JP5585000B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、配線構造、そのような配線構造を有する半導体装置及びそのような配線構造の形成方法に関する。

従来、製造した半導体装置の動作を確認するための測定が行われている。半導体装置の動作は、例えば、半導体装置が封入されたパッケージから延びるリードを用いて信号を取り出すことにより測定することができる。

しかし、リードから所望の信号を測定できない場合には、半導体装置内の配線層から信号を直接に取り出すための配線を形成する必要がある。

図１（Ａ）は、従来の例による半導体装置の測定を説明する図であり、図１（Ｂ）は、電極パッドが形成された半導体装置の平面図である。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すような半導体装置内の配線層に接続する配線の形成は、例えば、集束イオンビーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ：ＦＩＢ）装置を用いて行うことができる。従来、ＦＩＢ装置を用いた半導体装置の様々な加工技術が開示されている。

半導体装置内の配線層に接続する配線の形成は、例えば、以下の手順で行われる。

まず、パッケージを開封して、半導体装置の外面が露出される。

次に、ＦＩＢ装置を用いて、半導体装置の外面から目的とする配線層１２１を露出する穴が形成される。

次に、ＣＶＤガス雰囲気中で集束イオンビームを照射することによって、穴に導体が埋め込まれると共に半導体装置の外面に導体が堆積されて、配線１１２が形成される。

次に、ＣＶＤガス雰囲気中で集束イオンビームを更に照射することによって、配線１１２に接続する電極パッド１１３が形成される。この電極パッドは、通常、５０〜１００μｍ²程度の寸法に形成される。

そして、半導体装置の動作の測定は、例えば、顕微鏡（図示せず）と触針１６２とを有するプローバ装置（図示せず）を用いて行われる。

プローバ装置の顕微鏡による観察下において、図１（Ａ）に示すように、触針１６２の先を電極パッド１１３に接触させて、半導体装置内の配線層に流れる信号が取り出される。顕微鏡下の作業において、触針１６２を電極パッドに接触させるには、電極パッドの寸法として、少なくとも上記の範囲の寸法が必要となる。

特開平８−２２７９７３号公報 特開２００２−２３７５２０号公報

上述したように、ＦＩＢ装置を用いて電極パッド１１３を形成することができるが、ＦＩＢ装置は、もともと幅が数μｍ程度の配線を形成するための装置であり、５０〜１００μｍ²程度の寸法を有する電極パッドを形成することを目的とした装置ではない。そのため、ＦＩＢ装置を用いた電極パッドの作製は、時間がかかる作業となる。

また、ＦＩＢ装置を用いて電極パッドを形成するために、ＣＶＤガスとして多量の金属化合物ガスを用いるので、ＣＶＤガスによってＦＩＢ装置内が汚れるため、装置が劣化する原因となっている。

また、電極パッドの寸法が小さいので、触針１６２を電極パッド１１３に接触させる作業は容易ではない。

また、電極パッド１１３の厚さが薄いので、触針１６２を電極パッド１１３に接触させる際に、触針１６２の先が電極パッドを貫いて半導体装置を傷つけてしまう場合がある。

また、触針１６２の先が酸化して酸化膜が形成すると、接触抵抗が増加する場合がある。また、触針１６２の先の電極パッドへの接触圧力によって酸化膜が破断すると、接触抵抗が変化するので測定に影響を与える場合がある。

このように、顕微鏡と触針１６２とを有するプローバ装置を用いた半導体装置の動作の測定は困難である。

本明細書は、半導体装置の所望部を容易に測定するために、半導体装置内の配線層と接続する配線構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本明細書で開示する配線構造の一形態によれば、リード線と、上記リード線が接続された面の対向面が半導体装置の外面に接着された接続部と、少なくとも一部が半導体装置の外面上に形成され、一端が半導体装置内の配線層に接続され、他端が上記接続部に接続される配線と、を有する。

上述した配線構造の一形態によれば、半導体装置の所望部を容易に測定できる。

（Ａ）は、従来の例による半導体装置の測定を説明する図であり、（Ｂ）は、電極パッドが形成された半導体装置の平面図である。 本明細書に開示する配線構造を備えた半導体装置の第１実施形態を示す平面図である。 図２のＸ−Ｘ線断面図である。 図３の要部の拡大図である。 図４の接続部を取り外す様子を示す図である。 図４の接続部の拡大斜視図である。 本明細書に開示する配線構造を備えた半導体装置の形成方法の工程の要部を説明する図である。 本明細書に開示する配線構造を備えた半導体装置の形成方法の工程を説明する図（その１）である。 本明細書に開示する配線構造を備えた半導体装置の形成方法の工程を説明する図（その２）である。 本明細書に開示する配線構造を備えた半導体装置の形成方法の工程を説明する図（その３）である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本明細書に開示する配線構造を備えた半導体装置の形成方法の工程を説明する図（その４）である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本明細書に開示する配線構造を備えた半導体装置の形成方法の工程を説明する図（その５）である。 本明細書に開示する配線構造を備えた半導体装置の形成方法の工程を説明する図（その６）である。 本明細書に開示する配線構造を備えた半導体装置の形成方法の工程を説明する図（その７）である。 本明細書に開示する配線構造を備えた半導体装置の第２実施形態を示す平面図である。 図１５に示す半導体装置をプローバを用いて検査する様子を示す図である。 図１６のＹ−Ｙ線断面図である。 テスタのウエハ出し入れ開口部から配線構造のリード線が引き出されている状態を示す図である。

