両面解析評価装置、両面解析評価方法
【課題】半導体デバイスの両面解析を簡単に行うことを可能にする。
【解決手段】両面解析評価装置は、一部のモールドを除去することによって半導体チップが露出したパッケージデバイスを固定する装置であり、基板と、基板の所定領域に置かれた前記パッケージデバイスを覆って基板に取り付けられる蓋とを備える。基板は、所定領域に配置されたパッケージデバイスのパッケージから出ている端子と対応する位置に設けられたパッド部と、所定領域において光を透過する透過領域とを備える。蓋は、基板に取り付けられたとき、透過領域に対応する位置に、光を透過する蓋透過領域を備える。蓋透過領域から半導体チップの表面を観察し解析することができる。基板の透過領域から半導体チップの裏面を観察し解析することができる。
【解決手段】両面解析評価装置は、一部のモールドを除去することによって半導体チップが露出したパッケージデバイスを固定する装置であり、基板と、基板の所定領域に置かれた前記パッケージデバイスを覆って基板に取り付けられる蓋とを備える。基板は、所定領域に配置されたパッケージデバイスのパッケージから出ている端子と対応する位置に設けられたパッド部と、所定領域において光を透過する透過領域とを備える。蓋は、基板に取り付けられたとき、透過領域に対応する位置に、光を透過する蓋透過領域を備える。蓋透過領域から半導体チップの表面を観察し解析することができる。基板の透過領域から半導体チップの裏面を観察し解析することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モールドされたパッケージデバイスの内部の半導体チップを解析する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
パッケージされた半導体デバイスを解析するために、パッケージ樹脂を除去して半導体チップを露出させて検査が行われることがある。
【0003】
特許文献1には、ICパッケージの半導体素子の故障解析に用いられるソケットが記載されている。この技術においては、ICソケットの蓋体として薄型の蓋が用いられている。従って、被写体深度の浅い顕微鏡での高倍率の観察が可能である。
【0004】
特許文献2には、半導体デバイスの故障を解析するための故障解析装置が記載されている。この装置は、半導体デバイスに電力・信号を供給し、赤外線をデバイスの表面側から照射し、デバイスの裏面側から透過光と故障箇所から発生する微弱発光を画像として記録する。
【特許文献1】特開平6−36842号公報
【特許文献2】特開2001−174524号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
半導体デバイスの検査において、デバイスの表面と裏面の両面を観察することが望まれる場合がある。このような場合、特許文献1のような関連技術においては、片面を検査した後で、デバイスを一旦ソケットから外して反転してソケットに固定し直す工程が必要となることがあった。また、反転したデバイスの端子をソケットに接続するために追加的な構成が必要となる場合があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【0007】
そこで本発明による両面解析評価装置は、一部のモールド(D3)を除去することによって半導体チップ(D1)が露出したパッケージデバイス(D)を固定する装置であって、基板(B)と、基板の所定領域に置かれたパッケージデバイスを覆って基板に取り付けられる蓋(8)とを備える。基板は、所定領域に配置されたパッケージデバイスのパッケージから出ている端子(D6)と対応する位置に設けられたパッド部(15)と、所定領域において光を透過する透過領域(3)とを備える。蓋(8)は、基板に取り付けられたとき、透過領域に対応する位置に、光を透過する蓋透過領域(11)を備える。
【0008】
また本発明による両面解析評価方法は、パッケージデバイス(D)のパッケージから出ている端子(D6)に電気的に接続可能なパッド部(15)と光を透過する透過領域(3)とを有する基板(B)と、光を透過する蓋透過領域(11)を有しパッケージデバイス(D)を基板(B)に固定するための蓋(8)とを備える評価装置(29)を用いた両面解析評価方法であって、一部のモールド(D3)が除去されることによって半導体チップ(D1)が露出したパッケージデバイス(D)を基板(B)上に置くステップと、蓋(8)をパッケージデバイス(D)の上から基板(B)に取り付けて端子(D6)をパッド部(15)に接触させて固定するステップと、パッド部(15)に電気信号を供給するステップと、透過領域(3)を介して半導体チップ(D1)の基板側の面(21)を観察するステップと、蓋透過領域(11)を介して半導体チップ(D1)の基板(B)と反対側の面(20)を観察するステップとを備える。
【0009】
