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 dфл2 (если фоторезист позитивный оба процесса действуют в одну строну),
· примем общую ошибку ФЛГ dфл =10% N в каждую сторону; тогда мкм;
· боковое травление удаляемого материала, dтр Ж (при жидкостном травлении приблизительно равно толщине удаляемого слоя, d, в каждую сторону) dтр 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, dсл тр, (обычно принимают 30% dтр 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).