JP4972063B2 - Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、ウエハー一括検査を実施する電極パッドと内部回路とを備えた半導体装置に関するものであり、めっき工程前にウエハーバーンインを実施する半導体装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device provided with an electrode pad and an internal circuit for performing wafer batch inspection, and to a method for manufacturing a semiconductor device for performing wafer burn-in before a plating process.
近年、デジタル化社会が進展するに従って、半導体装置の高機能化、小型化および低コスト化の要望が高まってきている。半導体装置の低コスト化のためには1ウエハーあたりの半導体チップの採れ数を増やすことが有効であり、そのため微細化とともにチップ面積が縮小化している。このチップ面積の縮小化と多機能化に伴う多ピン化とが相伴って、半導体チップの電極パッドを高密度に配置する必要が出てきた。電極パッドのサイズは、外部接続の際に用いるワイヤボンドもしくはバンプなどと電極パッドとの接続性、電極パッドのピッチ、電極パッドの信頼性、さらには検査に用いるプローブのピッチなどが要因で、もはやこれ以上小さくできない領域に有る。このため、従来チップ外周部に配置していた電極パッドをチップ表面にエリアアレイ状に配置し、はんだなどのバンプによって電極パッドとインターポーザーとを電気的に接続するフリップチップパッケージが用いられるようになってきた。 In recent years, with the progress of the digital society, there has been an increasing demand for higher functionality, smaller size, and lower cost of semiconductor devices. In order to reduce the cost of a semiconductor device, it is effective to increase the number of semiconductor chips collected per wafer. For this reason, the chip area is reduced with miniaturization. With the reduction of the chip area and the increase in the number of pins accompanying the increase in functionality, it has become necessary to arrange the electrode pads of the semiconductor chip at a high density. The size of the electrode pad is no longer due to the connectivity between the wire bond or bump used for external connection and the electrode pad, the pitch of the electrode pad, the reliability of the electrode pad, and the pitch of the probe used for the inspection. It is in an area where it cannot be made smaller. Therefore, a flip chip package is used in which the electrode pads that are conventionally arranged on the outer periphery of the chip are arranged in an area array on the chip surface, and the electrode pads and the interposer are electrically connected by bumps such as solder. It has become.
一方、さらなるコストダウンに対応するため、また、初期不良を早期に除去するため、半導体装置を組み立てた後に各半導体チップに対してバーンインを実施するのではなく半導体装置を組み立てる前のウエハー状態でバーンインを一括に実施するいわゆるウエハーバーンインが導入されている。このウエハーバーンインを実現するためには、半導体ウエハー上の複数の半導体集積回路素子の各々に形成されたバーンイン検査に必要な電極パッドに一括で電源を印加する必要があり、大口径300mmウエハーでは7万個以上ものその電極を一括コンタクトさせることになる。その際に、不良の半導体素子に電源を供給すると、異常に発熱し、良品素子を不良にしたり、または、ウエハーバーンイン用のプローブカードを焼損するなどの不具合が発生する。そのため、事前のプローブ検査で不良と判定された半導体集積回路素子に対しては、電源の供給を遮断することが必要となっている。具体的には、半導体ウエハー上の不良の半導体集積回路素子に存在する多数の電極を樹脂で被覆して電気的に絶縁させる方法がとられている。(特許文献1〜3参照)
図5(a)および(b)は、従来の第一実施例におけるウエハーの上面図および断面図である。このウエハーをダイシングして得られた半導体チップをフリップチップパッケージに接続すると、半導体装置を得ることができる。半導体ウエハーには複数の半導体チップ11が形成されており、各半導体チップ11の表面には電極パッド21がエリアアレイ状に配置されている。電極パッド21の上にはアンダーバンプメタル(以降本願ではUBMと記載,UBMはunder bump metalの略)13が形成されており、UBM13の上にははんだバンプ(はんだからなるバンプ)15が形成されている。また、半導体ウエハーのうち隣り合う半導体チップ11の間にはスクライブライン12が形成されており、スクライブライン12はウエハーをダイシングする際の切断代である。
