(57)【要約】【課題】アライメント精度を高める。【解決手段】半導体装置１００は、基板１０２と、基板１０２上に形成され、金属膜により構成されたアライメントマーク１１０と、アライメントマーク１１０上に形成され、アライメントマーク１１０の表面全体を覆うカバー絶縁膜１０４と、カバー絶縁膜１０４上に形成され、平面視において、アライメントマーク１１０上で開口するとともに端面１０８ａがアライメントマーク１１０の端面１１０ａと一致する開口部１０８が形成されたポリイミド膜１０６とを含む。【選択図】図１
2010021293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成され、金属膜により構成されたアライメントマークと、
前記アライメントマーク上に形成され、前記アライメントマークの表面全体を覆うカバー絶縁膜と、
前記カバー絶縁膜上に形成され、平面視において、前記アライメントマーク上で開口するとともに端面が前記アライメントマークの端面と一致する開口部が形成されたポリイミド膜と、
を含む半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記カバー絶縁膜は、前記アライメントマークの前記端面よりも外周にまで延在して形成された半導体装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置において、
前記基板上の前記アライメントマークと同層に形成されたパッド電極をさらに含み、
前記カバー絶縁膜は、前記パッド電極が形成された領域上にも形成されるとともに、当該パッド電極の上面を露出する開口部を有し、
前記ポリイミド膜は、前記パッド電極が形成された前記領域上にも形成されるとともに、当該パッド電極の上面を露出する開口部を有する半導体装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置において、
前記アライメントマークおよび前記パッド電極は、配線膜およびその上に形成されたバリアメタル膜をそれぞれ含み、
前記パッド電極の前記バリアメタル膜は、前記カバー絶縁膜から露出した部分において、前記アライメントマークの前記バリアメタル膜よりも膜厚が薄い半導体装置。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体装置において、
前記配線膜は、アルミニウム膜である半導体装置。
【請求項６】
基板上に形成され、金属膜により構成されたアライメントマークを形成する工程と、
前記アライメントマーク上の全面に、カバー絶縁膜を形成する工程と、
前記カバー絶縁膜上の全面に、ポリイミド膜を形成し、前記アライメントマーク上の全面に前記カバー絶縁膜を残した状態で、前記ポリイミド膜をパターニングして当該ポリイミド膜に、平面視において、前記アライメントマーク上で開口するとともに端面が前記アライメントマークの端面と一致する開口部を形成する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記カバー絶縁膜を形成する工程において、前記カバー絶縁膜を、前記アライメントマークの前記端面よりも外周にまで延在して形成し、
前記開口部を形成する工程において、前記カバー絶縁膜は、前記アライメントマークの前記端面よりも外周にまで延在して形成されている半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載の半導体装置の製造方法において、
前記開口部を形成する工程は、
感光性ポリイミド膜を前記カバー絶縁膜上の全面に塗布する工程と、
前記感光性ポリイミド膜を露光および現像して、当該感光性ポリイミド膜に前記開口部を形成する工程と、
を含む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、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の位置あわせを行うために、半導体基板上に金属膜で構成されたアライメントマークを形成することが知られている。
【０００３】
図５は、特許文献１（特開２００７−１４２４３６号公報）に記載された半導体素子１０の構成を示す断面図である。
半導体素子１０は、半導体基板５０上に形成された整列マーク５５と、その上に形成されたパッシベーション膜６０と、さらにその上に形成されたポリイミド膜７０とを含む。ここで、ポリイミド膜７０は、パッシベーション膜６０を露出するようにパターニングされている。
【特許文献１】特開２００７−１４２４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の技術では、ポリイミド膜７０の端面７０ａが整列マーク５５の端面５５ａからマージンをとって形成されているため、アライメント精度が低下するという問題があった。図６（ａ）は、図５に示した整列マーク５５が平面視で十字形状を有する場合の半導体素子１０の構成を示す平面図である。ここではパッシベーション膜６０の記載を省略している。図６（ｂ）は、整列マーク５５の端面５５ａとポリイミド膜７０の開口部の端面７０ａとを示す平面図である。ポリイミド膜７０の端面７０ａと整列マーク５５の端面５５ａとがマージンを有する場合、図６（ｂ）に示すように、アライメントマークが二重に見えてしまう。このように、アライメントマークが二重に見えると、位置あわせ時に誤認識が生じて、アライメント精度が低下してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、
基板と、
前記基板上に形成され、金属膜により構成されたアライメントマークと、
前記アライメントマーク上に形成され、前記アライメントマークの表面全体を覆うカバー絶縁膜と、
