(57)【要約】【課題】工程数を増やさずに、安価な装置を用いてプロ―ビング位置の目視観察を可能にする。【解決手段】本発明の半導体装置は、多層配線層（図示せず）と、多層配線層の最上層に形成され、ボンディング領域Ｐ１と試験用プローブ接触領域Ｐ２とを含むボンディングパッド２００を有する。ボンディングパッド２００には、ボンディング領域Ｐ１と試験用プローブ接触領域Ｐ２との境界を表す凹部２０２が形成されている。【選択図】図１
2012033822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層配線層と、
前記多層配線層の最上層に形成され、ボンディング領域と試験用プローブ接触領域とを含む電極パッドを有し、
前記電極パッドには、前記ボンディング領域と前記試験用プローブ接触領域との境界を表す凹部が形成されている、半導体装置。
【請求項２】
前記電極パッドは、絶縁層上に形成されており、
前記絶縁層は、前記電極パッドに電気的に接続している接続孔と、前記凹部に対応する位置に形成された溝部と、をそれぞれ有し、
前記接続孔は、第一の金属膜で埋め込まれており、
前記接続孔を埋め込む前記第一の金属膜が前記溝部の側面及び底面に沿って形成されており、
前記溝部の内部には、前記第一の金属膜上に前記電極パッドと同一材料からなる第二の金属膜が形成されている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記溝部の開口幅（Ｓ）が前記接続孔の開口幅（Ｄ）よりも大きい、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記溝部の開口幅（Ｓ）は、前記溝部に埋め込む前記第一の金属膜の膜厚（Ｔ）の２倍以上である、請求項２又は３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁層の下に位置し、平面視で前記絶縁層と重なるパッドメタル層が形成されており、前記パッドメタル層が前記溝部の底面をなす、請求項２乃至４いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
多層配線層を形成する工程と、
前記多層配線層の最上層にボンディング領域と試験用プローブ接触領域とを含む電極パッドを形成する工程と、
を含み、
前記電極パッドを形成する前記工程において、前記ボンディング領域と前記試験用プローブ接触領域との境界を表す凹部を形成する、半導体装置の製造方法。
【請求項７】
接続孔と、前記接続孔よりも開口幅が大きい溝部を絶縁膜に形成する工程と、
前記接続孔を第一の金属膜で埋め込むとともに前記溝部の側面及び底面に沿って前記第一の金属膜を形成する工程と、
前記第一の金属膜の全面に第二の金属膜を形成して前記接続孔の上部及び前記溝部の内部に前記第二の金属膜を形成するとともに、前記溝部の上に位置する前記第二の金属膜に前記凹部を形成する工程と、
をさらに含み、
前記電極パッドを形成する前記工程は、前記第二の金属膜を形成する前記工程の後に前記第二の金属膜を選択的に除去することにより、前記第二の金属膜からなる前記電極パッドを形成する、請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記溝部を前記絶縁膜に形成する前記工程は、前記第一の金属膜を形成する前記工程において前記溝部に形成される前記第一の金属膜の膜厚（Ｔ）の２倍以上の開口幅（Ｓ）を有する溝部を前記絶縁膜に形成する工程を含む、請求項７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関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置のボンディングパッドは、チップサイズの縮小を目的として、試験用のプローブを接触させるための試験用パッドと兼用させることがある。その場合、試験用のプローブによるダメージやプローブ針の針跡によるボンディングの密着性低下を防ぐために、ボンディング領域とプロービング領域とを分けることが行われている。
【０００３】
