(57)【要約】【課題】調整用フューズの切断が失敗しても半導体基板に形成された回路が安全性高く保護される構造の半導体装置を提供すること。【解決手段】この半導体装置は、半導体基板１上において、能動素子や受動素子のデバイス（略図する）を含む内部回路へ接続される本配線側パターン３ｂと、高電圧印加により切断される調整用フューズ５が介在されたフューズ配線側パターン３ａと、これらのフューズ配線側パターン３ａと本配線側パターン３ｂとにそれぞれ接続された電極としてのプローブ検査用パッド２とを備えており、本配線側パターン３ｂについては、調整用フューズ５の切断不良時に生じる電気的な負荷（大電圧、大電流）を受けて切断される回路保護用フューズ６が介在されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスを含む回路へ接続される本配線側パターンと、
高電圧印加により切断される調整用フューズが介在されたフューズ配線側パターンと、
前記本配線側パターンと前記フューズ配線側パターンとにそれぞれ接続された電極と、
を備え、
前記本配線側パターンには、電気的な負荷を受けて切断される回路保護用フューズが介在されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記回路保護用フューズは、前記調整用フューズよりも抵抗値が低いことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記フューズ配線側パターンは、電源ラインへ接続される配線パターンであることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記フューズ配線側パターンは、信号ラインへ接続される配線パターンであることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項５】
デバイスを含む回路へ接続される本配線側パターンと、高電圧印加により切断される調整用フューズが介在されたフューズ配線側パターンと、前記本配線側パターンと前記フューズ配線側パターンとにそれぞれ接続された電極と、を備えた半導体装置において、前記調整用フューズを切断する際に前記回路を保護する方法であって、
電気的な負荷を受けて切断される回路保護用フューズを前記本配線側パターンに予め介在させておくことを特徴とする回路保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及び回路保護方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的な半導体装置の場合、半導体基板上には製造後の特性検査用端子としてプローブ検査用パッドが備えられている。プローブ検査用パッドには、能動素子や受動素子のデバイスを含む内部回路へ接続される本配線側パターンと、プローブ検査後に高電圧印加により切断に供される調整用フューズが介在されたフューズ配線側パターンとが接続されている。フューズ配線側パターンは、通常接地ラインへ接続されているが、信号ラインへ接続されている場合もある。
その他、製造工程で不要になった回路を救済する目的でレーザ照射により装置内に設けられたリダンダンシー回路のフューズを切断して予備回路への切り替えを行う構成の半導体装置（特許文献１参照）もある。
【特許文献１】特開２００１−９３９８１号公報（第２頁段落［０００５］、第３頁段落［００１１］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した一般的な半導体装置の場合、プローブ検査後にプローブ検査用パッドから高電圧を印加して調整用フューズを切断する際、抵抗（インピーダンス）が低いフューズ配線側パターンへ向かって電流が流れて調整用フューズの切断が安定して行われるように設計されている。しかしながら、しばしば調整用フューズの切断が順調に行われず、半切れ等の切断不良状態となることがある。こうした場合には、本配線側パターン側に電気的な負荷（即ち、高電圧、高電流）集中して、半導体基板に形成された回路が破損又は破壊されてしまう可能性があった。
調整用フューズの切断が円滑に行われない理由としては、例えば調整用フューズの製造時のばらつき等により抵抗値が設計通りの値よりも低く（伝送路インピーダンスが低く）なってしまい、切断用の高電圧が印加されたにも拘らず、調整用フューズにおいて切断に要する十分な電流が流れなくなっているような場合が挙げられる。
【０００４】
何れにせよ、調整用フューズの切断が条件不具合等で完全に行われずに失敗すれば、逃げ場の無い高電圧、高電流が本配線側パターンに集中し、デバイスに対してリーク不良等の異常や、異常に至る前段階の損傷を与える可能性があるが、現状では半導体基板やそれに搭載されるデバイスを保護するための対策が何等施されていなかった。
そこで、本発明は、このような技術的課題に鑑みなされたものであって、調整用フューズの切断が失敗しても半導体基板に形成された回路が安全性高く保護される構造の半導体装置及び回路保護方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記技術的課題を解決するための第１の発明は、
デバイスを含む回路へ接続される本配線側パターン（例えば図１中の本配線側パターン３ｂ）と、
高電圧印加により切断される調整用フューズ（例えば図１中の調整用フューズ５）が介在されたフューズ配線側パターンと、
前記本配線側パターンと前記フューズ配線側パターンとにそれぞれ接続された電極（例えば図１中のプローブ検査用パッド２）と、
を備え、
