(57)【要約】【課題】検査用アンテナとオンチップアンテナとの信号の干渉を抑制して、ウエハ状態のオンチップアンテナを検査することが可能な検査装置を提供する。【解決手段】半導体ウエハ２の一面側にアンテナ１が複数、相互に離間して形成された半導体装置３の検査装置２０であって、絶縁基板２１上に、半導体ウエハ２側のアンテナ１と非接触で信号の送受信が可能な複数個の検査用アンテナ１０が配列され、それぞれの検査用アンテナ１０間に導体グラウンド２２ａ，２２ｂが形成されていることを特徴とする。半導体装置３は、検査後に半導体ウエハ２をダイシングすることで、オンチップアンテナを製造することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハの一面側にアンテナが複数、相互に離間して形成された半導体装置の検査装置であって、
絶縁基板上に、前記半導体ウエハ側のアンテナと非接触で信号の送受信が可能な複数個の検査用アンテナが配列され、それぞれの検査用アンテナ間に導体グラウンドが形成されていることを特徴とする半導体装置の検査装置。
【請求項２】
前記検査用アンテナがループアンテナ形状をなしており、そのループアンテナの内径が、検査される半導体ウエハ側のアンテナと同程度のサイズであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オンチップアンテナの製造技術に関し、特に、半導体ウエハ側にアンテナが複数形成された半導体装置の検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣチップと無線通信用のアンテナコイルを有し、このアンテナチップを介して信号の送受信を行うＩＣモジュールが提案されている。この種のＩＣモジュールは、ＩＣチップによる高い情報処理能力を有するとともに、非接触で信号の読み取りや書き込みができる。このため、ＲＦ−ＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ）と呼ばれる無線認証システムで利用されている。ＲＦ−ＩＤは、近年では、アクセスコントロール、電子マネー、偽造防止技術や物流管理などの分野で普及が進んでいる。このようなＩＣモジュールには、カード型、タグ型、コイン型などの形態がある。また、ＩＣチップは、アンテナコイルがリーダライタ装置から受信した電波から電磁誘導によって動作電力を得ることができる。
【０００３】
上述のＲＦ−ＩＤで用いられるＩＣモジュールは、一般に絶縁基板の同一面上に、ＩＣチップおよび外付けタイプの渦巻状アンテナコイルが設けられたものである。このようにアンテナコイルとＩＣチップが別体であると、アンテナを微小なＩＣチップの端子と電気的に接続するためには、技術的な困難性を伴う上、絶縁基板が可撓性を有するので、使用時には接続点に対して特に応力が加わり、断線の原因となっていた。
このような問題を解決するため、およびＩＣモジュールの小型化・低価格化のため、ＩＣチップの同一面内かつ直上に半導体プロセスを応用して、アンテナコイルがオンチップアンテナとして一体形成されたＩＣ素子が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
従来の外付けアンテナ製の非接触ＩＣカードでは、ＩＣチップとアンテナコイルが別々に製造され、ＩＣチップおよびアンテナコイルがカードに実装された後に互いに接続され、その後でタグ全体としての性能検査が行われていた。
そこで、特許文献２では、ＩＣチップにオンチップアンテナを内蔵することで、カードに実装する前のＩＣモジュールや、ウエハ状態のＩＣモジュールを単体として検査することが可能な検査方法および検査装置が提案されている。
また、特許文献３には、ウエハ状態にある半導体チップを検査する従来技術に対して、検査時の信号の干渉を避けるため、ダイシング後のチップをトレイに並べ、チップ間を離して検査するようにした検査方法および検査装置が提案されている。
【特許文献１】特許第３３４７１３８号公報
【特許文献２】特開２０００−１３７７７９号公報
【特許文献３】特開２００３−２４８０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ウエハ状態にある半導体チップを検査する従来技術では、特許文献３でも指摘されているように、ウエハ上ではチップ間隔が狭く、検査をしようとする半導体チップの信号のみを受信できないので検査に支障を来たすという問題があった。しかしながら、特許文献３に記載されているように、ダイシング後のチップをトレイに並べて個別に検査するのでは、トレイ詰めの時間がロスされる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、検査用アンテナとオンチップアンテナとの信号の干渉を抑制して、ウエハ状態のオンチップアンテナを検査することが可能な検査装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、半導体ウエハの一面側にアンテナが複数、相互に離間して形成された半導体装置の検査装置であって、絶縁基板上に、前記半導体ウエハ側のアンテナと非接触で信号の送受信が可能な複数個の検査用アンテナが配列され、それぞれの検査用アンテナ間に導体グラウンドが形成されていることを特徴とする半導体装置の検査装置を提供する。
