JP4877870B2

JP4877870B2 - 半導体装置の製造方法

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Publication number: JP4877870B2
Application number: JP2005008879A
Authority: JP
Inventors: 康行荒井; 祐子舘村; 麻衣秋葉
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2025-01-17
Also published as: JP2005241629A

Description

本発明は、無線での通信が可能なＩＤチップの検査装置、検査方法及びその検査方法を用いた半導体装置の製造方法に関する。

無線で識別情報などのデータの送受信が可能なＩＤチップに代表される半導体装置は、様々な分野において実用化が進められており、新しい形態の通信情報端末としてさらなる市場の拡大が見込まれている。ＩＤチップは、無線タグ、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ、ＩＣタグとも呼ばれており、アンテナと、半導体基板を用いて形成された集積回路（ＩＣチップ）とを有しているタイプが現在実用化されつつある。

ＩＤチップは様々な作製工程を経て形成されており、そして各作製工程の最終段階において検査工程が設けられている。製品として完成する前に、工程の早い段階で不良品を見分けることができたら、そのＩＤチップに関しては後の工程を省略することが可能である。よって検査工程を設けることは、コストの削減という観点から見ると、非常に有効な手段である。

検査工程には、外観から不良を特定する検査工程と、電気的な動作から不良を特定する検査工程（電気作動検査工程）とがある。ＩＤチップが分離される前の段階において既にアンテナが集積回路に接続されている場合、後者の電気作動検査工程は、ダイシングなどにより複数のＩＤチップを分離する前と、ＩＤチップを分離してパッケージングした後とで、主に行なわれる。そしてアンテナが既に集積回路に接続されている場合、上記電気作動検査工程において、ＩＤチップへの信号または電源電圧の供給を検査用のリーダ／ライタから非接触で行ない、検査対象であるＩＤチップの集積回路が正常に動作するか否かを判断することができる。

このように、ＩＤチップを分離する前の段階において行なわれる電気作動検査工程は、ＩＤチップの量産化に際し、コストの削減に有効である。しかし、上述した電気作動検査工程に費やされる時間を短縮化することも、ＩＤチップを大量生産する上で重要な課題の一つである。ＩＤチップの面積が縮小化し、基板１枚あたりから形成されるＩＤチップ数が増加すればするほど、電気作動検査工程に費やされる時間の短縮化への要求が高まり、よりスループットの高い検査装置の提案が望まれる。

なお、複数のＩＤチップからの信号を読み取ることができるアンチコリジョン機能を、検査装置が備えている場合、検査の効率をある程度高めることができると考えられる。しかし、アンチコリジョン機能を用いて信号を読み取ることができるＩＤチップの数は、せいぜい１秒間に数十個程度である。よって、例えば１枚の基板に６０万個程度のＩＤチップが形成されているとし、アンチコリジョン機能を用いて１秒間に信号を読み取ることができるＩＤチップの数が３０個であるとすると、１枚の基板に形成された全てのＩＤチップを検査するのに約５．５時間も要してしまうことになる。したがって、アンチコリジョン機能を備えた検査装置を用いたとしても、電気作動検査工程に費やされる時間の短縮化は依然として難しく、このことがＴＡＴ（ＴｕｒｎＡｒｏｕｎｄＴｉｍｅ）の短縮化を妨げる要因となっている。

上記問題に鑑み、本発明では、ＩＤチップへの信号または電源電圧の供給を非接触で行なうことができ、なおかつ検査工程のスループットを高めることができるＩＤチップの検査装置、及び該検査装置を用いた検査方法の提供を課題とする。

本発明では、基板上に形成された複数のチップ（以下、ＩＤチップ又は半導体装置と呼ぶ。）に、アンテナを用いて電源電圧または信号を供給し、複数の各ＩＤチップを動作させる。そして複数の各ＩＤチップからの出力を、静電誘導を用いて読み出し、複数の各ＩＤチップの動作状態を検査する。

具体的に本発明の検査方法では、複数の各ＩＤチップが有するアンテナと、間隔を空けて重なるように、検査用の電極（検査用電極）を複数配置する。アンテナを有するＩＤチップを無線チップとも呼ぶ。
次に、検査用のアンテナ（検査用アンテナ）を用いて、複数の各ＩＤチップが有するアンテナに信号または電源電圧を供給し、複数の各ＩＤチップを動作させる。そして、複数の各ＩＤチップから信号が出力される際に、該複数の各ＩＤチップが有するアンテナは、電圧が印加され、帯電する。その結果、複数の検査用電極のうち、複数の各ＩＤチップが有するアンテナと重なっている検査用電極が、静電誘導により帯電する。

各検査用電極に蓄積される電荷の量は、当該検査用電極と重なっているＩＤチップの動作状態、トータルの面積に左右される。したがって、検査用電極の電位と、該検査用電極に重なっているＩＤチップのトータルの面積を把握することで、該検査用電極に重なっているＩＤチップの動作状態を把握することができる。

さらに本発明では、ＩＤチップが有するアンテナと検査用電極との間隔を保ったまま、複数の検査用電極の向きを複数回変える。具体的には、アンテナと検査用電極との間隔を保ったまま、検査用電極を回転させることで、検査用電極とＩＤチップとが重なる領域を変化させることができる。そして、複数の検査用電極の向きを変えるたびに、検査用電極の電位を測定する。そして、複数回測定することで得られた検査用電極の電位と、測定時に検査用電極と重なる１つまたは複数のＩＤチップの位置と、検査用電極と重なるＩＤチップのトータルの面積とを、データとして蓄積する。なお、検査用電極と重なるＩＤチップのトータルの面積は、検査用電極の位置と、ＩＤチップの位置とから、間接的に把握することができる。

次に、計算断層像法（ＣＴ：ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）で使われている、１次元データから２次元の分布を再現する復元アルゴリズム（例えばフーリエ変換法）を用いることで、蓄積したデータから、各ＩＤチップのアンテナに印加されている電圧の、相対的な値を得ることができる。つまり、結果的に、各ＩＤチップのアンテナに印加されている電圧の値を、非接触で読み取ることができるといえる。そして、各ＩＤチップのアンテナに印加されている電圧の相対的な値から、ＩＤチップ１つ１つの動作状態を把握することができる。

復元アルゴリズムとして、逐次近似法、投影切断面定理を用いたフーリエ変換法、重畳積分法等が代表的に挙げられる。なお、本発明はこれらの他の復元アルゴリズムを用いていても良い。

また上記検査方法を用いる本発明の検査装置は、複数の検査用電極と、複数の検査用アンテナと、位置制御手段（位置を制御する手段、アライメント装置）と、前記複数の各検査用アンテナに電圧を印加する手段（電圧供給手段、電圧を供給する手段、電圧供給装置）と、前記複数の検査用電極の電位を測定する手段（電位測定手段、電位を測定する手段、電位測定装置）とを有している。さらに上記構成に加えて、測定された前記複数の検査用電極の電位を情報として有するデータと、複数の各ＩＤチップの位置及び前記複数の検査用電極の位置を情報として有するデータとを解析し、ＩＤチップの動作状態を情報として含むデータを得るための手段（解析手段）を有していても良い。

なお位置制御手段は、複数の検査用電極と、複数の検査用アンテナと、検査対象である複数のＩＤチップとの位置関係を制御する機能を有している。具体的に上記位置制御手段は、検査対象である複数のＩＤチップを間に挟んで、複数の検査用電極と、複数の検査用アンテナとが向かい合うように、複数の検査用電極と、複数の検査用アンテナと、複数のＩＤチップとの位置を制御することができる。また、さらに上記位置制御手段は、複数の検査用電極と複数のＩＤチップとの間隔を保ったまま、複数の検査用電極の向きを制御する機能を有している。

なお位置制御手段は、１つであっても良いし、複数であっても良い。例えば本発明の検査装置は、複数の検査用電極と、複数の検査用アンテナと、複数のＩＤチップとの位置関係を制御する機能を有する第１の位置制御手段と、複数の検査用電極の向きを変える機能を有する第２の位置制御手段とを、有していても良い。また例えば、複数の検査用電極と複数のＩＤチップとの位置関係を制御する機能を有する第１の位置制御手段と、複数の検査用アンテナと、複数のＩＤチップとの位置関係を制御する機能を有する第２の位置制御手段と、複数の検査用電極の向きを制御する機能を有する第３の位置制御手段とを、有していても良い。このように、位置制御手段の数は、分担する機能によって決めることができる。

