JPH1140676A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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Publication number
JPH1140676A
JPH1140676A JP19627897A JP19627897A JPH1140676A JP H1140676 A JPH1140676 A JP H1140676A JP 19627897 A JP19627897 A JP 19627897A JP 19627897 A JP19627897 A JP 19627897A JP H1140676 A JPH1140676 A JP H1140676A
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JP
Japan
Prior art keywords
insulator
conductor layer
semiconductor device
layer
film
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP19627897A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanobu Hishiki
雅信 日紫喜
Kuniaki Tadakuma
国晃 多田隈
Hidesato Iguchi
英里 井口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Microcomputer System Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Microcomputer System Ltd
Priority to JP19627897A priority Critical patent/JPH1140676A/en
Publication of JPH1140676A publication Critical patent/JPH1140676A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid causing defects due to residues of resist or etching at forming antifuses by planarizing an antifuse element between wiring layers which constitute a lower conductor layer having an insulator to form the insulator. SOLUTION: The manufacturing method comprises forming a first metal wiring layer 2 composed of a lower conductor layer 2a and connection wiring layer 2b on the entire insulation film 1, depositing an Si oxide film 3a, forming an SOG film 3b on the film 3a to fill up recesses of this film 3a, etching back to planarize and expose the wiring layer 2, depositing an Si oxide film 3c to cover the conductor layer 2a, wiring 2b and films 3a, 3b, forming openings through the oxide film 3c to expose the layer 2a of an antifuse element, and depositing an insulation film 4a and metal layer 4b on the entire surface to form an insulator 4 of the antifuse element.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に、アンチヒューズ素子を有する半導体装置に適
用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a technology effective when applied to a semiconductor device having an anti-fuse element.

【0002】[0002]

【従来の技術】システムを制御するための論理回路は使
用されるシステムごとに異なっており、このためそのシ
ステムごとに新たな品種の半導体装置が必要となる。こ
のために多くの品種を少量ずつ生産する少量多品種化が
必要となり、これに対して、論理回路をそのまま専用の
半導体装置として設計していては、書き込むプログラム
を開発する他に半導体装置自体も開発することとなり、
多くの費用・時間を要し、その開発が大きな負担とな
る。
2. Description of the Related Art A logic circuit for controlling a system is different for each system to be used. Therefore, a new type of semiconductor device is required for each system. For this reason, it is necessary to increase the number of varieties to produce many varieties little by little. On the other hand, if the logic circuit is designed as a dedicated semiconductor device as it is, the semiconductor device itself will be developed in addition to developing a program to write. Will be developed,
It requires a lot of cost and time, and its development is a heavy burden.

【0003】そこで、このような少量多品種化に対処す
るために、FPGA(Field Programmable Gate Arra
y)型半導体装置が用いられている。FPGAでは、多
数の機能ブロックをチップに敷き詰め、各ブロックの接
続情報を書き込むことによって、論理回路を形成し、書
き込む接続情報を変えることによって多品種に対応す
る。
[0003] In order to cope with the diversification of products in small quantities, an FPGA (Field Programmable Gate Arra) is used.
y) type semiconductor devices are used. In the FPGA, a large number of functional blocks are laid out on a chip, connection information of each block is written, a logic circuit is formed, and the connection information to be written is changed to support various types.

【0004】このようなFPGAのデータ書込みを行な
う方法の一つに、ブロック間の接続のための配線を予め
形成しておき、製品完成後に各ブロックと配線との接続
を変えることによって論理回路を形成するものがある。
One of the methods of writing data in such an FPGA is to form wiring for connection between blocks in advance and change the connection between each block and the wiring after completion of a product, thereby forming a logic circuit. There is something to form.