本発明の目的及び効果は、特に請求項において指摘される構成要素及び組み合わせを用いることによって認識され且つ得られるだろう。

前述の一般的な説明及び後述の詳細な説明の両方は、例示的及び説明的なものであり、クレームされている本発明を制限するものではない。

以下、本明細書で開示する配線構造を備えた半導体装置の好ましい一実施形態を、図２〜図６を用いて説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。

図２は、本明細書に開示する配線構造を備えた半導体装置の第１実施形態（以下、単に本実施形態ともいう）を示す平面図である。図３は、図２のＸ−Ｘ線断面図である。図４は、図３の要部の拡大図である。図５は、図４の接続部を取り外す様子を示す図である。図６は、図４の接続部の拡大斜視図である。

図２及び図３に示すように、半導体装置３０は、パッケージ２３と、このパッケージ２３に封入された半導体装置本体２０と、配線構造１０とを有する。半導体装置３０は、パッケージ２３が開封されて、半導体装置本体２０が露出されている。なお、半導体装置３０はパッケージから延出する複数のリードを有するが、図面を分かり易くするため、リードは図示していない。また、図４及び図５では、説明を分かり易くするためにパッケージ２３を図示していない。

図４に示すように、半導体装置本体２０は、回路素子（図示せず）及び回路素子と接続する複数の配線層を有する。

配線構造１０は、半導体装置本体２０内の所望の配線層から信号を取り出して、半導体装置本体２０の所望部の測定を可能にする。本実施形態では、配線構造１０を用いて、半導体装置本体２０内の最外層の配線層２１から信号が取り出される。

配線構造１０を用いて取り出された信号を測定することによって、半導体装置本体２０の動作が確認される。動作の測定を行う際には、半導体装置本体２０に電力又信号が外部から供給される。そして、配線構造１０を用いて取り出された信号は、図４に示すように、オシロスコープのような外部測定装置５０を用いて測定される。このようにして、半導体装置本体２０の動作が確認される。

以下に、半導体装置３０が備える配線構造１０について、更に説明を行う。

図４に示すように、配線構造１０は、リード線１１と、配線１２と、リード線１１と配線１２とを接続する接続部１３と、接続部１３を半導体装置本体２０の外面に接着する接着部１４とを有する。

リード線１１は、自由端である一端１１ａと、接続部１３に接続する他端１１ｂとを有する。リード線１１の一端１１ａは、例えば、クリップ端子５１を介して、外部測定装置５０に接続される。クリップ端子としては、具体的には、みの虫クリップ、又はわに口クリップが挙げられる。このように、リード線１１は、配線構造１０からの引き出し配線として機能する。

リード線１１は、柔軟で可撓性を有しており、外部測定装置５０に接続するために、適宜変形させることができる。

リード線１１の長さは、外部測定装置５０に接続できるように適宜設定される。リード線の１１の長さは、例えば、３０〜４０ｃｍとすることができる。また、リード線は、例えば銅線を用いて形成される。

配線１２は、半導体装置本体２０内の配線層２１に接続される一端１２ａと、接続部１３に接続される他端１２ｂとを有する。

また、配線１２は、半導体装置本体２０内の最外層の配線層２１に接続されるプラグ部１２ｃと、プラグ部１２ｃと接続部１３とを接続する配線部１２ｄとを有する。プラグ部１２は半導体装置本体２０の外面上に形成される。

プラグ部１２ｃは、配線１２の一端１２ａを有し、配線部１２ｄは、配線１２の他端１２ｂを有する。配線１２は、半導体装置本体２０に形成される固定配線である。

配線部１２の幅の寸法は、半導体装置本体２０内の最外層の配線層２１の幅以下であることが、配線部１２と半導体装置本体２０内の配線層との間で形成する容量を低減し、半導体装置本体２０の測定への影響を抑制する上で好ましい。

具体的には、配線１２の幅を５μｍ以下とすることができる。

また、配線１２の配線部１２ｄの幅が５μｍ以下であると、図５に示すように、接続部１３を接着部１４から取り外す際に、接続部１３と配線部１２ｄとの接続を容易に外すことができる。

