JP2005214753A - Semiconductor device and its test method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置及び試験方法に関し、特により微細化が図られた半導体チップ表面に設けられる試験用パッドの構造及び半導体チップの試験方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a test method, and more particularly to a structure of a test pad provided on the surface of a semiconductor chip that has been further miniaturized and a test method for a semiconductor chip.
近年、無線で情報が交信でき、かつ記録できる情報量も大きなICタグが、物品や商品の情報管理、物流管理等に広く利用されるようになってきている。ICタグは、RFID(Radio Frequency Identificati on)システムの媒体として、電波を用いて非接触で情報の交信ができるタグである(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, IC tags that can exchange information wirelessly and have a large amount of information that can be recorded have been widely used for information management of goods and products, logistics management, and the like. An IC tag is a tag that can exchange information in a non-contact manner using radio waves as a medium of an RFID (Radio Frequency Identification on) system (see, for example, Patent Document 1).
ICタグは、紙やプラスチック等の基材に設けたアンテナパターンと半導体チップからなり、アンテナパターンを通じて無線でリーダライタと交信することができる。 An IC tag includes an antenna pattern and a semiconductor chip provided on a base material such as paper or plastic, and can communicate with a reader / writer wirelessly through the antenna pattern.
半導体チップの表面には、アンテナ接続ためのボンディングパッドが形成されている。ボンディングパッドは、半導体チップの配線層の最上層に形成される導体層であり、通常は半導体チップの素子・回路形成領域とは別に周辺部に設けたボンディングパッド形成領域に形成される。
ICタグに用いられる等、より微細化が求められる半導体チップにあっても、高い信頼性が求められており、製品出荷前に十分な試験を行なう必要がある。 Even in a semiconductor chip that is required to be miniaturized, such as used in an IC tag, high reliability is required, and it is necessary to perform a sufficient test before shipping the product.
通常、半導体チップの試験は、半導体チップ表面に設けられた試験用パッドにプローブを接触させ、試験装置により半導体チップ内の回路の特性評価や信頼性評価を行なう。 Usually, in testing a semiconductor chip, a probe is brought into contact with a test pad provided on the surface of the semiconductor chip, and a characteristic evaluation and a reliability evaluation of a circuit in the semiconductor chip are performed by a test apparatus.
試験用パッドは、一般的に、前記ボンディングパッドと兼用されて、或いは当該ボンディングパッドに近接して、素子・回路形成領域の直上の領域を外してその周辺部に配設される。 In general, the test pad is also used as the bonding pad or in the vicinity of the bonding pad, and the area just above the element / circuit formation area is removed and disposed in the peripheral portion.
しかしながら、ICタグに用いられる半導体チップなど、より小形化が必要とされる半導体装置では、試験用パッドを設けるスペースが限られてきており、導体層上の半導体チップの素子及び或いは回路形成領域(活性領域)上に配設しなければならない。 However, in a semiconductor device that requires further miniaturization, such as a semiconductor chip used for an IC tag, a space for providing a test pad has been limited, and a semiconductor chip element and / or circuit formation region on a conductor layer ( Active region).
一方、半導体チップの製造工程に於いては、試験用パッドには複数回にわたりプローブが押圧され、接触されるため、パッド上にコンタクト傷が発生することにより、外観不良やボンディング不良、電流容量が不足する等の問題が起こったり、パッド下の層にクラックが発生したりする可能性があり、当該半導体チップの製造歩留りの低下、信頼性の低下を招く一因となる。 On the other hand, in the manufacturing process of a semiconductor chip, the probe is pressed and contacted with the test pad a plurality of times, and contact scratches are generated on the pad, resulting in poor appearance, bonding failure, and current capacity. Problems such as shortage may occur, or cracks may occur in the layer under the pad, which causes a decrease in manufacturing yield and reliability of the semiconductor chip.
このような問題に対応するために、コンタクト荷重を低下させたり、コンタクト面を縮小させることが考えられるが、反対にコンタクト不良が起こり易くなってしまう問題がある。また、半導体チップにおいては、パッド下に設けられる保護層を厚くする等が考えられるが、半導体チップの薄型化及びコストダウンのためその厚さあるいは層数を増やすことができない。 In order to deal with such a problem, it is conceivable to reduce the contact load or reduce the contact surface, but there is a problem that contact failure tends to occur. In addition, in a semiconductor chip, it is conceivable to increase the thickness of a protective layer provided under the pad. However, the thickness or the number of layers cannot be increased because the semiconductor chip is reduced in thickness and cost.
