(57)【要約】【課題】ボンディング領域とプロービング領域とを区分するための識別表示を備える半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置は、半導体基板上に形成されたヒューズ及び配線パターンと、前記ヒューズ及び配線パターンが形成された半導体基板上に形成された層間絶縁膜とを含み、前記配線パターン上で前記層間絶縁膜を貫通して前記配線パターンに連結されたボンディングパッドが形成される。また、半導体装置は、前記ヒューズ上の層間絶縁膜が除去されたヒューズオープニングと、前記ボンディングパッドの付近の層間絶縁膜が前記ヒューズオープニング形成の時に一緒に除去された識別表示とを含む。前記識別表示は、前記ボンディングパッドにボンディング領域とプローブ領域とを区分するものである。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成されたヒューズ及び配線パターンと、
前記ヒューズ及び配線パターンが形成された前記半導体基板上に形成され、前記ヒューズパターンを露出させるヒューズオープニングを有する層間絶縁膜と、
前記配線パターン上で前記層間絶縁膜を貫通して前記配線パターンに連結されたボンディングパッドと、
前記ボンディングパッドの付近の前記層間絶縁膜内に形成され、前記ボンディングパッドのボンディング領域とプロービング領域とを指示する識別表示とを含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記識別表示は、前記ボンディングパッドから離隔した位置に形成されている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】
前記半導体装置は、列を構成するように配列された複数のボンディングパッドを含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記識別表示は、前記ボンディングパッドの配列方向と平行な線に沿って形成されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記識別表示は、前記ボンディングパッドの配列方向と平行な線に対して垂直な方向に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記ボンディングパッドは、長方形であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記識別表示は、前記ボンディングパッドの短軸に平行な線上に形成され、
前記識別表示が位置する前記線は、前記ボンディング領域と前記プローブ領域の位置を表示することを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記識別表示は、前記ボンディングパッドの長軸に垂直な線上に形成され、
記識別表示が位置する前記線は、前記ボンディング領域と前記プローブ領域の位置を表示することを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記識別表示は、長軸が前記ボンディングパッドに向いたバー形態であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記識別表示は、頂点が前記ボンディングパッドに向いた三角形であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記基板の全面を覆い、前記ヒューズオープニング及び前記ボンディングパッドが露出したオープニングを有する保護膜をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記識別表示は、前記ボンディングパッドの少なくとも一方の側に形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記層間絶縁膜と前記半導体基板との間に配置されたヒューズ保護膜をさらに含み、
前記ヒューズオープニング及び前記識別表示は、前記ヒューズ保護膜をエッチング停止膜にして前記層間絶縁膜を除去した結果として形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１４】
半導体基板に配線パターン及びヒューズを形成する段階と、
前記配線パターン及び前記ヒューズパターンを覆う層間絶縁膜を形成する段階と、
前記層間絶縁膜をパターニングして前記配線パターンの一部を露出させる段階と、
前記露出した配線パターンに接続されたボンディングパッドを形成する段階と、
前記ヒューズパターン上で前記層間絶縁膜の一部分を除去してヒューズオープニングを形成する段階と、
