(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成したヒューズにレーザー光を照射することによってヒューズ切断を行う半導体装置であって、
前記ヒューズ上に形成した層間絶縁膜の膜厚はレーザー照射領域において、前記ヒューズの長手方向に、厚みが増加していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記ヒューズの上層に設けた配線層の段差を利用して、前記ヒューズ上の層間絶縁膜の膜厚を制御することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
スピナー法にて形成した塗布型絶縁膜を用いて、前記ヒューズ上の層間絶縁膜の膜厚の制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記ヒューズの下層に設けた配線層の段差を利用して、前記ヒューズ上の層間絶縁膜の膜厚を制御することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
スピナー法にて形成した塗布型絶縁膜を用いて、前記ヒューズ上の層間絶縁膜の膜厚の制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
半導体基板と、
この半導体基板平面に対し傾斜を有した第１の層間絶縁膜と、
この第１の層間絶縁膜上に形成したヒューズと、
このヒューズおよび前記第１の層間絶縁膜上に、前記半導体基板平面に対しその上面が並行となるように形成された第２の層間絶縁膜とを備える
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
前記半導体基板上に設けた配線層の段差を利用して、前記第１の層間絶縁膜の膜厚を制御することを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
スピナー法にて形成した塗布型絶縁膜を用いて、前記第１の層間絶縁膜の膜厚の制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造技術に係り、特に製造時のヒューズ上層間絶縁膜厚のばらつきに左右されることなく、安定したヒューズ切断を行うことができる半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＤＲＡＭやＳＲＡＭの半導体記憶装置では、製造時の欠陥に起因した歩留まりの低下を避けるために冗長回路が設けられており、本体のメモリアレイに欠陥が生じた場合には、予備のメモリアレイを使うことが主流である。
【０００３】
予備のメモリアレイに切り換えるための一手法として、レーザー光によるヒューズの切断がある。ヒューズは、半導体装置中の導電体層を利用して形成され、レーザー光を照射することにより、ヒューズを発熱させて切断する。
【０００４】
この際、例えば特開平１０−２７０５５９号公報（第１従来技術）に開示されているように、ヒューズ上の層間絶縁膜の膜厚が、レーザー光の照射によるヒューズの切断の安定性に関して非常に重要である。ヒューズに到達するレーザー光の強度は入射波と反射波の干渉の影響を受けるため、図１２に示したようにヒューズ上層間絶縁膜厚（横軸）に依存して周期的に強度（縦軸）が変動する。
【０００５】
従って、ヒューズ上の層間絶縁膜の膜厚が厚すぎても、薄すぎても、ヒューズの切断を安定して行うことができない。
【０００６】
ところが、第１従来技術の実際の製造工程においては、ヒューズ上の層間絶縁膜厚を一定値に保つことは非常に難しく、成膜やエッチング工程におけるばらつきにより、膜厚の変動を有するのが普通である。
【０００７】
このため初期状態で、図１２に示すＢ点の膜厚にヒューズ上の層間絶縁膜厚を設定した場合には、膜厚が厚くなっても薄くなってもレーザー光の強度が低下し、ヒューズの切れ残りが生じやすくなる。逆に、図１２に示すＤ点の膜厚にヒューズ上の層間絶縁膜厚を設定した場合には、膜厚変動によりレーザー光の強度が増加し、ヒューズ、特に下地へダメージを与えてしまう。
【０００８】
ヒューズ上の層間絶縁膜の膜厚ばらつきを低減するための手法としては、例えば特開平５−２３５１７０号公報（第２従来技術）に掲載されているように、ヒューズ上に層間絶縁膜のエッチングに際してのストッパーとなる層を設けておき、いったんこのストッパーを露出させるまでエッチングを行った後に、ストッパー層の除去を行うという方法がある。しかしながら、第２従来技術ではストッパー層の形成・除去のための新たな製造工程が必要になり、製造工程数が増大するという欠点がある。
【０００９】
また、ヒューズ切断を安定に行うための別の方法として、例えば特公平７−１９８４２号公報（第３従来技術）に開示されているように、ヒューズ上の特定領域のみを他の領域より薄くなるようにし、その特定領域の膜厚をレーザー光照射に対して最適になるようにコントロールするというものがある。以下第３従来技術を図１３を参照して説明する。
