射して前記ヒューズ素子を切断する工程とを有
する。
本発明の半導体装置の製造方法は、ヒューズ素子を切断
して配線の接続を変更する半導体装置の製造方法におい
て、前記ヒューズ素子の材料の結合エネルギーよりも大
きな結合エネルギーを有する材料で下地層を形成する工
程と、前記下地層の上に前記ヒューズ素子を形成する工
程と、前記ヒューズ素子の材料の結合エネルギーよりも
大きく且つ前記下地層の材料の結合エネルギーよりも小
さな光子エネルギーを有するレーザー光を前記ヒューズ
素子に照射して前記ヒューズ素子を切断する工程とを有
する。
【０００７】本発明の一態様では、前記レーザー光とし
てエキシマレーザー光を用いる。
てエキシマレーザー光を用いる。
【０００８】本発明の一態様では、前記エキシマレーザ
ー光が、ＡｒＦ、ＫｒＦ又はＸｅＣｌである。
ー光が、ＡｒＦ、ＫｒＦ又はＸｅＣｌである。
【０００９】本発明の一態様では、前記ヒューズ素子の
材料が、Ａｌ膜又はＣｕ膜であり、前記下地層が、Ｓｉ
Ｏ2 膜又はＳｉＮ膜である。
材料が、Ａｌ膜又はＣｕ膜であり、前記下地層が、Ｓｉ
Ｏ2 膜又はＳｉＮ膜である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を好ましい実施の形
態に従い図１を参照して説明する。
態に従い図１を参照して説明する。
【００１１】まず、図１（ａ）に示すように、シリコン
半導体基板１１の上に下地層として層間絶縁膜１２を形
成し、その上に、Ａｌ膜又はＣｕ膜からなるヒューズ素
子１３を形成し、更に、その上に、保護膜１４を形成す
る。
半導体基板１１の上に下地層として層間絶縁膜１２を形
成し、その上に、Ａｌ膜又はＣｕ膜からなるヒューズ素
子１３を形成し、更に、その上に、保護膜１４を形成す
る。
【００１２】ヒューズ素子１３の切断に際しては、保護
膜１４がＳｉＯ2 膜（Ｓｉ−Ｏ結合エネルギー＝１９１
ｋcal/mol)の場合、まず、Ａｒ2 エキシマレーザー光
（波長＝１２６ｎｍ、光子エネルギー＝２２６ｋcal/mo
l)等のようにＳｉ−Ｏ結合エネルギーよりも大きな光子
エネルギーを有するエキシマレーザー光１５を保護膜１
４に照射する。
膜１４がＳｉＯ2 膜（Ｓｉ−Ｏ結合エネルギー＝１９１
ｋcal/mol)の場合、まず、Ａｒ2 エキシマレーザー光
（波長＝１２６ｎｍ、光子エネルギー＝２２６ｋcal/mo
l)等のようにＳｉ−Ｏ結合エネルギーよりも大きな光子
エネルギーを有するエキシマレーザー光１５を保護膜１
４に照射する。
【００１３】この結果、エキシマレーザー光１５が照射
された部分における保護膜１４の材料の化学結合が非熱
的に切断されて、図１（ｂ）に示すように、エキシマレ
ーザー光１５の照射部分の保護膜１４が除去される。
された部分における保護膜１４の材料の化学結合が非熱
的に切断されて、図１（ｂ）に示すように、エキシマレ
ーザー光１５の照射部分の保護膜１４が除去される。
【００１４】なお、ヒューズ素子１３の材料であるＡｌ
又はＣｕは、その結合エネルギーが夫々７８．７ｋcal/
mol 及び８０．５ｋcal/mol であり、いずれの場合も、
Ｓｉ−Ｏ結合エネルギーより小さい。このため、エキシ
マレーザー光１５の照射によって保護膜１４のみならず
その下のヒューズ素子１３の一部も除去される可能性が
あるが、その部分のヒューズ素子１３はいずれ後の工程
で除去するので、この時点でヒューズ素子１３の一部が
除去されても特に支障はない。
又はＣｕは、その結合エネルギーが夫々７８．７ｋcal/
mol 及び８０．５ｋcal/mol であり、いずれの場合も、
Ｓｉ−Ｏ結合エネルギーより小さい。このため、エキシ
マレーザー光１５の照射によって保護膜１４のみならず
その下のヒューズ素子１３の一部も除去される可能性が
あるが、その部分のヒューズ素子１３はいずれ後の工程
で除去するので、この時点でヒューズ素子１３の一部が
除去されても特に支障はない。
【００１５】また、保護膜１４がＳｉＮ膜（Ｓｉ−Ｎ結
合エネルギー＝１０５ｋcal/mol)の場合には、上述した
Ａｒ2 エキシマレーザー光の他に、Ｓｉ−Ｎ結合エネル
ギーよりも大きな光子エネルギーを有するＡｒＦエキシ
マレーザー光（波長＝１９３ｎｍ、光子エネルギー＝１
４８ｋcal/mol)やＫｒＦエキシマレーザー光（波長＝２
４８ｎｍ、光子エネルギー＝１１５ｋcal/mol)等をエキ
シマレーザー光１５として用いることができる。
合エネルギー＝１０５ｋcal/mol)の場合には、上述した
