JP4352579B2 - Semiconductor chip and manufacturing method thereof - Google Patents
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- H10W72/983—Reinforcing structures, e.g. collars
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Description
【0001】
本発明は、半導体装置製造の際のワイヤボンディング工程において、ワイヤボンディング装置が結線すべき場所を把握するために使用する基準点としての認識マークをボンディングパッドに設けた半導体チップ及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般的に、半導体チップのボンディングパッドを結線する際、その位置座標を相対的に認識させることを目的とした認識マークを半導体チップの表面内に2箇所設け、これを画像認識させ、ワイヤで結線すべき位置をワイヤボンディング装置に把握させてワイヤボンドを行っている。
【0003】
一方、半導体チップのボンディングパッドからボンディングがはみ出さないように、また保護膜にボンディングがかかってしまわないようにするためのものとして、特開2000−12603号公報(以下、文献という)がある。
【0004】
この文献はボンディングパッドの中心を視覚的に認識するために、すべてのボンディングパッドの各辺に凸部又は凹部の形状を設けたものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体チップの表面に専用の認識マークを設ければ、その分だけチップの小型化に支障を来たすことになる。
【0006】
また、文献の凸部又は凹部の形状は相対的な位置座標を認識するためのマークではなく、ボンディングパッドの中心を認識するためのもので、すべてのボンディングパッドの4辺に設ける必要がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するため、本発明は、ワイヤボンディング装置が結線すべき場所を把握するために使用する基準点として、半導体チップ上の複数のボンディング位置との相対的な位置座標を認識するための段差による認識マークを設けたボンディングパッドを2箇所に備え、ボンディングパッドの直下に存在するシリコン基板表面に認識マークの形状のパターンを酸化により形成したものである。
また、本発明は先端を認識マークの形状に加工したプロービング針をボンディングパッドに当ててプロービングを実施した際に形成される傷の段差により認識マークを形成するようにした半導体チップの製造方法を提供するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は第1の参考形態を示す断面図である。
【0009】
通常の半導体ウェーハプロセスにより形成された半導体チップとしてFETの例を示している。
【0010】
1はシリコン基板、2はシリコン基板1上に形成された酸化膜、3,4は拡散層、5はポリシリコン膜、6は中間絶縁膜、7はドレイン電極、8はソース電極、9はゲート電極、10はパッシベーション膜、11〜13はボンディングパッド、14は認識マークである。
【0011】
ボンディングパッド11〜13はよく知られているように電極の表面にアルミニウムの薄膜等で形成される。
【0012】
認識マーク14はドレイン電極7のボンディングパッド11とソース電極8のボンディングパッド12の2箇所に形成され、ベース電極9のボンディングパッド13には形成されない。
【0013】
認識マーク14は十字形、四角形等の形状を3次元即ち段差を用いて形成する。
【0014】
認識マーク14の形成方法を説明すると、半導体チップを形成し、最終的にボンディングパッド11,12になったアルミニウム薄膜等のメタル層の表面に通常のフォトリソ工程を経て認識マーク14の形状のレジストマスクを形成する。
【0015】
次にメタル層の表面上を認識マーク14の形状にエッチングを施す。この際のエッチング量はメタル層の膜厚の1/2程度とし、後に認識マーク14上にワイヤボンディングする際、ワイヤ結線したときの結合強度が得られるようにする。このエッチングによって生じる段差により視覚的に認識できる認識マーク14が形成される。
【0016】
この認識マーク14はワイヤボンディング装置が結線すべき場所を把握するために使用する基準点となるもので、半導体チップ上の結線すべき複数のボンディング位置との相対的な位置座標を認識するために使用される。
【0017】
相対的な位置座標の基準点となる認識マーク14であるから、半導体チップ内のボンディングパッドの2箇所にあれば必要かつ十分であり、すべてのボンディングパッド上に設ける必要はない。
【0018】
3箇所以上に設けても、その内2箇所が基準点として使用され、他は必要ないので、たとえ3箇所以上に設けたからと言って本発明の技術的範囲を脱するものではない。
【0019】
また、認識マーク14は必ずしもボンディングパッド11,12の中心部に形成する必要はなく、2ndワイヤボンディング、ウェッジボンディングなどではわざと中心部からずらして端の部分に形成する場合もある。
【0020】
なお、図ではボンディングパッド11,12をそれぞれドレイン電極7、ソース電極8の上面に形成しているが、配線引出しを使用して電極から離れた位置に形成しても構わない。
【0021】
以上のように第1の参考形態によれば、ボンディングパッド11,12に結線すべき場所を認識するための基準点として認識マーク14を形成したので、ワイヤボンディング装置は認識マーク14とボンディング位置との相対的な位置座標を認識することができ、認識マーク14を形成したボンディングパッド11,12を含めて結線すべきすべてのボンディングパッドにワイヤボンディングすることができる。
