(57)【要約】【課題】  レーザトリミングの際に、絶縁膜や層間絶縁膜の境界に亀裂が入ることを抑制する。【解決手段】  半導体基板１上に形成されたレーザートリミング用のフューズ３と、半導体基板１及びフューズ３上に形成された絶縁膜４と、フューズ３をレーザートリミングする際にレーザーが照射される部分に開口部９を有して絶縁膜４上に形成され、１層目金属配線６と２層目金属配線間１３を絶縁する層間絶縁膜７，８と、２層目金属配線１３と層間絶縁膜８の最表面及び層間絶縁膜７，８の開口部９の端面１１を被覆するパッシベーション膜１０とを有する。【選択図】  図１
2005286109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成されたレーザートリミング用のフューズと、
前記半導体基板及び前記フューズ上に形成された絶縁膜と、
前記フューズをレーザートリミングする際にレーザーが照射される部分に開口部を有して前記絶縁膜上に形成され、金属配線間を絶縁する層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の最表面及び前記層間絶縁膜の開口部の端面を被覆するパッシベーション膜とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体基板上に形成されたレーザートリミング用のフューズと、前記半導体基板及び前記フューズ上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成され、金属配線間を絶縁する層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の最表面に形成されたパッシベーション膜とを有する半導体装置の製造方法であって、
前記フューズをレーザートリミングする際にレーザーが照射される部分の前記層間絶縁膜を除去して開口部を形成し、前記層間絶縁膜の開口部の端面を前記パッシベーション膜で被覆することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記層間絶縁膜を成膜した後、前記層間絶縁膜に配線用のスルーホールを形成する前に、前記フューズをレーザートリミングする際にレーザーが照射される部分の前記層間絶縁膜を除去して前記開口部を形成することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
複数の前記層間絶縁膜を形成した後、前記パッシベーション膜を形成する前に、前記フューズをレーザートリミングする際にレーザーが照射される部分の前記層間絶縁膜を除去して前記開口部を形成することを特徴とする請求項２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、レーザートリミング用のフ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】
例えばマイクロプロセッサやメモリに代表されるデジタルＬＳＩ（半導体集積回路）の普及に伴い、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、或いはデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器が不可欠となる。一般に、前述のＡ／Ｄ変換器等の部品は、通常の製法で高精度な抵抗値を得ることが困難なため、薄膜抵抗で構成される抵抗回路網の調整（トリミング）によって抵抗値を改善している。この調整法の１種であるレーザートリミング法は、ＩＣ内にパターン形成された抵抗回路網の一部をレーザーを照射して溶断する方法であり、レーザートリミング法に最適な構造の半導体装置についても様々な研究が行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図２（ａ）は、レーザートリミング用フューズを有する半導体装置の平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の半導体装置のＢ−Ｂ線断面図である。図２に示すように、この半導体装置は、Ｓｉ半導体基板１０１、Ｓｉ半導体基板１０１の表面に形成されたＳｉＯ2のフィールド酸化膜１０２、フィールド酸化膜１０２上に形成されたポリシリコンからなるフューズ１０３、ＢＰＳＧ膜１０４、ＢＰＳＧ膜１０４のコンタクトホール１０５を介してフューズ１０３に接続された１層目のＡｌ配線１０６、１層目のＡｌ配線１０６上に重ねられた層間絶縁膜１０７、１０８、及び層間絶縁膜１０７，１０８のスルーホール１１１を介して１層目のＡｌ配線１０６に接続された２層目のＡｌ配線１１２、及び２層目のＡｌ配線１１２上に重ねられたＳｉ3Ｎ4等のパッシベーション膜１０９を有する。レーザーが照射される領域のパッシベーション膜１０９は除去されて開口部１１０とされている。パッシベーション膜１０９の開口部１１０からは、パッシベーション膜１０９の直下の層間絶縁膜１０８が露出している。
【０００４】
フューズ１０３をトリミングする際には、抵抗値を所望の値に微調整するために複数のフューズのうちターゲットとなるフューズを選択し、位置決めをしてからレーザーを照射し、フューズ１０３を溶断する。
