JP2005260068A - 半導体基板、半導体装置、その製造方法ならびにその検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スクライブラインに形成された電極パッドを、ダイシング後に残存しにくく形成することができる構造を有する半導体基板、半導体装置及びその製造方法ならびに測定方法を提供する。
【解決手段】半導体基板１１に形成されたスクライブライン１に形成された電極パッド２と、前記スクライブライン１に形成されるとともに前記電極パッド２より前記スクライブライン１の幅方向に広く開口された開口部３とを形成する。例えば、電極パッド２の一部を開口部３の中心に存在するように開口部３を形成し、また、電極パッド２をスクライブライン１の幅方向の略中央に位置するように形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクライブライン上に形成する半導体装置の測定用の電気的接触部の構造及びその製造方法ならびに測定方法に係り、特に半導体基板、半導体装置及び半導体基板の製造方法ならびにその測定方法に関する。

半導体基板に形成されるスクライブラインには、トランジスタ・抵抗等とそれを測定する電極パッドがある。電極パッドは確実に測定を行うためにある程度大きく形成するのが一般的であるため、比較的半導体基板内に大きな面積を占有してしまう。そこで、半導体装置を製品として分離するためのスクライブライン内に測定用の電極パッドを形成することが多い。ここで、スクライブラインとは、半導体基板に形成された装置をチップ化するときに、ダイシングブレードにて切断するための領域のことである。したがって、スクライブラインに検査用の電極パッドを形成すれば、製品を形成するための半導体基板の面積を消費することがなくなる。

図７に従来のスクライブライン上に形成された電極パッドの平面図を示す。スクライブライン１に電極パッド２が形成されており、電極パッド２が形成されている領域よりも小さい領域に開口部３を設けている。これは、プローブ針が開口部３上の任意の位置に調整されていれば、確実に電気測定を行えるようにするためである。また、プローブ針が磨耗等による若干の位置ずれを起こしたとしても、開口部３の任意の位置のどこかにプローブ針が接触すれば測定を行うことができるからである。

半導体装置をチップ化する際にはスクライブライン１上に形成された電極パッド２もダイシングブレードにてダイシングされる。上記のように、プローブ針の接触不良を低減するためには、電極パッド２及びその開口部３を大きく形成する方がよい。しかし、電極パッド２を大きく形成すると、半導体装置をチップ化した後にスクライブライン１に形成された電極パッド２の一部が残存しやすくなり、後工程でのチップを、例えばＴＡＢ（Tape Automated Bonding）技術で実装した時にその残存した電極パッド２とＴＡＢのリード線が接触し短絡する検査不良が起こる可能性が高くなる。

そこで、例えば、特許文献１では、スクライブラインに形成する電極パッドを特殊な形状に加工することにより、半導体基板の切断時に切削屑が発生しにくいようにしている。

特開平７−３０２７７３号公報

ところが、例えば特許文献１のようにスクライブライン１に形成される電極パッド２の形状を加工すると切削屑が発生しにくくなり、例えばＴＡＢ技術を用いて実装した後の不良を低減する効果はあるが、やはりチップにスクライブライン１上に形成された電極パッド２が残存する可能性がある。したがって、スクライブラインに形成された電極パッド２はダイシング時にダイシングブレードによって完全に切り落とされることが望ましい。

本発明の目的は、スクライブラインに形成された電極パッドを、ダイシング後に残存しないように形成することができる構造を有する半導体基板、半導体装置及びその製造方法ならびに測定方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、半導体基板に形成されたスクライブラインに形成された電極パッドと、前記スクライブラインに形成されるとともに前記電極パッドより前記スクライブラインの幅方向に広く開口された開口部とを備えたことを要旨とする。

この構成によれば、スクライブラインに形成される電極パッドよりも開口部を大きく形成することができる。したがって、この開口部を通常の大きさに形成すると、相対的に電極パッドを小さくすることができる。これにより、スクライブラインのライン方向における電極パッドの大きさよりも幅が大きいダイシングブレードを用いれば、電極パッドを完全に切り落とすことができる。また、電極パッドを小さくすることにより、従来よりも幅の狭いダイシングブレードを使用して電極パッドを切り落とすことができるので、結果としてスクライブ領域を小さくすることができる。これにより、半導体基板の中で製品として使用できる面積が増加するので、半導体基板１枚あたりで製造できるチップ数が増加する効果が得られる。

また、本発明は、前記電極パッドの一部は、前記開口部の中心に存在するように形成されていることを要旨とする。

この構成によれば、また、電極パッドが少なくとも開口部の中心の一部に存在することにより、検査時にプローブ針を開口部中心に合わせておけば、プローブ針の先端もある程度の大きさを有しているので、プローブ針の位置が多少ずれても測定することができる。

また、本発明は、前記開口部は、前記開口部の側壁面から、前記電極パッドを測定するためのプローブ針先端径の範囲内に、前記電極パッドの一部が存在するように形成されていることを要旨とする。

この構成によれば、開口部内の任意の位置に電極パッドの測定に使用するプローブ針の先端部全体が入るように位置調整しておけば、プローブ針先端径の範囲内に電極パッドが存在するので、半導体基板に形成された半導体装置の電気特性をより確実に測定することができる。