上記の課題を解決するために、本発明では、半導体基板に形成された半導体素子及び或いは回路の形成領域上に、当該半導体素子或いは回路の外部接続部位に対応してパッドが配設された半導体装置において、前記パッドは、その表面が複数の領域に分割され、且つ隣接するパッド領域間が電気的に接続されてなることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, a semiconductor device in which pads are disposed on a semiconductor element and / or circuit formation region formed on a semiconductor substrate so as to correspond to an external connection portion of the semiconductor element or circuit. In the device, the surface of the pad is divided into a plurality of regions, and adjacent pad regions are electrically connected.
また、半導体基板に形成された半導体素子及び或いは回路の形成領域上に、当該半導体素子或いは回路の外部接続部位に対応してパッドが配設された半導体装置の当該パッドにプローブを接して試験を行う試験方法に於いて、前記パッドは、その表面が複数の領域に分割され、且つ隣接するパッド領域間が電気的に接続されてなり、前記パッドの表面領域の選択された一つのみに前記プローブを接触せしめることを特徴とする半導体装置の試験方法が特徴とされる。 In addition, a test is conducted by contacting a probe to the pad of the semiconductor device in which a pad is disposed on the semiconductor element or circuit formation region formed on the semiconductor substrate corresponding to the external connection portion of the semiconductor element or circuit. In the test method to be performed, the surface of the pad is divided into a plurality of regions, and adjacent pad regions are electrically connected, and the pad has only one selected surface region. A semiconductor device test method is characterized in that a probe is brought into contact.
本発明によれば、半導体チップ表面に、当該半導体チップの外部接続端子のそれぞれに於いて、パッドを複数の領域に分割され、隣接するパッド領域間を電気的に接続した構成とし、複数回行なわれる試験の際、1度試験に用いたパッドは避けて他のパッドを用いて次の試験を実施することにより、プローブの接触回数の低減及び/或いは接触位置の分散を図る。 According to the present invention, the pad is divided into a plurality of regions in each of the external connection terminals of the semiconductor chip on the surface of the semiconductor chip, and the adjacent pad regions are electrically connected to each other. In the test, the pad used for the test is avoided and the next test is performed using another pad to reduce the number of contact times of the probe and / or distribute the contact positions.
これにより、一つのパッドの同じ位置にプローブが複数回押圧、接触されることを避け、個々のパッド領域のダメージを防ぎ、信頼性の高い半導体チップ、半導体装置を提供することができる。 As a result, the probe can be prevented from being pressed and contacted to the same position of one pad a plurality of times, damage to individual pad regions can be prevented, and a highly reliable semiconductor chip and semiconductor device can be provided.
また、本発明のもう1つ発明によれば、半導体チップの外部接続端子のそれぞれ一つ毎に設けられるパッドの表面が複数の領域に分割され、1度試験に用いた領域は避けて他の領域を用いて次の試験を実施することにより、試験においてプローブの接触位置を分散する。 According to another aspect of the present invention, the surface of the pad provided for each of the external connection terminals of the semiconductor chip is divided into a plurality of regions, and the region used for the test once is avoided. By performing the following test using the region, the contact position of the probe is dispersed in the test.
このような手段によっても、一つのパッドの同じ位置に複数回プローブを押し付けることを避け、個々のパッド領域のダメージを防ぎ、信頼性の高い半導体チップ、半導体装置を提供することができる。 Also by such means, it is possible to avoid pressing the probe a plurality of times at the same position of one pad, prevent damage to individual pad regions, and provide a highly reliable semiconductor chip and semiconductor device.
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施例である半導体チップの構成を示す平面図である。 FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a semiconductor chip according to a first embodiment of the present invention.
同図に於いて、半導体チップ10の回路形成面10aの上には、当該半導体チップの外部接続部位(電極)のそれぞれに対応してパッド20が配設されている。 In the figure, pads 20 are arranged on the circuit forming surface 10a of the semiconductor chip 10 so as to correspond to the respective external connection portions (electrodes) of the semiconductor chip.
即ち、半導体基板に形成された半導体素子及び或いは回路の形成領域上に、当該半導体素子或いは回路の外部接続部位に対応してパッド20が配設されている。 That is, the pads 20 are disposed on the semiconductor element and / or circuit formation region formed on the semiconductor substrate so as to correspond to the external connection portions of the semiconductor element or circuit.
