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Title:
METHOD FOR MANUFACTURING A SET OF ELECTRONIC COMPONENTS ON THE FRONT FACE OF A SEMI-CONDUCTOR SUBSTRATE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/079400
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for manufacturing a set of electronic components on a front face of a semi-conductor substrate having a plurality of field zones, each field zone comprising at least one field and each field comprising at least one electronic component, the method comprising a plurality of photolithography steps for forming a stack of layers which constitute each electronic component, each photolithography step defining a mask level and comprising the application of a mask successively to each field in a photolithography device, the positioning of the mask on each field being carried out in relation to a reference mask level, one of the masks being designated the identification mask. The manufacturing method is characterised in that: - in the photolithography step which defines a mask level associated with the identification mask, the mask is positioned with a predetermined offset relative to the reference mask level, the offset being different for each field zone, - the electronic component(s) of a field zone has/have an identification element which is in the form of a predetermined offset between a pattern defined at the reference mask level and a pattern defined at the identification mask level.

Inventors:
NONGAILLARD MATTHIEU (FR)
OHEIX THOMAS (FR)
Application Number:
PCT/FR2021/051807
Publication Date:
April 21, 2022
Filing Date:
October 18, 2021
Export Citation:
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Assignee:
EXAGAN (FR)
International Classes:
G03F1/38; G03F7/20; H01L23/485; H01L23/544; H05K1/02
Foreign References:
US20090315193A12009-12-24
US20070148599A12007-06-28
JPH0378224A1991-04-03
US8187897B22012-05-29
US8187897B22012-05-29
Attorney, Agent or Firm:
THIBON, Laurent (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . Procédé de fabrication d' un ensemble de composants électroniques (3) sur une face avant d' un substrat semi- conducteur (1) présentant une pluralité de zones de champ

(ZC) , chaque zone de champ (ZC) comprenant au moins un champ

(2) et chaque champ (2) comprenant au moins un composant électronique (3) , le procédé comprenant une pluralité d' étapes de photolithographie pour former un empilement de couches constituant chaque composant électronique (3) , parmi lesquelles une étape de photolithographie pour une ouverture de contacts des composants électroniques (3) , chaque étape de photolithographie définissant un niveau de masque ( Ln) et comprenant l' application d' un masque (mn) successivement sur chaque champ (2) dans un équipement de photolithographie, le positionnement dudit masque (mn) sur chaque champ (2) étant opéré relativement à un niveau de masque de référence ( Lref) , l' un des masques (mn) étant désigné masque d' identification (mi) ; le procédé de fabrication étant caractérisé en ce que :

- le masque appliqué à l' étape de photolithographie pour l' ouverture de contacts correspond au masque d' identification (mi) , à l' étape de photolithographie pour l' ouverture de contacts, définissant un niveau de masque (Li) associé au masque d' identification (mi) , ledit masque ( mi) est positionné avec un décalage prédéterminé (Dzc) par rapport au niveau de masque de référence ( Lref) , le décalage (D zc) étant différent pour chaque zone de champ (ZC) ,

- le ou les composant (s) électronique (s) (3) d' une zone de champ (ZC) présente (nt) un élément d' identification se traduisant par un décalage prédéterminé (Dzc) entre un motif défini au niveau de masque de référence (Lref) et un motif défini au niveau de masque d' identification (Li) .

2. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel le décalage prédéterminé (Dzc) varie entre un décalage minimum détectable optiquement et un décalage maximum susceptible de dégrader la performance des composants électroniques .

3. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel le décalage prédéterminé ( Dzc) comprend une première amplitude de décalage (Ax) selon un premier axe

(x) d' un plan principal (x, y) parallèle à la face avant du substrat (1) , et/ou une deuxième amplitude de décalage (Ay) selon un deuxième axe (y) du plan principal (x, y) .

4 . Procédé de fabrication selon l' une des revendications précédentes, dans lequel le niveau de masque de référence

(Lref ) est défini par une étape de photolithographie, antérieure à celle pour l' ouverture de contacts, pour la formation d' une dernière couche de métallisation de l' empilement de couches constituant chaque composant électronique (3) .

5. Procédé de fabrication selon l' une des revendications précédentes, dans lequel le décalage prédéterminé ( Dzc) présente une première amplitude de décalage (Ax) et/ou une deuxième amplitude de décalage (Ay) , comprises entre 1 μm et 100 μm.

6. Procédé de fabrication selon l' une des revendications précédentes, dans lequel chaque zone de champ (ZC) comprend un champ (2) unique .

7 . Procédé de fabrication selon l' une des revendications précédentes, dans lequel chaque champ (2) comprend un unique composant électronique (3) .

