JP2009224528A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【目的】ヒューズ素子などの被トリミング部材を有する半導体装置において、低コストで高信頼性を確保し精度の良いレーザートリミングができる半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【解決手段】被トリミング部材の位置決めに用いるアライメントマークにおいて、アライメントマーク上を被覆するパッシベーション膜に開口部を設けることで、レーザー光の反射光強度が大きくなり、アライメントマークの位置を高精度で検出できて、高精度なトリミングができるようになる。
【選択図】 図１
【解決手段】被トリミング部材の位置決めに用いるアライメントマークにおいて、アライメントマーク上を被覆するパッシベーション膜に開口部を設けることで、レーザー光の反射光強度が大きくなり、アライメントマークの位置を高精度で検出できて、高精度なトリミングができるようになる。
【選択図】 図１
Description
この発明は、半導体基板上に絶縁膜を介して形成されるヒューズ素子や薄膜抵抗などの被トリミング部材をレーザートリミングする場合に用いられる位置検出用のアライメントマークおよび被トリミング部材を取り囲むガードリングを有する半導体装置およびその製造方法に関する。
携帯電話などの情報機器に搭載されるＤＣ−ＤＣコンバータなどには電源ＩＣが搭載されている。この電源ＩＣなどの半導体装置にはヒューズ素子や薄膜抵抗が形成されている場合がある。この半導体装置において、ポリシリコンやメタル配線材料によって形成されたヒューズ素子、あるいはＣｒＳｉ等の薄膜抵抗などの被トリミング部材を、レーザー光によって溶断（ヒューズ素子）、もしくは所定量の抵抗幅調整（薄膜抵抗）を行うことにより、半導体装置の特性を調整するレーザートリミング技術が知られている。
通常、レーザートリミングでは、微細なヒューズ素子を精度良く溶断することや、薄膜抵抗の所定量の抵抗幅調整を行うことにより精度良い抵抗値の調整を行うことが必要であることから、各チップには、位置決めを行なうためのアライメントマークが配置されている。
図１１は、第１の従来例である半導体装置に配置されたヒューズ素子およびアライメントマークの構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。このアライメントマーク５８はヒューズ素子５３の位置を決めるために用いる。
ヒューズ素子５３およびアライメントマーク５８を被覆する絶縁膜は、一般に、シリコン窒化膜５９が用いられ、このシリコン窒化膜５９は半導体装置の信頼性を確保するためのパッシベーション膜として機能する。
通常、レーザートリミングでは、微細なヒューズ素子を精度良く溶断することや、薄膜抵抗の所定量の抵抗幅調整を行うことにより精度良い抵抗値の調整を行うことが必要であることから、各チップには、位置決めを行なうためのアライメントマークが配置されている。
図１１は、第１の従来例である半導体装置に配置されたヒューズ素子およびアライメントマークの構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。このアライメントマーク５８はヒューズ素子５３の位置を決めるために用いる。
ヒューズ素子５３およびアライメントマーク５８を被覆する絶縁膜は、一般に、シリコン窒化膜５９が用いられ、このシリコン窒化膜５９は半導体装置の信頼性を確保するためのパッシベーション膜として機能する。
また、ヒューズ素子５３の直上に配置されるシリコン窒化膜５９は、レーザー光を吸収する膜特性を有しているので、下層のヒューズ素子に十分なエネルギーが伝達されるよう、通常は、製造過程の中で、エッチング除去されている。
レーザー加工（レーザートリミング）時に行われるアライメントの手順（位置合わせ操作）は、先ず、レーザー加工に用いるレーザー光のエネルギーを弱め、パッシベーション膜であるシリコン窒化膜５９で覆われたアライメントマーク５８の周辺領域をスキャンすることにより、図１２に示す反射光パターン８１を取得し、アライメントマーク５８の位置を検出する。図１２において、横軸はスキャン距離（任意スケール）であり、縦軸はレーザーの反射光強度（任意スケール）である。
続いて、検出されたアライメントマーク５８の位置と予め設定されたアライメントマーク５８の位置のずれ量を基に、同一チップ内に配置されたヒューズ素子５３の位置補正を行い、レーザー加工を実施している。このアライメントマーク５８の材質としては、ほとんどのレーザー光を反射することが可能なメタル材料が用いられることが多い。
アライメントマーク５８上のパッシベーション膜であるシリコン窒化膜５９は、エッチング除去されておらず、アライメントマーク５８はシリコン窒化膜５９により完全に覆われていることから、水分や腐食性ガス等の素子領域への侵入といった信頼性上の問題が発生することはない。
レーザー加工（レーザートリミング）時に行われるアライメントの手順（位置合わせ操作）は、先ず、レーザー加工に用いるレーザー光のエネルギーを弱め、パッシベーション膜であるシリコン窒化膜５９で覆われたアライメントマーク５８の周辺領域をスキャンすることにより、図１２に示す反射光パターン８１を取得し、アライメントマーク５８の位置を検出する。図１２において、横軸はスキャン距離（任意スケール）であり、縦軸はレーザーの反射光強度（任意スケール）である。
続いて、検出されたアライメントマーク５８の位置と予め設定されたアライメントマーク５８の位置のずれ量を基に、同一チップ内に配置されたヒューズ素子５３の位置補正を行い、レーザー加工を実施している。このアライメントマーク５８の材質としては、ほとんどのレーザー光を反射することが可能なメタル材料が用いられることが多い。
アライメントマーク５８上のパッシベーション膜であるシリコン窒化膜５９は、エッチング除去されておらず、アライメントマーク５８はシリコン窒化膜５９により完全に覆われていることから、水分や腐食性ガス等の素子領域への侵入といった信頼性上の問題が発生することはない。
尚、素子領域とは、例えば、半導体基板５１内の図示しない集積回路などが形成された領域や半導体基板５１上の図示しないＭＯＳ構造のキャパシタ（通称、ＭＯＳキャパシタと言われるもの）などが形成された領域のことである。
一方で、レーザー光のスキャンによって得られる反射光パターンは、メタル材料であるアライメントマーク５８だけでなく、その上層のシリコン窒化膜５９の影響も受けることになる。具体的には、反射光はシリコン窒化膜５９で減衰したアライメントマーク５８からの反射光とシリコン窒化膜５９からの反射光をあわせたものになる。
例えば、シリコン窒化膜５９において、ウエハ面内、あるいはウエハ間での膜厚、及び光学定数のばらつきにより、得られる反射光パターンが影響を受けて、アライメントマーク５８の位置認識に誤差が生じアライメント不良が発生する場合がある。
この現象は、用いられるレーザー光の波長に対し、ほとんど透過しないメタル材料のみであれば、アライメントマーク５８の位置認識で生じる誤差が小さいので、特に問題は発生しない。
しかし、レーザー光を透過、吸収する膜特性を有するシリコン窒化膜５９では、アライメントマークからの反射光はシリコン窒化膜５９で減衰し、シリコン窒化膜５９からの反射光は小さくまた膜厚の影響を受けるために、アライメントマーク５８の位置認識で生じる誤差が大きくなる。シリコン窒化膜５９の膜厚が厚く、膜厚ばらつきが大きい場合の反射光パターン８２の例を図１３に示す。
一方で、レーザー光のスキャンによって得られる反射光パターンは、メタル材料であるアライメントマーク５８だけでなく、その上層のシリコン窒化膜５９の影響も受けることになる。具体的には、反射光はシリコン窒化膜５９で減衰したアライメントマーク５８からの反射光とシリコン窒化膜５９からの反射光をあわせたものになる。
例えば、シリコン窒化膜５９において、ウエハ面内、あるいはウエハ間での膜厚、及び光学定数のばらつきにより、得られる反射光パターンが影響を受けて、アライメントマーク５８の位置認識に誤差が生じアライメント不良が発生する場合がある。
この現象は、用いられるレーザー光の波長に対し、ほとんど透過しないメタル材料のみであれば、アライメントマーク５８の位置認識で生じる誤差が小さいので、特に問題は発生しない。
しかし、レーザー光を透過、吸収する膜特性を有するシリコン窒化膜５９では、アライメントマークからの反射光はシリコン窒化膜５９で減衰し、シリコン窒化膜５９からの反射光は小さくまた膜厚の影響を受けるために、アライメントマーク５８の位置認識で生じる誤差が大きくなる。シリコン窒化膜５９の膜厚が厚く、膜厚ばらつきが大きい場合の反射光パターン８２の例を図１３に示す。
図１３は、アライメントマークの位置認識が困難な場合のアライメントマークからの反射光パターン例の図である。
反射光パターン８２は、シリコン窒化膜５９の膜厚が厚くその膜厚のばらつきが大きいと、アライメントマーク５８からの反射光強度が小さくなり、アライメントマーク５８上の反射光パターン８２ａとその周辺領域（素子領域）上の反射光パターン８２ｂがほぼ同様形状となってしまう。
