(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上に形成されたヒューズと、
前記第１の絶縁膜及び前記ヒューズの上に形成された第２の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜に形成され、前記ヒューズ上に達し、前記ヒューズの下に位置する開口部と、
前記開口部内に形成され、前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜よりも融点が低く、前記ヒューズの下面の一部に接する第３の絶縁膜と、
前記ヒューズの下で前記第１の絶縁膜と前記第３の絶縁膜の間に位置する空隙と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第２の絶縁膜が前記半導体基板に与える応力は、前記第１の絶縁膜及び前記第３の絶縁膜が前記半導体基板に与える応力よりも大きい
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】
前記第２の絶縁膜上に形成された第４の絶縁膜を有し、
前記空隙は前記第４の絶縁膜にも形成され、
前記第２の絶縁膜は、エッチングストッパ膜であり、
前記第４の絶縁膜は、層間絶縁膜である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２の絶縁膜は、窒化シリコンを主体とする絶縁材料により形成されており、
前記第４の絶縁膜は、酸化シリコンを主体とする絶縁材料により形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
半導体基板上に、第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上に、ヒューズを形成する工程と、
前記ヒューズが形成された前記半導体基板上に、前記第１の絶縁膜に接して第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜上に、第３の絶縁膜を形成する工程と、
前記ヒューズ上の前記第２の絶縁膜及び前記第３の絶縁膜に、開口部を形成する工程と、
前記開口部を形成する工程の後、前記第１の絶縁膜を等方的にエッチングして前記ヒューズの下面の一部を露出する工程と、
前記ヒューズの下面の一部を露出する工程の後、前記開口部内に、前記第３の絶縁膜よりも融点の低い絶縁材料よりなる第４の絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第４の絶縁膜を形成する工程では、前記ヒューズ下に空隙が残存するように前記第４の絶縁膜を形成する
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒューズを有する半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログ回路における特性調整やメモリ素子における不良セルの救済などの半導体装置の再構築は、半導体装置に予め複数のヒューズ素子を備えたヒューズ回路を実装しておき、動作試験等の後、当該ヒューズを切断することにより行われている。
【０００３】
ヒューズ素子としては、レーザ光の照射によってヒューズを溶融爆発或いは昇華することにより切断する方式や、ヒューズに電流を流してジュール熱によって溶断する方式等が知られている。
【０００４】
レーザ光を照射してヒューズを切断する方式は、パッケージ処理後には行うことができないため、パッケージ処理前のウェーハ試験工程において行われる。しかしながら、ウェーハ状態で半導体装置の再構築を行った後にパッケージ処理を行うと、パッケージ樹脂の応力によって半導体チップに歪みが生じ、この歪みによって調整した素子特性が変動することがあった。
【０００５】
一方、ヒューズを溶断する方法は、パッケージ後の試験において切断することも可能であり、例えばアナログ製品の基準電位の調整など、高い精度が求められるトリミングにも適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−０６９５７０号公報
【特許文献２】特開２００５−１３６３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、溶断によってヒューズを切断する方式は、電流を流してヒューズ及びその周囲の物質を溶融した後、この溶融領域を再凝固して電気的に切断するものであり、レーザ光照射により切断する場合のようにヒューズを昇華することは期待できない。このため、ヒューズの周囲の構造や再凝固した領域の状態によっては、電気的な切断度合いが不十分なことがあった。
【０００８】
本発明の目的は、良好な切断度合いで安定して切断しうるヒューズを有する半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の一観点によれば、半導体基板上に形成された第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜上に形成されたヒューズと、前記第１の絶縁膜に接して形成され、前記ヒューズ上に開口部を有する第２の絶縁膜と、前記第２の絶縁膜上及び前記開口部内に形成された第３の絶縁膜とを有する半導体装置が提供される。
