DE2418906A1

DE2418906A1 - Verfahren zur verbindung der in einer halbleiterscheibe erzeugten schaltungskreise

Info

Publication number: DE2418906A1
Application number: DE2418906A
Authority: DE
Inventors: Barry Bennett
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1973-04-30
Filing date: 1974-04-19
Publication date: 1974-12-12
Also published as: FR2227637B1; BE814300A; IT1004290B; DE2418906C3; FR2227637A1; JPS5016485A; US3861023A; JPS5330592B2; NL160986B; GB1444193A; NL160986C; NL7405791A; DE2418906B2

Description

Anmelderin: Stuttgart, den 16. April 1974·

Hughes Aircraft Company P 2866 S/kg

Centinela Avenue and

Teale Street

Gulver City, Calif., V.St.A.

Verfahren zur Verbindung der in einer Halbleiterscheibe erzeugten Schaltungskreise

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbindung der in einer Halbleiterscheibe erzeugten Schaltungskreise zu einer integrierten Schaltungsanordnung bestimmter Funktion.

409850/0739

Es ist in der Halbleitertechnik bekannt, in einem einzigen Körper aus Halbleitermaterial, der als Halbleiterscheibe bezeichnet wird, eine Vielzahl von Schaltungskreisen in einer oder mehreren vorbestimmten Gruppierungen anzuordnen, Jeder Kreis kann beispielsweise eine Anzahl aktiver und passiver elektronischer oder elektrischer Schaltungselemente umfassen, die miteinander elektrisch verbunden sind, so daß der Kreis in spezifischer V/eise arbeitet, beispielsweise als digitaler Addierer oder als Verknüpfungsglied. Die Verbindungen zu diesen Kreisen werden gewöhnlich durch Leiter oder Leitungen hergestellt, die zu ausgewählten aktiven und passiven Komponenten führen, die in der Metallisation jedes Kreises gebildet sind» Die Enden dieser Leitungen, an denen gewöhnlich Verbindungen hergestellt werden, weisen allgemein eine vergrößerte Anschlußfläche auf, die im folgenden auch kurz als "Anschluß" bezeichnet wird.

Bei typischen Anordnungen kann in einer Halbleiterscheibe von etwa 38 nim Durchmesser etwa 4-00 diskrete Kreise vorhanden sein, von denen 75 "bis 300 als gut oder sonstwie brauchbar oder betriebsfähig bezeichnet werden können· Die guten Kreise erscheinen gewöhnlich in einem unvorhersehbaren Muster und können innerhalb der Anordnung Anhäufungen "bilden. Weiterhin sind die einzelnen Kreise relativ klein und dicht beieinander angeordnet. Beispielsweise

2 kann jeder K_reis eine Fläche von 1,5 x 1,5 n^ bedecken und möglicherweise bis zu 14 und mehr Anschlüsse aufweisen.

409850/0739

Bisher war es schwierig, die guten Kreise einer Gruppe mit anderen guten Kreisen zu verbinden. Diese Schwierigkeit würde selbst dann noch bestehen, wenn die Ausbeute an guten Kreisen sich 100 % näherte_o Weiterhin wurden Verbindungsschwierigkeiten selbst bei einer Ausbeute von 100 °/a existieren, wenn funktionell unterschiedliche Kreise auf einer Halbleiterscheibe vermischt und an verschiedenen Stellen der Gruppe angeordnet sind oder bei verschiedenen Chargen unterschiedliche Stellungen ein— nehmen. Es existiert jedoch das kombinierte Problem, das sich bei der Verbindung von Kreisen in Gruppen mit einer Ausbeute von weniger als 100 % ergibt, bei der funktionell unterschiedliche Kreise in der gleichen Gruppe vermischt sind, oder auch wo die Größe der Kreise innerhalb der Gruppe von Halbleiterscheibe zu Halbleiterscheibe wechselt.

Es sind verschiedene Techniken bekannt, um Verbindungen zwischen integrierten Kreisen auf einer einzelnen Halbleiterscheibe herzustellen.) Eine Technik besteht darin, eine Gruppe auf gute Kreise zu prüfen. Dann wird eine Lage aus isolierendem Material auf die Gruppe aufgebracht, die Durchlässe nur zu den Anschlüssen ausgewählter guter Kreise aufweist» Danach werden abwechselnd Schichten mit Leitungen oder Leitern und Schichten aus isolierendem Material mit Durchlässen oder Öffnungen auf der Halbleiterscheibe gebildet» Die Durchlässe verbinden die Anschlüsse guter Kreise mit den Schichten der Verbindungsleitungen, die auf jeder Halbleiterscheibe gebildet werden. Da das Muster der guten Kreise sich von Halbleiterscheibe zu Halbleiterscheibe ändert, musste

409850/0739

sich auch das Muster der Durchlässe und der Leitungen in jeder Schicht hinsichtlich Stellung und Verlauf von Halbleiterscheibe zu Halbleiterscheibe in willkürlicher Weise ändern. Diese willkürliche Verbindungstechnik konnte übermäßige Leitungsführungs- und Maskierungsoperationen erfordern, die jeder Halbleiterscheibe speziell angepaßt werden mussten· Infolgedessen waren die Masken, die für jede Lage von Verbindungen erzeugt wurden, wegen der wechselnden Stellungen guter Kreise jeweils nur für die eine spezielle Halbleiterscheibe brauchbare

Wenn es weiterhin erforderlich war, die Logik zu verändern, beispielsweise infolge einer Änderung des elektrischen Aufbaus, war es bisher nicht in vollem Umfange möglich, solche Änderungen vorzunehmen.

Es hat sich ferner herausgestellt, daß bei der Prüfung als gut befundene Kreise während der Weiterverarbeitung funktionsunfähig werden können, beispielsweise durch Erwärmen. Demgemäß können manche Verfahrensschritte, sei es bei der Anbringung von Verbindungen durch Isolierschichten oder beim Abscheiden von metallischen Leitungen, Mangel in der behandelten Halbleiterscheibe zur Folge haben, die erst nach der Behandlung oder Weiterverarbeitung der Halbleiterscheibe feststellbar sind. Infolgedessen müsste die verarbeitete Halbleiterscheibe, wenn möglich, überarbeitet werden·

Es wurde ferner festgestellt, daß gewisse Kreise, die vorher als nicht arbeitend festgestellt worden waren,

409850/0739

tatsächlich nicht funktionsunfähig waren, sondern nur bei der Prüfung funktionsunfähig schienen, v/eil der Prüf- oder Abtastvorgang fehlerhaft war, oder daß durch die Weiterverarbeitung ein ursprünglich funktionsunfähiger Kreis in einen brauchbaren Kreis umgewandelt wurde· Bei allen bekannten Verfahren wurde ein Kreis, der bei der Prüfung als funktionsunfähig festgestellt wurde, für die Weiterverarbeitung ausgeschieden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art anzugeben, das die beschriebenen Schwierigkeiten bei der Herstellung von Schaltungsanordnungen vermeidet und die liöglichkeit schafft, sich nach der Herstellung als defekt erweisende Schaltungsanordnungen durch überarbeiten zu reparieren und dadurch voll funktionsfähige Schaltungsanordnungen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß von allen Schaltungskreisen unabhängig davon, ob sie brauchbar oder unbrauchbar sind, zu einer über ihnen liegenden, oberen Metallisierungsebene Verbindungen hergestellt werden und erst in dieser oberen Metallisierungsebene alle Schaltungskreise auf ihre Brauchbarkeit geprüft werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden alle Anschlüsse der ersten Ebene oder primären Anschlüsse aller Schaltungskreise, ob sie brauchbar sind oder nicht, über eine zweite Metallisierungsebene

A09850/0739

in eine dritte Uetallisierungaebene gebracht, indem die Anschlüsse übereinander angeordnet werden, so daß jeder Schaltungskreis oder jedes Logikelenent auf jede geeignete Weise in der dritten Metallisierungsebene in die gewünschte Schaltungsanordnung einbezogen werden kann»

Mehr im einzelnen ist der Ausgangspunkt für die vorliegende Erfindung der Zustand, bei dem alle brauchbaren und unbrauchbaren Kreise auf der Halbleiterscheibe Anschlüsse in einer ersten iletallisierungsebene der Halbleiterscheibe aufweisen. Diese primären Anschlüsse sind alle gleichmäßig in parallelen Reihen angeordnet, die auf allen Halbleiterscheiben die gleiche Lage haben. An dieser Stelle ist vorausgesetzt, daß ein Schaltbild oder wenigstens ein Punktionsdiagramm der elektrischen Funktion vorbereitet worden ist, dem die Halbleiterscheibe genügen soll* Es wird dann vorzugsweise ein Hauptmuster festgelegt, das bestimmt, an welchen Plätzen Schaltungskreise angeordnet sein sollen.