更に、配線１２の配線部１２ｄの幅が５μｍ以下であると、接続部１３を接着部１４から取り外す際に、配線１２の他端１２ｂを含む部分を破断して、配線部１２の一部と共に接続部１３を半導体装置本体２０の外面から取り外すこともできる。このような観点から、配線１２の形成材料としては、延性の小さい材料を用いることが好ましい。配線１２は、例えば、タングステンを用いて形成できる。

上述した配線１２は、例えば、集束イオンビーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ：ＦＩＢ）装置を用いて形成される。

本実施形態では、配線１２と接続される半導体装置本体２０内の配線層が最外層の配線層２１であるが、配線１２と接続される配線層は、半導体装置本体２０の動作を確認するための所望の位置の配線層を適宜選択可能である。例えば、配線１２と接続される配線層として、最外層よりも内側の配線層を選んでも良い。

接着部１４は、図５に示すように、接続部１３を半導体装置本体２０から取り外し可能に接着する。接続部１３は、外力を加えることによって、接着部１４から取り外される。

配線構造１０を用いて半導体装置本体２０の測定を行った後には、配線構造１０が不要となる場合がある。このような場合には、リード線１１の一端１１ａを矢印の方向に引っ張ることによって接続部１３に外力を加え、接続部１３は、リード線１１と共に半導体装置本体２０から取り外される。接続部１３が取り外された後の半導体装置本体２０には、配線１２及び接着部１４が残される。配線１２及び接着部１４が残された半導体装置本体２０は、通常の半導体装置として使用することができる。なお、接着部１４の一部が、接続部１３に付着する場合もある。

また、接着部１４は、半導体装置本体２０の測定中には、所定の長さを有するリード線１１が接続された接続部１３を、半導体装置本体２０の外面に接着した状態を維持できる接着強度を有することが好ましい。このような観点から、接着部１４は、接続部１３が少なくとも２０〜４０ｇｆの力で引っ張られても、接続部１３が外されない接着強度を有することが好ましい。

接着部１４は、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂によって形成できる。熱硬化性樹脂としては、具体的には、エポキシ樹脂を用いることができる。硬化したエポキシ樹脂は、２５０ｋｇｆ／ｃｍ²〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ²程度の接着強度を有していることが、上述した観点から好ましい。

接続部１３は、図４及び図６に示すように、縦長の形状を有する。接続部１３には、その長手方向の一方の端部にリード線１１が接続される第１電極１３ａを有し、他方の端部には配線１２が接続される第２電極１３ｂを有する。

また、接続部１３は、第１電極１３ａと第２電極１３ｂとに挟まれた絶縁性の接続部本体１３ｃを有する。

接続部１３は、図４に示すように、接着部１４によって、長手方向の他方の端部側である第２電極１３ｂが半導体装置本体２０の外面上に接着されて立設される。一方、自由端を有するリード線１１は、立設された接続部１３の第１電極１３ａから延びている。

接続部１３は、多角柱又は円柱形状を有することが好ましい。特に、接続部１３が多角柱形状を有すると、ＦＩＢ装置を用いて、配線１２の他端１２ｂを多角柱の１つの側面上に形成できるので、配線１２と接続部１３との接続が容易となる。

本実施形態では、接続部１３は、図６に示すように、直方体である４角柱形状を有する。また、４角柱形状は、対向する面を有するので、配線構造１０の形成の際に接続部１３の取り扱いが容易となる。

図６に示すように、接続部１３は、２つの底面Ｐ１，Ｐ２を有する。底面Ｐ１は第１電極１３ａの一部を形成しており、底面Ｐ１にリード線１１が接続される。リード線の他端１１ｂは、底面Ｐ１からほぼ垂直に延びている。また、底面Ｐ１に対向する底面Ｐ２は第２電極１３ｂの一部を形成しており、底面Ｐ２は、接着部１４を介して半導体装置本体２０の外面に接着される。底面Ｐ１及び底面Ｐ２は同じ面積を有する。

接続部１３の底面積は、０．０１５ｍｍ²〜０．０３ｍｍ²の範囲にあることが、ＦＩＢ装置を用いた加工及び接続部１３の接着の観点から好ましい。

接続部１３の底面積が０．０３ｍｍ²以下であることが、半導体装置本体２０の測定後に接続部１３を容易に取り外す上で好ましい。また、配線構造１０を形成する際には、半導体装置本体２０の絶縁層に穴を開け、配線１２を形成する工程がある。接続部１３の底面積が上記の範囲よりも大きいと、この配線１２を形成する作業を妨害するおそれがある。

