(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に絶縁膜を介して形成されたボンディングパッドを具備した半導体素子において、前記ボンディングパッドの表面には当該ボンディングパッド上に形成された金属膜がパターニングされて成る突起部を有し、プローブ針をボンディングパッド上に押し当てた際に、前記突起部を押し倒すことで、前記ボンディングパッド及び突起部を被覆する被膜が裂け、前記プローブ針を直接ボンディングパッド上に接触させることを特徴とする半導体素子。
【請求項２】
前記突起部は、前記ボンディングパッドの表面に複数個配列形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子。
【請求項３】
前記突起部は、前記ボンディングパッドの表面に行列状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子。
【請求項４】
半導体基板上の絶縁膜に形成したコンタクト孔を介してゲート、ソース・ドレイン領域及び素子分離膜上に形成した第１の金属膜をパターニングしてゲ−ト電極、ソ−ス・ドレイン電極及びボンディングパッドを形成する工程と、前記ボンディングパッド上に形成した第２の金属膜をパターニングしてボンディングパッドの表面に突起部を形成する工程と、前記ボンディングパッド以外の基板上にパッシベーション膜を形成する工程とを具備し、プローブ針をボンディングパッド上に押し当てた際に、前記突起部を押し倒すことで、前記ボンディングパッド及び突起部を被覆する被膜が裂け、前記プローブ針を直接ボンディングパッド上に接触させることを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項５】
前記突起部は、前記ボンディングパッドの表面上に複数個並設されるようにパターニング形成されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項６】
前記突起部は、前記ボンディングパッドの表面上に行列状に並設されるようにパターニング形成されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子とその製造方法に関し、更に言えば、半導体素子のボンディングパッドにプローブ針を押し当てて、当該半導体素子とテスタとを電気的に接続し、所望の電気特性及び回路機能を備えているか否か検査する際の検査精度向上を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は従来の半導体素子のボンディングパッドを示す図であり、図１４（ａ）は平面図、図１４（ｂ）は断面図である。
【０００３】
図１４において、５１はＳｉ基板等から成る半導体基板で、５２は当該半導体基板５１上に形成された酸化膜等から成る絶縁膜で、５３は当該絶縁膜５２上に形成された金属膜（Ａｌ膜、Ａｌ―Ｓｉ膜、Ａｌ―Ｃｕ膜、Ａｌ―Ｓｉ−Ｃｕ膜等から成る）がパターニング形成されたボンディングパッドである。そして、５４は前記ボンディングパッド５３上に開口部を有するパッシベーション膜である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような構成のボンディングパッド５３では、以下に説明する不具合が発生することがあった。
【０００５】
即ち、従来のようにパッシベーション膜５４を形成した際のアロイや、その上に形成するポリイミド（ＰＩＸ）膜の焼成（およそ３００℃〜４００℃）等の工程において、前記ボンディングパッド５３を構成するＡｌ膜が酸化されてしまい、図１５に示すようにボンディングパッド５３を被覆するように酸化膜５６が形成されてしまうことがあった。そのため、その酸化膜５６上からボンディングパッド５３にプローブ針５７が押し当たることになり、所望の電気特性及び回路機能を備えているか否かの検査が不安定になるという問題があった。
【０００６】
そこで、従来、針圧を高めることで、上記問題による検査精度劣化に対応させていたが、針へのダメージが増大し、針の交換頻度が高くなり、コストアップとなっていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記課題に鑑みなされ、本発明の半導体素子は、半導体基板上に絶縁膜を介して形成されたボンディングパッドを具備したものにおいて、前記ボンディングパッドの表面には当該ボンディングパッド上に形成された金属膜がパターニングされて成る突起部を有し、プローブ針をボンディングパッド上に押し当てた際に、前記突起部を押し倒すことで、前記ボンディングパッド及び突起部を被覆する被膜が裂け、前記プローブ針を直接ボンディングパッド上に接触させることを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記突起部は、前記ボンディングパッドの表面に複数個配列形成されていることを特徴とする。
【０００９】
更に、前記突起部は、前記ボンディングパッドの表面に行列状に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
