(57)【要約】  【課題】  薄い紙状の媒体に半導体チップを実装することを課題とする。  【解決手段】  半導体チップ（２３２）の平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは和紙の媒体の中にアンテナ（２３３）付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とし、当該の半導体チップは紙を漉く時に繊維（２３１）の一部として扱われて和紙内部または表面に実装されることを特徴とする半導体装置とする。【選択図】  図２３
2008097644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、
前記半導体チップはフィルム状の曲がる紙媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され、
複数ビットの情報を前記アンテナを介して送出し、
前記半導体チップは、前記紙媒体の中に紙繊維とともに漉き込まれることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記情報は、電子線描画によって形成された前記半導体チップ上のパターンにより記録されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であり識別番号の情報を記憶するメモリを有する半導体チップと、
前記半導体チップに接続され、前記情報を送出するアンテナとを有し、
前記半導体チップがフィルム状の曲がる紙媒体に挿入され、
前記半導体チップは、紙繊維とともに前記紙媒体の中に漉き込まれることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記メモリは、電子線描画によって形成された前記半導体チップ上のパターンであることを特徴とする請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記アンテナの負荷を変えて前記情報の１ビット分を送出することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体チップはカウンタを有し、
前記カウンタは、前記アンテナに与えられる信号の前縁をカウントし、
前記カウンタの出力によって選択される前記メモリの出力に応じて、
前記アンテナの負荷を変えて前記情報の１ビット分を送出することを特徴とする請求項３または４に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記半導体チップはエッチングによって分離されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記半導体チップは、シリコンオンインシュレータウエハによって作成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項９】
前記半導体チップは厚さが５０ミクロン以下で作成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記半導体チップは端子を有し、
前記半導体チップの周辺が絶縁材料で形成され、
前記アンテナは導電性接着剤を介して前記端子に接続されることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記アンテナは前記半導体チップ上に形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記半導体チップは複数であることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記紙媒体は折れ目を有するものであって、
前記折れ目位置には、前記半導体チップが配置されないことを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記紙媒体は点字用凸部を有するものであって、
前記半導体チップは前記紙媒体の点字用凸部内に配置されることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１５】
請求項６に記載の半導体装置であって、
前記アンテナに与えられる振幅変調された信号のｎ番目のクロックにより、前記メモリのｎ番目アドレスのデータが半導体チップから送出されることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であり識別番号の情報を記憶するメモリを有する半導体チップと、
前記半導体チップに接続され、前記情報を送出するアンテナとを有し、
前記半導体チップがアンテナ付きの状態で曲がる紙に挿入されることを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】
前記半導体チップを前記紙媒体の中立面又は中立面に近いところに配置することを特徴とする請求項１又は３に記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記紙媒体は凸部を有するものであって、
前記半導体チップは前記紙媒体の凸部内に配置されることを特徴とする請求項１又は３に記載に半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は紙またはフィルム状の媒体、たとえば各種トークンデバイス媒体、有価証券、各種金券、重要ドキュメント、ＩＣカード、プリペイドカードなどの偽造防止を主目的とし、半導体チップを活用したバッテリレス非接触認識方式の実現手段に関する技術に属する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関する技術として、まず特開平８−５０６７２について説明する（特許文献１）。この技術は各種トークンデバイス媒体のセキュリティースレッド認識装置に関するものであって、各種トークンデバイス媒体の中に文字などの金属パターンを埋め込んでおきこのパターンをメタルの有無で電気的に検出しようとするものである。基本的に通常の紙のみに高度のコピー技術をほどこして偽造する目的に対して何らかの金属パターンをいれることによって偽造が困難とするものである。
次に、特開平８−２０２８４４にて開示されている従来技術について説明する（特許文献２）。この技術は紙または合成紙からなるベース基材に異方導電性ペーストにて半導体チップを接続する技術である。
【０００３】
また、図４には従来の技術例を示す。チッピング４１から割れ４２があることを示している。この図ではパッド４３が半導体チップ４４の上にあって接着樹脂４５のなかにある導電粒子４６がエッジとショートする可能性を示し、また導電粒子４８はアンテナ配線４７が基板４９の上にあるのでその電極との接続に寄与する役割を示している。
【０００４】
また、図７は従来の別の実施例を示している。接着樹脂７１はデバイスシリコン層７２の表面にアルミパッド７３と表面酸化膜７４がある半導体チップを導電粒子７５が分散され、金パッド７７の表面に捕獲された導電粒子７７がアンテナ配線７８との導通に寄与する状態を示している。絶縁物７９はパッシベーション膜である。この図では従来の異方導電性接着剤によって接続される半導体チップの断面構造を示している。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−５０６７２号公報
【特許文献２】特開平８−２０２８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術として開示されている特開平８−５０６７２では次に述べるような課題が存在すると本発明者は考える。すなわち、各種トークンデバイス媒体等の偽造に関して対策を配慮するなら、偽造方法が容易であるかどうかに技術的付加価値が存在すると考える。この従来例では金属のパターンを各種トークンデバイス媒体に封入することが述べられているが、この方法では、パターン作成法が容易であるばかりでなく、偽造方法を推奨するに近い危険性を有している。偽造防止技術は安全性を向上する使命と同時に信頼性を高めてしまうのでので、高度の偽造に対しては全くノーガードとなるおそれがあって、安易な偽造防止技術は逆に偽造を増加させる作用をもつことを深く思料する必要がある。この場合、金属のパターン作成の技術レベルであるが、検出技術がメタルの有無である以上、開封して精密に調査すれば高度の技術を使わずに解明できることは自明である。すなわち、金属のパターン有無が必要条件であるのでその実現手段を選択することは通常の技術レベルで十分可能である。