【００１０】
図１３は、第３従来技術を説明するための素子断面図である。図１３を参照すると、３０は半導体基板上に形成した絶縁膜、３３がヒューズである。
【００１１】
ヒューズ３３の中央付近を凸状態とするように、ヒューズ３３の下に配線層３１を設ける。３２は配線層３１とヒューズ３３を分離するための絶縁膜である。ヒューズ３３上の層間絶縁膜３４を平坦になるよう公知の手段で形成する。ヒューズ３３上の全体の層間絶縁膜厚Ｔ１に対して、切断のためのレーザー光を照射する領域の膜厚Ｔ０は薄くなっており、レーザー光の照射条件に対して最も強度が大きくなる状態で切断が行えるような膜厚に設定されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先に述べたようにヒューズ３３上の層間絶縁膜厚Ｔ１は製造工程において非常にばらつきが発生しやすくなっており、第３従来技術では、初期状態で膜厚Ｔ０が最適状態に設定されていても、製造時の膜厚ばらつきにより、最適状態からのずれが生じる可能性が非常に高くなっている。このため、最適状態からの膜厚ずれが生じるとレーザー光の照射過多・過小状態となり、ヒューズ３３へのダメージや、切断されないといった現象を起こしてしまうことになるという問題点があった。
【００１３】
本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造時のヒューズ上層間絶縁膜厚のばらつきに左右されることなく、安定したヒューズ切断を行うことができる半導体装置を提供する点にある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の要旨は、半導体基板上に形成したヒューズにレーザー光を照射することによってヒューズ切断を行う半導体装置であって、前記ヒューズ上に形成した層間絶縁膜の膜厚はレーザー照射領域において、前記ヒューズの長手方向に、厚みが増加していることを特徴とする半導体装置に存する。
また、請求項２記載の本発明の要旨は、前記ヒューズの上層に設けた配線層の段差を利用して、前記ヒューズ上の層間絶縁膜の膜厚を制御することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置に存する。
また、請求項３記載の本発明の要旨は、スピナー法にて形成した塗布型絶縁膜を用いて、前記ヒューズ上の層間絶縁膜の膜厚の制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置に存する。
また、請求項４記載の本発明の要旨は、前記ヒューズの下層に設けた配線層の段差を利用して、前記ヒューズ上の層間絶縁膜の膜厚を制御することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置に存する。
また、請求項５記載の本発明の要旨は、スピナー法にて形成した塗布型絶縁膜を用いて、前記ヒューズ上の層間絶縁膜の膜厚の制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置に存する。
また、請求項６記載の本発明の要旨は、半導体基板と、この半導体基板平面に対し傾斜を有した第１の層間絶縁膜と、この第１の層間絶縁膜上に形成したヒューズと、このヒューズおよび前記第１の層間絶縁膜上に、前記半導体基板平面に対しその上面が並行となるように形成された第２の層間絶縁膜とを備えることを特徴とする半導体装置に存する。
また、請求項７記載の本発明の要旨は、前記半導体基板上に設けた配線層の段差を利用して、前記第１の層間絶縁膜の膜厚を制御することを特徴とする請求項６に記載の半導体装置に存する。
また、請求項８記載の本発明の要旨は、スピナー法にて形成した塗布型絶縁膜を用いて、前記第１の層間絶縁膜の膜厚の制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の半導体装置に存する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体装置は、レーザー光を照射して切断するためのヒューズにおいてヒューズ上の層間絶縁膜の膜厚が一定値ではなく、なだらかに厚さが変わっている点に特徴を有している。
【００１６】
本発明を図５を参照して説明する。図５は、本発明の半導体装置に設けられるヒューズの縦断面の拡大図である。図５において、１は第１の層間絶縁膜、２はヒューズ、３は第２の層間絶縁膜、２０はレーザー光の照射スポットのサイズを示している。図５を参照すると、本発明の半導体装置は、第１の層間絶縁膜１上に、導電体層を用いてヒューズ２を形成している。
【００１７】
ヒューズ２上に形成した第２の層間絶縁膜３はなだらかに厚さ（膜厚）が変わっている。具体的には、レーザー光の照射スポットのサイズを２０で示すと、レーザー光の照射スポット外周部に相当するＬ１から反対側のＬ３に対して、第２の層間絶縁膜３は膜厚Ｄ１から膜厚Ｄ３へと徐々に厚くなっている。
【００１８】