【特許文献１】特開平１１−２６７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、レーザートリミング用フューズ１０３の上方にはＢＰＳＧ膜１０４、層間絶縁膜１０７、及び層間絶縁膜１０８が存在するため、フューズ１０３をレーザーで溶断する際には、フューズ１０３と一緒にこれら絶縁膜も同時にレーザーで焼き切ることが必要となる。フューズ１０３のトリミング後の半導体装置においては、ＢＰＳＧ膜１０４、層間絶縁膜１０７、及び層間絶縁膜１０８の切断面が露出した状態とされるとともに、フューズ溶断時のレーザーのエネルギーによりＢＰＳＧ膜１０４と層間絶縁膜１０７との境界に亀裂が入るという問題がある。この亀裂から水分等が侵入して亀裂付近のアルミ配線１０６を腐食させた場合、半導体装置の信頼性を低下させてしまう。
【０００６】
そこで本発明はこのような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、レーザートリミングの際に絶縁膜や層間絶縁膜の境界に亀裂が入ることを抑制することが可能な半導体装置及びその製造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】
【０００７】
上述の問題を解決するために、本発明に係る半導体装置は、半導体基板上に形成されたレーザートリミング用のフューズと、前記半導体基板及び前記フューズ上に形成された絶縁膜と、前記フューズをレーザートリミングする際にレーザーが照射される部分に開口部を有して前記絶縁膜上に形成され、金属配線間を絶縁する層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の最表面及び前記層間絶縁膜の開口部の端面を被覆するパッシベーション膜とを有することを特徴とする。また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板上に形成されたレーザートリミング用のフューズと、前記半導体基板及び前記フューズ上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成され、金属配線間を絶縁する層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の最表面に形成されたパッシベーション膜とを有する半導体装置の製造方法であって、前記フューズをレーザートリミングする際にレーザーが照射される部分の前記層間絶縁膜を除去して開口部を形成し、前記層間絶縁膜の開口部の端面を前記パッシベーション膜で被覆することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、フューズの直上に形成された絶縁膜以外の絶縁膜、すなわち多層の金属配線層を形成するための複数の層間絶縁膜について、レーザートリミングする際にレーザーが照射される部分を除去して開口部とするとともに、開口部を形成することにより露出した層間絶縁膜の端面を、耐湿性や耐衝撃性等に優れるパッシベーション膜で被覆している。このため、レーザートリミングを行う際にはフューズ直上の絶縁膜のみを焼き切ればよいので、絶縁膜とその上の層間絶縁膜との境界や複数の層間絶縁膜間の境界がフューズ溶断後に露出したり、レーザーのエネルギーにより亀裂を生じるおそれがない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、レーザートリミング後に絶縁膜とその上の層間絶縁膜との境界や、層間絶縁膜同士の境界が露出することがないので、これら層間絶縁膜間に亀裂が入り水分が侵入して内部の金属配線を腐食させるおそれがない。したがって、本発明よれば、レーザートリミングに起因する信頼性の低下が抑制された半導体装置を提供することができる。
【００１０】
また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、レーザートリミング後に絶縁膜とその上の層間絶縁膜との境界や、層間絶縁膜同士の境界が露出することがないので、これら層間絶縁膜間に亀裂が入り水分が侵入して内部の金属配線を腐食させるおそれがない。したがって、本発明の半導体装置の製造方法によれば、レーザートリミングに起因する信頼性の低下が抑制された半導体装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した半導体装置及びその製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
先ず、本発明を適用した半導体装置の一例を図１に示す。図１に示す半導体装置は、シリコン（Ｓｉ）半導体基板１の表面全体に、ＳｉＯ2等のフィールド酸化膜２が形成されている。フィールド酸化膜２上には、例えばポリシリコンからなるレーザートリミング用のフューズ３が幅狭にパターニングされている。また、フィールド酸化膜２の表面全体には、フューズ３を覆う絶縁膜としてＢＰＳＧ膜４が形成される。ＢＳＰＧ膜４上には、ＢＰＳＧ膜４に設けられたコンタクトホール５を介してフューズ３に接続する１層目の金属配線６がパターニングされている。また、ＢＰＳＧ膜４及び１層目の金属配線６の上には、層間絶縁膜７及び層間絶縁膜８がこの順に重ねられている。層間絶縁膜８上には２層目の金属配線１３が形成されるとともに、２層目の金属配線１３と１層目の金属配線６とを接続するためのスルーホール１２が層間絶縁膜７，８に形成されている。層間絶縁膜７，８としては、例えばＮＳＧ膜／ＳＯＧ膜／ＮＳＧ膜の積層膜等、この種の半導体装置に用いられる層間絶縁膜を採用できる。１層目の金属配線６、２層目の金属配線１３の材料としては、例えばＡｌ-Ｓｉ等が挙げられるが、それ以外の金属材料でもよい。
【００１３】
