JPH1174464A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH1174464A
JPH1174464A JP9231523A JP23152397A JPH1174464A JP H1174464 A JPH1174464 A JP H1174464A JP 9231523 A JP9231523 A JP 9231523A JP 23152397 A JP23152397 A JP 23152397A JP H1174464 A JPH1174464 A JP H1174464A
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circuit device
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NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージ組立てとウェハープロービングを
容易に行なうことができ、40μm以下のパッドピッチ
を実現することができる半導体集積回路装置を提供す
る。 【解決手段】 組立て用パッド4と探針用パッド5を合
わせ持つ第1のパッドP1と、組立て用パッド4と探針
用パッド5との間に所定の距離の接続部を有する第2の
パッドP2とが交互に配置され、第1のパッドP1は、
保護膜に組立て用パッド4及び探針用パッド5を露出す
る開口部2を形成し、開口部2の幅がプローブカードの
探針の摺動方向Sに沿う所定の位置で徐々に狭まり、第
2のパッドP2は、保護膜に組立て用パッド4及び探針
用パッド5それぞれを露出する複数の開口部2、2を形
成し、探針用パッド5の開口部2の幅がプローブカード
の探針の摺動方向Sに沿う所定の位置で徐々に狭まって
いることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置に関し、特に組立用パッドと探針用パッドとを備えた
半導体集積回路装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図13は従来例1の半導体集積回路装置
のパッドを示す平面図、図14は図13のA−A線に沿
う断面図であり、図において、Pは単列に配列されてい
るパッド、31は第2の金属配線層である第2Al、3
2はカバー膜開口部、33は接続用配線、36は半導体
基板、37は絶縁層、38はパッシベーション膜、39
はポリイミドカバー膜、d31はパッドピッチである。
【0003】一般的に、パッドPは半導体集積回路装置
の周辺部分に配列されており、各パッドPのパッドピッ
チd31を例えば100μmとして単列に配列してい
る。この従来例1のパッドPは、一般に広く用いられて
いるが、近年になって半導体集積回路装置の集積化、大
規模化、高機能化に伴い、パッケージの多ピン化の要求
が高まっており、従って半導体集積回路装置のパッド数
も増加しており、例えば1000個以上のパッドを設け
る必要が生じてきている。
【0004】しかしながら、例えば一辺が10mmの半
導体集積回路装置の周辺部分に、1000個のパッドを
配列するには、一辺に250個のパッドを配列する必要
があり、単列に配列する場合には全てのパッドのピッチ
を40μmで配列する必要がある。従って、多ピン化の
ためには40μm以下の狭パッドピッチを実現する必要
がある。
【0005】ところが、パッドPを単列に配置した場
合、パッドピッチが狭くなり、例えば80μm以下のパ
ッドピッチになると、テスター用プローブカードの探針
の針元の針径が例えば70μmあるために探針が並びき
らず、細い針元を有する探針の作成が困難になってい
る。従って、単列でパッドPを配列しても、細い針元を
有するテスター用プローブカードが作成出来ないため
に、80μm以下のパッドピッチを実現するのは困難で
あり、この第1の従来例では、多ピン化の実現が困難で
ある。
【0006】図15は従来例2の半導体集積回路装置の
パッドを示す平面図であり、図において、P41、P4
2は千鳥状に配列されているパッド、41は第2の金属
配線層である第2Al、42はカバー膜開口部、43は
接続用配線である。なお、d41はパッドP41配列側
のパッドピッチ、d42はパッドP42配列側のパッド
ピッチ、Sは探針のスライド方向(図中下から上に向か
う方向)である。
【0007】ここでは、プローブカードの探針に針圧が
かかりスライドする方向を図中の探針のスライド方向S
とし、パッドP41のパッドピッチd41を例えば12
0μmピッチで配列し、パッドP42のパッドピッチd
42を例えば120μmピッチで配列し、パッドP41
とパッドP42とを千鳥状に配列している。この場合、
パッドP41、P42は60μmピッチで配列されるの
と同等となり、パッドピッチは単列に配列する場合に比
べ半分となり、多ピンのパッケージを実現する場合に広
く用いられている。
【0008】このように、パッドP41、P42を千鳥
状に配置した場合、テスター用プローブカードには千鳥
状のパッドP41、P42に合わせて二列に針を並べる
ことができるので、針元の針径が例えば70μmあると
すると、上述した第1の従来例においては実現困難であ
った80μm以下のパッドピッチであってもプロービン
グを行なうことが可能となり、従来例1に比べて半分の
パッドピッチを実現することができる。
【0009】しかし、パッドピッチが80μm〜60μ