また、本発明は、前記スクライブラインの幅方向において、前記電極パッドの幅は前記開口部の幅より短く形成されていることを要旨とする。

この構成によれば、スクライブラインの幅方向に対して開口部の幅より電極パッドを短く形成することにより、スクライブラインのライン方向に対して電極パッドを小さく形成することができる。これにより、ダイシング時に従来よりも幅の狭いダイシングブレードを使用して電極パッドを切り落とすことができる。

また、本発明は、前記電極パッドはスクライブラインの幅方向の略中央に位置するように形成されていることを要旨とする。

この構成によれば、電極パッドをスクライブラインの幅方向の略中央に位置するように形成することにより、ダイシング時に従来よりも幅の狭いダイシングブレードを使用して電極パッドを切り落とすことができる。

また、本発明は、前記電極パッドは前記開口部の幅方向の略中央に位置するように形成されていることを要旨とする。

この構成によれば、スクライブラインの幅方向に対して電極パッドが開口部の中央に形成されることにより、測定時にプローブ針がより確実に電極パッドと接触することができる。これにより、測定不良が低減できる。

また、本発明は、前記電極パッドは前記開口部におけるスクライブラインの方向において略全域に亘って形成されていることを要旨とする。

この構成によれば、例えばトランジスタのような半導体装置との電気的接続を開口部が形成されていない電極パッドの領域からとることができる。スクライブライン方向に２箇所開口部が形成されていない電極パッドの領域が存在するので、そのどちらからでも半導体装置との電気的接続をとることができる。

また、本発明は、前記電極パッドが形成されていない前記開口部の底面は、前記電極パッドの表面の高さ以下に形成されていることを要旨とする。

この構成によれば、開口部に形成されている電極パッド表面が開口部の底面と同じであれば、プローブ針が電極パッドと接触するので、電気測定に影響を及ぼさない。また、開口部の底面が電極パッド表面より低く形成されると、電気測定時にプローブ針が開口部領域に入った場合、最初に接触するのは電極パッドとなる。したがって、確実に半導体装置の電気測定を行うことができる。

また、本発明は、前記開口部を形成する領域の下部に多結晶シリコン層あるいは窒化シリコン層が形成されていることを要旨とする。

この構成によれば、電極パッドの開口部を形成するときにその開口方法としてドライエッチング法を用いる場合が多い。電極パッド以外の絶縁体をドライエッチングする際に、通常の電極パッドの構造ならば電極パッド自体がドライエッチングのストッパ層として働くので問題はないが、本発明の構成の場合、ドライエッチングにおけるストッパ層がないため電極パッドが形成されている層よりもさらに下方に形成された絶縁層がエッチングされるというオーバーエッチングが起こる。しかし、電極パッドの下部に多結晶シリコン層あるいは窒化シリコン層が形成されていれば極端なオーバーエッチングを防ぐことができる。

また、本発明は、スクライブラインを有する絶縁層が形成された半導体基板であって、前記絶縁層の上にエッチングストップ層としての多結晶シリコン層あるいは窒化シリコン層を形成するエッチングストップ層形成工程と、前記エッチングストップ層の上に第一絶縁層を形成する第一絶縁層形成工程と、前記第一絶縁層の上に電極パッド用の金属層を形成する金属層形成工程と、前記金属層をパターン形成して電極パッドを形成する電極パッド形成工程と、前記電極パッドが形成された前記半導体基板の上に第二絶縁層を形成する第二絶縁層形成工程と、前記第二絶縁層の上に第三絶縁層を形成する第三絶縁層形成工程と、前記電極パッドが形成されている少なくとも一部を含んだ領域の第三絶縁層及び第二絶縁層を除去して開口部を形成する開口部形成工程とを有し、前記開口部形成工程は、前記開口部内に前記電極パッドが形成されていない領域が存在するように前記開口部を形成することを要旨とする。

この方法によれば、第三絶縁層を有することにより、電極パッド開口部以外の半導体表面の保護効果を高めることができる。また、スクライブ領域に形成される電極パッドよりも開口部を大きく形成することもできる。したがって、この開口部を通常の大きさに形成すると、相対的に電極パッドを小さく形成することができる。これにより、ダイシングする方向における電極パッドの大きさよりも幅が大きいダイシングブレードを用いれば、電極パッドを完全に切り落とすことができる。また、電極パッドを小さくすることにより、従来よりも幅の狭いダイシングブレードを使用して電極パッドを切り落とすことができるので、結果としてスクライブ領域を小さくすることができる。したがって、半導体基板の中で製品として使用できる面積が増加するので、半導体基板１枚あたりで製造できるチップ数が増加する効果が得られる。また、電極パッドの一部を開口するので、開口部はその条件内で任意の位置に形成することができる。

また、本発明は、前記開口部形成工程は、前記開口部内に前記電極パッドが形成されていない領域が存在するように形成し、かつ前記電極パッドの一部は、前記開口部の中心に存在するように前記開口部を形成することを要旨とする。

この方法によれば、第三絶縁層を有することにより、電極パッド開口部以外の半導体表面の保護効果を高めることができる。また、電極パッドの開口部の形成において、その開口部の中心に少なくとも前記電極パッドの一部が存在するように形成することにより、検査時にプローブ針を開口部中心に合わせておけば、プローブ針の先端もある程度の大きさを有しているので、プローブ針の位置が多少ずれても測定することができる。

また、本発明は、前記開口部形成工程は、前記開口部の側壁面から、前記電極パッドを測定するためのプローブ針先端径の範囲内に、前記電極パッドの一部が存在するように前記開口部を形成することを要旨とする。

