DE1514871C - Verfahren zur Prüfung einzelner Bauelemente oder Schaltungsteile von einer oder mehreren integrierten Schaltung(en) - Google Patents

Description

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untersucht werden können, die in den benachbarten miteinander elektrisch leitend verbunden sind. Man Schaltungen auf der Halbleiterscheibe Bestandteil der kann erfindungsgemäß auch so vorgehen, daß bei integrierten Schaltung sind. Die für die Halbleiter- dem einen Element 31 alle Kontaktstellen der Bauscheibe vorgesehene Verschaltungs- und Kontaktie- elemente an aufgebrachte, leicht zugängliche Anrungsmaske, mit deren Hilfe gleichzeitig eine große 5 schlußflächen geführt werden, während bei dem zwei-Zahl gleicher integrierter Schaltungen auf der Halb- ten Element 31 ein Teil der Bauelemente, 'gemäß' der leiterscheibe fertiggestellt wird, ist nun vorteilhaft so Schaltung nach Fig. 1, miteinander verbunden sind, ausgebildet, daß eine oder wenige Schaltungen als In den weiteren Figuren wird nur noch ein Muster-Kontrollschaltungen dienen, mit deren Hilfe Fehler- element gezeigt, wobei die Fig. 3 und 4 die Herquellen ermittelt werden können. So kann bei einer io stellung der einzelnen Bauelemente für die vorgedieser Kontrollschaltungen beispielsweise nur ein sehene integrierte Schaltung erläutern sollen, wäh-Teil der Bauelemente zu Schaltungsteilen miteinander rend die Fig. 5 die fertige Schaltung nach Fig. 1 elektrisch verbunden werden, bei einer anderen eines Elementes32 und Fig. 6 ein unverschaltetes Kontrollschaltung auf der Halbleiterscheibe werden Kontrollelement 31 zeigt.

beispielsweise alle Bauelemente mit ihren Kontakt- 15 In F i g. 3 ist ein Schaltungselement nach den ersten stellen über Leiterbahnen zu metallischen Anschluß- zwei aufeinanderfolgenden Diffusionsprozessen darflächen geführt, oder nur einzelne Bauelemente wer- gestellt. Für jeden Diffusionsprozeß muß zuvor eine den zur Stichprobenkontrolle mit Anschlüssen entsprechende Maske auf der Halbleiterscheibe herversehen, gestellt werden. So wird in eine Halbleiterscheibe

Um solche Kontrollelemente auf der Halbleiter- 20 vom ersten Leitungstyp die Zone 16 vom zweiten scheibe zu erhalten, muß eine entsprechend ausge- Leitungstyp zur Isolierung der später einzubringenbildete Maske gefertigt werden. Bei der Herstellung den Bauelemente eindiffundiert. In die von der von Masken geht man allgemein so vor, daß zu- Zone 16 gebildeten, voneinander isolierten »Boxen« nächst die Mustermaske für nur eine einzige Schal- 17 vom ersten Leitungstyp, die sowohl bei der Hertung im großen Maßstab aufgezeichnet wird. Aus 25 stellung der Transistoren als auch bei den Dioden dieser großformatigen Einzelzeichnung stellt man die als Kollektorzonen dienen, werden durch die Fen-Gesamtmaske für die Halbleiterscheibe dadurch her, ster der zugehörigen Diffusionsmaske die Basisdaß man nach dem sogenannten Step-and-Repeat- zone 18 eindiffundiert. Bei diesem Diffusionsprozeß Verfahren diese Zeichnung stark verkleinert und werden auch gleich die Widerstände 11 und 11 α mit wiederholt ablichtet. Dazu wird bei jeder Verschie- 30 eindiffundiert.