一般的に、ヒューズ２に到達するレーザー光の強度はヒューズ２上の層間絶縁膜の膜厚に依存して周期的に変動することが知られている。すなわち、ある膜厚の時に、ヒューズ２の切断が最も効率よく行われることになる。
【００１９】
本発明のヒューズ２は、理想的な状態では、レーザー光の照射スポット中心部Ｌ２において、ヒューズ２上の膜厚Ｄ２がレーザー光のヒューズ２への照射という点で最大の強度になるよう設定されている。したがって、レーザー光の照射スポット２１（後述）の中心部にてヒューズ２が切断される。この状態を図６に示す。
【００２０】
図６は、ヒューズ２の切断状態を示す上面図である。図６において、２はヒューズ、５はヒューズ２上の層間絶縁膜に傾きを持たせるためのアルミニウム膜、２１はレーザー光の照射スポット、２２は切断領域である。
【００２１】
レーザー光の照射スポット２１に対して、図５のレーザー光の照射スポット２１の中心部Ｌ２に相当する切断領域２２においてレーザー光の強度が最大となるため、切断領域２２でヒューズ２が切断される。
【００２２】
次に、製造工程のばらつき等の理由でヒューズ２上の層間絶縁膜の膜厚が変動した場合の一例として、膜厚が厚くなった場合を図７に示す。図７において、１は第１の層間絶縁膜、２はヒューズ、３は第２の層間絶縁膜、２０はレーザー光の照射スポットのサイズを示している。
【００２３】
ヒューズ２上の層間絶縁膜の膜厚が厚くなった場合にも、本発明の特徴である層間絶縁膜の傾きはそのままの角度で保たれるため、図７に示したようにレーザー光の強度が最大となる層間絶縁膜の膜厚Ｄ２は図で左方向にずれることになる。この状態でレーザー光の照射を行った場合を図８に示す。
【００２４】
図７で示したように、層間絶縁膜の最適な膜厚Ｄ２の領域は左にずれているため、図８の２３で示した部分にてヒューズ２が切断されることになる。
【００２５】
以上述べたように本発明では、ヒューズ２上の層間絶縁膜厚が変動しても、レーザー光の照射スポット２１の直径に対して、レーザー光の集中によりヒューズ２の切断される場所が自動的に左右にずれて、膜厚変動の影響を防止することができるという特徴を有している。
【００２６】
さらに、本発明においては、照射されたレーザー光の照射スポット２１の直径に対して、狭い範囲でのレーザー光の集中により、必要最小限の幅でヒューズ２の切断を行うことができる。
【００２７】
従って、レーザー光のフォーカスずれ等により、レーザー光の照射スポット２１の直径が大きくなった場合でも狭い領域でのみヒューズ２が切断されるため、切断領域外に与えるダメージを最小限に抑えることができるという特徴も併せて有している。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
（第１の実施の形態）
本発明の一実施の形態として、金属導体層をヒューズとして使う半導体装置を図１乃至図６を参照して説明する。
【００２９】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置を説明するための平面図である。図１において、２はヒューズ用の窒化チタニウム（以下ＴｉＮと記す）膜、５はヒューズ２より上層のアルミニウム（以下Ａｌと記す）膜を示している。図１におけるＡ−Ａ’断面を製造の工程手順に従って図２乃至図４に示す。
【００３０】
図２は、本発明の半導体装置における第１の層間絶縁膜１乃至塗布型絶縁膜６の形成プロセスを説明するための縦断面図である。図２において、１はＣＶＤ（化学的気相成長薄膜形成）法等の公知の手段により形成した第１の層間絶縁膜、２はスパッタ法で形成した膜厚１００ナノメートル（ｎｍ）のヒューズ（ヒューズ用ＴｉＮ膜），３はヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上に形成した第２の層間絶縁膜、４は第１のシリコン酸化膜、５はＡｌ膜、６は塗布型絶縁膜、１０はシリコンからなる半導体基板を示している。
【００３１】
ここで、ＴｉＮ膜で形成したヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）に直交するように厚さ４００ｎｍのＡｌ膜５の形成を行う。
【００３２】
次に、プラズマＣＶＤ（化学的気相成長薄膜形成）法を用いて、第１のシリコン酸化膜４を厚さ２００ｎｍ程度に形成した後、スピナー法で塗布型絶縁膜６を形成する。塗布型絶縁膜６の例としては、例えばハイドロジェン・シルセスキオキサン（ＨＳＱ）等の低誘電率膜があげられる。
【００３３】
塗布型絶縁膜６は表面張力により、Ａｌ膜５で形成された段部の側面部分では膜厚が厚くなり、Ａｌ膜５からの距離が離れるに従って徐々に膜厚が減少し、やがて一定の膜厚となる。なお、塗布型絶縁膜６の有するテーパー角は、塗布する膜の粘度と、塗布の際のスピナーの回転速度、回転時間および、段を形成するためのＡｌ膜５の膜厚等を調節することにより、所望する角度を得ることができる。
【００３４】