前記ボンディングパッドの付近に前記層間絶縁膜の一部分を除去して識別表示を形成する段階とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記ヒューズオープニング及び前記識別表示は同時に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記識別表示を形成する段階は、前記ボンディングパッドから離隔した位置における前記層間絶縁膜の一部分を除去する段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記識別表示は、前記ボンディングパッドの少なくとも一方の側に位置するように形成されることを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記層間絶縁膜を形成する前に、前記ヒューズパターン及び前記配線パターンを覆うヒューズ保護膜を形成する段階をさらに含み、
前記ヒューズオープニング及び前記識別表示を形成する段階は、前記ヒューズ保護膜をエッチング停止層として用いて前記層間絶縁膜の一部分を除去する段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記ヒューズオープニングが形成された基板の全面に、前記ヒューズパターン及び前記ボンディングパッドを露出させるオープニングを有する保護膜を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の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、半導体装置及びその製造方法に係り、さらに具体的にはボンディングパッドにボンディング領域とプロービング領域とを区分する識別表示を備える半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、外部電源または外部信号の入出力のためのボンディングパッドを具備している。ボンディングパッドには、バンプまたはワイヤがボンディングされ、半導体装置の信頼性の維持のためには、これらが強く結合されることが求められている。
【０００３】
一方、半導体装置は、製造工程が完了した後にテスト段階を経る。半導体装置のテスト段階において、ボンディングパッドのうちの一部が選択されてプロービングされ、ボンディングパッドのプローブが接触した部分は、金属膜の一部が浮き上がったり、押されたりして表面が不良になる可能性がある。特に、様々なテストの実行により、複数回にわたってプロービングされるボンディングパッドの場合、パッドの損傷がさらに深刻になり、ボンディングパッド上へのワイヤまたはバンプの接触が不良になる問題が発生する。このような問題を最小化するために、テストラインではボンディングパッドを任意のボンディング領域とプロービング領域とに区分してプロービング領域にのみプローブが接触するようにしてワイヤまたはバンプのボンディング領域を確保しようと努力がなされている。
【０００４】
図１は半導体装置に形成された従来のパッドを示した平面図である。
【０００５】
図１を参照すれば、従来のボンディングパッドのうちの一部は、形成空間が許容される限度内で長方形で形成されて、ボンディング領域とプロービング領域との区分が容易な構造を有している。ここで、テストラインの作業者は、スコープを通じて肉眼でボンディングパッド１０の一部をボンディング領域Ａとプロービング領域Ｂとに任意指定し、プローブをボンディング領域に接触させて半導体装置をテストする。この時、プローブが接触する部位１４は、おおよそボールまたはワイヤ１２を接触させるべきボンディング領域Ａの２０％程度についてはオーバーラップ１６が許容される。しかし、作業者によっては、ボンディング領域Ａとプロービング領域Ｂの設定が変わりうるため、実際にプローブがボンディング領域Ａにさらに深く入る場合があり、この場合、後続工程においてワイヤまたはバンプのボンディングが不良になる可能性がある。
【０００６】
上述した問題を解決するために、ボンディングパッドに段差を形成する方法や、ボンディングパッド上に絶縁膜を残してボンディング領域とプロービング領域とを区分する方法があるが、この場合、テスト段階においてボンディングパッドの金属膜または絶縁膜が浮き上がってボンディング領域上に付着することによって、ボンディングも不可能になるという深刻な問題が発生しうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、ボンディングパッドにボンディング領域とプロービング領域が作業者によって任意指定されて誤差が発生するという従来技術の問題点を解決することにある。
【０００８】