当該パッド20は、横方向に並べて配設された3つのパッド部即ち、第1のパッド部21、第2のパッド部22及び第3のパッド部23より構成され、各々のパッド部21乃至23は、パッド20と同一材料或いは異種材料からなる導電性材料をもって構成される連結部24,25により連結されている。 The pad 20 includes three pad portions arranged side by side, that is, a first pad portion 21, a second pad portion 22, and a third pad portion 23, and each of the pad portions 21 to 23 is provided. Are connected by connecting portions 24 and 25 made of a conductive material made of the same material or different material as the pad 20.
ここで、パッド部21乃至23のうち何れか一つ(必要に応じて複数個)は、後の外部接続端子配設工程に於いて、金ワイヤ等が接続されるか或いは突起電極が配設されて外部接続用パッドとされる。 Here, any one (a plurality if necessary) of the pad portions 21 to 23 is connected to a gold wire or a protruding electrode in a subsequent external connection terminal arrangement step. And used as an external connection pad.
図2は、第1実施例におけるパッド配設構成を有する半導体チップ10の試験方法を示す。 FIG. 2 shows a test method of the semiconductor chip 10 having the pad arrangement configuration in the first embodiment.
かかる半導体装置の試験において、第1回目の試験では、半導体チップ10の外縁に近い第1のパッド部21a,21b,21cに対して、順次或いは同時にプローブ針40a、40b、40cを押圧し、接触させて所望の試験を行なう。 In the test of the semiconductor device, in the first test, the probe needles 40a, 40b, and 40c are pressed against the first pad portions 21a, 21b, and 21c close to the outer edge of the semiconductor chip 10 sequentially or simultaneously to make contact. And perform the desired test.
2回目の試験においては、前記第1のパッド部21a,21b,21cの内側に配設された第2のパッド部22a,22b,22cに対して、順次あるいは同時にプローブ針40a,40b、40cを押圧し、接触させて所望の試験を行なう。 In the second test, the probe needles 40a, 40b, and 40c are sequentially or simultaneously applied to the second pad portions 22a, 22b, and 22c disposed inside the first pad portions 21a, 21b, and 21c. Press and contact to perform the desired test.
更に、次の試験においては、最も内側の第3のパッド部23a,23b,23cに対して順次あるいは同時にプローブ針40a,40b、40cを押圧し、接触させて所望の試験を行なう。 Furthermore, in the next test, the probe needles 40a, 40b, and 40c are pressed sequentially and simultaneously against the innermost third pad portions 23a, 23b, and 23c, and a desired test is performed.
このように、本発明の第1の実施例によれば、複数回の試験が必要とされる半導体チップにおいて、一つのパッド部に対してはプローブ針を1回接触させるだけであるため、当該パッド部に於けるキズの発生を低減することができると共に、当該パッド部のダメージを防ぐことができる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, in the semiconductor chip that requires a plurality of tests, the probe needle is only brought into contact with one pad portion once. The occurrence of scratches in the pad portion can be reduced, and damage to the pad portion can be prevented.
試験完了後、試験用としてのみ用いられたパッド部は、必要に応じて樹脂等によりコーティングされ保護される。 After the test is completed, the pad portion used only for testing is coated and protected with a resin or the like as necessary.
図3は、本発明の第2の実施例である半導体チップの構成を示す平面図である。 FIG. 3 is a plan view showing the configuration of a semiconductor chip according to the second embodiment of the present invention.
同図に於いて、半導体チップ11の回路形成面11a上には、当該半導体チップの外部接続部位(電極)のそれぞれに対応してパッド30が配設されている。
In the figure,
当該パッド30は、試験工程、或いは外部接続端子の配設工程に於いては、その表面が3つのパッド領域即ち、第1のパッド領域31、第2のパッド領域32及び第3のパッド領域33の3つ領域に分割されて扱われる。
The
ここで、パッド領域31乃至33のうち何れか一つは、後の外部接続端子の配設工程に於いて、金ワイヤ等が接続されるか或いは突起電極が配設されて外部接続用パッド部とされる。 Here, any one of the pad regions 31 to 33 has an external connection pad portion in which a gold wire or the like is connected or a protruding electrode is disposed in a subsequent external connection terminal disposition process. It is said.
図4は第2実施例におけるパッド構成を有する半導体チップ11の試験方法を示す。 FIG. 4 shows a test method of the semiconductor chip 11 having the pad configuration in the second embodiment.