Die Stellen, an denen sich die Schaltungskreise befinden sollen, werden durch zwei Entscheidungen festgelegt. Zunächst ist es erwünscht, die Plätze des Hauptmusters für die Stellen, an denen sich die Schaltungsanordnungen befinden sollen, so auszuwählen, daß die Plätze sich im Bereich von mindestens drei Schaltungskreisen befinden, die mittels entsprechender Verbindungsleitungen an die gewünschte Stelle verlegt werden könnten. Der zweite Gesichtspunkt besteht darin, benachbarte Kreise so dicht

409850/07

wie möglich zueinander anzuordnen, un die Lange von Verbindungsleitungen so weit wie möglich zu reduzieren. Weiterhin kann das Hauptmuster die Anzahl der Anschlüsse wiedergeben, die von der Einsatzart oder der Funktion des Kreises abhängt, also beispielsweise davon, ob es sich um ein IIICHT-Glied, ein Verknüpfungsglied mit zwei oder drei Eingängen, ein Flipflop usw. handelt. Es ist allerdings nicht erforderlich, daß das Hauptmuster die Anzahl der Anschlüsse berücksichtigte Demgemäß gibt da3 Hauptmuster die vorbestimmten Plätze an, welche die gewünschten Stellungen und Funktionen der brauchbaren Schaltungskreise angeben, die aus den vorhandenen brauchbaren Kreisen unabhängig von deren Stellung auf der Halbleiterscheibe auszuwählen sind. Diese vorbestimmten Plätze entsprechen einem Standardmuster guter Kreise für alle Halbleiterscheiben, die in gleicher Y/eise zu einer vollständigen Schaltungsanordnung mit einer bestimmten elektrischen Funktion zu verarbeiten sind.

Alle Kreise werden dann an ihren primären Anschlüssen mittels einer Sonde geprüft, um die tatsächliche Stellung der guten und schlechten Kreise für jede einzelne Halbleiterscheibe festzustellen. Anhand dieser Prüfung wird ein Lageplan der guten und schlechten Kreise erstellt. Dieser Lageplan unterscheidet sich von dem Hauptmuster, weil der Lageplan die tatsächliche Stellung der Kreise angibt, während das Hauptmuster die gewünschten Plätze definiert. Die Sonde enthält eine Anzahl Fühlkontakte und wird schrittweise über die

409850/0739

241B9Q6

Halbleiterscheibe bewegt, beispielsweise spaltenweise vom oberen zum unteren Hand der Scheibe und von links nach rechts von einer Spalte zur anderen fortschreitend. Die Anzahl der Fühlkontakte ist der Anzahl der Eingangsund Ausgangs-Anschlüsse der grundlegenden Logikzellen oder Schaltungskreise gleich. Der für jede Halbleiterscheibe erstellte Lageplan läßt für jede Halbleiterscheibe die schlechten, also nicht ordmingsgemäß funktionierenden, sowie auch die guten oder brauchbaren Kreise erkennen.

Anhand der Kenntnis über die Lage der guten und schlechten bzw. brauchbaren und unbrauchbaren Kreise und der nach dem Hauptmuster vorbestimmten Plätze kann nun bestimmt werden, ob und ggf. welche Leitungsverbindungen erforderlich sind, um die Anschlüsse brauchbarer Kreise mit den Anschlüssen an den Plätzen des Hauptmusters zu verbinden. Das für diesen Zweck benötigte Muster an Verlegungsleitungen kann zweckmäßig mit Hilfe eines Rechners bestimmt v/erden. Es ist Jedoch auch möglich, die erforderlichen Entscheidungen manuell für Jede Halbleiterscheibe auf graphischem Wege zu treffen.

Unter Verwendung eines Rechners oder manueller Markierungen auf Jedem Lageplan wird eine Maske für eine zweite Metallisationsebene erzeugt, welche die Verlegungsleitungen der zweiten Ebene mit Standardinformationen sowie Kreuzungsleitungen kombiniert. Die Verlegungsleitungen sind leitende Verbindungen, die sich von den tatsächlichen Stellen der Anschlüsse brauchbarer

409850/0739

Kreise zu den gewünschten' Stellungen der brauchbaren Kreise gemäß den vorbestimmten Plätzen des Hauptmusters erstrecken. Die der zweiten Ebene zugeordneten Standardinformationen umfassen Informationen darüber, wo die primären Anschlüsse sowohl der brauchbaren als auch unbrauchbaren Kreise an gleiche Stellungen der zweiten Ebene gebracht werden, über Sammelleitungen und andere allgemeine Informationen. Die Anschlüsse der zweiten Ebene werden unmittelbar über den primären Anschlüssen und, womöglich, neben den Plätzen des Hauptmusters angeordnet. Die Kreuzungsleitungen sollen bei diesem Verfahrensstand keine Verbindungen haben, sondern werden an verfügbaren, sonst ungenutzten Stellen angebracht, um in einer weiteren Ebene die Herstellung von Verbindungen zu ermöglichen.

Auf die erste Metallisationsebene wird eine Isolierschicht, beispielsweise aus Glas oder Siliziundioxid unter Verwendung einer üblichen Masken- und Glasentfernungstechnik aufgebracht, die über allen Anschlüssen der ersten Metallisierungsebene Durchlässe aufweist. Eine Metallisierung mit Anschlüssen, Verlegungsleitungen, Kreuzungsleitungen und Versorgungsleitungen wird von der ersten Metallisierungsebene durch die Durchlässe hindurch auf eine zweite Ebene gebracht, wobei die Maske für die zweite Ebene in Verbindung mit einer üblichen Maskierungs- und Metallentfernungstechnik benutzt wird.

In diesem Stadium existieren in der zweiten Metallisierungsebene 1. Anschlüsse der zweiten Ebene unmittelbar über den Anschlüssen der ersten Ebene, 2* alle Anschlüsse, welche die gewünschten Stellungen brauchbarer

4098 5 0/0739

- ίο -

Kreise gemäß den vorbestimmten Plätzen des Hauptmusters definieren, und 3· alle Leitungen von den Anschlüssen der zweiten Ebene zu den Anschlüssen des Hauptmusters, einschließlich Verlegungsleitungen von den Anschlüssen guter Kreise zu den Stellen unbrauchbarer Kreise, die sich an Plätzen des Hauptmusters befinden, und von den Anschlüssen guter Kreise zu benachbarten Anschlüssen der Plätze des Hauptrausters sowie zusätzlich Sammelleitungen, Stromversorgungsleitungen, Kreuzungsleitungen usw ·.

