JP2007173270A - Semiconductor device, and method of manufacturing same - Google Patents

Semiconductor device, and method of manufacturing same Download PDF

Info

Publication number
JP2007173270A
JP2007173270A JP2005364389A JP2005364389A JP2007173270A JP 2007173270 A JP2007173270 A JP 2007173270A JP 2005364389 A JP2005364389 A JP 2005364389A JP 2005364389 A JP2005364389 A JP 2005364389A JP 2007173270 A JP2007173270 A JP 2007173270A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
layer
resin layer
semiconductor device
dielectric layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2005364389A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Abe
博史 阿部
Satoru Nakao
知 中尾
Takuya Aizawa
卓也 相沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP2005364389A priority Critical patent/JP2007173270A/en
Publication of JP2007173270A publication Critical patent/JP2007173270A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device wherein, even if an antenna circuit is formed, antenna characteristic or operating frequency can be adjusted at a design value, and to provide a method of manufacturing the same. <P>SOLUTION: The semiconductor device is provided with a semiconductor substrate having an electrode at least on one surface, an insulating resin layer formed in such a manner as to cover one surface of the semiconductor substrate, a conductor which is electrically connected to the electrode, and a dielectric layer which is formed in such a manner as to cover the insulating resin layer and the conductor. In this case, a part of the conductor constitutes a region to function as an antenna circuit, and a local concave is formed adjacent to at least the antenna circuit of the dielectric layer. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、非接触ICタグ用の小型アンテナ回路を備えた半導体装置およびその製造方法に関し、特に製造後におけるアンテナ特性の調整を容易にするものである。   The present invention relates to a semiconductor device including a small antenna circuit for a non-contact IC tag and a method for manufacturing the same, and particularly to facilitate adjustment of antenna characteristics after manufacturing.

半導体チップを搭載した無線認証用の非接触タグは、その扱えるデータの量や種類、処理速度などの観点からセキュリティ部門や物流部門等の分野から普及が進んでいる。無線認証用のタグはIDデータを記憶し電力により駆動するICチップと、質問機から送信される電波を受信しIC駆動用電力へと変換するとともに、ICチップ内のデータを返信する役割をもつアンテナからなる。これらは本来ICチップとアンテナの接続部を接続する工程を経て非接触タグとなっていたが、半導体チップ上にウエハレベル−チップスケールパッケージ(以下、WL−CSPと称する。)技術を用いてアンテナを直接形成する(オンチップアンテナ)開発が活発に行われている(例えば、特許文献1)。   Wireless contactless tags equipped with semiconductor chips are spreading from the fields such as the security department and the logistics department from the viewpoint of the amount and type of data that can be handled and the processing speed. The tag for wireless authentication has an IC chip that stores ID data and is driven by power, and receives a radio wave transmitted from the interrogator, converts it into IC driving power, and returns data in the IC chip. It consists of an antenna. These were originally non-contact tags after a process of connecting the connection portion between the IC chip and the antenna, but the antenna was formed on the semiconductor chip using a wafer level-chip scale package (hereinafter referred to as WL-CSP) technology. (On-chip antenna) is being actively developed (for example, Patent Document 1).

このオンチップアンテナは、ICチップサイズがタグのサイズとなるのでタグの小型化が可能になり、またアンテナ形成時にICチップとアンテナの接続が確立されるため別途接続工程を必要とせず、また実装信頼性に優れる等の優れた点が有る。また、小型化の観点より、高誘電材料を配線材料の周りに用いてアンテナサイズの縮小を目的とした開発も行われている(例えば、特許文献2)。   This on-chip antenna can be downsized because the IC chip size is the size of the tag, and the connection between the IC chip and the antenna is established when the antenna is formed. There are excellent points such as excellent reliability. Further, from the viewpoint of miniaturization, development has been performed for the purpose of reducing the antenna size by using a high dielectric material around the wiring material (for example, Patent Document 2).

従来、このオンチップアンテナは設計時にシミュレータ等を用いて特性値の解析を行い、使用周波数領域において損失を最小にして動作するように設計を行うが、シミュレータの精度や実際に作製するプロセスの精度等の影響により目標とする特性値が得られないことや特性周波数のシフト等がおこる。これらは既存のアンテナ製造技術においては、アンテナ配線長を調整することで特性値を変化させて目標値へ近づけることが可能であるが、オンチップアンテナはWL−CSP技術の微細構造を採用しているので配線形成後のアンテナ配線長の切断等による調整は困難であり、またICはオンチップアンテナとともに封止されてしまうのでIC側のトリミングによるアンテナ特性の調整も困難となる。このため、使用周波数において動作するオンチップアンテナの歩留まりが低下する等の欠点がある。
特開2002−83894号公報 特開平9−36639号公報
Conventionally, this on-chip antenna has been designed to operate with a minimum loss in the operating frequency range by analyzing the characteristic values using a simulator at the time of design. As a result, the target characteristic value cannot be obtained, and the characteristic frequency is shifted. In the existing antenna manufacturing technology, it is possible to change the characteristic value by adjusting the antenna wiring length and bring it closer to the target value. However, the on-chip antenna adopts the fine structure of WL-CSP technology. Therefore, adjustment by cutting the antenna wiring length after wiring formation is difficult, and since the IC is sealed together with the on-chip antenna, it is also difficult to adjust the antenna characteristics by trimming on the IC side. For this reason, there are drawbacks such as a decrease in yield of on-chip antennas operating at the operating frequency.
JP 2002-83894 A JP 9-36639 A