【０００７】
さて、特開平８−２０２８４４に関する課題であるが、この技術は単なる材料変更ではなく紙などの薄い媒体を考慮したものと本発明者は思料するが、紙というものについて機械的強度と半導体チップの強度についてさらに深い検討を要するものと考える。この従来例の構造が厚さ１００ミクロン以下の構成を考えてみれば、全く機械的応力がないかあるかによって課題の捕らえかたが全く異なる。すなわち、薄い紙状の媒体に半導体チップを実装することは異なる制約条件を明確にする必要がある。半導体チップの厚さ、サイズへの検討が必要となる。たとえば、１ｍｍの半導体チップが１００ミクロン厚さの紙で通常の使用レベルに耐えていけるかどうかは構造上作成できるかどうかではなく使用に耐えられるかの観点が必要である。本発明者はこの公知例のみでは実用に耐える１００ミクロン以下の薄型媒体の実装形態のものを作成するには不十分であると考察した。
【０００８】
次に図４の従来例での課題を述べる。半導体チップの周辺部加工ではダイヤモンドブレードによってダイシングされた半導体チップが使用されるので外部からの応力が半導体チップに加わると半導体チップ周辺に応力が集中すると亀裂などの割れが発生し、半導体チップの一部またはすべての機能が喪失する。紙などの薄い媒体に半導体チップが封入される場合は曲げや集中荷重の応力が印加され易いので、半導体チップの周辺のわずかなチッピングすなわち欠けがあっても半導体チップの破壊につながる課題が存在する。
【０００９】
次に図７での従来例での課題を述べる。この構造では金のバンプをもつことと半導体チップの周辺に異方導電接着剤または導電接着剤に対する副作用すなわち、縦横造寸法の金バンプの存在による増大や、半導体周辺でのショートに対する配慮がない。このことによって金バンプを含む半導体チップの構成によって全体が異常に厚くなり曲げに強い構造をえることを妨げている課題が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決する第１の手段は半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とする半導体装置とすることである。
【００１１】
前記の課題を解決する第２の手段は半導体チップの周辺が絶縁材料で形成され、半導体上の端子は導電性接着剤で搭載基板の端子に接続されることを特徴とする半導体装置とすることである。
【００１２】
前記の課題を解決する第３の手段は半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップはエッチングによって分離されて、紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とする半導体装置とすることである。
【００１３】
前記の課題を解決する第４の手段は半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され電子線直接描画によって形成された複数ビットの情報を送出することを特徴とする半導体装置とすることである。
【００１４】
前記の課題を解決する第５の手段は半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、半導体チップのパッドがタングステンによって形成され、紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とする半導体装置とすることである。
【００１５】
前記の課題を解決する第６の手段は半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、半導体チップのパッドが半導体主面上のデバイス上に一つまたは複数個存在し、紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とする半導体装置とすることである。
【００１６】
前記の課題を解決する第７の手段は半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、紙またはフィルム状の媒体の中にコンデンサ内蔵アンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とする半導体装置とすることである。
【００１７】
前記の課題を解決する第８の手段は半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出し、当該の情報を暗号化して媒体上に印刷されていることを特徴とする半導体装置とすることである。
【００１８】
前記の課題を解決する第９の手段は半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、半導体チップ上に乱数を発生するためにアンテナと接続するためのパッドより小のパッドが複数個存在することを特徴とする半導体装置とすることである。
前記の課題を解決する第１０の手段は半導体チップ内に書き込み可能なメモリ領域が存在して、当該の半導体チップ内に第１の乱数を発生する領域が存在して当該の第１の乱数が読み出されて暗号化されて当該のメモリ領域に書き込まれた後、当該の乱数とは別の第２の乱数が半導体チップに与えられて第１の乱数が暗号化されて読み出されさらに当該のメモリ領域の内容が読み出されて第２の乱数にもどることにより当該の半導体チップが偽造されたものでないことを確認することを特徴とする半導体装置とすることである。
【００１９】
前記の課題を解決する第１１の手段は搬送波が複数周波単位に周期的に振幅変調してアンテナ付き半導体チップに与えられて、各周期の前縁をクロックとして使用し、当該周期内で半導体チップ内のアンテナ負荷を変えて当該の半導体チップ内の情報の１ビット分を送出することを特徴とする半導体装置とすることである。
前記の課題を解決する第１２の手段は搬送波が複数周波単位に周期的に振幅変調してアンテナ付き半導体チップに与えられて、当該半導体チップ内にはカウンタをもち、各周期の前縁をクロックとして使用してカウンタに入力され、さらにカウンタの出力がメモリ出力をセレクトし、当該周期内で半導体チップ内のアンテナ負荷を変えて当該の半導体チップ内の情報の１ビット分を送出しすることを特徴とする半導体装置とすることである。
【００２０】
前記の課題を解決する第１３の手段は複数の半導体チップが一つのアンテナを共有し、各半導体チップはアンテナの負荷状態をみて動作することを特徴とする半導体装置とすることである。
【００２１】
前記の課題を解決する第１４の手段は紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出する半導体チップのサイズ、厚さ、位置、度の物理情報の全てまたは一部を暗号化して印刷してあることを特徴とする半導体装置とすることである。
【００２２】
前記の課題を解決する第１５の手段は半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは紙またはフィルム状の媒体の中に２枚以上のロールシートの間にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とする半導体装置とすることである。
【００２３】
前記の課題を解決する第１６の手段は前記の課題を解決する第１５の手段は半導体チップのサイズより小さなアンテナを半導体チップ上に搭載して、当該の半導体チップは紙またはフィルム状の媒体の中に複数個挿入され複数ビットの情報を混信なく送出することを特徴とする半導体装置とすることである。
【００２４】
前記の課題を解決する第１７の手段は半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とし、各半導体チップは当該媒体の整数倍の折りたたみ位置には配置しないことを特徴とする半導体装置とすることである。
【００２５】
前記の課題を解決する第１８の手段は半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とし、当該半導体チップのコーナは長辺長の１００分の１以上のテーパカットがされていることを特徴とする半導体装置とすることである。
【００２６】
前記の課題を解決する第１９の手段は半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とし、当該の半導体チップは点字用凸部内に存在することを特徴とする半導体装置とすることである。