8 . Procédé de fabrication selon l' une des revendications précédentes, dans lequel les composants électroniques (3) comprennent des transistors à haute mobilité électronique à base de matériaux III-N.

Description:
PROCEDE DE FABRICATION D' UN ENSEMBLE DE COMPOSANTS

ELECTRONIQUES SUR LA FACE AVANT D' UN SUBSTRAT SEMI -CONDUCTEUR

DOMAINE DE L' INVENTION

La présente invention concerne le domaine des semi-conducteurs . Plus précisément, la présente invention porte sur un procédé de fabrication d' un ensemble de composants électroniques sur un substrat semi-conducteur, permettant, après singularisation des composants, de remonter à la localisation de ces composants sur le substrat, du fait de la présence sur chaque composant d' un élément d' identification .

ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L' INVENTION

Dans 1' industrie des semi-conducteurs, il est habituel de fabriquer collectivement un ensemble de composants électroniques identiques sur un substrat semi-conducteur . Pour élaborer les empilements de couches formant les composants électroniques sur le substrat, on recourt notamment à ddeess étapes de photolithographie, lesquelles permettent de structurer certaines couches dudit empilement . En pratique, une couche de matériau est déposée sur la totalité du substrat, puis une photorésine est déposée sur la couche . Un masque photolithographique est alors appliqué au-dessus de la couche, successivement sur chaque champ d' exposition, et toute la partie non couverte par le masque est exposée à la lumière, transformant localement la photorésine . La résine transformée est ensuite retirée, et la couche est localement gravée selon le motif du masque, sur toute la surface du substrat semi-conducteur, avant que la photorésine subsistante ne soit à son tour retirée . Des étapes de nettoyage, de polissage et/ou de traitements thermiques peuvent également être réalisées entre ces étapes . Le processus est ainsi répété pour une pluralité de couches de l' empilement, en utilisant à chaque fois un masque photolithographique différent .

Lorsque l' ensemble des composants électroniques est formé sur le substrat, celui-ci est découpé autour de chaque composant, pour former une puce qui est ensuite individuellement encapsulée dans un boîtier . Habituellement, les équipements de préhension et transfert des puces (« pick-and-place » selon la terminologie anglo-saxonne) assurent informatiquement la correspondance entre chaque puce (composant) et le substrat semi-conducteur dont elle provient .

Mais en cas de défaillance d' un composant, il peut être souhaitable de remonter à la localisation précise du composant électronique sur le substrat, de manière à vérifier les paramètres physiques des couches lors de la fabrication dans la zone correspondante du substrat et à faciliter l' analyse de défaillance .

La traçabilité du composant électronique peut être réalisée au moment de l' assemblage, c' est-à-dire lorsque le composant est encapsulé, avec un marquage spécifique sur le boîtier .

Toutefois, cette opération, souvent réalisée par un opérateur manuel, entraîne des coûts et un temps de production importants .

En outre, elle n' est pas adaptée si le composant n' est pas encapsulé dans un boîtier, et est peu adaptée à la production de masse .

Certaines lignes d' assemblage proposent une solution semi- manuelle, mettant en œuvre un prélèvement, la constitution d' un fichier de correspondance entre la position du composant sur le substrat et le numéro du boîtier, ainsi qu' une sérialisation du boîtier, suivie par l' opérateur . Toutefois, toutes ces opérations nécessitent l' intervention d' opérateurs humains, ce qui peut être source d' erreur .

Le document US8187897 présente un procédé de fabrication d' un ensemble de composants électroniques sur un substrat semi- conducteur . Un motif individuel est apposé sur l' une des couches du composant électronique, qui constitue un identifiant unique du composant permettant de tracer le substrat dont il est issu ainsi que sa position sur le substrat .

Toutefois, cette approche présente l' inconvénient d' une certaine complexité de mise en oeuvre,, notamment en ce qu' il nécessite l' application de masques photolithographiques supplémentaires par rapport à un procédé classique de fabrication d' un ensemble de composants, ces masques supplémentaires étant requis pour générer un motif spécifique pour chaque composant . L' aj out de masques photolithographiques entraîne en outre un coût et un temps de production additionnels .

OBJET DE L' INVENTION

La présente invention concerne une solution alternative à celles de l' état de la technique, et vise à remédier à tout ou partie des inconvénients précités . Elle concerne en particulier un procédé de fabrication d' un ensemble de composants électroniques sur un substrat semi-conducteur permettant la localisation de chaque composant électronique sur le substrat après sa découpe, sans nécessiter d' étape photolithographique supplémentaire lors de l' élaboration de l' ensemble de composants électroniques .