本発明はこのような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、アンテナ回路の形成後においても、アンテナ特性や使用周波数の、設計値への調整を可能とした半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been devised in view of such a conventional situation, and a semiconductor device and a manufacturing method thereof capable of adjusting an antenna characteristic and a use frequency to a design value even after forming an antenna circuit. The purpose is to provide.

本発明の請求項1に記載の半導体装置は、少なくとも一面に電極を備えた半導体基板と、該基板の一面を覆うように設けられた絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層上に設けられ、前記電極と電気的に接続された導電部と、前記導部および前記絶縁樹脂層を覆うように設けられた誘電体層とを備え、前記導電部の一部はアンテナ回路として機能する部位を構成し、前記誘電体層の少なくともアンテナ回路の近傍に、局所的な凹部が形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項2に記載の半導体装置は、請求項1において、前記誘電体層上に、少なくとも前記凹部を満たすように封止樹脂層が設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項3に記載の半導体装置は、請求項1または2において、前記凹部は、前記誘電体層の上面に一様に形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項4に記載の半導体装置の製造方法は、少なくとも一面に電極を備えた半導体基板の一面を覆うように絶縁樹脂層を形成する工程と、前記絶縁樹脂層上に、前記電極と電気的に接続され、一部はアンテナ回路として機能する部位を構成する導電部を形成する工程と、前記導電部および前記絶縁樹脂層を覆うように誘電体層を形成する工程と、前記アンテナ回路のアンテナ特性を測定する工程と、前記測定結果に応じて、前記誘電体層の少なくともアンテナ回路の近傍に、局所的な凹部を形成する工程と、を少なくとも備えることを特徴とする。
本発明の請求項5に記載の半導体装置の製造方法は、請求項4において、前記凹部の形成を、非接触手段によって行うことを特徴とする。
A semiconductor device according to claim 1 of the present invention is provided on a semiconductor substrate provided with an electrode on at least one surface, an insulating resin layer provided so as to cover one surface of the substrate, the insulating resin layer, A conductive portion electrically connected to the electrode; and a dielectric layer provided so as to cover the conductive portion and the insulating resin layer, and a portion of the conductive portion constitutes a portion that functions as an antenna circuit. A local recess is formed at least in the vicinity of the antenna circuit of the dielectric layer.
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first aspect, a sealing resin layer is provided on the dielectric layer so as to fill at least the concave portion.
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first or second aspect, the recess is uniformly formed on the upper surface of the dielectric layer.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming an insulating resin layer so as to cover one surface of a semiconductor substrate having an electrode on at least one surface; and the electrode on the insulating resin layer. A step of forming a conductive portion that is electrically connected and a part of which functions as an antenna circuit, a step of forming a dielectric layer so as to cover the conductive portion and the insulating resin layer, and the antenna circuit And a step of forming a local recess at least in the vicinity of the antenna circuit of the dielectric layer according to the measurement result.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect, wherein the recess is formed by a non-contact means.

本発明では、アンテナ回路形成後に、アンテナ特性を測定し、その結果に応じて、回路近傍にある誘電体層に凹部を形成している。これにより、アンテナ回路の波長短縮効果の割合を調整して、アンテナ特性や使用周波数の調整を行うことができる。その結果、所定のアンテナ特性を備える半導体装置を得ることができる。   In the present invention, after the antenna circuit is formed, the antenna characteristics are measured, and a recess is formed in the dielectric layer near the circuit according to the result. Thereby, the ratio of the wavelength shortening effect of the antenna circuit can be adjusted, and the antenna characteristics and the use frequency can be adjusted. As a result, a semiconductor device having predetermined antenna characteristics can be obtained.