【００２７】
前記の課題を解決する第２０の手段は複数の半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とし、各半導体チップの情報は暗号化文様パターン化されて媒体上に印刷されていることを特徴とする半導体装置とすることである。
【００２８】
前記の課題を解決する第２１の手段は半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とし、当該の半導体チップよりも厚いメタルが当該の半導体チップに接着されていることを特徴とする半導体装置とすることである。
【００２９】
前記の課題を解決する第２２の手段は半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは和紙の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とし、当該の半導体チップは和紙を漉く時に和紙繊維の一部として扱われて和紙内部または表面に実装されることを特徴とする半導体装置とすることである。
【００３０】
前記の課題を解決する第２３の手段は当該の半導体チップはシリコンオンインシュレータウエハによって作成されていることを特徴とする請求項１から請求項２２までの半導体装置とすることである。
【００３１】
前記の課題を解決する第２４の手段は当該の半導体チップは厚さが５０ミクロン以下で作成されていることを特徴とする請求項１から請求項２２までの半導体装置とすることである。
【００３２】
前記の課題を解決する第２５の手段は少なくとも、リーダライタとの電気的接触が無い状態で情報の授受を行うためのアンテナとＩＣ半導体チップを有する半導体装置において、前記アンテナが一対の短冊状導電体よりなり、前記ＩＣ半導体チップに接続される部分における幅が前記ＩＣ半導体チップの少なくとも一方の辺の長さより小さいことを特徴とする半導体装置とすることである。
【００３３】
前記の課題を解決する第２６の手段は少なくとも、リーダライタとの電気的接触が無い状態で情報の授受を行うためのアンテナとＩＣ半導体チップを有する半導体装置において、前記ＩＣ半導体チップのデバイスが形成されている側とその反対側に一対の細線状導電体よりなる前記アンテナを有し、該アンテナの前記ＩＣ半導体チップに接続される部分における断面積が前記ＩＣ半導体チップの面積より小さいことを特徴とする半導体装置とすることである。
【００３４】
前記の課題を解決する第２７の手段は少なくとも、前記ＩＣ半導体チップを半導体ウエハ上に形成する工程、該半導体ウエハを所定の支持体に接着する工程、前記ＩＣ半導体チップを相互に分離する工程、並びに前記支持体上で分離された複数の前記ＩＣ半導体チップと複数の前記アンテナを同時に接続する工程を有することを特徴とする請求項２５又は２６記載の半導体装置の製造方法とすることである。
【００３５】
前記の課題を解決する第２８の手段は前記支持体上で分離された前記ＩＣ半導体チップの内、直線状に並んだ複数のＩＣ半導体チップと複数の前記アンテナを同時に接続する工程を有することを特徴とする請求項２７記載の半導体装置の製造方法とすることである。
【００３６】
前記の課題を解決する第２９の手段は前記支持体上で分離された前記ＩＣ半導体チップの内、２次元的に並んだ複数のＩＣ半導体チップと複数の前記アンテナを同時に接続する工程を有することを特徴とする請求項２７記載の半導体装置の製造方法とすることである。
【００３７】
前記の課題を解決する第３０の手段は少なくとも、リーダライタとの電気的接触が無い状態で情報の授受を行うためのアンテナとＩＣ半導体チップを有する半導体装置において、前記ＩＣ半導体チップのデバイスが形成されている側とその反対側に一対の前記アンテナを有し、前記ＩＣ半導体チップの主面が前記アンテナの長軸方向に対して傾斜していることを特徴とする半導体装置とすることである。
【発明の効果】
【００３８】
本発明は、紙またはフィルム状の媒体、たとえば各種トークンデバイス媒体、有価証券、各種金券、重要ドキュメント、ＩＣカード、プリペイドカードなどの偽造防止に用いて有用な半導体装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
図１は本発明の実施例を示す。半導体チップ側壁酸化膜１１はデバイス層シリコン１２のサイドにあって、パッド１３は裏面酸化膜１４と半導体チップ側壁酸化膜１５を持つ半導体チップの表面にあって、接着樹脂１６によってアンテナ配線１７に接続され、アンテナ配線は基板１８の表面に銀ペーストなどの導電性材料によって形成されている。導電粒子１９は直接パッドとアンテナ配線の間にあって縦方向の導通に寄与するが、導電粒子１９ａは半導体チップのサイド付近にあって直接パッドとアンテナ配線の導通には寄与しない。しかし半導体チップの周辺が絶縁材料で形成され、半導体上の端子は導電性接着剤で搭載基板の端子に接続されることを特徴とする半導体装置とすればこの導電粒子は半導体チップのエッジに接してもアンテナ配線と半導体チップとショートすることはない。また、異方導電性接着剤ではなく通常の導電接着剤を利用する場合は特に効果が顕著になる。すなわち半導体チップのエッジに導電接着剤が接しても電気的ショートの原因となることはないからである。
【００４０】
図２の（ａ）より（ｆ）は本発明の別の実施例を示す。図２の（ａ）は半導体チップがウエハ状で完成された直後の工程の断面を示している。あらかじめ、図１で示す側壁酸化膜はウエハ状態で半導体チップの分離される位置に酸化されていて、それは主面と酸化膜層２３の酸化膜と繋がっている。パッド２１はデバイス層シリコン２２の上に形成されていて、酸化膜層２３はシリコン基板２４とデバイス層シリコンにはさまれたサンドイッチ構造となっている。この構造はシリコンオンインシュレータウエハである。図２の（ｂ）は支持テープを続けてウエハ主面に貼り付けた直後の工程の断面図を示している。図２の（ｂ）での符号３０は接着材層である。以下、符号３０は同様の接着剤層を示す。図２の（ｃ）は水酸化カリウム、ヒドラジン、アンモニアなどによってシリコン基板２４をエッチングで除去した工程直後の断面図を示す。図２の（ｄ）はフォトレジスト２６をウエハ裏面に塗布して露光現像した直後の断面図を示す。半導体チップに分離する部分のパターンを焼き付けが終了している。図２の（ｅ）はエッチング溝２７を形成した直後の工程の断面図を示している。エッチングは酸化膜をエッチングするふっ酸またはその混合液またはドライエッチングを用いる。図２の（ｆ）はエキスパンドした支持テープ２８によって半導体チップがエキスパンドしている断面図を示している。このようにして薄型で小型でチッピングがない半導体チップを容易かつ経済的に作成することができる。この半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは実施例のようにエッチングによって分離されて、紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とするものを形成する。
【００４１】
図３は本発明の別の実施例を示す。パッド３１はメモリマット３２や読み出し回路３３やセレクタ回路３４や送受信回路３６や電源回路３８などのアクティブなデバイスの上に形成されている。このようするとアンテナ配線と信頼性よく安定に接続するために面積が大きなパッドを形成することが可能となる。半導体チップの周辺には導電接着剤とのショート防止のために半導体チップ側壁酸化膜３５が存在する。パッド３１はスルーホール３７によって回路と接続される。半導体チップには乱数発生用小パッド３９があってこの部分で半導体チップとアンテナは緯線間での導電粒子との接触抵抗や強誘電体との容量のばらつきによってアナログ値が変化した値が得られるので乱数発生回路３９ａによってアナログデジタル変換を行って情報化する。この値は人間の指紋のように繰り返しのない固有情報として使うことができ、この半導体チップが使われる媒体の偽造防止に寄与することができる。この固有情報は半導体チップとアンテナ配線を分離すると消失してしまうのでタンパレジスタンスすなわち偽造に強い特徴をもつ。このようにパッドが半導体主面上のデバイス上に一つまたは複数個存在し、紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とする半導体装置とし、また半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、半導体チップ上に乱数を発生するためにアンテナと接続するためのパッドより小のパッドが複数個存在することを特徴とする半導体装置が偽造防止のために有効となる。また、メモリマット３２は電子線直接描画によって任意に乱数をウエハ上で各半導体チップに微細な面積でパターンを焼き付けることが行われる。
