半導体装置の製造方法

【課題】半導体装置の製造方法において、ヒューズ素子の製造を安定して行えるようにする。
【解決手段】ヒューズ素子１０３と配線層１０６とをコンタクト窓１０５を通じて接続し、保護膜１０７の開口後この開口部１０８をマスクとして配線層１０６をエッチング除去する。
【効果】ヒューズ素子上部に開口部を設ける際、ヒューズ素子そのものがエッチング除去されてしまうのを防止して、安定して製造することが可能になった。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路の素子の１部にヒューズ素子を有する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の進歩に伴い、回路特性に要求される精度はますます厳しくなってきている。半導体集積回路は通常製造工程数は１００を越え、中には２００〜３００というものも珍しくない。そのような中では、各工程のバラツキが出来上がった素子のバラツキに影響し、通常の製造工程だけでは所望の精度を得ようとすることが困難になりつつある。この場合、特に高精度を保証するために、ヒューズ素子をあらかじめ何個か半導体装置上に設けておき、そのうちの任意の個数を過電流を流すことにより溶断して回路定数を合わせ込む方法が取られれている。従来のヒューズ素子の断面図を図３に示す。半導体基板３０１の上に第1の層間絶縁膜３０２を形成し、その上部に例えば多結晶シリコンによりヒューズ素子３０３を形成する。その後第２の層間絶縁膜３０４、第３の層間絶縁膜３０５、保護膜３０６を形成する。従来のヒューズ素子においては電流により溶断しやすいようにヒューズ素子上部に開口部を設ける。図３はヒューズ素子上部の第３の層間絶縁膜３０５と保護膜３０６に開口部３０７を設け、保護膜３０６の開口の際、オーバーエッチにより第２の層間絶縁膜３０４が一部エッチングされている状態を示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術においては保護膜及び層間絶縁膜両方の膜に開口するため、各々の膜厚のバラツキ、各々のエッチングレートのバラツキが存在し、ヒューズ上部の残膜厚のバラツキにつながる。たとえば、第２の層間絶縁膜４の膜厚が薄めの場合、上記２回のオーバーエッチのバラツキ、また、保護膜６の膜厚のバラツキによっては第２の層間絶縁膜４が全てエッチング除去される可能性があり、その場合、ヒューズ素子そのものがエッチング除去されてしまうことが起こり、結果として歩留まりの低下につながる。また、それを避けるために第１、第２の層間絶縁膜は開口せず保護膜のみを開口すると、ヒューズ素子上部の残膜厚が厚くなりすぎヒューズが溶断出来ず、この場合も結果として歩留まりが低下するという問題点を有する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置の製造方法は第１の層間絶縁膜上に形成されたヒューズ素子上に第２の層間絶縁膜を形成し、第２の層間絶縁膜のヒューズ素子部にコンタクト窓を形成し、第２の層間絶縁膜とコンタクト窓上に第1の配線層を形成して第1の配線層とヒューズ素子とを接続した後、保護膜を形成し、ヒューズ素子上の第１の配線層部に保護膜の窓を形成し、保護膜の窓をマスクとしてヒューズ素子上の第１の配線層をエッチング除去する工程を含む。
【０００５】
【作用】以上説明した本発明の半導体装置の製造方法によれば、ヒューズ素子と第1の配線層が接続され、その後保護膜の形成と開口とが行われるため第1の配線層が保護膜の開口の際のエッチングバリアとなる。その結果、保護膜の開口の際ヒューズ素子そのものがエッチング除去されるということはなくなる。また、その後保護膜の開口をマスクとして第1の配線層をエッチング除去するのでヒューズ素子上に第２の層間絶縁膜と保護膜が残らない開口部が形成される。ヒューズが溶断する際には溶けたヒューズ素子が周辺に飛ぶので、開口部があることでヒューズ素子が飛びやすくなりヒューズの溶断が安定する。その結果、歩留まりが安定する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例を示す半導体装置の製造工程断面図である。図１(ａ)に示すように半導体基板１０１上に第１の層間絶縁膜１０２を形成し、その後例えば多結晶シリコンでヒューズ素子１０３を形成する。