【００１０】
また、実施形態の他の観点によれば、半導体基板上に、第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜上に、ヒューズを形成する工程と、前記ヒューズが形成された前記半導体基板上に、前記第１の絶縁膜に接して第２の絶縁膜を形成する工程と、前記ヒューズ上の前記第２の絶縁膜に、開口部を形成する工程と、前記第２の絶縁膜上及び前記開口部内に第３の絶縁膜を形成する工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。
【００１１】
また、実施形態の更に他の観点によれば、半導体基板上に、第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜上に、ヒューズを形成する工程と、前記ヒューズが形成された前記半導体基板上に、前記第１の絶縁膜に接して第２の絶縁膜を形成する工程と、前記第２の絶縁膜上に、第３の絶縁膜を形成する工程と、前記ヒューズ上の前記第２の絶縁膜及び前記第３の絶縁膜に、開口部を形成する工程と、前記開口部内に、前記第３の絶縁膜よりも融点の低い絶縁材料よりなる第４の絶縁膜を形成する工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
開示の半導体装置及びその製造方法によれば、溶断方式のヒューズを安定且つ確実に切断することができる。これにより、パッケージ樹脂の応力による素子特性の変動をも加味した上で高精度のトリミングを行うことができ、特性ずれの小さい半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１実施形態による半導体装置の構造を示す平面図である。
【図２】図２は、第１実施形態による半導体装置の構造を示す概略断面図（その１）である。
【図３】図３は、第１実施形態による半導体装置の構造を示す概略断面図（その２）である。
【図４】図４は、ヒューズ上にエッチングストッパ膜が存在するときの課題を説明する図である。
【図５】図５は、第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図６】図６は、第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図７】図７は、第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その３）である。
【図８】図８は、第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その４）である。
【図９】図９は、第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その５）である。
【図１０】図１０は、第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その６）である。
【図１１】図１１は、第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その７）である。
【図１２】図１２は、第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その８）である。
【図１３】図１３は、第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その９）である。
【図１４】図１４は、第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その１０）である。
【図１５】図１５は、第２実施形態による半導体装置の構造を示す概略断面図である。
【図１６】図１６は、第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１７】図１７は、第３実施形態による半導体装置の構造を示す概略断面図である。
【図１８】図１８は、第３実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１実施形態］
第１実施形態による半導体装置及びその製造方法について図１乃至図１４を用いて説明する。  
【００１５】
図１は、本実施形態による半導体装置の構造を示す平面図である。図２及び図３は、本実施形態による半導体装置の構造を示す概略断面図である。図４は、ヒューズ上にエッチングストッパ膜が存在するときの課題を説明する図である。図５乃至図１４は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【００１６】
はじめに、本実施形態による半導体装置の構造について図１乃至図３を用いて説明する。図２は図１のＡ−Ａ′線断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ′線断面図である。
