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Die vorliegende Offenbarung betrifft die Herstellung von IC-Chips (IC - integrated circuit) und insbesondere die Herstellung von IC-Chips, die konfigurierbar sind.
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Eine herkömmliche Lösung besteht in dem Messen von Bauelementabweichungen bezüglich eines Zielwerts, sobald die Herstellung eines Wafers fertiggestellt ist, und in dem entsprechenden Ausgleich von Abweichungen durch zusätzliche Verarbeitung. In Abhängigkeit von der Bauelementart werden derzeit verschiedene Lösungen verwendet. Zum Beispiel können Fuse-Konzepte verwendet werden, um die elektrischen Eigenschaften eines Produkts nach seiner letzten elektrischen Prüfung auf Wafer-Ebene feinabzustimmen. Als anderes Beispiel sind in vielen ICs Stromsensoren eingebettet, um eine ständige Überwachung und einen ständigen Schutz des Bauelements während des Hochfahrens der Schaltung oder bei einer Fehlfunktion zu gewährleisten.
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Laserfuses können zum Konfigurieren von Wafern oder Bauelementen auf dem Wafer verwendet werden. Die Verwendung von Laserfuses erfordert jedoch Laserwerkzeuge, die negative Auswirkungen, wie zum Beispiel Spannungsrissbildung des Wafers, haben können.
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Gemäß einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung mehrerer Halbleiterbauelemente auf einem Wafer umfasst das Verfahren Bilden einer Strukturschicht, die mehrere gleiche Halbleiterbauelementstrukturen umfasst, und Bereitstellen einer Schutzschicht auf der Strukturschicht. Die Schutzschicht auf einer ersten der mehreren Halbleiterbauelementstrukturen unterscheidet sich von der Schutzschicht auf einer zweiten der mehreren Halbleiterbauelementstrukturen.
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Gemäß einer Ausführungsform eines Halbleiterbauelements umfasst das Halbleiterbauelement eine Strukturschicht mit einer Halbleiterbauelementstruktur und eine Passivierungsschicht auf der Strukturschicht. Die Passivierungsschicht weist eine Öffnung über einem Schaltungselement auf. In der Öffnung wird eine Konfigurierungssubstanz abgeschieden, die eine elektrische Eigenschaft des Schaltungselements ändert.
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Gemäß einer Ausführungsform eines Wafers zur Herstellung mehrerer Halbleiterbauelemente umfasst der Wafer eine Strukturschicht, die mehrere gleiche Halbleiterbauelementstrukturen enthält, und eine Schutzschicht über der Strukturschicht. Die Schutzschicht über einer ersten der mehreren gleichen Halbleiterbauelementstrukturen unterscheidet sich von der Schutzschicht über einer zweiten der mehreren gleichen Halbleiterbauelementstrukturen.
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Gemäß einer Ausführungsform eines Werkzeugs zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen auf einem Wafer umfasst das Werkzeug eine Abgabevorrichtung, die dazu konfiguriert ist, eine Schutzsubstanz selektiv auf den Wafer abzugeben.
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Gemäß einer Ausführungsform eines computerlesbaren Mediums zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen auf einem Wafer umfasst das computerlesbare Medium Daten, die bewirken, dass eine Abgabevorrichtung eine Schutzsubstanz selektiv an einer Stelle auf dem Wafer abgibt, wobei die Daten die Stelle auf dem Wafer enthalten.
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Die unabhängigen Ansprüche definieren die Erfindung bezüglich verschiedener Aspekte. Die abhängigen Ansprüche geben Merkmale von Ausführungsformen gemäß der Erfindung bezüglich verschiedener Aspekte an.
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Die beigefügten Zeichnungen sind mit aufgenommen, um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu gewährleisten, und sind in der vorliegenden Patentschrift enthalten und bilden einen Teil davon. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Grundzüge der Erfindung zu erläutern.
- 1 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einigen Ausführungsformen.
- Die 2A-2G veranschaulichen eine perspektivische und Querschnittsansichten einer konfigurierbaren Schaltungselementstruktur gemäß einigen Ausführungsformen.
- Die 3A-3D veranschaulichen Querschnittsansichten einer konfigurierbaren Schaltungselementstruktur gemäß einigen Ausführungsformen.
- Die 4A-4D veranschaulichen Draufsichten einer konfigurierbaren Schaltungselementstruktur gemäß einigen Ausführungsformen.
- Die 5A-5B veranschaulichen Draufsichten eines Beispiels für eine Anwendung einer konfigurierbaren Schaltungselementstruktur gemäß einigen Ausführungsformen.
- Die 6A-6B veranschaulichen Draufsichten eines Beispiels für eine Anwendung konfigurierbarer Schaltungselementstrukturen gemäß einigen Ausführungsformen.
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Die Elemente der Zeichnungen sind bezüglich einander nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszahlen bezeichnen entsprechende ähnliche Teile. Da Komponenten von Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung in mehreren verschiedenen Ausrichtungen positioniert sein können, ist sich auf Richtung beziehende Terminologie, die zur Veranschaulichung verwendet werden kann, jedoch in keiner Weise einschränkend, es sei denn, es wird ausdrücklich etwas Anderes angegeben. Andere Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung und viele der beabsichtigten Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen bei besserem Verständnis unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung leicht hervor. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen verwendet werden können und strukturelle oder logische Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende detaillierte Beschreibung soll deshalb nicht in einem einschränkenden Sinne verstanden werden, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angehängten Ansprüche definiert.
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Unten werden Ausführungsformen, Implementierungen und zugehörige Wirkungen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offenbart.
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1 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einigen Ausführungsformen. Das Verfahren kann bei der Herstellung von Halbleiterbauelementchips verwendet werden. Die Halbleiterchips können verschiedene Arten von aktiven und passiven Bauelementen, wie zum Beispiel Dioden, Transistoren, Thyristoren, Kondensatoren, Drosselspulen, Widerstände, optoelektronische Bauelemente, Sensoren, mikroelektromechanische Systeme und andere, umfassen. Bei einigen Ausführungsformen umfassen die Halbleiterbauelementchips jeweils eine oder mehrere integrierte Schaltungen, einen oder mehrere Speicher, eine analoge Schaltung oder eine Mischsignalschaltung. Bei einigen Ausführungsformen enthält das Halbleiterbauelement einen Leistungstransistor. Bei einigen Ausführungsformen enthält das Halbleiterbauelement einen Sensor. Bei einigen Ausführungsformen sind mindestens zwei der oben genannten Elemente in dem Halbleiterbauelementchip kombiniert, um beispielsweise einen Systemchip zu bilden.
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Allgemein umfasst ein Verfahren zur Herstellung mehrerer Halbleiterbauelemente auf einem Wafer Bilden einer Strukturschicht, die mehrere ähnliche Halbleiterbauelementstrukturen umfasst. Bei einigen Ausführungsformen sind die ähnlichen Halbleiterbauelementstrukturen alle gleich. Es wird nunmehr ein beispielhaftes Verfahren gemäß einigen Implementierungen unter Bezugnahme auf 1, die ein das beispielhafte Verfahren veranschaulichendes Flussdiagramm zeigt, beschrieben.
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Bei S110 umfasst das Verfahren Bereitstellen eines Wafers, der mehrere Halbleiterbauelementstrukturen umfasst. Der Wafer kann allgemein für Front-End-Verarbeitung bereitgestellt werden, wie in der Technik bekannt ist. Bei einigen Ausführungsformen bilden die Halbleiterbauelementstrukturen einen Teil einer integrierten Schaltung. Die Halbleiterbauelementstrukturen können dazu konfiguriert sein, passive Schaltungselemente, wie zum Beispiel einen Widerstand, eine Induktivität und eine Kapazität, zu bilden. Ferner können die Halbleiterbauelementstrukturen dazu konfiguriert sein, aktive Schaltungselemente, wie zum Beispiel Transistoren, zu bilden. Für den Fachmann wird ersichtlich sein, dass, wenn die Halbleiterbauelementstruktur zur Bildung einer integrierten Schaltung bereitgestellt wird, eine große Anzahl von passiven Schaltungselementen und aktiven Schaltungselementen in einer einzigen Halbleiterbauelementstruktur enthalten sein kann. In einem Beispiel soll die Halbleiterbauelementstruktur in ein Stromsensorchipprodukt aufgenommen werden.
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Bei S120 wird der Wafer bearbeitet. Eine oder mehrere Schichten von Bauelementstrukturen werden gebildet. Zum Beispiel werden eine Schicht oder Schichten, die eine Schicht mit Metallstrukturen und/oder eine dielektrische Schicht enthalten, gebildet, um die mehreren Halbleiterbauelementstrukturen bereitzustellen. Mindestens eine Wirkung kann darin bestehen, mit jeder Halbleiterbauelementstruktur ein Produkt zu bilden, wobei die so gebildeten Produkte im Wesentlichen von der gleichen Produktart, zum Beispiel ein IC-Die der gleichen Art, sind.