一方、接着部１４として、上述した範囲の接着強度を有するエポキシ樹脂を用いる場合には、接続部１３の底面積が０．０１５ｍｍ²以上であることが、配線接続１３を保持する接着力を確保する上で好ましい。また、接続部１３の底面積が上記の範囲よりも小さいと、接続部１３の取り扱いが困難となる。

また、接続部１３の底面積が上記の範囲にある場合には、接続部１３の高さＨ（図６参照）は、底面積の平方根の１．５〜３倍の範囲にあることが好ましい。ＦＩＢ装置を用いて配線１２を形成する際には、ノズルからＣＶＤガスを吹き出す。接続部１４の高さＨが底面積の平方根の３倍よりも大きいと、このノズルが接続部１３と接触するおそれがある。一方、接続部１４の高さＨが底面積の平方根の１．５倍よりも小さいと、配線構造１０を形成する際の接続部１３の取り扱いが困難となり、また接続部１３を取り外しにくくなる。

接続部１３は、図６に示すように、幅がＷ、奥行きがＤ、高さがＨの寸法を有する。ここで、幅Ｗは奥行きＤよりも大きい。

接続部１３を取り外す際には、図５に示すように、第１電極１３ａに接続されたリード線１１を引っ張る。このようにして接続部１３の第１電極１３ａに外力が加わると、第２電極１３ｂと接着部１４との接着面である底面Ｐ２に力のモーメント（外力と高さＨとの積）が加わり、第２電極１３ｂと接着部１４との間の接着を外す力が加わる。この接着を外す力の大きさが、第２電極１３ｂと接着部１４との間の接着力を上回ると、接続部１３が接着部１４から取り外される。

上記力のモーメント（外力と高さＨとの積）は高さＨが高い程大きくなるので、接続部１３を容易に取り外す観点からは、接続部１３の高さＨは上述した範囲内で大きい程好ましい。

また、第１電極１３ａに対して引っ張る力を加える向きは、図６中のＤ１の向きに加えることが好ましい。Ｄ１の向きに外力を加えると、接続部１３の底面は、辺Ｌを回転軸として接着部１４から回転しながら外れようとする。この場合には、回転軸である辺Ｌに対して垂直な辺Ｓの長さが短いので、Ｄ２の向きに外力を加えた場合と比べて少ない力で、接続部１３を取り外すことができる。従って、接続部１３を取り外す際には、リード線１１を第１電極１３ａに対してＤ１の向きに引っ張ることが好ましい。幅Ｗと奥行きＤとの好ましい比として、例えば２：１が挙げられる。

図２及び図３に示すように、半導体装置３０のパッケージ２３の外面上には、接続部１３を半導体装置本体２０の外面から取り外す際に、リード線１１を引っ張る方向を示す印２５が形成される。この印は、図６における接続部１３のＤ１の向きを示しており、リード線１１を引っ張る向きが視認できる。

一方、半導体装置本体２０の測定中には、リード線１１が、第１電極１３ａに対してＤ２の方向に向くように配置されることが好ましい。具体的には、リード線１１は、底面Ｐ１からほぼ垂直に延びた後、Ｄ２の方向に曲げられる。リード線１１は、自重によって、接続部１３に対して、少なからず引っ張る力を加えている。また、接続部２０の測定中にリード線１１に力が加わって、接続部１３に対して外力が加わる場合もある。このように、半導体装置本体２０の測定中に接続部１３に外力が加わって、接続部１３が取り外されることを防止する観点から、リード線１１を第１電極１３ａに対してＤ２の方向に向くように配置する。

ＦＩＢ装置を用いた加工性及び接続部１３の取り外しの容易性の観点から、直方体である４角柱形状を有する接続部１３の好ましい寸法の具体例として、下記の例が挙げられる。

幅Ｗ＝０．２mm±０．０２
奥行きＤ＝０．１３mm±０．０２
高さＨ＝０．４mm±０．０２

接続部１３は、図４に示すように、接続部本体１３ｃの内部に受動素子１３ｄを有する。この受動素子１３ｄは、第１電極１３ａと第２電極１３ｂとの間に配置されており、リード線１１と配線１２とを電気的に接続する。

具体的には、受動素子１３ｄとして、容量（コンデンサ）、又は抵抗、又はインダクタ（コイル）を用いることができる。

このような受動素子１３ｄを有する接続部１３として、例えばチップビーズを用いることができる。

半導体装置本体２０の測定に応じて、受動素子１３ｄを適宜選択することにより、半導体装置本体２０の最適な測定が可能となる。

図４では、受動素子１３ｄとして容量を用いた例を示している。受動素子１３ｄとして容量を用いることによって、信号中の直流成分をカットできる。また、リード線１１を通して、パルス信号を半導体装置本体２０内に入力できるので、ノイズパルス信号を半導体装置本体２０の配線層２１に重畳した場合の半導体装置本体２０の動作を測定することができる。