この方法によれば、第三絶縁層を有することにより、電極パッド開口部以外の半導体表面の保護効果を高めることができる。また、開口部内の任意の位置に電極パッドの測定に使用するプローブ針の先端部全体が入るように位置調整しておけば、プローブ針先端径の範囲内に電極パッドが存在するので、半導体基板に形成された半導体装置の電気特性をほぼ確実に測定することができる。

また、本発明は、スクライブラインに形成される電極パッドを用いて電気的測定を行う半導体装置の測定方法であって、前記電極パッドを測定するために開口された開口部は、前記電極パッドが形成されていない領域が存在するように前記開口部が形成され、かつ前記電極パッドが前記開口部の中心に存在するように形成されており、前記開口部内に存在する、前記電極パッドをプローブ針で測定することを要旨とする。

この方法によれば、検査時にプローブ針を開口部中心に合わせておけば、プローブ針の先端もある程度の大きさを有しているので、プローブ針の位置が多少ずれても測定することができる。

また、本発明は、スクライブラインに形成される電極パッドを用いて電気的測定を行う半導体装置の測定方法であって、前記電極パッドを測定するために開口された開口部は、前記電極パッドが形成されていない領域が存在するように前記開口部が形成され、かつ前記開口部の側壁面から、前記電極パッドを測定するためのプローブ針先端径の範囲内に、前記電極パッドの一部が存在するように形成されており、前記電極パッドを前記プローブ針先端径と同じかそれ以上の径を有するプローブ針で測定することを要旨とする。

この方法によれば、開口部内の任意の位置に電極パッドの測定に使用するプローブ針の先端部全体が入るように位置調整しておけば、プローブ針先端の面積の範囲内に電極パッドが存在するので、半導体基板に形成された半導体装置の電気特性をより確実に測定することができる。

また、本発明は、プローブ針を前記開口部におけるスクライブラインの幅方向両側の側面のどちらに当接したときも、前記プローブ針が電極パッドと接触可能な位置関係に設定してあることを要旨とする。

この方法によれば、開口部の領域内にプローブ針が入れば、開口部内にある電極パッドと電気的接続がとれるので、より確実に測定することができる。

本発明の最良の実施形態を図１から図６を用いて説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態の測定部としての電極パッドと開口部の位置関係の、それぞれ異なる測定部の例を示す模式平面図である。図１（ａ）の測定部４の平面構造について説明する。ここで、測定部４は、電極パッド２及び開口部３で構成された領域を指す。半導体基板１１上には、スクライブライン１が水平方向に形成されている。スクライブライン１の幅方向の中央に位置するように電極パッド２が形成されている。電極パッド２は、スクライブライン１のライン方向が長手となる矩形に形成されている。また、電極パッド２はスクライブライン１のライン方向に対し平行になるように形成されている。電極パッド２を含む半導体基板１１上には半導体装置等を保護するための絶縁層等が形成されている。この断面構造については、図２で説明する。開口部３は、少なくとも電極パッド２の表面が出現するところまで絶縁層等を除去して形成される。開口部３は矩形であり、電極パッド２の長手方向に対しては、それより小さく形成されている。また、開口部３はスクライブライン１のライン方向に対し平行になるように形成されている。一方、電極パッド２の短手方向に対しては、それよりも大きく開口されている。また、開口部３は、電極パッド２が開口部３の中央に存在するように形成されている。

図１（ｂ）の測定部４の平面構造について説明する。電極パッド２はスクライブライン１の幅方向の中央に、方形に近い矩形に形成されている。また、電極パッド２はスクライブライン１のライン方向に平行に形成されている。開口部３は、スクライブライン１のライン方向に平行であり、電極パッド２全体よりも大きく形成されている。また、開口部３は矩形であり電極パッド２が開口部３の中央に存在するように形成されている。

図１（ｃ）の測定部４の平面構造について説明する。図１（ａ）と同様に電極パッド２はスクライブライン１の幅方向の中央に形成されている。開口部３は矩形であり電極パッド２の左下の一部の範囲を出現させるように形成されている。また、開口部３は、スクライブライン１のライン方向に平行であり、その中央部を含む範囲に電極パッド２の一部が含まれるように形成されている。

図１（ｄ）の測定部４の平面構造について説明する。図１（ａ）と同様に電極パッド２はスクライブライン１の幅方向の中央に形成されている。また、電極パッド２はスクライブライン１の方向が長手となる矩形形状である。開口部３は、スクライブライン１のライン方向に平行で、矩形であり電極パッド２の長手より短く形成されている。また、開口部３は、その開口領域に対し電極パッド２がその下側全体に配置されるように形成されている。また、開口部３は、電極パッド２が開口部３の中央部を含むような位置になるように形成されている。

なお、図１（ａ）、（ｃ）及び（ｄ）の構造においては、開口部３より電極パッド２の方が大きい領域があるので、電極パッド２を用いて測定を行いたい、例えばトランジスタのような半導体装置との電気的接続を二次元的にとること、すなわち、電気的接続をとる電気配線を電極パッド２と同一の層でとることが可能である。一方、図１（ｂ）のように電極パッド２が開口部３に取り囲まれた構造の場合においては、半導体装置と電気的接続をとる場合には電極パッド２の直下にさらに下部に存在する電気配線（図示せず）あるいは半導体装置とコンタクトプラグ（図示せず）を形成することによりとることができる。

