JP2001102482A - 半導体集積回路およびそのテスト方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 専用のコンタクト治具を用いることなくパッ
ドを傷付けないでテストを行う。 【解決手段】 テスト時にプローブカードのニードルの
先端が接触可能なパッド１８の位置に開口部１４を形成
し、この開口部１４の底に、再配線層１６およびパッド
１８に電気的に接続された電極１７を設ける。テスト時
には、通常のプローブカードのニードルを開口部１４に
挿入して、先端を電極１７に接触させる。こうして、専
用の治具を用いることなく、従来からウェハのテストで
通常に用いられているプローブカードを用いて、且つ、
バンプ１５やパッド１８を傷付けることなく、ウェハレ
ベルＣＳＰ１１のテストを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体集積回路
およびそのテスト方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、デバイスサイズは縮小する傾向に
あり、デバイス完成品のサイズがチップサイズより若干
大きいチップサイズパッケージ(以下、ＣＳＰと略称す
る)と呼ばれるパッケージが主流になりつつある。ま
た、最近においては、パッケージング技術の進歩によっ
て、デバイス完成品のサイズがチップサイズに等しいウ
ェハレベルＣＳＰが開発され、徐々に世の中に浸透しつ
つある。

【０００３】従来、上記ウェハレベルＣＳＰの半導体集
積回路のテスト装置として、特開平６‐２７１４３号公
報(ダイソートテスト装置)がある。このテスト装置にお
いては、図８に示すように、ウェハレベルＣＳＰ本体１
の半田バンプ２に直接接触するプロービングニードル３
を有する専用のテスト治具を用意し、半田バンプ２に直
接コンタクトを行うことでテストを実施している。特
に、最近の技術であるチップスケールのＣＳＰにおいて
は、ウェハ状態でテストを行う必要があることから、コ
ンタクト用のテスト治具には半田ボールを傷つけない等
の特別の配慮が必要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のダイソートテスト装置においては、プロービングニ
ードル３による半田バンプ２に対するコンタクト方法を
取るために、半田バンプ２に確実なコンタクトを保つ際
に半田バンプ２の最も品質に影響のある頂上部に傷を付
けてしまい、これによって、半田バンプ２の信頼性を低
下させる場合があるという問題がある。

【０００５】また、上記半田バンプ２に直接コンタクト
するために専用の治具を作製する必要があり、従来の治
具を使うことができないという問題もある。

【０００６】そこで、この発明の目的は、ウェハレベル
ＣＳＰをテストするに際して、専用のコンタクト治具を
用いることなくパッドを傷付けないでテストが可能な半
導体集積回路、および、そのテスト方法を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明は、アッセンブリが完了した状態の半導
体集積回路であって、半導体チップと、上記半導体チッ
プのパッドに接続された再配線層と、上記半導体チップ
を封止する封止用絶縁層と、上記半導体チップのパッド
上における封止用絶縁層に穿たれて上記パッドあるいは
再配線層を露出させる開口部を備えたことを特徴として
いる。

【０００８】上記構成によれば、半導体チップのパッド
上における封止用絶縁層に、上記パッドあるいは再配線
層を露出させる開口部が形成されている。したがって、
テスト時に、従来からウェハテストに使用されているプ
ローブカードを用い、コンタクト用のニードルを上記開
口部に挿入して上記パッドあるいは再配線層にコンタク
トすることができる。

【０００９】また、上記第１の発明の半導体集積回路
は、上記開口部の底部に設けられて、上記パッドあるい
は再配線層の少なくとも何れか一方と電気的に接続され
る第２のパッドを備えることが望ましい。

【００１０】上記構成によれば、上記開口部の底部には
第２のパッドが設けられている。したがって、上記半導
体チップのパッドや再配線層が外部に露出して腐食した
り、上記プローブカードのニードルによって傷付けられ
たりすることが防止される。

【００１１】また、上記第１の発明の半導体集積回路
は、上記第２のパッドを、上記再配線層よりも腐食しに
くい材料で構成することが望ましい。

【００１２】上記構成によれば、上記第２のパッドは上
記再配線層よりも腐食しにくい材料で構成されている。
したがって、コンタクト部分が腐食することはなく、安
定してテストが行われる。

