半导体装置与半导体装置的制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种半导体装置与半导体装置的制造方法。更具体地说涉及一种具有用作熔丝的部分的半导体装置与半导体装置的制造方法。背景技术
最近，随着半导体装置的微型化、大容量化和高速化，为了确保半导体制造工序中的合格率，人们采用这样的补救方法：预先在半导体装置内设置备用的存储器单元，当发现有缺陷单元时，将该缺陷单元和备用存储器单元置换。这种将缺陷单元和备用存储器单元加以置换的方法，就是采用通过预先在布线层上设置作为熔丝使用的部分，然后通过切断该熔丝进行编程，从而发送使用备用存储器单元的信号。并且，作为切断熔丝的方法，广泛采用激光修剪的方式。
以下，参照图7和图8说明用于该种情况的熔丝的结构。
图7是为了说明传统地半导体装置200中形成熔丝2的部分的剖视图。图8是表示切断熔丝2的状态的示意图，其中，图8(a)是表示熔丝2的上面，图8(b)是表示和图7所示的半导体装置200的剖面相同的部分的熔丝2被破坏状态的剖视图。
如图7所示，半导体装置200中，熔丝2是通过基片6的上面的氧化膜8形成。且，熔丝2的上部形成氧化膜10，使熔丝2埋入。又，氧化膜10的上部是通过CMP(Chemical Mechanical Polishing：化学机械研磨)法等被平坦化。并且，熔丝2是形成布线时积层的布线层以原样作为熔丝利用，这里，由阻挡金属层12、金属层14和防反射膜层16积层形成。
切断如此形成的熔丝2时，如图8所示，从氧化膜10的上部的激光器26照射激光。照射的激光透过氧化膜10达到熔丝2，并切断熔丝2，在氧化膜10上形成加工孔40。即，熔丝2是通过吸收激光而液化、气化，从而产生断裂，直至爆炸。通过这种爆炸切断熔丝2，并在氧化膜10上形成加工孔40。发明内容
[发明要解决的课题]
熔丝2中吸收激光的主要是连接于最下层的阻挡金属层12的氧化膜10的两端部30和最上层的防反射膜层16的表面部分。且，特别是防反射膜层16的表面部分的激光吸收量较大。因此，可以认为熔丝2的断裂、爆炸主要是在防反射膜层16的表面部中发生。
但是，阻挡金属层12的两端部30上吸收较多的激光时，不仅仅是防反射膜层16的表面部，在该两端部30上也会产生断裂、爆炸。这种场合，氧化膜10也从熔丝2的最下层部分开始破坏，其结果，有时会在氧化膜10上形成比规定尺寸更大的加工孔40。
并且，熔丝2的上部的氧化膜10较厚时，尽管阻挡金属层12上有一点光吸收，还是需要更多的使熔丝2爆炸的压力。并且，由于熔丝2的阻挡金属层12的下部是膜的界面，其机械强度弱。因此，容易从熔丝2的下部产生断裂，在该部分上产生爆炸，结果，会产生比规定尺寸更大的加工孔40。
通常，半导体装置上设置熔丝区域(未图示)，该熔丝区域上设有多个相邻的所述熔丝2。因此，如上所述，如果形成比规定尺寸更大的加工孔40，就不能准确破坏目标熔丝2，可能会损伤相邻的熔丝。
因此，本发明的目的是为了解决上述的问题，提供可抑制对相邻熔丝的损伤，并更准确地破坏目标熔丝的改良的半导体装置与半导体装置的制造方法。
[解决课题的手段]
本发明的半导体装置包括：基片，形成于该基片上方、可通过光照射切断的熔丝，以及在所述熔丝的上部和所述基片的上部形成的绝缘膜；其中，所述绝缘膜上有：配置于基片上部的、使其表面在所述熔丝的表面之上而形成的平坦部，以及在熔丝的上部从所述平坦部开始继续形成的、比所述平坦部的表面更加突出的突出部。
并且，本发明的半导体装置中，所述熔丝包括阻挡金属层和形成于该阻挡金属层的上部的金属层和形成于该金属层的上部的防反射膜层。
又，本发明的半导体装置中，所述熔丝的照射光的部分的剖面中，所述突出部成三角状的山形突出。
又，本发明的半导体装置中，所述突出部的山形部分相对于平坦部倾斜40°～70°。
又，本发明的半导体装置中，所述绝缘膜在半导体装置中是最上层，且所述熔丝配置于该绝缘膜的垂直下方。
又，本发明的半导体装置中，所述熔丝的照射光的部分的剖面中，所述突出部的宽度大于所述熔丝的宽度。
