JPS58500095A - 集積回路チップの相互接続のためのサブストレート - 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】 ウェーハおよびその上の回路網をテストする方法発明の背景 １、発明の分野 この発明は、モノリシック集積回路ウェーハの製造およびテストに関するもので ある。特に、この発明は、製造中にウェーハ上に集積される新規な導電テスト回 路のウェーハ技術状態への追加に関するものである。そのようなテスト回路は、 ウェーハ上のダイス聞の回路網をテストするのに用いられ、したがいウェーハが 品質基準に適合していることを証明するためにテストされる。加えて、この新規 なウェーハをテストする方法が開示される。

２、の ウェーハ上の回路網をテストするという要求に見合う満足すべき方法が何ら開発 されていない一方で、集積回路のダイス自体をテストするという方法が開発され ている。たとえば、１９８０年１月１５日に与えられたアメリカ合秦国特許、連 続番号、第４．１８３．４６０号およびそこに示される言及から明らかとなる。

その開示はここに参考として取入れられる。この特許は技術状態の例示的なもの として判断される。また、テストおよびパッケージの後に各ダイスが挿入される プリント回路基板上のテスト回路網を用いることが充分に知られている。

モノリシック集積回路ウェーハに関する電流のその技術状態におけるテストは、 ウェーハが区画される前に各々の１６＆Ｅ１３５Ｂ−５０００９５（３）動作可 能なダイスを確認するために、ウェーハを順に横切ってダイスごとに行なう自動 テスターによってなされる。

もしダイスが欠陥のあるものであるならば、各欠陥のあるダイス上にマークが付 けられ、そしてそれは廃棄される。

そのような商業的に有用な機械は、チップを製造する種々の会社によって製造さ れるものを含む。あるいは、それらはＰａｃｉｆｉｃ　Ｗｅｓｔｅｒｎ　Ｓｙｓ ｔｅｇ＋ｓ、Ｉｎｃ、　、　５０５　Ｅ。

Ｅｖｅｌｙｎ、Ｍｔ、Ｖｌｅｗ、　ＣＡ　９４０４１から、もしくはＥｌｅｃｔ ｒｏ−Ｑｌａｓ、　Ｊｎｃ、、２９０１　Ｃ０ｒＯｎａｄｏ　Ｄｒ　、　、　５ ａｎｔａ　（ｌａｒａ、ＧＡ　９５０５１から、全自動ウェーハプローブシステ ムとして商業的に轡られ得る。加えて、プローブ装置は、Ｋｕｌｌｃｋｅ　５ｏ ｄａ　１ｎｄｕｓｔｒｙ　、　ｌ　ｎｃ、　、　５Ｑ７　ｐｒｕｄｅｎｔｉａｌ 　Ｒｄ　、　、　Ｈｏｒｓｈａ■、ＰＡ　１９０４４から得られ得る。そのプロ ーブ°装置は、Ｆ　ａｌｒｃｈｌ　ｌｄ、　Ｔ　ｅｒａｄｙｎｅ他によっテ作ら れるように商業的に有効なＩＣテスト輪装置共有する。

加えて、集積回路基板上の複数の個所でピンプローブを挿入するプリント回路基 板テスターが存在する。それらのピンは、基板内に置かれ、かつその場所にはん だ付けあるいはその他の手段で結合されるパッケージされた回路によって今規定 される回路網が、適正な相互接続を有しているかどうかを決定するために、順序 付けられる。この技術においては、回路内に小さな固着された抵抗器を置くこと が知られている。したがって、なされるテストは、回路が知られている抵抗を有 しているかどうかを測定できる。

しかしながら、今ウェーハ上の良好なダイスの生産量が増加しているので、フル スケールのウェーハを製造することが可能になった。多くの理論上の利点は、ウ ェーハスケールの集積と呼ばれるものから生じる。より速い速度の切替、あるい は逆に言えば、より少ない信号の伝送時間を達成するために、集積回路を含むダ イスがウェーハ自体に相互接続され得ることが認められている。このことは、マ スクによって、あるいは電子ビームパターンの発生によってウェーハ上に形成さ れる回路網を必要とする。これはダイ聞のスペースあるいは回路網としての全体 のウェーハを利用することができる。この俵者の例では、別のウェーハからの個 々のダイスが、回路網を含んでいるウェーハの回路網に直接結合される。前者の 場合、全体のウェーハがその最良にテストされる機能用に利用され得るので、最 終のウェーハスケールの集積が達成される。

ウェーハスケールに関して構成される機械に伴う問題はそのように構成された回 路の効果的なテストである。この問題に対しては、以下に記述される発明が向け られる。

１１免１」 この発明によれば、モノリシック集積回路ウェーハが提供される。その上には、 集積回路ダイスと、複数個のダイスをお互いにかつウェーハ用の外部相互接続パ ッドへ相互接続するための相互接続回路網とのアレイが配置される。