図８（ａ）は、特許文献１で示す半導体装置の平面図である。図８（ｂ）は、特許文献１で示す半導体装置の断面図である。特許文献１では、外部接続用電極であるパッド部が、最上層に形成された第１のパッドメタル層６１と、第１のパッドメタル層６１の下に層間絶縁膜７１を挟んで形成された第２のパッドメタル層６２と、層間絶縁膜７１を貫通して第１のパッドメタル層６１と第２のパッドメタル層６２を電気的に接続するビア６３とからなり、第１のパッドメタル層６１の端部と第２のパッドメタル層６２の端部とが各層の厚み方向に沿って一致しないように互いにずれて配置された半導体装置が記載されている。特許文献１の半導体装置では、プローブパッドの領域とボンディングパッドの領域とをＰ−ＳｉＮ膜などの第１の保護膜３１により分離し、第一の保護膜３１上にはポリイミド膜などの第２の保護膜３２を形成する。特許文献１の半導体装置によれば、ボンディング時やプロービング時にパッドメタル層のエッジに発生する応力を小さくし、パッドメタル層の下の層間絶縁膜にかかる応力を緩和することができるので、パッドメタル層の下の層間絶縁膜のダメージを低減できるとされている。
【０００４】
図９は、特許文献２で示す半導体装置１００の平面図である。特許文献２の半導体装置１００は、一つのパッド中にボンディング領域１１３とプロービング傷１１１形成領域とを含むボンディングパッド１１０と、ボンディングパッド１１０から離隔して設けられて、ボンディング領域１１３とプロービング傷１１１形成領域との境界を示すように構成された打ち分けマーク１２０と、を有する。特許文献２の半導体装置１００においては、打ち分けマーク１２０がボンディングパッド１１０から離隔して設けられているため、ボンディングパッド１１０を設置する際の空きスペースを利用してボンディングパッド１１０を配置することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５２２３０号公報
【特許文献２】特開２００６−２２２１４７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、上記文献記載の技術は、以下の点で改善の余地を有していた。
特許文献１の技術では、プロードパッド１１側に第２の保護膜３２を設けてプロードパッド１１とボンディングパッド２１とを識別するが、第１の保護膜３１を微細化すると、第２の保護膜３２は膜厚が厚いため、第１の保護膜３１と同時にパターニングすることができない。したがって、製造工程が増えるということがある。
【０００７】
また、特許文献２の技術では、ボンディングパッド１１０とは別の領域に形成したボンディング領域１１３とプロービング領域の打ち分けマーク１２０を形成するため、チップサイズが大きくなる。また、プロービング傷１１１と打ち分けマーク１２０とは距離が離れているため、光学顕微鏡などの安価な装置により目視にてプロ―ビング位置の厳密な良否判定が困難なことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、
多層配線層と、
前記多層配線層の最上層に形成され、ボンディング領域と試験用プローブ接触領域とを含む電極パッドを有し、
前記電極パッドには、前記ボンディング領域と前記試験用プローブ接触領域との境界を表す凹部が形成されている、半導体装置
が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、
多層配線層を形成する工程と、
前記多層配線層の最上層にボンディング領域と試験用プローブ接触領域とを含む電極パッドを形成する工程と、
を含み、
前記電極パッドを形成する前記工程において、前記ボンディング領域と前記試験用プローブ接触領域との境界を表す凹部を形成する、半導体装置の製造方法
が提供される。
【００１０】
この発明によれば、個々の電極パッドにボンディング領域と試験用プローブ接触領域との境界を表す凹部が形成されている。これにより、新たな部材を形成させることなくボンディング領域と試験用プローブ接触領域との識別表示を形成できるため、追加の製造工程が不要になる。また、凹部は、ボンディング領域と試験用プローブ接触領域との間に形成されるため、光学顕微鏡などの安価な装置を用いた目視にてプロ―ビング位置の厳密な良否判定をすることができる。したがって、工程数を増やさずに、安価な装置を用いてプロ―ビング位置の目視観察をすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、工程数を増やさずに、安価な装置を用いたプロ―ビング位置の目視観察が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る半導体装置を模式的に示した平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する平面図である。
