JP2006112967A - 接合抵抗値測定用半導体チップおよび半導体チップの接合抵抗値測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 実際の半導体チップのうち、回路をなすバンプに対応する２つのバンプの接合抵抗特性を確実に求めることができる接合抵抗値測定用半導体チップを提供する。
【解決手段】 接合抵抗値測定用半導体チップ１０は、矩形状平面を有する半導体チップ本体１１と、半導体チップ本体１１の一面にＵ字状に設けられたパターン回路１２と、パターン回路１２上に設けられた４つのバンプ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄとを備えている。４つのバンプ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄはＵ字状のパターン回路１２上に配置され、かつ半導体チップ本体１１の四隅に配置されている。パターン回路１２の中央部に設けられた２つのバンプ１３ａ、１３ｂは、実際の半導体装置のうち回路をなすバンプに対応する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体チップのバンプの接合抵抗特性を測定する接合抵抗値測定用半導体チップおよび半導体チップの接合抵抗値測定方法に関する。

一般に半導体チップは、半導体チップ本体と、半導体チップ本体の一面の四隅に設けられた４つのバンプとを有し、このような半導体チップは例えばアルミニウム製の導電性基材にバンプを介して実装される。

このような半導体チップは、上述のように各バンプを介して導電性基材に接続されているが、バンプと導電性基材との間の接合抵抗値を測定することにより、半導体チップの特性を検査することが行なわれている。

従来、バンプと導電性基材との間の接合抵抗値を測定するため、接合抵抗値測定用半導体チップが開発されている。この接合抵抗値測定用半導体チップは、製造すべき半導体チップと同一形状を有し、かつ同一材料からなる半導体チップ本体およびバンプとを有している。

そしてこの接合抵抗値測定用半導体チップを用いてバンプと導電性基材との間の接合抵抗値を測定することにより、バンプの接合抵抗特性を検査している。

一般の半導体チップは、導電性基材への実装に際し、４隅のバンプのうち一対のバンプを実際に回路として用い、他の一対のバンプはダミーバンプとして用いられている。このため回路として用いる一対のバンプに関し、迅速かつ確実にその接合抵抗特性を検査する必要がある。

しかしながら、従来、回路として用いる半導体チップの一対のバンプについて、その接合抵抗特性を確実に検査する接合抵抗値測定用半導体チップは開発されていない。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、回路として用いる半導体チップの一対のバンプについて、その接合抵抗特性を確実に検査することができる接合抵抗値測定用半導体チップおよび半導体チップの接合抵抗値測定方法を提供することを目的とする。

本発明は、バンプと導電性基材との間の接合抵抗値を測定するための接合抵抗値測定用半導体チップにおいて、矩形状平面を有する半導体チップ本体と、半導体チップ本体の一面にＵ字状に設けられたパターン回路と、パターン回路上に設けられた複数のバンプとを備え、バンプはＵ字状のパターン回路上であって、かつ少なくとも半導体チップの四隅に配置されていることを特徴とする接合抵抗値測定用半導体チップである。

本発明は、パターン回路およびバンプは、いずれも金属となることを特徴とする接合抵抗値測定用半導体チップである。

本発明は、バンプは４つ設けられ、Ｕ字状のパターン回路の一対の両端およびパターン回路の中央部の２箇所に設けられていることを特徴とする接合抵抗値測定用半導体チップである。

本発明は、バンプを露出させた状態でパターン回路を覆って絶縁層が設けられていることを特徴とする接合抵抗値測定用半導体チップである。

本発明は、上記記載の接合抵抗値測定用半導体チップであって、各バンプは少なくともパターン回路の一対の両端部およびパターン回路の中央部の２箇所に設けられた半導体チップを用いた半導体チップの接合抵抗値測定方法において、パターン回路の中央部の２個のバンプに各々第１および第２導電性基材を接続し、かつパターン回路の両端部のバンプに各々第３および第４導電性基材を接続するとともに、第３導電性基材は第１導電性基材側に位置し、かつ第４導電性基材は第２導電性基材側に位置する工程と、第１導電性基材と第３導電性基材に一方の定電流源を接続し、第２導電性基材と第４導電性基材に他方の定電流源を接続するとともに、第１導電性基材と第２導電性基材に電圧計を接続する工程と、一方の定電流源を用いて一定の電流を流し、電圧計を作動させて、一方の定電流源の設定値と電圧計の測定結果に基づいて、第１の導電性基材とこれに対応するバンプ間の接合抵抗値を測定する工程と、他方の定電流源を用いて一定の電流を流し、電圧計を作動させて、他方の定電流源の設定値と電圧計の測定結果に基づいて、第２の導電性基材とこれに対応するバンプ間の接合抵抗値を測定する工程と、を備えたことを特徴とする半導体チップの接合抵抗値測定方法である。

