JP2003344448A - Voltage probe, inspection method of semiconductor device using it, and semiconductor device having monitor function - Google Patents

Voltage probe, inspection method of semiconductor device using it, and semiconductor device having monitor function

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JP2003344448A
JP2003344448A JP2002157637A JP2002157637A JP2003344448A JP 2003344448 A JP2003344448 A JP 2003344448A JP 2002157637 A JP2002157637 A JP 2002157637A JP 2002157637 A JP2002157637 A JP 2002157637A JP 2003344448 A JP2003344448 A JP 2003344448A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a voltage probe capable of performing comfortable real- time trace at the development time, without disposing a special connection terminal for monitoring on an LSI itself, and without enlarging the LSI scale for mass production. <P>SOLUTION: This voltage probe is characterized by including a voltage probe chip 200 equipped with a sensor electrode 204 constituted allocatably so as to face to a signal wire 104 to be monitored on a semiconductor chip 100, for detecting a voltage change of the signal wire as an induced voltage by electrostatic induction. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電圧プローブ、こ
れを用いた半導体装置の検査方法、およびモニタ機能付
き半導体装置にかかり、特にシステムLSI内部信号を
外部からリアルタイムにモニターする技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage probe, a method for inspecting a semiconductor device using the same, and a semiconductor device with a monitor function, and more particularly to a technique for externally monitoring a system LSI internal signal in real time.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、マイコンや、DSP等の幅の広い
バス信号をモニターする為には、強引にLSI端子を形
成して全てを出力するか、選択的に出力するなどの方法
や、LSI内部にトレースメモリーを内蔵してメモリー
に蓄積した後、シリアル通信で読み出すなどの工夫をし
ていた。すなわち、この様な方法では、図17に示すよ
うにトレースの為に特別に接続用の端子101を配設
し、ワイヤボンディングによってボンディングワイヤ1
02を介して信号取り出し端子102に接続するかある
いは検査時のみ針でプロービングできるパッドを設ける
かいずれかの方法をとる必要があった。このためトレー
スすることのできる信号本数を多くすることが困難であ
り、通常は8本程度で出力しているため、十分な信号モ
ニタを行うことができないという問題があった。また半
導体チップの高集積化および高速化に伴い、ゲート入力
容量C2に比べ、ボンディングワイヤを含めて配線間の
結合容量C1が大きく、十分な感度を得ることができな
いという問題があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to monitor a wide bus signal such as a microcomputer or a DSP, a method of forcibly forming an LSI terminal and outputting all or selectively outputting or The internal trace memory was built in and stored in the memory, and then read by serial communication. That is, in such a method, as shown in FIG. 17, a terminal 101 for connection is specially provided for tracing and the bonding wire 1 is formed by wire bonding.
It was necessary to connect either to the signal extraction terminal 102 via 02 or to provide a pad that can be probed with a needle only at the time of inspection. For this reason, it is difficult to increase the number of signals that can be traced, and since usually 8 signals are output, there is a problem that sufficient signal monitoring cannot be performed. In addition, as semiconductor chips become highly integrated and operate at higher speeds, the coupling capacitance C1 between wirings including bonding wires is larger than the gate input capacitance C2, and sufficient sensitivity cannot be obtained.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
方法では、トレースの為に特別に接続用の端子を配設す
る必要があり、LSIの専有面積が大きくなり、量産用
のLSIにまで搭載することは経済的に好ましくない。
一方、量産用と、開発用のLSIを共に開発出来る場合
には、問題がないが、コストも時間もかかるので全ての
LSIには適用出来ないという問題があった。また、半
導体基板を用いた集積回路チップからなる電圧プローブ
も提案されている(特開平8−254545)。このプ
ローブでは、入力と出力とこれらの間に接続可能なアナ
ログ増幅器と、グランドプレーンを含むプローブグラン
ドを有する回路基板で構成されている。しかしながらこ
の電圧プローブでは、入力はIC入力の一つに接続する
必要があり、依然としてモニタしようとするLSI自体
には特別の接続用端子が必要であった。
As described above, according to the conventional method, it is necessary to dispose the connection terminals specially for the purpose of tracing, so that the area occupied by the LSI becomes large and the LSI for mass production becomes large. It is not economically desirable to install up to.
On the other hand, there is no problem if both the mass production LSI and the development LSI can be developed, but there is a problem that it cannot be applied to all the LSIs because of cost and time. A voltage probe including an integrated circuit chip using a semiconductor substrate has also been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 8-254545). This probe is composed of an input and an output, an analog amplifier connectable between them, and a circuit board having a probe ground including a ground plane. However, in this voltage probe, the input needs to be connected to one of the IC inputs, and the LSI itself to be monitored still needs a special connection terminal.

【0004】このような状況を解決する為に、開発用の
LSIをそのまま量産ラインに持ち込めるようにするの
が望ましい。そこで開発用のLSIと、量産用のLSI
を一つにまとめて考え、開発用のLSIと、量産用のL
SIとを同一のもの(共通のLSI)を用いるようにし
ている。そして開発時には、この共通のLSIにトレー
ス専用のLSIと組み合わせて用いることにより、LS
I自体にはモニタ用として特別の接続端子を必要とせ
ず、量産用のLSI規模を大きくせず、かつ、開発時に
は快適なリアルタイムトレースが可能となるようにする
ことを企図している。
In order to solve such a situation, it is desirable that the development LSI can be directly brought into the mass production line. Therefore, LSI for development and LSI for mass production
Think of them as one, and develop LSI and L for mass production.
The same SI (common LSI) is used. Then, at the time of development, by using this common LSI in combination with a trace-dedicated LSI,
I itself does not require a special connection terminal for a monitor, does not increase the scale of the LSI for mass production, and intends to enable comfortable real-time trace during development.

【0005】すなわち本発明ではLSI自体に、モニタ
用として特別の接続端子を配設することなく、量産用の
LSI規模を大きくせず、かつ、開発時には快適なリア
ルタイムトレースを行うことのできる電圧プローブを提
供することを目的とする。
That is, according to the present invention, a voltage probe capable of providing a comfortable real-time trace at the time of development without disposing a special connection terminal for monitoring on the LSI itself, increasing the scale of the LSI for mass production. The purpose is to provide.

【0006】また、本発明では、LSI自体に、モニタ
用として特別の接続端子を配設することなく、量産用の
LSI規模を大きくせず、かつ、開発時には快適なリア
ルタイムトレースを行うことのできる半導体装置の検査
方法を提供することを目的とする。
Further, according to the present invention, the LSI itself is not provided with a special connection terminal for monitoring, the scale of the LSI for mass production is not increased, and a comfortable real-time trace can be performed at the time of development. It is an object to provide a method for inspecting a semiconductor device.

【0007】さらに、本発明では、特別の接続端子を配
設することなく、量産用のLSI規模を大きくせず、か
つ、開発時には快適なリアルタイムトレースを行うこと
のできるモニタ機能付き半導体装置を提供することを目
的とする。また高速信号をモニタし得る電圧プローブを
提供することを目的とする。
Furthermore, the present invention provides a semiconductor device with a monitor function that does not require a special connection terminal, does not increase the scale of an LSI for mass production, and enables comfortable real-time tracing during development. The purpose is to do. Moreover, it aims at providing the voltage probe which can monitor a high-speed signal.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、半導
体チップ上のモニターしようとする信号線に、相対向す
るように配置可能に構成され、前記信号線の電圧変化
を、静電誘導による誘起電圧として検出するセンサ部を
具備したことを特徴とする。
Therefore, in the present invention, the signal lines to be monitored on the semiconductor chip are arranged so as to be opposed to each other, and the voltage change of the signal lines is induced by electrostatic induction. It is characterized in that it is provided with a sensor unit for detecting it as a voltage.

【0009】かかる構成によれば、非接触で、信号線を
モニタすることができるため、半導体チップ自体はモニ
タのために基本的には設計を変更することなく形成する
ことができ、低コストで信頼性の高い信号モニタを行う
ことが可能となる。また、ワイヤボンディングも不要で
あり、チップ自体には特別の付加回路を追加することな
く形成できるため、寄生容量の発生もなく、高速で信頼
性の高いモニタが可能となる。
According to this structure, since the signal line can be monitored in a non-contact manner, the semiconductor chip itself can be basically formed for monitoring without changing the design, and the cost can be reduced. It becomes possible to perform highly reliable signal monitoring. Further, since wire bonding is not necessary and the chip itself can be formed without adding a special additional circuit, parasitic capacitance does not occur, and high-speed and highly reliable monitoring is possible.

【0010】望ましくは、前記センサ部は、前記半導体
チップの前記信号線に接続され、表面近傍に引き出され
た配線パターンに、非接触で容量結合するように配設さ
れていることを特徴とする。
Preferably, the sensor section is connected to the signal line of the semiconductor chip, and is arranged so as to be capacitively coupled in a non-contact manner to a wiring pattern drawn near the surface. .

【0011】かかる構成によれば、センサ部は、非接触
の容量結合により信号の取り出しを行うようにしている
ため、半導体チップの設計に何等制限を与えることなく
高精度で信頼性の高いモニタが可能となる。
According to this structure, since the sensor section extracts the signal by non-contact capacitive coupling, a highly accurate and highly reliable monitor can be realized without any restriction on the design of the semiconductor chip. It will be possible.

【0012】望ましくは、前記センサ部は、前記半導体
チップの前記信号線に接続され、表面近傍に引き出され
て配列された複数の配線パターンのそれぞれに相対向し
て配設され、非接触で容量結合するように配設された複
数のセンサ部を具備したことを特徴とする。
Preferably, the sensor portion is connected to the signal line of the semiconductor chip, and is arranged so as to face each of a plurality of wiring patterns that are drawn out and arranged in the vicinity of the surface, and contact-free capacitance is provided. It is characterized by comprising a plurality of sensor units arranged so as to be coupled.

【0013】かかる構成によれば、上記効果に加え、高
密度の信号配線が存在する場合にも容易に信頼性の高い
モニタ出力を得ることが可能となる。
According to this structure, in addition to the above effects, it is possible to easily obtain a highly reliable monitor output even when there is a high-density signal wiring.

【0014】望ましくは、前記複数のセンサ部はクロス
トーク防止手段を具備したことを特徴とする。
Preferably, the plurality of sensor units are provided with crosstalk preventing means.