この知られているデバイスに対して、この発明に従って、各々が端子の接続を有 する複数の補助回路網からなる回路網が提供される。端子の接続はウェーハ用の 外部接続テストパッドへ接続される。

端子接続の各々は外部接続テストパッドに対する測定される距離であり、かつ固 有の測定抵抗を有している。この測定抵抗は、外部接続テストパッドに対する接 続の長さの関数である。

この発明によれば、ウェー八回路網用の前述の新規な構造を提供した俵、１つは 予め測定された補助回路網の抵抗テストによって回路網の欠陥をテストすること ができる。

したがって、サブストレートは、シリコンあるいは集積回路タイプの処理に適す る他のいかなる材料からも作られるウェーハの形状で提供される。絶縁層によっ て分離される２つの相互接続層は、このウェーハ上に置かれ、かつパターン化さ れる。ウェーハ上に金属をパターン化するための解決法は以下のようにされる。

すなわち、２つの金属の層は、ウェーハ上に物理的に置かれ得るすべてのチップ を相互接続するのに充分な経路指定チャンネルを提供する。

実際の経路指定は、サブストレートポンディングパッド中でかつサブストレート ボンディングパッドと外界との（資）にできる限り全てが所望の接続とされ得る ように、お互いに一定のラインを接続する交差点の特別な選択を有する直交した ラインの特別なパターンによって提供される。

以下に代表的に単純化された好ましい実施例とウェーハをテストする方法とが記 述される。その俵、修正された実施例が例示によって記述される。

ｍ糺１ 第１Ａ図は先行技術のウェーハを示す。

第１Ｂ図はこの発明の好ましい単純な実施例に従った改良されたウェーハを示す 。

第１Ｃ図は好ましい主たるウェーハに従った改良されたウェーハを平面図で示し 、その層が示される。

第２図は第１Ｃ図のウェーハの層の部分の平面図であり、パッドラインを示して いる。

第３図は第１Ｃ図のウェーハの層の部分の平面図であり、ネットラインを示して いる。

第４図は配電用の第１Ｃ図の層の部分を示す。

第５図はセル（１１０図における参照番号２）を詳細に示す。

第６図は第５図のセルの層を示し、ポンディングパッドを詳細に示す。

第７図は第５図のさらに詳細を示す。

第８図は第５図のパッドラインとネットラインとの閣の交差を通る断面を示す。

第９図はバッド聞の相互接続のダイヤグラム図である。

第１０図は第１Ｃ図のセル（参照番号２）のダイヤグラムであり、いかにより小 さいチップがセルの位置に結合され得るかを示している。

第１１図はチップをいかに混合するかを示す他のダイヤグラムである。

第１２図は帯のレイアウトを示す。

より詳細に図面を参照して、先行技術のウェーハを表わしている第１Ａ図から、 以前の状態として、それらはモノリシックウェーハ１上の濁則的なアレイ内に配 置される集積回路ダイス１０”のアレイを備えて形成される。また、ウェーハ１ 上の配置は、ダイスとして示される種々の回路１０′と、データの転送のために ウェーハ上に形成されるアレイ内に配置されるダイス２１のような他の集積回路 とを相互接続する回路網１１′である。

ターミナルあるいは結節点１２′は回路網の接続と種々の集積回路１０′との接 続のために回路網１１′内に存在する。回路網は、リードを経由して電力用のお よびデータの記入用の１個あいるはそれ以上の接点パッド１３′に接続される。

第１Ｂ！Ｉｌｌに示されるこの発明は、テストされるべきものである各回路網用 に補助リード１６０，１８０．２００および関連のパッド１６”、１８−．２０ ＝までの測定される距離の接続が用意されることによってこの先行技術とは異な ったものになる。このテストリード１６０は、テストパッド１６′および回路網 １１′のターミナル１２′へ接続される。補助リード１６０，１８０．２００お よびそれらのパッドの形でのテストの接続は、ウェーハおよびそこに配置される 集積回路の製造工程中に、拡げられるようにウェーハ上に形成される。好ましく は、テストの接続は、幅がおよそ１０ミクロンでかつ他の回路網のラインと同じ 厚み、すなわちおよそ１ミクロンの厚みのラインによって形成される。ここで注 意されるべきことは、有用なウェーハはおよそ１５センチメータの直径を有する ので、この直径を横切るラインは１ナノ秒以下の伝送時間内に信号を通過させる 。

テストパッド１６′と、回路網のダイスの位置２１′のターミナルの結節点５１ との閣の距離は、同様なマスクを伴って作られるそれらのウェーハに対して知ら れている距離であるので、テストの接続ラインを備える回路網１１−の抵抗は、 また知られるように、許容される変動内である。