更に、その製造方法は、半導体基板上の絶縁膜に形成したコンタクト孔を介してゲート、ソース・ドレイン領域及び素子分離膜上に形成した第１の金属膜をパターニングしてゲ−ト電極、ソ−ス・ドレイン電極及びボンディングパッドを形成する工程と、前記ボンディングパッド上に形成した第２の金属膜をパターニングしてボンディングパッドの表面に突起部を形成する工程と、前記ボンディングパッド以外の基板上にパッシベーション膜を形成する工程とを具備し、プローブ針をボンディングパッド上に押し当てた際に、前記突起部を押し倒すことで、前記ボンディングパッド及び突起部を被覆する被膜が裂け、前記プローブ針を直接ボンディングパッド上に接触させることを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記突起部は、前記ボンディングパッドの表面上に複数個並設されるようにパターニング形成されていることを特徴とする。
【００１３】
更に、前記突起部は、前記ボンディングパッドの表面上に行列状に並設されるようにパターニング形成されていることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の半導体素子とその製造方法に係る第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は本発明の半導体素子、特にボンディングパッド構造を示す平面図であり、当該ボンディングパッド１１は、その表面に突起部１４を有することを特徴としている。尚、第１の実施形態の突起部１４は、前記ボンディングパッド１１の表面に複数個並列となるように配列形成されている。
【００２０】
以下、このようなボンディングパッドを有する半導体素子の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図２において、１はＳｉ基板等から成る半導体基板で、２は当該半導体基板１上にＬＯＣＯＳ法により形成された素子分離膜で、３は前記基板１上に形成された酸化膜等から成るゲート絶縁膜で、４は当該ゲート絶縁膜３上に形成されたゲートである。
【００２２】
また、５，６は前記ゲート４に隣接するように形成されたソース・ドレイン領域で、７は絶縁膜で、８，９，１０，１１は前記絶縁膜７に形成したコンタクト孔（図示省略）を介して前記ゲート４、ソース領域５、ドレイン領域６、そして素子分離膜２上に形成された金属膜（Ａｌ膜、Ａｌ―Ｓｉ膜、Ａｌ―Ｃｕ膜、Ａｌ―Ｓｉ−Ｃｕ膜等から成る）がパターニング形成されたゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、そして、ボンディングパッドである。
【００２３】
続いて、図３に示すように全面に層間絶縁膜１２を形成し、前記ソース電極９、ドレイン電極１０及びボンディングパッド１１上に開口部を形成する。
【００２４】
更に、図４に示すように全面に金属膜（Ａｌ膜、Ａｌ―Ｓｉ膜、Ａｌ―Ｃｕ膜、Ａｌ―Ｓｉ−Ｃｕ膜等から成る）を形成し、当該金属膜をパターニングして前記ソース電極９及びドレイン電極１０上に２層配線１３を形成すると共に、前記ボンディングパッド１１上に当該金属膜から成る突起部１４を形成する。
【００２５】
また、図５に示すように前記ボンディングパッド１１上を除く前記基板上にＳｉＮ膜等から成るパッシベーション膜１５を形成し、更にポリイミド（ＰＩＸ）膜１６を形成する。
【００２６】
以上説明した各種工程を経て、本発明の半導体素子が完成する。
【００２７】
ここで、本発明の特徴は、ボンディングパッド１１上に上層（本実施形態では、２層配線用）の金属膜を用いて当該ボンディングパッド１１上面に突起部１４を形成したことである。
【００２８】
これにより、例えば、従来のようにパッシベーション膜１５を形成した際のアロイや、その上に形成したポリイミド（ＰＩＸ）膜１６の焼成（およそ３００℃〜４００℃）等の工程において、前記ボンディングパッド１１（突起部１４を含む）を構成するＡｌ膜が酸化されて、当該ボンディングパッド１１及び突起部１４を被覆するように酸化膜等から成る被膜が形成されたとしても、本構造では、図６に示すようにプローブ針１８をボンディングパッド１１上に押し当てる際に、当該プローブ針１８が前記突起部１４を押し倒すことで前記被膜（本実施形態では酸化膜１７）が裂け、当該プローブ針１８が直接ボンディングパッド１１上に接触させることができ、検査時の不安定性を回避できる。従って、半導体素子の所望の電気特性及び回路機能を備えているか否かの検査精度を向上させることができる。
【００２９】
そのため、従来のような針圧を高めることで、検査精度劣化に対応させる必要がなくなり、針へのダメージを増大させることなく所望の検査が行える。
【００３０】
ここで、上記実施形態では、その突起部１４は、前記ボンディングパッド１１の表面に複数個並列となるようにパターニング形成した一例を紹介したが、本発明はそれに限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような形状のものであっても構わない。
