(57)【要約】【課題】  プローブパッド周辺の保護膜に損傷を与えることなく、また、プローブパッド下層の素子に直接的にストレスを及ぼすことなく、微小プローブパッドサイズに対応可能な半導体装置のプローブパッドを提供する。【解決手段】  半導体装置のプローブパッドに所定の傾斜を有する斜面を設けることで、過剰なオーバードライブをかけることなく、プローブパッド表面の酸化物をプローブ針によって除去されやすくなり、良好な電気的接触が得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特性を測定するためのプローブ針が接触するプローブパッドを有する半導体装置において、前記プローブパッドの表面は前記半導体装置の水平面に対し所定の傾斜を有する斜面を含む形状である半導体装置。
【請求項２】
前記プローブパッドの表面は、二つの斜面からなる形状であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記プローブパッドは、一つの斜面と一つの水平面とからなる形状であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
前記プローブパッドは、二つの斜面と一つの水平面とからなる形状であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項５】
前記プローブパッドは、逆円錐型の凹部からなる形状であることを特徴とする請求項１記載のプローブパッド。
【請求項６】
前記プローブパッドは、逆角錐型の凹部からなる形状であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項７】
前記プローブパッドは、逆円錐台型の凹部からなる形状であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項８】
前記プローブパッドは、逆角錐台型の凹部からなる形状であることを特徴とする請求項１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、半導体装置の構造に関する。より詳細には、ウエハ状態における半導体装置の電気的特性を測定する際に、プローブ針と接触するプローブパッドの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置はウエハ状態において、プローブパッドにプローブ針を接触させて電気的接触を得た上で、電気的試験装置を用いてその良否を判定する。
【０００３】
図５に示すように、従来の半導体装置のプローブパッドは、半導体装置の最表面に位置し、プローブ針が容易に接触できるような構造となっている。また、プローブパッドは、一つの水平面からなる平面パッド構造を有している。
【０００４】
プローブパッドと接触するプローブ針の構造には、カンチレバー型と呼ばれる構造と垂直型と呼ばれる構造がある。従来の半導体装置にカンチレバー型プローブ針を適用した場合の動作概念図を図６に示す。この場合は、プローブ針４１がプローブパッドの表面に接触してからオーバードライブをかけることによって、プローブ針の針先がパッド表面をすべり（符号４２および４３）、パッド表面の酸化物等を削りとることで、良好な電気的接触を得ている。従来の半導体装置に垂直型プローブ針を適用した場合の動作概念図を図７に示す。垂直型では、プローブパッドにプローブ針を押し当てることで、電気的接触を得ている。しかし、表面の酸化物等の量により良好な接触が得られないことがある。このため、従来、カンチレバー型の場合、より良好な接触を得るために、プローブ針をコンタクトパッドに押し付ける量を増加させる等の方法が取られるが、同時にパッド表面をすべる量が増加することになる。また、すべる量を増やすことのない垂直型の場合、押し当てる量を増加させる等の方法が取られるが、プローブパッド下層に素子がある場合、パッド直下の素子の特性が変化するなどの影響を受けることがある。
【０００５】
より良好な接触を得る手段として、プローブパッド表面の酸化物等を除去しやすくするために、パッド表面に凹凸をもつパッド構造は従来から提供されている（例としては、特許文献を参照）。
【特許文献１】特開平１０−１８９６７１号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の一般的な平面パッド構造の半導体装置では、より微小なプローブパッドサイズになると、カンチレバー型プローブ針によるプロービング時に、図６の初期コンタクトポイント４１から良好な接触性を得ようとして、押し付ける量を増加させると、それに対応して、プローブ針のすべり量が増加し、図６のプローブ針４３のようにプローブパッド周辺の保護膜に接触して保護膜を破壊してしまうことになる。
【０００７】
また、垂直型プローブ針によるプロービングの場合には、図７の初期接地ポイント４１から良好な接触性を得ようとして、押込量を増加させると、プローブパッド下層にある素子に対し、直接的にストレスが生じ、特性変化をもたらす可能性がある。時にはパッド直下の素子の破壊に至ることもある。
【０００８】
そこで、本発明は、プローブパッド下層の素子に直接的にストレスを及ぼすことなく、微小プローブパッドサイズに対応可能な半導体装置のパッド構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る半導体装置は、以下のような手段を採用した構造とした。
（１）半導体装置の特性を測定するためのプローブ針が接触するプローブパッドにおいて、前記プローブパッドは、前記半導体装置の水平面に対し所定の傾斜を有する斜面を含む形状であることを特徴とする。