【図４】実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図５】実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図６】実施の形態に係る半導体装置の第一の変形例を示す平面図である。
【図７】実施の形態に係る半導体装置の第二の変形例を示す平面図である。
【図８】従来の半導体装置を示す図である。
【図９】従来の半導体装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１４】
図１は、本実施の形態の半導体装置の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。本実施の形態の半導体装置は、多層配線層（図示せず）と、多層配線層の最上層に形成され、ボンディング領域Ｐ１と試験用プローブ接触領域Ｐ２とを含むボンディングパッド２００を有する。ボンディングパッド２００には、ボンディング領域Ｐ１と試験用プローブ接触領域Ｐ２との境界を表す凹部２０２が形成されている。
【００１５】
図１で示すように、本実施の形態において、凹部２０２は、ボンディングパッド２００の端から端に延在している。具体的には、矩形のボンディングパッド２００の一辺に並行に延在している。凹部２０２の開口幅は微細であるため、光学顕微鏡では、平面視における凹部２０２の開口を線状で観察することができる。そこで、本実施の形態では、凹部２０２を「ボンディング領域とプロ―ビング領域との境界線」ともいう。ボンディング領域Ｐ１とプロービング傷２０６とはボンディング領域とプロービング領域との境界線２０２により分離されていることが、光学顕微鏡などの安価な装置を用いた目視にて容易に確認することができる。
【００１６】
図２で示すように、ボンディングパッド２００は、層間絶縁層２１２上に形成されている。また、層間絶縁層２１２の下には、平面視で層間絶縁層２１２と重なる下層パッドメタル層２１８が形成されている。下層パッドメタル層２１８は、境界線開口部２２４（溝部）の底面を構成するため、境界線開口部２２４に埋め込まれた二層の金属膜２１４（金属膜２２ａ及び金属膜２２ｂの一部）を介してボンディングパッド２００と下層パッドメタル層２１８とが電気的に接続されることになる。また、下層パッドメタル層２１８は、パッドビア２１５の底面を構成するため、ボンディングパッド２００と下層パッドメタル層２１８とは、パッドビア２１５を介しても電気的に接続される。上面視でボンディングパッド２００の周囲には、保護膜２１９（例えば、ＳｉＮ膜）が形成されている。保護膜２１９は、ボンディングパッド２００の端部を覆うように形成すると好ましい。また、保護膜２１９の下の最上層配線層２１０は、配線ビア２１６を介して下層配線２２０に接続している。
【００１７】
より詳細に説明すると、層間絶縁層２１２には、ボンディングパッド２００に電気的に接続しているパッドビア開口部２２５（接続孔）と、凹部２０２に対応する位置に形成された境界線開口部２２４とがそれぞれ形成されている。パッドビア開口部２２５が金属膜２２ａ（第一の金属膜）で埋め込まれパッドビア２１５が構成されている。また、金属膜２２ａは、境界線開口部２２４の内部にも形成されており、具体的には、境界線開口部２２４の側面及び底面に沿って形成されている。境界線開口部２２４には、金属膜２２ａ上にボンディングパッド２００と同一材料からなる金属膜２２ｂ（第二の金属膜）が埋め込まれている。また、配線ビア開口部２２６が金属膜２２ａで埋め込まれ配線ビア２１６が形成されている。境界線開口部２２４、パッドビア開口部２２５及び配線ビア開口部２２６は、同時に金属膜２２ａで埋め込まれるが、境界線２０２の開口幅（Ｓ）がパッドビア開口部２２５、配線ビア開口部２２６の開口径（Ｄ）よりも広い。そのため、パッドビア開口部２２５、及び、配線ビア開口部２２６が完全に埋込まれたとき、境界線開口部２２４の内部は、完全に埋込まれず、境界線開口部２２４の内部の金属膜２２ａには、図２の断面図で示すように、くぼみが形成されることになる。これにより、パッドビア２１５及び層間絶縁膜２１２に金属膜２２ｂを成膜するとき、境界線開口部２２４に形成された金属膜２２ａのくぼみの上に金属膜２２ｂが成膜され、凹部２０２を有するボンディングパッド２００が形成される。境界線開口部２２４の開口幅（Ｓ）は、境界線開口部２２４に埋め込む金属膜２２ａの膜厚（Ｔ）の２倍以上とすることが好ましい。金属膜２２ａ、及び、金属膜２２ｂは、それぞれ、複数の材料から構成された積層膜であっても良い。