このような両面解析評価装置または両面解析評価方法により、基板にデバイスを載置し蓋をかぶせて固定した状態で、蓋側からデバイスを観察することにより、蓋透過部を通してデバイスの表面を観察することができる。デバイスの裏面を観察したいときは、基板側からデバイスを観察することにより、基板の透過部を通してデバイスの裏面を観察することができる。こうした構成により、基板に取り付けた状態でデバイスの両面を容易に観察することが可能となる。
【発明の効果】
【0010】
本発明により、デバイスの両面解析評価の工程を簡単化することを可能とする両面解析評価装置及び方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は、解析が行われる対象であるデバイスを示す。図1の左側に示されているのは、モールドされたQFPパッケージデバイスを側面から見た断面図である。デバイスDは、半導体回路が形成されたチップD1を備える。チップD1は、アイランドD2に載せられている。チップD1の電極パッドはインナーワイヤD4及びインナーリードD5を介してリード6に接続される。チップD1、アイランドD2、インナーワイヤD4及びインナーリードD5は、PKG樹脂D3によってモールドされることによりパッケージデバイスを形成する。リード6はPKG樹脂D3の外部に出る。このパッケージデバイスは、リード6を介して信号の授受を行うことにより動作する。図1の例では、リード6は下方に伸びている。以後、リード6が伸びている下方側を下側、その反対側を上側と呼ぶ。デバイスD若しくはチップD1の上側の面を表面、下側の面を裏面と呼ぶ。
【0012】
パッケージデバイスの半導体チップを解析するために、モールド樹脂の一部が除去されることがある。図1の矢印の右側には、そのような状態のデバイスDが示されている。デバイスDの表面側のPKG樹脂D3の一部が除去されて表側開口D7が形成される。表側開口D7の底部にチップD1の表面が露出する。表側開口D7は、チップD1の表側の半導体回路が全て観察できるサイズであることが望ましい。デバイスDの裏面側のPKG樹脂D3の一部も除去されて裏側開口D8が形成される。デバイスDの裏面側からは更に、アイランドD2も除去される。その結果、裏側開口D8の底部にチップD1の裏面が露出する。
【0013】
図2に、本実施の形態における両面解析評価装置が示されている。両面解析評価装置は、ベース部B、蓋8、蓋固定用ネジ9及びリード固定用ネジ10を含む。
【0014】
ベース部Bは、主基板1を含む。主基板1は、例えば樹脂板により形成される。主基板1の一部はくり貫かれて穴が形成される。その穴を主基板1の裏面から覆う位置に、副基板2が取り付けられる。副基板2は、主基板1の穴の少なくとも一部を覆う。副基板2は、例えば樹脂版により形成される。副基板2は、主基板1よりも薄い。副基板2には光を透過すると透過部として開口部3が設けられる。開口部3は、主基板1の穴の内部に位置する。副基板2の表面側には後述するリードパッド部が設けられる。リードパッド部は配線4を介して主基板1に電気的に接続される。
【0015】
副基板2の表面の所定領域に、図1の右側に示したように一部のモールドを除去することによってチップD1の両面が露出したデバイスDが置かれる。所定領域に置かれたとき、デバイスDの複数のリードD6の端部は、副基板2の表面に設けられたリードパッド部が備える複数の電極パッドにそれぞれ接触する。主基板1に垂直な方向に見たとき、所定領域に置かれたデバイスDのチップD1の回路が形成されている領域は、副基板2の開口部3に含まれる。開口部3は、可視光などチップD1の解析に用いられる波長の光を透過する。開口部3は空洞であるか、もしくは副基板2にはめ込まれた石英ガラス等の透明な材料により形成される。
【0016】
図3は、所定領域に置かれたデバイスDのリードD6の付近を拡大した図である。副基板2の表面に蓋ベース側14が設けられる。この蓋ベース側14は、蓋8の下端が取り付けられる部分である。蓋ベース側14にリードパッド部15が設けられる。リードパッド部15は複数のリードD6とそれぞれ電気的に接続される複数の電極パッドを備える。主基板1には接続用スルーホール16が設けられる。デバイスDのチップD1は、リードD6、リードパッド部15、配線4及び接続用スルーホール16を介して、主基板1の裏面側から送られる信号の授受を行う。
【0017】
副基板2の所定領域に置かれたデバイスDの上側から蓋8がかぶせられる。図4Aは、デバイスDが蓋8によって覆われた状態を示す断面図である。蓋8の上面には光を透過する蓋側の透過部である開口部11が設けられる。開口部11は、可視光などチップD1の解析に用いられる波長の光を透過する。蓋8が取り付けられたとき、主基板1に垂直な方向から見て、デバイスDの表側開口7は蓋8の開口部11に含まれる。
【0018】
