DE19540348B4

DE19540348B4 - Verfahren zum Identifizieren von Bauelementen

Info

Publication number: DE19540348B4
Application number: DE19540348A
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. Igel; Siegfried Dipl.-Ing. Heinrich
Original assignee: TDK Micronas GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1995-10-28
Filing date: 1995-10-28
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2015-10-29
Also published as: DE19540348A1; US5890807A

Abstract

Verfahren zum Identifizieren von Bauelementen, bei dem von einer statistischen Eigenschaft des Bauelements Messwerte aufgenommen werden, die Messwerte dem Bauelement mittels einer Kenngröße eindeutig zugeordnet werden und die Messwerte oder ein den Messwerten zugeordneter, eindeutiger Code sowie die Kenngröße zugreifbar gespeichert und diese gespeicherten Messwerte mit aktuellen Messwerten eines vorliegenden Bauelements verglichen werden und daraus eindeutig bestimmt wird, ob das Bauelement, dessen Messwerte gespeichert wurden, vorliegt oder nicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft die Form einer am Bauelement befindlichen Trennspur oder Sägespur ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Identifizieren von Bauelementen gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein solches Verfahren ist z. B. aus DE 26 35 795 A1 bekannt. Ein ähnliches Verfahren beschreibt die US 4,896,034 .

Zum Identifizieren von Bauelementen kann man Codierungen auf den Bauelementen aufbringen. Das Aufbringen einer solchen Codierung ist in vielen Fällen zum Kopierschutz der Bauelemente notwendig. Die Anwendungsgebiete, in denen ein solcher Kopierschutz erforderlich ist, nehmen ständig zu, beispielsweise bei Kreditkarten, Geldscheinen, Kraftfahrzeugteilen, Halbleiterelementen. Die Verfahren zum Aufbringen der Codierungen werden immer komplizierter, damit ein Kopierschutz gewährleistet sein kann. Mit zunehmender Kenntnis von Personen, die den Kopierschutz kopieren, steigen die Anforderungen an eine nichtkopierfähige Codierung ständig an. Es wird beispielsweise versucht, Codierungen verdeckt aufzubringen. Ferner ist das Aufbringen einer Codierung in vielen Fällen für die Identifizierung von einzelnen Bauelementen, insbesondere deren Herkunftsort, Hersteller, Herstellungsdatum, Rückverfolgung des Herstellungsverfahrens u.ä. im nachhinein, wenn etwa das Bauelement zum Kunden gelangt ist und dort verwendet wird oder in einen anderen Gegenstand eingebaut worden ist, wünschenswert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zuverlässigeres und u.a. einfaches Verfahren zum Identifizieren von Bauelementen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch das Verwenden der Form einer aus Säge- oder Trennspur als statistisch erzeugte Eigenschaft des Bauelements zur Codierung wird erreicht, dass diese Eigenschaft für eine beliebig grosse Menge von Bauelementen eindeutig ist. Es kann somit ein Bauelement aus einer Vielzahl von Bauelementen mit Sicherheit eindeutig bestimmt werden. Auch ist eine Trennspur oder Sägespur leicht auf einem Bauelement aufzubringen. So kann beispielsweise bei Metallgegenständen, wie Kfz-Bestandteilen, Kfz-Motoren, Maschinen etc. eine Sägespur aufgebracht werden. Da das Sägen ein statistischer Vorgang ist, wird die Form der Sägespur statistisch ausgebildet.

