JPH022650A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要］ 半導体ＩＣ装置、特に、半導体ウェハ上に複数のＩＣ（
チップ）が形成されたウェハスケールの半導体ＩＣ装置
において各チップに電源を供給する技術に関し、 良品チップのウェハ上での分布状態にかかｂらず、ウェ
ハ上の各チップに対しそれぞれ必要に応じて電源の供給
および該供給の停止を行うことを可能にし、それによっ
てウェハスケールＩＣを構成する上での自由度を高める
ことを目的とし、半導体ウェハ上に形成され、それぞれ
に光電変換機能を有するセルが形成された複数の集積回
路と、光源とを具備し、■所定の条件に基づき前記複数
の集積回路のいずれかを指定し、その指定された集積回
路に対応のセルに対してのみ選択的に前記光源からの光
を照射することにより、あるいは、■前記光源が前記複
数の集積回路の各個に対応して配列された複数の発光素
子を有し、該複数の発光素子に対して所定の条件に基づ
き選択的にオン制御またはオフ制御を行い、オン制御さ
れた発光素子からの光を対応のセルに照射することによ
り、光の照射を受けたセルの作用により該セルに対応の
集積回路に電源を供給するように構成する。

〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置（以下、半導体ＩＣ装置
と称する）に関し、特に、半導体ウェハ上に複数のＩＣ
が形成されたウェハスケールの半導体ＩＣ装置（単に、
ウェハスケールＩｃ装置と称する）において各ＩＣに電
源を供給する技術に関する。

なお、以下の記述において便宜上、ウェハ上の複数のＩ
Ｃの各個を「チップ」と称する。

〔従来の技術、および発明が解決しようとする課題〕

ウェハスケールＩＣ装置は、−枚の半導体ウェハに複数
の半導体ＩＣチップを形成し、これらのＩＣチップを切
り離さずに相互配線を施すことにより製造される。

しかしながら良く知られているように、ウェハ上に形成
されたチップは全てが良品とは限らないので、歩留りを
考慮し且つ冗長度を持たせて各チップを形成することが
行われる。また、不良品チップ、あるいは良品であって
も使用しないチップについては、電源ラインから切り離
すことが望ましい。

従来は、電気的ヒユーズを用いて該ヒユーズに過大な電
流を流すことにより配線を切断したり、あるいは所望と
する個所にレーザを照射することにより配線を切断し、
それによってチップを電源ラインから切り離していた。

ところがこの方法では、切断の信頼性の問題や、プロセ
スが？Ｊｌｌ’ｆｆｌになる等の欠点がある。例えば、
良品チップと不良品チップがウェハ上で適当な間隔をお
いて点在している場合には配線の切断作業はそれほど困
難ではないが、良品チップがウェハ上で比較的密に配列
されている場合には、この中で使用する良品チップの配
線に影響を与えることなく、使用しない良品チップのみ
に対し、電気的ヒユーズあるいはレーザを用いてその配
線の切断を行うことは極めて煩雑な作業を必要とする。

つまり、良品チップのウェハ上での分布状態に依存して
切断の信頼性が低下したり、あるいはプロセスが複雑に
なる等の問題があった。

一方、従来のウェハスケールＩＣ装置における電源供給
形態によれば、当初使用しない良品チップ（Ａとする）
の電源ラインをいったん切り離してしまうと、ウェハス
ケールＩＣ中の他の良品チップ（Ｂとする）が使用中に
壊れた時に、そのチップ（Ｂ）の代わりをチップ（Ａ）
で代用しようとしても、チップ（Ａ）は電源ラインがら
恒久的に切り離されているので代用は不可能である。こ
れは、ウェハスケールＩＣを構成する上でその自由度に
欠けるものであり、好ましいとは言えない。

本発明は、かかる従来波４４ｊにおける課題に泥み創作
されたもので、良品チップのウェハ上での分布状態にか
かわらず、ウェハ上の各チップに対しそれぞれ必要に応
じて電源の供給および該供給の停止を行うことを可能に
し、それによってウェハスケール１．Ｃを構成する上で
の自由度を高めることができる半導体ＩＣ装置を提供す
ることを目的としている。

（課題を解決するだめの手段） 上述した従来技術における課題を解決するため、本発明
の第１の形態によれば、半導体ウェハ上に形成され、そ
れぞれに光電変換機能を有するセルが形成された複数の
集積回路と、光源と、所定の条件に基づき前記複数の集
積回路のいずれかを指定する制御手段と、前記光源およ
び複数の集積回路の間に介在され、該光源からの光を前
記制御手段によって指定された集積回路に対応のセルに
対してのみ選択的に照射する手段とを具備し、該光照射
手段を通して光の照射を受けたセルの作用により該セル
に対応の集積回路に電源を供給するようにしたことを特
徴とする半導体ＩＣ装置が提供される。