本実施の形態の変形例として、QFPパッケージに替えてBGA(Ball Grid Array)パッケージのデバイスを解析する場合が考えられる。図4Bは、モールドの一部を除去されたBGAパッケージが両面解析評価装置に固定された状態の断面図を示す。この場合、副基板2の表面に、BGA12に位置対応して電極パッドが設けられる。
【0019】
蓋8には蓋固定用ネジ9とリード固定用ネジ10を差し込むためのネジ穴が開けられている。これらのネジ穴について、図5〜図8の平面図を参照して説明する。図5は、ベース部Bの裏面を示す。基板1の隅部には基板1を固定するための基板固定用ネジ穴17が設けられる。基板1の裏面に、接続用スルーホール16の一端が露出する。図6は、ベース部Bの表面を示す。副基板2の開口部3の周囲の蓋ベース側14の上にリードパッド部15が配置されている。蓋ベース側14の上には更に、蓋固定用ネジ穴18−2が設けられる。
【0020】
図7は、蓋8の上面図である。蓋8の蓋開口部11の周りには、蓋固定用ネジ穴18−1とリード固定用ネジ穴19が設けられる。蓋固定用ネジ穴18−1の位置は蓋固定用ネジ穴18−2の位置に対応する。即ち、蓋固定用ネジ穴18−1から差し込まれた蓋固定用ネジ9の先端は蓋固定用ネジ穴18−2に到達する。蓋固定用ネジ9により、蓋8はベース部Bに対して固定される。デバイスDは、蓋8によって上部から押し付けられることによって副基板2に固定される。リード固定用ネジ穴19からリード固定用ネジ10が差し込まれる。リード固定用ネジ10の先端は、リードD6の端部をリードパッド部15に押し付ける。図8は、ベース部Bに蓋8を装着してリード固定用ネジ10を差し込んだ状態を示す上面図である。
【0021】
図9は、両面解析評価装置に取り付けられたデバイスDを示す。図2、図4A等の場合と上下が逆に配置された状態、即ちチップD1の露出した表面である表面解析面20が図の下側、露出した裏面である裏面解析面21が図の上側を向いている状態を示す。図の下方から蓋8の開口部11を通して表面解析面を観察することができる。図の上方から副基板2の開口部3を介して裏面解析面21を観察することができる。
【0022】
裏面解析面21を観察するとき、観察する機器と裏面解析面21との距離は、ワーキング・ディスタンスWDで示される。このワーキング・ディスタンスWDは、概ねチップ裏面側のPKG樹脂D3の厚さと副基板2の厚さとの和である。副基板2は主基板1より薄いため、ワーキング・ディスタンスWDを小さく設定することが可能である。主基板1の厚さはワーキング・ディスタンスWDに影響しない。そのため、主基板1として厚い材料を用いて強度を得ることができる。即ち、主基板1とそれより薄い副基板2とを複合したベース部Bは、強度とワーキング・ディスタンスWDの小ささを容易に両立させることができる。またデバイスDを固定する蓋8と蓋固定用ネジ9、リード固定用ネジ10は構成が簡単であるため、表面解析面20から蓋8の上面までの距離で規定される表面側のワーキング・ディスタンスを小さくすることも容易である。
【0023】
図10は、両面解析評価装置の使用方法の一例を示す。図10の左側では、表面解析面20が図の上方を向くようにデバイスDが配置されている。この場合、図の上方に設置される装置によって観察することにより、表面解析面20を観察することができる。このデバイスDを両面解析評価装置に固定されたまま上下に反転することにより、図10の右側に示されているように、上方から裏面解析面20を観察することができる。即ち、デバイスDの表面と裏面との観察を、両面解析評価装置に固定されたままで行うことができる。
【0024】
図11は、両面解析評価装置の使用方法の他の一例を示す。両面解析評価装置の表面側と裏面側とにそれぞれ配置された解析装置対物レンズ22、23を介して表面解析面20と裏面解析面21とを同時に観察することができる。
【0025】
図12、図13は、両面解析評価装置を用いて両面解析評価を行うためのシステムの断面図である。図12はチップの裏面を観察する場合、図13はチップの表面を観察する場合を示す。両面解析評価装置29がベースとなる親ボード(ロードモジュール27、アダプターボード24)に取り付けられている。アダプターボード24の接続端子Aは、テスタ接続用ケーブル25を介してLSIテスタと接続される。接続端子Aは、ロードモジュール側接続端子Bを介して、両面解析評価装置29に登載されたデバイスに接続され、デバイスと電気信号の授受を行う。こうした構成により、LSIテスタとリンクした解析が可能である。従って、デバイスの異常電流値や不具合動作状態は、LSIテスタ側のCRT上でリアルタイムに確認できる。また、デバイスの電源電圧や動作周波数をプログラム上で随時調整可能である。
【0026】
