專利名稱：半導體裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是與半導體裝置有關的發(fā)明，特別是與具有耐久性良好的熔絲結構和墊片結構半導體裝置有關的發(fā)明。
背景技術：
CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)裝置以根據(jù)縮放比例(scaling)規(guī)則微細化來提高晶體管的延遲性能，實現(xiàn)各種電子設備的高速化和高功能化。這種CMOS器件所使用的配線材料，一直是電阻低且穩(wěn)定的鋁。但是，通過進一步微細化可以降低晶體管的等價電阻，而配線材料鋁的電阻則限制了晶體管的性能。因此，近年來開始以銅的配線材料代替鋁配線材料。
下面說明過去的熔絲結構。首先，門配線等所連接的銅配線被埋置在層間絕緣膜下。連接該銅配線而形成熔絲結構的鋁配線，被埋置在層間絕緣膜上的硅氧化膜下。同時，在硅氧化膜上形成了聚酰亞胺等。另外，專利文獻1(特開平11-224900號公報(第3～4頁，第1～8圖))也給出了熔絲結構。該專利文獻1指出，在Cu雙鑲嵌(ダマシ一ン)配線上在同一層形成熔絲環(huán)和電極墊。而且，專利文獻1還指出，在熔絲環(huán)上形成層間絕緣膜和鈍化膜兩層。
下面說明已有的墊片的結構。首先，連接門配線等的銅配線被埋置在層間絕緣膜下。以直接連接在該銅配線上的形式形成鋁電極墊。電極墊的一部分被埋置在在層間絕緣膜上形成的硅氧化膜下。而在硅氧化膜上形成聚酰亞胺等。
但是，過去的熔絲結構和墊片結構存在以下問題。半導體裝置的可靠性試驗是在高濕高溫的環(huán)境下進行的，這種可靠性試驗一般被稱為壓力蒸煮試驗。對過去具有熔絲結構和墊片結構的半導體裝置進行這種試驗時，硅氧化膜要浸入水分，使半導體裝置內的配線性能劣化，從而產(chǎn)生硅氧化膜本身膨脹等問題。
另外，在專利文獻1所示的熔絲結構中，在熔絲環(huán)上具有層間絕緣膜和鈍化膜兩層結構，通過不使耐濕性有問題的硅氧化膜露出外部而解決了上述問題。但是，鈍化膜所使用的硅氮化膜，對燒斷用的激光具有吸收性，與硅氧化膜復合而引起多重反射的問題。在熔絲配線上產(chǎn)生這些問題時，將阻礙激光的燒斷，難以形成制造容限優(yōu)異的熔絲結構。這就是說，在熔絲配線上，最好僅形成透過性優(yōu)異的硅氧化膜。
因此，本發(fā)明的目的就是實現(xiàn)制造容限優(yōu)異的結構，以提供耐濕性良好、沒有特性變動、可靠性高的半導體裝置。
本發(fā)明的解決手段是，在半導體裝置中具有在基體上形成的硅氧化膜，和被硅氧化膜埋置、形成熔絲的熔絲配線，和將包圍熔絲配線的位置處被埋置在硅氧化膜和基體下、構成屏蔽環(huán)的金屬配線，和在硅氧化膜上形成的具有耐濕性的保護膜。保護膜具有在熔絲配線上開口而露出硅氧化膜且不介由硅氧化膜而和金屬配線的上面直接連接的部分。


圖1是本發(fā)明實施方式1的半導體裝置的平面圖。
圖2是本發(fā)明實施方式1的半導體裝置的斷面圖。
圖3是本發(fā)明實施方式2的半導體裝置的斷面圖。
符號說明1、21門配線；2、6、23、24銅配線；3熔絲配線；4開口部；5屏蔽環(huán)；7鋁配線；8、22層間絕緣膜；9、11、25、28硅氮化膜；10、26硅氧化膜；27電極墊具體實施方式
下面參照圖紙具體說明本發(fā)明的實施方式。
(實施方式1)圖1表示了本實施方式的半導體裝置的平面圖。在圖1中，在圖紙的上部方向設有5條門配線1，在下部方向設有5條門配線1，上下各自的門配線1通過夾層形狀的銅配線2用熔絲配線3進行電氣連接。圖1中沒有給出，但在圖的最上面形成了硅氮化膜。但是，在熔絲配線3上的部分設有硅氮化膜的開口部4。在圖1中，在包圍熔絲配線3的位置處形成了屏蔽環(huán)5。該屏蔽環(huán)5具有在銅配線6上迭層鋁配線7的結構。
