JP2011151084A - Peeling test device, and peeling test method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、剥離テスト装置及び剥離テスト方法に関する。 The present invention relates to a peel test apparatus and a peel test method.
LSI(Large Scale Integration)などの集積回路は、半導体チップに形成される。半導体チップには、複数の配線層が形成される。複数の配線層は、層間膜を介して積層される。種々の原因により、層間膜が下地の膜から剥離してしまうことがある。そこで、層間膜の剥離を防止するための技術が、望まれている。 An integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration) is formed on a semiconductor chip. A plurality of wiring layers are formed on the semiconductor chip. The plurality of wiring layers are stacked via an interlayer film. The interlayer film may be peeled off from the underlying film due to various causes. Therefore, a technique for preventing the peeling of the interlayer film is desired.
関連技術として、特許文献1(特開2007−165392)に記載された半導体装置が挙げられる。この半導体装置は、多層配線構造を有する半導体チップの素子領域の外周部に、それぞれ多層配線構造を有する複数の第1の補強用パターンが平面同心状に形成された半導体装置である。この半導体装置において、少なくとも最内側の補強用パターンは、多層配線構造における各層の配線および各層間のビアがそれぞれ長さ方向に分割された状態で形成されている。この半導体装置は、分割された各配線および各ビアが全体として立体的に1つの配線経路を形成するように直列に接続されたスタックト・チェーン構造を有している。最上層の配線の配線経路両端に対応して一対のパッド電極が形成されている。一対のパッド電極間の電気的接続状態をモニタすることによって、層間膜剥離が発生したか否かを評価することができる。 As a related technique, there is a semiconductor device described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-165392). This semiconductor device is a semiconductor device in which a plurality of first reinforcing patterns each having a multilayer wiring structure are concentrically formed on the outer periphery of an element region of a semiconductor chip having a multilayer wiring structure. In this semiconductor device, at least the innermost reinforcing pattern is formed in a state where the wiring of each layer and the vias between the layers in the multilayer wiring structure are divided in the length direction. This semiconductor device has a stacked chain structure in which each divided wiring and each via are connected in series so as to form one wiring path three-dimensionally as a whole. A pair of pad electrodes are formed corresponding to both ends of the wiring path of the uppermost layer wiring. By monitoring the electrical connection state between the pair of pad electrodes, it is possible to evaluate whether or not interlayer film peeling has occurred.
他の関連技術として、特許文献2(特開2005−191083)に記載された半導体集積回路が挙げられる。この半導体集積回路は、評価用配線と、評価用配線の一端に接続され、一端に所定の論理レベルを書き込む入力回路と、評価用配線の他端に接続され、他端の論理レベルをラッチするラッチ回路と、入力回路の出力をラッチ回路の入力に接続する第1スイッチ回路と、入力回路の出力を評価用配線の一端に接続する第2スイッチ回路と、評価用配線の他端をラッチ回路の入力に接続する第3スイッチ回路と、ラッチ回路にラッチされた論理レベルを読み出す出力回路とを備えている。 As another related technique, there is a semiconductor integrated circuit described in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-191083). This semiconductor integrated circuit is connected to an evaluation wiring, one end of the evaluation wiring, an input circuit for writing a predetermined logic level at one end, and the other end of the evaluation wiring, and latches the logic level at the other end. A latch circuit; a first switch circuit for connecting the output of the input circuit to the input of the latch circuit; a second switch circuit for connecting the output of the input circuit to one end of the evaluation wiring; and the other end of the evaluation wiring being a latch circuit A third switch circuit connected to the input of the first and second output circuits for reading out the logic level latched by the latch circuit.