5A and 5B are a top view and a cross-sectional view of a wafer in the first conventional example. A semiconductor device can be obtained by connecting a semiconductor chip obtained by dicing the wafer to a flip chip package. A plurality of
図6(a)は従来の第一実施例においてウエハーバーンインを実施した場合の工程フロー図であり、図6(b)は従来の第一実施例における課題を示した図である。図6(a)に示すように、ステップS801において電極パッド21上にUBM13を形成し、ステップS802においてUBM13上にはんだバンプ15を形成したのち、ステップS806においてはんだバンプ15上でウエハーバーンインを実施する。しかし、ウエハーバーンインを実施する前にリーク不良が発生したサンプルをスクリーニングして絶縁するため、ステップS803においてはんだバンプ15上にて検査を実施し、ステップS804においてリーク不良が発生しているか否かを判定し、その後、ステップS805においてリーク不良が発生したサンプルのはんだバンプ15上にのみ従来と同様に被膜樹脂16を塗布する。しかし、この場合、図6(b)に示すように、はんだバンプ15上に塗布した被膜樹脂16が矢印19で示すようにはんだバンプ15の表面を伝わって下方へ流れる場合があり、ウエハーバーンインの際にウエハーバーンイン用のプローブカードなどに接触するはんだバンプ15の上面部を完全に絶縁することができないという課題が発生している。
FIG. 6A is a process flow diagram in the case where wafer burn-in is performed in the conventional first embodiment, and FIG. 6B is a diagram showing problems in the conventional first embodiment. As shown in FIG. 6A, after UBM 13 is formed on
前記の課題を解決するため、はんだバンプを形成する前にウエハーバーンインを実施する手法も考えられている。図7(a)および(b)は、従来の第二実施例におけるウエハーの上面図および断面図である。このウエハーをダイシングして得られた半導体チップをフリップチップパッケージに接続すると、半導体装置を得ることができる。半導体ウエハーには複数の半導体チップ11が形成されており、各半導体チップ11の表面には組立外部接続用電極パッド23がエリアアレイ状に配置されている。組立外部接続用電極パッド23の上にはUBM13が形成されており、UBM13の上にははんだバンプ15が形成されている。また、半導体ウエハーの表面のうち組立外部接続用電極パッド23よりも周縁には、ウエハーバーンイン用電極パッド22が配置されている。
In order to solve the above-described problem, a method of performing wafer burn-in before forming solder bumps has been considered. 7A and 7B are a top view and a cross-sectional view of a wafer in a second conventional example. A semiconductor device can be obtained by connecting a semiconductor chip obtained by dicing the wafer to a flip chip package. A plurality of
図8は従来の第二実施例においてウエハーバーンインを実施した場合の工程フロー図である。この場合、ステップS905において組立外部接続用電極パッド23上にUBM13を形成する前に、ステップS901においてウエハーバーンイン用電極パッド22にて検査を実施し、ステップS902においてリーク不良が発生しているか否かを判定し、ステップS903においてリーク不良が発生したサンプルのウエハーバーンイン用電極パッド22上に被膜樹脂16を塗付する。その後、ステップS904においてウエハーバーンイン用電極パッド22上にてウエハーバーンインを実施し、ステップS905において組立外部接続用電極パッド23上にUBM13を形成し、ステップS906においてUBM13上にはんだバンプ15を形成する。しかしこの場合、ウエハーバーンイン用電極パッド22の表面に被膜樹脂16が塗付されたウエハー状態でUBM13形成のめっき工程(ステップS905)を行うことになるので、被膜樹脂16によるめっき槽またはめっき液の汚染が課題となる。
FIG. 8 is a process flow diagram when wafer burn-in is performed in the second conventional example. In this case, before forming the
以上はんだバンプを用いたフリップチップ接続による半導体装置の製造方法においてUBMを形成する前にウエハーバーンインを実施する場合についての課題を述べてきたが、本課題はめっき工程前にウエハーバーンインを実施する半導体装置の製造方法であれば本ケース以外の半導体装置の製造方法においても同様の課題が発生する。 In the method of manufacturing a semiconductor device by flip-chip connection using solder bumps, the problem of performing wafer burn-in before forming the UBM has been described. This problem is a semiconductor that performs wafer burn-in before the plating process. If it is a manufacturing method of an apparatus, the same subject will generate | occur | produce also in the manufacturing method of semiconductor devices other than this case.
