JP2010062308A - 半導体ウエハおよび半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、電極パッドのパッド数を低減して、半導体チップのチップサイズを低減させることができる半導体ウエハおよび半導体装置を提供するものである。
【解決手段】半導体ウエハ1は複数の半導体チップ10を備える。そして、各半導体チップ10は、内部回路11と、外部との入出力を行う端子に接続される複数の電極パットと、この内部回路11と他の半導体チップの電極パットとを接続するテスト用配線とを有することとした。
【選択図】図2
【解決手段】半導体ウエハ1は複数の半導体チップ10を備える。そして、各半導体チップ10は、内部回路11と、外部との入出力を行う端子に接続される複数の電極パットと、この内部回路11と他の半導体チップの電極パットとを接続するテスト用配線とを有することとした。
【選択図】図2
Description
本発明は、半導体ウエハおよび半導体装置に関する。
半導体装置は、ある程度の大きさをもった半導体ウエハ(一般的には規格により定まっており、例えば5インチ半導体ウエハなどがある)上に各種素子が形成された構造、例えば図12に示すように多数の半導体チップが形成されて成る構造をとっている。そして、製品として出荷するために、半導体ウエハ上の各半導体チップを分割してパッケージ等に組み込んで製品とするものである。
各半導体チップには、図13に示すように、内部回路111と、この内部回路111に接続した複数の電極パッドP101,・・,P112とが形成される。
かかる半導体チップの試験は半導体ウエハから分割する前に行われる。この半導体チップを試験する際、図14に示すように、各電極パッドP101,・・,P112に、テスタ装置130の各プローブ針131,・・,142を接触させる。そして、これらのプローブ針131,・・,142により、電極パッドP101,・・・の一部の電極パッドに電圧や電流を印加し、一部の電極パッドの電圧や電流を検出して内部回路111の動作を確認することで、良否試験を実施している。
これらの電極パッドP101,・・,P112には、製品化したときに使用する電極パッド(以下、「製品用パッド」という。)の他に、試験のときのみ使用する電極パッド(以下、「試験専用パッド」という。)が設けられている。
このように半導体チップ110には製品用パッドの他、試験専用パッドが設けられているために、この試験専用パッド分だけ半導体チップ110のチップサイズを大きくせざるを得なかった。しかも、半導体チップの内部回路は大規模化されてきており、試験専用パッドの数は増加の一途を辿っている。
そこで、特許文献1には、試験専用パッドを半導体チップ上に設けるのではなくスクライブ領域に設けた半導体ウエハが開示されている。
特開2007−234670号公報
しかしながら、半導体ウエハ上の半導体チップは微細化する傾向にあり、従って、半導体チップ間のスクライブ領域は狭くなり、スクライブ領域に試験専用パッドを設けることが困難となってきている。
そこで、本発明は、電極パッドのパッド数を低減して、半導体チップのチップサイズを低減させることができる半導体ウエハおよび半導体装置を提供することを目的とする。
かかる目的を達成すべく、請求項1に記載の発明は、複数の半導体チップを備え、前記各半導体チップは、内部回路と、外部との入出力を行う端子に接続される複数の電極パットと、前記内部回路と他の半導体チップの電極パットとを接続するテスト用配線と、を有することとした。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の半導体ウエハにおいて、前記他の半導体チップの電極パットは、当該半導体チップの内部回路の入力に接続される電極パットであることとした。
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の半導体ウエハにおいて、前記半導体チップを形成した半導体チップ領域以外の領域に、前記半導体チップのテスト用配線を接続する電極パッドをさらに設けたものである。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体ウエハにおいて、前記内部回路と前記電極パッドとの間の複数の配線を複数層に分散して形成し、前記複数層に亘って導電層を積層することにより前記電極パッドを形成したものである。
請求項5に記載の発明は、前記請求項1〜4のいずれか1項の半導体ウエハをダイシングして取り出した前記半導体チップからなるものとした。