BREVE DESCRIPTION DE L' INVENTION

L' invention concerne un procédé de fabrication d' un ensemble de composants électroniques sur une face avant d' un substrat semi- conducteur présentant une pluralité de zones de champ, chaque zone de champ comprenant au moins un champ et chaque champ comprenant au moins un composant électronique, le procédé comprenant une pluralité d' étapes de photolithographie pour former un empilement de couches constituant chaque composant électronique, chaque étape de photolithographie définissant un niveau de masque et comprenant l' application d' un masque successivement sur chaque champ dans un équipement de photolithographie, le positionnement dudit masque sur chaque champ étant opéré relativement à un niveau de masque de référence, l' un des masques étant désigné masque d' identification .

Le procédé de fabrication est remarquable en ce que :

- à l' étape de photolithographie définissant un niveau de masque associé au masque d' identification, ledit masque est positionné avec un décalage prédéterminé par rapport au niveau de masque de référence, le décalage étant différent pour chaque zone de champ, le ou les composant (s) électronique (s) d' une zone de champ présente (nt) un élément d' identification se traduisant par un décalage prédéterminé entre un motif défini au niveau de masque de référence et un motif défini au niveau de masque d' identification .

Selon d' autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l' invention, prises seules ou selon toute combinaison techniquement réalisable : le décalage prédéterminé varie entre un décalage minimum détectable optiquement et un décalage maximum susceptible de dégrader la performance des composants électroniques ; le décalage prédéterminé comprend une première amplitude de décalage selon un premier axe d' un plan principal parallèle à la face avant du substrat, et/ou une deuxième amplitude de décalage selon un deuxième axe du plan principal ; la pluralité d' étapes de photolithographie comprend une étape de photolithographie pour une ouverture de contacts des composants électroniques, et le masque d' identification correspond aauu masque appliqué à l' étape de photolithographie pour l' ouverture de contacts ; le niveau de masque de référence est défini par une étape de photolithographie, antérieure à celle pour l' ouverture de contacts, pour la formation d' une dernière couche de métallisation de l' empilement de couches constituant chaque composant électronique ; le décalage prédéterminé présente des amplitudes comprises entre 1 μm et 100 μm ; chaque zone de champ comprend un champ unique ; chaque champ comprend un unique composant électronique ; les composants électroniques comprennent des transistors à haute mobilité électronique à base de matériaux III-N.

L' invention concerne également une structure électronique composée d' un ensemble de composants électroniques disposés sur la face avant d' un substrat semi-conducteur présentant une pluralité de zones de champ, chaque zone comprenant au moins un champ eett chaque champ comprenant au mmooiinnss uunn composant électronique, chaque composant électronique étant constitué d' un empilement de couches, la structure étant caractérisée en ce qu' un composant électronique d' une zone de champ présente un élément d' identification se traduisant par un décalage prédéterminé entre :

- un motif, défini à un niveau de masque de référence lors d' une étape de photolithographie du procédé de fabrication de la structure, dans une couche de l' empilement constituant ledit composant, et

- un motif, défini à un niveau de masque d' identification lors d' une étape de photolithographie ultérieure du procédé de fabrication de la structure, dans une autre couche de l' empilement .

Le décalage prédéterminé est différent selon les zones de champ .

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

D' autres caractéristiques et avantages de l' invention ressortiront de la description détaillée de l' invention qui va suivre en référence aux figures annexées sur lesquels :

[Fig. 1 ] La figure 1 présente une structure électronique composée d' un ensemble de composants électroniques disposés sur la face avant d' un substrat semi-conducteur, obtenue par un procédé de fabrication conforme à l' invention ;

[Fig. 22aa]] La figure 2a présente uunn alignement de motifs classiquement opéré entre un niveau de masque L n et un niveau de masque de référence L ref ;

[Fig. 2b] La figure 2b présente plusieurs possibilités de décalage prédéterminé D zc entre les motifs d' un niveau de masque d' identification L i et les motifs d' un niveau de masque de référence L ref , ledit décalage prédéterminé D zc étant opéré lors d' une étape de photolithographie du procédé de fabrication conforme à l' invention ;

[Fig. 2c] La figure 2c présente un exemple de mise en œuvre du procédé ddee fabrication conforme à l' invention, avec des décalages prédéterminés D zc appliqués à chaque zone de champ ZC1, ZC2, ZC3, ZC4, ZC5 du substrat sur lequel sont élaborés les composants électroniques ; [Fig. 3a] La figure 3a présente uunn alignement d dee marques classiquement opéré entre un niveau de masque L n et un niveau de masque de référence L ref ;

[Fig. 3b] La figure 3b présente des possibilités de décalage prédéterminé D zc entre la marque d' alignement d' un niveau de masque d' identification L i et la marque d' alignement d' un niveau de masque de référence L ref , ledit décalage prédéterminé étant opéré lloorrss d' une étape de photolithographie du procédé de fabrication conforme à l' invention .

