(57)【要約】【課題】コイル状アンテナの外面を被覆する有機保護膜が剥離しにくく、耐久性及び信頼性に優れた半導体装置を提供する。【解決手段】所要の半導体回路とボンディングパッド１ａとが形成された半導体チップ１と、半導体チップ１の回路形成面に形成された無機保護膜２と、無機保護膜２上に形成された第１の有機保護膜３と、第１の有機保護膜３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コイル状アンテナ４と、コイル状アンテナ４の外面を被覆する第２の有機保護膜５とから半導体装置を構成する。コイル状アンテナ４の壁面４ａのうち、少なくとも最外周ターンの外周側を、第１の有機保護膜３と接する面よりも第１の有機保護膜３と接しない面の方が半導体チップ１の外周方向に張り出すように傾斜させる。【選択図】図２
2006186586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップ上に回路保護膜を介して非接触通信用のコイル状アンテナを形成すると共に、前記コイル状アンテナの外面をアンテナ保護膜にて被覆してなる半導体装置において、前記コイル状アンテナの壁面の最外周部を、前記回路保護膜と接する面に対して前記回路保護膜と接しない面が前記半導体チップの外周方向に張り出した形状に形成することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体チップ上に回路保護膜を介して非接触通信用のコイル状アンテナを形成すると共に、前記コイル状アンテナの外面をアンテナ保護膜にて被覆してなる半導体装置において、前記コイル状アンテナの断面形状を、前記回路保護膜と接する面が狭く、前記回路保護膜と接しない面が広い逆台形に形成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記コイル状アンテナの壁面が、平滑な傾斜面状に形成されてい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】
前記コイル状アンテナの壁面が、階段状に形成されてい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。
【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に係り、特に、半導体チップ上に形成されるコイル状アンテナの断面形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップが搭載されたカード形、タグ形又はコイン形などの情報担体は、豊富な情報量と高いセキュリティ性を備えていることから、交通、流通及び情報通信などの分野で普及が進んでいる。中でも、半導体チップ上にアンテナが形成されたアンテナ一体型の半導体装置が搭載された情報担体は、半導体チップを保持する基板にアンテナを設定又は形成するタイプの情報担体に比べてサイズを格段に小型化することができ、かつ外力の作用により基板が弾性変形された場合にもアンテナの断線が本質的に起こり得ないという利点を有するので、今後より広範囲な分野への普及が予想されている。
【０００３】
ところで、アンテナ一体型の半導体装置は、ウエハの状態で、ボンディングパッドを開口するように形成された無機保護膜上に第１の有機保護膜をボンディングパッドを開口するように形成する工程、ボンディングパッド及び第１の有機保護膜に導電膜を一様にスパッタリングする工程、導電膜にフォトレジスト層を一様に形成する工程、フォトレジスト層に露光処理、現像処理及びベーク処理を施し、所要の位置に所要のアンテナ形状に相当する開口を形成する工程、導電膜を陰極として電気めっきを行い、フォトレジスト層に開設された開口の形状に相当するアンテナを形成する工程、余剰の導電膜及びフォトレジスト層を除去する工程、アンテナの外面に第２の有機保護膜を被覆する工程、及び、ウエハを予め設定されたスクライブラインに沿って切断し、製品である各個片を取り出す工程を経て製造される。なお、前記無機保護膜及び前記第１の有機保護膜は、ウエハの回路形成面を保護する回路保護膜として機能し、前記第２の有機保護膜は、アンテナを保護するためのアンテナ保護膜として機能する。
【０００４】
従来においては、フォトレジスト層に形成されるアンテナ形成用の開口の壁面が全周にわたり第１の有機保護膜に対してほぼ垂直となるようにフォトレジスト層の露光条件、現像条件及びベーク条件が設定されている。したがって、製品である半導体装置には、図５に示すように、第１の有機保護膜３上に内周側の壁面４ａ及び外周側の壁面４ｂが全周にわたり第１の有機保護膜３に対してほぼ垂直をなすコイル状アンテナ４が形成される。なお、図５中の符号１は半導体チップ、２は半導体チップ１上に形成された無機保護膜、５は第２の有機保護膜を示している。