【００１７】
シリコン基板１０上には、素子分離絶縁膜１２が形成されている。素子分離絶縁膜１２上には、ポリシリコンよりなるヒューズ１６が形成されている。ヒューズ１６は、図１に示すように、中央部がくびれた平面形状を有している。ヒューズ１６の両脇には、ヒューズ１６を溶断したときのダメージが周囲に広がるのを防止するためのダミー配線１８が形成されている。ヒューズ１６の両端部の上面上及びダミー配線１８上には、金属シリサイド膜３６が形成されている。ヒューズ１６の金属シリサイド膜３６が形成されていない領域上には、シリコン酸化膜２２，２６が形成されている。
【００１８】
ヒューズ１６及びダミー配線１８が形成された素子分離絶縁膜１２上には、エッチングストッパ膜３８及び層間絶縁膜４２が形成されている。層間絶縁膜４２及びエッチングストッパ膜３８には、金属シリサイド膜３６に接続されたコンタクトプラグ４４が埋め込まれている。層間絶縁膜４２上には、コンタクトプラグ４４に接続された配線層４８が形成されている。
【００１９】
配線層４８が形成された層間絶縁膜４２上には、層間絶縁膜５０が形成されている。層間絶縁膜５０には、配線層４８に接続されたコンタクトプラグ５２が埋め込まれている。層間絶縁膜５０上には、コンタクトプラグ５２に接続された配線層５４が形成されている。
【００２０】
配線層５４が形成された層間絶縁膜５０上には、層間絶縁膜５６が形成されている。層間絶縁膜５６には、配線層５４に接続されたコンタクトプラグ５８が埋め込まれている。層間絶縁膜５４上には、コンタクトプラグ５８に接続された配線層６０が形成されている。
【００２１】
配線層６０が形成された層間絶縁膜５６上には、カバー膜としてのシリコン酸化膜６２及びシリコン窒化膜６４が形成されている。
【００２２】
本実施形態による半導体装置では、図２及び図３に示すように、ヒューズ１６上のエッチングストッパ膜３８が除去されている。本実施形態による半導体装置においてヒューズ１６上のエッチングストッパ膜３８を除去している理由について、以下に説明する。
【００２３】
半導体装置の層間絶縁膜の下層部分に、層間絶縁膜とはエッチング特性の異なるエッチングストッパ膜を形成することがある。例えば、層間絶縁膜に深さの異なるコンタクトホールを同時に形成する場合、浅いコンタクトホールを形成する領域では過剰なエッチングに曝されるため、コンタクトホール底の構造体にエッチングダメージを与えることがある。そこで、層間絶縁膜の下層に層間絶縁膜とはエッチング特性の異なるエッチングストッパ膜を設けておき、エッチングダメージが下地構造に加わるのを防止することが行われる。
【００２４】
層間絶縁膜としては、シリコン酸化膜などの酸化シリコンを主体とする絶縁材料が広く用いられている。酸化シリコンを主体とする絶縁材料により層間絶縁膜を形成する場合、層間絶縁膜のエッチングを停止するためのエッチングストッパ膜としては、シリコン窒化膜などの窒化シリコンを主体とする絶縁材料が広く用いられている。
【００２５】
しかしながら、ヒューズ１６上にエッチングストッパ膜３８が存在すると良好な切断度合いで安定してヒューズ１６を溶断できないことが、本発明者の検討によって判明した。ヒューズ１６を安定して溶断できない理由を、本発明者は以下のように推察している。
【００２６】
パッケージ処理後にトリミングや冗長を行う半導体装置では、前述のように、ヒューズ１６の切断は、ヒューズ１６に電流を流すことによって行うことが望ましい。このようなヒューズ１６は、例えば図１に示すように、中央部がくびれた形状を有している。このヒューズ１６に電流を流すと、電流密度が高くなる中央部においてジュール熱によって温度が上昇し、ヒューズ１６及びその周辺物質が溶解する。ヒューズ１６が溶解することによって電流が流れなくなると温度が低下し、溶解部分が再凝固する。
【００２７】
ここで、例えば図４（ａ）に示すように、ヒューズ１６上にシリコン窒化膜のエッチングストッパ膜３８が存在する場合を想定する。エッチングストッパ膜３８に用いられるシリコン窒化膜は、配線間の層間絶縁膜４４等や素子分離絶縁膜１２に用いられるシリコン酸化膜と比較して、シリコン基板１０に与える応力が大きい膜である。ヒューズ１６上にシリコン窒化膜のエッチングストッパ膜３８が存在すると、ヒューズ１６にはエッチングストッパ膜３８からシリコン基板１０側に向けて圧縮応力が印加される。
【００２８】
この状態でヒューズ１６を切断すると、ヒューズ１６及びその周囲が溶融して体積が増える効果が、エッチングストッパ膜３８から加わる応力によって抑制される。結果として、溶融領域７０が狭まり、再凝固したときに小片化したヒューズ材料であるポリシリコン間の間隔が狭くなって電気的な切断度合いが悪化する（図４（ｂ）参照）。溶融領域７０が狭まることは、窒化シリコンの融点が酸化シリコンの融点よりも高いことが原因していることも考えられる。
【００２９】
