專利名稱：半導體晶片及其檢查方法
技術領域：
本發明涉及半導體晶片及其檢查方法，是有關具備以晶片狀態進行檢查用的位置對準圖形的半導體晶片、以及以晶片狀態檢查該半導體晶片的檢查方法的技術。
背景技術：
以往對晶片狀態的半導體元件的電氣特性檢查或由老化(burn in)引起的潛在不合格品的分選檢查(篩選)，采用具備多個探針的探測卡進行。半導體晶片中，形成多個半導體元件的同時，設有以晶片狀態進行檢查用的位置對準圖形。
圖25放大示出以往的半導體晶片的一部分，是示出設置在一個半導體元件的位置對準圖形的圖。
圖25中，形成在半導體晶片1的半導體元件2利用具備多個探針3的探測卡對其內部電路進行探測檢查。
該探測檢查中，對形成在半導體晶片1的半導體元件2作個別檢查，或對多個半導體元件2，例如2～16個同時作檢查。
各半導體元件2上形成有多個電極端4，將這些電極端4中相鄰的一對電極端4的一組用作位置對準圖形5。該位置對準圖形5用于探測卡的各探針3與半導體元件2的各電極端4的位置對準。
探測卡中，使多個探針3分別與各電極端4接觸之際，用位置對準圖形5，由電氣手段檢測各探針3對各電極端4是否位于適當的位置。在位置對準不適當時，為再設定各探針3與各電極4的位置對準，使用位置對準圖形5。
以下詳述該位置對準圖形5的功能。下面，為與位置對準圖形5不包含的其他電極端相區別，以構成位置對準圖形5的一對電極端作為電極端9和導通部電極端12進行說明。
位置對準圖形5由第1電極端部6與第2電極端部7構成。第1電極端部6由形成環形的檢測部電極端8、連接于半導體元件2的內部電路的電極端9、及連接檢測部電極端8與電極端9的配線10構成。
第2電極端部7由不連接半導體元件2的內部電路或外部端的導通部電極端12構成，導通部電極端12通過絕緣的間隙11形成在第1電極端部6的檢測部電極端8的內側。
半導體元件2由保護膜覆蓋，除去保護膜的一部分在對應于電極端4的位置形成開口13。在一個開口13中露出第1電極端6的檢測部電極端8與第2電極端7的導通部電極端12，在另一個開口13中露出第1電極端部6的電極端9。
下面說明探測器測試中，用位置對準圖形5檢測探測卡的各探針3與半導體元件2的各電極端4的位置對準是否合適的方法。
使探測卡的各探針3分別接觸半導體元件2的各電極端4。這時，使加上不同電壓的2根探針3各自接觸第1電極端部6的電極端9與第2電極端部7的導通部電極端12。然后，監視流過兩探針3之間的電流。
雙方的探針3對電極端9與導通部電極端12位于適當的位置上，且一個探針3不從導通部電極端12脫開，只接觸導通部電極端12時，只觀測在兩探針3間電極端9的內部輸出信號。
利用該觀測結果，判定探測卡的各探針3各自適當地接觸半導體元件2的各電極端4。
雙方的探針3對電極端9與導通部電極端12位于不適當的位置上，且一個探針3從導通部電極端12脫開，接觸到第1電極端6的檢測部電極端8時，成雙方探針3接觸第1電極端部6的狀態，兩探針3間觀測到混入了電極端9的內部輸出信號以外的信號。
利用該觀測結果，判定探測卡的各探針3各自不適當地接觸半導體元件2的各電極端4。
圖26示出以往的其他的位置對準圖形的構成圖。
圖26中，位置對準圖形5設在形成在半導體晶片1的半導體元件2與半導體元件2之間的劃線15上。該位置對準圖形5由排成一排配置的三個電極端4與連接它們的配線16構成，形成中央的電極端4的大小比兩側的電極端4的更小。形成在半導體元件2的保護膜的開口13為相應于兩側的電極端4和中央的電極端4的大小的形狀。
下面說明探測測試中使用該位置對準圖形5的方法。使探測卡的各探針3各自接觸半導體元件2的各電極端4。這時，3根探針3各自接觸兩側的電極端4與中央的電極端4。然后，在兩側的電極端4上加上電壓，監視中央的電極端4的電氣信號。
中央的探針3不脫開中央的電極端4，且3根探針3各自對兩側的電極端4和中央的電極端4在適當的位置上接觸時，可根據中央的探針3觀測電氣信號。
利用該觀測結果，判定探測卡的各探針3各自適當地接觸半導體元件2的各電極端4。
中央的探針3脫開中央的電極端4時，不能從中央的探針3觀測電氣信號。
利用該觀測結果，判定探測卡的各探針3各自不適當地接觸半導體元件2的各電極端4。
作為先行的技術文獻，日本國的公開特許公報有1.特開平5-343487號公報2.特開平6-045419號公報根據技術動向和成本方面的要求，在一片半導體晶片中形成多的半導體元件的技術增加了重要性。因此，通過半導體元件的內部電路的微細化同時使電極端間的尺寸狹窄，或者在電極端的正下面或接近的位置的下層部配設電路元件，來縮小半導體元件的面積。
其結果，在晶片狀態下的電氣特性檢查或老化引起的檢查中，使探針的前端接觸半導體元件的電極端之際，易引起探針的前端因脫開電極端的位置而接觸半導體元件。
電極端露出于覆蓋半導體元件的非導體層的開口中。因此，當探針的前端從電極端偏移時，探針就會破壞開口周圍的非導體層，或者會因集中于探針前端的載荷，破壞位于電極端下層的電路元件。
另外，為在晶片狀態下的電氣特性檢查或老化引起的檢查中使用探測卡，存在以下的課題。
其一是，使探測卡的探針接觸電極端之際，探針產生塑性變形。另外，相對于電極端與探針前端部的接觸面積而言，電極端的面積十分大，因此，因接觸時加在探針上的壓力引起探針的前端部在電極端上滑動，不能將探針的前端部正確地對準電極端的中心位置。
其結果，隨著檢查的進行，電極端中的探針的前端部的接觸位置變位到從電極端的中心脫開的方向。最后，探針的前端部接觸從保護膜的開口中露出的電極端脫開的位置，即位于開口周圍的保護膜上。因此成為保護摸破壞，或嚴重時影響電氣特性的原因。
