專利名稱：半導體器件及用于制造半導體器件的測試方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體器件以及一種用于制造半導體器件的測試方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種能夠在在芯片測試期間防止鍵合焊盤破裂或脫落的半導體器件和一種用于制造半導體器件的測試方法。
相關技術過去，已經出現(xiàn)鍵合焊盤與層間絕緣膜之間發(fā)生脫落的問題，導致裝配產額的下降。
為了解決這類問題，人們提出了一種如附圖7所示的半導體器件。這種半導體器件的鍵合焊盤含有多層金屬互連層和大量填充有導電材料的通孔61以及多個通過大量通孔61連接在一起的金屬互連層，用以防止鍵合焊盤62與層間絕緣膜之間的脫落。但是，在這種方法中，由于孔與孔之間距離的設計局限，所以用于連接金屬焊盤的孔的表面面積也受到限制。具體來說，隨著植入到芯片內的功能的增加，用于連接信號線的管腳數(shù)也相應地增多，這將導致鍵合焊盤表面面積變小。如果焊盤表面積變小，會使傳遞給鍵合焊盤的碰撞相應增加。另外，為了防止由互連增加的延遲時間，在采用摻氟氧化硅膜(FSG)作為低介電常數(shù)層間絕緣膜的情況下，阻擋層金屬與氟之間會發(fā)生反應，而這很容易造成焊盤與層間絕緣膜之間的脫落。
因此，在日本未決專利公布(公開)No.6-196525中揭示了一種鍵合焊盤，它利用多個注入導電材料的狹縫來連接上層金屬層與下層金屬層，從而提高了鍵合時的焊絲拉伸強度。
由于上述技術利用狹縫來連接上層金屬層和下層金屬層，而用于連接上層金屬層和下層金屬層的狹縫的表面面積要大于使用通孔的表面積，因此就提高了金屬層之間的連接強度，這對防止鍵合焊盤的脫落能夠起到一些作用。
但是，在上述技術中，當在執(zhí)行焊絲鍵合之前執(zhí)行芯片測試的情況下，如果探針的進入方向垂直于狹縫的方向，則有可能出現(xiàn)狹縫側壁與層間絕緣膜之間發(fā)生破裂的情況。在這種情況下，當執(zhí)行裝配鍵合時，由于破裂已經發(fā)生，所以就易于產生焊盤脫落的情況。
另外，在鍵合焊盤下方設置一互連的結構的情況下，如果在當芯片測試達到鍵合焊盤下方設置的互連時形成破裂，由于有一個區(qū)域未被互連四周的層間絕緣膜包圍，所以避免互連在此部分中產生移動的能力將會下降。在有水從破裂部進入的情況下，將會出現(xiàn)互連腐蝕的情況，從而造成互連中出現(xiàn)開路的情況。
因此，本發(fā)明的目的就是提供一種新穎的半導體器件以及用于制造半導體器件的測試方法，它能夠防止鍵合焊盤破裂和脫落，并能防止腐蝕所造成的連接開路，從而改進了現(xiàn)有技術中的上述缺陷。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下的基本技術架構。
具體來說，本發(fā)明的第一個方面提供了一種其鍵合焊盤含有一第一互連層以及一第二互連層的半導體器件，該鍵合焊盤包括多個相互平行排列且在設置于第一與第二互連層之間的一個層間絕緣膜內形成的狹縫狀溝槽；設在多個狹縫狀溝槽之一中并與第一互連層和第二互連層相連的第一連接部分151；設在其它狹縫狀溝槽內并分別與第一互連層和第二互連層相連的第二連接部分152和第三連接部分153，第二連接部分152和第三連接部分153以一預定間距B將第一連接部分151夾在中間形成在層間絕緣膜之內的第一橋接部分161和一第二橋接部分162，它們將第一連接部分151和第二連接部分152連接起來；以及形成在層間絕緣膜之內的第三橋接部分163，它將第一連接部分151和第三連接部分153連接起來，第三橋接部分163被置于第一橋接部分161與第二橋接部分162之間。
在本發(fā)明的第二個方面中，與橋接部分相連的連接部分的連接部位的寬度比連接部分本身的寬度窄。
