Изготовления фотооригиналов

Цехи по производству ПП оснащены универсальным оборудованием, разработанным специально для выпуска такого вида продукции. Это механизированные и автоматизированные линии химической, электрохимической обработки, установки для нанесения фоторезистов и сеткографии, станки с ЧПУ для механической обработки, автоматизированные стенды контроля плат. Оборудование с ЧПУ применяют для изготовления фотошаблонов и трафаретов, сверления монтажных отверстий и фрезерования ПП.

При использовании тонкопленочной технологии для изготовления коммутационных плат с высокой разрешающей способностью предъявляются высокие требования к качеству фотошаблонов (точность совмещения слоев на поле 150 мм составляет ±5 мкм, точность выполнения линий ± 1 мкм). При тиражировании фотошаблонов удобно использовать управляемые ЭВМ координатографы (графопостроители) и фотонаборные установки. На этапе опытного-производства при составлении ограниченного числа описаний топологии невысокой сложности при объеме информации до 42 тыс. точек целесообразно применение полуавтоматической системы изготовления фотошаблонов: разработка топологии и кодирование информации вручную, обработка информации, изготовление фотошаблонов и чертежей с помощью ЭВМ. Используемое оборудование — ЭВМ типа 1020 или 1033, графопостроитель ЭМ-712, координатосъем-щик ЭМ-709, координатографы типа ЭМ-703 или КПА — обеспечивает объем работы по оснащению производства необходимыми инструментом и документацией. Система технического обеспечения в настоящее время достаточна гибка, например она позволяет отказаться от координатографов при изготовлении фотошаблонов и использовать более высокопроизводительные фотомонтажные (типа М-2005 или ЭМ-538) и микрофотонаборные (типа ЭМ-549 или ЭМ-559) установки.

•вместо лучей видимого или ультрафиолетового света. Эквивалентная длина волны электронного пучка на несколько порядков меньше, чем светового, а большая плотность энергии луча позволяет эффективно экспонировать электронно-чувствительные слои — электроноре-зисты. Практически можно получить широину линий до 0,1 мкм при нечеткости края порядка 300 А. Управление процессом формирования структур осуществляется специализированной ЭВМ; необходимость изготовления фотошаблонов отпадает,

Трудоемкость разработки ИМС по мере увеличения степени интеграции резко возрастает. Усложняются размещение элементов и выполнение соединений, возрастает вероятность ошибки при совмещении различных слоев микросхемы. Разработка «вручную» ИМС средней степени интеграции превращается в сложную и весьма трудоемкую задачу. Возрастает число ошибок, которые трудно обнаружить в процессе проектирования и которые часто выявляются лишь после завершения разработки чертежей слоев, изготовления фотошаблонов и опытных образцов микросхем. Особенно сложной становится «ручная» разработка больших интегральных схем. Здесь колоссальный объем вычислительной работы и случайные ошибки разработчиков могут затянуть процесс проектирования на несколько лет.

Копировальный прибор КП-10 предназначен для изготовления фотошаблонов контактным копированием.

Наряду с отмеченными недостатками метод тройной диффузии имеет существенное достоинство, заключающееся втом, что структура формируется в матричном монокристалле кремния с совершенной кристаллографической структурой, что позволяет реализовать большой процент годных БИС и СБИС высокой степени интеграции. Как оказалось, не очень жесткие требования к точности изготовления фотошаблонов, присущие этому методу, дают возможность использовать его для создания СБИС. Изготовление таких СБИС осуществляется следующим образом. Сначала в кремниевую пластину р-типа (ориентация 100) с удельным сопротивлением 3—5 Ом-см проводится диффузия мышьяка для создания коллекторных областей транзисторов. Удельное поверхностное сопротивление этих областей равно 95 Ом/D при глубине залегания р-п-перехода 0,3 мкм. Затем проводится диффузия бора для формирования базовых областей с поверхностным сопротивлением

В принципе, технические средства САПР можно разделить на группы по их назначению. Для подготовки и ввода данных используются различные дисплеи (символьные, графические), телетайпы, кодировщики графической информации. Программная обработка данных осуществляется с помощью универсальных (или специализированных) ЭВМ. Сюда же входят устройства накопления и хранения информации, каналы связи. Для отображения и документирования используются различные печатающие устройства, графопостроители, координатографы, фотонаборные установки для изготовления фотошаблонов.

ложки, создание топологических чертежей для последующего изготовления фотошаблонов и т.п.) . Создание сложных ИС с выбором оптимального варианта по заданным требованиям немыслимо без применения ЭВМ.