【0015】かかる構成によれば、上記効果に加え、ク
ロストーク防止手段を具備しているため、高密度の信号
配線が存在する領域においても、信頼性の高いモニタ出
力を得ることが可能となる。
According to this structure, in addition to the above effects, the crosstalk prevention means is provided, so that it is possible to obtain a highly reliable monitor output even in a region where high-density signal wiring exists. .

【0016】望ましくは、センサ部が半導体基板表面に
形成され、前記配線パターンとの間の誘電体層を介して
前記配線パターンと容量結合するように形成されたセン
サ電極を含むことを特徴とする。
Preferably, the sensor portion is formed on the surface of the semiconductor substrate and includes a sensor electrode formed so as to be capacitively coupled to the wiring pattern via a dielectric layer between the sensor pattern and the wiring pattern. .

【0017】かかる構成によれば、センサ部が半導体基
板表面に形成され、前記配線パターンとの間の誘電体層
を介して前記配線パターンと容量結合するように形成さ
れたセンサ電極を含むように構成されているため、モニ
タしようとする半導体チップあるいは、電圧プローブを
構成するチップのセンサ電極のいずれかの表面に形成さ
れた誘電体層を介してセンサ電極と配線パターンが容量
結合していればよく、形成が極めて容易で、かつ信頼性
の高い出力を得ることが可能となる。
According to this structure, the sensor portion is formed on the surface of the semiconductor substrate and includes the sensor electrode formed so as to be capacitively coupled to the wiring pattern through the dielectric layer between the sensor pattern and the wiring pattern. Since it is configured, if the sensor electrode and the wiring pattern are capacitively coupled via the dielectric layer formed on the surface of either the semiconductor chip to be monitored or the sensor electrode of the chip that constitutes the voltage probe It is possible to obtain an output that is good, extremely easy to form, and highly reliable.

【0018】望ましくは、前記誘電体層は、前記センサ
電極表面に形成されたプローブ誘電体膜であることを特
徴とする。
Preferably, the dielectric layer is a probe dielectric film formed on the surface of the sensor electrode.

【0019】かかる構成によれば、センサ電極表面に形
成されたプローブ誘電体膜を介して容量結合されるた
め、このプローブ誘電体膜はセンサ電極の保護膜として
も有効に作用し、プローブの耐久性の向上をはかること
が可能となる。
According to this structure, the probe dielectric film is capacitively coupled through the probe dielectric film formed on the surface of the sensor electrode. Therefore, the probe dielectric film also effectively acts as a protective film of the sensor electrode, and the durability of the probe is improved. It is possible to improve the sex.

【0020】望ましくは、前記誘電体層は、測定しよう
とする前記配線パターン表面に形成された誘電体膜であ
ることを特徴とする。
Preferably, the dielectric layer is a dielectric film formed on the surface of the wiring pattern to be measured.

【0021】かかる構成によれば、半導体チップの配線
パターンを露呈することなく誘電体膜で被覆しておけば
よいため、半導体チップの信頼性の向上をはかることが
可能となる。
According to this structure, since the wiring pattern of the semiconductor chip may be covered with the dielectric film without being exposed, the reliability of the semiconductor chip can be improved.

【0022】望ましくは、前記誘電体層は、前記センサ
電極表面に形成されたプローブ誘電体膜と、測定しよう
とする前記配線パターン表面に形成された誘電体膜との
複合膜であることを特徴とする。
Preferably, the dielectric layer is a composite film of a probe dielectric film formed on the surface of the sensor electrode and a dielectric film formed on the surface of the wiring pattern to be measured. And

【0023】かかる構成によれば、センサ電極表面に形
成されたプローブ誘電体膜と、測定しようとする前記配
線パターン表面に形成された誘電体膜との複合膜を介し
て容量結合されるため、この複合誘電体膜はセンサ電極
およびチップ上の配線パターンの保護膜としても有効に
作用し、半導体チップおよびプローブの耐久性の向上を
はかることが可能となる。
According to this structure, since the probe dielectric film formed on the surface of the sensor electrode and the dielectric film formed on the surface of the wiring pattern to be measured are capacitively coupled through the composite film, This composite dielectric film effectively acts as a protective film for the sensor electrode and the wiring pattern on the chip, and the durability of the semiconductor chip and the probe can be improved.

【0024】望ましくは、前記センサ部は、半導体基板
表面に形成され、前記配線パターンとの間の誘電体層を
介して前記配線パターンと容量結合するように形成され
た複数のセンサ電極と、前記センサ電極間に形成された
絶縁領域からなるクロストーク防止手段とを含むことを
特徴とする
Preferably, the sensor section is formed on the surface of a semiconductor substrate, and a plurality of sensor electrodes formed so as to be capacitively coupled to the wiring pattern via a dielectric layer between the sensor pattern and the wiring pattern, And a crosstalk prevention unit formed of an insulating region formed between the sensor electrodes.

【0025】かかる構成によれば、クロストーク防止手
段を具備しているため、高密度の信号配線が存在する領
域においても、信頼性の高いモニタ出力を得ることが可
能となる。
According to this structure, since the crosstalk preventing means is provided, it is possible to obtain a highly reliable monitor output even in a region where high-density signal wiring exists.

【0026】望ましくは、前記センサ部は、半導体基板
表面に形成され、前記配線パターンとの間の誘電体層を
介して前記配線パターンと容量結合するように形成され
た複数のセンサ電極を含み、前記センサ電極は、モニタ
ーしようとする信号を、チップ表面に近い配線パターン
に引き出している信号配線部よりも十分に狭い、ピッチ
で配設されていることを特徴とする。
Preferably, the sensor section includes a plurality of sensor electrodes formed on the surface of the semiconductor substrate and capacitively coupled to the wiring pattern via a dielectric layer between the sensor pattern and the wiring pattern. The sensor electrodes are arranged at a pitch that is sufficiently narrower than a signal wiring portion that draws out a signal to be monitored in a wiring pattern near the chip surface.

【0027】かかる構成によれば、センサ電極が、モニ
ターしようとする信号を、チップ表面に近い配線パター
ンに引き出している信号配線部よりも十分に狭い、ピッ
チで配設されているため、半導体チップの配線パターン
との位置ずれが生じたりした場合にも、漏れを生じるこ
となくいずれかのセンサ電極で信号を取り出すことがで
きる。
According to this structure, the sensor electrodes are arranged at a pitch which is sufficiently narrower than the signal wiring portion which leads out the signal to be monitored to the wiring pattern close to the chip surface. Even if there is a positional deviation from the wiring pattern, the signal can be taken out by any of the sensor electrodes without causing leakage.

【0028】また、配線パターンと一対一対応していな
くてもよいため、汎用型のモニタチップを構成すること
ができる。
Further, since it does not have to have a one-to-one correspondence with the wiring pattern, a general-purpose monitor chip can be constructed.

【0029】さらに、前記センサ電極のそれぞれから誘
起する電圧が最大となるセンサ電極を選択する信号処理
回路を具備し、前記信号処理回路で選択された前記セン
サ電極からの信号を当該信号線の出力として取り出すよ
うに構成したことを特徴とする。
Further, a signal processing circuit for selecting a sensor electrode having a maximum voltage induced from each of the sensor electrodes is provided, and a signal from the sensor electrode selected by the signal processing circuit is output to the signal line. It is characterized in that it is configured to be taken out as.

【0030】かかる構成によれば、前記センサ電極のそ
れぞれから誘起する電圧が最大となるセンサ電極を選択
する信号処理回路を具備し、前記信号処理回路で選択さ
れた前記センサ電極からの信号を当該信号線の出力とし
て取り出すようにしているため、半導体チップの配線パ
ターンとの位置ずれが生じたりした場合にも、信号処理
により、漏れを生じることなくいずれかのセンサ電極で
信号を取り出すことができる。
According to such a configuration, the signal processing circuit for selecting the sensor electrode having the maximum voltage induced from each of the sensor electrodes is provided, and the signal from the sensor electrode selected by the signal processing circuit is applied to Since the signal is output as the output of the signal line, even when the position of the semiconductor chip is displaced from the wiring pattern, the signal processing allows the signal to be output by any of the sensor electrodes without leakage. .

【0031】また、配線パターンと一対一対応していな
くてもよいため、汎用型のモニタチップを構成すること
ができる。
Further, since it does not have to have a one-to-one correspondence with the wiring pattern, a general-purpose monitor chip can be constructed.

【0032】望ましくは、半導体チップ上のモニターし
ようとする信号線に、相対向するように配置可能に構成
され、モニタチップとしての半導体基板表面の所定の領
域に形成されたセンサ電極と、前記センサ電極の出力に
基き前記信号線の電圧変化を、静電誘導による誘起電圧
として検出し、所望のモニタ信号を出力する信号処理回
路とを備えたセンサ部を具備したことを特徴とする。
Desirably, the sensor electrode is formed so as to be opposed to the signal line to be monitored on the semiconductor chip and is formed in a predetermined region on the surface of the semiconductor substrate as the monitor chip, and the sensor. It is characterized by comprising a sensor unit including a signal processing circuit that detects a voltage change of the signal line based on the output of the electrode as an induced voltage due to electrostatic induction and outputs a desired monitor signal.

【0033】かかる構成によれば、半導体基板上に形成
されたプローブであるため、製造が容易で小型化をはか
ることが可能である。
According to this structure, since the probe is formed on the semiconductor substrate, it can be easily manufactured and miniaturized.

【0034】望ましくは、前記モニタチップは、前記半
導体チップとほぼ同一サイズの半導体基板で構成され、
前記半導体チップ上のモニターしようとする信号線に、
前記センサ電極が相対向して静電結合するように、チッ
プオンチップ接続可能に構成されたことを特徴とする。
Preferably, the monitor chip is composed of a semiconductor substrate having substantially the same size as the semiconductor chip,
On the signal line to be monitored on the semiconductor chip,
A chip-on-chip connection is possible so that the sensor electrodes face each other and are electrostatically coupled.

【0035】かかる構成によれば、チップオンチップ接
続可能であるため、配線長を最小限に抑えることがで
き、高速処理が可能となる。また全体として小型化をは
かることができ、取り扱いが容易である。
According to this structure, since chip-on-chip connection is possible, the wiring length can be minimized and high-speed processing can be performed. In addition, the overall size can be reduced and the handling is easy.