前記カバー絶縁膜上に形成され、平面視において、前記アライメントマーク上で開口するとともに端面が前記アライメントマークの端面と一致する開口部が形成されたポリイミド膜と、
を含む半導体装置が提供される。
【０００６】
本発明によれば、
基板上に形成され、金属膜により構成されたアライメントマークを形成する工程と、
前記アライメントマーク上の全面に、カバー絶縁膜を形成する工程と、
前記カバー絶縁膜上の全面に、ポリイミド膜を形成し、前記アライメントマーク上の全面に前記カバー絶縁膜を残した状態で、前記ポリイミド膜をパターニングして当該ポリイミド膜に、平面視において、前記アライメントマーク上で開口するとともに端面が前記アライメントマークの端面と一致する開口部を形成する工程と、
を含む半導体装置の製造方法が提供される。
【０００７】
このような構成とすることにより、ポリイミド膜の段差により生じるコントラストと、アライメントマークのコントラストとが重なるようにすることができ、アライメント精度を向上させることができる。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アライメント精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１１】
図１は、本実施の形態における半導体装置の構成を示す断面図である。図２（ａ）は、半導体装置の平面図である。
半導体装置１００は、シリコン基板等の半導体基板である基板１０２と、基板１０２上に形成され、金属膜により構成されたアライメントマーク１１０と、アライメントマーク１１０上に形成され、アライメントマーク１１０の表面全体を覆うカバー絶縁膜１０４と、カバー絶縁膜１０４上に形成されたパッシベーション膜であるポリイミド膜１０６とを含む。
【００１２】
なお、基板１０２とアライメントマーク１１０が形成された層との間には、多層配線膜等が形成された構成とすることができるが、ここでは記載を省略している。アライメントマーク１１０は、半導体装置１００の最上配線層に形成されることができる。
【００１３】
ポリイミド膜１０６には、平面視において、アライメントマーク１１０上で開口するとともに端面１０８ａがアライメントマーク１１０の端面１１０ａと一致する開口部１０８が形成されている。
【００１４】
また、アライメントマーク１１０は、バリアメタル膜１１２、配線膜１１４、およびバリアメタル膜１１６がこの順で積層された積層膜とすることができる。ここで、配線膜１１４は、たとえばアルミニウムにより構成することができる。また、バリアメタル膜１１２およびバリアメタル膜１１６は、たとえば、ＴｉＮにより構成することができる。本実施の形態において、アライメントマーク１１０は、たとえば十字形状（たとえば線幅１５０μｍ）とすることができる。また、他の例として、アライメントマーク１１０は、Ｌ字形状やＴ字形状（たとえば線幅１３０μｍ）とすることもできる。
【００１５】
カバー絶縁膜１０４は、たとえばＳｉＯ２膜等、透明度の高い材料により構成することができる。また、図２（ａ）では、カバー絶縁膜１０４の記載を省略している。カバー絶縁膜１０４を透明度の高い材料で構成することにより、アライメントマーク１１０の表面にカバー絶縁膜１０４が形成されていても、図２（ａ）に示したように、アライメントマーク１１０の形状を把握することができる。
【００１６】
図２（ｂ）は、アライメントマーク１１０の端面１１０ａおよびポリイミド膜１０６の開口部１０８の端面１０８ａを示す平面図である。本実施の形態において、ポリイミド膜１０６の開口部１０８の端面１０８ａがアライメントマーク１１０の端面１１０ａと一致している。そのため、図２（ｂ）に示すように、アライメントマーク１１０のエッジのコントラストを明瞭にすることができ、アライメント精度を高めることができる。
【００１７】
また、カバー絶縁膜１０４は、アライメントマーク１１０の端面１１０ａよりも外周にまで延在して形成されている。すなわち、アライメントマーク１１０の側壁は、カバー絶縁膜１０４で覆われて保護されている。これにより、アライメントマーク１１０が薬液等により侵食されるのを防ぐことができる。
【００１８】
また、本実施の形態において、基板１０２上には、アライメントマーク１１０と同じ層に、パッド電極が形成された構成とすることができる。
【００１９】
次に、基板１０２上にアライメントマーク１１０およびパッド電極が形成される場合を例として、半導体装置１００の製造手順を説明する。図３および図４は、本実施の形態における半導体装置１００の製造手順を示す工程断面図である。
【００２０】
半導体装置１００には、パッド電極１２０が形成されるパッド形成領域２００とアライメントマーク１１０が形成されるマーク形成領域２０２とが設けられている。ここで、基板１０２上のパッド形成領域２００にパッド電極１２０、マーク形成領域２０２にアライメントマーク１１０をそれぞれ形成する。なお、パッド電極１２０は、半導体装置１００の電気特性を測定するために針を当てるための測定用電極パッドと、後に導電性のバンプを形成して外部接続するための外部接続用電極パッドとを含むことができる。アライメントマーク１１０およびパッド電極１２０は、基板１０２上にバリアメタル膜１１２、配線膜１１４、およびバリアメタル膜１１６を形成し、それぞれ所定形状にパターニングすることにより形成される。なお、基板１０２とアライメントマーク１１０およびパッド電極１２０が形成された層との間には、多層配線膜等が形成された構成とすることができるが、ここでは記載を省略している。
【００２１】
つづいて、アライメントマーク１１０およびパッド電極１２０上の全面にカバー絶縁膜１０４（たとえば膜厚１１００ｎｍ）を形成する（図３（ａ））。このとき、カバー絶縁膜１０４は、アライメントマーク１１０およびパッド電極１２０の上面および側面を覆うように、アライメントマーク１１０およびパッド電極１２０の端面よりも外周にまで延在して形成される。