檢測并除去這種外觀上或可靠性上的不合格品的方法，現行中只能進行在需要許多工時的顯微鏡下的目視檢查或由高價的外觀檢查裝置來檢查。
而且，用外觀檢查不能查出的不合格品，例如比電極端更下層的非導體層發生的微小的缺陷引起的不合格品，對電氣特性帶來影響的不合格品，一直留到電氣特性檢查工序，存在為除去該不合格品需要工時的問題。
另外，用具有多個探針的探測卡的現行檢查中，電極端與探針接觸時，對探針的細的前端部加上非常大的集中載荷。例如，當在20μmφ的探針的前端部加上5g的載荷時，其壓力相當于1600kg/cm2。
因此，在半導體元件的電極端的正下面的下層部，或鄰近位置的下層部的非導體層上形成電路元件時，對非導體層與電路元件產生破壞或微小缺陷，使半導體元件的電氣特性變壞。因此，存在成品率下降，制造成本難以降低的問題。
另外，以晶片狀態進行老化引起的檢查時使探針接觸電極端的狀態下，當在長時間中保持高溫氣氛時，一般用鎢系材料的探針與電極端的接觸部位進行氧化。因此，電阻增加，穩定的檢查變得困難。
作為對策，為防止接觸部位的氧化，在惰性氣體氛圍中進行老化，由于大量使用惰性氣體，故存在增大制造成本的問題。
本發明的目的在于，對電極端的正下面的下層部或鄰近位置的下層部非導體層中具備電路元件的高集成半導體元件進行檢查，即晶片狀態下進行的電氣特性檢查或老化引起的潛在不合格品分選檢查(篩選)，使提高效率，并通過具備位置對準圖形，在使用具有多個的碰撞電極的接觸器進行檢查中，提供能使各碰撞電極和與其對應的半導體元件的電極端沒有位置偏移地接觸的半導體晶片及其檢查方法。
發明內容
為解決上述課題，本發明的半導體晶片，在其上形成多個半導體元件與位置對準圖形，所述位置對準圖形由形成在所述晶片上的下層絕緣層、導體層及上層絕緣層構成，檢測部電極端與導通部電極端形成在所述導體層上，所述檢測部電極端與導通部電極端通過導通手段導通，所述上層絕緣層具有檢測部開口與導通部開口，所述導通部開口中露出所述導通部電極端，所述檢測部開口中所述檢測部電極端沿所述檢測部開口的開口邊緣部分地露出，同時所述下層絕緣層露出于除去所述檢測部電極端以外的區域中。
本發明的半導體晶片，在所述檢測部電極端上形成所述下層絕緣層露出的貫通孔，在包圍貫通孔形成的所述檢測部開口中，所述檢測部電極端沿所述檢測部開口的開口邊緣環形地露出。
本發明的半導體晶片，在所述檢測部電極端的多處以規定間隔配置一排所述貫通孔，各貫通孔的尺寸以一定比率不同。
本發明的半導體晶片，所述檢測部開口做成方形，所述檢測部電極端沿所述檢測部開口的開口邊緣的一邊部分地露出。
本發明的半導體晶片，在其上形成多個半導體元件與位置對準圖形，所述位置對準圖形由形成在所述晶片上的下層絕緣層、導體層及上層絕緣層構成，多個檢測部電極端與多個導通部電極端形成在所述導體層上，成組的所述檢測部電極端與所述導通部電極端通過導通手段導通，所述上層絕緣層具有多個所述檢測部電極端一起露出的一個檢測部開口與多個所述導通部電極端各自個別地露出的多個導通部開口，所述檢測部開口做成方形，所述檢測部開口中多個的所述檢測部電極端各自沿所述檢測部開口的開口邊緣的各邊部分地露出，同時所述下層絕緣層露出于除去所述檢測部電極端以外的區域中。
本發明的半導體晶片，在其上形成多個半導體元件與位置對準圖形，所述位置對準圖形由形成在所述晶片上的下層絕緣層、導體層及上層絕緣層構成，多個檢測部電極端與多個導通部電極端形成在所述導體層上，成組的所述檢測部電極端與所述導通部電極端通過導通手段導通，所述上層絕緣層具有多個所述檢測部電極端一起露出的一個檢測部開口與多個所述導通部電極端各自個別地露出的多個導通部開口，所述檢測部開口中多個的所述檢測部電極端環形地且以同心地隔開規定間隔多重地露出，同時所述下層絕緣層露出于除去所述檢測部電極端以外的區域中。
本發明的半導體晶片，導通所述檢測部電極端與導通部電極端的所述導通手段由所述導體層構成。
本發明的半導體晶片，在所述位置對準圖形的所述下層絕緣層上形成接觸孔，在所述接觸孔中配置連接配線，導通所述檢測部電極端與所述導通部電極端的所述導通手段由所述連接配線構成。
本發明的半導體晶片，在其上形成多個半導體元件與位置對準圖形，所述位置對準圖形由形成在所述晶片上的下層絕緣層、導體層及上層絕緣層構成，檢測部電極端與導通部電極端形成在所述導體層上，所述檢測部電極端與導通部電極端中的一方電極端連接接地配線，另一方電極端連接輸入電路線或成浮置狀態，所述上層絕緣層具有開口，所述開口中所述導通部電極端露出，同時所述檢測部電極端沿所述開口的開口邊緣部分地露出，且所述下層絕緣層露出于除去所述導通部電極端和所述檢測部電極端以外的區域中。
本發明的半導體晶片的檢查方法，是對形成多個半導體元件和位置對準圖形的半導體晶片，利用具備多個碰撞電極的接觸器進行老化檢查或電氣特性檢查的方法，在使所述半導體元件和所述位置對準圖形的各電極端與所述接觸器的各碰撞電極分別接觸的位置對準工序中，電氣檢測配置在所述半導體晶片內的至少2處的所述位置對準圖形的各電極端與所述接觸器具備的位置對準用的碰撞電極的位置偏差信息并進行監視。
根據本發明，對于形成高度進步的構成的半導體元件的半導體晶片，在晶片狀態下進行老化檢查或電氣的特性檢查時，通過用位置對準圖形，可維持正確的位置關系使半導體晶片的電極端與接觸器的碰撞電極接觸，可避免電極端的集中載荷，實現高品質、高效率、低價格的檢查。
圖1A示出本發明的第1實施形態的半導體晶片的平面圖。
圖1B示出在晶片狀態下檢查該半導體晶片的接觸器的平面圖。