【0036】望ましくは、前記モニタチップは、前記セ
ンサ電極に対応してその直下に細長形状で配置された電
圧センスアンプを具備した多層構造基板であることを特
徴とする。
Preferably, the monitor chip is a multi-layered substrate provided with a voltage sense amplifier arranged immediately below the monitor chip so as to correspond to the sensor electrode.

【0037】かかる構成によれば、モニタチップを、前
記センサ電極に対応してその直下に細長形状で配置され
た電圧センスアンプを具備した多層構造基板で構成して
いるため、小型でかつ信頼性も高いものとなっている。
また、この電圧センスアンプは細長形状をなすように構
成されているため、センサと配線との宣伝容量に対し
て、電圧センスアンプの入力ゲート容量を小さくするこ
とができるため、入力感度を上げることができる。また
電圧センスアンプ側の配線を短くすることができる溜
め、周辺からの誘導ノイズによる影響を軽減することが
できるという効果を奏効する。
According to this structure, since the monitor chip is composed of the multi-layered structure substrate having the voltage sense amplifier arranged immediately below it corresponding to the sensor electrode, it is small and reliable. Is also high.
Also, since this voltage sense amplifier is configured to have an elongated shape, it is possible to reduce the input gate capacitance of the voltage sense amplifier with respect to the advertised capacitance of the sensor and wiring, thus increasing the input sensitivity. You can In addition, the wiring on the voltage sense amplifier side can be shortened, and the effect of inducing noise from the surroundings can be reduced.

【0038】また本発明の半導体装置では、前記半導体
基板は、モニターしようとする信号線を、チップ外表面
からの最近接導体層となるように、引き出した引き出し
領域を形成してなる第1の半導体チップと、前記引き出
し領域に相対向して静電結合せしめられた形成されたセ
ンサ電極と、前記センサ電極の出力に基き前記信号線の
電圧変化を、静電誘導による誘起電圧として検出し、所
望のモニタ信号を出力する信号処理回路とを備えたセン
サ部を有するモニタチップとしての第2の半導体チップ
とが結合せしめられたことを特徴とする。
Further, in the semiconductor device of the present invention, the semiconductor substrate has a first lead-out region formed so that the signal line to be monitored becomes a closest conductor layer from the outer surface of the chip. A semiconductor chip, a formed sensor electrode facing each other in the extraction region and electrostatically coupled to each other, a voltage change of the signal line based on the output of the sensor electrode, is detected as an induced voltage by electrostatic induction, A second semiconductor chip as a monitor chip having a sensor unit having a signal processing circuit for outputting a desired monitor signal is coupled to the second semiconductor chip.

【0039】かかる構成によれば、測定を必要とする半
導体チップにモニタチップが結合されているため、量産
用のLSI規模を大きくすることなく形成することがで
きる。また、開発時には快適なリアルタイムトレースを
行うことができるモニタ機能付き半導体装置を実現する
ことができる。
According to this structure, since the monitor chip is coupled to the semiconductor chip requiring measurement, it can be formed without increasing the scale of mass production LSI. Further, it is possible to realize a semiconductor device with a monitor function capable of performing comfortable real-time trace during development.

【0040】望ましくは、前記モニタ信号は、前記第2
の半導体チップからさらに前記第1のチップに戻され、
前記第1のチップから出力されるように構成されている
ことを特徴とする。
Preferably, the monitor signal is the second signal.
From the semiconductor chip to the first chip,
It is characterized in that it is configured to be output from the first chip.

【0041】かかる構成によれば、従来の半導体装置の
組み立て手法で実現することができる。
According to this structure, it can be realized by a conventional semiconductor device assembling method.

【0042】望ましくは、前記モニタ信号は、前記第2
の半導体チップのセンサ電極形成面側から出力されるよ
うに構成されていることを特徴とする。
Preferably, the monitor signal is the second signal.
The semiconductor chip is configured to output from the sensor electrode formation surface side.

【0043】かかる構成によれば、LSIにモニタ用の
出力端子を形成する必要がなく、LSIの面積を増大す
ることなく実現することができる。
According to such a configuration, it is not necessary to form an output terminal for monitoring on the LSI, and it can be realized without increasing the area of the LSI.

【0044】望ましくは、前記モニタチップは、折り返
し可能な程度に薄く形成されていることを特徴とする
Preferably, the monitor chip is formed thin enough to be folded back.

【0045】かかる構成によれば、モニタチップをまげ
てワイヤボンディングによって接続することができるた
め接続の自由度が高く測定の作業性が容易である。
According to this structure, since the monitor chip can be bent and connected by wire bonding, the degree of freedom of connection is high and the workability of measurement is easy.

【0046】望ましくは、前記モニタ信号は、前記第2
の半導体チップのセンサ電極形成面の対向面側から出力
されるように構成されていることを特徴とする。
Preferably, the monitor signal is the second signal.
The semiconductor chip is configured so as to be output from the surface opposite to the surface on which the sensor electrode is formed.

【0047】かかる構成によれば、LSIにモニタ用の
出力端子を形成する必要がなく、LSIの面積を増大す
ることなく実現することができる。加えて、センサ電極
形成面の対向面側から電極取り出しを行うため、配線の
引き出しが容易となる。
According to this structure, it is not necessary to form an output terminal for a monitor on the LSI, and the LSI can be realized without increasing the area of the LSI. In addition, since the electrodes are taken out from the side opposite to the sensor electrode forming surface, the wiring can be easily drawn out.

【0048】また望ましくは、前記モニタチップは、完
全に折り返されていることを特徴とする。
Further, it is desirable that the monitor chip is completely folded.

【0049】かかる構成によれば、モニタチップを50
μm程度まで薄く加工することにより、LSI基板が大
きい場合にも装着が容易である。またモニタチップをL
SIチップに加圧接合する際、表面の多少のうねりは吸
収できるため、良好な接合が可能である。ここで曲率は
基板の弾性率と厚さとから容易に算出することができ
る。
According to such a configuration, the monitor chip 50
Even if the LSI substrate is large, it can be easily mounted by processing it to a thickness of about μm. The monitor chip is L
When pressure-bonding to the SI chip, some undulations on the surface can be absorbed, so good bonding is possible. Here, the curvature can be easily calculated from the elastic modulus and the thickness of the substrate.

【0050】本発明では、モニターしようとする信号線
を、当該チップ外表面からの最近接導体層となるよう
に、引き出した引き出し領域を形成するとともに、前記
引き出し領域の信号線に相対向して静電結合せしめられ
るように誘電体層を介して形成されたセンサ電極とを具
備してなる第1の半導体チップと、前記センサ電極に接
触する取り出し電極と、前記取り出し電極を介して、前
記引き出し領域に相対向して静電結合せしめられた前記
センサ電極の出力を、取り出し、前記信号線の電圧変化
を、静電誘導による誘起電圧として検出し、所望のモニ
タ信号を出力する信号処理回路とを備えたセンサ部を有
するモニタチップとしての第2の半導体チップとが結合
せしめられたことを特徴とする。
In the present invention, the lead-out region is formed so that the signal line to be monitored is the closest conductor layer from the outer surface of the chip, and the signal line in the lead-out region is opposed to the signal line. A first semiconductor chip including a sensor electrode formed via a dielectric layer so as to be electrostatically coupled, a lead electrode in contact with the sensor electrode, and the lead electrode via the lead electrode. A signal processing circuit that outputs the output of the sensor electrode that is electrostatically coupled opposite to the region, detects a voltage change of the signal line as an induced voltage due to electrostatic induction, and outputs a desired monitor signal. And a second semiconductor chip serving as a monitor chip having a sensor section having the above.

【0051】かかる構成によれば、従来の半導体の組み
立て手法で実現することができる。
According to this structure, it can be realized by a conventional semiconductor assembling method.

【0052】本発明の方法では、半導体チップ上のモニ
ターしようとする信号線に、相対向するようにセンサ電
極を配置し、前記信号線の電圧変化を、静電誘導による
誘起電圧として検出するようにしたことを特徴とする。
In the method of the present invention, the sensor electrodes are arranged so as to face each other on the signal line to be monitored on the semiconductor chip, and the voltage change of the signal line is detected as an induced voltage due to electrostatic induction. It is characterized by having done.

【0053】かかる構成によれば半導体チップの設計に
何ら制限を加えることなく、高精度で信頼性の高いモニ
タを行うことが可能となる。
According to this structure, it is possible to perform a highly accurate and highly reliable monitor without any restrictions on the design of the semiconductor chip.

【0054】望ましくは、半導体チップ上のモニターし
ようとする信号線に、相対向するように前記信号線より
も狭ピッチで複数のセンサ電極を配置し、前記信号線の
電圧変化を、静電誘導による誘起電圧として検出する第
1の検出工程と、前記誘起電圧を信号処理し、最大出力
となるセンサ電極を選択する選択工程と、前記選択工程
で選択されたセンサ電極のみを駆動し、信号線の電圧変
化を、静電誘導による誘起電圧として検出する第2の検
出工程とを含み、前記第1の検出工程は、前記第2の検
出工程に比べて低周波を用いた検出工程であることを特
徴とする。
Desirably, a plurality of sensor electrodes are arranged on the signal line to be monitored on the semiconductor chip so as to face each other at a narrower pitch than the signal line, and a voltage change of the signal line is electrostatically induced. First detection step of detecting as an induced voltage by, a selection step of performing signal processing on the induced voltage and selecting a sensor electrode having the maximum output, and driving only the sensor electrode selected in the selection step, and a signal line A second detection step of detecting the voltage change of No. 2 as an induced voltage due to electrostatic induction, wherein the first detection step is a detection step using a lower frequency than the second detection step. Is characterized by.

【0055】かかる構成によれば、センサ電極を選択す
るための工程では、低周波処理を行い、実際のモニタ工
程では実際に用いる高周波処理を行うようにすれば、容
易に信頼性の高いモニタ出力を得ることが可能となる。
According to this structure, if the low frequency processing is performed in the process for selecting the sensor electrode and the high frequency processing actually used in the actual monitoring process is performed, the monitor output with high reliability can be easily obtained. Can be obtained.