bung der Kamera um die Größe eines Schaltungs- Die Fig. 4 zeigt das Halbleiterelement nach zwei elements das gleiche Bild jeweils erneut abgelichtet. weiteren Diffusionsprozessen. Zunächst wurden in die Wiederholt man dieses Verfahren Schritt um Schritt Basiszonen 18 die Emitterzonen 19 eingebracht. Die und Reihe um Reihe, so erhält man am Ende ein danach auf der Halbleiterscheibe aufgebrachte Maske zusammenhängendes Bild der für die gesamte Halb- ₃₅ dient als erste Kontaktierungsmaske, die solche Fenleiterscheibe vorgesehenen Maske. Um nun Kontroll- ster enthält, daß der Transistor 13 (F i g. 1) einen elemente auf der Halbleiterscheibe zu erhalten, ist Emitterkontakt 20, einen Basiskontakt 21 und einen es nur erforderlich, für diese Kontrollelemente Kollektorkontakt 22 erhält. Aus den restlichen Trangleichfalls großformatige Zeichnungen der zugehöri- sistoren auf dem Halbleiterelement werden dadurch gen Kontaktierungsmasken herzustellen, die dann 40 Dioden gebildet, daß man die Emitterzonen mit bei der Maskenherstellung nach dem erwähnten Kontaktstellen versieht und durch andere Kontakt-Step-and-Repeat-Verfahren an den dazu vorge- stellen die Basis- und Kollektorzonen kurzschließt, sehenen Stellen gegen die eigentliche Zeichnung der So erhalten die hintereinanderzuschaltenden Di-Mustermaske im Belichtungsgerät ausgetauscht öden 9 und 10 (Fig. 1) die Kontaktstellen 23, 24, werden. 45 25 und 26. Die Dioden 1, 2, 3 und 4 werden auf die

Auf diese Weise erhält man unter den zahlreichen gleiche Weise mit den Kontaktstellen 27 und Πα,

integrierten Schaltungen auf der Halbleiterscheibe 27 b, 27 c und 27 d versehen. Die Widerstände 11

einzelne Kontrollelemente, die einerseits zur Über- und 11a erhalten die Kontaktstellen 28 α, 28 b, 28 c

prüfung aller Herstellungsschritte der integrierten und 28 d.

Schaltung dienen und andererseits auch als Markie- 50 In Fig. 5 wird ein Element32 mit einer fertigen rungsstellen beispielsweise zur Orientierung bei Schaltung nach F i g. 1 gezeigt. Die einzelnen Bau-Justierprozessen vorteilhaft verwendet werden elemente wurden gemäß der vorgesehenen Schaltung können. durch Leiterbahnen miteinander verbunden. Die

Die Erfindung soll an Hand der F i g. 1 bis 6 an Kontaktstellen, die als Schaltungsanschlüsse vorge-

einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. 55 sehen sind, werden mittels Leiterbahnen zu ver-

Fig. 1 zeigt eine Schaltung, die in integrierter gleichsweise großen Anschlußflächen geführt. So

Form in großer Stückzahl aus einer Halbleiter- zeigt F i g. 5 die auch in F i g. 1 angedeuteten An-

scheibe hergestellt werden soll. Die Schaltung, ein schlußflächen 5, 6, 7, 8, 12, 14 und 15, ferner die

verhältnismäßig einfaches Ausführungsbeispiel, be- die Bauelemente verbindenden Leiterbahnen 29.

steht aus sechs Dioden, 1,2,3,4,9 und 10, aus einem 60 Diese Leiterbahnen und Kontaktflächen werden in

Transistor 13, zwei Widerständen 11 und 11a und einem letzten Fertigungsschritt mit einer Maske,

aus den Anschlüssen 5, 6, 7, 8, 12, 14 und 15. In beispielsweise einer Metallmaske aufgebracht, wobei

F i g. 2 ist eine Halbleiterscheibe 30 skizziert, aus der die Maske Fenster enthält, durch die die Leiterbah-

eine große Anzahl gleicher Schaltungen nach F i g. 1 nen und Kontaktflächen aufgedampft werden können,

auf den Elementen 32 hergestellt werden sollen. Nur 65 Die Kontaktierungsmaske, die zur Herstellung der

zwei Elemente 31 sollen als Kontrollelemente dienen, Leiterbahnen und Anschlußflächen verwendet wird,

bei denen die einzelnen Bauelemente in der Schal- besteht aus einer großen Anzahl aneinandergereihter

tung entweder überhaupt nicht oder nur teilweise Einzelmasken, da aus der Halbleiterscheibe 30

(F i g. 2) viele gleichartige integrierte Schaltungen gefertigt werden sollen. Nur an zwei Stellen enthält diese Gesamtmaske zur Herstellung der Kontrollelemente 31 andere Einzelmasken.