這里說明屏蔽環(huán)5的功能。利用激光燒斷熔絲時，熔絲會產(chǎn)生損傷。根據(jù)這一損傷的程度，有時可以使含有熔絲的硅氧化膜等產(chǎn)生龜裂。因此，在包圍熔絲的位置處，形成起著墻壁作用的屏蔽環(huán)5。通過形成該屏蔽環(huán)5，可以靠屏蔽環(huán)5終止激光燒斷所造成的龜裂的延伸，不會使龜裂延伸到其他領域。
圖2表示了本實施方式的半導體裝置的斷面圖。圖2的斷面圖為圖1的II-II部分的斷面圖。在圖2中，最下層的門配線1與被埋置在層間絕緣膜下的夾層形狀的銅配線2相連接。在銅配線2的外側，屏蔽環(huán)5的銅配線6被埋置在層間絕緣膜8下。從平面上看，門配線1和屏蔽環(huán)5相互重疊，但銅配線6與門配線1并未連接。
在銅配線2、6和層間絕緣膜8上形成硅氮化膜9。該硅氮化膜9起著防止銅成分從銅配線2、6的擴散和防止水分等雜質從外部侵入的鈍化膜的作用。在硅氮化膜9上形成了硅氧化膜10。同時在該硅氧化膜10上埋置了連接不同銅配線2的熔絲配線3。該熔絲配線3使用了鋁材。另外，連接熔絲配線3和銅配線2處的硅氮化膜9已被清除，熔絲配線3和銅配線2是電氣連接的。屏蔽環(huán)5的鋁配線7也被埋置在硅氧化膜10下，與銅配線6連接。連接鋁配線7和銅配線6處的硅氮化膜9也已被清除。
在熔絲配線3和鋁配線7的上面，也形成了硅氧化膜10。在該硅氧化膜10上形成了硅氮化膜11。但是，位于熔絲配線3上的硅氮化膜11已被清除，而形成開口部4。同時，位于鋁配線7上的硅氧化膜10的一部分已被清除，硅氮化膜11和鋁配線7直接連接。另外，為了連接硅氮化膜11和鋁配線7，必須預先使鋁配線7的寬度比過去構成熔絲的鋁配線更粗。
下面給出本實施方式中熔絲結構的具體尺寸。首先，硅氮化膜11的膜厚約為4μm，熔絲配線3上的硅氧化膜10的膜厚約為1μm，熔絲配線3的膜厚約為300nm～1500nm，熔絲配線3下的硅氧化膜10的膜厚約為200nm～500nm，硅氮化膜9的膜厚約為50nm～4000nm。屏蔽環(huán)5的鋁配線7上硅氧化膜已被拆除的部分寬度約為0.5～10μm，鋁配線7的寬度約為0.6～12μm。另外，0.13μm世代的銅配線2、6的膜厚約為250nm～1.5μm，銅配線2、6的配線寬度最小約為0.16μm。
本實施方式所述的半導體裝置具有在為基體的層間絕緣膜8上介有硅氮化膜9而形成的硅氧化膜10，和被埋置在硅氧化膜10下，形成熔絲的熔絲配線3，和在包圍熔絲配線3的位置處被硅氧化膜10和基體層間絕緣膜8埋置，構成屏蔽環(huán)5的銅配線6和鋁配線7，和在硅氧化膜10上形成的具有耐濕性的硅氮化膜11。硅氮化膜11具有在熔絲配線3上開口而露出硅氧化膜10且不介由硅氧化膜10而與鋁配線7的上面直接連接的部分，屏蔽環(huán)5將硅氧化膜分割為露出外部的部分和不露出的部分，這種結構保證了水分等不能侵入到半導體裝置內部，提高了耐濕性。另外，由于在熔絲配線3上沒有硅氮化膜11，從而可以建立起制造容限優(yōu)異的結構。同時也提高了對激光燒斷時產(chǎn)生龜裂的抗性。
另外，在本實施方式中，說明了由于使用了銅配線2、6，在層間絕緣膜8上形成了硅氮化膜9的熔絲結構，但在本發(fā)明中，配線材料使用銅或以銅為主成分的合金以外的金屬鋁等時，就沒有必要特別設置硅氮化膜9了。同時，在本實施方式中，熔絲配線3使用了鋁，但本發(fā)明的熔絲配線3也可以使用含有鋁的復合膜、TiN/AlCu/TiN或銅。
