ボンドパッドを有する半導体装置およびそのための方法
【課題】ワイヤボンド接続の信頼性を低下させることなくダイをプローブ検査でき、小さいボンドパッドおよびボンドパッド間の微細なピッチ間隔でダイについての確実なプローブ検査が行える技術の提供。
【解決手段】ボンドパッド３６が、実質的に重なりのないプローブ３７領域およびワイヤボンド３８領域を有する。ボンドパッド３６は最終金属層パッド１６に接続されている。ボンドパッド３６はアルミニウム製であり、最終金属層パッド１６は銅製である。プローブ３７領域をワイヤボンド３８領域から分離することで、最終金属層パッド１６がプローブ検査によって損傷を受けることが防止され、より信頼性の高いワイヤボンドが可能となる。
【解決手段】ボンドパッド３６が、実質的に重なりのないプローブ３７領域およびワイヤボンド３８領域を有する。ボンドパッド３６は最終金属層パッド１６に接続されている。ボンドパッド３６はアルミニウム製であり、最終金属層パッド１６は銅製である。プローブ３７領域をワイヤボンド３８領域から分離することで、最終金属層パッド１６がプローブ検査によって損傷を受けることが防止され、より信頼性の高いワイヤボンドが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置に関するものであり、詳細にはプローブ用ボンドパッドおよびワイヤボンドアイソレーションを有する半導体装置およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
集積回路の製造において、ワイヤボンディングは電気回路機構を有する半導体ダイを部品パッケージ上のピンに接続するのに用いられる実証された方法である。集積回路製造において、部品組立を完了する前に半導体ダイの機能性を調べることも一般的に行われている。「プローブ試験」は、半導体を検査するのに用いられるそのような方法の一つであり、ダイ上のボンドパッドに対する機械的および電気的インターフェースとしてプローブコンタクトが一般的に用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
機械的インターフェース、例えばプローブ針を用いた場合の一つの問題は、ボンドパッドが損傷したり汚れることで、ダイがワイヤ連結された時にボンドパッドとパッケージピンとの間に信頼できる電気的接続ができないというものである。この問題は、最近のディープ・サブミクロン半導体技術の特徴であるボンドパッドの小型化によってさらに悪化している。ボンドパッドの小型化には、より小さいワイヤボンドが形成されたより小さいボンドパッドなどがある。それによって、プローブコンタクトによって損傷を受けたボンドパッドについての品質および信頼性に関する懸念が高くなる。ボンドパッドが小さくなるに連れて、プローブコンタクトによって生じる損傷のボンドパッド面積に対する比率が高くなる。ボンドパッドの形状が小さくなることで生じる別の問題は、カンチレバープローブ針などの従来の方法を用いる確実なプローブ試験には、ボンドパッド間の間隔が小さくなり過ぎる場合があるというものである。
【０００４】
そこで、ワイヤボンド接続の信頼性を低下させることなくダイをプローブ検査でき、小さいボンドパッドおよびボンドパッド間の微細なピッチ間隔でダイについての確実なプローブ検査が行えるようにする必要がある。そして多くの場合、コストを低く維持するのにダイの大きさにあまり影響を与えることなく、前記の基準を満足することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、複数のボンドパッドを有する集積回路を提供する。前記複数のボンドパッドはそれぞれ、実質的に重なりや接触がないプローブ領域およびワイヤボンド領域を有する。一実施形態において、ボンドパッドは前記集積回路の能動回路構成部および／または電気相互接続層の上に延在している。前記ボンドパッドの一部または全体が、相互接続層の上に延在しており、パッドの一部をパッシベーション層の上に形成し、最終金属層パッドに接続することができる。一実施形態では、前記ボンドパッドはアルミニウム製であり、前記最終金属層パッドは銅製である。
【０００６】
プローブ領域をワイヤボンド領域から分離し、能動回路構成部の上にボンドパッドを形成することには、いくつかの利点がある。ボンドパッド間で非常に微細なピッチを必要とする用途では、プローブ領域とワイヤボンド領域を互い違いにすることで、プローブ領域間の距離を効果的に大きくすることができる。プローブ領域をワイヤボンド領域から分離することで、ワイヤボンド領域はプローブ検査によって損傷を受けなくなり、より信頼性の高いワイヤボンドが可能となる。さらに、ボンドパッドを金属相互接続層を含む能動回路構成部の上に形成することで、集積回路を小型化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明によるワイヤボンドパッドの平面図。
【図２】本発明による図１のワイヤボンドパッドを有する半導体装置の断面図。
【図３】本発明の別の実施形態による半導体装置の断面図。
【図４】本発明の別の実施形態による半導体装置の断面図。
【図５】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図６】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図７】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図８】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図９】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図１０】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図１１】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図１２】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図１３】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図１４】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、本発明によるボンドパッド１０の平面図である。ボンドパッド１０は、点線で示したようにワイヤボンド領域１２とプローブ領域１４に分かれている。ワイヤボンド領域１２およびプローブ領域１４については必要に応じて配置と大きさ設定を行って、ワイヤボンディングおよびプローブ検査手段の大きさおよび精度に対応できるようにする。例示の実施形態では、ワイヤボンド領域１２はプローブ領域１４より小さく示してある。他の実施形態では、これら領域の大きさを異なるものとすることができる。
【０００９】
ボンドパッド１０は、図２、図３および図４に示した断面図を有する各種半導体装置で設計することができる。類似または同様の要素には図面を通じて同一の参照番号を付していることに留意されたい。さらに留意すべき点として、図面は実寸を反映して描かれていない。図２は、本発明による半導体装置２０の断面図である。半導体装置２０は、縁部または外周２５、パッシベーション層１８、ボンドパッド１０、相互接続領域２４および能動領域または基板２６を有する。ボンドパッド１０は、ワイヤボンド領域１２およびプローブ領域１４（図１参照）を有し、外周２５に対して位置決めされている。相互接続領域２４は、半導体装置２０の各種構成要素間で電力、接地、信号および他のラインをルーティングするための金属層２８，３０，３２を備える。図２に示したように、金属層２８（以下、最終金属層２８と称する）は、半導体装置２０の表面に近接して配置されており、また半導体装置２０の外部に配置された装置（図示せず）への接続を行うためにプローブおよびワイヤボンドが設けられているボンドパッド１０を備える。相互接続領域２４の金属層は、ビアを用いて互いに接続されていてもよい。相互接続金属層３２は、コンタクトで能動領域２６に電気的に接続されている。
【００１０】
半導体装置２０については従来の作製技術によって、能動領域２６または基板に電気回路が形成されている。電気回路は、例えば通信、輸送、一般的な計算または娯楽などでの各種集積回路用途用のものであることができる。図示の実施形態では、金属層２８，３０，３２は、アルミニウム、銅または金などの導電性材料で形成されている。他の実施形態では、金属層はこれより多かったり少なかったりすることができる。ボンドパッド１０は、最終金属層２８の一部として形成される。金属層２８を形成した後、パッシベーション層１８を半導体装置の表面上に成膜する。ボンドパッド１０の上に示したように、パッシベーション層１８に開口を設けて、半導体装置２０とパッケージ上のピンとの間などの電気的接触を可能にする。
【００１１】
ボンドパッド１０は、比較的厚い銅の層から形成する。一実施形態において銅は、厚さ０．３〜１．０ミクロンであることができる。試験の結果、ボンドパッド１０はワイヤボンディング手段の衝撃を耐えるだけの強度を有し、図２に示したような相互接続層２４および能動領域２６の下層の回路に損傷を与えることなく、相互接続層２４上に形成することが可能であることが明らかになった。