m以下になると、パッケージ組立におけるワイヤーボン
ディングが困難になり、ボンディングワイヤ間のショー
ト不良や、ボンディングワイヤの切断、剥離等のオープ
ン不良が生じる確率が高くなるため、80μm〜60μ
m以下のパッドピッチの場合、TAB(テープ・オート
メイテッド・ボンディング)が用いられてる。
【0010】ところが、TABに用いられているTAB
テープのインナーリードは、材料となる金属をエッチン
グして作成しているが、千鳥状の配列では、形状が単列
の配列に比べ複雑になり、エッチング条件を最適化する
ことが困難になっている。従って、60μm以下のパッ
ドピッチでは、探針用パッドを千鳥状の配列とし、なお
かつTABのインナーリードのボンディングされる組立
て用パッドを単列の配列にしないと、組立て及びプロー
ビングを実現することが困難である。
【0011】図16は従来例3の特開平2−16674
4号公報に開示されている半導体集積回路装置のパッド
を示す平面図、図17は図16のB−B線に沿う断面図
であり、図において、51は第2Al、52はカバー膜
開口部、53は接続用配線、56は半導体基板、57は
絶縁層、58はパッシベーション膜、59はポリイミド
カバー膜である。
【0012】このパッドは、カバー膜開口部52の端を
第2Al51の端部よりも後退させたことを特徴とする
ものであるが、カバー膜開口部52の端が第2Al51
の端部よりも後退させているだけで、カバー膜を用いて
探針のガイドにするといった構造にはなっていない。
【0013】図18は従来例4の半導体集積回路装置の
パッドを示す平面図であり、図において、P61、P6
2は単列の配列と千鳥状の配列の機能を併せ持つパッ
ド、61は第2Al、62はカバー膜開口部、63は接
続用配線、64はパッドP61、P62のリード接続領
域、65はパッドP61、P62の探針領域、d61は
パッドピッチである。
【0014】このパッドは、現在のところ実際に広く使
用されているわけではないが、上述した従来例1と従来
例2の組み合わせとして考えられたもので、各パッドP
61、P62、…はパッドピッチd61で配列されてお
り、リード接続領域64にはTABのリードが単列の配
列で接続され、探針領域65には探針が千鳥状の配列で
接触している。
【0015】ここでは、パッドP61が従来例2の内周
側のパッドP41に、パッドP62が従来例2の外周側
のパッドP42にそれぞれ相当しており、従って単列の
配列と千鳥状の配列の機能を合わせ持つ機能を一つのパ
ッドで実現している。この場合においても、従来例2と
同様の80μm以下のパッドピッチは実現可能である
が、40μm以下のパッドピッチを実現するには、従来
例2と同様の困難さがある。
【0016】図19は従来例5の特開平6−25220
1号公報に開示されている半導体集積回路装置のパッド
を示す平面図、図20は図19のC−C線に沿う断面図
であり、図において、71は最上層の金属配線である第
2Al、72はカバー膜開口部、73は第2Alより下
位層の第1Al、74は第2Al71と第1Al73を
接続するスルーホール、76は半導体基板、77は第1
の絶縁層、78はパッシベーション膜、79はポリイミ
ドカバー膜、80は第2の絶縁層である。
【0017】このパッドは、最上層の金属配線である第
2Al71よりも下位層の金属配線である第1Al73
の面積を小さくし、さらに、金属配線層の下部にポリシ
リコン層等を配置したり、金属配線層を選択的に堆積も
しくはエッチングすることにより、パッドに段差を設け
たことを特徴とするものである。
【0018】ところで、近年、配線層の平坦化のため
に、CMP(ケミカル・メカニカル・ポリッシユ)と称
される機械的研磨技術が使われており、特に、例えば、
配線幅0.5μm以下の微細配線や、5層配線といった
多層配線を実現する場合には、CMPが使われる場合が
多くなっている。しかしながら、CMPをこのパッド構
造に適用した場合、パッド表面が平坦化されてしまいパ
ッド構造には段差は付かず、このパッドの効果が得られ
なくなってしまっている。
【0019】図21は従来例5の半導体集積回路装置の
パッドにCMPを適用した例を示す平面図、図22は図
21のD−D線に沿う断面図であり、図において、81
は第2Al、82はカバー膜開口部、83は第1Al、
84は第2Al81と第1Al83を接続するスルーホ
ール、86は半導体基板、87は第1の絶縁層、88は
パッシベーション膜、89はポリイミドカバー膜、90
は第2の絶縁層、91はスルーホール84に埋め込まれ
たタングステンである。
【0020】ここでは、CMPの詳細については省略す
るが、スルーホール84はその形成箇所に金属を埋め込
むために、例えば通常0.5μm×0.5μmといった
大きさに限定されることになるので、従来例5にCMP
を適用した場合、パッドにおける第1Al83の大きさ
を第2Al81より縮めてもCMPにより研磨されて平
坦化されてしまい、段差を形成することができない。
【0021】図23及び図24は従来の半導体集積回路
装置のパッドの製造方法を示す過程図である。まず、図
23に示すように、半導体基板106の上に第1の絶縁
層107を形成し、次いで、第1の絶縁層107上にA
lのスパッタリング、フォトリソグラフィ、エッチング
を順次行なうことにより、第1の絶縁層107上に第1
の金属配線層である例えば0.5μmの厚みの第1Al
103を形成する。