また必要であれば、Ａｌ膜５のパターニングを行う際に、Ａｌ膜５の表面にプラズマ酸化シリコン膜またはプラズマ窒化シリコン膜等を形成してからこれらの絶縁膜と併せてＡｌ膜５のパターニングを行うことにより、より高い段差を形成することも可能である。
【００３５】
図３は、本発明の半導体装置における第２のシリコン酸化膜７およびカバー膜８の形成プロセスを説明するための縦断面図である。図３において、１は第１の層間絶縁膜、２はヒューズ、３は第２の層間絶縁膜、４は第１のシリコン酸化膜、５はＡｌ膜、６は塗布型絶縁膜、７は第２のシリコン酸化膜、８はカバー膜、１０は半導体基板を示している。
【００３６】
本実施の形態では、図２のプロセスに続いて、図３に示したように、プラズマＣＶＤ法にて第２のシリコン酸化膜７を形成する。ここで図には示していないが、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）領域以外の場所にて、さらに上層のＡｌ配線を形成する。塗布型絶縁膜６を使用したことによりヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）以外の領域では、配線として使用したＡｌ膜５の急峻な段差が緩和され、段切れすることなく上層のＡｌ膜５による配線を形成することができる。この後、表面保護のためのカバー膜８を形成する。
【００３７】
ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）においては、塗布型絶縁膜６によりＡｌ膜５から一定の距離まではなだらかなテーパーが形成されており、上層の層間絶縁膜（第２のシリコン酸化膜７）とカバー膜８の形状も、下地の形状を反映して、なだらかなテーパーを有したものとなる。
【００３８】
図４は、本発明の半導体装置における第２のシリコン酸化膜７およびカバー膜８の形成プロセスを説明するための縦断面の拡大図である。図４において、１は第１の層間絶縁膜、２はヒューズ、３は第２の層間絶縁膜、４は第１のシリコン酸化膜、５はＡｌ膜、６は塗布型絶縁膜、７は第２のシリコン酸化膜、８はカバー膜、９はレーザ照射領域、１０は半導体基板を示している。
【００３９】
本実施の形態では、図３のプロセスに続いて、図４に示したように、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）へ到達するレーザー光の減衰を防止するためにレーザーを照射する領域であるレーザ照射領域９の層間絶縁膜をある程度除去する。
【００４０】
この際、第２の層間絶縁膜３〜第２のシリコン酸化膜７の各種の膜に対して、エッチングレートがほぼ同等になるようなエッチング条件を適用することにより、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の第２の層間絶縁膜３〜第２のシリコン酸化膜７を、テーパー形状を保ったままエッチングを行うことが可能となる。
【００４１】
すなわち、塗布型絶縁膜６，第２のシリコン酸化膜７，カバー膜８のテーパー形状をそのまま反映した形でヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上に絶縁膜がテーパー形状で残る。
【００４２】
ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上に残すべき層間絶縁膜の膜厚は使用するレーザー光の波長やヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上層間絶縁膜の膜質（レーザー光に対する反射率等）で異なるが、ここでは説明のために４００ｎｍで最もレーザー光強度が大きい状態になっているとする。レーザー光強度はヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の層間絶縁膜厚に依存して図１２の様に周期的に変動するため、図１２に示すＢ点の膜厚が４００ｎｍであったとする。図１２におけるレーザー光強度変化の周期、すなわち、Ｂ点からＤ点へ移動するために必要な膜厚を説明のために１２５ｎｍとする。Ｂ点の膜厚が４００ｎｍの場合には、Ｄ点の膜厚は５２５ｎｍとなる。この膜厚の仮定は、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上層間絶縁膜の膜種により異なってくるがおおむねレーザー光の波長が１０００ｎｍ近傍の場合に相当する。
【００４３】
ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）中央部分の拡大を図５に示す。図５において、１は第１の層間絶縁膜、２はヒューズ、３は第２の層間絶縁膜、２０はレーザー光の照射スポットのサイズを示している。本実施の形態では、レーザー光の照射スポット２１（図６参照）のサイズ２０を約１マイクロメートル（μｍ）としている。また、レーザー光の照射スポット２１の中心部Ｌ２におけるヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上層間絶縁膜の膜厚Ｄ２は４００ｎｍである。