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Bei einigen Implementierungen wird eine erste Halbleiterbauelementstruktur einem ersten Halbleiterbauelement zugeordnet und eine zweite Halbleiterbauelementstruktur erstem Halbleiterbauelement. Bei einigen Implementierungen weisen die erste Halbleiterbauelementstruktur und die zweite Halbleiterbauelementstruktur die gleiche Bauelementgeometrie auf. Mit anderen Worten, die erste Halbleiterbauelementstruktur und die zweite Halbleiterbauelementstruktur weisen ein identisches Layout auf.
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Bei einigen Implementierungen kann das Verfahren in Abhängigkeit von den mit dem Wafer herzustellenden Produkten für einige oder für jede Halbleiterbauelementstruktur auf dem Wafer Vorbereiten des Wafers zur selektiven Aufnahme einer leitfähigen Substanz zur Bildung eines konfigurierten Schaltelements auf dem Wafer umfassen. Wie unten gezeigt und besprochen wird, werden die Halbleiterbauelementstrukturen somit so hergestellt, dass sie Strukturen von konfigurierbaren Elementen, die sich für eine Konfiguration oder Änderung gemäß den hierin offenbarten Techniken eignen, enthalten. Zum Beispiel kann ein einziges konfigurierbares Schaltungselement beim Konfigurieren von digitalen und/oder analogen konfigurierbaren Elementen, wie zum Beispiel Abstimmelementen, oder zum Ändern der digitalen und/oder analogen konfigurierbaren Elemente verwendet werden.
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Bei einigen Ausführungsformen umfasst jede Halbleiterbauelementstruktur einen ersten Teil, der zum Bereitstellen eines digitalen konfigurierbaren Elements, das Teil der integrierten Schaltung bilden soll, konfiguriert ist. Bei einigen Ausführungsformen umfasst jede Halbleiterbauelementstruktur einen zweiten Teil, der zur Bereitstellung eines analogen konfigurierbaren Elements, das auch Teil der integrierten Schaltung bilden soll, konfiguriert ist. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Halbleiterbauelementstruktur sowohl den ersten Teil als auch den zweiten Teil. Obgleich hier der Einfachheit halber nur auf ein digitales konfigurierbares Abstimmelement Bezug genommen wird, sollte auf der Hand liegen, dass auch andere konfigurierbare Elemente pro Halbleiterbauelementstruktur in Betracht kommen können. Zum Beispiel kann ein bestimmter Teil der Halbleiterbauelementstruktur dazu konfiguriert sein, eine bestimmte Signalverarbeitung oder andere Funktion durchzuführen, und dazu kann der Teil ein gemäß der vorliegenden Offenbarung, wie unten unter Bezugnahme auf das Konfigurieren des Abstimmelements angeführt, zu bildendes Schaltelement enthalten. Wenn die Halbleiterbauelementstruktur eine integrierte Schaltung bilden soll, umfasst die integrierte Schaltung bei einigen Ausführungsformen einen ersten Schaltungsteil und mehrere zweite Schaltungsteile, wobei das konfigurierbare Schaltungselement dazu konfigurierbar ist, den ersten Schaltungsteil mit einem oder mehreren ausgewählten der mehreren zweiten Schaltungsteile elektrisch zu verbinden.
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Es sollte auf der Hand liegen, dass der Vorgang des Bereitstellens des Wafers für Front-End-Verarbeitung bei S110 herkömmliche Front-End-Verarbeitungsschritte zur Bildung der mehreren Halbleiterbauelementstrukturen umfassen kann. Obgleich der Vorgang des Bereitstellens des Wafers bei S110 und der Vorgang der Bearbeitung des Wafers bei S120 zur Bildung einer oder mehrerer konfigurierbarer Elementstrukturen im ersten Teil und zweiten Teil getrennt besprochen werden, als ob sie nacheinander durchgeführt werden würden, kann die Reihenfolge auch umgekehrt sein, und ein Vorgang kann Teil des anderen Vorgangs bilden. Insbesondere kann der Vorgang des Bildens des ersten Schaltungsteils und/oder des zweiten Schaltungsteils dem Vorgang der Bereitstellung des Wafers vorausgehen oder darin enthalten sein. Wenn die Halbleiterbauelementstruktur zum Beispiel in das Stromsensorchipprodukt aufgenommen werden soll, kann der Stromsensor so konzipiert sein, dass er eine mäanderförmige Leiterstruktur, die einen Widerstand bildet, enthält. Der Widerstand kann aus einer Substanz hergestellt sein, die eine geringere Leitfähigkeit als anderes Leiterbahnmaterial hat. Der Widerstand kann in verschiedenen Schichten der Halbleiterbauelementstruktur eingebettet sein. Bei einigen Implementierungen kann der Widerstand als ein Abstimmelement konzipiert sein, das zum Ausgleich von Schwankungen eines Nebenschlusswiderstands aufgrund von Schwankungen bei der Front-End-Verarbeitung in dem beim Konfigurieren des konfigurierbaren Elements fertiggestellten Ausmaß konfigurierbar ist.
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Bei S130 umfasst das beispielhafte Verfahren ferner Prüfen der mehreren auf dem Wafer gebildeten Halbleiterbauelementstrukturen. Es sollte auf der Hand liegen, dass das Prüfen zwar auf eine einzige Halbleiterbauelementstruktur oder auf eine Auswahl der Halbleiterbauelementstrukturen, zum Beispiel auf ausgewählte der integrierten Schaltungen, beschränkt sein kann, aber das Prüfen bei einigen Ausführungsformen an jeder der auf dem Wafer gebildeten Halbleiterbauelementstrukturen durchgeführt wird. Ferner sollte auf der Hand liegen, dass das Prüfen auf eine ausgewählte Funktionalität und/oder einen ausgewählten Teil der Halbleiterbauelementstruktur beschränkt sein kann. Wenn die Halbleiterbauelementstruktur zum Beispiel in das Stromsensorchipprodukt aufgenommen werden soll, kann das Prüfen eine Messung eines Nebenschlusswiderstands umfassen.
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Bei S140 umfasst das Verfahren ferner Erzeugen einer Datendatei zur Verwendung bei der Steuerung einer Abgabevorrichtung, die zum Abgeben einer Schutzsubstanz konfiguriert ist. Bei einigen Implementierungen werden die Prüfungsergebnisse zum Beispiel unter Verwendung einer Datenverarbeitungsvorrichtung einer Prüfungsvorrichtung verarbeitet. Bei einigen Implementierungen umfasst das beispielhafte Verfahren ferner, basierend auf einem Prüfungsergebnis, Ableiten eines ausgewählten Schaltungselements auf dem zu konfigurierenden Wafer.
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Wenn die Halbleiterbauelementstrukturen zum Beispiel in Stromsensorchipprodukte aufgenommen werden sollen, kann die Verarbeitung einen Vergleich der gemessenen Nebenschlusswiderstandswerte mit einem Ziel-Widerstandswert umfassen. Die Datenverarbeitung kann zum Berechnen eines Soll-Abstimmwiderstandswerts, der von der Differenz zwischen dem Sollwiderstandswert und dem gemessenen Nebenschlusswiderstandswert in dem geprüften Bauelement abhängig ist, durchgeführt werden. Insbesondere kann die Datenverarbeitung dazu durchgeführt werden, eine oder mehrere Stellen zu identifizieren, an denen die mäanderförmige Leiterstruktur durch eine Leitungsbrücke überbrückt werden sollte, die die überbrückte Mäander- oder offene Schleife der mäanderförmigen Struktur effektiv kurzschließt. Es sollte auf der Hand liegen, dass von einer Halbleiterbauelementstruktur zur anderen auf dem gleichen Wafer verschiedene Nebenschlusswiderstandswerte gemessen werden können und sich dementsprechend verschiedene Stellen zur Überbrückung der mäanderförmigen Leiterstruktur ergeben können.
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In einem anderen Beispiel stellen Daten Informationen dar, die individuell einem Halbleiterbauelement, wie zum Beispiel genau dem Halbleiterbauelement, das die gerade geprüfte Halbleiterbauelementstruktur enthalten soll, zugeordnet werden. Es kann zum Beispiel eine digitale Darstellung des gemessenen Werts bestimmt werden. Bei einigen Ausführungsformen basieren die Informationen auf dem Prüfungsergebnis. Bei einigen Ausführungsformen kodieren die Stellen zur selektiven Bereitstellung der Substanz auf dem ausgewählten Teil des Wafers die der geprüften Halbleiterbauelementstruktur zugeordneten Informationen. Als Beispiel für ein digitales konfigurierbares Element kann das digitale konfigurierbare Element dazu konfigurierbar sein, einen Sollwert gemäß der digitalen Darstellung des gemessenen Werts, der bei der Verarbeitung des Prüfungsergebnisses bestimmt wurde, darzustellen. Mindestens eine Wirkung kann darin bestehen, dass bei weiterer Verarbeitung des Wafers digitale Druckverfahren verwendet werden können, die eine Anwendung flexibler und/oder individueller Druckdateien und/oder Strukturen, die für jeden Chip individuell erzeugt werden können, basierend auf den Messdaten gestatten können.
