12
«Полностью отечественные фотолитографы придут на замену импортным, используемым сейчас на зеленоградских фабриках». Глава наноцентра Анатолий Ковалёв — о новых разработках по заказу Минпромторга 09.02.2022 ZELENOGRAD.RU

В Зеленоградском нанотехнологическом центре (ЗНТЦ) началась разработка оборудования для фотолитографии. Два конкурса Минпромторга на создание установок для печати микросхем на кремниевых пластинах прошли осенью 2021 года: один — на разработку фотолитографа с уровнем топологии до 350 нм, второй — до 130 нм. В конце 2026 года планируется запуск серийного производства полностью отечественных фотолитографических установок. На вопросы «Зеленоград.ру» о том, как будет проходить разработка, актуальны ли на рынке чипы 130-65нм и 350нм, зачем замещать зарубежные аналоги и какова история отечественных фотолитографов, ответил генеральный директор ЗНТЦ Анатолий Ковалев.

— Мы заключили два контракта с Министерством промышленности и торговли на разработку степперов: один под минимальный размер элемента в 350 нм, другой — в 130 нм с перспективой его последующей модернизации до топологического уровня 65нм. Снижение размеров будет достигаться, в том числе, применением двойного маскирования — технологии, при которой на одной литографии слой делается несколько раз, чтобы уменьшить предельный размер элемента. Это общемировая практика для снижения минимального размера.

Степпер (англ. stepper) — литографическая установка, использующаяся при изготовлении полупроводниковых интегральных схем. На ней проводится важнейший этап проекционной фотолитографии — засветка фоторезиста через маску (принцип работы схож с диапроекторами и фотоувеличителями). В процессе работы степпера рисунок с маски многократно переводится в рисунок на различных частях полупроводниковой пластины.

У многих возникает вопрос о том, что 130нм — далеко не предельные на сегодняшний день топологические нормы, и это действительно так. Однако микросхемы от 250 до 65 нм в настоящее время востребованы рынком, и в перспективе десяти лет именно этот уровень будет основным и превалирующим. Субнаномикронные нормы ниже 65 нм — 28 нм, 16 нм, 3 нм — используются для выпуска определенных изделий: процессоров и памяти. Вся остальная электроника — автомобильная, силовая, МЭМСы и т. д. — работает на микросхемах диапазона 250-65 нм, для рынка он актуален.

Контракты предусматривают разработку фотолитографов, оперирующих пластинами диаметром 150 мм и 200 мм, последний будет основным размером, 150мм — опцией. Все наши основные фабрики работают на пластинах в 200 мм.

Фотолитограф на 350нм будет разработан раньше, уже в 2025 году мы рассчитываем приступить к освоению серийного выпуска аппаратуры по этому проекту. В рамках этого проекта мы берём готовый лазер — полупроводниковый, отечественный. Возможно, и зеленоградские компании, специализирующиеся на лазерных технологиях, в будущем смогут принять участие в поставках такого оборудования, для этого будет проведена отдельная конкурсная процедура.

Из конкурсной документации: по первому контракту с Минпромторгом к концу 2024 года в ЗНТЦ будет разработан и освоен в производстве степпер (получен опытный образец), разработаны и поставлены технологические процессы фотолитографии для выпуска на нём микросхем топологического уровня 350 нм, подготовлена документация для запуска серийного производства установки.

Проект 130 нм завершится чуть позже. В рамках этого проекта разрабатывается с нуля полностью отечественный лазер как один из основных элементов комплекса передачи изображения степпера. Он будет работать на длине волны 193 нм — это совершенно новое устройство с актуальными параметрами. Разработка лазера и интеграция его в степпер требует дополнительных ресурсов и времени.

Мы рассчитываем, что установки на этом лазере придут на замену лазерам американской компании Cyber, используемым сейчас на наших фабриках, в том числе зеленоградских.

Из конкурсной документации: по второму контакту с Минпромторгом в ноябре 2026 года в ЗНТЦ должна завершиться разработка и изготовление опытных образцов степпера и источников излучения (эксимерных лазеров) с длиной волны 193 и 248 нм, постановка базовых технологических процессов фотолитографии уровня 130 нм, подготовлена документация для запуска оборудования в серийное производство, определено предприятие-изготовитель.

Контрактом предусмотрено получение опытных образцов с соответствующей литерой, которая позволит запустить лазер в серийное производство. В рамках этого контракта Министерство промышленности и торговли выдаст лицензию на производство той компании, которую он посчитает готовой к выполнению такого заказа. Возможно, это будет ЗНТЦ или зеленоградские компании, производящие оборудование, а может быть, белорусские партнёры, с которыми мы будем сотрудничать при выполнении этого проекта — компания «Планар». Это будет решать министерство. Наша задача — закончить ОКР, параллельно с которым будет определяться серийный производитель, поэтому сроки начала серийного производства уже можно прогнозировать.