【００４２】
図５の（ａ）より（ｃ）は本発明の別の実施例を示している。図５の（ａ）は半導体チップ５１はアンテナ５２に接続されフィルム状媒体の中に存在する状態を示している平面図である。図５の（ｂ）は図５の（ａ）の断面図の一つであって半導体チップの表および裏から電極をとり、容量を形成するアンテナ電極１、５５と容量を形成するアンテナ電極２、５６がとられ、これらの電極で容量が形成される。このことにより、半導体チップ側で容量をもたず、小さな半導体チップを形成し、経済的、歩留まり的に有利な半導体チップを作成することが可能となった。図５の（ｃ）は半導体チップの表面から複数の電極がとられ、容量を形成するアンテナ電極３、５７と容量を形成するアンテナ電極４、５８がとられ、これらの電極で容量が形成される。これらは半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、紙またはフィルム状の媒体の中にコンデンサ内蔵アンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とする半導体装置とすることにより経済的で有効な偽造防止認識機能デバイスとすることが可能となる。
【００４３】
図６は本発明の別の実施例を示している。接着樹脂６１は裏面酸化膜６２をもち、デバイスシリコン層６３のサイドに側壁酸化膜６６をもつ半導体チップにおいて、導電粒子６５を分散させた異方導電性接着剤によって表面酸化膜６６の上のタングステンパッド６８を導電粒子６７によってアンテナ配線６９と電気的に接続することが可能となる。タングステンまたは酸化しないメタルによってパッドが形成されているためと、また側壁酸化膜の採用によって薄く、ショートしない半導体チップとアンテナの組み合わせが形成される。このように半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、半導体チップのパッドがタングステンによって形成され、紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とする半導体装置とする偽造防止各種トークンデバイス媒体を形成する。
【００４４】
図８は本発明の別の実施例を示す。媒体表面印刷パターン８１はフィルム状媒体８３の表面にあってその中にアンテナを含む半導体チップ８２が存在する。半導体チップのリードオンリメモリの情報のみではそのままエミュレーションされると偽造防止に対して抵抗力がなくなるので、その情報を暗号化して数値やパターンにして印刷すれば、偽造かどうかの確認をより厳しく行うことができる。また、半導体チップの方はリードオンリメモリのみでよいため小さなサイズで半導体チップを作成することが可能となる。すなわち、半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出し、当該の情報を暗号化して媒体上に印刷されていることを特徴とする半導体装置とすることによって偽造に強い各種トークンデバイス媒体などを形成する。暗号化した印刷情報は特殊インク、磁性体などを組み合わせたものを使用することがさらに行われる。
【００４５】
図９Ａ、図９Ｂは本発明の別の実施例を示す。図９Ａは半導体チップ９１の平面図を示している。導電粒子９２は小パッド９３の上に分散して存在する。また半導体チップ内には書き込み可能メモリ領域９７が存在している。図９Ｂは半導体チップ９１が基板９６の上のアンテナ配線９５に接着樹脂９４で接続された断面図を示している。半導体チップの小パッドの部分で半導体チップとアンテナ配線間での導電粒子との接触抵抗や強誘電体との容量のばらつきによってアナログ値が変化した値が得られるので乱数発生回路によってアナログデジタル変換を行って情報化する。この値は人間の指紋やインクの模様のように繰り返しのない固有情報として使うことができ、この半導体チップが使われる媒体の偽造防止に寄与することができる。この固有情報は半導体チップとアンテナ配線を分離すると消失して再現することが困難であるためタンパレジスタンスすなわち偽造に強い特徴をもつ。
【００４６】
図１０は本発明の別の実施例を示す。この図は本発明の半導体チップとその中にある乱数発生回路を使用した偽造防止のプロトコル実施例である。大きくオープン型とクローズ型の２通りがある。まず、オープン型のプロトコル実施例を述べる。オープン型ではリーダライタなどのインクワイアラからカードなどのフィルム媒体にある本発明の半導体チップに対してイニシャル時にカード内での半導体チップが発生する乱数Ｎを問い合わせる。カードはＮを返答した後、自らまたはインクワイアラのコマンドによりＮ読み出し回路を閉鎖し、読み出し不可能とする。インクワイアラはＮを受け取るとデータベースに登録する。次に運用時点では、まずインクワイアラはカードのＩＤを問い合わせる。カードのＩＤをインクワイアラに戻すと、インクワイアラは更に乱数をカードにおくる。カードはＮを鍵にして乱数を暗号化してインクワイアラにもどす。インクワイアラはデータベースから得たＮと今回解読した数値を比較して同じであれば正当なカードとみなす。この実施例ではカードは本発明の形成媒体すなわち各種トークンデバイス媒体、有価証券など適用については特に制限なく置き換えて使用することが可能である。次に、クローズ型では、半導体チップ内に書き込み可能なメモリ領域が存在して、イニシャル時にはインクワイアラから暗号化されたＮがカードのメモリ領域に書き込まれる。この後、カード側のＮ読み出し回路は閉鎖される。次に当該の半導体チップ内にの乱数Ｎとは別の第２の乱数が半導体チップに与えられて乱数Ｎが暗号化されて読み出されさらに当該のメモリ領域の内容が読み出されてインクワイアラの方で第２の乱数にもどることにより当該の半導体チップが偽造されたものでないことを確認することを特徴とするカードおよびシステムとする。これらのことにより安全にＮがチェックされて、正当なカードであることの認証が行われる。
【００４７】
図１１Ａ、図１１Ｂは本発明の別の実施例を示している。図１１Ａは本発明でのインクワイアラから半導体チップを含む紙またはフィルム状の媒体へ送られる電磁波の波形を示している。搬送波の周波数は任意であるが、搬送波は振幅変調され、ｎ番目のクロック１１１が与えられるとリードオンリメモリのｎ番目アドレスのデータが半導体チップから送出される。従ってクロック周期の後半はｎ番目のデータ１１２が送出される期間である。同様にｎ＋１番目のクロック１１３やｎ＋１番目のデータ１１４の期間が続く。これらを繰り返して半導体チップ内のリードオンリメモリの内容なインクワイアラに読み込まれれる。すなわち、搬送波が複数周波単位に周期的に振幅変調してアンテナ付き半導体チップに与えられて、各周期の前縁をクロックとして使用し、当該周期内で半導体チップ内のアンテナ負荷を変えて当該の半導体チップ内の情報の１ビット分を送出することを特徴とする半導体装置となる。図１１Ｂは半導体チップ１１８内の回路ブロック図を示す。アンテナ１１５は整流器１１６に接続され半導体チップ内に電圧を供給する。同時にカウンタ１１９に入り、ＲＯＭ１１７の出力のセレクタ１１９ａとともに１ビットずつデータを送出するようにする。これらの構成によって小型の半導体チップを構成する。すなわち、搬送波が複数周波単位に周期的に振幅変調してアンテナ付き半導体チップに与えられて、当該半導体チップ内にはカウンタをもち、各周期の前縁をクロックとして使用してカウンタに入力され、さらにカウンタの出力がメモリ出力をセレクトし、当該周期内で半導体チップ内のアンテナ負荷を変えて当該の半導体チップ内の情報の１ビット分を送出することを特徴とする半導体装置を形成する。
【００４８】
図１２は本発明の別の実施例を示している。フィルム状媒体１２４の中には、第１の半導体チップ１２１と第２の半導体チップ１２３がアンテナ１２２の両端に接続されている。一般に複数の半導体チップが一つのアンテナを共有し、各半導体チップはアンテナの負荷状態をみて動作することを特徴とする半導体装置を形成する。このようにすれば複雑な輻湊回路を半導体チップ内に持つことなく簡単に複数半導体チップを実装して、壊れたとき他の半導体チップが補助するようにすることが可能となり、媒体の信頼性を向上することができる。さらに、複数の半導体チップに固有の情報をもたせ、お互いの関係を連絡しあって、複数である条件がそろえばデータを送信するようにしておくことにより、よりセキュリティの高いシステムを構築する。