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Die Datendatei kann zur Verwendung bei der Konfiguration des ausgewählten Schaltungselements angepasst werden. Zum Beispiel kann die Datendatei Daten enthalten, die bei der Steuerung eines Werkzeugs verwendet werden sollen und die einer Stelle des ausgewählten Schaltungselements auf dem Wafer zugeordnete Stelleninformationen darstellen.
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Bei S150 umfasst das beispielhafte Verfahren Bereitstellen einer Schutzschicht über der Strukturschicht. Bei einigen Implementierungen ist die Schutzschicht eine Passivierungsschicht. Bei einigen Implementierungen ist die Schutzsubstanz eine Passivierungssubstanz. Bei einigen Implementierungen ist die Schutzschicht dazu konfiguriert, einem vorbestimmten Reaktionsmittel zu widerstehen. Bei einigen Implementierungen ist die Schutzschicht eine Fotolackschicht.
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Im Allgemeinen kann die Schutzschicht auf einer ersten Halbleiterbauelementstruktur so hergestellt werden, dass sie sich von der Schutzschicht auf einer zweiten Halbleiterbauelementstruktur unterscheidet. Bei einigen Implementierungen umfasst das Bereitstellen der Schutzschicht Bilden einer Basisschutzschicht mit mehreren gleichen Öffnungen über den mehreren Halbleiterbauelementen. Insbesondere legen die Öffnungen jeweils ein konfigurierbares Element der jeweiligen Halbleiterbauelementstruktur frei. Die Basisschicht ist für die gleichen Halbleiterbauelementstrukturen in der Strukturschicht die gleiche. Da die erste Halbleiterbauelementstruktur und die zweite Halbleiterbauelementstruktur identisch sind, können zum Beispiel beide mit einer gleichen Basisschutzschicht versehen sein. Die Basisschutzschicht stellt eine Maske, zum Beispiel eine Abdecklackmaste, die über jedem der Halbleiterbauelemente die gleich ist, bereit.
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Bei S160 umfasst das Verfahren ferner Individualisieren der Schutzschicht für jede Halbleiterbauelementstruktur. Das Verfahren kann selektives Abscheiden der Schutzsubstanz in einer Öffnung der Basisschutzschicht umfassen. Bei einigen Implementierungen wird eine Abgabevorrichtung verwendet, die dazu konfiguriert ist, Drucken oder Sprühen durchzuführen. Die Abgabevorrichtung ist zum Beispiel eine Tintenstrahldruckeinrichtung, eine Düsensprüheinrichtung oder eine Elektrosprüheinrichtung. Bei einigen Implementierungen wird selektives Bereitstellen der Basisschutzschicht und Bereitstellen der Schutzsubstanz über ausgewählte konfigurierbare Schaltungselemente in einem einzigen Vorgang durchgeführt. Zum Beispiel kann eine Sprüheinrichtung zum Aufsprühen der Schutzsubstanz verwendet werden.
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Bei einigen Implementierungen ist die Abgabevorrichtung als eine Plasmaquelle vorgesehen, die dazu konfiguriert ist, ein Plasma zum Abscheiden von geladenen Teilchen auf der Strukturschicht zu bilden. Zum Beispiel wird eine zum Beispiel in einem Behältnis oder Kanal eines Abgabewerkzeugs gehaltene Substanz auf einem ausgewählten Teil des Wafers bereitgestellt, um die Substanz in der Öffnung der Basisschutzschicht über einem konfigurierbaren Element der jeweiligen Halbleiterbauelementstruktur selektiv abzuscheiden.
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Bei einigen Implementierungen beträgt die geringste Erstreckung eines Durchmessers oder Querschnitts der von der Substanz bedeckten Fläche an dem ausgewählten Teil des Wafers ca. einhundert Mikrometer oder weniger als einhundert Mikrometer, zum Beispiel ca. zehn bis zwanzig Mikrometer, wobei das Halbleiterbauelement zum Beispiel ein Leistungstransistor ist. Bei einigen Implementierungen beträgt die geringste Erstreckung eines Durchmessers oder Querschnitts der von der Substanz bedeckten Fläche an dem ausgewählten Teil des Wafers ca. ein Mikrometer bis zehn Mikrometer, wobei das Halbleiterbauelement zum Beispiel ein Leistungstransistorbauelement ist und die Substanz zur Verwendung bei der Verbindung eines Sensorelements mit dem Leistungstransistor bestimmt ist. Bei einigen Implementierungen beträgt eine geringste Erstreckung eines Durchmessers oder Querschnitts der von der Substanz bedeckten Fläche am ausgewählten Teil des Wafers ca. ein Mikrometer oder weniger als ein Mikrometer. Zum Beispiel ist bei einer Implementierung eine ungefähr rechteckige Fläche von ca. 2 µm × 130 nm bedeckt; in einem anderen Beispiel ist eine ungefähr kreisförmige Fläche mit einem Durchmesser von ca. 1 µm, 500 nm, 250 nm oder 130 nm bedeckt.
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Bei einigen Implementierungen wird eine Mikroformtechnik verwendet. Wenn es sich bei der Substanz um eine Paste handelt, kann die Abgabevorrichtung zum Beispiel als ein Extruder bereitgestellt werden. Die Abgabevorrichtung wird zum Beispiel als ein Extruder bereitgestellt, der dazu konfiguriert ist, eine Kunststoffsubstanz zu ihrer Abscheidung auf der Halbleiterbauelementstruktur mikrozuextrudieren.
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Der Vorgang des Druckens der Substanz kann Erwärmen der Flüssigkeit, während die Flüssigkeit zum Beispiel in einem Behältnis gehalten wird, vor der Abgabe der Flüssigkeit umfassen, um die Flüssigkeit flüssig zu halten. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren Ausstoßen der Substanz aus dem Behältnis. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren Bereitstellen der Flüssigkeit in einem Hohlraum, Schwamm oder anderen Behältnis, das mit einer Abgabevorrichtung gekoppelt ist. Die Abgabevorrichtung kann zum Beispiel als eine Düse vorgesehen sein. Der Vorgang des Ausstoßens der Substanz aus dem Behältnis kann Erhöhen eines Drucks innerhalb des Hohlraums durch Bewegen einer Hohlraumwand zum Reduzieren eines Hohlraumvolumens und/oder durch Erwärmen der Flüssigkeit in dem Hohlraum und Ausstoßen der Flüssigkeit durch die Abgabevorrichtung umfassen. Bei einigen Ausführungsformen wird die Flüssigkeit gemäß einem Aktuator, der das Behältnis verformen kann, zugeführten Steuersignalen abgegeben. Die Steuersignale können dazu bereitgestellt werden, abgegebene Substanz zu dem (den) ausgewählten Teil(en) auf dem Wafer zu leiten, während andere Teile frei von der abgegebenen Substanz gehalten werden. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren elektrisches Laden der aus dem Behältnis ausgestoßenen Substanz und Steuern eines elektrischen Felds zum Leiten der Substanz. Demgemäß umfassen einige Ausführungsformen nach dem Messen des Bauelements selektives Einspeisen von gedruckten Strukturen auf der Halbleiterbauelementstruktur. Mindestens eine Wirkung kann darin bestehen, dass chipindividuelle Strukturen gebildet werden können, um Ergebnisse zu erzielen, die individuell für ausgewählte Chips optimiert sein können. Zu zur Verfügung stehenden Drucktechnologien gehören unter anderem Tintenstrahldruck sowie digital steuerbare Verfahren des Sprühens aus einer Düse oder Elektrosprühens.
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Bei einigen Ausführungsformen ist die Schutzsubstanz zu dem Zeitpunkt der Bereitstellung der Substanz mindestens eine aus der aus einer Flüssigkeit, einer Suspension in einer Flüssigkeit und einer Paste bestehenden Gruppe ausgewählte. Zum Beispiel ist eine Schutzsubstanz zur Fertigstellung der Schutzschicht eine oder mehrere aus der aus Schutzsubstanzen, die aus einem Fotolack, Imid, Acrylat, Hotmelt oder Epoxid bestehenden Gruppe ausgewählte Substanzen.
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Bei einigen Implementierungen wird Laser Direct Imaging (LDI) verwendet, um basierend auf der Datendatei die Schutzschicht zu bilden, die für jedes der Halbleiterbauelemente individuell ist. Bei einigen Ausführungsformen wird basierend auf der Datendatei eine programmierbare lithographische Maske oder ein Maskless Aligner (MLA) verwendet, um die Schutzschicht zu bilden, die für jedes der Halbleiterbauelemente individuell ist.