【００１８】
つづいて、本実施の形態の半導体装置の製造方法の一例について図３〜５を用いて説明する。まず、基板上にトランジスタ等の素子を形成し、素子を含む全面上に、最上層の配線層を除いた多層配線層を形成する。ついで、最上層の配線層を除く多層配線層上に下層パッドメタル層２１８及び下層配線２２０を形成した後、下層パッドメタル層２１８及び下層配線２２０を覆うように層間絶縁膜２１２を成膜する。その後、層間絶縁膜２１２に境界線開口部２２４、パッドビア開口部２２５、及び、配線ビア開口部２２６を形成する。このとき、境界線開口部２２４、及び、パッドビア開口部２２５を平面視で下層パッドメタル層２１８に重なる位置に形成し、配線ビア２２６を平面視で下層配線２２０に重なる位置に形成する。こうすることで、下層パッドメタル層２１８及び下層配線２２０をエッチングストッパとして機能させることができる。その結果、下層パッドメタル層２１８が境界線開口部２２４及びパッドビア開口部２２５の底面となり、下層配線２２０が配線ビア開口部２２６の底面となる。図３には、ビアの開口まで完了したときの、ボンディングパッド２００の平面図が示されている。また、図４を参照すると、パッドビア開口部２２５の開口まで完了したときのボンディングパッド２００及び配線部の断面図が示されている（図４（ａ））。なお、境界線開口部２２４の開口幅（Ｓ）はパッドビア開口部２２５及び配線ビア開口部２２６の開口径（Ｄ）よりも広く形成する。図３では、パッドビア２１５と配線ビア２１６とが同一の形状である例を示しているが、パッドビア２１５と配線ビア２１６とが形状は同一である必要はない。また、図３では、パッドビア２１５及び配線ビア２１６が正方形である例を示すが、長方形などであってもよく、様々な形状をとることができる。
【００１９】
ついで、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、パッドビア開口部２２５及び配線ビア開口部２２６に金属膜２２ａを埋め込むとともに境界線開口部２２４の側面及び底面に沿って金属膜２２ａを形成する（図４（ｂ））。金属膜２２ａの材料は、例えば、タングステンとすることができる。このとき、境界線開口部２２４の開口幅（Ｓ）を境界線開口部２２４の内部に形成された金属膜２２ａの膜厚（Ｔ）よりも２倍以上広く設定しておく。こうすることで、境界線開口部２２４は、完全に埋め込まれずくぼみが形成されることになる。
【００２０】
その後、例えば化学的機械的研磨により、境界線開口部２２４、パッドビア開口部２２５、配線ビア開口部２２６以外の部分の金属膜２２ａを除去し、パッドビア２１５及び配線ビア２１６を形成する。境界線開口部２２４は、金属膜２２ａで底面が覆われているが、まだ開口している。（図５）。
【００２１】
さらに、金属膜２２ａの全面及び層間絶縁膜２１２上に金属膜２２ｂを成膜して、パッドビア２１５及び配線ビア２１６の上部及び境界線開口部２２４の内部に金属膜２２ｂを形成するとともに、境界線開口部２２４の上に位置する金属膜２２ｂに凹部２０２を形成する。その後、金属膜２２ｂのパターニングを行い、ボンディングパッド２００を形成する。金属膜２２ｂの成膜において、境界線開口部２２４の上部には、くぼみが形成される。したがって、ボンディングパッド２００には、ボンディング領域Ｐ１と試験用プローブ接触領域Ｐ２との間に境界線２０２が形成されることになる。その後、最上層配線層２０１上にＳｉＮ膜などの保護膜２１９を形成して、図１、２の半導体装置を形成する。
【００２２】
つづいて、本実施の形態の効果について説明する。本実施の形態によれば、個々のボンディングパッド２００にボンディング領域Ｐ１と試験用プローブ接触領域Ｐ２との境界を表す凹部２０２が形成されている。これにより、新たな部材を形成させることなくボンディング領域Ｐ１と試験用プローブ接触領域Ｐ２との識別表示を形成できるため、追加の製造工程が不要になる。また、凹部２２０は、ボンディング領域Ｐ１と試験用プローブ接触領域Ｐ２との間に形成させるため、光学顕微鏡などの安価な装置による目視にてプロ―ビング位置の厳密な良否判定をすることができる。したがって、工程数を増やさずに、安価な装置を用いたプロ―ビング位置の目視観察が可能になる。