層間膜の剥離は、集積回路の製造過程で発生することもあれば、製品として集積回路を出荷した後で発生することもある。従って、層間膜の剥離がどの段階で発生したかを知ることが望まれる。しかし、既述の特許文献1および2の技術では、テスト時に剥離の有無を知ることができるだけであり、どの段階で剥離が発生したかについては知ることができない、という問題点があった。
The peeling of the interlayer film may occur in the manufacturing process of the integrated circuit, or may occur after the integrated circuit is shipped as a product. Therefore, it is desirable to know at which stage the peeling of the interlayer film has occurred. However, the techniques disclosed in
本発明に係る剥離テスト装置は、複数の剥離補強ブロックと、テスト回路とを具備する。前記複数の剥離補強ブロックの各々は、複数の配線層に形成された配線群と、前記複数の配線層間で前記配線群を電気的に接続する、導体ホールとを備える。前記テスト回路は、前記複数の剥離補強ブロックに対応して設けられた、複数のデータ保持回路と、前記複数の剥離補強ブロックの各々の一端に、テスト信号を供給する、テスト信号供給端と、前記複数のデータ保持回路に接続された、不揮発性の記憶回路とを備える。前記複数のデータ保持回路の各々は、対応する前記各剥離補強ブロックの他端から前記テスト信号に応じて出力される信号をテスト結果データとして保持する。前記不揮発性の記憶回路は、前記各データ保持回路に保持された前記テスト結果データを、前記各データ保持回路と対応付けて記憶するように、前記各データ保持回路と接続されている。 The peel test apparatus according to the present invention includes a plurality of peel reinforcing blocks and a test circuit. Each of the plurality of peeling reinforcing blocks includes a wiring group formed in a plurality of wiring layers and a conductor hole that electrically connects the wiring group between the plurality of wiring layers. The test circuit is provided corresponding to the plurality of peel reinforcing blocks, a plurality of data holding circuits, and a test signal supply end for supplying a test signal to one end of each of the plurality of peel reinforcing blocks, A nonvolatile memory circuit connected to the plurality of data holding circuits. Each of the plurality of data holding circuits holds, as test result data, a signal output in accordance with the test signal from the other end of each corresponding peel reinforcing block. The nonvolatile storage circuit is connected to the data holding circuits so as to store the test result data held in the data holding circuits in association with the data holding circuits.
この発明によれば、剥離補強ブロックにおいて配線層間で剥離が生じた場合、その剥離補強ブロックの一端と他端との間が電気的に遮断される。従って、各データ保持回路に保持されるテスト結果データを用いて、各剥離補強ブロックにおける剥離の有無を知ることができる。加えて、この発明では、テスト結果データが、不揮発性の記憶回路に記憶される。従って、記憶回路に記憶されたデータを参照すれば、どの段階で剥離が発生したかを確認することができる。 According to the present invention, when peeling occurs between the wiring layers in the peel reinforcing block, the one end and the other end of the peel reinforcing block are electrically disconnected. Therefore, it is possible to know the presence or absence of peeling in each peeling reinforcing block using the test result data held in each data holding circuit. In addition, according to the present invention, test result data is stored in a nonvolatile storage circuit. Therefore, by referring to the data stored in the memory circuit, it is possible to confirm at which stage peeling has occurred.
本発明に係る剥離テスト方法は、複数の剥離補強ブロックの各々の一端に、テスト信号を供給するステップと、前記各剥離補強ブロックの他端から前記テスト信号に応じて出力される信号を、テスト結果データとして保持するステップと、前記不揮発性の記憶回路は、前記テスト結果データを、前記各データ保持回路と対応付けて、不揮発性の記憶回路に記憶させるステップとを具備する。前記各剥離補強ブロックは、複数の配線層に形成された配線群と、前記複数の配線層間で前記配線群を電気的に接続する、導体ホールとを備えている。 In the peel test method according to the present invention, a test signal is supplied to one end of each of the plurality of peel reinforcing blocks, and a signal output according to the test signal from the other end of each peel reinforcing block is tested. The step of holding as result data, and the non-volatile storage circuit include the step of storing the test result data in the non-volatile storage circuit in association with each data holding circuit. Each of the separation reinforcing blocks includes a wiring group formed in a plurality of wiring layers and a conductor hole that electrically connects the wiring group between the plurality of wiring layers.
本発明によれば、どの段階で剥離が発生したかを知ることのできる、剥離テスト装置、および剥離テスト方法が提供される。 According to the present invention, it is possible to provide a peeling test apparatus and a peeling test method capable of knowing at which stage peeling has occurred.