チップ内部の裏面及び表面のパターン像は、解析装置対物レンズによって観察される。パターン像の観察手段として、主にCCDカメラ、赤外レーザ光を用いてチップ内部の配線パターン像やトランジスタ領域の形状を観察する。観察したパターン像は一時的に解析装置側へ記録される。デバイス内部の故障箇所から発生する微弱発光や発熱現象は解析装置側顕微鏡にて集光し、画像化する。一時的に記録されたパターン像と画像化された発光像や発熱像を重ね合わせる事で、デバイス内部の物理的な故障箇所を特定することができる。更に、特定された故障箇所の回路情報を元に故障配線層や故障モードを検証することができる。尚、デバイスの表面側と裏面側に解析用対物レンズ及び解析装置を設置した場合は、表面又は裏面のパターン像を2枚記録し、発光や発熱現象を集光して画像化する。これにより、発光や発熱現象は同時に表面と裏面を観察するため、一度の観察で表面及び裏面の故障箇所情報が得られる。従って、解析効率も向上する。但し、本両面解析評価装置は両面観察可能な図示しないロードモジュール及びアダプターボードへ接続する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】解析対象のデバイスを示す断面図である。
【図2】両面解析評価装置を示す。
【図3】基板に置かれたデバイスのリード付近の拡大図である。
【図4A】QFPパッケージのデバイスに蓋がかぶせられた状態を示す。
【図4B】BGAパッケージのデバイスに蓋がかぶせられた状態を示す。
【図5】ベース部の裏面を示す。
【図6】ベース部の表面を示す。
【図7】蓋の上面図である。
【図8】ベース部に蓋が装着された状態を示す上面図である。
【図9】両面解析評価装置に取り付けられたデバイスを示す。
【図10】両面解析評価装置の使用方法の一例を示す。
【図11】両面解析評価装置の使用方法の一例を示す。
【図12】両面解析評価を行うためのシステムの断面図である。
【図13】両面解析評価を行うためのシステムの断面図である。
【符号の説明】
【0028】
1 主基板
2 副基板
3 開口部
4 配線
5 リードパッド部
8 蓋
9 蓋固定用ネジ
10 リード固定用ネジ
11 開口部
12 BGA
14 蓋ベース部
15 リードパッド部
16 接続用スルーホール
17 基板固定用ネジ穴
18−1 蓋固定用ネジ穴
18−2 蓋固定用ネジ穴
19 リード固定用ネジ穴
20 表面解析面
21 裏面解析面
22 解析装置対物レンズ
23 解析装置対物レンズ
24 アダプターボード
25 テスタ接続用ケーブル
27 ロードモジュール
29 両面解析評価装置
B ベース部
D デバイス
D1 チップ
D2 アイランド
D3 PKG樹脂
D4 インナーワイヤ
D5 インナーリード
D6 リード
D7 表側開口
D8 裏側開口
WD ワーキング・ディスタンス
【技術分野】
【0001】
本発明は、モールドされたパッケージデバイスの内部の半導体チップを解析する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
パッケージされた半導体デバイスを解析するために、パッケージ樹脂を除去して半導体チップを露出させて検査が行われることがある。
【0003】
特許文献1には、ICパッケージの半導体素子の故障解析に用いられるソケットが記載されている。この技術においては、ICソケットの蓋体として薄型の蓋が用いられている。従って、被写体深度の浅い顕微鏡での高倍率の観察が可能である。
【0004】
特許文献2には、半導体デバイスの故障を解析するための故障解析装置が記載されている。この装置は、半導体デバイスに電力・信号を供給し、赤外線をデバイスの表面側から照射し、デバイスの裏面側から透過光と故障箇所から発生する微弱発光を画像として記録する。
【特許文献1】特開平6−36842号公報
【特許文献2】特開2001−174524号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
半導体デバイスの検査において、デバイスの表面と裏面の両面を観察することが望まれる場合がある。このような場合、特許文献1のような関連技術においては、片面を検査した後で、デバイスを一旦ソケットから外して反転してソケットに固定し直す工程が必要となることがあった。また、反転したデバイスの端子をソケットに接続するために追加的な構成が必要となる場合があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【0007】
そこで本発明による両面解析評価装置は、一部のモールド(D3)を除去することによって半導体チップ(D1)が露出したパッケージデバイス(D)を固定する装置であって、基板(B)と、基板の所定領域に置かれたパッケージデバイスを覆って基板に取り付けられる蓋(8)とを備える。基板は、所定領域に配置されたパッケージデバイスのパッケージから出ている端子(D6)と対応する位置に設けられたパッド部(15)と、所定領域において光を透過する透過領域(3)とを備える。蓋(8)は、基板に取り付けられたとき、透過領域に対応する位置に、光を透過する蓋透過領域(11)を備える。