圖2示出該實施形態的位置對準圖形的平面圖。
圖3示出在同一實施形態中，半導體晶片與接觸器正常接觸時的圖1A的A-A箭頭斷面圖。
圖4示出在同一實施形態中，半導體晶片與接觸器發生位置偏差接觸時的圖1A的A-A箭頭斷面圖。
圖5示出該實施形態的晶片狀態檢查中用監視法的檢查前的工藝流圖。
圖6示出本發明的第2實施形態的位置對準圖形的平面圖。
圖7為圖6的B-B箭頭斷面圖。
圖8為該實施形態中電氣檢測位置對準用的電路圖。
圖9示出本發明的第3實施形態的位置對準圖形的平面圖。
圖10示出本發明的第4實施形態的位置對準圖形的平面圖。
圖11示出本發明的第5實施形態的位置對準圖形的平面圖。
圖12示出本發明的第6實施形態的位置對準圖形的平面圖。
圖13示出本發明的第7實施形態的位置對準圖形的平面圖。
圖14示出本發明的第8實施形態的位置對準圖形的平面圖。
圖15示出本發明的第9實施形態的位置對準圖形的平面圖。
圖16示出本發明的第10實施形態的位置對準圖形的平面圖。
圖17示出本發明的第11實施形態的位置對準圖形的平面圖。
圖18示出本發明的第12實施形態的位置對準圖形的平面圖。
圖19示出有關本發明的半導體晶片內的位置對準圖形的配置的實施例1的平面圖。
圖20示出有關本發明的半導體晶片內的位置對準圖形的配置的實施例2的平面圖。
圖21示出有關本發明的半導體晶片內的位置對準圖形的配置的實施例3的平面圖。
圖22示出有關本發明的半導體晶片內的位置對準圖形的配置的實施例4的平面圖。
圖23示出有關本發明的半導體晶片內的位置對準圖形的配置的實施例5的平面圖。
圖24示出有關本發明的半導體晶片內的位置對準圖形的配置的實施例6的平面圖。
圖25示出用于以往的半導體晶片狀態下的檢查時的位置對準的圖形的構成圖。
圖26示出用于以往的半導體晶片狀態下的檢查時的位置對準的圖形的構成圖。
具體實施例方式
下面參照
本發明的實施形態。
實施形態1圖1A示出本發明第1實施形態的半導體晶片的平面圖。圖1B為在晶片狀態下檢查該半導體元件的接觸器的平面圖。
圖1A中，半導體晶片21具備多個半導體元件22、形成在各半導體元件22之間的劃片用的劃線23、形成在劃線23內的位置對準圖形25，半導體元件22中形成與外部連接的電極端24。
位置對準圖形25是對晶片狀態的半導體晶片21進行老化檢查或電氣特性檢查時使用的圖形。本實施例中，在直角交叉的劃線23的各線上形成多個位置對準圖形25。
圖1B中，接觸器30是對晶片狀態的半導體晶片21進行老化檢查或電氣特性檢查用的檢查工具。為同時檢查多個半導體元件或全部半導體元件，接觸器30在基板上具備多個碰撞電極21。檢查時，接觸器30面對半導體晶片配置，多個碰撞電極31各自與各半導體元件22的各電極端24和位置對準圖形25接觸。
用接觸器30檢查半導體晶片1內的各半導體元件2時，有必要確認接觸器30的各碰撞電極31與半導體元件22的各電極端24以正常的位置關系接觸，然后進行檢查。
圖1中，接觸器30是方形的，但也可以是圓形或多邊形的。
圖2示出位置對準圖形25的平面圖。圖3和圖4示出圖1A所示半導體晶片的A-A箭頭斷面圖中使半導體晶片21與接觸器30接觸的狀態圖，圖3示出半導體晶片21的位置對準圖形25與接觸器30的碰撞電極31以正常的位置關系接觸的情況，圖4示出半導體晶片21的位置對準圖形25與接觸器30的碰撞電極31以位置偏差的不正常的位置關系接觸的情況。
圖2～圖4中，半導體晶片21在下層絕緣層32之上形成導體層33，在導體層33之上形成上層絕緣層34。
位置對準圖形25，在下層絕緣層32之上具有由導體層33構成的檢測部電極端38與導通部電極端39。檢測部電極端38與導通部電極端39在一個連續的導電層33上形成各自的區域，導電層33以其自身構成使檢測部電極端38與導通部電極端39導通的導通手段。檢測部電極端38的區域中，導體層33上設有貫通孔40。
上層絕緣層34覆蓋下層絕緣層32和導體層33，上層絕緣層34中設有方形開口的檢測部開口35a與導通部開口35b。
檢測部開口35a中，檢測部電極端38部分地露出，檢測部電極端38的露出部沿檢測部開口35a的開口邊緣形成環形。另外，檢測部開口35a中，貫通孔40位于中央，通過不存在導體層33的貫通孔40露出下層絕緣層32。導通部開口35b中，導通部電極端39方形地露出。
如圖3所示，半導體晶片21與接觸器30在正常位置關系配置的狀態中，對應于檢測部開口35a的碰撞電極31，位于檢測部開口35a的中央部，對著檢測部電極端38不存在的貫通孔40，成為與檢測部電極端38的區域的導電層33不接觸的狀態。導通部開口35b對應的碰撞電極31接觸到導通部電極端39的區域的導電層33。
該狀態中，雙方的碰撞電極端31、31間為非導通。因此，利用與接觸器30接觸的測試器檢測出雙方的碰撞電極31、31之間處于非導通狀態時，對其結果，可判定為半導體晶片21與接觸器30處于正常的位置關系配置的狀態。例如，通過將電壓加于電極31、31間，檢測這時流過的電流值，電氣判定是否位于正常的位置關系是可能的。
如圖4所示，半導體晶片21與接觸器30的相對位置發生偏移，雙方在不正常位置關系配置的狀態中，對應于檢測部開口35a的碰撞電極31，不位于檢測部開口35a的中央部，在偏離貫通孔40中心的位置對著貫通孔40，成為與檢測部電極端38的區域的導電層33接觸的狀態。導通部開口35b對應的碰撞電極31接觸到導通部電極端39的區域的導電層33。
這種狀態中，檢測開口35a中檢測部電極端38接觸的碰撞電極31與導通部開口35b導通部電極端39接觸的碰撞電極31通過導電層33導通。