【0022】次いで、例えば0.8μmの厚みの絶縁層
110を堆積させ、絶縁層110のスルーホールを形成
すべき箇所に、フォトリソグラフィ及びエッチングを順
次行なうことにより、スルーホール111を形成する。
次いで、絶縁層110及び第1Al103上に、Alの
スパッタリング、フォトリソグラフィ、エッチングを順
次行なうことによりパターンを形成すると同時にスルー
ホール111内にもAlを充填し、例えば0.7μmの
厚みの第2All01を形成する。この第2All01
はスルーホール111内に充填されたAlにより第1A
l103と電気的に接続される。
【0023】最後に、図24に示すように、半導体集積
回路装置全体を保護するために、第2All01上のパ
ッド開口部分を除いて例えば0.3μmの厚みのパッシ
ベーション膜108、例えば5μmの厚みのポリイミド
カバー膜109を順次堆積させる。ポリイミドをエッチ
ングする際に、エッチング液を用いるウェットエッチン
グを行うと、開口端109aが曲線状になり、ポリイミ
ドカバー膜109の開口端109aに探針が接触しても
圧カが角に集中せず、信頼性が向上し、プロービングの
容易性も向上している。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】第1の問題点は、半導
体集積回路装置において40μm以下のパッドピッチを
実現しようとする場合、パッケージ組立てとウェハープ
ロービングの両立が困難であるという点である。例え
ば、従来例1では、パッドが単列に配列されているため
に、テスター用プローブカードを作成する場合、探針の
針元の部分の針径が例えば60〜70μmある探針を単
列で並べることができず、テスター用プローブカードを
作成することが困難である。
【0025】また、従来例2では、パッドが千鳥状に配
列されているために、テスター用プローブカードの探針
の間隔が単列に比べ2倍取れるため作成は可能である
が、用いるTABテープの形状が複雑なために、その材
料となる金属のエッチング条件の設定が難しく、TAB
テープの作成が困難である。
【0026】また、従来例3では、カバー膜開口部52
が、パッドを形成する部分である第2Al51よりも後
退しており、さらに全面にわたって後退しているため、
例えば、従来例2にこの構造を適用しても、探針がカバ
ー膜開口部52の端に近い部分で接触する可能性が高
く、パッドに充分接触出来ない可能性がある。また、従
来例4では、パッドを短冊状にして、探針時には千鳥状
にすることができ、組立て時には単列にすることができ
るため、パッドピッチは40μm程度まで実現すること
が可能であるが、ウェハープロービングの困難さは従来
例2と同様である。
【0027】第2の問題点は、40μm以下のパッドピ
ッチを実現させる場合に、カバー膜開口部をパッドを形
成する部分より全面にわたって後退させたとしても、後
退しない場合と比ベてウェハープロービングの容易性は
変わらないという点である。その理由は、パッドの間の
カバー膜が残る部分の幅を設計基準で定められる値以下
にはできないので、カバー膜開口部の幅は後退してもし
なくても、変わらないためである。
【0028】例えば、パッドピッチを30μm、カバー
膜が残る部分の幅を最小で4μm、パッドとパッドの間
隔を2μm、パッドを形成するAlとカバー開口部の端
の距離を1μmとした場合について検討する。カバー膜
開口部がパッドを形成するAl端より後退していない一
般的な構造では、パッドを形成するAlの端とカバー膜
開口部の端の距離を1μmとすると、パッドのカバー膜
開口部分の幅は24μmである。
【0029】また、例えば、従来例4に従来例3で用い
たカバー膜開口部がパッドを形成する部分よりも後退さ
せる構造を適用した場合、カバー膜が残る最小幅が4μ
mと決まっているために、後退する距離を1μmとして
もパッドのカバー膜開口部分の幅は24μmと変わら
ず、従ってウェハープロービングの容易性は変わらない
ことになる。この場合、カバー膜開口部の形状がパッド
を形成するAlの端より全面に後退しているために、針
圧がかかった状態でも探針がパッドに充分接触しない場
合もあり得るという問題点がある。
【0030】第3の問題点は、パッドに所望の段差を付
けることにより、探針が必要以上にスライドすることな
く、充分な針圧をかける事が可能になるが、CMPを用
いると、パッドの表面が平坦化されてしまい段差を形成
することができないという点である。
【0031】例えば、従来例5に最新の平坦化プロセス
であるCMPを用いた場合、パッドを構成する第1の金
属配線層である第1Al73を第2の金属配線層である
第2Al71より縮めてもCMPにより研磨されて平坦
化されてしまい、段差を形成することができない。ま
た、第2Al71と第1Al73を接続するスルーホー
ル74を埋め込むためにタングステン等の金属を成長さ
せているが、金属でスルーホール74を埋め切るために
は、スルーホール74の大きさは0.5μm×0.5μ
m程度の値が必要である。したがって、従来例5にCM
Pを適用する場合には、通常、スルーホール74の大き
さを0.5μm×0.5μmに設定している。
【0032】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であって、パッケージ組立てとウェハープロービングを
容易に行なうことができ、40μm以下のパッドピッチ
を実現することができる半導体集積回路装置を提供する
