JP2007266078A - 半導体装置、チップ・オン・チップ構造の半導体装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置、チップ・オン・チップ構造の半導体装置及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】チップ・オン・チップ構造の半導体装置に使用する機能マクロチップのチップサイズの縮小及びコストの低減を図る。
【解決手段】複数の機能マクロチップ11のマクロ領域12を隣接して配設し、機能マクロチップ11のPAD領域13を複数のマクロ領域12の周囲に配設した。
【選択図】図1

Description

この発明は、チップ・オン・チップ構造の半導体装置に搭載される機能マクロチップに関するものである。
チップ・オン・チップ構造の半導体装置は、親チップの表面に複数の機能マクロチップ(子チップ)が接合されて、パッケージングされる。このような半導体装置では、コストを低減するために、機能チップの小型化が必要となっている。
図3は、チップ・オン・チップ構造の半導体装置の概要を示す。親チップ1及び機能マクロチップ2の表面にはバンプが形成され、そのバンプを介して親チップ1上に複数の機能マクロチップ2が接合される。そして、親チップ1の周囲に形成されるパッドがボンディングワイヤ3を介して外部ピンに接続されてパッケージングされる。
図4は、ウェハ上に形成される機能マクロチップ2の概要を示す。機能マクロチップ2は、マクロ領域4と、その周囲に形成されるPAD領域5とを備えている。PAD領域5は、ウェハ試験時に使用する試験パッドやI/Oセル等が形成され、ウェハ試験後は不要となる。
図5は、ウェハ上に複数の機能マクロチップ2を形成する場合を示す。すなわち、各マクロ領域4の周囲にはPAD領域5が形成され、隣接するマクロ領域4間のPAD領域5は、その両側のマクロ領域4で共用される。このような構成により、ウェハ上でのPAD領域5の占有面積を縮小して、1枚のウェハからの機能マクロチップ2の採取個数を増大させている。
また、ウェハ試験後は、同図に点線で示すスクライブライン6で各機能マクロチップ2が切り離される。
特許文献1には、親チップ上に子チップを接合した後に、親チップ上のバンプにテストプローブを押し当てて、子チップの動作を確認可能とした半導体装置が開示されている。
特開2001−94037号公報
図5に示す機能マクロチップ2では、ウェハ上において隣接するマクロ領域4のPAD領域5を共用してはいるが、依然として隣接するマクロ領域4間にPAD領域5を必要としている。
従って、機能マクロチップ1個当たりの占有面積が増大し、1枚のウェハから採取できるチップ数を十分に増加させることができず、機能マクロチップのコストが上昇する。また、ウェハ試験を行う際に、各機能マクロチップ毎に試験を行う必要があるため、試験コストも上昇する。
特許文献1に記載された半導体装置では、子チップに試験パッドを設ける必要はないが、親チップ及び子チップの動作試験をそれぞれ行う必要があるため、試験コストが上昇する。
この発明の目的は、チップ・オン・チップ構造の半導体装置に使用する機能マクロチップのチップサイズの縮小及びコストの低減を図ることにある。
上記目的は、複数の機能マクロチップのマクロ領域を隣接して配設し、前記機能マクロチップのPAD領域を前記複数のマクロ領域の周囲に配設した半導体装置により達成される。
また、上記目的は、ウェハ上に複数の機能マクロチップのマクロ領域を隣接して配設し、前記各機能マクロチップで共用するPAD領域を前記複数のマクロ領域の周囲に配設し、前記機能マクロチップの動作試験後に、前記各マクロ領域を切り離して、PAD領域を具備しない複数の機能マクロチップを形成する半導体装置の製造方法により達成される。
本発明によれば、チップ・オン・チップ構造の半導体装置に使用する機能マクロチップのチップサイズの縮小及びコストの低減を図ることができる。
以下、この発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。図1に示すように、ウェハ上に形成される多数の機能マクロチップ11は、マクロ領域12のみが隣接して形成され、多数のマクロ領域12の周囲にPAD領域13が形成されている。PAD領域13は、ウェハ試験時に使用する試験パッドやI/Oセル等が形成され、ウェハ試験後は不要となる。
各マクロ領域12は、それぞれ配線でPAD領域13と接続されている。図2は、マクロ領域12とPAD領域13とを接続する配線の一例を示す。PAD領域13とマクロ領域12間及び各マクロ領域12間には、多数の信号配線(入出力信号配線)14がレイアウトされ、PAD領域13と各マクロ領域12が接続されている。