また、受動素子１３ｄとしてインダクタを用いた場合には、インダクタのフィルタの働きによって、リード線１１を通して、外部から半導体装置本体２０内へノイズが侵入することを防止できる。

上述した本実施形態の配線構造１０を備えた半導体装置３０によれば、配線構造１０が半導体装置本体２０内の所望の配線層と電気的に接続されるので、半導体装置本体２０の所望部を容易に測定して、半導体装置本体２０の動作を確認できる。また、配線構造１０は自由端を有するリード線１１を有しているので、外部測定装置への半導体装置本体２０内の配線層２１の信号の取り出しが容易である。

また、半導体装置３０によれば、半導体装置本体２０の測定後に接続部１３がリード線１１と共に取り外せるので、測定後の半導体装置本体２０を通常の半導体装置として使用することができる。また、半導体装置本体２０に残る配線１２が形成する容量は十分に小さいので、残された配線１２が半導体装置本体２０の動作に影響を与えるおれがない。

更に、半導体装置３０によれば、顕微鏡と触針とを有するプローバ装置を用いることなく、半導体装置本体２０の測定ができる。従って、高価なプローバ装置を用意する必要がない。また、蝕針によって半導体装置本体２０を傷つけることもない。

本発明では、上述した本実施形態の配線構造を備えた半導体装置は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。例えば、接続部１３は、対向する一対の面を有する縦長の単なる導体であっても良い。

次に、上述した配線構造を備えた半導体装置の形成方法の好ましい実施形態（以下、本実施形態ともいう）を、図７〜図１４を用いて以下に説明する。

図７は、本実施形態における工程の要部を説明する図である。この図７を参照して、本実施形態の概要を以下に説明する。

まず、図７及び図８に示すように、半導体装置３０のパッケージ２３を開封して半導体装置本体２０を露出する（工程７０１）。

次に、図７及び図９に示すように、リード線１１と接続部１３を接続する（工程７０２）。

次に、図７及び図１０に示すように、リード線１１が接続された接続部１３を半導体装置本体２０の外面に接着して立設する（工程７０３）。

次に、図７及び図１３に示すように、集束イオンビームを用いて、半導体装置本体２０の絶縁層を除去して配線層２１が露出する穴２２を形成する（工程７０４）。

次に、図７及び図１４に示すように、ＣＶＤガス雰囲気中で集束イオンビーム４０を照射することによって、穴２２に導体を埋め込むと共に半導体装置本体２０の外面に導体を堆積して配線層２１と接続する配線１２を形成する。このようにして、リード線１１と配線１２とを接続部１３を介して接続する（工程７０５）。

そして、図７及び図２に示すように、リード線１１を引っ張る方向を示す印２５をパッケージ２３上に形成する（工程７０６）。

以下、本実施形態について、更に詳述する。

まず、図８に示すように、半導体装置本体２０が封入されたパッケージ２３に開口部２４を形成して、半導体装置本体２０の配線層側が露出される。ここで、半導体装置本体２０は、ワイヤボンディング（図示せず）によって実装されている。

次に、図９に示すように、リード線１１の他端１１ｂと、接続部１３の第１電極１３ａとが接続される。リード線１１と接続部１３とは、リード線１１を引っ張って接続部１３を接着部１４から取り外す際に、リード線１１と接続部１３とが外れない強度をもって接続されることが好ましい。リード線１１と接続部１３とは、例えば、半田を用いて接続できる。

接続部１３は、平らな底面Ｐ１を有するので、リード線１１を底面Ｐ１に対して垂直に接続することが容易である。

リード線１１の外径は、接続部１３の底面Ｐ１内に収まる大きさであることが好ましい。リード線１１が接続部１３の底面Ｐ１からはみ出ていると、リード線１１が接続された接続部１３を、半導体装置本体２０の外面に垂直に立設することが困難になる。そして、リード線１１は、その外径が接続部１３の底面Ｐ１内に収まるように接続されることが好ましい。

次に、図１０に示すように、自由端を有するリード線１１が接続された接続部１３が、熱硬化性のエポキシ樹脂を用いて、半導体装置本体２０の外面に接着される。なお、図１０では、半導体装置本体２０は、パッケージ２３の部分を除いて示している（図１３及び図１４も同様）。接続部１３は、平らな底面Ｐ２を有するので、半導体装置本体２０の平らな外面に垂直に立設することが容易である。

本実施形態では、熱硬化性のエポキシ樹脂は、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）を用いて以下に説明するように、半導体装置本体２０の外面に塗布される。まず、図１１（Ａ）に示すように、熱硬化性のエポキシ樹脂１４ａが、接続部１３の底面の外形を含む程度の広がりを持って半導体装置本体２０の外面に塗布される。