【0008】
また本発明による両面解析評価方法は、パッケージデバイス(D)のパッケージから出ている端子(D6)に電気的に接続可能なパッド部(15)と光を透過する透過領域(3)とを有する基板(B)と、光を透過する蓋透過領域(11)を有しパッケージデバイス(D)を基板(B)に固定するための蓋(8)とを備える評価装置(29)を用いた両面解析評価方法であって、一部のモールド(D3)が除去されることによって半導体チップ(D1)が露出したパッケージデバイス(D)を基板(B)上に置くステップと、蓋(8)をパッケージデバイス(D)の上から基板(B)に取り付けて端子(D6)をパッド部(15)に接触させて固定するステップと、パッド部(15)に電気信号を供給するステップと、透過領域(3)を介して半導体チップ(D1)の基板側の面(21)を観察するステップと、蓋透過領域(11)を介して半導体チップ(D1)の基板(B)と反対側の面(20)を観察するステップとを備える。
【0009】
このような両面解析評価装置または両面解析評価方法により、基板にデバイスを載置し蓋をかぶせて固定した状態で、蓋側からデバイスを観察することにより、蓋透過部を通してデバイスの表面を観察することができる。デバイスの裏面を観察したいときは、基板側からデバイスを観察することにより、基板の透過部を通してデバイスの裏面を観察することができる。こうした構成により、基板に取り付けた状態でデバイスの両面を容易に観察することが可能となる。
【発明の効果】
【0010】
本発明により、デバイスの両面解析評価の工程を簡単化することを可能とする両面解析評価装置及び方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は、解析が行われる対象であるデバイスを示す。図1の左側に示されているのは、モールドされたQFPパッケージデバイスを側面から見た断面図である。デバイスDは、半導体回路が形成されたチップD1を備える。チップD1は、アイランドD2に載せられている。チップD1の電極パッドはインナーワイヤD4及びインナーリードD5を介してリード6に接続される。チップD1、アイランドD2、インナーワイヤD4及びインナーリードD5は、PKG樹脂D3によってモールドされることによりパッケージデバイスを形成する。リード6はPKG樹脂D3の外部に出る。このパッケージデバイスは、リード6を介して信号の授受を行うことにより動作する。図1の例では、リード6は下方に伸びている。以後、リード6が伸びている下方側を下側、その反対側を上側と呼ぶ。デバイスD若しくはチップD1の上側の面を表面、下側の面を裏面と呼ぶ。
【0012】
パッケージデバイスの半導体チップを解析するために、モールド樹脂の一部が除去されることがある。図1の矢印の右側には、そのような状態のデバイスDが示されている。デバイスDの表面側のPKG樹脂D3の一部が除去されて表側開口D7が形成される。表側開口D7の底部にチップD1の表面が露出する。表側開口D7は、チップD1の表側の半導体回路が全て観察できるサイズであることが望ましい。デバイスDの裏面側のPKG樹脂D3の一部も除去されて裏側開口D8が形成される。デバイスDの裏面側からは更に、アイランドD2も除去される。その結果、裏側開口D8の底部にチップD1の裏面が露出する。
【0013】
図2に、本実施の形態における両面解析評価装置が示されている。両面解析評価装置は、ベース部B、蓋8、蓋固定用ネジ9及びリード固定用ネジ10を含む。
【0014】
ベース部Bは、主基板1を含む。主基板1は、例えば樹脂板により形成される。主基板1の一部はくり貫かれて穴が形成される。その穴を主基板1の裏面から覆う位置に、副基板2が取り付けられる。副基板2は、主基板1の穴の少なくとも一部を覆う。副基板2は、例えば樹脂版により形成される。副基板2は、主基板1よりも薄い。副基板2には光を透過すると透過部として開口部3が設けられる。開口部3は、主基板1の穴の内部に位置する。副基板2の表面側には後述するリードパッド部が設けられる。リードパッド部は配線4を介して主基板1に電気的に接続される。
【0015】
副基板2の表面の所定領域に、図1の右側に示したように一部のモールドを除去することによってチップD1の両面が露出したデバイスDが置かれる。所定領域に置かれたとき、デバイスDの複数のリードD6の端部は、副基板2の表面に設けられたリードパッド部が備える複数の電極パッドにそれぞれ接触する。主基板1に垂直な方向に見たとき、所定領域に置かれたデバイスDのチップD1の回路が形成されている領域は、副基板2の開口部3に含まれる。開口部3は、可視光などチップD1の解析に用いられる波長の光を透過する。開口部3は空洞であるか、もしくは副基板2にはめ込まれた石英ガラス等の透明な材料により形成される。
【0016】