【００１２】
図３には、本発明による半導体装置３４の断面図を示してある。半導体装置３４は、縁部または外周２５、パッシベーション層１８、相互接続領域２４、能動領域２６およびボンドパッド３６を有する。ボンドパッド３６は、最終金属層パッド１６およびアルミニウムパッド層３５を備える。アルミニウムパッド層３５は、ワイヤボンド領域３８およびプローブ領域３７を備える。アルミニウムパッド層３５の厚さは、約０．５〜２．０ミクロンであることができる。ボンドパッド３６は半導体装置３４の外周２５に関して位置決めされ、障壁層２２によって最終金属層パッド１６から分離されている。ボンドパッド３６は、プローブ領域３７およびワイヤボンド領域３８を収容できるような配置および大きさにされている。
【００１３】
半導体装置３４の作製技術および材料は、図２の半導体装置２０について記載の通りである。さらに障壁層２２がパッシベーション層１８上に形成されて、最終金属層パッド１６とボンドパッド３６の間、ならびにボンドパッド３６とパッシベーション層１８との間に拡散障壁層および接着層が提供される。障壁層２２を成膜した後、アルミニウムパッド層３５を障壁層２２上に成膜する。次に、障壁層２２およびアルミニウムパッド層３５をパターニングして、プローブおよびワイヤボンド領域に必要な最終的な形状および大きさに形成する。例示の実施形態では、アルミニウムパッド層３５はアルミニウム製であるが、他の実施形態ではアルミニウムパッド層３５は他の導電性材料から形成することができる。さらに、相互接続領域２４の金属層２８，３０，３２ならびに最終金属層パッド１６は銅製である。他の実施形態では、他の導電性材料をボンドパッド３６、最終金属層パッド１６ならびに金属層２８，３０，３２に用いることができる。例えば金属層２８，３０，３２ならびに最終金属層パッド１６は、アルミニウムまたは金製であることができ、最終金属層パッド１６は金を含むことができる。さらに障壁層２２は、図示の実施形態ではタンタル製である。しかし他の実施形態では障壁層２２は、異質材料間および隣接材料間に拡散障壁層および接着層を形成するいかなる材料であってもよい。拡散および障壁材料の例には、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、ニッケル、タングステン、チタン−タングステン合金およびタンタル・窒化ケイ素がある。
【００１４】
ボンドパッド３６のアルミニウム層パッド３５および最終金属パッド１６は、それぞれ比較的厚いアルミニウムおよび銅の層から形成される。従って、ボンドパッド３６はワイヤボンディング手段の衝撃に耐えるだけの強度を有しており、図３に示したような相互接続層２４および能動領域２６の下層の回路に対して損傷を起こすことなく相互接続層２４上に形成することができる。
【００１５】
図４には、本発明の別の実施形態による半導体装置４０の断面図を示してある。半導体装置４０は、縁部または外周２５、パッシベーション層１８、相互接続領域２４、能動領域２６およびボンドパッド４４を有する。ボンドパッド４４は、アルミニウムパッド４５および最終金属パッド４２を含む。最終金属パッド４２は最終金属層２８の一部として形成されている。ボンドパッド４４は、半導体装置４０の外周２５に関して位置決めされており、縦方向の点線によって図４で示したようにプローブ領域とワイヤボンド領域に分離されている。アルミニウムパッド４５は、障壁層４３によって最終金属層パッド４２から分離されている。
【００１６】
半導体装置４０の作製技術および材料は図２および図３について説明した通りである。しかしながら図４の装置では、ボンドパッド４４の一部がパッシベーション層１８および下層の能動回路構成部２６および／または相互接続領域２４上に延在しており、残りの部分がパッシベーション層１８にある開口部で最終金属層パッド４２に接続されている。前述のように、ボンドパッド４４はワイヤボンド領域とプローブ領域とに分離されている。プローブ領域は、パッシベーション層１８の上ならびに相互接続領域２４の電気相互接続層２８，３０，３２の上方に延在しているボンドパッド１０の一部の上にある。ワイヤボンド領域は、最終金属層パッド４２に接続しているボンドパッド４４の部分上に形成されている。ワイヤボンド領域は、下層の回路の損傷や変形を起こすことなくワイヤボンディング手段の衝撃に耐えるだけの強度を有し、相互接続領域２４の金属層の上方に形成されていてもよい。
【００１７】
プローブ領域をパッシベーション層１８上に延在させることで、最終金属層パッド４２の大きさには影響はなく、半導体装置の全体のサイズを大きくすることなくボンドパッド４４のサイズを大きくすることができる。さらに、最終金属層パッド４２はプローブ検査やワイヤボンディングには使用されないことから、最終金属層パッド４２の大きさおよび形状、ならびにパッシベーション層１８における開口の大きさおよび形状は、ボンドパッド４４に電気的接続を提供するのに必要な面積によってのみ制限される。他の実施形態では、複数の相対的に小さい最終金属層パッドおよび対応するパッシベーション開口があってもよく、それらが一体となってボンドパッド４４に十分な電気的接続を提供する。ボンドパッド４４がパッシベーション層１８上に延在し、最終金属層パッド４２の大きさに影響がないことから、プローブおよびワイヤボンド領域の配置においては自由度が高い。例えば、プローブ領域およびワイヤボンド領域は他の実施形態において、必ずしも接触しているとは限らない。
【００１８】
ボンドパッド４４はアルミニウム製であることができ、最終金属層パッド４２は銅で形成されていてもよい。より信頼性の高いワイヤボンドのためにワイヤボンド領域からプローブ領域を分離することに加えて、パッシベーション層１８上でプローブ検査を行うことで、最終金属層パッド４２の銅が偶発的に露出する危険性がなくなる。露出した銅は容易に酸化され、ワイヤボンディングには望ましくない表面を生じる。
【００１９】
図５には、本発明の一実施形態による半導体装置６０の平面図を示してある。集積回路６０は、図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを有し、図２または図３に示した実施形態によって構築することができる。集積回路６０には、集積回路６０の縁部６１に沿って形成された複数のボンドパッド６２〜６５がある。前記複数のボンドパッドのそれぞれにある点線は、パッシベーション層に形成された開口６６を示している。
【００２０】
各ボンドパッドは、図１で議論したようにプローブ領域とワイヤボンド領域とに分離されている。楕円を境界とする各ボンドパッド上の領域はプローブ検査用に指定された領域であり、円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はワイヤボンディング用に指定された領域である。その複数のボンドパッドが外周６１に関して配置されている。ワイヤボンド領域の方が、各ボンドパッドのプローブ領域より外周６１に近い。隣接するボンドパッドのワイヤボンド領域同士は、縁部６１から等距離の線に維持されている。同様に、隣接するボンドパッドのプローブ領域同士は、縁部６１から等距離の線に維持されている。他の実施形態では、プローブ領域とワイヤボンド領域が交代していてもよい。
【００２１】
図６には、本発明の別の実施形態による半導体装置７０の平面図を示してある。集積回路７０は、図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを有し、図４に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路７０は、集積回路７０の縁部７１に沿って形成された複数のボンドパッド７２〜７５を有する。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上にある点線は、パッシベーション層に形成された開口部７６を示している。各ボンドパッドは、図１で議論したようにプローブ領域とワイヤボンド領域に分離されている。楕円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はプローブ検査用に指定された領域であり、円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はワイヤボンディング用に指定された領域である。前記複数のボンドパッドは、外周７１に関して配置されている。ワイヤボンド領域の方が、各ボンドパッドのプローブ領域より外周７１に近い。隣接するボンドパッドのワイヤボンド領域同士は、縁部７１から等距離の線に維持されている。同様に、隣接するボンドパッドのプローブ領域同士は、縁部７１から等距離の線に維持されている。他の実施形態では、プローブ領域およびワイヤボンド領域は交代していてもよい。
【００２２】
図４に示したように、ボンドパッド７２〜７５の一部はパッシベーション層上に形成されており、そのボンドパッドの一部は最終金属層パッド上に形成されている。
