JP2011085458A - Apparatus for inspection of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ICチップ上にアンテナが一体形成されている半導体装置の、検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus for a semiconductor device in which an antenna is integrally formed on an IC chip.
近年、ICチップと無線通信用のアンテナコイルを有し、このアンテナコイルによって信号の送受信を行う半導体モジュールが提案されている。このICモジュールはRF−ID(Radio Frequency IDentification systems)と呼ばれる無線認証システムで、ICチップによる高い情報処理能力を有し、また非接触で信号の読み取りや書き込みができる。このため近年ではアクセスコントロール、電子マネー、偽造防止技術や物流などの分野で普及が進んでいる。 In recent years, there has been proposed a semiconductor module that has an IC chip and an antenna coil for wireless communication, and transmits and receives signals using the antenna coil. This IC module is a wireless authentication system called RF-ID (Radio Frequency IDentification systems), has a high information processing capability by an IC chip, and can read and write signals without contact. For this reason, in recent years, it has spread in the fields of access control, electronic money, anti-counterfeiting technology and logistics.
このような半導体モジュールは、一般にICチップが設けられた絶縁基板上の同一面内に、リーダライタから受信した電波から電磁誘導によって動作電力を得るための外付けタイプの渦巻状アンテナコイルが形成されたものであり、カード型、タグ型、コイン型などがある。 In such a semiconductor module, an external type spiral antenna coil for obtaining operating power by electromagnetic induction from a radio wave received from a reader / writer is generally formed on the same surface on an insulating substrate provided with an IC chip. There are card type, tag type, coin type and so on.
このように、アンテナとICチップは別体であったために、従来の非接触ICカードを実装するときには、両者を電気的に接続しなければならなかった。しかし、微小なICチップの端子とアンテナの接続は技術的困難性を伴う上に、接続点には可撓性のあるカードの使用時に特に応力が加わり断線の原因となっていた。 As described above, since the antenna and the IC chip are separate, when a conventional non-contact IC card is mounted, both of them must be electrically connected. However, the connection between the terminal of the minute IC chip and the antenna is not only technically difficult, but also a stress is applied to the connection point particularly when a flexible card is used, causing disconnection.
上記の問題を解決するためと、またさらなる半導体モジュールの小型化、低価格化のため、電極が設けられたICチップ上の同一面内かつ直上に半導体プロセスを応用してアンテナコイルが形成されたオンチップ型アンテナが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to solve the above problems and to further reduce the size and cost of the semiconductor module, an antenna coil was formed by applying a semiconductor process in the same plane and directly above the IC chip provided with the electrodes. An on-chip antenna has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
このような従来の外付けアンテナ製の非接触ICカードは、ICチップとアンテナコイルが別々に製造され、カードに実装された後に互いに接続されていた。その後にタグ全体としての性能検査がなされることとなる。したがって従来の非接触ICカードはICチップとアンテナが接続された後にようやく検査ができるため、製造効率が悪かった。また、完成品の検査もタグを並べる手間などがかかり、非常に時間がかかる。
また、特許文献2にはオンチップアンテナに対応した検査評価方法が示されるが、ダイシング後にトレイ詰めされたチップを評価していることからトレイ詰めの時間がロスされることが問題となる。
In such a conventional non-contact IC card made of an external antenna, an IC chip and an antenna coil are separately manufactured and connected to each other after being mounted on the card. Thereafter, the performance inspection of the entire tag is performed. Therefore, since the conventional non-contact IC card can be inspected only after the IC chip and the antenna are connected, the manufacturing efficiency is poor. In addition, inspection of a finished product takes time and labor for arranging tags, which is very time consuming.
Further, Patent Document 2 discloses an inspection evaluation method corresponding to an on-chip antenna. However, since the chip packed in the tray after the dicing is evaluated, there is a problem that the time for tray packing is lost.
そこで本発明者らは、オンウエハでそのまま非接触検査する方法を検討した。しかし、オンウエハ検査系におけるステージがSUSなどの金属製であり、またダイシングされた状態でテープに貼られたウエハの吸着が、吸着孔を利用した構造の場合には、ステージが金属製であると、被検査チップの非動作といった現象が生じたり、また、信号の反射などによる隣接チップとの干渉などが発生することが確認された。
さらに、吸着孔が数百μm程度の径であると、ダイシング済みのチップがその孔の上に載った場合、チップが傾いてしまい、検査用のアンテナに接触する虞がある。
Therefore, the present inventors examined a method for performing non-contact inspection as it is on-wafer. However, if the stage in the on-wafer inspection system is made of metal such as SUS, and the wafer is attached to the tape in a diced state, the stage is made of metal. It has been confirmed that a phenomenon such as non-operation of the chip to be inspected or interference with adjacent chips due to signal reflection or the like occurs.