前記検査用アンテナがループアンテナ形状をなしており、そのループアンテナの内径が、検査される半導体ウエハ側のアンテナと同程度のサイズであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、検査用アンテナとオンチップアンテナとの信号の干渉を抑制して、ウエハ状態のオンチップアンテナを検査することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明で用いられる検査用アンテナの一例を模式的に示す説明図である。図２は、本発明の検査装置の一形態例およびそれを用いた検査方法の一例を模式的に示す説明図である。図３は、本発明の検査装置のアンテナ側の面の一例を示す平面図である。図４は、本発明の検査装置の一形態例のコネクタ側の面の一例を示す平面図である。
【００１０】
図２に示すように、本形態例の検査装置２０は、絶縁基板２１上に複数個の検査用アンテナ１０が配列され、これら検査用アンテナ１０同士の干渉を低減するため、それぞれの検査用アンテナ１０間に導体グラウンド２２ａ，２２ｂが形成されている。
【００１１】
図１および図２に示すように、検査用アンテナ１０の絶縁基板２１の一方の面２１ａにはアンテナパターン１１が形成されている。アンテナパターン１１は、被測定物であるウエハ状態のアンテナ（以下「オンチップアンテナ」という。）１と非接触で信号の送受信が可能な距離で、オンチップアンテナ１に対向する位置に配置される。アンテナパターン１１とオンチップアンテナ１との距離は、オンチップアンテナ１の仕様や使用状況などに合わせ任意の距離でよいが、例えば０．１〜５ｍｍである。
【００１２】
半導体ウエハ２は、例えばシリコン（Ｓｉ）ウエハであり、各アンテナを介して送受信される情報を処理するため、ＩＣ素子が形成されている。
半導体装置３は、半導体ウエハ２の一面側にアンテナ１が複数、相互に離間して形成されたものであり、半導体ウエハ２をダイシングすることで、複数個のオンチップアンテナ（アンテナを有するＩＣチップ）を製造することができる。
【００１３】
本形態例の検査装置２０の場合、図１および図４に示すように、検査用アンテナ１０のアンテナパターン１１は、ループアンテナ形状をなしている。そのループアンテナの内径が、検査されるオンチップアンテナに隣接するオンチップアンテナとの干渉を回避するため、検査されるオンチップアンテナと同程度のサイズであることが好ましい。
なお、検査用アンテナ１０のアンテナ形状は、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、ループアンテナ、スロットアンテナ、マイクロストリップアンテナなど当業界で周知のアンテナを適用することができる。いずれの場合も、検査されるオンチップアンテナと同程度のサイズであることが好ましい。
【００１４】
図１〜図３に示すように、絶縁基板２１の他方の面２１ｂには配線１４が形成されている。この配線１４は、絶縁基板２１をその厚さ方向に貫通するスルーホール１２に設けられたビア１３を介してアンテナパターン１１に導通されている。配線１４には、所望の共振周波数を得るために、端子１５ａ，１５ｂがそれぞれアンテナパターン１１の両端と導通するように、コンデンサ１５が接続されている。コンデンサ１５は、例えばチップコンデンサや可変容量コンデンサ等が挙げられる。可変容量コンデンサは、共振周波数の調整が容易になるので好ましい。コンデンサ１５は、各アンテナパターン１１に対し、少なくとも１個ずつ設けることが好ましい。１つのアンテナパターン１１の共振周波数の調整に複数個のコンデンサを用いても構わない。
【００１５】
配線１４は、図３に示すように、接続配線１６として絶縁基板２１の外周部まで延長されている。接続配線１６の端にはコネクタ接続部１７が設けられている。図２に示すように、コネクタ接続部１７は、同軸ケーブル等のケーブル１８により、リーダライタ装置や制御ＰＣ（プログラマブルコントローラ）などに接続されている。
【００１６】
また、本形態例の検査装置２０では、検査用アンテナ１０同士の干渉を低減するため、それぞれの検査用アンテナ１０間に導体グラウンド２２ａ，２２ｂが形成されている。より詳しくは、アンテナパターン１１が形成された絶縁基板２１の一方の面２１ａでは、アンテナパターン１１との間に間隙２３ａを介して導体グラウンド２２ａが設けられ、コネクタ接続部１７が設けられた絶縁基板２１の他方の面２１ｂでは、配線１４，１６との間に間隙２３ｂを介して導体グラウンド２２ｂが設けられている。導体グラウンド２２ａ，２２ｂは、図示しない配線等により、グラウンドへと接続され、導体グラウンド２２ａ，２２ｂは、信号の電磁波がシールドされた状態になっている。このため、アンテナパターン１１とオンチップアンテナとの通信の際に干渉の発生が低下される。