【００４９】
図１３は本発明の別の実施例を示している。半導体チップ１３１は表面に暗号化物理情報記入欄１３２を持つフィルム状媒体１３３に封入されている。偽造防止のためには、物理的に同一のものが精度よく作成することが困難であることと鑑別技術が高度であることが必要条件である。半導体チップそのものを高度のプロセス技術で作成すること自体製造技術がともなわないとクローンと呼ばれる半導体チップの模造品をつくることは困難である。半導体プロセス技術は微細パターンの精度レベルで代表される。従って同一機能を実現しても、プロセス技術が高ければ高いほど半導体チップサイズは小さくなり、かつ時間とともに技術レベルが向上して機能が同一であれば物理形状は小さくなり、物理形状が同一であれば機能は向上することになる。紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出する半導体チップのサイズ、厚さ、位置、度の物理情報の全てまたは一部を暗号化して印刷してあることを特徴とする半導体装置とすることにより半導体チップおよび実装方法が偽造品かどうか鑑別して区別が付けやすくなる。
【００５０】
図１４は本発明の別の実施例を示している。第１のカバーフィルムロール１４１と第２のカバーフィルムロール１４４があって第１のカバーフィルム１４５と第２のカバーフィルム１４３の間に半導体チップ１４２が挿入されて巻き取りロール１４６に完成した半導体チップを含む媒体が巻き取られる。カバーフィルムは紙、合成紙、プラスチック、布、ファイバークロスなど特に材料を選択しない。半導体チップは自動的にピックアップされて位置決めされる。この半導体チップにはあらかじめアンテナが付着されていている場合と、第１または第２のフィルムに印刷やワイヤがあって挿入時点で導電性接着剤で接合する場合がある。半導体チップを挿入されている中間接合フィルム面には別の接着剤たとえばウレタン系やシアノール系やＵＶ硬化系などの接着剤があって低温でかつ完成媒体の平坦性、剛性を確保するように形成される。
【００５１】
図１５Ａ、図１５Ｂは本発明の別の実施例を示している。図１５Ａは複数の半導体チップ１５１がフィルム状媒体１５２の中に分散して配置されている形態の一つを示している。図１５Ｂは図１５Ａの半導体チップ１５１は半導体チップの上に小さなアンテナ１５４を搭載している一例を示している。アンテナの形状および特性は使用する無線周波数やエネルギ量によって異なる。アンテナの形成法の一つとしては半導体配線プロセス技術を用いて、微細な配線をコイル状にすることが考えられる。また多層配線や銅配線技術を用いればコンパクトにして低抵抗で配線長の長いコイルをえることが可能となる。また、オン半導体チップでアンテナを形成すれば、アンテナ接続の信頼性を増すともに製造工程の低減を図り経済的に半導体チップを作成することが可能となる。また複数の半導体チップを分散して媒体に配置すれば、非繰り返し性が確保可能であり、また半導体の故障に対しても補償手段となることが可能となり、偽造防止と信頼性向上を図ることができる。半導体チップのサイズより小さなアンテナを半導体チップ上に搭載して、当該の半導体チップは紙またはフィルム状の媒体の中に複数個挿入され複数ビットの情報を混信なく送出することを特徴とする半導体装置を形成すると偽造防止各種トークンデバイス媒体などを実現しやすくなる。
【００５２】
図１６は本発明の別の実施例を示している。第１のアンテナ用パッド１６１と第２のアンテナ用パッド１６２が半導体チップのアクティブなデバイスの上に存在して、アンテナコイル１６３の両端に接続されている。この図ではコイル状のアンテナを想定しているが、ダイポール型のアンテナのそれぞれのアンテナ端子であってもよい。第１のアンテナ用パッドは第１のスルーホール１６４により半導体チップの送受信回路と接続し、第２のアンテナ用パッドは第２のスルーホール１６５によって半導体チップの送受信回路と接続する。このようにアクティブデバイス上には複数のパッドをおいてアンテナや必要に応じて外部の容量との接続を行う。パッドとアンテナ端子の接続は圧着または接着剤によって行う。接着剤は異方導電性接着剤を使用すれば一回の接合加熱加圧処理によって効率よく複数パッドと基板の配線パターンとの接続を行うことが可能となる。
【００５３】
図１７は本発明の別の実施例を示している。テーパ状コーナ１７１を半導体チップのコーナに設けていることを示す実施例の平面図である。集中荷重や曲げなどの機械的強度を増すこととダイシングブレードのカット幅をなくすして有効に半導体チップ面積を使うために、エッチング技術によって半導体チップを分離することが実施される。このとき分離溝のパターン設計を半導体チップコーナにテーパまたはラウンド状の形状をもたらすことによって仕上がりの半導体チップのコーナ形状を機械的応力集中を緩和するように最適化を行なう。半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とし、当該半導体チップのコーナは長辺長の１００分の１以上のテーパカットがされていることを特徴とする半導体装置とする形態の偽造防止各種トークンデバイス媒体とすると信頼性の高いものができる。
【００５４】
図１８は本発明の別の実施例を示している。集中荷重ツール１８１はフィルム状媒体１８２に押し付けられており、その下には半導体チップ１８３が媒体の中立面または中立面に近いところにある。フィルム状の媒体は鋼板１８５の上にあるシリコンラバー１８４が存在する。シリコンラバーは実生活空間でフィルム状の媒体の近傍にある環境を示している。集中荷重のツールの直径は１ｍｍ以上である。これは実生活空間での集中荷重として印加される環境を示している。この図１８に示されるようにフィルム状の媒体は集中荷重の程度により変形し、図１８のような断面状態となる。このような状態で耐集中荷重と厚さ５０ミクロンの半導体チップのサイズとの関係を実験的に求めたものが図１９である。実生活空間で人間がボールペンで押し付ける程度は７００ｇとし、集中荷重に対して１ｋｇに耐えられうるかをクライテリアとすれば、図１９より、半導体の半導体チップサイズが０．５ｍｍ以下であれば集中荷重に強い領域、０．５ｍｍ以上であれば集中荷重に弱い領域というように分離できると発明者は見出した。この事実をふまえれば、半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とする半導体装置とし、当該の半導体チップは厚さが５０ミクロン以下で作成されていることを特徴として半導体装置とする偽造防止の各種トークンデバイス媒体を作成することは技術的制約として必要要件であり、本発明の構成部分をなすものと考える。
【００５５】
図２０Ａ、図２０Ｂは本発明の別の実施例である。フィルム状媒体２０４にある点字用突起２０１の中にはアンテナ２０３がついた半導体チップ２０２がある。点字用突起部分は各種トークンデバイス媒体などに添付されるが、半導体チップサイズは０．５ｍｍ以下であれば、突起部分におさめることが可能となる。このことによって半導体チップの実装部分の構造的強度改善に寄与することが可能となる。すなわち、半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とし、当該の半導体チップは点字用凸部内に存在することを特徴とする半導体装置とした偽造防止各種トークンデバイス媒体とすることにより信頼度の向上を図ることができる。
【００５６】
図２１は本発明の別の実施例を示す。第１のアンテナ２１２に接続された第１の半導体チップ２１１と第２のアンテナ２１４に接続された第２の半導体チップ２１３がフィルム状媒体２１７に存在する。このとき、フィルム状媒体の表面には第１の暗号化記載領域２１５と第２の暗号化記載領域２１６がある。第１の半導体チップから送出される情報は第１の暗号化記載領域に数値または特殊なパターンによって印刷され、第２の半導体チップから送出される情報は第２の暗号化記載領域に数値または特殊なパターンによって印刷される。このことによって、どちらかの半導体チップが破壊されても偽造鑑定が可能となる。一般に、複数の半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とし、各半導体チップの情報は暗号化文様パターン化されて媒体上に印刷されていることを特徴とする半導体装置とする偽造防止各種トークンデバイス媒体を形成することによって信頼性のよい方法を提供することが可能となる。
【００５７】