このような観点から、本実施形態による半導体装置では、ヒューズ１６上のエッチングストッパ膜３８を選択的に除去している。ヒューズ１６上のエッチングストッパ膜３８を除去しておくことにより、エッチングストッパ膜３８からのストレスの影響を受けることなく溶融領域７０を広げることができる。これにより、良好な切断度合いで安定してヒューズ１６を溶断することができる。
【００３０】
なお、エッチングストッパ膜３８は、必ずしもヒューズ１６上の全面において除去する必要はない。少なくとも、ヒューズ１６を切断したときにヒューズ１６が溶断される部分、すなわち、ヒューズ１６中央部のヒューズ１６がくびれた部分上のエッチングストッパ膜３８を除去する。
【００３１】
次に、本実施形態による半導体装置の製造方法について図５乃至図１４を用いて説明する。なお、図５乃至図８は、図１のＡ−Ａ′線断面に沿った工程断面図である。図９乃至図１１は、図１のＢ−Ｂ′線断面に沿った工程断面図である。図１２乃至図１４は、トランジスタ形成部における工程断面図である。
【００３２】
まず、シリコン基板１０内に、例えばＬＯＣＯＳ（Local Oxidation of Silicon）法により、活性領域を画定する素子分離絶縁膜１２を形成する。なお、ここではヒューズを素子分離絶縁膜１２上に形成するものとし、ヒューズ形成領域のシリコン基板１０上には素子分離絶縁膜１２を形成する（図５（ａ）、図９（ａ）、図１２（ａ））。なお、素子分離絶縁膜１２は、ＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）法により形成してもよい。
【００３３】
次いで、素子分離絶縁膜１２により画定されたシリコン基板１０の活性領域上に、例えば熱酸化法により、例えばシリコン酸化膜のゲート絶縁膜１４を形成する。
【００３４】
次いで、全面に、例えばＣＶＤ法により、ポリシリコン膜と、シリコン酸化膜とを順次形成する。
【００３５】
次いで、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより、このシリコン酸化膜及びポリシリコン膜をパターニングし、上面がシリコン酸化膜２２により覆われたヒューズ１６、ダミー配線１８、ゲート電極２０を形成する。
【００３６】
次いで、ゲート電極２０をマスクとしてイオン注入を行い、ゲート電極２０の両側のシリコン基板１０内に、ＬＤＤ領域或いはエクステンション領域となる不純物拡散領域２４を形成する（図５（ｂ）、図９（ｂ）、図１２（ｂ））。
【００３７】
なお、シリコン酸化膜２２は、後工程でシリサイド化を防止する際に用いる膜であり、ゲート電極２０上の全面に金属シリサイド膜３６を形成する場合、金属シリサイド膜３６を用いない場合には、必ずしも形成する必要はない。なお、シリコン酸化膜２２を形成しない場合、ヒューズ１６領域のシリサイドブロックには、後工程で形成するシリコン酸化膜２６を用いることができる。
【００３８】
次いで、全面に、例えばＣＶＤ法により、シリコン酸化膜２６を形成する。
【００３９】
次いで、フォトリソグラフィにより、ヒューズ１６上を覆い、他の領域を露出するフォトレジスト膜２８を形成する（図５（ｃ）、図９（ｃ）、図１２（ｃ））。
【００４０】
次いで、フォトレジスト膜２８をマスクとして、シリコン酸化膜２６を異方性エッチングし、ヒューズ１６を覆うようにシリコン酸化膜２６を残存するとともに、ダミー配線１８及びゲート電極２０の側壁部分に、シリコン酸化膜２６の側壁絶縁膜３０を形成する。
【００４１】
次いで、例えばアッシングにより、フォトレジスト膜２８を除去する。
【００４２】
次いで、ゲート電極２０及び側壁絶縁膜３０をマスクとしてイオン注入を行い、ゲート電極２０の両側のシリコン基板１０内に、不純物拡散領域３２を形成する。これにより、不純物拡散領域２４，３２を含むソース／ドレイン領域３４を形成する（図６（ａ）、図１３（ａ））。
【００４３】
次いで、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより、シリコン酸化膜２２，２６をパターニングし、ヒューズ１６、ダミー配線１８、ゲート電極２０のシリサイド形成領域を露出する（図６（ｂ）、図１０（ａ）、図１３（ｂ））。ヒューズ１６及びダミー配線１８では、これらに接続される配線を接続するためのコンタクト領域を露出する。
【００４４】
次いで、必要に応じて、サリサイドプロセスにより、ヒューズ１６、ダミー配線１８、ゲート電極２０及びソース／ドレイン領域３４の露出部分に金属シリサイド膜３６を選択的に形成する（図６（ｃ）、図１０（ｂ）、図１３（ｃ））。このとき、ヒューズ１６上に形成されたシリコン酸化膜２２，２６がシリサイドブロック絶縁膜として機能する。
【００４５】
次いで、全面に、例えばＣＶＤ法により、シリコン窒化膜を堆積し、シリコン窒化膜のエッチングストッパ膜３８を形成する（図７（ａ）、図１４（ａ））。なお、エッチングストッパ膜３８は、下地に加わるエッチングダメージを緩和するための膜であり、通常、保護対象の下地（例えば、素子分離絶縁膜１２、金属シリサイド膜３６を含むゲート電極２０及びソース／ドレイン領域３４等）に接して形成される。
【００４６】