因此，利用與接觸器30接觸的測試器檢測出雙方的碰撞電極31之間處于導通狀態時，對其結果，可判定為半導體晶片21與接觸器30的相對位置發生偏移，雙方處于不正常的位置關系配置的狀態。
這樣一來，在形成在半導體晶片21的多個位置對準圖形25中，通過電氣檢測，監視半導體晶片21與接觸器30的相對位置處于正常的位置關系，或處于不正常的位置關系，可得到半導體晶片21與接觸器30相對的位置偏移方向、其位置偏移的大小程度、半導體晶片21與接觸器30的相對傾斜角度大小的程度等的信息。
例如，本實施形態中，由于在直角交叉的各劃線23上形成多個位置對準圖形25，故在一處的位置對準圖形25中檢測出正常的位置關系，其他的位置對準圖形25中檢測出不正常的位置關系時，可判定為半導體晶片21與接觸器30的相對位置關于繞垂直于半導體晶片21的軸發生偏移。
通過應用這種監視法，在使用有碰撞電極31的接觸器30檢查晶片狀態的半導體元件時，使各碰撞電極31與半導體元件22的電極端24沒有位置偏移地接觸，實施檢查。
圖5示出本發明的第1實施形態的檢查順序的工藝流程圖。在以晶片狀態檢查半導體元件22的檢查方法中，包含將被檢查物的半導體晶片21置于探測臺上的工序43，以光學方式進行半導體晶片21與接觸器30的位置對準的工序44，使接觸器30的多個碰撞電極31各自接觸半導體晶片21的各電極端24的位置對準工序45，確認各碰撞電極31與各電極端24的相對的位置對準精度、判定是否合適的位置精度判定工序46，投向檢查裝置的工序47，調整半導體元件22與接觸器30的相對位置關系的位置調整工序48，以及檢查半導體元件22的電氣特性的檢查開始工序49。
位置調整工序48是在位置精度判定工序46中判定位置對準精度為不合格時進行的工序，將各電極端24與各碰撞電極31的相對的位置關系再設定為正常的位置關系。這種再設定的操作，根據位置對準圖形25與接觸器30的接觸狀態得到的電氣信號作為再設定用的信息來進行。經過位置調整工序48，可實現各電極端24與各碰撞電極31的正確位置對準。
然后，在位置調整工序48之后，返回使位置對準圖形25與接觸器30接觸的位置對準工序45。接著在位置精度判定工序46判定為位置對準精度合格后，經投向檢查裝置的工序47進入檢查開始工序49。
實施形態2下面說明本發明的第2實施形態。圖6示出位置對準圖形25的平面圖。圖7是圖6中的B-B箭頭斷面圖。
圖6和圖7中，位置對準圖形25具備以導體層形成在下層絕緣層32之上的矩形導通部電極端39。和除去導通部電極端39的一邊以外，包圍導通部電極端39的周圍設置的檢測部電極端38，導通部電極端39與檢測部電極端38隔開空間。也可用SiN等的絕緣膜埋入該空間。
覆蓋下層絕緣層32和導體層33形成的上層絕緣層34，在檢測部電極端38與導通部電極端39的上方設置方形的開口35。開口35中導通部電極端39全部露出，同時檢測部電極端38沿開口35的開口邊緣部分地露出，且在除去導通部電極端39和檢測部電極端38的區域露出下層絕緣層32。
另外，檢測部電極端38與導通部電極端39分別連接到接地配線55與輸入電路配線56。利用該構成，位置對準工序中電氣檢測半導體晶片21與接觸器30的相對位置偏移，對后述的內部電路施加電壓。使導通部電極端39為浮置狀態也是可能的。另外也可以將電極端39與電極端38分別連接接地配線55與輸入電路配線56。
本實施形態中，也可將半導體元件22的電極端24用作導通部電極端39，或可單設置導通部電極端39。導通部電極端39為方形，但不限于此。另外，也可在檢測部電極端38的開放的一邊側，上層絕緣層34設置直到與導通部電極端39的一端接觸的位置。這樣，縮小位置對準圖形25表面的凹凸。
圖8示出電氣檢測半導體晶片21與接觸器30的位置對準用的電路的一例的電路圖。
檢查時，將設置于接觸器30的互相導通的一對碰撞電極31、31配置在開口35。這種狀態下，雙方的碰撞電極31、31接觸到導通部電極端39時，接地配線55與輸入電路配線56維持非導通狀態。因此，通過檢測出沒有對內部電路的輸入，可判定為半導體晶片21與接觸器30處于正常的位置關系。
另外，在一方的碰撞電極31接觸檢測部電極端38，另一方碰撞電極接觸導通部電極端39時，通過雙方中的一方碰撞電極31導通接地配線55與輸入電路配線56。因此，通過檢測對內部電路的輸入，判定為半導體晶片21與接觸器30處于不正常位置對準的狀態。
實施形態3下面說明本發明的第3實施形態。圖9示出位置對準圖形25的平面圖。圖9中，位置對準圖形25具備導體層形成在下層絕緣層32上的方形導通部電極端39，和在導通部電極端39的一邊隔開空間地相對的檢測部電極端38。
覆蓋下層絕緣層32和導體層33形成的上層絕緣層34，在檢測部電極端38與導通部電極端39的上方設置開口35。開口35中，導通部電極端39與檢測部電極端38一起從開口35的開口邊緣部分地露出，檢測部電極端38沿開口35的邊緣的一邊露出，且在除導通部電極端39和檢測部電極端38以外的區域，露出下層絕緣層32。導通部電極端39與檢測部電極端38相比，露出充分大的面積。
與第2實施形態同樣，檢測部電極端38與導通部電極端39分別連接接地配線55與輸入電路配線56，在位置對準工序中電氣檢測半導體晶片21與接觸器30的相對位置偏移，對內部電路加上電壓。也可使導通部電極端39為浮置狀態。
實際上位置對準使用時，組合使用2個位置對準圖形25，雙方中的一方位置對準圖形25的形態不同。例如，一方的位置對準圖形25中導通部電極端39位于右邊，檢測部電極端38位于左邊時，另一方的位置對準圖形25中導通部電極端39位于左邊，檢測部電極端38位于右邊。