Anschließend wird eine zweite Isolierschicht aufgebracht, die Durchlässe zu der zweiten Metallisierungsebene aufweist, indem eine Maske verwendet wird, die für alle' Halbleiterplatten gleich ist. Die Durchlässe lassen alle Anschlüsse der zweiten Metallisierungsebene frei, nämlich die Anschlüsse sowohl von unbrauchbaren als auch brauchbaren. Kreisen, der Plätze des Hauptmusters, von Kreuzungsleitungen, Stromversorgungsleitungen und Masseanschlüssen·

Anschließend wird dann auf die Isolierschicht der zweiten Ebene eine dritte Metallisierungsebene aufgebracht, die Verbindungen zu den Anschlüssen der zweiten Ebene durch die Durchlässe in der zweiten Isloerschicht hindurch aufweist. Die dritte Metallisierungsebene weist Anschlüsse zur Herstellung von Erdverbindungen und Verbindungen zu Netzgeräten, Signaleingängen und -ausgängen, zur Befestigung und zum Ausrichten auf·

409850/0739

Obwohl vorstehend eine besondere Technik zur Verlegung der Anschlüsse zusätzlich zu der Maßnahme beschrieben worden ist, alle primären Anschlüsse in die dritte Metallisationsebeno zu bringen, versteht es sich, daß andere Schemata der Verbindungsherstellung geeignet sind und die vorliegende Erfindung nicht etwa nur auf die Verlegung der Anschlüsse anwendbar ist. Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsform in der zweiten Metallisierungsebene eine Standardisierung für alle Halbleiterscheiben erzielt worden ist, ist eine solche Standardisierung in der zweiten Metallisierungsebene für die Erfindung nicht erforderlich. Beispielsweise kann die Metallisierung, die in der zweiten und der dritten Ebene vorgenommen wird, ausgetauscht werden, ohne von der erfindungsgemäßen Lehre abzuweichen, und es können auch andere Muster benutzt werden.

Nach der Fertigstellung wird die Halbleiterscheibe auf einem Träger befestigt und es werden die Eingänge und Ausgänge durch Drähte mit am Träger angebrachten Kontakten verbunden.

Danach wird die Gesamtfunktion der Halbleiterscheibe geprüft. Wenn sich die Halbleiterscheiben bei der Prüfung als gut erweist, wird sie in dem elektronischenSystem verwendet, für das sie bestimmt war. Zeigt die Prüfung jedoch irgendwelche Mängel, wird eine diagnostische Prüfung vorgenommen, um die Defekte zu ermitteln. Dann wird eine Reparatur der fehlerhaften Kreise auf eine Weise vorgenommen, die von der Art des Fehlers abhängt.

A09850/073B

Handelt es sich bei dem Fehler um eine unterbrochene Leitung, einen verschlossenen Durchlaß oder dergleichen, wird eine Drahtverbindung benutzt, ura die unterbrochenen Leitungen zu überbrücken. Da alle Anschlüsse der ersten Ebene bis zu der dritten Ebene hochgeführt worden sind, ist es möglich, eine Drahtverbindung von einen Anschluß der dritten Ebene, der sich über einem Anschluß der ersten Ebene befindet, zu einem Anschluß des Hauptmusters in der dritten Ebene herzustellen. Diese Drahtverbindung erfolgt unter der Annahme, daß sich der Fehler in einem Hauptmusteranschluß oder einer Verbindung zu diesem Anschluß in einer unteren Ebene befindet.

V/enn der Fehler in einer schlechten Funktion eines Kreises besteht, ist es erforderlich, den nächstgelegenen guten Kreis zu suchen· Alle Verbindungen zu dem fehlerhaften Kreis werden dann unterbrochen und es werden Drähte von dem nächstgelegenen guten Kreis zu Leitungen geführt, die von den Anschlüssen des Hauptmusters kommen.

V/enn der Fehler auf einer fehlerhaften Auslegung der Schaltungsanordnung beruht oder eine Änderung in der Auslegung der Funktion der Halbleiterscheibe erfordert, für die beispielsweise mehr Kreisfunktionen benötigt werden, macht es die Erfindung möglich, in die bestehende Schaltungsanordnung durch Drahtverbindungen alle bisher unbenutzten guten Kreise einzuschalten.

Die vorstehend behandelten Möglichkeiten führen dazu, daß eine nach der Erfindung hergestellte Schaltungsanordnung auf einerHalbleiteracheibe, wenn sie sich

409850/0739

bei der Endprüfung als defekt erv/eisen sollte, leicht repariert und zu einer ordnungsgemäß funktionierenden Schaltungsanordnung ergänzt v/erden kann. Daher ist eine "lOO^ige Ausbeute bei der Herstellung integrierter Schaltungsanordnungen auf Halbleiterscheiben möglich. Darüber hinaus bietet die Erfindung noch die Möglichkeit, funktionierende Schaltungsanordnungen bei Bedarf in ihrer Funktion zu verändern, wenn es ein geändertes elektrisches Konzept erfordern sollte.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbexspiele. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Lierknale können bei anderen Au3führungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Korabination Anwendung finden. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf die dritte I-ietallisationsebene einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeiteten Halbleiterscheibe,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die erste Metallisationsebene einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu bearbeitenden Halbleiterscheibe,

Fig. 3a bis 3© Draufsichten auf den in den Fig. 1 und

durch ein Hechteck angedeuteten Ausschnitte einer Halbleiterscheibe in verschiedenen Stadien der Herstellung in vergrößertem Maßstab und

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus einem Hauptmuster, das bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens Anwendung findet,

409850/0739 '

Vi- -

Es sei vorausgeschickt, daß die vorliegende Erfindung nicht eine Technik der Anschlußverlegung ist und in Verbindung mit jeder Technik benutzt werden kann, also auch in Verbindung mit der willkürlichen Verbindungstechnik oder einer sonstigen Technik. Sie ist jedoch in Verbindung mit der Technik der Anschlußverlegung besonders nützlich, v/eil sie zu einer Kostensenkung führt und die Technik der Anschlußverlegung leichter ausführbar und hinsichtlich der Endergebnisse zuverlässiger macht·

Es versteht sich ferner, daß die folgende Beschreibung nur der Erläuterung dient und zu diesem Z.weck eine Scheibe, die in einer Anzahl von Abschnitten unterteilt ist, die jeweils einen oder mehrere Zellen oder Kreise umfassen, nur als Beispiel ausgewählt worden ist. Die Lehre der Erfindung ist auf jede Schaltungsanordnung, Teile davon oder Gruppen von Schaltungsanordnungen anwendbar. Es ist auch lediglich aus Gründen der Vereinfachung, und zwar sowohl bei der folgenden Beschreibung der Erfindung als auch bei der tatsächlichen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß jeder Abschnitt der Scheibe ein rechteckiges Gebilde aufweist, das eine Anzahl elementarer logischer Schaltungskreise umfaßte

Ausgangspunkt für die vorliegende Erfindung ist eine teilweise behandelte Halbleiterscheibe 10 mit ihrer ersten Metallisationsebene, wie sie in Fig. 2 darge stellt ist. Diese Halbleiterscheibe besteht beispielsweise aus einem geeignet dotierten Substrat aus Silizium

409850/0739

oder einem anderen geeigneten Material, in dem durch Diffusion, Ionenimplantation oder sonstige Weise eine Vielzahl Schaltungselemente erzeugt worden ist, auf die dann eine Isolierschicht aufgebracht wurde, beispielsweise aus Siliziumdioxid, die Durchlässe aufweist. In einer ersten i-letallisationsebene werden die einzelnen Schaltungselemente zu grundlegenden Logikelementen oder Schaltungskreisen verbunden, was in Fig. 2 veranschaulicht ist.