Проектные процедуры включают последовательность операций, решающих конкретную задачу (компоновку, размещение, трассировку и т. д.). Проектная информация записывается в архив и выпускается конструкторская документация (сборочный чертеж, спецификация, ведомость покупных изделий, таблица цепей, эскиз и таблица размещенных элементов, эскиз трассировки и таблица неразведенных цепей, перечень элементов электрической схемы, перфолента для изготовления фотошаблонов, перфолента для сверлильного станка, перфолента для контрольного оборудования, перечень сформированных документов, таблица замен эквивалентных контактов, матрица соединений элементов схемы, архивный набор данных).

На нестабильность волнового сопротивления влияют разброс размеров рисунка полосковых проводников, непараллельность и разнотолщинность подложки, нестабильность диэлектрической проницаемости. Точность рисунка полосковых проводников зависит, в частности, от толщины проводников, влияющей на величину бокового подтрава, а также от точности изготовления фотошаблонов и их усадки со временем. Как уже указывалось, большое значение имеют точность взаимного расположения МПЛ соседних подложек и размеры соединительных перемычек.

единений, короткие замыкания соединений, пробои вентилей и т. п.) могут возникать как при изготовлении БИС, так и при их эксплуатации из-за ошибок проектировщиков, погрешностей изготовления фотошаблонов, ошибок в работе программатора и других причин.

Произведя расчет геометрических размеров всех элементов, выбрав размеры контактных площадок и проводников, выполняют размещение их на поверхности подложки. После этого выполняют соединения элементов и получают полный топологический чертеж микросхемы. Последний разбивают на отдельные технологические слои, чертежи которых служат прототипом для изготовления фотооригиналов, а затем фотошаблонов, необходимых в процессе производства разработанных микросхем (см. § 2.5).

Так, разработка САПР полупроводниковых БИС основана на использовании высокопроизводительных ЭВМ для решения задач проектирования БИС, таких, как логическое моделирование, расчет и оптимизация параметров активных элементов и электрических схем, статистический анализ и другие, и создании интерактивных графических мини-систем проектирования топологии и управления программно-управляемым оборудованием для изготовления фотооригиналов и фотошаблонов.

3) для изготовления фотооригиналов и фотошаблонов. Наличие алфавитно-цифровых дисплеев на рабочих местах

Описанные выше способы изготовления фотооригиналов имеют ряд недостатков и в настоящее время реже применяются. Недостатками ручных методов, являются прежде всего низкая производительность и большая вероятность получения ошибок, что сдерживает выпуск сложных ИМС в кратчайшие сроки в условиях серийного производства.

Более прогрессивным способом изготовления фотооригиналов является полуавтоматический метод, сущность которого заключается в кодировании на перфоленте координат рисунка слоя и введении ее в ЭВМ. Сигналы, поступающие от ЭВМ, автоматически управляют резцом координатографа. Однако и полуавтоматический способ незначительно устраняет недостатки ручного.

Примером установки для изготовления фотооригиналов может служить координатограф с цифровым программным управлением ЭМ-703. Координатограф предназначен для автоматического вычерчивания (вырезания) контуров, очерченных прямыми линиями и дугами окружностей. Входная информация представляется в двоично-десятичном коде на перфоленте.

10.1. Оборудование для изготовления фотооригиналов и фотошаблонов 198

Координатограф представляет собой стол, над которым по осям X и Y передвигается по жестким направляющим каретка с резцом. Описанные выше способы ручного изготовления фотооригиналов имеют следующие недостатки: низкую производительность и большую вероятность получения ошибок, что сдерживает выпуск сложных ИМС в условиях серийного производства.

Более прогрессивным методом изготовления фотооригиналов является полуавтоматический метод, сущность которого заключается в кодировании на перфоленте координат рисунка слоя и введение их в ЭВМ. Сигналы, поступающие на ЭВМ, автоматически управляют резцом координатографа.

Конструктивно-технологическая унификация наиболее эффективно влияет на разработку и применение унифицированных типовых образцов технологического оборудования и оснастки и на этой основе специализации технологических участков. Унификация конструктивных параметров печатных плат открывает перспективу использования единой системы машинного проектирования и изготовления фотооригиналов и фотошаблонов.

Применение при конструировании печатных оснований координатной сетки с нормализованным шагом существенно облегчает процессы механизации и автоматизации проектирования, получения рисунка схемы, монтажных и других отверстий, сборки слоев МПП и монтажа на платы микросхем и дискретных радиокомпонентов. При этом все операции — от проектирования и изготовления фотооригиналов до сборки и монтажа узлов — выполняются по единым управляющим программам.