半導體晶片21與接觸器30的相對的位置對準是正常的位置關系或不是正常的位置關系的判斷，與第2實施形態同樣地進行。
實施形態4下面說明本發明的第4實施形態。圖10示出位置對準圖形25的平面圖。
圖10中，位置對準圖形25具備導體層形成在下層絕緣層32上的矩形導通部電極端39，和隔開空間、包圍導通部電極端39的，對著導通部電極端39的四邊的檢測部電極端38。
覆蓋下層絕緣層32和導體層33形成的上層絕緣層34，在檢測部電極端38與導通部電極端39的上方設有開口35。開口35中，導通部電極端39全部露出，檢測部電極端38沿開口35的開口邊緣環形地部分露出，且除去導通部電極端39和檢測部電極端38的區域，露出下層絕緣層32。
與第2實施形態同樣，檢測部電極端38與導通部電極端39分別連接接地配線55與輸入電路配線56。也可使導通部電極端39為浮置狀態。
半導體晶片21與接觸器30的相對的位置對準是正常的位置關系或不是正常的位置關系的判斷，與第2實施形態同樣地進行。
實施形態5下面說明本發明的第5實施形態。圖11示出位置對準圖形25的平面圖。
圖11中，位置對準圖形25具備形成在下層絕緣層32上的檢測部電極端38與導通部電極端39，檢測部電極端38與導通部電極端39以一個連續的導體層33形成，導體層33的自身構成導通檢測部電極端38與導通部電極端39的導通手段。
覆蓋下層絕緣層32和導體層33形成的上層絕緣層34，設有方形的檢測部開口35a和導通部開口35b。
檢測部開口35a中，檢測部電極端38的導電層33的一部分只從開口35a的開口邊緣的一邊側露出，在除去檢測部電極端38的部分，露出下層絕緣層32。導通部開口35b中導通部電極端39的導電層33方形地露出。
半導體晶片21與接觸器30的位置對準正常或不正常的判斷，與第1實施形態同樣地進行。
實施形態6下面說明本發明的第6實施形態。圖12示出位置對準圖形25的平面圖。圖12中，位置對準圖形25具備形成在下層絕緣層32之上的檢測部電極端38與導通部電極端39，檢測部電極端38與導通部電極端39以不連續的導體層33各別地形成。
在下層絕緣層32的接觸孔中配置下層連接配線60，檢測部電極端38與導通部電極端39經構成導通手段的下層連接配線60相連。
覆蓋下層絕緣層32和導體層33形成的上層絕緣層34，設有方形的檢測部開口35a和導通部開口35b。
檢測部開口35a中，檢測部電極端38部分地露出，檢測部電極端38的露出部沿檢測部開口35a的開口邊緣形成環形。另外，檢測部開口35a中，貫通孔40位于中央部，通過導體層33不存在的貫通孔40露出下層絕緣層32。導通部開口35b中導通部電極端39方形地露出。
半導體晶片21與接觸器30的位置對準正常或不正常的判斷，與第1實施形態同樣地進行。
實施形態7下面說明本發明的第7實施形態。圖13示出位置對準圖形25的平面圖。圖13中，位置對準圖形25具備形成在下層絕緣層32之上的檢測部電極端38與導通部電極端39。檢測部電極端38與導通部電極端39在一個連續的導體層33中形成各自的區域，導電層33以其自身形成使檢測部電極端38與導通部電極端39導通的導通手段。檢測部電極端38的區域中，導體層33設有貫通孔40。
覆蓋下層絕緣層32和導體層33形成的上層絕緣層34，設有方形的檢測部開口35a和導通部開口35b。
檢測部開口35a中，檢測部電極端38部分地露出，檢測部電極端38的露出部沿檢測部開口35a的開口邊緣形成環形。另外，檢測部開口35a中，通過導體層33不存在的貫通孔40露出下層絕緣層32。導通部開口35b中導通部電極端39方形地露出。
檢測部開口35a的中央部，與檢測部電極端38隔開空間設置凸部61。該凸部61以上層絕緣層34、或導電層33，或者其他層形成也可。另外，凸部61的高度使與導電層33相同，從而與接觸器30的碰撞電極31的接觸良好，半導體晶片21與接觸器30的位置對準正常或不正常的判斷，與第1實施形態同樣地進行。
實施形態8下面說明本發明的第8實施形態。圖14示出位置對準圖形25的平面圖。圖14中，位置對準圖形25具備形成在下層絕緣層32之上的檢測部電極端38與導通部電極端39。檢測部電極端38與導通部電極端39在一個連續的導體層33中形成各自的區域，導電層33以其自身形成使檢測部電極端38與導通部電極端39導通的導通手段。
檢測部電極端38的區域中，導體層33設有多個貫通孔40。多個貫通孔40形成各自以一定比率不同大小的矩形，各貫通孔40的中心大致對準開口35的中心線。
覆蓋下層絕緣層32和導體層33形成的上層絕緣層34，設有方形的檢測部開口35a和導通部開口35b。
檢測部開口35a中，檢測部電極端38部分地露出，檢測部電極端38的露出部沿檢測部開口35的開口邊緣形成環形。另外，檢測部開口35a中，通過導體層33不存在的貫通孔40露出下層絕緣層32。導通部開口35b中，方形地露出導通部電極端39。
半導體晶片21與接觸器30的位置對準正常或不正常的判斷，與第1實施形態同樣地進行。
這時，通過在多個貫通孔40的各個中配置接觸器30的碰撞電極31，便可在半導體晶片21與接觸器30的位置對準中知道位置偏移的大小。
例如，某種大小以上的各貫通孔40中碰撞電極31與檢測部電極端38為不接觸，而在其以下大小的各貫通孔40中碰撞電極31與檢測部電極端38接觸時，根據該接觸發生的貫通孔40的大小，可推定位置偏移的大小程度。