かかる半導体装置の試験において、第1回目の試験では、半導体チップ11の外縁に近い第1のパッド領域31a,31b,31cに順次あるいは同時にプローブ針40a,40b、40cを押圧し、接触させて所望の試験を行なう。 In such a test of the semiconductor device, in the first test, the probe needles 40a, 40b, and 40c are sequentially pressed or brought into contact with the first pad regions 31a, 31b, and 31c near the outer edge of the semiconductor chip 11 to make a desired test. Perform the test.
2回目の試験においては、前記第1のパッド領域31a,31b,31cの隣(内側)に位置する第2のパッド領域32a,32b,32cに、順次あるいは同時にプローブ針40a,40b、40cを押圧し、接触させて所望の試験を行なう。 In the second test, the probe needles 40a, 40b, and 40c are sequentially or simultaneously pressed against the second pad regions 32a, 32b, and 32c located next to (inner side) the first pad regions 31a, 31b, and 31c. And contact to perform the desired test.
次の試験においては、最も内側の第3のパッド領域33a,33b,33cに順次あるいは同時にプローブ針40a,40b、40cを押圧し、接触させて所望の試験を行なう。 In the next test, the probe needles 40a, 40b, and 40c are pressed and contacted sequentially or simultaneously with the innermost third pad regions 33a, 33b, and 33c to perform a desired test.
このように、本発明の第2の実施例によれば、複数回の試験が必要とされる半導体チップにおいて、一つのパッド領域に対してはプローブ針を1回接触させるだけであるため、当該パッド領域に於けるキズの発生を低減することができると共に、当該パッド領域のダメージを防ぐことができる。 Thus, according to the second embodiment of the present invention, in a semiconductor chip that requires a plurality of tests, the probe needle is only brought into contact with one pad region once. The occurrence of scratches in the pad area can be reduced, and damage to the pad area can be prevented.
試験完了後、試験用としてのみ用いられたパッド領域は、必要に応じて樹脂等によりコーティングされ保護される。 After the test is completed, the pad area used only for testing is coated and protected with a resin or the like as necessary.
図5は本発明の第3の実施例である半導体チップの構成を示す平面図である。 FIG. 5 is a plan view showing a configuration of a semiconductor chip according to a third embodiment of the present invention.
同図に於いて、半導体チップ12の回路形成面12aの上には、当該半導体チップの外部接続部位(電極)のそれぞれに対応してパッド50が配設されている。
In the figure,
図6に示すように、パッド50は、その表面が4つのパッド領域即ち、第1のパッド領域51、第2のパッド領域52、第3のパッド領域53及び第4のパッド領域54に、絶縁層からなるカバー膜60によって分割されている。
As shown in FIG. 6, the surface of the
ここで、パッド領域51乃至54のうち何れか一つは、後の外部接続端子の配設工程に於いて、金ワイヤ等が接続されるか或いは突起電極が配設されて外部接続用パッド部とされる。 Here, any one of the pad areas 51 to 54 is connected to a gold wire or a projecting electrode in a later step of providing an external connection terminal, and an external connection pad portion is provided. It is said.
図7は第3実施例における半導体チップ12の試験方法を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing a test method for the semiconductor chip 12 in the third embodiment.
かかる半導体装置の試験において、第1回目の試験では、図7(A)に示す様に、前記半導体素子の複数パッド領域に対応して、複数のプローブ針40が一体に配設されたプローブカード(図示せず)を用い、複数のプローブ針40を同時にそれぞれのパッド領域に於ける第1のパッド領域51に押圧し、接触させて所望の試験を行なう。 In the test of the semiconductor device, in the first test, as shown in FIG. 7A, a probe card in which a plurality of probe needles 40 are integrally arranged corresponding to a plurality of pad regions of the semiconductor element. (Not shown), a plurality of probe needles 40 are simultaneously pressed against and brought into contact with the first pad area 51 in each pad area to perform a desired test.
2回目の試験においては、図7(B)に示す様に、プローブカードを例えば時計回りに移動させた後、複数のプローブ針40をそれぞれ対応する第2のパッド領域52に同時に押圧し、接触させて所望の試験を行なう。 In the second test, as shown in FIG. 7B, after the probe card is moved, for example, clockwise, the probe needles 40 are simultaneously pressed against the corresponding second pad regions 52 to make contact. And perform the desired test.
これ以降、3回目の試験、4回目の試験も、プローブカード或いは被試験半導体チップを移動させてパッド領域を変更しつつ実施する。 Thereafter, the third test and the fourth test are also performed while changing the pad area by moving the probe card or the semiconductor chip to be tested.
