DE1514871C - Verfahren zur Prüfung einzelner Bauelemente oder Schaltungsteile von einer oder mehreren integrierten Schaltung(en) - Google Patents
Verfahren zur Prüfung einzelner Bauelemente oder Schaltungsteile von einer oder mehreren integrierten Schaltung(en)Info
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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.
Claims (3)
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
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
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