次に、図１１（Ｂ）に示すように、塗布したエポキシ樹脂１４ａの上に接続部１３が載置圧着されて、エポキシ樹脂の一部が接続部１３と半導体装置本体２０の外面との間からはみ出る。次に、エポキシ樹脂１４ａが加熱され硬化して接着部１４が形成される。このようにして、接続部１３は、接着部１４を介して半導体装置本体２０の外面に接着される。

図１０に示すように、接着部１４は、接続部１３と半導体装置本体２０の外面との間からはみ出るように形成されることが、接着部１４の上に配線１２の一部を形成する上で好ましい。本実施形態では、接着部１４は、接続部１３と半導体装置本体２０の外面との間で、外方に凸に湾曲するように形成される。仮に、接着部１４の大きさが接続部１３の底面よりも小さく形成されると、接続部１３と半導体装置本体２０の外面との間に凹部が形成されるので、配線１２の形成に長い時間を要するか、又は配線１２が切断した状態で形成されるおそれがある。

また、図１１（Ｂ）に示すように、接続部１３と半導体装置本体２０の外面との間から接着部１４がみ出る量Ｑは、配線１２をこのはみ出た部分の上に形成できる程度にあれば良い。はみ出る量Ｑが半導体装置本体２０の外面を広く覆ってしまうと、配線１２の形成を妨げる場合がある。

また、エポキシ樹脂１４ａは、図１２（Ａ）に示すように、接続部１３の底面の４隅を含む程度に、２つの円形が接した状態に塗布されても良い。図１２（Ｂ）に、接続部１３が接着部１４に接着された状態の平面図を示す。

次に、図１３に示すように、集束イオンビーム４０を用いて、半導体装置本体２０の絶縁層を除去して、最外層の配線層２１が露出する穴２２が形成される。穴２２の形成には、ＦＩＢ装置（図示せず）を用いることができる。

この穴２２を形成する工程では、ＦＩＢ装置が備えるイオン顕微鏡（図示せず）を用いて配線層２１の露出を確認することが好ましい。例えば光学顕微鏡又はレーザ顕微鏡を用いた場合には、可視光又はレーザ光が半導体装置本体２０の絶縁層を透過して、配線層２１が露出しているのかどうかを正確に観察できない場合がある。しかし、イオンビームを用いるイオン顕微鏡では、絶縁層を認識して配線層２１の露出を正確に観察することができる。

次に、図１４に示すように、ＦＩＢ装置を用いて、ノズル４１から吹き出されたＣＶＤガス雰囲気中で集束イオンビーム４０を照射することによって、穴２２に導体が埋め込まれると共に半導体装置本体２０の外面上に導体が堆積されて、配線層２１と接続する配線１２が形成される。

ＣＶＤガスとしては、配線１２を形成するために適当な金属化合物ガスを用いることができる。例えば、ＣＶＤガスとして、タングステンヘキサカルボニル（Ｗ（ＣＯ）₆）ガス又は希ガスとタングステンヘキサカルボニルガスとの混合ガスを用いることができる。

配線１２のプラグ部１２ｃは、穴２２に導体が埋め込まれて形成される。

配線１２の配線部１２ｄは、プラグ部１２ｃの上部から接着部１４に向かって半導体装置本体２０の外面上に沿って延び、次に接着部１４のはみ出した部分の上面に沿って延びるように形成される。更に、配線部１２ｄは、接続部１３の側面の一部分を形成する第２電極１３ｂの上面に沿って形成される。

図１４に示すように、接着部１４のはみ出した部分は、外方に向かって凸に湾曲しているので、配線部１２ｄを接着部１４のはみ出した部分の上面に形成することが容易となる。

このようにして、リード線１１と配線１２とが接続部１３を介して電気的に接続される。

次に、図２に示すように、接続部１３を半導体装置本体２０の外面から脱着するためにリード線１１を引っ張る方向を示す印２５が、半導体装置３０のパッケージ２３の外面に形成される。

以上の工程によって、本実施形態の配線構造１０を備えた半導体装置３０が形成される。

上述した配線構造を備えた半導体装置の形成方法の本実施形態によれば、半導体装置の所望部を容易に測定できる半導体装置を形成できる。

また、本実施形態によれば、配線１２を形成する程度のＣＶＤガスしか用いないので、ＣＶＤガスの使用量が低減されると共にＣＶＤガス汚染によるＦＩＢ装置の劣化を防止できる。

次に、上述した配線構造を有する半導体装置の第２実施形態を、図１５〜図１８を用いて以下に説明する。

図１５は、本明細書に開示する配線構造を備えた半導体装置を備えた半導体装置の第２実施形態（以下、単に本実施形態ともいう）を示す平面図である。

図１５に示すように、半導体装置３０は、シリコンウエハ４０上に形成された半導体装置本体２０と、配線構造１０とを有する。また、シリコンウエハ４０上には、他の半導体装置本体２０が複数配置されている。

