説明

配線構造、そのような配線構造を備えた半導体装置及びそのような配線構造の形成方法

【課題】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。
【解決手段】本明細書に開示する半導体装置30は、リード線11と、リード線11が接続された面P1の対向面P2が半導体装置本体20の外面に接着された接続部13と、少なくとも一部が半導体装置本体20の外面上に形成され、一端12aが半導体装置本体20内の配線層21に接続され、他端12bが接続部13に接続される配線12と、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接着部14と、を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【特許文献1】特開平8−227973号公報
【特許文献2】特開2002−237520号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【課題を解決するための手段】
【0021】
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。
【発明の効果】
【0022】
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。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【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、(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2】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3】図2のX−X線断面図である。
【図4】図3の要部の拡大図である。
【図5】図4の接続部を取り外す様子を示す図である。
【図6】図4の接続部の拡大斜視図である。
【図7】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。
【図8】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。
【図9】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。
【図10】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。
【図11】(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。
【図12】(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。
【図13】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。
【図14】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。
【図15】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16】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17】図16のY−Y線断面図である。
【図18】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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【発明を実施するための形態】
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
具体的には、配線12の幅を5μm以下とすることができる。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
幅W=0.2mm±0.02
奥行きD=0.13mm±0.02
高さH=0.4mm±0.02
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
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)。
【0081】
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)。
【0082】
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)。
【0083】
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)。
【0084】
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)。
【0085】
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)。
【0086】
以下、本実施形態について、更に詳述する。
【0087】
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。
【0088】
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。
【0089】
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。
【0090】
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。
【0091】
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。
【0092】
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。
【0093】
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。
【0094】
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。
【0095】
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。
【0096】
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。
【0097】
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。
【0098】
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。
【0099】
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。
【0100】
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。
【0101】
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。
【0102】
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。
【0103】
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。
【0104】
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。
【0105】
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。
【0106】
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。
【0107】
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。
【0108】
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。
【0109】
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。
【0110】
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。
【0111】
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。
【0112】
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。
【0113】
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。
【0114】
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。
【0115】
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。
【0116】
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。
【0117】
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。
【0118】
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。
【0119】
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。
【0120】
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。
【0121】
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。
【0122】
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。
【0123】
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。
【0124】
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。
【0125】
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。
【0126】
(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。
【0127】
(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。
【0128】
(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。
【0129】
(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。
【0130】
(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。
【0131】
(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。
【0132】
(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。
【0133】
(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。
【0134】
(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。
【0135】
(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。
【0136】
(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。
【0137】
(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。
【0138】
(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。
【0139】
(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。
【0140】
(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。
【0141】
(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。
【0142】
(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。
【符号の説明】
【0143】
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

【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項2】
前記接続部は縦長に形成され、前記接続部には、その長手方向の一方の端部に前記リード線が接続され、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請求項1に記載の配線構造。
【請求項3】
前記配線の幅が5μm以下である請求項2に記載の配線構造。
【請求項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請求項2又は3に記載の配線構造。
【請求項5】
前記接続部は、多角柱又は円柱形状を有する請求項1から4の何れか一項に記載の配線構造。
【請求項6】
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。
【請求項7】
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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【公開番号】特開2010−272764(P2010−272764A)
【公開日】平成22年12月2日(2010.12.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−124603(P2009−124603)
【出願日】平成21年5月22日(2009.5.22)
【出願人】(308014341)富士通セミコンダクター株式会社 (2,507)
【Fターム(参考)】