ことにある。
【0033】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な半導体集積回路装置を採用した。
すなわち、請求項1記載の半導体集積回路装置は、組立
て用パッドと探針用パッドとを備えた半導体集積回路装
置で、前記組立て用パッドと前記探針用パッドを合わせ
持つ第1のパッドと、前記組立て用パッドと前記探針用
パッドとの間に所定の距離の接続部を有する第2のパッ
ドとを交互に配置し、前記第1のパッドの保護膜に前記
組立て用パッド及び探針用パッドを露出する開口部を形
成し、該開口部の幅をプローブカードの探針の摺動方向
に沿う所定の位置で徐々に狭まるようにし、前記第2の
パッドの保護膜に前記組立て用パッド及び探針用パッド
それぞれを露出する複数の開口部を形成し、前記探針用
パッドの開口部の幅をプローブカードの探針の摺動方向
に沿う所定の位置で徐々に狭まるようにしたものであ
る。
【0034】請求項2記載の半導体集積回路装置は、前
記第1のパッドの開口部を、前記探針用パッド側の端部
の幅を広くして該パッドを構成する最上層配線部の外方
に形成し、前記組立て用パッド側の端部の幅を狭くして
前記最上層配線部の内方に形成し、前記第2のパッドの
探針用パッドの開口部を、プローブカードの探針の摺動
方向の反対方向の端部の幅を広くして該パッドを構成す
る最上層配線部の外方に形成し、前記摺動方向の端部の
幅を狭くして前記最上層配線部の内方に形成したもので
ある。
【0035】請求項3記載の半導体集積回路装置は、前
記探針用パッドに、凹状の段差を形成し、該パッドを構
成する最上層配線部とその下層の配線部との間に、所定
以上の大きさのスルーホールを形成したものである。
【0036】請求項4記載の半導体集積回路装置は、前
記第1のパッドの組立て用パッドの幅を、近接する探針
用パッドの幅より狭くし、前記第2のパッドの組立て用
パッドの幅を、近接する探針用パッドの幅より狭くし、
かつ、前記組立て用パッドと探針用パッドとの間の接続
部の幅を、これらの組立て用パッド及び探針用パッドそ
れぞれの幅より狭くしたものである。
【0037】請求項5記載の半導体集積回路装置は、前
記第2のパッドの接続部の保護膜に、該接続部の少なく
とも一部を露出させる開口部を形成したものである。
【0038】請求項1、2または5記載の半導体集積回
路装置では、前記組立て用パッドと前記探針用パッドを
合わせ持つ第1のパッドと、前記組立て用パッドと前記
探針用パッドとの間に所定の距離の接続部を有する第2
のパッドとを交互に配置し、前記第1のパッドの保護膜
に前記組立て用パッド及び探針用パッドを露出する開口
部を形成し、該開口部の幅をプローブカードの探針の摺
動方向に沿う所定の位置で徐々に狭まるようにし、前記
第2のパッドの保護膜に前記組立て用パッド及び探針用
パッドそれぞれを露出する複数の開口部を形成し、前記
探針用パッドの開口部の幅をプローブカードの探針の摺
動方向に沿う所定の位置で徐々に狭まるようにしたこと
により、プローブカードの探針が最初に接触する部分の
面積が拡大する。これにより、探針の針圧が増加する際
に、前記探針が所定の位置からずれた場合であっても、
前記開口部がガイドの役割を果たし探針を所定の位置に
接触するように誘導し、プロービングの容易性が向上す
る。
【0039】また、第1のパッドと第2のパッドとを交
互に配置したことにより、40μm以下のパッドピッチ
を実現することが可能になり、パッケージ組立てとウェ
ハープロービングの両立が可能になる。また、開口部が
探針のガイドの役割を果たすことにより、パッドの所望
の位置で探針が接触し、ウェハープロービングの容易性
が向上する。
【0040】請求項3記載の半導体集積回路装置では、
前記探針用パッドに、凹状の段差を形成し、該パッドを
構成する最上層配線部とその下層の配線部との間に、所
定以上の大きさのスルーホールを形成したことにより、
探針が摺動する部分に該探針を誘導する凹状の段差があ
り、探針が必要以上にスライドすることなく、充分な針
圧をかける事が可能となる。
【0041】請求項4記載の半導体集積回路装置では、
前記第1のパッドの組立て用パッドの幅を、近接する探
針用パッドの幅より狭くし、前記第2のパッドの組立て
用パッドの幅を、近接する探針用パッドの幅より狭く
し、かつ、前記組立て用パッドと探針用パッドとの間の
接続部の幅を、これらの組立て用パッド及び探針用パッ
ドそれぞれの幅より狭くしたことにより、探針用パッド
の面積を大きくとることが可能になり、プロービングの
容易性がさらに向上する。
【0042】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体集積回路装
置の各実施形態について図面に基づき説明する。
【0043】(第1の実施形態)図1は本発明の第1の
実施形態の半導体集積回路装置のパッドを示す平面図、
図2は図1のE−E線に沿う断面図、図3は図1のF−
F線に沿う断面図、図4は図1のG−G線に沿う断面図
である。
【0044】これらの図において、P1は第1のパッ
ド、P2は第2のパッド、1は第2の金属配線層である
第2Al、2はカバー膜(保護膜)開口部、3は接続用
配線、4はTABのインナーリードが接続する領域であ
るリード接続領域、5はプロービング用の探針が接触す
る領域である探針領域、6は半導体基板、7は絶縁層、
8はパッシベーション膜、9はポリイミドカバー膜、P