また、本発明の第２の形態によれば、半導体ウェハ上に
形成され、それぞれに光電変換機能を有するセルが形成
された複数の集積回路と、前記複数の集積回路の各個に
対応して配列された複数の発光素子を有し、該複数の発
光素子がそれぞれ独立にオン制御またはオフ制御される
ようになっている光源と、前記複数の発光素子に対して
所定の条件に基づき選択的にオン制御またはオフ制御を
行う制御手段とを具備し、該制御手段によってオン制御
された発光素子からの光の照射を受けたセルの作用によ
り該セルに対応の集積回路に電源を供給するようにした
ことを特徴とする半導体ＩＣ装置が提供される。

〔作　用〕

上述した第１および第２の形態のいずれの場合にも、従
来形のようにチップ上の配線パターンに対して直接処理
を行う方法ではなく、光という媒体を用いて各チップに
対し選択的に電源供給を行うようにしている。従って、
複雑なプロセスを必要とすることなく、あるいは切断の
信頬性に影響されることなく、ウェハ上で必要な集積回
路にのみ簡単に電源供給を行うことができる。しかも、
必要に応じて各集積回路に対する電源の供給および該供
給の停止を自由に行うことができる。これは、ウェハス
ケールＩＣを構成する上での自由度を高めることに寄与
するものである。

なお、本発明の他の構成上の特徴および作用の詳細につ
いては、添付図面を参照しつつ以下に記述される実施例
を用いて説明する。

（実施例〕 第１図には本発明の一実施例としてのウェハスケールＩ
Ｃ装置の概略的な構成が斜視的に示され、第２図には第
１図におけるウェハ上の各チップの概略的な構成が平面
的に示される。

図中、１は半導体（シリコン）ウェハを示し、該半導体
ウェハは、基板３上に固定的に載置されている。２は半
導体ウェハｌ上にプレイ状に形成された複数のＩＣチッ
プを示し、各ＩＣチップはそれぞれ、光電変換機能を有
するセル、例えばソーラ・セル（太陽電池）　２ａと、
該セルからの電源供給を受けて所定の動作を行う集積回
路２ｂとを有している（第２図参照）。従って、各１ｃ
チツプ２は、それぞれのソーラ・セル２ａに所定量の光
が入射した時に初めて有効となる。各ＩＣチップはそれ
ぞれウェハ上に形成された信号線を介してバッドｐ、−
ｐｆｉに接続され、さらに基板３の一端に固設されたコ
ネクタ４に接続されている。このコネクタ４は信号線５
を介してホスト・コンピュータ６に接続されており、該
ホスト・コンピュータは、各チップの動作の試験、ある
いは各チップから送られてくるデータ信号に基づき各チ
ップの制御を行う機能を有している。半導体ウェハｌが
載置された基板３は、第１図に示されるような形態で支
持体７により固定支持されている。

８は複数のレンズを備えたレンズ・アレイであって、半
導体ウェハ１の基板３と同様に支持体７により、該基板
３との間に所定の間隔をおいて固定支持されている。複
数のレンズの各個は、半導体ウェハ１上に形成された複
数のＩＣチップの配列形態に応じた折目状に区分けされ
て配列されている。従って、複数のレンズの各個を透過
した光はそれぞれ対応のＩｃチップ上に照射される。こ
の場合、複数のレンズの各個は、入射光をそれぞれ対応
のＩＣチップのソーラ・セル２ａ上にスポット的に集光
させる機能を果たす。

９は複数の液晶素子を備えた光シャッタであって、レン
ズ・アレイ８と同様に支持体７により、該レンズ・アレ
イとの間に所定の間隔をおいて固定支持されている。複
数の液晶素子の各個は、半導体ウェハ１上に形成された
複数のＩＣチップの配列形態に応じた掛目状に区分けさ
れて配列されており、光シャッタ９の一端に固設された
コネクタＩＯに信号線（第１図には図示せず）を介して
接続されている。このコネクタ１０は信号線１１を介し
てホスト・コンピュータ内の光シャッタ・コントローラ
１２に接続されており、該コントローラ１２は、外部か
ら適宜設定される入力命令に基づきウェハ上の複数のＩ
Ｃチップのいずれかを指定する機能を有している。