図２２は本発明の別の実施例を示している。第１のカバーフィルム２２１と第２のカバーフィルム２２４の間には、アンテナ２２６がアンテナパッド２２５に接続した構造を持つ半導体チップ２２３があって、当該の半導体チップは補強メタル２２２によって補強されている構造をもつ。補強メタルは弾性係数が大きい材料であることによって集中荷重に対して改善をもたらすことができる。補強メタルの厚さは厚いほうが望ましいが、フィルム状媒体の厚さ制限があって、限界がある。従って、補強メタルの厚さは半導体チップの厚さ以上が相当であって、それにより改善効果を得ることが可能である。補強メタルと半導体チップの接着は強力であることが望ましい。これは、薄い半導体チップの引っ張り応力を緩和するために必要なことである。本発明では、半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とし、当該の半導体チップよりも厚いメタルが当該の半導体チップに接着されていることを特徴とする半導体装置とする偽造防止各種トークンデバイス媒体とすることにより信頼性にすぐれた方法を提供することが可能となる。
【００５８】
図２３は本発明の別の実施例を示している。和紙繊維２３１は和紙の漉き込み網２３５上に漉き込み枠２３４に形状を整えられて多数存在する。この和紙繊維といっしょにアンテナ２３３付き半導体チップ２３２が漉き込まれるようにする。半導体チップが０．５ｍｍ以下にすれば繊維状の一部として扱い和紙の中に挿入することができる。この図では一つの半導体チップを代表的に示してあるが、複数の半導体チップを混ぜ合わせても本発明の範囲内である。すなわち、半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは和紙の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とし、当該の半導体チップは和紙を漉く時に和紙繊維の一部として扱われて和紙内部または表面に実装されることを特徴とする半導体装置による偽造防止の各種トークンデバイス媒体とすれば簡便な工程で実現できる手段を提供できる。
【００５９】
図２４の（ａ）より（ｇ）は本発明の別の実施例を示す。図２４の（ａ）はデバイス層シリコン２４１基板シリコンウエハ２４３の間に酸化膜層２４２をもつシリコンオンインシュレータウエハのデバイス作成完了した工程直後の断面図を示している。図２４の（ｂ）は続けて第１の支持シート２４４をウエハの主面側に貼り付けた工程直後の断面図を示している。図２４の（ｃ）は続けて、シリコンのみをエッチングする薬液たとえば水酸化カリウムなどによって基板シリコンを除去した工程の直後の断面図を示している。酸化膜層２４２は当該の薬液のエッチングストッパの役割をはたし、きわめて薄いたとえば０．１ミクロンから５０ミクロンの薄さの半導体を得るのに有効である。図２４の（ｄ）は続けて第２の支持シート２４６がついた補強メタル２４５にとりつけた工程の直後の断面図を示している。図２４の（ｅ）は続けて第１の支持シートを除去した工程の直後の断面図を示している。図２４の（ｆ）は続けてフォトレジスト２４７を塗布、露光、現像した工程の直後の断面図を示している。マスクパターンは半導体チップを分離するライン状パターンである。図２４の（ｇ）は続けてエッチング技術によって、補強メタル、酸化膜層、デバイス層シリコンをエッチングして分離溝を形成した直後の断面図を示している。これらの工程によって、薄型で補強メタルがついた小型の半導体チップを効率よく、信頼性良く安定に作成することが可能となる。
【００６０】
図２５は本発明の別の実施例を示す。整数倍折れ目線２５１が図のフィルム状媒体の平面図の長辺および短辺にそって存在する。この中にアンテナ２５３つき半導体チップ２５２を置く時、半導体チップの平面寸法が長辺０．５ｍｍ以下であって、当該の半導体チップは紙またはフィルム状の媒体の中にアンテナ付きの状態で挿入され複数ビットの情報を送出することを特徴とし、各半導体チップは当該媒体の整数倍の折りたたみ位置には配置しないことを特徴とする半導体装置とする偽造防止の各種トークンデバイス媒体などとすれば整数倍の位置で折り曲げても半導体チップがなく折り曲げによる破壊の確率が低減され信頼性の良い構造を提供することになる。
【００６１】
図２６Ａ、図２６Ｂを用いて、本発明の別の実施例を説明する。本実施例は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３に準拠した近接型の非接触ＩＣカードに本発明を適用したものであり、図２６Ａはアンテナコイル９００２が形成されたカード状配線基板９００３にメモリと通信制御機能を内蔵した１個のＩＣ半導体チップ９００１が実装された状態をＩＣ半導体チップのデバイスが形成されていない側から見た図、図２６Ｂは完成したカードの図２６ＡのＡ−Ｂ線における半導体チップ部分の断面図である。
【００６２】
本実施例では、コイル９００２が形成された配線基板９００３に、電極バンプ９００４がコイルと対向するフェースダウン方向でＩＣ半導体チップ９００１が搭載されている。配線基板９００３はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）よりなり、導電性ペーストのスクリーン印刷でコイル９００２が形成してある。電極バンプ９００４とコイル９００２の接続には異方導電性接着剤９００５を用いた。異方導電性接着剤は、接着剤層中に導電性微粒子を分散させたものであり、電極バンプ９００４とコイル９００２の対向部分は両者の間に挟まれた導電性微粒子を介して電気的に接続されるが、導電性微粒子が分散されているため、対向していない電極バンプやコイル配線の間で電気的短絡が発生することはない。ここで、ＩＣ半導体チップ９００１のサイズは０．３ｍｍ、厚さは約３０μｍであり、デバイスが形成されたＳｉウエハの裏面を、機械的研磨と化学的研磨の併用によって研磨して薄型化した後、ダイシングを行なって薄型ＩＣ半導体チップを得た。ＩＣ半導体チップ９００１のデバイスが形成されていない側には、ＰＥＴよりなるカード表面層９００６が設けられており、ＩＣ半導体チップ９００１と樹脂層９００７を２層のＰＥＴで挟む形のラミネート構造でカードを形成した。
【００６３】
本実施例では、半導体チップ面積が小さいことと厚さが薄いこと、並びに異方導電性接着剤によって印刷コイルに接続していることから、曲げと点圧に対して強く、且つ薄型化が可能で低コストの非接触ＩＣカードが得られる。
【００６４】
図２７Ａ、図２７Ｂは、本発明による半導体装置の別の実施例を示す図であり、図２７Ａは平面図、図２７Ｂは半導体チップ部分の断面図である。本実施例では、ＩＣ半導体チップ９０１１のデバイスが形成された側と裏面に蒸着によって形成されたＡｕバンプ９０１３が各１個設けられ、バンプ９０１３がＳｎメッキしたＣｕよりなる短冊状のアンテナ９０１２に接続されている。ＩＣ半導体チップ９０１１はその端部がアンテナの両面よりも突出しておらず、主面がアンテナ９０１２の主面に対して傾斜した形で接続されている。ＩＣ半導体チップ９０１１の周囲は樹脂９０１４で充填されており、一対のアンテナの間にＩＣ半導体チップが埋め込まれた形で全体が平坦な短冊状をなしている。
【００６５】
本実施例で用いたＩＣ半導体チップ９０１１の大きさは０．２５ｍｍ、厚さはＡｕバンプを含めて約５０μｍであり、アンテナ９０１２の厚さは０．１５ｍｍである。ＩＣ半導体チップ９０１１の主面とアンテナ９０１２のなす度は約３０度とすることでＩＣ半導体チップがアンテナ面から突出しない構造としてあり、アンテナ９０１２の幅はＩＣ半導体チップ９０１１の幅より大きくしてある。
本実施例では、ＩＣ半導体チップ全体をダイポールアンテナの厚さの中に埋め込んでいることから極めて平坦性の良い半導体装置が得られ、ＩＣ半導体チップのサイズが小さいことから傾斜した構造でも全体を薄くすることが可能である。なお、本実施例による半導体装置は単体で使用しても良いが、図２７に示した短冊状の半導体装置をさらに別の基材の中に埋め込んで、例えば通常のクレジットカードサイズ等とすることも可能である。
【００６６】
図２８Ａより図２８Ｅは、本発明による半導体装置の別の実施例とその製造方法を示す図である。本実施例では、図２８Ａの平面図と図２８Ｂの断面図に示した様に、ＩＣ半導体チップ９０２１のデバイスが形成された側の面に２つのバンプ９０２３が形成されており、それぞれアンテナ９０２２と異方導電性接着剤９０２４で接続されている。Ｃｕよりなる短冊状のアンテナ９０２２は幅がＩＣ半導体チップ９０２１の幅よりも狭くしてある。
【００６７】