ただし、一般的には、二次元的に電気的接続を行う配線を行う方が、検査等においては都合がよい場合が多いので、できれば図１（ａ）のように開口部３の領域内で電極パッド２がスクライブライン方向の全域に亘って形成されている構造が望ましい。

図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、測定部４において、開口部３は電極パッド２が形成されている位置や形状によらずに形成することができる。なお、図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の一例であり、その他の様々なバリエーションで形成することができる。例えば、電極パッド２の形状は円形でも多角形の形状でもよい。また、開口部３の形状も同様に、例えば円形や多角形の形状でもよい。

図２は、一例として図１（ａ）のＡ−Ａ線の模式断面図を示している。トランジスタ等の素子が形成されている半導体基板１１がある。まず、測定部４が形成されていない領域の構造について説明する。

半導体基板１１の上には多結晶シリコン層あるいは窒化シリコン層１２が形成されている。多結晶シリコン層１２の上には第一絶縁層１３が形成されている。第一絶縁層１３の上には第二絶縁層１５が形成されており、その上には第三絶縁層１６が形成されている。

次に、測定部４の構造について説明する。まず、第一絶縁層１３の上の中央部付近に電極パッド２が形成されている。開口部３は、電極パッド２よりも大きく開口されており、また、第一絶縁層１３は電極パッド２が形成されている面よりも下側まで形成されている。同図のような電極パッド２に対し、プローブ針５を接触させることにより所望の半導体装置等の測定を行う。プローブ針５の先端径が開口部３の幅よりも大きいので、プローブ針の位置精度は従来技術のままで測定することができる。

次に、本発明における測定部４の構造の製造工程を図３〜図５を用いて説明する。図３（ａ）は、スクライブライン１の領域内の絶縁層１１ａを有するシリコン基板１１を示している。

図３（ｂ）はエッチングストップ層形成工程を示している。エッチングストップ層１２として、多結晶シリコンを形成している。多結晶シリコン層１２は熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法で形成される。多結晶シリコン層１２の形成後、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法により、測定部４の下部に多結晶シリコン層１２が残存するようにパターン形成する。ここで、エッチングストップ層１２を多結晶シリコン層で形成した場合、電気配線として使用することも可能である。

なお、エッチングストップ層１２として窒化シリコン層を形成することもできる。窒化シリコン層１２はＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）法にて形成される。したがって、エッチングストップ層１２を窒化シリコン層で形成した場合は、形成工程で高温の熱がかからないため、絶縁層１１ａの下部にアルミニウムによる電気配線が形成されていても劣化するおそれがないという利点がある。

図３（ｃ）は、第一絶縁層形成工程を示している。本実施形態では、第一絶縁層１３として酸化シリコン層を用いている。第一酸化シリコン層１３はＰＥＣＶＤ法にて形成される。

図４（ａ）は、金属層形成工程を示している。金属層１４は、電極パッド２を形成するための層であり、本実施形態ではアルミニウムを用いている。アルミニウム層１４はスパッタリング法で形成される。アルミニウム層１４の厚みは約８００ｎｍで形成している。

図４（ｂ）は、電極パット形成工程を示している。電極パッド２の形成は次のようにして行われる。まず、図４（ａ）で示した電極パッド２となるアルミニウム層１４の上にフォトレジスト（図示せず）を形成する。次に、フォトリソグラフィ法により、フォトレジストのパターン形成を行い、電極パッド２として残す部分にフォトレジストを残す。次に、ドライエッチング法にてアルミニウム層１４の除去を行う。フォトレジストがマスクとなり、フォトレジストの下に形成されている金属層１４が残り、その残存した金属層１４が電極パッド２となる。ここで、電極パッド２と異なる配線層が存在してもかまわない。ただし、その配線層の幅はスクライブラインの幅の方向に対して、電極パッド２の幅を超えてはならない。

図４（ｃ）は、第二絶縁層形成工程を示している。本実施形態では、第二絶縁層１５として酸化シリコン層を用いている。第二酸化シリコン層１５はＰＥＣＶＤ法にて形成される。第二酸化シリコン層１５の厚みは約５００〜１０００ｎｍで形成している。

図５（ａ）は、第三絶縁層形成工程を示している。本実施形態では、第三絶縁層１６として窒化シリコン層を用いている。窒化シリコン層１６はＰＥＣＶＤ法にて形成される。窒化シリコン層１６の厚みは約４００ｎｍで形成している。

第二絶縁層としての第二酸化シリコン層１５及び第三絶縁層としての窒化シリコン層１６は、シリコン基板１１の表面保護層として機能する。窒化シリコン層１６は耐湿性に優れた材料であるが、層内の応力が強いため他の材料との密着性があまり強くない。そのため、剥離しやすいという懸念がある。一方、第二酸化シリコン層１５は密着性は比較的良好であるが、耐湿性については窒化シリコン層１６と比較するとやや劣る。したがって、表面保護層を第二酸化シリコン層１５及び窒化シリコン層１６の２重構造にすることにより、密着性及び耐湿性の機能を向上させている。