【００２２】
次いで、基板１０２上の全面にレジスト膜１３０を形成する（図３（ｂ））。ここで、レジスト膜１３０は、パッド形成領域２００においてのみ、パッド電極１２０上でカバー絶縁膜１０４に開口部を形成するための開口部１３０ａが形成された構成とすることができる。
【００２３】
このようなレジスト膜１３０をマスクとしたドライエッチングにより、カバー絶縁膜１０４を選択的にエッチングして、パッド電極１２０の上面を露出させる。このとき、パッド電極１２０の上面のバリアメタル膜１１６もエッチングされる（図４（ａ））。これにより、パッド電極１２０のバリアメタル膜１１６は、カバー絶縁膜１０４から露出した部分において、アライメントマーク１１０のバリアメタル膜１１６よりも膜厚が薄くなる。このような構成により、後にパッド電極１２０の上面に針を当てて測定する際に、針が損傷するのを防ぐことができる。
【００２４】
また、レジスト膜１３０の開口部１３０ａは、平面視において、パッド電極１２０よりも小さく形成することができる。すなわち、カバー絶縁膜１０４は、パッド電極１２０の端面よりも内周に端面が位置するように開口することができる。これにより、パッド電極１２０の側面が露出しないようにカバー絶縁膜１０４が保護することができる。
【００２５】
その後、カバー絶縁膜１０４上の全面に、ポリイミド膜１０６（たとえば膜厚７μｍ）を形成し、ポリイミド膜１０６をパターニングして、パッド電極１２０上で開口する開口部１０９とアライメントマーク１１０上で開口する開口部１０８とを形成する。ここで、開口部１０８は、平面視において、端面１０８ａがアライメントマーク１１０の端面１１０ａと一致するように形成される。また、開口部１０９は、とくに限定されないが、カバー絶縁膜１０４に形成された開口部よりも外周に端面が位置するように形成することができる。また、開口部１０９の端面は、パッド電極１２０の端面と一致していてもよく、一致していなくてもいずれでもよい。
【００２６】
本実施の形態において、ポリイミド膜１０６は、感光性ポリイミド材料により構成することができる。開口部１０８を有するポリイミド膜１０６は、以下の手順で形成することができる。まず、カバー絶縁膜１０４上の全面に感光性ポリイミド膜を塗布する。つづいて、感光性ポリイミド膜に、平面視において、アライメントマーク１１０の端面１１０ａと端面が位置するパターンを露光して、現像することにより、ポリイミド膜１０６に開口部１０８を形成する（図４（ｂ））。また、開口部１０８を形成する際に、パッド形成領域２００においても、ポリイミド膜１０６に開口部１０９を形成することができる。
【００２７】
以上の工程において、マーク形成領域２０２では、アライメントマーク１１０上の全面にカバー絶縁膜１０４が残ったままとなっている。このように、アライメントマーク１１０の上面および側面がカバー絶縁膜１０４で覆われた構成とすることにより、アライメントマーク１１０が薬液等により侵食されるのを防ぐことができる。
【００２８】
なお、この後、パッド電極１２０のうち、測定用電極パッドに針を当てて測定を行った後、パッド電極１２０のうち、外部接続用電極パッド上に導電性のバンプ等を形成することができる。
【００２９】
本実施の形態における半導体装置１００によれば、アライメントマーク１１０上に形成するポリイミド膜１０６の開口部１０８が、平面視においてエッジである端面１０８ａがアライメントマーク１１０の端面１１０ａと一致するように形成されている。そのため、ポリイミド膜１０６の段差により生じるコントラストと、アライメントマーク１１０のコントラストとが重なるようにすることができ、アライメント精度を向上させることができる。これにより、カバー絶縁膜１０４の透過性に依存せず、アライメント精度を向上させることができるので、自由度が拡大するメリットも有する。
【００３０】
また、アライメントマーク１１０上には、カバー絶縁膜１０４が残っているので、アライメントマーク１１０が薬液等により浸食されるのを防ぐこともできる。
【００３１】
また、本実施の形態における半導体装置の製造方法によれば、ポリイミド膜１０６の開口部１０８は、感光性ポリイミド材料を露光および現像することにより形成するので、エッジを精度よく出すことができる。これにより、アライメント精度を向上させることができる。
【００３２】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態における半導体装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における半導体装置の構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態における半導体装置の製造手順を示す工程断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における半導体装置の製造手順を示す工程断面図である。
【図５】従来の半導体素子の構成を示す断面図である。
【図６】図５に示した半導体素子の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１００ 半導体装置
１０２ 基板
１０４ カバー絶縁膜
１０６ ポリイミド膜
１０８ 開口部
１０８ａ 端面
１０９ 開口部
１１０ アライメントマーク
１１０ａ 端面
１１２ バリアメタル膜
１１４ 配線膜
１１６ バリアメタル膜
１２０ パッド電極
１３０ レジスト膜
１３０ａ 開口部
２００ パッド形成領域
２０２ マーク形成領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010021293.tif 000007
【図６】
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