次いで、フォトリソグラフィにより、ヒューズ１６が形成された領域、少なくともヒューズ１６が溶断されると推定される領域を含む領域を露出し、他の領域を覆うフォトレジスト膜４０を形成する。
【００４７】
次いで、フォトレジスト膜４０をマスクとして、シリコン酸化膜２６をストッパとして、エッチングストッパ膜３８をドライエッチングし、ヒューズ１６上のエッチングストッパ膜３８に開口部を形成する（図７（ｂ）、図１０（ｃ））。
【００４８】
なお、ここではシリコン酸化膜２６をストッパとしてエッチングストッパ膜３８をエッチングしているが、必ずしもシリコン酸化膜２６をストッパとしてエッチングストッパ膜３８をエッチングする必要はない。ヒューズ１６のシリサイドブロックをシリコン酸化膜２２により行う場合、金属シリサイド膜３６を用いない場合には、シリコン酸化膜２６は必ずしも形成する必要はない。
【００４９】
次いで、例えばアッシングにより、フォトレジスト膜４０を除去する。
【００５０】
次いで、全面に、例えばＣＶＤ法により、シリコン酸化膜を堆積し、シリコン酸化膜の層間絶縁膜４２を形成する（図７（ｃ）、図１４（ｂ））。
【００５１】
次いで、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより、層間絶縁膜４２及びエッチングストッパ膜３８に、ヒューズ１６、ダミー配線１８、ゲート電極２０及びソース／ドレイン領域３４上の金属シリサイド膜３６に達するコンタクトホール４４を形成する。
【００５２】
このとき、ゲート電極２０上に開口されるコンタクトホール４４とソース／ドレイン領域３４に開口されるコンタクトホール４４とでは深さが異なるが、層間絶縁膜４２下のエッチングストッパ膜３８によって、ゲート電極２０が過剰なエッチングに曝されるのを防止することができる。
【００５３】
次いで、全面に導電膜を堆積した後、この導電膜をエッチバックし、コンタクトホール４４内に埋め込まれたコンタクトプラグ４６を形成する。
【００５４】
次いで、コンタクトプラグ４６が埋め込まれた層間絶縁膜４２上に導電膜を堆積し、この導電膜をパターニングする。これにより、コンタクトプラグ４６を介してヒューズ１６、ダミー配線１８、ゲート電極２０及びソース／ドレイン領域３４に電気的に接続された配線層４８を形成する（図８（ａ）、図１１（ａ）、図１４（ｃ））。
【００５５】
次いで、同様にして、層間絶縁膜５０、コンタクトプラグ５２、配線層５４、層間絶縁膜５６、コンタクトプラグ５８、及び配線層６０を順次形成し、所望の層数の配線構造を形成する。
【００５６】
次いで、配線層６０が形成された層間絶縁膜５６上に、カバー膜としてのシリコン酸化膜６２及びシリコン窒化膜６４を形成し、一連のウェーハプロセスを完了する（図８（ｂ）、図１１（ｂ））。
【００５７】
次いで、上記一連のウェーハプロセスを経た半導体基板１０をダイシングし、パッケージングする。
【００５８】
次いで、パッケージ後の半導体装置について回路試験を行い、所望の回路特性が得られているかどうか検査する。所望の回路特性が得られていない場合には、所定のヒューズを切断し、トリミングないしは冗長を行う。
【００５９】
本実施形態による半導体装置では、ヒューズ上のエッチングストッパ膜３８を除去しているため、ヒューズを安定且つ確実に切断することができる。また、パッケージ後に回路試験及びトリミングを行うことにより、パッケージ樹脂の応力によって素子特性が変動した場合にも、この変動をも加味した上で高精度のトリミングを行うことができ、特性ずれの小さい半導体装置を製造することができる。
【００６０】
このように、本実施形態によれば、ヒューズ上のエッチングストッパ膜を除去するので、溶断方式のヒューズを安定且つ確実に切断することができる。また、パッケージ後に回路試験及びトリミングを行うことにより、パッケージ樹脂の応力によって素子特性が変動した場合にも、この変動をも加味した上で高精度のトリミングを行うことができ、特性ずれの小さい半導体装置を製造することができる。
【００６１】
［第２実施形態］
第２実施形態による半導体装置及びその製造方法について図１５及び図１６を用いて説明する。図１乃至図１４に示す第１実施形態による半導体装置及びその製造方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
【００６２】
図１５は、本実施形態による半導体装置の構造を示す概略断面図である。図１６は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【００６３】
はじめに、本実施形態による半導体装置の構造について図１５を用いて説明する。
【００６４】
本実施形態による半導体装置では、図１５に示すように、ヒューズ１６上のエッチングストッパ膜３８が除去されているとともに、エッチングストッパ膜３８が除去された領域の層間絶縁膜４２が、より融点の低い絶縁材料の低融点絶縁膜８２に置換されている。
【００６５】
ヒューズ１６の周囲に、層間絶縁膜４２よりも融点の低い低融点絶縁膜８２を形成することにより、ヒューズ１６切断時の溶解がより広範囲で発生し、電気的な切断度合いを更に向上することができる。
【００６６】