【００３１】
即ち、図７は本発明の第２の実施形態のボンディングパッドを示す図で、図７（ａ）に示すボンディングパッド１１Ａの表面には、行列状に突起部１４Ａが形成されていることを特徴とする。このように突起部１４Ａを第１の実施形態の突起部１４よりも細かく形成したことで、プローブ針の当接時に当該突起部１４Ａはより倒れ易くなり、結果としてボンディングパッド１１Ａ上の被膜は裂け易くなる。
【００３２】
また、図７（ｂ）に示すボンディングパッド１１Ｂの表面には、突起部１４Ｂがある方向性（本実施形態では、紙面に対してパッド１１Ｂの右中央部を支点にして扇状に広がるようにパターニングされている。）を持って形成されていることを特徴とする。このように突起部１４Ｂが、前記ボンディングパッド１１Ｂの表面に対して斜めに形成されているため、プローブ針の当接することで当該突起部１４Ａが倒れる際に、ボンディングパッド１１Ａ上の被膜の裂け目が斜め方向に走りながら裂けていく。
【００３３】
以上、説明したように本発明の突起部１４，１４Ａ，１４Ｂの形状は、種々の変更が可能なものであり、プローグ探針法による検査時に、当該突起部１４，１４Ａ，１４Ｂが、前記プローブ針１８により押し倒されることで、突起部１４，１４Ａ，１４Ｂを含むボンディングパッド１１，１１Ａ，１１Ｂ上に形成された酸化膜１７等の被膜が裂け、プローブ針１８が直接ボンディングパッド１１，１１Ａ，１１Ｂに当接できるようにしている。
【００３４】
以下、本発明の参考例１について図面を参照しながら説明する。
【００３５】
図８は本発明の参考例１の半導体素子、特にボンディングパッド部を示す平面図であり、その特徴は、当該ボンディングパッド３１の下層に突起部２７Ａを有する絶縁膜２７（図１０参照）が形成されていることである。尚、当該突起部２７Ａは、前記ボンディングパッド３１下に複数個並列となるように配列形成されている。
【００３６】
以下、このようなボンディングパッドを有する半導体素子の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００３７】
図９において、２１はＳｉ基板等から成る半導体基板で、２２は当該半導体基板２１上に形成された酸化膜等から成るゲート絶縁膜で、２３は当該ゲート絶縁膜２２上に形成されたゲートである。
【００３８】
また、２４，２５は前記ゲート２３に隣接するように形成されたソース・ドレイン領域で、２７は突起部２７Ａを有する絶縁膜で、図１０に示す２８，２９，３０，３１は前記絶縁膜２７に形成したコンタクト孔２６を介して前記ゲート２３、ソース領域２４、ドレイン領域２５、そして前記突起部２７Ａを跨るように形成された金属膜（Ａｌ膜、Ａｌ―Ｓｉ膜、Ａｌ―Ｃｕ膜、Ａｌ―Ｓｉ−Ｃｕ膜等から成る）がパターニング形成されたゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、そして、ボンディングパッドである。尚、前記突起部２７Ａの形成は、前記絶縁膜２７にコンタクト孔２６を形成する工程と同一工程で形成されている。
【００３９】
続いて、図１１に示すように全面に層間絶縁膜３２を形成し、前記ソース電極２９、ドレイン電極３０及びボンディングパッド３１上に開口部を形成する。
【００４０】
更に、図１２に示すように前記ボンディングパッド３１上を除く前記基板上にＳｉＮ膜等から成るパッシベーション膜３３を形成し、更にポリイミド（ＰＩＸ）膜３４を形成する。
【００４１】
以上説明した各種工程を経て、上記参考例１の半導体素子が完成する。
【００４２】
ここで、その特徴は、ボンディングパッド３１の下層に形成される絶縁膜２７に突起部２７Ａを形成したことである。
【００４３】
これにより、例えば、従来のようにパッシベーション膜３３を形成した際のアロイや、その上に形成したポリイミド（ＰＩＸ）膜３４の焼成（およそ３００℃〜４００℃）等の工程において、前記ボンディングパッド３１を構成するＡｌ膜が酸化されて、当該ボンディングパッド３１を被覆するように酸化膜等から成る被膜が形成されたとしても、本構造では、図１２に示すようにプローブ針３６をボンディングパッド３１上に押し当てる際に、当該プローブ針３６が前記突起部２７Ａを押し倒すことで前記被膜（本実施形態では酸化膜３５）が裂け、当該プローブ針３６が直接ボンディングパッド３１上に接触することができ、検査時の不安定性を回避できる。従って、半導体素子の所望の電気特性及び回路機能を備えているか否かの検査精度を向上させることができる。
【００４４】
そのため、従来のような針圧を高めることで、検査精度劣化に対応させる必要がなくなり、針へのダメージを増大させることなく所望の検査が行える。
【００４５】
ここで、上記参考例１では、その突起部２７Ａは、前記ボンディングパッド３１の表面に複数個並列となるようにパターニング形成した一例を紹介したが、それに限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような形状のものであっても構わない。
【００４６】