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Bei einigen Implementierungen wird bei S170 der Wafer behandelt, um die Schutzsubstanz zu fixieren. Insbesondere wird die Schutzsubstanz gehärtet. Der Druck kann als eine Kurzverbindung in einer Mäanderstruktur zum Beispiel auf einer nicht strukturierten Trägerfläche aufgebracht werden, oder der Druck kann auf vorbestimmten Stellen, die eine Führungsstruktur, wie zum Beispiel Hohlräume und/oder Gräben aufweisen, die zum Füllen mit Tinte geeignet sind, aufgebracht werden.
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Bei S180 umfasst das Verfahren ferner Aufbringen einer Konfigurierungssubstanz auf die Schutzschicht. Bei einigen Implementierungen ist die Konfigurierungssubstanz leitfähig. Mindestens eine Wirkung kann darin bestehen, dass die Konfigurierungssubstanz effektiv ein solches Schaltungselement als Leiterelement konfiguriert, das sich in einer Öffnung der Schutzschicht befindet und deshalb für die Konfigurierungssubstanz freiliegt.
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Bei einigen Implementierungen ist die Konfigurierungssubstanz dahingehend konfiguriert, leitfähig zu werden, wenn sie in der Öffnung der Basisschutzschicht vorgesehen ist. Zum Beispiel umfasst die Konfigurierungssubstanz ein Metall. Bei einigen Ausführungsformen ist die Konfigurierungssubstanz ein Metall. Zum Beispiel kann die Flüssigkeit ein Metall sein, das über die Schmelztemperatur des Metalls erhitzt ist. In einem anderen Beispiel kann die Flüssigkeit ein leitfähiges Harz, zum Beispiel ein Harz, das mit einem Pulver aus leitfähigen Partikeln vermischt ist, sein, um eine leitfähige Flüssigkeit bereitzustellen. Die Substanz kann zum Beispiel eine Lösung sein, die leitfähige Partikel enthält. Bei einigen Ausführungsformen verdampft die Lösung und hinterlässt die leitfähigen Partikel. Bei noch einer anderen Ausführungsform ist die Substanz eine leitfähige Paste. Bei einigen Implementierungen wird eine Tinte oder eine andere Substanz, die Metallpartikel enthält, verwendet.
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Somit können abzuscheidende Substanzen Metalltinten, wie zum Beispiel Nanopartikel enthaltende Tinten, oder chemische Metallvorläufertinten, die zu elektrisch leitenden Schichten und/oder zu einer elektrisch leitenden Struktur führen, umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein. Zum Beispiel kann eine Nanopartikeltinte verwendet werden. Die Nanopartikeltinte kann Metallpartikel enthalten. Bei einigen Implementierungen können in der Nanopartikeltinte enthaltene Metallpartikel eine Größe von weniger als einem Mikrometer bis zu wenigen Nanometern, wie zum Beispiel zwischen 100 und 500 nm, vorzugsweise 100 und 200 nm, oder sogar darunter, wie zum Beispiel zwischen 10 und 100 nm, aufweisen. In Abhängigkeit von einem gewünschten spezifischen Widerstand der hinzugefügten Struktur können reine Metalle aufgebracht werden, die zum Beispiel aus einer aus Cu, Ag, Au, Ni, Sn und In bestehenden Gruppe ausgewählt sind, oder es können Systeme aufgebracht werden, die zu bestimmten Legierungen, zum Beispiel Gemischen aus den oben genannten Metallen, führen. Es können auch andere elektrisch leitende Materialien verwendet werden, entweder alleine oder zusätzlich dazu, wie zum Beispiel Metalloxide, leitende organische Polymere oder Gemische daraus mit Metallpartikeln.
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Bei einigen Implementierungen umfasst das ausgewählte Schaltungselement eine nichtleitfähige Aufnahme. Mindestens eine Wirkung kann darin bestehen, dass eine Führungsstruktur zum Führen eines Reaktionsmittelstroms auf der Waferoberfläche vorgesehen ist. Insbesondere kann die Führungsstruktur dahingehend ausgeführt sein, den Reaktionsmittelstrom auf die leitfähige Kopplung des ausgewählten Schaltungselements zu führen. Die Substanz kann ein oder mehrere Reaktionsmittel aus einer aus einem Ätzmittel, einem Lösungsmittel, einem Oxidationsmittel, einem komplexbildenden Mittel bestehenden Gruppe umfassen. Insbesondere kann das Reaktionsmittel dazu ausgewählt sein, die leitfähige Kopplung des ausgewählten Schaltungselements zu unterbrechen.
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Mindestens eine Wirkung kann darin bestehen, dass trotz der Abscheidung auf einer breiten Fläche des Wafers, bei einigen Ausführungsformen weit umfassend über den Wafer, die Konfigurierungssubstanz jene konfigurierbaren Elemente der Halbleiterbauelementstruktur konfigurieren kann, die nicht durch die Schutzschicht geschützt sind und deshalb für die Konfigurierungssubstanz freiliegen können. Da die Öffnungen wie oben beschrieben individuell für jede Halbleiterbauelementstruktur gebildet sein können, kann die Konfiguration der Halbleiterbauelementstrukturen auf dem Wafer auch individuell für jede Halbleiterbauelementstruktur erfolgen. Bei Verwendung eines Ätzmittels als die Konfigurierungssubstanz kann zum Beispiel leitfähiges Material entfernt werden, um eine Metallleiterbahn als das konfigurierbare Element, das für die Konfigurierungssubstanz freiliegt, zu unterbrechen. Mindestens eine Wirkung kann darin bestehen, dass so viel Leiterbahnmaterial zweckmäßig geätzt werden kann, wie für einen sicheren Betrieb der einander zugekehrten Bahnanschlüsse erforderlich ist. Somit wird im Betrieb des Halbleiterbauelements eine Gefahr einer Beschädigung aufgrund von Leckstrom oder Wölbung im Vergleich zu einer herkömmlichen Laserfuse reduziert, die bei Betrieb mit ausreichend geringer Energie zur Vermeidung eines Übermaßes an Spannung am Halbleiterbauelement nur ein kleines Materialvolumen entfernt und dazu neigt, spitze Leiteroberflächen zu bilden.
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Bei einigen Implementierungen kann die Konfigurationssubstanz, nachdem sie auf die Halbleiterbauelementstruktur aufgetragen worden ist, in Abhängigkeit von der Konfigurationssubstanz einer weiteren Verarbeitung unterzogen werden, beispielsweise einer Beaufschlagung mit Ultraviolettstrahlung, um auszuhärten, Mikrowellenstrahlung, um zu reagieren, Infrarotstrahlung, damit ein Lösungsmittel verdampft, usw.
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Im Allgemeinen kann ein Härtungsschritt angewandt werden, um abgeschiedenes Material, sei es die Schutzsubstanz oder die Konfigurierungssubstanz, zu einer gewünschten Endform der Schutzschicht bzw. des konfigurierten Elements umzuwandeln. Dies kann ein Trocknungsschritt zum Entfernen von Lösungsmittel und/oder ein Sinterschritt sein. Energie kann auf verschiedene Weisen bereitgestellt werden: Es kann zum Beispiel Backen des Wafers, zum Beispiel in einem Ofen und/oder Beaufschlagen der Waferoberfläche mit Bestrahlung verwendet werden. Wenn es sich bei der Flüssigkeit um Harz handelt, kann der Wafer zum Beispiel einer Bestrahlung eines vorbestimmten Spektrums, wie zum Beispiel Infrarotstrahlung oder Ultraviolettstrahlung, wie zum Aushärten des bestimmten in dem Prozess verwendeten Harzes erforderlich, unterzogen werden. Bei einigen Implementierungen werden Hochenergie-Xe-Blitzlampen oder es wird Laserbestrahlung verwendet. In einem Beispiel, in dem es sich bei der Flüssigkeit um ein Metall handelt, wird der Wafer unter den Schmelzpunkt des Materials gekühlt. Bei einigen Ausführungsformen umfasst der Vorgang des Härtens der Substanz Aushärten der Substanz. Eine Wirkung kann darin bestehen, dass die Substanz fest wird. In noch einem anderen Beispiel, in dem die Substanz eine Paste ist, kann der Wafer erhitzt werden, um die Paste zu backen. Es sollte auf der Hand liegen, dass der Vorgang des Härtens der Substanz, so dass sie fest wird, Verdampfen eines Teils der Substanz, wie zum Beispiel Verdampfen eines in der Substanz enthaltenen Lösungsmittels, umfassen kann.
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Bei einigen Implementierungen können, nachdem die Konfigurierungssubstanz die konfigurierbaren Elemente fest konfiguriert, zum Beispiel gemäß in der oben besprochenen Datendatei dargestellten Steuerdaten, ein oder mehrere andere Vorgänge durchgeführt werden, wie zum Beispiel ein Vorgang des Entfernens der Schutzsubstanz von dem Wafer und ein Vorgang des Reinigens des Wafers von Verunreinigungen, die eine Behinderung für weitere Prozessschritte verursachen könnten oder die Produktqualität auf andere Weise beeinträchtigen könnten. Der Wafer mit der Schutzschicht kann zum Beispiel gespült werden.