前記本配線側パターンには、電気的な負荷を受けて切断される回路保護用フューズ（例えば図１中の回路保護用フューズ６）が介在されたことを特徴とする半導体装置である。
【０００６】
このような構成によれば、調整用フューズの切断不良時に本配線側パターンへ大電圧、大電流が負荷されても、そこに介在された回路保護用フューズが切断されるため、半導体基板に形成された回路の損傷や破壊が阻止される。
即ち、本発明によれば、調整用フューズの切断が失敗しても半導体基板に形成された回路が安全性高く保護される構造の半導体装置を提供できる。
【０００７】
第２の発明の半導体装置は、
前記回路保護用フューズは、前記調整用フューズよりも抵抗値が低いことを特徴とするものである。
このような構成によれば、プローブ検査後の調整用フューズに対する切断状態の成否を回路保護用フューズの状態と対比して外観上で２段階検査を行うことができ、例えば調整用フューズが完全切断され、回路保護用フューズが損傷無しの場合を優良製品として容易に判断することができる。
【０００８】
第３の発明の半導体装置は、
前記フューズ配線側パターンは、電源ライン（例えば図１中の接地ライン４）へ接続される配線パターンであることを特徴とするものである。
このような構成によれば、電極（プローブ検査用パッド）に高電圧を印加して調整用フューズに対して大電圧、大電流を負荷され易い状態にできるため、プローブ検査後の調整用フューズに対する切断を安定して行わせることができる。
【０００９】
第４の発明の半導体装置は、
前記フューズ配線側パターンは、信号ラインへ接続される配線パターンであることを特徴とするものである。
このような構成によっても、第３の発明の場合と同様に、プローブ検査後の調整用フューズに対する切断を安定して行わせることができる。
【００１０】
第５の発明は、
デバイスを含む回路へ接続される本配線側パターンと、高電圧印加により切断される調整用フューズが介在されたフューズ配線側パターンと、前記本配線側パターンと前記フューズ配線側パターンとにそれぞれ接続された電極と、を備えた半導体装置において、前記調整用フューズを切断する際に前記回路を保護する方法であって、
電気的な負荷を受けて切断される回路保護用フューズを前記本配線側パターンに予め介在させておくことを特徴とする回路保護方法である。
このような手法によれば、第１の発明の場合と同様に、調整用フューズの切断不良時に本配線側パターンへ大電圧、大電流が負荷されても、そこに介在された回路保護用フューズが切断されるため、半導体基板に形成された回路の損傷や破壊が阻止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図を参照して本発明に係る半導体装置の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る半導体装置の要部を半導体基板１の上面方向から破断して示した平面図である。
この半導体装置は、半導体基板１上において、図示されない能動素子や受動素子のデバイスを含む内部回路へ接続される本配線側パターン３ｂと、高電圧印加により切断される調整用フューズ５が介在されたフューズ配線側パターン３ａと、これらのフューズ配線側パターン３ａと本配線側パターン３ｂとにそれぞれ接続された電極としてのプローブ検査用パッド２とを備えており、本配線側パターン３ｂについては、調整用フューズ５の切断不良時に生じる電気的な負荷（大電圧、大電流）を受けて切断される回路保護用フューズ６が介在されている。
【００１２】
ここで、フューズ配線側パターン３ａは、接地ライン４へ接続される配線パターンとなっている。調整用フューズ５や回路保護用フューズ６については、構造上に特徴を持つものでなく、例えばアルミニウム材料を用いて特許文献１に開示されているような汎用的な埋め込み構造を適用することができる。フューズ配線側パターン３ａや本配線側パターン３ｂの配線構造についても、特許文献１に開示されているような周知技術を適用して配設されるもので、細部構造を問わないものとする。
この半導体装置の場合、フューズ配線側パターン３ａが電源ラインとしての接地ライン４へ接続される配線パターンであるため、プローブ検査用パッド２へ高電圧を印加してフューズ配線側パターン３ａに介在された調整用フューズ５に対して電気的な負荷（大電圧、大電流）を加え易い状態にできるため、プローブ検査後の調整用フューズ５に対する切断を安定して行わせることができる。
【００１３】
ところが、ここでも調整用フューズ５の製造時のばらつき等により抵抗値が設計通りの値よりも低く（伝送路インピーダンスが低く）なってしまい、切断用の高電圧が印加されたにも拘らず、調整用フューズ５に十分な電流が流れずに切断が円滑に行われない場合（切断不良）が起こり得る。
しかし、本実施形態の半導体装置の場合、調整用フューズ５の切断不良時に本配線側パターン３ｂへ過大な電気的な負荷（大電圧、大電流）が加えられても、そこに介在された回路保護用フューズ６がそれを受けて切断されることにより、本配線側パターン３ｂに接続された回路への影響を回避できるため、回路保護機能が働いて半導体基板１に形成された回路（半導体基板１やそれに搭載されるデバイスを含む）の損傷や破壊が安定して阻止される。
【００１４】
因みに、フューズ配線側パターン３ａについては、電源ラインとしての接地ライン４に代えて信号ラインへ接続される配線パターンであっても良い。この場合、プローブ検査用パッド２へ負電圧を印加する等の工夫が必要になるが、同様にプローブ検査後の調整用フューズ５に対する切断を安定して行わせることができ、しかも調整用フューズ５の切断不良時には本配線側パターン３ｂへ介在された回路保護用フューズ６が電気的な負荷（大電圧、大電流）を受けて切断されるため、同様な回路保護機能が得られる。