以上説明したように、本発明によれば、接合抵抗値測定用半導体チップを用いることにより、実際の半導体チップのうち、回路として用いるバンプに対応する２つのバンプの各々の接合抵抗特性を容易かつ確実に求めることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図４は本発明による接合抵抗値測定用半導体チップおよび半導体チップのバンプと導電性基材との間の接合抵抗値測定方法を示す図である。

図１乃至図３に示すように、接合抵抗値測定用半導体チップ１０は、平面矩形状の半導体チップ本体１１と、半導体チップ本体１１の一面に設けられたＵ字状（コ字状ともいう）のパターン回路１２と、パターン回路１２上であって、かつ半導体チップ本体１１の四隅に設けられた４つのバンプ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄとを備えている。

このうち半導体チップ本体１１は、シリコン製の半導体チップ本体からなり、製造すべき半導体チップの半導体チップ本体と同一形状を有するとともに、同一材料から作製されている。また、４つのバンプ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄも製造すべき半導体チップのバンプと同様に半導体チップ本体１１の四隅に配置され、かつ製造すべき半導体チップのバンプと同一形状を有するとともに、同一材料から作製されている。このバンプ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、金属材料（たとえば金等）からなり、１０数ミクロンの厚さを有している。

またパターン回路１２は、金属材料（たとえば金等）からなるとともに、スパッタリングにより形成され、その厚みは数十オングストロームとなっている。

また半導体チップ本体１１の一面には、バンプ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを外方に露出させた状態でパターン回路１２を覆う絶縁層１６が設けられている。

ところで、バンプ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのうち、バンプ１３ａ、１３ｂはＵ字状のパターン回路の略中央部に配置され、このバンプ１３ａ、１３ｂは実際の半導体チップにおいて回路として使用されるバンプに対応している。また、バンプ１３ｃ、１３ｄはパターン回路１２の両端部に配置され、このバンプ１３ｃ、１３ｄは実際の半導体チップでは回路として使用されないダミーバンプに対応している。

また接合抵抗測定用半導体チップ１０を後述のように第１〜第４導電性基材１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄに接続した場合、バンプ１３ａは第１導電性基材１５ａに接続され、バンプ１３ｂは第２導電性基材１５ｂに接続され、バンプ１３ｃは第３導電性基材１５ｃに接続され、バンプ１３ｄは第４導電性基材１５ｄに接続される。

次にこのような構成からなる接合抵抗値測定用半導体チップ１０を用いたバンプの接合抵抗値測定方法について説明する。

上述のように接合抵抗値測定用半導体チップ１０は、実際の半導体チップと同一形状および同一材料の半導体チップ本体１１およびバンプ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを有しているので、この接合抵抗値測定用半導体チップ１０のバンプ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの接合抵抗特性を求めることにより、実際の半導体チップのバンプの接合抵抗特性を予測することができる。

まず、接合抵抗値測定用半導体チップ１０を第１〜第４導電性基材１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ上に接続する。このとき、接合抵抗値測定用半導体チップ１０のバンプ１３ａが第１導電性基材１５ａに接続され、バンプ１３ｂが第２導電性基材１５ｂに接続され、バンプ１３ｃが第３導電性基材１５ｃに接続され、バンプ１３ｄが第４導電性基材１５ｄに接続される。

第１〜第４導電性基材１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、いずれもアルミニウム製となっており、また第１〜第４導電性基材１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、予め絶縁シート１９上に固着されている。

また、接合抵抗値測定用半導体チップ１０は、第１〜第４導電性基材１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ上に、接着剤１７により固定されている。

次に、第１導電性基材１５ａおよび第２導電性基材１５ｂ間に電圧計２１を接続し、かつ第１導電性基材１５ａおよび第３導電性基材１５ｃ間に、一方の定電流源２０ａを接続する。さらに第２導電性基材１５ｂおよび第４導電性基材１５ｄ間に他方の定電流源２０ｂを接続する。

次に図４に示すように、バンプ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのうち、実際の半導体チップにおいて、回路として使用すべきバンプに対応するバンプ１３ａ、１３ｂの接合抵抗特性を測定する。

なお、図４に示すように、接合抵抗値測定用半導体チップ１０を第１〜第４導電性基材１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ上に接続した場合、バンプ１３ａと第１導電性基材１５ａとの間に抵抗２３ａが生じ、バンプ１３ｂと第２導電性基材１５ｂとの間に抵抗２３ｂが生じ、バンプ１３ｃと第３導電性基材１５ｃとの間に抵抗２３ｃが生じ、バンプ１３ｄと第３導電性基材１５ｄとの間に抵抗２３ｄが生じている。

バンプ１３ａの接合抵抗特性を測定する場合、一方の定電流源２０ａを用いて一定の電流を流し、電圧計２１を作動させる。このとき、図４の実線で示すようにバンプ１３ａの抵抗２３ａおよびバンプ１３ｃの抵抗２３ｃ側に電流Ｉが流れ、この電流Ｉは一方の定電流源２０ａの設定値に対応する。