半導体装置３０は、半導体装置本体がダイシング及びパッケージングされる前の状態で、半導体装置本体２０の動作を測定できる。

また、シリコンウエハ４０上には、図１５に示すように、接続部１３を半導体装置本体２０の外面から脱着するためにリード線１１を引っ張る方向を示す印２５が形成される。

半導体装置３０の配線構造１０及び半導体装置本体２０の構成は、上述した実施形態と同様である。

次に、半導体装置３０が、半導体装置本体２０を検査するテスタ６４（図１８参照）によって検査されると共に、配線構造１０を用いて動作が測定される様子を以下に説明する。

図１６は、図１５に示す半導体装置３０をテスタ６４のプローバ６０を用いて検査する様子を示す図である。図１７は、図１６のＹ−Ｙ線断面図である。図１８は、テスタ６４のウエハ出し入れ開口部６３から配線構造１０のリード線１１が引き出されている状態を示す図である。

図１６及び図１７に示すように、テスタ６４のプローバ６０が、シリコンウエハ４０上における半導体装置３０の半導体装置本体２０に位置づけられる。複数の蝕針６２が、半導体装置本体２０の周囲に形成されたＩ／Ｏパッド（図示せず）に接触させられる。

図１８に示すように、配線構造１０のリード線１１における自由端である一端１１ａは、プローブガード６１及びシリコンウエハ４０の間を通って、テスタ６４のウエハ出し入れ開口部６３から、テスタ６４の外部に引き出される。

リード線１１の一端１１ａは、クリップ端子５１を介して、オシロスコープのような外部測定装置５０に接続される。

このようにして、半導体装置３０の半導体装置本体２０は、テスタ６４によって検査されると共に、外部測定装置５０によって配線層からの信号が測定されて、半導体装置本体２０の動作が確認される。

半導体装置本体２０の測定後には、リード線１１を印２５の方向に引っ張ることによって、リード線１１と共に接続部１３が接着部１４から取り外される。配線１２及び接着部１４が残された半導体装置本体２０は、シリコンウエハ４０上の他の半導体装置本体２０と共に、ダイシング及びパッケージングされる。

上述した本実施形態の配線構造１０を備えた半導体装置３０によれば、半導体装置本体２０がシリコンウエハ４０上に形成された状態で、半導体装置本体２０の所望部を容易に測定することができる。また、配線構造１０を用いた半導体装置本体２０の測定が、テスタ６４による検査と共に行うことができる。

また、半導体装置本体２０がフリップチップ実装される場合には、最外層の配線層の位置がパッケージの裏側を向いて、半導体装置本体２０がパッケージ内に封入される。従って、フリップチップ実装された半導体装置本体２０がダイシング及びパッケージングされた後に、パッケージを開封して配線構造１０を形成することは非常に困難な作業となる。しかし、本実施形態によれば、半導体装置本体２０がシリコンウエハ４０上に形成された状態で、配線構造１０が形成されるので、フリップチップ実装される半導体装置本体２０の動作の測定を容易に行うことができる。

ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、読者が、発明者によって寄与された発明及び概念を技術を深めて理解することを助けるための教育的な目的を意図する。ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、そのような具体的に述べられた例及び条件に限定されることなく解釈されるべきである。また、明細書のそのような例示の機構は、本発明の優越性及び劣等性を示すこととは関係しない。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、その様々な変更、置き換え又は修正が本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り行われ得ることが理解されるべきである。

以上の上述した実施形態及びその変形例に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
リード線と、
前記リード線が接続された面の対向面が半導体装置の外面に接着された接続部と、
少なくとも一部が半導体装置の外面上に形成され、一端が半導体装置内の配線層に接続され、他端が前記接続部に接続される配線と、
を有する配線構造。

（付記２）
前記接続部は縦長の形状を有し、
前記接続部は、その長手方向の一方の端部に前記リード線が接続され且つ他方の端部に前記配線が接続されて、半導体装置の外面上に立設されており、
前記接続部は外力を加えることによって取り外し可能に接着される付記１に記載の配線構造。

（付記３）
前記配線の幅が５μｍ以下である付記１又は２に記載の配線構造。

（付記４）
前記接続部は、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂の接着部によって接着される付記１から３の何れか一項に記載の配線構造。

（付記５）
前記接続部は、多角柱又は円柱形状を有する付記１から４の何れか一項に記載の配線構造。

（付記６）
前記接続部の底面積は、０．０１５ｍｍ²〜０．０３ｍｍ²の範囲にある付記５に記載の配線構造。

（付記７）
前記接続部の高さは、前記底面積の平方根の１．５〜３倍の範囲にある付記６に記載の配線構造。

（付記８）
前記配線は、半導体装置内の配線層に接続されるプラグ部と、前記プラグ部と前記接続部とを接続し半導体装置の外面上に形成される配線部と、を有する付記１から７の何れか一項に記載の配線構造。