【0056】[0056]

【発明の実施の形態】本発明の電圧プローブを用いたモ
ニタ装置は、図13に等価回路を示すように、モニタす
べきLSIチップ100においてバスを構成する信号線
104と、電圧プローブチップ200のセンサ電極20
4とが、誘電体膜を介して容量結合されており、信号線
104のそれぞれを通過する信号変化をモニターするよ
うに構成したものである。ここで信号線104とセンサ
電極204との結合容量C1はゲート入力容量C2に比
べて十分に大きいものとする。以下、本発明の実施の形
態について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A monitor device using a voltage probe of the present invention includes a signal line 104 forming a bus in an LSI chip 100 to be monitored and a voltage probe chip 200 as shown in an equivalent circuit of FIG. Sensor electrode 20
4 is capacitively coupled via a dielectric film, and is configured to monitor a change in a signal passing through each of the signal lines 104. Here, it is assumed that the coupling capacitance C1 between the signal line 104 and the sensor electrode 204 is sufficiently larger than the gate input capacitance C2. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

【0057】(第1の実施の形態)図1は、本発明の基
本的な構成図を示す。この電圧プローブは、図1および
図2に示すように、システムLSIを構成するLSIチ
ップ100上のモニターしようとする信号線104に、
相対向するようにセンサ部204が形成され、この信号
線の電圧変化を、静電誘導による誘起電圧として検出す
るように構成された電圧プローブチップ200を配置し
てなるものである。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a basic configuration of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, this voltage probe is connected to a signal line 104 to be monitored on an LSI chip 100 forming a system LSI,
The sensor units 204 are formed so as to face each other, and the voltage probe chip 200 configured to detect the voltage change of the signal line as an induced voltage due to electrostatic induction is arranged.

【0058】ここでこの電圧プローブチップは、シリコ
ン基板201表面に形成された増幅回路などの信号処理
回路部202と、モニタしようとするLSIチップ10
0上の信号線に、相対向するように配列されたセンサ部
204と、このセンサ部204の表面を被覆する膜厚t
=0.5μmのシリケートガラス層(誘電体層)205
とで構成されている。このセンサ部204は0.6μm
角の正方形のセンサ部がピッチL=6μmで配列されて
いる。さらにこのセンサ部204の表面を覆うシリケー
トガラスは、比誘電率4、膜厚0.5μmのシリケート
ガラス層205で構成されており、表面は平滑となるよ
うに研磨が施されている。
Here, the voltage probe chip includes a signal processing circuit section 202 such as an amplifier circuit formed on the surface of the silicon substrate 201, and the LSI chip 10 to be monitored.
The sensor section 204 arranged so as to face each other on the signal line above 0, and the film thickness t covering the surface of the sensor section 204.
= 0.5 μm silicate glass layer (dielectric layer) 205
It consists of and. This sensor unit 204 has a thickness of 0.6 μm.
Square square sensor units are arranged at a pitch L = 6 μm. Further, the silicate glass covering the surface of the sensor portion 204 is composed of a silicate glass layer 205 having a relative dielectric constant of 4 and a film thickness of 0.5 μm, and the surface is polished to be smooth.

【0059】この電圧プローブチップは、シリコンウェ
ハを出発材料とする通常の半導体プロセスで形成され
る。ここではクロストークの防止という観点から、ピッ
チLはシリケートガラス層205の膜厚tよりも十分に
大きくなるように設計するのが望ましい。ここでセンサ
電極204近傍に形成される誘電体膜205は厳密には
センサ電極間に配置される層間絶縁膜205aと、セン
サ電極上に形成される誘電体膜205bとで構成されて
いる。製造上は例えばシリケートガラスの塗布など、い
ずれも同一の膜で形成するのが望ましいが、別の膜で形
成してもよい。その場合は、センサ電極間に配置される
層間絶縁膜205aとしては、センサ電極上に形成され
る誘電体膜205bよりも誘電率の高いものを用いるの
が望ましい。これによりクロストークの低減を図ること
が可能となる。例えばアンテナとなるセンサ電極の絶縁
物は誘電体とし、隣接電極との間は空気にするなどによ
り、クロストークは大幅に低減される。
This voltage probe chip is formed by a normal semiconductor process using a silicon wafer as a starting material. Here, from the viewpoint of preventing crosstalk, it is desirable to design the pitch L to be sufficiently larger than the film thickness t of the silicate glass layer 205. Strictly speaking, the dielectric film 205 formed near the sensor electrodes 204 is composed of an interlayer insulating film 205a arranged between the sensor electrodes and a dielectric film 205b formed on the sensor electrodes. In terms of manufacturing, it is desirable that the same film is used for forming silicate glass, but other films may be used. In that case, it is desirable to use, as the interlayer insulating film 205a arranged between the sensor electrodes, one having a higher dielectric constant than the dielectric film 205b formed on the sensor electrodes. This makes it possible to reduce crosstalk. For example, the insulator of the sensor electrode serving as an antenna is made of a dielectric material, and the space between the adjacent electrode is made of air, etc., so that the crosstalk is significantly reduced.

【0060】一方、モニタされるLSIチップは、所望
の素子領域の形成されたシリコン基板101表面に配線
層102を介して信号線が所定の間隔で配列されて露出
するように、スルーホール(図示せず)を介して取り出
され、いわゆる再配列配線構造を構成し、モニタ領域1
05を構成している。従って、素子領域上に層間絶縁膜
103を介してセンサ電極104が配列されたモニタ領
域が積層されている構造をとっており、基本的には素子
面積の増大を招くことはない。またこの表面は、CMP
(化学的機械研磨)法などによって平坦化されている。
On the other hand, the LSI chip to be monitored has through holes (see FIG. 3) so that the signal lines are exposed at the surface of the silicon substrate 101 in which desired element regions are formed with the wiring layer 102 arranged at predetermined intervals. (Not shown) to form a so-called rearranged wiring structure, and monitor area 1
05 is configured. Therefore, the structure is such that the monitor region in which the sensor electrodes 104 are arranged is laminated on the element region via the interlayer insulating film 103, and basically the element area does not increase. This surface is also CMP
It is flattened by a (chemical mechanical polishing) method or the like.

【0061】このようにして形成されたLSIチップ1
00および、電圧プローブチップ200を清浄化したの
ち、LSIチップ100のモニタ領域105に電圧プロ
ーブチップ200のセンサ電極204がのるように位置
あわせし、真空吸引しながら加圧し、直接接合により固
定する。
The LSI chip 1 thus formed
00 and the voltage probe chip 200 are cleaned, then the sensor electrode 204 of the voltage probe chip 200 is positioned so as to lie on the monitor region 105 of the LSI chip 100, and pressure is applied while vacuum suction, and fixed by direct bonding. .

【0062】この状態で、LSIチップの外部取り出し
端子に使用時に用いる実際の電圧を印加して、駆動す
る。そしてこの時の誘導電圧を電圧プローブのセンサ電
極204で検出し、信号処理回路202を介して、モニ
タする。例えば、信号線104に、電圧変化ΔVがあっ
たとすると、信号処理回路202において信号処理がな
され出力電圧ΔV‘が現われる。
In this state, an actual voltage used at the time of use is applied to the external extraction terminal of the LSI chip to drive it. Then, the induced voltage at this time is detected by the sensor electrode 204 of the voltage probe, and is monitored via the signal processing circuit 202. For example, if there is a voltage change ΔV on the signal line 104, signal processing is performed in the signal processing circuit 202 and an output voltage ΔV ′ appears.

【0063】ここでこの電圧プローブチップ200は、
センサ電極204と、このセンサ電極の直下に、入力イ
ンピーダンスが極めて高くなるように設計された電圧ア
ンプ回路を含む信号処理回路202を集積回路として形
成している。そしてこのLSIチップ100の信号線
(バス信号配線)104と、電圧プローブチップ200
のセンサ電極204は、物理的に同じ形状でミラーリン
グしたパターンであり、LSIチップ100と電圧プロ
ーブチップ200の素子面同士をフェースツーフェース
で対面させて、位置合わせした後、位置ずれが生じない
ように直接接合で固定している。
Here, the voltage probe chip 200 is
A sensor electrode 204 and a signal processing circuit 202 including a voltage amplifier circuit designed to have an extremely high input impedance are formed as an integrated circuit immediately below the sensor electrode. The signal line (bus signal line) 104 of the LSI chip 100 and the voltage probe chip 200
The sensor electrode 204 has a physically mirrored pattern, and the element surfaces of the LSI chip 100 and the voltage probe chip 200 are face-to-face face-to-face so that no positional deviation occurs after alignment. It is fixed by direct bonding to.

【0064】この信号線104と、センサ電極204
は、静電結合され、電圧プローブチップ200に搭載さ
れた電圧アンプで増幅されて、そこから測定器までの電
送に耐え得るように信号処理回路で信号処理される。
This signal line 104 and the sensor electrode 204
Are electrostatically coupled, amplified by a voltage amplifier mounted on the voltage probe chip 200, and subjected to signal processing by a signal processing circuit so as to withstand electric transmission from there to a measuring instrument.

【0065】これにより、システムLSIチップ100
にトレースするための回路を搭載することなく、電圧プ
ローブチップに分割して全体を動作させることが出来る
ので、開発時のみ、二つのチップを接合して用い、量産
時にはシステムLSIチップ100だけで生産すること
が出来るので、極めて経済的である。
As a result, the system LSI chip 100
Since it is possible to operate the whole by dividing it into voltage probe chips without mounting a circuit for tracing on, the two chips are bonded and used only during development, and only the system LSI chip 100 is used during mass production. It is extremely economical because it can be done.

【0066】また、非接触で、信号線をモニタすること
ができるため、基本的には半導体チップ自体はモニタの
ために設計を変更することなく形成することができ、低
コストで信頼性の高い信号モニタを行うことが可能とな
る。
Further, since the signal line can be monitored in a non-contact manner, basically the semiconductor chip itself can be formed without changing the design for monitoring, which is low cost and highly reliable. It becomes possible to perform signal monitoring.

【0067】また、ワイヤボンディングも不要であり、
チップ自体には特別の付加回路を追加することなく形成
できるため、寄生容量の発生もなく、高速で信頼性の高
いモニタが可能となる。
Also, wire bonding is unnecessary,
Since the chip itself can be formed without adding a special additional circuit, parasitic capacitance does not occur and high-speed and highly reliable monitoring is possible.