又，本发明的半导体装置中，所述熔丝的照射光的部分的剖面中，熔丝的宽度为0.6～1.2μm。
其次，本发明的半导体装置的制造方法包括：在基片上部形成可通过光照射切断的熔丝的熔丝形成步骤，以及在所述熔丝上部形成具有比所述熔丝的表面位置更高的平坦部和比熔丝的上部中的所述平坦部更加突出的突出部的绝缘膜的绝缘膜形成步骤；所述绝缘膜形成步骤以高密度等离子体CVD法进行。
又，本发明的半导体装置的制造方法包括：在基片上部形成可通过光的照射切断的熔丝的熔丝形成步骤，在所述熔丝上部形成具有比所述熔丝的表面位置更高的平坦部和比熔丝的上部中的所述平坦部更加突出的突出部的绝缘膜的绝缘膜形成步骤，以及切断所述熔丝的熔丝切断步骤；所述熔丝切断步骤通过在所述突出部上照射光进行。附图说明
图1是为了说明本发明的实施例中的熔丝的上面示意图。
图2是为了说明本发明的实施例的半导体装置的剖视图。
图3是为了说明本发明的实施例的半导体装置的剖视图。
图4是为了说明本发明的实施例中，熔丝上照射激光的状态的剖视图。
图5是为了说明本发明的实施例中，熔丝被破坏的状态的示意图。
图6是为了说明本发明的实施例中，半导体装置的制造方法的流程图。
图7是为了说明形成用于传统的半导体装置中的熔丝的部分的剖视图。
图8是表示切断熔丝状态的剖视图。[符号说明]100 半导体装置2 熔丝4 激光照射区域6 硅基片8 氧化膜10 氧化膜12 阻挡金属层14 金属层16 防反射膜层22 平坦部24 突出部26 激光器30 阻挡金属层的两端部32 防反射膜层的表面部36 加工孔40 加工孔具体实施方式
下面结合附图说明本发明的实施方式。再有，对于各图中相同或相等的部分付相同符号，其说明简化或省略。
[实施例]
图1是为了说明本发明的实施例中使用的熔丝2的上面示意图。
如图1所示，熔丝2的中间部比两端部(图1中的上下部分)更细形成。该中间部的宽度d1为0.6～1.2μm。并且，破坏这样的熔丝2的场合，将激光4照射在中间部切断。
图2与图3是为了说明本发明的实施例的半导体装置100的形成熔丝的部分的剖视图，其中，图2表示图1中的A-A’方向的剖面，图3表示图1中的B-B’方向的剖面。
如图2与图3所示，半导体装置100是包含熔丝2与硅基片6、氧化膜8、10形成。
硅基片6的上部形成有氧化膜8。该氧化膜8的上部形成有熔丝2。氧化膜10在熔丝2的上部和氧化膜8的上部形成，以覆盖熔丝2和氧化膜8的表面露出部分。即，使熔丝2埋入于氧化膜10的内部。
熔丝2包括阻挡金属层12、金属层14和防反射膜层16构成。阻挡金属层12是形成于氧化膜8的上部。且，阻挡金属层12的上部形成金属层14，再在其上形成防反射膜层16。
氧化膜10包括平坦部22和突出部24构成。
平坦部22是在氧化膜10中的表面成为平坦的部分。平坦部22主要在没有形成熔丝2的部分，和氧化膜8相连地形成。并且，形成的平坦部22的表面的位置要高于熔丝2的防反射膜层16的表面。
突出部24是从平坦部22连续形成，是比平坦部22表面更加突出的部分。突出部24主要形成于熔丝2的上部。并且，突出部24在图2所示的熔丝2的中间部附近的切断面上呈三角状的山形体。且，该剖面中突出部24的底边宽度d2和熔丝2的中间部宽度d1相同，这里是0.6～1.2μm。而且，突出部24对平坦部22表面的倾斜角度θ为40°～70°左右。
上述的熔丝2在半导体装置100上设置的熔丝区域(未图示)形成有多个。并且，该熔丝区域(未图示)的周围形成存储器区域(未图示)等。熔丝2在存储器单元内有缺陷单元等时，通过照射激光而切断，从而，可运行交换备用存储器单元和存在缺陷单元的存储器单元的程序设计。
并且，半导体装置100上的存储器单元区域(未图示)中，形成熔丝2的层相同的层上形成和熔丝2相同结构的布线层，该布线层可作为铝焊接区使用。
图4是为了说明熔丝2上照射激光的状态的剖视图，是表示图1的A-A’方向的剖面。并且，图5是为了说明熔丝2被破坏的状态的示意图，其中，图5(a)是表示熔丝2的上面，图5(b)是表示和图2所示半导体装置100的剖面相同的部分的熔丝2被破坏的状态。