たとえば、これらの寸法のラインがウェーハな横切るすべての方向に延びるなら ば、それはおよそ１００オームの固有の抵抗を有し、３分の２の直径である接続 はおよそ６６オームとなる。実際、いかなる所定のラインの許容されるパラメー タも、知られるウェーハのテストから計算によって、電気的に測定され得る。そ れによって、許容可能な回路網であるかどうかを決定するためのこの基準に対し て、すべての同様なウェーハなテストすることが可能となる。

ウェーハのテストは、ここに概説された方法を用いることによって、今、テスト される知られたウェーハとともに達成され得る。

プローブ５０の接触が例示として回路網およびパッド１６′に対してなされ得る ダイスの位置２１′の結節点５１を利用して、結節点５１からテストパッド１６ ′までの固有抵抗は測定され得る。テストの結節点５１は、接地装置、好ましく は地面に接続される導電性弾性リング１７′によって参照番号１６′で接地され 得る。弾性的なガスケットは全てのターミナルパッドを接地するということが認 められる。

もし地面に対する地点の正常な５０オームの抵抗が予期され、かつ、正常な５０ オームの抵抗が表わされているのであれば、あるいは許容変動内であるならば、 回路網は証明される。

しかしながら、もし非常に高い抵抗があるならば、そのときは回路網内でオープ ン回路が示される。

もし優か２０オームの抵抗が見られるならば、そのときはウェーハ上の他の回路 網に対して短絡があることが知られる。

ウェーハは、ウェーハ上の各ダイスをテストするのに予め利用された琥存のプロ ーブを利用することによって、完全にテストされ得る。ダイス上の■査地点によ って検査される同じ地点は回路網のテスト結節点５１の位１となる。

各回路網は適するテストパッド１６−．１８”、２０’を有している。弾性的な 導電体リングは全てのテストパッドを地面に接続する。１つのダイスの位置から 他の位置状で進むことによって、テストは全体のウェーハになされ得る。

今、好ましい実施例において、第１Ｂ図で示されるように、回路網のウェーハ自 体がテストされた後に、ダイスは回路網のウェーハにダイスの位置１００で結合 される。これは知られているボンディング技術（ゴールドバンプ、ソルダボール など）によってなされる。ボンドのタイプは諺！！な意味を持たない、ｍｉな点 は、既にテストされたダイスが既にテストされた回路網のウェーハ内のその適正 な位置へ結合されるということである。結果として生ずるウェーハはハイブリッ ド回路である。

第１Ｃ図は、いかに有効な領域が内部セル２、外部セル３、論理ラインの中継領 域４、および電力の中継領域５に分割されるかを示しているウェーハ１の平面図 である。

第２１！！！Ｉは、各パッド８がそれ自身のパッドラインへ接続され得るように 、多くのセルを横切っている水平パッドライン６と垂直パッドライン７とを示す 。外部セルは水平あるいは垂直パッドラインのいずれかによって横切られる。

内部セルは水平および垂直パッドラインの両者によって横切られる。

１３図は、各水平パッドライン６が各垂直ネットライン１０によって横切られ、 かつ、各垂直パッドライン７が各水平ネットライン９によって横切られるという ように、全てのセルを横切る水平ネットライン９と垂直ネットライン１０とを示 す、各水平ネットライン９は正確に１つの水平ネットライン１０へ、また正確に １つの中継領域４内の１つの接点パッド２７へ永続的に接続される。こうして、 全てのパッドラインは全てのネットを横切り、かつ全てのネットは外見上接近さ れる。

第４図は２本のレールの配電システム用の電力グリッド１１を示す。各セルは両 方のレールによって３回水平および垂直な方向のいずれにも横切られる。電力の レールは各電力の中継領域５内の１対の接点パッド１２へ接続される。

第５図はより詳細に内部セルを示す、電力グリッド１１゜ポンディングパッド８ ．パッドライン６．７およびネットライン９．１０は、わずか２個の金属面が必 要とされ、かつポンディングパッドの下にはワイヤが全く見られないというよう に、有効なスペースを占める。

第６図は、セルが主ポンディングパッド１４と補助ホンディングパッド１５とを 含むことを示す。主パツドのみが第２図に示されるようにそれ自身のパッドライ ンを支配する。補助パッドは次の隣合う主パツドへ接続される。

第７図は第５図において見られる参照番号１３の詳細を示す、狭いラインはパッ ドライン６および７であり、広いラインはネットライン９および１０である。パ ッドライン間の交差は絶縁される。ネットライン閣の交差は、各水平ネットライ ンが貫通穴１６を通って１カ所で垂直ネットラインへ接続されるということを除 いて、一般的にはまた絶縁される。パッドラインとネットラインとの間の交差は 、囲まれて接続するために金属層の間の絶縁体の中へ切込まれる貫通穴１７を有 する。

第８図はパッドラインとネットラインとの閤の交差を通る断面を示す。低部にあ る金属１９は、設計上適当ならば金属が相互接続される絶縁体内の貫通穴を除い て、一般的には絶縁体２１によって上方の位置の金属２０から分離される。