低融点絶縁膜８２の材料は、層間絶縁膜４２よりも融点の低い材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ等の不純物を含む酸化シリコンや、ＳＯＧ膜等の塗布型絶縁膜等を適用することができる。
【００６７】
次に、本実施形態による半導体装置の製造方法について図１６を用いて説明する。
【００６８】
まず、例えば図５（ａ）乃至図７（ａ）に示す第１実施形態による半導体装置の製造方法と同様にして、エッチングストッパ膜３８まで形成する。
【００６９】
次いで、エッチングストッパ膜３８上に、例えばＣＶＤ法により、シリコン酸化膜を堆積し、シリコン酸化膜の層間絶縁膜４２を形成する（図１６（ａ））。
【００７０】
次いで、フォトリソグラフィにより、層間絶縁膜４２上に、ヒューズ１６が形成された領域、少なくともヒューズ１６が溶断されると推定される領域を含む領域を露出し、他の領域を覆うフォトレジスト膜４０を形成する。
【００７１】
次いで、フォトレジスト膜４０をマスクとして、層間絶縁膜４２及びエッチングストッパ膜３８をドライエッチングし、ヒューズ１６上のエッチングストッパ膜３８及び層間絶縁膜４２に開口部８０を形成する（図１６（ｂ））。なお、フォトレジスト膜４０をマスクとしてシリコン酸化膜２６をもエッチングし、シリコン酸化膜２６に開口部８０を形成してもよい。
【００７２】
次いで、例えばアッシングにより、フォトレジスト膜４０を除去する。
【００７３】
次いで、全面に、例えばＣＶＤ法により、例えばＢＰＳＧ膜を堆積し、ＢＰＳＧ膜の低融点絶縁膜８２を形成する。
【００７４】
次いで、エッチバック或いはＣＭＰにより、層間絶縁膜４２上の低融点絶縁膜８２を除去し、低融点絶縁膜８２を開口部８０内に選択的に残存させる（図１６（ｃ））。
【００７５】
この後、例えば図８（ａ）乃至図８（ｂ）に示す第１実施形態による半導体装置の製造方法と同様にして、配線層及びカバー膜等を形成し、半導体装置を完成する。
【００７６】
このように、本実施形態によれば、ヒューズ上のエッチングストッパ膜を除去するので、溶断方式のヒューズを安定且つ確実に切断することができる。特に、ヒューズの周囲に層間絶縁膜よりも融点の低い絶縁材料を形成することにより、溶断領域を更に広げやすくすることができ、ヒューズをより安定且つ確実に切断することができる。
【００７７】
［第３実施形態］
第３実施形態による半導体装置及びその製造方法について図１７及び図１８を用いて説明する。図１乃至図１６に示す第１及び第２実施形態による半導体装置及びその製造方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
【００７８】
図１７は、本実施形態による半導体装置の構造を示す概略断面図である。図１８は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【００７９】
はじめに、本実施形態による半導体装置の構造について図１７を用いて説明する。
【００８０】
本実施形態による半導体装置では、図１７に示すように、ヒューズ１６上のエッチングストッパ膜３８が除去されているとともに、ヒューズ１６周囲のシリコン酸化膜２２，２６、層間絶縁膜４２及び素子分離絶縁膜１２が、より融点の低い絶縁材料の低融点絶縁膜８２に置換されている。また、ヒューズ１６下の素子分離絶縁膜１２と低融点絶縁膜８２との間には、空隙８４が形成されている。
【００８１】
ヒューズ１６の周囲に、シリコン酸化膜２２，２６、層間絶縁膜４２及び素子分離絶縁膜１２よりも融点の低い低融点絶縁膜８２を形成することにより、ヒューズ１６切断時の溶解領域がより広範囲に広がり、電気的な切断度合いを更に向上することができる。
【００８２】
また、空隙８４が存在していることにより、ヒューズ１６を切断した際にヒューズ１６を形成するポリシリコンが空隙８４内にも拡散することができ、切断性を更に向上することができる。
【００８３】
次に、本実施形態による半導体装置の製造方法について図１６を用いて説明する。
【００８４】
まず、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示す第２実施形態による半導体装置の製造方法と同様にして、層間絶縁膜４２上に、ヒューズ１６が形成された領域を露出するフォトレジスト膜４０を形成する。
【００８５】
次いで、フォトレジスト膜４０をマスクとして、層間絶縁膜４２及びエッチングストッパ膜３８をドライエッチングし、開口部８０を層間絶縁膜４２まで開口する。
【００８６】
次いで、フォトレジスト膜４０をマスクとして、ヒューズ１６の材料に対して選択比をもつ等方的なエッチング、例えば弗酸水溶液を用いたウェットエッチングにより、シリコン酸化膜２６，２２、素子分離絶縁膜１２をエッチングする。これにより、ヒューズ１６の下面に回り込むように、開口部８０を形成する（図１８（ａ））。
【００８７】
次いで、例えばアッシングにより、フォトレジスト膜４０を除去する。
【００８８】