【００１３】また、第２の発明は、第１の発明の半導体
集積回路のテスト方法であって、プローブカードのニー
ドルを上記半導体集積回路の開口部に挿入し、上記ニー
ドルの先端を,上記開口部内のパッドあるいは再配線層
に直接または上記第２のパッドを介して間接に接触させ
ることを特徴としている。

【００１４】上記構成によれば、コンタクト用のニード
ルを開口部内のパッドあるいは再配線層に直接または上
記第２のパッドを介して間接に接触してテストが行われ
る。したがって、上記再配線層に接続されるバンプに対
して上記ニードルを接触させる必要がなく、上記バンプ
に傷が付くことが回避される。また、従来からウェハテ
ストに使用されているプローブカードをそのまま使用す
ることができ、専用の治具を用意する必要がない。

【００１５】また、第３の発明は、アッセンブリが完了
した状態の半導体集積回路のテスト方法であって、半導
体チップを封止している封止用絶縁層の底面に露出した
再配線層の端部にプロービング用ニードルの先端を接触
させて上記半導体チップのテストを行い、その後に、上
記露出した再配線層の端部にバンプを形成することを特
徴としている。

【００１６】上記構成によれば、バンプを形成する前
に、ニードルを用いた簡易的なコンタクト方法でテスト
が行われる。こうして、テスト終了後に上記バンプを形
成することによって、テストによる上記バンプへの傷付
けが皆無になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。 ＜第１実施の形態＞図１は、本実施の形態の半導体集積
回路装置としてのウェハレベルＣＳＰの外観図である。
また、図２は、図１におけるＡ‐Ａ矢視断面を含む要部
断面拡大図である。

【００１８】図１および図２において、１１はウェハレ
ベルＣＳＰであり、１２はウェハレベルＣＳＰ１１を構
成する半導体集積回路のチップであり、１３は封止用の
絶縁層である。また、１４はウェハレベルＣＳＰ１１を
テストするための開口部、１５は半田バンプ、１６は半
田バンプ１５までの再配線層、１７はコンタクト用の電
極、１８はチップ１２のパッドである。

【００１９】上記構成のウェハレベルＣＳＰ１１におい
ては、パッド１８は一定の間隔で形成されており、各パ
ッド１８上にはニードルのコンタクト用の電極１７が形
成されている。したがって、ウェハレベルＣＳＰ１１の
テストを行う際には、開口部１４に、従来より用いられ
ているプローブカードのニードルを挿入し、電極１７に
接触させて行うことが可能になるのである。

【００２０】次に、上記構成を有するウェハレベルＣＳ
Ｐ１１の製造方法について詳細に説明する。図３は、ウ
ェハレベルＣＳＰ１１の製造工程を示す図である。ウェ
ハレベルＣＳＰ１１を形成する前のチップ１２には、図
３(a)に示すように、プロービングの対象となるパッド
１８が形成されている。

【００２１】先ず、図３(b)に示すように、上記チップ
１２上に絶縁フィルム２１を被せ、パッド１８の個所に
孔を形成してパッド１８を露出させる。尚、絶縁フィル
ム２１としてはポリイミドフィルムを用いる。次に、図
３(c)に示すように、絶縁フィルム２１上におけるパッ
ド１８用の孔から半田バンプ１５を形成する位置まで
に、銅で再配線層１６を形成する。この再配線層１６
は、蒸着法によって形成する。

【００２２】次に、図３(d)に示すように、上記再配線
層１６における半田バンプ１５の形成位置上に、半田バ
ンプ１５と再配線層１６とを接続するためのポスト２２
を形成する。このポスト２２は銅等で形成される。次
に、絶縁フィルム２１および再配線層１６上に樹脂２３
を流し込んで、封止を行うと共に、チップ１２の底面を
形成する。この樹脂２３は、一般的にＩＣ(集積回路)の
封止樹脂として用いられるエポキシ系の樹脂を用いる。
尚、樹脂２３の厚みは５００μm程度とする。その後、
樹脂２３におけるパッド１８の位置に、再配線層１６に
達するテスト用の開口部１４を形成する。