図3は、所定領域に置かれたデバイスDのリードD6の付近を拡大した図である。副基板2の表面に蓋ベース側14が設けられる。この蓋ベース側14は、蓋8の下端が取り付けられる部分である。蓋ベース側14にリードパッド部15が設けられる。リードパッド部15は複数のリードD6とそれぞれ電気的に接続される複数の電極パッドを備える。主基板1には接続用スルーホール16が設けられる。デバイスDのチップD1は、リードD6、リードパッド部15、配線4及び接続用スルーホール16を介して、主基板1の裏面側から送られる信号の授受を行う。
【0017】
副基板2の所定領域に置かれたデバイスDの上側から蓋8がかぶせられる。図4Aは、デバイスDが蓋8によって覆われた状態を示す断面図である。蓋8の上面には光を透過する蓋側の透過部である開口部11が設けられる。開口部11は、可視光などチップD1の解析に用いられる波長の光を透過する。蓋8が取り付けられたとき、主基板1に垂直な方向から見て、デバイスDの表側開口7は蓋8の開口部11に含まれる。
【0018】
本実施の形態の変形例として、QFPパッケージに替えてBGA(Ball Grid Array)パッケージのデバイスを解析する場合が考えられる。図4Bは、モールドの一部を除去されたBGAパッケージが両面解析評価装置に固定された状態の断面図を示す。この場合、副基板2の表面に、BGA12に位置対応して電極パッドが設けられる。
【0019】
蓋8には蓋固定用ネジ9とリード固定用ネジ10を差し込むためのネジ穴が開けられている。これらのネジ穴について、図5〜図8の平面図を参照して説明する。図5は、ベース部Bの裏面を示す。基板1の隅部には基板1を固定するための基板固定用ネジ穴17が設けられる。基板1の裏面に、接続用スルーホール16の一端が露出する。図6は、ベース部Bの表面を示す。副基板2の開口部3の周囲の蓋ベース側14の上にリードパッド部15が配置されている。蓋ベース側14の上には更に、蓋固定用ネジ穴18−2が設けられる。
【0020】
図7は、蓋8の上面図である。蓋8の蓋開口部11の周りには、蓋固定用ネジ穴18−1とリード固定用ネジ穴19が設けられる。蓋固定用ネジ穴18−1の位置は蓋固定用ネジ穴18−2の位置に対応する。即ち、蓋固定用ネジ穴18−1から差し込まれた蓋固定用ネジ9の先端は蓋固定用ネジ穴18−2に到達する。蓋固定用ネジ9により、蓋8はベース部Bに対して固定される。デバイスDは、蓋8によって上部から押し付けられることによって副基板2に固定される。リード固定用ネジ穴19からリード固定用ネジ10が差し込まれる。リード固定用ネジ10の先端は、リードD6の端部をリードパッド部15に押し付ける。図8は、ベース部Bに蓋8を装着してリード固定用ネジ10を差し込んだ状態を示す上面図である。
【0021】
図9は、両面解析評価装置に取り付けられたデバイスDを示す。図2、図4A等の場合と上下が逆に配置された状態、即ちチップD1の露出した表面である表面解析面20が図の下側、露出した裏面である裏面解析面21が図の上側を向いている状態を示す。図の下方から蓋8の開口部11を通して表面解析面を観察することができる。図の上方から副基板2の開口部3を介して裏面解析面21を観察することができる。
【0022】
裏面解析面21を観察するとき、観察する機器と裏面解析面21との距離は、ワーキング・ディスタンスWDで示される。このワーキング・ディスタンスWDは、概ねチップ裏面側のPKG樹脂D3の厚さと副基板2の厚さとの和である。副基板2は主基板1より薄いため、ワーキング・ディスタンスWDを小さく設定することが可能である。主基板1の厚さはワーキング・ディスタンスWDに影響しない。そのため、主基板1として厚い材料を用いて強度を得ることができる。即ち、主基板1とそれより薄い副基板2とを複合したベース部Bは、強度とワーキング・ディスタンスWDの小ささを容易に両立させることができる。またデバイスDを固定する蓋8と蓋固定用ネジ9、リード固定用ネジ10は構成が簡単であるため、表面解析面20から蓋8の上面までの距離で規定される表面側のワーキング・ディスタンスを小さくすることも容易である。
【0023】
図10は、両面解析評価装置の使用方法の一例を示す。図10の左側では、表面解析面20が図の上方を向くようにデバイスDが配置されている。この場合、図の上方に設置される装置によって観察することにより、表面解析面20を観察することができる。このデバイスDを両面解析評価装置に固定されたまま上下に反転することにより、図10の右側に示されているように、上方から裏面解析面20を観察することができる。即ち、デバイスDの表面と裏面との観察を、両面解析評価装置に固定されたままで行うことができる。
【0024】
図11は、両面解析評価装置の使用方法の他の一例を示す。両面解析評価装置の表面側と裏面側とにそれぞれ配置された解析装置対物レンズ22、23を介して表面解析面20と裏面解析面21とを同時に観察することができる。
【0025】