光シャッタ・コントローラ１２が機能すると、指定され
たＩＣチップに対応する液晶素子は有効となり、入射光
を下流側に透過させる。一方、指定されていないＩＣチ
ップに対応する液晶素子は、無効となり、入射光を遮断
する働きをする。つまり、光シヤツタ９上に設けられた
複数の液晶素子の各個は、光シャッタ・コントローラ１
２からの制御により、それぞれ独立に、入射光を透過さ
せてレンズ・アレイ８上の対応のレンズに供給するか、
あるいは入射光を遮断して対応のレンズに供給しないか
のいずれか一方の機能を果たす。

１３は所定量の光ビームＬ＋を出射することができるレ
ーザ等の光源を示し、１４ａおよび１４ｂはビーム・エ
クスパンダであって、光源１３からの光ビームし、の断
面積を所定の大きさく図中ハツチングで示されるＡの部
分）の光ビームＬ２に拡張するためのものである。ビー
ム・エクスパンダの各レンズの設置間隔は、光ビームＬ
２が光シヤツタ９上に配置されている液晶素子の全てに
照射されるように設定される。

次に、本実施例のウェハスケールＩＣ装置における電源
供給の形態について、第３図（ａ）〜（ｄ）を参照しな
がら説明する。

同図において、（ａ）はウェハ上で所望とするいくつか
のＩＣチップに電源供給を行う場合の形態を模式的に示
すもので、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ光シャッタ９の光
透過パターン、レンズ・アレイ８のパターン、ウェハ上
の各チップにおける光照射パターンを示す。光シャッタ
９の場合、ハツチングで示されている部分は、液晶素子
が光シャッタ・コントローラ１２の制御を受けて入射光
を遮断している状態を等価的に示すものである。従って
、ハツチングが施されていない部分は、液晶素子が光シ
ャッタ・コントローラ１２によって入射光を透過可能に
制御されている状態を表す。一方、半導体ウェハ１の場
合、ハツチングで示されている部分は光の照射を受けて
ＩＣチップが有効になっている状態を表し、逆に、ハツ
チングが施されていない部分はＩＣチップが光の照射を
受けていない状態を表している。

ウェハ上で所望とするいくつかのＩＣチップに電源供給
を行う場合、前述したようにｇｉ　ｌ　Ｃチップを指示
する入力命令を外部から適宜設定する。

これによって光シャッタ・コントローラ１２は、光シヤ
ツタ９上の各液晶素子のうち、指示されたＩＣチップに
対応する液晶素子を制御して該素子を有効状態にし、入
射光を透過させる。この透過光は、レンズ・アレイ８上
の対応のレンズに供給され、該レンズの作用によって対
応のＩＣチップ２のソーラ・セル２ａ上にスポット的に
集光される。

この結果、光の照射を受けたソーラ・セルは光電変換機
能を行い、それによって対応の集積回路に電源の供給が
行われる。言い換えると、光シャッタにおいて光の透過
が阻止されている液晶素子に対応のＩＣチップ（ソーラ
・セル）には、電源の供給は行われないようになってい
る。

このように、外部からの簡単な入力命令の変更により光
シャッタ・コントローラ１２を介して光シャッタ９の光
透過パターンを変更するだけで、従来形に見られたよう
な複雑なプロセスを必要とすることなく、あるいは良品
チップのウェハ上での分布状態に依存する配線切断の信
頼性に影古されることなく、ウェハ上で必要なＩＣチッ
プにのみ簡単に電源供給を行うことができる。しかもこ
の場合、必要に応じて各チップに対する電源の供給およ
び該供給の停止を自由に行うことができる。

これは、ウェハスケールｔＣを構成する上での自白変を
高めることに寄与するものであり、極めて好適である。

なお、上述した実施例では光シャッタを用いてウェハ上
の各ＩＣチップ（ソーラ・セル）に対し選択的に光を照
射するようにしたが、光を選択的に照射する形態はそれ
に限定されない。例えば、光源からの光の出射形態を制
御することによって各ＩＣチップに選択的に光を照射す
るようにしてもよい。

第４図には本発明の他の実施例としてのウェハスケール
ＩＣ装置の概略的な構成が斜視的に示される。

第４図の装置が第１図の装置と構成上異なる点は、■光
シャッタ９を用いていないこと、■単一の光ビームＬ１
を出射する光源１３およびビーム・エクスパンダ１４ａ
、　１４ｂの代わりに、複数のＩｃチップ２の各個に対
応して配列された複数の発光素子１５ａを有し、かつ、
該複数の発光素子がそれぞれ独立にオン制御またはオフ
制御されるようになっている光′ａ１５を用いたこと、
および、■光シャッタ９を制御する光シャッタ・コント
ローラ１２の代わりに、複数の発光素子１５ａに対して
所定の条件に基づき選択的にオン制御またはオフ制御を
行う光源コントローラ１８をホスト・コンピュータ６内
に設けたこと、である。