另外，在本實施方式中，最上層使用了硅氮化膜11，但在本發(fā)明中，只要是具有耐濕性的保護膜，也可以使用硅氮化膜和硅氧化膜的復合膜或聚酰亞胺膜等。使用硅氮化膜和硅氧化膜的復合膜時，硅氮化膜的膜厚至少應在50nm以上，就可以得到足夠的耐濕性。因為這種保護膜具有耐濕性，所以屏蔽環(huán)5分割了硅氧化膜露出外部的部分和不露出的部分，這種結構保證了水分等不純物不能侵入到半導體裝置內部，提高了耐濕性。
(實施方式2)圖3表示了本實施方式的半導體裝置的斷面圖。在圖3中，記載了熔絲部和墊片部，但熔絲部與實施方式1所示的結構相同。這就是說，圖3的熔絲部，在最下層的門配線1處連接有被層間絕緣膜8所埋置的夾層形狀的銅配線2。在銅配線2的外側，屏蔽環(huán)5的銅配線6被埋置在層間絕緣膜8下。從平面上看，門配線1和屏蔽環(huán)5是重疊的，但銅配線6與門配線1并未連接。
在銅配線2、6和層間絕緣膜8上形成硅氮化膜9。該硅氮化膜9起著防止銅成分從銅配線2、6的擴散和防止水分等雜質從外部侵入的鈍化膜的作用。在硅氮化膜9上形成了硅氧化膜10。同時在該硅氧化膜10上埋置了連接不同銅配線2的熔絲配線3。該熔絲配線3使用了鋁材。另外，連接熔絲配線3和銅配線2處的硅氮化膜9已被清除，熔絲配線3和銅配線2是電氣連接的。屏蔽環(huán)5的鋁配線7也被埋置在硅氧化膜10下，與銅配線6連接。連接鋁配線7和銅配線6處的硅氮化膜9也已被清除。
在熔絲配線3和鋁配線7的上面也形成了硅氧化膜10。在該硅氧化膜10上形成了硅氮化膜11。但是，位于熔絲配線3上的硅氮化膜11已被清除，而形成開口部4。同時，位于鋁配線7上的硅氧化膜10的一部分已被清除，硅氮化膜11和鋁配線7直接連接。
在圖3的墊片部，在最下層的門配線21和層間絕緣膜22處連接有被埋置的夾層形狀的銅配線23。該銅配線23與埋置在層間絕緣膜上面的平面狀銅配線24連接。這里熔絲部的門配線1和墊片部的門配線21位于同一層，熔絲部的層間絕緣膜8和墊片部的層間絕緣膜22是連續(xù)的同一層間絕緣膜。
在銅配線24和層間絕緣膜22上形成了硅氮化膜25。該硅氮化膜25起著防止銅成分從銅配線24的擴散和防止水分等雜質從外部侵入的鈍化膜的作用。在硅氮化膜25上形成了硅氧化膜26。另外，熔絲部的硅氮化膜9和硅氧化膜10與墊片部的硅氮化膜25和硅氧化膜26為連續(xù)的同一硅氮化膜和硅氧化膜。
在該硅氧化膜26上，埋置了電極墊27。在該電極墊27處使用了鋁材。電極墊27的底面與銅配線24進行了電氣連接。為此，位于電極墊27底面的硅氮化膜25和硅氧化膜26已被拆除。在硅氧化膜26上，形成了硅氮化膜28。為此，電極墊27在硅氧化膜26和硅氮化膜28所設的開口內形成。
該硅氮化膜28與電極墊27直接連接，以使墊片部硅氧化膜26不露出外部。為此，硅氮化膜28具有覆蓋硅氧化膜26的開口側面而與電極墊27直接連接的部分。在圖3中，硅氮化膜28的端部與電極墊27連接，以覆蓋硅氧化膜26。另外，熔絲部的硅氮化膜11和墊片部的硅氮化膜28為連續(xù)的同一硅氮化膜。
如上所述，本實施方式中記載的半導體裝置具有，熔絲部在基體層間絕緣膜8上通過硅氮化膜9而形成的硅氧化膜10，和被埋置在硅氧化膜10下，形成熔絲的熔絲配線3，和在包圍熔絲配線3的位置處被埋置在硅氧化膜10和基體層間絕緣膜8下，構成屏蔽環(huán)5的銅配線6和鋁配線7，和在硅氧化膜10上形成的具有耐濕性的硅氮化膜11。硅氮化膜11具有在熔絲配線3之上開口而露出硅氧化膜10，且具有不介由硅氧化膜10而與鋁配線7的上面直接連接的部分。在墊片部還具有設在硅氧化膜26和硅氮化膜28處的開口內形成的電極墊27，由于硅氮化膜28具有覆蓋硅氧化膜26的開口側面直接與電極墊27連接的部分，所以屏蔽環(huán)5分割了硅氧化膜露出外部的部分和不露出的部分，形成了水分等不能侵入到半導體裝置內部的熔絲結構和硅氧化膜26不露出外部的墊片結構，提高了耐濕性。另外，由于在熔絲配線3上沒有硅氮化膜11，從而可以建立起制造容限優(yōu)異的結構。同時也提高了對激光燒斷時產(chǎn)生龜裂的抗性。