Furthermore, if the suction hole has a diameter of about several hundreds of micrometers, when a diced chip is placed on the hole, the chip may be tilted and contact the antenna for inspection.
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、オンチップアンテナからの信号の反射や、被検査チップの非動作といった現象が生じず、また、シート上のチップが傾いて検査用アンテナ基板(プローブカード)と接触するといったトラブルを防止することが可能な検査装置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 does not cause a phenomenon such as reflection of a signal from an on-chip antenna or non-operation of a chip to be inspected, and the chip on the sheet is tilted. An object of the present invention is to provide an inspection apparatus capable of preventing troubles such as contact with an inspection antenna board (probe card).
本発明の請求項1に記載の半導体装置の検査装置は、半導体ウエハの一面側にアンテナが配された半導体装置の検査装置であって、絶縁基板上に形成された前記半導体装置側のアンテナと非接触で信号の送受信が可能な検査用アンテナと、前記検査用アンテナに対向する位置に配されたステージと、前記ステージ上に配され、ダイシングされた前記半導体装置が貼られたシートと、前記シートに貼られた前記半導体装置を、前記ステージ上に吸着固定する吸引手段と、を備え、前記ステージが、ポーラス状の非磁性材料からなること、を特徴とする。 A semiconductor device inspection apparatus according to a first aspect of the present invention is a semiconductor device inspection apparatus in which an antenna is disposed on one surface side of a semiconductor wafer, the semiconductor device-side antenna formed on an insulating substrate; An inspection antenna capable of transmitting and receiving signals in a non-contact manner, a stage disposed at a position facing the inspection antenna, a sheet disposed on the stage and having the diced semiconductor device attached thereto, A suction means for sucking and fixing the semiconductor device attached to a sheet on the stage, and the stage is made of a porous nonmagnetic material.
本発明の検査装置では、ステージをポーラス状の非磁性材料(たとえば、多孔質セラミック)から構成することで、オンチップアンテナからの信号がステージにて反射することもなく、被検査チップの非動作といった現象を防止することができる。また、本発明では、ミクロンサイズの気孔径のポーラス状の非磁性材料を用いることで、シート上のチップが傾いて検査用アンテナ基板と接触するといったトラブルの発生を防止できる。 In the inspection apparatus of the present invention, the stage is made of a porous nonmagnetic material (for example, porous ceramic), so that the signal from the on-chip antenna is not reflected on the stage, and the inspected chip does not operate. Such a phenomenon can be prevented. Further, in the present invention, the use of a porous nonmagnetic material having a micron-sized pore diameter can prevent the occurrence of trouble such that the chip on the sheet is inclined and contacts the antenna substrate for inspection.
以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図1は、本発明で用いられる検査用アンテナの一例を模式的に示す説明図である。図2は、本発明の検査装置の一形態例およびそれを用いた検査方法の一例を模式的に示す説明図である。
The present invention will be described below with reference to the drawings based on the best mode.
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing an example of an inspection antenna used in the present invention. FIG. 2 is an explanatory view schematically showing an example of an inspection apparatus according to the present invention and an example of an inspection method using the inspection apparatus.
本発明に係る半導体装置の検査装置20は、半導体ウエハの一面側にアンテナが配された半導体装置3の検査装置であって、絶縁基板21上に形成された半導体装置3側のアンテナと非接触で信号の送受信が可能な検査用アンテナ10と、検査用アンテナ10に対向する位置に配されたステージ30と、ステージ30上に配され、ダイシングされた半導体装置3が貼られたシート31と、シート31に貼られた半導体装置3を、ステージ30上に吸着固定する吸引手段32と、を備え、ステージ30が、ポーラス状の非磁性材料からなること、を特徴とする。