Из конкурсной документации: степпер для изготовления микросхем 350 нм — это установка весом в 3.5 тонны и габаритами 2 х 2.6 х 2.5 метров (оптико-механическое устройство, объектив лазера с рабочей длиной волны 365 нм) плюс 2 х 0.8 х 1.6 метров (управляющий комплекс). Базовую платформу установки выполнят в виде кабинета, предназначенного для размещения в чистом помещении класса не хуже 7 ИСО (по ГОСТ ИСО 14644-1-2002). Внутри кабинета будут проходить процессы фотолитографии: индивидуальная обработка кремниевых пластин (диаметром 150 и 200 мм) с автоматической загрузкой и выгрузкой их из кассет.

Корпус степпера оснастят элементами виброзащиты, изолирующей главные узлы (оптическая система, система совмещения, столы) от каркаса установки, а также дополнительным к внешнему собственным фильтрующим нагнетателем очищенного воздуха в рабочую зону — для поддержания класса чистоты в рабочей зоне и системе подачи пластин не менее 5 ИСО.

Степпер для изготовления микросхем 130 нм будет похожим внешним параметрам (его габариты и масса уточнятся при разработке). В конкурсной документации заявлена его производительность — 100 пластин в час.

Есть ли зарубежные аналоги нашей разработки? В мире всего три компании, которые делаю степперы: голландская ASML, их основной производитель, занимающий 84% рынка, и две японские компании — Nikon и Canon. Конечно, мы смотрим на зарубежные образцы, на которых работают сегодняшние фабрики. Будем учитывать их опыт.

Стоимость отечественных фотолитографов, по нашим предварительным оценкам, должна быть ниже зарубежных. Но не только это важно. Сегодня импорт нового фотолитографического оборудования в Россию находится под серьёзными ограничениями, и в любом случае стране нужно решать задачу по разработке своих степперов, так как фотолитография — это основа любого технологического процесса в микроэлектронике. Государство приступило к решению этой проблемы.

Прошлое поколение отечественных фотолитографов существовало еще в эпоху СССР. Основные компетенции по этому направлению тогда были у белорусских предприятий, они остались и сейчас — у белорусского «Планара». Советские машины «Планара» доходили до минимального уровня топологии в 0,5-0,1 микрон, они до сих пор работают, например, на зеленоградском «Ангстреме». В России производителей степперов не было. С компанией «Планар» мы сейчас сотрудничаем, все их компетенции и опыт будут задействованы при выполнении разработки.

Станьте нашим подписчиком, чтобы мы могли делать больше интересных материалов по этой теме


E-mail
Реклама
Реклама
Обсуждение
kishentuhes
10 февраля
Ай молодца!
У англосаксов опять техологии с***** [своровали]
Роберт Тихонов
11 февраля
Красивое оборудование!
Для начала хоть так, на тяжелую технику пойдет, 100 граммов музыку не делает, но то что летает, разведывает, работает в составе медицинской оптико - хирургической аппаратуры, исследовательского инструмента в области нона технологий, микробиологии, да и во всех областях науки, требуется новые уровни миниатюризации на уровне размеров кристаллической решетки атома, да и размеров атома. Нужно спешить, главное не опоздать, колесо истории -это не измышления Солженицына.
Евгений Гуровских
14 февраля
Начинать надо с техпроцесса меньше 100 нм, например 65 нм (НУ никак не с 350 нм) и быстрыми темпами уходить вниз, т.е. почти сразу 28 нм, 14 нм, 10 нм, 7 нм и так далее...
.
Вот Вам для справки (или не умеете пользоваться интернет и поиском).
Хоть бы НЕ позорились техпроцессом середины 1990-х годов, т.е. 30-и летней давности...
.
Техпроцессы 1970-х — 1980-х
2.1 3 мкм
2.2 1,5 мкм
2.3 0,8 мкм
2.4 0,6 мкм / 0,5 мкм
3 Техпроцессы после середины 1990-х
3.1 350 нм
3.2 250 нм
3.3 180 нм
3.4 130 нм
4 Техпроцессы менее 100 нм
4.1 90 нм
4.2 65 нм
4.3 45 нм / 40 нм
4.4 32 нм / 28 нм
4.5 22 нм / 20 нм
4.6 16 нм / 14 нм
4.7 10 нм
4.8 7 нм
4.9 6 нм / 5 нм
4.10 3 нм
.
Елена Панасенко
16 февраля
Евгений Гуровских, Вы сейчас с кем разговариваете? Представьтесь, как специалист, раз даёте подобные указания, и поясните - кому вы их здесь даёте?
Valery Reegley
17 февраля
Евгений Гуровских, ваш ценный практический опыт непременно должен быть учтён в процессе постановки задачи и её воплощения в жизнь! Правде рот не заткнёшь! Я вас призываю явиться народу и научно-инженерному сообществу и непременно рассказать им всем то, что вы сейчас здесь нам, недостойным, донесли-поведали... Это необходимо на благо российской науке и инженерной школе! Аминь!!!