即ち、図１３は本発明の参考例２のボンディングパッドを示す図で、図１３（ａ）に示すボンディングパッド３１Ｂ下に、行列状に突起部２７Ｂが形成されていることを特徴とする。このように突起部２７Ｂを参考例１の突起部２７Ａよりも細かく形成したことで、プローブ針の当接時に当該突起部２７Ｂはより倒れ易くなり、結果としてボンディングパッド３１Ｂ上の被膜は裂け易くなる。
【００４７】
また、図１３（ｂ）に示すボンディングパッド３１Ｃ下に、突起部２７Ｃがある方向性（本参考例では、紙面に対してパッド３１Ｃの右中央部を支点にして扇状に広がるようにパターニングされている。）を持って形成されていることを特徴とする。このように突起部２７Ｃが、前記ボンディングパッド３１Ｃの下層である方向に斜めに形成されているため、プローブ針の当接により当該突起部２７Ｃが倒れる際に、ボンディングパッド３１Ｃ上の被膜の裂け目が斜め方向に走りながら裂けていく。
【００４８】
以上、説明したように参考例の突起部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃの形状は、種々の変更が可能なものであり、プローグ探針法による検査時に、当該突起部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃが、前記プローブ針３６により押し倒されることで、ボンディングパッド３１，３１Ｂ，３１Ｃ上に形成された酸化膜３５等の被膜が裂け、プローブ針３６が直接ボンディングパッド３１，３１Ｂ，３１Ｃに当接できるようにしている。
【００４９】
尚、上記参考例１，２における突起部が形成される絶縁膜２７は特に限定されるものではなく、例えば層間絶縁膜や素子分離膜等として用いられるＬＯＣＯＳ酸化膜等であっても良く、更に言えば必ずしも絶縁膜である必要もなく、要するにボンディングパッドよりも下層のある膜に突起部を形成するものであれば良く、例えば下層の金属膜等に突起部を形成するものであっても構わない。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、ボンディングパッド上に突起部を形成したことで、プローブ針をボンディングパッド上に押し当てた際に、当該プローブ針が前記突起部を押し倒すことで、ボンディングパッド上に形成された被膜が裂けて、当該ボンディングパッド上に確実に接触させることができ、半導体素子の検査精度を向上させることができる。
【００５２】
更に、従来のような針圧を高めることで、検査精度劣化に対応させる必要がなくなり、針へのダメージが増加することがない。そのため、針交換の頻度が高くなることを抑止でき、コストアップ上昇を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体素子を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の半導体素子の製造方法を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の半導体素子の製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の半導体素子の製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の半導体素子の製造方法を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の半導体素子の製造方法を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の半導体素子を示す平面図である。
【図８】本発明の参考例１の半導体素子を示す平面図である。
【図９】本発明の参考例１の半導体素子の製造方法を示す断面図である。
【図１０】本発明の参考例１の半導体素子の製造方法を示す断面図である。
【図１１】本発明の参考例１の半導体素子の製造方法を示す断面図である。
【図１２】本発明の参考例１の半導体素子の製造方法を示す断面図である。
【図１３】本発明の参考例２の半導体素子を示す平面図である。
【図１４】従来の半導体素子を示す図である。
【図１５】従来の課題を説明するための図である。
【図１】
0003768071.tif 000002
【図２】
0003768071.tif 000003
【図３】
0003768071.tif 000004
【図４】
0003768071.tif 000005
【図５】
0003768071.tif 000006
【図６】
0003768071.tif 000007
【図７】
0003768071.tif 000008
【図８】
0003768071.tif 000009
【図９】
0003768071.tif 000010
【図１０】
0003768071.tif 000011
【図１１】
0003768071.tif 000012
【図１２】
0003768071.tif 000013
【図１３】
0003768071.tif 000014
【図１４】
0003768071.tif 000015
【図１５】
0003768071.tif 000016