図５（ｂ）は、フォトレジストパターン形成工程を示している。フォトレジスト１７のパターン形成は次のようにして行われる。まず、窒化シリコン層１６の上にフォトレジスト１７を形成する。次にフォトリソグラフィ法によりフォトレジスト１７のパターン形成を行う。フォトレジスト１７のパターンは開口部３を形成する部分のフォトレジストを除去することにより形成される。フォトレジストの開口部１７ａは、電極パッド２の上方に所望の位置、ここでは電極パッド２の短手よりも大きく開口部１７ａの形成を行う。

図５（ｃ）は、開口部形成工程を示している。開口部３の形成は、ドライエッチング法を用いて行われる。フォトレジスト１７の開口部１７ａの形状に従って、窒化シリコン層１６、第二酸化シリコン層１５を除去する。このとき、電極パッド２は第二酸化シリコン層１５のドライエッチング条件では除去されないが、第一酸化シリコン層１３の一部は除去される。開口部３の底面は、電極パッド２の表面が出現する程度に形成すれば、後に電気的測定を行うときに使用するプローブ針５との接触を行うことが可能である。したがって、本来は第二酸化シリコン層１５でエッチングをストップすればよい。しかし、第二絶縁層１５も第一絶縁層１３も同じ酸化シリコン層であるので、第二絶縁層１５でエッチングをストップさせるのは難しい。すなわち、第一絶縁層１３までオーバーエッチング現象が少なからず起こる。そこで、初めに形成した多結晶シリコンまたは窒化シリコンのエッチングストップ層１２がオーバーエッチングによりシリコン基板が露出するのを防ぐ働きをする。通常のエッチング状態では多結晶シリコンあるいは窒化シリコン層までエッチングが進行しないようにできるので、同図で示すような断面形状となる。

しかし、同図に示すような断面形状に形成することにより、半導体装置の電気測定を行う上で以下の利点がある。すなわち、開口部３の領域内にプローブ針５が入った場合、プローブ針５が最初に接触するのは電極パッド２である。これは、図７で示したような従来の測定部４の構造である開口部３の底面に全面的に電極パッド２が形成されている場合と同じ効果が得られることになる。したがって、ほぼ確実に半導体装置の電気測定を行うことができる。

図６は、測定部４を用いたプローブ方法について説明する。同図（ａ）及び（ｂ）は、図２と同じく図１（ａ）で示されている測定部４の断面図である。同図（ａ）では、測定を行うプローブ針５が開口部３の左側の側面に当接している。また同図（ｂ）では、逆にプローブ針５が開口部３の右側の側面に当接している。このようにプローブ針５が開口部３内で最大の位置ずれが生じてもプローブ針５は電極パッド２と接触しているので、その電極パッド２を介しての半導体装置等の電気的測定を行うことができる。図６（ａ）及び（ｂ）で示すように、開口部３の領域内でプローブ針５が最大限に位置ずれを起こしたとしても、確実に測定できるようにするためには、開口部３の領域とプローブ針５の先端の径との大きさを考慮する必要がある。まず、プローブ針５の先端の直径を決定する。開口部３は電極パッド２がその中央部を含む範囲に入るように形成する。また、開口部３の大きさはプローブ針５が開口部３の側面に当接した場合でも、電極パッド２と接触するような大きさに形成する。

例えば、プローブ針５の先端部の直径の初期値を３０μｍとする。なお、プローブ針５の先端部の直径は使用することにより磨耗し、４０μｍ程度になる。スクライブライン１の幅は約１５０μｍで形成されている。スクライブライン１上に形成される測定部４の構造は図１（ａ）の構造である。開口部３のスクライブライン１の幅方向に対する長さを６０μｍで形成する。電極パッド２のスクライブライン１の幅方向に対する長さを３０μｍで形成する。測定部４がこのような構造及び大きさで形成された場合、プローブ針５の先端全体が開口部３の領域内に入れば、確実に電極パッド２とプローブ針５は接触させることができる。

プローブ針５の先端部の直径の大きさが３０μｍ、開口部３のスクライブライン１の幅方向に対する長さが６０μｍであるとき、電極パッド２のスクライブライン１の幅方向に対する長さをさらに小さくすること、例えば２０μｍで形成することができる。理論的には、電極パッド２はその方向に対して有限の大きさを有していれば測定することが可能である。

したがって、シリコン基板１１をダイシングして半導体装置をチップ化する際に、スクライブライン１の上に形成する電極パッド２をスクライブライン１の幅方向に対して小さく形成することができるので、ダイシング時にダイシングブレードによって電極パッド２をほぼ完全に切り落とすことができる。また、シリコン基板１１のダイシングに用いるダイシングブレードにおいて、そのブレード厚が薄いものを使用することができる。ダイシングブレードの厚みは薄いものを用いる方が、きれいにダイシングすることができる。したがって、チップ欠け等のダイシング工程起因の不良を低減することができる。

また、電極パッド２のスクライブライン１の幅方向に対しての大きさを小さくすることができることにより、スクライブライン１の幅を小さく形成することが可能となる。スクライブライン１の幅を小さく形成することにより、半導体装置が形成されたシリコン基板１１の有効面積を増加させることができる。これにより、シリコン基板１枚当たりのチップの取れ数を向上させることができる。

電極パッド２のスクライブライン１の幅方向に対する大きさは、実際には１０μｍ以上６０μｍ以下とする。望ましくは１５μｍ以上５０μｍ以下、さらに望ましくは２０μｍ以上４０μｍ以下とする。電極パッド２の大きさが１０μｍ未満であると、電極パッド２としては小さすぎ、プローブ針５との接触不良が起こりやすくなり好ましくない。また、６０μｍを超えて大きい場合には、その分だけ開口部３も大きく形成しなければならなくなる。したがって、スクライブライン１の幅を広く形成しなければならず、結果的に製品としてのチップの有効面積が減少してしまうからである。

