(57)【要約】【課題】ＩＤタグに使用する搬送波の周波数に応じて入力インピーダンスを変更し、アンテナ整合回路部の変更や半導体チップの品種変更などを不要とし、低コスト化を実現する。【解決手段】ＲＦＩＤチップ１には、搬送波の周波数に応じて入力インピーダンスの整合を行うインピーダンス整合回路６，７が設けられている。搬送波の周波数が２．４ＧＨｚ帯の際には、インピーダンス整合回路６を用いてインピーダンス整合を行い、搬送波の周波数が９００ＭＨｚ帯の際には、インピーダンス整合回路６とインピーダンス整合回路７との両方の回路を用いてインピーダンス整合を行う。インピーダンス整合回路７を接続する際には、スルーホールＴＨ１，ＴＨ２を介してアンテナ用パッド１ａとグランドパッド１ｂとの間に接続する。スルーホールＴＨ１，ＴＨ２は、配線工程において、電子ビーム直接描画装置を用いて形成する。【選択図】図１
2007266232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーダ／ライタから受けた電波を電力に変換し、情報を前記リーダ／ライタに返信するＩＤタグに用いられる半導体集積回路装置であって、
入力インピーダンスを調整する複数のインピーダンス整合回路を備え、
前記ＩＤタグに使用される電波の搬送波周波数に応じて任意の前記インピーダンス整合回路を選択、または組み合わせて接続し、任意の入力インピーダンスに整合することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体集積回路装置において、
任意の前記インピーダンス整合回路の組み合わせは、スルーホールを介して接続されたことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項３】
リーダ／ライタから受けた電波を電力に変換し、情報を前記リーダ／ライタに返信するＩＤタグに用いられる半導体集積回路装置の製造方法であって、
前記半導体集積回路装置の入力インピーダンスを整合する複数のインピーダンス整合回路を備えた半導体ウエハを準備する工程と、
前記半導体ウエハに配線パターンによる配線層を形成する工程とを有し、
前記配線層を形成する工程において、
前記ＩＤタグに使用される電波の搬送波周波数に応じて任意の前記インピーダンス整合回路を選択、または組み合わせて、任意の入力インピーダンスに整合されるように任意の前記インピーダンス整合回路の接続設定を行うことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の半導体集積回路装置の製造方法において、
任意の前記インピーダンス整合回路を組み合わせる際の接続設定は、スルーホールの形成の有無により行うことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項５】
請求項３または４記載の半導体集積回路装置の製造方法において、
前記スルーホールは、電子ビーム直接描画装置により形成されることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路装置の通信技術に関し、特に、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：電波方式認識）タグに用いられる半導体集積回路装置の低コスト化に有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信によりデータ交信することができる自動認識技術として、ＲＦＩＤが広まりつつある。このＲＦＩＤは、情報を記憶可能なＩＤタグと、該ＩＤタグにおける情報の読み出しや書き込みを行うリーダ／ライタとによって構成されている。ＩＤタグは、たとえば、非接触ＩＣチップなどの半導体集積回路装置、およびアンテナからなる。
【０００３】
この種のＩＤタグでは、効率のよい無線通信を行うために、半導体集積回路装置とアンテナとをインピーダンス整合させて接続するのが一般的である。この場合、インピーダンス整合を行うインピーダンス整合回路は、たとえば、半導体集積回路装置に設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記のようなＩＤタグにおけるインピーダンス整合技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。
【０００５】
ＩＤタグにおける無線通信の搬送波周波数としては、複数の周波数帯（たとえば、２．４ＧＨｚ帯、および９００ＭＨｚ帯）が用いられている。よって、搬送波周波数が違えば、たとえば、１／２波長に相当するアンテナ長を変えなければならないことになり、搬送波周波数毎に異なる品種のアンテナが必要となり、コストが大きくなってしまうという問題がある。
【０００６】
また、アンテナ整合回路部を共通化する場合には、使用する搬送波の周波数に応じた整合回路が必要となる。そのために、使用する搬送波の周波数毎に異なる半導体チップが必要となり、半導体チップの製造コストや設計コストなどが上昇してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、ＩＤタグに使用する搬送波の周波数に応じて入力インピーダンスを変更することにより、アンテナ整合回路部の変更や半導体チップの品種変更などを不要とし、低コスト化を実現することのできる技術を提供することにある。