第９図は、いかに３個のパッド８の園の所望の相互接続が、該当するパッドライ ン６．７と選ばれるネットとの闇の貫通穴２３によって、お互いに永続的に接続 される２個の直交するネットライン９Ｉｆ３よび１０を選択することによってな されるかを示す。

第１０図は、少ない面積を必要とするより小さいチップ２４および２５とセルに よってその後与えられる少数のパッドとが、いかに効果的に適合され得るかを示 す。いくつかの使われないパッド１５はチップの下に埋め込まれる。

電力の接続２６は直接電力レールの１つになされ、パッド８に対してはなされな い。

第１１図は、セルによって与えられるよりもより大きい面積、等しい面積、かつ より小さい面積を必要とされるチップの混合がいかに適合され待るかを示す。チ ップシンボル内の数は最大の大きさと有用な論理信号のパッドとを示す。

第１２図は、電力バスとポンディングパッドとを含んでいる帯がいかに配置され ているかを示す。

上記から、図面が、それ自体導電性あるいは非導電性材料のいずれかから作られ るサブストレート１を開示していることがわかる。このサブストレートは２つの 面あるいはパターン化された金属１９および２０の層を備え、こうして２つの原 理的レベルの相互接続を提供する。絶縁層２１は金属層間に、またもしサブスト レートが導電性であるならば低部の金属層とサブストレートとの闇に置かれる。

金属層間あるいは金属層とサブストレートとの間の接続はそれぞれ貫通穴を通っ て絶縁層あるいは層内になされ得る。

サブストレート１によって設けられる実際の領域は、内部セル２．外部セル３． 信号中ＳＳａ域４．および電力中継領域５用に用いられる特別な領域に分けられ る。１つの好ましい実施例において、サブストレートは直径７５ミリの円板であ り、セルは９ミリエツジの四角形であり、信号中継［Ｒは４．５ミリおよび３６ ミリの側辺の長方形であり、そして電力中継領域はｒコーナー」で残りのスペー スを満たす。

セルは、集積回路チップ２４および２５をホストし、かつチップとサブストレー トとの園に信号接続用のポンディングパッド８を与えるように意図される。好ま しい実施例において、内部セルはそれぞれ６４の信号パッドを与える。

したがって、６４までのリードを備え、かつ８ミリと８ミリまでの物理的な大き さを備えるＬＳＩチップが適合され得る。物理的な大きさおよび信号リードの点 で可能な限りの最大−よりも本質的に小さいチップは、第１０図において帽示に よって示されるように、セルを占めることができる。ボンディングワイヤは、サ ブストレートポンディングパッドを見つけるために隣合うチップを飛越すことが できないので、サブストレートを通って主バッド１４と接続される補助パッド１ ５が設けられる（第６図）。８ミリと８ミリよりもいずれかが大きい、あるいは ６４以上のポンディングパッドが要求されるオーバーサイズのチップは２個ある いはそれ以上のセルを越えて、あるいはいがなる四分円を越えて拡げられ得る。

第１１図はいくつかの例示を示す。最大限のチップの大きさおよび利用可能なポ ンディングパッドの数がチップの輪郭内に記される。また、ポンディングパッド は２個のセル閤の共通のエツジに沿って他方のセルあるいは４分の１セルから借 りられることが可能である。いくつかのパッドはチップの下に埋め込まれるので 、チップの後ろは適する手段によって、たとえば非導電性のエポキシと結合して いるチップによってこれらのパッドから絶縁される。慨して言えば、サブストレ ートは一般にチップサイズのいかなる結合にも用いられ得ることがわかる。

いくつかのチップ、特にダイナミックＭＯ８ＲＡＭチップは、それらの縦横比が およそ２：１であり、かつチップポンディングパッドが２個のより小さいチップ の側面に沿って位置するという独特な特徴を有する。そのようなチップは、一方 の方向にのみポンディングパッドを与えるセルを減することによってより経済的 に適合され得る。そのようなセルは好ましい実施例において外部セルとして示さ れる。それらは、水平あるいは垂直なポンディングパッドの列のいずれかを省略 することによって、完成されたセルから引出される。ＲＡＭチップは、サブスト レート上と同様にチップ上にある全ての垂直パッドの列が取除かれているという ことを除いて、第１０図において示される外部のセルのようなチップ２５内へ瞳 かれる。

電力供給接続は、それらが低部の直列抵抗を与えねばならないので、論理信号の 接続から分離されている。特有なチップの電力の入力がどこに位置するのか前も って知らされないので、電力パッドをサブストレート上に与えることは不可能で ある。この同層は、２個の電力バス１１をエツジに沿って、かつ全てのセルの中 央ラインに沿って与えることによって解決される。チップのエツジに沿ういがな る場所にも位置するチップの電力パッドは、今、接続２６を備えるサブストレー トパッドの代わりに電力バスへ接続され得る。