前記に鑑み、本発明では、めっき工程前にウエハーバーンインが実施された半導体装置において、または、めっき工程前にウエハーバーンインを実施する半導体装置の製造方法において、被膜樹脂によるめっき槽またはめっき液の汚染を発生させることなくウエハーバーンイン前にリーク不良が発生したサンプルを確実に絶縁させることを目的とする。 In view of the above, in the present invention, in a semiconductor device in which wafer burn-in is performed before the plating step or in a method for manufacturing a semiconductor device in which wafer burn-in is performed before the plating step, contamination of the plating tank or plating solution by the coating resin It is an object of the present invention to reliably insulate a sample in which a leakage defect has occurred before wafer burn-in without generating any defects.
上記課題を解決するために、本発明では次のような半導体装置を採用した。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following semiconductor device.
本発明に係る半導体装置は、半導体チップの内部回路と、半導体チップに設けられた電極パッドとを有する半導体装置であり、電極パッドは、スイッチ回路を介して内部回路と電気的に接続されており、スイッチ回路は、スイッチ回路をオンまたはオフにするという情報を記憶するとともに情報に従ってスイッチ回路をオンまたはオフに設定する不揮発性メモリデバイスにより、オンまたはオフに設定される。 A semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device having an internal circuit of a semiconductor chip and an electrode pad provided on the semiconductor chip, and the electrode pad is electrically connected to the internal circuit via a switch circuit. The switch circuit is turned on or off by a non-volatile memory device that stores information that turns the switch circuit on or off and sets the switch circuit on or off according to the information.
本発明に係る半導体装置では、電極パッドはウエハーバーンインに用いられることが好ましい。 In the semiconductor device according to the present invention, the electrode pad is preferably used for wafer burn-in.
本発明に係る半導体装置では、電極パッドは、スイッチ回路を介して、内部回路の電源端子と、内部回路の出力端子、入力端子および入出力端子のうちの何れかの端子とに電気的に接続されていることが好ましい。ここで、電源端子に接続されるスイッチ回路はP型MOSトランジスタであることが好ましい。また、入力端子、出力端子または入出力端子に接続されるスイッチ回路は、ソース同士およびドレイン同士が互いに並列で接続されたP型MOSトランジスタとN型MOSトランジスタとを有していることが好ましい。 In the semiconductor device according to the present invention, the electrode pad is electrically connected to the power supply terminal of the internal circuit and any one of the output terminal, the input terminal, and the input / output terminal of the internal circuit via the switch circuit. It is preferable that Here, the switch circuit connected to the power supply terminal is preferably a P-type MOS transistor. The switch circuit connected to the input terminal, the output terminal, or the input / output terminal preferably includes a P-type MOS transistor and an N-type MOS transistor in which sources and drains are connected in parallel to each other.
本発明に係る半導体装置では、不揮発性メモリデバイスは、フラッシュメモリであっても良く、電気ヒューズ回路であっても良い。 In the semiconductor device according to the present invention, the nonvolatile memory device may be a flash memory or an electric fuse circuit.
本発明に係る半導体装置では、内部回路とスイッチ回路とを電気的に接続する組立外部接続用電極パッドを更に有し、電極パッドはウエハーバーンイン用電極パッドであり、ウエハーバーンイン用電極パッドは、スイッチ回路および組立外部接続用電極パッドを介して内部回路に接続されていることが好ましい。 The semiconductor device according to the present invention further includes an assembly external connection electrode pad that electrically connects the internal circuit and the switch circuit, the electrode pad is a wafer burn-in electrode pad, and the wafer burn-in electrode pad is a switch. It is preferable to be connected to the internal circuit via the circuit and assembly external connection electrode pads.
