JP3227207B2 - 半導体装置およびその測定方法 - Google Patents

半導体装置およびその測定方法

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    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods

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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路の構造と
測定方法とに関し、さらに詳しくは半導体集積回路に突
起電極を形成する前と、突起電極を形成した後とについ
て測定が可能な半導体装置の構造と、測定方法とに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体集積回路(以下ICと記載
することもある)に形成した突起電極の構造と、その検
査方法とを図2を用いて説明する。
【0003】一般的にICの検査は、プローバ装置を用
いて行っている。このプローバ装置を用いたICの検査
においては、ICの外部より入力する信号により、IC
内部で所定の処理が行われ、電極6に出力する電位を、
電極6、あるいはこの電極6上に形成する突起電極7
に、触針することにより測定を行っている。この結果、
IC機能によりあらかじめ予想される期待値と出力とを
比較することによって、ICの良品、不良品を選別して
いる。
【0004】この上述の測定方法では、プローバ装置の
検査用の針を全部の電極6、あるいは全部の突起電極7
に触針しなければならない。したがって、半導体集積回
路を高集積化して電極6の数が増加した場合、半導体集
積回路の巨大化と検査の煩雑化を招く。
【0005】電極6、あるいは突起電極7に直接触針す
ることなしに、非接触で検査を行うことができれば、電
極6、あるいは突起電極7の占有面積を大幅に縮小する
ことが可能であり、ICのチップ面積を小型化し、その
うえ検査を簡単にすることが可能になる。
【0006】図2に示す半導体集積回路の構造は、IC
の良否を電極6、あるいは突起電極7に非接触で検査す
ることを可能にした構造になっている。すなわち、電極
6には、電源電位側スイッチ3と、接地電位側スイッチ
4と、電源電位と接地電位との中間電位を出力するコン
トロールスイッチ5とを接続している。
【0007】電源電位線1と、接地電位線2と、中間電
位線8とは、それぞれICに電源を供給するための電源
供給用電極(図示せず)に接続している。
【0008】電源電位側スイッチ3と、接地電位側スイ
ッチ4と、コントロールスイッチ5とを適切な組み合わ
せに制御することにより、ICの検査を非接触で行うこ
とができる。この電極6、あるいは突起電極7に直接触
針することなしに、非接触で行う検査方法を以下に示
す。
【0009】すなわち電源電位側スイッチ3とコントロ
ールスイッチ5とを導通状態に、接地電位側スイッチ4
を不導通状態に制御する。このとき、電源電位線1を通
してIC外部から流れ込む電流を測定する。この電流値
をICの機能からあらかじめ予測される期待値と比較す
ることにより、電源電位側スイッチ3と、コントロール
スイッチ5とが正しく導通状態に制御でき、なおかつ正
常な導通抵抗であることを確認できる。
【0010】同様に接地電位側スイッチ4とコントロー
ルスイッチ5とを導通状態に、電源電位側スイッチ3を
不導通状態にすることにより、接地電位側スイッチ4の
正常動作を確認できる。
【0011】一方、電源電位側スイッチ3と、接地電位
側スイッチ4とを不導通状態に、コントロールスイッチ
5を導通状態に制御する。このとき、中間電位線8を通
じてIC外部に流れ出る電流を測定し、この電流をIC
の機能からあらかじめ予測される期待値と比較すること
により、電源電位側スイッチ3と、接地電位側スイッチ
4とが正しく不導通状態に制御でき、なおかつ短絡不良
がないことを確認することができる。
【0012】同様に電源電位側スイッチ3と、接地電位
側スイッチ4とを導通状態に、コントロールスイッチ5
を不導通状態にすることにより、コントロールスイッチ
5の正常動作を確認できる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】図2を用いて説明した
