(57)【要約】【課題】良品を歩留まりよく製造することができ、実装時の信頼性に優れ、かつ外部装置との間の通信特性が安定な半導体装置とその製造方法とを提供する。【解決手段】半導体装置については、半導体チップ１０と、半導体チップ１０の回路形成面に絶縁膜２を介して形成されたアンテナ３と、アンテナ３の外面を被覆する保護膜４とを有し、半導体チップ１の外周縁と絶縁膜２及び保護膜４の外周縁との間に絶縁膜２及び保護膜４の非形成部６を設けるという構成にする。製造方法については、ウエハ１に対する絶縁膜２の形成及び保護膜４の形成を、フォトリソグラフィ法又はマスク印刷法によって行い、ウエハ１のスクライブエリア５を除く部分にのみ絶縁膜２及び保護膜４を形成するという構成にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップ上に絶縁膜を介して前記半導体チップのボンディングパッドと電気的に接続された非接触通信用のアンテナを形成し、当該アンテナの外面を保護膜にて被覆してなる半導体装置において、前記半導体チップの外周縁と前記絶縁膜の外周縁との間に前記絶縁膜の非形成部を設けると共に、前記半導体チップの外周縁と前記保護膜の外周縁との間に前記保護膜の非形成部を設けたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記絶縁膜及び保護膜が感光性ポリイミドをもって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記半導体チップの外周縁から前記絶縁膜の外周縁までの距離及び前記半導体チップの外周縁から前記保護膜の外周縁までの距離が５μｍ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
ボンディングパッドを含む複数の半導体回路が所要の配列で形成され、前記ボンディングパッド及びスクライブエリアを除く回路形成面に絶縁膜が形成されたウエハの前記絶縁膜上に、前記ボンディングパッドと電気的に接続された非接触通信用のアンテナを各半導体回路ごとに形成する工程と、前記スクライブエリアを除く前記アンテナの外面を被覆する保護膜を形成する工程と、前記スクライブエリア内に設定されたスクライブラインに沿って前記ウエハを切断し、アンテナ一体型半導体装置の個片を得る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記保護膜を形成する工程が、前記スクライブエリアを含む前記ウエハのアンテナ形成面全面に保護膜材料を均一に塗布する工程と、フォトリソグラフィにより前記スクライブエリアに塗布された前記保護膜材料を除去する工程とを含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記保護膜を形成する工程が、前記ウエハのアンテナ形成面に前記アンテナを露出可能で前記スクライブエリアを遮蔽可能な開口部を有するマスクを位置決めして被着する工程と、前記開口部より露出された前記アンテナの外面に絶縁膜材料をマスク印刷する工程とを含むことを特徴とする請求項４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、アンテナ一体型の半導体装置とその製造方法とに係り、特に、アンテナの下地に形成される絶縁膜及びアンテナの外面に被覆される保護膜の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば非接触通信式ＩＣカード等の情報担体に適用される半導体装置として、半導体チップ上に絶縁膜を介して半導体チップのボンディングパッドと電気的に接続された非接触通信用のアンテナを形成し、当該アンテナの外面を絶縁樹脂の保護膜で被覆したものが提案されている。この半導体装置は、絶縁膜上に形成されたアンテナと外部装置に備えられたアンテナとを電磁結合させることにより、外部装置から半導体チップへの電力の供給と、外部装置と半導体チップとの間の信号の送受信を行うことができる。
【０００３】
ところで、この種の半導体装置は、生産性を高めるためにウエハ上に多数個が同時に作製され、保護膜の形成を含む全てのプロセスが終了した後に、ウエハ上に予め設定されたスクライブラインに沿って切断することにより、製品である各個片が取り出される。
