半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

提供具有即便是把添加了氟的硅氧化膜等的吸湿性高的膜作为层间绝缘膜来使用，也不会发生可靠性的问题的熔断丝构造的半导体装置及其制造方法。在形成于半导体衬底上层间绝缘膜１上，依次形成下层金属布线２，层间绝缘膜３，上层金属布线４，使得和下层金属布线２一部分进行重叠。下层金属布线２和上层金属布线４用金属销子５进行电连。在上层金属布线４的两侧和上层金属布线４平行设有金属布线６。在上边再依次形成层间绝缘膜７，空隙８，钝化膜９。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，特别是涉及具有用来把不合格电路置换成冗余电路的熔断丝的。在半导体装置中，在检查晶圆片的工序中对于已判定为不合格的芯片的时候，要用激光照射来切断在芯片内已形成的熔断丝，并把不合格电路置换成冗余电路的芯片，使得变成为合格芯片。例如采用在含有大容量存储器的半导体装置中，先在存储单元阵列之中形成冗余位单元，在晶圆片检查工序中通过变成不合格位单元置换成正常的冗余位单元的办法，就可以把不合格的芯片进行补救作为合格的芯片。现在，虽然半导体集成电路已发展为高集成化、大型芯片化而且在晶圆片制造工序中成品率的提高已变成为很大的课题，但是用切断熔断丝来置换成冗余电路已变成为提高成品率的强有力的手段。以前，作为在半导体装置中使用的熔断丝大多数是使用本身为和MOS晶体管栅极电极相同的布线层的多晶硅等，但是近些年来，为了与使用了多层布线的半导体装置相对应，人们想出了一种图7和图8所示的由金属布线和金属销子构成的熔断丝构造(参照特开平9-0004582号说明书)。图7(a)是示出了具有切断前的熔断丝的现有的半导体装置的平面图。图7(b)是图7(a)A-A线的剖面图。如图7所示，已在半导体衬体上形成的规定的器件和布线层(没有画出来)等的上边，已经形成了层间隔缘膜101，在其上边形成了下层金属布线102。此外，在层间绝缘膜101和下层金属布线102的上边形成了层间绝缘膜103，再在其上边形成了上层金属布线104，使得和下层金属布线102一部分重叠。下层金属布线102和上层金属布线104已经用金属销子105电连接。在层间绝缘膜103和上层金属布线104上边形成了层间绝缘膜106，又在层间绝缘膜106上边形成钝化膜107。在层间绝缘膜106和钝化膜107上边，在金属销子105上形成有开口部分108使层间绝缘膜106变成规定的厚度。下层金属布线102、上层金属布线104已连接到选择冗余电路(没有画出来)，采用切断两布线的电连接的办法使不合格电路变成为非选择状态，使冗余电路变成为被选状态。该切断，采用在图8中从开口部分108内对准金属销子105上边照射激光，使上层金属布线104的一部分蒸发的办法来进行。在图8中示出了向图7的熔断丝构造照射激光后的状态。图8(a)的平面图示出了具有切断后的熔断丝的半导体装置，图8(b)是图8(a)的A-A线剖面图。用激光照射使金属销子105上边的上层金属布线104的一部分瞬间性的蒸发。由于这种蒸发是爆发性产生的，所以因开口而变薄的层间绝缘膜106被吹跑，形成了穴109。蒸发后的金属在穴109的侧壁上再次蒸镀变成了金属膜110，但是由于在穴109的底部上没有金属留下来，所以上层金属布线104和金属销子105被电隔离开来。因此上层金属布线104和下层金属布线102将变成为电绝缘状态，可以进行不合格电路的置换。在这里，做为一种现有技术对层间绝缘膜的形成方法进行说明。近些年来，做为半导体装置的层间绝缘膜，大多使用由高密度的等离子体CVD(Chemical Vapor Deposition)法进行的填埋氧化膜。这种方法采用电子回旋加速器共振(ECR:Electron Cyclotron Resonance)或高频电流所产生的电感耦合(ICP:Inductively Coupled Plasma)等的方法产生出高密度的等离子体。它们是一种激励反应气体形成薄膜的技术，与用给衬底加上偏压的溅射效应一起使用，可以进行高纵横比的微细沟的填埋。此外采用与CMP(Chemical Mechnical Polishing)技术组合的办法，可以短时间内形成球形的平坦化层间膜。此外，在近年来的多层布线的层间绝缘薄中，正谋求为减少寄生电容而降低介电常数。当用高密度离子体CVD装置形成添加了氟的硅氧化膜(SiOF)时就可以实现电介常数为3.2～3.5左右的低电介常数的层间绝缘膜。但是，添加了氟的硅氧化膜具有吸湿性高的特性。在图7和图8所示的半导体装置中，用与构成芯片内的其它逻辑电路的金属布线相同的工序形成下层金属布线102和上层金属布线104。