(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路を構成する多数の半導体素子と、少なくとも一つのＴＥＧ素子とを整列状態で形成するとともに各素子形成領域表面に内部接続された多数の電極パッドを形成し、電極パッドを除く各素子表面を保護膜で被覆した半導体ウエハにおいて、前記ＴＥＧ素子の内部に形成される複数の特性測定用のＴＥＧ回路素子をＴＥＧ素子形成領域内の周縁部に配置し、ＴＥＧ素子表面の中央部に各ＴＥＧ回路素子と内部接続された電極パッドを形成したことを特徴とする半導体ウエハ。
【請求項２】
前記保護膜がポリイミド膜であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ。
【請求項３】
ＴＥＧ素子内の各ＴＥＧ回路素子に対応する電極パッドを、所定のパターンで形成しかつ、各ＴＥＧ素子毎に同一方向に整列させたことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子の評価用のＴＥＧ素子が形成された半導体ウエハに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子を製造するプロセスやデバイスの評価を目的としたＴＥＧ素子を半導体ウエハ上の所定の位置に形成し、これを測定することによって半導体素子の良否判断を行うことがある。従来のＴＥＧ素子が形成された半導体ウエハの一例を平面図として示す図３と半導体ウエハの要部を示す図４とを用いて説明する。図３に示すように半導体ウエハ１には、製品となる半導体素子２と、半導体素子２の良否判断のための測定を行うＴＥＧ素子３とが所定位置に形成されている。図４に示すようにＴＥＧ素子３は測定する回路毎に内部を例えば６個のＴＥＧ回路素子Ａ〜Ｆに分けられ３列×２行に配列されている。また、各ＴＥＧ回路素子Ａ〜Ｆの特性を測定するための３個づつの電極パッド（ＴＥＧ回路素子Ａに対してａ１，ａ２，ａ３，ＴＥＧ回路素子Ｂに対してｂ１，ｂ２，ｂ３，…，ＴＥＧ回路素子Ｆに対してｆ１，ｆ２，ｆ３）が各ＴＥＧ回路素子Ａ〜Ｆの近傍に配置されている。また、評価項目が多いとＴＥＧ素子３内に形成される電極パッドａ１〜ｆ３は半導体素子２内に形成される電極パッド４に比べて個数が多くなり、その分大きさが小さくなる。例えば半導体素子２内に形成される電極パッド４の一辺の長さを１００μｍとしたときＴＥＧ素子３内に形成される電極パッドａ１〜ｆ３の一辺の長さを２０〜３０μｍにせざるを得ない場合もある。
【０００３】
この半導体ウエハ１の表面は図４に示すようにポリイミド５が被覆され保護される。このポリイミド５は半導体素子２上では電極パッド４部以外の全領域に塗布されているが、ＴＥＧ素子３では素子全面にまったく塗布されていない。本来、ＴＥＧ素子３についても電極パッドａ１〜ｆ３部以外の回路素子Ａ〜Ｆ部にポリイミド５を塗布すべきだが、前述したようにＴＥＧ素子３の電極パッドａ１〜ｆ３は小さいために半導体素子２に対するポリイミド５のパターン形成の精度よりも高精度の位置出しが必要となるためＴＥＧ素子３についてはポリイミド５は回路素子Ａ〜Ｆ部も含めて全面除去せざるを得ないのである。以下、本発明の課題に係わるポリイミド５のパターン形成工程について断面図として示す図５を用いて詳しく述べる。図５（ａ）に示すように半導体ウエハ１の表面にポリイミド５を塗布し、その上に例えばポジ型レジスト６を塗布する。第１のマスク７を用いて露光（図中矢印で示す）しポジ型レジスト６を可溶性に変化させる。次に、図５（ｂ）に示すように現像液でポリイミド５及びポジ型レジスト６を同時に除去した後、プラズマエッチング（図中破線矢印で示す）によりポジ型レジスト６を剥離し、図５（ｃ）に示すようなポリイミド５のパターン形成が完了する。ところが、現像液でポリイミド５及びポジ型レジスト６を同時に溶解し除去するとき、現像液で溶解したポリイミド５がその周辺の硬化したポジ型レジスト６と反応しポジ型レジスト６をさらに硬化させてしまうのである。特にこれは現像液で溶解するポリイミド５の量が多いＴＥＧ素子３周辺で生じ、硬化が進んだポジ型レジスト６は、その後のプラズマエッチングで完全に除去できずレジスト残り８となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法には以下の問題があった。ポリイミドの膜をパターン形成するときに現像液で溶解するポリイミドの量が多いと、その周辺の硬化したポジ型レジストと反応しポジ型レジストをさらに硬化させる。