Die grundlegenden Schaltungskreise können alle geeigneten Kreistypen umfassen. Y/ie in Fig. 2 dargestellt, sind diese Kreise in vertikale Spalten und horizontale Reihen rechteckiger Abschnitte 12 unterteilt. Jeder Abschnitt kann einen oder mehrere grundlegende Schaltungskreise umfassen. Jeder Abschnitt in den ersten drei Zeilen und in der fünften Zeile von unten umfaßt vier Schaltungskreise, wie beispielsweise Verknüpfungsglieder mit drei Eingängen. Die Abschnitte 14· der vierten Zeile von unten enthalten zwei Schaltungskreise, wie beispielsweise Addierer und Verknüpfungsglieder mit der größtmöglichen Anzahl von Eingängen. Die nächsten drei Reihen werden von Abschnitten 16 gebildet, die jeweils zwei Schaltungskreise enthalten, beispielsweise Flipflops. Die nächste Reihe der Abschnitte 18 enthält zwei Kreise, wie beispielsweise UND/ODER— Invertoren, in welchem Fall jeder Abschnitt ein vollständiges Glied oder einen vollständigen Krei3 enthält. Die genannten Arten von Kreisen bilden selbstverständlich nur Beispiele, sind jedoch bei einer nach der Erfindung tatsächlich hergestellten integrierten Halbleiterschaltung vorhanden.

409850/0739

Zum Zweck der Beschreibung der Erfindung wurde eine aus sechs Abschnitten 16 bestehende Gruppe 20a aus der in den Pig«. 1 und 2 dargestellten Halbleiterscheibe in den Fig. Ja bis 3e vergrößert dargestellt. Jeder Abschnitt 16 enthält zwei Schaltungskreise 17· Die in Fig. 2 dargestellten Abschnitte 16 sind in Fig. 3& vergrößert wiedergegebene Diese sechs Abschnitte werden mit abwechselnden Isolierschichten und Lletallisierungsebenen versehen, die in den Fig. 3"b bis 3e dargestellt sind, um eine Halbleiterscheibe mit einer vollständigen integrierten Schaltungsanordnung zu erhalten, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Die spezielle Gruppe der Abschnitte, die der Gruppe 20a in Fig. 2 entspricht, ist in Fig. 1 mit 2Oe bezeichnet.

Jeder Schaltungskreia innerhalb der Abschnitte 12, 16 und 18 der Halbleiterscheibe 10 weist eine Anzahl primärer Anschlüsse 24- auf». Da jeder Abschnitt 12 vier Kreise enthält und in jedem Abschnitt 12 zwanzig Anschlüsse vorhanden sind, weist jeder Kreis fünf Anschlüsse auf. Jeder Abschnitt 14 enthält zwei Kreise. Da auch hier innerhalb des Abschnittes 14 zwanzig Anschlüsse 24 vorhanden sind, weist jeder Schaltungskreis zehn Anschlüsse auf_o Das gleiche gilt für die Abschnitte 18, Wie Fig. 3a zeigt, enthält jeder Abschnitt 16 zwei Kreise und vierzehn Anschlüsse, so daß sieben Anschlüsse pro Kreis vorhanden sind·

Um das Verständnis und die Beschreibung der Erfindung weiter zu erleichtern, werden zur Bezeichnung der verschiedenen Teile und Komponenten der Fig. 3s- bis 3θ

409850/0739

jeweils die gleichen Bezugsziffern, jedoch unter Zusatz verschiedener Buchstaben benutzt, welche auf die spezielle Figur verweisen. Demgemäß sind die Anschlüsse 24 der Pig. 2 in den Fig. 3a "bis 3e jeweils als Anschlüsse 24a, 24b, 24c, 24d und 24e bezeichnet. Y/enn es erforderlich ist, einen speziellen Anschluß anstatt allgemein alle Anschlüsse zu bezeichnen, wird um der Klarheit willen eine andere Bezugsziffer verwendet. Um beispielsweise die Ausrichtung der verschiedenen Ausschnitte 3a- t>is 3e zu veranschaulichen, ist ein spezieller Anschluß 26a übereinstimmend zu Anschlüssen oder Durchlässen 26b, 26c, 26d und 26e angeordnet, wobei alle Anschlüsse und Durchlässe vertikal übereinanderliegen, wie es durch die Hilfslinie 28 veranschaulicht ist,

Wenn eine Halbleiterscheibe mit ihrer ersten Metallisations ebene vorliegt, wie sie Fig. 2 zeigt, so wird nach den Lehren der Technik der Anschlußverlegung eine Entscheidung dahingehend getroffen, wo sich die vorbestimmten Plätze für die Stellungen von Schaltungskreisen in einem Hauptmuster befinden sollen. Ein Teil eines solchen Hauptmusters 30 ist in Fig. 4 nach Art einer Karte dargestellt» Zum Zweck der Erläuterung umfaßt die Karte die sechs Abschnitte 16, die auch in den Fig. und 3a dargestellt sind. Die vorbestimmten Plätze 32 sind durch Karos bezeichnet. Die Entscheidung für die vorbestimmten Plätze 32 wird vornehmlich nach dem Gesichtspunkt getroffen, daß der Platz von mindestens drei Kreisen umgeben ist, deren Anschlüsse an diesen Platz verlegt werden können, und daß weiterhin benachbarte Kreise so dicht wie möglich zueinander angeordnet

409850/0739

2418306

werden, um die Länge "benötigter Leitungen so klein wie möglich zu halten.

Es versteht sich, daß jedes Rechteck J4- des H;iuptmusters 30 einem Schaltungskreis entspricht, so daß jedes Paar "benachbarter Rechtecke 34- in fig. 4- einem einzigen Abschnitt 16 entspricht. Bei diesen System würde daher ein H_auptmuster für die Kreise der Abschnitte 12 vier Rechtecke enthalten, von denen jedes Rechteck einem Schaltungskreis entspricht, nämlich einem Verknüpfungsglied mit drei Eingängen. Demgemäß geben die Rechtecke eines Hauptmusters die Art des Schaltungskreises oder dessen Funktion an, die weiterhin durch die Anzahl der Anschlüsse definiert wird. Ein NICHT-Glied erfordert zwei Anschlüsse, ein Verknüpfungsglied mit zwei Eingängen erfordert drei Anschlüsse, ein Verknüpfungsglied mit drei Eingängen erfordert vier Anschlüsse usw..In Figo 4- bezeichnen demnach die mit Karos 32 versehenen Rechtecke die vorbestimmten Plätze, welche die gewünschte Stellung der in den Abschnitten 16 auszuwählenden Schaltungskreise ungeachtet deren tatsächlichen Stellungen angeben·

Um die tatsächlichen Stellungen der Schaltungskreise zu finden, werden die Anschlüsse 24· aller in Fig. 2 dargestellten Kreise mit einer Sonde abgetastet, um festzustellen, v/o sich gute und schlechte Kreise befinden, d.h., ob ein bestimmter Kreis die gewünschte Grundfunktion erfüllt. Eine solche Abtastung wird durch eine Gleich- und Y/echselstromprüfung jeder Halbleiterscheibe vorgenommen, wodurch ein Lageplan gewonnen

409850/0739

wird, der die Stellungen der brauchbaren Kreise angibt. Es ist offensichtlich, daß die tatsächlichen Stellungen brauchbarer Kreise nicht notwendig rait den gewünschten Stellungen übereinstimmen, die sich aus den vorbestimmten Plätzen $2. des Hauptmusters 30 ergeben» Die zur Prüfung verwendete Sonde enthält so viel !Fühlkontakte, wie Anschlüsse vorhanden sind, und wird in den Spalten schrittweise von oben nach unten und von links nach rechts von Spalte zu Spalte geführt. Demgemäß wird für jede Halbleiterscheibe ein Lngeplan, der brauchbaren Kreise gewonnen. Jeder Kreis, der sich bei der Prüfung nicht als brauchbar erwiesen hat, der also nicht einwandfrei funktionierte, wird in den Hauptmuster durch ein Kreuz 36 bezeichnete Ein guter oder funktionierender Kreis ist in dem Hauptmuster 30 durch einen Punkt 40 bezeichnet.