以下、本発明に係る半導体装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の半導体装置の一例を示す断面図である。
この半導体装置10においては、集積回路(図示略)が形成された半導体基板1の表面に集積回路(IC、図示略)の電極2およびパッシベーション膜3が形成されている。
さらにこの半導体装置10は、半導体基板1のパッシベーション膜3上に設けられた絶縁樹脂層11と、この絶縁樹脂層11の上に設けられた導電層12と、導電層12を覆うように設けられた誘電体層13と、誘電体層13を覆うように設けられた封止樹脂層14とを有する。導電層12は、アンテナ回路12aを有する。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor device of the present invention.
In this semiconductor device 10, an electrode 2 and a passivation film 3 of an integrated circuit (IC, not shown) are formed on the surface of a semiconductor substrate 1 on which an integrated circuit (not shown) is formed.
Further, the semiconductor device 10 is provided so as to cover the insulating resin layer 11 provided on the passivation film 3 of the semiconductor substrate 1, the conductive layer 12 provided on the insulating resin layer 11, and the conductive layer 12. And a sealing resin layer 14 provided so as to cover the dielectric layer 13. The conductive layer 12 has an antenna circuit 12a.

そして本発明の半導体装置では、前記誘電体層13の少なくともアンテナ回路の近傍に、局所的な凹部13aが形成されていることを特徴とする。
この凹部13aは、アンテナ回路形成後に、アンテナ特性や使用周波数を測定し、その結果に応じて、回路近傍にある誘電体層13を加工することにより形成される。これにより、アンテナ回路の波長短縮効果の割合を調整して、アンテナ特性や使用周波数の調整を行うことができる。その結果、所定のアンテナ特性を備える半導体装置を得ることができる。
In the semiconductor device of the present invention, a local recess 13a is formed at least in the vicinity of the antenna circuit of the dielectric layer 13.
The recess 13a is formed by measuring the antenna characteristics and the use frequency after forming the antenna circuit, and processing the dielectric layer 13 in the vicinity of the circuit according to the result. Thereby, the ratio of the wavelength shortening effect of the antenna circuit can be adjusted, and the antenna characteristics and the use frequency can be adjusted. As a result, a semiconductor device having predetermined antenna characteristics can be obtained.

アンテナ回路を有する半導体装置において、アンテナ回路の周囲にある材料の比誘電率を利用して(波長短縮効果)、アンテナ回路の配線長を調整することが可能である。
例えば、同軸ケーブルにおいて、芯線と網線の間の絶縁体が使用周波数fにて比誘電率εを持つとすると、物理的波長λの電波はケーブル内で電気的波長λとなる。
In a semiconductor device having an antenna circuit, the wiring length of the antenna circuit can be adjusted by using the relative permittivity of a material around the antenna circuit (wavelength reduction effect).
For example, in a coaxial cable, if an insulator between a core wire and a mesh wire has a relative dielectric constant ε r at a use frequency f, a radio wave having a physical wavelength λ 0 has an electrical wavelength λ in the cable.

Figure 2007173270
Figure 2007173270

例えば使用周波数における比誘電率が1.5の材料を用いる場合は、共振に必要な配線長が約2割短縮可能となり、その分アンテナ素子の小型化が可能となる。
以上の特性を利用し、アンテナ回路周辺に設けられた誘電体層を加工することにより、設計値より外れたアンテナ特性や使用周波数を、本来の設計値へと調整することができる。
For example, when a material having a relative dielectric constant of 1.5 at the operating frequency is used, the wiring length necessary for resonance can be reduced by about 20%, and the antenna element can be downsized accordingly.
By utilizing the above characteristics and processing the dielectric layer provided around the antenna circuit, it is possible to adjust the antenna characteristics and the operating frequency that deviate from the design values to the original design values.

前記凹部13aは、前記誘電体層13の上面に一様に形成されていることが好ましい。凹部13aを、誘電体層13の上面に一様に形成することにより、配線のインピーダンスが急激に変化することによる反射率増加、それによる電圧定在波比(VSWR;voltage standing wave raito)低下によるゲインの低下を抑制できる。   The recess 13 a is preferably formed uniformly on the upper surface of the dielectric layer 13. By forming the recess 13a uniformly on the upper surface of the dielectric layer 13, the reflectance increases due to a sudden change in the impedance of the wiring, and the resulting voltage standing wave ratio (VSWR) decreases. Gain reduction can be suppressed.

このような構造を持つオンチップアンテナは、電界型アンテナとして作用し、総配線長が、アンテナ周囲の絶縁層および磁性層の持つ実効誘電率による波長短縮の効果を考慮した波長の1/2倍または1/4倍となるような周波数が共振周波数となる。   The on-chip antenna having such a structure acts as an electric field antenna, and the total wiring length is ½ times the wavelength considering the effect of shortening the wavelength by the effective dielectric constant of the insulating layer and the magnetic layer around the antenna. Alternatively, a frequency that is ¼ times the resonance frequency.

