(57)【要約】【課題】多層配線構造において、測定パッドとバンプ等形成用の外部接続パッドの構造をそれぞれの用途に合わせて最適化する。【解決手段】半導体装置１００は、測定パッド２と外部接続パッド３を有している。測定パッド２は、その周端部に沿って２０個のビアコンタクトが配置され、当該ビアコンタクトが形成されていない平坦な中央部を有し、当該中央部は、測定用のプローブ針が接触されるプローブ針接触領域２Ａになっている。外部接続パッド３は、９個のビアコンタクトが配置され、当該ビアコンタクトが配置されることにより凹凸のある領域を有し、当該領域は、外部接続媒体が形成される外部接続媒体形成領域３Ａになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周端部に沿って複数のビアコンタクトが配置され、当該複数のビアコンタクトが形成されていない平坦な中央部を有し、当該中央部に測定用のプローブ針が接触される測定パッドと、
複数のビアコンタクトが配置され、当該複数のビアコンタクトが配置されることにより凹凸のある領域を有し、当該領域に外部接続媒体が形成される外部接続パッドと、を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記外部接続パッドの凹凸のある領域にバンプが形成され又はボンディングワイヤーが接続されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ビアコンタクトは、層間絶縁膜に形成されたビアコンタクトホールを通して上層の金属層が下層の金属層に電気的に接続された構造を有し、当該ビアコンタクト部の上層の金属層に凹部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記測定パッド及び外部接続パッドは平面的に見て正方形であり、前記外部接続パッドは前記測定パッドより小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、特に測定パッドと外部接続パッドを備えた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣ等の半導体装置において、その内部回路に接続されたパッド（電極）が設けられている。多層配線においては、パッドは複数の金属層を積層し、積層された金属層の間をビアコンタクトで接続した構造が採用されることが多い。
【０００３】
一般に、パッドは、先ずウエハ完成時の内部回路の動作チェック（以下、ウエハチェックという）のための測定パッドとして利用される。この場合、パッド（最上層の金属層）上に測定器のプローブ針が接触される。そして、ウエハチェック後に、当該パッド上にバンプを形成するか、ワイヤーボンディングを行っていた。
【０００４】
また、バンプ等形成用の外部接続パッドに測定パッドを連結して形成する場合もあった。そして、ウエハチェック時は測定パッドを用い、バンプ形成時は外部接続パッドを用いていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２３５７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のパッド構造においては、測定パッドと外部接続パッドは同じ構造を有していることが多く、それぞれの用途に合ったパッド構造は実現されていなかった。
【０００７】
そこで、本発明は多層配線構造において、測定パッドと外部接続パッドの構造を最適化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の半導体装置は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、周端部に沿って複数のビアコンタクトが配置され、当該複数のビアコンタクトが形成されていない平坦な中央部を有し、当該中央部に測定用のプローブ針が接触される測定パッドと、複数のビアコンタクトが配置され、当該複数のビアコンタクトが配置されることにより凹凸のある領域を有し、当該領域に外部接続媒体が形成される外部接続パッドと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、多層配線構造において、測定パッドと外部接続パッドの構造をそれぞれの用途に合わせて最適化することができる。
【００１０】
即ち、測定パッドについては、ビアコンタクトが配置されていない平坦な中央部にプローブ針を接触させることにより、その電気的接触を良好にすることができる。一方、外部接続パッドについては、ビアコンタクトが配置されて凹凸のある領域にバンプ等を形成することにより、アンカー効果によりバンプ等とパッドの密着性を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の半導体装置の概略の平面図である。
【図２】本発明の実施形態の測定パッドの平面図及び断面図である。
【図３】本発明の実施形態の外部接続パッドの平面図及び断面図である。
【図４】本発明の実施形態の測定パッドにプローブ針が接触された状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態の外部接続パッドにバンプが形成された状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態の半導体装置を図面に基づいて説明する。図１は、半導体装置１００の概略のパターン図である。半導体装置１００は、１つの半導体チップ上に、内部回路１Ａ，１Ｂと、内部回路１Ａ，１Ｂと配線を介して接続された測定パッド２、及び外部接続パッド３を含んで構成される。
【００１３】
この場合、半導体装置１００は、３層配線を用いて形成されている。測定パッド２は、ウエハチェックで用いられるパッドであり、プローブ針が接触されるパッドである。一方、外部接続パッド３は、ウエハチェック後、バンプが形成されるか、ワイヤーボンディング工程によりボンディングワイヤーが接続されるパッドである。
【００１４】