本発明によれば、試験用パッドとして、試験する半導体チップに隣接する他半導体チップの製品用パッドを使用することにより、半導体チップ内の電極パッドの数を減らすことができ、その結果、半導体チップのチップサイズを低減させることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
[1.半導体ウエハの構成]
図1は本実施形態に係る半導体ウエハを示す平面図である。図2は本実施形態に係る半導体ウエハの要部における試験領域を示す構成図である。
図1は本実施形態に係る半導体ウエハを示す平面図である。図2は本実施形態に係る半導体ウエハの要部における試験領域を示す構成図である。
本実施形態に係る半導体ウエハ1は、図1に示すように、複数の半導体チップ10を縦方向横方向に整列して形成するようにしており、これら半導体チップ10と半導体チップ10との間には、半導体チップ10を分割するためのカット部分となるスクライブ領域2が所定間隔を隔てて形成される。
各半導体チップ10は、図2に示すように、大規模な集積回路を形成した内部回路11と、外部との入出力を行う内部回路11のノードに配線W1,W2,・・,W6を介して接続される複数の電極パットP1,P2,・・,P6とを備える。
さらに、各半導体チップ10には、内部回路11と他の半導体チップ10の電極パットP1,P2,・・,P6とを接続するテスト用配線14a,14b,・・,14fが形成される。すなわち、各半導体チップ10の内部回路11は、自半導体チップ10の電極パットP1,P2,・・,P6だけでなく、他の半導体チップ10の電極パットP1,P2,・・,P6にも接続される。
このように構成された半導体ウエハ1上の各半導体チップ10の試験を行うときには、配線W1,W2,・・,W6を介して接続される他の半導体チップ10の複数の電極パットP1,P2,・・,P6を用いることとしている。
以下、図1中の2箇所の破線で示す試験領域R1及び試験領域R2のそれぞれに位置する半導体チップ10の試験に手順について説明する。
以下、複数の半導体チップ10,10,・・のうち、試験を行う半導体チップ10を自半導体チップ10tとし、被試験の半導体チップ10を他半導体チップ10nとして詳述する。
(試験領域R1について)
図2に示すように、試験領域R1内における自半導体チップ10tは、横方向に整列した左右側の他半導体チップ10n,10nの電極パッドを試験用として使用している。
図2に示すように、試験領域R1内における自半導体チップ10tは、横方向に整列した左右側の他半導体チップ10n,10nの電極パッドを試験用として使用している。
自半導体チップ10tの内部回路11tは、各配線W1t,W2t,・・,W6tを介して積層構造の電極パッドP1t,P2t,・・,P6tを接続している。
また、自半導体チップ10tの内部回路11tには、自半導体チップ10tに隣り合う左側に位置する他の半導体チップ10nの各電極パッドP4n,P5n,P6nを各テスト用配線14a,14b,14cを介して接続するようにしている。さらに、自半導体チップ10tの内部回路11tには、自半導体チップ10tに隣り合う右側に位置する他の半導体チップ10nの各電極パッドP1n,P2n,P3nを各テスト用配線14d,14e,14fを介して接続するようにしている。
ここで、半導体ウエハ1の断面構造を説明する。図3(a)は図2におけるA−A線の断面図である。図3(b)は図2におけるB−B線の断面図である。
図3(a)に示すように、各半導体チップ10の電極パッドP1,P2,・・,P6は、複数層に亘って導電層16を積層して形成される。そして、電極パッドP4n,P5n,P6nの導電層16の例えば3層目からテスト用配線14a,14b,14cが延伸して自半導体チップ10tの内部回路11tに接続される。また、電極パッドP1n,P2n,P3nの導電層16の例えば3層目からテスト用配線14d,14e,14fが延伸して自半導体チップ10tの内部回路11tに接続される。
一方、自半導体チップ10tの電極パッドP1t,P2t,・・・,P6tと内部回路11tとの間は、導電層16の例えば1層目に延在する配線W1t,W2t,・・,W6tを介して接続される。
このように、各半導体チップ10は、複数層に亘って導電層16を積層することにより電極パッドP1,P2,・・,P6を形成している。そして、内部回路11と電極パッドとの間の複数の配線W1,W2,・・,W6,14a,14b,・・,14f,15a,15b,15cを複数層に分散して形成している。