この場合、光源１５を構成する複数の発光素子として、
半導体レーザ、発光ダイオード等が用いられる。また、
光源】５は、任意の発光素子から出射された光がレンズ
・アレイ８の対応するレンズを通してウェハ１上の対応
するＩＣチップ（ソーラ・セル）上に照射されるように
（第４図にハツチングで示される部分Ｂ）、支持体７に
対して配置される必要がある。

なお、他の構成および電源供給の形態については、光シ
ャ、ツタ９における複数の液晶素子の制御態様（第１図
実施例）を光源１５における複数の発光素子１５ａの制
御態様（第４図実施例）に置き換えることにより容易に
類推されるので、その説明は省略する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の半導体ＩＣ装置によれば、
光という媒体を用いて各集積回路に対し選択的に電源供
給を行うようにしているので、良品チップのウェハ上で
の分布状態にかかわらず、ウェハ上の各集積回路に対し
それぞれ必要に応じて電源の供給および該供給の停止を
簡単に行うことができ、それによって、ウェハスケール
ＩＣを構成する上での自由度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのウェハスケールＩＣ
装置の構成を概略的に示した斜視図、第２図は第１図に
おけるウェハ上の各チップの構成を概略的に示した平面
図、 第３図（ａ）〜（ｄ）は第１図装置における電源供給の
形態を説明するための図、 第４図は本発明の他の実施例としてのウェハスケールＩ
ｃ装置の構成を概略的に示した斜視図、である。 （符号の説明） １・・・半導体ウェハ、 ２・・・集積回路（Ｉｃチップ）、 ２ａ・・・ソーラ・セル（太陽電池）、２ｂ・・・（電
源供給を受ける）集積回路、８・・・レンズ・アレイ、 ９・・・光シャッタ、 １２・・・光シャッタ・コントローラ、１３．１５・・
・光源、 １５ａ・・・発光素子、 １８・・・光源コン］・ローラ。 １・・・半導体ウエノ・ ２・・・ＩＣチノゾ ２０・・・ソーラ・セル（太陽電池） ２ｂ・・・集積回路 ３・・・基　板 Ｐ１〜ｐｎ、、、パッド （ｂ） 第１図装置における電源供給の形態を説明するための図
手続補正書（方式） 昭和６３年１０月３日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、事件の表示 昭和６３年特許願第１４７８２０号 ２、　発明の名称 半導体集積回路装置 ３、　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 第４図 半導体ウエノ・ ＩＣチ、グ ・レンズ・アレイ 光源 ・発光素子 名称　（５２２）富士通株式会社 ４、代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号静光
虎ノ門ビル　　電話５０４−０７２］５、　１４正命令
の日付 補正の対象 図面 補正の内容 図面の浄書（内容に変更なし） 添付書類の目録 浄書図面 １通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体ウェハ（１）上に形成され、それぞれに光電
   変換機能を有するセル（２ａ）が形成された複数の集積
   回路（２）と、 光源（１３）と、 所定の条件に基づき前記複数の集積回路のいずれかを指
   定する制御手段（１２）と、 前記光源および複数の集積回路の間に介在され、該光源
   からの光を前記制御手段によって指定された集積回路に
   対応のセルに対してのみ選択的に照射する手段（８、９
   ）とを具備し、 該光照射手段を通して光の照射を受けたセルの作用によ
   り該セルに対応の集積回路（２ｂ）に電源を供給するよ
   うにしたことを特徴とする半導体集積回路装置。 ２、半導体ウェハ（１）上に形成され、それぞれに光電
   変換機能を有するセル（２ａ）が形成された複数の集積
   回路（２）と、 前記複数の集積回路の各個に対応して配列された複数の
   発光素子（１５ａ）を有し、該複数の発光素子がそれぞ
   れ独立にオン制御またはオフ制御されるようになってい
   る光源（１５）と、 前記複数の発光素子に対して所定の条件に基づき選択的
   にオン制御またはオフ制御を行う制御手段（１８）とを
   具備し、 該制御手段によってオン制御された発光素子からの光の
   照射を受けたセルの作用により該セルに対応の集積回路
   （２ｂ）に電源を供給するようにしたことを特徴とする
   半導体集積回路装置。