（２）プローブパッドは、二つの斜面からなる形状であることを特徴とする。
（３）プローブパッドは、一つの斜面と一つの水平面とからなる形状であることを特徴とする。
（４）プローブパッドは、二つの斜面と一つの水平面とからなる形状であることを特徴とする。
（５）プローブパッドは、逆円錐型の凹部からなる形状であることを特徴とする。
（６）プローブパッドは、逆角錐型の凹部からなる形状であることを特徴とする。
（７）プローブパッドは、逆円錐台型の凹部からなる形状であることを特徴とする。
（８）プローブパッドは、逆角錐台型の凹部からなる形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上のような手段を採用することにより、半導体装置のウエハ状態での試験時、特に、微小プローブパッドサイズをもつ半導体装置のプロービング時に、接触抵抗を高くすることなく、パッド周辺部の保護膜等の破壊を抑制することができる。また、垂直型のプローブ針を使用せずに済むことで、プローブパッド下にある素子に対するストレスを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
半導体装置は、その表面のプローブパッドにプローブ針を接触させることで、半導体装置の電気的特性を測定する。
【００１２】
図１及び図８に本発明の第１の実施形態を示す。図１には半導体装置のプローブパッド部分の断面図を示し、図８には図１で示した半導体装置のプローブパッド部にカンチレバー型プローブ針を接触させ、パッド表面１を針先がすべる際の動作概念図を示す。プローブパッド１の断面形状は、パッドの下に位置する下地層間膜３と略同じであるため、下地層間膜３に所定の傾斜を有する形状を設け、その上にプローブパッド１を形成する。通常のプローブパッドは、その上面が半導体装置に対し水平であるが、本発明におけるプローブパッドは、その上面は半導体装置に対し所定の傾斜を有しており、この傾斜のついたプローブパッド１上をプローブ針４１がすべる際、傾斜角が抵抗となり、すべり量を抑制し、その応力をプローブパッド１の深さ方向に逃がすことになる。これにより、プローブ針４２がプローブパッド１表面の酸化物を除去する効果が増し、良好な接触性を得ることができる。また、同時に過剰なオーバードライブをかける必要もないことからプローブ針は周辺の保護膜２に接触する心配もない。
【００１３】
図２及び図９に本発明の第２の実施形態を示す。図２には半導体装置のプローブパッド部分の断面図を示し、図９には図２で示した半導体装置のプローブパッド部にカンチレバー型プローブ針を接触させ、パッド表面を針先がすべる際の動作概念図を示す。二つの斜面がプローブパッド中心付近で窪みを形成する構造であり、オーバードライブによって移動したプローブ針４２はプローブパッド中央の窪みで大きな抵抗を受け、すべり量を抑制し、その力をプローブパッドの深さ方向に逃がすことになる。そのため、第１の実施形態と同様に、良好な接触性を得ることができる。さらに、この第２の実施形態は第１の実施形態と比べれば、プローブパッド内の斜面の向きについての制限が緩和されるという効果もある。
【００１４】
図３に本発明の第３の実施形態に係るプローブパッド断面構造図を示している。一つの斜面と一つの水平面からなる形状であり、斜面ばかりでなく、水平面もプローブパッドの機能を有している。プローブパッド周辺の保護膜に損傷を与えることなく、また、プローブパッド下層の素子にダメージを与えないで良好な測定ができるばかりでなく、従来のボンディング技術を利用可能にしている。
【００１５】
図４に本発明の第４の実施形態に係るプローブパッド断面構造図を示している。二つの斜面と一つの水平面からなる形状であり、第３の実施形態と同様に、従来のボンディング技術を利用可能にしている。
【００１６】
断面構造図で示すと図２と同じであるが、プローブパッドを逆円錐型や逆角錐型とする応用例も課題解決のためには効果的である。また、断面構造図で示すと図４と同じになる逆円錐台型や逆角錐台型とするのも効果的である。なお、上記の逆円錐型や逆円錐台型の場合は、プローブ針のすべり方向に制限を加えない構造である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第1の実施形態に係るプローブパッド断面構造図
【図２】本発明の第２の実施形態に係るプローブパッド断面構造図
【図３】本発明の第３の実施形態に係るプローブパッド断面構造図
【図４】本発明の第４の実施形態に係るプローブパッド断面構造図
【図５】従来の半導体装置のプローブパッド断面構造図
【図６】従来の半導体装置のプローブパッドにおけるカンチレバー型プローブ針の動作概念図
【図７】従来の半導体装置のプローブパッドにおける垂直型プローブ針の動作概念図
【図８】本発明の第1の実施形態に係るプローブパッドにおけるカンチレバー型プローブ針の動作概念図
【図９】本発明の第２の実施形態に係るプローブパッドにおけるカンチレバー型プローブ針の動作概念図
【符号の説明】
【００１８】
１    プローブパッド
２    保護膜
３    下地層間膜
４１  プローブ針（初期コンタクトポイント）
４２  プローブ針（すべり量あるいは押込量ａ時コンタクトポイント）
４３  プローブ針（すべり量ｂ時コンタクトポイント）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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