【００４４】
層間絶縁膜にはなだらかなテーパーがついており、レーザー光の照射スポット２１の一方の端Ｌ１においては膜厚Ｄ１は３４０ｎｍ、他方の端Ｌ３においては膜厚膜厚Ｄ３は４６０ｎｍとなっているとする。すなわち、レーザー光の照射される領域において１２０ｎｍの膜厚差が形成されていることになる。このように、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の層間絶縁膜がなだらかなテーパー形状を有している状態でレーザー光を照射した場合の状態を図６を参照して説明する。
【００４５】
図６は、本発明の半導体装置に設けられるヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）の切断状態を示す上面図である。図６において、２はＴｉＮ膜で形成したヒューズ（ヒューズ用ＴｉＮ膜）、５は層間膜にテーパーを形成するためのＡｌ膜配線、２１はレーザー光の照射スポット、２２は切断領域を示している。
【００４６】
レーザー光の中心部において、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の層間絶縁膜が最適値である４００ｎｍに設定されているため、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）に照射されるレーザー光の強度は最大となっている。
【００４７】
このため、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）が切断される切断領域２２はレーザー光の強度が膜厚の関係で最も大きくなる中心部分に位置することになる。
【００４８】
すなわち、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の層間絶縁膜厚が４００ｎｍ前後になっている部分で、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）が切断される。
【００４９】
この膜厚４００ｎｍ前後の領域から離れた領域においては、レーザー光の集中強度が低下するため、切断が起きないだけではなく、レーザー光によるダメージを与えることもない。
【００５０】
次に、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の層間絶縁膜厚が製造工程のばらつきで変動した場合について述べる。
【００５１】
実施の形態の半導体装置は、前述したように、初期設定状態においてレーザー光の照射スポット２１の直径の中央付近の限られた領域でのみヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）の切断を行うことができる。
【００５２】
図７は、先に述べた図５と同様にヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）中央部分の縦断面の拡大図である。図７において、１はヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）の下に形成した第１の層間絶縁膜、２はヒューズ、３はヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上に形成した第２の層間絶縁膜、２０はレーザー光の照射スポットのサイズを示している。
【００５３】
ここで、説明のために、レーザー光の照射スポット２１（図８参照）のサイズ２０（直径）の中心部分におけるヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上層間絶縁膜の膜厚が、最適値である４００ｎｍから４５０ｎｍに厚くなったとする。
【００５４】
本実施の形態では、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の層間絶縁膜の膜厚がある一定の傾きを有して変化しているため、膜厚最適値となる領域は図７においてレーザー光の照射スポット２１のサイズ２０（直径）の左側に寄った部分となる。すなわち、図７に示す膜厚Ｄ２の部分が４００ｎｍの膜厚となる。従って、この場合、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）の切断はレーザー光の照射スポット２１の直径の中心部分ではなく、膜厚が最適値となっている膜厚Ｄ２の部分で起きる。この点について図８を用いて説明する。
【００５５】
図８は、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の層間絶縁膜厚が厚くなった状態でのヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）の平面図である。図８において、２はヒューズ、５はヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の層間絶縁膜に傾きを持たせるためのＡｌ膜、２１はレーザー光の照射スポット、２３はレーザー光の照射スポット２１に対して左寄りの領域を示している。