Die F i g. 6 zeigt ein solches Kontrollelement 31 im fertigen Zustand. Es wurden bei fast allen Bauelementen für die vorgesehene Schaltung die Kontaktstellen mittels Leiterbahnen mit den großflächigen Anschlußflächen verbunden, während keines der Bauelemente mit einem anderen elektrisch leitend verbunden wurde. So sind die Elektroden des Transistors mit den Anschlußflächen 15, 33 und 41 verbunden worden; die zur Hintereinanderschaltung vorgesehenen Dioden werden mit Anschlußflächen 34 und 35 bzw. 36 und 37, drei der restlichen Dioden mit Anschlußflächen 5, 6, 7 und 38 verbunden. Auch die Kontaktstellen des einen Widerstandes 11 α werden zu Anschlußflächen 39 und 40 geführt. So erlaubt das in F i g. 6 gezeigte Kontrollelement eine Überprüfung des Transistors 13 der Dioden 1, 2, 3, 9 und 10 und des Widerstandes 11a (Fig. 1). Zur Herstellung des Kontrollelements muß also die Kontaktierungsmaske an den Stellen dieser Elemente 31 im Gegensatz zur Maske an den Stellen für die Elemente 32 so ausgebildet sein, daß die Bauelemente unverbunden bleiben und dafür möglichst viele Kontaktstellen der Bauelemente mit zugänglichen Anschlußflächen mittels Leitbahnen verbunden werden.

Wenn also die aus der Halbleiterscheibe 30 (F i g. 2) gefertigten integrierten Schaltungselemente 32 nicht allen Erwartungen und Anforderungen entsprechen, so läßt sich an Hand des Kontrollelements 31 in Fig. 6 nachprüfen, ob eines der Bauelemente der integrierten Schaltung nicht die vorausgesetzten Meßwerte aufweist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 einzelne Bauelemente oder Schaltungsteile auf ihre Patentansprüche: Funktion überprüft werden können. Bei der Herstellung von integrierten Schaltungen

1. Verfahren zur Prüfung einzelner Bau- auf einer Halbleiterscheibe sind zahlreiche Difelemente oder Schaltungsteile von einer oder 5 fusions- und Maskierungsprozesse erforderlich. So mehreren integrierten Schaltung(en) aus einer wird z. B. eine Halbleiterscheibe zunächst mit einer Vielzahl von integrierten Schaltungen, die nach Oxydschicht versehen, in der mit Hilfe der Phptoder Scheibentechnik aus einer gemeinsamen maskentechnik Diffusionsfenster zum Einbringen der Halbleiterscheibe unter mehrmaliger Anwendung Kollektorzonen geöffnet werden. Dabei ist es durchder Maskentechnik hergestellt werden, da- io aus üblich, daß für jede integrierte Schaltung durch gekennzeichnet, daß die Bau- mehrere Diffusionsfenster erforderlich sind, da elemente (13, 1, 2, 3,9, 10, lla) der integrierten integrierte Schaltungen oft eine Vielzahl von Tran-Schaltung untereinander mit Hilfe einer Maske sistoren und Dioden enthalten. Nach dem Eindiffunverbunden werden, die einzelne Bauelemente dieren der Kollektorzonen wird die Halbleiteroder Schaltungsteile von einer oder mehreren 15 scheibe wiederum mit einer Oxydschicht versehen, in integrierten Schaltung(en) unverbunden läßt und der erneut Diffusionsfenster zur Eindiffusion der statt dessen an diesen Stellen so ausgebildet ist, Basiszonen geöffnet werden müssen. Zum Einbringen

. daß die einzelnen Bauelemente (13, 1, 2, 3, 9, der Emitterzonen in die Basiszonen wird der be-10, Ua) oder Schaltungsteile mit zu Anschluß- schriebene Vorgang nochmals wiederholt. Gleichflächen (5, 6,7,15, 33, 34, 35, 36, 37, 38,39, 40) 20 zeitig mit den Transistoren werden auch eventuell führenden Leiterbahnen versehen werden, so daß erforderliche Dioden, Halbleiter-Widerstände oder an dem (den) so entstandenen Kontroll- Kapazitäten in. die Halbleiterscheibe eingebracht. In element(en) (31) einzelne Bauelemente oder der wiederum mit einer Oxydschicht versehenen Schaltungsteile auf ihre Funktion überprüft wer- Halbleiterscheibe werden anschließend Kontaktieden können. 35 rungsfenster zur Kontaktierung der einzelnen Bau-