本発明の他の課題は、ボンディングパッドをボンディング領域とプロービング領域に区分し、プロービングによってボンディング領域が損傷することを防止することができる構造及び方法を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の課題は、ボンディングパッドにボンディング領域とプロービング領域とを区分することにおいて、半導体装置の他の構成部分と連携した複合的な構造及び単純な方法を提示することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するために、本発明は、ボンディングパッドのボンディング領域及びプロービング領域を区分する識別表示がヒューズオープニングとともに形成された半導体装置を提供する。この装置は、半導体基板上に形成されたヒューズ及び配線パターンと、前記ヒューズ及び配線パターンが形成された半導体基板上に形成された層間絶縁膜とを含み、前記配線パターン上で前記層間絶縁膜を貫通して前記配線パターンに連結されたボンディングパッドが形成される。また、この装置は、前記ヒューズ上の層間絶縁膜が除去されたヒューズオープニングと、前記ボンディングパッドの付近の層間絶縁膜が前記ヒューズオープニング形成の時に共に除去された識別表示（ｖｉｓｉｂｌｅｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を含む。前記識別表示は、前記ボンディングパッドにボンディング領域とプローブ領域とを区分するのである。
【００１１】
本発明において、前記識別表示は、前記ボンディングパッドから所定間隔離隔した位置に形成されて、プローブが識別表示に接することによって異物がパッド上に付着する問題を防止することができる。前記識別表示は、前記ボンディングパッドの一方の側または両方の側に配置されることができる。前記識別表示は、前記ボンディングパッドを横切る仮想線上に配置されることができる。また、半導体チップ上にボンディングパッドが列を構成するように配置され、前記識別表示は、例えば、前記ボンディングパッドの配列方向に平行に前記ボンディングパッドを横切る仮想線上に形成されるか、前記ボンディングパッドの配列方向に平行に前記ボンディングパッドを横切る仮想線に垂直に形成されることができる。
【００１２】
上述した課題を解決するために本発明は、ヒューズオープニングを形成すると同時にボンディングパッドをボンディング領域とプロービング領域に分けることができる識別表示を形成する方法を提供する。この方法は、半導体基板に配線パターン及びヒューズを形成し、前記配線パターン及び前記ヒューズパターンを覆う層間絶縁膜を形成することを含む。前記層間絶縁膜をパターニングして前記配線パターンの一部を露出させ、前記露出した配線パターンに接続されたボンディングパッドを形成する。前記ヒューズパターン上の層間絶縁膜を除去してヒューズオープニングを形成すると同時に、前記ボンディングパッドの付近の層間絶縁膜を除去して識別表示を形成する。
【００１３】
前記層間絶縁膜を形成する前に前記ヒューズパターンを覆うヒューズ保護膜をさらに形成することができ、前記ヒューズ保護膜をエッチング停止層にして前記ヒューズ保護膜を除去して前記ヒューズオープニング及び前記識別表示を同時に形成することができる。また、前記ヒューズオープニング及び前記識別表示が形成された基板の全面に前記ヒューズオープニング及び前記ボンディングパッドが露出したオープニングを有する保護膜をさらに形成することもできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、識別表示をボンディングパッド近所の層間絶縁膜に形成してボンディングパッドをボンディング領域とプロービング領域に区別することができる。本発明によれば、前記識別表示をヒューズオープニングを形成すると同時に形成して工程段階を減らすことができ、識別表示をヒューズオープニングから所定距離離隔して層間絶縁膜に形成してプロービングにより識別表示をなす物質がボンディング領域を汚染させることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明は、ここで説明される実施形態に限定されず、他の形態で具体化されることもできる。むしろ、ここで紹介される実施形態は、当業者に本発明の思想を十分に伝達するために提供されるものである。図において、層及び領域の厚さは明確性のために誇張されている。また、層が他の層または基板上にあると言及される場合に、それは他の層または基板上に直接形成されてもよいし、それらの間に第３の層が配置されてもよい。明細書の全体にかけて同一の参照番号は同一の構成要素を示す。
【００１６】
図２は、本発明の望ましい実施形態に係る識別表示が形成された半導体装置の一部を示した平面図であり、図３は図２のＩ−Ｉ'に沿って切断した本発明の一実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【００１７】
図２及び図３を参照すれば、半導体基板１００には、複数のボンディングパッド５０が形成され、また所定の領域にヒューズオープニング５４が形成されている。ヒューズオープニング５４は、回路のリペアのためのヒューズの切断または付着のために形成される部分として、特にメモリ装置の不良セルを予備セルに取り替えるために用いられる。最近では、メモリ装置だけでなく、システムＬＳＩとメモリ装置が複合されたハイブリッド半導体装置にもヒューズオープニング５４が形成される傾向にある。