RBはプロービング用の探針である。これらのパッドP
1、P2では、リード接続領域4が組立て用パッドを、
また、探針領域5が探針用パッドをそれぞれ構成してい
る。
【0045】これらのパッドP1、P2では、プローブ
カードの探針に針圧がかかり探針のスライド方向(摺動
方向)Sを図中下から上に向かう方向とすると、パッド
P1及びパッドP2はリード接続領域4と探針領域5を
有し、パッドP2は、パッドP1におけるリード接続領
域4(組立て用パッド)と探針領域5(探針用パッド)
との間に一定の距離の接続部分を有する。
【0046】パッドP1のパッドピッチd1を例えば6
0μmで配列し、パッドP2のパッドピッチd2を例え
ば60μmで配列する。この時、パッドP1およびパッ
ドP2を交互に配置することにより、リード接続領域4
が30μmピッチで単列に配置され、探針領域5が千鳥
状に配列される。また、パッドP1およびパッドP2で
の探針領域5(探針用パッド)では、探針のスライド方
向Sに対し、カバー膜開口部2の形状をパッドを形成す
る第2Al1の端より後退させて始まり、所定の位置で
徐々に狭まり、第2Al1の端より後退させないように
して終わらせている。
【0047】探針時に針圧が低いとき、探針のスライド
方向Sに対し手前側からパッドに探針が接触するが、カ
バー膜開口部2はパッドを形成する第2Al1の端より
も後退しているため、探針部の面積は後退していない場
合よりも大きくとれる。次に針圧が増していくにつれ、
探針がスライドしていくが、このときカバー膜開口部2
はパッドを形成する第2Al1の端より後退していない
ために、カバー膜が探針のガイドの役割を果たし、パッ
ドの所望の位置で探針が接触する。
【0048】これらのパッドP1、P2では、図2〜図
4に示すように、例えば絶縁層7の厚さを1.5μm、
第2Al1の厚さを0.6μm、パッシベーション膜8
の厚さを1μm、ポリイミドカバー膜9の厚さを5μm
とし、CMPを用いている。ここでは、ポリイミドカバ
ー膜の厚さは5μmあり、一方、探針の針先径は十数μ
m程度であるから、カバー膜が探針時のガイドとして充
分機能する。なお、この時のパッドは、最上層配線層と
して第2Al1で構成されている。
【0049】ここで、図1に示すように、本実施形態
で、例えば、パッドP1のパッドピッチd1を60μ
m、パッドP2のパッドピッチd2を60μmとする
と、パッド全体ではパッドピッチd3が30μmで配置
されていることになる。パッドP1とパッドP2の間の
パッド間隔d4を3μmとし、パッドを形成している第
2Al1の端とカバー膜開口部2の端の距離d5を3μ
mとし、探針のスライド方向Sに対し手前側でのカバー
膜開口部2の端が第2Al1の端から後退している距離
d6を2μmとすると、パッドP1手前側でのカバー膜
開口部2の端の幅d7は、 d7=d3−d4+2×d6=31μm となる。
【0050】これに対し、従来例4で同様にパッドピッ
チを30μmで配置し、パッドP61、P62間の間隔
を3μmとし、パッドを形成している第2Al61の端
とカバー膜開口部62の端との距離を3μmとすると、
カバー膜開口部62の端の幅は21μmとなる。すなわ
ち、この場合、従来例4ではカバー膜開口部62の端の
幅が21μmしかとれないのに対し、本実施形態では3
1μmとれるため、カバー膜開口部2の端の幅が48%
拡大し、従来困難であった例えば40μm以下の狭パッ
ドピッチでのプロービングが容易になる。
【0051】さらに、図1で示すように、パッドP2に
おけるリード接続領域4(組立て用パッド)と探針領域
5(探針用パッド)との間の一定の距離の接続部分を、
カバー膜を開口させずに覆ったままで探針のストッパー
としているが、この部分にカバー膜を開口することは可
能であり、このことは、後述する第2の実施形態及び第
3の実施形態においても同様である。
【0052】また、ポリイミドカバー膜9は、探針のガ
イドの役割を果たせるような膜厚であればよく、さらに
厚くすることも可能である。また、従来例3のパッドで
は、パッドのカバー膜開口部52の端は全周にわたって
パッドの第2Al51の端よりも後退しているだけで、
パッドのカバー膜開口部52の形状が、部分的にパッド
の第2Al51の端より後退しているわけではなかった
が、本実施形態では、パッドのカバー膜開口部52は一
部パッドの第2Al51の端より後退し、さらに、カバ
ー膜開口部52の形状が探針時のガイドの役割を果たし
ている。
【0053】本実施形態のパッドによれば、リード接続
領域4(組立て用パッド)と探針領域5(探針用パッ
ド)とを合わせ持つパッド構造とし、リード接続領域4
(組立て用パッド)を単列の配列とし、探針領域5(探
針用パッド)を千鳥状配列としたので、40μm以下の
パッドピッチを実現することができ、パッケージ組立て
とウェハープロービングの両立ができ、ウェハープロー
ビングの容易性を向上させることができる。
【0054】また、探針領域5(探針用パッド)で探針
のスライド方向Sに対し、カバー膜開口部2の形状をパ
ッドを形成する第2Al1より後退させて始まり、所定
の位置で徐々に狭まり、第2Al1より後退させないよ
うにして終わらせる事で、カバー膜が探針のガイドの役
割を果たし、パッドの所望の位置で探針を接触させるこ
とができ、ウェハープロービングの容易性が向上する。
【0055】また、カバー膜開口部2の形状を所定の位
置で徐々に狭まるようにしてガイドの役割を果たすよう