因此，作为层间绝缘膜103、106，如果可以用高密度等离子体CVD装置形成的添加了氟的硅氧化膜的话，则可以同时实现微细沟的填充、球形平坦化、和低介电常数化。但是，在图7和图8所示的半导体装置中使用添加了氟的硅氧化膜等吸湿性高的膜的时候，存在的下述问题。首先，在图7和图8的半导体装置中，由于在熔断丝构造的上部的钝化膜107和层间绝缘膜106上已设有开口部分108，所以存在着水份从开口部分108进入到由吸湿性高的膜构成的层间绝缘膜106中去、在可靠性方面会产生问题的可能性。在通常的半导体装置中，由聚酰亚胺系的树脂构成的钝化膜把芯片全体覆盖了起来，所以层间绝缘膜的吸湿性不会马上成为问题。另一方面，在图7和图8的半导体装置中，由于已经在钝化膜107上设置了开口部分108，所以，将会发生水份从这一部分进入层间绝缘膜106中去，因而发生金属布线的腐蚀等可靠性方面的问题。此外，在图8的切断后的熔断丝构造中，由于切断面已露在了外部，所以有可能形成金属布线的腐蚀或树枝状的析出，使得理应切断的熔断丝再次连接起来。这种现象的发生与层间绝缘膜的吸湿性没有什么关系，特别是在把芯片封入到模铸封装之内的情况下将会成为问题。此外，在图7和图8的半导体装置中，对于熔断丝下方的器件的影响将成为问题。在图7和图8的半导体装置中由于已经用金属布线形成了熔断丝构造，所以在熔断丝的下边有可能形成晶体管等的器件，但是在熔断丝的下边已经形成了MOS晶体管的情况下，已经从开口部分108进入到层间隔缘膜106中去的水份将扩散到栅极氧化膜近旁，形成电荷的俘获能级，变成为使热载流子的耐性劣化的原因。以上所说的那些问题，都是起因于在图7和图8中在钝化膜107上设置的开口部分108。所以，如图9所示，也可以考虑不设置开口部分的熔断丝构造。图9(a)是具有切断前的熔断丝(没有开口部分)的半导体装置的平面图，图9(b)是图9(a)的A-A线剖面图。在图9的熔断丝构造中，在把激光照射到金属销子105上边的上层金属布线104上的情况下，上层金属布线104的一部分虽然会瞬间蒸发，但是由于没有开口部分，所以上层的层间绝缘膜106、钝化膜107不会仅仅因为变形而被吹跑，已蒸发的金属再次蒸镀在底部而不会完全切断。在附图说明图10中示出了把激光照射到图9的熔断丝构造后的状态。图10(a)是具有切断后的熔断丝(没有开口部分)的半导体装置的平面图，图10(b)是图10(a)的A-A线剖面图。因激光的照射而临时蒸发了的金属由于没有逃脱的地方，所以再次蒸镀变成了金属膜111。在这一状态之下由于存在着钝化膜107，虽然前边说过的可靠性方面的问题没有了，但是由于在蒸镀后的金属膜111变成了电流通路，所以，切断成品率极端低下。本专利技术的目的是提供一种具有即便是把添加了氟的硅氧化膜等的吸湿性高的膜用作层间绝缘膜也不会发生可靠性的问题的熔断丝构造的。附图的简单说明图1(a)是本专利技术的实施例1的具有切断前的熔断丝的半导体装置的平面图，(b)是(a)的A-A线剖面图。图2(a)是本专利技术的实施例1的具有切断前的熔断丝的半导体装置的平面图，(b)是(a)的A-A线剖面图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，具有：形成于半导体衬底上边的下层布线；具有通过第一层间绝缘膜所形成的和上述下层布线的至少一部分重叠区域的上层布线；在上述重叠区域上电连接上述下层布线和上述上层布线，而且作为熔断丝起作用的导体部分；其特征在于， 形成于上述第一层间绝缘膜上边，和上述上层布线上边的第二层间绝缘膜具有在导体部分的附近设置于上述上层布线的一侧或者两侧的空隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1997-9-19 255306/971．一种半导体装置，具有形成于半导体衬底上边的下层布线；具有通过第一层间绝缘膜所形成的和上述下层布线的至少一部分重叠区域的上层布线；在上述重叠区域上电连接上述下层布线和上述上层布线，而且作为熔断丝起作用的导体部分；其特征在于，形成于上述第一层间绝缘膜上边，和上述上层布线上边的第二层间绝缘膜具有在导体部分的附近设置于上述上层布线的一侧或者两侧的空隙。2．根据权利要求1所述的半导体装置，其特征是在上述第二层间缘膜上边存在有钝化膜，在上述熔断丝的切断的前后上述第二层间绝缘膜不露出来。3．根据权利要求1所述的半导体装置，其特征是具有上述第二层间绝缘膜的空隙，利用已设置为与上述上层布线平行的布线来形成。4．根据权利要求1所述的半导体装置，其特征是上述熔断丝的切断是采用用激光照射使上述上层布线的一部...

【专利技术属性】
技术研发人员：国分彻也，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]