電力バスは第４図に示される１ように全体のサブストレートを越える電力グリッ ドを形成する。電力バスの幅は３５０μ−である、もし３０■Ω／口のシート抵 抗率を生じる厚さ１μ−のアルミニウムが備えられるならば、長さ方向の抵抗は ８６■Ω／−０に達する。もし実際の負荷が知られるならば、電力システムにお ける電圧降下はそれに従プて計算され得る。概算のためには、人は「電力グリッ ド」の代わりに「電力シート」をもって作業ができる。それによって等価電力シ ート抵抗串ρは、それをセルの幅とバスの幅との比率をもって乗じることによっ て実際のシート抵抗率ρ０から導き出される。

セルの幅　９鵬腸 ρ−ρＯ””−Ｘ３０１Ω／ロー２５７１Ω／ロバスの暢　３ｘ　Ｏ，３５ もし半１！Ｒを有する円板が電流密度Ｊを有するその全体の表面上に負荷をかけ られるならば、また円板の周辺が接地電位で保持されるならば、そのとき最も高 い電位を有する地点は円板の中央で認められ、また中央と周辺との間の電圧Ｕは 以下のように表わされる。

ＵすＪ　Ｒ’ ここで、ｐ　−，２５７Ω、２Ｒ−７５−ｍ、およびＪ−ＩＯ／（９ｍｍ）’で あるのでＵ−１，１２ΩＸＩＯとなる。こうして、セルあたりの１アンペアの負 荷に対しては、電力中継からウェーへの中央までの電圧降下はおよそ１ボルトと なる。

今、２つの基本的なタイプの回路を考える。すなわち、たとえば０ＭＯ８のよう な「対称回路」と、たとえばＮＭＯ８のような「非対称回路」とを考える。電力 レール聞の中心にあるスレショルドを有する対称回路に対しては、記述されてい るような電力グリッドが充分である。サブストレートのエツジでの供給電圧はＯ および＋５ボルトである。

スレショルドは、その後チップ内部分圧器によって、およそ２．５ボルトに設定 される。中央のチップは各電力レールでおよそ１ボルトの電圧降下を表わす。す なわち、電力入力電圧は＋１および＋４ボルトとなる。中央での回路のスレショ ルドは電力レール間で再び半分となる。すなわち、＋２．５ボルトである。１ノ たがってウェーハ上の全ての回路は適正にお互いに連絡できる。

非対称回路においては、全てのスレショルドは一個の電力レール（通常、接地） に対して参照され、多かれ少なかれその他の電力レールとは無関係である。この ような場合、関連のあるレールに沿う電圧降下は比較的小ざい。これは上述され た２つの金属層の下の堅い接地シートを使うことによって、またセルあたりの数 個所で接地グリッドとこのシートとの間に貫通接続を作ることによって達成され 得る。

もし接地シートが厚さ２μ−のアルミニウムの付加的な層を有する導電性シリコ ンウェー八から構成されるのであれば、１０−Ω／口のシート抵抗率が達成され る。上記に用いられた同じ計算式に基づいて、最大電圧降下はＵ−０゜０４ΩＸ ＩＯと計算される。あるいは各１アンペアのセル電流に対してはおよそ０．０４ ボルトと計算される。この値はほとんどの回路に許容される。

この発明によって解決されるべき次の問題は、全てのサブストレートパッドをで きる限り所望な方向でお互いに相互接続することであり、またいかなるあるいは 全てのパッドを外界へ接続することである。これは１セツトのパッドライン６． ７および１セツトのネットライン９，１０によって達成される。パッドラインは 正確に１−のパッド８へ永続的に接続される。こうして、パッドがあるのと同じ くらいサブストレート上に多くのパッドラインが存在する。

その数は好ましい実施例において、１６Ｘ　６４＋１６Ｘ　３２−１．５３６で ある。パッドラインは一定の距離でサブストレートを横切って水平あるいは垂直 のいずれかの方向に向けられる。第２８に示されるように、原理的な配線パター ンは、もし水平な１セツトのパッドラインが０列のパッドに供するのであれば、 １および同じ列の２つのパッド閣を過通する（ｎ−１）のパッドラインがあると いうことである。

ネットラインもまた、サブストレートを横切って水平あるいは垂直のいずれかに 向けられる。１個の水平なネットライン９と１個の垂直なネットライン１０はお 互いに永続的に接続され、こうしてネットを形成する。各ネットは１個の中継領 域４内の１個の接点パッド２７へ接続される。

この発明の好ましい一実施例は総計２８８ネットを与える。

中継領域は３６１Ｉの長さであるので、その結果として生じる接点のピッチはＱ 、５１１１である。他の好ましい実施例は４３２ネツトを与える。そしてそれは 周辺接点２７に対して０．３３ｗｎのピッチを生じさせる。