本発明に係る半導体装置の製造方法は、内部回路と、電極パッドと、内部回路と電極パッドとを電気的に接続するスイッチ回路と、スイッチ回路をオンまたはオフにするという情報を記憶するとともに情報に基づいてスイッチ回路をオンまたはオフに設定する不揮発性メモリデバイスとを有する半導体チップが複数形成されたウエハーを準備する工程(a)と、半導体チップに対してリーク不良が発生しているか否かを判定する工程(b)と、リーク不良が発生している半導体チップの不揮発性メモリデバイスにはスイッチ回路をオフにするという情報を記憶させ、リーク不良が発生していない半導体チップの不揮発性メモリデバイスにはスイッチ回路をオンにするという情報を記憶させる工程(c)と、工程(c)の後で、ウエハーに対してウエハーバーンインを実施する工程(d)とを有している。 A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention stores an internal circuit, an electrode pad, a switch circuit that electrically connects the internal circuit and the electrode pad, and information that turns on or off the switch circuit. And (a) preparing a wafer on which a plurality of semiconductor chips having a nonvolatile memory device for setting the switch circuit on or off based on the semiconductor chip is formed, and whether or not a leakage defect has occurred in the semiconductor chip (B), and information on turning off the switch circuit is stored in the non-volatile memory device of the semiconductor chip in which the leak failure has occurred, and the non-volatile memory of the semiconductor chip in which no leak failure has occurred The device stores information that the switch circuit is turned on, and after the step (c) And a step (d) of performing the wafer burn.
本発明に係る半導体装置の製造方法では、ウエハーバーンインを実施した後で、電極パッドの上に金属層を形成するめっき工程を行うことが好ましい。また、このめっき工程は電極パッド上にアンダーバンプメタルを形成する工程であることが好ましく、アンダーバンプメタル上にバンプを形成し、バンプを介して半導体チップをフリップチップパッケージに電気的に接続することが好ましい。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, it is preferable to perform a plating step of forming a metal layer on the electrode pad after performing wafer burn-in. The plating step is preferably a step of forming an under bump metal on the electrode pad. A bump is formed on the under bump metal, and the semiconductor chip is electrically connected to the flip chip package through the bump. Is preferred.
以上により、めっき工程前にウエハーバーンインが実施された半導体装置において、または、めっき工程前にウエハーバーンインを実施する半導体装置の製造方法において、被膜樹脂によるめっき槽またはめっき液の汚染を発生させることなくウエハーバーンイン前にリーク不良が発生したサンプルを確実に絶縁させることが可能となる。 As described above, in the semiconductor device in which the wafer burn-in is performed before the plating process, or in the manufacturing method of the semiconductor device in which the wafer burn-in is performed before the plating process, the coating tank or the plating solution is not contaminated by the coating resin. It is possible to reliably insulate a sample in which a leak failure has occurred before wafer burn-in.
本発明では、ウエハーバーンイン前にリーク不良が発生したサンプルに対して、電極パッドと内部回路とを電気的に接続するスイッチ回路を切断する方法を採用できる。よって、従来技術のように電極パッドの表面に被膜樹脂を塗布する必要がない。このため、めっき工程前にウエハーバーンインが実施された半導体装置において、または、めっき工程前にウエハーバーンインを実施する半導体装置の製造方法において、被膜樹脂によるめっき槽またはめっき液の汚染を発生させることなくウエハーバーンイン前にリーク不良が発生したサンプルを確実に絶縁させることが可能となる。特に、フリップチップ接続により組み立てられた半導体装置において、UBM形成などのめっき工程において被膜樹脂によるめっき槽またはめっき液の汚染を発生させることなくウエハーバーンイン前にリーク不良が発生したサンプルを確実に絶縁させることが可能となるため、フリップチップ接続とウエハーバーンインとの併用が可能となる。 In the present invention, a method of cutting a switch circuit that electrically connects an electrode pad and an internal circuit can be adopted for a sample in which a leak failure has occurred before wafer burn-in. Therefore, it is not necessary to apply the coating resin to the surface of the electrode pad as in the prior art. Therefore, in a semiconductor device in which wafer burn-in is performed before the plating process or in a method for manufacturing a semiconductor device in which wafer burn-in is performed before the plating process, the coating tank or plating solution is not contaminated by the coating resin. It is possible to reliably insulate a sample in which a leak failure has occurred before wafer burn-in. In particular, in a semiconductor device assembled by flip-chip connection, a sample in which a leak failure has occurred before wafer burn-in is reliably insulated without causing contamination of the plating tank or plating solution by a coating resin in a plating process such as UBM formation. Therefore, it is possible to use flip chip connection and wafer burn-in in combination.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されない。また、以下では、同一部材には同一の符号を付け、その説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to embodiment shown below. Moreover, below, the same code | symbol may be attached | subjected to the same member and the description may be abbreviate | omitted.