【００１８】
半導体基板１００には、配線パターン１０２とヒューズパターン１０４が形成されており、配線パターン１０２及びヒューズパターン１０４が形成された半導体基板１００上には層間絶縁膜１０８が形成される。ヒューズオープニング５４は、ヒューズパターン１０４上の層間絶縁膜１０８が除去されて形成された部分である。層間絶縁膜１０８に対してエッチング選択性を有するヒューズ保護膜１０６が層間絶縁膜１０８の下部に形成されることもできる。ヒューズオープニング５４は、ヒューズ保護膜１０６をエッチング停止層にして層間絶縁膜１０８が除去されて形成される。
【００１９】
配線パターン１０２上には、層間絶縁膜１０８を貫通して配線パターン１０２に接続されたボンディングパッド５０が形成される。ボンディングパッド５０は、配線パターン１０２上のヒューズ保護膜１０６も貫通して配線パターン１０２に接続されることができる。ボンディングパッド５０の一方の側または両方の側の基板の任意位置に、パッド５０をボンディング領域とプロービング領域とを分割する識別表示５２が形成される。識別表示５２は、ヒューズオープニング５４と同様に、層間絶縁膜１０８が除去されて形成されうる。識別表示５２は、ヒューズオープニング５４と同時に形成される場合には、ヒューズオープニング５４とほぼ同一の深さを有することができる。また、層間絶縁膜１０８の下部のヒューズ保護膜１０６をエッチング停止層として用いて層間絶縁膜１０８を除去してヒューズオープニング５４を形成することによって、ヒューズオープニング５４をヒューズオープニング５４とともに形成されることができる。識別表示５２は。ボンディングパッド５０から所定間隔離隔した位置に形成される。識別表示５２は、図２に示したように、例えば、長軸がボンディングパッド５０に向いたバータイプとして形成されうる。ここで、ボンディング領域とプロービング領域との区別が明らかになるように、識別表示５２はボンディングパッド５０の所定部分を横切る仮想線上に位置するように形成され、該仮想線によって分割される領域がそれぞれボンディング領域とプロービング領域になる。識別表示５２によって分割されたボンディング領域の幅ｗ１とプロービング領域の幅ｗ２において、ボンディング領域の幅ｗ１がプロービング領域の幅ｗ２より広いことが望ましい。すなわち、ボンディングパッド５０においてプローブが接触する領域の面積を小さくして、バンプまたはワイヤがボンディングされる領域を大きく確保することが望ましい。
【００２０】
識別表示１５２は、図４に示したように三角形であってもよく、この例では、頂点のうちの一つをボンディングパッド５０に向けてボンディングパッド５０にボンディング領域とプロービング領域がより明確に区分することができる。ボンディングパッド５０の間の領域であって識別表示１５２が形成された部分以外の領域については他の目的に活用することもできる。識別表示１５２の平面構造は、その形態に制限されず、ボンディングパッド５０にヒューズ領域とボンディング領域の区別を作業者が認識することができる形状で形成することができる。
【００２１】
図５を参照すれば、本発明の望ましい実施形態に係る半導体装置は、パッドオープニング５４及び識別表示５２が形成された基板の全面を覆う保護膜１１０をさらに含むことができる。保護膜１１０は、識別表示５２を観察によって識別されることができる程度の透明度を有する物質、例えばポリマ系列の絶縁膜で形成されることができる。ポリマ系列の絶縁膜は、一般的に半導体装置製造工程において外部環境から半導体装置を保護する目的として用いられている。保護膜１１０は、ヒューズオープニング５４及びボンディングパッド５０をそれぞれ露出させたオープニングを有する。
【００２２】
図６及び図７は、本発明の望ましい実施形態に係る半導体チップを示した図である。
【００２３】
図６を参照すれば、半導体チップ２００には、外部と電源及び信号入出力のための複数のボンディングパッド２１０、２５０が配置されており、ボンディングパッド２１０、２５０は、半導体装置に応じて配置領域がデザインされる。また、ボンディングパッド２１０、２５０の全部にパッケージングの際にバンプまたはワイヤがボンディングされるのではなく、製造工程完了の後のテスト過程においてプロービングのみされるパッドなどもある。
【００２４】
ボンディングパッドは、一般的には正方形構造２１０で形成され、テスト段階においてプロービングが頻繁に行われるパッドは長方形構造２５０で形成される場合がある。ボンディングパッド２１０、２５０は、一定の規則に応じて一列に配列されうる。本発明の望ましい実施形態の識別表示２５２は、ボンディングパッド、特に複数回のプロービングが行われるパッドの一方の側または両方の側に形成されることができ、ボンディングパッド２５０の配列方向に平行にボンディングパッド２５０を横切る線を仮定した場合に、識別表示２５２は、仮想線Ｌ１上の位置に形成されることができる。図面において、識別表示２５２は、仮想線Ｌ１と平行な長軸を有するバータイプに示したが、その形状は多様に変形可能である。また、半導体チップ２００の所定の領域にはリペアのためのヒューズオープニング２５４が複数形成されることができ、ヒューズオープニング２５４と識別表示２５２は同時に形成されてほぼ同一の層構造を有することができる。
