10. Разработка конструктивно-технологических ограничений
Элементы топологии последовательных уровней шаблона связаны друг с другом пространственными соотношениями: элементы металлизации должны полностью покрывать контактные окна, эмиттерные области должны располагаться внутри базовых областей и т. д. На рис. 10.1 приведен пример совмещения топологий двух уровней шаблона с ограничением, заключающимся в том, что край топологии уровня 1 не должен соприкасаться с краем топологии уровня 2. В топологии схемы допуск совмещения должен находиться в промежутке между краями уровней 1 и 2.
|
Рис. 10.1. Допуск совмещения топологий двух уровней шаблона |
10.1. Конструкторско-технологические ограничения
КТО – совокупность размеров элементов рисунков всех слоев структуры на фотошаблонах.
Технологическая норма – минимальный размер элемента рисунка, который можно получить воспроизводимо на фотошаблоне или подложке.
При расчете КТО будем исходить из условия, что минимальный возможный размер в структуре не может быть меньше технологической нормы N (определяется процессом фотолитографии). Задается вариантом КП. Основной принцип, по которому рассчитываются совмещаемые области – минимальный размер вмещающей области должен быть больше максимального размера вмещаемой.
Толщина слоя металлизации –
=0,7
мкм;изолирующего окисла –
=0,6
мкм;фоторезиста –
=0,5
мкм;
величина запаса –
=0,1
мкм;
технологическая норма N=3 мкм;
=0,4
мкм – глубина эмиттерной области;
=0,7
мкм – глубина активной базы;
=1,0
мкм – глубина пассивной базы;
=2,0
мкм – глубина глубокого коллектора;
=1,5
мкм – глубина скрытого коллектора;
=2,5
мкм – глубина разделительной области;
=2,0
мкм – глубина эпитаксиального слоя;
Надо учитывать два вида погрешностей, возникающих при передаче размеров, систематические и случайные.
Систематические погрешности это:
увеличение размера проэкспонированной области при ФЛГ,
,
увеличение удаляемой части резиста
при проявлении фл2
(если
фоторезист позитивный оба процесса
действуют в одну строну),
примем общую ошибку ФЛГ фл=10% N в каждую сторону; тогда
мкм;боковое травление удаляемого материала, тр Ж (при жидкостном травлении приблизительно равно толщине удаляемого слоя, d, в каждую сторону) тр И (при ионном травлении) примем 10 % от глубины травления в каждую сторону;
– систематическая
погрешность при ионном травлении;
– систематическая
погрешность при жидкостном травлении;
можно считать,
что жидкостным травлением получаем
только контактные окна под металлизацию
и канавки в изопланаре (их нельзя делать
узкими).
боковая диффузия
(приблизительно равна 70 % от толщины
слоя, L
в
каждую сторону).
Размер элемента на фотошаблоне отличается от размера элемента в структуре на величину систематической погрешности.
Случайные погрешности это:
неточность при ФЛГ (неточность изготовления фотошаблона + неточность переноса изображения)
(примем 10%
);
мкм;
ошибка совмещения фотошаблонов , (примем 10 % N в одну сторону)
мкм;
погрешность при травлении, сл тр, (обычно принимают 30% тр в каждую сторону)
мкм;
погрешность боковой диффузии (обычно принимают 20 % от боковой диффузии, т.е. 20 % L, где L – глубина слоя в каждую сторону).
Расчетный размер элемента на фотошаблоне и соответствующий ему размер элемента в структуре – номинальные размеры.
Реальный размер элемента = номинальный размер ± случайные погрешности.
Будем считать, что во всех процессах литографии используется позитивный фоторезист (размер проэкспонированной области при фотолитографии увеличивается).