従って、配線W1,W2,・・,W6に加え、テスト用配線14a,14b,14c,15a,15b,15cの配線を容易に行うことができる。
ここで、半導体テスタ装置(図示しない)を用いて本半導体ウエハ1の試験領域R1における自半導体チップ10tの内部回路11tを試験する手順について説明する。
このとき、図2に示すように、自半導体チップ10tの各電極パッドP1t,P2t,・・,P6tに加え、左側に位置する他半導体チップ10nの各電極パッドP4n,P5n,P6n、および右側に位置する他半導体チップ10nの各電極パッドP1n,P2n,P3nを使用する。
そして、半導体テスタ装置は、上記試験領域R1内の電極パッドにプローブ針を接触させて電極パッドP1t,P2t,・・,P6t,P1n,P2n,・・・,P6nの一部の電極パッドに電圧もしくは電流を印加し、一部の電極パッドの電圧や電流を検出する。そして、検出した電圧や電流に基づいて、内部回路11の動作を確認することで、良否試験を実施している。
この半導体テスタ装置による試験の後、各半導体チップ10はスクライブ領域2でダイシングされて分割されることになるため、自半導体チップ10tの内部回路11は他半導体チップ10nの電極パッドP1n,P2n,・・・,P6nから切り離される。その後、各半導体チップ10を基板にボンディング接続してパッケージング化することにより半導体装置を構成するようにしている。
従って、本実施形態の半導体ウエハによれば、自半導体チップ10tに隣接する他半導体チップ10n,10nの電極パッドP1n,・・,P6nを使用して試験することができ、自半導体チップ10t内の電極パッドP1t,・・P6tのパッド数を減らすことができる。この半導体チップ10には、製品用の電極パッドのみを設けるようにできるため、各半導体チップ10のチップサイズを小さくでき、本半導体ウエハに搭載できる半導体チップ10のチップ数を増加することができる効果がある。
ここで、半導体チップ10tの試験に使用するときには、予めテストに用いる半導体チップ10nの電極パッドP1n,・・,P6nを入力ノードとなるように設定する。例えば、各半導体チップ10nの電極パッドP1n,・・,P6nのうち一つの端子に所定信号を入力することで、試験前に電極パッドP1n,・・,P6nが入力ノードとなるように内部回路11を構成する。
このように半導体チップ10tの試験に使用するときに用いる半導体チップ10nの電極パッドP1n,・・,P6nを入力ノードとすることにより、他半導体チップ10nが影響を及ぼさないようにしている。
なお、各半導体チップ10の電極パッドP1,・・,P6のうち、上述のようにすべての電極パットを他半導体チップ10の試験用の電極パッドを用いるのではなく、一部の電極パッドのみを他半導体チップ10の試験用の電極パッドとして用いるようにしてもよい。
例えば、半導体チップ10の電極パッドP1,・・,P6のうち、内部回路11の入力ノードとなる電極パッドのみを他半導体チップ10nの試験用の電極パッドとして用いるようにする。これにより、予めテストに用いる他半導体チップ10nの電極パッドP1n,・・,P6nを入力ノードとなるように設定する必要がない。
(試験領域R2について)
図1における半導体ウエハの周辺の試験領域R2について、図4を用いて説明する。図4は、図1の半導体ウエハにおける周辺の試験領域R2の拡大図である。自半導体チップ10tの内部回路11tと他半導体チップ10nの電極パッドP4n,P5n,P6nとの接続関係については、上述した図2と同様の説明のため重複説明を省略する。
図1における半導体ウエハの周辺の試験領域R2について、図4を用いて説明する。図4は、図1の半導体ウエハにおける周辺の試験領域R2の拡大図である。自半導体チップ10tの内部回路11tと他半導体チップ10nの電極パッドP4n,P5n,P6nとの接続関係については、上述した図2と同様の説明のため重複説明を省略する。
図4に示すように、試験領域R2には、試験する自半導体チップ10tの横方向の右側に他半導体チップ10nが形成されておらず、テスト用配線14d,14e,14fを接続する積層構造の電極パッドP1n,P2n,P3nを設けるようにしている。
自半導体チップ10tの内部回路11tには、半導体チップ領域以外の領域(ここでは半導体ウエハの周縁領域)に形成した各電極パッドP1n,P2n,P3nを各テスト用配線14d,14e,14fを介して接続するようにしている。
