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 d_{фл2 (}если фоторезист позитивный оба процесса действуют в одну строну),

· примем общую ошибку ФЛГ d_фл =10% N в каждую сторону; тогда мкм;

· боковое травление удаляемого материала, d_{тр Ж} (при жидкостном травлении приблизительно равно толщине удаляемого слоя, d, в каждую сторону) d_{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 D, (примем 10 % N в одну сторону)

мкм;

· погрешность при травлении, d_{сл тр}, (обычно принимают 30% d_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).