この検査装置20では、ステージ30をポーラス状の非磁性材料から構成することにより、オンチップアンテナからの信号が反射することもなく、被検査チップの不動作といった現象を防止することができる。また、本発明では、ミクロンサイズの気孔径のポーラス状の非磁性材料を用いることで、シート31上のチップが傾いて検査用アンテナ基板と接触するといったトラブルの発生を防止することができる。
A semiconductor
In the
図1および図2に示すように、本形態例の検査装置20は、絶縁基板21上に検査用アンテナ10が配列されている。
検査用アンテナ10の絶縁基板21の一方の面21aにはアンテナパターン11が形成されている。アンテナパターン11は、被測定物であるウエハ状態のアンテナ(以下「オンチップアンテナ」という。)1と非接触で信号の送受信が可能な距離で、オンチップアンテナ1に対向する位置に配置される。アンテナパターン11とオンチップアンテナ1との距離は、オンチップアンテナ1の仕様や使用状況などに合わせ任意の距離でよいが、例えば0.1〜5mmである。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the
An
本形態例の検査装置20の場合、図1に示すように、検査用アンテナ10のアンテナパターン11は、ループアンテナ形状をなしている。そのループアンテナの内径が、検査されるオンチップアンテナに隣接するオンチップアンテナとの干渉を回避するため、検査されるオンチップアンテナと同程度のサイズであることが好ましい。
なお、検査用アンテナ10のアンテナ形状は、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、ループアンテナ、スロットアンテナ、マイクロストリップアンテナなど当業界で周知のアンテナを適用することができる。いずれの場合も、検査されるオンチップアンテナと同程度のサイズであることが好ましい。
In the case of the
As the antenna shape of the
図1に示すように、絶縁基板21の他方の面21bには配線14が形成されている。この配線14は、絶縁基板21をその厚さ方向に貫通するスルーホール12に設けられたビア13を介してアンテナパターン11に導通されている。配線14には、所望の共振周波数を得るために、端子15a,15bがそれぞれアンテナパターン11の両端と導通するように、コンデンサ15が接続されている。コンデンサ15は、例えばチップコンデンサや可変容量コンデンサ等が挙げられる。可変容量コンデンサは、共振周波数の調整が容易になるので好ましい。コンデンサ15は、各アンテナパターン11に対し、少なくとも1個ずつ設けることが好ましい。1つのアンテナパターン11の共振周波数の調整に複数個のコンデンサを用いても構わない。
As shown in FIG. 1,
配線14は、接続配線として絶縁基板21の外周部まで延長されている。接続配線の端にはコネクタ接続部17が設けられている。図2に示すように、コネクタ接続部は、同軸ケーブル等のケーブル18により、リーダライタ装置や制御PC(プログラマブルコントローラ)などに接続されている。
The
本形態例の検査装置は、絶縁基板21に銅等の導体でアンテナパターン11や配線14が形成されたものである。この検査装置を製造するための材料としては、絶縁基板の両面に銅箔が積層された両面銅貼り基板が挙げられる。
絶縁基板としては、ガラスエポキシ樹脂製のFR4基板のように、樹脂、ガラス、セラミック等の絶縁体からなる基板が挙げられる。
In the inspection apparatus of this embodiment, the
Examples of the insulating substrate include a substrate made of an insulator such as resin, glass, or ceramic, such as an FR4 substrate made of glass epoxy resin.
アンテナや配線等の導体パターンを形成する方法は、銅箔等のエッチングで導体パターンを形成する方法、めっきや蒸着等で導体層を形成する方法、導電性ペーストを印刷する方法等が挙げられる。導体には、銅(銅箔や銅めっきなど)、銀、アルミニウムなど適宜の導体が使用でき、特に限定されるものではない。
本形態例の検査装置20の場合、あらかじめ両面に銅箔等の金属層が積層された基板を用い、不要な部分をエッチング等で除去する方法であると、導体層形成のコストを低減でき、好ましい。
Examples of a method for forming a conductor pattern such as an antenna or wiring include a method of forming a conductor pattern by etching copper foil, a method of forming a conductor layer by plating or vapor deposition, and a method of printing a conductive paste. As the conductor, an appropriate conductor such as copper (copper foil or copper plating), silver, aluminum or the like can be used, and the conductor is not particularly limited.
In the case of the
また、本発明の半導体装置の検査装置20は、前記検査用アンテナ10に対向する位置に配されたステージ30と、前記ステージ上に配され、ダイシングされた前記半導体装置3が貼られたシート31と、前記シート31に貼られた前記半導体装置3を、前記ステージ上に吸着固定する吸引手段32と、を備える。
The semiconductor
半導体ウエハ2は、例えばシリコン(Si)ウエハであり、各アンテナを介して送受信される情報を処理するため、IC素子が形成されている。
半導体装置3は、半導体ウエハ2の一面側にアンテナ1が形成されたものであり、半導体ウエハ2はダイシングされることにより、複数個のオンチップアンテナ(ICチップ上に形成されたアンテナ)とされ、シート31上に複数、並べられて貼り付けられている。
The semiconductor wafer 2 is, for example, a silicon (Si) wafer, and an IC element is formed to process information transmitted / received via each antenna.