本発明は上記構成によって、ＩＤチップへの信号または電源電圧の供給を非接触で行なうことができ、なおかつＩＤチップの数が増えれば増えるほど、電位の測定回数を従来よりも飛躍的に抑えることができ、検査工程のスループットをより高めることができる。

また半導体基板を用いて形成されたＩＤチップの場合、半導体基板が導体として機能することで電波を遮蔽するので、信号が減衰しやすく、ＩＤチップが有する全てのアンテナに均一に電波を送ることが難しい。しかし、ガラス基板、プラスチック基板など、半導体基板よりも電波を妨げにくい絶縁体の基板を用いてＩＤチップを形成している場合、半導体基板を用いている場合に比べて、ＩＤチップが有する全てのアンテナにより均一に電波を送ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

図１を用いて、本発明の検査装置の構成について説明する。図１（Ａ）は、本発明の検査装置の一形態を断面図で示したものである。図１（Ａ）において１０１は検査対象である基板に相当し、基板１０１には複数のＩＤチップ１０２が形成されている。図１（Ａ）に示すように、本発明の検査装置は、複数の検査用電極１０３と、複数の検査用アンテナ１０４と、位置制御手段１０５〜１０７と、電位測定手段１０８と、電圧供給手段１０９とを有している。

図１（Ａ）に示す本発明の検査装置では、位置制御手段１０５〜１０７を用いることで、検査用電極１０３と検査用アンテナ１０４とを、検査対象である基板１０１を間に挟んで重ねることができる。具体的には、位置制御手段１０５によって検査用アンテナ１０４の同一平面内における位置及び向きを制御することができる。また位置制御手段１０６によって、検査用アンテナ１０４に対する基板１０１の同一平面内における相対的な位置及び向きと、検査用アンテナ１０４と基板１０１との間隔を制御することができる。また位置制御手段１０７によって、検査用電極１０３と基板１０１との間隔を制御することができる。

具体的に位置制御手段１０５は、Ｘ軸方向への検査用アンテナ１０４の移動を制御する機能と、Ｘ軸方向に直行し、なおかつＸ軸方向と同一平面内におけるＹ軸方向への検査用アンテナ１０４の移動を制御する機能と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と同一平面内における検査用アンテナ１０４の向きを制御する機能とを有している。

また具体的に位置制御手段１０６は、Ｘ軸方向への基板１０１の相対的な移動を制御する機能と、Ｙ軸方向への基板１０１の相対的な移動を制御する機能と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と同一平面内における基板１０１の相対的な向きを制御する機能と、検査用アンテナ１０４と基板１０１との間隔を制御する機能とを有している。

また図１（Ａ）では、ホバークラフトの如く、高圧の気体を基板１０１側に噴射することで、基板１０１と検査用電極１０３との間隔を制御する位置制御手段１０７の例を示している。なお間隔の制御は、高圧の気体を用いたものに限定されず、一定の流量または圧力の流体を用いることができる。なお流体として、気体の他、液体を用いることができる。またその他に、粘性を有するゲルなどの流体を用いることも可能である。

なお図１（Ａ）では、検査用電極１０３と、検査用アンテナ１０４と、基板１０１との位置関係を、３つの位置制御手段１０５〜１０７で制御している例を示しているが、本発明の検査装置で用いられる位置制御手段の数はこの構成に限定されない。本発明の検査装置で用いる位置制御手段は、複数の検査用電極１０３と、複数の検査用アンテナ１０４と、検査対象である複数のＩＤチップ１０２との位置関係を制御する機能を有していれば良く、その数及び形態は、図１（Ａ）に示す構成に限定されない。

なお、検査用アンテナ１０４と、基板１０１との、同一平面内における位置関係の制御は、基板１０１に形成したマーカーを基準として行なっても良い。この場合、図１（Ｂ）に示すように、マーカーの位置を捉えるためのカメラ１１０を用いても良い。

電圧供給手段１０９は、複数の各検査用アンテナ１０４への交流の電圧の印加を制御する。該交流の電圧を複数の各検査用アンテナ１０４に印加することで、ＩＤチップ１０２に信号または電源電圧を供給することができる。

また電位測定手段１０８は、複数の検査用電極１０３の電位を測定する手段に相当する。電位測定手段１０８によって測定される電位は、ある特定の時間内における電位の変化量であっても良いし、電位の時間変化によって得られる波形であっても良い。検査用電極１０３に生じる電位には、ＩＤチップ１０２の動作状態が情報として含まれている。

なお本発明の検査装置は、上記構成に加えて、測定された前記複数の検査用電極の電位を情報として有するデータと、複数の各ＩＤチップの位置及び前記複数の検査用電極の位置を情報として有するデータとを解析し、ＩＤチップの動作状態を情報として含むデータを得るための手段を有していても良い。

次に、図１（Ａ）に示したＩＤチップ１０２の構成について説明する。図２（Ａ）に、基板１０１の斜視図を示す。基板１０１上には、複数のＩＤチップ１０２が形成されている。図２（Ｂ）に、ＩＤチップ１０２の拡大図を示す。複数の各ＩＤチップ１０２は、集積回路２０１と、アンテナ２０２とをそれぞれ有している。

また、半導体基板、ステンレス基板などの、導体として機能して電波を遮蔽しやすい基板よりも、バリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、プラスチック基板などの絶縁体を含む基板の方が、電波の遮蔽を抑えることができるので、検査対象の基板１０１として適している。よって絶縁体を含む基板１０１を用いる場合、集積回路２０１は、絶縁分離された薄膜の半導体膜を有する半導体素子、例えば薄膜トランジスタを用いて形成するのが望ましい。

集積回路２０１は、アンテナ２０２に印加された交流の電圧を、整流化または波形成形することで、信号または電源電圧を生成する。そして集積回路２０１は、生成した信号または電源電圧を用い、各種演算処理またはデータの読み書きなどの動作を行ない、その結果得られた信号の電圧を、アンテナ２０２に印加することができる。

次に、図１（Ａ）に示した検査用電極１０３の構成について説明する。図３（Ａ）に、検査用電極１０３の斜視図を示す。図３（Ａ）に示す複数の検査用電極１０３は、それぞれ短冊形を有しており、同一平面内において並列に配置されている。なお図３（Ａ）では、複数の検査用電極１０３が平坦な支持体３０１上に形成されている様子を示している。図１（Ａ）に示したように、位置制御手段１０７を用いて基板１０１と検査用電極１０３との間隔を制御する場合、支持体３０１のうち、検査用電極１０３が形成されている面に、高圧の気体を基板１０１側に噴射することができる穴３０２を設けておく。ただし、高圧の気体を噴出することで、検査用電極１０３と基板１０１との間隔を制御するのではない場合、必ずしも複数の検査用電極１０３を平坦な支持体３０１上に形成する必要はなく、複数の各検査用電極１０３間の位置関係を固定することができれば良い。

次に、図１（Ａ）に示した検査用アンテナ１０４の構成について説明する。図３（Ｂ）に、検査用アンテナ１０４の斜視図を示す。図３（Ｂ）では、複数の検査用アンテナ１０４が平坦な支持体３０３上に形成されている例を示している。図３（Ｂ）に示す複数の検査用アンテナ１０４は、検査対象となる複数の各ＩＤチップに対応するように配置されている。そして各検査用アンテナ１０４には、電圧供給手段１０９によって交流の電圧が印加される。

なお、図３（Ｂ）では、複数の検査用アンテナ１０４と複数のＩＤチップ１０２とが、１対１で対応している例を示しているが、本発明はこの構成に限定されない。１つの検査用アンテナ１０４が２つ以上のＩＤチップ１０２に対応していても良いし、逆に２つ以上の検査用アンテナ１０４が１つのＩＤチップ１０２に対応していても良い。ただし、アンテナ２０２が形成されているエリア内の磁束が、ＩＤチップ１０２間で均一になっていると、ＩＤチップ１０２の動作状態をより正確に把握することができるので、複数の検査用アンテナ１０４と複数のＩＤチップ１０２とは１対１で対応させることが望ましい。

次に図４（Ａ）に、ＩＤチップ１０２が形成されている基板１０１と、検査用電極１０３が形成されている支持体３０１と、検査用アンテナ１０４が形成されている支持体３０３とを重ね合わせている様子を示す。ＩＤチップ１０２が有するアンテナと検査用電極１０３との間隔は、小さければ小さいほどより正確にＩＤチップ１０２の動作状態を把握することが可能になる。よって、ＩＤチップ１０２が有するアンテナと検査用電極１０３との間隔は、制御が可能な限り近づけたほうが良い。そこで図４（Ａ）では、基板１０１と支持体３０１との間にＩＤチップ１０２と検査用電極１０３とが挟まれるように、基板１０１と支持体３０１とを重ね合わせる。なお図４（Ａ）では、検査用電極１０３とＩＤチップ１０２との位置関係を明確にするために、支持体３０３を通して検査用電極１０３が透けて見えるものとして、検査用電極１０３を図示している。