硬化が進んだポジ型レジストは、その後のプラズマエッチングで完全に除去できず周囲の半導体素子上にレジストが残り外観不良となった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために提案されたもので、電子回路を構成する多数の半導体素子と、少なくとも一つのＴＥＧ素子とを整列状態で形成するとともに各素子形成領域表面に内部接続された多数の電極パッドを形成し、電極パッドを除く各素子表面を保護膜で被覆した半導体ウエハにおいて、ＴＥＧ素子の内部に形成される複数の特性測定用のＴＥＧ回路素子をＴＥＧ素子形成領域内の周縁部に配置し、ＴＥＧ素子表面の中央部に各ＴＥＧ回路素子と内部接続された電極パッドを形成したことを特徴とする半導体ウエハである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のＴＥＧ素子が形成された半導体ウエハの一例を要部平面図として示す図１を用いて説明する。図４，５と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図１に示すように、半導体ウエハ１０１には、製品となる半導体素子２と、半導体素子２の良否判断のための測定を行うＴＥＧ素子１０２とが所定位置に形成されている。ＴＥＧ素子１０２は測定する回路毎に内部を例えば６個のＴＥＧ回路素子Ａ〜Ｆに分けられＴＥＧ素子１０２内の外周部に配置されている。また、各ＴＥＧ回路素子Ａ〜Ｆの特性を測定するための３個づつの電極パッド（ＴＥＧ回路素子Ａに対してａ１，ａ２，ａ３，ＴＥＧ回路素子Ｂに対してｂ１，ｂ２，ｂ３，…，ＴＥＧ回路素子Ｆに対してｆ１，ｆ２，ｆ３）は、すべてＴＥＧ素子１０２の中央に集められ６列×３行に配置されている。さらに、各ＴＥＧ回路素子Ａ〜Ｆに対する３個づつの電極パッド（ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３，…，ｆ１〜ｆ３）はすべて同じ配置（図１中では横一直線で等間隔）で並んでおり特性測定時にプローブ針（図示せず）の配置を変えなくてもよいようになっている。
【０００７】
次に、同じく図１を用いて保護のために半導体ウエハ１０１の表面を被覆するポリイミド５のパターン形成状態を説明する。ポリイミド５は半導体素子２では電極パッド４部以外の全領域に塗布されており、ＴＥＧ素子１０２でも中央に集められた電極パッドａ１〜ｆ３部以外の全領域に塗布されている。
【０００８】
以下、本発明の半導体ウエハ１０１の表面を被覆するポリイミド５のパターン形成状態を説明する。ポリイミド５のパターン形成工程について断面図として示す図２を用いて詳しく述べる。図２（ａ）に示すように半導体ウエハ１０１上の全面にポリイミド５を塗布し、その上に例えばポジ型レジスト６を塗布する。第２のマスク１０３を用いて露光（図中矢印で示す）しポジ型レジスト６を可溶性に変化させる。次に、図２（ｂ）に示すように、現像液でポリイミド５及びポジ型レジスト６を同時に溶解し除去した後、プラズマエッチング（図中破線矢印で示す）によりポジ型レジスト６を剥離し図２（ｃ）に示すようなポリイミド５のパターン形成が完了する。ここで、現像液で溶解するポリイミド５の量は、従来のＴＥＧ素子１０２が素子全面であるのに対して、本発明のＴＥＧ素子１０２は電極パッドａ１〜ｆ３が集中して配置されているＴＥＧ素子１０２の中央のみであるため溶解するポリイミド５の量が低減される。こうすることで周囲の硬化したポジ型レジスト６と反応しにくくなる。また、万一、溶解したポリイミド５の一部がポジ型レジスト６と反応しポジ型レジスト６をさらに硬化させたとしてもＴＥＧ素子１０２内の外周部にＴＥＧ回路素子Ａ〜Ｆを配置するためレジスト残り８はＴＥＧ回路素子Ａ〜Ｆ領域に生じることになる。
【０００９】
【発明の効果】
本発明のＴＥＧ素子が形成された半導体ウエハは、電極パッド群をＴＥＧ素子の中央に集中して配置するため、ポリイミドをパターン形成するときに溶解するポリイミドの量を低減でき溶解したポリイミドと周囲の硬化したレジストとを反応させにくくする。また、ＴＥＧ素子内の外周部に電極パッド群を取り囲むようにＴＥＧ回路素子群を配置するため万一、レジスト残りが生じたとしてもＴＥＧ回路素子内に生じるため周囲の半導体素子を外観不良にすることがない。また、各ＴＥＧ回路素子毎の電極パッドがすべて同じ配置に並べられていると特性測定時にプローブ針の配置を変えなくてもよく、電極パッド群を中央に集中させた分、プローブの移動距離が少なくでき測定インデックスを改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＴＥＧ素子が形成された半導体ウエハの平面図
【図２】本発明のＴＥＧ素子が形成された半導体ウエハにポリイミドをパターン形成する工程の説明図
【図３】従来のＴＥＧ素子が形成された半導体ウエハの平面図
【図４】従来のＴＥＧ素子が形成された半導体ウエハの要部の平面図
【図５】従来のＴＥＧ素子が形成された半導体ウエハにポリイミドをパターン形成する工程の説明図
【符号の説明】
１０１  半導体ウエハ
１０２  ＴＥＧ素子
１０３  第３のマスク
【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】
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