図１の半導体装置においては、フューズ３をレーザートリミングする際にレーザーが照射される部分の層間絶縁膜７，８が除去されて、開口部９を形成している。開口部９の底部には、ＢＰＳＧ膜４が露出している。
【００１４】
また、層間絶縁膜８の表面には、半導体装置表面の電気的特性の安定化や、外部雰囲気の影響から素子を保護するためのパッシベーション膜１０が形成される。本発明の半導体装置においては、開口部９を形成する層間絶縁膜７，８の端面１１が、パッシベーション膜１０により被覆されている。パッシベーション膜１０としては、例えばＰ−ＣＶＤにより形成されるＳｉ3Ｎ4等の、耐湿性及び耐衝撃性に優れたパッシベーション膜を採用できる。
【００１５】
図１の半導体装置のフューズをレーザートリミングする際には、抵抗値を所望の値に微調整するために半導体装置に設けられた複数のフューズのうち、ターゲットとなるフューズを選択し、位置決めをしてからレーザーを照射することにより、フューズ３上のＢＰＳＧ膜４を焼き切るとともに、フューズ３を溶断する。このとき、層間絶縁膜７，８は開口部９としてレーザー照射部から予め除去されており、また、層間絶縁膜７，８の開口部９の端面１１、ＢＰＳＧ膜４と層間絶縁膜７との境界、及び層間絶縁膜７，８の境界は、パッシベーション膜１０により覆われているので、レーザーによりダメージを受けることがない。したがって、レーザートリミングの際、これら絶縁膜や層間絶縁膜の間における亀裂の発生が抑制され、その結果、金属配線の腐食を防止して、信頼性の低下をおさえることができる。
【００１６】
上述の半導体装置を製造する際には、先ず、通常の方法で、Ｓｉ半導体基板１の表面にフィールド酸化膜２、例えばポリシリコンからなる幅細のフューズ３、ＢＰＳＧ膜４、コンタクトホール５、及び１層目の金属配線６をこの順に形成する。次に、ＢＰＳＧ膜４及び１層目の金属配線６上に、レーザー照射部に開口部９を有する層間絶縁膜７，８を形成し、さらに層間絶縁膜７，８の表面及び端面１１をパッシベーション膜１０で被覆することにより、図１の半導体装置が得られる。
【００１７】
層間絶縁膜７，８に開口部９を形成する方法としては、特に限定されないが、例えば各層間絶縁膜７，８にスルーホール１２を形成する工程の前に層間絶縁膜７，８の一部を除去して、開口部９を形成する方法が挙げられる。この方法では、先ず、ＢＰＳＧ膜４及び１層目の金属配線６の全面に層間絶縁膜７，８を形成する。次に、層間絶縁膜７，８をエッチング等により除去して、レーザートリミング用の開口部９を形成する。次に、開口部９が形成された層間絶縁膜７，８に、スルーホール１２を形成する。次に、スルーホール１２を金属で埋め込んで層間絶縁膜７，８上に２層目の金属配線１３を形成する。その後に、層間絶縁膜８の表面及び層間絶縁膜７，８の端面を覆うようにパッシベーション膜１０をＰ−ＣＶＤ法等により形成することで、図１に示す半導体装置を得ることができる。
【００１８】
また、パッシベーション膜１０を形成する工程の前に複数層の層間絶縁膜を一括して除去することにより、層間絶縁膜７，８に開口部９を形成してもよい。この方法では、先ず、ＢＰＳＧ膜４及び１層目の金属配線６の全面に層間絶縁膜７，８を形成する。次に、層間絶縁膜７，８にスルーホール１２を形成する。次に、スルーホール１２を金属で埋め込んで層間絶縁膜８上に２層目の金属配線１３を形成する。それから、積層された層間絶縁膜７，８の一部をまとめてエッチング等により除去して、レーザートリミング用の開口部９を形成する。その後に、層間絶縁膜８の表面及び層間絶縁膜７，８の端面１１を覆うように、パッシベーション膜１０をＰ−ＣＶＤ法等により形成することで、図１に示す半導体装置を得ることができる。
【００１９】
層間絶縁膜７，８の開口部９は、フォトリソグラフィ及びエッチングを組み合わせて形成することができる。先ず、フォトリソグラフィ工程で、ＢＰＳＧ膜４及び１層目の金属配線６等が形成されたＳｉ半導体基板１の表面にフォトレジストをコーター等により薄く塗布し、露光装置にセットして位置合わせを行った後に露光を行い、デベロッパーで現像することにより、半導体基板１表面の開口部となる領域以外の領域をマスクするレジストパターンを得る。次に、エッチング工程で、レジストパターンが形成されていない領域の層間絶縁膜をドライエッチングにより除去し、最後にレジストパターンを剥離することにより、層間絶縁膜にレーザートリミング用の開口部９を設けることができる。
【００２０】
なお、上述の説明では、金属配線間を絶縁する層間絶縁膜として、２層の層間絶縁膜７，８を有する配線構造の半導体装置を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、３層以上の層間絶縁膜から構成される多層配線構造であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用した半導体装置の一例を示す図であり、（ａ）は要部概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】従来の半導体装置の一例を示す図であり、（ａ）は要部概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  半導体基板、２  フィールド酸化膜、３  フューズ、４  ＢＰＳＧ膜、５  コンタクトホール、６  １層目金属配線、７，８  層間絶縁膜、９  開口部、１０  パッシベーション膜、１１  端面、１２  スルーホール、１３  ２層目金属配線
【図１】
2005286109.tif 000003
【図２】
2005286109.tif 000004