そのため、アライメントマーク５８の位置自体が認識できないというだけでなく、アライメントマーク５８位置の誤認識によりヒューズ素子５３が精度よく溶断できない。この誤認識が大きくなるとヒューズ素子５３以外の箇所にレーザー光が照射され半導体チップを損傷させてしまう。そのため、アライメントマーク５８からの反射光強度がシリコン窒化膜５９の影響を受けないようにする必要がある。その方法が特許文献１に開示されている。それを第２の従来例として説明する。
図１４は、第２の従来例である半導体装置に配置されたヒューズ素子およびアライメントマークの構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断したの要部断面図である。この半導体装置は特許文献１に開示されている。
反射光パターン８２は、シリコン窒化膜５９の膜厚が厚くその膜厚のばらつきが大きいと、アライメントマーク５８からの反射光強度が小さくなり、アライメントマーク５８上の反射光パターン８２ａとその周辺領域（素子領域）上の反射光パターン８２ｂがほぼ同様形状となってしまう。
そのため、アライメントマーク５８の位置自体が認識できないというだけでなく、アライメントマーク５８位置の誤認識によりヒューズ素子５３が精度よく溶断できない。この誤認識が大きくなるとヒューズ素子５３以外の箇所にレーザー光が照射され半導体チップを損傷させてしまう。そのため、アライメントマーク５８からの反射光強度がシリコン窒化膜５９の影響を受けないようにする必要がある。その方法が特許文献１に開示されている。それを第２の従来例として説明する。
図１４は、第２の従来例である半導体装置に配置されたヒューズ素子およびアライメントマークの構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断したの要部断面図である。この半導体装置は特許文献１に開示されている。
この従来例では、前記したように、アライメントマーク５８上のパッシベーション膜であるシリコン窒化膜５９がエッチング除去されており、シリコン窒化膜５９の影響を受けない構造となっている。そのため、アライメントマーク５８の反射光パターンがチップ間、ウェハ間で変わらなくなり、アライメントマーク５８の位置認識に誤差が生じなくなる。
一方、この構造では、アライメントマーク５８周辺領域のパッシベーション膜であるシリコン窒化膜５９をエッチング除去しているため、シリコン窒化膜５９が除去された箇所からの水分や腐食性ガスなどの素子領域への侵入による信頼性の低下といった問題が懸念される。この問題に対する解決手段もまた特許文献１に開示されている。それを第３の従来例として説明する。
図１５は、第３の従来例である半導体装置に配置されたヒューズ素子およびアライメントマークの構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。
この構成では、シリコン窒化膜５９をエッチング除去した開口部６１を囲むようにガードリング７０が配置されている。このガードリング７０のメタル層７１は開口部６１を取り囲んでいる。またガードリング７０はメタル層７１とメタル壁７２で構成され、開口部６１を取り囲んでいる。その結果、ガードリング７０は開口部６１下のシリコン酸化膜で形成された第２絶縁膜５２と第２絶縁膜５４を取り囲むことになる。このガードリング７０により、アライメントマーク５８近傍の図示しない素子領域への水分や腐食性ガスなどの侵入が抑えられて、半導体装置の信頼性を高めることが可能となる。
一方、この構造では、アライメントマーク５８周辺領域のパッシベーション膜であるシリコン窒化膜５９をエッチング除去しているため、シリコン窒化膜５９が除去された箇所からの水分や腐食性ガスなどの素子領域への侵入による信頼性の低下といった問題が懸念される。この問題に対する解決手段もまた特許文献１に開示されている。それを第３の従来例として説明する。
図１５は、第３の従来例である半導体装置に配置されたヒューズ素子およびアライメントマークの構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。
この構成では、シリコン窒化膜５９をエッチング除去した開口部６１を囲むようにガードリング７０が配置されている。このガードリング７０のメタル層７１は開口部６１を取り囲んでいる。またガードリング７０はメタル層７１とメタル壁７２で構成され、開口部６１を取り囲んでいる。その結果、ガードリング７０は開口部６１下のシリコン酸化膜で形成された第２絶縁膜５２と第２絶縁膜５４を取り囲むことになる。このガードリング７０により、アライメントマーク５８近傍の図示しない素子領域への水分や腐食性ガスなどの侵入が抑えられて、半導体装置の信頼性を高めることが可能となる。
また、ヒューズ素子５３上の開口部６０からの水分や腐食性ガスなどの浸入を抑えるためにヒューズ素子５３を取り囲むようにメタル層６２が形成されている。
特開２００５−１６６９００号公報
しかし、ガードリング７０の形成は、アライメントマーク５８周辺領域下に素子を形成した場合に、その素子の配線とガードリング７０を構成するメタル層７１とメタル層７２が交差することになる。そのため、ガードリング７０を含むアライメントマーク５８周辺領域下に素子が配置できないといった設計上の制約が生じる。
また、ガードリング７０を含むアライメントマーク５８周辺領域下に素子が配置できないことになると、ガードリング７０を含めたアライメントマーク５８の下層に素子が存在しない無効領域を余計に確保することが必要となる。この無効領域は、８０μｍ角に及び、およそ電極パッド１個分に相当する。
このため、特にチップサイズが小さい場合にはガードリング７０の配置が困難となる。また、ガードリング７０を含むアライメントマーク５８を配置する場合には、前記の無効領域を確保するために、チップサイズが増加する等、製造コストの上昇を招くこととなり、問題である。
つまり、特許文献１に示したガードリング７０を有するアライメントマーク５８では回路設計上の自由度が妨げられることやチップサイズの増加といった問題が生じる。
この発明の目的は、前記の課題を解決して、ヒューズ素子や薄膜抵抗などの被トリミング部材を精度良く溶断、あるいは所定量の抵抗幅調整を行うレーザートリミング技術において、トリミング部材を取り囲むガードリングを有し、信頼性の低下を発生させることが無く、アライメントマークの位置認識を正確に行い、加えて、アライメントマークの配置に際し、チップサイズの増加を伴わず、設計上の制約も受けない半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
また、ガードリング７０を含むアライメントマーク５８周辺領域下に素子が配置できないことになると、ガードリング７０を含めたアライメントマーク５８の下層に素子が存在しない無効領域を余計に確保することが必要となる。この無効領域は、８０μｍ角に及び、およそ電極パッド１個分に相当する。
このため、特にチップサイズが小さい場合にはガードリング７０の配置が困難となる。また、ガードリング７０を含むアライメントマーク５８を配置する場合には、前記の無効領域を確保するために、チップサイズが増加する等、製造コストの上昇を招くこととなり、問題である。
つまり、特許文献１に示したガードリング７０を有するアライメントマーク５８では回路設計上の自由度が妨げられることやチップサイズの増加といった問題が生じる。
この発明の目的は、前記の課題を解決して、ヒューズ素子や薄膜抵抗などの被トリミング部材を精度良く溶断、あるいは所定量の抵抗幅調整を行うレーザートリミング技術において、トリミング部材を取り囲むガードリングを有し、信頼性の低下を発生させることが無く、アライメントマークの位置認識を正確に行い、加えて、アライメントマークの配置に際し、チップサイズの増加を伴わず、設計上の制約も受けない半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
前記の目的を達成するために、レーザートリミングされる被トリミング部材と、該被トリミング部材の位置を検出するためのアライメントマークを備えた半導体装置において、前記アライメントマークがメタル層で形成され、前記アライメントマーク上面を被覆するパッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜が、アライメントマーク上面の外周端より内側に開口される構成とする。