本実施例による半導体装置の製造では、アンテナ部材を、図２８Ｃに示した様に多数のアンテナ９０２２が並んだ状態でアンテナフレーム９０２５に接続されたリードフレーム構造に加工した。ここで隣接するアンテナのピッチはＳｉウエハ上に形成されたＩＣ半導体チップ９０２１のピッチと等しく、対向するアンテナの間隔はＩＣ半導体チップに接続されるべき状態の一対のアンテナの間隔に等しい。図２８Ｄは、アンテナ９０２２とＩＣ半導体チップ９０２１を接続するために前記リードフレーム状のアンテナ部材とＬＳＩウエハ９０２６を重ねた状態を示す。ＬＳＩウエハ９０２６は所定のシートフレーム９０２８に張られた支持シートに接着された状態で、ダイシングによってそれぞれのＩＣ半導体チップに分離されている。この状態でアンテナ部材は支持シート上の所定の一列のＩＣ半導体チップ上でそれぞれのアンテナの先端部がＩＣ半導体チップのバンプ上に配置されるように位置合わせをする。図２８Ｅは、アンテナ９０２２とＩＣ半導体チップ９０２１を接続する状態の図２８ＤのＡ−Ｂ線における断面構造を示す図である。支持シート９０２７上に接着されたＩＣ半導体チップ９０２１のうち、図の左端のＩＣ半導体チップ上に、アンテナフレーム９０２５で支えられたアンテナ９０２２の先端部を合わせ、加熱／加圧装置９０２９によって、ＩＣ半導体チップ上のバンプ９０２３とアンテナ９０２２を異方導電性接着剤９０２４で接続する。所定の時間加熱／加圧を行った後加圧を終了すると、ＩＣ半導体チップ９０２１と支持シート９０２７は熱によって剥離され、ＩＣ半導体チップが支持シートから分離されてアンテナに接続された状態となる。ここで、加熱／加圧装置９０２９は図の紙面に垂直な方向に長い構造をしており、以上に述べた接続工程において、支持シート上の一列の有効半導体チップ全てが同時にアンテナに接続され、その後、アンテナ９０２２をアンテナフレーム９０２５から図のＣ−Ｄ及びＣ−Ｄで切断することでダイポールアンテナが接続されたＩＣ半導体チップが完成する。なお、図２８Ｅにおいて接続される半導体チップより左側の半導体チップは既にアンテナに接続されて分離済みであり、本工程に続いて、図の左から２番目のＩＣ半導体チップとそれと列をなす複数のＩＣ半導体チップのアンテナ接続が行われる。
【００６８】
以上に述べたように、本実施例では、アンテナ９０２２の幅がＩＣ半導体チップ９０２１の幅よりも狭いことからＳｉウエハ上に形成された列状の複数のＩＣ半導体チップを同時にアンテナに接続することが可能であり、製造工程のスループットが大きく低コストであるという利点が得られる。なお、本実施例の図２８Ａ、図２８Ｂで示した構造をさらに樹脂やその他の基材に埋め込んで使用することも可能である。
【００６９】
図２９Ａより図２９Ｄは、本発明による半導体装置の別の実施例とその製造方法を示す図である。本実施例では、図２９Ａに示した様に、ＩＣ半導体チップ９０３１のデバイスが形成された側の面とデバイスが形成されていない裏面にそれぞれバンプ９０３３が形成されており、それぞれアンテナ９０３２とハンダ９０３４で接続されている。Ｃｕ被覆した鉄よりなる細線状のアンテナ９０３２はＩＣ半導体チップ９０２１との接続部において太くなっているがその断面積はＩＣ半導体チップ９０２１の面積よりも小さくしてある。
【００７０】
本実施例による半導体装置の製造では、アンテナ部材を、図２９Ｃに示した様に多数のアンテナ９０３２が２次元状に並んだ状態で、アンテナ支持具９０３８に設けられた穴に挿入する。ここでアンテナの配置はＳｉウエハ上に形成されたＩＣ半導体チップ９０３１の配列と等しい。図２９Ｂは、ＩＣ半導体チップ９０２１が形成されたＬＳＩウエハ９０３５を示しており、ＬＳＩウエハ９０３５は所定のシートフレーム９０３７に張られた支持シート９０３６に接着された状態で、ダイシングによってそれぞれのＩＣ半導体チップに分離されている。図２９Ｄに、図２９ＢのＬＳＩウエハと図２９Ｃのアンテナを対向する形で配置した状態の断面図を示す。アンテナ９０３２は、アンテナ支持具９０３８に設けられた穴を貫通しているが、ＩＣ半導体チップに接続される太い部分は穴よりも径が大きいためにアンテナが支持具から抜け落ちることはない。この状態で各アンテナ部材は支持シート９０３６に接着されたＩＣ半導体チップ９０３１にそれぞれ対向するように位置合わせをする。次に図に示していない加熱／加圧装置によって、ＩＣ半導体チップ上のバンプ９０３３とアンテナ９０３２をハンダ９０３４で接続する。所定の時間加熱／加圧を行った後加圧を終了すると、ＩＣ半導体チップ９０３１と支持シート９０３６は熱によって剥離され、ＩＣ半導体チップが支持シートから分離されてアンテナに接続された状態となる。以上に述べた接続工程において、支持シート上の有効半導体チップ全ての一方の面が同時にアンテナに接続される。その後、同様に２次元状に配列されたアンテナをＩＣ半導体チップの他方の面に同時に接続する。この工程では、アンテナを図２９Ｄとは逆の向きにして位置合わせを行う必要があることから支持体に平行な磁石を用いてアンテナが抜け落ちることを防止した。
【００７１】
以上に述べたように、本実施例では、アンテナ９０３２の断面積がＩＣ半導体チップ９０３１の面積よりも小さいことからＳｉウエハ上に形成された面状の複数のＩＣ半導体チップを同時にアンテナに接続することが可能であり、製造工程のスループットが大きく低コストであるという利点が得られる。なお、本実施例の図２９Ａで示した構造をさらに樹脂やその他の基材に埋め込んで使用することも可能である。
【００７２】
各種トークンデバイス媒体等の偽造に関して対策を配慮するなら、偽造方法が容易であるかどうかに技術的付加価値が存在すると考える。従来例では金属のパターンを各種トークンデバイス媒体に封入することが述べられているが、この方法では、パターン作成法が容易であるばかりでなく、偽造方法を推奨するに近い危険性を有している。偽造防止技術は安全性を向上する使命と同時に信頼性を高めてしまうのでので、高度の偽造に対してしては全くノーガードとなるおそれがあって、安易な偽造防止技術は逆に偽造を増加させる作用をもつことを深く思料する必要がある。この場合、金属のパターン作成の技術レベルであるが、検出技術がメタルの有無である以上、開封して精密に調査すれば高度の技術が不要で解明できることは自明である。すなわち、金属のパターン有無が必要条件であるのでその実現手段を選択することは通常の技術レベルで十分可能である。本発明では各種トークンデバイス媒体などの偽造防止のため半導体チップを使いまた暗号化技術を併用しまた乱数発生手法をもちまた実用的な構造を経済的に実現できる手だてを示すことに前記の課題解決の効果を見出すことができる。
【００７３】
紙というものについて機械的強度と半導体チップの強度についてさらに深い検討を要するものと考える。従来例の構造が厚さ１００ミクロン以下の構成を考えてみれば、全く機械的応力がないかあるかによって課題の捕らえかたが全く異なる。すなわち、薄い紙状の媒体に半導体チップを実装することは異なる制約条件を明確にする必要があって、このことは深い考察によって意識的に明言するする価値があるが従来開示例で意識的認識に不足している。半導体チップの厚さ、サイズへの検討が必要となる。たとえば、１ｍｍの半導体チップが１００ミクロン厚さの紙で通常の使用レベルに耐えていけるかどうかは構造上作成できるかどうかではなく使用に耐えられるかの観点が必要である。本発明によればこれらの課題を解決する効果をえることができる。
半導体チップの周辺はダイアモンドブレードによってダイシングされた半導体チップが使用されるので外部からの応力が半導体チップに加わると半導体チップ周辺に応力が集中すると亀裂などの割れが発生し、半導体チップの一部またはすべての機能が喪失する。紙などの薄い媒体に半導体チップが封入される場合は曲げや集中荷重の応力が印加され易いので、半導体チップの周辺のわずかなチッピングすなわち欠けがあっても半導体チップの破壊につながる課題が存在する。この観点からの深い考察が従来の構造ではない。本発明によればこれらの課題を解決する効果をえることができる。
金のバンプをもつことと半導体チップの周辺に異方導電接着剤または導電接着剤に対する副作用すなわち、縦構造寸法の金バンプの存在による増大や、半導体チップ周辺でのショートに対するする配慮がない。このことによって薄い金バンプを含む半導体チップの構成によって曲げに強い構造を得ることを妨げている課題が存在する。本発明によればこれらの課題を解決する効果を得ることができる。
【００７４】