また基板１０１は、支持体３０１と支持体３０３の間に挟まれており、よってＩＤチップ１０２は、検査用電極１０３と検査用アンテナ１０４とに挟まれた状態になっている。上記構成により、電磁誘導を用いて検査用アンテナ１０４からＩＤチップ１０２に信号または電源電圧が供給され、その結果、静電誘導によりＩＤチップ１０２から検査用電極１０３に電圧が加えられるという、一連の信号の流れを形成することができる。

なお検査用アンテナ１０４からＩＤチップ１０２への信号または電源電圧の伝送方式は、電磁結合方式、電磁誘導方式に限定されず、マイクロ波方式やその他の伝送方式を用いていても良い。

図５（Ａ）に、図４（Ａ）に示したＩＤチップ１０２と検査用アンテナ１０４とが重なっている様子を、拡大図で示す。なお図５（Ａ）では、ＩＤチップ１０２と検査用アンテナ１０４とが重なっている様子をより明確にするために、基板１０１を省略して示している。ＩＤチップ１０２は図２（Ｂ）を用いて説明したように、集積回路２０１とアンテナ２０２とを有しており、各アンテナ２０２は対応する検査用アンテナ１０４と重なっている。

図５（Ｂ）に、図５（Ａ）に示したＩＤチップ１０２と検査用アンテナ１０４とを、より拡大した図を示す。検査用アンテナ１０４とアンテナ２０２とは、検査用アンテナ１０４からアンテナ２０２への信号または電源電圧の供給を、電磁誘導を用いて行なうことができる程度に、間隔を有している。

なお実際には、基板１０１が検査用アンテナ１０４とアンテナ２０２の間に設けられている。
しかし、電波を遮蔽しやすい半導体基板ではなく、半導体基板よりも電波を妨げにくく、通してしまうガラス基板、プラスチック基板などを、基板１０１として用いることで、ＩＤチップ１０２が有する全てのアンテナ２０２に、より均一に電波を送ることができる。

次に図４（Ｂ）に、図４（Ａ）に示した支持体３０１を回転させている様子を示す。支持体３０１の回転は、検査用電極１０３とＩＤチップ１０２との間隔を保持した状態で行なう。支持体３０１を回転させることで検査用電極１０３も共に回転し、各検査用電極１０３と重なるＩＤチップ１０２の位置が変化する。

図６を用いて、検査用電極１０３の回転による、検査用電極１０３と重なるＩＤチップ１０２の位置の変化について説明する。なお図６では、説明を判りやすくするため、５×５個のＩＤチップ１０２と、９個の検査用電極１０３とを用いる場合を例にとって説明する。

図６（Ａ）に、複数の検査用電極１０３と複数のＩＤチップ１０２とが重なっている様子を示す。図６（Ａ）では、５つのＩＤチップ１０２が１つの検査用電極１０３と重なっている。また全ての検査用電極１０３がＩＤチップ１０２と重なっているわけではなく、ＩＤチップ１０２とは重なっていない検査用電極１０３も存在している。

図６（Ｂ）に、図６（Ａ）に示した複数の検査用電極１０３を回転させた場合において、複数の検査用電極１０３と複数のＩＤチップ１０２とが重なっている様子を示す。複数の検査用電極１０３を回転させることで、検査用電極１０３と重なっているＩＤチップ１０２の位置は変化している。つまり、各検査用電極１０３は、図６（Ａ）の場合とは異なるＩＤチップ１０２と重なり合うこととなる。

各検査用電極１０３において生じる交流電圧は、検査用電極１０３と重なっているＩＤチップ１０２の数、検査用電極１０３とＩＤチップ１０２とが重なり合っている領域、及び各ＩＤチップ１０２のアンテナ２０２に印加される交流電圧の値によって、その振幅及び波形が異なる。よって、図６（Ａ）の場合と、図６（Ｂ）の場合では、各検査用電極１０３に生じる交流電圧の値は、必ずしも同じにはならない。

検査用電極１０３と重なっている各ＩＤチップ１０２の数と、検査用電極１０３とＩＤチップ１０２とが重なり合う領域とは、計算により予め予測することが可能である。また、全てのＩＤチップ１０２が正常に動作している場合における、各ＩＤチップ１０２のアンテナ２０２に印加される交流電圧の振幅及び波形も、計算により算出するか、実際に測定することにより、予め得ることができる。したがって、全てのＩＤチップ１０２が正常に動作する場合に、検査用電極１０３において静電誘導により生じる交流電圧の振幅及び波形は、ある程度予測することが可能である。

そして、検査用電極１０３と重なっているＩＤチップ１０２に、動作が不良であるものが混ざっている場合、検査用電極１０３において生じる交流電圧の振幅及び波形は、全てのＩＤチップ１０２が正常に動作する場合とは異なる。よって、検査用電極１０３において生じる交流電圧の振幅及び波形が、予測されたものとは異なっていた場合、該検査用電極１０３と重なっているＩＤチップ１０２のいずれかに、動作の不良が生じていることが予測できる。

図７に、図６（Ｂ）に示した検査用電極１０３の１つと、ＩＤチップ１０２とが重なっている様子を示す。なお図７において、検査用電極１０３と重なっているＩＤチップ１０２のうち、１０２ａに示すＩＤチップに動作の不良が生じているものと仮定する。動作が不良であるＩＤチップ１０２ａと、検査用電極１０３との重なる領域の面積が、大きければ大きいほど、検査用電極１０３において生じる交流電圧の振幅及び波形が、正常の場合とかけ離れていく。したがって、１つの検査用電極１０３と重なっている全てのＩＤチップ１０２のうち、ＩＤチップ１０２ａ以外の正常に動作しているＩＤチップ１０２の占める割合を算出することが可能である。

さらに、複数回にわたって、検査用電極１０３のＩＤチップ１０２に対する位置を変えることで、各位置において、１つの検査用電極１０３と重なっている全てのＩＤチップ１０２のうち、正常に動作しているＩＤチップ１０２の占める割合を得ることができる。そして、各位置ごとに得られた、正常に動作しているＩＤチップ１０２の占める割合から、各ＩＤチップ１０２の動作状態を把握することができる。

検査用電極１０３とＩＤチップ１０２の位置関係を変更する回数は、実施者が任意に設定することが可能である。また、各測定時における、各検査用電極１０３と各ＩＤチップ１０２の位置関係も、実施者が任意に設定することが可能である。ただし、全ての測定により得られた各検査用電極１０３の交流電圧の値から、各ＩＤチップ１０２の動作状態を判断することができるように、各測定時における各検査用電極１０３と各ＩＤチップ１０２の位置関係を定め、位置関係を変更する回数を設定することが肝要である。

なお、ＩＤチップ１０２内におけるアンテナ２０２のレイアウトを考慮に入れることで、より正確に各ＩＤチップ１０２の動作状態を把握することができる。

本実施の形態では、検査用電極１０３を回転させることで、各検査用電極１０３と重なるＩＤチップ１０２の位置を変化させているが、本発明はこの構成に限定されない。検査用電極１０３とＩＤチップ１０２との相対的な位置関係を変化させることができれば良く、検査用電極１０３の代わりにＩＤチップ１０２を回転させても良い。ただしＩＤチップ１０２を回転させる場合でも、検査用アンテナ１０４とＩＤチップ１０２が有するアンテナ２０２との位置関係は固定しておく。

なお検査時において、ＩＤチップ１０２は全て同時に動作させなくとも良い。例えば、ＩＤチップ１０２を１つ１つ順に動作させても良いし、或いはＩＤチップ１０２を幾つかのグループごとに分割して動作させても良い。

また、ＩＤチップ１０２の動作状態を良と不良の２つに選り分けるのではなく、動作状態によって複数のランクに選り分けるようにしても良い。ＩＤチップ１０２の動作状態が、正常なＩＤチップ１０２の動作状態とどの程度異なっていれば、当該ＩＤチップ１０２が正常ではないと判断するかは、実施者が基準を適宜設定して決めることが可能である。