にしているので、パッドに探針を充分に接触させること
ができる。さらに、探針のスライド方向Sに対し、カバ
ー膜開口部の形状をパッドを形成する第2Al1より後
退させて始まり、所定の位置で徐々に狭まり、第2Al
1の端より後退させないようにして終わらせるので、カ
バー膜がガイドの役割を果たし、パッドのカバー開口端
の幅が拡大するので、40μm以下のパッドピッチが可
能になり、プロービング容易性が向上する。
【0056】(第2の実施形態)図5は本発明の第2の
実施形態の半導体集積回路装置のパッドを示す平面図、
図6は図5のH−H線に沿う断面図、図7は図5のI−
I線に沿う断面図、図8は図5のJ−J線に沿う断面図
である。
【0057】これらの図において、P11は第1のパッ
ド、P12は第2のパッド、11は第2Al、12はカ
バー膜(保護膜)開口部、13は接続用配線、14はT
ABのインナーリードが接続する領域であるリード接続
領域、15はプロービング用の探針が接触する領域であ
る探針領域、16は半導体基板、17は第1の絶縁層、
18はパッシベーション膜、19はポリイミドカバー
膜、22は第1Al、20は第1Al22と第2Al1
1を接続するスルーホール、23は第2の絶縁層、24
はタングステン(金属)、PRBはプロービング用探針
である。
【0058】これらのパッドP11、P12では、リー
ド接続領域14が組立て用パッドを、また、探針領域1
5が探針用パッドをそれぞれ構成している。また。これ
らのパッドP11、P12では、プローブカードの探針
に針圧がかかり探針のスライド方向Sを図中下から上に
向かう方向とすると、パッドP11及びパッドP12は
リード接続領域14と探針領域15を有し、パッドP1
1のパッドピッチd11を例えば60μmで配列し、パ
ッドP12のパッドピッチd12を例えば60μmで配
列する。
【0059】この時、パッドP11およびパッドP12
を交互に配置することにより、30μmピッチでリード
接続領域14が単列に配置され、探針領域15が千鳥状
に配列されている。
【0060】本実施形態では、第1の実施形態に示すカ
バー膜開口形状による探針時のガイド機能に加え、CM
Pを用いた平坦化プロセスにおいても、所定の大きさよ
りも大きいスルーホールを探針領域に設けることで、凹
状の段差を生じさせ、この段差により探針がスライドす
ることなく、充分な針圧をかける事が可能になり、プロ
ービングの容易性が向上している。
【0061】次に、このパッドの製造方法について図9
〜図11に基づき説明する。ここでは、絶縁層17の形
成までの工程及び第1Al工程の前のCMPについては
説明を省略する。まず、図9に示すように、半導体基板
16の上に第1の絶縁層17を形成し、次いで、第1の
絶縁層17上にAlのスパッタリング、フォトリソグラ
フィ、エッチングを順次行なうことにより、第1の絶縁
層17上に第1の金属配線層である例えば0.5μmの
厚みの第1Al22を形成する。
【0062】次いで、図10に示すように、第1Al2
2と第2の金属配線層である後述する第2ALを接続す
るためのスルーホールを形成するために、例えば0.5
μmの厚みの第2の絶縁層23を堆積させた後、スルー
ホール形成箇所にフォトリソグラフィ、エッチングを順
次行ない、例えば30μm×40μmの凹所23aを形
成する。次いで、この凹所23aに金属を埋め込むた
め、例えばタングステン24を0.5μm成長させる。
【0063】従来では、タングステン24を完全に埋め
込むために、通常スルーホールの大きさは例えば0.5
μm×0.5μmというようにタングステン膜厚と同等
程度かそれよりもやや小さい値としていたが、本実施形
態では、スルーホール形成箇所に例えば30μm×40
μmのように通常に比べ非常に大きい凹所23aを形成
し、この凹所23aにタングステン24を埋め込む。
【0064】したがって、タングステン24は完全に埋
まりきらず凹状となり、例えば0.5μm〜l.0μm
の段差が生じる。なお、タングステンを0.5μm成長
させた場合、凹所23aの大きさがおよそ1.0μm×
1.0μm以上になると段差が生じ始める。次いで、C
MPによる研磨を行い、表面を平坦化する。
【0065】次いで、図11に示すように、第2の絶縁
層23及びタングステン24上に、Alのスパッタリン
グ、フォトリソグラフィ、エッチングを順次行なうこと
によりパターンを形成し、第2の金属配線層である例え
ば0.5μmの厚みの第2Al11を形成する。この
際、同時に前記スルーホール部分のタングステン24上
にもAlが堆積されるために、第1Al22と第2Al
11が接続される。
【0066】そして、半導体集積回路装置全体を保護す
るために、パッド開口部を除いてパッシベーション膜1
8を例えば0.3μm堆積させた後、ポリイミドを例え
ば5μm堆積させポリイミドカバー膜19とする。ポリ
イミドをエッチングする際に、エッチング液を用いるウ
ェットエッチングを行うと、エッチング部分が図11の
様に曲線状になりカバー膜開口端に探針が接触しても圧
力が角に集中せず、信頼性が向上しプロービングの容易
性が向上する。
【0067】以上説明したように、スルーホールの大き
さを所定の大きさ以上にすることにより、該当箇所に凹
状の段差を生じさせることができ、CMPによる平坦化
技術を用いても段差を形成することができる。
【0068】また、パッドの探針領域15に下層配線層