また、レーザートリミングされる被トリミング部材と、該被トリミング部材の位置を検出するためのアライメントマークを備えた半導体装置において、第１絶縁膜上に配置される前記被トリミング部材と、該被トリミング部材上および前記第１絶縁膜上に配置される第２絶縁膜と、該第２絶縁膜上に前記被トリミング部材の両端とそれぞれ接続する端部が向き合って配置されるメタル配線と、該メタル配線の対向する端部と離して内側に配置されるリング状の下層のメタル層と、該下層のメタル層上と前記メタル配線上と前記第２絶縁膜上に配置される第３絶縁膜と、前記下層のメタル層上の前記第３絶縁膜に配置されるリング状のコンタクトホールと、該コンタクトホールに配置されるリング状のメタル壁と、前記第３絶縁膜上に配置され前記メタル壁を介して前記下層のメタル層と接続するリング状の上層のメタル層と、前記第３絶縁膜上に前記上層のメタル層と離して配置されるメタル層からなるアライメントマークと、前記下層のメタル層と前記メタル壁と前記上層のメタル層でリング状のガードリングを構成し、前記アライメントマーク上面を被覆するパッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜が前記アライメントマーク上面の外周端より内側に開口され、前記ガードリング上を被覆する前記パッシベーション膜を構成する少なくとも前記シリコン窒化膜もしくは前記ポリイミド膜が前記ガードリングの内側に開口される構成とする。
また、レーザートリミングされる被トリミング部材と、該被トリミング部材の位置を検出するためのアライメントマークを備えた半導体装置において、第１絶縁膜上に配置される前記被トリミング部材と、該被トリミング部材上および前記第１絶縁膜上に配置される第２絶縁膜と、該第２絶縁膜上に前記被トリミング部材の両端とそれぞれ接続する端部が向き合って配置されるメタル配線と、該メタル配線の対向する端部と離して内側に配置されるリング状の下層のメタル層と、該下層のメタル層上と前記メタル配線上と前記第２絶縁膜上に配置される第３絶縁膜と、前記下層のメタル層上の前記第３絶縁膜に配置されるリング状のコンタクトホールと、該コンタクトホールに配置されるリング状のメタル壁と、前記第３絶縁膜上に配置され前記メタル壁を介して前記下層のメタル層と接続するリング状の上層のメタル層と、前記第３絶縁膜上に前記上層のメタル層と離して配置されるメタル層からなるアライメントマークと、前記下層のメタル層と前記メタル壁と前記上層のメタル層でリング状のガードリングを構成し、前記アライメントマーク上面を被覆するパッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜が前記アライメントマーク上面の外周端より内側に開口され、前記ガードリング上を被覆する前記パッシベーション膜を構成する少なくとも前記シリコン窒化膜もしくは前記ポリイミド膜が前記ガードリングの内側に開口される構成とする。
また、レーザートリミングされる被トリミング部材と、該被トリミング部材の位置を検出するためのアライメントマークを備えた半導体装置において、第１絶縁膜上に配置される前記被トリミング部材と、該被トリミング部材上および前記第１絶縁膜上に配置される第２絶縁膜と、該第２絶縁膜上に前記被トリミング部材の両端とそれぞれ接続するメタル配線と、該メタル配線上と前記第２絶縁膜上に配置される第３絶縁膜と、前記メタル配線上の前記第３絶縁膜に前記メタル配線に達しないように配置されるリング状のコンタクトホールと、該コンタクトホールに配置されるリング状のメタル壁と、前記第３絶縁膜上に配置され前記メタル壁と接続するリング状の上層のメタル層と、前記第３絶縁膜上に前記上層のメタル層と離して配置されメタル層からなるアライメントマークと、前記メタル壁と前記上層のメタル層でリング状のガードリングを構成し、前記アライメントマーク上面を被覆するパッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜がアライメントマーク上面の外周端より内側に開口され、前記ガードリング上を被覆する前記パッシベーション膜を構成する少なくとも前記シリコン窒化膜もしくは前記ポリイミド膜が前記ガードリングの内側に開口される構成とする。
また、レーザートリミングされる被トリミング部材と、該被トリミング部材の位置を検出するためのアライメントマークを備えた半導体装置において、第１絶縁膜上に配置される前記被トリミング部材と、該被トリミング部材上および前記第１絶縁膜上に配置される第２絶縁膜と、該第２絶縁膜上に前記被トリミング部材の両端とそれぞれ接続する端部が向き合って配置されるメタル配線と、該メタル配線上と前記第２絶縁膜上に配置される第３絶縁膜と、前記被トリミング部材上の前記第３絶縁膜上にリング状のメタル層からなるリング状のガードリングと、前記第３絶縁膜上に前記ガードリングと離して配置されるメタル層からなるアライメントマークと、前記アライメントマーク上面を被覆するパッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜がアライメントマーク上面の外周端より内側に開口され、前記ガードリング上を被覆する前記パッシベーション膜を構成する少なくとも前記シリコン窒化膜もしくは前記ポリイミド膜が前記ガードリングの内側に開口されることを特徴とする半導体装置。
また、レーザートリミングされる被トリミング部材と、該被トリミング部材の位置を検出するためのアライメントマークを備えた半導体装置において、第１絶縁膜上に配置される前記被トリミング部材と、該被トリミング部材上および前記第１絶縁膜上に配置される第２絶縁膜と、該第２絶縁膜上に前記被トリミング部材の両端とそれぞれ接続する端部が向き合って配置されるメタル配線と、該メタル配線上と前記第２絶縁膜上に配置される第３絶縁膜と、前記被トリミング部材上の前記第３絶縁膜上にリング状のメタル層からなるリング状のガードリングと、前記第３絶縁膜上に前記ガードリングと離して配置されるメタル層からなるアライメントマークと、前記アライメントマーク上面を被覆するパッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜がアライメントマーク上面の外周端より内側に開口され、前記ガードリング上を被覆する前記パッシベーション膜を構成する少なくとも前記シリコン窒化膜もしくは前記ポリイミド膜が前記ガードリングの内側に開口されることを特徴とする半導体装置。
また、レーザートリミングされる被トリミング部材と、該被トリミング部材の位置を検出するためのアライメントマークを備えた半導体装置において、第１絶縁膜上に配置される前記被トリミング部材と、該被トリミング部材上および前記第１絶縁膜上に配置される第２絶縁膜と、該第２絶縁膜上に前記被トリミング部材の両端とそれぞれ接続する端部が向き合って配置されるメタル配線と、前記被トリミング部材上の前記第２絶縁膜上に前記メタル配線の対向する端部の内側にリング状のメタル層からなるリング状のガードリングと、前記第２絶縁膜上に前記ガードリングと離して配置されるメタル層からなるアライメントマークと、前記アライメントマーク上面を被覆するパッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜がアライメントマーク上面の外周端より内側に開口され、前記ガードリング上を被覆する前記パッシベーション膜を構成する少なくとも前記シリコン窒化膜もしくは前記ポリイミド膜が前記ガードリングの内側に開口される構成とする。
また、前記パッシベーション膜が、シリコン酸化膜上に前記シリコン窒化膜を積層した積層膜もしくはシリコン酸化膜上に前記ポリイミド膜を積層した積層膜であり、少なくとも前記シリコン窒化膜もしくは前記ポリイミド膜が開口されるとよい。
また、前記パッシベーション膜が、シリコン酸化膜上に前記シリコン窒化膜を積層した積層膜もしくはシリコン酸化膜上に前記ポリイミド膜を積層した積層膜であり、少なくとも前記シリコン窒化膜もしくは前記ポリイミド膜が開口されるとよい。
また、前記被トリミング部材が、ヒューズ素子もしくは薄膜抵抗であるとよい。
また、前記パッシベーション膜のうち少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜に形成された開口部の端部が、アライメントマーク上面の外周端から、１μｍ以上、１０μｍ以下内側で形成されるとよい。
また、前記の半導体装置の製造方法において、半導体基板上に形成された第１絶縁膜上に被トリミング部材を形成する工程と、前記被トリミング部材を含む前記第１絶縁膜上を第２絶縁膜で被覆する工程と、前記被トリミング部材の両端上の前記第２絶縁膜に第１コンタクトホールをそれぞれ形成し該第１コンタクトホールを充填してメタル接続導体を形成し前記被トリミング部材の両端とそれぞれ前記メタル接続導体で接続するメタル配線を前記第２絶縁膜上に形成し、前記第２絶縁膜上に前記第１コンタクトホールに挟まれたガードリングを構成するリング状の下層のメタル層を形成する工程と、前記メタル配線上と前記下層のメタル層上および前記第２絶縁膜上に第３絶縁層を形成する工程と、前記下層のメタル層上の前記第３絶縁層にリング状の第２コンタクトホールを形成し、該第２コンタクトホールを充填し前記ガードリングを構成するメタル壁を形成し該メタル壁で前記下層のメタル層と接続する前記ガードリングを構成するリング状の上層のメタル層を前記第３絶縁膜上に形成し、該第３絶縁膜上に前記リング状のガードリングと離してアライメントマークをメタル層で形成する工程と、前記アライメントマーク上および前記ガードリング上に少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜で構成されるパッシベーション膜を形成し、前記アライメントマーク上面の外周端より内側の前記パッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜またはポリイミド膜に開口部を形成し、前記リング状のガードリングより内側の前記パッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜またはポリイミド膜に開口部を形成する工程と、前記アライメントマークのレーザー光による反射光パターンから前記アライメントマークの位置を検出し、予め設定したアライメントマークの位置とのずれ量を基に前記被トリミング部材の位置決めを行い、該被トリミング部材をレーザートリミングする工程と、を含む製造方法とする。
