(57)【要約】【課題】  ＩＣチップの設計及び製造を待たずに並行してパッケージの認定試験を行うことが可能な半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明に係る半導体装置は、コア回路部１と、前記コア回路部１の周囲に配置されたＩ／Ｏセル２と、前記Ｉ／Ｏセルの外側に配置された第１のチップ領域３の外周部と、前記Ｉ／Ｏセルの外側且つ前記第１のチップ領域３の外周部の内側に配置された第１のパッド７と、前記第１のチップ領域３の外周部の外側に配置された第２のチップ領域４の外周部と、前記第１のチップ領域の外側且つ前記第２のチップ領域の外周部の内側に配置された第２のパッド８と、を具備する。第１のチップ又は第２のチップをパッケージに搭載して被試験ＩＣパッケージを作製し、被試験ＩＣパッケージにパッケージの認定試験を行うことにより、製品用ＩＣチップの設計、製造と並行してパッケージの認定試験を行うことが可能となる。【選択図】      図１
2005072252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路部と、
前記回路部の周囲に配置されたＩ／Ｏセルと、
前記Ｉ／Ｏセルの外側に配置された第１のチップ領域の外周部と、
前記Ｉ／Ｏセルの外側且つ前記第１のチップ領域の外周部の内側に配置された第１のパッドと、
前記第１のチップ領域の外周部の外側に配置された第２のチップ領域の外周部と、
前記第１のチップ領域の外側且つ前記第２のチップ領域の外周部の内側に配置された第２のパッドと、
を具備する半導体装置。
【請求項２】
前記第１のパッドと前記第２のパッドを電気的に接続する配線をさらに具備する請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第２のチップ領域の外周部の外側に配置された第ｎのチップ領域の外周部と、前記第２のチップ領域の外側且つ前記第ｎのチップ領域の外周部の内側に配置された第ｎのパッドと、前記第ｎのチップ領域の外周部の外側に配置された第ｎ＋１のチップ領域の外周部と、前記第ｎのチップ領域の外側且つ前記第ｎ＋１のチップ領域の外周部の内側に配置された第ｎ＋１のパッドと、をさらに具備し、前記ｎは３以上の整数である請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第ｎのパッドと前記第ｎ＋１のパッドを電気的に接続する配線をさらに具備する請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
回路部と、前記回路部の周囲に配置されたＩ／Ｏセルと、前記Ｉ／Ｏセルの外側に配置された第１のチップ領域の外周部と、前記Ｉ／Ｏセルの外側且つ前記第１のチップ領域の外周部の内側に配置された第１のパッドと、前記第１のチップ領域の外周部の外側に配置された第２のチップ領域の外周部と、前記第１のチップ領域の外側且つ前記第２のチップ領域の外周部の内側に配置された第２のパッドと、を備えた半導体装置をウエハに作製する工程を具備する半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記ウエハに作製する工程における前記半導体装置は、前記第２のチップ領域の外周部の外側に配置された第ｎのチップ領域の外周部と、前記第２のチップ領域の外側且つ前記第ｎのチップ領域の外周部の内側に配置された第ｎのパッドと、前記第ｎのチップ領域の外周部の外側に配置された第ｎ＋１のチップ領域の外周部と、前記第ｎのチップ領域の外側且つ前記第ｎ＋１のチップ領域の外周部の内側に配置された第ｎ＋１のパッドと、をさらに備えており、前記ｎは３以上の整数である請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記ウエハに作製する工程の後に、前記ウエハを第１のチップ領域の外周に沿ってダイシングすることにより、前記ウエハを第１のチップに分離する工程と、前記第１のチップをパッケージに搭載して第１の認定試験用パッケージを作製する工程と、前記第１の認定試験用パッケージにパッケージ認定試験を行う工程と