【0005】こうした各ブロックと配線との接続による
接続情報の書込の方法として、導体間に絶縁体を介在さ
せ非導通状態として形成したヒューズ素子の前記導体間
に電圧を加えることによって前記絶縁体の絶縁破壊を行
ない導通状態とするアンチヒューズ構造のものがある。
[0005] As a method of writing connection information by connecting each block to a wiring, an insulator is interposed between conductors, and a voltage is applied between the conductors of a fuse element formed in a non-conductive state. There is an anti-fuse structure in which a dielectric breakdown is performed to make a conductive state.

【0006】アンチヒューズ構造では、接続のオン抵抗
が低く、接続部の容量が低く、書込電圧が低く、また機
能ブロックの上にプログラム素子を敷き詰められるため
にチップ面積を縮小することができる等の利点が有る。
アンチヒューズ構造では、オン抵抗を低減するために下
部金属配線層と上部金属配線層との間に絶縁体としてア
モルファスシリコンを挟んだものが主流となっている。
In the anti-fuse structure, the on-resistance of the connection is low, the capacitance of the connection portion is low, the write voltage is low, and the program area can be spread over the functional blocks, so that the chip area can be reduced. There are advantages.
In the anti-fuse structure, a structure in which amorphous silicon is interposed as an insulator between a lower metal wiring layer and an upper metal wiring layer in order to reduce the on-resistance is mainly used.

【0007】このようなアンチヒューズ構造のFPGA
については、例えば日経BP社発行「日経マイクロデバ
イス」1992年10月1日号第37頁乃至第44頁に
記載されている。
An FPGA having such an antifuse structure
Are described, for example, in "Nikkei Micro Devices", published October 1, 1992, pages 37 to 44, published by Nikkei BP.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このようなアンチヒュ
ーズ素子では、通常、下部導体層が、半導体基板主面に
形成された機能ブロックの各素子を接続し回路を構成す
る結線配線、ブロック内配線と同一層の配線層によって
構成されており、この配線層の上に開口を設けた層間絶
縁膜を形成し、全面に堆積させたアンチヒューズの絶縁
体及び上部導体層のランディングパッドとなる金属層
を、ホトリソグラフィ及びエッチングによってパターニ
ングを行なっている。
In such an antifuse element, the lower conductor layer usually connects each element of the functional block formed on the main surface of the semiconductor substrate to form a connection wiring and a wiring inside the block. A wiring layer of the same layer as above, an interlayer insulating film provided with an opening formed on this wiring layer, and a metal layer serving as an antifuse insulator and a landing pad of an upper conductor layer deposited on the entire surface. Is patterned by photolithography and etching.

【0009】このため、下部導体層の配線層の厚みによ
って、前記絶縁体及び金属層に段差が生じ、この段差部
にて、平坦な部分とはエッチングの進行が異なることに
より、その側面にエッチング残りが生じてしまうことが
ある。
For this reason, a step occurs in the insulator and the metal layer due to the thickness of the wiring layer of the lower conductor layer, and the progress of the etching is different from that of the flat part at the step, so that the side surface is etched. The rest may occur.

【0010】また、下部導体層の配線層の間隔が限界ま
で狭められている部分では、段差によって形成される凹
部にて露光不良或いは現像不良が生じやすく、これによ
ってレジスト残りによる残渣が生じ、このレジスト残渣
或いはこの残渣が原因でエッチング不良となった絶縁体
の残渣が、後の工程で剥離して異物となり汚染の原因と
なり、半導体装置の不良の発生を招くことがある。
Further, in a portion where the interval between the wiring layers of the lower conductor layer is narrowed to the limit, exposure failure or development failure is apt to occur in the recess formed by the step, thereby generating a residue due to the remaining resist. The resist residue or the residue of the insulator which has been poorly etched due to the residue may be peeled off in a later step to become a foreign substance and cause contamination, which may cause a failure of the semiconductor device.

【0011】本発明の課題は、前述したアンチヒューズ
素子形成の際のレジスト残り或いはエッチング残りによ
る不良の発生を防止することが可能な技術を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of preventing the occurrence of a defect due to a remaining resist or remaining etching during the formation of the antifuse element.