Unter Verwendung dieser Kenntnis über die Lage guter und schlechter Kreise und über die vorbestimmten Plätze des Hauptmusters ist dann zu entscheiden, ob und welche Verlagerung von Anschlüssen erforderlich ist, um die nach dem Hauptmuster gewünschte Stellung der Schaltungskreise herzustellen. Diese Entscheidung wird am wirksamsten durch Anwendung eines Rechners getroffen. Bei Bedarf kann diese Entscheidung auch manuell für jede Halbleiterscheibe herbeigeführt werden, obwohl eine manuelle Verarbeitung nicht bevorzugt wird.

Die effektive Verlagerung der tatsächlichen Stellungen geprüfter brauchbarer Kreise zu den gewünschten Stellungen, die durch die vorbestimmten Plätze des Hauptmusters definiert sind, ist in Fig. 4 durch Pfeile 38 angedeutet·

409850/0739

Es versteht sich, daß jeder Pfeil 38 eine Anzahl von Verbindungsleitungen darstellt, die von den primären Anschlüssen der ausgewählten brauchbaren Kreise zu den Stellen von sekundären Anschlüssen führen, die innerhalb der vorbestimmten Plätze liegen· Es versteht sich, daß dann, wenn die tatsächliche Stellung eines durch einen Punkt 40 bezeichneten guten Kreises mit der durch ein Karo bezeichneten gewünschten Stellung übereinstimmt, keine Verlagerung der Anschlüsse erforderlich ist.

Unter Verwendung der mittels eines Rechners oder auf manuelle Weise erhaltenen Markierungen in dem für jede Halbleiterscheibe erstellten Lageplan wird eine Maske für eine zweite, in Fig. 3c dargestellte Metallisationsebene entworfen. Diese Maske für die zweite Metallisationsebene ist so ausgebildet, daß sie die Erzeugung von Anschluß-Verlegungsleitungen 42, Kreuzungsleitungen und Standardleitungen 46 der zweiten Ebene ermöglicht. Außerdem werden alle primären Anschlüsse 24a über in Pig. 3"b dargestellte Durchlässe 24b mit in Fig. 3c dargestellten sekundären Anschlüssen 24c in der zweiten Metallisierungsebene verbunden, und zwar einschließlich solcher Anschlüsse, die zu Kreisen gehören, die sich bei der Prüfung als nicht ordnungsgemäß funktionierend erwiesen haben. Die Maske bietet also die Möglichkeit zur Erzeugung der Leitungen 42, 44 und 46 sowie zum Hochlegen aller Anschlüsse, Infolgedessen werden die Anschlüsse 48a eines nicht funktionierenden Kreises, die in Fig. 3a dargestellt sind, zu Anschlüssen 48c hochgelegt, die in Fig. 3c dargestellt sind. Diese Anschlüsse 48a gehören zu dem Kreis, der in Fig. 4 mit dem Kreuz

4 0 9 8 5 0/0739

bezeichnet ist. Endlich sind die Anschlüsse von funktionierenden Kreisen, deren tatsächliche Stellung mit der gewünschten Stellung übereinstimmen, an Stellen verlegt, die den Stellen der Anschlüsse der ersten Metallisierungsebene benachbart sind, wie es die Leitungen 50 in Fig. 3c zeigen. Auch diese Leitungen sind in der Maske enthalten, die anhand des Hauptmusters und des Lageplanes gebildet worden ist, wie es Fig. 4· veranschaulicht.

Fig. 3c läßt erkennen, daß sich keine der Leitungen schneiden, daß die Anschlüsse von funktionierenden Kreisen, deren tatsächliche Stellungen mit den gewünschten Stellungen übereinstimmen, an Stellen verlegt sind, die sich neben den primären Anschlüssen befinden, daß jedoch beide Anschlüsse in die zweite Metallisierungsebene angehoben worden sind, und daß die zweite Metallisierungsebene Sammelleitungen umfaßt, die in Fig. 3c als starke parallele Linien dargestellt sind.

Um die tatsächliche zweite Metallisierungsebene zu bilden, die in Fig. 3c dargestellt ist, wird eine Isolierschicht, beispielsweise aus Siliziumdioxid, auf die erste Metallisierungsebene aufgebracht. Diese Isolierschicht weist Durchlässe auf, die zu allen Anschlüssen der ersten Ebene führen· Das Aufbringen der Isolierschicht erfolgt durch Anwendung üblicher Maskierungs- und Glasentfernungstechniken und führt zu einer Anzahl von Durchlässen 52, wie es in Fig. 3b dargestellt ist. Die Metallisierung wird dann mit Hilfe der Maske aufgebracht, die von dem Plan nach Fig. 4

409850/0739

abgeleitet worden ist, so daß alle Anschlüsse 24c, Verlegungsleitungen 42, Kreuzungsleitungen 44 und ötandardleitungen 46, welche die Sammelleitungen umfassen, gebildet v/erden, die über die Durchlässe gemäß lig. 5b mit den Anschlüssen 24a der ersten Metallisierungsebene in Verbindung stehen. Das Herstellen der Metallisierungsebene erfolgt durch übliche I.Iaskierungs-, Metallabscheidungs- und Metallentfernungstechniken. Es sei bemerkt, daß die Durchlässe 52 nach Fig. 3b nach Aufbringen der Metallisierungsschicht keine Löcher mehr bilden, sondern mit Metall angefüllt sind. V/enn daher Fig. Jb als Querschnitt durch die vollständig behandelte Halbleiterscheibe parallel zur Scheibenoberfläche betrachtet wird, bezeichnen die Ziffern 52 Metall anstatt Löcher oder Durchlässe.

Bei dem in Fig. 3c veranschaulichten Zustand existiert in der zweiten Metallisierungsebene eine Anzahl metallischer Niederschläge· Diese Niederschlage umfassen 1· Anschlüsse 24c der zweiten Ebene, die auch die Anschlüsse 26c und 48c umfassen, die unmittelbar über den Anschlüssen der ersten Ebene oder primären Anschlüssen liegen, 2. alle Anschlüsse des Hauptmusters, wie beispielsweise die Anschlüsse 5^» und 3· alle Leitungen 24 und 50 von Anschlüssen 24c der zweiten Ebene von funktionierenden Kreisen zu Anschlüssen 54 des Hauptmusters. Die letztgenannten Leitungen 50 erstrecken sich von den Anschlüssen guter Kreise, die mit den vorbestimmten Plätzen des Hauptmusters zusammenfallen, zu den Anschlüssen des Hauptmusters, während die Leitungen 42 für solche guten Kreise

409850/0739

bestimmt sind, deren tatsächliche Stellungen effektiv an die Stellungen zu verlegen sind, die den Plätzen des Hauptmuster3 entsprechen. Es versteht sich ferner, daß die in Fig. 3c dargestellte Metaiiisierungsebene eine Massemetallisierung, Stromzuführungsleitungen und Anschlüsse für diese Stromzuführungsleitungen umfaßt.

Danach wird auf die in Fig. 3c dargestellte Ivietallisierungsschicht eine weitere Isolierschicht aufgebracht, die in Fig. 3d dargestellt ist und Durchlässe 56 aufweist, indem eine Maske benutzt wird, welche die Bildung der Durchlässe 56 bewirkt. Diese Durchlässe 56 lassen alle Anschlüsse der zweiten Metallisationsebene frei, einschließlich der Anschlüsse von solchen Kreisen, die sich bei der Prüfung als nicht funktionierend herausgestellt haben, sowie von den ordentlich funktionierenden Kreisen, den Anschlüssen des Hauptmusters , der Kreuzungsleitungen und der Standardleitungen.