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る剥離テスト装置が設けられた半導体チップ10を示す概略図である。図1には示されていないが、半導体チップ10には、複数の配線層が設けられている。複数の配線層は、層間膜を介して、積層されている。図1に示されるように、半導体チップ10の中央部には、LSI内部領域3(集積回路が形成された領域)が設けられている。また、半導体チップ10の外周部には、複数の剥離補強ブロック2(2−1〜2−4)が設けられている。LSI内部領域3には、集積回路の一部として、テスト回路1が形成されている。本実施形態に係る剥離テスト装置は、テスト回路1および複数の剥離補強ブロック2によって実現される。複数の剥離補強ブロック2は、テスト回路1と接続されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view showing a
各剥離補強ブロック2は、層間膜の剥離を防止するために設けられている。各剥離補強ブロック2は、半導体チップの角部に設けられている。図2は、各剥離補強ブロック2を示す概略断面図である。図2に示されるように、各剥離補強ブロック2は、複数の配線層4(4−1〜4−3)に設けられた配線と、および各配線層間で配線を接続する導体ホール5とを備えている。導体ホール5は、複数の配線層のうちの最上層4−1と、複数の配線層のうちの最下層4−2との間を貫通するように、伸びている。このように、複数の配線層間に設けられた配線を導体ホールで接続するような構成を用いることにより、層間膜の剥離を起こりにくくすることができる。
Each
テスト回路1は、各剥離補強ブロック2において、層間膜の剥離が発生しているか否かをテストするために設けられている。図3は、テスト回路1の構成を示す概略図である。図3に示されるように、テスト回路1は、複数のスキャンフリップフロップ6(6−1〜6−4)、スキャンイン端子SIN、テスト信号供給端子IN、クロック信号供給端子CLK、カウンター回路11、および不揮発性の記憶部9を備えている。
The
複数のスキャンフリップフロップ6(6−1〜6−4)は、複数の剥離補強ブロック2(2−1〜2−4)に対応して設けられている。各スキャンフリップフロップ6は、マルチプレクサ8、およびフリップフロップ回路7を有している。フリップフロップ回路7の入力端は、マルチプレクサ8の出力端に接続されている。また、フリップフロップ回路7は、クロック信号供給端子CLKと接続されている。クロック信号供給端子CLKからは、クロック信号がフリップフロップ回路7に供給される。マルチプレクサ8は、2つの入力端を有しており、一方の入力端は、対応する剥離補強ブロック2に接続されている。マルチプレクサ8の他方の入力端は、上段のスキャンフリップフロップ6に含まれるフリップフロップ回路7の出力端に接続されている。但し、最上段のスキャンフリップフロップ6−1では、マルチプレクサ8の他方の入力端は、スキャンイン端子SINに接続されている。また、最下段のスキャンフリップフロップ6−4では、フリップフロップ回路7の出力端が記憶部9に接続されている。
The plurality of scan flip-flops 6 (6-1 to 6-4) are provided corresponding to the plurality of separation reinforcing blocks 2 (2-1 to 2-4). Each scan flip-flop 6 has a
カウンター回路11は、クロック信号供給端子CLKに接続されている。カウンター回路11は、どの段階でテストが行われたかを識別可能にするために設けられている。カウンター回路11は、クロック信号の供給回数を計数する機能を有しており、その係数結果を記憶部9に通知する。
The
続いて、各剥離補強ブロック2と各スキャンフリップフロップ6との接続関係について説明する。図4は、各剥離補強ブロック2と各スキャンフリップフロップ6との接続関係を示す図である。図4に示されるように、各剥離補強ブロック2の一端は、テスト信号供給端子INに接続されている。そして、各剥離補強ブロックの他端は、マルチプレクサ8の一方の入力端に接続されている。
Next, the connection relationship between each peeling reinforcing
次いで、上述の剥離テスト装置の動作方法について説明する。 Next, an operation method of the above-described peel test apparatus will be described.
まず、各スキャンフリップフロップ6のフリップフロップ回路7に、所定のデータが保持される。具体的には、各スキャンフリップフロップ6のマルチプレクサ8が、他方の入力端(上段のフリップフロップ回路7又はスキャンイン端子SIN、に接続された入力端)から供給された信号を出力するように、制御される。そして、クロック信号の供給により、スキャンイン端子SINから、各スキャンフリップフロップ6のフリップフロップ回路7に、所定のデータが供給される。これにより、フリップフロップ回路7に所定のデータが保持される。
First, predetermined data is held in the flip-
次いで、マルチプレクサ8が、一方の入力端(対応する剥離補強ブロック2に接続された入力端)から供給された信号を出力するように、制御される。そして、テスト信号供給端子INから、各剥離補強ブロック2に対して、テスト信号が供給される。ここで、剥離補強ブロック2において層間膜の剥離などが発生していない場合、各剥離補強ブロック2からフリップフロップ回路7に対して、テスト信号が伝達される。その結果、フリップフロップ回路7に保持されたデータは、テスト信号に対応するデータに書き換えられる。一方、図5に示されるように、剥離補強ブロック2において層間膜の剥離12が発生している場合、その剥離補強ブロック2の一端と他端との間が電気的に遮断される。従って、テスト信号は、剥離補強ブロック2を通過しない。フリップフロップ回路7に保持されたデータは、書き換えられない。また、カウンター回路11は、テスト信号が供給された時点におけるクロック信号の供給回数を、時間データとして記憶部9に通知する。