【００２５】
図６と異なり、図７では、長方形のボンディングパッド２５０がその長軸方向に一列に配列されている。この構造において、識別表示２５２は、ボンディングパッド２５０の配列方向に平行にボンディングパッド２５０を横切る仮想線Ｌ２に対して垂直な方向に延びるように形成され、前記ボンディングパッド２５０の一方の側または両方の側に形成されることができる。
【００２６】
図６及び図７では、テスト段階で複数回にわたってプロービングされる長方形ボンディングパッド２５０の近所に識別表示２５２を形成したが、これと同様に正方形のボンディングパッド２１０の近所にも識別表示２５２を形成してプロービング領域とボンディング領域とを区分することができる。
【００２７】
図８乃至図１０は本発明の望ましい実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【００２８】
図８を参照すれば、半導体基板に公知の製造工程を利用して単位素子及び配線層を形成する。多層配線の配線パターン１０２を形成して基板の所定領域にヒューズパターン１０４を形成する。ヒューズパターン１０４は、配線パターン１０２と同一の物質または配線パターン１０２を構成する金属膜の一部で形成されることができ、その他に半導体装置を構成する他の構成の一部で形成されることもできる。
【００２９】
配線パターン１０２及びヒューズパターン１０４が形成された基板の全面に層間絶縁膜１０８を形成する。階間絶縁膜１０８を形成する前に前記基板の全面に相間絶縁膜１０８に対するエッチング選択性を有し、以後にヒューズパターン１０４を覆うヒューズ保護膜１０６をさらに形成することもできる。
【００３０】
層間絶縁膜１０８とヒューズ保護膜１０６とをエッチングして配線パターン１０２の一部を露出させ、配線パターン１０２上にボンディングパッド５０を形成する。ボンディングパッド５０は、層間絶縁膜１０８を貫通して配線パターン１０２に連結される。
【００３１】
図９を参照すれば、層間絶縁膜１０８をエッチングして識別表示５２及びヒューズオープニング５４を形成する。識別表示５２とヒューズオープニング５４は、同時に形成されてほぼ同一の深さで形成されることができる。さらに、ヒューズ保護膜１０６をエッチング停止層として用いて、層間絶縁膜１０８をエッチングして識別表示５２とヒューズオープニング５４とをエッチングすることができる。エッチング停止層として用いられたヒューズ保護膜１０６は一定の厚さでヒューズパターン１０４を覆ってヒューズカッティング不良またはヒューズカッティングによる汚染を防止することができる。
【００３２】
図１０を参照すれば、識別表示５２及びヒューズオープニング５４が形成された基板の全面に保護膜１１０を形成し、保護膜１１０をエッチングしてヒューズオープニング５４及びボンディングパッド５０を露出させるオープニングを形成する。保護膜１１０は公知の半導体製造工程で用いる物質である有機膜で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ボンディング領域とプロービング領域が区別されない従来のボンディングパッドを示した図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る半導体装置の平面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ'に沿って切断した断面図である。
【図４】本発明の変形例に係る半導体装置の平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る半導体装置の平面図である。
【図６】本発明が適用された半導体チップを示した平面図である。
【図７】本発明が適用された半導体チップを示した平面図である。
【図８】本発明の望ましい実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図９】本発明の望ましい実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の望ましい実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【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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【図１０】
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