个体化方法及系统技术方案

一种用于使一个或多个电路个体化的系统，该电路具有多个具有电特性的层。该层由一个电特性确定过程（ＥＣＤＰ）产生。该用于个体化的系统包括：一个晶片台，用于接收一个晶片以产生多个电路。该系统被配置为在层的产生期间应用一个个体化过程。该个体化过程包括：在该层中使用第一ＥＣＤＰ以在该晶片上的多个电路的每个电路中产生相同的电特性；和在该层中使用第二ＥＣＤＰ以修改所选择的电路的一个或多个电特性，以便在所选择的电路中加入一个单独化的数字号码，从而得到一个或多个指定电路的希望的个体化。还提供了相关的装置和方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及集成电路(IC)的设计和制造，具体涉及用于使IC个体化(personalizing)的装置和方法。
技术介绍
在半导体产业中，需要能够为了诸如以下一些目的而在单个芯片之间进行分化制造控制；芯片历史的跟踪；在各种应用中的标识和序列号。用于大规模生产的半导体制造过程一般基于一些用于生产大量“相同”芯片的方法，因此，为了在不损害生产能力的条件下有效和高效地对芯片进行分化，成本和质量是一个主要问题。根据分化的目的和可用技术的能力，现有技术中已经提出了各种解决方案。对于制造控制和芯片历史跟踪，已经提出了可视标识解决方案。其例子包括以下内容Steffan等人的美国专利6,063,685描述了一种通过利用激光直写在芯片上刻字的可视标识方法；Shils等人的美国专利4,510,673描述了可视的人机可读的激光刻制标识；和Lee的美国专利5,350,715描述了一种用于“晶片上芯片”位置数据的可视点阵。已经提出了各种软件解决方案来在微处理器和其它芯片中实现ID或序列号。这可能包括在各种类型的非易失存储器(NVM)中编程和存储号码，并且一般经一总线由处理器通过存储器读取来使用该号码。Orso等人的美国专利6,018,686描述了一种把制造信息存储在非易失存储器中的IC。Allen等人的美国专利5,732,207描述了一种微处理器，其芯片上的EPROM保持制造和配置信息。Lee等人的美国专利5,774,544描述了用于存储在非易失RAM芯片中的CPU芯片的加密序列号的装置和方法，RAM芯片和CPU芯片都位于单个封装内。Lee等人的美国专利5,790,663描述了一种用于访问加密序列号的软件装置和方法。Dreyer等人的美国专利5,794,066描述了一种用于识别存储在恒定ROM或常规寄存器中的产地、类型、步进速度、和其它参数等微处理器数据的装置和方法。已经提出了包括熔断器(fuse)或抗熔断器(anti-fuse)在内的各种硬件解决方案。其中一些是利用高电压或电流编程，另一些是利用外部装置(例如激光切割或焊接)编程。以下是现有技术的一些例子Au等人的美国专利5,672,994描述了一种改进的抗熔断器MOSFET，其公开内容包含在此作为参考；Boudou等人的美国专利4,916,809描述了一种用于可编程激光焊接抗熔断器的方法；Rhodes等人的美国专利4,937,475描述了一种可编程电路，其中导体链路由激光断开或连接；和Shiell等人的美国专利6,065,113描述了一种方法，包括一个利用OTP寄存器在微处理器中实现的标识符，或一个存储在EPROM中或在一个全电子束光刻过程中由电子束写入的标识符，其中该OTP寄存器包括可激光断开的熔断器、由电流编程的熔断器或抗熔断器。在某些情况下，在本领域中知道把光学平行光刻(optical parallellithography)与电子束光刻结合。现有技术的例子包括Sugiharsa等人的美国专利5,994,030描述了一种光刻系统，把光学光刻与电子束曝光结合以改善分辨率和生产能力；转让给Hitachi的日本公开No.4-155812描述了一种通过一相移掩模把光学光刻与电子束结合的方法；和转让给NEC的日本公开No.1-293616描述了一种制造IC的方法，其使用普通光学曝光然后使用电子束写入对于每个IC特定的图形。下面的专利和出版物是其它现有技术的例子美国专利5,357,077；5,350,715；4,510,673；5,109,149；5,937,270；5,808,268；481,102；5,721,150；5,727,231；5,903,490；5,903,490；5,679,967；5,619,062；5,545,904；5,111,273；4,937,475；4,931,671；4,875,971；5,607,801；4,720,470；4,720,470；5,093,550；5,410,124；和5,733,711。