、をさらに具備する請求項５又は６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記ウエハに作製する工程の後に、前記ウエハを第２のチップ領域の外周に沿ってダイシングすることにより、前記ウエハを第２のチップに分離する工程と、前記第２のチップをパッケージに搭載して第２の認定試験用パッケージを作製する工程と、前記第２の認定試験用パッケージにパッケージ認定試験を行う工程と、をさらに具備する請求項５又は６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記ウエハに作製する工程の後に、前記ウエハを第１のチップ領域の外周に沿ってダイシングし、前記ウエハを第２のチップ領域の外周に沿ってダイシングすることにより、前記ウエハを第１のチップ及び第２のチップに分離する工程と、前記第１のチップをパッケージに搭載して第１の認定試験用パッケージを作製する工程と、前記第２のチップをパッケージに搭載して第２の認定試験用パッケージを作製する工程と、前記第１の認定試験用パッケージ及び前記第２の認定試験用パッケージそれぞれにパッケージ認定試験を行う工程と、をさらに具備する請求項５又は６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記ウエハに作製する工程の後に、前記ウエハを第ｎのチップ領域の外周に沿ってダイシングすることにより、前記ウエハを第ｎのチップに分離する工程と、前記第ｎのチップをパッケージに搭載して第ｎの認定試験用パッケージを作製する工程と、前記第ｎの認定試験用パッケージにパッケージ認定試験を行う工程と、をさらに具備する請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記ウエハに作製する工程の後に、前記ウエハを第ｎ＋１のチップ領域の外周に沿ってダイシングすることにより、前記ウエハを第ｎ＋１のチップに分離する工程と、前記第ｎ＋１のチップをパッケージに搭載して第ｎ＋１の認定試験用パッケージを作製する工程と、前記第ｎ＋１の認定試験用パッケージにパッケージ認定試験を行う工程と、をさらに具備する請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記ウエハに作製する工程の後に、前記ウエハを第ｎのチップ領域の外周に沿ってダイシングし、前記ウエハを第ｎ＋１のチップ領域の外周に沿ってダイシングすることにより、前記ウエハを第ｎのチップ及び第ｎ＋１のチップに分離する工程と、前記第ｎのチップをパッケージに搭載して第ｎの認定試験用パッケージを作製する工程と、前記第ｎ＋１のチップをパッケージに搭載して第ｎ＋１の認定試験用パッケージを作製する工程と、前記第ｎの認定試験用パッケージ及び前記第ｎ＋１の認定試験用パッケージそれぞれにパッケージ認定試験を行う工程と、をさらに具備する請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に係わり、特に、ＩＣチップの設計及び製造を待たずに並行してパッケージの認定試験を行うことが可能な半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の開発においては、新たな半導体装置が設計されると、これに合わせて、この半導体装置を収納するパッケージも新たに設計する必要がある。このパッケージの設計と製造は、新たな半導体装置の完成時点までに終了することが望ましい。
しかし、従来は、受注が決定し、ＩＣの設計が終了した後、ウエハを製造ラインで流動させて客先へのサンプル用ＩＣを製造すると同時にパッケージ認定用ＩＣを製造していた。
【０００３】
つまり、半導体装置の設計が修了した後に、パッケージ認定用ＩＣを製造し、パッケージ製造装置の条件出しを行い、パッケージ認定用ＩＣを実際にパッケージに搭載し、パッケージ認定用ＩＣをワイヤボンディングにてパッケージ側の配線に接続して、ボンディング状態、外部からの応力による耐圧性、ボンディング後のリーク電流の有無等のパッケージ認定試験を行っていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の半導体装置の製造方法では、半導体装置の設計及び製造が終了した後に、パッケージの認定試験を行っているため、この認定試験の期間中は客先に製品を出荷するこができない。認定試験は作業が順調に行われても数ヶ月の期間を要するため、この期間だけ製品の出荷が遅れることとなり、この期間を短縮することが求められている。