（付記９）
前記配線部の幅の寸法は、半導体装置内の最外層の配線層の幅以下である付記８に記載の配線構造。

（付記１０）
前記接続部は、受動素子を有し、
前記受動素子は、前記リード線と前記配線とを接続する付記１から９の何れか一項に記載の配線構造。

（付記１１）
配線層を有する半導体装置本体と、
リード線と、
前記リード線が接続された面の対向面が前記半導体装置本体の外面に接着された接続部と、
少なくとも一部が前記半導体装置本体の外面上に形成され、一端が前記半導体装置本体内の前記配線層に接続され、他端が前記接続部に接続される配線と、
を有する配線構造と、
を備える半導体装置。

（付記１２）
前記接続部は縦長の形状を有し、
前記接続部は、その長手方向の一方の端部に前記リード線が接続され且つ他方の端部に前記配線が接続されて、半導体装置の外面上に立設されており、
前記接続部は、外力を加えることによって取り外し可能に接着される付記１１に記載の半導体装置。

（付記１３）
前記接続部は、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂の接着部によって前記半導体装置の外面に接着され、
前記接着部は、前接続部と前記半導体装置本体の外面との間からはみ出る付記１１又は１２に記載の半導体装置。

（付記１４）
前記接続部を前記半導体装置本体の外面から取り外すために前記リード線を引っ張る方向を示す印が、前記半導体装置の外面に形成される付記１１から１３の何れか一項に記載の半導体装置。

（付記１５）
前記リード線が引っ張られて、前記接続部が前記リード線と共に前記半導体装置本体の外面から取り外し可能である付記１１から１４の何れか一項に記載の半導体装置。

（付記１６）
リード線が接続された接続部を半導体装置の外面に接着し、
集束イオンビームを用いて、半導体装置の絶縁層を除去して配線層が露出する穴を形成し、
ＣＶＤガス雰囲気中で集束イオンビームを照射することによって、前記穴に導体を埋め込むと共に半導体装置の外面上に導体を堆積して配線層と接続する配線を形成し、前記リード線と前記配線とを前記接続部を介して接続する、
工程を有する配線構造の形成方法。

（付記１７）
前記穴を形成する工程では、イオン顕微鏡を用いて前記配線層の露出を確認する付記１６に記載の配線構造の形成方法。

１０ 配線構造
１１ リード線
１１ａ 一方の端部
１１ｂ 他方の端部
１２ 配線
１２ａ 一方の端部
１２ｂ 他方の端部
１２ｃ プラグ部
１２ｄ 配線部
１３ 接続部
１３ａ 第１電極
１３ｂ 第２電極
１３ｃ 接続部本体
１３ｄ 受動素子
１４ 接着部
１４ａ エポキシ樹脂
２０ 半導体装置本体
２１ 最外層の配線層
２２ 穴
２３ パッケージ
２４ 開口部
２５ 印
３０ 半導体装置
４０ シリコンウエハ
４０ 集束イオンビーム
４１ ノズル
５０ 外部測定装置
５１ クリップ端子
６０ プローバ
６１ プローブガード
６２ 触針
６３ ウエハ出し入れ開口部
６４ テスタ

Claims (7)

1. 半導体装置チップと、
   前記半導体装置チップ上に接着され、長軸方向の第１端部に第１の電極を有し、第２端部に第２の電極を有する柱形状の容量素子と、
   前記半導体チップの内部配線と前記第１の電極とを接続し、少なくとも一部が前記半導体装置チップの外面上に配置されるように、集束イオンビームを用いて形成される外部配線と、
   第１端が前記第２の電極に接続されるリード線と、
   を備え、
   前記第１の電極は柱形状を有し、
   前記容量素子は、長軸方向の前記第１端部の端面である前記第１の電極の底面において前記半導体装置チップ上に接着され、
   前記外部配線は、柱形状を有する前記第１の電極の側面の第１領域に接続されることを特徴とする半導体装置。
2. 前記第１領域の面積は、前記第１の電極の底面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記外部配線の幅は５μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
4. 前記容量素子は、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂によって前記半導体装置チップ上に接着されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の半導体装置。
5. 前記第１の電極の底面の面積は、０．０１５ｍｍ ² 〜０．０３ｍｍ ² の範囲であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の半導体装置。
6. 前記容量素子の高さは、前記第１の電極の底面の面積の平方根の１．５〜３倍の範囲にあることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の半導体装置。
7. 前記リード線の第２端が、前記半導体装置の外部の測定装置へ接続可能になされていることを特徴とする前記請求項１〜６の何れか一項に記載の半導体装置。

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