Ａｒ2 エキシマレーザー光の他に、Ｓｉ−Ｎ結合エネル
ギーよりも大きな光子エネルギーを有するＡｒＦエキシ
マレーザー光（波長＝１９３ｎｍ、光子エネルギー＝１
４８ｋcal/mol)やＫｒＦエキシマレーザー光（波長＝２
４８ｎｍ、光子エネルギー＝１１５ｋcal/mol)等をエキ
シマレーザー光１５として用いることができる。
【００１６】次に、図１（ｃ）に示すように、ヒューズ
素子１３の材料であるＡｌ又はＣｕの結合エネルギーよ
りも大きく且つヒューズ素子１３の下地層である層間絶
縁膜１２の材料の結合エネルギーよりも小さな光子エネ
ルギーを有するエキシマレーザー光１６を、保護膜１４
が除去されている部分のヒューズ素子１３に０．０２〜
８μＪ／パルスの照射エネルギーで照射する。
素子１３の材料であるＡｌ又はＣｕの結合エネルギーよ
りも大きく且つヒューズ素子１３の下地層である層間絶
縁膜１２の材料の結合エネルギーよりも小さな光子エネ
ルギーを有するエキシマレーザー光１６を、保護膜１４
が除去されている部分のヒューズ素子１３に０．０２〜
８μＪ／パルスの照射エネルギーで照射する。
【００１７】ヒューズ素子１３がＡｌ膜又はＣｕ膜のい
ずれであっても、層間絶縁膜１２がＳｉＯ2 膜の場合、
上述したＡｒＦエキシマレーザー光やＫｒＦエキシマレ
ーザー光、更に、ＸｅＣｌエキシマレーザー光（波長＝
３０８ｎｍ、光子エネルギー＝９３ｋcal/mol)等をエキ
シマレーザー光１６として用いることができる。また、
層間絶縁膜１２がＳｉＮ膜の場合には、上述のＸｅＣｌ
エキシマレーザー光等をエキシマレーザー光１６として
用いることができる。
ずれであっても、層間絶縁膜１２がＳｉＯ2 膜の場合、
上述したＡｒＦエキシマレーザー光やＫｒＦエキシマレ
ーザー光、更に、ＸｅＣｌエキシマレーザー光（波長＝
３０８ｎｍ、光子エネルギー＝９３ｋcal/mol)等をエキ
シマレーザー光１６として用いることができる。また、
層間絶縁膜１２がＳｉＮ膜の場合には、上述のＸｅＣｌ
エキシマレーザー光等をエキシマレーザー光１６として
用いることができる。
【００１８】このエキシマレーザー光１６を照射するこ
とにより、照射された部分におけるヒューズ素子１３の
材料の化学結合が非熱的に切断され、図１（ｄ）に示す
ように、エキシマレーザー光１６の照射部分のヒューズ
素子１３が除去される。
とにより、照射された部分におけるヒューズ素子１３の
材料の化学結合が非熱的に切断され、図１（ｄ）に示す
ように、エキシマレーザー光１６の照射部分のヒューズ
素子１３が除去される。
【００１９】この時、エキシマレーザー光１６の光子エ
ネルギーは、ヒューズ素子１３の材料の結合エネルギー
よりも大きいが、ヒューズ素子１３の下地層である層間
絶縁膜１２の材料の結合エネルギーよりは小さいため、
ヒューズ素子１３を完全に切断することができる上述の
照射エネルギーのエキシマレーザー光１６をヒューズ素
子１３に照射しても、その下地層の層間絶縁膜１２は実
質的に殆ど損傷を受けることがない。
ネルギーは、ヒューズ素子１３の材料の結合エネルギー
よりも大きいが、ヒューズ素子１３の下地層である層間
絶縁膜１２の材料の結合エネルギーよりは小さいため、
ヒューズ素子１３を完全に切断することができる上述の
照射エネルギーのエキシマレーザー光１６をヒューズ素
子１３に照射しても、その下地層の層間絶縁膜１２は実
質的に殆ど損傷を受けることがない。
【００２０】従って、下地層の層間絶縁膜１２を切断の
ストッパーとして用いることができて作業性が向上する
とともに、ヒューズ素子１３の切断が非熱的に行われる
ため、層間絶縁膜１２等を介し装置の他の部位が不測に
高温に加熱されて故障する等の問題が生じない。
ストッパーとして用いることができて作業性が向上する
とともに、ヒューズ素子１３の切断が非熱的に行われる
ため、層間絶縁膜１２等を介し装置の他の部位が不測に
高温に加熱されて故障する等の問題が生じない。
【００２１】なお、本発明の半導体装置の製造方法は、
上述した冗長回路方式の場合に限らず、例えば、ヒュー
ズ切断式プログラマブルＲＯＭの製造方法にも適用が可
能である。
上述した冗長回路方式の場合に限らず、例えば、ヒュー
ズ切断式プログラマブルＲＯＭの製造方法にも適用が可
能である。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、ヒューズ素子の材料の
化学結合を直接切断することにより、ヒューズ素子の切