また、必ずしも、比較の基準となる交流電圧が、既に正常であることが確認されているＩＤチップによるものである必要はない。複数の検査用電極において生じた交流電圧を、互いに比較することで、ＩＤチップの動作状態を確認し、その良否を判定しても良い。なお、この場合、各検査用電極と重なっているＩＤチップの面積を考慮に入れて比較することが肝要である。また、シミュレーションにより算出された交流電圧の値と比較することで、ＩＤチップの動作状態を確認し、その良否を判定しても良い。

本実施例では、本発明の検査装置のより具体的な構成について、図８を用いて説明する。

図８に示す本実施例の検査装置は、複数の検査用電極８０１と、複数の検査用アンテナ８０２と、位置制御手段８０３と、複数の各検査用アンテナ８０２に電圧を印加する電圧供給手段８０４と、複数の検査用電極８０１の電位を測定する電位測定手段８０５とを有している。さらに本実施例の検査装置は、電位測定手段８０５によって測定された複数の検査用電極８０１の電位を情報として有するデータと、複数の各ＩＤチップの位置及び前記複数の検査用電極８０１の位置を情報として有するデータとを解析し、ＩＤチップの動作状態を情報として含むデータを得るための手段（解析手段）８０６を有している。また８０７は検査対象となるＩＤチップに相当する。

そして本実施例では、解析手段８０６は、マンマシンＩ／Ｆ８０８と、測定用コントローラ８０９と、測定用シーケンサー８１０と、選択回路８１６と、シグナルアナライザ８１７とを有している。また電圧供給手段８０４は、発振子８１１と、信号源８１２と、変調回路８１３と、アンテナ用コントローラ８１４とを有している。また本実施例では、電位測定手段８０５として信号処理回路８１５を用いている。

次に、本実施例の検査装置の動作について説明する。

まず、測定開始の指示をマンマシンＩ／Ｆ８０８に入力すると、該測定開始の指示が、情報として測定用コントローラ８０９に入力される。すると、測定用コントローラ８０９は、位置制御手段８０３に、検査対象であるＩＤチップ８０７と、検査用アンテナ８０２と、検査用電極８０１との位置を制御させる指示を、情報として入力する。

そして、位置制御手段８０３によって、ＩＤチップ８０７が有するアンテナと、検査用アンテナ８０２とが、一定の間隔を空けて重ね合わされる。また、位置制御手段８０３によって、ＩＤチップ８０７が有するアンテナと、検査用電極８０１とが、一定の間隔を空けて重ね合わされる。

また、測定用コントローラ８０９は、測定用シーケンサー８１０に測定開始の指示を情報として入力する。すると、測定用シーケンサー８１０は電圧供給手段８０４を制御し、検査用アンテナ８０２に交流の電圧を印加する。具体的には、発振子８１１において生成した交流電圧が、信号源８１２においてその周波数が変換されて、変調回路８１３に供給される。一方、アンテナ用コントローラ８１４はＩＤチップ８０７の動作を制御するための信号を生成し、変調回路８１３に入力する。変調回路８１３では、アンテナ用コントローラ８１４から入力された信号に従って、供給された交流電圧を変調し、検査用アンテナ８０２に供給する。

検査用アンテナ８０２に交流電圧が供給されることで、電磁誘導によりＩＤチップ８０７に信号及び電源電圧が供給され、ＩＤチップ８０７が動作する。そして、ＩＤチップ８０７が動作すると、ＩＤチップ８０７が有するアンテナから、静電誘導により検査用電極８０１に交流電圧が供給される。この検査用電極８０１に供給された交流電圧は、ＩＤチップ８０７の動作状態が情報として含まれている。

検査用電極８０１に生じた交流電圧は、信号処理回路８１５に与えられる。信号処理回路８１５では、各検査用電極８０１に生じた交流電圧の値を演算処理する。具体的には、検査用電極８０１どうしで、生じた交流電圧の差を算出する。検査用電極８０１に生じた交流電圧には、様々な雑音（ノイズ）が含まれていることがある。各検査用電極８０１に生じる雑音は、その周波数や電圧が比較的近いため、検査用電極８０１どうしで、生じた交流電圧の値の差を算出することで、この雑音をある程度取り除くことができる。そしてこの雑音は、検査用電極８０１どうしの位置が近いほど、その周波数や電圧がより近くなる。よって、より近くに位置する検査用電極８０１どうしで、生じた交流電圧の差を算出するのがより望ましい。

なお、ＩＤチップ８０７の動作状態によって、各検査用電極８０１に生じる交流電圧の波形及び振幅が変わってくる。そのため、算出された交流電圧の差には、ＩＤチップ８０７の動作状態が情報として含まれている。よって、算出された交流電圧の差を情報として有する信号（動作情報信号）には、ＩＤチップ８０７の動作状態が情報として含まれている。動作情報信号は、選択回路８１６に入力される。

選択回路８１６は、入力された複数の動作情報信号を順に選択し、シグナルアナライザ８１７に入力する。シグナルアナライザ８１７では、入力された動作情報信号を増幅した後、Ａ／Ｄ変換してデジタルにし、演算処理する。なお、Ａ／Ｄ変換は必ずしも必要ではなく、演算処理をアナログで行なっても良い。演算処理は、測定の際に検査用電極８０１と重なっているＩＤチップ８０７の動作状態を分析するために行なう。よって、演算処理の内容は、設計者が適宜選択することが可能である。

演算処理された動作情報信号は、測定用コントローラ８０９に入力される。

そして、位置制御手段８０３によって、検査用電極８０１とＩＤチップ８０７の位置関係を変化させ、上述した動作を複数回繰り返し、複数の演算処理された動作情報信号が測定用コントローラ８０９に入力される。測定用コントローラ８０９では、各測定時において各検査用電極８０１と重なっていたＩＤチップ８０７の位置及び重なっている面積の割合と、入力された演算処理済みの動作情報信号から、各ＩＤチップ８０７の動作状態が特定され、さらにはＩＤチップ８０７の良否が判定される。

なお、本発明の検査装置は図８に示した構成に限定されない。

本実施例では、図９を用いて、本発明で用いられるＩＤチップの、機能的な構成の一形態について説明する。

図９において、９００はアンテナ、９０１は集積回路に相当する。アンテナ９００は、アンテナコイル９０２と、アンテナコイル９０２内で形成される容量素子９０３とを有する。また、集積回路９０１は、復調回路９０９、変調回路９０４、整流回路９０５、マイクロプロセッサ９０６、メモリ９０７、負荷変調をアンテナ９００に与えるためのスイッチ９０８とを有している。なおメモリ９０７は１つに限定されず、複数であっても良く、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭまたはＦＲＡＭ（登録商標）などを用いることができる。

リーダ／ライタから電波として送られてきた信号は、アンテナコイル９０２において電磁誘導により交流の電気信号に変換される。復調回路９０９では該交流の電気信号を復調し、後段のマイクロプロセッサ９０６に送信する。また整流回路９０５では、交流の電気信号を用いて電源電圧を生成し、後段のマイクロプロセッサ９０６に供給する。

マイクロプロセッサ９０６では、入力された信号に従って各種演算処理を行なう。メモリ９０７にはマイクロプロセッサ９０６において用いられるプログラム、データなどが記憶されている他、演算処理時の作業エリアとしても用いることができる。そしてマイクロプロセッサ９０６から変調回路９０４に送られた信号は、交流の電気信号に変調される。スイッチ９０８は、変調回路９０４からの交流の電気信号に従って、アンテナコイル９０２に負荷変調を加えることができる。リーダ／ライタは、アンテナコイル９０２に加えられた負荷変調を電波で受け取ることで、結果的にマイクロプロセッサ９０６からの信号を読み取ることができる。

なお、図９に示すＩＤチップは、本発明の検査装置において、検査対象として用いられるＩＤチップの一形態を示したのに過ぎず、本発明は上記構成に限定されない。信号の伝送方式は、図９に示したような電磁結合方式に限定されず、電磁誘導方式、マイクロ波方式やその他の伝送方式を用いていても良い。

本実施例は、実施例１と組み合わせて実施することが可能である。

次に、ＩＤチップの作製工程において、本発明の検査方法を行なうタイミングについて説明する。なお本実施例では、半導体素子として絶縁分離されたＴＦＴを例示するが、集積回路に含まれる半導体素子はこれに限定されず、あらゆる回路素子を用いることができる。例えば、ＴＦＴの他に、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどが代表的に挙げられる。