このように、本発明の第3の実施例によれば、複数回の試験が必要とされる半導体チップにおいて、試験の度に、例えば時計周りに順次プローブ針が接触するパッド領域を変えてゆくことにより、一つのパッド領域に対してはプローブ針を1回接触させるだけであるため、当該パッド領域に於けるキズの発生を低減することができると共に、当該パッド領域のダメージを防ぐことができる。 As described above, according to the third embodiment of the present invention, in a semiconductor chip that requires a plurality of tests, the pad area with which the probe needle contacts sequentially, for example, clockwise is changed at each test. As a result, since the probe needle is only brought into contact with one pad area once, generation of scratches in the pad area can be reduced and damage to the pad area can be prevented. .
試験完了後、試験用としてのみ用いられたパッド領域は、必要に応じて樹脂等によりコーティングされ保護される。 After the test is completed, the pad area used only for testing is coated and protected with a resin or the like as necessary.
尚、本発明にあっては、半導体チップの外部接続部位(電極)の一つに対応して配設された複数個のパッド領域或いはパッド部のうち、半導体チップの外部接続部位(端子)に最も遠い位置にあるパッドを最初の試験の際に用い、以後半導体チップの外部接続部位(端子)に近づく方向にバットを選択しても良い。 In the present invention, among the plurality of pad regions or pad portions arranged corresponding to one of the external connection portions (electrodes) of the semiconductor chip, the external connection portion (terminal) of the semiconductor chip is used. The pad at the farthest position may be used for the first test, and the bat may be selected in the direction approaching the external connection portion (terminal) of the semiconductor chip thereafter.
このようなパッドの選択により、直前の試験の際にパッドに付されたキズなどにより当該パッド部と半導体チップの外部接続部位(端子)との間の抵抗が増加する影響を回避することができる。 By selecting such a pad, it is possible to avoid the influence of an increase in resistance between the pad portion and the external connection portion (terminal) of the semiconductor chip due to a scratch attached to the pad during the previous test. .
また、複数個のパッド領域或いはパッド部のうち、何れか少なくとも一つが、外部接続用パッド部を構成するとして説明したが、当業者であれば、かかる構成に止まることなく、複数のパッド領域を含む試験用パッドとは別個に、外部接続用の専用パッドを配設することは必要に応じて行うことができる。 Further, at least one of the plurality of pad regions or pad portions has been described as constituting an external connection pad portion. However, those skilled in the art will not be limited to such a configuration, and a plurality of pad regions may be defined. Separately from the included test pads, a dedicated pad for external connection can be provided as necessary.
10、11、12…半導体チップ
10a、11a、12a…回路形成面
20、30,50…パッド
21…第1のパッド部
22…第2のパッド部
23…第3のパッド部
31、51…第1のパッド領域
32、52…第2のパッド領域
33、53…第3のパッド領域
40、40a、40b、40c…プローブ針
54…第4のパッド領域
60…カバー膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 11, 12 ... Semiconductor chip 10a, 11a, 12a ...
Claims (5)
前記パッドは、その表面が複数の領域に分割され、且つ隣接するパッド領域間が電気的に接続されてなることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device in which pads are disposed on a semiconductor element and / or circuit formation region formed on a semiconductor substrate so as to correspond to an external connection portion of the semiconductor element or circuit.
The pad has a surface divided into a plurality of regions and electrically connected between adjacent pad regions.
前記複数個のパッド領域の配置は、同一のプローブカードでコンタクトできるような配置としたことを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of pad regions are arranged such that they can be contacted by the same probe card.
前記パッドは、その表面が複数の領域に分割され、且つ隣接するパッド領域間が電気的に接続されてなり、
前記パッドの表面領域の選択された一つにのみに前記プローブを接触せしめることを特徴とする半導体装置の試験方法。 A test in which a probe is brought into contact with a pad of a semiconductor device in which a pad corresponding to an external connection portion of the semiconductor element or circuit is formed on a semiconductor element and / or circuit formation region formed on the semiconductor substrate. In the method,
The pad has a surface divided into a plurality of regions and electrically connected between adjacent pad regions,
A test method for a semiconductor device, wherein the probe is brought into contact with only one selected surface area of the pad.
同一のプローブカードで、複数のパッドに位置をずらしてコンタクトすることを特徴とする半導体装置の試験方法。
The semiconductor device testing method according to claim 4,
A test method for a semiconductor device, wherein the same probe card is used to contact a plurality of pads while shifting their positions.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070403 |