【０００４】
従来においては、図７に示すように、ボンディングパッド１ａと、ボンディングパッド１ａを除く半導体回路の形成面上に被覆された絶縁膜２と、絶縁膜２上に形成されてボンディングパッド１ａと電気的に接続されたアンテナ３とを有するウエハ１のアンテナ形成面全面に保護膜４を形成し、スクライブエリア（予定のスクライブラインを含む所要の幅の領域）５に形成された保護膜４をウエハ１の切断時に切断するという半導体装置の製造方法がとられている。この方法で製造された半導体装置の端辺には、保護膜４の切断面が表れる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−９２５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記製造方法によると、保護膜４の切断時にウエハ１と保護膜４との界面に機械的な応力が集中するため、ウエハ１から保護膜４が剥離しやすく、良品を歩留まり良く製造することが困難である。
【０００６】
また、製造時に良品が製造できたとしても、配線基板への実装時に急激な温度変化を受けると、半導体チップ（半導体装置の絶縁膜２とアンテナ３と保護膜４とを除く部分）と保護膜４との熱膨張率差に起因する熱応力が半導体チップと保護膜４との界面に集中するため、やはり半導体チップから保護膜４が剥離しやすく、この種の半導体装置を備えた電子機器の信頼性を害する原因となる。
【０００７】
さらに、保護膜４を切断すると、その切断面がチッピングと称されるギザギザの状態になるが、アンテナ一体型の半導体装置では、アンテナサイズの大型化ひいては通信特性の向上を図るために半導体チップの端面近傍までアンテナ３が形成されるので、保護膜４の切断面にチッピングが生じると、保護膜４の端辺からアンテナ３までの距離が一定せず、外部装置との間の通信特性を安定化することが難しいという不都合もある。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の不備を解消するためになされたものであり、その目的は、良品を歩留まりよく製造することができ、実装時の信頼性に優れ、かつ外部装置との間の通信特性が安定な半導体装置とその製造方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記の課題を解決するため、半導体装置に関しては、半導体チップ上に絶縁膜を介して前記半導体チップのボンディングパッドと電気的に接続された非接触通信用のアンテナを形成し、当該アンテナの外面を保護膜にて被覆してなる半導体装置において、前記半導体チップの外周縁と前記絶縁膜の外周縁との間に前記絶縁膜の非形成部を設けると共に、前記半導体チップの外周縁と前記保護膜の外周縁との間に前記保護膜の非形成部を設けという構成にした。
【００１０】
前記保護膜は、所要の物性を有する任意の樹脂材料をもって形成することができるが、保護膜ひいては半導体装置の製造が容易であることから、感光性ポリイミドなどの感光性樹脂材料をもって形成するが特に好ましい。
【００１１】
また、前記半導体チップの外周縁から前記絶縁膜の外周縁までの距離及び前記半導体チップの外周縁から前記保護膜の外周縁までの距離は、アンテナサイズの大型化の観点からは小さいほど有利であるが、通信特性の安定化を図るために、少なくとも５μｍ以上とすることが特に好ましい。
【００１２】
一方、半導体装置の製造方法に関して、本発明は、ボンディングパッドを含む複数の半導体回路が所要の配列で形成され、前記ボンディングパッド及びスクライブエリアを除く回路形成面に絶縁膜が形成されたウエハの前記絶縁膜上に、前記ボンディングパッドと電気的に接続された非接触通信用のアンテナを各半導体回路ごとに形成する工程と、前記スクライブエリアを除く前記アンテナの外面を被覆する保護膜を形成する工程と、前記スクライブエリア内に設定されたスクライブラインに沿って前記ウエハを切断し、アンテナ一体型半導体装置の個片を得る工程とを含むという構成にした。
【００１３】