である第1Al22を配置し、パッドを形成する最上層
配線層である第2Al11と第1Al22との間を接続
するスルーホール20を設け、スルーホール20の大き
さを所定より大きくすることで、該当部分に凹状の段差
が生じ、この段差により探針PRBが必要以上にスライ
ドすることなく、充分な針圧をかけることが可能にな
り、プロービングの容易性が向上する。
【0069】なお、本実施形態では、下層配線層である
第1Al22をリード接続領域14にも配置したが、こ
の構成に限定されることなく、例えば、凹状の段差を設
けたい所望の位置に、下層配線層及び例えば30μm×
40μmといった所定の大きさ以上のスルーホールを配
置すれば良い。また、本実施形態ではCMPを用いた場
合について説明したが、従来例で説明した従来の製造方
法によってもスルーホール部に凹状の段差を生じさせる
ことが可能であるが、凹状の段差の形状や大きさを制御
することが難しいため、従来例5のものより本実施形態
のもののほうが効果が高いといえる。
【0070】(第3の実施形態)図12は本発明の第3
の実施形態の半導体集積回路装置のパッドを示す平面図
であり、図において、P201は第1のパッド、P20
2は第2のパッド、201は第2Al、202はカバー
膜開口部、203は接続用配線、204はTABのイン
ナーリードが接続する領域であるリード接続領域、20
5はプロービング用の探針が接触する領域である探針領
域である。
【0071】これらのパッドP201、P202では、
リード接続領域204が組立て用パッドを、また、探針
領域205が探針用パッドをそれぞれ構成している。ま
た。これらのパッドP201、P202では、プローブ
カードの探針に針圧がかかり探針のスライド方向Sを図
中下から上に向かう方向とすると、パッドP201およ
びパッドP202はリード接続領域204と探針領域2
05を有し、パッドP201およびパッドP202を交
互に配置することにより、リード接続領域204が単列
に配置され、探針領域205が千鳥状に配列される。
【0072】本実施形態は、第1の実施形態に比ベパッ
ドP201、P202における探針領域205の面積を
拡大したものであり、そのために、パッドP202にお
けるリード接続領域204と探針領域205との間の一
定の距離の接続部分の幅を、リード接続領域204及び
探針領域205での幅より狭くしている。従って、探針
領域205の面積を上述じた第1及び第2の実施形態の
ものよりも大きくとれ、プロービングの容易性がさらに
向上する。なお、断面構造は第1の実施形態のものと同
様である。
【0073】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の請求項1、
2または5記載の半導体集積回路装置によれば、前記組
立て用パッドと前記探針用パッドを合わせ持つ第1のパ
ッドと、前記組立て用パッドと前記探針用パッドとの間
に所定の距離の接続部を有する第2のパッドとを交互に
配置したので、40μm以下のパッドピッチを実現する
ことができ、パッケージ組立てとウェハープロービング
の両立ができる。
【0074】また、前記第1のパッドの保護膜に前記組
立て用パッド及び探針用パッドを露出する開口部を形成
し、該開口部の幅をプローブカードの探針の摺動方向に
沿う所定の位置で徐々に狭まるようにし、前記第2のパ
ッドの保護膜に前記組立て用パッド及び探針用パッドそ
れぞれを露出する複数の開口部を形成し、前記探針用パ
ッドの開口部の幅をプローブカードの探針の摺動方向に
沿う所定の位置で徐々に狭まるようにしたので、プロー
ブカードの探針が最初に接触する部分の面積を拡大する
ことができる。
【0075】したがって、探針の針圧が増加する際に、
前記探針が所定の位置からずれた場合であっても、前記
開口部がガイドの役割を果たし探針を所定の位置に接触
するように誘導し、プロービングの容易性を向上させる
ことができる。また、開口部が探針のガイドの役割を果
たすので、パッドの所望の位置で探針を接触させること
ができ、ウェハープロービングの容易性を向上させるこ
とができる。
【0076】請求項3記載の半導体集積回路装置によれ
ば、前記探針用パッドに、凹状の段差を形成し、該パッ
ドを構成する最上層配線部とその下層の配線部との間
に、所定以上の大きさのスルーホールを形成したので、
探針が摺動する部分に該探針を誘導する凹状の段差があ
り、探針が必要以上にスライドすることなく、充分な針
圧をかけることができる。
【0077】請求項4記載の半導体集積回路装置によれ
ば、前記第1のパッドの組立て用パッドの幅を、近接す
る探針用パッドの幅より狭くし、前記第2のパッドの組
立て用パッドの幅を、近接する探針用パッドの幅より狭
くし、かつ、前記組立て用パッドと探針用パッドとの間
の接続部の幅を、これらの組立て用パッド及び探針用パ
ッドそれぞれの幅より狭くしたので、探針用パッドの面
積を大きくとることができ、プロービングの容易性をさ
らに向上させることができる。
【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集積回路装
置のパッドを示す平面図である。
【図2】 図1のE−E線に沿う断面図である。
【図3】 図1のF−F線に沿う断面図である。
【図4】 図1のG−G線に沿う断面図である。
【図5】 本発明の第2の実施形態の半導体集積回路装
置のパッドを示す平面図である。
【図6】 図5のH−H線に沿う断面図である。