Wird eine derartige Eigenschaft des Bauelements gemessen und die Messwerte bzw. der Code mit der Kenngrösse gespeichert, kann jederzeit auf diese Zugriff genommen werden. Die gespeicherten Messwerte können mit aktuellen Messwerten eines vorliegenden Bauelements verglichen werden. Hieraus lässt sich eindeutig bestimmen, ob das Bauelement, dessen Daten gespeichert wurden, vorliegt oder nicht. Da mit den Messwerten bzw. dem Code und der Kenngrösse auch weitere Daten gespeichert werden können, wie Hersteller, Herstellungsdatum, wichtige Daten während des Herstellungsvorganges, Stationen die das Bauelement durchlaufen hat, können auf diese Weise wichtige Informationen über ein vorliegendes Bauelement sofort abgerufen werden. In den meisten Anwendungsfällen ist die statistisch erzeugte Eigenschaft des Bauelements nicht kopierbar, wie beispielsweise eine Sägespur in einem festen Körper. Bei einem Nachbau kann diese Sägespur dann nicht in derselben Form erzeugt werden. Würde jemand das Bauelement kopieren und die Sägespur entfernen, so würde, für jeden offensichtlich, der von dem Hersteller aufgebrachte individuelle Code auf dem Bauelement fehlen.

Ob es im Einzelfall günstiger ist die Messwerte selbst oder einen den Messwerten zugeordneter eindeutigen Code zu speichern, ist vom Anwendungsfall abhängig. Wesentlich ist, dass die dem Bauelement zugeordnete, statistisch erzeugte Eigenschaft in einer Form katalogisiert wird, in der sie bei Bedarf wieder abgerufen werden kann.

Es ist vorteilhaft, wenn wenigstens von einer weiteren statistisch erzeugten Eigenschaft des Bauelements Messwerte aufgenommen werden, und die Messwerte oder ein den Messwerten zugeordneter, eindeutiger zweiter Code mit der Kenngrösse zugreifbar gespeichert werden. Hierdurch kann die Sicherheit zur eindeutigen Erkennung eines Bauelements weiter erhöht werden. Auch ist es günstig, wenn die Messwerte wenigstens zweier Eigenschaften gleichzeitig gemessen werden. Dadurch erfolgt das Identifizieren der Bauelemente schnell.

Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird/werden die statistisch erzeugte/n Eigenschaft/en während der Herstellung des Bauelements erzeugt. In diesem Fall werden zusätzliche Arbeitsschritte und Arbeitszeit sowie Kosten zum Aufbringen der Codierung gespart. Dies ist bei allen Bauelementen, bei denen während der Herstellung Eigenschaften statistisch erzeugt werden, vorteilhaft. Auch ist es günstig, wenn die Messwerte bzw. der jeweilige, den Messwerten zugeordnete Code vor dem Speichern digitalisiert werden. So wird ein digitales Speichern der Messwerte bzw. des Codes möglich.

Gemäss einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Bauelemente Halbleiterelemente und die Eigenschaften Chipeigenschaften. Bei der Herstellung von Halbleiterelementen werden verschiedene Eigenschaften statistisch erzeugt. Diese Eigenschaften können zur Identifizierung der einzelnen Halbleiterelemente genutzt werden. In der Halbleiter technik ist es oft wünschenswert, den genauen Herstellungsverlauf eines einzelnen Halbleiterelements nachverfolgen zu können. Dies war bisher nicht möglich, da es technisch zu aufwendig ist, auf jedes Halbleiterelement eine Codierung aufzubringen. Die Codierung wurde bisher nur auf den Halbleiterwafer, der eine Vielzahl von Halbleiterelementen enthält, aufgebracht, so dass diese Information nach dem Trennen des Wafers in die Halbleiterelemente verloren ging. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren kann nun für jedes einzelne Halbleiterelement sein gesamter Prozessverlauf, seine Position auf dem Halbleiterwafer gespeichert und bei Bedarf wieder abgefragt werden. Dies ist auch ausserhalb des Herstellungsortes, insbesondere bei dem Kunden, möglich.