パッドラインとネットラインとの結合された経路パターンは、第２図および第３ 図を結合することによって明らかとなるように、各パッドラインが正確に１同各 ネットを横切るというようにされる。多くのパッドは、今、ネットを選ぶことに よって、またこのネットとそれぞれのパッドラインとの間の交差点で接続するこ とによってお互いに接続され得る（第９図）。

もし１５３６の利用できるパッドのうち１３００以上が実際に使われることがな いということを仮定するならば、２８８のネットの数は、もし平均ファンアウト が１，３゜Ｏ／２８８−１−３．５よりも大きいならば、充分である。

したがって、４３２のネットが少なくとも２個の平均ファンアウトに対して充分 となる。一旦ネットの充分な数が選ばれるならば、全ての考えられるパッド連結 パターンが１つの標準なセットのラインから導き出され轡るということが言える 。

好ましい実施例において、パッドラインの長さは３３−であり、ネットラインの 長さはおよそ４２１Ｎ一方の鳩からできる限り最も遠いところまで）である、も し金属のシート抵抗串が３０ｓΩ／口であるならば、幅１ｏμ−のパッドライン の長さ方向の抵抗串は３Ω／−であり、帽２０μ腸のネットラインのその抵抗串 は１．５Ω／Ｓ−である。

パッドラインの全抵抗はそれから１００Ωに達する。そしてネットラインのその 全抵抗は６３Ωに達する。たとえば上方の左コーナーにあるパッドから遠い右に あるネットラインまで、その侵下がって底部にあるネットラインまで、その侵離 れた左側まで、そして最終的に他方のパッドラインに沿って上方の左コーナーに ある他方のパッドまで上昇するという可能な最良の相互接続は、３２６Ω、すな わちお互いに近接して位ｌＦする２つのパッド簡のラインに対する大きな値に達 する。平均した接続は、もちろんはるかに良い。しかしながら最良な接続は、そ の水平なおよび垂直なネットライン間の接合が互いに結ばれるべきパッドに対し てできる限り近接したものとなるネットを選ぶことによって実現される。それゆ えに、この発明の役割は、ネットライン間の接合２３を、第３図において少ない 代表的な数のラインに対して示されるような単純な対角線上ではなく、むしろ内 部セルの全領域にわたって均等に分配されるというように、調整することである 。これはすぐ近くの接合を有するネットがあらゆる場合に見つけられ得るという 高い確串を与える。−平均した接続の長さはそれによっておよそ最大値の１１５ まで、あるいはおよそ７０Ωまで減じられる。

パッドラインとネットラインとの間の交差の実際のプログラミングあるいはファ イヤリングは正常な貫通穴によりてなされ得る。その方法は、先行技術において ＲＯＭチップに対して与えられる用語としての「マスクプログラミング」と呼ば れる。この方法の欠点は、新しい貫通穴マスクが８新しい接続パターンに対して 用意されなければならないということである。それゆえに、非常に多くの異なっ たパーツナンバーが製造工程において取扱われねばならない。

利点は、パーツナンバーあたりの大きな容積である場合、簡単な貫通穴が他の方 法を越える製造コストを減じ、また直接の貫通穴が本質的な連続した抵抗を導か ないということである。

別の文脈において用いられるパッド１８は、第７図および第８図において、それ らがプログラミングの機能に対して必要とされる場所に示される。しかしながら 、処理および他の思處の便宜上のために、パッド領域は拡げられ得る。

特に、垂直な列にある全てのパッドは上方部の金属ラインの下で平行に走ってい る接近した帝として作られ得る。

ネットラインは１個以上のパッドラインに結合され得るが、パッドラインは１個 のネットラインにのみ結合され得る。

パッド、パッドライン、ネットライン、および電力パスは第５図に示されるよう に２つの金属層内の利用可能なスペースを占める。全てのパッド１４および１５ は結合がなされるように上方の層内に配置される。パッドの下の低部スペースは 、ボンディングが絶縁体内に低部層の金属との短絡を導く小さなりラックを生じ させるので、使われない。

電力バス１１は、また、ボンディングがそれに対してなされ得るように、上部層 の小部分となる。例外は２つのバス閤の交差である。１個のバスは他のバスの下 を通りで潜る。