【０００８】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１０】
本発明は、リーダ／ライタから受けた電波を電力に変換し、情報を該リーダ／ライタに返信するＩＤタグに用いられる半導体集積回路装置であって、入力インピーダンスを調整する複数のインピーダンス整合回路を備え、該ＩＤタグに使用される電波の搬送波周波数に応じて任意のインピーダンス整合回路を選択、または組み合わせて接続し、任意の入力インピーダンスに整合するものである。
【００１１】
また、本発明は、任意の前記インピーダンス整合回路を組み合わせる際に、スルーホールを介して接続されたものである。
【００１２】
さらに、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。
【００１３】
本発明は、リーダ／ライタから受けた電波を電力に変換し、情報を該リーダ／ライタに返信するＩＤタグに用いられる半導体集積回路装置の製造方法であって、該半導体集積回路装置の入力インピーダンスを整合する複数のインピーダンス整合回路を備えた半導体ウエハを準備する工程と、該半導体ウエハに配線パターンによる配線層を形成する工程とを有し、配線層を形成する工程において、ＩＤタグに使用される電波の搬送波周波数に応じて任意のインピーダンス整合回路を選択、または組み合わせて、任意の入力インピーダンスに整合されるように任意のインピーダンス整合回路の接続設定を行うものである。
【００１４】
また、本発明は、任意の前記インピーダンス整合回路を組み合わせる際の接続設定をスルーホールを形成、または形成しないことにより行うものである。
【００１５】
さらに、本発明は、前記スルーホールが電子ビーム直接描画装置により形成されるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１７】
（１）異なる搬送波周波数帯であっても、１つの半導体集積回路装置でフレキシブルに対応することが可能となり、半導体集積回路装置の低コスト化を実現することができる。
【００１８】
（２）また、半導体集積回路装置に接続されるアンテナにおける整合回路部の変更なども不要にすることができる。
【００１９】
（３）上記（１）、（２）により、ＩＤタグの性能を低下させることなく、該ＩＤタグのコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施の形態によるＩＤタグに用いられるＲＦＩＤチップの構成を示すブロック図、図２は、図１のＲＦＩＤチップの製造工程におけるインピーダンス整合技術を示すフローチャートである。
【００２２】
本実施の形態において、ＲＦＩＤチップ（半導体集積回路装置）１は、自動認識技術の１つであるＲＦＩＤに用いられる半導体チップである。ＲＦＩＤチップ１は、図１に示すように、整流回路２、クロック回路３、変調回路４、論理回路５、ならびにインピーダンス整合回路６，７が備えられている。
【００２３】
ＲＦＩＤチップ１には、アンテナ用パッド１ａ、およびグランド（基準電位）パッド１ｂがそれぞれ設けられている。アンテナ用パッド１ａ、グランドパッド１ｂには、アンテナがそれぞれ接続されている。アンテナは、リーダ／ライタとの交信においてアナログ信号の送受信を行う。
【００２４】
アンテナ用パッド１ａには、インピーダンス整合回路６の入力部が接続されている。インピーダンス整合回路６の出力部には、整流回路２、クロック回路３、および変調回路４がそれぞれ接続されている。
【００２５】
整流回路２は、アンテナを介してＩＤタグにおける情報の読み出しや書き込みを行うリーダ／ライタから出力された電波の電磁誘導による電力を整流して電源電圧として出力する。
【００２６】
クロック回路３は、クロック信号を生成し、論理回路５に供給する。変調回路４は、アンテナが受信したアナログ信号をデジタル信号に復調して論理回路５に出力するとともに、該論理回路５から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変調してアンテナを介してリーダ／ライタに送信する。
【００２７】
論理回路５は、たとえば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性半導体メモリからなるメモリを含み、情報の読み出し／書き込みにおける動作制御を司り、情報の読み出し／書き込みを行う。
【００２８】
また、インピーダンス整合回路７は、アンテナ用パッド１ａとグランドパッド１ｂと接続される際には、スルーホールＴＨ１，ＴＨ２を介してそれぞれ接続されている。インピーダンス整合回路６，７は、使用する搬送波の周波数帯域に応じて入力インピーダンスを調整する回路である。
【００２９】
たとえば、搬送波の周波数が２．４ＧＨｚ帯の際には、インピーダンス整合回路６を用いてインピーダンス整合を行い、搬送波の周波数が９００ＭＨｚ帯の際には、インピーダンス整合回路６、および前述したスルーホールＴＨ１，ＴＨ２を介して接続状態となったインピーダンス整合回路７の両方の回路を用いてインピーダンス整合を行う。
【００３０】
次に、本実施の形態におけるＲＦＩＤチップ１による製造工程におけるインピーダンス整合回路６，７によるインピーダンス整合技術について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００３１】