図７には、本発明の別の実施形態による半導体装置８０の平面図を示してある。集積回路８０は図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを備え、図２または図３に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路８０は、集積回路８０の縁部８１に沿って形成された複数のボンドパッド８２〜８５を備える。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上にある点線は、パッシベーション層に形成された開口部８６を示してい
る。各ボンドパッドは、図１で議論したようにプローブ領域およびワイヤボンド領域に分離されている。楕円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はプローブ検査用に指定された領域であり、円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はワイヤボンディング用に指定された領域である。前記複数のボンドパッドは同じ大きさであり、外周８１から等距離に配置されている。
【００２３】
プローブ領域（楕円形で示してある）は、ワイヤボンド領域（円形）の反対側に互い違いに交互に形成されているが、ワイヤボンド領域は集積回路８０の縁部８１から等距離の線に維持されている。さらに、各ボンドパッドの中心は縁部８１から等距離の線に維持されている。実質的に全てのボンドパッド８２〜８５が、図３に示したように最終金属層パッド上に形成されている。
【００２４】
プローブ領域の互い違い配置または交互配置によって、プローブ領域間の距離が大きくなり、ピッチが非常に微細な装置のより確実なプローブ検査が可能となり、例えばカンチレバーおよび垂直プローブ法などの各種プローブ技術を用いる上で自由度が高くなる。現在のプローブ技術は、指定の最小ピッチ以下のパッドピッチ（ピッチとは、パッド間の距離を指す）を保証することができない。ボンドパッドを長くし、プローブ領域を互い違いに配置することで、現在のプローブ技術の利用範囲を比較的小さいピッチを有するパッドに広げることができる。ワイヤボンド領域を線上に維持することで、ワイヤボンディング装置のプログラミングをより簡単なものとすることができる。他の実施形態では、プローブ領域およびワイヤボンド領域を交代させることができることに留意されたい。
【００２５】
図８には、本発明の別の実施形態による半導体装置９０の平面図を示してある。集積回路９０は図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを備え、図４に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路９０は、集積回路９０の縁部９１に沿って形成された複数のボンドパッド９２〜９５を備える。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上にある点線は、パッシベーション層に形成された開口部９６を示している。
【００２６】
図８のボンドパッド配置は、パッシベーション層における開口部９６が相対的に小さく、円形で示された各ワイヤボンド領域のみを取り囲むものである以外、図７のボンドパッド配置と同じである。プローブ領域は楕円形で示してあり、図７について前述したように互い違い配置になっている。さらにプローブ領域は、半導体装置９０のパッシベーション層上に延在している。
【００２７】
図９には、本発明の別の実施形態による半導体装置１００の平面図を示してある。集積回路１００は、図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを備え、図２または図３に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路１００は、集積回路１００の縁部１０１に沿って形成された複数のボンドパッド１０２〜１０５を備える。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上にある点線は、パッシベーション層に形成された開口部１０６を示している。
【００２８】
パッシベーション層における開口部１０６は、各ボンドパッド１０２〜１０５のワイヤボンド領域（円形）およびプローブ領域（楕円形）を囲んでいる。ボンドパッドは、互い違いに配置されており、ボンドパッド１０２，１０４の方が、ボンドパッド１０３，１０５と比較して外周１０１から遠い位置にある。さらに、各ボンドパッドのプローブ領域は、図７および図８で前述したように互い違い配置されている。さらに、各パッドのワイヤボンド領域は、外周１０１から等距離に配置されている。
【００２９】
プローブ検査またはワイヤボンディングに使用されない面積が除去されていることから、図９のボンドパッドの方が図８のボンドパッドより短い。ボンドパッドの除去部分によって提供された空間は、集積回路上のより多くの機能やボンドパッドを形成するためのより大きい表面積を半導体装置上に提供することができる。
【００３０】
図１０には、本発明の別の実施形態による半導体装置１１０の平面図を示してある。集積回路１１０は、図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを備え、図４に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路１１０は、集積回路１１０の縁部１１１に沿って形成された複数のボンドパッド１１２〜１１５を有する。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上の点線は、パッシベーション層に形成された開口部１１６を示している。
【００３１】
ボンドパッド１１２〜１１５は互い違いに配置されており、ボンドパッド１１２，１１４の方が、ボンドパッド１１３，１１５と比較して外周１１１から遠い位置にある。さらに、各ボンドパッドのプローブ領域は、図７、図８および図９で前述したように互い違い配置されている。さらに、各パッドのワイヤボンド領域は、外周１１１から等距離に配置されている。
【００３２】
パッシベーション層における開口部１１６は相対的に小さく、円形で示された各ワイヤボンド領域のみを囲んでいる。プローブ領域が半導体装置１１０のパッシベーション層上に延在している。
【００３３】
図１１には、本発明の別の実施形態による半導体装置１２０の平面図を示してある。集積回路１２０は、図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを備え、図２または図３に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路１２０は、集積回路１２０の縁部１２１に沿って形成された複数のボンドパッド１２２〜１２５を備える。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上の点線は、パッシベーション層に形成された開口部１２６を示している。各ボンドパッドは、図１で議論したようにプローブ領域およびワイヤボンド領域に分離されている。楕円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はプローブ検査用に指定された領域であり、円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はワイヤボンディング用に指定された領域である。前記複数のボンドパッドは外周１２１に関して配置されている。図１１の実施形態では、プローブ領域およびワイヤボンド領域の両方が互い違いに配置されている。
【００３４】
図１２には、本発明の別の実施形態による半導体装置１３０の平面図を示してある。集積回路１３０は、図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを備え、図４に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路１３０は、集積回路１３０の縁部１３１に沿って形成された複数のボンドパッド１３２〜１３５を備える。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上の点線は、パッシベーション層に形成された開口部１３６を示している。各ボンドパッドは、図１で議論したようにプローブ領域およびワイヤボンド領域に分離されている。楕円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はプローブ検査用に指定された領域であり、円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はワイヤボンディング用に指定された領域である。前記複数のボンドパッドは外周１３１に関して配置されている。図１２の実施形態では、プローブ領域およびワイヤボンド領域の両方が互い違いに配置されている。さらに、プローブ領域はパッシベーション層上に形成されている。
【００３５】