半導体基板1は、少なくとも表層が絶縁部(図示略)をなす基材1aの一面上に、例えば電極2としてAlパッドを設け、さらにその上にSiNまたはSiO等のパッシベーション膜3(不動態化による絶縁膜)を形成してなるものである。このパッシベーション膜3には、電極2と整合する位置に開口部3aが設けられており、この開口部3aを通して電極2が露出されている。パッシベーション膜3は、例えばLP−CVD法等により形成することができ、その膜厚は例えば0.1〜0.5μmである。 The semiconductor substrate 1 is provided with, for example, an Al pad as an electrode 2 on at least one surface of a base material 1a whose surface layer forms an insulating portion (not shown), and further a passivation film 3 (passivation) such as SiN or SiO 2 on the surface. Insulating film) is formed. The passivation film 3 is provided with an opening 3a at a position aligned with the electrode 2, and the electrode 2 is exposed through the opening 3a. The passivation film 3 can be formed by, for example, the LP-CVD method, and the film thickness is, for example, 0.1 to 0.5 μm.

半導体基板1は、シリコンウエハ等の半導体ウエハでもよく、半導体ウエハをチップ寸法に切断(ダイシング)した半導体チップであってもよい。半導体基板1が半導体チップである場合は、まず、半導体ウエハの上に、各種半導体素子やIC、誘導素子等を複数組、形成した後、チップ寸法に切断することで複数の半導体チップを得ることができる。   The semiconductor substrate 1 may be a semiconductor wafer such as a silicon wafer, or may be a semiconductor chip obtained by cutting (dicing) the semiconductor wafer into chip dimensions. When the semiconductor substrate 1 is a semiconductor chip, first, a plurality of semiconductor elements, ICs, induction elements, etc. are formed on a semiconductor wafer and then cut into chip dimensions to obtain a plurality of semiconductor chips. Can do.

絶縁樹脂層11は、各電極2と整合する位置に形成された開口部11aを有する。絶縁樹脂層11は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等からなり、その厚さは例えば1〜30μmである。
絶縁樹脂層11は、例えば回転塗布法、印刷法、ラミネート法などにより形成することができる。また開口部11aは、例えばフォトリソグラフィ技術を利用したパターニングなどにより形成することができる。
The insulating resin layer 11 has an opening 11 a formed at a position aligned with each electrode 2. The insulating resin layer 11 is made of, for example, a polyimide resin, an epoxy resin, a silicone resin, or the like, and has a thickness of, for example, 1 to 30 μm.
The insulating resin layer 11 can be formed by, for example, a spin coating method, a printing method, a laminating method, or the like. The opening 11a can be formed, for example, by patterning using a photolithography technique.

導電層12は、アンテナ回路12aを有する。導電層12の一端部は、開口部11aを介して絶縁樹脂層11を貫通しており、電極2と電気的に接続されている。   The conductive layer 12 has an antenna circuit 12a. One end of the conductive layer 12 penetrates the insulating resin layer 11 through the opening 11 a and is electrically connected to the electrode 2.

アンテナ回路12aのパターンは、スパイラル、もしくはメアンダ形状であり、その配線長は、アンテナ周囲の絶縁層による波長短縮の効果を考慮した波長の1/2および1/4倍と同じかそれよりも短くなっている。   The pattern of the antenna circuit 12a has a spiral or meander shape, and the wiring length is equal to or shorter than 1/2 and 1/4 times the wavelength considering the effect of wavelength shortening by the insulating layer around the antenna. It has become.

導電層12の材料としては、例えばCu等が用いられ、その厚さは例えば1〜20μmである。これにより十分な導電性が得られる。導電層12は、例えば、電解銅めっき法等のめっき法、スパッタリング法、蒸着法、または2つ以上の方法の組み合わせにより形成することができる。   As the material of the conductive layer 12, for example, Cu or the like is used, and the thickness thereof is, for example, 1 to 20 μm. Thereby, sufficient electrical conductivity is obtained. The conductive layer 12 can be formed by, for example, a plating method such as an electrolytic copper plating method, a sputtering method, a vapor deposition method, or a combination of two or more methods.

誘電体層13の材料としては、比誘電率が1.5以上である材料が好ましく、このような材料としては、例えばポリイミドや酸化鉛(PbO)、エポキシ等が用いられ、その厚さは、上述したCu層の1〜2倍程度、具体的には1〜40μm程度である。誘電体層13は、例えば、回転塗布法、印刷法、ラミネート法などにより形成することができる。
また、上述したように、誘電体層13の上面には、アンテナ特性を調整するための凹部13aが、局所的に形成されている。
As a material of the dielectric layer 13, a material having a relative dielectric constant of 1.5 or more is preferable, and as such a material, for example, polyimide, lead oxide (PbO), epoxy or the like is used, and the thickness thereof is About 1 to 2 times the Cu layer described above, specifically about 1 to 40 μm. The dielectric layer 13 can be formed by, for example, a spin coating method, a printing method, a laminating method, or the like.
In addition, as described above, the recess 13a for adjusting antenna characteristics is locally formed on the upper surface of the dielectric layer 13.