また、前記パッシベーション膜のうち少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜に形成された開口部の端部が、アライメントマーク上面の外周端から、１μｍ以上、１０μｍ以下内側で形成されるとよい。
また、前記の半導体装置の製造方法において、半導体基板上に形成された第１絶縁膜上に被トリミング部材を形成する工程と、前記被トリミング部材を含む前記第１絶縁膜上を第２絶縁膜で被覆する工程と、前記被トリミング部材の両端上の前記第２絶縁膜に第１コンタクトホールをそれぞれ形成し該第１コンタクトホールを充填してメタル接続導体を形成し前記被トリミング部材の両端とそれぞれ前記メタル接続導体で接続するメタル配線を前記第２絶縁膜上に形成し、前記第２絶縁膜上に前記第１コンタクトホールに挟まれたガードリングを構成するリング状の下層のメタル層を形成する工程と、前記メタル配線上と前記下層のメタル層上および前記第２絶縁膜上に第３絶縁層を形成する工程と、前記下層のメタル層上の前記第３絶縁層にリング状の第２コンタクトホールを形成し、該第２コンタクトホールを充填し前記ガードリングを構成するメタル壁を形成し該メタル壁で前記下層のメタル層と接続する前記ガードリングを構成するリング状の上層のメタル層を前記第３絶縁膜上に形成し、該第３絶縁膜上に前記リング状のガードリングと離してアライメントマークをメタル層で形成する工程と、前記アライメントマーク上および前記ガードリング上に少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜で構成されるパッシベーション膜を形成し、前記アライメントマーク上面の外周端より内側の前記パッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜またはポリイミド膜に開口部を形成し、前記リング状のガードリングより内側の前記パッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜またはポリイミド膜に開口部を形成する工程と、前記アライメントマークのレーザー光による反射光パターンから前記アライメントマークの位置を検出し、予め設定したアライメントマークの位置とのずれ量を基に前記被トリミング部材の位置決めを行い、該被トリミング部材をレーザートリミングする工程と、を含む製造方法とする。
また、前記の半導体装置の製造方法において、半導体基板上に形成された第１絶縁膜上に被トリミング部材を形成する工程と、前記被トリミング部材を含む前記第１絶縁膜上を第２絶縁膜で被覆する工程と、前記被トリミング部材の両端上の前記第２絶縁膜に第１コンタクトホールをそれぞれ形成し該第１コンタクトホールを充填してメタル接続導体を形成し前記被トリミング部材の両端とそれぞれ前記メタル接続導体で接続する端部が対向するメタル配線を前記第２絶縁膜上に形成する工程と、前記メタル配線上および前記第２絶縁膜上に第３絶縁層を形成する工程と、前記メタル配線上の前記第３絶縁層に前記メタル配線に達しないようにリング状の第２コンタクトホールを形成し、該第２コンタクトホールを充填しガードリングを構成するメタル壁を形成し該メタル壁と接続する前記ガードリングを構成するリング状の上層のメタル層を前記第３絶縁膜上に形成し、該第３絶縁膜上に前記リング状のガードリングと離してアライメントマークをメタル層で形成する工程と、前記アライメントマーク上および前記ガードリング上に少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜で構成されるパッシベーション膜を形成し、前記アライメントマーク上面の外周端より内側の前記パッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜またはポリイミド膜に開口部を形成し、前記リング状のガードリングより内側の前記パッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜またはポリイミド膜に開口部を形成する工程と、前記アライメントマークのレーザー光による反射光パターンから前記アライメントマークの位置を検出し、予め設定したアライメントマークの位置とのずれ量を基に前記被トリミング部材の位置決めを行い、該被トリミング部材をレーザートリミングする工程と、を含む製造方法とする。
また、前記の半導体装置の製造方法において、半導体基板上に形成された第１絶縁膜上に被トリミング部材を形成する工程と、前記被トリミング部材を含む前記第１絶縁膜上を第２絶縁膜で被覆する工程と、前記被トリミング部材の両端上の前記第２絶縁膜に第１コンタクトホールをそれぞれ形成し該第１コンタクトホールを充填してメタル接続導体を形成し前記被トリミング部材の両端とそれぞれ前記メタル接続導体で接続するメタル配線を前記第２絶縁膜上に形成する工程と、前記メタル配線上および前記第２絶縁膜上に第３絶縁層を形成する工程と、前記被トリミング部材上の前記第３絶縁層にリング状のガードリングを構成するリング状のメタル層を形成し、該第３絶縁膜上に前記ガードリングと離してアライメントマークをメタル層で形成する工程と、前記アライメントマーク上および前記ガードリング上に少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜で構成されるパッシベーション膜を形成し、前記アライメントマーク上面の外周端より内側の前記パッシベーション膜を構成する少なくとも前記シリコン窒化膜または前記ポリイミド膜に開口部を形成し、前記リング状のガードリングより内側の前記パッシベーション膜を構成する少なくとも前記シリコン窒化膜または前記ポリイミド膜に開口部を形成する工程と、前記アライメントマークのレーザー光による反射光パターンから前記アライメントマークの位置を検出し、予め設定した前記アライメントマークの位置とのずれ量を基に前記被トリミング部材の位置決めを行い、該被トリミング部材をレーザートリミングする工程と、を含む製造方法とする。
この発明の効果を以下に列挙する。
第１に、アライメントマーク上の一部領域において、主に、シリコン窒化膜から構成されるパッシベーション膜がエッチング除去されているため、アライメントマークの反射光は、メタル層で形成されたアライメントマークからの反射光となる。この結果、アライメントマークからの反射光強度が強くなり、アライメントマークの認識精度を高めることができる。
第２に、本発明では、メタル層で形成されるアライメントマーク上面の内側で、パッシベーション膜を開口するため、アライメントマークの周辺領域が露出することは無い。
その結果、水分や腐食性ガスなどが素子領域へ侵入することがないため、信頼性上の問題は回避される。したがって、信頼性を確保するため、従来構造のようにパッシベーション膜の開口部を取り囲むようにガードリングを配置する必要は無く、アライメントマークに起因したチップサイズの増加を回避することが可能となる。
第３に、本発明のアライメントマークは、ガードリングが不要なため、アライメントマーク下にも素子領域を設けることができて回路設計上の自由度を向上させることができる。
第４に、本発明では、ヒューズ素子上のパッシベーション膜の開口部の周囲にガードリングを設け、さらにヒューズ素子と接続するメタル配線の内側もしくはメタル配線を避けるようにこのガードリングを構成するメタル壁を設けることで、水分や腐食性ガスなどの素子領域への侵入が防止されるので信頼性の低下を回避できる。
第１に、アライメントマーク上の一部領域において、主に、シリコン窒化膜から構成されるパッシベーション膜がエッチング除去されているため、アライメントマークの反射光は、メタル層で形成されたアライメントマークからの反射光となる。この結果、アライメントマークからの反射光強度が強くなり、アライメントマークの認識精度を高めることができる。
第２に、本発明では、メタル層で形成されるアライメントマーク上面の内側で、パッシベーション膜を開口するため、アライメントマークの周辺領域が露出することは無い。