ここで、半導体テスタ装置(図示しない)を用いて本半導体ウエハ1の試験領域R2における自半導体チップ10tの内部回路11tを試験する手順について説明する。
図4に示すように、試験に使用する電極パッドには、自半導体チップ10tの電極パッドP1t,P2t,・・,P6tに加え、左側に位置する他半導体チップ10nの電極パッドP4n,P5n,P6n、及び右側に位置する電極パッドP1n,P2n,P3nを使用する。
そして、半導体テスタ装置は、上記試験領域R2内の電極パッドにプローブ針を接触させて一部の電極パッドに電圧もしくは電流を印加し、一部の電極パッドの電圧や電流を検出する。そして、検出した電圧や電流に基づいて、内部回路11の動作を確認することで、良否試験を実施している。
従って、本実施形態の半導体ウエハによれば、試験専用の電極パッドとして、他半導体チップ10nの電極パッドP4n,P5n,P6nや電極パッドP1n,P2n,P3nを用いることができ、自半導体チップ10t内のパッド数を減らすことができる。この半導体チップには、製品用の電極パッドのみを設けるようにできるため、各半導体チップのチップサイズを小さくでき、半導体チップのチップ数を増加することができる効果がある。
なお、半導体チップ領域以外の領域に形成した電極パッドP1n,P2n,P3nは、図4に示す例では正方形に形成したが、図5に示すように半導体ウエハ外周へ延伸するように帯形に形成することもできる。
このように構成することにより、半導体チップ10領域以外の領域に形成した各電極パッドP1n,P2n,P3nをメッキなどにより容易に形成することができる。
[2.その他の変形例]
図6から図9を用いて、本実施形態の半導体ウエハにおける自半導体チップ10tと他半導体チップ10nとの接続構成の変形例について説明する。図6から図9には、上述した構成と同一符号を付しており重複説明となる部分は省略するものとする。
図6から図9を用いて、本実施形態の半導体ウエハにおける自半導体チップ10tと他半導体チップ10nとの接続構成の変形例について説明する。図6から図9には、上述した構成と同一符号を付しており重複説明となる部分は省略するものとする。
[2.1 変形例1]
図6に示すように、変形例1における半導体ウエハでは、自半導体チップ10tに対して縦方向に整列した上下側の他半導体チップ10n,10nの電極パッドP1n,P2n,・・・,P6nを試験用として使用するものである。
図6に示すように、変形例1における半導体ウエハでは、自半導体チップ10tに対して縦方向に整列した上下側の他半導体チップ10n,10nの電極パッドP1n,P2n,・・・,P6nを試験用として使用するものである。
すなわち、自半導体チップ10tの内部回路11tには、自半導体チップ10tの上側に位置する他の半導体チップ10nの各電極パッドP1n,P2n,P3nを各テスト用配線14a,14b,14cを介して接続するようにしている。また、自半導体チップ10tの内部回路11tには、自半導体チップ10tの下側に位置する他の半導体チップ10nの電極パッドP4n,P5n,P6nをテスト用配線14d,14e,14fを介して接続するようにしている。
このように構成することにより、左右方向に位置する他半導体チップ10nの電極パッドよりも、上下方向に位置する他半導体チップ10nの電極パッドの方が、自半導体チップ10tの電極パッドP1t,P2t,・・,P6tとの間隔が狭いときに有効となる。
すなわち、半導体テスタ装置のプローブ針を配置する間隔に制限があるために、自半導体チップ10tの電極パッドと左右方向に位置する他半導体チップ10nの電極パッドとにプローブ針を配置できないような場合であっても有効にプローブ針を配置可能にできる。
すなわち、半導体テスタ装置のプローブ針を配置する間隔に制限があるために、自半導体チップ10tの電極パッドと左右方向に位置する他半導体チップ10nの電極パッドとにプローブ針を配置できないような場合であっても有効にプローブ針を配置可能にできる。
[2.2 変形例2]
図7に示すように、変形例2における半導体ウエハは、自半導体チップ10tに対して斜め方向に整列した斜め上側または斜め下側に位置する他半導体チップ10n,10nの電極パッドP1n,P2n,・・・,P6nを試験用として使用するものである。
図7に示すように、変形例2における半導体ウエハは、自半導体チップ10tに対して斜め方向に整列した斜め上側または斜め下側に位置する他半導体チップ10n,10nの電極パッドP1n,P2n,・・・,P6nを試験用として使用するものである。