封止樹脂層14は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等からなり、その厚さは例えば10〜15μmである。封止樹脂層14には、外部への端子を出力するための開口部(図示略)が設けられる。
封止樹脂層14は、前記誘電体層13の上面に前記凹部13aを少なくとも満たすように設けられていることが好ましい。封止樹脂層により凹部13aが埋まることにより、半導体チップのピックアップ時のハンドリングを向上することができる。
The sealing resin layer 14 is made of, for example, polyimide resin, epoxy resin, silicone resin, or the like, and the thickness thereof is, for example, 10 to 15 μm. The sealing resin layer 14 is provided with an opening (not shown) for outputting a terminal to the outside.
The sealing resin layer 14 is preferably provided on the upper surface of the dielectric layer 13 so as to fill at least the concave portion 13a. When the recess 13a is filled with the sealing resin layer, handling during pick-up of the semiconductor chip can be improved.

次に、図1に示す半導体装置の製造方法について説明する。
まず、図2(a)に示すように、集積回路(図示略)、電極2およびパッシベーション膜3を有する半導体基板1を用意する。この半導体基板1は、上述したように、基材1aの一面上に電極2とパッシベーション膜3が形成されており、パッシベーション膜3には、電極2と整合する位置に開口部3aが設けられた半導体ウエハである。パッシベーション膜3は例えばLP−CVD等により形成され、その膜厚は例えば0.1〜0.5μmである。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described.
First, as shown in FIG. 2A, a semiconductor substrate 1 having an integrated circuit (not shown), an electrode 2 and a passivation film 3 is prepared. As described above, the semiconductor substrate 1 has the electrode 2 and the passivation film 3 formed on one surface of the substrate 1 a, and the passivation film 3 is provided with the opening 3 a at a position aligned with the electrode 2. It is a semiconductor wafer. The passivation film 3 is formed by, for example, LP-CVD, and the film thickness is, for example, 0.1 to 0.5 μm.

次いで、図2(b)に示すように、半導体基板1のパッシベーション膜3の上に、開口部11aを有する絶縁樹脂層11を形成する。その厚さは、例えば1〜30μmである。
このような絶縁樹脂層11は、例えば上記樹脂からなる膜を例えば回転塗布法、印刷法、ラミネート法などによって半導体基板1の全面に成膜した後、例えばフォトリソグラフィ技術を利用したパターニングなどにより、電極2と整合する位置に開口部11aを形成することによって形成することができる。
Next, as shown in FIG. 2B, an insulating resin layer 11 having an opening 11 a is formed on the passivation film 3 of the semiconductor substrate 1. The thickness is, for example, 1 to 30 μm.
Such an insulating resin layer 11 is formed by, for example, forming a film made of the above resin on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by, for example, a spin coating method, a printing method, a laminating method, etc., and then patterning using a photolithography technique, for example. It can be formed by forming the opening 11a at a position aligned with the electrode 2.

次いで、図2(c)に示すように、絶縁樹脂層11上に導電層12を形成する。その厚さは、例えば1〜20μmである。この導電層12を所定の領域に形成する方法は、特に限定されるものではないが、例えば以下に示す方法を用いることができる。   Next, as shown in FIG. 2C, a conductive layer 12 is formed on the insulating resin layer 11. The thickness is, for example, 1 to 20 μm. The method for forming the conductive layer 12 in a predetermined region is not particularly limited, but for example, the following method can be used.

ここで、導電層12を形成する好適な方法の一例について説明する。
まず、スパッタリング法等により、電解めっき用の薄いシード層(図示略)を絶縁樹脂層11上の全面または必要な領域に形成する。シード層は、例えばスパッタリング法により形成されたCu層およびCr層からなる積層体、またはCu層およびTi層からなる積層体である。また、無電解Cuめっき層でもよいし、蒸着法、塗布法または化学気相成長法(CVD)等により形成された金属薄膜層であってもよいし、上記の金属層形成方法を組み合わせてもよい。
Here, an example of a suitable method for forming the conductive layer 12 will be described.
First, a thin seed layer (not shown) for electrolytic plating is formed on the entire surface of the insulating resin layer 11 or a necessary region by sputtering or the like. The seed layer is, for example, a laminated body made of a Cu layer and a Cr layer formed by a sputtering method, or a laminated body made of a Cu layer and a Ti layer. Further, it may be an electroless Cu plating layer, a metal thin film layer formed by a vapor deposition method, a coating method, a chemical vapor deposition method (CVD), or the like, or a combination of the above metal layer forming methods. Good.