前記保護膜を形成する工程は、前記スクライブエリアを含む前記ウエハのアンテナ形成面全面に保護膜材料を均一に塗布する工程と、フォトリソグラフィにより前記スクライブエリアに塗布された前記保護膜材料を除去する工程とを含むこともできるし、前記ウエハのアンテナ形成面に前記アンテナを露出可能で前記スクライブエリアを遮蔽可能な開口部を有するマスクを位置決めして被着する工程と、前記開口部より露出された前記アンテナの外面に絶縁膜材料をマスク印刷する工程とを含むこともできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の半導体装置は、半導体チップの外周縁と絶縁膜の外周縁との間に絶縁膜の非形成部を設けると共に、半導体チップの外周縁と保護膜の外周縁との間に保護膜の非形成部を設けたので、配線基板への実装時にウエハと絶縁膜との界面及び絶縁膜と保護膜との界面に応力が集中せず、絶縁膜及び保護膜の剥離が防止されて、アンテナ一体型の半導体装置を備えた電子機器の信頼性を高めることができる。また、絶縁膜及び保護膜の切断に伴うチッピングの影響を受けないので、外部装置との間の通信特性を安定化することができる。
【００１５】
本発明の半導体装置の製造方法は、ウエハに絶縁膜を形成する工程でウエハのスクライブエリアに絶縁膜を形成せず、また、ウエハに保護膜を形成する工程でウエハのスクライブエリアに保護膜を形成しないので、ウエハの切断時にウエハと絶縁膜の界面及び絶縁膜と保護膜との界面に応力が集中せず、絶縁膜及び保護膜の剥離が防止されて、良品を歩留まり良く製造することができる。また、ウエハの切断時に絶縁膜及び保護膜が切断されないので、チッピングの影響による通信特性の劣化がなく、外部装置との間の通信特性が安定な半導体装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る半導体装置の構成を図１及び図２に基づいて説明する。図１は実施形態例に係る半導体装置の平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本例の半導体装置は、図示しない半導体回路が形成されると共に所定の位置にボンディングパッド１ａが形成された半導体チップ１０と、ボンディングパッド１ａの形成部を除く半導体チップ１０の回路形成面に形成された絶縁膜２と、絶縁膜２上に形成され、ボンディングパッド１ａと電気的に接続されたアンテナ３と、アンテナ３の外面を被覆する保護膜４とから構成されており、半導体チップ１の外周縁（端面）と保護膜４の外周縁との間には、絶縁膜２及び保護膜４の非形成部６が設けられている。
【００１８】
ボンディングパッド１ａはアルミニウムをもって形成され、アンテナ３は銅をもって形成される。また、絶縁膜２及び保護膜４については、所要の物性を有する任意の樹脂材料をもって形成することができるが、半導体装置の製造を容易なものにするため、感光性ポリイミドなどの感光性樹脂材料をもって形成するが特に好ましい。
【００１９】
絶縁膜２及び保護膜４は、図１及び図２に示すように、半導体チップ１０の全面に形成されるのではなく、外周縁が半導体チップ１０の外周縁よりもやや内側になるように形成される。半導体チップ１０の外周縁から保護膜４の外周縁までの距離ｓは、アンテナサイズの大型化の観点からは小さいほど有利であるが、通信特性の安定化を図るために、少なくとも５μｍ以上とすることが特に好ましい。
【００２０】
本例の半導体装置は、半導体チップ１０の外周縁と絶縁膜２及び保護膜４の外周縁との間に絶縁膜２及び保護膜４の非形成部６を設けたので、配線基板への実装時に半導体チップ１０と絶縁膜２との界面及び半導体チップ１０と保護膜４との界面に応力が集中せず、絶縁膜２及び保護膜４の剥離が防止されて、アンテナ一体型の半導体装置を備えた電子機器の信頼性を高めることができる。また、絶縁膜２及び保護膜４にチッピングが形成されないので、外部装置との間の通信特性を安定化することができる。
【００２１】
次に、本発明に係る半導体装置の製造方法を図３乃至図６に基づいて説明する。図３は半導体装置の製造手順を示すフロー図、図４は保護層形成方法の第１例を示す説明図、図５は保護層の形成状態を示す断面図、図６は保護層形成方法の第２例を示す説明図である。
【００２２】