【００５６】
本実施の形態では、レーザー光の照射スポット２１に対して、図８の膜厚Ｄ２に相当する領域２３においてレーザー光の強度が最大となるため、レーザー光の照射スポット２１に対して左寄りの領域２３でヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）が切断される。
【００５７】
これまでの説明では、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の層間絶縁膜厚が厚い方に変動した場合の例を示したが、逆に薄い方向に変動した場合でも、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）の切断領域が図６において右方向へずれることによって、変動の影響を抑えることができる。
【００５８】
このように、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の層間絶縁膜厚が製造工程のばらつきで変動しても、本発明においては、膜厚ばらつきの影響を受けることなく、必要最小限の幅でヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）の切断を行うことが可能となる。
【００５９】
なお、第１の実施の形態においては、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）がＴｉＮ膜で形成されており、段差を形成するための配線としてＡｌ膜５を使用したが、本発明はこれらの材質に限定されるものではなく、他の配線材料、例えば多結晶シリコン膜等でヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）や段差を形成するための配線層を形成しても、何ら問題ない。
【００６０】
以上説明したように本実施の形態においては、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の層間絶縁膜厚が一定ではなく、膜厚の薄い領域から厚い領域へと、膜厚が徐々に推移している。レーザー光をヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）に照射した場合には、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の層間絶縁膜厚が、ある値となる領域で、最もヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）に照射されるレーザー光の強度が大きくなる。このため、レーザー光強度が最も大きくなる層間絶縁膜厚の領域においてヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）を切断できるようになるといった効果を奏する。
【００６１】
また、製造工程のばらつきが原因で、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の層間絶縁膜厚が変動しても、本実施の形態においては、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の層間絶縁膜厚の傾きは維持したままで、全体的に膜厚が変わることになる。従って、レーザー照射のスポット光の範囲内で、最もレーザー光の強度が大きくなる領域で自動的にヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）が切断される。このため、製造工程におけるヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上層間絶縁膜厚のばらつきによる影響を受けず常に安定したヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）の切断を行うことができるようになるといった効果を奏する。
【００６２】
さらに、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上層間絶縁膜厚が最適となる幅でヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）の切断を行う事が可能となるため、本実施の形態においては必要最小限の幅でヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）を切断することが可能となる。このため、レーザー光の照射スポット２１のサイズ２０が大きくなっても、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）の切断部分以外の領域にダメージを与えることがないといった効果を奏する。