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Immer noch bei S180 wird das konfigurierbare Element bei einigen Implementierungen passiviert. Das Verfahren kann zum Beispiel selektives Bereitstellen eines Dielektrikums zumindest auf dem (den) ausgewählten Teil(en) des Wafers, der (die) die leitfähige Substanz empfangen hat (haben), umfassen. Mindestens eine Wirkung kann darin bestehen, dass das Dielektrikum das neu gebildete Abstimmelement passiviert. Bei einigen Implementierungen können weitere Prozessdruckschritte durchgeführt werden, um ein Abscheiden einer Passivierungssubstanz selektiv bereitzustellen.
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Bei einigen Implementierungen wird bei S190 bestimmt, ob weitere Front-End-Verarbeitung erforderlich ist, um die Halbleiterbauelementstrukturen fertigzustellen, und beispielsweise eine weitere strukturierte Bauelementschicht auf dem Wafer gebildet werden sollte. Ist dies der Fall, kann der Wafer wieder den oben beschriebenen Prozessen unterzogen werden, wodurch mindestens eine weitere Strukturschicht auf dem Wafer vorgesehen wird. In diesem Fall können einige oder alle der oben beschriebenen Schritte erneut vorgenommen werden; zum Beispiel kann der Prozess zu S120 übergehen, um dort eine weitere Schicht von Bauelementstrukturen zu bilden, und von dort fortgeführt werden. Wenn hingegen somit eine Beendigung der Front-End-Verarbeitung des Wafers bestimmt wird, kann das Verfahren bei S199 zu anderen Prozessen übergehen. Das Verfahren kann zum Beispiel dazu übergehen, einen Back-End-Prozess durchzuführen. Zum Beispiel kann Zerteilen durchgeführt werden, um Halbleiterdies von dem Wafer abzutrennen, die das (die) konfigurierbare(n) Element(e) enthalten, das (die) wie oben beschrieben individuell konfiguriert wird (werden).
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Wie oben beschrieben, umfasst das Verfahren zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen bei einigen Implementierungen Prüfen des Wafers. Dieser Wafer kann mehrere Halbleiterbauelementstrukturen in mindestens einer ersten Strukturschicht auf dem Wafer aufweisen. Ferner umfasst das Verfahren Hinzufügen einer anderen Strukturschicht auf dem Wafer, wodurch weitere Schaltungselemente fertiggestellt und/oder hinzugefügt werden. Bei einigen Implementierungen umfasst der Vorgang des Hinzufügens einer anderen Strukturschicht einen lithographischen Prozess. Das Verfahren umfasst zwischen den Vorgängen des Prüfens des Wafers und des Hinzufügens einer anderen Strukturschicht auf dem Wafer Bereitstellen einer Schutzschicht, die eine Schutzsubstanz auf der Strukturschicht umfasst. Bei einigen Implementierungen umfasst das Verfahren selektives Bereitstellen der Schutzsubstanz auf dem Wafer an einer ausgewählten Stelle auf einem ausgewählten Teil des Wafers, der eine Halbleiterbauelementstruktur umfasst. Insbesondere kann (können) der (die) Vorgang (Vorgänge) des selektiven Bereitstellens der Schutzsubstanz auf dem Wafer durchgeführt werden, bevor der lithographische Prozess durchgeführt worden ist. Das Verfahren umfasst bei einigen Implementierungen Durchführen des lithographischen Prozesses. Wo die Strukturschicht nicht durch die Schutzschicht bedeckt ist, liegt die Strukturschicht für den lithographischen Prozess frei. Der lithographische Prozess ändert jene Teile der Strukturschicht, die für den lithographischen Prozess freiliegen, wodurch sich insgesamt ein geänderter Wafer ergibt. Der geänderte Wafer weist basierend auf dem Prüfungsergebnis mindestens einen geänderten ausgewählten Teil auf.
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Mindestens eine Wirkung kann darin bestehen, dass das Halbleiterbauelement im Verlauf der Individualisierung weniger thermischer und/oder mechanischer Spannung als in einem Fall, in dem eine Laserfuse verwendet wird, ausgesetzt ist.
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Allgemein umfasst ein Halbleiterbauelement eine Strukturschicht mit einer Halbleiterbauelementstruktur und einer Schutzschicht auf der Strukturschicht. Die Schutzschicht kann zum Beispiel als eine Passivierungsschicht auf der Strukturschicht vorgesehen sein. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Zwischenschicht, bei der es sich nicht um die Passivierungsschicht handelt, auf der Strukturschicht ausgebildet sein. In solch einem Fall ist die Passivierungsschicht streng genommen nicht direkt auf der Strukturschicht ausgebildet, sondern über der Strukturschicht. Bei einigen Ausführungsformen weist die Zwischenschicht jedoch eine funktionale Beziehung zur Bildung der Passivierungsschicht auf. Die Zwischenschicht kann zum Beispiel als eine Keimschicht fungieren, die einen Aufbau und/oder ein Haften der Passivierungsschicht auf der Strukturschicht ermöglicht.
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Bei einigen Ausführungsformen weist die Schutzschicht eine Öffnung über einem Schaltungselement auf. Bei einigen Ausführungsformen ist in der Öffnung eine Konfigurierungssubstanz abgeschieden, die eine elektrische Eigenschaft des Schaltungselements ändert.
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Ein Beispiel für eine Ausführungsform kann Folgendes sein: Bilden einer unterbrochenen leitfähigen Bahn auf einer Halbleiterbauelementstruktur zur Verwendung in einem Chip, Bereitstellen einer Fensteröffnung, die diese Unterbrechung in der diese Bahn bedeckenden Schutzschicht umgibt, und zumindest teilweises Füllen dieser Fensteröffnung mit einer leitfähigen Tinte unter Verwendung einer Drucktechnik, so dass die unterbrochenen Hälften elektrisch verbunden sind.
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Die 2A-2E veranschaulichen eine perspektivische und Querschnittsansichten einer konfigurierbaren Schaltungselementstruktur 200 gemäß einigen Ausführungsformen. Bei verschiedenen Ausführungsformen enthält die konfigurierbare Schaltungselementstruktur 200 eine Leiterbahn 220, zum Beispiel eine Metallbahn (zum Beispiel bei Ausführungsformen Kupfer, Aluminium oder Legierungen davon), die einen Spalt aufweist, der die Bahn zum Bilden einer unterbrochenen Leiterbahn 220 unterbricht und Stromfluss in der Bahn verhindert. Die Strukturen werden passiviert, zum Beispiel durch Verwendung einer geeigneten Technologie, wie zum Beispiel Fotoimid, und die Metallspalte werden unpassiviert belassen. Es wird geeignetes Passivierungsmaterial (bei verschiedenen Ausführungsformen zum Beispiel Imid, Epoxid, Acrylat, Keramik, Silikon) über Tintenstrahl auf die Metallspalte abgeschieden, wo offene Spalte erforderlich sind. Nach dem Abscheiden von Schutzmaterial wird ein geeigneter Prozess, wie zum Beispiel ein stromloser Abscheidungsprozess, verwendet, um den Spalt zu überbrücken und die Bahn somit in den konfigurierbaren Schaltungselementstrukturen 200, wo das Schutzmaterial nicht abgeschieden wurde, zu überbrücken.
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2A veranschaulicht eine perspektivische Ansicht der konfigurierbaren Schaltungselementstruktur 200 gemäß einigen Ausführungsformen. Die konfigurierbare Schaltungselementstruktur 200 kann zum Beispiel aus der Durchführung der oben beschriebenen Verarbeitungsschritte herrühren. Insbesondere kann die konfigurierbare Schaltungselementstruktur 200 bei einigen Implementierungen, wie veranschaulicht, nach Beendigung des oben beschriebenen Schritts S150 Teil eines Halbzeugs bilden. Auf einem Substrat 210 sind eine erste Metallbahn 221 und eine zweite Metallbahn 222 vorgesehen. Die erste Metallbahn 221 und die zweite Metallbahn 222. sind koaxial ausgerichtet, so dass ein Anschlussende 251 der ersten Metallbahn 221 einem Anschlussende 252 der zweiten Metallbahn 222 zugekehrt ist, die durch einen Spalt voneinander beabstandet sind. Bei einigen Ausführungsformen ist der Spalt ungefähr so breit wie die Breite der ersten Metallbahn 221 und/oder die Breite der zweiten Metallbahn 222. Somit bildet die Anordnung aus der ersten Metallbahn 221, dem Spalt und der zweiten Metallbahn 222 eine unterbrochene Leiterbahn 220. Oben auf der unterbrochenen Leiterbahn 220 kann in dem Beispiel eine Schutzschicht 230, wie zum Beispiel eine Oxidschicht 230, abgeschieden sein. In der Schutzschicht 230 ist über der unterbrochenen Leiterbahn 220 eine Fensteröffnung 240 ausgebildet, so dass das Anschlussende 251 der ersten Metallbahn 221 und das Anschlussende 252 der zweiten Metallbahn 222 in der Fensteröffnung 240 freiliegen, um ein Paar leitfähiger Landeflächen oder einen Metallspalt zu bilden.