まず図１０（Ａ）に示すように、スパッタ法を用いて基板５００上に剥離層５０１を形成する。基板５００として、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板等、後の作製工程における処理温度に耐え得る基板であり、なおかつ検査工程において半導体基板よりも電波を妨げにくい基板を用いる。

剥離層５０１は、非晶質シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン、微結晶シリコン（セミアモルファスシリコンを含む）等、シリコンを主成分とする層を用いることができる。剥離層５０１は、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法等を用いて形成することができる。本実施例では、膜厚５００ｎｍ程度の非晶質シリコンをスパッタ法で形成し、剥離層５０１として用いる。

なお剥離層５０１はシリコンに限定されず、エッチングにより選択的に除去できる材料で、剥離層５０１を形成すれば良い。

次に、剥離層５０１上に下地膜５０２を形成する。下地膜５０２は、後に半導体素子を支持体上に接着剤で貼り合わせた際に、支持体や接着剤中に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体素子に用いられている半導体膜中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために形成する。また下地膜５０２は、剥離層５０１をエッチングする際、エッチャントから半導体素子を保護する役割も有する。よってアルカリ金属やアルカリ土類金属の半導体膜への拡散を抑えることができ、なおかつシリコンのエッチングに用いられるエッチャントから半導体素子を保護することができる酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素などの絶縁膜を用いて形成することが望ましい。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用いて窒化酸化珪素膜を１０ｎｍ〜４００ｎｍ（好ましくは５０ｎｍ〜３００ｎｍ）の膜厚になるように形成する。なお下地膜５０２は単層の絶縁膜であっても複数の絶縁膜を積層したものであっても良い。

次に、下地膜５０２上に半導体膜を形成する。半導体膜は、下地膜５０２を形成した後、大気に曝さずに形成することが望ましい。半導体膜の膜厚は２０〜２００ｎｍ（好ましくは４０〜１７０ｎｍ）とする。なお半導体膜は、非晶質半導体であっても良いし、セミアモルファス半導体であっても良いし、多結晶半導体であっても良い。また半導体は珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１〜４．５ａｔｏｍｉｃ％程度であることが好ましい。

なお半導体膜は、公知の技術により結晶化しても良い。公知の結晶化方法としては、電熱炉を使用した熱結晶化方法、レーザ光を用いたレーザ結晶化法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法がある。或いは、触媒元素を用いる結晶化法を用いることもできる。例えばレーザ結晶化を用いる場合、レーザ結晶化の前に、レーザに対する半導体膜の耐性を高めるために、５００℃、１時間の熱アニールを該半導体膜に対して行なう。そして連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波のレーザ光を照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、代表的には、Ｎｄ：ＹＶＯ₄レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いるのが望ましい。具体的には、連続発振のＹＶＯ₄レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換し、出力１０Ｗのレーザ光を得る。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、半導体膜に照射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ²程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ²）が必要である。そして、走査速度を１０〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度とし、照射する。

また、パルス発振のレーザ光の発振周波数を１０ＭＨｚ以上とし、通常用いられている数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を用いてレーザ結晶化を行なっても良い。パルス発振でレーザ光を半導体膜に照射してから半導体膜が完全に固化するまでの時間は数十ｎｓｅｃ〜数百ｎｓｅｃと言われている。よって上記周波数帯を用いることで、半導体膜がレーザ光によって溶融してから固化するまでに、次のパルスのレーザ光を照射できる。したがって、半導体膜中において固液界面を連続的に移動させることができるので、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を有する半導体膜が形成される。具体的には、含まれる結晶粒の走査方向における幅が１０〜３０μｍ、走査方向に対して垂直な方向における幅が１〜５μｍ程度の結晶粒の集合を形成することができる。該走査方向に沿って長く延びた単結晶の結晶粒を形成することで、少なくともＴＦＴのチャネル方向には結晶粒界のほとんど存在しない半導体膜の形成が可能となる。

なおレーザ結晶化は、連続発振の基本波のレーザ光と連続発振の高調波のレーザ光とを並行して照射するようにしても良いし、連続発振の基本波のレーザ光とパルス発振の高調波のレーザ光とを並行して照射するようにしても良い。

なお、希ガスや窒素などの不活性ガス雰囲気中でレーザ光を照射するようにしても良い。これにより、レーザ光照射による半導体表面の荒れを抑えることができ、界面準位密度のばらつきによって生じる閾値のばらつきを抑えることができる。

上述した半導体膜へのレーザ光の照射により、結晶性がより高められた半導体膜が形成される。なお、予め多結晶半導体を、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などで形成するようにしても良い。

また本実施例では半導体膜を結晶化しているが、結晶化せずに非晶質珪素膜または微結晶半導体膜のまま、後述のプロセスに進んでも良い。非晶質半導体、微結晶半導体を用いたＴＦＴは、多結晶半導体を用いたＴＦＴよりも作製工程が少ない分、コストを抑え、歩留まりを高くすることができるというメリットを有している。

なおセミアモルファス半導体とは、非晶質半導体と結晶構造を有する半導体（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造の半導体を含む膜である。このセミアモルファス半導体は、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質なものであり、その粒径を０．５〜２０ｎｍとして非単結晶半導体中に分散させて存在せしめることが可能である。セミアモルファス半導体は、そのラマンスペクトルが５２０ｃｍ^-1よりも低波数側にシフトしており、またＸ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。また、未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ここでは便宜上、（このようなセミアモルファス半導体をＳＡＳ）と呼ぶ。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なセミアモルファス半導体が得られる。

次に、図１０（Ａ）に示すように半導体膜をパターニングし、島状の半導体膜５０３を形成する。そして図１０（Ｂ）に示すように、該島状の半導体膜５０３を用いて、ＴＦＴに代表される各種の半導体素子を形成する。なお図１０（Ｂ）では、下地膜５０２と島状の半導体膜５０３とが接しているが、半導体素子によっては、下地膜５０２と島状の半導体膜５０３との間に、電極や絶縁膜等が形成されていても良い。例えば半導体素子の１つであるボトムゲート型のＴＦＴの場合、下地膜５０２と島状の半導体膜５０３との間に、ゲート電極とゲート絶縁膜が形成される。

図１０（Ｂ）では、島状の半導体膜５０３を用いてトップゲート型のＴＦＴ５０４を形成する。具体的には、島状の半導体膜５０３を覆うようにゲート絶縁膜５０７を形成し、ゲート絶縁膜５０７上に導電膜を形成し、パターニングすることで、ゲート電極５０８を形成する。そして、ゲート電極５０８や、あるいはレジストを形成しパターニングしたものをマスクとして用い、島状の半導体膜５０３にｎ型を付与する不純物を添加し、ソース領域、ドレイン領域、さらにはＬＤＤ領域等を形成する。なおここではＴＦＴ５０４をｎ型とするが、ｐ型のＴＦＴの場合は、ｐ型の導電性を付与する不純物を添加する。上記一連の工程によってＴＦＴ５０４を形成することができる。

なお、ゲート絶縁膜５０７を形成した後、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行ない、島状の半導体膜５０３を水素化する工程を行なっても良い。また、水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。この水素化の工程により、熱的に励起された水素によりダングリングボンドを終端することができる。また、後の工程において可撓性を有する支持体上に半導体素子を貼り合わせた後、支持体を曲げることにより半導体膜中に欠陥が形成されたとしても、水素化により半導体膜中の水素の濃度を、１×１０¹⁹〜１×１０²²ａｔｏｍｓ／ｃｍ³好ましくは１×１０¹⁹〜５×１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³とすることで、半導体膜に含まれている水素によって該欠陥を終端させることができる。また該欠陥を終端させるために、半導体膜中にハロゲンを含ませておいても良い。

なおＴＦＴの作製方法は上述した構成に限定されない。

次にＴＦＴ５０４を覆って、パッシベーション膜５０５を形成する。パッシベーション膜５０５は、アルカリ金属やアルカリ土類金属のＴＦＴ５０４への侵入を防ぐことができる、窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜を用いるのが望ましい。上記構成により、ＴＦＴ５０４が下地膜５０２とパッシベーション膜５０５とで覆われるため、Ｎａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体素子に用いられている半導体膜中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのをより防ぐことができる。

次にパッシベーション膜５０５を覆って、第１の層間絶縁膜５１０を形成する。そして、ゲート絶縁膜５０７、パッシベーション膜５０５及び第１の層間絶縁膜５１０にコンタクトホールを形成した後、コンタクトホールを介してＴＦＴ５０４と接続する配線５１３、５１４を、第１の層間絶縁膜５１０に接するように形成する。