【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】
ところで、アンテナ一体型の半導体装置においては、アンテナサイズが半導体チップのサイズ以下に制限されるため、外部装置との通信距離を少しでも大きくするため、コイル状に巻回され、所要の給電点が半導体チップ１のボンディングパッドに電気的に接続されたアンテナ（本明細書においては、これを「コイル状アンテナ」という。）の外周縁が半導体チップ１の外周縁の極く近傍まで形成される。このため、必然的に半導体チップ１の外周部分における第１の有機保護膜３と第２の有機保護膜５との接着面積が微小となり、化学的又は物理的な外部環境の影響を受けたときに、第１の有機保護膜３との界面から第２の有機保護膜５が剥離しやすいという問題がある。
【０００６】
なお、第１の有機保護膜３を有さず、無機保護膜２上に直接第２の有機保護膜５に相当する有機保護膜が形成される場合においては、無機保護膜２との界面からの有機保護膜の剥離が問題となる。
【０００７】
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、コイル状アンテナの外面を被覆する有機保護膜が剥離しにくく、耐久性、信頼性に優れた半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記の課題を解決するため、半導体チップ上に回路保護膜を介して非接触通信用のコイル状アンテナを形成すると共に、前記コイル状アンテナの外面をアンテナ保護膜にて被覆してなる半導体装置において、前記コイル状アンテナの壁面の最外周部を、前記回路保護膜と接する面に対して前記回路保護膜と接しない面が前記半導体チップの外周方向に張り出した形状に形成するという構成にした。
【０００９】
また、本発明は、前記の課題を解決するため、半導体チップ上に回路保護膜を介して非接触通信用のコイル状アンテナを形成すると共に、前記コイル状アンテナの外面をアンテナ保護膜にて被覆してなる半導体装置において、前記コイル状アンテナの断面形状を、前記回路保護膜と接する面が狭く、前記回路保護膜と接しない面が広い逆台形に形成するという構成にした。
【００１０】
かかる構成によると、コイル状アンテナの外径を従来品と同じにした場合にも、半導体装置の外周部における回路保護膜とアンテナ保護膜との接着面積を増加することができるので、外部装置との間の通信距離を犠牲にすることなく、半導体装置の外周部分からのアンテナ保護膜の剥離を抑制することができる。
【００１１】
なお、コイル状アンテナの壁面は、平滑な傾斜面状に形成されることが理想的であるが、フォトレジスト層の露光条件、現像条件又はベーク条件等によっては、コイル状アンテナの壁面が平滑な傾斜面状にならず、階段状に形成されることもある。しかし、いずれの場合にも、半導体装置の外周部における回路保護膜とアンテナ保護膜との接着面積の増加に効果があり、アンテナ保護膜の剥離を抑制する効果については等価である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の半導体装置は、コイル状アンテナの壁面のうち、少なくとも最外周部の壁面を、回路保護膜と接する面に対して回路保護膜と接しない面が半導体チップの外周方向に張り出した形状にしたので、コイル状アンテナの外径を同一とした場合、コイル状アンテナの壁面が垂直に形成された半導体装置よりも外周部における回路保護膜とアンテナ保護膜との接着面積を増加することができ、外部装置との間の通信距離を犠牲にすることなく、半導体装置の耐久性、信頼性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る半導体装置の第１実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は第１実施形態に係る半導体装置の一部破断した平面図、図２は第１実施形態に係る半導体装置の要部断面図である。
【００１４】
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１と、ボンディングパッド１ａの形成部を除く半導体チップ１の回路形成面に形成された無機保護膜２と、無機保護膜２上のボンディングパッド１ａの形成部を除く部分に形成された第１の有機保護膜３と、第１の有機保護膜３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コイル状アンテナ４と、コイル状アンテナ４の外面を被覆する第２の有機保護膜５とから構成されており、半導体チップ１の外周縁（端面）と各保護膜２，３，５の外周縁との間には、保護膜２，３，５の非形成部６が設けられている。
【００１５】