次いで、全面に、例えばＣＶＤ法により、例えばＢＰＳＧ膜を堆積し、ＢＰＳＧ膜の低融点絶縁膜８２を形成する。このとき、ヒューズ１６は開口部８０内に庇状に張り出しているため、ヒューズ１６下の領域は低融点絶縁膜８２によって完全に埋め込まれず、空隙８４が残存する。
【００８９】
次いで、エッチバック或いはＣＭＰにより、層間絶縁膜４２上の低融点絶縁膜８２を除去し、低融点絶縁膜８２を開口部８０内に選択的に残存させる（図１８（ｂ））。
【００９０】
この後、例えば図８（ａ）乃至図８（ｂ）に示す第１実施形態による半導体装置の製造方法と同様にして、配線層及びカバー膜等を形成し、半導体装置を完成する。
【００９１】
このように、本実施形態によれば、ヒューズ上のエッチングストッパ膜を除去するので、溶断方式のヒューズを安定且つ確実に切断することができる。特に、ヒューズの周囲に空隙を設けておくことにより、溶断領域を更に広げやすくすることができ、ヒューズをより安定且つ確実に切断することができる。
【００９２】
［変形実施形態］
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００９３】
例えば、上記実施形態では、ヒューズ１６をゲート電極層により形成したが、必ずしもゲート電極層により形成する必要はない。ゲート電極層よりも上層のポリシリコン層等によりヒューズ１６を形成するようにしてもよい。
【００９４】
また、上記実施形態では、エッチングストッパ膜として窒化シリコン系の絶縁材料を用いた例を示したが、エッチングストッパ膜は、必ずしも窒化シリコン系の絶縁材料により形成されている必要はない。特に、エッチングストッパ膜が、他の層間膜よりもシリコン基板に与える応力が大きい材料、或いは、他の層間膜よりも融点が高い材料により形成されている場合に、本発明と同様の効果が期待できる。
【００９５】
また、上記第３実施形態では、ヒューズ１６下の領域に空隙８４が残存するように低融点絶縁膜８２を形成したが、必ずしも空隙８４を残存する必要はない。ヒューズ１６の周囲を取り囲むように低融点絶縁膜８２を形成するだけでもヒューズ１６切断時の溶解領域がより広範囲に広がり、電気的な切断度合いを更に向上することができる。
【００９６】
また、上記第３実施形態では、ヒューズ１６下の領域に空隙８４が残存するように低融点絶縁膜８２を形成したが、低融点絶縁膜８２の代わりに通常のシリコン酸化膜を埋め込むようにしてもよい。ヒューズ１６下に空隙８４を形成しておくだけでも、ヒューズ１６を切断した際にヒューズ１６を形成するポリシリコンが空隙８４内にも拡散することができ、切断性を向上することができる。
【００９７】
また、上記実施形態に記載した半導体装置の構造、構成材料、製造条件等は、一例を示したものにすぎず、当業者の技術常識等に応じて適宜修正や変更が可能である。
【００９８】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００９９】
（付記１）  半導体基板上に形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上に形成されたヒューズと、
前記第１の絶縁膜及び前記ヒューズの上に形成され、前記ヒューズ上に達する開口部を有する第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜上及び前記開口部内に形成された第３の絶縁膜と
を有することを特徴とする半導体装置。
【０１００】
（付記２）  付記１記載の半導体装置において、
前記第３の絶縁膜の融点は、前記第２の絶縁膜の融点よりも低い
ことを特徴とする半導体装置。
【０１０１】
（付記３）  付記１又は２記載の半導体装置において、
前記開口部内の前記第３の絶縁膜は、他の領域よりも融点の低い絶縁材料により形成されている
ことを特徴とする半導体装置。
【０１０２】
（付記４）  付記３記載の半導体装置において、
前記融点の低い絶縁材料は、不純物を含有する酸化シリコン又はＳＯＧである
ことを特徴とする半導体装置。
【０１０３】
（付記５）  付記１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記ヒューズ下の前記第１の絶縁膜内に形成された空隙を更に有する
ことを特徴とする半導体装置。
【０１０４】
（付記６）  付記１乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記第２の絶縁膜が前記半導体基板に与える応力は、前記第１の絶縁膜及び前記第３の絶縁膜が前記半導体基板に与える応力よりも大きい
ことを特徴とする半導体装置。
【０１０５】
（付記７）  付記１乃至６のいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記第２の絶縁膜は、エッチングストッパ膜であり、
前記第３の絶縁膜は、層間絶縁膜である
ことを特徴とする半導体装置。
【０１０６】
（付記８）  付記１乃至７のいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記第２の絶縁膜は、窒化シリコンを主体とする絶縁材料により形成されており、