Les figures sont des représentations schématiques qui, dans un objectif de lisibilité, ne sont pas nécessairement à l' échelle .

Les mêmes références ssuurr les figures pourront être utilisées pour des éléments de même nature . Les différentes possibilités

(variantes et modes de réalisation illustrés et/ou détaillés dans la description à suivre) ddooiivveenntt être comprises comme n' étant pas exclusives les unes des autres et peuvent se combiner entre elles .

DESCRIPTION DETAILLEE DE L' INVENTION

L' invention concerne un procédé de fabrication d' un ensemble de composants électroniques . On entend par composant électronique tout composant ddee taille micrométrique à millimétrique, constitué d' un empilement de couches, capable d' utiliser des courants électriques pour transmettre, traiter ou stocker des informations . Chaque composant électronique peut ainsi être constitué ou comprendre par exemple une résistance, un condensateur, une bobine, un transistor, un circuit intégré, toute combinaison ou tout assemblage de ces éléments, ou bien encore d' autres éléments ou assemblages d' éléments bien connus de l' homme du métier . De préférence, mais sans que cela ne soit limitatif de l' invention, les composants électroniques peuvent notamment comprendre des transistors à haute mobilité électronique élaborés sur un substrat à base de matériaux III-

N.

Plus généralement, les composants électroniques 3 sont formés sur une face avant d' un substrat semi-conducteur 1 (figure 1) . Le substrat 1 se présente préférentiellement sous la forme d' une plaquette circulaire, de diamètre compris entre 100 mm et 450 mm et d' épaisseur comprise entre 100 et 1500 microns . Le substrat semi-conducteur 1 peut comprendre tout matériau semi-conducteur, par exemple du silicium et plus spécifiquement, comme énoncé précédemment, un empilement de matériaux III-N binaires, ternaires ou quaternaires, tels que par exemple le nitrure de gallium (GaN) , du nitrure de gallium aluminium (AlGaN) , etc . Bien entendu, l' invention n' est aucunement limitée à de telles formes, dimensions ou composition du substrat semi-conducteur 1.

La face avant du substrat semi-conducteur 1 s' étend dans un plan principal (x, y) eett l' empilement de couches formant les composants électroniques est élaboré selon un axe z normal à ce plan ((xx,, yy)) . L' élaboration ddee cceett empilement requiert une succession d' étapes de production, à savoir des étapes de dépôt de couche, de lithographie pour définir llaa structuration de ladite couche, de gravure pour structurer la couche, de traitements de surface, etc .

Comme cela a été rappelé dans la partie introductive de la présente demande, lloorrss d' une étape ddee photolithographie, l' application du masque photolithographique correspondant à l' étape, et l' exposition à la lumière, sont opérées champ 2 par champ 2. Un champ 2 (également appelé champ d' exposition 2) peut comprendre un seul composant électronique 3 ou une pluralité de composants électroniques 3, typiquement entre deux et plusieurs centaines . Par souci de simplification sur la figure 1, des composants 3 n' ont été représentés que sur quatre champs 2, en l' occurrence neuf composants 3 par champ 2.

Comme cela est visible sur la figure 1, la face avant du substrat semi-conducteur 1 présente une pluralité de zones de champ ZC

(l' exemple de la figure 1 représente schématiquement cinq zones de champs ZC1, ZC2, ZC3, ZC4, ZC5) . Chaque zone de champ ZC comprend un champ 2 ou une pluralité de champs 2.

De manière générale, le nombre et la répartition des champs 2 dans chaque zone de champ ZC peuvent être identiques pour toutes les zones 4, ou différents d' une zone à l' autre .

Comme cela sera décrit ultérieurement, l' invention prévoit la possibilité de regrouper plusieurs champs 2 en zones de champ

ZC, de telle sorte que les champs 2 d' une même zone ZC aient des caractéristiques similaires, tandis que les champs 2 de zones ZC différentes présentent des caractéristiques différentes reconnaissables .

Sur l' exemple schématique de la figure 1, la première zone ZC1 comprend un unique champ, positionné au centre du substrat semi- conducteur 1. La deuxième zone ZC2 comprend huit champs, la troisième zone ZC3 comprend seize champs, la quatrième zone ZC4 comprend vingt-quatre champs, et la cinquième zone ZC5 comprend vingt champs . Par souci de simplification, les composants 3 par champ 2 ont été représentés uniquement sur deux champs de la deuxième zone ZC2 et sur un champ des troisième ZC3 et quatrième

ZC4 zones de champ .

