(57)【要約】【課題】  レーザトリミングにより配線層を溶断した際、飛散した配線層材料が再付着し、短絡するという不具合を解消し、簡便にレーザトリミングすることができるた半導体装置およびそのトリミング方法を提供する。【解決手段】  半導体基板上の絶縁膜と、この絶縁膜上に形成されたレーザトリミングされる配線層と、配線層上に形成された保護膜とを有する半導体装置において、保護膜の配線層のレーザ光照射部近傍に、レーザ光を照射する際、飛散する配線層材料が付着しない壁面を有する開口部を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上の絶縁膜と、該絶縁膜上に形成されたレーザトリミングされる配線層と、該配線層上に形成された保護膜とを有する半導体装置において、
前記保護膜は、前記配線層のレーザ光照射部近傍に、レーザ光を照射する際、飛散する配線層材料が付着しない壁面を有する開口部を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体基板上の絶縁膜と、該絶縁膜上に形成されたレーザトリミングされる配線層と、該配線層上に形成された保護膜とを有し、該保護膜は、前記配線層のレーザ光照射部近傍に、レーザ光を照射する際、飛散する配線層が付着しない壁面を有する開口部を備えている半導体装置のトリミング方法であって、
前記開口部に達するように前記配線層にレーザ光を照射し、前記開口部間の前記配線層を溶断することを特徴とする半導体装置のトリミング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置およびそのトリミング方法に関し、特に配線層の溶断により飛散する配線層材料が再付着することによる短絡を防止することができる半導体装置およびそのトリミング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、不良のメモリセルを予め作り込んでおいた予備の冗長セルに置き換えたり、抵抗値や容量値の切り替えや微調整を行うため、レーザトリミングが行われている。通常このレーザトリミングは、ポリシリコンやアルミニウム等で構成された配線層にレーザ光を照射させることによって、配線層を溶断している。
【０００３】
図３は従来のレーザトリミングされる配線層を備えた半導体装置であって、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図示するように、半導体基板１上に形成されたシリコン酸化膜などの絶縁層２上に配線層３が配置され、さらに配線層３の上部およびその周辺はシリコン酸化膜からなる保護膜４ａおよびシリコン窒化膜からなる保護膜４ｂで覆われた構造となっている。配線層３にレーザ光を照射すると、配線層３が切断され、非導通となる。
【０００４】
このような構造の半導体装置をレーザトリミングする場合、レーザ光が照射された領域にある配線層３および保護膜４ａが飛散する。このとき周辺の保護膜４ａにクラックが生じ、隣接する他の配線層および回路素子にダメージを与える場合がある。この解決策として、特許文献１には、レーザトリミングされる配線層近傍の保護膜にクラック止めの開口部（スリット）を形成した構造が提案されている。図４は、図３で説明した半導体装置に特許文献１に記載されたスリットに相当する開口部１０を形成した構造を示している。
【０００５】
また図３（ａ）に示す構造の半導体装置をレーザトリミングする場合、図５（ａ）に示すようにレーザビームの溶断エリア内にある配線層３および保護膜４ａが飛散して、表面から絶縁層２に至る穴１１が形成される。この穴１１の壁面部分および保護膜４ａ上の穴１１の周辺部分に、飛散した配線層材料が再付着し、配線層材料の付着部７、８が形成される。
【０００６】
このため、図５（ｂ）に示すようにレーザ光を配線層３の延出方向と垂直方向に走査させ、複数回照射して、再付着した配線層材料を完全に除去する方法が行われている。  
【０００７】
さらに、図４に示す開口部１０を設けた半導体装置の場合でも、図５（ｃ）に示すように、飛散した配線層材料は開口部１０の側壁面に再付着する（図中８が飛散した配線層材料の付着部）。
【特許文献１】特開２００４−１８６３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のように従来の半導体装置のトリミング方法では、保護膜４ａ上に再付着した配線層材料を除去するため、レーザ光照射を追加する必要があり、レーザトリミングに要する時間が増加し、コストアップにつながるほか、配線層３の下地である絶縁膜２にダメージを与える可能性が大きいという問題があった。
【０００９】
また、図５（ｃ）に示すように、飛散した配線層材料は開口部１０の側壁面に再付着し、側壁部の配線層材料の付着部８、保護膜４ａ上の配線層材料の付着部７を介して配線層３が短絡するという問題があった。
【００１０】
本発明は、レーザトリミングにより配線層を溶断した際、飛散した配線層材料が再付着し、短絡するという不具合を解消し、簡便にレーザトリミングすることができるた半導体装置およびそのトリミング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の半導体装置は、半導体基板上の絶縁膜と、該絶縁膜上に形成されたレーザトリミングされる配線層と、該配線層上に形成された保護膜とを有する半導体装置において、前記保護膜は、前記配線層のレーザ光照射部近傍に、レーザ光を照射する際、飛散する配線層材料が付着しない壁面を有する開口部を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
