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.
Степпер ASML, ключевое звено в производстве микросхем. На нём производится засветка фоторезиста через маску, как в фотоувеличителе. Стоимость прибора около $170 млн
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.
ЗЫ: Дорогу осилит идущий. А дорога начинается, с первого шага.
Источник: https://www.zelenograd.ru/hite...
Оценили 4 человека
5 кармы