また、開口部３のスクライブライン１の幅方向に対する大きさは、長さが４０μｍ以上１００μｍ以下であることとする。望ましくは、４５μｍ以上８０μｍ以下、さらに望ましくは５０μｍ以上７０μｍ以下とする。開口部３が５０μｍ未満である場合には、プローブ針５の位置を開口部３の領域内に合わせることが困難となる。また、プローブ針５は使用し続けるとその先端が磨耗して大きくなっていくので、さらに開口部３とプローブ針５の位置合せは困難となる可能性が高くなる。また、開口部３の大きさが１００μｍを超えて大きい場合には、その分だけスクライブライン１の幅を広くしなければならなくなる。これは、シリコン基板１１内の製品としてのチップの有効面積が減少することになるのであまり好ましくない。

なお、プローブ針５の位置ずれが小さい場合には、上記の例のようにプローブ針５の直径、測定部４における電極パッド２及び開口部３の大きさ及び位置関係を緩和することができる。プローブ針５の位置ずれを相対的に緩和する一例としては、プローブ針５の先端部の直径を大きくすることである。このようにすれば、開口部３内に電極パッド２の一部が存在していれば、その位置を狙ってプローブ針５の位置を調整すれば測定が可能である。簡単な例で説明すると、開口部３が方形の形状であり、その一辺の長さが５０μｍであるとする。そして、プローブ針５の先端部の直径が３０μｍである場合、測定不良は通常は発生しにくい。プローブ針５の先端部の直径がもっと大きいものを使用すればさらに測定不良が低減できる。

上記の場合において、プローブ針５が開口部３の側壁に接触した状態で、プローブ針５の先端部の直径の範囲内に電極パッド２が開口部３の領域内に形成されていれば、さらに測定を確実に行うことができる。したがって、測定不良を低減することができる。

したがって、図１（ｂ）〜（ｄ）に示した測定部４のようなものでも、電極パッド２を小さく形成することが可能となるので、実装後に電極パッド２の残渣起因による不良を低減することができる。

本実施形態の効果を以下に記載する。
（１）電極パッド２より開口部３を、スクライブライン１の幅方向に大きく形成することにより、電極パッド２をスクライブライン１の幅方向に対して小さく形成できる。したがって、ダイシング時に電極パッド２の残渣を低減することができる。
（２）電極パッド２を小さく形成できることより、スクライブライン１を小さくすることができる。これにより、チップの有効面積を増加させることができる。したがって、シリコン基板１枚当たりのチップの歩留まり率を上昇させることができる。
（３）測定部４における開口部３を形成する位置の自由度が大きくなった。これにより、スクライブライン１上に形成する測定部の設計の自由度が増加する。
（４）下地にエッチングストップ層１２として多結晶シリコン層あるいは窒化シリコン層を形成しているので、開口部３の形成工程でのドライエッチングによりシリコン基板１１がオーバーエッチングによって露出することを防止することができる。
（５）電極パッド２が形成されていない開口部３の底面が、電極パッド２を側面まで現れるように形成することにより、電気測定時にプローブ針５が開口部３の領域に入った場合、最初に接触するのは電極パッド２となるので、確実に半導体装置の電気測定を行うことができる。
（６）ダイシング時に使用するダイシングブレードのブレード厚が薄いものを使用することができる。ダイシングブレード厚が薄いと、シリコン基板をきれいにダイシングすることができる。したがって、チップ欠け等のダイシング工程起因の不良を低減することができる。
（７）プローブ針５の直径を開口部３に入る程度に大きくしておけば、さらに確実に測定でき、測定不良を低減できる。
（８）プローブ針５の先端部の直径の範囲内に電極パッド２が開口部３の領域内に形成することにより、さらに測定を確実に行うことができる。
（９）開口部３は電極パッド２がその中央部を含む範囲に入るように形成し、開口部３の大きさはプローブ針５が開口部３の側面に当接した場合でも電極パッド２と接触するような大きさに形成することにより、測定をより確実に行うことができる。これにより、測定不良を低減できる。
（１０）電極パッド２のスクライブライン１の幅方向に対する大きさは、実際には１０μｍ以上６０μｍ以下とすることにより、ダイシング時に電極パッド２をほぼ確実に切り落とせるし、また、実装後の不良を低減することができる。
（１１）開口部３のスクライブライン１の幅方向に対する大きさは、長さが４０μｍ以上１００μｍ以下とすることにより、プローブ針５が入る程度の開口面積を有することができる。また、スクライブライン１の面積を増大させないようにすることができる。

本発明の実施形態は上記に限らず、以下のように変形してもよい。

（変形例１）本実施形態の測定部の形成方法では、第三絶縁層を形成しているが、第三絶縁層を形成しなくてもよい。半導体基板に形成される装置等の使用方法等によっては、第二絶縁層の１層のみ、例えば、酸化シリコン層のみで十分耐環境性を補償できる場合もある。また、他の有用な材料を用いることにより、一層で耐環境性が保証できる場合もあるからである。