次に図１０（Ｃ）に示すように、第１の層間絶縁膜５１０上に第２の層間絶縁膜５１５を形成する。第２の層間絶縁膜５１５は、配線５１４が一部露出する様な位置に開口部を有するように形成する。なお、第１の層間絶縁膜５１０、第２の層間絶縁膜５１５として、有機樹脂膜、無機絶縁膜、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む絶縁膜（以下、シロキサン系絶縁膜と呼ぶ）等を用いることができる。シロキサン系絶縁膜は、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有していても良い。

次に図１０（Ｄ）に示すように、第２の層間絶縁膜５１５上にアンテナ５１９を形成する。アンテナ５１９は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることができる。そしてアンテナ５１９は、配線５１４と接続されている。なお図１０（Ｄ）では、アンテナ５１９が配線５１４と直接接続されているが、本発明のＩＤチップはこの構成に限定されない。例えば別途形成した配線を用いて、アンテナ５１９と配線５１４とを電気的に接続するようにしても良い。

アンテナ５１９は印刷法、フォトリソグラフィ法、蒸着法または液滴吐出法などを用いて形成することができる。本実施例では、アンテナ５１９が単層の導電膜で形成されているが、複数の導電膜が積層されたアンテナ５１９を形成することも可能である。

なお液滴吐出法とは、所定の組成物を含む液滴を細孔から吐出して所定のパターンを形成する方法を意味し、インクジェット法などがその範疇に含まれる。また印刷法にはスクリーン印刷法、オフセット印刷法などが含まれる。印刷法、液滴吐出法を用いることで、露光用のマスクを用いずとも、アンテナ５１９を形成することが可能になる。また、液滴吐出法、印刷法だと、フォトリソグラフィ法と異なり、エッチングにより除去されてしまうような材料の無駄がない。また高価な露光用のマスクを用いなくとも良いので、ＩＤチップの作製に費やされるコストを抑えることができる。

液滴吐出法または各種印刷法を用いる場合、例えば、ＣｕをＡｇでコートした導電粒子なども用いることが可能である。なお液滴吐出法を用いてアンテナ５１９を形成する場合、該アンテナ５１９の密着性が高まるような処理を、第２の層間絶縁膜５１５の表面に施すことが望ましい。

密着性を高めることができる方法として、具体的には、例えば触媒作用により導電膜または絶縁膜の密着性を高めることができる金属または金属化合物を第２の層間絶縁膜５１５の表面に付着させる方法、形成される導電膜または絶縁膜との密着性が高い有機系の絶縁膜、金属、金属化合物を第２の層間絶縁膜５１５の表面に付着させる方法、第２の層間絶縁膜５１５の表面に大気圧下または減圧下においてプラズマ処理を施し、表面改質を行なう方法などが挙げられる。また、上記導電膜または絶縁膜との密着性が高い金属として、チタン、チタン酸化物の他、３ｄ遷移元素であるＳｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎなどが挙げられる。また金属化合物として、上述した金属の酸化物、窒化物、酸窒化物などが挙げられる。上記有機系の絶縁膜として、例えばポリイミド、シロキサン系絶縁膜等が挙げられる。

第２の層間絶縁膜５１５に付着させる金属または金属化合物が導電性を有する場合、アンテナの正常な動作が妨げられないように、そのシート抵抗を制御する。具体的には、導電性を有する金属または金属化合物の平均の厚さを、例えば１〜１０ｎｍとなるように制御したり、該金属または金属化合物を酸化により部分的に、または全体的に絶縁化したりすれば良い。或いは、密着性を高めたい領域以外は、付着した金属または金属化合物をエッチングにより選択的に除去しても良い。また金属または金属化合物を、予め基板の全面に付着させるのではなく、液滴吐出法、印刷法、ゾル−ゲル法などを用いて特定の領域にのみ選択的に付着させても良い。なお金属または金属化合物は、第２の層間絶縁膜５１５の表面において完全に連続した膜状である必要はなく、ある程度分散した状態であっても良い。

そしてアンテナ５１９を形成した後、アンテナ５１９を覆うように、第２の層間絶縁膜５１５上に保護層５２１を形成する。保護層５２１は、後に剥離層５０１をエッチングにより除去する際に、アンテナ５１９を保護することができる材料を用いる。例えば、水またはアルコール類に可溶なエポキシ系、アクリレート系、シリコン系の樹脂を全面に塗布することで保護層５２１を形成することができる。

本実施例では、スピンコート法で水溶性樹脂（東亜合成製：ＶＬ−ＷＳＨＬ１０）を膜厚３０μｍとなるように塗布し、仮硬化させるために２分間の露光を行ったあと、ＵＶ光を裏面から２．５分、表面から１０分、合計１２．５分の露光を行って本硬化させて、保護層５２１を形成する。なお、複数の有機樹脂を積層する場合、有機樹脂同士では使用している溶媒によって塗布または焼成時に一部溶解したり、密着性が高くなりすぎたりする恐れがある。従って、第２の層間絶縁膜５１５と保護層５２１を共に同じ溶媒に可溶な有機樹脂を用いる場合、後の工程において保護層５２１の除去がスムーズに行なわれるように、第２の層間絶縁膜５１５を覆うように、無機絶縁膜（ＳｉＮ_X膜、ＳｉＮ_XＯ_Y膜、ＡｌＮ_X膜、またはＡｌＮ_XＯ_Y膜）を形成しておくことが好ましい。

次に図１１（Ａ）に示すように、ＩＤチップどうしを分離するために溝５２２を形成する。溝５２２は、剥離層５０１が露出する程度であれば良い。溝５２２の形成は、ダイシング、スクライビングなどを用いることができる。なお、基板５００上に形成されているＩＤチップを分離する必要がない場合、必ずしも溝５２２を形成する必要はない。

次に図１１（Ｂ）に示すように、ＩＤチップが正常に動作するか否かの検査を行なう。５２３は検査用電極であり、５２４は検査用アンテナである。そして、ＩＤチップ５２５を検査用電極５２３と検査用アンテナ５２４の間に挟み、なおかつアンテナ５２９を基板５００と検査用電極５２３の間に挟む。

検査が終了すると、次に図１１（Ｃ）に示すように、剥離層５０１をエッチングにより除去する。本実施例では、エッチングガスとしてハロゲン化フッ素を用い、該ガスを溝５２２から導入する。本実施例では、例えばＣｌＦ₃（三フッ化塩素）を用い、温度：３５０℃、流量：３００ｓｃｃｍ、気圧：６Ｔｏｒｒ、時間：３ｈの条件で行なう。また、ＣｌＦ₃ガスに窒素を混ぜたガスを用いても良い。ＣｌＦ₃等のハロゲン化フッ素を用いることで、剥離層５０１が選択的にエッチングされ、基板５００をＴＦＴ５０４から剥離することができる。なおハロゲン化フッ素は、気体であっても液体であってもどちらでも良い。

次に図１２に示すように、剥離されたＴＦＴ５０４及びアンテナ５１９を、接着剤５３０を用いて支持体５３１に貼り合わせる。接着剤５３０は、支持体５３１と下地膜５０２とを貼り合わせることができる材料を用いる。接着剤５３０は、例えば反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。

支持体５３１として、フレキシブルな紙またはプラスチックなどの有機材料を用いることができる。または支持体５３１として、フレキシブル無機材料を用いていても良い。プラスチック基板は、極性基のついたポリノルボルネンからなるＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ製）を用いることができる。また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などが挙げられる。支持体５３１は集積回路において発生した熱を拡散させるために、２〜３０Ｗ／ｍＫ程度の高い熱伝導率を有するのが望ましい。

また図１２に示すように、保護層５２１を除去した後、アンテナ５１９を覆うように接着剤５３２を第２の層間絶縁膜５１５上に塗布し、カバー材５３３を貼り合わせる。カバー材５３３は支持体５３１と同様に、フレキシブルな紙またはプラスチックなどの有機材料を用いることができる。また接着剤５３２は、カバー材５３３と第２の層間絶縁膜５１５及びアンテナ５１９とを貼り合わせることができる材料を用いる。接着剤５３２は、例えば反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。

上述した各工程を経て、ＩＤチップが完成する。上記作製方法によって、トータルの膜厚０．３μｍ以上３μｍ以下、代表的には２μｍ程度の飛躍的に薄い集積回路を支持体５３１とカバー材５３３との間に形成することができる。なお集積回路の厚さは、半導体素子自体の厚さのみならず、接着剤５３０と接着剤５３２間に形成された各種絶縁膜及び層間絶縁膜の厚さを含めるものとする。またＩＤチップが有する集積回路の占める面積を、５ｍｍ四方以下、より望ましくは０．３ｍｍ四方〜４ｍｍ四方程度とすることができる。