その結果、水分や腐食性ガスなどが素子領域へ侵入することがないため、信頼性上の問題は回避される。したがって、信頼性を確保するため、従来構造のようにパッシベーション膜の開口部を取り囲むようにガードリングを配置する必要は無く、アライメントマークに起因したチップサイズの増加を回避することが可能となる。
第３に、本発明のアライメントマークは、ガードリングが不要なため、アライメントマーク下にも素子領域を設けることができて回路設計上の自由度を向上させることができる。
第４に、本発明では、ヒューズ素子上のパッシベーション膜の開口部の周囲にガードリングを設け、さらにヒューズ素子と接続するメタル配線の内側もしくはメタル配線を避けるようにこのガードリングを構成するメタル壁を設けることで、水分や腐食性ガスなどの素子領域への侵入が防止されるので信頼性の低下を回避できる。
実施の形態を以下の実施例で図面を示しながら説明する。
図１は、この発明の第１実施例の半導体装置の構成図であり、同図（ａ）は、要部平面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。この図は、半導体装置を構成するヒューズ素子とアライメントマークを示している。また、ここでは溶断したヒューズ素子は図示されていない。
半導体基板１上に第１絶縁膜２が配置され、第１絶縁膜２上にヒューズ素子３が配置され、その上に第２絶縁膜４が配置され、第２絶縁膜４内のコンタクトホール５にメタル接続導体６を配置し、第２絶縁膜４上にメタル配線７とこのメタル配線７に挟まれてリング状（平面形状が四角形）の下層のメタル層８を配置し、メタル配線７とヒューズ素子３をメタル接続導体６で接続する。
第２絶縁膜４上とメタル配線７上およびリング状の下層のメタル層８上に第３絶縁膜９を配置し、第３絶縁膜９内のリング状のコンタクトホール１０にリング状のメタル壁１１を配置する。第３絶縁膜９上にリング状のメタル壁１１を介してリング状の下層のメタル層８と接続するリング状の上層のメタル層１２を配置する。下層のメタル層８とメタル壁１１と上層のメタル層１２でリング状のガードリング３０を構成する。第３絶縁膜９上にリング状のガードリング３０と離してアライメントマーク１３をメタル層で配置する。
半導体基板１上に第１絶縁膜２が配置され、第１絶縁膜２上にヒューズ素子３が配置され、その上に第２絶縁膜４が配置され、第２絶縁膜４内のコンタクトホール５にメタル接続導体６を配置し、第２絶縁膜４上にメタル配線７とこのメタル配線７に挟まれてリング状（平面形状が四角形）の下層のメタル層８を配置し、メタル配線７とヒューズ素子３をメタル接続導体６で接続する。
第２絶縁膜４上とメタル配線７上およびリング状の下層のメタル層８上に第３絶縁膜９を配置し、第３絶縁膜９内のリング状のコンタクトホール１０にリング状のメタル壁１１を配置する。第３絶縁膜９上にリング状のメタル壁１１を介してリング状の下層のメタル層８と接続するリング状の上層のメタル層１２を配置する。下層のメタル層８とメタル壁１１と上層のメタル層１２でリング状のガードリング３０を構成する。第３絶縁膜９上にリング状のガードリング３０と離してアライメントマーク１３をメタル層で配置する。
表面をシリコン窒化膜からなるパッシベーション膜１４で被覆し、ヒューズ素子３の上方に配置されるリング状のガードリング３０の内側に開口部１５を設ける。またメタル層で形成されたアライメントマーク１３上面の外周端から所定の距離内側に入ったアライメントマーク１３（メタル層）上面に開口部１６を設ける。尚、前記の第１〜第３絶縁膜２、４、９は、例えば、シリコン酸化膜で形成された層間絶縁膜である。
前記したヒューズ素子３は、例えば、ポリシリコン層から構成されており、その上層の主に、シリコン窒化膜で構成されるパッシベーション膜１４は、エッチング除去されて開口部１５が形成されている。
パッシベーション膜１４を構成するシリコン窒化膜は、レーザー光を吸収する膜特性を有している。そのため、ヒューズ素子３上のパッシベーション膜１４を構成するシリコン窒化膜に開口部１５が形成されている。この開口部１５を通してレーザー光のエネルギーを下層のヒューズ素子３へ効果的に到達させ、精度よく確実にヒューズ素子３を溶断する。
一方、アライメントマーク１３は、メタル層で形成されており、その上層の主にシリコン窒化膜で構成されるパッシベーション膜１４は、アライメントマーク１３上面の内側でエッチング除去され、アライメントマーク１３上面の中央部は露出されている。
前記したヒューズ素子３は、例えば、ポリシリコン層から構成されており、その上層の主に、シリコン窒化膜で構成されるパッシベーション膜１４は、エッチング除去されて開口部１５が形成されている。
パッシベーション膜１４を構成するシリコン窒化膜は、レーザー光を吸収する膜特性を有している。そのため、ヒューズ素子３上のパッシベーション膜１４を構成するシリコン窒化膜に開口部１５が形成されている。この開口部１５を通してレーザー光のエネルギーを下層のヒューズ素子３へ効果的に到達させ、精度よく確実にヒューズ素子３を溶断する。
一方、アライメントマーク１３は、メタル層で形成されており、その上層の主にシリコン窒化膜で構成されるパッシベーション膜１４は、アライメントマーク１３上面の内側でエッチング除去され、アライメントマーク１３上面の中央部は露出されている。
尚、前記のパッシベーション膜１４が、例えば、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜の複合膜（積層膜）で構成されている場合、シリコン窒化膜のみエッチング除去されていれば、シリコン酸化膜は必ずしもエッチング除去する必要は無い。
これは、シリコン酸化膜がレーザー光をほとんど吸収しない膜特性を有し、メタル層で形成されたアライメントマーク１３からの反射光強度にはほとんど影響を及ぼさないためである。
図２は、本発明のアライメントマークからの反射光パターンを示す図である。図２の横軸はスキャン距離（任意スケール）、縦軸は反射光強度（任意スケール）である。図２にはアライメントマーク１３の位置とパッシベーション膜１４の開口部１６の位置も示した。
この反射光パターン４１では、アライメントマーク１３上面の外周端近傍を除いて中央部にはシリコン窒化膜が存在しないため、アライメントマーク１３からの反射光強度は減衰しない。また、アライメントマーク１３以外のアライメントマーク１３近傍領域の素子領域からの反射光による外乱要因は相対的に軽減される。
そのため、主にシリコン窒化膜から構成されるパッシベーション膜１４の製造ばらつきによる影響が低減され、アライメントマーク１４の位置認識の精度を向上させることが可能となり、精度良く確実にヒューズ素子３を溶断することが可能となる。
これは、シリコン酸化膜がレーザー光をほとんど吸収しない膜特性を有し、メタル層で形成されたアライメントマーク１３からの反射光強度にはほとんど影響を及ぼさないためである。
図２は、本発明のアライメントマークからの反射光パターンを示す図である。図２の横軸はスキャン距離（任意スケール）、縦軸は反射光強度（任意スケール）である。図２にはアライメントマーク１３の位置とパッシベーション膜１４の開口部１６の位置も示した。
この反射光パターン４１では、アライメントマーク１３上面の外周端近傍を除いて中央部にはシリコン窒化膜が存在しないため、アライメントマーク１３からの反射光強度は減衰しない。また、アライメントマーク１３以外のアライメントマーク１３近傍領域の素子領域からの反射光による外乱要因は相対的に軽減される。
そのため、主にシリコン窒化膜から構成されるパッシベーション膜１４の製造ばらつきによる影響が低減され、アライメントマーク１４の位置認識の精度を向上させることが可能となり、精度良く確実にヒューズ素子３を溶断することが可能となる。
このように精度良く確実にヒューズ素子３を溶断することができるため、微細なヒューズ素子３の溶断を高精度で確実に行なうことができる。
また、アライメントマーク１３上のパッシベーション膜１４は、アライメントマーク１３上面の外周端よりも内側で開口され、アライメントマーク１３の中央部のみが露出している構造となっている。
この結果、水分や腐食性ガスなどの素子領域への侵入は、パッシベーション膜１４とアライメントマーク１３で遮断されることから、信頼性の低下といった問題を回避することが可能となる。
また、前記したように、アライメントマーク１３上のパッシベーション膜１４は、メタル層で形成されたアライメントマーク１３上面の外周端よりも内側に入った箇所で開口する。具体的には、アライメントマーク１３上面の外周端から内側に入る距離Ｌは１μｍ以上で１０μｍ以下とすると好適である。
これは、パッシベーション膜１４の開口部１６を、アライメントマーク１３上面の外周端から１μｍ未満で内側にすると、パッシベーション膜１３を開口する際の加工ばらつきが原因で、アライメントマーク１３よりも外側で開口される可能性があり、この場合、信頼性の低下といった問題が生じるためである。