次に、シード層の上に、電解めっき用のレジスト膜(図示略)を形成する。このレジスト膜には導電層12の形成すべき領域に開口部を設け、該開口部において、前記シード層を露出させておく。レジスト膜は、例えば、フォトリソグラフィ技術によるパターニング、フィルムレジストをラミネートする方法、液体レジストを回転塗布する方法等により形成することができる。   Next, a resist film (not shown) for electrolytic plating is formed on the seed layer. The resist film is provided with an opening in a region where the conductive layer 12 is to be formed, and the seed layer is exposed in the opening. The resist film can be formed by, for example, patterning using a photolithography technique, a method of laminating a film resist, a method of spin-coating a liquid resist, or the like.

そして、前記レジスト膜をマスクとして露出したシード層上に、電解めっき法等により、Cu等から構成された導電層12を形成する。このように、所望の領域に導電層12が形成された後、不要なレジスト膜およびシード層はエッチングにより除去し、導電層12が形成された領域以外の部分では絶縁樹脂層11が露出されるようにする(図2(e)参照)。   Then, a conductive layer 12 made of Cu or the like is formed on the exposed seed layer using the resist film as a mask by an electrolytic plating method or the like. As described above, after the conductive layer 12 is formed in a desired region, unnecessary resist films and seed layers are removed by etching, and the insulating resin layer 11 is exposed in portions other than the region where the conductive layer 12 is formed. (See FIG. 2 (e)).

そして、図2(d)に示すように、導電層12上に、誘電体層13を形成する。その厚さは、上述したCu層の1〜2倍程度、具体的には1〜40μm程度である。
このような誘電体層13は、例えば上記樹脂からなる膜を例えば回転塗布法、印刷法、ラミネート法などによって形成することができる。
Then, as shown in FIG. 2D, a dielectric layer 13 is formed on the conductive layer 12. The thickness is about 1 to 2 times that of the Cu layer described above, specifically about 1 to 40 μm.
Such a dielectric layer 13 can be formed, for example, by a film made of the above resin by, for example, a spin coating method, a printing method, a laminating method, or the like.

その後、アンテナ特性や使用周波数を測定し、評価する。   Then, antenna characteristics and frequency used are measured and evaluated.

そして、図2(e)に示すように、アンテナ特性や使用周波数の測定結果に応じ、目標特性値からの乖離や特性周波数のシフトがみられるタグに対して、タグのアンテナ回路近傍の誘電体層13の厚みを局所的に変化させる。具体的には、誘電体層13の上面に局所的な凹部13aを形成する。これによりアンテナ特性や使用周波数を本来の設定値へと調整する。   Then, as shown in FIG. 2 (e), the dielectric near the antenna circuit of the tag with respect to the tag in which the deviation from the target characteristic value or the shift of the characteristic frequency is observed according to the measurement result of the antenna characteristic or the use frequency. The thickness of the layer 13 is locally changed. Specifically, a local recess 13 a is formed on the upper surface of the dielectric layer 13. As a result, the antenna characteristics and the operating frequency are adjusted to the original set values.

このような凹部13aは、装置の加工精度が配線幅以下までであれば、特性値の調整幅の観点より、非接触手段により形成されることが好ましい。これによりWL−CSPによる微細配線構造や下地のICを破壊することなく誘電体層13に凹部13aを形成することができる。   Such a recess 13a is preferably formed by non-contact means from the viewpoint of the adjustment range of the characteristic value if the processing accuracy of the apparatus is up to the wiring width or less. Thereby, the recess 13a can be formed in the dielectric layer 13 without destroying the fine wiring structure by WL-CSP and the underlying IC.

非接触手段としては特に限定されるものではなく、例えば、超音波、衝撃波、高周波、電磁場、光、赤外線、レーザー等様々な手法を使用することができる。例えばUV、CO、YAG、KrFエキシマ等のレーザーを用いて樹脂を加工する技術は半導体パッケージやプリント基板などの製造において広く使用されている。 The non-contact means is not particularly limited, and various methods such as ultrasonic waves, shock waves, high frequencies, electromagnetic fields, light, infrared rays, and lasers can be used. For example, a technique for processing a resin using a laser such as UV, CO 2 , YAG, or KrF excimer is widely used in the manufacture of semiconductor packages and printed boards.