在本發(fā)明的第三個方面中，與連接部分相連的橋接部分的連接部位的寬度比橋接部分本身的寬度窄。
本發(fā)明的第四個方面提供了一種用于其鍵合焊盤含有第一互連層以及第二互連層的半導體器件的測試方法，該鍵合焊盤包括多個相互平行排列且在設置在第一與第二互連層之間的一個層間絕緣膜內形成的狹縫狀溝槽；設在多個狹縫狀溝槽之一中并與第一互連層和第二互連層相連的第一連接部分；設在其它狹縫狀溝槽之內并分別與第一互連層和第二互連層相連的第二連接部分和第三連接部分，第二連接部分和第三連接部分以一預定間距將第一連接部分夾在中間；形成在層間絕緣膜之內的第一橋接部分和一第二橋接部分，它們將第一連接部分和第二連接部分連接起來；以及形成在層間絕緣膜之內的第三橋接部分，它將第一連接部分和第三連接部分連接起來，第三橋接部分被置于第一橋接部分與第二橋接部分之間。其中該方法包括使用于測試半導體器件的測試探針按照和連接部分的縱向相平行的方向與鍵合焊盤相接觸。
本發(fā)明的第五個方面提供了一種用于其鍵合焊盤2含有第一互連層14以及第二互連層17的半導體器件的測試方法，該鍵合焊盤2包括多個連接部分15，它們設在多個分別形成于層間絕緣膜16之內的狹縫狀溝槽15’中，并且將第一互連層14和第二互連層17連接起來，以及按照一個方向以預定間距放置的連接部分1。該方法包括使一用于測試半導體器件的測試探針3按照和連接部分1的縱向H1相平行的方向H2與鍵合焊盤2相接觸。
附圖1是根據(jù)本發(fā)明的半導體器件的平面圖，圖2則是其剖視圖。如這些附圖所示，由最上面的互連層所形成的上金屬焊盤17以及由最下面的互連層所形成的下金屬焊盤14被設在層間絕緣膜16上的連接部分15連接起來。
連接部分15的縱向方向被放置成與探針在芯片測試期間產生接觸的方向相平行。通過采用這種結構，由于連接部分15被放置成當探針在芯片測試期間與金屬焊盤17形成接觸時與由探針施力的方向相平行，所以很難造成破裂。
因此，在芯片測試期間，由于鍵合焊盤中很難出現(xiàn)破裂，所以在裝配時就很難產生焊盤脫落的情況，由此提高了裝配產額。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導體器件的平面圖。
圖2是沿圖1中由A-A’線所指示的方向看去所得到的根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導體器件的剖視圖。
圖3的表顯示出了本發(fā)明的效果。
圖4是本發(fā)明第二實施例的剖視圖。
圖5是本發(fā)明第三實施例的平面圖。
圖6是本發(fā)明第三實施例中的連接部分的放大視圖。
圖7是現(xiàn)有技術的平面圖。
優(yōu)選實施例說明以下將參考相關附圖對根據(jù)本發(fā)明的半導體器件及用于制造半導體器件的測試方法進行詳細說明。(第一實施例)圖1至圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的制造方法的第一實施例，在該方法中，鍵合焊盤2由第一互連層14和第二互連層17形成，其中，在設置在第一互連層14與第二互連層17之間的層間絕緣膜16內形成有多個狹縫狀溝槽15’，而且在溝槽15’內形成了一個連接部分15，它將第一互連層14和第二互連層17連接起來，從而使連接部分15的縱向方向H1與探針3在芯片測試期間的接觸方向H2相一致。
以下將對本發(fā)明的第一實施例進行更為詳細的說明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例半導體器件中鍵合焊盤的平面圖，圖2是沿圖1的A-A’方向看去所得到的剖視圖。如圖1所示，探針3以平行于線段A-A’的方向H2與鍵合焊盤2產生接觸，并且如圖2所示與鍵合焊盤傾斜接觸。