La forme et la taille des zones de champ ZC peuvent être librement choisies, dans la limite du fait qu' elles sont composées d' un ou plusieurs champs 2. Préférentiellement, lorsque le substrat semi-conducteur 1 est circulaire, les zones

ZC peuvent être choisies de manière à être concentriques, comme sur l' exemple de la figure 1. Alternativement, chaque zone ZC peut s' étendre sur un quartier du substrat semi-conducteur 1, par exemple la moitié ou un quart dudit substrat . De manière générale, les zones ZC peuvent s' étendre sur toutes portions du substrat 1 comprenant une ou plusieurs champs contigus ou non .

Revenant au procédé de fabrication selon l' invention, un tel procédé comprend une pluralité d' étapes de photolithographie pour former un empilement de couches constituant chaque composant électronique 3. Ces étapes, spécifiquement définies pour former ledit empilement de couches,, sont des étapes de photolithographie de production . Ces étapes de photolithographie sont entrecoupées d' autres étapes bien connues permettant la formation de l' empilement, telles que des étapes de traitement thermique, de dépôt, de gravure, de nettoyage, de dopage ou de polissage . Les différentes étapes de formation d' un empilement constituant un composant électronique sont tout à fait classiques et connues de l' homme du métier et ne seront que succinctement rappelées ci-après .

Les étapes de traitement thermique sont typiquement effectuées à des températures comprises entre 200 °C et 1200 °C, notamment pour réaliser des couches d' oxyde ou de nitrure de silicium, pour dégazer des couches ou pour opérer un réarrangement des réseaux cristallins .

Les étapes de dépôt peuvent ê êttrree effectuées par diverses techniques physiques ou chimiques connues, telles que le dépôt en phase vapeur, la pulvérisation, ou l' épitaxie par exemple, en fonction du type de couches souhaité et de la compatibilité notamment en température de l' empilement . Les couches déposées peuvent être de natures diverses : semi--conductrices,, isolante ou conductrices .

Les étapes de gravure peuvent être réalisées dans des bains de solutions chimiques (gravure humide) ou dans des équipements de gravure par plasma ou par ions réactifs (gravure sèche) . Les étapes de nettoyage sont habituellement opérées dans des bains chimiques .

Des étapes de traitements de surface, telles que le polissage mécano-chimique, peuvent également être appliquées à l' empilement de couches pour planariser certaines couches ou éliminer des surépaisseurs locales .

Au cours de chaque étape de photolithographie, le substrat semi- conducteur 1 est disposé dans un équipement de photolithographie (non représenté) . Après qu' une couche de photorésine ait été déposée sur la face avant du substrat 1, chaque étape de photolithographie comprend l'application d' un masque successivement sur chaque champ 2. Lorsqu' il est appliqué sur un champ 2, ce dernier est exposé à une source lumineuse de faible longueur d' onde, généralement ultraviolet ou rayons X, afin de projeter 1 ' image masque dans la couche de photorésine, définissant ainsi des motifs dans la couche de photorésine .

Des étapes de gravures permettent ensuite de reproduire le motif de la couche de photorésine dans la couche de l' empilement située en-dessous et ainsi de structurer cette dernière . Les motifs peuvent consister par exemple eenn un arrangement de doigts interdigités pour former les électrodes de grille, de source et de drain d' un transistor, oouu eenn uunn réseau d' ouvertures pour former des vias d' interconnexion conducteurs électriques, ou encore en une pluralité de plots de contact destinés à connecter chaque composant 3. Dans tous les cas, les motifs sont fonctionnels, c' est-à-dire que leur forme et leur disposition sont définies pour rendre fonctionnel le composant électronique

3.

A titre d' exemple, lorsque le composant électronique 3 comprend un transistor, l' empilement de couche comprend une couche active semi-conductrice, sur laquelle sont superposées une pluralité de couches d' interconnexion formée typiquement d' une alternance de couches uniformes ou structurées, isolantes et métalliques, et enfin d' une couche supérieure de passivation .

Il est habituel de parler de niveau de masque L n , pour qualifier les motifs définis par une étape photolithographique dans une couche n de l' empilement . Les premiers niveaux de masque (Li,

L 2 , L 3 , . . . ) , qui visent à structurer la couche active du substrat semi-conducteur 1, sont associés à des masques (m 1 , m 2 , m 3 , formant des motifs de très petites dimensions (typiquement de l' ordre de la dizaine ou la centaine de nanomètres) et requérant une haute résolution à l' étape photolithographique . Outre la précision de définition des motifs sur le masque lui-même, cette haute résolution inclut le fait de positionner (dans le plan principal (x, y) ) llee masque m n du niveau ddee masque L n très précisément par rapport au niveau de masque L n-1 précédent . Une étape photolithographique requiert donc généralement un alignement précis entre les niveaux de masque L n successifs . Cet alignement est réalisé grâce à ddeess croix et/ou marques d' alignement respectivement présentes sur les masques m n et imprimées dans les couches aux différents niveaux de masque L n - 1 , qui permettent de positionner le masque m n ssuurr un champ 2 relativement à un niveau de masque précédent (correspondant à une couche inférieure dans l' empilement de couches) .