前記第３の絶縁膜は、酸化シリコンを主体とする絶縁材料により形成されている
ことを特徴とする半導体装置。
【０１０７】
（付記９）  半導体基板上に、第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上に、ヒューズを形成する工程と、
前記ヒューズ及び前記第１の絶縁膜上に、第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜に、前記ヒューズに達する開口部を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜上及び前記開口部内に第３の絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１０８】
（付記１０）  付記９記載の半導体装置の製造方法において、
前記第３の絶縁膜の融点は、前記第２の絶縁膜の融点よりも低い
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１０９】
（付記１１）  半導体基板上に、第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上に、ヒューズを形成する工程と、
前記ヒューズが形成された前記半導体基板上に、前記第１の絶縁膜に接して第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜上に、第３の絶縁膜を形成する工程と、
前記ヒューズ上の前記第２の絶縁膜及び前記第３の絶縁膜に、開口部を形成する工程と、
前記開口部内に、前記第３の絶縁膜よりも融点の低い絶縁材料よりなる第４の絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１１０】
（付記１２）  付記１１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第４の絶縁膜は、不純物を含有する酸化シリコン又はＳＯＧにより形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１１１】
（付記１３）  付記１１又は１２記載の半導体装置の製造方法において、
前記開口部を形成する工程では、前記第２の絶縁膜及び前記第３の絶縁膜に開口部を形成した後、更に前記第１の絶縁膜を等方的にエッチングし、前記開口部内に前記ヒューズの下面を露出する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１１２】
（付記１４）  付記１３記載の半導体装置の製造方法において、
前記第４の絶縁膜を形成する工程では、前記ヒューズ下に空隙が残存するように前記第４の絶縁膜を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１１３】
（付記１５）  付記９乃至１４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２の絶縁膜が前記半導体基板に与える応力は、前記第１の絶縁膜及び前記第３の絶縁膜が前記半導体基板に与える応力よりも大きい
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１１４】
（付記１６）  付記９乃至１５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２の絶縁膜は、エッチングストッパ膜であり、
前記第３の絶縁膜は、層間絶縁膜である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１１５】
（付記１７）  付記９乃至１６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２の絶縁膜は、窒化シリコンを主体とする絶縁材料により形成されており、
前記第３の絶縁膜は、酸化シリコンを主体とする絶縁材料により形成されている
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１１６】
１０…シリコン基板
１２…素子分離絶縁膜
１４…ゲート絶縁膜
１６…ヒューズ
１８…ダミー配線
２０…ゲート電極
２２，２６，６２…シリコン酸化膜
２４，３２…不純物拡散領域
２８，４０…フォトレジスト膜
３０…側壁絶縁膜
３４…ソース／ドレイン領域
３６…金属シリサイド膜
３８…エッチングストッパ膜
４２，５０，５６…層間絶縁膜
４４…コンタクトホール
４６，５２，５８…コンタクトプラグ
４８，５４，６０…配線層
６４…シリコン窒化膜
７０…溶融領域
８０…開口部
８２…低融点絶縁膜
８４…空隙
【図１】
0005712875.tif 000002
【図２】
0005712875.tif 000003
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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