半導体装置の構造では、ICの良否を電極6、あるいは
この電極6上に形成する突起電極7に、直接触針するこ
となしに検査を行うことを可能としている。
【0014】突起電極7は、ICと、このICを搭載す
る回路基板との電気的接続のために使用する。すなわ
ち、IC内部から発生した電気信号は、電極6から突起
電極7を経由して回路基板へ伝わる。
【0015】電極6はICの製造工程の中で一貫して形
成できるが、突起電極7は完成したICの電極6上に、
メッキ法、あるいは真空蒸着法で形成する。したがっ
て、電極6上に突起電極7を形成する前と、電極6上に
突起電極7を形成した後で電気的導通性の検査が必要と
なる。
【0016】図2に示す従来構造においては、電源電位
側スイッチ3と、接地電位側スイッチ4と、コントロー
ルスイッチ5とを介して電極6に流れる電流を測定する
ことは可能である。しかしながら、電極6上に突起電極
7を形成した後では、電極6と、突起電極7とは同電位
にしかなりえず、電源電位側スイッチ3と、接地電位側
スイッチ4と、コントロールスイッチ5とを介して電極
6に流れる電流は、突起電極7には流れ込まない。
【0017】電極6上に突起電極7を形成した後の突起
電極7に流れる電流を測定するためには、プローバ装置
の検査用針を突起電極7に触針する以外に方法はない。
したがって従来の半導体装置の構造では、電極6と突起
電極7との電気的導通を非接触で検査することはできな
い。
【0018】本発明の目的は、上記課題を解決して、電
極上に突起電極を形成する前と、電極上に突起電極を形
成した後とにおいて、電気的導通性の検査が非接触で測
定可能な半導体集積回路の構成と、その測定方法とを提
供することである。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記目標を達成するため
に本発明は下記記載の構成と測定方法とを採用する。
【0020】本発明における半導体装置は、突起電極下
面に二分割した電極、第1の分割電極と、第2の分割電
極とを備え、突起電極により第1の分割電極と、第2の
分割電極とを接続している。第1の分割電極には、電源
電位側スイッチと第1のコントロールスイッチとを接続
し、第2の分割電極には、接地電位側スイッチと、第2
のコントロールスイッチとを接続している。さらにこの
第1のコントロールスイッチと第2のコントロールスイ
ッチとは、中間電位線に接続する構造を有している。
【0021】本発明における突起電極の形成前の測定方
法は、電源電位側スイッチと接地電位側スイッチと第1
のコントロールスイッチと第2のコントロールスイッチ
とを制御して、電流を第1の分割分割電極、または第2
の分割電極に流すことによって、電気的導通を測定す
る。
【0022】本発明における突起電極形成後の測定方法
は、電源電位側スイッチと接地電位側スイッチと第1の
コントロールスイッチと第2のコントロールスイッチと
を制御して、電流を第1の分割電極から突起電極を経由
して第2の分割電極に流すことにより、突起電極と第1
の分割電極と、突起電極と第2の分割電極との電気的導
通による測定をする。
【0023】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図1は本発明の半導体装置の構造と測定方法を示す
断面図である。
【0024】図1に示すように、電極を第1の分割電極
11aと第2の分割電極11bとに二分割にする。第1
の分割電極11aには、電源電位側スイッチ3と第1の
コントロールスイッチ9aとを接続し、第2の分割電極
11bには、接地電位側スイッチ4と第2のコントロー
ルスイッチ9bとを接続する。さらに第1のコントロー
ルスイッチ9aと第2のコントロールスイッチ9bと
を、中間電位線8に接続する。
【0025】第1の分割電極11aと第2の分割電極1
1bとの上に設ける保護膜12は、突起電極7を形成す
る領域のみを除去する。さらに第1の分割電極11aと
第2の分割電極11bとの間には、絶縁性を有する保護
膜12を設ける。さらにそのうえ突起電極7は、第1の
分割電極11aと第2の分割電極11bとを跨ぐように
形成する。
【0026】ここで、第1の分割電極11aと第2の分
割電極11bとの間の距離は、充分に小さくしている。
したがって、第1の分割電極11aと第2の分割電極1