【0022】
この結果、半導体チップ内に認識のみを目的としたマークを意識的に挿入する必要はなくなるとともに、半導体チップ内の素子数、配線などの集積度の向上が図れ、チップの小型化にもつながることとなる。
【0023】
また、認識マーク14は相対的な位置座標の基準点なので、半導体チップ内に2箇所設けるだけで良く、すべてのボンディングパッドに設ける必要はない。
【0024】
図2は第2の参考形態を示す断面図で、第1の参考形態とは認識マーク14の形成の仕方が異なるだけで他は同じである。
【0025】
シリコン基板1のボンディングパッド11,12が形成される予定の領域に通常のフォトリソ工程を経て認識マーク14の形状のレジストマスクを形成する。
【0026】
次にアルカリエッチング等によりシリコン基板1の表面のエッチング部15を認識マーク14の形状にエッチングする。その後、酸化膜2、中間絶縁膜6の形成等の通常の半導体ウェーハプロセスを実施する。
【0027】
このプロセスを経て最終的に形成された半導体チップのボンディングパッド11,12の表面には、その直下のシリコン基板1の表面がエッチングされた分だけ段差が残り、認識マーク14が形成される。
【0028】
以上のように第2の参考形態によれば、第1の参考形態と同等の効果を奏する。
【0029】
図3は第3の参考形態を示す断面図で、第1の参考形態とは認識マーク14の形成の仕方が異なるだけで他は同じである。
【0030】
通常の半導体ウェーハプロセスにより中間絶縁膜6が形成され、ボンディングパッド11,12が形成される予定の中間絶縁膜6の領域に通常のフォトリソ工程を経て認識マーク14の形状のレジストマスクを形成する。
【0031】
次に中間絶縁膜6のエッチング部16を認識マーク14の形状にエッチングし、更に通常の半導体ウェーハプロセスを実施する。
【0032】
このプロセスを経て最終的に形成された半導体チップのボンディングパッド11,12の表面には、その直下の中間絶縁膜6の表面がエッチングされた分だけ段差が残り、認識マーク14が形成される。
【0033】
なお、中間絶縁膜6に限らず、酸化膜2等の成形膜のいずれに認識マーク14の形状のエッチングを施しても同様にボンディングパッド11,12上に認識マーク14を形成することができる。
【0034】
以上のように第3の参考形態によれば、第1の参考形態と同等の効果を奏する。
【0035】
図4は本発明の第1の実施形態を示す断面図で、第1の参考形態とは認識マーク17の形成の仕方が異なるだけで他は同じである。
【0036】
認識マーク17は、上記した参考形態の認識マーク14が凹状の段差で形成していたのに対し、凸状の段差で形成したものであるから、その機能において変る所はない。
【0037】
ボンディングパッド11,12が形成される予定のシリコン基板1の領域に、通常のフォトリソ工程を経て認識マーク17の形状のレジストマスクを形成する。
【0038】
次に酸化によりシリコン基板1の表面上の酸化部18に認識マーク17の形状のパターンを形成する。その後、酸化膜2、中間絶縁膜6の形成等の通常の半導体ウェーハプロセスを実施する。
【0039】
このプロセスを経て最終的に形成された半導体チップのボンディングパッド11,12の表面には、その直下のシリコン基板1の表面が酸化された分だけ凸状の段差が残り、認識マーク17が形成される。
【0040】
以上のように本発明の第1の実施形態によれば、第1の参考形態と同等の効果を奏する。
【0041】
図5は本発明の第2の実施形態を示す断面図で、第1の参考形態とは認識マーク19の形成の仕方が異なるだけで他は同じである。
【0042】
認識マーク19は、プローピング針の先端を認識マーク19の形状例えば十字形や四角形に加工しておき、その針を半導体チップのボンディングパッド11,12に当ててプロービングを実施した際にできる認識マーク状の傷の段差を利用したものである。
【0043】
通常の半導体ウェーハプロセスを経て形成された半導体チップの特性をチェックするプロービング工程において、認識マーク19の形状に加工したプロービング針をボンディングパッド11,12に当ててプロービングをする。
【0044】
この際、ボンディングパッド11,12の表面には、プロービング針の先端の形状の傷が残るので、この傷の段差により認識マーク19が形成される。
【0045】
以上のように本発明の第2の実施形態によれば、第1の参考形態の効果に加えて、プロービング工程における針の傷を利用して認識マーク19を形成するので、工程数が増えることもなく容易に実施することができる。
【0046】
【発明の効果】
上記したように、本発明は、半導体チップのボンディングパッドに、複数のボンディング位置との相対的な位置座標を認識するための基準点としての認識マークを設けたので、半導体チップの小型化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の参考形態を示す断面図。
【図2】 第2の参考形態を示す断面図。
【図3】 第3の参考形態を示す断面図。
【図4】 本発明の第1の実施形態を示す断面図。
【図5】 本発明の第2の実施形態を示す断面図。[0001]
The present invention relates to a semiconductor chip in which a recognition mark as a reference point used for grasping a place where a wire bonding apparatus should be connected in a wire bonding process in manufacturing a semiconductor device, and a method for manufacturing the same. It is.
