Глава 2 Оптические мультипликаторы в современном производстве дозу

2.1 Введение

За два десятилетия (период с 1970 по 1990 гг.) в области создания ИС произошли большие перемены. На смену кристаллам ДОЗУ ёмкостью 1К бит пришли кристаллы ёмкостью 4М бит ( к 2000 г. ожидается появление кристаллов ёмкостью 1Г бит); схемам с минимальным размером элементов 10 мкм - схемы с минималь-ным размером элементов 0,7-0,8 мкм ( по прогнозам, к 2000 г. поя-вятся схемы с минимальным размером элементов 0,15-0,2 мкм); платинам диаметром 75 мм - пластины диаметром 200 мм ( к 2000 г. - диаметром 250 мм).

Переход к схемам с более высокой степенью интеграции со-провождается сменой способов переноса изображений топологии слоя на пластину: от контактной печати к печати с зазором, затем к сканирующему проекционному переносу в масштабе 1:1 и, нако-нец, к проекционной мультипликации.

Наряду с оптическими системами литографии, в которых последовательно реализованы все эти способы, найдены альтер-нативные решения, основанные на использовании электронных и рентгеновских лучей. Однако в настоящее время, как и два десяти-летия назад, при производстве ИС в основном применяют оптичес-кие системы, среди которых всё большее распространение, особенно при переходе к разработке и освоению схем с высокой степенью интеграции, получают мультипликаторы.

С 1975 г. на рынке полупроводниковых изделий доминируют ДОЗУ. По мере улучшения проектных норм овершенствуется и необходимое технологическое оборудование. Такое положение сохранилось и в 90-х годах - в период создания и освоения произ-водства ДОЗУ ёмкостью 4М, 16М, 64М и 256М бит (табл. 2.1).

Наиболее важными характеристиками экспонирующего оборудования для производства ДОЗУ являются разрешение в производственных условиях и межслойное совмещение. Прогноз тенденций этих характеристик, а также размеров экспонируемых поля кристалла и пластины и максимальных размеров дефектов, вызывающих отказ схемы, приведены в табл. 2.2-2.4.

Таблица 2.1

Прогноз динамики развития СБИС и требований к мультипликаторам

* С учётом перехода к производству схем следующих поколений.

Таблица 2.2

Прогнозируемые сроки выпуска ДОЗУ различной ёмкости

Указанные в табл. 2.4 даты приобретения оборудования как для пилотных, так и для производственных линий обработки плас-тин ранее предшествовали году пика производства каждого нового поколения, соответственно, на три и два года, что свидетельство-вало о необходимости, по крайней мере, одного года для техноло-гического встраивания оборудования в линии. По мере освоения промышленного производства новых поколений ДОЗУ происходи-ло дальнейшее укрепление связей между изготовителями полу-проводниковых схем и поставщиками оборудования, что позволя-ло определять требования к разрабатываемому оборудованию и осуществлять его выпуск в течении одного года (практически в режиме just-in-Time - “точно ко времени”).

Таблица 2.3

Требования к экспонирующему оборудованию при производстве ДОЗУ различной ёмкости

* При ±3s, включая согласуемость мультипликаиоров.

Таблица 2.4

Сроки поставки экспонирующего оборудования для производства ДОЗУ различной ёмкости

Обычно программа создания экспонирующего оборудования для полупроводниковой промышленности состоит из двух этапов: разработки и промышленного освоения. На этапе разработки особое внимание уделяется обеспечению соответствия оборудо-вания основным технологическим требованиям, достижению опе-рационной гибкости и необходимых параметров, а затем - его автоматизации и пригодности для промышленного изготовления; для промышленных образцов - наоборот. По оценкам фирмы Intel, основанным на 10-летнем опыте работы с американским оборудо-ванием, длительность этапа промышленное освоение (в том числе обеспечение комплексного обслуживания на предприятии заказчи-ка) относительно постоянна - 9-12 месяцев. Согласно данным по освоению японского оборудования в промышленности США, дли-тельность этого этапа - 6 месяцев. Возможность его сокращения на 3-6 месяцев в условиях жёсткой конкуренции за рынки новых поколений ДОЗУ является одним из решающих факторов, посколь-ку производство приборов рентабельно лишь при коэффициенте использования установленных производственных мощностей более 90%.