本願請求項２に係る半導体装置のトリミング方法は、半導体基板上の絶縁膜と、該絶縁膜上に形成されたレーザトリミングされる配線層と、該配線層上に形成された保護膜とを有し、該保護膜は、前記配線層のレーザ光照射部近傍に、レーザ光を照射する際、飛散する配線層が付着しない壁面を有する開口部を備えている半導体装置のトリミング方法であって、前記開口部に達するように前記配線層にレーザ光を照射し、前記開口部間の前記配線層を溶断することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の半導体装置は、配線層のレーザ光照射部の近傍に、レーザ光を照射した際、飛散する配線層材料が付着しない壁面を有する開口部を、予め保護膜に形成しておくことにより、飛散し、再付着した配線層材料が、配線層材料が付着しない壁面によって絶縁され、配線層と短絡することを防ぐことが可能となる。その結果、半導体装置の製造歩留まりが改善されるとともに、信頼性を向上させることができる。また、開口部の占有面積は、大きく設定する必要がないので、半導体装置の集積度を上げる妨げとなることもない。
【００１４】
本発明の半導体装置のトリミング方法は、通常のレーザー照射装置を用い、開口部間にレーザ照射を行えば良く、簡便な方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、配線層のレーザ光の照射部近傍の保護膜に、開口部を形成する。さらにこの開口部は、後述するように、レーザ光を照射した際、飛散する配線層材料が付着しない壁面を有していることが大きな特徴となっている。
【００１６】
図１および図２は本発明の説明図であり、図１（ａ）は半導体装置のレーザ光を照射してトリミングする部分の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。図１（ｂ）に示すように、半導体基板１上にシリコン酸化膜からなる絶縁膜２が形成されており、絶縁膜上に配線層３、シリコン酸化膜からなる保護膜４ａ、シリコン窒化膜からなる保護膜４ｂが積層形成されている。さらに本発明では、保護膜４ａに開口部５を形成している。
【００１７】
本発明の開口部５は、飛散する配線層材料が付着しない壁面を有しており、具体的には、図１（ａ）、（ｂ）および図２に示すような構造とすることができる。またその他、開口部５の形状は、照射するレーザ光の照射条件等を考慮し、飛散する配線層材料が付着しない壁面が残るように種々変更可能である。さらにまたこの配線層材料が付着しない壁面は、配線層材料の付着部７から垂直に延びる壁面全てを含んでいる必要がある。なぜなら、もしこの配線層材料の付着部７から垂直に延びる壁面に配線層材料が付着した場合、配線層材料の付着部７及び８を介して、配線層が短絡してしまうからである。
【００１８】
次に図２を用いて、トリミング方法を説明する。図２は、開口部５と飛散する配線層材料の付着部７、８の関係を示している。レーザ光は２つの開口部５に達するように、照射される。この場合にレーザ光が開口部５と交差する部分は精度が許される限り狭くしておくことが好ましい。すなわち、図２に示すように、配線層材料が飛散する角度θが小さくなり配線層材料が付着しない領域９が大きくなり、絶縁領域が増加するからである。図中破線（細線）で示したのが、飛散する配線層材料の軌跡の仮想線である。
【００１９】
図２に示すように、配線層材料が飛散しても、配線層材料が付着しない領域９、即ち飛散する配線層材料が付着しない壁面が残るように、開口部５の形状、照射するレーザ光のビーム径等を選択することで、保護膜４ａ上に飛散する配線層材料の付着部７、開口部５の壁面に飛散する配線層材料の付着部８があったとしても、配線層３が短絡することはない。以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
【実施例１】
【００２０】
次に本発明の半導体装置およびそのトリミング方法について、具体的に説明する。まず、単結晶シリコンからなる半導体基板１を準備する。次に、半導体基板１を熱酸化してシリコン酸化膜からなる絶縁層２を形成する。続いて、ポリシリコン膜を約０.３５μｍ堆積させ、ドライエッチングにより幅３μｍ程度の配線層３（ポリシリコンヒューズ）を形成する。その後ＣＶＤ法を用いて０.２μｍのＮＳＧ膜と０．６μｍのＢＰＳＧ膜の積層膜からなる保護膜４ａを形成する。
【００２１】
次に、通常のホトリソグラフ法により、配線層３の両側に、配線層３の端部から０.２μｍ程度の範囲内に所望の形状、大きさの開口部５を形成する。開口部５は、絶縁層２上に約０.１μｍの保護膜４ａが残る深さとした。次にＰＥＣＶＤ法を用いて約０.８μｍの窒化シリコン膜からなる保護膜４ｂを形成する。
【００２２】
配線層３上の保護膜４ｂを除去した後、通常のトリミング装置を用いて、開口部５間に達する領域にレーザ光照射を行い、配線層３を溶断する。ここで、レーザ光のスポット径が配線層３の幅より狭い場合は、レーザ光を走査すればよい。
【００２３】
このレーザ光照射により、配線層３を構成するポリシリコンは飛散し、図２に斜線で示すように保護膜４ａ上や開口部５の壁面部分に再付着するが、配線層材料が付着しない領域９があるため、再付着した配線層材料により、配線層３が短絡することはない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の半導体装置の説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は図１(ａ)のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】本発明の半導体装置のトリミング方法の説明図である。
【図３】従来のこの種の半導体装置の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】従来のこの種の別の半導体装置の説明図である。
【図５】従来の半導体装置のトリミング方法の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１；半導体基板、２；絶縁膜、３；配線層、４ａ、４ｂ；保護膜、
５；開口部、７、８；配線層材料の付着部、９；配線層材料が再付着しない領域
【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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