Anschließend wird dann auf die zweite Isolierschicht nach Fig. 3d mit ihren Durchlässen eine dritte Metallisierungsebene aufgebracht, die mit den Anschlüssen der zweiten Metallisierungsebene in Verbindung steht. Das Ergebnis dieser Metallisierung ist in den Fig. 3e und dargestellt. Die in der dritten Metallisationsebene hergestellten Verbindungen verbinden nicht nur die ausgewählten brauchbaren Kreise, sondern umfaßt auch Masseanschlüsse 58, Stromversorgungsanschlüsse 60, sowie Eingabe- und Aus gäbeanschlüsse 62 sowie alle sonstigen

50/0739

2418306

erforderlichen metallischen Abscheidungen. Die so weit behandelte Halbleiterscheibe wird mit ihrer Rückseite auf einem Träger befestigt und es werden die Eingabe- und Ausgabeanschlüsse 62 durch Drähte mit Kontakten verbunden.

Danach wird die ^esamtfunktion der auf der Halbleiterscheibe gebildeten Schaltungsanordnung geprüft. V/enn die Prüfung die gewünschte Funktion ergibt, dann wird die Halbleiterscheibe in das System eingebaut, für das sie bestimmt ist. V/enn jedoch die Prüfung der gesamten Halbleiterscheibe Funktionsfehler aufzeigt, wird die Halbleiterscheibe einer diagnostischen Prüfung unterworfen, um die Fehler festzustellen. Die Reparatur oder Beseitigung der Fehler hängt von der Art der festgestellten Fehler ab.

V/enn der Fehler in einer unterbrochenen Leitung, einem verschlossenen Durchlaß oder dergl. liegt, werden die offenen Kreise durch Drahtverbindungen geschlossen. Da alle Anschlüsse 24a der ersten Ebene bis in die dritte Metallisierungsebene zu Anschlüssen 24e angehoben worden sind, ist es möglich, Drahtverbindungen von den Anschlüssen, die oberhalb der Anschlüsse der ersten Ebene liegen, zu den benachbarten Anschlüssen des Hauptmusters herzustellen. Es sei beispielsweise angenommen, daß ein Anschluß 64a über einen Durchlaß 64b zu einem Anschluß 64c der zweiten Ebene angehoben und dort mit einem Anschluß des Hauptmusters oder sekundären Anschluß 64c¹ verbunden worden ist. Weiterhin sind die beiden Anschlüsse 64o und 64ο¹ über Durchlässe 64d und 64d' in die dritte Metallisierungsebene angehoben worden

A09850/Q739

und bilden dort den Anschluß 64e der dritten Ebene sowie den tertiären Anschluß 64e'. Wenn festgestellt wurde, daß der Fehler in einer Verbindung unterhalb des tertiären Anschlusses 64-e¹ liegt, ist es nur erforderlich, eine Verbindung zu dem Anschluß 64-e in der dritten Ebene herzustellen, um den Fehler zu beseitigen. Die gleiche Überlegung gilt für alle verlegten Kreise, da alle primären Anschlüsse 24-a, die durch Verlegungsleitungen 4-2 mit Anschlüssen 54- des Hauptmusters verbunden worden sind, sind zusammen mit den Anschlüssen des Hauptmusters in die dritte Metallisierungsebene angehoben worden.

Wenn der Fehler in der schlechten Funktion eines Schaltungskreises liegt, ist es nur erforderlich, nach dem nächstgelegenen guten Schaltungskreis zu suchen· Wenn ein guter Schaltungskreis gefunden ist, werden alle Verbindungen des fehlerhaften Schaltungskreises zu den tertiären Anschlüssen des Hauptmusters in der dritten Metallisierungsebene unterbrochen und es werden die in der dritten Metallisierungsebene liegenden Anschlüsse 24—e des nächstgelegenen guten Schaltungskreises durch Drähte mit den Anschlüssen des fehlerhaften Kreises im Hauptmuster verbunden. Der Grund dafür, daß die Verbindung zu den Anschlüssen des Hauptmusters hergestellt wird, liegt darin, daß die anderen Anschlüsse, die direkt über den primären Anschlüssen 24-a des fehler-r haften Kreises liegen, noch immer mit dem fehlerhaften Kreis verbunden sind.

409850/0739

Wenn der Fehler im Schaltungsaufbau liegt oder kleinere Änderungen des Aufbaus erforderlich sind, um die Funktion der auf der Halbleiterscheibe erstellten Schaltung zu ändern, so kann es erforderlich sein, daß die Funktionen zusätzlicher Schaltungskreise benötigt werden. In einem solchen Fall ist es nun möglich, beliebige unbenutzte funktionierende Schaltungskreise durch Drahtverbindungen anzuschließen.

Da alle Schaltungskreise, ob sie sich beim ursprünglichen Test in der ersten Metallisierungsebene nach Fig. 2 als brauchbar oder unbrauchbar erwiesen haben, bis zur dritten Metallisierungsebene angehoben worden sind, und zwar entweder von den primären Anschlüssen 24a zu den Anschlüssen 24e oder über Anschlüsse 24c des Hauptmusters zu Anschlüssen 24-e¹ ist es möglich, daß vorher als funktionierend festgestellte Kreise nach den verschiedenen Verfahrensschritten, welche die Halbleiterscheibe durchlaufen hat, als nicht funktionierend herausstellen. Weiterhin können in der ersten Metallisierungsebene als unbrauchbar festgestellte Schaltungskreise sich in der dritten Metallisierungsebene als funktionierende Kreise erweisen, beispielsweise infolge einer fehlerhaften Prüfung in der ersten Metallisierungsebene. Unabhängig von dem Grund, aus dem sich ein Schaltungskreis in der dritten Metallisierungsebene als unbrauchbar erweisen sollte, kann jeder andere bisher nicht verwendete Kreis, ob er vorher als brauchbar oder unbrauchbar bezeichnet wurde, dazu dienen, den fehlerhaften Kreis zu ersetzen oder zusätzliche Kreise zu bilden, wenn es sich als erförderlich herausstellen sollte· Dies gilt unabhängig

409850/0739

davon, ob die oben beschriebene Technik der Verlegung der Anschlußstellen oder irgend eine andere Technik zur Verbindung der Kreise verwendet wurde.

Da endlich die Erfindung lehrt, daß alle primären Anschlüsse bis in die dritte Metallisierungsebene angehoben werden, bestehen keinerlei Beschränkungen hinsichtlich der Reihenfolge, mit der Masken zu verwenden sind. Infolgedessen können die Llasken in der Reihenfolge benutzt werden, wie es für die gevainschten Verfahren am besten geeignet ist.