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2B veranschaulicht eine perspektivische Ansicht der oben unter Bezugnahme auf 2 besprochenen konfigurierbaren Schaltungselementstruktur 200. Insbesondere kann die konfigurierbare Schaltungselementstruktur 200, wie veranschaulicht, bei einigen Implementierungen in einem Stadium nach Beendigung des oben beschriebenen Schritts S160 Teil eines Halbzeugs bilden. Über die Fensteröffnung 240 erstreckt sich an der Unterbrechung der unterbrochenen Leiterbahn 220 eine Schutzsubstanzmasse 260, die in dem Spalt zwischen den Anschlussenden 251, 252 im Wesentlichen zentriert ist, um mindestens einen Teil beider Anschlussenden 251 und 252 zu bedecken, und bedeckt somit die durch den Spalt zwischen den Anschlussenden 251, 252 verursachte Unterbrechung. Mindestens eine Wirkung kann darin bestehen, dass ein anschließender Prozessschritt die elektrischen Eigenschaften der unterbrochenen Leiterbahn 220 nicht beeinträchtigt. Insbesondere kann die Unterbrechung die erste Metallbahn 221 dauerhaft gegen die zweite Metallbahn 222 elektrisch isolieren. Bei verschiedenen Ausführungsformen können geeignete Passivierungsmaterialien, wie zum Beispiel Imid, Epoxid, Acrylat, Keramik oder Silikon, auf die Metallspalte abgeschieden werden, wo offene Spalte erforderlich sind. Somit konfiguriert jegliche nachfolgende Abscheidung einer Schicht aus leitfähigem Material nicht das konfigurierbare Element. Insbesondere ist der Spalt nicht überbrückt. Stattdessen bildet die unterbrochene Leiterbahn 220 ein Element mit sehr hohem Widerstand. Die Schutzsubstanzmasse 260 erstreckt sich dahingehend, mindestens einen Teil beider Anschlussenden 251 und 252 zu bedecken, und bedeckt die durch den Spalt zwischen den Anschlussenden 251 und 252 verursachte Unterbrechung und isoliert die erste Metallbahn 221 elektrisch gegen die zweite Metallbahn 222.
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2C veranschaulicht eine Querschnittsansicht der in 2A veranschaulichten Schaltungselementstruktur 200. Die Schutzsubstanzmasse 260 ist in dem Spalt zwischen dem Anschlussende 251 der ersten Metallbahn 221 und dem Anschlussende 252 der zweiten Metallbahn 222 im Wesentlichen zentriert. Die Schutzsubstanz 260 erstreckt sich dahingehend, mindestens einen Teil beider Anschlussenden 251 und 252 abzudecken. Somit füllt die Schutzsubstanz 260 den Spalt und bedeckt die durch den Spalt zwischen den Anschlussenden 251, 252 verursachte Unterbrechung, um die erste Metallbahn 221 gegen die zweite Metallbahn 222 elektrisch zu isolieren.
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2D veranschaulicht eine Querschnittsansicht der in 2C veranschaulichten konfigurierbaren Schaltungselementstruktur 200. Die Schutzsubstanz 260 kann, wie oben unter Bezugnahme auf den Vorgang S170 in dem in 1 veranschaulichten Verfahren beschrieben, gehärtet werden. Bei einigen Ausführungsformen wird die Schutzsubstanz 260 planarisiert, so dass die Oberfläche der Schutzsubstanz 260 koplanar mit der Oberfläche der Schutzschicht 230 ist. Bei einigen Ausführungsformen (nicht gezeigt) kann eine weitere Schicht oder können weitere Schichten der Substanz auf der Schutzschicht 230 und der Schutzsubstanz 260 abgeschieden werden und weitere Prozessschritte durchgeführt werden. Zum Beispiel kann eine Metallschicht abgeschieden werden. Mindestens eine Wirkung kann darin bestehen, dass die Halbleiterbauelementstruktur weiter dahingehend gebaut wird, das Halbzeug zu vervollständigen und dadurch ein Fertigprodukt mit dem Halbleiterbauelement bereitzustellen. Somit bedeckt die Passivierungsschicht 280 schützend die Halbleiterbauelementstruktur. Bei einigen Ausführungsformen wird eine Passivierungsschicht 280 auf der Halbleiterbauelementstruktur abgeschieden. Bei einigen Ausführungsformen wird die Passivierungsschicht 280, wie in dem in 2D veranschaulichten Beispiel gezeigt, auf der Oberfläche der Schutzschicht 230 und der Oberfläche der Schutzsubstanz abgeschieden.
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2E veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform, die auf der konfigurierbaren Schaltungselementstruktur 200, wie oben unter Bezugnahme auf 2A besprochen, basiert. Insbesondere kann die konfigurierbare Schaltungselementstruktur 200, wie veranschaulicht, bei einigen Implementierungen nach Beendigung des oben beschriebenen Schritts S180 Teil eines Halbzeugs bilden. Die in 2E veranschaulichte beispielhafte konfigurierbare Schaltungselementstruktur unterscheidet sich von der in den 2B-2D veranschaulichten konfigurierbaren Schaltungselementstruktur darin, dass keine Schutzsubstanz die Fensteröffnung 240 in der Schutzschicht 230 füllt.
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Insbesondere veranschaulicht 2E die konfigurierbare Schaltungselementstruktur von 2A nach Abscheiden einer Schicht des leitfähigen Materials auf der Schutzschicht 230 und in der Fensteröffnung 240. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann zum Beispiel ein geeigneter Prozess, wie zum Beispiel ein stromloser Abscheidungsprozess, verwendet werden, um die Metallbahnen mit einer leitfähigen Substanz 27.0 in den konfigurierbaren Schaltungselementstrukturen, wo das Schutzmaterial nicht abgeschieden wurde, zu verbinden. Es sollte auf der Hand liegen, dass 2E zwar lediglich einen Ausschnitt der leitfähigen Substanz 270 zeigt, die leitfähige Substanz 270 bei einigen Ausführungsformen aber als eine Schicht auf dem gesamten Wafer weit umfassend bereitgestellt wird. Da bei der in 2E veranschaulichten Ausführungsform die Fensteröffnung 240 im Gegensatz zu dem in 2B gezeigten konfigurierbaren Schaltungselement nicht mit einer Schutzsubstanz 260 gefüllt wurde, konfiguriert jegliche nachfolgende Abscheidung einer Schicht aus leitfähigem Material das konfigurierbare Schaltungselement dahingehend, leitfähig zu werden. Eine an der Unterbrechung der unterbrochenen Leiterbahn 220 dargestellte leitfähige Substanz füllt die Fensteröffnung 240 und insbesondere den Spalt zwischen den Anschlussenden 251, 252 weitgehend. Die leitfähige Substanz der leitfähigen Schicht 270 tritt in den Spalt zwischen der ersten Metallbahn 221 und der zweiten Metallbahn 222 ein und überbrückt dadurch die durch den Spalt zwischen den Anschlussenden 251, 252 verursachte Unterbrechung, um die erste Metallbahn 221 und die zweite Metallbahn 222 elektrisch miteinander zu verbinden. Die so konfigurierte Leiterbahn 220 bildet ein leitfähiges Element.
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2F veranschaulicht eine Querschnittsansicht der in 2E veranschaulichten konfigurierbaren Schaltungselementstruktur 200. Die leitfähige Substanz 270 ist zwischen dem Anschlussende 251 der ersten Metallbahn 221 und dem Anschlussende 252 der zweiten Metallbahn 222 im Wesentlichen zentriert und verbindet elektrisch die erste Metallbahn 221 mit der zweiten Metallbahn 222.
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2G veranschaulicht eine Querschnittsansicht der in 2F veranschaulichten konfigurierbaren Schaltungselementstruktur 200. Die leitfähige Schicht ist zum Beispiel durch Verwendung einer Planarisierungstechnik weitgehend entfernt worden. Die leitfähige Substanz 270 füllt jedoch immer noch die Fensteröffnung 240 in der Schutzschicht 230 und den Spalt zwischen dem Anschlussende 251 der ersten Metallbahn 221 und dem Anschlussende 252 der zweiten Metallbahn 222 und verbindet somit elektrisch die erste Metallbahn 221 mit der zweiten Metallbahn 222, um die Leiterbahn 220 fertigzustellen und somit das leitfähige Element zu bilden. Eine Passivierungsschicht 280 ist auf der Halbleiterbauelementstruktur abgeschieden worden und bedeckt schützend die Halbleiterbauelementstruktur.