【０００５】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、ＩＣチップの設計及び製造を待たずに並行してパッケージの認定試験を行うことが可能な半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
パッケージの認定試験項目は、実際のＩＣの動作状況は必要ではなく、製品用ＩＣチップと同等のＩＣチップサイズと限られた試験項目が確認できれば良い。そこで、本発明に係る半導体装置は、最低限確認したいＩＣの回路を備えた回路部と、製品用ＩＣチップと同等のチップサイズを有していれば、パッケージとしての信頼性を検証するパッケージの認定試験を行うことが可能となる。このような半導体装置を使用することにより、ＩＣチップの設計及び製造と並行してパッケージの認定試験を行うことが可能となる。
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明に係る半導体装置は、回路部と、
前記回路部の周囲に配置されたＩ／Ｏセルと、
前記Ｉ／Ｏセルの外側に配置された第１のチップ領域の外周部と、
前記Ｉ／Ｏセルの外側且つ前記第１のチップ領域の外周部の内側に配置された第１のパッドと、
前記第１のチップ領域の外周部の外側に配置された第２のチップ領域の外周部と、
前記第１のチップ領域の外側且つ前記第２のチップ領域の外周部の内側に配置された第２のパッドと、
を具備する。
【０００８】
上記半導体装置によれば、第１のチップ又は第２のチップをパッケージに搭載して被試験ＩＣパッケージを作製することにより、チップサイズの異なる被試験ＩＣパッケージを作製することが可能となる。そして、被試験ＩＣパッケージにパッケージの認定試験を行うことにより、製品用ＩＣチップの設計、製造と並行してパッケージの認定試験を行うことが可能となる。従って、従来技術に比べてパッケージ認定試験の期間を短縮することができ、それにより、製品出荷スケジュールを短縮することが可能となる。
【０００９】
また、本発明に係る半導体装置においては、前記第１のパッドと前記第２のパッドを電気的に接続する配線をさらに具備することも可能である。
また、本発明に係る半導体装置においては、前記第２のチップ領域の外周部の外側に配置された第ｎのチップ領域の外周部と、前記第２のチップ領域の外側且つ前記第ｎのチップ領域の外周部の内側に配置された第ｎのパッドと、前記第ｎのチップ領域の外周部の外側に配置された第ｎ＋１のチップ領域の外周部と、前記第ｎのチップ領域の外側且つ前記第ｎ＋１のチップ領域の外周部の内側に配置された第ｎ＋１のパッドと、をさらに具備することも可能であり、前記ｎは３以上の整数である。
【００１０】
また、本発明に係る半導体装置においては、前記第ｎのパッドと前記第ｎ＋１のパッドを電気的に接続する配線をさらに具備することも可能である。
【００１１】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、回路部と、前記回路部の周囲に配置されたＩ／Ｏセルと、前記Ｉ／Ｏセルの外側に配置された第１のチップ領域の外周部と、前記Ｉ／Ｏセルの外側且つ前記第１のチップ領域の外周部の内側に配置された第１のパッドと、前記第１のチップ領域の外周部の外側に配置された第２のチップ領域の外周部と、前記第１のチップ領域の外側且つ前記第２のチップ領域の外周部の内側に配置された第２のパッドと、を備えた半導体装置をウエハに作製する工程を具備する。
【００１２】