Günstigerweise kann als Chipeigenschaft die Form wenigstens eines Teiles der Kante eines aus einem Halbleiterwafer herausgetrennten Halbleiterelements verwendet werden. Die Form der Kante eines solchen Halbleiterelements entsteht bei dem Trennvorgang aus dem Halbleiterwafer. Der Trennvorgang, wie der Sägevorgang, ist hinsichtlich der Ausbildung der Kantenform ein statistischer Prozess. Geht man davon aus, dass auf der ganzen Welt insgesamt einige Milliarden Halbleiterelemente auf den Markt kommen, so ist durch die Form der Kante eines Halbleiterelements dessen Individualität gewährleistet. Die Individualität ist auch bereits bei Verwenden eines Teils der Kante sichergestellt. Wie gross dieser Teil sein muss, kann durch mathematische Optimierungsverfahren bestimmt werden. Dies könnte dann in Frage kommen, wenn nur eine bestimmte Anzahl von Halbleiterelementen voneinander unterschieden werden sollen. Das Verwenden der gesamten Kante des Bauelements erspart den Zeitaufwand solcher Optimierungsverfahren. Die aufgenommenen Daten müssen dann nur mit einem geeigneten Verfahren reduziert werden, was bei den heutigen Rechenmaschinen kein Problem darstellt.

Es ist vorteilhaft, wenn die Form der Kante mit einer optischen Kamera, insbesondere einer CCD(charged coupled device)-Kamera gemessen wird. Damit kann die Form der Kanten mit genügend grosser Genauigkeit gemessen werden. Zudem wird eine CCD-Kamera üblicherweise während der Montage des Halbleiterwafers ohnehin verwendet, da beispielsweise zum Trennen der Halbleiterelemente die Mitte zwischen je zwei der Halbleiterelementen bestimmt werden muss, oder der Bondvorgang beobachtet wird. Von dem Zeitpunkt der Aufnahme der Kantenform der Halbleiterelemente an können dann alle Prozessschritte des einzelnen Bauelements zurückverfolgt und dem Bauelement eindeutig zugeordnet werden.

Auch kann als weitere Chipeigenschaft wenigstens ein Teil des Farbspektrums des Halbleiterelements verwendet werden. Die Farbe des Halbleiterelements ist nämlich ebenfalls eine statistisch erzeugte Eigenschaft, die bei jedem Bauelement aufgrund der verschiedenen Herstellungsschritte und der aufgebrachten Schichten und Strukturen sowie deren Dickenverteilung bei jedem Halbleiterelement anders ist. Ob das gesamte Farbspektrum oder ein Teil davon gemessen wird kann im Einzelfall entschieden werden.

Auch kann als Chipeigenschaft die Form eines Teils einer Leiterbahn verwendet werden. Es kann dabei sowohl die Form der Draufsicht auf die Leiterbahn als auch die Form ihres Querschnittes gemessen werden. Die Form der Leiterbahn muss mit einem Mikroskop mit genügend grosser Auflösung, beispielsweise einem Elektronenmikroskop aufgenommen werden. Es ist auch denkbar, die Justierung von Masken auf einem Halbleiterelement, die während der Herstellung statistisch erfolgt, als Chipeigenschaft zu verwenden. Es ist vorteilhaft, wenn die Position der Halbleiterelemente auf dem Wafer gespeichert wird, da dadurch der genaue Herstellungsvorgang des Halbleiterelements nachvollzogen werden kann.