【0012】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0013】[0013]

【問題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
Means for Solving the Problems Among the inventions disclosed in the present application, the outline of typical inventions will be briefly described.
It is as follows.

【0014】下部導体層と上部導体層との間に絶縁体を
介在させて非導通状態とし、前記下部導体層と上部導体
層との間に電圧を加えることによって絶縁破壊を行な
い、前記下部導体層と上部導体層との間を導通状態とす
るアンチヒューズ素子の、前記絶縁体が形成されている
下部導体層を構成する配線層相互の間を平坦化して前記
絶縁体を形成する。
The insulator is interposed between the lower conductor layer and the upper conductor layer to be in a non-conductive state, and a voltage is applied between the lower conductor layer and the upper conductor layer to cause dielectric breakdown. The insulator is formed by flattening between the wiring layers constituting the lower conductor layer on which the insulator is formed, of the anti-fuse element that makes the layer and the upper conductor layer conductive.

【0015】上述した手段によれば、アンチヒューズ素
子の絶縁体の下地が平坦化され、前記絶縁体の材料が平
坦に形成されているのでエッチングが均一に進行し、エ
ッチング残りが生じてしまうことが防止される。
According to the above-described means, since the base of the insulator of the anti-fuse element is flattened and the material of the insulator is formed flat, the etching proceeds uniformly, and the etching residue remains. Is prevented.

【0016】また、下部導体層の配線層の間隔が限界ま
で狭められている部分でも、平坦化によって前記下地に
凹部が形成されず、露光不良或いは現像不良が回避さ
れ、これによってレジスト残りによる残渣、エッチング
不良による配線層の残渣の発生を防止することができ
る。従って、異物の発生による汚染によって、半導体装
置の不良の発生を防止することができる。
Also, even in a portion where the interval between the wiring layers of the lower conductor layer is narrowed to the limit, a concave portion is not formed in the base by flattening, and exposure failure or development failure is avoided. In addition, it is possible to prevent the generation of residues in the wiring layer due to poor etching. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a defect in the semiconductor device due to the contamination due to the generation of the foreign matter.

【0017】以下、本発明の実施の形態を説明する。な
お、実施の形態を説明するための全図において、同一機
能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明
は省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In all the drawings for describing the embodiments, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1に示すのは、本発明の一実施
の形態である半導体装置のアンチヒューズ素子を示す縦
断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an antifuse element of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【0019】1は、半導体基板主面に形成された半導体
素子によって構成された機能ブロック(図示せず)を絶
縁被覆する絶縁層、2は1層目の金属配線層であり、こ
の金属配線層2は、アンチヒューズ素子の下部導体層2
a及び前記半導体素子相互間を接続し機能ブロックを形
成し、この機能ブロックと下部導体層2aとを接続する
接続配線2bによって構成されている。
Reference numeral 1 denotes an insulating layer for insulating and covering a functional block (not shown) constituted by a semiconductor element formed on the main surface of the semiconductor substrate. Reference numeral 2 denotes a first metal wiring layer. 2 is the lower conductor layer 2 of the antifuse element
a and the semiconductor element are connected to each other to form a functional block. The functional block is constituted by a connection wiring 2b connecting the functional block and the lower conductor layer 2a.

【0020】3は1層目の層間絶縁膜であり、金属配線
層2相互の間を覆う酸化珪素膜3a、酸化珪素膜3aを
平坦化するSOG膜3b、金属配線層を含む全面を覆う
酸化珪素膜3cによって構成されている。
Reference numeral 3 denotes a first interlayer insulating film, which is a silicon oxide film 3a covering between the metal wiring layers 2, an SOG film 3b for flattening the silicon oxide film 3a, and an oxidation covering the entire surface including the metal wiring layer. It is composed of a silicon film 3c.

【0021】4はアンチヒューズ素子の絶縁体であり、
アモルファスシリコンの絶縁層4aとメタル層4bとに
よって構成されている。
4 is an insulator of the anti-fuse element,
It is composed of an insulating layer 4a of amorphous silicon and a metal layer 4b.