【0068】さらにまた、センサ部は、非接触の容量結
合により信号の取り出しを行うようにしているため、半
導体チップの設計に何等制限を与えることなく高精度で
信頼性の高い信号モニタを行うことが可能となる。
Furthermore, since the sensor section extracts signals by non-contact capacitive coupling, it is possible to perform highly accurate and highly reliable signal monitoring without any restrictions on the design of the semiconductor chip. Is possible.

【0069】また高密度の信号配線が存在する場合にも
容易に信頼性の高いモニタ出力を得ることが可能とな
る。なお、前記第1の実施の形態では、LSIチップ表
面に同じサイズの電圧プローブチップが搭載される例に
ついて説明したが、図3にその変形例を示すようにモニ
タ領域の一部のみが接合するような形態をとる電圧プロ
ーブチップ220を用い、この電圧プローブチップを信
号処理回路チップ221に接続し、この信号処理回路チ
ップ221内で信号処理を行うようにしてもよいことは
言うまでもない。
Further, even if there is a high-density signal wiring, it is possible to easily obtain a highly reliable monitor output. In the first embodiment, an example in which the voltage probe chips of the same size are mounted on the surface of the LSI chip has been described, but only a part of the monitor area is bonded as shown in a modified example of FIG. It goes without saying that the voltage probe chip 220 having such a configuration may be used, the voltage probe chip may be connected to the signal processing circuit chip 221, and the signal processing may be performed in the signal processing circuit chip 221.

【0070】(第2の実施の形態)次に本発明の第2の
実施の形態について説明する。前記第1の実施の形態で
は、電圧プローブチップのセンサ電極表面に形成された
比誘電率4、膜厚0.5μmのシリケートガラス層20
5bを介して、誘導電圧を生起せしめるようにしたが、
この例ではLSIチップ100側表面もシリケートガラ
ス層105で被覆したことを特徴とするものである。こ
の例では、図4に示すように、LSIチップおよび電圧
プローブチップのシリケートガラス層105、205S
とこの間の接着層300とを介して誘導電圧が生起せし
められる。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the silicate glass layer 20 having a relative dielectric constant of 4 and a film thickness of 0.5 μm formed on the sensor electrode surface of the voltage probe chip.
I tried to generate an induced voltage through 5b,
In this example, the surface of the LSI chip 100 side is also covered with the silicate glass layer 105. In this example, as shown in FIG. 4, the silicate glass layers 105 and 205S of the LSI chip and the voltage probe chip are used.
An induced voltage is generated through the adhesive layer 300 and the adhesive layer 300 therebetween.

【0071】なおこの電圧プローブチップのセンサ電極
は、比誘電率4、膜厚0.2μmのシリケートガラス層
205Sを具備しており、一方LSIチップ100の信
号線104の表面も比誘電率4、膜厚0.2μmのシリ
ケートガラス層105で被覆されており、これらの間は
膜厚0.1μmとなるように制御された接着樹脂300
で固着されている。
The sensor electrode of this voltage probe chip is provided with a silicate glass layer 205S having a relative dielectric constant of 4 and a film thickness of 0.2 μm, while the surface of the signal line 104 of the LSI chip 100 has a relative dielectric constant of 4, An adhesive resin 300 covered with a silicate glass layer 105 having a film thickness of 0.2 μm and controlled to have a film thickness of 0.1 μm between them.
It is stuck in.

【0072】ここではLSIチップ表面もシリケートガ
ラス層で被覆されているため、信号線が露呈している第
1の実施の形態の場合に比べ信頼性が向上するが、この
接着樹脂300の膜厚を高精度に制御する必要がある。
Here, since the LSI chip surface is also covered with the silicate glass layer, the reliability is improved as compared with the case of the first embodiment in which the signal line is exposed, but the film thickness of this adhesive resin 300. Must be controlled with high precision.

【0073】(第3の実施の形態)次に本発明の第3の
実施の形態について説明する。この実施の形態では、図
5に示すように、センサ電極204に誘起する電圧のク
ロストークノイズ対策として、センサ電極204の間に
断面が串状となるように、周辺の電位を接地レベルにお
さえるための接地電極207を、挿入したことを特徴と
するものである。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 5, as a measure against the crosstalk noise of the voltage induced in the sensor electrode 204, the peripheral potential is kept at the ground level so that the cross section is skewed between the sensor electrodes 204. A grounding electrode 207 for the purpose is inserted.

【0074】この構造では接地電極207は、対向信号
線の間まで伸びており、誘電体層であるシリケートガラ
ス層205の先端と同一面となるように形成されてい
る。このため、高精度に位置合わせをして、接合する必
要があり、位置ずれが生じるとショートする危険が高
い。このため必要に応じて接地電極207は表面に露呈
しないようにし、表面が薄いシリケートガラス層で覆わ
れる程度の深さに形成するようにした方が加工が容易で
ある。他の部分については前記第1の実施の形態と同様
に形成する。
In this structure, the ground electrode 207 extends between the opposing signal lines and is formed so as to be flush with the tip of the silicate glass layer 205 which is the dielectric layer. For this reason, it is necessary to perform positioning and joining with high accuracy, and there is a high risk of short-circuiting if misalignment occurs. For this reason, it is easier to process the ground electrode 207 so that it is not exposed to the surface and formed to a depth such that the surface is covered with a thin silicate glass layer, if necessary. The other parts are formed in the same manner as in the first embodiment.

【0075】かかる構成によれば、前記第1の実施の形
態の効果に加えて、クロストークの低減を図ることが可
能となる。なお、システムLSIチップ側には、接地電
極を設けていないが、物理的に許諾されるレイアウトが
可能な場合には、LSIチップ側のモニタ領域にも信号
線間を接地層で区切ることによりクロストークノイズの
更なる低減をはかることが可能となる。
According to this structure, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to reduce crosstalk. Although the system LSI chip side is not provided with a ground electrode, if a physically permitted layout is possible, the signal lines are also separated from each other by a ground layer in the monitor area on the LSI chip side. It is possible to further reduce the talk noise.

【0076】(第4の実施の形態)次に本発明の第4の
実施の形態について説明する。この例では、図6に示す
ようにセンサ電極がLSIチップのモニタ領域の信号線
に狭ピッチで容量接合するように形成された複数のセン
サ電極214を具備したことを特徴とする。すなわち、
センサ電極214を信号線のパターン数よりも多く設
け、複数のセンサ電極群の中から、もっとも静電結合が
強力なセンサ電極だけを選択的に使い分けるセレクタ回
路を搭載することにより、機械的なアライメントをラフ
にすることが出来るようにしたものである。すなわち、
わずかな位置ずれが生じても、信号処理回路において、
出力信号の大きなもののみを取り出すように調整すれば
よく、機械的なアライメントとしては、信号線の傾きだ
けに着目し信号線とセンサ電極とが平行となるように配
置すればよいことになる。また、この電圧プローブチッ
プは、測定すべきLSIチップのモニタ領域の信号線の
ピッチと必ずしも同一でなくてもよいため、汎用型電圧
プローブとしても有効である。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In this example, as shown in FIG. 6, the sensor electrode is provided with a plurality of sensor electrodes 214 formed so as to be capacitively joined to the signal lines in the monitor region of the LSI chip at a narrow pitch. That is,
Mechanical alignment is achieved by providing the sensor electrodes 214 in a number larger than the number of signal line patterns and by mounting a selector circuit that selectively uses only the sensor electrode having the strongest electrostatic coupling from a plurality of sensor electrode groups. It is the one that can be roughened. That is,
Even if a slight displacement occurs, in the signal processing circuit,
It suffices to make adjustment so that only the one with a large output signal is taken out, and for mechanical alignment, attention is paid only to the inclination of the signal line so that the signal line and the sensor electrode are arranged in parallel. Further, this voltage probe chip is not necessarily the same as the pitch of the signal lines in the monitor area of the LSI chip to be measured, and is therefore effective as a general-purpose voltage probe.

【0077】(第5の実施の形態)次に本発明の第5の
実施の形態について説明する。この実施の形態では、図
7に示すように、3本の小センサ電極224Sからなる
センサ電極ユニット224が各信号線に対応して配列さ
れており、各信号線を通過する信号による誘起電圧を3
本の小センサ電極224Sで検出し、ノイズ除去のため
の信号処理を行うようにしたものである。すなわち、こ
の例では、誘起する電圧のクロストークを抑える為、3
本の小センサ電極224Sを用いることにより中央のみ
ならず、両隣の信号レベルもトレースした上で、演算処
理により、ノイズを軽減する。
(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 7, sensor electrode units 224 composed of three small sensor electrodes 224S are arranged corresponding to each signal line, and an induced voltage due to a signal passing through each signal line is generated. Three
The small sensor electrode 224S of the book is used for detection and signal processing for noise removal is performed. That is, in this example, in order to suppress the crosstalk of the induced voltage, 3
By using the small sensor electrode 224S of the book, not only the center but also the signal levels on both sides are traced, and then the noise is reduced by the arithmetic processing.

【0078】例えば図7に示すように第1乃至第4の信
号配線が存在したとし、第2の信号配線上のモニタ信号
線104A乃至104Cのうち、第2のモニタ信号線1
03A上のセンサ電極ユニット224による検出信号を
得る場合、3本の各小センサ電極224Sの出力は隣接
するモニタ信号線104Bおよび104Cの信号をも読み
取ることになる。そこでこの例では隣接する信号線の出
力に起因するセンサ信号を3個の小センサ電極を用いて
センスするようにしたものである。まず、相互の電極距
離を求め、相応する減衰量を決めた後、両隣のセンサ電
極からの信号の逆相を加算している。演算のアルゴリズ
ムは、隣り合う電極の信号に距離を考慮したゲインを乗
じて、元の信号に減算しノイズの相殺をはかるようにし
ている。
For example, assuming that there are first to fourth signal wirings as shown in FIG. 7, the second monitor signal line 1 out of the monitor signal lines 104A to 104C on the second signal wiring.
When the detection signal by the sensor electrode unit 224 on 03A is obtained, the output of each of the three small sensor electrodes 224S also reads the signals of the adjacent monitor signal lines 104B and 104C. Therefore, in this example, the sensor signal resulting from the output of the adjacent signal line is sensed by using the three small sensor electrodes. First, the mutual electrode distances are obtained, the corresponding attenuation amount is determined, and then the opposite phases of the signals from the adjacent sensor electrodes are added. The calculation algorithm multiplies the signals of adjacent electrodes by a gain considering the distance and subtracts the original signal to cancel the noise.