本発明は紙またはフィルム状の媒体、たとえば各種トークンデバイス媒体、有価証券、各種金券、重要ドキュメント、ＩＣカード、プリペイドカードなどの偽造防止に用いて有用である。更には、半導体チップを活用したバッテリレス非接触認識方式の実現することが可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】図１は本発明の実施例を示す図面である。
【図２】図２は本発明の実施例を示す図面である。
【図３】図３は本発明の実施例を示す図面である。
【図４】図４は従来の実施例を示す図面である。
【図５】図５は本発明の実施例を示す図面である。
【図６】図６は本発明の実施例を示す図面である。
【図７】図７は従来の実施例を示す図面である。
【図８】図８は本発明の実施例を示す図面である。
【図９Ａ】図９Ａは本発明の実施例を示す平面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは本発明の実施例を示す断面図である。
【図１０】図１０は本発明の実施例を示す図面である。
【図１１Ａ】図１１Ａは本発明の実施例での電磁波の波形を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは本発明の実施例の回路ブロックを示す図面である。
【図１２】図１２は本発明の実施例を示す図面である。
【図１３】図１３は本発明の実施例を示す図面である。
【図１４】図１４は本発明のフィルムロールの状態の例を示す図面である。
【図１５Ａ】図１５Ａは半導体チップがフィルム状媒体の中に分散している状態を示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは半導体チップがアンテナを搭載している状態を示す図面である。
【図１６】図１６は本発明の実施例を示す図面である。
【図１７】図１７は本発明の実施例を示す図面である。
【図１８】図１８は本発明の実施例を示す図面である。
【図１９】図１９は本発明の根拠の例を示す図面である。
【図２０Ａ】図２０Ａは本発明の実施例を示す平面面である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは図２０Ａに対応する断面図である。
【図２１】図２１は本発明の実施例を示す図面である。
【図２２】図２２は本発明の実施例を示す断面図である。
【図２３】図２３は本発明の実施例を示す平面図である。
【図２４】図２４は本発明の実施例を示す図面である。
【図２５】図２５は本発明の実施例を示す平面図である。
【図２６Ａ】図２６Ａは本発明の実施例を示す平面図である。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは図２６Ａの実施例の断面図である。
【図２７Ａ】図２７Ａは本発明の実施例を示す平面図である。
【図２７Ｂ】図２７Ｂは半導体チップの部分断面図である。
【図２８Ａ】図２８Ａは本発明の実施例の平面図である。
【図２８Ｂ】図２８Ｂは図２８Ａの実施例の断面図である。
【図２８Ｃ】図２８Ｃはアンテナフレームを示す平面図である。
【図２８Ｄ】図２８Ｄはアンテナ部材とＬＳＩウエハを重ねた状態を上方から見た図である。
【図２８Ｅ】図２８Ｅはアンテナと半導体チップを接続する状態を示す断面図である。
【図２９Ａ】図２９Ａは本発明の実施例を説明する断面図である。
【図２９Ｂ】図２９ＢはＬＳＩウエハを示す平面図である。
【図２９Ｃ】図２９Ｃはアンテナの配置状態を示す平面図である。
【図２９Ｄ】図２９ＤはＬＳＩウエハとアンテナを対向させた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１１…半導体チップ側壁酸化膜、１２…デバイス層シリコン、１３…パッド、１４…裏面酸化膜、１５…半導体チップ側壁酸化膜、１６…接着樹脂、１７…アンテナ配線、１８…基板、１９…導電粒子、１９ａ…導電粒子、２１…パッド、２２…デバイス層シリコン、２３…酸化膜層、２４…シリコン基板、２５…支持テープ、２６…フォトレジスト、２７…エッチング溝、２８…エキスパンドした支持テープ、２９…ギャップ、３０…接着層、３１…パッド、３２…メモリマット、３３…読み出し回路、３４…セレクタ回路、３５…半導体チップ側壁酸化膜、３６…送受信回路、３７…スルーホール、３８…電源回路、３９…乱数発生用小パッド、３９ａ…乱数発生回路、４１…チッピング、４２…割れ、４３…パッド、４４…半導体チップ、４５…接着樹脂、４６…導電粒子、４７…アンテナ配線、４８…導電粒子、４９…基板、５１…半導体チップ、５２…アンテナ、５３…フィルム状媒体、５５…容量を形成するアンテナ電極１、５６…容量を形成するアンテナ電極２、５７…容量を形成するアンテナ電極３５８…容量を形成するアンテナ電極４、６１…接着樹脂、６２…裏面酸化膜、６３…デバイスシリコン層、６４…側壁酸化膜、６５…導電粒子、６６…表面酸化膜、６７…導電粒子、６８…タングステンパッド、６９…アンテナ配線、７１…接着樹脂、７２…デバイスシリコン層、７３…アルミパッド、７４…表面酸化膜、７５…導電粒子、７６…金パッド、７７…導電粒子、７８…アンテナ配線、７９…絶縁物、８１…媒体表面印刷パターン、８２…半導体チップ、８３…フィルム状媒体、９１…半導体チップ、９２…導電粒子、９３…小パッド、９４…接着樹脂、９５…アンテナ配線、９６…基板、９７…書き込み可能メモリ領域、１１１…ｎ番目のクロック、１１２…ｎ番目のデータ、１１３…ｎ＋１番目のクロック、１１４…ｎ＋１番目のデータ、１１５…アンテナ、１１６…整流器、１１７…ＲＯＭ、１１８…半導体チップ、１１９…カウンタ、１１９ａ…セレクタ、１２１…第１の半導体チップ、１２２…アンテナ、１２３…第２の半導体チップ、１２４…フィルム状媒体、１３１…半導体チップ、１３２…暗号化物理情報記入欄、１３３…フィルム状媒体、１４１…第１のカバーフィルムロール、１４２…半導体チップ、１４３…第２のカバーフィルム、１４４…第２のカバーフィルムロール、１４５…第１のカバーフィルム、１４６…巻き取りロール、１５１…半導体チップ、１５２…フィルム状媒体、１５４…アンテナ、１６１…第１のアンテナ用パッド、１６２…第２のアンテナ用パッド、１６３…アンテナコイル、１６４…第１のスルーホール、１６５…第２のスルーホール、１７１…テーパ状コーナ、１８１…集中荷重ツール、１８２…フィルム状媒体、１８３…半導体チップ、１８４…シリコンラバー、１８５…鋼板、２０１…点字用突起、２０２…半導体チップ、２０３…アンテナ、２０４…フィルム状媒体、２１１…第１の半導体チップ、２１２…第１のアンテナ、２１３…第２の半導体チップ、２１４…第２のアンテナ、２１５…第１の暗号化記載領域、２１６…第２の暗号化記載領域、２１７…フィルム状媒体、２２１…第１のカバーフィルム、２２２…補強メタル、２２３…半導体チップ、２２４…第２のカバーフィルム、２２５…アンテナ用パッド、２２６…アンテナ、２３１…和紙繊維、２３２…半導体チップ、２３３…アンテナ、２３４…漉き込み用枠、２３５…漉き込み網、２４１…デバイス層シリコン、２４２…酸化膜層、２４３…基板シリコンウエハ、２４４…第１の支持シート、２４５…補強メタル、２４６…第２の支持シート、２４７…フォトレジスト、２４８…エッチング溝、２５１…整数倍折れ目線、２５２…半導体チップ、２５３…アンテナ、９００１…ＩＣ半導体チップ、９００２…コイル、９００３…配線基板、９００４…電極バンプ、９００５…異方導電性接着剤、９００６…表面層、９００７…樹脂層、９０１１…ＩＣ半導体チップ、９０１２…アンテナ、９０１３…バンプ、９０１４…樹脂、９０２１…ＩＣ半導体チップ、９０２２…アンテナ、９０２３…バンプ、９０２４…異方導電性接着剤、９０２５…アンテナフレーム、９０２６…ウエハ、９０２７…支持シート、９０２８…シートフレーム、９０２９…加熱／加圧装置、９０３１…ＩＣ半導体チップ、９０３２…アンテナ、９０３３…バンプ、９０３４…ハンダ、９０３５…ウエハ、９０３６…支持シート、９０３７…シートフレーム、９０３８…アンテナ支持体。
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２８Ｄ】
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【図２８Ｅ】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図２９Ｃ】
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【図２９Ｄ】
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