本発明に係る半導体装置の製造は、図３に示すように、ボンディングパッド１ａを含む複数の半導体回路が所要の配列で形成された半導体チップ１０の基になるウエハ１を作製する工程（手順Ｓ−１）と、ウエハ１の回路形成面のうち、ボンディングパッド１ａの形成部及び予め設定されたスクライブエリア５を除く部分に絶縁膜２を形成する工程（手順Ｓ−２）と、絶縁膜２上に、ボンディングパッド１ａと電気的に接続された非接触通信用のアンテナ３を各半導体回路ごとに形成する工程（手順Ｓ−３）と、スクライブエリア５を除くウエハ１の外面に保護膜４を形成し、アンテナ３の外面を保護膜４にて被覆する工程（手順Ｓ−４）と、スクライブエリア５内に設定されたスクライブラインに沿ってウエハ１を切断し、アンテナ一体型半導体装置の個片を得る工程（手順Ｓ−５）とを経て行われる。
【００２３】
手順Ｓ−４の保護膜被覆工程は、図４に示す手順をとることもできるし、図６に示す手順をとることもできる。
【００２４】
図４に示す保護膜被覆工程においては、まず図４（ａ）に示すように、絶縁膜２及びアンテナ３が形成されたウエハ１の回路形成面に、感光性の保護膜材料２０をその表面が平坦になるように塗布する。次に、図４（ｂ）に示すように、塗布された保護膜材料２０の表面に、アンテナ４の形成部に対応する開口部２１ａとスクライブエリア５に対応する遮蔽部２１ｂとを有するマスク２１を被着し、当該マスク２１の外部より保護膜材料２０に樹脂硬化光２２を照射し、開口部２１ａより露出した保護膜材料２０を硬化する。保護膜材料の硬化後、マスク２１を除去し、保護膜材料２０の未硬化部分をリンスにより除去する。これにより、図５に示すように、スクライブエリア５に保護膜４を有しないウエハが作製される。なお、図３に示すその他の各手順については、公知に属する事項であり、かつ本発明の要旨でもないので、説明を省略する。
【００２５】
図６に示す保護膜被覆工程においては、まず図６（ａ）に示すように、絶縁膜２及びアンテナ３が形成されたウエハ１の回路形成面に、アンテナ４を露出可能な開口部３１ａとスクライブエリア５の遮蔽部３１ｂとを有するマスク３１を被着し、当該マスク３１の外部に保護膜材料２０をポッティングする。次に、図６（ｂ）に示すように、ポッティングされた保護膜材料２０をスキージ３２で展伸し、開口部３１ａ内に保護膜材料２０を充填する。次に、図６（ｃ）に示すように、ウエハ１の回路形成面からマスク３１を取り外し、保護膜材料２０に樹脂硬化光２２を照射する。これによっても、図５に示すように、スクライブエリア５に保護膜４を有しないウエハが作製される。
【００２６】
本例の半導体装置の製造方法は、ウエハ１に絶縁膜２を形成する工程でウエハ１のスクライブエリア５に絶縁膜２を形成せず、また、ウエハ１に保護膜４を形成する工程でウエハ１のスクライブエリアに保護膜４を形成しないので、ウエハ１の切断時にウエハ１と絶縁膜２の界面及び絶縁膜２と保護膜４との界面に応力が集中せず、絶縁膜２及び保護膜４の剥離が防止されて、良品を歩留まり良く製造することができる。また、ウエハ１の切断時に絶縁膜２及び保護膜４が切断されないので、チッピングの影響による通信特性の劣化がなく、外部装置との間の通信特性が安定な半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態例に係る半導体装置の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】半導体装置の製造手順を示すフロー図である。
【図４】保護層形成方法の第１例を示す説明図である。
【図５】保護層の形成状態を示す断面図である。
【図６】保護層形成方法の第２例を示す説明図である。
【図７】従来例に係る半導体装置の構成とその製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    ウエハ
１ａ    ボンディングパッド
２    絶縁膜
３    アンテナ
４    保護膜
５    スクライブエリア
６    絶縁膜及び保護膜の非形成部
１０    半導体チップ
２０    保護膜材料
２１，３１    マスク
【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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