(第1の実施形態)
図1(a)は本発明の第1の実施形態におけるウエハーの構成を示す概略図である。半導体ウエハーに複数存在する半導体チップ11の表面には、組立外部接続用電極パッド23がアレイ状に配置されている。半導体チップ11の表面のうち組立外部接続用電極パッド23よりも周縁にはスイッチ回路31が配置されており、さらに周縁にはウエハーバーンイン用電極パッド(電極パッド)22が配置されている。また、半導体ウエハーのうち隣り合う半導体チップ11の間にはスクライブライン12が形成されており、スクライブライン12はウエハーをダイシングする際の切断代である。なお、図1(a)には不図示であるが、組立外部接続用電極パッド23の上には図7(b)に示すようにUBM13およびはんだバンプ15が順次形成されている。本実施形態に係る半導体装置では、図1(a)に示す半導体ウエハーをダイシングして得られた半導体チップ11がはんだバンプ15を介してフリップチップパッケージ(不図示)に接続されている。
(First embodiment)
FIG. 1A is a schematic view showing the configuration of a wafer in the first embodiment of the present invention. Assembly external
図1(b)は本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の回路図である。複数のウエハーバーンイン用電極パッド22はそれぞれスイッチ回路31を介して組立外部接続用電極パッド23を経由して内部回路17に電気的に接続されている。よって、スイッチ回路31がオフになると、ウエハーバーンイン用電極パッド22と内部回路17とは電気的に絶縁される。スイッチ回路31には不揮発性メモリデバイス41が接続されており、不揮発性メモリデバイス41がスイッチ回路31のオンオフを制御している。具体的には、不揮発性メモリデバイス41は、スイッチ回路31をオンに設定するという情報を記憶しているときにはスイッチ回路31をオンに設定し、スイッチ回路31をオフに設定するという情報を記憶しているときにはスイッチ回路31をオフに設定する。なお、スイッチ回路31をオンまたはオフに設定するという情報は、不揮発性メモリデバイス入力用電極パッド24を介して不揮発性メモリデバイス41に入力される。
FIG. 1B is a circuit diagram of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. Each of the plurality of wafer burn-in
図2は本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造工程のフロー図である。まず、図1(a)に示すウエハーを準備し、ステップS101においてウエハーバーンイン用電極パッド22にて検査を実施し、ステップS102においてリーク不良が発生しているか否かを判定する。リーク不良が発生している半導体チップでは、スイッチ回路31をオフに設定するという情報が不揮発性メモリデバイス入力用電極パッド24を介して不揮発性メモリデバイス41に入力される(ステップS103)。これにより、不揮発性メモリデバイス41は、スイッチ回路31をオフに設定するという情報を記憶し、スイッチ回路31をオフにする。よって、リーク不良が発生している半導体チップでは、ウエハーバーンイン用電極パッド22と内部回路17とが電気的に絶縁される。一方、リーク不良が発生していない半導体チップでは、スイッチ回路31をオンに設定するという情報が不揮発性メモリデバイス入力用電極パッド24を介して不揮発性メモリデバイス41に入力される(ステップS104)。これにより、不揮発性メモリデバイス41は、スイッチ回路31をオンに設定するという情報を記憶し、スイッチ回路31をオンにする。よって、リーク不良が発生していない半導体チップでは、ウエハーバーンイン用電極パッド22と内部回路17とが電気的に接続される。その後、ステップS105においてウエハーバーンイン用電極パッド22上にてウエハーバーンインを実施する。このとき、リーク不良が発生している半導体チップでは、ウエハーバーンイン用電極パッド22と内部回路17とが電気的に絶縁されているので、ウエハーバーンインが実施されない。一方、リーク不良が発生していない半導体チップでは、ウエハーバーンイン用電極パッド22と内部回路17とが電気的に接続されているので、ウエハーバーンインが実施される。その後、ステップS106において組立外部接続用電極パッド23上にUBM13を形成し、ステップS107においてUBM13上にはんだバンプ15を形成する。その後ウエハーをダイシングして半導体チップ11を形成し、はんだバンプ15を介して半導体チップ11をフリップチップパッケージに接続する。これにより、本実施形態に係る半導体装置を製造することができる。