【0079】(第6の実施の形態)次に本発明の第6の
実施の形態について説明する。この実施の形態では電圧
プローブチップについて説明する。図8(a)および
(b)は、センサ電極を備えた電圧プローブチップ20
0の詳細構造であり、センサ電極線の直下に、ゲート長
Lの長いゲートが構築され、P‐chと、N‐chのM
OSトランジスタを前段とする電圧増幅器が形成されて
いる。また、セルフバイアスの為のネガティブフィード
バック用高抵抗227も同様に構築されている。
(Sixth Embodiment) Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a voltage probe tip will be described. 8A and 8B show a voltage probe tip 20 provided with a sensor electrode.
The detailed structure is 0, and a gate with a long gate length L is constructed immediately below the sensor electrode line.
A voltage amplifier having an OS transistor as a front stage is formed. Further, a negative feedback high resistance 227 for self-bias is similarly constructed.

【0080】ここでセンサ電極204の長さは、ゲート
容量に比べ、図2に示したようなモニタすべきLSIチ
ップ100のバス信号線104とセンサ電極線の静電結
合容量が10倍以上大きくなるように設計されている。
Here, the length of the sensor electrode 204 is larger than the gate capacitance by 10 times or more the electrostatic coupling capacitance between the bus signal line 104 and the sensor electrode line of the LSI chip 100 to be monitored as shown in FIG. Is designed to be.

【0081】センサ電極の長さは、静電結合時の距離す
なわち信号線とセンサ電極との間の誘電体層の厚さを小
さくすることによって低減可能であるが、これは製造の
限界にも関係する重要な課題である。
The length of the sensor electrode can be reduced by reducing the distance at the time of electrostatic coupling, that is, the thickness of the dielectric layer between the signal line and the sensor electrode, but this is also a manufacturing limit. It is an important issue involved.

【0082】ここで信号処理回路202はシリコン基板
201表面に形成されたソース・ドレイン領域220、
221と、このソース・ドレイン領域220、221間
にゲート絶縁膜225を介して形成されたゲート電極2
26とからなる増幅用のトランジスタがアレイ状に配列
されてなり、このゲート電極226がそれぞれ対応する
センサ電極と層間絶縁膜としてのシリケートガラス膜2
05に形成されたコンタクトを介して形成されている。
尚ここで図8(b)ではセンサ電極表面を覆う誘電体膜
としてのシリケートガラス膜は省略した。
Here, the signal processing circuit 202 includes a source / drain region 220 formed on the surface of the silicon substrate 201.
221 and the gate electrode 2 formed between the source / drain regions 220 and 221 via the gate insulating film 225.
Transistors for amplification are arranged in an array, and the gate electrode 226 corresponds to the corresponding sensor electrode and the silicate glass film 2 as an interlayer insulating film.
It is formed through the contact formed in 05.
Here, in FIG. 8B, the silicate glass film as a dielectric film covering the surface of the sensor electrode is omitted.

【0083】なお、本発明の実施の形態の変形例とし
て、システムLSIチップと電圧プローブチップとの間
は電気的なコンタクトをとり、システムLSIチップ内
部に、静電結合部分を設けるようにしたものも有効であ
る。
As a modification of the embodiment of the present invention, an electrical contact is made between the system LSI chip and the voltage probe chip, and an electrostatic coupling portion is provided inside the system LSI chip. Is also effective.

【0084】かかる構成によれば、システムLSIチッ
プと電圧プローブチップとの間のコンタクトをとること
ができれば、システムLSIチップ内部に、誘電体膜を
形成しこの誘電体膜を介して静電結合を行なうようにす
ればよいため、誘電体膜の膜厚は均一となるようにコン
トロールすることができ、高精度の信号モニタを行なう
ことが可能となる。
According to this structure, if a contact can be established between the system LSI chip and the voltage probe chip, a dielectric film is formed inside the system LSI chip and electrostatic coupling is performed via this dielectric film. Since it may be performed, the film thickness of the dielectric film can be controlled to be uniform, and high-accuracy signal monitoring can be performed.

【0085】(第7の実施の形態)次に、本発明の第7
の実施の形態について説明する。図9は、信号取り出し
部の構造例について示すもので、この例では、シリコン
基板201に集積回路を形成してなるチップ200のセ
ンサ電極204と増幅回路を含む信号処理回路202か
らの信号を電極パッド15上に形成されたバンプ10を
介してシステムLSIチップ100のパッド12に接続
し、さらにシステムLSIチップ100の端部に形成さ
れたボンディングパッド13を介してボンディングワイ
ヤ14に取り出すようにしたものである。ここでは検出
された信号は、システムLSIチップ100からボンデ
ィングパッド13,ワイヤー14を介して、測定器(図
示せず)に出力される。
(Seventh Embodiment) Next, the seventh embodiment of the present invention will be described.
The embodiment will be described. FIG. 9 shows an example of the structure of the signal extraction unit. In this example, a signal from a signal processing circuit 202 including a sensor electrode 204 and an amplifier circuit of a chip 200 formed by forming an integrated circuit on a silicon substrate 201 is electrode-formed. One connected to the pad 12 of the system LSI chip 100 via the bump 10 formed on the pad 15 and further taken out to the bonding wire 14 via the bonding pad 13 formed at the end of the system LSI chip 100. Is. Here, the detected signal is output from the system LSI chip 100 to the measuring device (not shown) via the bonding pad 13 and the wire 14.

【0086】(第8の実施の形態)次に、本発明の第8
の実施の形態について説明する。図10は、本発明の第
8の実施の形態であり、センサ電極を搭載している電圧
プローブチップ200の素子面から、パッド15を経由
して、TABケーブル(Tape automated bonding Ca
ble)16にバンプ接続し、測定器に出力される。
(Eighth Embodiment) Next, the eighth embodiment of the present invention
The embodiment will be described. FIG. 10 shows an eighth embodiment of the present invention, in which a TAB cable (Tape automated bonding Ca) is passed from the element surface of the voltage probe chip 200 on which the sensor electrode is mounted via the pad 15.
ble) 16 is bump-connected and output to the measuring instrument.

【0087】(第9の実施の形態)次に、本発明の第9
の実施の形態について説明する。図11は、第9の実施
例であり、センサ電極を搭載している電圧プローブチッ
プ200の素子面とは反対側の面に、スルーホール17
などを介して信号を取り出し、ボンディングパッド15
を経由して、TABケーブル16にバンプ接続すること
により測定器に接続している。
(Ninth Embodiment) Next, the ninth embodiment of the present invention will be described.
The embodiment will be described. FIG. 11 shows a ninth embodiment, in which a through hole 17 is formed on the surface of the voltage probe chip 200 on which the sensor electrode is mounted, which surface is opposite to the element surface.
The signal is taken out via the bonding pad 15
Via a bump connection to the TAB cable 16 via the.

【0088】(第10の実施の形態)次に、本発明の第
10の実施の形態について説明する。この例では、図1
2に示すように、システムLSIチップ100と電圧プ
ローブチップ200との間は電気的なコンタクトをと
り、電圧プローブチップ200内部に、静電結合部分を
設けるようにしたものである。
(Tenth Embodiment) Next, a tenth embodiment of the present invention will be described. In this example, FIG.
As shown in FIG. 2, the system LSI chip 100 and the voltage probe chip 200 are electrically contacted with each other, and an electrostatic coupling portion is provided inside the voltage probe chip 200.

【0089】すなわち、前記第1の実施の形態で説明し
た基本構成に、補助電極208を挟んだ構造であり、補
助電極208は、電圧プローブチップ200のセンサ電
極204上に誘電体膜209を介して、センサ電極20
4とは静電結合し、かつ電気的に絶縁されている。信号
線104は、この補助電極208に電気的に接続されて
いる。この接触する配線パターン部分は、ニッケル・金
メッキが施されており、接触安定化を図っている。
That is, it has a structure in which the auxiliary electrode 208 is sandwiched in the basic structure described in the first embodiment, and the auxiliary electrode 208 is provided on the sensor electrode 204 of the voltage probe chip 200 with the dielectric film 209 interposed therebetween. The sensor electrode 20
4 is electrostatically coupled and electrically insulated. The signal line 104 is electrically connected to this auxiliary electrode 208. The contacting wiring pattern portion is plated with nickel / gold to stabilize the contact.

【0090】なお、この実施例では、補助電極208を
センサ電極を搭載しているチップ200に実装している
が、前述したようなシステムLSI側に補助電極を実装
した方が、システムLSIのバスに対する負荷容量が少
ないために、高速デバイスの場合には、好ましい。反
面、システムLSIの製造プロセスが複雑になるため
で、コスト的にはデメリットになる。従って、製造の容
易さとコストを考慮するとこの実施の形態の例がより好
ましい。
In this embodiment, the auxiliary electrode 208 is mounted on the chip 200 on which the sensor electrode is mounted. However, mounting the auxiliary electrode on the system LSI side as described above makes the bus of the system LSI bus. Is preferred for high speed devices due to the low load capacity for On the other hand, the manufacturing process of the system LSI becomes complicated, which is disadvantageous in terms of cost. Therefore, the example of this embodiment is more preferable in view of ease of manufacturing and cost.

【0091】(第11の実施の形態)次に、本発明の第
11の実施の形態について説明する。この例では、図1
3に示すように、センサ電極を備えた電圧プローブチッ
プ200の詳細構造を示すものである。この例では、図
8で説明した第6の実施の形態において説明したよう
な、直下に、P‐chと、N‐chのMOSトランジス
タを前段とする電圧増幅器を具えたセンサ電極226
が、マトリックス状になるように配列したことを特徴と
するものである。また、セルフバイアスの為のネガティ
ブフィードバック用高抵抗227も同様に構築されてい
る。かかる構成によれば、機能ブロックをアレイ上に配
置する場合の観測に適している。
(Eleventh Embodiment) Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described. In this example, FIG.
As shown in FIG. 3, the detailed structure of the voltage probe chip 200 including the sensor electrode is shown. In this example, as described in the sixth embodiment described with reference to FIG. 8, a sensor electrode 226 having a voltage amplifier having P-ch and N-ch MOS transistors as a preceding stage is provided immediately below.
Are arranged in a matrix form. Further, a negative feedback high resistance 227 for self-bias is similarly constructed. According to this configuration, it is suitable for observation when the functional blocks are arranged on the array.