【図7】 図5のI−I線に沿う断面図である。
【図8】 図5のJ−J線に沿う断面図である。
【図9】 本発明の第2の実施形態の半導体集積回路装
置のパッドの製造方法を示す過程図である。
【図10】 本発明の第2の実施形態の半導体集積回路
装置のパッドの製造方法を示す過程図である。
【図11】 本発明の第2の実施形態の半導体集積回路
装置のパッドの製造方法を示す過程図である。
【図12】 本発明の第3の実施形態の半導体集積回路
装置のパッドを示す平面図である。
【図13】 従来例1の半導体集積回路装置のパッドを
示す平面図である。
【図14】 図13のA−A線に沿う断面図である。
【図15】 従来例2の半導体集積回路装置のパッドを
示す平面図である。
【図16】 従来例3の半導体集積回路装置のパッドを
示す平面図である。
【図17】 図16のB−B線に沿う断面図である。
【図18】 従来例4の半導体集積回路装置のパッドを
示す平面図である。
【図19】 従来例5の半導体集積回路装置のパッドを
示す平面図である。
【図20】 図19のC−C線に沿う断面図である。
【図21】 従来例5の半導体集積回路装置のパッドに
CMPを適用した例を示す平面図である。
【図22】 図21のD−D線に沿う断面図である。
【図23】 従来の半導体集積回路装置のパッドの製造
方法を示す過程図である。
【図24】 従来の半導体集積回路装置のパッドの製造
方法を示す過程図である。
【符号の説明】
1、11、31、41、51、61、71、81、10
1、201 第2AL 2、12、32、42、52、62、72、82、20
2 カバー膜開口部 3、13、33、43、53、63、203 接続用配
線 4、14、64、204 リード接続領域(組立て用パ
ッド) 5、15、65、205 探針領域(探針用パッド) 6、16、36、56、76、86、106 半導体基
板 7、37、57、110 絶縁層 8、18、38、58、78、88、108 パッシベ
ーション膜 9、19、39、59、79、89、109 ポリイミ
ドカバー膜 17、77、87、107 第1の絶縁層 20、74、84、111 スルーホール 22、73、83、103 第1AL 23、80、90 第2の絶縁層 23a 凹所 24、91 タングステン(金属) 109a 開口端 d1、d2、d31、d41、d42、d61 パッド
ピッチ d4 パッド間隔 d5、d6 距離 d7 幅 P、P41、P42、P61、P62 パッド P1、Pl1、P201 第1のパッド P2、Pl2、P202 第2のパッド PRB 探針 S 探針のスライド(摺動)方向

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組立て用パッドと探針用パッドとを備え
    た半導体集積回路装置であって、 前記組立て用パッドと前記探針用パッドを合わせ持つ第
    1のパッドと、 前記組立て用パッドと前記探針用パッドとの間に所定の
    距離の接続部を有する第2のパッドとが交互に配置さ
    れ、 前記第1のパッドは、保護膜に前記組立て用パッド及び
    探針用パッドを露出する開口部が形成され、該開口部
    は、その幅がプローブカードの探針の摺動方向に沿う所
    定の位置で徐々に狭まり、 前記第2のパッドは、保護膜に前記組立て用パッド及び
    探針用パッドそれぞれを露出する複数の開口部が形成さ
    れ、前記探針用パッドの開口部は、その幅がプローブカ
    ードの探針の摺動方向に沿う所定の位置で徐々に狭まっ
    ていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 前記第1のパッドの開口部は、前記探針
    用パッド側の端部の幅が広くされて該パッドを構成する
    最上層配線部の外方に形成され、前記組立て用パッド側
    の端部の幅が狭くされて前記最上層配線部の内方に形成
    され、 前記第2のパッドの探針用パッドの開口部は、プローブ
    カードの探針の摺動方向の反対方向の端部の幅が広くさ
    れて該パッドを構成する最上層配線部の外方に形成さ
    れ、前記摺動方向の端部の幅が狭くされて前記最上層配
    線部の内方に形成されていることを特徴とする請求項1
    記載の半導体集積回路装置。
  3. 【請求項3】 前記探針用パッドに、凹状の段差が形成
    され、該パッドを構成する最上層配線部とその下層の配
    線部との間に、所定以上の大きさのスルーホールが形成
    されていることを特徴とする請求項1または2記載の半
    導体集積回路装置。
  4. 【請求項4】 前記第1のパッドの組立て用パッドの幅
    を、近接する探針用パッドの幅より狭くし、 前記第2のパッドの組立て用パッドの幅を、近接する探
    針用パッドの幅より狭くし、かつ、前記接続部の幅を、
    前記組立て用パッド及び探針用パッドそれぞれの幅より
    狭くしたことを特徴とする請求項1記載の半導体集積回
    路装置。
  5. 【請求項5】 前記第2のパッドの接続部の保護膜に、
    該接続部の少なくとも一部を露出させる開口部を形成し
    たことを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装
    置。
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