その後、図１(ｂ)に示すようにヒューズ素子１０３を第２の層間絶縁膜１０４で被覆し、ヒューズ素子の幅より小さいコンタクト窓１０５を開ける。その後第１の配線層１０６を例えばアルミニウムで形成してヒューズ素子１０３と接続する。次に図１(ｃ)に示すように第２の層間絶縁膜１０４と第１の配線層１０６を保護膜１０７で被覆し、保護膜１０７に第１の配線層１０６より幅の小さな開口部１０８を形成する。次に図１(ｄ)に示すように開口部１０８をマスクとしてヒューズ素子と接続した第１の配線層１０６をエッチング除去する。この実施例の場合、保護膜の開口部１０８をマスクとして第１の配線層１０６をエッチング除去する際ウェットエッチング液により配線層を除去すれば、ヒューズ素子が多結晶シリコンの場合、ヒューズ素子はエッチングせずに配線層のみをエッチングすることができるので、ヒューズ素子形成をより安定させることができる。上記実施例においては配線層が１層のみの半導体装置について説明したが、本発明は第２の配線層を持つ多層配線構造の半導体装置についても応用可能である。以下、図面を参照して多層配線構造の半導体装置について本発明の一実施例を説明する。図２はこの実施例を示す製造工程断面図である。図２(ａ)は第１の配線層２０６をヒューズ素子２０３と接続した後の図で、製造工程では図１(ｂ)と同じ段階での図である。すなわち、２０１は半導体基板、２０２は第１の層間絶縁膜、２０４は第２の層間絶縁膜、２０５は第２の層間絶縁膜に開けられたコンタクト窓を示している。次に図２(ｂ)に示すように第２の層間絶縁膜２０４と第1の配線層２０６を第３の層間絶縁膜２０７で被覆し、ヒューズ素子の幅より小さい第２のコンタクト窓２０８をヒューズ素子上に開ける。次に図２(ｃ)に示すように第２の配線層２０９を例えばアルミニウムで形成して第１の配線層２０６と接続した後、第３の層間絶縁膜２０７と第２の配線層２０９を保護膜２１０で被覆し、保護膜２１０に第２の配線層２０９より幅の小さな開口部２１１を形成する。次に図２(ｄ)に示すようにヒューズ素子と接続した第１の配線層２０６と第１の配線層２０６と接続した第２の配線層２０９とを共に開口部２１１をマスクとしてエッチング除去する。以上配線層が１層の場合と２層の場合について説明したが、配線層が３層以上ある半導体装置にも本発明を応用してヒューズ素子を形成することはもちろん可能である。
【０００７】
【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法によれば、ヒューズ素子と配線層とを接続後、配線層上の層間絶縁膜や保護膜に開口部を設け、その開口部をマスクとしてヒューズ素子と接続した配線層をエッチング除去するため、保護膜の開口の際ヒューズ素子がエッチングされることなくヒューズ素子上に開口部が形成される。この開口があることで電流によるヒューズの溶断が安定し、結果として歩留まり向上につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における半導体装置の製造方法をしめす製造工程断面図。
【図２】本発明のもう１つの実施例における半導体装置の製造方法をしめす製造工程断面図。
【図３】従来のヒューズ素子の断面図。
【符号の説明】
１０１、２０１、３０１・・・半導体基板
１０２、２０２、３０２・・・第１の層間絶縁膜
１０３、２０３、３０３・・・ヒューズ素子
１０４、２０４、３０４・・・第２の層間絶縁膜
１０５、２０５・・・コンタクト窓
１０６、２０６・・・第１の配線層
１０７・・・保護膜
１０８・・・保護膜の開口部
２０７・・・第３の層間絶縁膜
２０８・・・第２のコンタクト窓
２０９・・・第２の配線層
２１０・・・保護膜
２１１・・・保護膜の開口部
３０５・・・第３の層間絶縁膜
３０６・・・保護膜
３０７・・・保護膜の開口部

【特許請求の範囲】
【請求項１】ヒューズ素子の製造方法において、第１の層間絶縁膜上に形成されたヒューズ素子上に第２の層間絶縁膜を形成し、第２の層間絶縁膜のヒューズ素子部にコンタクト窓を形成し、第２の層間絶縁膜とコンタクト窓上に第1の配線層を形成して第1の配線層とヒューズ素子とを接続した後、保護膜を形成し、ヒューズ素子上の第１の配線層部に保護膜の窓を形成し、保護膜の窓をマスクとしてヒューズ素子上の第１の配線層をエッチング除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。

【図３】