其它现有技术的例子可以在以下出版物中找到Isao等人的1987年日本专利JP62194565A2，一种具有在其中写入安全信息的EPROM的微处理器。IBM技术公开报告(TDB)文章(1987年8月，pp.1284-1285)，描述了一种用于保护磁盘上包含的数据的安全系统。Yoshida和Tanakawa的来自Oki技术回顾129的文章(1988年1月)，一种用于具有安全EEPROM区的IC卡的单芯片微计算机。以下的美国临时专利申请的公开被包含在此作为参考，其中描述了本专利技术的一些方面，并且其专利技术人与本专利技术相同2000年1月20日提交的美国专利申请60/177,087；2000年3月16日提交的美国专利中请60/189,756；和2000年3月22日提交的美国专利申请60/191,208。所有以上提到的和在本说明书中出现的参考文献的公开都被包含在此作为参考。
技术实现思路
上述现有技术解决方案在几个方面有显著缺陷。在需要电气功能的系统中，例如当从芯片读出不同的标识细节或其内容影响某些算法的结果时，可视标识解决方案是不合适的。EPROM，EEPROM，FLASH和其它类似NVM解决方案都需要高成本的额外处理，以用于芯片上的高电压电路、沟道氧化物、浮置多栅等等，通常增加4或5个附加的掩模层。而且，NVM需要大范围的额外硅面积。软件解决方案会受到非侵入性和非破坏性装置的攻击以把内容读出或对其重编程。而且，由于性能和质量的原因，NVM难以与单纯的逻辑过程集成，并因此倾向于使加工技术倒退一或二代。NVRAM需要附加的连续电源，电池等等。某些熔断器或抗熔断器利用高电压或电流编程，某些则利用外部装置(例如激光切割或焊接)编程。高电压电路、特殊层、芯片上的电荷泵和/或额外焊盘又要求专门设计、附加的加工步骤和与熔断、泄漏电流和钝化窗口开口有关的质量问题。随着时间经常发生与电迁移和断开熔断器的重新连接有关的可靠性问题。类似地，在采用激光切割或焊接时，经常有质量问题，并且经常需要特殊布局和/或窗口开口。某些解决方案会出现不一致结果，这是由熔断器或抗熔断器周围和顶部的介电层变化引起的。在激光切割或焊接的情况下，同样，激光束需要一个可视路径。熔断器一般很容易目视检测到，因此，会被非侵入性和非破坏性装置攻击，即，被调查和逆向工程(reverse-engineered)。在NVM和熔断器/抗熔断器解决方案中，设计和实施的自由性受到设计、加工和硅面积约束的限制。因此，在上述任何一种技术中实现例如任何适当尺寸的芯片特定的真实安全硬件是不可能或非常困难的。在优选实施例中，本专利技术试图提供一种装置和方法，以便以一种高度灵活、安全、廉价、可靠和可制造的方式实现这些特征，减少现有技术的上述问题。在本专利技术的优选实施例中，通过在光刻胶上把光学平行光刻与另一种特定光刻技术结合，实现了定义用作一个数字号码(可以用作例如序列号和ID号码，密钥)的芯片特定电路并同时保持高生产能力、低成本、灵活性、安全性和质量。现有技术中描述的一些方法把光学光刻与电子束光刻结合。这些专利试图通过把光学平行光刻与电子束直写结合来对付使用电子束光刻所造成的生产能力限制，该限制是在需要高分辨率芯片上器件直写的应用中认本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使一个电路个体化的方法，该电路具有至少一个具有电特性的层，该层由一个电特性确定过程（ＥＣＤＰ）产生，该用于个体化的方法包括：提供一个晶片以产生多个电路，每个电路具有至少一个层；和在该至少一个层的产生期间：在该层中使用第一ＥＣ ＤＰ以在该晶片上的多个电路的每个电路中产生相同的电特性；和在该层中使用第二ＥＣＤＰ以修改多个电路中的至少一个电路的至少一个电特性，以便在其中加入一个单独化的数字号码，从而使多个电路中的至少一个电路个体化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2000-1-20 60/177,087;US 2000-3-16 60/189,756;US1.一种使一个电路个体化的方法，该电路具有至少一个具有电特性的层，该层由一个电特性确定过程(ECDP)产生，该用于个体化的方法包括提供一个晶片以产生多个电路，每个电路具有至少一个层；和在该至少一个层的产生期间在该层中使用第一ECDP以在该晶片上的多个电路的每个电路中产生相同的电特性；和在该层中使用第二ECDP以修改多个电路中的至少一个电路的至少一个电特性，以便在其中加入一个单独化的数字号码，从而使多个电路中的至少一个电路个体化。