以下、測定パッド２と外部接続パッド３の構造を説明する。先ず、測定パッド２の構造について説明する。図２（ａ）は、測定パッド２の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図である。図２（ａ）に示すように、平面で見ると測定パッド２は正方形であり、測定パッド２の周端部に沿って２０個の同じ大きさのビアコンタクトが一定間隔で配置され、当該ビアコンタクトが形成されていない平坦な中央部が、測定用のプローブ針が接触するプローブ針接触領域２Ａになっている。
【００１５】
測定パッド２の断面構造を図２（ｂ）に基づいて詳しく説明すると、半導体基板１０上に第１の層間絶縁膜１１が形成され、第１の層間絶縁膜１１上に第１の金属層１３Ａが形成される。また、第１の金属層１３Ａを覆って第２の層間絶縁膜１４が形成されている。第２の層間絶縁膜１４上に、第１の金属層１３Ａに重畳して第２の金属層１５Ａが形成されている。
【００１６】
第２の金属層１５Ａを覆って第３の層間絶縁膜１６が形成されている。第３の層間絶縁膜１６上に、第２の金属層１５Ａに重畳して、第３層（最上層）の第３の金属層１７Ａが形成されている。そして、測定パッド２の周端部、つまり、第２の金属層１５Ａ及び第３の金属層１７Ａの周端部において、第３の層間絶縁膜１６に２０個のビアコンタクトホールＴＨ１が形成されており、第２の金属層１５Ａと第３の金属層１７ＡとはビアコンタクトホールＴＨ１を介して電気的に接続されている。半導体装置１００の最表面は保護膜１８により被覆されるが、第３の金属層１７Ａはその周端部を除き、露出されている。第２の金属層１５Ａは、不図示の配線を介して内部回路１Ａ又は内部回路１Ｂに接続される。
【００１７】
第１乃至第３の層間絶縁膜１１，１４，１６は例えば、シリコン酸化膜で形成され、保護膜１８は例えば、シリコン窒化膜で形成される。また、第１乃至第３の金属層１３Ａ，１５Ａ，１７Ａは例えば、Ｃｕ、Ａｌ等で形成される。
【００１８】
この場合、第２の金属層１５Ａと第３の金属層１７Ａとを接続するビアコンタクトは、ビアコンタクトホールＴＨ１の中に第３の金属層１７Ａが埋め込まれ、ビアコンタクトホールＴＨ１の底部から露出した第２の金属層１５Ａに接触した構造になっている。前記ビアコンタクトの形成方法は、先ず、エッチングにより第３の層間絶縁膜１６にビアコンタクトホールＴＨ１が形成される。その後、ビアコンタクトホールＴＨ１の内部と第３の層間絶縁膜１６の上面に金属（例えば、ＣｕやＡｌ）をスパッタすることにより、第３の金属層１７Ａが形成される。
【００１９】
この時、ビアコンタクトホールＴＨ１上の第３の金属層１７Ａの部分に凹部が形成されるが、ビアコンタクトホールＴＨ１が形成されていない第３の金属層１７Ａの中央部は平坦であるので、ウエハチェック用のプローブ針２０を接触させ、第３の金属層１７Ａとの電気的接続を得るのに適している。そこで、この平坦な中央部をウエハチェック用のプローブ針接触領域２Ａとしている。（図４参照）
【００２０】
なお、図２、図４の構造では、第１の金属層１３Ａは第２の金属層１５Ａと接続されていないが、同様にビアコンタクトにより接続しても良い。この場合、ビアコンタクトの配置は、第１の金属層１３Ａ及び第２の金属層１５Ａの周端部に形成することがプローブ針接触領域２Ａを平坦化する上で好ましい。
【００２１】
次に、外部接続パッド３の構造を説明する。図３（ａ）は、外部接続パッド３の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＹ−Ｙ線における断面図である。図３（ａ）に示すように、平面で見ると外部接続パッド３は正方形であり、外部接続パッド３の全体にわたって９個の同じ大きさのビアコンタクトが一定の間隔で配置され、当該ビアコンタクトが配置されることにより凹凸のある領域（この場合、外部接続パッド３のほぼ全体）を外部接続媒体形成領域３Ａとしたものである。この場合、外部接続パッド３は測定パッド２により小さく形成される。また、測定パッド２と外部接続パッド３とは配線により互いに接続されていても良い。
【００２２】
外部接続パッド３の断面構造を図３（ｂ）に基づいて詳しく説明すると、第１の金属層１３Ｂ、第２の金属層１５Ｂ及び第３の金属層１７Ｂが積層され、ビアコンタクトホールＴＨ２を介して第２の金属層１５Ｂと第３の金属層１７Ｂが電気的に接続される点は、測定パッド２と同じであるが、ビアコンタクトホールＴＨ２が第３の金属層１７Ｂの全体にわたって形成されている点が異なっている。ビアコンタクトホールＴＨ２の形成部が凹部になるため、第３の金属層１７Ｂのほぼ全体にわたって凹凸が形成される。
【００２３】
第３の金属層１７Ｂの凹凸のある領域にバンプ３０を形成すると、アンカー効果によりバンプ３０と外部接続パッド３の密着性を良好にして、両者の電気的接続を確実に得ることができる。（図５参照）そこで、第３の金属層１７Ｂの凹凸のある領域を外部接続媒体形成部３Ａとしている。
【００２４】
また、第３の金属層１７Ｂの凹凸のある領域にボンディングワイヤーを形成した場合にも、同様の理由でボンディングワイヤーと外部接続パッド３の密着性を良好にして、両者の電気的接続を確実に得ることができる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で変更が可能なことは言うまでもない。例えば、半導体装置１００に設けられる測定パッド２と外部接続パッド３の個数、大きさ、ビアコンタクトの数、大きさ、間隔等は適宜変更することができる。また、測定パッド２と外部接続パッド３の形状は、パターン面積の縮小化の上で正方形であることが好ましいが、長方形や円形等、他の形状を有していても良い。
【００２６】
さらに、測定パッド２と外部接続パッド３は３層配線構造に限らず、一般の多層配線構造を有していても良い。
【符号の説明】
【００２７】
１Ａ、１Ｂ  内部回路
２  測定パッド
２Ａ  プローブ針接触領域
３  外部接続パッド
３Ａ  外部接続媒体形成領域
ＴＨ１、ＴＨ２  ビアコンタクトホール
１０  半導体基板
１１  第１層間絶縁膜
１３Ａ、１３Ｂ  第１の金属層
１４  第２の層間絶縁膜
１５Ａ、１５Ｂ  第２の金属層
１６  第３の層間絶縁膜
１７Ａ、１７Ｂ  第３の金属層
１８  保護膜
１００  半導体装置
【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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