【0022】5は2層目の層間絶縁膜であり、金属配線
層2相互の間を覆う酸化珪素膜5a、酸化珪素膜5aを
平坦化するSOG(Spin-On-Glass)膜5b及び酸化珪
素膜5cによって構成されている。
Reference numeral 5 denotes a second interlayer insulating film, which is a silicon oxide film 5a for covering between the metal wiring layers 2, an SOG (Spin-On-Glass) film 5b for planarizing the silicon oxide film 5a, and a silicon oxide film. It is constituted by the film 5c.

【0023】6は2層目の金属配線層であり、この金属
配線層6は、アンチヒューズ素子の上部導体層6a及び
上部導体層6aと接続しアンチヒューズ素子の選択的な
導通によって前記各機能ブロック間を接続して論理回路
を形成する接続配線6bによって構成されている。
Reference numeral 6 denotes a second metal wiring layer. The metal wiring layer 6 is connected to the upper conductor layer 6a and the upper conductor layer 6a of the anti-fuse element, and each of the above-mentioned functions is provided by selective conduction of the anti-fuse element. It is composed of connection wires 6b that connect the blocks to form a logic circuit.

【0024】アンチヒューズ素子は、酸化珪素膜3cに
設けられた開口によって絶縁体4の絶縁層4aと下部導
体層2aとが接続し、層間絶縁膜5に設けられた開口に
よって上部導体層6aと絶縁体4のメタル層4bとが接
続して構成されている。
In the anti-fuse element, the insulating layer 4a of the insulator 4 is connected to the lower conductor layer 2a by an opening provided in the silicon oxide film 3c, and the upper conductor layer 6a is connected to the lower conductor layer 2a by an opening provided in the interlayer insulating film 5. It is configured by being connected to the metal layer 4b of the insulator 4.

【0025】次に図1に示すアンチヒューズの製造方法
について図2乃至図7を用いて説明する。
Next, a method of manufacturing the antifuse shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.

【0026】先ず、単結晶シリコンなどの半導体基板主
面の活性領域に形成した各種半導体素子を絶縁被覆する
絶縁層1として例えばCVDによる酸化珪素を全面に堆
積させ、この絶縁膜1上の全面に例えばチタン‐タング
ステン合金膜、銅及びシリコンが添加されたアルミニウ
ム合金膜、チタン‐タングステン合金膜を順次積層した
積層膜を堆積させ、パターニングを行ない下部導体層2
a、接続配線2bからなる1層目の金属配線層2を形成
する。この状態を図2に示す。
First, as an insulating layer 1 for insulating and covering various semiconductor elements formed in an active region of a main surface of a semiconductor substrate such as single crystal silicon, for example, silicon oxide by CVD is deposited on the entire surface. For example, a laminated film is formed by sequentially laminating a titanium-tungsten alloy film, an aluminum alloy film to which copper and silicon are added, and a titanium-tungsten alloy film, and is patterned to form a lower conductor layer 2.
a, a first metal wiring layer 2 composed of connection wiring 2b is formed. This state is shown in FIG.

【0027】次に、ソースガスの主体としてテトラエト
キシシラン(TEOS)ガス(有機シラン)を使用した
プラスマCVDによって酸化珪素膜3aを堆積させ、こ
の酸化珪素膜3aの上にSOG膜3bを形成して酸化珪
素膜3aの凹部を埋めて、エッチバックを行ない平坦化
して、金属配線層2を露出させ、下部導体層2a、接続
配線2b、酸化珪素膜3a及びSOG膜3bを覆う酸化
珪素膜3cをTEOSガスを使用したプラスマCVDに
よって全面に堆積させる。この状態を図3に示す。
Next, a silicon oxide film 3a is deposited by plasma CVD using tetraethoxysilane (TEOS) gas (organosilane) as a main source gas, and an SOG film 3b is formed on the silicon oxide film 3a. The concave portion of the silicon oxide film 3a is buried and etched back to be flattened to expose the metal wiring layer 2 and to cover the lower conductor layer 2a, the connection wiring 2b, the silicon oxide film 3a and the SOG film 3b. Is deposited on the entire surface by plasma CVD using TEOS gas. This state is shown in FIG.