上記半導体装置の製造方法によれば、ウエハから第１のチップ又は第２のチップを分離し、第１のチップ又は第２のチップをパッケージに搭載して被試験ＩＣパッケージを作製することにより、チップサイズの異なる被試験ＩＣパッケージを作製することが可能となる。そして、被試験ＩＣパッケージにパッケージの認定試験を行うことにより、製品用ＩＣチップの設計、製造と並行してパッケージの認定試験を行うことが可能となる。従って、従来技術に比べてパッケージ認定試験の期間を短縮することができ、それにより、製品出荷スケジュールを短縮することが可能となる。
【００１３】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、前記ウエハに作製する工程における前記半導体装置は、前記第２のチップ領域の外周部の外側に配置された第ｎのチップ領域の外周部と、前記第２のチップ領域の外側且つ前記第ｎのチップ領域の外周部の内側に配置された第ｎのパッドと、前記第ｎのチップ領域の外周部の外側に配置された第ｎ＋１のチップ領域の外周部と、前記第ｎのチップ領域の外側且つ前記第ｎ＋１のチップ領域の外周部の内側に配置された第ｎ＋１のパッドと、をさらに備えていることも可能であり、前記ｎは３以上の整数である。
【００１４】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、前記ウエハに作製する工程の後に、前記ウエハを第１のチップ領域の外周に沿ってダイシングすることにより、前記ウエハを第１のチップに分離する工程と、前記第１のチップをパッケージに搭載して第１の認定試験用パッケージを作製する工程と、前記第１の認定試験用パッケージにパッケージ認定試験を行う工程と、をさらに具備することも可能である。
【００１５】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、前記ウエハに作製する工程の後に、前記ウエハを第２のチップ領域の外周に沿ってダイシングすることにより、前記ウエハを第２のチップに分離する工程と、前記第２のチップをパッケージに搭載して第２の認定試験用パッケージを作製する工程と、前記第２の認定試験用パッケージにパッケージ認定試験を行う工程と、をさらに具備することも可能である。
【００１６】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、前記ウエハに作製する工程の後に、前記ウエハを第１のチップ領域の外周に沿ってダイシングし、前記ウエハを第２のチップ領域の外周に沿ってダイシングすることにより、前記ウエハを第１のチップ及び第２のチップに分離する工程と、前記第１のチップをパッケージに搭載して第１の認定試験用パッケージを作製する工程と、前記第２のチップをパッケージに搭載して第２の認定試験用パッケージを作製する工程と、前記第１の認定試験用パッケージ及び前記第２の認定試験用パッケージそれぞれにパッケージ認定試験を行う工程と、をさらに具備することも可能である。
【００１７】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、前記ウエハに作製する工程の後に、前記ウエハを第ｎのチップ領域の外周に沿ってダイシングすることにより、前記ウエハを第ｎのチップに分離する工程と、前記第ｎのチップをパッケージに搭載して第ｎの認定試験用パッケージを作製する工程と、前記第ｎの認定試験用パッケージにパッケージ認定試験を行う工程と、をさらに具備することも可能である。
【００１８】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、前記ウエハに作製する工程の後に、前記ウエハを第ｎ＋１のチップ領域の外周に沿ってダイシングすることにより、前記ウエハを第ｎ＋１のチップに分離する工程と、前記第ｎ＋１のチップをパッケージに搭載して第ｎ＋１の認定試験用パッケージを作製する工程と、前記第ｎ＋１の認定試験用パッケージにパッケージ認定試験を行う工程と、をさらに具備することも可能である。