なお集積回路を、支持体５３１とカバー材５３３の間のより中央に位置させることで、ＩＤチップの機械的強度を高めることができる。具体的には、支持体５３１とカバー材５３３の間の距離をｄとすると、支持体５３１と、集積回路の厚さ方向における中心との距離が、以下の数１を満たすように、接着剤５３０、接着剤５３２の厚さを制御することが望ましい。

なおＩＤチップに用いられる半導体膜や絶縁膜等に、シリアルナンバーを刻印しておけば、例えばＲＯＭにデータを記憶させる前のＩＤチップが、盗難等により第三者に不正に渡ったとしても、シリアルナンバーからその流通のルートをある程度割り出すことが可能である。この場合、復元不可能な程度に半導体装置を分解しないと消せないような位置に、シリアルナンバーを刻印しておくとより効果的である。

なお集積回路を基板５００から剥離する方法は、本実施例で示したように珪素膜のエッチングを用いる方法に限定されず、他の様々な方法を用いることができる。例えば、耐熱性の高い基板と集積回路の間に金属酸化膜を設け、該金属酸化膜を結晶化により脆弱化して集積回路を剥離することができる。また例えば、剥離層をレーザ光の照射により破壊し、集積回路を基板から剥離することもできる。また例えば、集積回路が形成された基板を機械的に削除または溶液やガスによるエッチングで除去することで、集積回路を基板から剥離することもできる。

またＩＤチップの可撓性を確保するために、下地膜５０２に接する接着剤５３０に有機樹脂を用いる場合、下地膜５０２として窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜を用いることで、有機樹脂からＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が半導体膜中に拡散するのを防ぐことができる。

また対象物の表面が曲面を有しており、それにより該曲面に貼り合わされたＩＤチップの支持体が、錐面、柱面など母線の移動によって描かれる曲面を有するように曲がってしまう場合、該母線の方向とＴＦＴのキャリアが移動する方向とを揃えておくことが望ましい。上記構成により、支持体が曲がっても、それによってＴＦＴの特性に影響が出るのを抑えることができる。また、島状の半導体膜が集積回路内において占める面積の割合を、１〜３０％とすることで、支持体が曲がっても、それによってＴＦＴの特性に影響が出るのをより抑えることができる。

なお本発明において検査工程は、本実施例で示したタイミングで行なうとは限らない。検査工程は、アンテナと集積回路が完成した後ならば、いつでも行なうことが可能である。

なお本実施例では、アンテナを集積回路と同じ基板上に形成している例について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。別の基板上に形成したアンテナと集積回路とを貼り合わせるようにしても良い。

なお一般的にＩＤチップで用いられている電波の周波数は、１３．５６ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚが多く、該周波数の電波を検波できるようにＩＤチップを形成することが、汎用性を高める上で非常に重要である。

また本実施例のＩＤチップでは、半導体基板を用いて形成されたＩＤチップよりも電波が遮蔽されにくく、電波の遮蔽により信号が減衰するのを防ぐことができるというメリットを有している。

そして、半導体基板を用いずに済むので、ＩＤチップのコストを大幅に低くすることができる。例えば、直径１２インチのシリコン基板を用いた場合と、７３０×９２０ｍｍ²のガラス基板を用いた場合とを比較する。前者のシリコン基板の面積は約７３０００ｍｍ²であるが、後者のガラス基板の面積は約６７２０００ｍｍ²であり、ガラス基板はシリコン基板の約９．２倍に相当する。後者のガラス基板の面積は約６７２０００ｍｍ²では、基板の分断により消費される面積を無視すると、１ｍｍ四方のＩＤチップが約６７２０００個形成できる計算になり、該個数はシリコン基板の約９．２倍の数に相当する。そしてＩＤチップの量産化を行なうための設備投資は、７３０×９２０ｍｍ²のガラス基板を用いた場合の方が直径１２インチのシリコン基板を用いた場合よりも工程数が少なくて済むため、費用を３分の１で済ませることができる。さらに本発明では、集積回路を剥離した後、ガラス基板を再び利用できる。よって、破損したガラス基板を補填したり、ガラス基板の表面を清浄化したりする費用を踏まえても、シリコン基板を用いる場合より大幅にコストを抑えることができる。またガラス基板を再利用せずに廃棄していったとしても、７３０×９２０ｍｍ²のガラス基板の値段は、直径１２インチのシリコン基板の半分程度で済むので、ＩＤチップのコストを大幅に低くすることができることがわかる。

従って、７３０×９２０ｍｍ²のガラス基板を用いた場合、直径１２インチのシリコン基板を用いた場合よりも、ＩＤチップの値段を約３０分の１程度に抑えることができることがわかる。ＩＤチップは、使い捨てを前提とした用途も期待されているので、コストを大幅に低くすることができる本発明のＩＤチップは上記用途に非常に有用である。

本実施例は、実施例１または実施例２と組み合わせて実施することが可能である。

本実施例では、検査工程を行なうタイミングの一例について説明する。

ＩＤチップの電気的な動作を検査するための検査工程は、アンテナと集積回路がそれぞれ完成し、なおかつアンテナと集積回路とが電気的に接続された状態であるならば、いつでも行なうことができる。よって、ＩＤチップを分離する前、ＩＤチップを分離した後、ＩＤチップを基板から剥離した後とで、行なうことができる。

図１３（Ａ）に、ＩＤチップを分離する前に検査を行なう場合における、ＩＤチップの作製工程の流れを簡単に示す。図１３（Ａ）では、ＩＤチップ１３０１を分離する前に、検査用電極１３０２及び検査用アンテナコイル１３０３を用いて、ＩＤチップ１３０１の動作状態を検査する。そして検査が終了したら、ブレード１３０４を用いてＩＤチップ１３０１を分離し、その後エッチングによりＩＤチップ１３０１を基板１３００から剥離する。

図１３（Ｂ）に、ＩＤチップを分離した後に検査を行なう場合における、ＩＤチップの作製工程の流れを簡単に示す。図１３（Ｂ）では、ＩＤチップ１３１１をブレード１３１４で分離した後に、検査用電極１３１２及び検査用アンテナコイル１３１３を用いて、ＩＤチップ１３１１の動作状態を検査する。そして検査が終了したら、エッチングによりＩＤチップ１３１１を基板１３１０から剥離する。

図１３（Ｃ）に、ＩＤチップを剥離した後に検査を行なう場合における、ＩＤチップの作製工程の流れを簡単に示す。図１３（Ｃ）では、分離されたＩＤチップ１３２１をエッチングにより基板１３２０から剥離した後、テープ１３２４に貼り合わせる。剥離前にＩＤチップ１３２１をテープ１３２４に貼り合わせていても良い。そしてテープ１３２４に貼りあわされた状態で、検査用電極１３２２及び検査用アンテナコイル１３２３を用いて、ＩＤチップ１３２１の動作状態を検査する。そして検査が終了したら、ＩＤチップ１３２１をテープ１３２４から剥離する。テープ１３２４を紫外光の照射により粘着力が低下するものを用いることで、剥離の際にＩＤチップ１３２１に過剰な力が加わるのを防ぐことができる。

図１３（Ｃ）のように、ＩＤチップ１３２１を剥離した後に検査を行なう場合、基板１３２０は半導体基板を用いていても、検査工程においてＩＤチップが有する全てのアンテナに均一に電波を送ることができる。

なお本実施例では、ＩＤチップを分離した後に基板を剥離する工程について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、剥離した後テープにＩＤチップを貼り合わせた状態で、ダイシングを行ない、ＩＤチップを分離するようにしても良い。この場合、検査工程は、テープにＩＤチップを貼り合わせた後、分離する前に行なっても良いし、分離した後に行なっても良い。

本実施例は、実施例１〜実施例３と組み合わせて実施することが可能である。

本実施例では、検査終了後に、不良と判断されたＩＤチップの見分け方について説明する。

図１４（Ａ）に、検査前のＩＤチップ１４０１の上面図を示す。ＩＤチップ１４０１は、基板１４００上に形成されており、同じく基板１４００上にはマーカー１４０２が形成されている。検査時において、ＩＤチップ１４０１の位置合わせは、マーカー１４０２を基準として行なうことができる。