図１３には、本発明の別の実施形態による半導体装置１４０の平面図を示してある。集積回路１４０は、図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを備え、図２および図３に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路１４０は、集積回路１４０の縁部１４１に沿って形成された複数のボンドパッド１４２〜１４５を備える。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上の点線は、パッシベーション層に形成された開口部１４６を示している。楕円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はプローブ検査用に指定された領域であり、円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はワイヤボンディング用に指定された領域である。ボンドパッドの長軸は、縁部１４１と平行になるように方向付けられている。隣接するボンドパッドのワイヤボンド領域およびプローブ領域は、縁部１４１から等距離の線上に維持されている。ボンドパッドの長軸が縁部１４１と平行に方向付けられていることから、パッドに限定されない集積回路用の分離したワイヤボンド領域およびプローブ領域を維持しながら、ボンドパッドの全体高さが低減される。
【００３６】
図１４には、本発明の別の実施形態による半導体装置１５０の平面図を示してある。集積回路１５０は、図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを備え、図４に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路１５０は、集積回路１５０の縁部１５１に沿って形成された複数のボンドパッド１５２〜１５５を備える。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上の点線は、パッシベーション層に形成された開口部１５６を示している。楕円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はプローブ検査用に指定された領域であり、円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はワイヤボンディング用に指定された領域である。ボンドパッドの長軸は、縁部１５１と平行に方向付けられている。隣接するボンドパッドのワイヤボンド領域およびプローブ領域は、縁部１５１から等距離の線上に維持されている。ボンドパッドの長軸が縁部１５１と平行に方向付けられていることから、パッドに限定されない集積回路用の分離したワイヤボンド領域およびプローブ領域を維持しながら、ボンドパッドの全体高さが低減される。図１４では、プローブ領域はパッシベーション層上に形成されている。
【００３７】
上記の明細書では、具体的な実施形態を参照しながら本発明を説明した。しかしながら当業者には、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱しない限りにおいて、各種の修正および変更を行うことが可能であることは明らかであろう。従って、明細書および図面は限定的な意味ではなく例示的な意味のものであると見なすべきであり、そのような修正はいずれも本発明の範囲に含まれるものである。
【００３８】
以上、具体的な実施形態に関して、他の利点および問題解決の説明を行った。しかしながら、効果、利点、問題解決ならびに効果、利点もしくは解決を生じさせたりより顕著なものとし得る要素は、いずれかまたは全ての特許請求の範囲の重要、必要もしくは必須の特徴または要素であると解釈すべきではない。本明細書で使用される場合、「含む」、「包含する」またはそれらの他の派生表現は、包括的に包含することを含むものであることから、列記された要素を含む工程、方法、物品または装置は、それらの要素を含むだけでなく、明瞭に列記されていないか、そのような工程、方法、物品または装置に特有のものである他の要素をも包含することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０ ボンドパッド
１２ ワイヤボンド
１４ プローブ
１８ パッシベーション層
２０ 半導体集積回路
２５ 外周
２４ 相互接続領域
２６ 基板
２８ 最終金属層
３６ ボンドパッド
３８ ワイヤボンド
３７ プローブ
３４ 半導体集積回路
４４ ボンドパッド
４８ ワイヤボンド
４７ プローブ
４０ 半導体集積回路
４２ 最終金属パッド
６６ 開口
７６ 開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置に関するものであり、詳細にはプローブ用ボンドパッドおよびワイヤボンドアイソレーションを有する半導体装置およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
集積回路の製造において、ワイヤボンディングは電気回路機構を有する半導体ダイを部品パッケージ上のピンに接続するのに用いられる実証された方法である。集積回路製造において、部品組立を完了する前に半導体ダイの機能性を調べることも一般的に行われている。「プローブ試験」は、半導体を検査するのに用いられるそのような方法の一つであり、ダイ上のボンドパッドに対する機械的および電気的インターフェースとしてプローブコンタクトが一般的に用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
機械的インターフェース、例えばプローブ針を用いた場合の一つの問題は、ボンドパッドが損傷したり汚れることで、ダイがワイヤ連結された時にボンドパッドとパッケージピンとの間に信頼できる電気的接続ができないというものである。この問題は、最近のディープ・サブミクロン半導体技術の特徴であるボンドパッドの小型化によってさらに悪化している。ボンドパッドの小型化には、より小さいワイヤボンドが形成されたより小さいボンドパッドなどがある。それによって、プローブコンタクトによって損傷を受けたボンドパッドについての品質および信頼性に関する懸念が高くなる。ボンドパッドが小さくなるに連れて、プローブコンタクトによって生じる損傷のボンドパッド面積に対する比率が高くなる。ボンドパッドの形状が小さくなることで生じる別の問題は、カンチレバープローブ針などの従来の方法を用いる確実なプローブ試験には、ボンドパッド間の間隔が小さくなり過ぎる場合があるというものである。
【０００４】
そこで、ワイヤボンド接続の信頼性を低下させることなくダイをプローブ検査でき、小さいボンドパッドおよびボンドパッド間の微細なピッチ間隔でダイについての確実なプローブ検査が行えるようにする必要がある。そして多くの場合、コストを低く維持するのにダイの大きさにあまり影響を与えることなく、前記の基準を満足することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、複数のボンドパッドを有する集積回路を提供する。前記複数のボンドパッドはそれぞれ、実質的に重なりや接触がないプローブ領域およびワイヤボンド領域を有する。一実施形態において、ボンドパッドは前記集積回路の能動回路構成部および／または電気相互接続層の上に延在している。前記ボンドパッドの一部または全体が、相互接続層の上に延在しており、パッドの一部をパッシベーション層の上に形成し、最終金属層パッドに接続することができる。一実施形態では、前記ボンドパッドはアルミニウム製であり、前記最終金属層パッドは銅製である。
【０００６】
プローブ領域をワイヤボンド領域から分離し、能動回路構成部の上にボンドパッドを形成することには、いくつかの利点がある。ボンドパッド間で非常に微細なピッチを必要とする用途では、プローブ領域とワイヤボンド領域を互い違いにすることで、プローブ領域間の距離を効果的に大きくすることができる。プローブ領域をワイヤボンド領域から分離することで、ワイヤボンド領域はプローブ検査によって損傷を受けなくなり、より信頼性の高いワイヤボンドが可能となる。さらに、ボンドパッドを金属相互接続層を含む能動回路構成部の上に形成することで、集積回路を小型化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明によるワイヤボンドパッドの平面図。
【図２】本発明による図１のワイヤボンドパッドを有する半導体装置の断面図。
【図３】本発明の別の実施形態による半導体装置の断面図。
【図４】本発明の別の実施形態による半導体装置の断面図。
【図５】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図６】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図７】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図８】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図９】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図１０】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図１１】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図１２】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図１３】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【図１４】本発明による複数のワイヤボンドパッドを有する集積回路の別の実施形態の平面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、本発明によるボンドパッド１０の平面図である。ボンドパッド１０は、点線で示したようにワイヤボンド領域１２とプローブ領域１４に分かれている。ワイヤボンド領域１２およびプローブ領域１４については必要に応じて配置と大きさ設定を行って、ワイヤボンディングおよびプローブ検査手段の大きさおよび精度に対応できるようにする。例示の実施形態では、ワイヤボンド領域１２はプローブ領域１４より小さく示してある。他の実施形態では、これら領域の大きさを異なるものとすることができる。