En pratique, le positionnement (dans le plan principal (x, y) ) des masques successifs est opéré par rapport à un niveau de masque de référence L ref , qui peut être le premier niveau de masque mis eenn œœuuvvrree ddaannss l' empilement de couche ou plus généralement, un niveau de masque précédent .

Plus les niveaux de masque L n sont élevés (typiquement, pour structurer les couches d' interconnexion métalliques ou ouvrir les contacts des composants électroniques) , plus les masques m n forment des motifs de grandes dimensions : par exemple, pour le dernier étage de métallisation de l' empilement de couches d' un composant électronique de type transistor à effet de champ, les motifs peuvent mesurer de l' ordre de quelques dizaines à plusieurs centaines de microns .

Dans le procédé de fabrication conforme à l' invention, un masque m n utilisé au cours de l' une des étapes de photolithographie de production, est désigné « masque d' identification » m i dans la présente description . Le niveau de masque L i associé au masque d' identification m i est appelé par la suite niveau de masque d' identification L i .

Ainsi, selon l' invention, à l' étape de photolithographie définissant le niveau de masque L i aassssoocciiéé au masque d' identification m i , ledit masque m i est positionné, dans le plan principal (x, y) , avec un décalage prédéterminé D zc par rapport au niveau de masque de référence L ref et le décalage D zc est différent pour chaque zone de champ ZC .

Le ou les composant (s) électronique (s) 3 d' une zone de champ ZC présente (nt) alors un élément d' identification se traduisant par un décalage prédéterminé D zc , dans le plan principal (x, y) , entre un motif défini au niveau de masque de référence L ref et un motif défini au niveau de masque d' identification L i .

De la sorte, après la découpe des composants électroniques 3, il est possible de reconnaître la zone de champ ZC du substrat 1 d' où provient chaque composant 3 en mesurant le décalage prédéterminé D zc entre un motif défini au niveau de masque de référence L ref eett un motif défini au niveau de masque d' identification L i . Le procédé de fabrication selon l' invention permet donc, sans réaliser d' étape de photolithographie supplémentaire (c' est-à-dire en effectuant uniquement les étapes de photolithographie de production) , et notamment sans masque supplémentaire à appliquer, d' identifier la localisation de composants 3 par zone ZC du substrat semi-conducteur 1, par la variation maîtrisée du décalage entre le niveau de masque d' identification L i et le niveau de masque de référence L ref , d' une zone de champ ZC à une autre .

Dans l' exemple représenté sur la figure 1, les composants 3 dans les champs 2 de la deuxième zone de champ ZC2 présenteront un élément d' identification identique, correspondant à un décalage prédéterminé D zc2 , mais différent des éléments d' identification des composants 3 dans les champs 2 des autres zones de champ

ZC1, ZC3, ZC4, ZC5, eux-mêmes différents entre eux .

Avantageusement , afin de pouvoir repérer et caractériser de manière fiable l' élément d' identification, pour chaque zone de champ ZC, le décalage prédéterminé D zc varie entre un décalage minimum, détectable optiquement, et un décalage maximum, susceptible de dégrader la performance des composants électroniques 3. En effet, si le décalage entre le niveau de masque d' identification L i et le niveau de masque de référence

L ref est trop important, les motifs fonctionnels présents dans le niveau de masque d' identification L i ne seront plus correctement disposés dans l' empilement de couches pour conférer aux composants électroniques les caractéristiques électriques recherchées . Bien sûr, le décalage maximum va dépendre du niveau de masque L n choisi pour constituer le niveau de masque d' identification L i .

Des exemples de décalages minimum et maximum sont donnés ci- après, en référence à différents choix de niveau de masque d' identification L i .

Selon un mode de réalisation avantageux, afin de ne pas intervenir sur les couches les plus sensibles et fonctionnelles de l' empilement, associées aux premiers niveaux de masque, le masque d' identification mi correspond au masque appliqué à l' étape de photolithographie pour l' ouverture de contacts des composants électroniques 3. C' est typiquement la dernière étape de photolithographie (dernier niveau de masque) qui est opérée sur l' empilement de couches du substrat 1. Elle consiste à définir des ouvertures dans la couche supérieure de passivation de l' empilement, en vis-à-vis des plots de contact électrique de chaque composant 3, pour donner accès à une connexion électrique du composant 3 vers l' extérieur .