Obwohl die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispieles beschrieben worden ist, versteht es sich, daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

409850/0739

Claims

- 28 Patentansprüche

Verfahren zur Verbindung der in einer Halbleiterscheibe erzeugten Schaltungskreise zu einer integrierten Schaltungsanordnung bestimmter Funktion, dadurch gekennzeichnet, daß von allen Schaltungskreisen (17) unabhängig davon, ob sie brauchbar oder unbrauchbar sind, zu einer über ihnen liegenden, oberen Metallisierungsebene (Fig. Je) Verbindungen hergestellt werden und erst in dieser oberen Metallisierungsebene alle Schaltungokreise (17) auf ihre Brauchbarkeit geprüft werden·
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der brauchbaren Schaltungskreise auf jeder einzelnen von vielen Halbleiterscheiben, die elementare logische Funktionen erfüllende, brauchbare und unbrauchbare Schaltungskreise in jeweils anderer, zufälliger Verteilung enthalten, zu Jeweils der gleichen Schaltungsanordnung A) die Verbindungen zu der oberen Metallisierungsebene derart hergestellt werden, daß 1) auf jeder Halbleiterscheibe (1O) die Schaltungskreise (17) in einer ersten Metallisierungsebene (Fig. 3a) mit primären Anschlüssen (24a) versehen werden, die in parallelen Keinen auf allen Halbleiterscheiben (10) gleich angeordnet sind und deren Anordnung die Art der logischen Funktion der Schaltungskreise wiedergibt,

409850/0739

2) ein Hauptmu3ter (30) mit vorbestimmten Plätzen (32) festgelegt wird, welche die gewünschten Stellungen und Punktionen brauchbarer Schaltungskreise (40) angeben, die aus den vorhandenen brauchbaren Schaltungselementen unabhängig von deren tatsächlichen Stellungen auszuwählen und in identischer V/eise zu maskieren sind,
3) in jeder Halbleiterscheibe (10) die Schaltungskreise (17) an den primären Anschlüssen (24a) geprüft werden und ein Lageplan (Fig. 4) der brauchbaren Schaltungskreise erstellt wird,
4) für jede Halbleiterscheibe (10) aufgrund des entsprechenden Lageplans (Fig. 4) eine Anzahl brauchbarer Schaltungskreise (40) ausgewählt wird, die ausreicht, um die gewünschte Schaltungsanordnung zu bilden, und die wenigstens der Anzahl der vorbestimmten Plätze (32) des Hauptmusters (30) entspricht, derart, daß möglichst viele der ausgewählten brauchbaren Schaltungskreise (40) mit den vorbestimmten Plätzen (32) des Hauptmusters (30) zusammenfallen,
5) eine Maske für eine zweite Metallisierungsebene geschaffen wird, die Stellen für sekundäre Anschlüsse (24c¹), Stellen für Anschlüsse (24c) der zweiten Ebene und Stellen für metallische Verbindungen (42, 44, 46, 50) umfaßt, von denen die Stellen der sekundären Anschlüsse (24c¹) innerhalb der durch das Hauptmuster (30) definierten vorbestimmten Plätze (32) liegen, die Stellen für die Anschlüsse (24c) der zweiten Ebene unmittelbar über allen primären Anschlüssen (24a) liegen und die Stellen für die Verbindungen (42, 44, 46, 50) Stellen für Leitungen (50) umfassen, die sich zwischen Stellen

40 9 850/0739

für Anschlüsse (24c) der zweiten Ebene und Stellen für sekundäre Anschlüsse (24c¹) erstrecken,
6) auf jeder Halbleiterscheibe (1O) die brauchbaren und unbrauchbaren Schaltungselemente (17) und ihre primären Anschlüsse (24a) voneinander isoliert und mit einer ersten Isolierschicht (Fig. 3b) bedeckt werden, die erste Durchlässe (24b, 52) zu allen primären Anschlüssen (24c) aller brauchbaren und unbrauchbaren Schaltungskreise (17) aufweist,
7) auf jeder Halbleiterscheibe (1O) unter Verwendung der hierfür geschaffenen Maske eine zweite Metallisationsebene (Fig. 3c) erzeugt wird, indem die sekundären Anschlüsse (24c¹), die Anschlüsse (24c) der zweiten Ebene und die Verbindungen (42, 44, 46, 50) aufgebracht und dadurch die primären Anschlüsse (24a) aller brauchbaren und unbrauchbaren Schaltungskreine (17) durch die ersten Durchlässe (24b, 52) hindurch mit den Anschlüssen (24c) der zweiten Ebene und von dort mit den sekundären Anschlüssen (24c¹) verbunden werden, wodurch alle ausgewählten brauchbaren Schaltungskreise (40) in den gewünschten Stellungen, die den vorbestimmten Plätzen (32) des Hauptmusters (30) entsprechen, mit Anschlüssen versehen werden, und wodurch alle primären Anschlüsse (24a) in der zweiten Metallisationsebene (Fig. 3c) mit Anschlüssen verbunden sind, die für alle Halbleiterscheiben (1O) die gleiche Lage haben,
8) eine Maske für eine dritte Metallisationsebene (Fig.3e) geschaffen v/ird, die für alle Halbleiterscheiben (1O) gleich ist und die Stellen für tertiäre Anschlüsse (24e'), Stellen für Anschlüsse (24e) der dritten Ebene und Stellen für weitere metallische Verbindungen definiert, derart, daß die Stellen für die tertiären