図12、図13は、両面解析評価装置を用いて両面解析評価を行うためのシステムの断面図である。図12はチップの裏面を観察する場合、図13はチップの表面を観察する場合を示す。両面解析評価装置29がベースとなる親ボード(ロードモジュール27、アダプターボード24)に取り付けられている。アダプターボード24の接続端子Aは、テスタ接続用ケーブル25を介してLSIテスタと接続される。接続端子Aは、ロードモジュール側接続端子Bを介して、両面解析評価装置29に登載されたデバイスに接続され、デバイスと電気信号の授受を行う。こうした構成により、LSIテスタとリンクした解析が可能である。従って、デバイスの異常電流値や不具合動作状態は、LSIテスタ側のCRT上でリアルタイムに確認できる。また、デバイスの電源電圧や動作周波数をプログラム上で随時調整可能である。
【0026】
チップ内部の裏面及び表面のパターン像は、解析装置対物レンズによって観察される。パターン像の観察手段として、主にCCDカメラ、赤外レーザ光を用いてチップ内部の配線パターン像やトランジスタ領域の形状を観察する。観察したパターン像は一時的に解析装置側へ記録される。デバイス内部の故障箇所から発生する微弱発光や発熱現象は解析装置側顕微鏡にて集光し、画像化する。一時的に記録されたパターン像と画像化された発光像や発熱像を重ね合わせる事で、デバイス内部の物理的な故障箇所を特定することができる。更に、特定された故障箇所の回路情報を元に故障配線層や故障モードを検証することができる。尚、デバイスの表面側と裏面側に解析用対物レンズ及び解析装置を設置した場合は、表面又は裏面のパターン像を2枚記録し、発光や発熱現象を集光して画像化する。これにより、発光や発熱現象は同時に表面と裏面を観察するため、一度の観察で表面及び裏面の故障箇所情報が得られる。従って、解析効率も向上する。但し、本両面解析評価装置は両面観察可能な図示しないロードモジュール及びアダプターボードへ接続する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】解析対象のデバイスを示す断面図である。
【図2】両面解析評価装置を示す。
【図3】基板に置かれたデバイスのリード付近の拡大図である。
【図4A】QFPパッケージのデバイスに蓋がかぶせられた状態を示す。
【図4B】BGAパッケージのデバイスに蓋がかぶせられた状態を示す。
【図5】ベース部の裏面を示す。
【図6】ベース部の表面を示す。
【図7】蓋の上面図である。
【図8】ベース部に蓋が装着された状態を示す上面図である。
【図9】両面解析評価装置に取り付けられたデバイスを示す。
【図10】両面解析評価装置の使用方法の一例を示す。
【図11】両面解析評価装置の使用方法の一例を示す。
【図12】両面解析評価を行うためのシステムの断面図である。
【図13】両面解析評価を行うためのシステムの断面図である。
【符号の説明】
【0028】
1 主基板
2 副基板
3 開口部
4 配線
5 リードパッド部
8 蓋
9 蓋固定用ネジ
10 リード固定用ネジ
11 開口部
12 BGA
14 蓋ベース部
15 リードパッド部
16 接続用スルーホール
17 基板固定用ネジ穴
18−1 蓋固定用ネジ穴
18−2 蓋固定用ネジ穴
19 リード固定用ネジ穴
20 表面解析面
21 裏面解析面
22 解析装置対物レンズ
23 解析装置対物レンズ
24 アダプターボード
25 テスタ接続用ケーブル
27 ロードモジュール
29 両面解析評価装置
B ベース部
D デバイス
D1 チップ
D2 アイランド
D3 PKG樹脂
D4 インナーワイヤ
D5 インナーリード
D6 リード
D7 表側開口
D8 裏側開口
WD ワーキング・ディスタンス
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一部のモールドを除去することによって半導体チップが露出したパッケージデバイスを固定する装置であって、
基板と、
前記基板の所定領域に置かれた前記パッケージデバイスを覆って前記基板に取り付けられる蓋とを具備し、
前記基板は、前記所定領域に配置された前記パッケージデバイスのパッケージから出ている端子と対応する位置に設けられたパッド部と、前記所定領域において光を透過する透過領域とを備え、
前記蓋は、前記基板に取り付けられたとき、前記透過領域に対応する位置に、光を透過する蓋透過領域を備える
両面解析評価装置。
【請求項2】
請求項1に記載された両面解析評価装置であって、
前記基板は、開口を有する主基板と、
前記基板の裏面に取り付けられ、前記開口の少なくとも一部を覆い、前記透過領域が設けられた副基板
とを備える両面解析評価装置。
【請求項3】
請求項2に記載された両面解析評価装置であって、
前記パッド部は、前記副基板の表面側に設けられた
両面解析評価装置。
【請求項4】
請求項1から3のいずれかに記載された両面解析評価装置であって、
前記透過領域は、前記基板に設けられた開口である
両面解析評価装置。
【請求項5】