【００２３】次に、図３(f)に示すように、上記ポスト
２２上に接続用の電極として半田バンプ１５を形成す
る。こうして、ウェハレベルＣＳＰ１１が完成する。

【００２４】図４は、図３のようにして形成されて、図
１および図２に示すような構造を有するウェハレベルＣ
ＳＰ１１のプローブカードによるテスト状態を示す。図
４において、プローブカード２５における複数のニード
ル２６が平行して設けられて互いに対向する二辺を有す
る矩形の穴２７の中央部に、ウェハレベルＣＳＰ１１を
位置させる。その際に、ウェハレベルＣＳＰ１１におけ
る開口部１４が設けられた二辺と穴２７のニードル２６
が設けられた二辺とを対向させる。そして、ウェハレベ
ルＣＳＰ１１の開口部１４にプローブカード２５のニー
ドル２６を挿入し、電極１７に接触させることによって
テストを行うのである。

【００２５】このように、上記ウェハレベルＣＳＰ１１
の開口部１４には、プローブカード２５のニードル２６
が挿入されて奥にある電極１７に接触される。したがっ
て、開口部１４の開口面積はパッド１８の大きさ程度で
よく、具体的な開口面積は１５０μm×１５０μm程度で
よい。また、開口部１４は、チップ１２上のパッド１８
と同位置に設けられている。したがって、他の位置に設
ける場合のように電極形成のための余分な面積等が必要
なく、開口部１４を設けることによるデバイス面積への
影響を無くすことが可能になる。

【００２６】上述したように、本実施の形態において
は、上記ウェハレベルＣＳＰ１１において、テスト時に
通常のプローブカード２５のニードル２６先端が接触可
能なパッド１８の位置に、ニードル２６挿入用の孔であ
る開口部１４を形成する。そして、この開口部１４の底
に、バンプ１５に接続された再配線層１６の端部とパッ
ド１８とを電気的に接続する電極１７を設けている。

【００２７】そして、上記ウェハレベルＣＳＰ１１をテ
ストする場合には、通常のプローブカード２５における
矩形の穴２７の中央部にウェハレベルＣＳＰ１１を位置
させて、開口部１４にニードル２６を挿入してニードル
２６の先端を電極１７に接触させるのである。

【００２８】したがって、本実施の形態によれば、専用
の治具を用いることなく、従来からウェハのテストで通
常に用いられているプローブカード２５を用いて、且
つ、バンプ１５やパッド１８を傷付けることなく、ウェ
ハレベルＣＳＰ１１をテストできるのである。すなわ
ち、本実施の形態によれば、テストコストの削減に寄与
することができる。また、従来からの手馴れたテスト方
法を採用することによってテストの信頼性を向上できる
のである。

【００２９】尚、図２に示すウェハレベルＣＳＰ１１に
おいては、上記再配線層１６として配線抵抗の低減を実
現するために「銅」を用いるが、「銅」は腐食しやすいとい
う欠点を有している。そこで、パッド１８上に再配線層
１６よりも腐食し難い「Ａl」や「Ａu」等を用いてニードル
コンタクト用の電極１７を形成し、パッド１８と再配線
層１６とを電極１７を介して接続するようにしている。
こうして、開口部１４からは腐食しにくい電極１７を露
出させて、電極１７に対してプローブカードとのコンタ
クトを行うようにすることで、安定したテストを行うこ
とができるのである。但し、図３に示す製造工程におい
ては、上記パッド１８に直接再配線層１６を接続させ
て、製造工程の簡略化を実現している。

【００３０】＜第２実施の形態＞図５および図６は、本
実施の形態におけるウェハレベルＣＳＰのテスト状態を
示す。図５および図６に示すように、本実施の形態にお
けるウェハレベルＣＳＰ３１に対するテストは、コンタ
クト用のニードル３５を有する専用の簡易なコンタクト
用治具であるニードル基板３４を用いて行う。すなわ
ち、ニードル基板３４の表面から垂直に突出したニード
ル３５の先端を、再配線層(図示せず)の先端に接続され
て封止用絶縁層の底面に設けられたバンプパッド３３の
表面に直接接触させることによって行う。つまり、ニー
ドル３５の先端でバンプを傷付けてしまうことを避ける
ために、バンプ取り付け前の状態においてテストを行う
のである。