如图4的箭头所示，激光器26被适当设置，以使其发射的激光主要照射在氧化膜10的突出部24上。氧化膜10可使激光在其突出部24中折射后透过。并且，突出部24以倾斜角度θ形成，使透过的激光主要集中照射在熔丝2的防反射膜层16上。而氧化膜10的平坦部22在其表面比熔丝2的防反射膜层16的表面更高的位置形成，并且，从该平坦部22再继续形成突出部24，因此，在氧化膜10上折射的激光照射不到熔丝2的侧面部。
即，通过氧化膜10的突出部24折射激光，能使激光集中于靠中间的部分，主要照射在熔丝2的最上层的防反射膜层16上。
熔丝2的三层中，吸收激光的是阻挡金属层12和防反射膜层16，但在这里照射的激光集中于防反射膜层16。因此，激光的吸收部分主要也是防反射膜层16的表面部32。
从而，熔丝2的液化、气化以及因此而产生的断裂或爆炸，主要也是以吸收激光的防反射膜层16的表面部32为中心产生。其结果，如图5(a)、图5(b)所示，依据本实施例切断熔丝2的场合，形成于氧化膜10的加工孔34也能够成为只在防反射膜层16的表面部32开口的形状。
图6是本实施例中，为了说明在半导体装置100上形成熔丝2，并破坏的方法的流程图。
以下，以图6为中心，说明本实施例的半导体装置100的制造方法。
首先，在硅基片6上形成氧化膜8。在此，氧化膜8是以CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法形成，然后以CMP(Chemical Mechanical Polishing：化学的机械的研磨)法进行平坦化(步骤S2)。
接着，氧化膜10的上部形成由阻挡金属层12、金属层14和防反射膜层16构成的积层膜(步骤S4～S8)。这里，以PVD(PhysicalVapor Deposition：物理气相沉积)法积层各层。由阻挡金属层12、金属层14和防反射膜层16构成的积层膜在存储器区域(未图示)等中，是作为铝焊接区(未图示)使用。即，利用形成铝焊接区(未图示)的步骤，同时在熔丝区域(未图示)中形成熔丝2。
接着，进行积层膜的蚀刻(步骤S10)。从而，在存储器区域(未图示)形成所需的铝焊接区(未图示)，并且，在熔丝区域(未图示)形成多个熔丝2。
然后，在熔丝2或者铝焊接区(未图示)或者氧化膜8的上部形成氧化膜10(步骤S12)。这里，氧化膜10是以HDP(高密度等离子体CVD)法形成。在此，如图2所示，熔丝2的上部只有形成有熔丝2的部分相对于氧化膜8的表面突出于上部。因此，如采用HDP法，则氧化膜10在熔丝2的上部以三角形突出。
具体地说，HDP法中，氧化膜10通过堆积和对堆积的氧化膜的蚀刻的同时发生而形成。在此，具有角度的部分容易蚀刻。因此，首先，沿着熔丝2与氧化膜8的表面堆积氧化膜，同时，具有角度的部分，即，图2中的熔丝2的四个角附近形成的氧化膜被蚀刻。然后，再进行堆积、蚀刻，如果别的部分上形成具有更锐的角度的部分，就对该部分进行蚀刻来消除。如此，反复堆积和蚀刻来消除凹凸，并在熔丝2的上部形成三角形的突出部。
再有，这里，适当调节溅镀，以使等离子体的离子入射角为45°时收获率最大，并设定HDP的条件，使突出部24的倾斜角度θ成为40°～70°。
如此，形成半导体装置100。
接着，通过检测等手段，在如上所述形成的半导体装置100内的存储器单元内发现缺陷单元，有必要和备用存储器单元置换时，向突出部24照射激光(步骤S14)。这里，首先，从激光器26发射激光。激光照射在突出部24上，向略垂直于斜面的方向折射并透过氧化膜10。因此，透过突出部24的激光集中照射在熔丝2的防反射膜层16的表面部32。再有，这里，由于激光通过折射集中于中间的方向，就不能达到阻挡金属层12的两端部30。且，激光不透过防反射膜层16的下层的金属层14。因此，激光也不会到达阻挡金属层12的中间附近。
如此，以激光照射的防反射膜层16的表面部32为中心，液化、气化熔丝2，并产生断裂直至爆炸。从而，切断熔丝2，并在氧化膜10上形成加工孔34。
如此，发现有缺陷单元时，形成和备用存储器单元交换的半导体装置100。