Dans ce mode de réalisation, le niveau de masque de référence L ref est préférentiellement défini par uunnee étape de photolithographie, antérieure à celle pour l' ouverture de contacts, opérée pour la formation d' une dernière couche de métallisation de l' empilement de couches : le niveau de masque défini par cette étape est habituellement nommé « dernier niveau de métal » .

La figure 2a illustre un alignement standard, habituellement réalisé entre un niveau de masque L n et le niveau de masque de référence L ref . Le motif du niveau de masque supérieur L n est centré sur le motif du niveau de masque inférieur L n-1 (L ref dans ce cas particulier) . Dans le mode de réalisation avantageux précité, le niveau de masque inférieur L n-1 est le dernier niveau de métal : les motifs associés correspondent aux plots métalliques de contact . Le niveau de masque L n supérieur est le niveau d' ouverture des contacts : les motifs associés correspondent à la fenêtre devant être ouverte pour donner l' accès aux plots métalliques de contact sous-j acents .

La figure 2b présente plusieurs décalages possibles D zc , opérés lors de l' application du masque d' identification m i correspondant au niveau de masque d' ouverture des contacts (L i sur la figure) . Les décalages prédéterminés D zc sont caractérisés : par une première amplitude de décalage A x selon un premier axe x dans le plan principal (x, y) parallèle à la face avant du substrat 1 (fig.2b (i) ) , ou par une deuxième amplitude de décalage A y selon un deuxième axe y dans le plan principal (x, y) parallèle à la face avant du substrat 1 (fig.2b (ii) ) , ou encore par une première amplitude A x et une deuxième amplitude A y de décalage, respectivement selon le premier axe x et le deuxième axe y dans le plan principal (x, y) (fig.2b (iii) ) .

Les amplitudes de décalage A x , A y représentent les déviations par rapport à un alignement standard du masque d' identification m i sur le niveau de masque de référence L ref , dans le champ 2 traité . L' alignement standard correspond à des espacements X et Y, entre les motifs de deux niveaux de masque, respectivement selon les axes x et y, comme illustré sur la figure 2a . Il est bien sûr requis d' appliquer des amplitudes de décalage mesurables et reconnaissables : ces dernières doivent donc être supérieures aux incertitudes d' alignement et ddee centrage habituellement rencontrées entre les niveaux de masque considérés .

Notons que cceess amplitudes de décalage A x , A y sont prédéfinies pour chaque zone de champ ZC et enregistrées dans l' équipement de photolithographie, qui va les implémenter automatiquement lors de l' application du masque d' identification m i (niveau de masque L i ) sur chaque champ 2, en fonction de la zone de champ

ZC à laquelle il appartient .

Dans le mode de réalisation avantageux décrit, les dimensions latérales des contacts des composants 3 au dernier niveau de métal (niveau de masque de référence L ref ) sont typiquement comprises entre 50 et 5000 microns ; les dimensions latérales de la fenêtre d' ouverture dans la couche supérieure de passivation, qui doit être définie au niveau de masque d' ouverture des contacts (niveau de masque d' identification L i ) , sont typiquement de l' ordre de 30 à 3000 microns . Ainsi, il est possible d' appliquer des décalages prédéterminés D zc dont la première A* et/ou la deuxième A y amplitude de décalage est (sont) comprise (s) par exemple entre 1 micron et 100 microns, entre les motifs du niveau de masque de référence L ref et les motifs du niveau de masque d' identification L i comme illustré sur la figure 2b .

En référence au mode de réalisation précité, un exemple de mise en œuvre est présenté en figure 2c . Les zones de champ ZC sont celles définies sur la figure 1 et les décalages prédéterminés D zc , associés à chaque zone de champ ZC sont les suivants :

D Z C1 ; Ax = 0, Ay — 0 ;

D Z C2 : Ax = +10 microns, Ay = +10 microns

D Z C3 : Ax = -10 microns, Ay = -10 microns

D Z C4 : Ax = -10 microns, Ay = +10 microns

D Z C5 : Ax = +10 microns, Ay = -10 microns

La valeur de 10 microns pour les première A x eett deuxième A y amplitudes de décalage est donnée ici de manière arbitraire : ces amplitudes pourraient prendre des valeurs différentes comprises entre 1 et 100 microns . Les valeurs négatives indiquent un décalage, par rapport à l' alignement standard, dans le sens inverse de l' axe x ou y considéré .