すなわち、自半導体チップ10tの内部回路11tには、自半導体チップ10tに対して斜め上側に位置する他の半導体チップ10nの電極パッドP4n,P5n,P6nをテスト用配線14a,14b,14cを介して接続するようにしている。また、自半導体チップ10tの内部回路11tには、自半導体チップ10tに対して斜め下側に位置する他の半導体チップ10nの電極パッドP1n,P2n,P3nをテスト用配線14d,14e,14fを介して接続するようにしている。
このように構成することにより、試験に用いる他半導体チップ10nの電極パッドと自半導体チップ10tの電極パッドP1t,P2t,・・,P6tとの間隔を広くとることができ、プローブ針の配置が容易になる。
[2.3 変形例3]
図8に示すように、変形例3における半導体ウエハは、自半導体チップ10tに対して左右斜め上方向に整列した左右斜め上方側の他半導体チップ10n,10nの電極パッドP1n,P2n,・・・,P6nを試験用として使用するものである。
図8に示すように、変形例3における半導体ウエハは、自半導体チップ10tに対して左右斜め上方向に整列した左右斜め上方側の他半導体チップ10n,10nの電極パッドP1n,P2n,・・・,P6nを試験用として使用するものである。
すなわち、自半導体チップ10tの内部回路11tには、自半導体チップ10tに左斜め上側に位置する他の半導体チップ10nの電極パッドP4n,P5n,P6nをテスト用配線14a,14b,14cを介して接続するようにしている。また、自半導体チップ10tの内部回路11tには、自半導体チップ10tに右斜め下側に位置する他の半導体チップ10nの電極パッドP1n,P2n,P3nをテスト用配線14d,14e,14fを介して接続するようにしている。
このように構成することにより、試験に用いる他半導体チップ10nの電極パッドと自半導体チップ10tの電極パッドP1t,P2t,・・,P6tとの間隔を広くとることができ、プローブ針の配置が容易になる。
[2.4 変形例4]
図9に示すように、変形例4における半導体ウエハは、自半導体チップ10tに対して横方向にかつ1個飛ばしに整列した左右側の他半導体チップ10n,10nの電極パッドP1n,P2n,・・・,P6nを試験用として使用するものである。
図9に示すように、変形例4における半導体ウエハは、自半導体チップ10tに対して横方向にかつ1個飛ばしに整列した左右側の他半導体チップ10n,10nの電極パッドP1n,P2n,・・・,P6nを試験用として使用するものである。
すなわち、自半導体チップ10tの内部回路11tには、自半導体チップ10tに1個飛ばしに左側に位置する他の半導体チップ10nの電極パッドP4n,P5n,P6nをテスト用配線14a,14b,14cを介して接続するようにしている。また、自半導体チップ10tの内部回路11tには、自半導体チップ10tに1つ飛ばしに右側に位置する他の半導体チップ10nの電極パッドP1n,P2n,P3nをテスト用配線14d,14e,14fを介して接続するようにしている。
このように構成することにより、試験に用いる他半導体チップ10nの電極パッドと自半導体チップ10tの電極パッドP1t,P2t,・・,P6tとの間隔を十分に広くとることができ、プローブ針の配置が容易になる。
[2.5 変形例5]
図10に示すように、変形例5における半導体ウエハは、自半導体チップ10tに対して横方向に整列した左側の他半導体チップ10n,10nの電極パッドを試験用として使用するものである。
図10に示すように、変形例5における半導体ウエハは、自半導体チップ10tに対して横方向に整列した左側の他半導体チップ10n,10nの電極パッドを試験用として使用するものである。
自半導体チップ10tの内部回路11tには、自半導体チップ10tに左側に位置する他の半導体チップ10nの電極パッドP1nをテスト用配線14aから分岐した第1テスト用配線14a1および第2テスト用配線14a2を介して接続するようにしている。
このように構成することにより、例えば、半導体チップ10nの1つの電極パッドP4nから各テスト用配線14a1,14a2を介して自半導体チップ10tの内部回路11tへ2箇所同時に試験を行うことが可能となる効果がある。
例えば、電極パッドP4nに接続された内部回路11tの2箇所のノードが入力ノードであり、同時に同じ信号を入力してテスト可能であるノードであるとき、電極パッドP4nから一つの信号を入力することで同時に試験が可能である。従って、入力ノードを2つ設けてそれぞれに信号を入力することに比べて、試験用の電極パッドが減らすことができる。