FIG. 2 is a flowchart of the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. First, a wafer shown in FIG. 1A is prepared, an inspection is performed with the wafer burn-in
以上のように、本実施形態では、ウエハーバーンインを実施する前にリーク不良が発生した半導体チップに対しては、被膜樹脂をウエハーバーンイン用電極パッド22の表面に塗布することなくウエハーバーンイン用電極パッド22と内部回路17とを電気的に絶縁することが可能となる。よって、UBM形成などのめっき工程において、被覆樹脂によるめっき槽またはめっき液の汚染を発生させることなくウエハーバーンインの実現が可能となる。
As described above, in the present embodiment, the wafer burn-in electrode pad is not applied to the surface of the wafer burn-in
なお、本実施形態では、エリアアレイ状に配置された組立外部接続用電極パッド23上にUBM13及びはんだバンプ15が順に形成された半導体チップ11がフリップチップパッケージに接続された半導体装置に特化して記載したが、それ以外の半導体装置であってもめっき工程前にウエハーバーンインを実施する半導体装置であれば同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、ウエハーバーンイン後の検査について明記していないが、ウエハーバーンイン後に検査を実施してもよい。 In this embodiment, the inspection after the wafer burn-in is not specified, but the inspection may be performed after the wafer burn-in.
また、本実施形態では、ウエハーバーンイン用電極パッド22と組立外部接続用電極パッド23とがスイッチ回路31を介して電気的に接続され、組立外部接続用電極パッド23と内部回路17とが電気的に接続されているが、ウエハーバーンイン用電極パッド22と内部回路17とがスイッチ回路31を介して接続されていれば同様の効果が得られる。また、ウエハーバーンイン用電極パッドと組立外部接続用電極パッドとを兼用した電極パッドがスイッチ回路31を介して内部回路17に接続されていても、同様の効果が得られる。本実施形態では、ウエハーバーンイン用電極パッド22と組立外部接続用電極パッド23とを分離しその間にスイッチ回路31を設けているが、これにより、組立後の半導体装置ではスイッチ回路31を介さずに信号や電源などのやりとりが可能となるため、スイッチ回路31を導入することで製品として出荷されたあとの半導体装置の信頼性が低下するということを防ぐ効果が得られる。
In the present embodiment, the wafer burn-in
また、本実施形態では、半導体チップ11の表面に組立外部接続用電極パッド23をアレイ状に配置し、その周縁にウエハーバーンイン用電極パッド22を配置しているが、各電極パッドの配置は任意でも問題ない。
Further, in this embodiment, the assembly external
また、本実施形態において、組立外部接続用電極パッド23は、必ずしもスイッチ回路31を介してウエハーバーンイン用電極パッド22に電気的に接続されている必要はない。即ちウエハーバーンインに不要な内部回路17の端子には、組立外部接続用電極パッド23が接続されていればよく、スイッチ回路31を介してウエハーバーンイン用電極パッド22が接続されていなくてもよい。また、スイッチ回路31は、リーク不良が発生したときに絶縁しなければウエハーバーンイン用のプローブカードや測定素子の破壊を引き起こす虞のある端子にのみ接続されていればよい。
In the present embodiment, the assembly external
また、不揮発性メモリデバイス41は、フラッシュメモリであってもよく、ヒューズの切断の有無によってスイッチ回路31をオンまたはオフにすることを記憶する電気ヒューズ回路であっても良い。以上の実施形態の変形とその効果については本願の他の実施形態においても同様である。
Further, the
なお、本実施形態におけるスイッチ回路は以下の変形例におけるスイッチ回路であってもよい。 In addition, the switch circuit in this embodiment may be a switch circuit in the following modification.