2. Verfahren zur Herstellung einer Maske elemente geöffnet. Auf die großen Flächen der nach Anspruch 1, mit deren Hilfe eine Vielzahl Oxydschicht können — falls erforderlich — noch von integrierten Schaltungen aus einer gemein- weitere Bauelemente aufgedampft werden. Eine letzte samen Halbleiterscheibe gefertigt werden, da- Maske dient dazu — dabei kann es sich um eine durch gekennzeichnet, daß diese Maske durch 30 Metall- oder um eine Photolackmaske handeln —, wiederholtes Verschieben und Ablichten einer die einzelnen Bauelemente schaltungsgemäß mitfür eine einzelne integrierte Schaltung vorge- einander zu verknüpfen. Zu diesem Zweck muß diese sehenen Mustermaske erzeugt wird und daß Maske so ausgebildet sein, daß die Bauelemente diese Mustermaske an den dafür vorgesehenen durch Leiterbahnen miteinander verbunden und die Stellen durch eine andere Mustermaske ersetzt 35 Kontaktstellen der Schaltung mittels Leiterbahnen zu wird, die so ausgebildet ist, daß mit ihrer Hilfe zugänglichen metallischen Anschlußflächen geführt die vorgesehenen Kontrollelemente auf der Halb- werden.

leiterscheibe hergestellt werden. Die fertige Schaltung kann nun auf ihre vorge-

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet schriebene Funktion geprüft werden. Wenn die durch die Verwendung der Konfrollelemente als 40 Schaltung ihre vorgeschriebene Funktion nicht oder Markierungsstellen auf der Halbleiterscheibe. nur teilweise erfüllt, läßt sich in der Regel an der

fertigen Schaltung die Fehlerursache nicht mehr ermitteln. So läßt sich nicht feststellen, ob Zonen der

Transistoren oder Dioden durchdiffundiert wurden,

45 ob bei der Verknüpfung der Bauelemente Fehler auftraten oder ob verschiedene Mangel bzw. Meßwert-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung abweichungen der Bauelemente durch ihr Zueinzelner Bauelemente oder von Schaltungsteilen von sammenwirken zur Unbrauchbarkeit der Schaltung einer oder mehreren integrierten Schaltung(en) aus führen.

einer Vielzahl von integrierten Schaltungen, die nach 50 Um wenigstens feststellen zu können, ob die der Scheibentechnik aus einer gemeinsamen Halb- Transistoren die für die Schaltung vorausgesetzten leiterscheibe unter mehrmaliger Anwendung der Meßwerte aufweisen, ist bereits ein Verfahren be-Maskentechnik hergestellt werden. kanntgeworden, bei dem neben der eigentlichen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltung ein Prüf- oder Testelement — beispiels-Verfahren anzugeben, mit dem auf eine einfache und 55 weise ein Transistor — eingebracht wird. Dieses zuverlässige Weise die einzelnen Bauelemente bzw. Prüfelement, das in keiner Schaltung auf der Halb-Schaltungsteile einer integrierten Schaltung auf ihre leiterscheibe Bestandteil der vorgesehenen Schaltung Funktionsfähigkeit überprüft werden können. Zur ist, dient nur dazu, um nachprüfen zu können, ob die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorge- Diffusionsprozesse in der vorgesehenen Weise abgeschlagen, daß die Bauelemente der integrierten 60 laufen sind, und um wenigstens mit hinreichender Schaltung untereinander mit Hilfe einer Maske ver- Genauigkeit eine Aussage über die Meßwerte der in bunden werden, die einzelne Bauelemente oder der Schaltung eingebauten Transistoren machen zu Schaltungsteile von einer oder mehreren integrierten können. Dieses Prüfelement erlaubt jedoch keine Schaltung(en) unverbunden läßt und statt dessen an Beurteilung der anderen Schaltungsteile, wie auch diesen Stellen so ausgebildet ist, daß die einzelnen 65 das Zusammenwirken der einzelnen Bauelemente in Bauelemente oder Schaltungsteile mit zu Anschluß- der Schaltung nicht beurteilt werden kann,
flächen führenden Leiterbahnen versehen werden, so Demgegenüber hat die Erfindung den wesentdaß an dem (den) so entstandenen Kontrollelement(en) liehen Vorteil, daß Bauelemente bzw. Schaltungsteile