また電圧計２１によりバンプ１３ａの抵抗２３ａおよびバンプ１３ｂの抵抗２３ｂ間の電圧が電圧計２１により測定される。電圧計２１内には比較的大きな抵抗器が内蔵されており、このためバンプ１３ａの抵抗２３ａ、バンプ１３ｂの抵抗２３ｂおよび電圧計２１を循環する電流はほとんどなく、電圧計２１により測定される電圧Ｖは、バンプ１３ａの抵抗２３ａの両端間の電圧に略一致する。

このため、バンプ１３ａの抵抗２３ａの接合抵抗値が
Ｒ＝Ｖ／Ｉ により求められる。

次に同様にして一方の定電流源２０ａの作動を停止し、他方の定電流源２０ｂを用いて一定の電流を流すとともに、電圧計２１を作動させる。この場合、図４の破線に示すように、バンプ１３ｂの抵抗２３ｂおよびバンプ１３ｄの抵抗２３ｄ側に電流Ｉが流れ、この時の電流Ｉは他方の定電流源２０ｂの設定値に対応する。またバンプ１３ｂの抵抗２３ｂの両端間の電圧が電圧計２１により測定される。

次にバンプ１３ｂの抵抗２３ｂの接合抵抗値が
Ｒ＝Ｖ／Ｉ により求められる。

このようにして、バンプ１３ａの抵抗２３ａの接合抵抗値、およびバンプ１３ｂの抵抗２３ｂの接合抵抗値が求めれ、このようにしてバンプ１３ａ、１３ｂの接合抵抗特性が求められる。

以上のように本実施の形態によれば、接合抵抗値測定用半導体チップを用いるとともに、一方の定電流源２０ａと他方の定電流源２０ｂの作動を切り換えるだけで、実際の半導体チップの回路をなすバンプに対応する２つのバンプ１３ａ、１３ｂの接合抵抗特性を容易かつ確実に求めることができる。

本発明による接合抵抗値測定用半導体チップを示す概略図。 本発明による接合抵抗値測定用半導体チップを示す斜視図。 本発明による接合抵抗値測定用半導体チップを示す側面図。 半導体チップのバンプの接合抵抗値測定方法を示す図。

符号の説明

１０ 接合抵抗値測定用半導体チップ
１１ 半導体チップ本体
１２ パターン回路
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ バンプ
１５ａ 第１導電性基材
１５ｂ 第２導電性基材
１５ｃ 第３導電性基材
１５ｄ 第４導電性基材
１６ 絶縁層
１７ 接着剤
１９ 絶縁シート
２０ａ 一方の定電流源
２０ｂ 他方の定電流源
２１ 電圧計
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ 抵抗

Claims (5)

1. バンプと導電性基材との間の接合抵抗値を測定するための接合抵抗値測定用半導体チップにおいて、
   矩形状平面を有する半導体チップ本体と、
   半導体チップ本体の一面にＵ字状に設けられたパターン回路と、
   パターン回路上に設けられた複数のバンプとを備え、
   バンプはＵ字状のパターン回路上であって、かつ少なくとも半導体チップの四隅に配置されていることを特徴とする接合抵抗値測定用半導体チップ。
2. パターン回路およびバンプは、いずれも金属となることを特徴とする請求項１記載の接合抵抗値測定用半導体チップ。
3. バンプは４つ設けられ、Ｕ字状のパターン回路の一対の両端およびパターン回路の中央部の２箇所に設けられていることを特徴とする請求項１または２のいずれか記載の接合抵抗値測定用半導体チップ。
4. バンプを露出させた状態でパターン回路を覆って絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の接合抵抗値測定用半導体チップ。
5. 請求項１記載の接合抵抗値測定用半導体チップであって、バンプは少なくともパターン回路の一対の両端部およびパターン回路の中央部の２箇所に設けられた半導体チップを用いた半導体チップの接合抵抗値測定方法において、
   パターン回路の中央部の２個のバンプに各々第１および第２導電性基材を接続し、かつパターン回路の両端部のバンプに各々第３および第４導電性基材を接続するとともに、第３導電性基材は第１導電性基材側に位置し、かつ第４導電性基材は第２導電性基材側に位置する工程と、
   第１導電性基材と第３導電性基材に一方の定電流源を接続し、第２導電性基材と第４導電性基材に他方の定電流源を接続するとともに、第１導電性基材と第２導電性基材に電圧計を接続する工程と、
   一方の定電流源を用いて一定の電流を流し、電圧計を作動させて、一方の定電流源の設定値と電圧計の測定結果に基づいて、第１の導電性基材とこれに対応するバンプ間の接合抵抗値を測定する工程と、
   他方の定電流源を用いて一定の電流を流し、電圧計を作動させて、他方の定電流源の設定値と電圧計の測定結果に基づいて、第２の導電性基材とこれに対応するバンプ間の接合抵抗値を測定する工程と、
   を備えたことを特徴とする半導体チップの接合抵抗値測定方法。

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