【0028】次に、アンチヒューズ素子の下部導体層2
aを露出させる開口を酸化珪素膜3cに設ける。この状
態を図4に示す。
Next, the lower conductor layer 2 of the anti-fuse element
An opening exposing a is provided in the silicon oxide film 3c. This state is shown in FIG.

【0029】次に、アモルファスシリコンからなる絶縁
膜4a及びチタン‐タングステンからなるメタル層4b
を全面に堆積させパターニングを行ない、アンチヒュー
ズ素子の絶縁体4を形成する。この状態を図5に示す。
Next, an insulating film 4a made of amorphous silicon and a metal layer 4b made of titanium-tungsten
Is deposited on the entire surface and is patterned to form an insulator 4 of the anti-fuse element. This state is shown in FIG.

【0030】次に、酸化珪素膜5aをTEOSガスを使
用したプラスマCVDによって堆積させ、この酸化珪素
膜5aの上にSOG膜5bを形成して酸化珪素膜5aの
凹部を埋めて、エッチバックを行ない平坦化して、酸化
珪素膜5a及びSOG膜5bを覆う酸化珪素膜5cをT
EOSガスを使用したプラスマCVDによって全面に堆
積させ、層間絶縁膜5を形成する。この状態を図6に示
す。
Next, a silicon oxide film 5a is deposited by plasma CVD using a TEOS gas, an SOG film 5b is formed on the silicon oxide film 5a, and the recesses of the silicon oxide film 5a are buried. And flatten the silicon oxide film 5c covering the silicon oxide film 5a and the SOG film 5b.
An interlayer insulating film 5 is formed by depositing the entire surface by plasma CVD using an EOS gas. This state is shown in FIG.

【0031】次に、アンチヒューズ素子の絶縁体4を露
出させる開口を層間絶縁膜5に設ける。この状態を図7
に示す。
Next, an opening for exposing the insulator 4 of the anti-fuse element is provided in the interlayer insulating film 5. This state is shown in FIG.
Shown in

【0032】次に、層間絶縁膜5及び前記開口によって
露出した絶縁体4のメタル層4b上の全面に例えばチタ
ン‐タングステン合金膜、銅及びシリコンが添加された
アルミニウム合金膜、チタン‐タングステン合金膜を順
次積層した積層膜を堆積させ、パターニングを行ない上
部導体層6a、接続配線6bからなる2層目の金属配線
層6を形成して図1に示す状態となる。この後、全面に
例えば窒化珪素膜からなる保護膜(図示せず)が形成さ
れる。
Next, for example, a titanium-tungsten alloy film, an aluminum alloy film added with copper and silicon, and a titanium-tungsten alloy film are formed on the entire surface of the interlayer insulating film 5 and the metal layer 4b of the insulator 4 exposed by the opening. Are sequentially deposited, and patterning is performed to form a second metal wiring layer 6 composed of the upper conductor layer 6a and the connection wiring 6b, and the state shown in FIG. 1 is obtained. Thereafter, a protective film (not shown) made of, for example, a silicon nitride film is formed on the entire surface.

【0033】なお、本実施の形態では、層間絶縁膜3を
平坦化するためにSOG膜3bを用いたが、平坦化の方
法としては他に、CMP(Chemical Mechanical Polish
ing)を採用する、ECR(Electron Cyclotron Resona
nce)プラズマを用いる等も可能である。
In this embodiment, the SOG film 3b is used to planarize the interlayer insulating film 3. However, the planarization method may be replaced by CMP (Chemical Mechanical Polish).
ing), ECR (Electron Cyclotron Resona)
It is also possible to use plasma.