【0092】(第12の実施の形態)次に、本発明の第
12の実施の形態について説明する。この例では、図1
4に示すように、センサ電極を備えた電圧プローブチッ
プ200の詳細構造を示すものである。この例では、図
8で説明した第6の実施の形態において説明したよう
な、直下に、P‐chと、N‐chのMOSトランジス
タを前段とする電圧増幅器を具えたセンサ電極226
が、扇状になるように配列したことを特徴とするもので
ある。
(Twelfth Embodiment) Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described. In this example, FIG.
As shown in FIG. 4, the detailed structure of the voltage probe chip 200 including the sensor electrode is shown. In this example, as described in the sixth embodiment described with reference to FIG. 8, a sensor electrode 226 having a voltage amplifier having P-ch and N-ch MOS transistors as a preceding stage is provided immediately below.
Is arranged in a fan shape.

【0093】また、セルフバイアスの為のネガティブフ
ィードバック用高抵抗227も同様に構築されている。
かかる構成によれば、等長配線を施して機能ブロックを
配置する必要がある程度に高速の回路に適している。
Further, a negative feedback high resistance 227 for self-bias is similarly constructed.
According to such a configuration, it is suitable for a high-speed circuit to the extent that it is necessary to arrange the functional blocks by providing equal-length wiring.

【0094】(第13の実施の形態)次に、本発明の第
13の実施の形態について説明する。図15は、第13
の実施例であり、センサ電極を搭載している電圧プロー
ブチップ200を50μm程度まで薄く加工し、基板を
まげて接続できるようにしたものである。他の部分につ
いては前記第12の実施の形態の電圧プローブチップと
同様に形成されている。電圧プローブチップ200を引
き出し電極の厚さ以上に曲げることができるようにすれ
ば、接続が容易で、使用場所を選ばず、自由度が高いと
いう効果を奏効する。
(Thirteenth Embodiment) Next, a thirteenth embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 shows the thirteenth
In this embodiment, the voltage probe chip 200 on which the sensor electrode is mounted is thinly processed to about 50 μm so that the substrate can be bent and connected. Other parts are formed similarly to the voltage probe chip of the twelfth embodiment. If the voltage probe chip 200 can be bent more than the thickness of the extraction electrode, the effect that the connection is easy, the use place is not selected, and the flexibility is high is achieved.

【0095】またセンサ電極を搭載している電圧プロー
ブチップを加圧接合する際、測定すべき基板側の表面の
多少のうねりは吸収できるため、良好な接合を行うこと
が可能となる。この例でも基板を薄くしたのみで前記第
8および第9の実施の形態の電圧プローブチップと同様
である。
Further, when the voltage probe chip having the sensor electrode mounted thereon is pressure-bonded, some undulations on the surface of the substrate to be measured can be absorbed, so that good bonding can be performed. This example is similar to the voltage probe chips of the eighth and ninth embodiments except that the substrate is thin.

【0096】(第14の実施の形態)次に、本発明の第
14の実施の形態について説明する。図16は、第14
の実施例であり、センサ電極を搭載している電圧プロー
ブチップ200を、50μm程度まで薄く加工し、基板
を折り返すことができる程度に接続できるようにしたも
のである。他の部分については前記第9の実施の形態の
電圧プローブチップと同様に形成されている。電圧プロ
ーブチップ200を折り返すことができる程度に曲げる
ことができるようにすれば、ワイヤボンディングにより
接続することが可能となりさらに、自由度が向上すると
いう効果を奏効する。
(Fourteenth Embodiment) Next, a fourteenth embodiment of the present invention will be described. FIG. 16 shows the fourteenth
In this embodiment, the voltage probe chip 200 on which the sensor electrode is mounted is thinly processed to about 50 μm so that the substrate can be connected to such an extent that the substrate can be folded back. Other parts are formed in the same manner as the voltage probe chip of the ninth embodiment. If the voltage probe chip 200 can be bent to such an extent that it can be folded back, connection can be made by wire bonding, and the degree of freedom is improved.

【0097】[0097]

【発明の効果】開発用のLSIと、量産用のLSIを一
つにまとめたもので、開発時には、トレース専用のLS
Iと組み合わせて用いることにより、量産用のLSI規
模を大きくせず、かつ、開発時には快適なリアルタイム
トレースが出来る電圧プローブを提供することができる
ものである。
The LSI for development and the LSI for mass production are integrated into one, and at the time of development, the LS dedicated to the trace is used.
By using the voltage probe in combination with I, it is possible to provide a voltage probe that does not increase the scale of the LSI for mass production and can perform comfortable real-time trace during development.

【0098】また、本発明の方法によれば、容易にかつ
作業性よく信号をモニタすることのできる半導体装置の
検査方法を提供することができるものである。
Further, according to the method of the present invention, it is possible to provide a method for inspecting a semiconductor device which can monitor signals easily and with good workability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第1の実施の形態を示す基本的な構
成図である。
FIG. 1 is a basic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第1の実施の形態を示す断面構成図
である。
FIG. 2 is a sectional configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第1の実施の形態の変形例を示す基
本的な構成図である。
FIG. 3 is a basic configuration diagram showing a modification of the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第2の実施の形態を示す基本的な構
成図である。
FIG. 4 is a basic configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第3の実施の形態を示す断面構成図
である。
FIG. 5 is a sectional configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第4の実施の形態を示す断面構成図
である。
FIG. 6 is a sectional configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第5の実施の形態を示す断面構成図
である。
FIG. 7 is a sectional configuration diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の第6の実施の形態を示す拡大断面図
および上面説明図である。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view and a top view illustrating a sixth embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の第7の実施の形態を示す断面構成図
である。
FIG. 9 is a cross-sectional configuration diagram showing a seventh embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の第8の実施の形態を示す断面構成
図である。
FIG. 10 is a sectional configuration diagram showing an eighth embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の第9の実施の形態を示す断面構成
図である。
FIG. 11 is a sectional configuration diagram showing a ninth embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の第10の実施の形態を示す断面構
成図である。
FIG. 12 is a sectional configuration diagram showing a tenth embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の第11の実施の形態を示す断面構
成図である。
FIG. 13 is a sectional configuration diagram showing an eleventh embodiment of the present invention.

【図14】 本発明の第12の実施の形態を示す断面構
成図である。
FIG. 14 is a sectional configuration diagram showing a twelfth embodiment of the present invention.

【図15】 本発明の第13の実施の形態を示す断面構
成図である。
FIG. 15 is a sectional configuration diagram showing a thirteenth embodiment of the present invention.

【図16】 本発明の第14の実施の形態を示す断面構
成図である。
FIG. 16 is a sectional configuration diagram showing a fourteenth embodiment of the present invention.

【図17】 従来例の信号モニタ方法を示す等価回路図
である。
FIG. 17 is an equivalent circuit diagram showing a conventional signal monitoring method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 システムLSIチップ 200 電圧プローブチップ 104 信号線 204 センサ電極(センサ部) 10 バンプ 12,13,15 パッド 14、16 ボンディングワイヤ 100 system LSI chip 200 voltage probe tip 104 signal line 204 sensor electrode (sensor part) 10 bumps 12, 13, 15 pads 14, 16 Bonding wire