Next, the
その後、マルチプレクサ8が、再び、他方の入力端(上段のフリップフロップ回路7又はスキャンイン端子SIN、に接続された入力端)から供給された信号を出力するように、制御される。そして、クロック信号により、各スキャンフリップフロップ6に保持されたデータが、テスト結果データとして、記憶部9に読み出される。記憶部9においては、テスト結果データが、各スキャンフリップフロップ6(各フリップフロップ回路7)を特定するデータと対応付けられ、記憶される。また、テスト結果データは、カウンター回路11から送られてきた時間データとも対応付けられ、記憶される。
Thereafter, the
以上説明したように、本実施形態によれば、記憶部9に記憶されたテスト結果データを参照することにより、各剥離補強ブロック2において剥離が発生しているか否かを知ることができる。ここで、剥離補強ブロック2は複数設けられているため、剥離が発生している剥離補強ブロック2を特定することにより、半導体チップ10内におけるどの位置で剥離が発生しているかを特定することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to know whether or not peeling has occurred in each
また、単に剥離が発生しているか否かを確認するのであれば、特許文献1(特開2007−165392)に記載されるように、各剥離補強ブロック2の最上層の配線に一対の電極パッドを設け、この一対の電極パッド間の電気的接続状態をモニタすることも考えられる。しかし、半導体チップは、通常、封止体によって封止されて用いられる。従って、封止後においては、剥離の有無を確認するために、封止体を破壊して電極パッドを露出させなければならない。これに対して、本実施形態では、テスト回路2によって剥離の有無が検査される。テスト回路2は集積回路の一部として形成されているため、封止後であっても、開封することなく、テストを実施することができる。
If it is simply confirmed whether or not peeling has occurred, a pair of electrode pads is provided on the uppermost wiring of each
また、本実施形態では、テスト結果データが、不揮発性の記憶部9に記憶される。従って、テスト実施時に剥離の有無及び剥離場所を確認できるだけでなく、テストを実施したときから時間が経過した場合であっても、テスト結果データを確認することが可能になる。また、テスト結果データは時間データと対応付けられて記憶されるため、どの段階で剥離が発生したのかについても、確認することができる。例えば、出荷後に不良が生じた場合に、出荷前に行われたテストにおけるテスト結果データを読み出して確認することにより、剥離が出荷前に発生したのか、出荷後に発生したのかを知ることが可能になる。
In the present embodiment, test result data is stored in the
尚、本実施形態では、複数の剥離補強ブロック2が、半導体チップ2の外周部における角部に設けられている場合について説明した。但し、複数の剥離補強ブロック2の位置については、特に限定されるものではない。例えば、図6に示されるように、複数の剥離補強ブロック2は、外周部13における角部以外の場所に設けられたブロックを含んでいてもよい。
In the present embodiment, the case where the plurality of peeling reinforcing
(第2の実施形態)
続いて、第2の実施形態について説明する。本実施形態では、各剥離補強ブロック2の構成が、第1の実施形態から変更されている。その他の点については、第1の実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described. In this embodiment, the structure of each peeling
図7は、本実施形態における各剥離補強ブロック2を概略的に示す断面図である。図7に示されるように、各剥離補強ブロック2は、第α配線層4−αから第n配線層4−nまでをつなぐように、構成されている。ここで、第α配線層4−αは、最上層の配線層4−1よりも下の層であり、第n配線層4−nは、最下層の配線層4−2よりも上の層である。尚、第α配線層4−α及び第n配線層4−nの何れか一方は、最上層の配線層4−1又は最下層の配線層4−2に一致していてもよい。すなわち、導体ホール5は、最上層から最下層までを貫通するように設けられているのではなく、最上層と最下層との間の一部を貫通するように、設けられている。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing each
上述のような構成を採用することにより、複数の配線層4のうち、どの配線層間で剥離が発生したのかについても、特定することが可能となる。従って、製造時において、どの層を形成する工程で剥離が発生したのかについても、特定することが可能になる。
By adopting the above-described configuration, it is possible to specify which wiring layer among the plurality of
以上、本発明について、第1の実施形態及び第2の実施形態を用いて説明した。尚、これらの実施形態は互いに独立するものではなく、矛盾の無い範囲内で組み合わせて用いることも可能である。 The present invention has been described using the first embodiment and the second embodiment. These embodiments are not independent from each other, and can be used in combination within a consistent range.