ネットライン９．１０は接点領域４内にある接点パッド２７を除いて表面に表わ れる必要はない、水平なネットライン９は第７図において示されるように低部閣 内へ配置される。それらは電力グリッドの下を通って潜り、ポンディングパッド を遊ける。垂直なネットライン１０は上部層内に配置される。電力グリッド闇の 開放領域のエツジでは、それらは低部層に潜る。したがって、それらはまたグリ ッドを通過することができる。他の水平なラインが何ら電力グリッドの下に走っ ていないという理由で、要求される低部のスペースが利用できるということが認 められる。水平パッドライン６は、貫通穴接続がポンディングパッド１４および １５へなされなければならないということを除いて、まさに水平なネットライン ９のように低部を走る。パッドラインはポンディングパッドの下を走るのではな くて、むしろラインを通ってそれらの園のスペース内を走り、パッドは異なった 層内にあるということが廓められる。これは、第２図に図示されるように、ライ ン関のパッドを合わせることによって達成される。第２図においては示されない 補助パッド１５は、それらが位相的にそれらのそれぞれの主パツド１４に隣接し ているので、一様な方法で接続され樽る。！ＩＩＩバッドライン７は、それらの パッドとともに上部層内に配置されるが、垂直ネットラインとともに水平電力バ スを通過するために濡らなければならない、補助バッド１５は貫通穴を通ってそ れらのそれぞれのパッドラインへ接続される。

外部セルは同じ電力グリッドを有するが、第２図および第３＠においてはネット およびパッドラインの１７２のみが示される。それらの配線パターンは内部セル 用に用いられるものの直接のサブセットである。

９■−のセルのスペースは第５図において示されるように主要な領域に割当てら れる。すなわち、主要なボンディングと２個の電力バスとを含むエツジ帝に対し ては各々０゜８９ｍｍ、補助バッドと２個の電力バスとを含む中央帯に対しては Ｑ、９ｍｓ、そしてそれぞれ８個のパッドライン帯と９個のネットライン帯とを 含む領域に対しては各々３．１６−−である。エツジおよび中央帯は第１２図に 示されるようにさらに分割される。幅１２０μ−であるネットライン帯は、４個 の２０μ園のラインおよび４個の１０μ−のスペースに対しであるいは６−の１ ０μ−のラインおよび６個の１０μ−のスペースに対してのいずれかに対して用 いられる０幅２６０μ−であるパッドライン帯は１個の１２０μ謡のパッド、７ −の１０μ−のライン、および７−の１０μ−のスペースに対して用いられる。

ハイブリッド回路が詳細に論じられたが、回路網をテストするための補助リード ラインを使って論じられたパターンは、チップがウェーハ上に形成されるとき用 いられる。

同一ウェーハ上にダイスおよび回路網のいずれをも作るために、電子ビームパタ ーン発生によるような知られている技術を使うことが可能である。ここにダイス のテストは、１９８０年１月１５日付のアメリカ合衆国特許、連続番号路４．１ ８３．４６０号に従って、ダイス毎に順次テストされる。好ましくは、次のダイ スに進む前に、ダイス２１′用のテスターが、回路網のテストモードに切替わる ようにプログラムされ、５１′の地点で個々のプローブが、パッド１６′が弾性 的なガスケット１７′を通って接地として用いられる閏、コントロールとして用 いられる。