【0034】また、本発明では層間絶縁膜3を平坦化し
てあるので、2層目の金属配線層6に影響を与える段差
はアンチヒューズ素子の絶縁体4による段差のみとなる
ことから、層間絶縁膜5の平坦化のためのSOG膜5b
を省略して工程を簡略化することも可能である。
In the present invention, since the interlayer insulating film 3 is flattened, the only step affecting the second metal wiring layer 6 is the step caused by the insulator 4 of the anti-fuse element. SOG film 5b for flattening film 5
May be omitted to simplify the process.

【0035】図8に示すのは従来のアンチヒューズ素子
の絶縁体パターニング後の状態を示す縦断面図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a state after patterning of the insulator of the conventional anti-fuse element.

【0036】このような従来のアンチヒューズ素子で
は、下部導体層2a及び接続配線2bからなる金属配線
層2を覆う酸化珪素膜3aに開口を設け、全面に堆積さ
せたアンチヒューズの絶縁体4を、ホトリソグラフィに
よって形成したレジストマスク7を用いたエッチングに
よってパターニングしている。
In such a conventional anti-fuse element, an opening is formed in the silicon oxide film 3a covering the metal wiring layer 2 composed of the lower conductor layer 2a and the connection wiring 2b, and the anti-fuse insulator 4 deposited on the entire surface is formed. Is patterned by etching using a resist mask 7 formed by photolithography.

【0037】このため、金属配線層2の厚みによって段
差が生じ、この段差部にて、平坦な部分とはエッチング
の進行が異なることにより、その側面にエッチング残り
が生じアモルファスシリコンの残渣4c或いはチタン‐
タングステンの残渣4dが生じることがある。
For this reason, a step is generated due to the thickness of the metal wiring layer 2, and the progress of the etching is different from that of the flat portion at this step, so that an etching residue is left on the side surface thereof and the amorphous silicon residue 4 c or titanium -
Tungsten residue 4d may occur.

【0038】また、金属配線層2の間隔が限界まで狭め
られている部分では、段差によって形成される凹部にて
露光不良或いは現像不良が生じやすく、これによってレ
ジスト残りによるレジストマスクの残渣7aが生じ、こ
のレジスト7a残渣或いはこの残渣7aが原因でエッチ
ング不良となったアモルファスシリコンの残渣4c或い
はチタン‐タングステンの残渣4dが、後の工程で剥離
して異物となり汚染の原因となり、半導体装置の不良の
発生を招くことがある。
Further, in a portion where the distance between the metal wiring layers 2 is narrowed to the limit, exposure failure or development failure is apt to occur in the concave portion formed by the step, thereby causing a resist mask residue 7a due to the remaining resist. The residue 7a of the resist 7a or the residue 4c of the amorphous silicon or the residue 4d of the titanium-tungsten which is poorly etched due to the residue 7a is peeled off in a later step to become a foreign substance, thereby causing contamination and causing a defect in the semiconductor device. May cause occurrence.

【0039】本発明によれば、アンチヒューズ素子の絶
縁体4を形成する下地が平坦化されているので、前記絶
縁体4の材料が平坦に形成され、前記絶縁体パターニン
グのためのエッチングが均一に進行し、エッチング残り
が生じてしまうことが防止され、下部導体層を構成する
金属配線層2の間隔が限界まで狭められている部分で
も、平坦化によって前記下地に凹部が形成されず、露光
不良或いは現像不良が回避される。
According to the present invention, since the base for forming the insulator 4 of the anti-fuse element is flattened, the material of the insulator 4 is formed flat, and the etching for the insulator patterning is uniform. In the portion where the interval between the metal wiring layers 2 constituting the lower conductor layer is narrowed to the limit, no concave portion is formed in the base, so that exposure is not performed. Defective or defective development is avoided.

【0040】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明
は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは
勿論である。
As described above, the invention made by the present inventor is:
Although a specific description has been given based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the invention.