1 テスト回路
2 剥離補強ブロック
3 LSI内部領域(集積回路)
4−1 配線層(最上層)
4−2 配線層(最下層)
4−3 配線層(内部)
4−n 第n配線層
4−α 第α配線層
5 導体ホール
6(6−1〜6−4) スキャンフリップフロップ
7 フリップフロップ回路
8 マルチプレクサ
9 記憶部
10 半導体チップ
11 カウンター回路
12 剥離
13 外周部
1
4-1 Wiring layer (top layer)
4-2 Wiring layer (lowermost layer)
4-3 Wiring layer (inside)
4-n n-th wiring layer 4-α-th α-
Claims (8)
テスト回路と、
を具備し、
前記複数の剥離補強ブロックの各々は、
複数の配線層に形成された配線群と、
前記複数の配線層間で前記配線群を電気的に接続する、導体ホールとを備え、
前記テスト回路は、
前記複数の剥離補強ブロックに対応して設けられた、複数のデータ保持回路と、
前記複数の剥離補強ブロックの各々の一端に、テスト信号を供給する、テスト信号供給端と、
前記複数のデータ保持回路に接続された、不揮発性の記憶回路とを備え、
前記複数のデータ保持回路の各々は、対応する前記各剥離補強ブロックの他端から前記テスト信号に応じて出力される信号をテスト結果データとして保持し、
前記不揮発性の記憶回路は、前記各データ保持回路に保持された前記テスト結果データを、前記各データ保持回路と対応付けて記憶するように、前記各データ保持回路と接続されている
剥離テスト装置。 A plurality of peel reinforcing blocks;
A test circuit;
Comprising
Each of the plurality of peel reinforcing blocks is
A wiring group formed in a plurality of wiring layers;
A conductor hole electrically connecting the wiring group between the plurality of wiring layers;
The test circuit includes:
A plurality of data holding circuits provided corresponding to the plurality of peel reinforcing blocks;
A test signal supply end for supplying a test signal to one end of each of the plurality of peel reinforcing blocks;
A nonvolatile memory circuit connected to the plurality of data holding circuits,
Each of the plurality of data holding circuits holds a signal output according to the test signal from the other end of each corresponding peeling reinforcing block as test result data,
The non-volatile storage circuit is connected to each data holding circuit so as to store the test result data held in each data holding circuit in association with each data holding circuit. .
更に、
前記テスト回路は、前記テスト信号が供給された時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路を備え、
前記記憶回路は、前記テスト結果データを、前記時刻データと対応付けて記憶する
剥離テスト装置。 A peel test apparatus according to claim 1,
Furthermore,
The test circuit includes a time data generation circuit that generates time data indicating a time when the test signal is supplied,
The peeling test apparatus, wherein the storage circuit stores the test result data in association with the time data.
前記各データ保持回路は、フリップフロップ回路を備えている
剥離テスト装置。 The peel test apparatus according to claim 1 or 2,
Each data holding circuit includes a flip-flop circuit.
前記複数の剥離補強ブロックは、中央部に集積回路装置が形成された半導体チップの外周部に設けられている
剥離テスト装置。 A peel test apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of peel reinforcing blocks are peel test devices provided on an outer peripheral portion of a semiconductor chip in which an integrated circuit device is formed at a central portion.
前記複数の剥離補強ブロックは、前記半導体チップの角部に設けられている
剥離テスト装置。 A peel test apparatus according to claim 4, wherein
The plurality of peel reinforcing blocks are peel test devices provided at corners of the semiconductor chip.
前記導体ホールは、前記複数の配線層のうちの最上層と、前記複数の配線層のうちの最下層との間を貫通するように、設けられている
剥離テスト装置。 A peel test apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The peeling test apparatus is provided so that the conductor hole penetrates between an uppermost layer of the plurality of wiring layers and a lowermost layer of the plurality of wiring layers.
前記導体ホールは、前記複数の配線層のうちの一部の配線層間を貫通するように、設けられている
剥離テスト装置。 A peel test apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The peeling test apparatus, wherein the conductor hole is provided so as to penetrate a part of the wiring layers of the plurality of wiring layers.
前記各剥離補強ブロックの他端から前記テスト信号に応じて出力される信号を、テスト結果データとして保持するステップと、
前記不揮発性の記憶回路は、前記テスト結果データを、前記各データ保持回路と対応付けて、不揮発性の記憶回路に記憶させるステップと、
を具備し、
前記各剥離補強ブロックは、
複数の配線層に形成された配線群と、
前記複数の配線層間で前記配線群を電気的に接続する、導体ホールとを備えている
剥離テスト方法。 Supplying a test signal to one end of each of the plurality of peel reinforcing blocks;
Holding a signal output in response to the test signal from the other end of each peel reinforcing block as test result data;
The nonvolatile memory circuit stores the test result data in a nonvolatile memory circuit in association with each data holding circuit;
Comprising
Each of the peeling reinforcing blocks is
A wiring group formed in a plurality of wiring layers;
A peeling test method comprising a conductor hole for electrically connecting the wiring group between the plurality of wiring layers.
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