また、アライメントマーク１３上のパッシベーション膜１４は、アライメントマーク１３上面の外周端よりも内側で開口され、アライメントマーク１３の中央部のみが露出している構造となっている。
この結果、水分や腐食性ガスなどの素子領域への侵入は、パッシベーション膜１４とアライメントマーク１３で遮断されることから、信頼性の低下といった問題を回避することが可能となる。
また、前記したように、アライメントマーク１３上のパッシベーション膜１４は、メタル層で形成されたアライメントマーク１３上面の外周端よりも内側に入った箇所で開口する。具体的には、アライメントマーク１３上面の外周端から内側に入る距離Ｌは１μｍ以上で１０μｍ以下とすると好適である。
これは、パッシベーション膜１４の開口部１６を、アライメントマーク１３上面の外周端から１μｍ未満で内側にすると、パッシベーション膜１３を開口する際の加工ばらつきが原因で、アライメントマーク１３よりも外側で開口される可能性があり、この場合、信頼性の低下といった問題が生じるためである。
一方、パッシベーション膜１３の開口部１６を、アライメントマーク１３上面の外周端から１０μｍを超えて内側（中央寄り）に形成すると、パッシベーション膜１３の開口部１６の周囲のパッシベーション膜１４とその下のアライメントマーク１３からの反射光による影響が検出されるようになり、図３に示すように、反射光パターン４２は両側で波形が階段状にひずみ、アライメントマーク１３の位置認識の精度が低下することとなり、あまり好ましくない。尚、図３の横軸はスキャン距離（任意スケール）、縦軸は反射光強度（任意スケール）である。
さらに、本発明のアライメントマーク１３では、従来構造のような図１５で示すようなガードリング７０が不要なため、アライメントマーク１３下にも素子領域を配置することが可能となり、設計の自由度が向上する。
また、アライメントマーク１３を配置のための無効領域を確保する必要が無くなり、チップサイズの増加を回避することができる。
また、ヒューズ素子３にガードリング３０を設け、そのガードリング３０をメタル配線７より内側に設けることで、開口部１５からの水分や腐食性ガスなどの素子領域への侵入が防止され、信頼性を向上させることができる。
さらに、本発明のアライメントマーク１３では、従来構造のような図１５で示すようなガードリング７０が不要なため、アライメントマーク１３下にも素子領域を配置することが可能となり、設計の自由度が向上する。
また、アライメントマーク１３を配置のための無効領域を確保する必要が無くなり、チップサイズの増加を回避することができる。
また、ヒューズ素子３にガードリング３０を設け、そのガードリング３０をメタル配線７より内側に設けることで、開口部１５からの水分や腐食性ガスなどの素子領域への侵入が防止され、信頼性を向上させることができる。
また、電気的に活性なメタル配線が、ガードリングより外側に配置されるので、腐食が従来構造よりも進行しないので信頼性が向上する。
図４〜図８は、この発明の第２実施例である半導体装置の製造方法であり、工程順に示した要部製造工程断面図である。これらの工程断面図は、図１（ｂ）の要部断面図に相当する。
ヒューズ素子３を半導体基板１上の第１絶縁膜２上に形成する（図４）。
つぎに、その上に第２絶縁膜４を形成し、ヒューズ素３の両端上の第２絶縁膜４にコンタクトホール５を開口し、このコンタクトホール５を充填してメタル接続導体６を形成する。第２絶縁膜４上にこのメタル接続導体６と接続し端部を対向させたメタル配線７を形成する。第２絶縁膜４上にこのメタル配線７に挟まれたリング状のガードリング３０を構成するリング状の下層のメタル層８を形成する（図５）。
つぎに、その上に第３絶縁膜９を形成し、リング状の下層のメタル層８上の第３絶縁膜９にリング状のコンタクトホール１０を形成し、第３絶縁膜９上にリング状の上層のメタル層１２を形成し、この上層のメタル層１２の形成と同時にリング状のコンタクトホール１０を充填してリング状のメタル壁１１を形成し、上層のメタル層１２と下層のメタル層８とメタル壁１０で接続してガードリング３０を形成する。このガードリング３０から離して第３絶縁膜９上にアライメントマーク１３を、例えばＬ字型のメタル層で形成する。メタル層の平面形状はＬ字型に限るものではなくＸ方向、Ｙ方向で幅が特定できればよく、十字型や、Ｌ字型の横と縦の接続部が離れていても構わない（図６）。
ヒューズ素子３を半導体基板１上の第１絶縁膜２上に形成する（図４）。
つぎに、その上に第２絶縁膜４を形成し、ヒューズ素３の両端上の第２絶縁膜４にコンタクトホール５を開口し、このコンタクトホール５を充填してメタル接続導体６を形成する。第２絶縁膜４上にこのメタル接続導体６と接続し端部を対向させたメタル配線７を形成する。第２絶縁膜４上にこのメタル配線７に挟まれたリング状のガードリング３０を構成するリング状の下層のメタル層８を形成する（図５）。
つぎに、その上に第３絶縁膜９を形成し、リング状の下層のメタル層８上の第３絶縁膜９にリング状のコンタクトホール１０を形成し、第３絶縁膜９上にリング状の上層のメタル層１２を形成し、この上層のメタル層１２の形成と同時にリング状のコンタクトホール１０を充填してリング状のメタル壁１１を形成し、上層のメタル層１２と下層のメタル層８とメタル壁１０で接続してガードリング３０を形成する。このガードリング３０から離して第３絶縁膜９上にアライメントマーク１３を、例えばＬ字型のメタル層で形成する。メタル層の平面形状はＬ字型に限るものではなくＸ方向、Ｙ方向で幅が特定できればよく、十字型や、Ｌ字型の横と縦の接続部が離れていても構わない（図６）。
つぎに、その上にパッシベーション膜１４をシリコン窒化膜の単体膜で形成し、ヒューズ素子３上とアライメントマーク３上のパッシベーション膜１４に開口部１５、１６を形成する。アライメントマーク１３上のパッシベーション膜１４の開口部１６は、アライメントマーク１３上面の外周端から内側に入った距離Ｌが１μｍ〜１０μｍになるように形成する。尚、パッシベーション膜１４がシリコン酸化膜とその上のシリコン窒化膜で形成された積層膜の場合は少なくともシリコン窒化膜に開口部１６を形成する。また、パッシベーション膜１４がポリイミド膜またはポリイミド膜を含む積層膜で形成された場合にも、少なくともポリイミド膜に開口部１６を形成する。（図７）。
つぎに、アライメントマーク１３でトリミング箇所の位置を正確に決めて、複数本ある内の一部のヒューズ素子３をレーザートリミングして溶断（切断）する（図８）。
ここで、アライメントマーク１３の位置を検出する手順について説明する。先ず、レーザー加工に用いるレーザー光のエネルギーを弱め、アライメントマーク１３を含めその周辺領域をレーザー光によりスキャン（走査）する。このスキャンにより、図２のような、反射光パターンを取得し、予め設定された情報を基に、設定値を満たす反射光パターンをスキャン範囲から検出する。
続いて、検出されたアライメントマーク１３の位置と予め設定されているアライメントマーク１３の位置とのずれ量を基に、同一チップ内に配置されたヒューズ素子３の位置補正を行い、ヒューズ素子３のトリミング箇所に正確にレーザー光が照射されるように、ヒューズ素子３の位置決めを行い、レーザートリミングしてヒューズ素子３を高精度に溶断する。このときヒューズ素子３の溶断で発生した熱によって上層の第２絶縁膜４および第３絶縁膜９が昇華（蒸発）してに穴が開く。
前記のように、アライメントマーク１３の外周部を除く中央部のメタル層がパッシベーション膜１４で被覆されていないので、反射光強度が大きくなり、高精度でアライメントマーク１３の位置検出ができる。また、アライメントマーク１３の外周部がパッシベーション膜１４で覆われ、ヒューズ素子３上のパッシベーション膜１４の開口部１５の周囲にガードリング３０が形成されているため、開口部１５からの水分や腐食性ガスなどの素子領域への侵入は防止されて信頼性の低下が回避できる。
尚、前記では被トリミング部材がヒューズ素子３の場合について説明したが、被トリミング部材が薄膜抵抗の場合もヒューズ素子３の場合と同様の工程でレーザートリミングが行なわれる。但し、薄膜抵抗の場合は抵抗値調整のために薄膜抵抗の幅の調整をレーザートリミングで行なう。薄膜抵抗の幅の調整は両側を溶断して幅を狭めることで行なう場合とスリットを形成することで行なう場合がある。
つぎに、アライメントマーク１３でトリミング箇所の位置を正確に決めて、複数本ある内の一部のヒューズ素子３をレーザートリミングして溶断（切断）する（図８）。
ここで、アライメントマーク１３の位置を検出する手順について説明する。先ず、レーザー加工に用いるレーザー光のエネルギーを弱め、アライメントマーク１３を含めその周辺領域をレーザー光によりスキャン（走査）する。このスキャンにより、図２のような、反射光パターンを取得し、予め設定された情報を基に、設定値を満たす反射光パターンをスキャン範囲から検出する。