【００６３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を図９および図１０を参照して説明する。図９および図１０は、本発明の第２の実施の形態を示す工程手順別の縦断面図である。図９において、１はＣＶＤ法等の公知の手段にて形成した第１の層間絶縁膜、２はヒューズ、５は第１の実施の形態と同様に段差を形成するためにヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）と直交するように配置した厚さ４００ｎｍのＡｌ膜、１０はシリコンからなる半導体基板、１１は第１のシリコン酸化膜、１２は塗布型絶縁膜、１３は層間絶縁膜を示している。
【００６４】
本実施の形態では、Ａｌ膜５上にプラズマＣＶＤ法にて第１のシリコン酸化膜１１を厚さ２００ｎｍ程度に形成した後に、第１の実施の形態と同様にスピナー法で塗布型絶縁膜１２を形成する。
【００６５】
この場合も塗布型絶縁膜１２は表面張力により、Ａｌ膜５で形成された段部の側面部分では膜厚が厚くなり、Ａｌ膜５からの距離が離れるに従って徐々に膜厚が減少し、やがて一定の膜厚となる。なお、塗布型絶縁膜１２の有するテーパー角は、塗布する膜の粘度と、塗布の際のスピナーの回転速度、回転時間および段を形成するためのＡｌ膜５の膜厚等を調節することにより、所望する角度を得ることができる。
【００６６】
続いて、プラズマＣＶＤ法にて第２のシリコン酸化膜１３を厚さ２００ｎｍ程度に形成した後にＴｉＮ膜にてヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）を形成する。この際、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）の下に位置する層間絶縁膜１３は塗布型絶縁膜１２によりある一定の傾きを有しているから、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）もそれを反映して一定の傾きを有したものとなる。
【００６７】
図１０は、本発明の第２の実施の形態を示す工程手順別の縦断面図である。図１０において、１はＣＶＤ法等の公知の手段にて形成した第１の層間絶縁膜、２はヒューズ、５は第１の実施の形態と同様に段差を形成するためにヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）と直交するように配置した厚さ４００ｎｍのＡｌ膜、１０はシリコンからなる半導体基板、１１は第１のシリコン酸化膜、１２は塗布型絶縁膜、１３は層間絶縁膜、１４は第３のシリコン酸化膜を示している。
【００６８】
本実施の形態では、図１０に示したように、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上に、プラズマＣＶＤ法にて第３のシリコン酸化膜１４を８００ｎｍ程度の厚さに形成してから、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法にて表面を平坦にする。
【００６９】
この後、図には示していないが別の配線用のＡｌ膜、層間絶縁膜、カバー膜等を形成し、ヒューズカット用のレーザー照射する領域のカバー膜を開口して、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の層間絶縁膜厚を所望の厚さに調節すれば、半導体装置が完成する。
【００７０】
第２の実施の形態のヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）中央部分の拡大を図１１に示す。図１１において、２はヒューズ、１１は第１のシリコン酸化膜、１２は塗布型絶縁膜、１３は層間絶縁膜、１４は第３のシリコン酸化膜を示している。
【００７１】
本実施の形態は、図１１に示すように、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）と、その下に形成された第２のシリコン酸化膜１３は一定の傾きを有しているが、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の第３のシリコン酸化膜１４はＣＭＰ法にて表面が平坦になっているため、結果としてヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上の層間絶縁膜厚が徐々に変わっている。すなわち、レーザー光の照射スポット２１のサイズ２０に対して、その中心部レーザー光の照射スポット２１の中心部Ｌ２における層間絶縁膜厚を膜厚Ｄ２とすると、レーザー光の照射スポット２１の左側領域のＬ１での膜厚Ｄ１は図１１に示すように膜厚Ｄ２より厚くなっている。また、レーザー光の照射スポット２１の右側領域Ｌ３での膜厚膜厚Ｄ３は膜厚Ｄ２より薄くなっている。
【００７２】