（変形例２）本実施形態では、電極パッドをスクライブラインの幅方向において中央部を含む範囲に形成しているが、本発明はそれだけに拘束されない。すなわち、スクライブラインの中央部でなくても、本発明の測定部である電極パッド及び開口部を形成することができる。また、ダイシングするときにダイシングブレードの厚さやダイシングの位置を調整することにより、チップ化するときに電極パッドを切り落とすことができる。

（変形例３）本実施形態では、電極パッドを最上層のメタル層で形成しているが、同様の機能は最上層ではないメタル層でも実現可能であり、その場合のプローブ針との接触に関しての本発明のポイントは何ら変わることがないことから、本発明の電極パッドは最上層のメタル層に限定されないものとする。

（変形例４）本実施形態では、電極パッドは単一層のメタルで形成しているが、複数層のメタルをビアホールで接続した形状でも同様の機能を実現できることから、本発明の電極パッドは複数層のメタル層で形成されていてもかまわない。

以下、上記実施形態から導き出される技術的思想を記載する。

（１）請求項１乃至６のいずれか一項に記載の半導体基板であって、前記開口部のスクライブラインの幅方向に対する大きさが４０μｍ以上１００μｍ以下である半導体基板。

この構成によれば、開口部のスクライブラインの幅方向に対する大きさが４０μｍ未満である場合には、プローブ針の位置を開口部内に合わせることが困難となる。また、プローブ針は使用し続けるとその先端が磨耗してその先端径が大きくなっていくので、さらに開口部とプローブ針の位置合せは困難となる可能性が高くなる。また、開口部のスクライブラインの幅方向に対する大きさが１００μｍを超えて大きい場合には、その分だけスクライブ領域を広くしなければならなくなる。これは、半導体基板内の製品としてのチップの有効面積が減少することになるのであまり好ましくない。

（２）請求項１乃至６のいずれか一項に記載の半導体基板であって、前記電極パッドにおけるスクライブラインの幅方向の長さは１０μｍ以上６０μｍ以下である半導体基板。

この構成によれば、電極パッドにおけるスクライブラインの幅方向の長さが１０μｍ未満であると、電極パッドとしては小さすぎ、プローブ針との接触不良が起こりやすくなり好ましくない。また、電極パッドにおけるスクライブラインの幅方向の長さが６０μｍを超えて大きい場合には、その分だけ開口部も大きく形成しなければならなくなる。したがって、スクライブ領域を広く形成しなければならず、結果的に製品としてのチップの有効面積が減少する。

（３）スクライブラインを有する絶縁層が形成された半導体基板であって、前記絶縁層の上にエッチングストップ層としての多結晶シリコン層あるいは窒化シリコン層を形成するエッチングストップ層形成工程と、前記エッチングストップ層の上に第一絶縁層を形成する第一絶縁層形成工程と、前記第一絶縁層の上に電極パッド用の金属層を形成する金属層形成工程と、前記金属層をパターン形成して電極パッドを形成する電極パッド形成工程と、前記電極パッドが形成された前記半導体基板の上に第二絶縁層を形成する第二絶縁層形成工程と、前記電極パッドが形成されている少なくとも一部を含んだ領域の第三絶縁層及び第二絶縁層を除去して開口部を形成する開口部形成工程とを有し、前記開口部形成工程は、前記開口部内に前記電極パッドが形成されていない領域が存在するように形成する半導体装置の製造方法。

この方法によれば、スクライブ領域に形成される電極パッドよりも開口部を大きく形成することができる。したがって、この開口部を通常の大きさに形成すると、相対的に電極パッドを小さく形成することができる。これにより、ダイシングする方向における電極パッドの大きさよりも幅が大きいダイシングブレードを用いれば、電極パッドを完全に切り落とすことができる。また、電極パッドを小さくすることにより、スクライブ領域を小さく形成することができる。したがって、半導体基板の中で製品として使用できる面積が増加するので、半導体基板１枚あたりで製造できるチップ数が増加する効果が得られる。また、従来のように電極パッドの形状に合わせて開口部を形成する必要がないので、開口部はその条件内で任意の位置に形成することができる。したがって、開口部のレイアウト設計の自由度が増加する効果もある。

（４）（３）に記載の半導体装置の製造方法であって、前記開口部形成工程は、前記開口部内に前記電極パッドが形成されていない領域が存在するように形成し、かつ前記電極パッドの一部は、前記開口部の中心に存在するように形成する半導体基板の製造方法。

この方法によれば、電極パッドの開口部の形成において、その開口部の中心に少なくとも前記電極パッドの一部が存在するように形成することにより、検査時にプローブ針を開口部中心に合わせておけば、プローブ針の先端もある程度の大きさを有しているので、プローブ針の位置が多少ずれても測定することができる。

（５）（３）または（４）に記載の半導体装置の製造方法であって、前記開口部形成工程は、前記開口部の側壁面から、前記電極パッドを測定するためのプローブ針の先端径の範囲内に、前記電極パッドの一部が存在するように形成する半導体装置の製造方法。

この方法によれば、開口部内の任意の位置に電極パッドの測定に使用するプローブ針の先端部全体が入るように位置調整しておけば、プローブ針先端径の範囲内に電極パッドが存在するので、半導体基板に形成された半導体装置の電気特性をより確実に測定することができる。

（６）請求項１乃至７のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記開口部は矩形である半導体装置。

（７）請求項１乃至７のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記電極パッドは矩形である半導体装置。