另外，在本實施方式中，說明了由于使用了銅配線2、6、23、24，在層間絕緣膜8、22上形成了硅氮化膜9、25的熔絲結構和墊片結構，但在本發(fā)明中，配線材料使用銅或以銅為主成分的合金以外的金屬鋁等時，就沒有必要特別設置硅氮化膜9、25了。同時，在本實施方式中，熔絲配線3和電極墊27使用了鋁，但本發(fā)明的熔絲配線3和電極墊27也可以使用含有鋁的復合膜、TiN/AlCu/TiN或銅。
另外，在本實施方式中，最上層使用了硅氮化膜11、28，但在本發(fā)明中，只要是具有耐濕性的保護膜，也可以使用硅氮化膜和硅氧化膜的復合膜或聚酰亞胺膜等。使用硅氮化膜和硅氧化膜的復合膜時，硅氮化膜的膜厚至少應在50nm以上，就可以得到足夠的耐濕性。
發(fā)明的效果本發(fā)明所記載的半導體裝置，具有在基體上形成的硅氧化膜，和被埋置在硅氧化膜下，形成熔絲的熔絲配線，和在包圍熔絲配線的位置處被埋置在硅氧化膜和基體下、構成屏蔽環(huán)的金屬配線，和在硅氧化膜上形成的具有耐濕性的保護膜。保護膜具有在熔絲配線上開口而露出硅氧化膜，且具有不介由硅氧化膜而與金屬配線的上面直接連接的部分，所以屏蔽環(huán)分割了硅氧化膜露出外部的部分和不露出的部分，這種結構保證了水分等不能侵入到半導體裝置內部，提高了耐濕性。另外，由于在熔絲配線上沒有硅氮化膜，從而可以建立起制造容限優(yōu)異的結構。同時也提高了對激光燒斷時產(chǎn)生龜裂的抗性。
權利要求
1.一種半導體裝置，其特征在于，該半導體裝置具有在基體上形成的硅氧化膜，埋入上述硅氧化膜、形成熔絲的熔絲配線，在包圍上述熔絲配線的位置處埋入上述硅氧化膜和上述基體、構成屏蔽環(huán)的金屬配線，在上述硅氧化膜上形成的耐濕性保護膜，上述保護膜具有在上述熔絲配線上開口使上述硅氧化膜露出且不介由上述硅氧化膜而與上述金屬配線的上面直接連接的部分。
2.權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，還具有在上述硅氧化膜和上述保護膜上所設開口內形成的電極墊，上述保護膜具有覆蓋上述硅氧化膜的開口側面而與上述電極墊直接連接的部分。
3.權利要求1或2所述的半導體裝置，其特征在于，還具有在上述基體和上述硅氧化膜之間形成的硅氮化膜。
4.權利要求1或2所述的半導體裝置，其特點在于，上述保護膜為硅氮化膜。
5.權利要求1或2所述的半導體裝置，其特征在于，上述保護膜為硅氮化膜和硅氧化膜的復合膜，上述復合膜的硅氮化膜的膜厚至少在50nm以上。
6.權利要求1或2所述的半導體裝置，其特征在于，上述保護膜為聚酰亞胺膜。
全文摘要
本發(fā)明提供了可實現(xiàn)具有制造容限優(yōu)異的結構、耐濕性良好、沒有變動、可靠性高的半導體裝置。最下層的門配線與被埋置在層間絕緣膜下的夾層形狀的銅配線相連接。在銅配線的外側，屏蔽環(huán)的銅配線被埋置在層間絕緣膜下。在銅配線和層間絕緣膜上形成硅氮化膜。在硅氮化膜上形成了硅氧化膜。在硅氧化膜上埋置了連接不同銅配線的熔絲配線。在熔絲配線和包括鋁配線的上面，形成了硅氧化膜。在硅氧化膜上形成了硅氮化膜。位于鋁配線上的硅氮化膜已被拆除，形成開口部，硅氮化膜和鋁配線直接連接。
文檔編號H01L23/525GK1574339SQ200410003520
公開日2005年2月2日 申請日期2004年1月29日 優(yōu)先權日2003年6月3日
發(fā)明者山口泰男 申請人:株式會社瑞薩科技