【０００９】
ボンドパッド１０は、図２、図３および図４に示した断面図を有する各種半導体装置で設計することができる。類似または同様の要素には図面を通じて同一の参照番号を付していることに留意されたい。さらに留意すべき点として、図面は実寸を反映して描かれていない。図２は、本発明による半導体装置２０の断面図である。半導体装置２０は、縁部または外周２５、パッシベーション層１８、ボンドパッド１０、相互接続領域２４および能動領域または基板２６を有する。ボンドパッド１０は、ワイヤボンド領域１２およびプローブ領域１４（図１参照）を有し、外周２５に対して位置決めされている。相互接続領域２４は、半導体装置２０の各種構成要素間で電力、接地、信号および他のラインをルーティングするための金属層２８，３０，３２を備える。図２に示したように、金属層２８（以下、最終金属層２８と称する）は、半導体装置２０の表面に近接して配置されており、また半導体装置２０の外部に配置された装置（図示せず）への接続を行うためにプローブおよびワイヤボンドが設けられているボンドパッド１０を備える。相互接続領域２４の金属層は、ビアを用いて互いに接続されていてもよい。相互接続金属層３２は、コンタクトで能動領域２６に電気的に接続されている。
【００１０】
半導体装置２０については従来の作製技術によって、能動領域２６または基板に電気回路が形成されている。電気回路は、例えば通信、輸送、一般的な計算または娯楽などでの各種集積回路用途用のものであることができる。図示の実施形態では、金属層２８，３０，３２は、アルミニウム、銅または金などの導電性材料で形成されている。他の実施形態では、金属層はこれより多かったり少なかったりすることができる。ボンドパッド１０は、最終金属層２８の一部として形成される。金属層２８を形成した後、パッシベーション層１８を半導体装置の表面上に成膜する。ボンドパッド１０の上に示したように、パッシベーション層１８に開口を設けて、半導体装置２０とパッケージ上のピンとの間などの電気的接触を可能にする。
【００１１】
ボンドパッド１０は、比較的厚い銅の層から形成する。一実施形態において銅は、厚さ０．３〜１．０ミクロンであることができる。試験の結果、ボンドパッド１０はワイヤボンディング手段の衝撃を耐えるだけの強度を有し、図２に示したような相互接続層２４および能動領域２６の下層の回路に損傷を与えることなく、相互接続層２４上に形成することが可能であることが明らかになった。
【００１２】
図３には、本発明による半導体装置３４の断面図を示してある。半導体装置３４は、縁部または外周２５、パッシベーション層１８、相互接続領域２４、能動領域２６およびボンドパッド３６を有する。ボンドパッド３６は、最終金属層パッド１６およびアルミニウムパッド層３５を備える。アルミニウムパッド層３５は、ワイヤボンド領域３８およびプローブ領域３７を備える。アルミニウムパッド層３５の厚さは、約０．５〜２．０ミクロンであることができる。ボンドパッド３６は半導体装置３４の外周２５に関して位置決めされ、障壁層２２によって最終金属層パッド１６から分離されている。ボンドパッド３６は、プローブ領域３７およびワイヤボンド領域３８を収容できるような配置および大きさにされている。
【００１３】
半導体装置３４の作製技術および材料は、図２の半導体装置２０について記載の通りである。さらに障壁層２２がパッシベーション層１８上に形成されて、最終金属層パッド１６とボンドパッド３６の間、ならびにボンドパッド３６とパッシベーション層１８との間に拡散障壁層および接着層が提供される。障壁層２２を成膜した後、アルミニウムパッド層３５を障壁層２２上に成膜する。次に、障壁層２２およびアルミニウムパッド層３５をパターニングして、プローブおよびワイヤボンド領域に必要な最終的な形状および大きさに形成する。例示の実施形態では、アルミニウムパッド層３５はアルミニウム製であるが、他の実施形態ではアルミニウムパッド層３５は他の導電性材料から形成することができる。さらに、相互接続領域２４の金属層２８，３０，３２ならびに最終金属層パッド１６は銅製である。他の実施形態では、他の導電性材料をボンドパッド３６、最終金属層パッド１６ならびに金属層２８，３０，３２に用いることができる。例えば金属層２８，３０，３２ならびに最終金属層パッド１６は、アルミニウムまたは金製であることができ、最終金属層パッド１６は金を含むことができる。さらに障壁層２２は、図示の実施形態ではタンタル製である。しかし他の実施形態では障壁層２２は、異質材料間および隣接材料間に拡散障壁層および接着層を形成するいかなる材料であってもよい。拡散および障壁材料の例には、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、ニッケル、タングステン、チタン−タングステン合金およびタンタル・窒化ケイ素がある。
【００１４】
ボンドパッド３６のアルミニウム層パッド３５および最終金属パッド１６は、それぞれ比較的厚いアルミニウムおよび銅の層から形成される。従って、ボンドパッド３６はワイヤボンディング手段の衝撃に耐えるだけの強度を有しており、図３に示したような相互接続層２４および能動領域２６の下層の回路に対して損傷を起こすことなく相互接続層２４上に形成することができる。
【００１５】
図４には、本発明の別の実施形態による半導体装置４０の断面図を示してある。半導体装置４０は、縁部または外周２５、パッシベーション層１８、相互接続領域２４、能動領域２６およびボンドパッド４４を有する。ボンドパッド４４は、アルミニウムパッド４５および最終金属パッド４２を含む。最終金属パッド４２は最終金属層２８の一部として形成されている。ボンドパッド４４は、半導体装置４０の外周２５に関して位置決めされており、縦方向の点線によって図４で示したようにプローブ領域とワイヤボンド領域に分離されている。アルミニウムパッド４５は、障壁層４３によって最終金属層パッド４２から分離されている。
【００１６】
半導体装置４０の作製技術および材料は図２および図３について説明した通りである。しかしながら図４の装置では、ボンドパッド４４の一部がパッシベーション層１８および下層の能動回路構成部２６および／または相互接続領域２４上に延在しており、残りの部分がパッシベーション層１８にある開口部で最終金属層パッド４２に接続されている。前述のように、ボンドパッド４４はワイヤボンド領域とプローブ領域とに分離されている。プローブ領域は、パッシベーション層１８の上ならびに相互接続領域２４の電気相互接続層２８，３０，３２の上方に延在しているボンドパッド１０の一部の上にある。ワイヤボンド領域は、最終金属層パッド４２に接続しているボンドパッド４４の部分上に形成されている。ワイヤボンド領域は、下層の回路の損傷や変形を起こすことなくワイヤボンディング手段の衝撃に耐えるだけの強度を有し、相互接続領域２４の金属層の上方に形成されていてもよい。
【００１７】
プローブ領域をパッシベーション層１８上に延在させることで、最終金属層パッド４２の大きさには影響はなく、半導体装置の全体のサイズを大きくすることなくボンドパッド４４のサイズを大きくすることができる。さらに、最終金属層パッド４２はプローブ検査やワイヤボンディングには使用されないことから、最終金属層パッド４２の大きさおよび形状、ならびにパッシベーション層１８における開口の大きさおよび形状は、ボンドパッド４４に電気的接続を提供するのに必要な面積によってのみ制限される。他の実施形態では、複数の相対的に小さい最終金属層パッドおよび対応するパッシベーション開口があってもよく、それらが一体となってボンドパッド４４に十分な電気的接続を提供する。ボンドパッド４４がパッシベーション層１８上に延在し、最終金属層パッド４２の大きさに影響がないことから、プローブおよびワイヤボンド領域の配置においては自由度が高い。例えば、プローブ領域およびワイヤボンド領域は他の実施形態において、必ずしも接触しているとは限らない。
【００１８】
ボンドパッド４４はアルミニウム製であることができ、最終金属層パッド４２は銅で形成されていてもよい。より信頼性の高いワイヤボンドのためにワイヤボンド領域からプローブ領域を分離することに加えて、パッシベーション層１８上でプローブ検査を行うことで、最終金属層パッド４２の銅が偶発的に露出する危険性がなくなる。露出した銅は容易に酸化され、ワイヤボンディングには望ましくない表面を生じる。
【００１９】