1bとの上に形成する突起電極7は、電極が第1の分割
電極11aと第2の分割電極11bとに分割されていな
い場合と同様な方法で形成することが可能であり、容易
に形成することができる。
【0027】第1の分割電極11aと第2の分割電極1
1bとは、半導体集積回路の製造工程の中で一貫して形
成する。第1の分割電極11aと第2の分割電極11b
とを形成した段階では、空間的に離れており、電気的に
も切り離されており、第1の分割電極11aと第2の分
割電極11bとは、導通していない。
【0028】突起電極7は、完成したICの第1の分割
電極11aと第2の分割電極11bとを跨ぐように形成
する。したがって突起電極7を形成する前にも検査する
必要がある。以下に突起電極7を形成する前のICを、
非接触で検査する方法を記載する。
【0029】電源電位側スイッチ3と第1のコントロー
ルスイッチ9aとを導通状態に、接地電位側スイッチ4
と第2のコントロールスイッチ9bとを不導通状態に制
御し、そのとき、電源電位線1を通してIC外部から流
れる電流は、電源電位側スイッチ3を通り第1の分割電
極11aを経由して、第1のコントロールスイッチ9a
を通り中間電位線8へと流れる。
【0030】この電流値をICの機能からあらかじめ予
測される期待値と比較することによって、電源電位スイ
ッチ3と、第1のコントロールスイッチ9aとが正しく
制御され、かつ正常な導通抵抗を確認することにより、
第1の分割電極11aと電源電位スイッチ3と第1のコ
ントロールスイッチ9aとが正しく構成されていること
が解る。
【0031】また、接地電位側スイッチ4と第2のコン
トロールスイッチ9bとを導通状態に、電源電位側スイ
ッチ3と第1のコントロールスイッチ9aとを不導通状
態に制御し、接地電位線2を通してIC外部から流れる
電流は、接地電位側スイッチ4を通り第2の分割電極1
1bを経由して、第2のコントロールスイッチ5bを通
り中間電位線8へと流れる。
【0032】この電流値をICの機能からあらかじめ予
測される期待値と比較することによって、接地電位側ス
イッチ4と、第2のコントロールスイッチ9bと、第2
の分割電極11bとが正しく構成されていることが確認
できる。
【0033】つぎに突起電極7を、第1の分割電極11
aと、第2の分割電極11bとを跨ぐように形成した後
のICを、非接触で検査する方法を以下に記載する。
【0034】電源電位側スイッチ3と第2のコントロー
ルスイッチ9bとを導通状態に、接地電位側スイッチ4
と第1のコントロールスイッチ9aとを不導通状態に制
御する。このとき電源電位線1を通してIC外部から流
れる電流は、電源電位側スイッチ3から第1の分割電極
11aを通り突起電極7を経由して、さらに第2の分割
電極11bを通り第2のコントロールスイッチ9bを経
て、中間電位線8へと流れる。
【0035】この電流値をICの機能からあらかじめ予
測される期待値と比較することによって、電源電位側ス
イッチ3と第2のコントロールスイッチ9bとが正しく
制御され、また導通電流を測定することにより、電源電
位側スイッチ3と、第2のコントロールスイッチ9bと
の導通状態の抵抗と、第1の分割電極11aと突起電極
7と、第2の分割電極11bと突起電極7との導通抵抗
とが良好であることが確認できる。
【0036】接地電位側スイッチ4と第1のコントロー
ルスイッチ9aとを導通状態に、電源電位側スイッチ3
と第2のコントロールスイッチ9bとを不導通状態に制
御する。このとき接地電位線2を通しIC外部より流れ
る電流は、接地電位スイッチ4を通り第2の分割電極1
1bを経て突起電極7に流れ、第1の分割電極11aを
通り第1のコントロールスイッチ9aから中間電位線8
へ流れる。
【0037】この電流値をICの機能よりあらかじめ予
測できる期待値と比較することによって、第1の分割電
極11aと第2の分割電極11bと突起電極7と電源電
位側スイッチ3と接地電位側スイッチ4と第1のコント
ロールスイッチ9aと第2のコントロールスイッチ9b
とが、正しく構成されていることが確認できる。
【0038】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明は
突起電極を形成する前と、突起電極を形成した後とにお
ける電気的導通性の測定を非接触での検査が可能であ
る。このため、突起電極を形成する前の出荷検査や、突