まず、半導体デバイスの製造工程（拡散工程）において、個々の半導体チップに半導体デバイスが形成される（ステップＳ１０１）。
【００３２】
続いて、配線工程において、個々の半導体チップ領域に配線パターンを形成する（ステップＳ１０２）。このとき、使用する搬送波の周波数帯に応じて、インピーダンス整合回路７の接続配線を形成する。
【００３３】
前述したように、搬送波の周波数が２．４ＧＨｚ帯の際には、インピーダンス整合回路６のみを用いるので、インピーダンス整合回路７は、未接続状態で放置されることになる。
【００３４】
また、搬送波の周波数が９００ＭＨｚ帯の際には、インピーダンス整合回路６，７の両方の回路が用いられる。この場合、たとえば、電子ビーム直接描画装置によりスルーホールＴＨ１，ＴＨ２を形成し、インピーダンス整合回路６をアンテナ用パッド１ａ、およびグランドパッド１ｂにそれぞれ接続する。
【００３５】
これにより、１つのＲＦＩＤチップ１、および整合回路部を共有したアンテナで、２つの搬送波の周波数帯にフレキシブルに対応することが可能となる。また、電子ビーム直接描画装置によりスルーホールＴＨ１，ＴＨ２を形成するので、該スルーホールＴＨ１，ＴＨ２の形成に伴う新たなマスクを不要にすることができ、マスク費用を低減することができる。
【００３６】
続いて、最上配線層の上部に配線層を保護する絶縁膜を形成する保護膜塗布が行われる。その後、検査工程において、たとえば、プローバによる電気的特性の検査（ウエハテスト）が行われ（ステップＳ１０３）、良品と不良品とが選別される。
【００３７】
それにより、本実施の形態によれば、異なる搬送波の周波数帯であっても、１つのＲＦＩＤチップ１でフレキシブルに対応することが可能となるので、該ＲＦＩＤチップ１の低コスト化を実現することができる。
【００３８】
また、アンテナの整合回路部の変更が不要となるので、アンテナの設計工数やコストなども削減することができる。
【００３９】
さらに、本実施の形態では、ＲＦＩＤチップ１が２つの搬送波の周波数帯に対応する場合について記載したが、該ＲＦＩＤチップ１に設けられるインピーダンス整合回路を対応する搬送波の周波数帯に合わせて増加させることにより、３つ以上の搬送波の周波数帯のインピーダンス整合に対応することができる。
【００４０】
図３は、３つの搬送波の周波数帯に対応するＲＦＩＤチップ１の構成例を示すブロックである。
【００４１】
この場合、ＲＦＩＤチップ１は、図１に示した整流回路２、クロック回路３、変調回路４、論理回路５、およびインピーダンス整合回路６，７に、インピーダンス整合回路８を新たに追加した構成となる。
【００４２】
また、インピーダンス整合回路８は、搬送波の周波数が１３ＭＨｚ帯の際に、スルーホールＴＨ３，ＴＨ４を介してアンテナ用パッド１ａとグランドパッド１ｂとの間にそれぞれ接続されている。
【００４３】
搬送波の周波数が２．４ＧＨｚ帯の場合には、図１と同様に、インピーダンス整合回路６によってインピーダンス整合が行われる。搬送波の周波数が９００ＭＨｚ帯の際には、スルーホールＴＨ１，ＴＨ２を介してインピーダンス整合回路７を接続状態とし、インピーダンス整合回路６と両方の回路を用いてインピーダンス整合を行う。
【００４４】
さらに、搬送波の周波数が１３ＭＨｚ帯の場合には、スルーホールＴＨ１，ＴＨ２を介してインピーダンス整合回路７を接続状態とするとともに、スルーホールＴＨ３，ＴＨ４を介してインピーダンス整合回路８を接続状態とし、インピーダンス整合回路６〜８のすべての回路を用いてインピーダンス整合を行う。
【００４５】
図３の構成においても、スルーホールＴＨ１〜ＴＨ４による接続は、配線工程において、電子ビーム直接描画装置により任意のスルーホールＴＨ１〜ＴＨ４を形成することにより行う。
【００４６】
それによっても、異なる３つ搬送波の周波数帯であっても、１つのＲＦＩＤチップ１でフレキシブルに対応することが可能となるので、該ＲＦＩＤチップ１を、より低コストに製造することができる。
【００４７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ＲＦＩＤに用いられるＩＤタグにおける搬送は周波数に応じたインピーダンス整合技術に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態によるＩＤタグに用いられるＲＦＩＤチップの構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＲＦＩＤチップの製造工程におけるインピーダンス整合技術を示すフローチャートである。
【図３】本発明の他の実施の形態によるＩＤタグに用いられるＲＦＩＤチップの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  ＲＦＩＤチップ（半導体集積回路装置）
１ａ  アンテナ用パッド
１ｂ  グランドパッド
２  整流回路
３  クロック回路
４  変調回路
５  論理回路
６〜８  インピーダンス整合回路
ＴＨ１〜ＴＨ４  スルーホール
【図１】
2007266232.tif 000003
【図２】
2007266232.tif 000004
【図３】
2007266232.tif 000005