図５には、本発明の一実施形態による半導体装置６０の平面図を示してある。集積回路６０は、図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを有し、図２または図３に示した実施形態によって構築することができる。集積回路６０には、集積回路６０の縁部６１に沿って形成された複数のボンドパッド６２〜６５がある。前記複数のボンドパッドのそれぞれにある点線は、パッシベーション層に形成された開口６６を示している。
【００２０】
各ボンドパッドは、図１で議論したようにプローブ領域とワイヤボンド領域とに分離されている。楕円を境界とする各ボンドパッド上の領域はプローブ検査用に指定された領域であり、円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はワイヤボンディング用に指定された領域である。その複数のボンドパッドが外周６１に関して配置されている。ワイヤボンド領域の方が、各ボンドパッドのプローブ領域より外周６１に近い。隣接するボンドパッドのワイヤボンド領域同士は、縁部６１から等距離の線に維持されている。同様に、隣接するボンドパッドのプローブ領域同士は、縁部６１から等距離の線に維持されている。他の実施形態では、プローブ領域とワイヤボンド領域が交代していてもよい。
【００２１】
図６には、本発明の別の実施形態による半導体装置７０の平面図を示してある。集積回路７０は、図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを有し、図４に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路７０は、集積回路７０の縁部７１に沿って形成された複数のボンドパッド７２〜７５を有する。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上にある点線は、パッシベーション層に形成された開口部７６を示している。各ボンドパッドは、図１で議論したようにプローブ領域とワイヤボンド領域に分離されている。楕円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はプローブ検査用に指定された領域であり、円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はワイヤボンディング用に指定された領域である。前記複数のボンドパッドは、外周７１に関して配置されている。ワイヤボンド領域の方が、各ボンドパッドのプローブ領域より外周７１に近い。隣接するボンドパッドのワイヤボンド領域同士は、縁部７１から等距離の線に維持されている。同様に、隣接するボンドパッドのプローブ領域同士は、縁部７１から等距離の線に維持されている。他の実施形態では、プローブ領域およびワイヤボンド領域は交代していてもよい。
【００２２】
図４に示したように、ボンドパッド７２〜７５の一部はパッシベーション層上に形成されており、そのボンドパッドの一部は最終金属層パッド上に形成されている。
図７には、本発明の別の実施形態による半導体装置８０の平面図を示してある。集積回路８０は図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを備え、図２または図３に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路８０は、集積回路８０の縁部８１に沿って形成された複数のボンドパッド８２〜８５を備える。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上にある点線は、パッシベーション層に形成された開口部８６を示してい
る。各ボンドパッドは、図１で議論したようにプローブ領域およびワイヤボンド領域に分離されている。楕円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はプローブ検査用に指定された領域であり、円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はワイヤボンディング用に指定された領域である。前記複数のボンドパッドは同じ大きさであり、外周８１から等距離に配置されている。
【００２３】
プローブ領域（楕円形で示してある）は、ワイヤボンド領域（円形）の反対側に互い違いに交互に形成されているが、ワイヤボンド領域は集積回路８０の縁部８１から等距離の線に維持されている。さらに、各ボンドパッドの中心は縁部８１から等距離の線に維持されている。実質的に全てのボンドパッド８２〜８５が、図３に示したように最終金属層パッド上に形成されている。
【００２４】
プローブ領域の互い違い配置または交互配置によって、プローブ領域間の距離が大きくなり、ピッチが非常に微細な装置のより確実なプローブ検査が可能となり、例えばカンチレバーおよび垂直プローブ法などの各種プローブ技術を用いる上で自由度が高くなる。現在のプローブ技術は、指定の最小ピッチ以下のパッドピッチ（ピッチとは、パッド間の距離を指す）を保証することができない。ボンドパッドを長くし、プローブ領域を互い違いに配置することで、現在のプローブ技術の利用範囲を比較的小さいピッチを有するパッドに広げることができる。ワイヤボンド領域を線上に維持することで、ワイヤボンディング装置のプログラミングをより簡単なものとすることができる。他の実施形態では、プローブ領域およびワイヤボンド領域を交代させることができることに留意されたい。
【００２５】
図８には、本発明の別の実施形態による半導体装置９０の平面図を示してある。集積回路９０は図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを備え、図４に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路９０は、集積回路９０の縁部９１に沿って形成された複数のボンドパッド９２〜９５を備える。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上にある点線は、パッシベーション層に形成された開口部９６を示している。
【００２６】
図８のボンドパッド配置は、パッシベーション層における開口部９６が相対的に小さく、円形で示された各ワイヤボンド領域のみを取り囲むものである以外、図７のボンドパッド配置と同じである。プローブ領域は楕円形で示してあり、図７について前述したように互い違い配置になっている。さらにプローブ領域は、半導体装置９０のパッシベーション層上に延在している。
【００２７】
図９には、本発明の別の実施形態による半導体装置１００の平面図を示してある。集積回路１００は、図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを備え、図２または図３に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路１００は、集積回路１００の縁部１０１に沿って形成された複数のボンドパッド１０２〜１０５を備える。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上にある点線は、パッシベーション層に形成された開口部１０６を示している。
【００２８】
パッシベーション層における開口部１０６は、各ボンドパッド１０２〜１０５のワイヤボンド領域（円形）およびプローブ領域（楕円形）を囲んでいる。ボンドパッドは、互い違いに配置されており、ボンドパッド１０２，１０４の方が、ボンドパッド１０３，１０５と比較して外周１０１から遠い位置にある。さらに、各ボンドパッドのプローブ領域は、図７および図８で前述したように互い違い配置されている。さらに、各パッドのワイヤボンド領域は、外周１０１から等距離に配置されている。
【００２９】
プローブ検査またはワイヤボンディングに使用されない面積が除去されていることから、図９のボンドパッドの方が図８のボンドパッドより短い。ボンドパッドの除去部分によって提供された空間は、集積回路上のより多くの機能やボンドパッドを形成するためのより大きい表面積を半導体装置上に提供することができる。
【００３０】
図１０には、本発明の別の実施形態による半導体装置１１０の平面図を示してある。集積回路１１０は、図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを備え、図４に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路１１０は、集積回路１１０の縁部１１１に沿って形成された複数のボンドパッド１１２〜１１５を有する。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上の点線は、パッシベーション層に形成された開口部１１６を示している。
【００３１】
ボンドパッド１１２〜１１５は互い違いに配置されており、ボンドパッド１１２，１１４の方が、ボンドパッド１１３，１１５と比較して外周１１１から遠い位置にある。さらに、各ボンドパッドのプローブ領域は、図７、図８および図９で前述したように互い違い配置されている。さらに、各パッドのワイヤボンド領域は、外周１１１から等距離に配置されている。
【００３２】