【００３１】そして、上記バンプパッド３３に対するテ
ストが終了した後に、図７(a)に示すように、バンプパ
ッド３３に半田バンプ３６を取り付けて、半田バンプ３
６が正常に取り付けられたことを確認するためのテスト
を行うのである。このテストは、図７(a)に示すよう
に、出射される光ビームの径を絞ることが可能な発光装
置３７で半田バンプ３６に光ビームを照射することによ
って行う。その際に、図７(b)に示すように、半田バン
プ３６が正常に取り付けられていない場合には、照射さ
れた光線は半田バンプ３６の取り付けランド(バンプパ
ッド３３)で正反射されて、受光装置３８に入射される
ことになる。一方、半田バンプ３６が正常に取り付けら
れている場合には、照射された光線は、図７(a)に示す
ように、半田バンプ３６の表面で拡散反射されて、受光
装置３８に入射されることになる。

【００３２】したがって、上記半田バンプ３６が正常に
取り付けられている場合には受光装置３８による受光量
は少なく、半田バンプ３６が取り付けられていない場合
には受光装置３８による受光量が多いことになる。すな
わち、受光装置３８による受光量の大小で、半田バンプ
３６が正常に取り付いているか否かを判定できるのであ
る。

【００３３】このように、本実施の形態においては、上
記ウェハレベルＣＳＰ３１に対するテストを、半田バン
プ３６取り付け前の状態において行うようにしている。
したがって、テスト用のニードル３５の先端で半田バン
プ３６に傷付けることを防止できる。さらに、半田バン
プ３６取り付け後に発光装置３７でバンプ３６に光ビー
ムを照射することによって、半田バンプ３６が正常に取
り付けられているか否かをテストするようにしている。
したがって、テスト後に半田バンプ３６を取り付けた場
合のバンプ無しの状態を回避できるのである。尚、半田
バンプ３６に対するテストは、上述のテスト方法に限定
されるものではない。要は、非接触状態で半田バンプ３
６の有無が判定できるテストであれば差し支えない。

【００３４】

【発明の効果】以上より明らかなように、第１の発明の
半導体集積回路は、半導体チップのパッド上における封
止用絶縁層に穿たれて、上記パッドあるいは再配線層を
露出させる開口部を有しているので、テスト時に、コン
タクト用のニードルを上記開口部に挿入して半導体チッ
プの上記パッドあるいは再配線層にコンタクトすること
ができる。

【００３５】したがって、上記半導体集積回路がウェハ
レベルパッケージであっても、テスト時に、上記再配線
層に接続されるバンプに対して上記ニードルを接触させ
る必要がない。したがって、上記バンプが傷付くことを
回避できる。また、従来からウェハテストに使用されて
いるプローブカードをそのまま使用することができ、ウ
ェハレベルパッケージ専用の治具を用意する必要がな
い。

【００３６】すなわち、この発明によれば、テストコス
トの削減に寄与することができる。また、従来からの手
馴れたテスト方法を採用することによって、テストの信
頼性を向上できるのである。

【００３７】また、上記第１の発明の半導体集積回路
は、上記開口部の底部に上記パッドあるいは再配線層の
少なくとも何れか一方と電気的に接続された第２のパッ
ドを備えれば、上記半導体チップのパッドや再配線層
が、外部に露出して腐食したり、上記プローブカードの
ニードルによって傷付けられることを防止できる。

【００３８】また、上記第１の発明の半導体集積回路
は、上記第２のパッドを上記再配線層よりも腐食しにく
い材料で構成すれば、コンタクト部分が腐食することを
防止して、安定したテストを行うことができる。