従って、この場合も第１の実施の形態と同様に、レーザー光中心部でのヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上層間絶縁膜厚Ｄ２を初期状態で、最適になるように設定しておけば、層間絶縁膜厚のばらつきが生じても、レーザー光の照射強度が最大となる場所で、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）が切断される。このためヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）上層間絶縁膜のばらつきによる影響を防止することができる。
【００７３】
なお、第２の実施の形態においては、ヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）がＴｉＮ膜で形成されており、段差を形成するための配線としてＡｌ膜５を使用したが、本発明はこれらの材質に限定されるものではなく、他の配線材料、例えば多結晶シリコン膜等でヒューズ２（ヒューズ用ＴｉＮ膜）や段差を形成するための配線層を形成しても、何ら問題ない。
【００７４】
なお、本発明が上記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は適宜変更され得ることは明らかである。また上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。また、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、ヒューズ上の層間絶縁膜厚が一定ではなく、膜厚の薄い領域から厚い領域へと、膜厚が徐々に推移している。レーザー光をヒューズに照射した場合には、ヒューズ上の層間絶縁膜厚が、ある値となる領域で、最もヒューズに照射されるレーザー光の強度が大きくなる。このため、レーザー光強度が最も大きくなる層間絶縁膜厚の領域においてヒューズを切断できるようになるといった効果を奏する。
【００７６】
また、製造工程のばらつきが原因で、ヒューズ上の層間絶縁膜厚が変動しても、本発明においては、ヒューズ上の層間絶縁膜厚の傾きは維持したままで、全体的に膜厚が変わることになる。従って、レーザー照射のスポット光の範囲内で、最もレーザー光の強度が大きくなる領域で自動的にヒューズが切断される。このため、製造工程におけるヒューズ上層間絶縁膜厚のばらつきによる影響を受けず常に安定したヒューズの切断を行うことができるようになるといった効果を奏する。
【００７７】
さらに、ヒューズ上層間絶縁膜厚が最適となる幅でヒューズの切断を行うことが可能となるため、本発明においては必要最小限の幅でヒューズを切断することが可能となる。このため、レーザー光の照射スポットのサイズが大きくなっても、ヒューズの切断部分以外の領域にダメージを与えることがないといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置を説明するための平面図である。
【図２】本発明の半導体装置における第１の層間絶縁膜乃至塗布型絶縁膜の形成プロセスを説明するための縦断面図である。
【図３】本発明の半導体装置における第２のシリコン酸化膜７およびカバー膜８の形成プロセスを説明するための縦断面図である。
【図４】本発明の半導体装置における第２のシリコン酸化膜７およびカバー膜８の形成プロセスを説明するための縦断面の拡大図である。
【図５】本発明の半導体装置に設けられるヒューズの縦断面の拡大図である。
【図６】本発明の半導体装置に設けられるヒューズの切断状態を示す上面図である。
【図７】本発明の半導体装置に設けられるヒューズ上の層間絶縁膜の膜厚が厚くなった場合を示すヒューズの縦断面の拡大図である。
【図８】本発明の半導体装置に設けられるヒューズの縦断面の拡大図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態を示す工程手順別の縦断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態を示す工程手順別の縦断面図である。
【図１１】第２の実施の形態のヒューズ中央部分の拡大図である。
【図１２】レーザー光の強度のヒューズ上層間絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図１３】第３従来技術を説明するための素子断面図である。
【符号の説明】
１…第１の層間絶縁膜
２…ヒューズ
３…第２の層間絶縁膜
４…第１のシリコン酸化膜
５…アルミニウム膜
６…塗布型絶縁膜
７…第２のシリコン酸化膜
８…カバー膜
９…レーザ照射領域
１０…半導体基板
１１…第１のシリコン酸化膜
１２…塗布型絶縁膜
１３…層間絶縁膜
１４…第３のシリコン酸化膜
２０…レーザー光の照射スポットのサイズ
２１…レーザー光の照射スポット
２２…切断領域
２３…領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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