続いて、検出されたアライメントマーク１３の位置と予め設定されているアライメントマーク１３の位置とのずれ量を基に、同一チップ内に配置されたヒューズ素子３の位置補正を行い、ヒューズ素子３のトリミング箇所に正確にレーザー光が照射されるように、ヒューズ素子３の位置決めを行い、レーザートリミングしてヒューズ素子３を高精度に溶断する。このときヒューズ素子３の溶断で発生した熱によって上層の第２絶縁膜４および第３絶縁膜９が昇華（蒸発）してに穴が開く。
前記のように、アライメントマーク１３の外周部を除く中央部のメタル層がパッシベーション膜１４で被覆されていないので、反射光強度が大きくなり、高精度でアライメントマーク１３の位置検出ができる。また、アライメントマーク１３の外周部がパッシベーション膜１４で覆われ、ヒューズ素子３上のパッシベーション膜１４の開口部１５の周囲にガードリング３０が形成されているため、開口部１５からの水分や腐食性ガスなどの素子領域への侵入は防止されて信頼性の低下が回避できる。
尚、前記では被トリミング部材がヒューズ素子３の場合について説明したが、被トリミング部材が薄膜抵抗の場合もヒューズ素子３の場合と同様の工程でレーザートリミングが行なわれる。但し、薄膜抵抗の場合は抵抗値調整のために薄膜抵抗の幅の調整をレーザートリミングで行なう。薄膜抵抗の幅の調整は両側を溶断して幅を狭めることで行なう場合とスリットを形成することで行なう場合がある。
図９は、この発明の第３実施例の半導体装置の構成図であり、同図（ａ）は、要部平面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＹ−Ｙ線で切断した要部断面図である。
図１との違いは、ガードリング３０ａを構成するメタル壁１１ａがメタル配線７上で、このメタル配線７に接しないように形成されている点である。この場合も図１とほぼ同様の効果が期待される。
図４〜図８に示される製造方法との違いは、図５の工程で下層のメタル層８を形成しないことと、図６の工程でコンタクトホール１０ａを下層のメタル配線７の上方に形成し、メタル配線の表面に達しないように形成する点である。
また、同図（ｃ）において、(イ)の断面は、メタル壁１１ａの上下の幅Ｗが一定の場合であり、（ロ）の断面は、メタル壁１１ａがメタル配線７の近傍以外の箇所で第２絶縁層２に接している場合である。（イ）に比べ（ロ）の方が、素子領域への水分や腐食性ガスなどの侵入を防止する効果が大きくなる。
図１との違いは、ガードリング３０ａを構成するメタル壁１１ａがメタル配線７上で、このメタル配線７に接しないように形成されている点である。この場合も図１とほぼ同様の効果が期待される。
図４〜図８に示される製造方法との違いは、図５の工程で下層のメタル層８を形成しないことと、図６の工程でコンタクトホール１０ａを下層のメタル配線７の上方に形成し、メタル配線の表面に達しないように形成する点である。
また、同図（ｃ）において、(イ)の断面は、メタル壁１１ａの上下の幅Ｗが一定の場合であり、（ロ）の断面は、メタル壁１１ａがメタル配線７の近傍以外の箇所で第２絶縁層２に接している場合である。（イ）に比べ（ロ）の方が、素子領域への水分や腐食性ガスなどの侵入を防止する効果が大きくなる。
図１０は、この発明の第４実施例の半導体装置の構成図であり、同図（ａ）は、要部平面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。
図１との違いは、ガードリング３０ｂをリング状の上層のメタル層１２でのみ構成し、図１で示すリング状のメタル壁１１が形成されていない点である。この場合もガードリング３０ｂ領域近傍下の素子領域への水分や腐食性ガスなどの侵入を防止する効果はあるが、図１や図９に比べるとその効果は小さい。また、この場合もガードリング３０ｂがメタル配線７と接触交差しないので設計の自由度を大きくできる。また、図１０では、ヒューズ素子３上にガードリング３０ｂを形成したが、メタル配線７上に形成してもよい。
尚、図１０において、アライメントマーク１３下の領域やガードリング下の領域にメタル配線７や素子配線などが配置されない場合には第３絶縁膜９を形成しないで、第２絶縁膜４上にガードリング３０ｂとアライメントマーク１３を形成し、パッシベーション膜１４を被覆した構成としても構わない。
図１との違いは、ガードリング３０ｂをリング状の上層のメタル層１２でのみ構成し、図１で示すリング状のメタル壁１１が形成されていない点である。この場合もガードリング３０ｂ領域近傍下の素子領域への水分や腐食性ガスなどの侵入を防止する効果はあるが、図１や図９に比べるとその効果は小さい。また、この場合もガードリング３０ｂがメタル配線７と接触交差しないので設計の自由度を大きくできる。また、図１０では、ヒューズ素子３上にガードリング３０ｂを形成したが、メタル配線７上に形成してもよい。
尚、図１０において、アライメントマーク１３下の領域やガードリング下の領域にメタル配線７や素子配線などが配置されない場合には第３絶縁膜９を形成しないで、第２絶縁膜４上にガードリング３０ｂとアライメントマーク１３を形成し、パッシベーション膜１４を被覆した構成としても構わない。
１ 半導体基板
２ 第１絶縁膜
３ ヒューズ素子
４ 第２絶縁膜
５ コンタクトホール
６ メタル接続導体
７ メタル配線
８ 下層のメタル層
９ 第３絶縁膜
１０、１０ａ コンタクトホール
１１、１１ａ メタル壁
１２ 上層のメタル層
１３ アライメントマーク
１４ パッシベーション膜
１５、１６ 開口部
３０、３０ａ、３０ｂ ガードリング
４１、４２ 反射光パターン
２ 第１絶縁膜
３ ヒューズ素子
４ 第２絶縁膜
５ コンタクトホール
６ メタル接続導体
７ メタル配線
８ 下層のメタル層
９ 第３絶縁膜
１０、１０ａ コンタクトホール
１１、１１ａ メタル壁
１２ 上層のメタル層
１３ アライメントマーク
１４ パッシベーション膜
１５、１６ 開口部
３０、３０ａ、３０ｂ ガードリング
４１、４２ 反射光パターン
Claims (11)
- レーザートリミングされる被トリミング部材と、該被トリミング部材の位置を検出するためのアライメントマークを備えた半導体装置において、
前記アライメントマークがメタル層で形成され、前記アライメントマーク上面を被覆するパッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜が、アライメントマーク上面の外周端より内側に開口されることを特徴とする半導体装置。 - レーザートリミングされる被トリミング部材と、該被トリミング部材の位置を検出するためのアライメントマークを備えた半導体装置において、
第１絶縁膜上に配置される前記被トリミング部材と、該被トリミング部材上および前記第１絶縁膜上に配置される第２絶縁膜と、該第２絶縁膜上に前記被トリミング部材の両端とそれぞれ接続する端部が向き合って配置されるメタル配線と、該メタル配線の対向する端部と離して内側に配置されるリング状の下層のメタル層と、該下層のメタル層上と前記メタル配線上と前記第２絶縁膜上に配置される第３絶縁膜と、前記下層のメタル層上の前記第３絶縁膜に配置されるリング状のコンタクトホールと、該コンタクトホールに配置されるリング状のメタル壁と、前記第３絶縁膜上に配置され前記メタル壁を介して前記下層のメタル層と接続するリング状の上層のメタル層と、前記第３絶縁膜上に前記上層のメタル層と離して配置されるメタル層からなるアライメントマークと、前記下層のメタル層と前記メタル壁と前記上層のメタル層でリング状のガードリングを構成し、前記アライメントマーク上面を被覆するパッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜が前記アライメントマーク上面の外周端より内側に開口され、前記ガードリング上を被覆する前記パッシベーション膜を構成する少なくとも前記シリコン窒化膜もしくは前記ポリイミド膜が前記ガードリングの内側に開口されることを特徴とする半導体装置。 - レーザートリミングされる被トリミング部材と、該被トリミング部材の位置を検出するためのアライメントマークを備えた半導体装置において、
第１絶縁膜上に配置される前記被トリミング部材と、該被トリミング部材上および前記第１絶縁膜上に配置される第２絶縁膜と、該第２絶縁膜上に前記被トリミング部材の両端とそれぞれ接続するメタル配線と、該メタル配線上と前記第２絶縁膜上に配置される第３絶縁膜と、前記メタル配線上の前記第３絶縁膜に前記メタル配線に達しないように配置されるリング状のコンタクトホールと、該コンタクトホールに配置されるリング状のメタル壁と、前記第３絶縁膜上に配置され前記メタル壁と接続するリング状の上層のメタル層と、前記第３絶縁膜上に前記上層のメタル層と離して配置されメタル層からなるアライメントマークと、前記メタル壁と前記上層のメタル層でリング状のガードリングを構成し、前記アライメントマーク上面を被覆するパッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜がアライメントマーク上面の外周端より内側に開口され、前記ガードリング上を被覆する前記パッシベーション膜を構成する少なくとも前記シリコン窒化膜もしくは前記ポリイミド膜が前記ガードリングの内側に開口されることを特徴とする半導体装置。 - レーザートリミングされる被トリミング部材と、該被トリミング部材の位置を検出するためのアライメントマークを備えた半導体装置において、