【0041】例えば、上述した実施の形態ではアンチヒ
ューズ素子の絶縁体4aとしてアモルファスシリコンを
用いたが、絶縁体4aとしては他に、抵抗値を低減する
不純物が導入されていない多結晶珪素膜、プラズマCV
Dによる窒化珪素膜或いは酸化珪素膜等を用いてもよ
い。
For example, in the above-described embodiment, amorphous silicon is used as the insulator 4a of the anti-fuse element. However, as the insulator 4a, a polycrystalline silicon film into which impurities for reducing the resistance value are not introduced, Plasma CV
A silicon nitride film or a silicon oxide film of D may be used.

【0042】[0042]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0043】(1)本発明によれば、アンチヒューズ素
子の絶縁体を形成する下地が平坦化されるという効果が
ある。
(1) According to the present invention, there is an effect that a base for forming an insulator of an anti-fuse element is flattened.

【0044】(2)本発明によれば、上記効果(1)に
より、前記絶縁体の材料が平坦に形成されるという効果
がある。
(2) According to the present invention, the effect (1) has an effect that the material of the insulator is formed flat.

【0045】(3)本発明によれば、上記効果(2)に
より、前記絶縁体パターニングのためのエッチングが均
一に進行し、エッチング残りが生じてしまうことが防止
されるという効果がある。
(3) According to the present invention, the effect (2) has an effect that the etching for the insulator patterning proceeds uniformly and the occurrence of an unetched residue is prevented.

【0046】(4)本発明によれば、上記効果(2)に
より、下部導体層の配線層の間隔が限界まで狭められて
いる部分でも、平坦化によって前記下地に凹部が形成さ
れず、露光不良或いは現像不良が回避されるという効果
がある。
(4) According to the present invention, due to the above-mentioned effect (2), even in a portion where the interval between the wiring layers of the lower conductor layer is reduced to the limit, no recess is formed in the base by flattening, and There is an effect that a defect or a development defect is avoided.

【0047】(5)本発明によれば、上記効果(4)に
より、レジスト残りによる残渣、エッチング不良による
配線層の残渣の発生を防止することができるという効果
がある。
(5) According to the present invention, the above-mentioned effect (4) has an effect that it is possible to prevent the generation of a residue due to the remaining resist and a residue of the wiring layer due to poor etching.

【0048】(6)本発明によれば、上記効果(3)
(5)により、異物の発生による汚染によって、半導体
装置の不良の発生を防止することができるという効果が
ある。
(6) According to the present invention, the above effect (3)
According to (5), there is an effect that occurrence of a defect in the semiconductor device due to contamination due to generation of foreign matter can be prevented.

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

【図1】本発明の一実施の形態である半導体装置のアン
チヒューズを示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an antifuse of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態である半導体装置のアン
チヒューズを製造工程毎に示す縦断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an antifuse of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention for each manufacturing process.

【図3】本発明の一実施の形態である半導体装置のアン
チヒューズを製造工程毎に示す縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an antifuse of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention for each manufacturing process.

【図4】本発明の一実施の形態である半導体装置のアン
チヒューズを製造工程毎に示す縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an antifuse of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention for each manufacturing process.

【図5】本発明の一実施の形態である半導体装置のアン
チヒューズを製造工程毎に示す縦断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an antifuse of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention for each manufacturing process.

【図6】本発明の一実施の形態である半導体装置のアン
チヒューズを製造工程毎に示す縦断面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an antifuse of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention for each manufacturing process.

【図7】本発明の一実施の形態である半導体装置のアン
チヒューズを製造工程毎に示す縦断面図である。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing an antifuse of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention for each manufacturing process.