【００１９】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、前記ウエハに作製する工程の後に、前記ウエハを第ｎのチップ領域の外周に沿ってダイシングし、前記ウエハを第ｎ＋１のチップ領域の外周に沿ってダイシングすることにより、前記ウエハを第ｎのチップ及び第ｎ＋１のチップに分離する工程と、前記第ｎのチップをパッケージに搭載して第ｎの認定試験用パッケージを作製する工程と、前記第ｎ＋１のチップをパッケージに搭載して第ｎ＋１の認定試験用パッケージを作製する工程と、前記第ｎの認定試験用パッケージ及び前記第ｎ＋１の認定試験用パッケージそれぞれにパッケージ認定試験を行う工程と、をさらに具備することも可能である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態による半導体装置を示す平面図である。この半導体装置はウエハに複数作製されるものである。即ち、この半導体装置は、ウエハに複数作製される半導体装置のうちの一つを示すものである。
【００２１】
半導体装置は、製品用ＩＣチップではなくパッケージの認定試験に用いるものであり、ＩＣチップの設計及び製造を待たずに並行してパッケージの認定試験を行うものである。つまり、パッケージの認定試験項目は、実際のＩＣの動作状況は必要ではなく、製品用ＩＣチップと同等のＩＣチップサイズと限られた試験項目が確認できれば良いので、前記半導体装置は、最低限確認したいＩＣの回路を備えた回路部と、製品用ＩＣチップと同等のチップサイズを有していれば、パッケージとしての信頼性を検証するパッケージの認定試験を行うことが可能となる。
【００２２】
このような半導体装置を使用することにより、ＩＣチップの設計及び製造と並行してパッケージの認定試験を行うことが可能となる。即ち、パッケージの諸試験、また、ＩＣとしての信頼性試験、その他の試験、実装状態での二次実装試験などを並行して行うことが容易となる。
【００２３】
図１に示すように、半導体装置はチップ中央部に配置された平面が四角形状のコア回路部１を有している。コア回路部１は、パッケージとしての信頼性を検証する認定試験に必要な回路を備えていれば良く、製品ＩＣチップと同様の回路を備えている必要は必ずしも無い。コア回路部１の周囲にはＩ／Ｏセル２が複数配置されている。Ｉ／Ｏセル２の外側には平面が四角形状の第１のチップ領域３の外周部が配置されている。第１のチップ領域３は、例えば３ｍｍ×３ｍｍのチップサイズのＩＣチップを規定する領域である。
【００２４】
前記Ｉ／Ｏセル２の外側で且つ第１のチップ領域３の内側に沿って複数の第１のパッド７が配置されている。第１のパッド７は、最小チップサイズである第１のチップに使用するものである。また、第１のパッド７はＩ／Ｏセル２に図示せぬ配線で電気的に接続されている。
【００２５】
第１のチップ領域３の外側には平面が四角形状の第２のチップ領域４の外周部が配置されている。第２のチップ領域４は、例えば５ｍｍ×５ｍｍのチップサイズのＩＣチップを規定する領域である。第１のチップ領域３の外側で且つ第２のチップ領域４の内側には複数の第２のパッド８が配置されている。第２のパッド８は第１のパッド７に図示せぬ配線で電気的に接続されている。
【００２６】
第２のチップ領域４の外側には平面が四角形状の第３のチップ領域５の外周部が配置されている。第３のチップ領域５は、例えば７ｍｍ×７ｍｍのチップサイズのＩＣチップを規定する領域である。第２のチップ領域４の外側で且つ第３のチップ領域５の内側には複数の第３のパッド９が配置されている。第３のパッド９は第２のパッド８に図示せぬ配線で電気的に接続されている。
【００２７】
第３のチップ領域５の外側には平面が四角形状の第４のチップ領域６の外周部が配置されている。第４のチップ領域６は、例えば９ｍｍ×９ｍｍのチップサイズのＩＣチップを規定する領域である。第３のチップ領域５の外側で且つ第４のチップ領域６の内側には複数の第４のパッド１０が配置されている。第４のパッド１０は第３のパッド９に図示せぬ配線で電気的に接続されている。
【００２８】
この半導体装置は複数のチップサイズのパッケージ認定試験に対応できるように構成されている。本実施の形態では、４つのチップサイズに対応できるものを一例として挙げているが、４つのチップサイズに限定されるものではなく、２つ、３つ又は５つ以上のチップサイズに対応できる半導体装置に本発明を適用することも可能である。
【００２９】