断を非熱的に行うので、例えば、下地層の絶縁膜を伝っ
て装置の他の部位が不測に高温に加熱され故障する等の
問題を回避することができる。また、レーザー光の光子
エネルギーを、ヒューズ素子は切断するが下地層は切断
しないように選定することができるので、下地層を損傷
又は破壊することなく、その下地層を切断のストッパー
として用いることができ、作業性が向上する。そして、
これらの結果、半導体装置を高い歩留りで製造すること
ができるようになる。
化学結合を直接切断することにより、ヒューズ素子の切
断を非熱的に行うので、例えば、下地層の絶縁膜を伝っ
て装置の他の部位が不測に高温に加熱され故障する等の
問題を回避することができる。また、レーザー光の光子
エネルギーを、ヒューズ素子は切断するが下地層は切断
しないように選定することができるので、下地層を損傷
又は破壊することなく、その下地層を切断のストッパー
として用いることができ、作業性が向上する。そして、
これらの結果、半導体装置を高い歩留りで製造すること
ができるようになる。
【図１】本発明の一実施の形態によるヒューズ素子の切
断方法を工程順に示す断面図である。
断方法を工程順に示す断面図である。
１１ シリコン半導体基板 １２ 層間絶縁膜（下地層） １３ ヒューズ素子 １４ 保護膜 １５、１６ レーザー光
Claims (4)
- 【請求項１】 ヒューズ素子を切断して配線の接続を変
更する半導体装置の製造方法において、 前記ヒューズ素子の材料の結合エネルギーよりも大きな
結合エネルギーを有する材料で下地層を形成する工程
と、 前記下地層の上に前記ヒューズ素子を形成する工程と、 前記ヒューズ素子の材料の結合エネルギーよりも大きく
且つ前記下地層の材料の結合エネルギーよりも小さな光
子エネルギーを有するレーザー光を前記ヒューズ素子に
照射して前記ヒューズ素子を切断する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記レーザー光としてエキシマレーザー
光を用いることを特徴とする請求項１に記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項３】 前記エキシマレーザー光が、ＡｒＦ、Ｋ
ｒＦ又はＸｅＣｌであることを特徴とする請求項２に記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記ヒューズ素子の材料が、Ａｌ膜又は
Ｃｕ膜であり、前記下地層が、ＳｉＯ2 膜又はＳｉＮ膜
であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8220504A JPH1050852A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8220504A JPH1050852A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1050852A true JPH1050852A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16752077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8220504A Withdrawn JPH1050852A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1050852A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010056557A (ja) * | 2009-10-02 | 2010-03-11 | Fujitsu Microelectronics Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1996
- 1996-08-02 JP JP8220504A patent/JPH1050852A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010056557A (ja) * | 2009-10-02 | 2010-03-11 | Fujitsu Microelectronics Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031007 |