ＦＩＧ、　ＬＡ。

ＦＩＧ、１．　Ｃ ＦＩＧ、　２゜ ＦＩＧ３゜ ＦＩＧ、４゜ ＦＩＧ、５゜ ＦＩＧ、６゜ ＦＩＧ、７゜ ＦＩＧ、８゜ １ ＦＩＧ、９゜ ＦＩＧ、ｌＯ。

国際調査報告

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．入力と出力とを有する複数個の集積回路チップと、前記チップのうちの１個 の出力をウェーハ上の別のチップの少なくとも１個の入力へ接続するための回路 網とが配置され、 前記回路網は少なくとも１個の電力供給リードと電力パッドとを含み、 前記回路網は、さらに、少なくとも１個の追加のテストリードを、回路網から、 接点が接地するようにされ、かつ回路網の抵抗テストを可能にするようにされ得 る地点まで含み、その回路網へは、回路網自体が働くかどうかを決定するために テストリードが接続される、ウェーハ。 ２、回路網用のテストリードは、回路網から、テスト領域にあるウェーハの表面 上に配置され、かつ回路網のテスト中には接点が接地となることを可能にさせる 開放パッドまで延びる、請求の範囲第１項記載のウェーハ。 ３、使用における操作性に対する前記個々の回路網のテストを可能にする前記ウ ェーハ上に配置される各個別の回路網用に１個となる複数個のテストリードがあ る、請求の範囲第１項記載のウェーハ。 ４、テストリードは、ウェーハの周辺の寧わりに配置され、かつテスト中には円 周状に配置される接地リングへ接続されるようにされた関連した接点テストパッ ドへ接続される、請求の範囲第３項記載のウェーハ。 ５、テスト位置に少なくとも１個のテストリードを有するウェーハを置くステッ プと、 接地を前記テストリードへ接続するステップと、プローブを前記テストリードへ 接続される前記回路網内の地虫へ接続するステップと、 測定される抵抗が測定される抵抗の所定の正常な抵抗以内に降下するか、あるい は所定の正常な抵抗を越えるのが、あるいはそれ以下なのかを決定するために、 電流を前記回路網を通って地面まで通過させ、テスト中の電流の抵抗を測定する ステップとを備える、ウェーハをテストする方法。 ６、サブストレートおよび、その上に位獣決めされる複数個の集積回路を相互接 続するようにされた回路網と、前記回路網用の電力パッドと、 前記回路網内のラインに接続され、かつ操作性に対し回路網をテストするように された少なくとも１個の補助電力パッドおよびリードとを備える、複数個の集積 回路のためのサポート。 ７、集積回路処理用のものであり、上に配置される第１の導電相互接続層と、第 ２の導電相互接続層と、前記第１および第２の相１１接鋳層を分離する絶縁層と を有するベースサブストレートを備え、 前記ベースサブストレートはその上に複数個の集積回路チップを置くようにされ 、 前記第１および第２の相互接続層は各履用の相互接続うインのパターンによって 前記集積回路チップ閤に経路指定回路網を与えるようにされ、 前記第１および第２の相互接続層は前記絶縁層を通る貢通穴を通って交差点によ って相互接続され、その交差点は前記第１の相互接続層内のラインと前記第２の 相互接続閣内のラインとを接続する、集積回路用のサブストレート。 ８、前記交差点は固定された交差点である、請求の範囲ｔｓ７項記載のサブスト レート。 ９、前記交差点はマスクプログラムの可能な交差点である、請求の範囲第８項記 載のサブストレート。 １０、補助テストリードラインが回路網をテストするために設けられる、請求の 範囲第９項記載のサブストレート。 １１゜集積回路は、ハイブリッド回路を形成するために、前記サブストレートへ 結合される、請求の範囲第７項記載のサブストレート。 １２、前記ベースサブストレートはシリコン材料から構成される、請求の範囲第 ７項記載のサブストレート。 １３、サブストレートは複数個の領域に分けられ、前記領域は内部セル、外部セ ル、信号中継領域および電力中継領域として作用するようにされた、請求の範囲 第７項記載のサブストレート。 １４、サブストレートの領域は、集積回路チップをホストし、か、つ１号接続用 のポンディングパッドを前記チップと前記サブストレートとの間に設けるように されたセルとして設けられる、請求の範囲第７項記載のサブストレート。 １５、前記セルはそこに配置される複数個の信号パッドを有する、請求の範囲第 １３項記載のサブストレート。 １６、前記セルは前記セル領域よりも大きいチップを覆っているチップを受入れ るようにされる、請求の範囲第１３項記載のサブストレート。 １７、前記セルは前記セル領域よりも小さな領域を覆っているチップを受入れる ようにされる、請求の範囲第７項記載のサブストレート。 １８、前記セルは各々がセル領域と本質的に同じ領域のチップを受入れるように される、請求の範囲第１３項記載のサブストレート。 １９、セルは広くチップの大きさの組合せ用に用いられるようにされた前記サブ ストレート上に設けられる、請求の範囲第７項記載のサブストレート。 ２０、セルは、結合されるチップを受入れるようにされ、かつ信号接続用の信号 ポンディングパッドをチップとサブストレートとの間に有する前記サブストレー ト上に設けられ、そこでは電力バスが全てのセルのエツジに沿って設けられる、 請求の範囲第７項記載のサブストレート。 ２１、追加の電力バスが前記セルの中央ラインに沿って設けられる、請求の範囲 第２０項記載のサブストレート。 ２２、前記第１の相互接続層のラインと前記第２の相互接続層のラインとは、第 １の層のラインと前記第２の層のラインとの間に交差点相互接続を可能にする直 交するラインパターンを特徴する請求の範囲第７項記載のサブストレート。 ２３、複数個のパッドラインと１セツトのネットラインとを有し、信号パッドラ インは１儂のパッドへ接続される、請求の範囲第７項記載のサブストレート。 ２４、各々が前記ベースサブストレートを横切って水平にあるいは垂直に配置さ れる１セツトのパッドラインと１セツトのネットラインとが存在し、１個の水平 なネットラインはネットを形成するために１個の垂直なネットラインへ接続され 、各ネットはパッドへ接続される、請求の範囲第７項記載のサブストレート。 ２５、各パッドラインは各ネットを１回横切る、請求の範囲第２４項記載のサブ ストレート。 ２６、第１の相互接続層と第２の相互接続層との間の交差点はパッドラインとネ ットラインとを接続している絶縁体を通って切り込まれる永続的な貢通穴によっ て形成される、請求の範囲第７項記載のサブストレート。 ２７、パッドは、前記鯖２の相互接続層内のラインと平行にかつその下を走る連 続的な帯として形成される垂直な列内に設けられる、請求の範囲第７項記載のサ ブストレート。 ２８、サブストレートは電力グリッドと接触する導電性サブストレートを有し、 それによって電力接続が前記グリッドの電力レールへ直接になされ得る、請求の 範囲第７項記載のサブストレート。