起電極を形成する前の検査ができる。またさらに、非接
触で検査を行うことができるため、半導体集積回路の検
査を大幅に簡素化することが可能になる。さらに電極、
あるいは突起電極に直接触針することなく半導体集積回
路の測定が可能である。したがって電極や突起電極の占
有面積を大幅に縮小することで、半導体装置のチップ面
積を小さくする効果を有する。
【0039】またそのうえ本発明は、非接触で突起電極
に電流を流すことができるため、分割電極と突起電極と
の界面に形成される絶縁性を有する薄い酸化膜を破壊す
ることが可能である。このため分割電極と突起電極との
間の導通性不良の救済を、電流を両者の間に流すことに
より可能となるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の構造と測定方法とを示す
図面である。
【図2】従来技術の半導体装置の構造と測定方法とを示
す図面である。
【符号の説明】
3 電源電位側スイッチ 4 接地電位側スイッチ 5 コントロールスイッチ 7 突起電極 8 中間電位線 9a 第1のコントロールスイッチ 9b 第2のコントロールスイッチ 11a 第1の分割電極 11b 第2の分割電極

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 突起電極の下面に二分割した第1の分割
    電極と第2の分割電極とを備え、 前記第1の分割電極に接続する電源電位側スイッチおよ
    び第1のコントロールスイッチと、 前記第2の分割電極に接続する接地電位側スイッチおよ
    び第2のコントロールスイッチとを有することを特徴と
    する半導体装置。
  2. 【請求項2】 突起電極の下面に二分割した第1の分割
    電極と第2の分割電極とを備え、前記第1の分割電極に
    接続する電源電位側スイッチおよび第1のコントロール
    スイッチと、前記第2の分割電極に接続する接地電位側
    スイッチおよび第2のコントロールスイッチとを有する
    半導体装置の測定方法であって、 前記電源電位側スイッチと前記第2のコントロールスイ
    ッチとを導通状態とし前記接地電位側スイッチと前記第
    1のコントロールスイッチとを非導通状態として、電流
    を前記電源電位スイッチから前記第1の分割電極を通り
    前記突起電極を経由して前記第2の分割電極を通り前記
    第2のコントロールスイッチに流し、 さらに前記接地電位側スイッチと前記第1のコントロー
    ルスイッチとを導通状態とし前記電源電位側スイッチと
    前記第2のコントロールスイッチとを非導通状態とし
    て、電流を前記接地電位側スイッチから前記第2の分割
    電極を通り前記突起電極を経由して前記第1の分割電極
    を通り前記第1のコントロールスイッチに流すことによ
    り、 前記突起電極と前記第1の分割電極と、前記突起電極と
    前記第2の分割電極との電気的導通を測定することを特
    徴とする半導体装置の測定方法。
  3. 【請求項3】 二分割した第1の分割電極と第2の分割
    電極とを備え、前記第1の分割電極に接続する電源電位
    側スイッチおよび第1のコントロールスイッチと、前記
    第2の分割電極に接続する接地電位側スイッチおよび第
    2のコントロールスイッチとを有する半導体装置の測定
    方法であって、 前記電源電位側スイッチと前記第1のコントロールスイ
    ッチとを導通状態とし前記接地電位側スイッチと前記第
    2のコントロールスイッチとを非導通状態として、電流
    を前記電源電位側スイッチを通り前記第1の分割電極を
    経由して前記第1のコントロールスイッチに流し、 さらに前記接地電位側スイッチと前記第2のコントロー
    ルスイッチとを導通状態とし前記電源電位側スイッチと
    前記第1のコントロールスイッチとを非導通状態とし
    て、電流を前記接地電位側スイッチを通り前記第2の分
    割電極を経由して前記前記第2のコントロールスイッチ
    に流すことにより、 突起電極を形成する前に前記半導体装置の電気的導通を
    測定することを特徴とする半導体装置の測定方法。
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