このように凹部13aを形成することで、アンテナ特性や使用周波数を当初の設計通りに調整することが可能となる。また、調整の範囲により導電層が露出するまで誘電体層13を加工する必要が有る場合は、封止樹脂層に低誘電率の樹脂を用いて封止を行う必要がある。その場合は低誘電率の封止樹脂層の影響を考慮した加工をする必要がある。
また、初めよりアンテナ回路近傍の誘電体層13の厚さを変化させることを前提に、配線長を使用目的周波数における配線長より長く設計し、誘電体層形成の後に特性値や使用周波数を調整してもよい。
By forming the recess 13a in this way, it is possible to adjust the antenna characteristics and the operating frequency as originally designed. Further, when it is necessary to process the dielectric layer 13 until the conductive layer is exposed depending on the adjustment range, it is necessary to perform sealing using a resin having a low dielectric constant for the sealing resin layer. In that case, it is necessary to perform processing in consideration of the influence of the sealing resin layer having a low dielectric constant.
Also, assuming that the thickness of the dielectric layer 13 near the antenna circuit is changed from the beginning, the wiring length is designed to be longer than the wiring length at the intended frequency of use, and the characteristic values and the usage frequency are adjusted after the dielectric layer is formed. May be.

そして、図2(f)に示すように、誘電体層13上に、少なくとも前記凹部13aを満たすように、絶縁性の封止樹脂層14を形成する。その厚さは、例えば1〜30μmである。
このような封止樹脂層14は、例えば、感光性ポリイミド樹脂等の感光性樹脂をフォトリソグラフィ技術によりパターニングすることによって形成することができる。なお、封止樹脂層14の形成方法は、この方法に限定されるものではない。
Then, as shown in FIG. 2F, an insulating sealing resin layer 14 is formed on the dielectric layer 13 so as to fill at least the recess 13a. The thickness is, for example, 1 to 30 μm.
Such a sealing resin layer 14 can be formed, for example, by patterning a photosensitive resin such as a photosensitive polyimide resin by a photolithography technique. In addition, the formation method of the sealing resin layer 14 is not limited to this method.

以上のようにして得られる半導体装置は、アンテナ回路形成後に、アンテナ特性の測定結果に応じて、誘電体層13に局所的な凹部13aを形成しているので、アンテナ回路の波長短縮効果の割合を調整して、アンテナ特性の調整を行うことができる。その結果、この半導体装置は、当初の設計値通りのアンテナ特性を備えたものとなる。
このようにアンテナの微調整をすることで、不良品を動作可能とし、歩留まりを向上することができる。また、今後ICの小型化に伴ってアンテナ面積や構造も縮小し、プロセス精度の困難さが増したとしてもアンテナの動作を確立可能とすることができる。
Since the semiconductor device obtained as described above has the local recess 13a formed in the dielectric layer 13 according to the measurement result of the antenna characteristics after the antenna circuit is formed, the ratio of the wavelength shortening effect of the antenna circuit The antenna characteristics can be adjusted by adjusting. As a result, this semiconductor device has antenna characteristics as originally designed.
By finely adjusting the antenna in this way, defective products can be operated and yield can be improved. Further, the antenna area and structure will be reduced with the miniaturization of the IC in the future, and the operation of the antenna can be established even if the difficulty of process accuracy increases.

以上、本発明の半導体装置について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、誘電体層を構成する材料は誘電体材料に限定されるものではなく、1.5以上の比誘電率を持っており、なおかつ非接触で加工可能な材料であれば、例えば磁性材料等でもよい。
Although the semiconductor device of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the invention.
For example, the material constituting the dielectric layer is not limited to the dielectric material, and may be any material that has a relative dielectric constant of 1.5 or more and can be processed in a non-contact manner. But you can.

また、本発明はアンテナ特性や使用周波数の調整だけでなく、同構造を採用した受動素子(例えばインダクタ、キャパシタや抵抗素子)や、同構造を採用した受動素子を複数組み合わせた装置の特性値や使用周波数の調整にも用いることが可能である。   Further, the present invention not only adjusts antenna characteristics and operating frequencies, but also provides characteristic values of passive elements (for example, inductors, capacitors, and resistance elements) that employ the same structure, and devices that combine a plurality of passive elements that employ the structure. It can also be used to adjust the operating frequency.

また、図1では、半導体基板上のアンテナ回路1つに対応する部分のみを図示したが、本発明は、複数のアンテナ回路を備えた半導体装置に適用することもできる。また、図示しないが、本発明の半導体装置には、封止樹脂層14の上に、必要に応じて、バンプ等の外部への出力端子等の構造物を付加することができる。   1 illustrates only a portion corresponding to one antenna circuit on a semiconductor substrate, the present invention can also be applied to a semiconductor device including a plurality of antenna circuits. Although not shown, structures such as output terminals to the outside such as bumps can be added to the semiconductor device of the present invention on the sealing resin layer 14 as necessary.

本発明は、アンテナ回路を有する各種半導体装置、例えばRFID(Radio Frequency Identification)や無線LAN、積層チップ間データ伝送、等に適用できる。   The present invention can be applied to various semiconductor devices having an antenna circuit, such as RFID (Radio Frequency Identification), wireless LAN, and data transmission between stacked chips.