Отредактировано: 17-02-2022, 18:24
сергей шпилькин
26 февраля
На каком тех прцесе был сделан макинтош и пень 4 Думаю если сейчас повторить опыт тех времен с болие продуманной схемотехникой появится комп вполне устраивающий потребителя да еще если повесить на него ценник вкусный Остаются игрухи как без них так там чтото китайцы с програмным обеспичением придумали ну типа смерть видиокарте Вдабавок не парится савторскими правами на винду ну эт опыт пиратская винда или сборка давно билу кукиш показала Прошу прощения у професионалов тут от моих рассуждений у кого сердечный приступ случился не со зла как мог тем помог
Евгений Сергеевич Марков
6 марта
Давно уже разработаны российские фотолитографы https://expert-ru.turbopages.org/turbo/expert.ru/s/expert/2012/43/pechat-v-nanomasshtabah/ Журнал Эксперт. Печать в наномасштабах
dmitrijdf@mail.ru
8 марта
я конечно мало что понимаю в электронике, но знаю совершенно точно, что будущее страны чрезвычайно зависит от технологий разрабатываемых "Микроном" и чем быстрее мы наладим массовое производство и на полним внутренний рынок приборами разработанными в России, тем более независимыми мы станем в будущем от враждебных посягательств из вне. Что касается меня то у меня крупные амбиции в том чтобы видеть нашу страну самодостаточной и конкурентоспособной в этой области. Это дает массу приемуществ в бытовом потреблении, и для развития производств разных направлений. К счастью кое-что для этого есть. Понимаю, что мы существенно отстаем от передовых технологий США. Эта проблема очень серьезная. Дело в том, что американцы уже подсадили нас на свои технологии, мы пользуемся их разработками и программным обеспечением ежедневно. Это напоминает то как они подсадили весь мир на доллар. И чтобы нам выбраться из этого капкана, нам как кровь нужен свой компьютер. Все специализированные программы и приложения, которые в частности разрабатывают наши программисты заточены под windows, и нужно переломить это технологическую катастрофу, и выпускать отечественную продукцию этого направления хотя бы для ограниченного числа потребителей нашей страны. Возможно это не решит проблемы в ближайшей перспективе, но это позволит дать фундамент для решения этой проблемы в будущем. Я не знаю что такое фотолитографы, точно знаю что нам уже сегодня нужен полностью отечественный процессор хотя-бы 28нм, пусть с одним ядром пока, и каждый год выпускать его модернизацию и осваивать новые технологические процессы. И наче мы не сможем уйти от зависимости импортеров, и будем вынуждены всегда платить за свое отставание курсом рубля, и всеми вытекающими из этого последствиями. Мы можем сколько угодно смеяться над ветхой частью американской инфраструктуры, которые нам показывают СМИ, но в этой области у нас огромная дыра. Нам бы до уровня Китая добраться. Нужны грамотные энтузиасты, много денег, и материнская опека и контроль государства.
Елена Панасенко
9 марта
Я не знаю что такое фотолитографы
я конечно мало что понимаю в электронике
Так может начнете с изучения этих пунктов хотя бы в популярном изложении?
Извините, пока получается как у Булгакова - "Советы космического масштаба..." и т.д.
Елена Панасенко
9 марта
Давно уже разработаны российские фотолитографы https://expert-ru.turbopages.org/turbo/expert.ru/s/expert/2012/43/pechat-v-nanomasshtabah/
В итоге академического лабораторного исследования в 2012 году предложен "самый продвинутый метод", "изобретение россиян может составить серьезную конкуренцию..." - но за 10 лет метод не доведён до промышленного внедрения, конкуренции не вышло, или внедрение произошло где-то за пределами России.
Можете экспертно прокомментировать это? Если Вы эксперт.
dmitrijdf@mail.ru
11 марта
Так может начнете с изучения этих пунктов хотя бы в популярном изложении?
Извините, пока получается как у Булгакова - "Советы космического масштаба..." и т.д.
Извините, я конечно понимаю множество сложностей в этом направлении с которыми вы сталкиваетесь в процессе производства, и финансовые затруднение, мой комментарий это крик души, не способный ничего изменить сегодня. Экспериментальное производство 13нм это конечно очень не плохо. Конечно в электронике я понимаю самый мизер, с вами мне не конкурировать и не спорить на эту тему. Не хочу и не собираюсь осуждать или давить. Но нам необходимо выбраться из этого технологичного отставания, это совершенно точно! Слава Богу, что на оборонку мы можем это производить - молодцы! электроника в мире будет набирать обороты, хорошо бы нам в этом направлении задавать темп, а не отставать. Вот и ВСЕ! Это мой личный взгляд и желание, и я не претендую на экспертное мнение. И думаю, что вы тех же взглядов, просто более информированы и знаете все ваши проблемы изнутри, я далеко и я их тоже вижу, и для этого не нужно быть гением электроники. Какие-то небольшие знания у меня конечно присутствует, я же современный человек)
Добавить комментарий
+ Прикрепить файлФайл не выбран