何れにしても、本実施形態の半導体装置の場合、調整用フューズ５の切断が失敗しても回路が安全性高く保護される構造となっている。
【００１５】
要するに、本実施形態の半導体装置の技術的要旨を換言すれば、デバイスを含む回路へ接続される本配線側パターン３ｂ、高電圧印加により切断される調整用フューズ５が介在されたフューズ配線側パターン３ａ、本配線側パターン３ｂとフューズ配線側パターン３ａとにそれぞれ接続された電極（プローブ検査用パッド２）と、を備えた半導体装置において、調整用フューズを５切断する際に回路を保護する方法であって、電気的な負荷（大電圧、大電流）を受けて切断される回路保護用フューズ６を本配線側パターン３ｂに予め介在させておく回路保護方法とみなすことができる。
【００１６】
更に、回路保護用フューズ６については、調整用フューズ５よりも抵抗値が低く（伝送路インピーダンスが小さく）て切断され難い構造であることが好ましい。回路保護用フューズ６は、図示されるものの場合、調整用フューズ５と比べて同じアルミニウム材料を用いて作製され、線幅が太く（断面積が大きく）、形状全体が大型なものとなっている。
このような構成であれば、プローブ検査後の調整用フューズ５に対する切断状態の成否を回路保護用フューズ６の状態と対比して外観上で２段階検査を行い、容易に装置（製品）の成否を判断することができる。
【００１７】
例えば製品出荷の判断として、外観上において、プローブ検査後の調整用フューズ５に対して高電圧を印加して切断を試みた場合を想定する。こうした場合、図２に示されるように調整用フューズ５が完全切断され、回路保護用フューズ６が損傷無しの場合を優良製品（ＯＫ）として出荷向けとすることができる。図３に示されるように調整用フューズ５が切断されていても、回路保護用フューズ６が損傷されていれば不良品扱い（ＮＧ）とすることができる。勿論、調整用フューズ５が切断されておらず、半切れ等の切断不良状態が認められれば、回路保護用フューズ６の状態（損傷の有無）に拘らず、不良品扱い（ＮＧ）とみなすことができる。その他、図４に示されるように調整用フューズ５及び回路保護用フューズ６の双方が完全切断されている場合も、回路保護用フューズ６の切断前に本配線側パターン３ｂへ電気的な負荷（大電圧、大電流）が加えられた可能性を危惧し、不良品扱い（ＮＧ）とすることができる。
【００１８】
即ち、ここでは、調整用フューズ５が完全切断され、回路保護用フューズ６が損傷無しの場合のみを優良製品（ＯＫ）として出荷向けとすることが好ましい。
これに対し、回路保護機能における成否の判断は別途に行うことができる。この場合、調整用フューズ５を切断するためにプローブ検査用パッド２に高電圧を印加したにも拘らず、調整用フューズ５及び回路保護用フューズ６の双方が損傷されておらず、導通状態にあるような場合（図１の状態を参照できる）については、半導体基板１や本配線側のデバイスが損傷又は破壊されている可能性が極めて高いとみなすことができ、それ以外の場合は保護されている可能性がある。
回路保護機能が働いたとみなせる場合を具体的に挙げれば、調整用フューズ５及び回路保護用フューズ６の何れか一方が切断された場合と図４に示したように調整用フューズ５及び回路保護用フューズ６の双方が切断された場合である。
【００１９】
調整用フューズ５のみが切断されて回路保護用フューズ６が切断されずに損傷ない場合については、上述したように製品上は最も良い状態で出荷向けとして良好状態とみなせるが、これとは逆に調整用フューズ５が切断されずに切断不良の導通状態であっても、回路保護用フューズ６が切断されていれば、本配線側パターン３ｂが導通遮断されて半導体基板１やデバイスが保護されている可能性がある。調整用フューズ５及び回路保護用フューズ６の双方が完全切断されている場合も同様である。但し、こうした場合に半導体基板１やデバイスが保護されているか否かは別途に検査する必要がある。
このように製品出荷向けの判断で不良品扱い（ＮＧ）とみなされても、別途な検査結果として、回路保護機能が働いて半導体装置としての基本機能が損なわれていないと判明した不良品については、例えば出荷以外の試験・実験用等の他の目的で使用すれば有効であるため、製造コスト面での救済に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置の要部を半導体基板１の上面方向から破断して示した平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る半導体装置の外観検査時の一状態を半導体基板１の上面方向から破断して示した平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る半導体装置の外観検査時の他状態を半導体基板１の上面方向から破断して示した平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る半導体装置の外観検査時の別状態を半導体基板１の上面方向から破断して示した平面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  半導体基板、２  プローブ検査用パッド、３ａ  フューズ配線側パターン、３ｂ  本配線側パターン、４  接地ライン、５  調整用フューズ、６  回路保護用フューズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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