次に、図１に示す半導体装置を用いてパッケージの認定試験を行う方法について図２を参照しつつ説明する。
図２は、パッケージの試験装置を用いて被試験ＩＣパッケージの認定試験を行う場合の概念を示す図である。
【００３０】
まず、ウエハに図１の半導体装置を複数形成する。次いで、このウエハをダイシングすることにより、該ウエハから各々のＩＣチップに分離する。この際、第１のチップ領域３に沿ってダイシングすることによりチップサイズが３ｍｍ×３ｍｍのパッケージ認定試験用のＩＣチップを作製し、第２のチップ領域４に沿ってダイシングすることによりチップサイズが５ｍｍ×５ｍｍのパッケージ認定試験用のＩＣチップを作製し、第３のチップ領域５に沿ってダイシングすることによりチップサイズが７ｍｍ×７ｍｍのパッケージ認定試験用のＩＣチップを作製し、第４のチップ領域６に沿ってダイシングすることによりチップサイズが９ｍｍ×９ｍｍのパッケージ認定試験用のＩＣチップを作製する。
【００３１】
この後、各々の認定試験用のＩＣチップをパッケージに搭載し、このＩＣチップをワイヤボンディングにてパッケージ側の配線に接続する工程等を経て、被試験ＩＣパッケージ１１を作製する。そして被試験ＩＣパッケージは各々のチップサイズのものが作製される。
次に、被試験ＩＣパッケージに、図２に示すパッケージの試験装置を用いて認定試験を行う。
【００３２】
すなわち、図２に示すように、被試験ＩＣパッケージ１１を試験用置台１２に載置し、ＩＣパッケージ試験装置１３に組み込まれているテストプログラム１４に従ってパッケージ認定試験を行う。このパッケージ認定試験は、各々のチップサイズのパッケージに対して行う。パッケージ認定試験は、例えばボンディング状態、外部からの応力による耐圧性、ボンディング後にリーク電流が有るか無いかなどのパッケージ信頼性を評価するための評価試験である。
【００３３】
次に、パッケージ認定試験の結果について考察する。各々のチップサイズのパッケージがすべて信頼性を十分に有する結果が得られれば、製品用ＩＣチップの設計、製造が終了するのを待たずに、チップサイズが３ｍｍ×３ｍｍ、５ｍｍ×５ｍｍ、７ｍｍ×７ｍｍ、９ｍｍ×９ｍｍのパッケージの認定取得、パッケージの電気的特性の評価が可能となる。言い換えると、製品用ＩＣチップの設計、製造と並行してパッケージの認定取得が可能となる。
【００３４】
また、パッケージ認定試験の結果が３ｍｍ×３ｍｍ、５ｍｍ×５ｍｍ、７ｍｍ×７ｍｍのチップサイズについては信頼性を有するものが得られたが、９ｍｍ×９ｍｍのチップサイズのパッケージについては信頼性を有する結果が得られなかった場合は、このパッケージに関しては３〜７ｍｍ角のチップサイズにしか適用できないことが認定できる。
【００３５】
上記実施の形態によれば、製品用ＩＣチップの設計、製造と並行してパッケージの認定試験を行うことができるため、従来技術に比べてパッケージ認定試験の期間を短縮することができる。これにより、製品出荷スケジュールを短縮することが可能となる。
【００３６】
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、本実施の形態では、４つのチップサイズのパッケージに対して認定試験を行っているが、１つのチップサイズのパッケージに対して認定試験を行っても良いし、複数のチップサイズのパッケージに対して認定試験を行っても良い。また、上記実施の形態で挙げたチップサイズは単なる一例であり、他のチップサイズに本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態による半導体装置を示す平面図。
【図２】パッケージ試験装置を用いて被試験ＩＣパッケージの認定試験を行う概念図。
【符号の説明】
【００３８】
１…コア回路部、２…Ｉ／Ｏセル、３…第１のチップ領域、４…第２のチップ領域、５…第３のチップ領域、６…第４のチップ領域、７…第１のパッド、８…第２のパッド、９…第３のパッド、１０…第４のパッド、１１…被試験ＩＣパッケージ、１２…試験用置台、１３…ＩＣパッケージ試験装置、１４…テストプログラム
【図１】
2005072252.tif 000003
【図２】
2005072252.tif 000004