(第1の実施形態の変形例)
図3は本発明の第1の実施形態の変形例に係る半導体装置の回路図である。本変形例では、内部回路17の電極端子17aには、P型MOSトランジスタ33で構成された電源用スイッチ回路35が接続されており、内部回路17の入出力端子17bには、入出力用スイッチ回路36が接続されている。入出力用スイッチ回路36にはソース同士およびドレイン同士が互いに並列に接続されたP型MOSトランジスタ33とN型MOSトランジスタ32とが設けられており、N型MOSトランジスタ32のゲートにはインバーター34が接続されている。このような入出力用スイッチ回路36では、不揮発性メモリデバイス41からの信号は、反転されることなくP型MOSトランジスタ33のゲートに入力されると同時に、インバーター34で反転されてN型MOSトランジスタ32のゲートに入力される。
(Modification of the first embodiment)
FIG. 3 is a circuit diagram of a semiconductor device according to a modification of the first embodiment of the present invention. In this modification, a
本変形例に係る半導体装置では、不揮発性メモリデバイス41は、不揮発性メモリデバイス入力用電極パッド24を介して入力された「1」または「0」なる信号を記憶し、「1」なる信号を記憶しているときには電源用スイッチ回路35および入出力用スイッチ回路36をオフにする。これにより、ウエハーバーンイン用電極パッド22と内部回路17とは電気的に絶縁される。また、不揮発性メモリデバイス41は、「0」なる信号を記憶しているときには電源用スイッチ回路35および入出力用スイッチ回路36をオフにする。これにより、ウエハーバーンイン用電極パッド22と内部回路17とは電気的に接続される。
In the semiconductor device according to this modification, the
内部回路17の電極端子17aに接続されるスイッチ回路としてP型MOSトランジスタ33で構成された電源用スイッチ回路35を適用することで、N型MOSトランジスタで構成された電源用スイッチ回路を適用する場合に比べて電源降下を小さくすることが可能となる。
A case where a power switch circuit composed of an N-type MOS transistor is applied by applying a
また、内部回路17の入出力端子17bに接続されるスイッチ回路として、ソース同士およびドレイン同士が互いに並列に接続されたP型MOSトランジスタ33とN型MOSトランジスタ32とが設けられており且つ不揮発性メモリデバイス41からの信号をそのままP型MOSトランジスタ33のゲートに入力すると同時に不揮発性メモリデバイス41からの信号をインバーター34にて反転させてN型MOSトランジスタ32のゲートに入力する入出力用スイッチ回路36を用いることによって、ON-OFFと繰り返し入力あるいは出力された場合、ON→OFFに変化した場合、または、OFF→ONに変化した場合に、不揮発性メモリデバイス41からの信号が揺らぐことを防止することが可能となる。なお、入出力端子は入力端子であってもよく出力端子であってもよい。
Further, as a switch circuit connected to the input /
図4は本発明の第1の実施形態の変形例に係る半導体装置の製造工程のフロー図である。まず、本変形例におけるウエハーを準備し、ステップS201においてウエハーバーンイン用電極パッド22にて検査を実施し、ステップS202においてリーク不良が発生しているか否かを判定する。リーク不良が発生している半導体チップでは、「1」なる信号が不揮発性メモリデバイス入力用電極パッド24を介して不揮発性メモリデバイス41に入力される(ステップS203)。これにより、不揮発性メモリデバイス41は、「1」なる信号を記憶して電源用スイッチ回路35および入出力用スイッチ回路36をオフにする。一方、リーク不良が発生していない半導体チップでは、「0」なる信号が不揮発性メモリデバイス入力用電極パッド24を介して不揮発性メモリデバイス41に入力される(ステップS204)。これにより、不揮発性メモリデバイス41は、「0」なる信号を記憶して電源用スイッチ回路35および入出力用スイッチ回路36をオンにする。その後、ステップS205においてウエハーバーンイン用電極パッド22上にてウエハーバーンインを実施する。このとき、リーク不良が発生している半導体チップでは、ウエハーバーンイン用電極パッド22と内部回路17とが電気的に絶縁されているので、ウエハーバーンインは実施されない。一方、リーク不良が発生していない半導体チップでは、ウエハーバーンイン用電極パッド22と内部回路17とが電気的に接続されているので、ウエハーバーンインは実施される。その後、ステップS206において組立外部接続用パッド上にUBM13を形成し、ステップS207においてUBM13上にはんだバンプ15を形成する。その後は上記第1の実施形態と同様の工程を経て、本変形例に係る半導体装置を製造することができる。
FIG. 4 is a flowchart of the manufacturing process of the semiconductor device according to the modification of the first embodiment of the present invention. First, a wafer according to this modification is prepared, and inspection is performed with the wafer burn-in
以上説明したように、本変形例では、不揮発性メモリデバイス41が「1」を記憶した場合には電源用スイッチ回路35および入出力用スイッチ回路36はOFFとなり、不揮発性メモリデバイス41が「0」を記憶した場合には電源用スイッチ回路35および入出力用スイッチ回路36はONとなる。よって、ウエハーバーンイン実施前にリーク不良が発生した半導体チップのみを選択的に被膜樹脂を塗布することなくウエハーバーンイン用電極パッド22と内部回路17との間に電流が流れないようにすることが可能となるので、UBM形成などのめっき工程におけるめっき槽またはめっき液の汚染を発生させることなくウエハーバーンインの実現が可能となる。
As described above, in the present modification, when the
本発明は、めっき工程前にウエハーバーンインを実施する半導体装置にとって有用である。 The present invention is useful for a semiconductor device that performs wafer burn-in before a plating process.