實施形態9下面說明本發明的第9實施形態。圖15示出位置對準圖形25的平面圖。圖15中，位置對準圖形25具備形成在下層絕緣層32之上的多個檢測部電極端38與多個導通部電極端39。
成組的檢測部電極端38與導通部電極端39在一個連續的導體層33中形成各自的區域，導電層構成的配線部62構成導通手段分別連接導各通部電極端39與各檢測部電極端38。這里，4組導通部電極端39與檢測部電極端38配置在大致直線上的位置。各檢測部電極端38相互間空間上被分離，各導通部電極端39相互間空間上被分離。
覆蓋下層絕緣層32和導體層33形成的上層絕緣層34，設有方形的一個檢測部開口35a和多個導通部開口35b。
檢測部開口35a中，多個檢測部電極端38一起露出，且各檢測部電極端38各自沿檢測部開口35a的開口邊緣的各邊部分地露出，同時除檢測部電極端38以外的區域性中露出下層絕緣層32。在多個導通部開口35b各自中，露出導通部電極端39。
半導體晶片21與接觸器30的位置對準正常或不正常的判斷，與第1實施形態同樣地進行。
這時這時，通過在檢測部開口35a和各導通部開口35b中配置接觸器30的碰撞電極31，便可在半導體晶片21與接觸器30的位置對準中知道位置偏移的方向。
例如，檢測部開口35a中，接觸器30的碰撞電極31接觸位于紙面上的上方位置的檢測部電極端38時，導通了與該檢測部電極端38相同導電層33構成的導通部電極端39接觸的碰撞電極31和與所述檢測部電極端38接觸的碰撞電極31。
因此，根據導通的碰撞電極31的組合，可判定配置在檢測部開口35a的碰撞電極31接觸到哪個位置的檢測部電極端38。從而知道半導體晶片21與接觸器30的相對位置的位置偏移方向。
實施形態10
下面說明本發明的第10實施形態。圖16示出位置對準圖形25的平面圖。圖16中，位置對準圖形25具備形成在下層絕緣層32之上的3組檢測部電極端38與導通部電極端39。
覆蓋下層絕緣層32形成的上層絕緣層34，設有方形的一個檢測部開口35a和多個導通部開口35b。
檢測部開口35a中露出的各檢測部電極端38，中央部具有貫通孔40，沿檢測部開口35a的開口邊緣環形地露出，相互間隔開空間同心地配置。檢測部開口35a中除檢測部電極端38以外的區域露出下層絕緣層32。
最外周的檢測部電極端38與導通部電極端39組成的一組，檢測部電極端38與導通部電極端39由一個連續的導體層33形成。導通部電極端39在其對應的導通部開口35b矩形地露出。
其他2組，各自的導通部電極端39在其對應的導通部開口35b矩形地露出，各導通部電極端39經構成導通手段的下層連接配線60，分別連接到中間的檢測部電極端38或最內周的檢測部電極端38。
半導體晶片21與接觸器30的位置對準正常或不正常的判斷，與第1實施形態同樣地進行。
這時，通過在檢測部開口35a和各導通部開口35b中配置接觸器30的碰撞電極31，便可在半導體晶片21與接觸器30的位置對準中知道位置偏移的大小程度。
例如，檢測部開口35a中，接觸器30的碰撞電極31接觸最內周的檢測部電極端38時，導通了與該檢測部電極端38導通的導通部電極端39接觸的碰撞電極31和與最內周的檢測部電極端38接觸的碰撞電極31。
因此，根據導通的碰撞電極31的組合，可判定配置在檢測部開口35a的碰撞電極31接觸到哪個位置的檢測部電極端38。從而知道半導體晶片21與接觸器30的相對位置的位置偏移大小的程度。
實施形態11下面說明本發明的第11實施形態。圖17示出位置對準圖形25的平面圖。圖17中，位置對準圖形25具備形成在下層絕緣層32之上的2組檢測部電極端38與導通部電極端39，各組的檢測部電極端38與導通部電極端39由一個連續的導體層33形成。
覆蓋下層絕緣層32形成的上層絕緣層34，設有方形的一個檢測部開口35a和多個導通部開口35b。
檢測部開口35a中，各組的檢測部電極端38從檢測開口35a的邊緣的相對的邊側部分地露出，除檢測部電極端38以外的區域中露出下層絕緣層32。各導通部開口35b中各導通部電極端39方形地露出，左右對稱地形成2組檢測部電極端38與導通部電極端39。
半導體晶片21與接觸器30的位置對準正常或不正常的判斷，與第1實施形態同樣地進行。
這時，通過在檢測部開口35a和各導通部開口35b中配置接觸器30的碰撞電極31，便可在半導體晶片21與接觸器30的位置對準中知道位置偏移的方向。
例如，檢測部開口35a和各導通部開口35b中，接觸器30的碰撞電極31接觸位于紙面上的右方位置的檢測部電極端38時，導通了與該檢測部電極端38相同導電層33構成的導通部電極端39接觸的碰撞電極31和與所述檢測部電極端38接觸的碰撞電極31。
因此，根據導通的碰撞電極31的組合，可判定配置在檢測部開口35a的碰撞電極31接觸到哪個位置的檢測部電極端38。從而知道半導體晶片21與接觸器30的位置對準中，左右兩方向的位置偏移的方向。
實施形態12下面說明本發明的第12實施形態。圖18示出位置對準圖形25的平面圖。圖18中，位置對準圖形25具備形成在下層絕緣層32之上的4組檢測部電極端38與導通部電極端39，各組的檢測部電極端38與導通部電極端39由一個連續的導體層33形成。
覆蓋下層絕緣層32形成的上層絕緣層34，設有方形的一個檢測部開口35a和多個導通部開口35b。
檢測部開口35a中，各組的檢測部電極端38從檢測開口35a的開口邊緣的4邊的各自的邊側露出，除檢測部電極端38以外的區域中露出下層絕緣層32。各導通部開口35b中各導通部電極端39方形地露出，十字形地形成4組檢測部電極端38與導通部電極端39。
半導體晶片21與接觸器30的位置對準正常或不正常的判斷，與第1實施形態同樣地進行。