本発明の半導体装置の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the semiconductor device of this invention. 図1に示す半導体装置の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体基板、2 電極、3 パッシベーション膜、10 半導体装置、11 絶縁樹脂層、12 導電層、12a アンテナ回路、13 誘電体層、13a 凹部、14 封止樹脂層。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate, 2 Electrode, 3 Passivation film | membrane, 10 Semiconductor device, 11 Insulating resin layer, 12 Conductive layer, 12a Antenna circuit, 13 Dielectric layer, 13a Recessed part, 14 Sealing resin layer

Claims (5)

少なくとも一面に電極を備えた半導体基板と、
該基板の一面を覆うように設けられた絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層上に設けられ、前記電極と電気的に接続された導電部と、
前記導部および前記絶縁樹脂層を覆うように設けられた誘電体層と、を備えた半導体装置であって、
前記導電部の一部はアンテナ回路として機能する部位を構成し、前記誘電体層の少なくともアンテナ回路の近傍に、局所的な凹部が形成されていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate having electrodes on at least one surface;
An insulating resin layer provided to cover one surface of the substrate;
A conductive portion provided on the insulating resin layer and electrically connected to the electrode;
A dielectric layer provided so as to cover the conductive portion and the insulating resin layer,
A part of the conductive portion constitutes a portion that functions as an antenna circuit, and a local recess is formed at least in the vicinity of the antenna circuit of the dielectric layer.
前記誘電体層上に、少なくとも前記凹部を満たすように封止樹脂層が設けられていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a sealing resin layer is provided on the dielectric layer so as to fill at least the recess. 前記凹部は、前記誘電体層の上面に一様に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the recess is uniformly formed on an upper surface of the dielectric layer. 少なくとも一面に電極を備えた半導体基板の一面を覆うように絶縁樹脂層を形成する工程と、
前記絶縁樹脂層上に、前記電極と電気的に接続され、一部はアンテナ回路として機能する部位を構成する導電部を形成する工程と、
前記導電部および前記絶縁樹脂層を覆うように誘電体層を形成する工程と、
前記アンテナ回路のアンテナ特性を測定する工程と、
前記測定結果に応じて、前記誘電体層の少なくともアンテナ回路の近傍に、局所的な凹部を形成する工程と、を少なくとも備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming an insulating resin layer so as to cover one surface of a semiconductor substrate having electrodes on at least one surface;
On the insulating resin layer, a step of forming a conductive portion that is electrically connected to the electrode and part of the portion functions as an antenna circuit;
Forming a dielectric layer so as to cover the conductive portion and the insulating resin layer;
Measuring antenna characteristics of the antenna circuit;
Forming a local recess at least in the vicinity of the antenna circuit of the dielectric layer in accordance with the measurement result.
前記凹部の形成を、非接触手段によって行うことを特徴とする請求項4記載の半導体装置の製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the recess is formed by non-contact means.
JP2005364389A 2005-12-19 2005-12-19 Semiconductor device, and method of manufacturing same Withdrawn JP2007173270A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005364389A JP2007173270A (en) 2005-12-19 2005-12-19 Semiconductor device, and method of manufacturing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005364389A JP2007173270A (en) 2005-12-19 2005-12-19 Semiconductor device, and method of manufacturing same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007173270A true JP2007173270A (en) 2007-07-05

Family

ID=38299476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005364389A Withdrawn JP2007173270A (en) 2005-12-19 2005-12-19 Semiconductor device, and method of manufacturing same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007173270A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7280024B2 (en) Integrated transformer structure and method of fabrication
US9472859B2 (en) Integration of area efficient antennas for phased array or wafer scale array antenna applications
US7851918B2 (en) Three-dimensional package module
US7569924B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US6181278B1 (en) Antenna-integral high frequency circuit electromagnetically coupling feeder circuit connected to high frequency circuit to microstrip antenna via slot coupling hole
US8336786B2 (en) Wireless communication device and metal article
JP5592053B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4908899B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
TW200910556A (en) Method for connecting an electronic chip to a radiofrequency identification device
US9548265B2 (en) Chip package and manufacturing method thereof
JP2007180704A (en) Antenna element and method of manufacturing same
JP2008017421A (en) Semiconductor device
JP2005340658A (en) Transformer circuit, and method for manufacturing the same
CN106098666B (en) Wafer encapsulation body and its manufacturing method
JP2007189498A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2006041357A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP2007173270A (en) Semiconductor device, and method of manufacturing same
US9755313B2 (en) Chip antenna for near field communication and method of manufacturing the same
JP2006261297A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP2007180762A (en) Semiconductor device
JP2007129437A (en) Semiconductor device and its manufacturing process
JP2007165681A (en) Semiconductor device, and method of manufacturing same
JP2006295047A (en) Semiconductor device and electronic apparatus
JP2006237216A (en) Semiconductor device and semiconductor device assembly incorporating the same
JP2006332350A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20090303