2.根据权利要求1所述的方法，其中第一ECDP和第二ECDP是相同的。3.根据权利要求2所述的方法，其中第一ECDP和第二ECDP都包括直接光束写入。4.根据权利要求1所述的方法，其中第一ECDP包括平行光学光刻，并且第二ECDP包括至少以下一种直接激光束写入；和直接电子束写入。5.根据上述任何一个权利要求所述的方法，还包括使用第一ECDP和使用第二ECDP，在所述提供之后执行以下操作在至少一个第二层中，在该晶片上的多个电路的每个电路中产生相同的电特性。6.根据权利要求5所述的方法，还包括在该至少一个第二层中使用第三ECDP以修改多个电路中的至少一个电路的至少一个电特性。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述ECDP包括一个个体化算法。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述个体化算法包括利用一个或多个制造参数来产生所述单独化的数字号码。9.根据权利要求8所述的方法，其中从包括一个批量号码、一个晶片号码和一个唯一地定义所述电路的电路x-y坐标的组中选择所述一个或多个制造参数。10.根据上述任何一个权利要求所述的方法，还包括由后续的介电和/或金属层覆盖至少一个所述层，以隐藏所述个体化电路，从而阻止逆向工程分析。11.根据上述任何一个权利要求所述的方法，还包括利用平面化来阻止逆向工程分析。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述数字号码是一个数字密钥。13.根据上述任何一个权利要求所述的方法，其中多个电路中的至少一个电路的至少一个电特性的修改包括通过至少一个PSH掩模进行曝光来修改。14.根据权利要求13所述的方法，其中至少一个所述PSH光掩模是一个专用PSH掩模。15.根据权利要求13或14所述的方法，其中把至少一个所述PSH光掩模与一个普通光掩模结合。16.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一ECDP包括平行光学光刻，并且第二ECDP包括直写；并且其中所述直写包括在X和Y方向的任何一个方向中扫描该晶片，并在所述扫描期间应用即时选通以便完成所述修改。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述直写是直接激光束写入。18.根据权利要求16所述的方法，其中所述直写是直接电子束写入。19.根据上述任何一个权利要求所述的方法，其中所述数字号码用作对一个应用的输入。20.根据权利要求7所述的方法，其中所述算法在一个利用所述数字号码的加密组件中实现。21.根据权利要求20所述的方法，其中所述加密组件实现一个RSA或DES算法。22.在一种用于产生多个多层电子电路的方法中，每个电子电路包括一个表面层和至少一个次表面层，该表面层和至少一个次表面层分别具有至少一个影响电子电路操作的电特性，一种改进包括选择一个多层电子电路；改变该一个电子电路的至少一个次表面层的至少一个电特性，该改变包括改变该至少一个电特性以便在其中加入一个单独化的数字号码，该数字号码与由该方法产生的至少一个另外的多层电子电路的对应数字号码不同；和产生该一个电子电路的一个表面层，其中该改变在该产生之前发生。23.在一种用于在一个电子电路中产生一个层的方法中，一种改进包括提供一个晶片，该晶片包括多个芯片并涂覆有光刻胶；和按顺序执行以下步骤i.执行平行光刻以在多个芯片的每一个芯片上产生一个电路的相同图像；ii.选择多个芯片中的一个芯片；和iii.修改所选择的一个芯片上的图像以便在其中加入一个单独化的数字号码。24.根据权利要求23所述的方法，其中该修改包括通过直写来修改。25.根据权利要求24所述的方法，其中该直写包括激光直写。26.根据权利要求24所述的方法，其中该直写包括电子束直写。27.根据权利要求28所述的方法，其中该修改包括通过一个掩模进行曝光来修改。28.根据权利要求23到27中任何一个所述的方法，其中通过掩模进行曝光包括使用一个激光束进行曝光。29.一种用于使一个电路个体化的方法，该电路具有至少一个具有电特性的层，该层由一个电...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃夫拉伊姆曼格尔，
申请(专利权)人：扎威腾半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]