また、各マクロ領域12とPAD領域13とはそれぞれ出力信号線(入出力信号配線)15a〜15dを介して接続されている。各信号配線14及び出力信号線15a〜15dはPAD領域13内でそれぞれ試験パッドに接続されている。また、各信号配線14及び出力信号線15a〜15dは多層配線で構成されている。
このようにしてウェハ上に形成された機能マクロチップ11は、PAD領域13の試験パッドにテストプローブを押し当ててウェハ試験が行われる。すなわち、試験装置からテストプローブを介してPAD領域5に試験信号が入力され、その試験信号はPAD領域13内のI/Oセル、信号配線14を介して各マクロ領域12に入力される。
そして、各マクロ領域12から出力される出力信号が出力信号線15a〜15d、PAD領域13内のI/Oセル、試験パッド及びテストプローブを介して試験装置に入力され、各マクロ領域12が正常に動作しているか否かが判定される。
動作試験後は、各マクロ領域12間及びマクロ領域12とPAD領域13間のスクライブライン16に沿って切断して、各機能マクロチップ11を切り離す。そして、各機能マクロチップ11を親チップ上に接合して、チップ・オン・チップ構造の半導体装置が形成される。
上記のように構成された機能マクロチップ11では、次に示す作用効果を得ることができる。
(1)ウェハ上に形成される機能マクロチップ11は、マクロ領域12のみを隣接して多数レイアウトし、多数のマクロ領域12の周囲にPAD領域13を形成し、ウェハ試験後に各マクロ領域12の周囲のスクライブライン16に沿って切断した。従って、切断後の機能マクロチップ11はPAD領域13を含まず、マクロ領域12のみとなるので、占有面積を縮小して小型化を図ることができる。
(2)各機能マクロチップ11は、各マクロ領域12の周囲にPAD領域13をレイアウトせず、多数のPAD領域13の周囲に各マクロ領域12で共用するPAD領域13をレイアウトした。従って、各機能マクロチップ11の占有面積を縮小して、1枚のウェハから採取できるチップ数を十分に増加させることができる。従って、製造コストを低減することができる。
(3)各機能マクロチップ11は、共通の信号配線14を介してPAD領域13に接続したので、ウェハ試験時にはPAD領域13の試験パッドにテストプローブをあてて各機能マクロチップ11の動作試験を並行して行うことができる。従って、試験コストを低減することができる。
(4)各機能マクロチップ11は、マクロ領域12のみとして面積を縮小することができるので、親チップへの搭載が容易となる。
上記実施の形態は、以下の態様で実施してもよい。
・マクロ領域の数が多い場合には、出力信号線と試験パッドとの間に切り替え回路を介在させて、試験パッドに接続される出力信号線を順次切り替えるようにして、試験パッド数を削減するようにしてもよい。
・PAD領域13には試験パッドを形成し、I/Oセルは各マクロ領域12に形成してもよい。
一実施の形態の機能マクロチップのレイアウトを示すレイアウト図である。 マクロ領域とPAD領域の接続を示す配線レイアウト図である。 チップ・オン・チップ構造の半導体装置を示す側面図である。 従来の機能マクロチップを示す平面図である。 従来の機能マクロチップを示すレイアウト図である。
符号の説明
11 機能マクロチップ
12 マクロ領域
13 PAD領域
14 入出力信号配線(信号配線)
15a〜15d 入出力信号配線(出力信号線)

Claims (5)

  1. 複数の機能マクロチップのマクロ領域を隣接して配設し、前記機能マクロチップのPAD領域を前記複数のマクロ領域の周囲に配設したことを特徴とする半導体装置。
  2. 前記PAD領域を前記複数のマクロ領域で共用する入出力信号配線を備えたことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 前記マクロ領域とPAD領域とを信号配線及び出力信号線で接続したことを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置。
  4. 請求項1乃至3のいずれかに記載のマクロ領域を切り離して形成した機能マクロチップを親チップに搭載したことを特徴とするチップ・オン・チップ構造の半導体装置。
  5. ウェハ上に複数の機能マクロチップのマクロ領域を隣接して配設し、前記各機能マクロチップで共用するPAD領域を前記複数のマクロ領域の周囲に配設し、前記機能マクロチップの動作試験後に、前記各マクロ領域を切り離して、PAD領域を具備しない複数の機能マクロチップを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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