【００３９】また、第２の発明の半導体集積回路のテス
ト方法は、上記第１の発明の半導体集積回路をテストす
るに際して、プローブカードのニードルを上記半導体集
積回路の開口部に挿入し、上記ニードルの先端を、上記
開口部内のパッドあるいは再配線層に直接または上記第
２のパッドを介して間接に接触させるので、上記再配線
層に接続されるバンプに対して上記ニードルを接触させ
る必要がなく、上記バンプが傷付くことを回避できる。
また、従来からウェハテストに使用されているプローブ
カードをそのまま使用することができ、専用の治具を用
意する必要がない。

【００４０】すなわち、この発明によれば、テストコス
トの削減に寄与することができる。また、従来からの手
馴れたテスト方法を採用することによって、テストの信
頼性を向上できるのである。

【００４１】また、第３の発明の半導体集積回路のテス
ト方法は、半導体チップを封止している封止用絶縁層の
底面に露出した再配線層の端部にプロービング用ニード
ルの先端を接触させて上記半導体チップのテストを行
い、その後に、上記露出した再配線層の端部にバンプを
形成するので、テストによる上記バンプへの傷付けを皆
無にできる。

【００４２】尚、本半導体集積回路のテスト方法におい
ては、テスト終了後に上記バンプを形成するので、半田
バンプのテスト(オープンテスト)を行うことができな
い。そこで、上記テスト終了後に、光学的手法を用いた
テストや画像認識法等を用いたテストの如き非接触テス
トによって半田バンプのテストを行う。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の半導体集積回路装置としてのウェ
ハレベルＣＳＰの外観図である。

【図２】 図１におけるＡ‐Ａ矢視断面を含む要部断面
拡大図である。

【図３】 図１に示すウェハレベルＣＳＰの製造工程を
示す図である。

【図４】 図１に示すウェハレベルＣＳＰのプローブカ
ードによるテスト状態を示す図である。

【図５】 図１とは異なるウェハレベルＣＳＰに対する
テスト状態を示す図である。

【図６】 図５におけるニードル先端の拡大図である。

【図７】 半田バンプが正常に取り付けられたことを確
認するテストの説明図である。

【図８】 従来の半導体集積回路のテスト状態を示す図
である。

【符号の説明】

１１,３１…ウェハレベルＣＳＰ、１２,３２…チッ
プ、 １３…絶縁層、１４…開口部、
１５,３６…半田バンプ、１６
…再配線層、 １７…電極、１８…
パッド、 ２１…絶縁フィルム、
２２…ポスト、 ２３…樹脂、２
５…プローブカード、 ２６,３５…ニー
ドル、３３…バンプパッド、 ３４…ニ
ードル基板、３７…発光装置、 ３
８…受光装置。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アッセンブリが完了した状態の半導体集
   積回路であって、 半導体チップと、 上記半導体チップのパッドに接続された再配線層と、 上記半導体チップを封止する封止用絶縁層と、 上記半導体チップのパッド上における封止用絶縁層に穿
   たれて、上記パッドあるいは再配線層を露出させる開口
   部を備えたことを特徴とする半導体集積回路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体集積回路におい
   て、 上記開口部の底部に設けられて、上記パッドあるいは再
   配線層の少なくとも何れか一方と電気的に接続された第
   ２のパッドを備えたことを特微とする半導体装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の半導体集積回路におい
   て、 上記第２のパッドは、上記再配線層よりも腐食しにくい
   材料で構成されていることを特徴とする半導体集積回
   路。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３の何れか一つに記
   載の半導体集積回路のテスト方法であって、 プローブカードのニードルを上記半導体集積回路の開口
   部に挿入し、 上記ニードルの先端を、上記開口部内のパッドあるいは
   再配線層に直接、または、上記第２のパッドを介して間
   接に接触させることを特徴とする半導体集積回路のテス
   ト方法。
5. 【請求項５】 アッセンブリが完了した状態の半導体集
   積回路のテスト方法であって、 半導体チップを封止している封止用絶縁層の底面に露出
   した再配線層の端部にプロービング用ニードルの先端を
   接触させて上記半導体チップのテストを行い、 その後に、上記露出した再配線層の端部にバンプを形成
   することを特徴とする半導体集積回路のテスト方法。