如圖2所示，在半導體襯底11上形成有一層場氧化膜12、一層間絕緣膜13、一下層金屬焊盤14、一層間絕緣膜16，多個在層間絕緣膜16內沿直線排列的連接部分15、一上層金屬焊盤17以及一層鈍化膜18。
連接部分15的縱向方向H1被建立成與探針3和鍵合焊盤2產生接觸的方向H2同向。
上層金屬焊盤17和鈍化膜18覆蓋了連接部分15的兩端。
參考圖2，在本實施例中，一個厚度為0.9μm的下層金屬焊盤14被形成在層間絕緣膜13之上，其上淀積有一層1μm厚的層間絕緣膜16，層間絕緣膜16上形成有一上層金屬焊盤17，其厚度范圍為0.9至1.7μm。下層金屬焊盤14和上層金屬焊盤17被一用鎢CVD埋入的寬度為0.6μm、間距為0.5μm的連接部分15連接起來。位于最上層的5μm厚的鈍化膜18被開口，相對于上層金屬焊盤17有5μm的重疊裕量。
在具有上述結構的本發(fā)明中，在探針3如圖2所示下降以與焊盤產生接觸的情況下，當探針3接觸到上層金屬焊盤17時，探針3的尖端在上層金屬焊盤17的表面上方沿著從A向A’的方向滑動，并且沿著A’方向對上層金屬焊盤17向下施壓。在本發(fā)明中，由于連接部分的兩端15a位于鈍化膜18的下方，而且由于探針3沿連接部分15的縱向方向H1與上層金屬焊盤17產生接觸，所以探針3的方向H2總與連接部分15和層間絕緣膜16的交界相垂直。因此，不會有強的外力施加在連接部分15和層間絕緣膜16的交界上，從而很難出現(xiàn)破裂情況。
本發(fā)明的效果可參考圖3得到更加詳細的說明，圖3顯示出了隨探針接觸的不同次數(shù)而觀測到的破裂出現(xiàn)或不出現(xiàn)的例子。該表顯示出了當沿表格的垂直方向探測時的過載量以及沿水平方向上的接觸次數(shù)。觀測結果是通過對各個結構進行20次實驗采樣而得出的。可以看出，與過去的結構相比，本發(fā)明提高了避免破裂的能力以及在不造成破裂的條件下進行探測的能力。
由于在芯片測試期間不會出現(xiàn)破裂，所以在裝配期間就很難發(fā)生焊盤脫落現(xiàn)象，進而提高了裝配產額。
雖然上述例子說的是鍵合焊盤被形成于兩個層之間的情況，當然也可以形成一個三層結構的焊盤、或形成超過三層結構的焊盤。在這種情況下，由于除最上層連接部分以外的金屬焊盤之間的連接部分不受探測的影響，所以除最上層以外的連接部分的方向就無需與探測方向相同。在這種情況下，就可以利用大量的通孔代替最上層以外的上述連接部分。(第二實施例)圖4顯示了本發(fā)明的第二實施例，在圖4中，在按第一實施例構成的鍵合焊盤的下層金屬焊盤35的下方設有一下層互連33。
在本實施例中，由于鍵合焊盤的結構與第一實施例相同，所以它比傳統(tǒng)結構更難出現(xiàn)破裂。因此，即使在鍵合焊盤下方設置一個下層互連，由于它不會造成避免移動和開路的損失，因而可在很長一段時間內保持半導體器件的可靠性。(第三實施例)圖5和圖6中顯示了根據(jù)本發(fā)明的半導體器件的第三實施例，在本實施例中提供了第二連接部分152和第三連接部分153，它們將第一連接部分151夾在中間。第一連接部分151和第二連接部分152被第一橋接部分161和第二橋接部分162連接起來，第一連接部分151和第三連接部分153被第三橋接部分163連接起來，第三橋接部分163被置于第一橋接部分161和第二橋接部分162之間。
以下對本發(fā)明的第三實施例進行更加詳細的說明。
如上所述，由于可以實現(xiàn)使破裂很難出現(xiàn)的效果的原因是探測時施加外力的方向平行于連接部分和層間絕緣膜的交界，所以在第三實施例中，在垂直于探針接觸方向H2上設置的連接部分161至163的長度B必須被做得小于橋接部分之間的距離，而且在這種情況下，長度B最好是橋接部分間距的1/2或更小。