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Die 3A-3D veranschaulichen Querschnittsansichten einer konfigurierbaren Schaltungselementstruktur 300 gemäß einigen Ausführungsformen. Die 4A-4D veranschaulichen Draufsichten der in den 3A-3D veranschaulichten konfigurierbaren Schaltungselementstruktur 300 gemäß einigen Ausführungsformen. Bei verschiedenen Ausführungsformen enthält die Struktur Metallbahnen 321 und 322, die mit Durchkontaktierungen 353 bzw. 354 verbunden sind. Bei jeder Schaltungselementstruktur sind die Durchkontaktierungen 353 und 354 über eine leitfähige Schicht 370 (zum Beispiel bei einigen Ausführungsformen Kupfer, Aluminium oder Legierungen davon) leitend verbunden. Eine Basisschutzschicht 330 (wie zum Beispiel bei einigen Ausführungsformen eine Fotomaske) ist über die Strukturen abgeschieden. Die Basisschutzschicht 330 enthält Öffnungen 340 über die Durchkontaktierungen 353 und 354 für jede konfigurierbare Schaltungselementstruktur 300. Nach dem Abscheiden des Basisschutzmaterials 330 wird eine Schutzsubstanz 360 über die Öffnungen 340 abgeschieden, wo leitende Verbindungen zwischen den Durchkontaktierungen 353 und 354 für entsprechende konfigurierbare Schaltungselementstrukturen 300 erwünscht sind. Ein standardmäßiger Ätzprozess (bei einigen Ausführungsformen chemisches Nassätzen oder Trockenätzen) trennt die Metallbahnen 370, wo die Schutzsubstanz 360 nicht abgeschieden worden war.
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Die 3A und 4A veranschaulichen eine Querschnittsansicht und Draufsichten einer konfigurierbaren Schaltungselementstruktur 300 gemäß einigen Ausführungsformen. Die konfigurierbare Schaltungselementstruktur 300 kann zum Beispiel aus der Durchführung der oben beschriebenen Verarbeitungsschritte herrühren. Auf einem Substrat 310 werden eine erste Metallbahn 321 und eine zweite Metallbahn 322 vorgesehen. Die erste Metallbahn 321 und die zweite Metallbahn 322 sind koaxial ausgerichtet, so dass ein Anschlussende 351 der ersten Metallbahn 321 einem Anschlussende 352 der zweiten Metallbahn 322, die durch einen bei 325 veranschaulichten Spalt voneinander beanstandet sind, zugekehrt ist. Bei einigen Ausführungsformen ist der Spalt 325 ungefähr so breit wie die Breite der ersten Metallbahn 321 und/oder die Breite der zweiten Metallbahn 322. Eine erste Durchkontaktierung 353 sitzt oben auf der ersten Metallbahn 321, und eine zweite Durchkontaktierung 354 sitzt oben auf der zweiten Metallbahn 322. Über die erste Durchkontaktierung 353, die zweite Durchkontaktierung 354 und eine Oxidschicht 312 wird eine leitfähige Schicht 370 gebildet. Die erste Durchkontaktierung 353 koppelt leitend die erste Metallbahn 321 mit der leitfähigen Schicht 370. Die zweite Durchkontaktierung 354 koppelt leitend die zweite Metallbahn 322 mit der leitfähigen Schicht 370. Die leitfähige Schicht 370 koppelt die Durchkontaktierung 353 mit der Durchkontaktierung 354. Als Nächstes wird eine Basisschutzschicht 330 über die leitfähige Schicht 370 gebildet. Die Basisschutzschicht 330 enthält eine Fensteröffnung 340, die sich bei jeder Schaltungselementstruktur 300 über die Durchkontaktierungen 353 und 354 erstreckt. Die Basisschutzschicht 330 ist als einen Fensterrahmen um die Öffnung 340 herum bereitstellend veranschaulicht. Bei anderen Ausführungsformen (in 3A und 4A nicht gezeigt) kann die Basisschutzschicht 330 einen gesamten Wafer bedecken, wobei zum Beispiel nur Fenster 340 über entsprechende konfigurierbare Schaltungsstrukturen 300 offen sind.
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Unter Bezugnahme auf die 3C und 4C wird durch selektives Aufbringen einer Konfigurierungssubstanz über die Basisschutzschicht 330, wobei es sich bei der Konfigurierungssubstanz zum Beispiel um ein Ätzmittel handelt, die leitfähige Schicht 370 geätzt und trennt die Durchkontaktierung 353 von der Durchkontaktierung 354. Bei dieser Ausführungsform trennt der Ätzprozess (bei einigen Ausführungsformen chemisches Nassätzen oder Trockenätzen) die Metallbahnen 370, wo die Schutzschicht 360 nicht abgeschieden worden war. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Konfigurierungssubstanz ein oder mehrere Reaktionsmittel aus einer aus einem Ätzmittel, einem Lösungsmittel, einem Oxidationsmittel und einem komplexbildenden Mittel bestehenden Reaktionsmittelgruppe.
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Die 3B und 4B veranschaulichen eine Querschnittsansicht und Draufsichten einer konfigurierbaren Schaltungselementstruktur 300 gemäß einigen Ausführungsformen. Die konfigurierbare Schaltungselementstruktur 300 weist eine Schutzsubstanz 360 auf, die in der Fensteröffnung 340 der Basisschutzschicht 330 abgeschieden ist. Unter Bezugnahme auf 3D und 4D bleibt die leitfähige Schicht 370 trotz des Aufbringens einer Konfigurierungssubstanz, wie zum Beispiel eines Ätzmittels, über die Basisschutzschicht 330 und die Schutzsubstanz 360 und koppelt leitend die Durchkontaktierung 353 mit der Durchkontaktierung 354. Bei einigen Ausführungsformen trennt hingegen der Ätzprozess (bei einigen Ausführungsformen chemisches Nassätzen oder Trockenätzen) die Metallbahnen 370, wo die Schutzsubstanz 360 nicht abgeschieden worden war. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Konfigurierungssubstanz ein oder mehrere Reaktionsmittel aus einer aus einem Ätzmittel, einem Lösungsmittel, einem Oxidationsmittel und einem komplexbildenden Mittel bestehenden Reaktionsmittelgruppe.
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Die 5A-5B veranschaulichen Draufsichten eines Beispiels für eine Anwendung bei 500 einer konfigurierbaren Schaltungselementstruktur gemäß einigen Ausführungsformen. Die Anwendung ist für elektrisches Kodieren unter Verwendung von konfigurierbaren Schaltungselementstrukturen bestimmt. 5A veranschaulicht konfigurierbare Schaltungselementstrukturen, die jeweils zwischen den Metallbahnen 521A-521H gekoppelt sind, und eine Metallbahn 522, die mit einem gemeinsamen Knoten, wie zum Beispiel Erde, gekoppelt ist. Nachdem zunächst eine Schutzbasisschicht (in den 5A und 5B nicht gezeigt) auf den konfigurierbaren Schaltungselementstrukturen gebildet worden war, wobei die Schutzbasisschicht Fenster enthält, wobei jede Fensteröffnung 240A-240H eine der konfigurierbaren Schaltungselementstrukturen nach oben hin freilegt, wird eine Schutzsubstanz 260 selektiv auf Schaltungselementstrukturen in den Fensteröffnungen 240A, 240C, 240D und 240H aufgebracht.
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5B veranschaulicht eine Anwendung 500, nachdem ein geeigneter Prozess, wie zum Beispiel stromlose Abscheidung verwendet wurde, wo die Metallbahnen 521B, 521E, 521F und 521G über in den Fensteröffnungen 240B, 240E, 240F und 240G gegenüber der leitfähigen Substanz 270 freigelegte Schaltungselementstrukturen mit der Metallbahn 522 gekoppelt sind. Unterdessen weisen die Schaltungselementstrukturen in den Fensteröffnungen 240A, 240C, 240D und 240H, die mit der Schutzsubstanz 260 gefüllt sind, einen Spalt auf, der die Metallbahnen 521A, 521C, 521D und 521H gegen die Metallbahn 522 elektrisch isoliert.
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Die 6A-6B veranschaulichen eine Draufsicht eines Beispiels für eine Anwendung konfigurierbarer Halbleiterbauelementstrukturen gemäß einigen Ausführungsformen. 6A veranschaulicht eine konfigurierbare Schaltungselementstruktur bei 600, die weitgehend durch eine Schutzschicht 230 bedeckt ist. Bei der konfigurierbaren Schaltungselementstruktur 600 kann jedes konfigurierbare Schaltungselement zwischen den Metallbahnen 621A-621H bzw. den Metallbahnen 622A-622H, die abgesehen von einem Anschlussende durch die Schutzschicht 230 bedeckt sind, gekoppelt sein. Bei der konfigurierbaren Schaltungselementstruktur 610, die auch weitgehend durch die Schutzschicht 230 bedeckt ist, kann ebenfalls jedes konfigurierbare Schaltungselement zwischen den Metallbahnen 621A-621H bzw. den Metallbahnen 622A-622H gekoppelt sein. Nachdem zunächst die Schutzbasisschicht 230 auf den konfigurierbaren Schaltungselementstrukturen 600 und 610 gebildet worden ist, wobei die Schutzbasisschicht Fenster 240A-240H für jede entsprechende konfigurierbare Schaltungselementstruktur 600 und 610 enthält, die die entsprechende konfigurierbare Schaltungselementstruktur nach oben hin freilegen, wird eine Schutzsubstanz 260 selektiv auf die konfigurierbaren Schaltungselementstrukturen 600 und 610 aufgebracht. Bei der konfigurierbaren Schaltungselementstruktur 600 wird eine Schutzsubstanz 260 in den Fensteröffnungen 240A, 240C, 240D und 240H vorgesehen. Bei der konfigurierbaren Schaltungselementstruktur 610 wird eine Schutzsubstanz 260 in den Fensteröffnungen 240B, 240D, 240F und 240G vorgesehen.