11 半導体チップ
12 スクライブライン
13 アンダーバンプメタル(UBM)
15 はんだバンプ
16 被膜樹脂
17 内部回路
17a 電極端子
17b 入出力端子
21 電極パッド
22 ウエハーバーンイン用電極パッド
23 組立外部接続用電極パッド
24 不揮発性メモリデバイス入力用電源パッド
31 スイッチ回路
32 N型MOSトランジスタ
33 P型MOSトランジスタ
34 インバーター
35 電源用スイッチ回路
36 入出力用スイッチ回路
41 不揮発性メモリデバイス
15
17b Input / output terminal
21
Claims (11)
前記ウエハーバーンイン用電極パッドは、前記スイッチ回路を介して前記内部回路と電気的に接続されており、
前記スイッチ回路は、前記スイッチ回路をオンまたはオフにするという情報を記憶するとともに前記情報に従って前記スイッチ回路をオンまたはオフに設定する不揮発性メモリデバイスにより、オンまたはオフに設定されることを特徴とする半導体装置。 Internal circuit of semiconductor chip, electrode pad and switch circuit for wafer burn- in provided on the semiconductor chip, and assembly external connection electrode for electrically connecting the internal circuit and the switch circuit provided on the semiconductor chip A semiconductor device having a pad ,
The wafer burn electrode pad in is connected to the internal circuit electrically through the switch circuit,
The switch circuit is set on or off by a non-volatile memory device that stores information on turning on or off the switch circuit and sets the switch circuit on or off according to the information. Semiconductor device.
前記半導体チップに対してリーク不良が発生しているか否かを判定する工程(b)と、
リーク不良が発生している前記半導体チップの前記不揮発性メモリデバイスには前記スイッチ回路をオフにするという情報を記憶させ、リーク不良が発生していない前記半導体チップの前記不揮発性メモリデバイスには前記スイッチ回路をオンにするという情報を記憶させる工程(c)と、
前記工程(c)の後で、前記ウエハーに対してウエハーバーンインを実施する工程(d)とを有していることを特徴とする半導体装置の製造方法。 An internal circuit, a wafer burn-in electrode pad, a switch circuit that electrically connects the internal circuit and the wafer burn-in electrode pad, and an assembly external connection that electrically connects the internal circuit and the switch circuit A wafer on which a plurality of semiconductor chips having electrode pads and nonvolatile memory devices that store information on turning on or off the switch circuit and set the switch circuit on or off based on the information are formed. Preparing step (a);
A step (b) of determining whether or not a leakage defect has occurred in the semiconductor chip;
Information on turning off the switch circuit is stored in the non-volatile memory device of the semiconductor chip in which a leak failure has occurred, and the non-volatile memory device of the semiconductor chip in which no leak failure has occurred Storing (c) information for turning on the switch circuit;
After the step (c), the method includes a step (d) of performing wafer burn-in on the wafer.
前記アンダーバンプメタル上にバンプを形成し、前記バンプを介して前記半導体チップをフリップチップパッケージに電気的に接続することを特徴とする請求項10に記載の半導体装置の製造方法。 The plating step is a step of forming an under bump metal on the assembly external connection electrode pad,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein a bump is formed on the under bump metal, and the semiconductor chip is electrically connected to the flip chip package through the bump.
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