パッシベーション層における開口部１１６は相対的に小さく、円形で示された各ワイヤボンド領域のみを囲んでいる。プローブ領域が半導体装置１１０のパッシベーション層上に延在している。
【００３３】
図１１には、本発明の別の実施形態による半導体装置１２０の平面図を示してある。集積回路１２０は、図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを備え、図２または図３に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路１２０は、集積回路１２０の縁部１２１に沿って形成された複数のボンドパッド１２２〜１２５を備える。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上の点線は、パッシベーション層に形成された開口部１２６を示している。各ボンドパッドは、図１で議論したようにプローブ領域およびワイヤボンド領域に分離されている。楕円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はプローブ検査用に指定された領域であり、円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はワイヤボンディング用に指定された領域である。前記複数のボンドパッドは外周１２１に関して配置されている。図１１の実施形態では、プローブ領域およびワイヤボンド領域の両方が互い違いに配置されている。
【００３４】
図１２には、本発明の別の実施形態による半導体装置１３０の平面図を示してある。集積回路１３０は、図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを備え、図４に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路１３０は、集積回路１３０の縁部１３１に沿って形成された複数のボンドパッド１３２〜１３５を備える。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上の点線は、パッシベーション層に形成された開口部１３６を示している。各ボンドパッドは、図１で議論したようにプローブ領域およびワイヤボンド領域に分離されている。楕円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はプローブ検査用に指定された領域であり、円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はワイヤボンディング用に指定された領域である。前記複数のボンドパッドは外周１３１に関して配置されている。図１２の実施形態では、プローブ領域およびワイヤボンド領域の両方が互い違いに配置されている。さらに、プローブ領域はパッシベーション層上に形成されている。
【００３５】
図１３には、本発明の別の実施形態による半導体装置１４０の平面図を示してある。集積回路１４０は、図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを備え、図２および図３に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路１４０は、集積回路１４０の縁部１４１に沿って形成された複数のボンドパッド１４２〜１４５を備える。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上の点線は、パッシベーション層に形成された開口部１４６を示している。楕円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はプローブ検査用に指定された領域であり、円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はワイヤボンディング用に指定された領域である。ボンドパッドの長軸は、縁部１４１と平行になるように方向付けられている。隣接するボンドパッドのワイヤボンド領域およびプローブ領域は、縁部１４１から等距離の線上に維持されている。ボンドパッドの長軸が縁部１４１と平行に方向付けられていることから、パッドに限定されない集積回路用の分離したワイヤボンド領域およびプローブ領域を維持しながら、ボンドパッドの全体高さが低減される。
【００３６】
図１４には、本発明の別の実施形態による半導体装置１５０の平面図を示してある。集積回路１５０は、図１に示したボンドパッドと同様の複数のボンドパッドを備え、図４に示した実施形態に従って構築することができる。集積回路１５０は、集積回路１５０の縁部１５１に沿って形成された複数のボンドパッド１５２〜１５５を備える。前記複数のボンドパッドのそれぞれの上の点線は、パッシベーション層に形成された開口部１５６を示している。楕円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はプローブ検査用に指定された領域であり、円形を境界とする各ボンドパッド上の領域はワイヤボンディング用に指定された領域である。ボンドパッドの長軸は、縁部１５１と平行に方向付けられている。隣接するボンドパッドのワイヤボンド領域およびプローブ領域は、縁部１５１から等距離の線上に維持されている。ボンドパッドの長軸が縁部１５１と平行に方向付けられていることから、パッドに限定されない集積回路用の分離したワイヤボンド領域およびプローブ領域を維持しながら、ボンドパッドの全体高さが低減される。図１４では、プローブ領域はパッシベーション層上に形成されている。
【００３７】
上記の明細書では、具体的な実施形態を参照しながら本発明を説明した。しかしながら当業者には、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱しない限りにおいて、各種の修正および変更を行うことが可能であることは明らかであろう。従って、明細書および図面は限定的な意味ではなく例示的な意味のものであると見なすべきであり、そのような修正はいずれも本発明の範囲に含まれるものである。
【００３８】
以上、具体的な実施形態に関して、他の利点および問題解決の説明を行った。しかしながら、効果、利点、問題解決ならびに効果、利点もしくは解決を生じさせたりより顕著なものとし得る要素は、いずれかまたは全ての特許請求の範囲の重要、必要もしくは必須の特徴または要素であると解釈すべきではない。本明細書で使用される場合、「含む」、「包含する」またはそれらの他の派生表現は、包括的に包含することを含むものであることから、列記された要素を含む工程、方法、物品または装置は、それらの要素を含むだけでなく、明瞭に列記されていないか、そのような工程、方法、物品または装置に特有のものである他の要素をも包含することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０ ボンドパッド
１２ ワイヤボンド
１４ プローブ
１８ パッシベーション層
２０ 半導体集積回路
２５ 外周
２４ 相互接続領域
２６ 基板
２８ 最終金属層
３６ ボンドパッド
３８ ワイヤボンド
３７ プローブ
３４ 半導体集積回路
４４ ボンドパッド
４８ ワイヤボンド
４７ プローブ
４０ 半導体集積回路
４２ 最終金属パッド
６６ 開口
７６ 開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
能動回路構成部および外周を有する基板；
前記基板上の複数の相互接続層；
前記複数の相互接続層上に位置し、銅からなる最終層バッドと複数の相互接続ラインとを有する相互接続最終層；
前記相互接続最終層上に位置し、前記最終層パッド上に開口部を有するパッシベーション層；および
アルミニウムからなり、前記最終層パッド上に位置するとともに同最終層パッドに電気的に接続するボンドパッドであって、当該ボンドパッドは第1領域および第２領域を有し、前記第１領域は前記第2領域と前記外周との間に位置し、前記第1領域および前記第２領域は実質的に重なり合うことなく隣接しており、前記第1領域はプローブ領域およびワイヤボンド領域の一方として機能し、前記第２領域はプローブ領域およびワイヤボンド領域のうち第1領域が機能しないもう一方として機能し、当該ボンドパッドは能動回路構成部の上方に、かつ、当該ボンドパッドに関係しない前記相互接続最終層の相互接続ラインの上方に位置される、ボンドパッド；
を備える集積回路。
【請求項２】
能動回路構成部および外周を有する基板；
前記基板上の第1の複数の相互接続層；
前記第1の複数の相互接続層上に位置する、銅からなる最終層バッド；
前記最終層パッドに対応する複数の開口部を有するパッシベーション層；および
前記開口部を通って前記最終層パッドに結合された、アルミニウムからなる複数のボンドパッドであって、前記開口部上に第1の部分を有し、さらに前記パッシベーション層上に第２の部分を有し、前記第２の部分が前記第1の部分より面積が大きい、ボンドパッド；
を備え、
前記複数のボンドパッドは、前記能動回路構成部の上方に、かつ、当該ボンドパッドに関係しない前記相互接続最終層の相互接続ラインの上方に延在し、前記第２部分は前記第１部分よりも有意に大きく、第１部分はワイヤボンディング用の領域であり、第２部分はプローブ用の領域である、
集積回路。