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体チップ上のモニターしようとする信
号線に、相対向して配置可能に構成され、前記信号線の
電圧変化を、静電誘導による誘起電圧として検出するセ
ンサ部を具備したことを特徴とする電圧プローブ。
1. A sensor unit, which is arranged so as to be opposed to a signal line to be monitored on a semiconductor chip, and which detects a voltage change of the signal line as an induced voltage due to electrostatic induction. Voltage probe characterized by.
【請求項2】前記センサ部は、前記半導体チップの前記
信号線に接続され、表面近傍に引き出された配線パター
ンに、非接触で容量結合するように配設されていること
を特徴とする請求項1に記載の電圧プローブ。
2. The sensor section is connected to the signal line of the semiconductor chip, and is arranged so as to be capacitively coupled in a non-contact manner to a wiring pattern drawn near the surface. The voltage probe according to item 1.
【請求項3】前記センサ部は、前記半導体チップの前記
信号線に接続され、表面近傍に引き出されて配列された
複数の配線パターンのそれぞれに相対向して配設され、
非接触で容量結合するように配設された複数のセンサ部
を具備したことを特徴とする請求項1に記載の電圧プロ
ーブ。
3. The sensor section is connected to the signal line of the semiconductor chip, and is arranged so as to face each of a plurality of wiring patterns that are drawn out and arranged in the vicinity of the surface,
The voltage probe according to claim 1, further comprising a plurality of sensor units arranged so as to be capacitively coupled in a non-contact manner.
【請求項4】さらに、前記複数のセンサ部はクロストー
ク防止手段を具備したことを特徴とする請求項3に記載
の電圧プローブ。
4. The voltage probe according to claim 3, wherein the plurality of sensor units further include crosstalk preventing means.
【請求項5】前記センサ部は、半導体基板表面に形成さ
れ、前記配線パターンとの間の誘電体層を介して前記配
線パターンと容量結合するように形成されたセンサ電極
を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記
載の電圧プローブ。
5. The sensor unit includes a sensor electrode formed on the surface of a semiconductor substrate and formed so as to be capacitively coupled to the wiring pattern via a dielectric layer between the wiring pattern and the wiring pattern. The voltage probe according to claim 1, wherein
【請求項6】前記誘電体層は、前記センサ電極表面に形
成されたプローブ誘電体膜であることを特徴とする請求
項4に記載の電圧プローブ。
6. The voltage probe according to claim 4, wherein the dielectric layer is a probe dielectric film formed on the surface of the sensor electrode.
【請求項7】前記誘電体層は、測定しようとする前記配
線パターン表面に形成された誘電体膜であることを特徴
とする請求項4に記載の電圧プローブ。
7. The voltage probe according to claim 4, wherein the dielectric layer is a dielectric film formed on the surface of the wiring pattern to be measured.
【請求項8】前記誘電体層は、前記センサ電極表面に形
成されたプローブ誘電体膜と、測定しようとする前記配
線パターン表面に形成された誘電体膜との複合膜である
ことを特徴とする請求項4に記載の電圧プローブ。
8. The dielectric layer is a composite film of a probe dielectric film formed on the surface of the sensor electrode and a dielectric film formed on the surface of the wiring pattern to be measured. The voltage probe according to claim 4.
【請求項9】前記センサ部は、半導体基板表面に形成さ
れ、前記配線パターンとの間の誘電体層を介して前記配
線パターンと容量結合するように形成された複数のセン
サ電極と、前記センサ電極間に形成された絶縁領域から
なるクロストーク防止手段とを含むことを特徴とする請
求項3に記載の電圧プローブ。
9. The sensor section is formed on the surface of a semiconductor substrate, and a plurality of sensor electrodes formed so as to be capacitively coupled to the wiring pattern via a dielectric layer between the sensor pattern and the wiring pattern, and the sensor. The voltage probe according to claim 3, further comprising a crosstalk prevention unit formed of an insulating region formed between the electrodes.
【請求項10】前記センサ部は、半導体基板表面に形成
され、前記配線パターンとの間の誘電体層を介して前記
配線パターンと容量結合するように形成された複数のセ
ンサ電極を含み、前記センサ電極は、モニターしようと
する信号を、チップ表面に近い配線パターンに引き出し
ている信号配線部よりも十分に狭い、ピッチで配設され
ていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記
載の電圧プローブ。
10. The sensor unit includes a plurality of sensor electrodes formed on the surface of a semiconductor substrate and capacitively coupled to the wiring pattern via a dielectric layer between the sensor unit and the wiring pattern. 4. The sensor electrodes are arranged at a pitch, which is sufficiently narrower than a signal wiring portion that draws out a signal to be monitored in a wiring pattern near the chip surface. The voltage probe described in.
【請求項11】さらに、前記センサ電極のそれぞれから
誘起する電圧が最大となるセンサ電極を選択する信号処
理回路を具備し、前記信号処理回路で選択された前記セ
ンサ電極からの信号を当該信号線の出力として取り出す
ように構成したことを特徴とする請求項10に記載の電
圧プローブ。
11. A signal processing circuit for selecting a sensor electrode having a maximum voltage induced from each of said sensor electrodes, wherein a signal from said sensor electrode selected by said signal processing circuit is supplied to said signal line. The voltage probe according to claim 10, wherein the voltage probe is configured to be taken out as an output of the voltage probe.
【請求項12】半導体チップ上のモニターしようとする
信号線に、相対向するように配置可能に構成され、モニ
タチップとしての半導体基板表面の所定の領域に形成さ
れたセンサ電極と、前記センサ電極の出力に基き前記信
号線の電圧変化を、静電誘導による誘起電圧として検出
し、所望のモニタ信号を出力する信号処理回路とを備え
たセンサ部を具備したことを特徴とする電圧プローブ。
12. A sensor electrode formed on a surface of a semiconductor substrate as a monitor chip, the sensor electrode being arranged so as to be opposed to a signal line to be monitored on a semiconductor chip, and the sensor electrode. The voltage probe is provided with a signal processing circuit that detects a voltage change of the signal line as an induced voltage due to electrostatic induction on the basis of the output of 1. and outputs a desired monitor signal.
【請求項13】前記モニタチップは、前記半導体チップ
とほぼ同一サイズの半導体基板で構成され、前記半導体
チップ上のモニターしようとする信号線に、前記センサ
電極が相対向して静電結合するように、チップオンチッ
プ接続可能に構成されたことを特徴とする請求項12に
記載の電圧プローブ。
13. The monitor chip is composed of a semiconductor substrate having substantially the same size as the semiconductor chip, and the sensor electrodes face each other and are electrostatically coupled to a signal line to be monitored on the semiconductor chip. The voltage probe according to claim 12, wherein the voltage probe is configured to be chip-on-chip connectable.
【請求項14】前記モニタチップは、前記センサ電極に
対応してその直下に細長形状で配置された電圧センスア
ンプを具備した多層構造基板であることを特徴とする請
求項13に記載の電圧プローブ。
14. The voltage probe according to claim 13, wherein the monitor chip is a multi-layer structure substrate including a voltage sense amplifier arranged immediately below the monitor chip so as to correspond to the sensor electrode. .
【請求項15】モニターしようとする信号線を、チップ
外表面からの最近接導体層となるように、引き出した引
き出し領域を形成してなる第1の半導体チップと、前記
引き出し領域に相対向して静電結合せしめられた形成さ
れたセンサ電極と、前記センサ電極の出力に基き前記信
号線の電圧変化を、静電誘導による誘起電圧として検出
し、所望のモニタ信号を出力する信号処理回路とを備え
たセンサ部を有するモニタチップとしての第2の半導体
チップとが結合せしめられたことを特徴とするモニタ機
能付き半導体装置。
15. A first semiconductor chip having a lead-out region formed so that a signal line to be monitored is formed as a closest conductor layer from the outer surface of the chip, and is opposed to the first lead-out region. And a signal processing circuit that detects a voltage change of the signal line based on the output of the sensor electrode as an induced voltage due to electrostatic induction and outputs a desired monitor signal. And a second semiconductor chip as a monitor chip having a sensor section provided with the semiconductor device, the semiconductor device having a monitor function.
【請求項16】前記モニタ信号は、前記第2の半導体チ
ップからさらに前記第1のチップに戻され、前記第1の
チップから出力されるように構成されていることを特徴
とする請求項15に記載のモニタ機能付き半導体装置。
16. The monitor signal is further configured to be returned from the second semiconductor chip to the first chip and output from the first chip. A semiconductor device with a monitor function according to.
【請求項17】前記モニタ信号は、前記第2の半導体チ
ップのセンサ電極形成面側から出力されるように構成さ
れていることを特徴とする請求項15に記載のモニタ機
能付き半導体装置。
17. The semiconductor device with a monitor function according to claim 15, wherein the monitor signal is output from the sensor electrode formation surface side of the second semiconductor chip.
【請求項18】前記モニタチップは、折り返し可能な程
度に薄く形成されていることを特徴とする請求項1乃至
17のいずれかに記載のモニタ機能付き半導体装置。
18. The semiconductor device with a monitor function according to claim 1, wherein the monitor chip is formed thin enough to be folded back.
【請求項19】前記モニタ信号は、前記第2の半導体チ
ップのセンサ電極形成面の対向面側から出力されるよう
に構成されていることを特徴とする請求項15に記載の
モニタ機能付き半導体装置。
19. The semiconductor device with a monitor function according to claim 15, wherein the monitor signal is output from a surface of the second semiconductor chip facing the sensor electrode formation surface. apparatus.
【請求項20】前記モニタチップは、完全に折り返され
ていることを特徴とする請求項19に記載のモニタ機能
付き半導体装置。
20. The semiconductor device with a monitor function according to claim 19, wherein the monitor chip is completely folded back.
【請求項21】モニターしようとする信号線を、当該チ
ップ外表面からの最近接導体層となるように、引き出し
た引き出し領域を形成するとともに、前記引き出し領域
の信号線に相対向して静電結合せしめられるように誘電
体層を介して形成されたセンサ電極とを具備してなる第
1の半導体チップと、前記センサ電極に接触する取り出
し電極と、前記取り出し電極を介して、前記引き出し領
域に相対向して静電結合せしめられた前記センサ電極の
出力を、取り出し、前記信号線の電圧変化を、静電誘導
による誘起電圧として検出し、所望のモニタ信号を出力
する信号処理回路とを備えたセンサ部を有するモニタチ
ップとしての第2の半導体チップとが結合せしめられた
ことを特徴とするモニタ機能付き半導体装置。
21. A lead-out region is formed so that the signal line to be monitored is the closest conductor layer from the outer surface of the chip, and the signal line in the lead-out region is opposed to an electrostatic region. A first semiconductor chip comprising a sensor electrode formed via a dielectric layer so as to be bonded, a lead electrode in contact with the sensor electrode, and a lead electrode in the lead region via the lead electrode. A signal processing circuit is provided that takes out the output of the sensor electrodes that are oppositely and electrostatically coupled to each other, detects a voltage change of the signal line as an induced voltage due to electrostatic induction, and outputs a desired monitor signal. And a second semiconductor chip as a monitor chip having a sensor section, which is combined with the second semiconductor chip.
【請求項22】半導体チップ上のモニターしようとする
信号線に、相対向するようにセンサ電極を配置し、前記
信号線の電圧変化を、静電誘導による誘起電圧として検
出するようにしたことを特徴とする半導体チップのモニ
タ方法。
22. A sensor electrode is arranged so as to face each other on a signal line to be monitored on a semiconductor chip, and a voltage change of the signal line is detected as an induced voltage due to electrostatic induction. A characteristic semiconductor chip monitoring method.
【請求項23】半導体チップ上のモニターしようとする
信号線に、相対向するように前記信号線よりも狭ピッチ
で複数のセンサ電極を配置し、前記信号線の電圧変化
を、静電誘導による誘起電圧として検出する第1の検出
工程と、 前記誘起電圧を信号処理し、最大出力となるセンサ電極
を選択する選択工程と、 前記選択工程で選択されたセンサ電極のみを駆動し、信
号線の電圧変化を、静電誘導による誘起電圧として検出
する第2の検出工程とを含み、 前記第1の検出工程は、前記第2の検出工程に比べて低
周波を用いた検出工程であることを特徴とする請求項2
2に記載の半導体チップのモニタ方法。
23. A plurality of sensor electrodes are arranged on a signal line to be monitored on a semiconductor chip so as to face each other at a narrower pitch than the signal line, and a voltage change of the signal line is changed by electrostatic induction. A first detection step of detecting as an induced voltage, a selection step of performing signal processing on the induced voltage and selecting a sensor electrode having the maximum output, and driving only the sensor electrode selected in the selection step, A second detection step of detecting a voltage change as an induced voltage due to electrostatic induction, wherein the first detection step is a detection step using a low frequency as compared with the second detection step. Claim 2 characterized by the above-mentioned.
2. The method for monitoring a semiconductor chip according to 2.
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