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Bei einer Ausführungsform werden die konfigurierbaren Schaltungselementstrukturen 600 und 610, wie in den 6A-6B zu sehen, in verschiedenen Teilen hergestellt, um getrennte Dies auf einem gleichen Wafer zu werden. Bei dieser Ausführungsform enthält die konfigurierbare Schaltungselementstruktur 600 eine Schutzschicht, die von der konfigurierbaren Schaltungselementstruktur 610 verschieden ist. Die konfigurierbare Schaltungselementstruktur 600 enthält die Schutzsubstanz 260 in den Fensteröffnungen 240A, 240C, 240D und 240H, während die konfigurierbare Schaltungselementstruktur 610 die Schutzsubstanz 260 in den Fensteröffnungen 240B, 240D, 240F und 240G enthält. Bei dieser Ausführungsform sind die konfigurierbaren Schaltungselementstrukturen 600 und 610 die gleichen (zum Beispiel enthält jede acht konfigurierbare Schaltungselemente), sind aber anders konfiguriert, da die konfigurierbare Schaltungselementstruktur 600 die Schutzsubstanz 260 in den Fensteröffnungen 240A, 240C, 240D und 240H enthält, während die konfigurierbare Schaltungselementstruktur 610 die Schutzsubstanz 260 in den Fensteröffnungen 240B, 240D, 240F und 240G enthält.
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Es versteht sich, dass die Merkmale der hier beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, es sei denn, es wird speziell etwas Anderes angegeben. Obgleich die Beispiele oben nacheinander beschrieben werden, versteht sich insbesondere, dass das unter Bezugnahme auf 1 beschriebene Verfahren variiert, ergänzt und zum Implementieren der beispielhaften konfigurierbaren Elementstrukturen und selektiv konfigurierten Elemente in einem gleichen Halbleiterbauelement verwendet werden können. Obgleich hier spezielle Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben worden sind, liegt für den Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass verschiedene alternative und/oder äquivalente Implementierungen die speziell beschriebenen speziellen Ausführungsformen ersetzen können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Anwendung soll jegliche Anpassungen oder Variationen der hier besprochenen speziellen Ausführungsformen mit abdecken.
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Bei einigen Ausführungsformen ist die erste Halbleiterbauelementstruktur einem ersten Halbleiterbauelement zugeordnet, und die zweite Halbleiterbauelementstruktur ist einem zweiten Halbleiterbauelement, das von dem ersten Halbleiterbauelement getrennt sein soll, zugeordnet. Bei einigen Ausführungsformen weisen die erste Halbleiterbauelementstruktur und die zweite Halbleiterbauelementstruktur ein identisches Layout auf.
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Im Allgemeinen wird ein Werkzeug zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen auf einem Wafer konfiguriert. Das Werkzeug umfasst eine Abgabevorrichtung, die dazu konfiguriert ist, eine Schutzsubstanz selektiv auf den Wafer abzugeben. Bei einigen Ausführungsformen ist das Werkzeug aus einer aus einer Abgabevorrichtung, einem Drucker, einem Extruder, einer Plasmaquelle bestehenden Gruppe ausgewählt. Bei einigen Ausführungsformen ist die Schutzsubstanz eine aus einer aus einem Fotolack und einer Passivierungssubstanz bestehenden Gruppe ausgewählte.
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Im Allgemeinen ist ein computerlesbares Medium zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen auf einem Wafer ausgeführt. Das computerlesbare Medium umfasst Daten, die bewirken, dass eine Abgabevorrichtung eine Schutzsubstanz selektiv an einer Stelle auf dem Wafer abgibt, wo die Schutzsubstanz selektiv abgegeben werden soll. Bei einigen Ausführungsformen stellen die Daten die Stelle dar. Wie hier verwendet, beziehen sich in der gesamten Beschreibung gleiche Begriffe auf gleiche Elemente.
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Wie hier verwendet, bedeutet die Ausdrucksweise ‚Ätzen eines Materials‘, das geätzt werden soll, Oxidieren des zu ätzenden Materials durch eine Säure oder irgendeine andere Substanz als eine Säure. Zum Beispiel kann das Ätzen durch eine physikalische Reaktion eines Lösungsmittels mit dem zu ätzenden Material durchgeführt werden. Als anderes Beispiel kann das Ätzen durch eine chemische Reaktion mit dem zu ätzenden Material, die durch ein Reaktionsmittel verursacht wird, durchgeführt werden. Ferner kann ein komplexbildendes Mittel zum Auflösen des zu ätzenden Materials verwendet werden.
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Wie hier verwendet, enthält ein Halbleiterbauelement eine Halbleiterbauelementstruktur. Eine Halbleiterbauelementstruktur enthält ein oder mehrere Halbleiterbauelementstrukturelemente, hier auch als Strukturelemente, Schaltungselemente oder Merkmale bezeichnet.
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Wie hier verwendet, bedeutet der Ausdruck ‚beispielhaft‘ als Beispiel, Fall oder Veranschaulichung dienend. Jegliche(r) hier als ‚beispielhaft‘ beschriebene(r) Aspekt oder Ausführung soll nicht zwangsweise als gegenüber anderen Aspekten oder Ausführungen bevorzugt oder vorteilhaft ausgelegt werden. Stattdessen soll die Verwendung des Ausdrucks beispielhaft Konzepte und Techniken auf konkrete Weise darlegen. Der Begriff ‚Techniken‘ kann sich zum Beispiel, wie durch den hier beschriebenen Zusammenhang aufgezeigt, auf ein(e) oder mehrere Vorrichtungen, Einrichtungen, Systeme, Verfahren, Fertigungsartikel und/oder computerlesbare Anweisungen beziehen.
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Wie hier verwendet, sollen die Artikel ‚ein/eine/einer‘ allgemeinen dahingehend ausgelegt werden, ‚ein/eine/einer oder mehr‘ zu bedeuten, es sei denn es ist speziell etwas Anderes angegeben oder es geht aus dem Zusammenhang deutlich ein Bezug auf eine Singularform hervor.
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Wie hier verwendet, soll der Begriff ‚oder‘ ein einschließliches ‚oder‘ anstatt ein ausschließliches ‚oder‘ bedeuten.
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Wie hier verwendet, sind die Begriffe ‚aufweisen‘, ‚enthalten‘, ‚mit‘, ‚umfassen‘ oder Varianten davon und dergleichen offene Begriffe, die einschließend sein sollen. Diese Begriffe geben das Vorhandensein von angegebenen Elementen oder Merkmalen an, schließen aber zusätzliche Elemente oder Merkmale nicht aus.
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Wie hier verwendet, werden auch Begriffe, wie zum Beispiel ‚erste(r)‘, ‚zweite(r)‘ und dergleichen verwendet, um verschiedene Elemente, Bereiche, Abschnitte usw. zu beschreiben und sollen auch nicht einschränkend sein.
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Die Ausdrucksweise ‚über eine‘, die hier zur Beschreibung der Ausbildung eines Merkmals, zum Beispiel einer Schicht ‚über eine‘ Seite oder Oberfläche, verwendet wird, kann mit der Bedeutung verwendet werden, dass das Merkmal, zum Beispiel die Schicht, ‚direkt‘ auf, zum Beispiel in direktem Kontakt mit, der besagten Seite oder Oberfläche ausgebildet wird. Die Ausdrucksweise ‚über der‘, die hier zur Beschreibung der Ausbildung eines Merkmals, zum Beispiel einer Schicht ‚über einer‘ Seite oder Oberfläche verwendet wird, kann mit der Bedeutung verwendet werden, dass das Merkmal, zum Beispiel die Schicht, ‚indirekt auf‘ der besagten Seite oder Oberfläche ausgebildet wird, wobei eine oder mehrere zusätzliche Schichten zwischen der besagten Seite oder Oberfläche und der ausgebildeten Schicht angeordnet sind.
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Wie hier verwendet, können die Begriffe ‚mehrere‘, ‚mindestens ein/eine/einer‘ und ‚ein/eine/einer oder mehr(ere)‘ so verstanden werden, dass sie eine beliebige ganze Zahl gleich eins oder größer als eins, das heißt eins, zwei, drei, vier usw. mit einschließen.