The semiconductor device 3 has an antenna 1 formed on one surface side of a semiconductor wafer 2, and the semiconductor wafer 2 is diced into a plurality of on-chip antennas (antennas formed on an IC chip). A plurality of sheets are arranged and pasted on the
複数の半導体装置3が貼られたシート31は、半導体装置3の重みでたるまないようにステージ30上に配されている。
また、シート31に貼られた半導体装置3は、吸引手段32により、ステージ30上に吸着固定されている。これにより、半導体装置3が貼られたシート31を、浮き上がったりすることなく、ステージ30上に平らに固定することができる。
The
Further, the semiconductor device 3 attached to the
そして本発明の検査装置20においては、前記ステージ30が、ポーラス状の非磁性材料からなること、を特徴とする。
本発明では、ステージ30をポーラス状の非磁性材料(たとえば、多孔質セラミック)から構成することで、オンチップアンテナからの信号が反射することもなく、被検査チップの非動作といった現象を防止することができる。
And in the
In the present invention, the
また、ポーラス状の非磁性材料は、ミクロンサイズの気孔径を有することが好ましい。ポーラス状の非磁性材料として、たとえば、ミクロンサイズの気孔径の多孔質セラミック、多孔質ガラス等を用いることで、シート31上の半導体装置3が、従来設けられていた吸着孔に落ち込んで傾き、検査用アンテナ基板と接触するといったトラブルの発生を防止することができる。ポーラス状の非磁性材料がミクロンサイズの気孔径を有することで、シート31に貼られた半導体装置3をステージ30上に吸着することができるとともに、孔が小さいため、半導体装置3が孔に落ち込むこともない。
The porous nonmagnetic material preferably has a micron-sized pore size. As porous non-magnetic material, the slope for example, using a pore size of micron-sized porous ceramic, a porous glass, a semiconductor device 3 on the
次に、このような検査装置20を用いた、半導体装置の検査方法について説明する。
本形態例の検査装置20を用いたオンチップアンテナの検査方法は、図2に示すように、多孔質セラミックにて作製されたステージ30上に、ダイシングされた状態でシート31に貼られた、オンチップアンテナ1の形成された半導体装置3を置き、オンチップアンテナ1に対向する位置に検査用アンテナ10を配置する。オンチップアンテナ1と検査用アンテナ10の距離はオンチップアンテナのアプリケーションや使用状況に合わせ任意の距離で検査してよいが、例えば0.1mm〜5mm程度である。
Next, a semiconductor device inspection method using such an
As shown in FIG. 2, the inspection method of the on-chip antenna using the
ダイシングされたオンチップアンテナ1を、複数個シート31に貼り付けた状態でステージ30上に置き、吸引手段32によりステージ30上に吸着固定する。そしてオンチップアンテナ1に対向する位置に検査装置20のアンテナパターン11を配置して、非接触でオンチップアンテナ1との送受信を行うものである。
検査時に不良判定されたオンチップアンテナは、シート31上における位置を記録するなどして後に除去することができる。
The diced on-chip antenna 1 is placed on the
The on-chip antenna determined to be defective at the time of inspection can be removed later by recording the position on the
特に本発明では、ステージ30が多孔質セラミックから構成されているので、オンチップアンテナからの信号が反射することもなく、被検査チップの非動作といった現象を防止することができる。また、本発明では、ミクロンサイズの気孔径の多孔質セラミックを用いることで、シート31上のチップが傾いて検査用アンテナ基板と接触するといったトラブルの発生を防止することができる。
Particularly in the present invention, since the
以上、本発明の、半導体装置の検査装置について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The semiconductor device inspection apparatus according to the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
本発明は、ICチップ上にアンテナが一体形成されている半導体装置の検査装置に適用可能である。 The present invention is applicable to a semiconductor device inspection apparatus in which an antenna is integrally formed on an IC chip.
1 オンチップアンテナ、3 半導体装置、10 検査用アンテナ、11 アンテナパターン、12 スルーホール、13 ビア、14 配線、15 コンデンサ、20 検査装置、21 絶縁基板、30 ステージ、31 シート、32 吸引手段。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 On-chip antenna, 3 Semiconductor device, 10 Inspection antenna, 11 Antenna pattern, 12 Through hole, 13 Via, 14 Wiring, 15 Capacitor, 20 Inspection apparatus, 21 Insulating substrate, 30 Stage, 31 Sheet, 32 Suction means.
Claims (1)
絶縁基板上に形成された前記半導体装置側のアンテナと非接触で信号の送受信が可能な検査用アンテナと、
前記検査用アンテナに対向する位置に配されたステージと、
前記ステージ上に配され、ダイシングされた前記半導体装置が貼られたシートと、
前記シートに貼られた前記半導体装置を、前記ステージ上に吸着固定する吸引手段と、を備え、
前記ステージが、ポーラス状の非磁性材料からなることを特徴とする半導体装置の検査装置。 An inspection apparatus for a semiconductor device in which an antenna is arranged on one side of a semiconductor wafer,
An inspection antenna capable of transmitting and receiving signals without contact with the antenna on the semiconductor device side formed on an insulating substrate;
A stage disposed at a position facing the inspection antenna;
A sheet on which the semiconductor device disposed on the stage and diced is attached;
A suction means for adsorbing and fixing the semiconductor device attached to the sheet on the stage;
An inspection apparatus for a semiconductor device, wherein the stage is made of a porous nonmagnetic material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009237676A JP2011085458A (en) | 2009-10-14 | 2009-10-14 | Apparatus for inspection of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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