検査終了後、例えば図１４（Ｂ）に示すように、ＩＤチップ１４０１のうち、ＩＤチップ１４０１ａと、ＩＤチップ１４０１ｂが不良と判断されたとする。この場合、ＩＤチップ１４０１ａと、ＩＤチップ１４０１ｂとを目視で見分けられるように、インクまたはレーザなどにより目印を付けておく。

そして図１４（Ｃ）に示すように、ＩＤチップ１４０１を分離して、基板１４００から剥離した後、不良と判断されたＩＤチップ１４０１ａと、ＩＤチップ１４０１ｂとを選り分けて、ロットアウトにすることができる。

本実施例は、実施例１〜実施例４と組み合わせて実施することが可能である。

本実施例では、１つの基板上に形成された複数の集積回路を剥離する際、形成される溝の形状について説明する。図１５（Ａ）に、溝７０１が形成された基板７０３の上面図を示す。また図１５（Ｂ）に、図１５（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図を示す。

集積回路７０２は、剥離層７０４上に形成されており、剥離層７０４は基板７０３上に形成されている。溝７０１は各集積回路７０２の間に形成されており、なおかつ剥離層７０４が露出する程度の深さを有している。また本実施例では、複数の集積回路７０２は溝７０１によって完全にではなく部分的に分離されている。

次に図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）に示した溝７０１からエッチングガスを流し込み、剥離層７０４をエッチングにより除去した後の様子を、図１５（Ｃ）、図１５（Ｄ）に示す。図１５（Ｃ）は、溝７０１が形成された基板７０３の上面図に相当し、図１５（Ｄ）は、図１５（Ｃ）のＡ−Ａ’における断面図に相当する。エッチングにより溝７０１から破線７０５に示す領域まで、剥離層７０４のエッチングが進んだものとする。図１５（Ｃ）、図１５（Ｄ）に示すように、複数の集積回路７０２が、完全にではなく互いに一部繋がった状態で溝７０１により分離されていることで、剥離層７０４をエッチングした後に各集積回路７０２が支えをなくして移動してしまうのを防ぐことができる。

図１５（Ｃ）、図１５（Ｄ）に示した状態まで形成したら、接着剤が付着したテープや、基板等を別途用意し、集積回路７０２を基板７０３から剥離する。そして剥離された複数の集積回路７０２は、互いに分断される前またはされた後に、支持体に貼りあわせられる。

なお本実施例では、ＩＤチップの作製方法の一例を示しており、本発明のＩＤチップの作製方法は本実施例で示した構成に限定されない。

本実施例は、実施例１〜実施例５と組み合わせて実施することが可能である。

本発明の検査装置の断面図。基板１０１の斜視図と、ＩＤチップ１０２の拡大図。検査用電極１０３の斜視図と、検査用アンテナ１０４の斜視図。基板１０１と支持体３０１と支持体３０３とを重ね合わせている様子を示す図と、図４（Ａ）に示した支持体３０１を回転させている様子を示す図。ＩＤチップ１０２と検査用アンテナ１０４とが重なっている様子の拡大図。複数の検査用電極１０３と複数のＩＤチップ１０２とが重なっている様子を示す図。図６（Ｂ）に示した検査用電極１０３の１つと、ＩＤチップ１０２とが重なっている様子を示す図。本発明の検査装置のより具体的な構成を示すブロック図。ＩＤチップの、機能的な構成を示すブロック図。ＩＤチップの作製工程を示す図。ＩＤチップの作製工程を示す図。ＩＤチップの作製工程を示す図。ＩＤチップの作製工程の流れを示す図。ＩＤチップ１４０１の上面図を示す図。１つの基板上に形成された複数の集積回路を剥離する際、形成される溝の形状を示す図。

符号の説明

１０１基板
１０２ＩＤチップ
１０２ａＩＤチップ
１０３検査用電極
１０４検査用アンテナ
１０５位置制御手段
１０６位置制御手段
１０７位置制御手段
１０８電位測定手段
１０９電圧供給手段
１１０カメラ
１３００基板
１３０１ＩＤチップ
１３０２検査用電極
１３０３検査用アンテナコイル
１３０４ブレード
１３１０基板
１３１１ＩＤチップ
１３１２検査用電極
１３１３検査用アンテナコイル
１３１４ブレード
１３２０基板
１３２１ＩＤチップ
１３２２検査用電極
１３２３検査用アンテナコイル
１３２４テープ
１４００基板
１４０１ＩＤチップ
１４０１ａＩＤチップ
１４０１ｂＩＤチップ
１４０２マーカー
２０１集積回路
２０２アンテナ
３０１支持体
３０２穴
３０３支持体
５００基板
５０１剥離層
５０２下地膜
５０３半導体膜
５０４ＴＦＴ
５０５パッシベーション膜
５０７ゲート絶縁膜
５０８ゲート電極
５１０層間絶縁膜
５１３配線
５１４配線
５１５層間絶縁膜
５１９アンテナ
５２１保護層
５２２溝
５２３検査用電極
５２４検査用アンテナ
５２５ＩＤチップ
５２９アンテナ
５３０接着剤
５３１支持体
５３２接着剤
５３３カバー材
７０１溝
７０２集積回路
７０３基板
７０４剥離層
７０５破線
８０１検査用電極
８０２検査用アンテナ
８０３位置制御手段
８０４電圧供給手段
８０５電位測定手段
８０６解析手段
８０７ＩＤチップ
８０８マンマシンＩ／Ｆ
８０９測定用コントローラ
８１０測定用シーケンサー
８１１発振子
８１２信号源
８１３変調回路
８１４アンテナ用コントローラ
８１５信号処理回路
８１６選択回路
８１７シグナルアナライザ
９００アンテナ
９０１集積回路
９０２アンテナコイル
９０３容量素子
９０４変調回路
９０５整流回路
９０６マイクロプロセッサ
９０７メモリ
９０８スイッチ
９０９復調回路

Claims

複数のチップの検査を行う工程と、
前記複数のチップを基板から剥離する工程と、
を有し、
前記複数のチップの検査を行う工程は、
前記複数のチップがそれぞれ有するアンテナを用いて、前記複数のチップのそれぞれに非接触で信号または電源電圧を供給し、
前記複数のチップがそれぞれ有するアンテナの任意の一部、または全てと間隔を空けて重ねたまま検査用電極を移動させ、
前記検査用電極の電圧と、前記複数のチップに対する前記検査用電極の位置から、前記複数のチップのそれぞれの動作状態を把握する検査を行い、
前記複数のチップを前記基板から剥離する工程は、
前記基板上に形成された前記複数のチップのそれぞれの間に、前記複数のチップのそれぞれの間の一部を除いて前記基板上に形成された剥離層に到達する溝を形成し、
前記溝からエッチングガスを導入し、前記剥離層を除去し、
前記複数のチップのそれぞれの間の前記一部が繋がった状態で前記複数のチップを前記基板から剥離することを特徴とする半導体装置の製造方法。
複数のチップの検査を行う工程と、
前記複数のチップを基板から剥離する工程と、
を有し、
前記複数のチップの検査を行う工程は、
前記複数のチップがそれぞれ有するアンテナと、検査用アンテナとを間隔を空けて重ね合わせることによって、前記複数のチップのそれぞれに非接触で信号または電源電圧を供給し、
前記複数のチップがそれぞれ有するアンテナの任意の一部、または全てと間隔を空けて重ねたまま検査用電極を移動させ、
前記検査用電極の電圧と、前記複数のチップに対する前記検査用電極の位置から、前記複数のチップのそれぞれの動作状態を把握する検査を行い、
前記複数のチップを前記基板から剥離する工程は、
前記基板上に形成された前記複数のチップのそれぞれの間に、前記複数のチップのそれぞれの間の一部を除いて前記基板上に形成された剥離層に到達する溝を形成し、
前記溝からエッチングガスを導入し、前記剥離層を除去し、
前記複数のチップのそれぞれの間の前記一部が繋がった状態で前記複数のチップを前記基板から剥離することを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１または請求項２において、前記基板はガラス基板またはプラスチック基板であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記複数のチップのそれぞれの間に前記溝を形成する前に、前記複数のチップの検査を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記複数のチップのそれぞれの間に前記溝を形成した後に、前記複数のチップの検査を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記複数のチップを前記基板から剥離した後に、前記複数のチップの検査を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記基板から剥離した前記複数のチップを互いに分断する前に、前記複数のチップのそれぞれを支持体に貼り合わせることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記基板から剥離した前記複数のチップを互いに分断した後に、前記複数のチップのそれぞれを支持体に貼り合わせることを特徴とする半導体装置の製造方法。