409850/0739

- 51 -

Anschlüsse (24e') und die Anschlüsse (24e) der dritten Ebene unmittelbar über den Stellen der entsprechenden sekundären Anschlüsse (24c¹) und der Anschlüsse (24c) der zweiten Ebene liegen und die weiteren Verbindungen die Schaltungskreise zur endgültigen Schaltungsanordnung (Fig. Λ) verbinden,
9) auf jeder Halbleiterscheibe (10) auf die zweite Metallisationsebene (Fig. 3c) eine zweite Isolierschicht (Fig. 3d) aufgebracht wird, die zweite Durchlässe (24d) zur allen sekundären Anschlüssen (24c¹), den Anschlüssen (24c) der zweiten Ebene und den Verbindungen (42, 44, 46, 50) aufweist,
10) auf jeder Halbleiterscheibe unter Verwendung der hierfür geschaffenen Maske eine die obere Metallisationsebene bildende dritte Metalliaationsebene (Fig. 3e) erzeugt wird, indem die sekundären Anschlüsse (24c¹) und die Anschlüsse (24c) der zweiten Ebene aller brauchbaren und unbrauchbaren Schaltungselemente durch die zweiten Durchlässe hindurch an die Stellen der tertiären Anschlüsse (24e') und der Anschlüsse (24e) der dritten Ebene gebracht und weitere elektrische Verbindungen zu den sekundären Anschlüssen (24c¹) der ausgewählten brauchbaren Schaltungskreise, die den vorbestimmten Plätzen (32) des Hauptmusters (30) entsprechen, in der V/eise hergestellt werden, daß die gewünschte Schaltungsanordnung entsteht, und
11) jede Halbleiterscheibe (1O) auf einem Träger befestigt wird und einige der tertiären Anschlüsse, die Eingängen und Ausgängen der Schaltungsanordnung entsprechen, durch Drähte mit am Träger angebrachten Kontakten verbunden werden, und
409850/073 9·
241890B
B) die Prüfling der Schaltungskreise dadurch erfolgt, daß
1) die elektrische Funktion der gesamten Schaltungsanordnung einer jeder Halbleiterscheibe geprüft und bei jeder fehlerhaften Halbleiterscheibe durch einen Diagnosetest Defekte an den vorher geprüften und ausgewählten, brauchbaren Schaltungskreiaen sowie Fehler in den Metallisationsebenen festgestellt werden, welche die Fehler der auf der Halbleiterscheibe vorhandenen Schaltungsanordnung verursachen, und
2) fehlerhafte Halbleiterscheiben repariert werden, indem die defekt gewordenen der vorher geprüften und ausgewählten, brauchbaren Schaltungskreise elektrisch isoliert und statt dessen andere brauchbare, aber bisher nicht ausgewählte Schaltungskreise mit ihren Anschlüssen der dritten Ebene elektrisch in die Schaltungsanordnung eingeschaltet werden, und/oder Fehler in den Metallisierungsebenen elektrisch isoliert und Anschlüsse (64-e) der dritten Ebene mit tertiären Anschlüssen (64-e¹) elektrisch verbunden werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der brauchbaren Schaltungskreise (4-0) auf jeder einzelnen von vielen Halbleiterscheiben (10), die eine Vielzahl brauchbarer und unbrauchbarer Schaltungskreise (17) in zufälliger Verteilung enthalten, von denen jeder in einer ersten Metallisationsebene primäre Anschlüsse (24a) aufweist, in solcher Weise, daß sie gleiche gewünschte elektrische Funktionen erfüllen,
409850/0739
A) die Verbindungen zu der über den Schaltungskreisen (17) liegenden oberen Metallisierungsebene (Fig. 3θ) derart hergestellt werden, daß
1) zweite'und dritte Metallisierungsebenen (Fig. Jc und Fig. 3e) erzeugt werden, die durch Isolierschichten (Fig. 3b und 3d) getrennt sind, welche Durchlässe (24b, 24d) für Verbindungen (24c, 24c¹, 24d, 24d', 24e, 24e', 50) zwischen den drei lletallisierungsebenen aufweisen, durch welche die primären Anschlüsse (24a) aller brauchbaren und unbrauchbaren Schaltungskreise (17) mit der dritten ^etallisierungsebene und ausgewählten brauchbaren Schaltungskreisen nach einem Schema verbunden werden, das zu der gewünschten elektrischen Funktion führt, wobei die Anzahl der Verbindungen größer ist als es zur Herstellung der gewünschten elektrischen Funktion notwendig ist, und
B) die Prüfung der Schaltungskreise dadurch erfolgt, daß
1) jede Halbleiterscheibe (1O) und ihre Schaltungskreise (17) an den Anschlüssen der dritten Metallisierungsebene (Fig. 3e) geprüft werden, um festzustellen, welche Halbleiterscheibe (»10) die gewünschte elektrische Funktion nicht korrekt erfüllt, welche der vorhandenen Schaltungskreise (17) brauchbar und welche unbrauchbar sind und welche ilJeile der Verbindungen an den Anschlüssen der dritten Metallisierungsebene (Fig. 3e) defekt sind, und
2) alle ausgewählten brauchbaren Schaltungskreise, die sich bei der Prüfung als unbrauchbar erwiesen haben, in der dritten Metallisierungsebene durch vorher nicht ausgewählte brauchbare Schaltungskreise, und fehlerhafte Verbindungen durch entsprechende fehlerfreie Verbindungen ersetzt werden.
409850/0739 ./.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung der Verbindungen eine Anzahl brauchbarer Schaltungskreiee ausgewählt wird, die ausreichend ist, um die elektrische Funktion zu erfüllen, in der zweiten Metallisationsebene Anschlußpaare (24c, 24c') erzeugt und mit jeweils einem primären Anschluß (24a) der ausgewählten Schaltungskreise verbunden werden, und die Anschlußpaare (24c, 24c¹) der zweiten Metallisierungsebene mit entsprechenden Anschlüssen (24e, 24e') der dritten Metallisationsebene verbunden werden, wodurch die überschüssigen Verbindungen gebildet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Verbindungen ein Hauptmuster (30) vorbestimmter Plätze (32) festgelegt wird, da* die gewünschten Stellungen brauchbarer Schaltungskreise (40) angibt, die aus den vorhandenen brauchbaren Schaltungskreisen auszuwählen und identischen Maskierungsverfahren zu unterwerfen sind, die Schaltungskreise an den primären Anschlüssen (24a) geprüft werden, um die tatsächlichen Stellungen der brauchbaren und unbrauchbaren Schaltungskreise festzustellen, die tatsächlichen Stellungen der als brauchbar festgestellten Schaltungskreise mit den gewünschten Stellungen, die sich aus den vorbestimmten Plätzen des Hauptmusters ergeben, verglichen werden, brauchbare Schaltungskreise aus den als brauchbar festgestellten Schaltungskreisen ungeachtet ihrer Stellung auf der Halbleiterscheibe ^10) ausgewählt und die primären Anschlüsse (24a) der ausgev/ählten Schaltungslcreise (40) mit jeweils einem Anschlußpaar (24c, 24c') der zweiten Metallisations ebene verbunden werden·
409850/0739
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Schaltungskreise (17) primäre Anschlüsse (24a) aufweisen und zu ihrer Verbindung Metallisationsebenen vorgesehen werden, die im Überschuß vorliegende Verbindungen (24c, 24c¹, 24d, 24d', 24e, 24e', 50), die Durchlässe (24b, 52) in die Schaltungskreise (17) bedeckenden Isolierschichten durchdringen, zu den primären Anschlüssen (24a) aller Schaltungskreise umfassen, derart, daß wenigstens ein Teil der Schaltungskreise (17) zu der gewünschten Schaltungsanordnung durch einen Teil der im Überschuß vorliegenden Verbindungen verbunden werden, und daß in der l-Ietallisierungsebene sowohl die Brauchbarkeit aller Schaltungskreise als auch die elektrische Funktion der aus verbundenen Schaltungskreisen gebildeten Schaltungsanordnung geprüft wird und Fehler der elektrischen Funktion der Schaltungsanordnung dadurch behoben werden, daß aus dem übrigen Teil der im Überschuß vorhandenen Verbindungen solche ausgewählt und an die Schaltungsanordnung angekoppelt werden, die zu brauchbaren und geeigneten Schaltungskreisen führen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erreichen einer 100%igen Reparierbarkeit der hergestellten Schaltungsanordnung zur Verbindung der Schaltungskreise (i7) Metallisierungsebenen, die metallische Verbindungen (24b, 24c, 24c¹, 24d, 24d', 24e, 24e', 42, 44, 46, 50) bilden, und eine obere lietallisierungsebene (Fig. $e) hergestellt werden, welche Metallisierungsebenen alle Schaltungskreise
409850/073
2iie30S
- 56 -
bedecken, für alle Schaltungskreise Anschlüsse in der obersten Metallisierungsebene hergestellt und weiterhin eine Anzahl der üchaltungskreise zu der gewünschten Schaltungsanordnung verbunden werden, und daß in der obersten Metallisierungsebene alle Schaltungskreise geprüft werden, um sowohl die Brauchbarkeit als auch ggf. Gründe für fehlende Brauchbarkeit der Schaltungselemente, der Schaltungsanordnung und der metallischen Verbindungen festzustellen, und daß die Gründe für fehlende Brauchbarkeit beseitigt werden.
8, Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung von Metallisierungsebenen das Herstellen wenigstens einer Isolierschicht mit Durchlässen umfaßt, durch welche die metallischen Verbindungen hindurchgreifen können, daß die Gründe für fehlende Brauchbarkeit in defekten Durchlässen oder defekten metallischen Verbindungen liegen können, und daß zur Beseitigung der Gründe brauchbarer Schaltungskreise, die nicht zur Anzahl der bereits verbundenen Schaltungskreise gehören, und brauchbare metallische Verbindungen anstelle der defekten angeschlossen werden.
9· Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß Gründe für fehlende Brauchbarkeit in einer fehlerhaften Punktion eines oder mehrerer Schaltungskreise liegt und zur Beseitigung dieser Gründe anstelle dieser defekten Schaltungskreise eine geeignete Anzahl
409850/073 9
brauchbarer, nicht zu den bereits verbundenen Schaltungskreisen gehörender Schaltungskreise angeschlossen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Gründe für die fehlende Brauchbarkeit eine Änderung im Aufbau der Schaltungsanordnung verlangen und zur Beseitigung der Gründe eine geeignete Anzahl brauchbarer Schaltungskreise angeschlossen wird, die zu bisher nicht angeschlossenen, außer den bisher angeschlossenen Schaltungskreisen vorliegenden Schaltungskreisen gehören.
409850/0739
Leerse ite