這時，通過在檢測部開口35a和各導通部開口35b中配置接觸器30的碰撞電極31，便可在半導體晶片21與接觸器30的位置對準中知道位置偏移的方向。
例如，檢測部開口35a中，接觸器30的碰撞電極31接觸位于紙面上的下方位置的檢測部電極端38時，導通了與該檢測部電極端38相同導電層33構成的導通部電極端39接觸的碰撞電極31和與所述檢測部電極端38接觸的碰撞電極31。
因此，根據導通的碰撞電極31的組合，可判定配置在檢測部開口35a的碰撞電極31接觸到哪個位置的檢測部電極端38。從而知道半導體晶片21與接觸器30的位置對準中，在四個方向的位置偏移的方向。
實施形態13下面說明本發明的第13實施形態。圖19示出在半導體晶片21內配置位置對準圖形25的形態平面圖。
圖19中，各位置對準圖形25配置在半導體元件22的配置區域內，且劃線23的交點區域以外的直線區域65的至少2處。
這樣，通過將各位置對準圖形25配置在半導體晶片21上，可高精度地實現半導體晶片21與接觸器30的位置對準。
實施形態14下面說明本發明的第14實施形態。圖20示出在半導體晶片21內配置位置對準圖形25的形態平面圖。
圖20中，各位置對準圖形25配置在半導體元件22的配置區域內，且劃線23的交點區域66的至少2處。這樣，通過將各位置對準圖形25配置在半導體晶片21上，可高精度地實現半導體晶片21與接觸器30的位置對準。
實施形態15下面說明本發明的第15實施形態。圖21示出在半導體晶片21內配置位置對準圖形25的形態平面圖。
圖21中，各位置對準圖形25配置在半導體元件22的配置區域內，且與劃線23的交點區域66隔開一定距離位置上。例如將一對位置對準圖形25配置在以任意點為原點，180°對稱的位置上。或者，將多個位置對準圖形25以T字形或十字形設于以任意點為原點，繞原點90°的間隔的劃線23上。
然后將該位置對準圖形25的組合至少配置在劃線23的2個交點上。
這樣，通過將各位置對準圖形25配置在半導體晶片21上，可高精度地實現半導體晶片21與接觸器30的位置對準。
另外，作為位置對準圖形25，通過用前面的各實施形態中所示的各種位置對準圖形25，能檢測出位置偏移的方向和大小。例如，當使用將圖14所示的位置對準圖形25設置于四個方向時可檢測出位置偏移方向和大小。
實施形態16下面說明本發明的第16實施形態。圖22示出在半導體晶片21內配置位置對準圖形25的形態平面圖。
圖22中，各位置對準圖形25配置在半導體元件22的配置區域至少2處的半導體元件22的內部。
這樣，通過將各位置對準圖形25配置在半導體晶片21上，可高精度地實現半導體晶片21與接觸器30的位置對準。
實施形態17下面說明本發明的第17實施形態。圖23示出在半導體晶片21內配置位置對準圖形25的形態平面圖。
圖23中，各位置對準圖形25配置在半導體元件22的配置區域外，周邊部67的至少2處。
這樣，通過將各位置對準圖形25配置在半導體晶片21上，可高精度地實現半導體晶片21與接觸器30的位置對準。
實施形態18下面說明本發明的第18實施形態。圖24示出在半導體晶片21內配置位置對準圖形25的形態平面圖。
圖24中，各位置對準圖形25配置在半導體元件22的配置區域內，且劃線23的直線區域中的大致兩端的位置上至少2處。或者，配置在交點區域66、周邊部67的至少2處。
這樣，通過將各位置對準圖形25配置在半導體晶片21上，可高精度地實現半導體晶片21與接觸器30的位置對準。
以上，一系列的實施形態的說明中，在說明半導體晶片21內的位置對準圖形25的配置方向與它們的組合時，示出了各位置對準圖形25的檢測部電極端相互對向地配置，但即使配置在此外的方向上也能得到同樣的效果。
工業上的實用性本發明的半導體晶片及其檢查方法，對形成在半導體晶片內的半導體元件的諸項檢查的高品質化，高效率化是有用的。
權利要求
1.一種半導體晶片，其特征在于，在晶片上形成多個半導體元件與位置對準圖形，所述位置對準圖形由形成在所述晶片上的下層絕緣層、導體層以及上層絕緣層構成，檢測部電極端與導通部電極端形成在所述導體層上，所述檢測部電極端與所述導通部電極端通過導通手段導通，所述上層絕緣層具有檢測部開口與導通部開口，所述導通部開口中露出所述導通部電極端，所述檢測部開口中所述檢測部電極端沿所述檢測部開口的開口邊緣部分地露出，同時所述下層絕緣層露出于除去所述檢測部電極端以外的區域中。
2.如權利要求1所述的半導體晶片，其特征在于，在所述檢測部電極端上形成所述下層絕緣層露出的貫通孔，在包圍貫通孔形成的所述檢測部開口中，所述檢測部電極端沿所述檢測部開口的開口邊緣環形地露出。
3.如權利要求2所述的半導體晶片，其特征在于，在所述檢測部電極端的多處以規定間隔配置一排所述貫通孔，各貫通孔的尺寸以一定比率不同。
4.如權利要求1所述的半導體晶片，其特征在于，所述檢測部開口做成方形，所述檢測部電極端沿所述檢測部開口的開口邊緣的一邊部分地露出。
5.一種半導體晶片，其特征在于，在晶片上形成多個半導體元件與位置對準圖形，所述位置對準圖形由形成在所述晶片上的下層絕緣層、導體層及上層絕緣層構成，多個檢測部電極端與多個導通部電極端形成在所述導體層上，成組的所述檢測部電極端與所述導通部電極端通過導通手段導通，所述上層絕緣層具有多個所述檢測部電極端一起露出的一個檢測部開口與多個所述導通部電極端各自個別地露出的多個導通部開口，所述檢測部開口做成方形，所述檢測部開口中多個的所述檢測部電極端各自沿所述檢測部開口的開口邊緣的各邊部分地露出，同時所述下層絕緣層露出于除去所述檢測部電極端以外的區域中。