Auch können die Meßwerte, Kenngrößen, Code bzw. Positionen in einer Datenbank gespeichert werden. Dort sind sie für jeden Anwender, der einen Zugang zu dieser Datenbank hat zugänglich. Somit können wichtige Daten über den Herstellungsvorgang eines Bauelements weltweit abgerufen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figur näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf vier voneinander getrennten Halbleiterelementen und
2 einen Ausschnitt einer Draufsicht auf zwei Leiterbahnen auf einem Halbleiterelement.
In 1 sind vier Halbleiterelemente 1 in Draufsicht dargestellt. Die Halbleiterelemente 1 sind voneinander getrennt. Jedes Halbleiterelement 1 hat eine Kante 2, die sich um den Umfang des gesamten Halbleiterelements 1 erstreckt. Die Form einer solchen Kante 2 ist durch den Trennvorgang der Halbleiterelemente 1 aus einem Wafer entstanden. Der Trennvorgang kann beispielsweise durch mechanisches Sägen erfolgt sein. Man entnimmt der Figur dabei, daß die Form jeder Kante 2 eines jeden Halbleiterelementes 1 völlig individuell gestaltet ist. Dies rührt daher, daß der Sägevorgang ein statistischer Prozeß ist. In der Figur ist die Draufsicht auf die Sägespur gezeigt. Die Form dieses Schnittes der Kante kann zur eindeutigen Identifizierung des jeweiligen Halbleiterelements 1 verwendet werden. Der Vergrößerungsmaßstab der gezeigten Form der Kante 2 der Halbleiterelemente 1 beträgt etwa 1 : 50.
2 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt zweier Leiterbahnen 3 eines Halbleiterelements 1. Die Form der Kante 4 der Leiterbahnen 3 hat für jedes Bauelement 1 ebenfalls eine individuelle Form, da sie aufgrund eines statistischen Prozesses entstanden ist. Es kann statt der Kantenform in Draufsicht auch der Querschnittt einer Kante 4 verwendet werden. Eine Kantenform kann beispielsweise durch Unterätzung statistisch erzeugt werden. Der Vergrößerungsmaßstab der gezeigten Kante 4 der Leiterbahnen 2 beträgt etwa 1 : 1000.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der 1 erläutert. In einem Halbleiterwafer miteinander verbundene Halbleiterelemente 1 werden voneinander getrennt. Über der Anordnung ist eine CCD-Kamera angebracht, mit der beispielsweise die Mitte zwischen zwei benachbarten, voneinander zu trennenden Halbleiterelementen 1 bestimmt wird. Während des Trennvorgangs wird gleichzeitig mittels der CCD-Kamera ein Bild von der Form der Kante 2 eines jeden Halbleiterelements 1 aufgenommen. Den Meßwerten eines jeden Halbleiterelementes wird eine eineindeutige Kenngröße zugeordnet. Die Meßwerte, die in diesem Fall bereits in digitalisierter Form vorliegen werden zusammen mit der Kenngröße und anderen wichtigen Angaben über das jeweilige Halbleiterelement, wie dessen Position auf dem Halbleiterwafer, verschiedenen Prozeßschritten während des Verfahrens, gespeichert. Zum Speichern können die Meßwerte in geeigneter Weise komprimiert werden. Es kann anstelle der Meßwerte ein eindeutiger Code gespeichert werden.

Claims

Verfahren zum Identifizieren von Bauelementen, bei dem von einer statistischen Eigenschaft des Bauelements Messwerte aufgenommen werden, die Messwerte dem Bauelement mittels einer Kenngröße eindeutig zugeordnet werden und die Messwerte oder ein den Messwerten zugeordneter, eindeutiger Code sowie die Kenngröße zugreifbar gespeichert und diese gespeicherten Messwerte mit aktuellen Messwerten eines vorliegenden Bauelements verglichen werden und daraus eindeutig bestimmt wird, ob das Bauelement, dessen Messwerte gespeichert wurden, vorliegt oder nicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft die Form einer am Bauelement befindlichen Trennspur oder Sägespur ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens von einer weiteren statistisch erzeugten Eigenschaft des Bauelements Messwerte aufgenommen werden, und diesen weiteren Messwerten ein eindeutiger zweiter Code zugeordnet und gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte wenigstens zweier Eigenschaften gleichzeitig gemessen werden.
Verfahren nach einem der angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte bzw. der jeweilige, den Messwerten zugeordnete Code vor dem Speichern digitalisiert werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die statistisch erzeugt/en Eingenschaft/en während der Herstellung des Bauelements erzeugt wird/werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelemente Halbleiterelemente (1) und die Eigenschaften Chipeigenschaften sind.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Chipeigenschaft die Form wenigstens eines Teils der Kante (2) eines aus einem Halbleiterwafer herausgetrennten Halbleiterelements (1) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Kante (2) mit einer optischen Kamera, insbesondere einer CCD (charged coupled device) Kamera gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngrößen und der Code bzw. die Messwerte in einer Datenbank gespeichert werden.