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４は銅のめっき膜をもって形成される。また、無機保護膜２は、アルミニウムやシリコンの酸化物又は窒化物などをもって形成される。一方、第１及び第２の有機保護膜３，５は、所要の物性を有する樹脂材料をもって形成される。樹脂材料としては所要の物性を有する任意の樹脂材料を用いることができるが、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。
【００１６】
コイル状アンテナ４は、図１に示すように、一定ピッチで巻回された角型の渦巻き状に形成される。このコイル状アンテナ４の壁面４ａは、図２に示すように、最外周ターンの外周側のみが、第１の有機保護膜３の膜面に対して、第１の有機保護膜３と接する面よりも第１の有機保護膜３と接しない面の方が半導体チップ１の外周方向に張り出すように傾斜され、他の壁面については、第１の有機保護膜３の膜面に対して垂直に形成されている。
【００１７】
このような壁面形状を有する半導体装置は、ウエハ上に塗布されたフォトレジスト層を露光処理、現像処理及びベーク処理して、フォトレジスト層にアンテナ形状に相当する開口を形成する際、フォトレジスト層をオーバー現像又はオーバーベークすることによって作製することができる。
【００１８】
本例の半導体装置は、コイル状アンテナ４の最外周部の壁面４ａを、第１の有機保護膜３と接する面に対して第１の有機保護膜３と接しない面が半導体チップ１の外周方向に張り出した形状にしたので、コイル状アンテナ４の外径を同一とした場合、コイル状アンテナ４の壁面４ａが垂直に形成された半導体装置よりも外周部における第１の有機保護膜３と第２の有機保護膜５との接着面積を増加することができる。よって、外部装置との間の通信距離を犠牲にすることなく、半導体装置の耐久性、信頼性を改善することができる。
【００１９】
次に、本発明に係る半導体装置の第２実施形態を図３に基づいて説明する。図３は第２実施形態に係る半導体装置の要部断面図である。
【００２０】
本例の半導体装置は、コイル状アンテナ４の最外周部の壁面４ａが平滑な傾斜面状に形成されておらず、階段状に形成されている。その他の部分については、第１実施形態に係る半導体装置と同じである。コイル状アンテナ４の最外周部の壁面４ａが平滑な傾斜面状に形成されるか、階段状に凹凸のある形状になるかは、フォトレジスト層１２の露光条件、現像条件又はベーク条件等によってきまる。本例の半導体装置のようにコイル状アンテナ４の壁面４ａが階段状に形成された場合にも、半導体装置の外周部における第１の有機保護膜３と第２の有機保護膜５との接着面積の増加を図ることができ、半導体装置の耐久性、信頼性を改善することができる。
【００２１】
次に、本発明に係る半導体装置の第３実施形態を図４に基づいて説明する。図４は第３実施形態に係る半導体装置の要部断面図である。
【００２２】
本例の半導体装置は、コイル状アンテナ４の断面形状を、第１の有機保護膜３と接する面が狭く、第１の有機保護膜３と接しない面が広い逆台形に形成したことを特徴とする。かかる構成によっても、コイル状アンテナ４の最外周部の壁面４ａを、第１の有機保護膜３と接する面に対して第１の有機保護膜３と接しない面を半導体チップ１の外周方向に張り出した形状にすることができる。よって、第１実施形態に係る半導体装置と同様の効果を有する。
【００２３】
なお、前記各実施形態においては、第１の有機保護膜３を備えた半導体装置を例にとって説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、第１の有機保護膜３を有さず、無機保護膜２上に直接第２の有機保護膜５に相当する有機保護膜が形成された半導体装置についても同様に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置の一部破断した平面図である。
【図２】第１実施形態に係る半導体装置の要部断面図である。
【図３】第２実施形態に係る半導体装置の要部断面図である。
【図４】第３実施形態に係る半導体装置の要部断面図である。
【図５】従来例に係る半導体装置の要部断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    半導体チップ
１ａ    ボンディングパッド
２    無機保護膜
３    第１の有機保護膜
４    コイル状アンテナ
５    第２の有機保護膜
６    保護膜の非形成部
【図１】
2006186586.tif 000003
【図２】
2006186586.tif 000004
【図３】
2006186586.tif 000005
【図４】
2006186586.tif 000006
【図５】
2006186586.tif 000007