（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態おける電極パッドの平面構造図。 本実施形態における電極パッドの構造断面図。 （ａ）〜（ｃ）は本実施形態の電極パッドの製造工程を示す工程断面図。 （ａ）〜（ｃ）は本実施形態の電極パッドの製造工程を示す工程断面図。 （ａ）〜（ｃ）は本実施形態の電極パッドの製造工程を示す工程断面図。 （ａ）、（ｂ）は本実施形態における測定方法の一例を示す断面図。 従来の電極パッドの平面構造図。

符号の説明

１…スクライブライン、２…電極パッド、３…開口部、４…測定部、５…プローブ針、１１…スクライブラインを有する絶縁層が形成された半導体基板、１１ａ…絶縁層、１２…エッチングストップ層、１３…第一絶縁層としての酸化シリコン層、１４…金属層としてのアルミニウム層、１５…第二絶縁層としての酸化シリコン層、１６…第三絶縁層としての窒化シリコン層、１７…フォトレジスト。

Claims (16)

1. 半導体基板に形成されたスクライブラインに形成された電極パッドと、
   前記スクライブラインに形成されるとともに前期電極パッドに重ねて前記電極パッドより前記スクライブラインの幅方向に広く開口された開口部とを備えた半導体基板。
2. 請求項１に記載の半導体基板であって、
   前記電極パッドの一部は、前記開口部の中心に存在するように形成されている半導体基板。
3. 請求項１または２に記載の半導体基板であって、
   前記開口部は、前記開口部の側壁面から、前記電極パッドを測定するためのプローブ針先端径の範囲内に、前記電極パッドの一部が存在するように形成されている半導体基板。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体基板であって、
   前記スクライブラインの幅方向において、前記電極パッドの幅は前記開口部の幅より短く形成された半導体基板。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半導体基板であって、
   前記電極パッドはスクライブラインの幅方向の略中央に位置するように形成されている半導体基板。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半導体基板であって、
   前記電極パッドは前記開口部の幅方向の略中央に位置するように形成されている半導体基板。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の半導体基板であって、
   前記電極パッドは前記開口部におけるスクライブラインのライン方向において略全域に亘って形成されている半導体基板。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の半導体基板であって、
   前記電極パッドが形成されていない前記開口部の底面は、前記電極パッドの表面の高さ以下に形成されている半導体基板。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の半導体基板であって、
   前記開口部を形成する領域の下部に多結晶シリコン層あるいは窒化シリコン層が形成されている半導体基板。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載する半導体基板から作製された半導体装置。
11. スクライブラインを有する絶縁層が形成された半導体基板であって、
    前記絶縁層の上にエッチングストップ層としての多結晶シリコン層あるいは窒化シリコン層を形成するエッチングストップ層形成工程と、
    前記エッチングストップ層の上に第一絶縁層を形成する第一絶縁層形成工程と、
    前記第一絶縁層の上に電極パッド用の金属層を形成する金属層形成工程と、
    前記金属層をパターン形成して電極パッドを形成する電極パッド形成工程と、
    前記電極パッドが形成された前記半導体基板の上に第二絶縁層を形成する第二絶縁層形成工程と、
    前記第二絶縁層の上に第三絶縁層を形成する第三絶縁層形成工程と、
    前記電極パッドが形成されている少なくとも一部を含んだ領域の第三絶縁層及び第二絶縁層を除去して開口部を形成する開口部形成工程と、
    を有し、
    前記開口部形成工程は、前記開口部内に前記電極パッドが形成されていない領域が存在するように前記開口部を形成する半導体基板の製造方法。
12. 請求項１１に記載の半導体装置の製造方法であって、
    前記開口部形成工程は、前記開口部内に前記電極パッドが形成されていない領域が存在するように形成し、かつ前記電極パッドの一部は、前記開口部の中心に存在するように前記開口部を形成する半導体基板の製造方法。
13. 請求項１１または１２に記載の半導体装置の製造方法であって、
    前記開口部形成工程は、前記開口部の側壁面から、前記電極パッドを測定するためのプローブ針先端径の範囲内に、前記電極パッドの一部が存在するように前記開口部を形成する半導体基板の製造方法。
14. スクライブラインに形成される電極パッドを用いて電気的測定を行う半導体装置の測定方法であって、
    前記電極パッドを測定するために開口された開口部は、前記電極パッドが形成されていない領域が存在するように前記開口部が形成され、かつ前記電極パッドが前記開口部の中心に存在するように形成されており、
    前記開口部内に存在する、前記電極パッドをプローブ針で測定する半導体装置の測定方法。
15. スクライブラインに形成される電極パッドを用いて電気的測定を行う半導体装置の測定方法であって、
    前記電極パッドを測定するために開口された開口部は、前記電極パッドが形成されていない領域が存在するように前記開口部が形成され、かつ前記開口部の側壁面から、前記電極パッドを測定するためのプローブ針先端径の範囲内に、前記電極パッドの一部が存在するように形成されており、
    前記電極パッドを前記プローブ針の先端の径と同じかそれ以上の径を有するプローブ針で測定する半導体装置の測定方法。
16. 請求項１４または１５に記載の半導体装置であって、プローブ針を前記開口部におけるスクライブラインの幅方向両側の側面のどちらに当接したときも、前記プローブ針が電極パッドと接触可能な位置関係に設定してある半導体装置の測定方法。
    

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