6.一種半導體晶片，其特征在于，在晶片上形成多個半導體元件與位置對準圖形，所述位置對準圖形由形成在所述晶片上的下層絕緣層、導體層及上層絕緣層構成，多個檢測部電極端與多個導通部電極端形成在所述導體層上，成組的所述檢測部電極端與所述導通部電極端通過導通手段導通，所述上層絕緣層具有多個所述檢測部電極端一起露出的一個檢測部開口與多個所述導通部電極端各自個別地露出的多個導通部開口，所述檢測部開口中多個的所述檢測部電極端環形地并且以同心地隔開規定間隔多重地露出，同時所述下層絕緣層露出于除去所述檢測部電極端以外的區域中。
7.如權利要求1至5中任一項所述的半導體晶片，其特征在于，導通所述檢測部電極端與導通部電極端的所述導通手段由所述導體層構成。
8.如權利要求1至6中任一項所述的半導體晶片，其特征在于，在所述位置對準圖形的所述下層絕緣層上形成接觸孔，在所述接觸孔中配置連接配線，導通所述檢測部電極端與所述導通部電極端的所述導通手段由所述連接配線構成。
9.一種半導體晶片，其特征在于，在晶片上形成多個半導體元件與位置對準圖形，所述位置對準圖形由形成在所述晶片上的下層絕緣層、導體層及上層絕緣層構成，檢測部電極端與導通部電極端形成在所述導體層上，所述檢測部電極端與導通部電極端中的一方電極端連接接地配線，另一方電極端連接輸入電路線或成浮置狀態，所述上層絕緣層具有開口，所述開口中所述導通部電極端露出，同時所述檢測部電極端沿所述開口的開口邊緣部分地露出，同時所述下層絕緣層在設置規定間隔并與所述導通部電極端對向并且除去所述導通部電極端和所述檢測部電極端以外的區域中露出。
10.如權利要求9所述的半導體晶片，其特征在于，所述開口中所述檢測部電極端空開規定間隔，形成包圍所述導通部電極端的周圍的形狀。
11.如權利要求9所述的半導體晶片，其特征在于，所述開口中所述導通部電極端方形地露出，所述檢測部電極端空開規定間隔，形成包圍除去所述導通部電極端的一邊以外的周圍的形狀。
12.如權利要求9所述的半導體晶片，其特征在于，所述開口開口成方形，所述開口中所述檢測部電極端僅從所述開口的一邊側部分地露出。
13.如權利要求1、2、3、4、5、6、9、10、11、12中任一項所述的半導體晶片，其特征在于，在以任意點為原點的180°對稱的位置上，配置一對位置對準圖形。
14.如權利要求1、2、3、4、5、6、9、10、11、12中任一項所述的半導體晶片，其特征在于，以任意點為原點、繞原點旋轉以90°間隔，T形或十字形地配置多個位置對準圖形。
15.如權利要求1、2、3、4、5、6、9、10、11、12中任一項所述的半導體晶片，其特征在于，半導體晶片中的半導體元件的配置區域內，在劃線的交點區域以外的至少2處，配置單個或多個的位置對準圖形。
16.如權利要求1、2、3、4、5、6、9、10、11、12中任一項所述的半導體晶片，其特征在于，半導體晶片中的半導體元件的配置區域內，在至少2處的劃線的交點區域，配置單個或多個的位置對準圖形。
17.如權利要求1、2、3、4、5、6、9、10、11、12中任一項所述的半導體晶片，其特征在于，半導體晶片中的半導體元件的配置區域內，在至少2處的半導體元件內，配置單個或多個的位置對準圖形。
18.如權利要求1、2、3、4、5、6、9、10、11、12中任一項所述的半導體晶片，其特征在于，半導體晶片中的半導體元件的配置區域外的周邊部，在至少2處配置單個或多個的位置對準圖形。
19.如權利要求1、2、3、4、5、6、9、10、11、12中任一項所述的半導體晶片，其特征在于，在半導體晶片中的半導體元件的配置區域內的半導體元件、劃線的直線區域、劃線的交點區域、以及半導體元件的配置區域外的周邊部的任一個中的至少2處，配置單個或多個的位置對準圖形。
20.一種半導體晶片的檢查方法，其特征在于，是對形成多個半導體元件和位置對準圖形的半導體晶片，利用具備多個碰撞電極的接觸器進行老化檢查或電氣特性檢查的方法，在使所述半導體元件和所述位置對準圖形的各電極端與所述接觸器的各碰撞電極分別接觸的位置對準工序中，電氣地檢測配置在所述半導體晶片內的至少2處的所述位置對準圖形的各電極端與所述接觸器具備的位置對準用的碰撞電極之間的位置偏差信息并進行監視。
21.一種半導體晶片的檢查方法，其特征在于，是對形成多個半導體元件和位置對準圖形的半導體晶片，利用具備多個碰撞電極的接觸器進行老化檢查或電氣特性檢查的方法，由下列工序構成將所述半導體晶片裝到探測臺上的工序，光學地進行所述半導體晶片與接觸器的位置對準的工序，使所述半導體元件和所述位置對準圖形的各電極端與所述接觸器的各碰撞電極分別接觸的位置對準工序，確認所述碰撞電極與所述電極端的位置對準精度并判定是否合格的工序，投入到檢查裝置的工序，在所述判定合格與否的工序中，當位置對準精度不合格時，將所述位置對準圖形的各電極端與所述接觸器的各碰撞電極的相對位置再設定到正常的位置關系后，返回所述位置對準工序。
全文摘要
在晶片狀態下進行半導體元件的老化檢查，且防止電極端的下層電路和周邊的上層非導體層的破壞，形成在半導體晶片上的位置對準圖形具有檢測部電極端與導通部電極端，檢測部電極端設置間隔并包圍導通部電極端的周圍且構成一部分被開放的形狀。
文檔編號H01L21/66GK1776898SQ20051012501
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月11日 優先權日2004年11月16日
發明者高橋昌男, 中田義朗, 三村忠昭, 阪下俊彥, 福田敏行 申請人:松下電器產業株式會社