【００１７】
本形態例の検査装置２０は、絶縁基板２１に銅等の導体でアンテナパターン１１や配線１４，１６が形成されたものである。この検査装置２０を製造するための材料としては、絶縁基板の両面に銅箔が積層された両面銅貼り基板が挙げられる。
絶縁基板としては、ガラスエポキシ樹脂製のＦＲ４基板のように、樹脂、ガラス、セラミック等の絶縁体からなる基板が挙げられる。
【００１８】
アンテナや配線等の導体パターンを形成する方法は、銅箔等のエッチングで導体パターンを形成する方法、めっきや蒸着等で導体層を形成する方法、導電性ペーストを印刷する方法等が挙げられる。導体には、銅（銅箔や銅めっきなど）、銀、アルミニウムなど適宜の導体が使用でき、特に限定されるものではない。
【００１９】
本形態例の検査装置２０の場合、導体パターンが両面の導体グラウンド２２ａ，２２ｂを含むので、あらかじめ両面に銅箔等の金属層が積層された基板を用い、不要な部分をエッチング等で除去する方法であると、導体層形成のコストを低減でき、好ましい。
【００２０】
次に、本形態例の検査装置２０の製造方法の一例を説明する。
両面銅貼り基板に対してＮＣドリル等で孔をあけ、スルーホール１２を形成する。ビア１３は、無電解銅メッキ等でスルーホール１２の内面に導体部を設け、両面の銅箔に接続させることで形成することができる。
そして、銅箔のエッチング等により、絶縁基板２１の一方の面２１ａではアンテナパターン１１および導体グラウンド２２ａを、絶縁基板２１の他方の面２１ｂでは配線１４，１６および導体グラウンド２２ｂを形成する。銅箔等の導体層を所望の形状にパターニングする方法は、例えば絶縁基板上の導体層にドライフィルムレジストを貼り付け、フォトリソグラフィ（露光および現像）を行い、必要部分の導体層の上にのみレジストを形成した状態で不要部分の導体層をエッチャント等でエッチングする方法が挙げられる。
エッチャントは、導体層の材料に応じて適宜選択して用いることができる。例えば銅箔の場合、塩化第二鉄等が挙げられる。
両面銅貼り基板を材料として検査装置２０を作製する場合、導体グラウンド２２ｂは、銅箔ベタ膜で構成することができる。
パターニング後、コンデンサ１５やコネクタ接続部１７等の部品を実装することで、検査装置２０を得ることができる。部品実装部分にはカバーレイを形成しない。
【００２１】
本形態例の検査装置２０を用いたオンチップアンテナの検査方法は、図２に示すように、複数のオンチップアンテナ１が一体形成されたウエハ２をプローバ上に置き、オンチップアンテナ１に対向する位置に検査装置２０のアンテナパターン１１を配置して、非接触でオンチップアンテナ１との送受信を行うものである。
【００２２】
検査装置２０に複数の検査用アンテナ１０が設けられているので、リーダライタ装置から同時に複数のオンチップアンテナ１に向けて信号送信を行うことで、タクトタイムを短縮することができる。複数の検査用アンテナ１０同士が近距離に配置されていると、送信信号に干渉が発生してしまう。このため、複数の検査用アンテナ１０は、絶縁基板２１上に一定の距離を離して配置される。
【００２３】
ウエハ２の状態にある複数のオンチップアンテナ１を同時に検査する場合、オンチップアンテナ１はウエハ２上に等間隔で配置されているため、隣接するオンチップアンテナ１を同時に検査するのではなく、１個または複数個のオンチップアンテナ１に相当する距離をおいてアンテナパターン１１を配置することが好ましい。
【００２４】
ウエハ２の状態にあるオンチップアンテナ１は、検査した後でダイシングすることにより、チップ状態のオンチップアンテナを製造することができる。検査時に不良判定されたオンチップアンテナは、ウエハ２上における位置を記録するなどして、ダイシングの際、またはダイシング後に除去することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、ウエハ状態のオンチップアンテナの検査に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明で用いられる検査用アンテナの一例を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の検査装置の一形態例およびそれを用いた検査方法の一例を模式的に示す説明図である。
【図３】本発明の検査装置のアンテナ側の面の一例を示す平面図である。
【図４】本発明の検査装置のコネクタ側の面の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…オンチップアンテナ、２…半導体ウエハ、３…半導体装置、１０…検査用アンテナ、１１…アンテナパターン（ループアンテナ）、２０…検査装置、２１…絶縁基板、２２ａ，２２ｂ…導体グラウンド。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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