[0002]
[Prior art]
In general, when connecting bonding pads of a semiconductor chip, two recognition marks are provided on the surface of the semiconductor chip for the purpose of relatively recognizing the position coordinates, and these are image-recognized and connected with wires. Wire bonding is performed by making the wire bonding apparatus grasp the position to be performed.
[0003]
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-12603 (hereinafter referred to as a document) discloses a technique for preventing bonding from sticking out of a bonding pad of a semiconductor chip and preventing the protective film from being bonded.
[0004]
In this document, in order to visually recognize the center of the bonding pad, each side of all the bonding pads is provided with a convex or concave shape.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, if a dedicated recognition mark is provided on the surface of the semiconductor chip, it will hinder the miniaturization of the chip.
[0006]
Further, the shape of the convex portion or the concave portion in the literature is not a mark for recognizing the relative position coordinates, but for recognizing the center of the bonding pad, and needs to be provided on all four sides of the bonding pad.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To solve the problems described above, the present invention is, as a reference point Wa ear bonding device is used to grasp where to connection recognizes the relative position coordinates of a plurality of bonding locations on a semiconductor chip Bonding pads provided with recognition marks due to the level difference are provided at two locations, and a pattern having the shape of the recognition mark is formed by oxidation on the surface of the silicon substrate existing immediately below the bonding pad.
The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor chip in which a recognition mark is formed by a step of a scratch formed when a probing needle whose tip is processed into the shape of a recognition mark is applied to a bonding pad to perform probing. To do.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first reference embodiment.
[0009]
An example of an FET is shown as a semiconductor chip formed by a normal semiconductor wafer process.
[0010]
1 is a silicon substrate, 2 is an oxide film formed on the
[0011]
The bonding pads 11 to 13 are formed of an aluminum thin film or the like on the surface of the electrode as is well known.
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
The formation method of the
[0015]
Next, the shape of the
[0016]
This
[0017]
Since the
[0018]
Even if it is provided at three or more locations, two of them are used as reference points, and the others are not necessary, so even if it is provided at three or more locations, it does not depart from the technical scope of the present invention.
[0019]
In addition, the
[0020]
In the figure, the bonding pads 11 and 12 are formed on the upper surfaces of the
[0021]
According to a first reference embodiment as described above, since the form recognition marks 14 as a reference point for recognizing where to connection to the bonding pads 11 and 12, the wire bonding apparatus and
[0022]
As a result, it is not necessary to consciously insert a mark for the purpose of recognition only into the semiconductor chip, and it is possible to improve the degree of integration of the number of elements and wiring in the semiconductor chip, leading to miniaturization of the chip. It becomes.
[0023]
Further, since the
[0024]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second reference embodiment, which is the same as the first reference embodiment except that the
[0025]
A resist mask having the shape of the
[0026]
Next, the
[0027]
A step is left on the surface of the bonding pads 11 and 12 of the semiconductor chip finally formed through this process, as much as the surface of the
[0028]
As described above, according to the second reference embodiment, the same effects as in the first reference embodiment can be obtained.
[0029]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the third reference embodiment, which is the same as the first reference embodiment except that the
[0030]
The intermediate
[0031]
Next, the
[0032]
Steps remain on the surfaces of the bonding pads 11 and 12 of the semiconductor chip finally formed through this process by the amount of etching of the surface of the intermediate
[0033]
Note that the
[0034]
As described above, according to the third reference embodiment, the same effects as in the first reference embodiment can be obtained.
[0035]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the first embodiment of the present invention, which is the same as the first reference embodiment except that the method of forming the
[0036]
The
[0037]
In the region of the
[0038]
Next, a pattern having the shape of the
[0039]
On the surface of the bonding pads 11 and 12 of the semiconductor chip finally formed through this process, a convex step remains as much as the surface of the
[0040]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, an effect equivalent to that of the first reference embodiment can be obtained.
[0041]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention, which is the same as the first reference embodiment except that the method of forming the
[0042]
Recognition marks 19, recognition marks that can upon performed in advance by processing the tip of the probing needle shape e.g. Cross-shaped or square recognition marks 19, the probing against the needle to the bonding pads 11 and 12 of the semiconductor chip This is a step utilizing the step of the scratch.
[0043]
In a probing process for checking the characteristics of a semiconductor chip formed through a normal semiconductor wafer process, a probing needle processed into the shape of the
[0044]
At this time, since the surface of the bonding pads 11 and 12 is scratched in the shape of the tip of the probing needle, the
[0045]
As described above, according to the second embodiment of the present invention, in addition to the effects of the first reference embodiment, the
[0046]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a recognition mark as a reference point for recognizing relative position coordinates to a plurality of bonding positions on a bonding pad of a semiconductor chip, thereby contributing to miniaturization of the semiconductor chip. To do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first reference embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second reference embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a third reference embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.
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