这样，如图5所示，可将激光在突出部24中折射并集中照射在防反射膜层16，从而，可抑制阻挡金属层12的两端部30的激光吸收。因此，可抑制阻挡金属层12的两端部30中的断裂、爆炸，只在防反射膜层16的表面部32附近发生断裂、爆炸。从而，能够以只露出于防反射膜层16的表面的形状，形成较小的加工孔34。即，依据本实施例，能够以防反射膜层16为中心，以较小的加工孔破坏熔丝2。并且，这种结构也有利于半导体装置的小型化。
并且，本实施例中形成氧化膜10时，可原样利用形成于熔丝2的上部的突出部24。因此，无需CMP的平坦化。因此，与用CMP法的场合相比，可原样利用膜厚偏差较小的氧化膜10。因此，也有利于熔丝2上的膜厚控制。
又，依据本实施例，把氧化膜10作为半导体装置100的最上层形成，在其垂直下方形成熔丝2。因此，可将切断熔丝2的压力控制住，使熔丝2容易破坏，从而可缩小加工孔34。因此，也有利于半导体装置的小型化等。
再有，本实施例中，绝缘膜是使用氧化膜8、10。但是，本发明的绝缘膜并不限于氧化膜，例如可采用氮化膜等，只要是透光的绝缘膜即可。
并且，本实施例中，硅基片6和形成有熔丝的层之间只形成氧化膜8。但是，本发明并不限于此，硅基片6和保丝2之间也可以形成绝缘层、布线层等多层。
又，本实施例中，具有n层的金属布线的场合，将第n层的金属布线层利用为熔丝。可利用以HDP法在熔丝2的上部必然形成的三角形状，且，可减小破坏熔丝所需的压力。但是，本发明中，熔丝2并不限于这样形成于第n层的场合。此种场合，也可以在形成于熔丝2上的各膜上形成突出部。
且，本实施例中，熔丝2是由阻挡金属层12、金属层14和反射防止层16积层而形成。这是为了将存储器区域上形成铝焊接区时堆积的各层，在熔丝区域中以原样作为熔丝使用。但是本发明并不限于此，可以是其它膜的积层，且，也可以由一层膜形成。并且，也可以另外设置形成熔丝2的工序，而当熔丝形成于其它层时，可直接利用形成布线层时的与形成于该层的布线层相同的材料。
且，本实施例中，熔丝2的中间部宽度d1为0.6～1.2μm。这是由于考虑了切断熔丝2所需的压力等，但是，本发明的熔丝的宽度并不限于该范围，只要考虑了压力等因素，也可以在该范围以外。
又，本实施例中，说明的是突出部24的底边宽度d2和熔丝中间部的宽度d1相同的场合。这是为了将激光准确集中于中间，不照射在阻挡金属层12的两端部30，且为了将HDP法形成的氧化膜10以原样直接利用。但是，本发明并不限于此，合适的话，也可以大于熔丝2的中间部宽度d1。并且，即使略小于宽度d1，只要能在某种程度上抑制阻挡金属层12的两端部30中的激光吸收即可。
又，本实施例中，说明突出部为具有40°～70°角度的三角形的场合。这是由于用HDP法时，容易作成三角形，且，容易控制40°～70°的角度范围。而且，具有40°以上角度的三角形突出适合于集中激光。但是，本发明并不限于该形状和角度，只要具有折射光的透镜的作用，也可以为其它形状和其它角度。
又，本实施例中，各层是用CVD法或PVD法形成。但是，本发明并不限于此，只要考虑到各层膜的特性，也可以用其它方法。并且，本实施例中，氧化膜10是通过HDP法形成。这是由于以HDP法形成氧化膜10时，在熔丝2的上面可自然地形成三角形突出部24。但是，本发明并不限于此，只要在熔丝2的上部形成的氧化膜起到透镜作用的形状即可。
再有，本发明中的基片是指包括形成有绝缘膜与布线层等，并配置在熔丝下方的基片，例如实施例中的硅基片6与含氧化膜8的基片均可适用。并且，本发明中的绝缘膜，例如可采用实施例中的氧化膜10。而本发明中熔丝的光照射部分，例如可采用实施例中的熔丝2的中间部，熔丝2的光照射部分的剖面可采用图2所示部分的剖面。
又，本实施例中，例如通过执行步骤S4到S10进行本发明的形成熔丝步骤，又例如，通过执行步骤S12来进行本发明的形成绝缘膜的步骤。而且，例如通过执行步骤S14来进行切断熔丝的步骤。
[发明效果]
如上所述，本发明中熔丝上部形成具有突出部的绝缘膜。从而，可使激光集中于熔丝表面，因此，可以更准确地破坏成为破坏对象的熔丝，并且，因此可以缩小形成于绝缘膜的加工孔。