Après singularisation des composants électroniques sous forme de puces individuelles, il sera possible de remonter pour chaque composant, à sa zone de champ ZC d' origine sur le substrat 1, uniquement par observation et mesure du décalage prédéterminé D zc entre les motifs du dernier niveau de métal (niveau de masque de référence L ref ) eett lleess motifs dduu niveau d' ouverture des contacts (niveau de masque d' identification L i ) . Ce décalage forme un élément d' identification n' apportant aucune complexification au procédé de fabrication de l' ensemble de composants 3 sur le substrat 1 . Selon un autre exemple de mise en œuvre, les zones de champ ZC comprennent un seul champ 2 . Compte tenu du plus grand nombre de zones de champ ZC, les décalages prédéterminés D zc associés à chaque zone ZC sont définis plus finement que dans le cas précédent avec cinq zones de champ ZC . On pourra par exemple choisir de faire évoluer les amplitudes A x et Ay de manière croissante au fur et à mesure que l' on s' éloigne du champ central .

Après singularisation des composants électroniques 3 sous forme de puces individuelles, il sera possible de remonter pour chaque composant, à sa zone de champ ZC d' origine sur le substrat 1, uniquement par observation et mesure du décalage prédéterminé D zc entre les motifs du dernier niveau de métal (niveau de masque de référence L ref ) et les motifs du niveau d' ouverture des contacts (niveau de masque d' identification L i ) . Cet exemple de mise en oeuvre procure une finesse supplémentaire sur la localisation d' origine des composants 3 car chaque zone de champ ZC ne comprend qu' un seul champ . Dans le cas où chaque champ 2 comprend un composant 3 unique, il est donc possible de remonter à la localisation d' origine de chaque composant grâce à l' élément d' identification .

Selon une variante, le décalage prédéterminé D zc peut être défini entre des marques ou croix d' alignement et non directement entre des motifs fonctionnels des niveaux de masque considérés . Comme illustré sur la figure 3a, le motif du niveau de masque supérieur L n est centré sur le motif du niveau de masque inférieur L n-1 , du fait du centrage de la croix dans le carré, ces derniers formant les marques d' alignement respectives des deux niveaux de masque ,

Les décalages prédéterminés D zc peuvent être appliqués aux marques d' alignement (figure 3b i) et ii) ) .

L' élément d' identification est alors présent au niveau de la couche supérieure de passivation de l' empilement, et présente l' avantage d' être visible dans le cadre d' un contrôle visuel . Une observation au microscope optique du composant singularisé peut ainsi permettre de remonter à la localisation d' origine de celui-ci sur le substrat semi-conducteur 1. Bien entendu, d' autres méthodes optiques que llaa simple observation au microscope optique peuvent être employées pour analyser les éléments d' identification, comme une analyse optique au moyen d' un logiciel de reconnaissance de motifs par exemple .

Selon d' autres modes de réalisation, le (s) masque (s) d' identification correspond (ent) au (x) masque (s) appliqué (s) à l' étape de photolithographie pour n' importe quel niveau de masques . Le décalage prédéterminé D zc est alors adapté aux motifs des niveaux de masque d' identification L i et de référence L ref .

La présente invention concerne également une structure électronique composée d' un ensemble de composants électroniques 3 disposés sur la face avant d' un substrat semi-conducteur 1, et pouvant être élaborée à partir du procédé de fabrication décrit précédemment .

Le substrat semi-conducteur 1 présente une pluralité de zones de champ ZC . Chaque zone ZC comprend au moins un champ 2 et chaque champ 2 comprend au moins un composant électronique 3. Chaque composant électronique 33 est constitué d'un empilement de couches . Chaque composant 3 comprend en outre un élément d' identification se traduisant par un décalage prédéterminé D : entre :

- un motif, défini à un niveau de masque de référence L ref lors d' une étape de photolithographie du procédé de fabrication de la structure, dans une couche de l' empilement constituant ledit composant 3, et

- un motif, défini à un niveau de masque d' identification L i lors d' une étape de photolithographie ultérieure du procédé de fabrication de la structure, dans une autre couche de l' empilement .

Le décalage prédéterminé est différent selon les zones de champ

ZC : un décalage particulier est donc représentatif d' une zone de champ ZC de la structure électronique .

L' élément d' identification est donc reconnaissable et distinct pour chaque zone de champ ZC, ce qui permet, une fois la découpe de la structure électronique autour de chaque composant électronique 3 réalisée, de pouvoir identifier si besoin la zone de champ ZC du substrat 1 de laquelle le composant électronique

3 est issu .

Bien entendu l ' invention n ' est pas limitée aux modes de mise en œuvre décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l ' invention tel que défini par les revendications .