請求項1から3のいずれかに記載された両面解析評価装置であって、
前記透過領域は、前記基板に固定された透明な材料である
両面解析評価装置。
【請求項6】
パッケージデバイスのパッケージから出ている端子に電気的に接続可能なパッド部と光を透過する透過領域とを有する基板と、
光を透過する蓋透過領域を有し前記パッケージデバイスを前記基板に固定するための蓋
とを備える評価装置を用いた両面解析評価方法であって、
一部のモールドが除去されることによって半導体チップが露出した前記パッケージデバイスを前記基板上に置くステップと、
前記蓋を前記パッケージデバイスの上から前記基板に取り付けて前記端子を前記パッド部に接触させて固定するステップと、
前記パッド部に電気信号を供給するステップと、
前記透過領域を介して前記半導体チップの前記基板側の面を観察するステップと、
前記蓋透過領域を介して前記半導体チップの前記基板と反対側の面を観察するステップ
とを具備する両面解析評価方法。
【請求項7】
請求項6に記載された両面解析評価方法であって、
前記基板は、開口を有する主基板と、
前記基板の裏面に取り付けられ、前記開口の少なくとも一部を覆い、前記透過領域が設けられた副基板とを備え、
前記パッケージデバイスは前記副基板上に置かれる
両面解析評価方法。
【請求項1】
一部のモールドを除去することによって半導体チップが露出したパッケージデバイスを固定する装置であって、
基板と、
前記基板の所定領域に置かれた前記パッケージデバイスを覆って前記基板に取り付けられる蓋とを具備し、
前記基板は、前記所定領域に配置された前記パッケージデバイスのパッケージから出ている端子と対応する位置に設けられたパッド部と、前記所定領域において光を透過する透過領域とを備え、
前記蓋は、前記基板に取り付けられたとき、前記透過領域に対応する位置に、光を透過する蓋透過領域を備える
両面解析評価装置。
【請求項2】
請求項1に記載された両面解析評価装置であって、
前記基板は、開口を有する主基板と、
前記基板の裏面に取り付けられ、前記開口の少なくとも一部を覆い、前記透過領域が設けられた副基板
とを備える両面解析評価装置。
【請求項3】
請求項2に記載された両面解析評価装置であって、
前記パッド部は、前記副基板の表面側に設けられた
両面解析評価装置。
【請求項4】
請求項1から3のいずれかに記載された両面解析評価装置であって、
前記透過領域は、前記基板に設けられた開口である
両面解析評価装置。
【請求項5】
請求項1から3のいずれかに記載された両面解析評価装置であって、
前記透過領域は、前記基板に固定された透明な材料である
両面解析評価装置。
【請求項6】
パッケージデバイスのパッケージから出ている端子に電気的に接続可能なパッド部と光を透過する透過領域とを有する基板と、
光を透過する蓋透過領域を有し前記パッケージデバイスを前記基板に固定するための蓋
とを備える評価装置を用いた両面解析評価方法であって、
一部のモールドが除去されることによって半導体チップが露出した前記パッケージデバイスを前記基板上に置くステップと、
前記蓋を前記パッケージデバイスの上から前記基板に取り付けて前記端子を前記パッド部に接触させて固定するステップと、
前記パッド部に電気信号を供給するステップと、
前記透過領域を介して前記半導体チップの前記基板側の面を観察するステップと、
前記蓋透過領域を介して前記半導体チップの前記基板と反対側の面を観察するステップ
とを具備する両面解析評価方法。
【請求項7】
請求項6に記載された両面解析評価方法であって、
前記基板は、開口を有する主基板と、
前記基板の裏面に取り付けられ、前記開口の少なくとも一部を覆い、前記透過領域が設けられた副基板とを備え、
前記パッケージデバイスは前記副基板上に置かれる
両面解析評価方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2009−20055(P2009−20055A)
【公開日】平成21年1月29日(2009.1.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−184504(P2007−184504)
【出願日】平成19年7月13日(2007.7.13)
【出願人】(302062931)NECエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年1月29日(2009.1.29)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年7月13日(2007.7.13)
【出願人】(302062931)NECエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Fターム(参考)】
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