【００２３】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００２４】
図６に本実施の形態の第一の変形例である半導体装置の平面図を示す。第一の変形例では、ボンディング領域とプロービング領域との境界線３０２はボンディングパッド３００の端から端までつながっておらず、中間部分が途切れている。このように、本発明では、実施の形態で示すように、ボンディング領域とプロービング領域との境界線３０２はボンディングパッド３００の端から端まで形成されている必要はなく、光学顕微鏡などの安価な装置による目視にて容易に確認することができるように、プロービング傷３０６の先端部に形成されていればよい。このように、ボンディング領域３０４とプロービング傷３０６とはボンディング領域とプロービング領域との境界線３０２により分離されていることで、光学顕微鏡などの安価な装置による目視にて容易に確認できる。また、第一の変形例では、ボンディング領域とプロービング領域との境界線３０２はボンディングパッド３００の端から端までつながっておらず、中間部分が途切れているため、ボンディング領域３０４とボンディング領域とプロービング領域との境界線３０２とが重なることによる密着性低下を防ぐことができる。
【００２５】
図７に本実施の形態の第二の変形例である半導体装置の平面図を示す。第二の変形例では、ボンディング領域とプロービング領域との境界線４０２はボンディングパッド４００上で、プロービング傷４０６の先端部にのみに形成されている。このように、本発明では、実施の形態で示すように、ボンディング領域とプロービング領域との境界線２０２が、ボンディングパッド４００の端から形成されている必要はなく、分離されていることが光学顕微鏡などの安価な装置による目視にて容易に確認できるように、プロービング傷４０６の先端部に形成されていればよい。このように、ボンディング領域４０４とプロービング傷４０６はボンディング領域とプロービング領域との境界線４０２により、分離されていることが光学顕微鏡などの安価な装置による目視にて容易に確認できる。
【符号の説明】
【００２６】
１１    プロードパッド
２１    ボンディングパッド
２２ａ    金属膜
２２ｂ    金属膜
３１    保護膜
３２    保護膜
６１    パッドメタル層
６２    パッドメタル層
６３    ビア
７１    層間絶縁膜
１００    半導体装置
１１０    ボンディングパッド
１１１    プロービング傷
１１３    ボンディング領域
１２０    打ち分けマーク
２００    ボンディングパッド
２０１    最上層配線層
２０２    凹部（ボンディング領域とプロービング領域との境界線）
２０６    プロービング傷
２１０    最上層配線層
２１２    層間絶縁層
２１４    二層の金属膜
２１５    パッドビア
２１６    配線ビア
２１８    下層パッドメタル層
２１９    保護膜
２２０    下層配線
２２４    境界線開口部
２２５    パッドビア開口部
２２６    配線ビア開口部
３００    ボンディングパッド
３０２    ボンディング領域とプロービング領域との境界線
３０４    ボンディング領域
３０６    プロービング傷
４００    ボンディングパッド
４０２    ボンディング領域とプロービング領域との境界線
４０４    ボンディング領域
４０６    プロービング傷
Ｐ１    ボンディング領域
Ｐ２    試験用プローブ接触領域
Ｓ    境界線開口幅
Ｄ    ビア開口幅
Ｔ    膜厚
【図１】
2012033822.tif 000003
【図２】
2012033822.tif 000004
【図３】
2012033822.tif 000005
【図４】
2012033822.tif 000006
【図５】
2012033822.tif 000007
【図６】
2012033822.tif 000008
【図７】
2012033822.tif 000009
【図８】
2012033822.tif 000010
【図９】
2012033822.tif 000011