第１絶縁膜上に配置される前記被トリミング部材と、該被トリミング部材上および前記第１絶縁膜上に配置される第２絶縁膜と、該第２絶縁膜上に前記被トリミング部材の両端とそれぞれ接続する端部が向き合って配置されるメタル配線と、該メタル配線上と前記第２絶縁膜上に配置される第３絶縁膜と、前記被トリミング部材上の前記第３絶縁膜上にリング状のメタル層からなるリング状のガードリングと、前記第３絶縁膜上に前記ガードリングと離して配置されるメタル層からなるアライメントマークと、前記アライメントマーク上面を被覆するパッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜がアライメントマーク上面の外周端より内側に開口され、前記ガードリング上を被覆する前記パッシベーション膜を構成する少なくとも前記シリコン窒化膜もしくは前記ポリイミド膜が前記ガードリングの内側に開口されることを特徴とする半導体装置。 - レーザートリミングされる被トリミング部材と、該被トリミング部材の位置を検出するためのアライメントマークを備えた半導体装置において、
第１絶縁膜上に配置される前記被トリミング部材と、該被トリミング部材上および前記第１絶縁膜上に配置される第２絶縁膜と、該第２絶縁膜上に前記被トリミング部材の両端とそれぞれ接続する端部が向き合って配置されるメタル配線と、前記被トリミング部材上の前記第２絶縁膜上に前記メタル配線の対向する端部の内側にリング状のメタル層からなるリング状のガードリングと、前記第２絶縁膜上に前記ガードリングと離して配置されるメタル層からなるアライメントマークと、前記アライメントマーク上面を被覆するパッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜がアライメントマーク上面の外周端より内側に開口され、前記ガードリング上を被覆する前記パッシベーション膜を構成する少なくとも前記シリコン窒化膜もしくは前記ポリイミド膜が前記ガードリングの内側に開口されることを特徴とする半導体装置。 - 前記パッシベーション膜が、シリコン酸化膜上に前記シリコン窒化膜を積層した積層膜もしくはシリコン酸化膜上に前記ポリイミド膜を積層した積層膜であり、少なくとも前記シリコン窒化膜もしくは前記ポリイミド膜が開口されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記被トリミング部材が、ヒューズ素子もしくは薄膜抵抗であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記パッシベーション膜のうち少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜に形成された開口部の端部が、アライメントマーク上面の外周端から、１μｍ以上、１０μｍ以下内側で形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
半導体基板上に形成された第１絶縁膜上に被トリミング部材を形成する工程と、
前記被トリミング部材を含む前記第１絶縁膜上を第２絶縁膜で被覆する工程と、
前記被トリミング部材の両端上の前記第２絶縁膜に第１コンタクトホールをそれぞれ形成し該第１コンタクトホールを充填してメタル接続導体を形成し前記被トリミング部材の両端とそれぞれ前記メタル接続導体で接続するメタル配線を前記第２絶縁膜上に形成し、前記第２絶縁膜上に前記第１コンタクトホールに挟まれたガードリングを構成するリング状の下層のメタル層を形成する工程と、
前記メタル配線上と前記下層のメタル層上および前記第２絶縁膜上に第３絶縁層を形成する工程と、
前記下層のメタル層上の前記第３絶縁層にリング状の第２コンタクトホールを形成し、該第２コンタクトホールを充填し前記ガードリングを構成するメタル壁を形成し該メタル壁で前記下層のメタル層と接続する前記ガードリングを構成するリング状の上層のメタル層を前記第３絶縁膜上に形成し、該第３絶縁膜上に前記リング状のガードリングと離してアライメントマークをメタル層で形成する工程と、
前記アライメントマーク上および前記ガードリング上に少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜で構成されるパッシベーション膜を形成し、前記アライメントマーク上面の外周端より内側の前記パッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜またはポリイミド膜に開口部を形成し、前記リング状のガードリングより内側の前記パッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜またはポリイミド膜に開口部を形成する工程と、
前記アライメントマークのレーザー光による反射光パターンから前記アライメントマークの位置を検出し、予め設定したアライメントマークの位置とのずれ量を基に前記被トリミング部材の位置決めを行い、該被トリミング部材をレーザートリミングする工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
半導体基板上に形成された第１絶縁膜上に被トリミング部材を形成する工程と、
前記被トリミング部材を含む前記第１絶縁膜上を第２絶縁膜で被覆する工程と、
前記被トリミング部材の両端上の前記第２絶縁膜に第１コンタクトホールをそれぞれ形成し該第１コンタクトホールを充填してメタル接続導体を形成し前記被トリミング部材の両端とそれぞれ前記メタル接続導体で接続する端部が対向するメタル配線を前記第２絶縁膜上に形成する工程と、
前記メタル配線上および前記第２絶縁膜上に第３絶縁層を形成する工程と、
前記メタル配線上の前記第３絶縁層に前記メタル配線に達しないようにリング状の第２コンタクトホールを形成し、該第２コンタクトホールを充填しガードリングを構成するメタル壁を形成し該メタル壁と接続する前記ガードリングを構成するリング状の上層のメタル層を前記第３絶縁膜上に形成し、該第３絶縁膜上に前記リング状のガードリングと離してアライメントマークをメタル層で形成する工程と、
前記アライメントマーク上および前記ガードリング上に少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜で構成されるパッシベーション膜を形成し、前記アライメントマーク上面の外周端より内側の前記パッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜またはポリイミド膜に開口部を形成し、前記リング状のガードリングより内側の前記パッシベーション膜を構成する少なくともシリコン窒化膜またはポリイミド膜に開口部を形成する工程と、
前記アライメントマークのレーザー光による反射光パターンから前記アライメントマークの位置を検出し、予め設定したアライメントマークの位置とのずれ量を基に前記被トリミング部材の位置決めを行い、該被トリミング部材をレーザートリミングする工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記請求項４に記載の半導体装置の製造方法において、
半導体基板上に形成された第１絶縁膜上に被トリミング部材を形成する工程と、
前記被トリミング部材を含む前記第１絶縁膜上を第２絶縁膜で被覆する工程と、
前記被トリミング部材の両端上の前記第２絶縁膜に第１コンタクトホールをそれぞれ形成し該第１コンタクトホールを充填してメタル接続導体を形成し前記被トリミング部材の両端とそれぞれ前記メタル接続導体で接続するメタル配線を前記第２絶縁膜上に形成する工程と、
前記メタル配線上および前記第２絶縁膜上に第３絶縁層を形成する工程と、
前記被トリミング部材上の前記第３絶縁層にリング状のガードリングを構成するリング状のメタル層を形成し、該第３絶縁膜上に前記ガードリングと離してアライメントマークをメタル層で形成する工程と、
前記アライメントマーク上および前記ガードリング上に少なくともシリコン窒化膜もしくはポリイミド膜で構成されるパッシベーション膜を形成し、前記アライメントマーク上面の外周端より内側の前記パッシベーション膜を構成する少なくとも前記シリコン窒化膜または前記ポリイミド膜に開口部を形成し、前記リング状のガードリングより内側の前記パッシベーション膜を構成する少なくとも前記シリコン窒化膜または前記ポリイミド膜に開口部を形成する工程と、
前記アライメントマークのレーザー光による反射光パターンから前記アライメントマークの位置を検出し、予め設定した前記アライメントマークの位置とのずれ量を基に前記被トリミング部材の位置決めを行い、該被トリミング部材をレーザートリミングする工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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