在本實施例中，連接部分151至153被橋接部分161至163連接起來，橋接部分被采用鎢CVD的埋入，其寬度為0.6μm，間距B為1.2μm、間距A為2.4μm。橋接部分163被置于橋接部分161與橋接部分162之間。其原因在于，因為用鎢CVD埋入，所以在有拐角的情況下很難實現(xiàn)埋入。另外，為了增加鎢的埋入，如圖6所示，在層間絕緣膜37上設置了延伸凸起37a，而且需使連接部分和橋接部分L的寬度比正常狹縫寬度W小大約0.1μm。
通過采用上述結構，根據(jù)本發(fā)明所述的半導體器件和用于制造該半導體器件的測試方法就可以防止在芯片測試的探測時鍵合焊盤的破裂，進而在鍵合時更難出現(xiàn)焊盤脫落的情況。
權利要求
1.一種其鍵合焊盤含有第一互連層以及第二互連層的半導體器件，所述鍵合焊盤包括多個相互平行排列且形成在設置于所述第一與第互連層之間的層間絕緣膜內的狹縫狀溝槽；設在所述多個狹縫狀溝槽之一中并與所述第一互連層和所述第二互連層相連的第一連接部分；設在其它狹縫狀溝槽內并分別與所述第一互連層和第二互連層相連的第二連接部分和第三連接部分，所述第二連接部分和第三連接部分以一預定間距將第一連接部分夾在中間；形成在層間絕緣膜內的第一橋接部分和第二橋接部分，它們將所述第一連接部分和所述第二連接部分連接起來；以及形成在所述層間絕緣膜內的第三橋接部分，它將所述第一連接部分和所述第三連接部分連接起來，所述第三橋接部分被置于所述第一橋接部分與所述第二橋接部分之間。
2.如權利要求1所述的半導體器件，其特征在于與所述橋接部分相連的所述連接部分的連接部位寬度比所述連接部分本身的寬度窄。
3.如權利要求1所述的半導體器件，其特征在于與所述連接部分相連的所述橋接部分的連接部位寬度比所述橋接部分本身的寬度窄。
4.一種用于半導體器件的測試方法，其中所述半導體器件的鍵合焊盤含有第一互連層以及第二互連層，所述鍵合焊盤包括多個相互平行排列且在設置于所述第一與第二互連層之間的層間絕緣膜內形成的狹縫狀溝槽；設在所述多個狹縫狀溝槽之一中并與所述第一互連層和所述第二互連層相連的第一連接部分；設在其它狹縫狀溝槽之內并分別與所述第一互連層和第二互連層相連的第二連接部分和第三連接部分，所述第二連接部分和所述第三連接部分以一預定間距將第一連接部分夾在中間；形成在層間絕緣膜之內的第一橋接部分和第二橋接部分，它們將所述第一連接部分和所述第二連接部分連接起來；以及形成在所述層間絕緣膜內的第三橋接部分，它將所述第一連接部分和第三連接部分連接起來，所述第三橋接部分置于所述第一橋接部分與所述第二橋接部分之間，其中所述方法包括使一用于測試所述半導體器件的測試探針按照和所述連接部分的縱向相平行的方向與所述鍵合焊盤相接觸。
5.一種用于半導體器件的測試方法，所述半導體器件的鍵合焊盤含有第一互連層以及第二互連層，所述鍵合焊盤包括多個連接部分，它們設在多個分別形成于層間絕緣膜內的狹縫狀溝槽中，并且將所述第一互連層和所述第二互連層連接起來，所述連接部分按照一個方向以預定間距放置，所述方法包括使一用于測試所述半導體器件的測試探針按照和所述連接部分的縱向相平行的方向與所述鍵合焊盤相接觸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于其鍵合焊盤含有第一互連層以及第二互連層的半導體器件的測試方法,該鍵合焊盤包括:多個連接部分,它們被設置于分別形成在層間絕緣膜內的多個狹縫狀溝槽中,并且將第一互連層和第二互連層連接起來,連接部分被按照一個方向以預定間距放置,該方法包括:使一用于測試半導體器件的測試探針按照和連接部分的縱向相平行的方向與鍵合焊盤相接觸。
文檔編號H01L23/485GK1347142SQ01141640
公開日2002年5月1日 申請日期2001年9月29日 優(yōu)先權日2000年9月29日
發(fā)明者石井淳也 申請人:日本電氣株式會社