【請求項３】
能動回路構成部を有する基板；
前記基板上の複数の相互接続層；
前記複数の相互接続層上に位置する相互接続最終層であって、前記基板の外周の周りに位置する複数の最終層バッドと複数の相互接続ラインとを有する相互接続最終層；
前記相互接続最終層上に位置し、複数の開口部を有するパッシベーション層であって、該複数の開口部の各々は前記複数の最終層パッドのうちの一つの最終層パッドに対応し、かつ、前記複数の開口部の各々はそれが対応する最終層パッド上に位置する、パッシベーション層；および
複数のボンドパッドであって、該複数のボンドパッドの各ボンドパッドは前記複数の開口部のうちの一つの開口部に対応し、各ボンドパッドはそれが対応する開口部の上に位置するとともに、各ボンドパッドは、第１領域および第２領域を有し、各ボンドパッドの前記第1領域は各ボンドパッドの前記第２領域よりも前記基板の外周に近接しており、隣接するボンドパッドの各第１領域はプローブ領域とワイヤボンド領域とを交互になしている、複数のボンドパッド；
を備える集積回路。
【請求項４】
能動回路構成部を有する基板を提供する工程；
前記基板上に複数の相互接続層を形成する工程；
前記複数の相互接続層上に、前記基板の外周の周囲に複数のパッドを有し、かつ、複数の相互接続ラインを有する相互接続最終層を形成する工程；
前記相互接続最終層上に、複数の開口部を有するパッシベーション層を形成する工程であって、前記複数の開口部の各々が前記複数の最終層パッドのうちの一つの最終層パッドに対応し、かつ、前記複数の開口部の各々がそれが対応する最終層パッド上にある工程；および
前記パッシベーション層の形成後に、前記開口部を通って前記最終層パッドに結合する複数のボンドパッドを形成する工程；
を備え、
前記複数のボンドパッドの各ボンドパッドが、
前記複数の開口部のうちの一つの開口部に対応し、
それが対応する開口部上の第１の部分およびパッシベーション層上に延びる第２の部分を有し、前記第２の部分の方が第１の部分より面積が大きく、
さらに各ボンドパッドは、実質的に重なり合わない第１領域および第２領域を有し、各ボンドパッドの前記第1領域は各ボンドパッドの前記第２領域よりも前記基板の外周に近接しており、隣接するボンドパッドの各第１領域はプローブ領域とワイヤボンド領域とを交互になしている；
集積回路の形成方法。
【請求項５】
能動回路構成部および外周を有する基板；
前記基板上に形成され、相互接続最終層を有する複数の相互接続層；
前記相互接続最終層上に形成された複数のボンドパッドであって、当該ボンドパッドの各々は第1領域および第２領域を有し、前記第1領域はプローブ領域としてのみ使用され、前記第２領域はワイヤボンド領域としてのみ使用され、前記複数の相互接続層および能動回路構成部が当該複数のボンドパッドの下にある、ボンドパッド；および
前記相互接続最終層上に形成され、複数の開口部を有するパッシベーション層であって、前記複数の開口部のそれぞれが前記複数のボンドパッドの一つに対応しているパッシベーション層；
を備える集積回路。
【請求項１】
能動回路構成部および外周を有する基板；
前記基板上の複数の相互接続層；
前記複数の相互接続層上に位置し、銅からなる最終層バッドと複数の相互接続ラインとを有する相互接続最終層；
前記相互接続最終層上に位置し、前記最終層パッド上に開口部を有するパッシベーション層；および
アルミニウムからなり、前記最終層パッド上に位置するとともに同最終層パッドに電気的に接続するボンドパッドであって、当該ボンドパッドは第1領域および第２領域を有し、前記第１領域は前記第2領域と前記外周との間に位置し、前記第1領域および前記第２領域は実質的に重なり合うことなく隣接しており、前記第1領域はプローブ領域およびワイヤボンド領域の一方として機能し、前記第２領域はプローブ領域およびワイヤボンド領域のうち第1領域が機能しないもう一方として機能し、当該ボンドパッドは能動回路構成部の上方に、かつ、当該ボンドパッドに関係しない前記相互接続最終層の相互接続ラインの上方に位置される、ボンドパッド；
を備える集積回路。
【請求項２】
能動回路構成部および外周を有する基板；
前記基板上の第1の複数の相互接続層；
前記第1の複数の相互接続層上に位置する、銅からなる最終層バッド；
前記最終層パッドに対応する複数の開口部を有するパッシベーション層；および
前記開口部を通って前記最終層パッドに結合された、アルミニウムからなる複数のボンドパッドであって、前記開口部上に第1の部分を有し、さらに前記パッシベーション層上に第２の部分を有し、前記第２の部分が前記第1の部分より面積が大きい、ボンドパッド；
を備え、
前記複数のボンドパッドは、前記能動回路構成部の上方に、かつ、当該ボンドパッドに関係しない前記相互接続最終層の相互接続ラインの上方に延在し、前記第２部分は前記第１部分よりも有意に大きく、第１部分はワイヤボンディング用の領域であり、第２部分はプローブ用の領域である、
集積回路。
【請求項３】
能動回路構成部を有する基板；
前記基板上の複数の相互接続層；
前記複数の相互接続層上に位置する相互接続最終層であって、前記基板の外周の周りに位置する複数の最終層バッドと複数の相互接続ラインとを有する相互接続最終層；
前記相互接続最終層上に位置し、複数の開口部を有するパッシベーション層であって、該複数の開口部の各々は前記複数の最終層パッドのうちの一つの最終層パッドに対応し、かつ、前記複数の開口部の各々はそれが対応する最終層パッド上に位置する、パッシベーション層；および
複数のボンドパッドであって、該複数のボンドパッドの各ボンドパッドは前記複数の開口部のうちの一つの開口部に対応し、各ボンドパッドはそれが対応する開口部の上に位置するとともに、各ボンドパッドは、第１領域および第２領域を有し、各ボンドパッドの前記第1領域は各ボンドパッドの前記第２領域よりも前記基板の外周に近接しており、隣接するボンドパッドの各第１領域はプローブ領域とワイヤボンド領域とを交互になしている、複数のボンドパッド；
を備える集積回路。
【請求項４】
能動回路構成部を有する基板を提供する工程；
前記基板上に複数の相互接続層を形成する工程；
前記複数の相互接続層上に、前記基板の外周の周囲に複数のパッドを有し、かつ、複数の相互接続ラインを有する相互接続最終層を形成する工程；
前記相互接続最終層上に、複数の開口部を有するパッシベーション層を形成する工程であって、前記複数の開口部の各々が前記複数の最終層パッドのうちの一つの最終層パッドに対応し、かつ、前記複数の開口部の各々がそれが対応する最終層パッド上にある工程；および
前記パッシベーション層の形成後に、前記開口部を通って前記最終層パッドに結合する複数のボンドパッドを形成する工程；
を備え、
前記複数のボンドパッドの各ボンドパッドが、
前記複数の開口部のうちの一つの開口部に対応し、
それが対応する開口部上の第１の部分およびパッシベーション層上に延びる第２の部分を有し、前記第２の部分の方が第１の部分より面積が大きく、
さらに各ボンドパッドは、実質的に重なり合わない第１領域および第２領域を有し、各ボンドパッドの前記第1領域は各ボンドパッドの前記第２領域よりも前記基板の外周に近接しており、隣接するボンドパッドの各第１領域はプローブ領域とワイヤボンド領域とを交互になしている；
集積回路の形成方法。
【請求項５】
能動回路構成部および外周を有する基板；
前記基板上に形成され、相互接続最終層を有する複数の相互接続層；
前記相互接続最終層上に形成された複数のボンドパッドであって、当該ボンドパッドの各々は第1領域および第２領域を有し、前記第1領域はプローブ領域としてのみ使用され、前記第２領域はワイヤボンド領域としてのみ使用され、前記複数の相互接続層および能動回路構成部が当該複数のボンドパッドの下にある、ボンドパッド；および
前記相互接続最終層上に形成され、複数の開口部を有するパッシベーション層であって、前記複数の開口部のそれぞれが前記複数のボンドパッドの一つに対応しているパッシベーション層；
を備える集積回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−４０７５９（Ｐ２０１１−４０７５９Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８１９５４（Ｐ２０１０−１８１９５４）
【出願日】平成２２年８月１６日（２０１０．８．１６）
【分割の表示】特願２００３−５７７３３３（Ｐ２００３−５７７３３３）の分割
【原出願日】平成１５年３月１２日（２００３．３．１２）
【出願人】（５０４１９９１２７）フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド (806)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１６日（２０１０．８．１６）
【分割の表示】特願２００３−５７７３３３（Ｐ２００３−５７７３３３）の分割
【原出願日】平成１５年３月１２日（２００３．３．１２）
【出願人】（５０４１９９１２７）フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド (806)
【Ｆターム（参考）】
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