【図8】従来の半導体装置のアンチヒューズを示す縦断
面図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing an antifuse of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…絶縁層、2,6…金属配線層、2a…下部導体層、
2b,6b…接続配線、3,5…層間絶縁膜、3a,5
a…酸化珪素膜、3b,5b…SOG膜、3c,5c…
酸化珪素膜、4…絶縁体、4a…絶縁層、4b…メタル
層、4c,4d…絶縁体の残渣、6…金属配線層、6a
…上部導体層、6b…接続配線、7…レジストマスク、
7a…レジストマスクの残渣。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulating layer, 2, 6 ... Metal wiring layer, 2a ... Lower conductor layer,
2b, 6b: connection wiring, 3, 5: interlayer insulating film, 3a, 5
a: silicon oxide film, 3b, 5b: SOG film, 3c, 5c ...
Silicon oxide film, 4 ... insulator, 4a ... insulating layer, 4b ... metal layer, 4c, 4d ... residue of insulator, 6 ... metal wiring layer, 6a
... upper conductor layer, 6b ... connection wiring, 7 ... resist mask,
7a: Residue of resist mask.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多田隈 国晃 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 井口 英里 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kuniaki Tadakuma 5-20-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo Inside Hitachi RLS Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Eri Iguchi Tokyo 5-20-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo In the semiconductor division of Hitachi, Ltd.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下部導体層と上部導体層との間に絶縁体
を介在させて非導通状態とし、前記下部導体層と上部導
体層との間に電圧を加えることによって絶縁破壊を行な
い、前記下部導体層と上部導体層との間を導通状態とす
るアンチヒューズ素子を有する半導体装置において、 前記絶縁体が形成されている下部導体層を構成する配線
層相互の間を平坦化して前記絶縁体を形成したことを特
徴とする半導体装置。
An insulating material interposed between a lower conductor layer and an upper conductor layer to make a non-conductive state, and a voltage is applied between the lower conductor layer and the upper conductor layer to cause insulation breakdown; In a semiconductor device having an anti-fuse element that brings a conductive state between a lower conductor layer and an upper conductor layer, the insulator is formed by flattening between wiring layers constituting the lower conductor layer on which the insulator is formed. A semiconductor device characterized by forming:
【請求項2】 前記絶縁体がアモルファスシリコンであ
ることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said insulator is amorphous silicon.
【請求項3】 前記平坦化のためにSOG膜が形成され
ていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の
半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein an SOG film is formed for the planarization.
【請求項4】 前記絶縁体を覆う層間絶縁膜が平坦化さ
れていないことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何
れか一項に記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein an interlayer insulating film covering the insulator is not planarized.
【請求項5】 下部導体層と上部導体層との間に絶縁体
を介在させて非導通状態とし、前記導体層間に電圧を加
えることによって導通状態とするアンチヒューズ素子を
有する半導体装置の製造方法において、 前記下部導体層を構成する配線層を形成する工程と、 前記下部導体層を構成する配線層相互の間を平坦化する
工程と、 前記絶縁体を形成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。
5. A method of manufacturing a semiconductor device having an anti-fuse element which is brought into a non-conductive state by interposing an insulator between a lower conductor layer and an upper conductor layer and brought into a conductive state by applying a voltage between said conductor layers. A step of forming a wiring layer forming the lower conductor layer, a step of flattening between wiring layers forming the lower conductor layer, and a step of forming the insulator. Semiconductor device manufacturing method.
【請求項6】 前記絶縁体がアモルファスシリコンであ
ることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造
方法。
6. The method according to claim 5, wherein the insulator is amorphous silicon.
【請求項7】 前記平坦化をSOG膜の形成及びエッチ
バックによって行なうことを特徴とする請求項5又は請
求項6に記載の半導体装置の製造方法。
7. The method according to claim 5, wherein the planarization is performed by forming an SOG film and etching back.
【請求項8】 前記平坦化をCMPによって行なうこと
を特徴とする請求項5又は請求項6に記載の半導体装置
の製造方法。
8. The method according to claim 5, wherein the planarization is performed by CMP.
【請求項9】 前記絶縁体を覆う層間絶縁膜の平坦化を
行なわないことを特徴とする請求項5乃至請求項5の何
れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the interlayer insulating film covering the insulator is not planarized.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112420663A (en) * 2019-08-23 2021-02-26 长鑫存储技术有限公司 Anti-fuse structure and manufacturing method thereof

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