[2.6 変形例6]
図11に示すように、変形例6における半導体ウエハは、縦方向に配列した両自半導体チップ10t1,10t2に対して横方向に整列した左側の他半導体チップ10nの電極パッドを試験用として使用するものである。
図11に示すように、変形例6における半導体ウエハは、縦方向に配列した両自半導体チップ10t1,10t2に対して横方向に整列した左側の他半導体チップ10nの電極パッドを試験用として使用するものである。
すなわち、上方に位置する自半導体チップ10t1の内部回路11t1には、左側に位置する他の半導体チップ10nの電極パッドP4nをテスト用配線14aから分岐した第1テスト用配線14a1を介して接続するようにしている。下方に位置する自半導体チップ10t2の内部回路11t2には、左斜め方向に位置する他の半導体チップ10nの電極パッドP4nをテスト用配線14aから分岐した第2テスト用配線14a2を介して接続するようにしている。
このように構成することにより、1つの他半導体チップ10nの電極パッドP4nから各テスト用配線14a1,14a2を介して2個の自半導体チップ10t,10tの内部回路11t,11tへ同時に試験を行うことが可能となり試験効率が向上する。
なお、本実施形態において、半導体チップに形成した電極パッドのパッド数を6個としたが、このパッド数に限定するものではなくさらに複数の電極パッドを設けたとしても好適に実施することは可能である。
また、電極パッドにおける導電層の積層数についても、本実施形態が実施可能であれば適宜変更することが可能である。
本発明に係る実施の一形態について具体的に説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものでなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形は可能である。
1 半導体ウエハ
10 半導体チップ
11 内部回路
10 半導体チップ
11 内部回路
Claims (5)
- 複数の半導体チップを備え、
前記各半導体チップは、
内部回路と、
外部との入出力を行う端子に接続される複数の電極パットと、
前記内部回路と他の半導体チップの電極パットとを接続するテスト用配線と、を有する半導体ウエハ。 - 前記他の半導体チップの電極パットは、当該半導体チップの内部回路の入力に接続される電極パットである請求項1に記載の半導体ウエハ。
- 前記半導体チップを形成した半導体チップ領域以外の領域に、前記半導体チップのテスト用配線を接続する電極パッドをさらに設けた請求項1又は請求項2に記載の半導体ウエハ。
- 前記内部回路と前記電極パッドとの間の複数の配線を複数層に分散して形成し、前記複数層に亘って導電層を積層することにより前記電極パッドを形成した請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体ウエハ。
- 前記請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体ウエハをダイシングして取り出した前記半導体チップからなる半導体装置。
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JP (1) | JP2010062308A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9627282B2 (en) | 2015-05-20 | 2017-04-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Method of manufacturing semiconductor device |
-
2008
- 2008-09-03 JP JP2008226050A patent/JP2010062308A/ja active Pending
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US9627282B2 (en) | 2015-05-20 | 2017-04-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Method of manufacturing semiconductor device |
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