24/10/2022

В Институте прикладной физики Российской академии наук (ИПФ РАН) ведётся разработка первой отечественной установки литографии для производства микроэлектроники по современным технологическим процессам.

Сейчас, как говорят сами разработчики, создан демонстрационный образец, который они сами называют «прототип прототипа». На этой установке получены отдельные изображения на подложках с разрешением до предельных 7 нм. Сейчас в нашей стране в промышленных масштабах могут работать с микроструктурами только более 65 нанометров (а в основном это 90 нм и более). Тем не менее, пока говорить о грандиозном прорыве немного рано, нужно пройти три этапа разработки за 6 лет до появления полноценного промышленного оборудования.

В 2024 году должна быть готова «альфа-машина». Уже с этого момента установка станет рабочим оборудованием и будет рассчитана на проведение полного цикла операций. Однако упор на этом этапе будет сделан не на высокую скорость её работы или разрешение, а на полноценную реализацию всех систем. Однако и этого должно быть достаточно, чтобы разработка стала привлекательной для инвесторов и фабрик, особенно с учётом конкурентной стоимости самой установки и её обслуживания.

На втором этапе в 2026 году появится «бета-машина». Системы будут улучшены и усложнены, увеличится разрешение, повысится производительность, многие операции будут роботизированы. Установку уже можно будет применять на масштабных производствах, что и будет сделано – на этом рубеже важно интегрировать её в реальные технологические процессы и отладить, «подтянув» соответствующее оборудование для других этапов производства.

Наконец, на третьем этапе (2026-2028 годы) русский литограф получит более мощный источник излучения, улучшенные системы позиционирования и подачи, станет работать быстро и точно. Вот тут, возможно, мы и дойдем до «наших 7 нанометров».

Для нашей страны ситуация вообще тянет на настоящую технологическую революцию – со времен СССР в России нет своего литографического производства, а текущий уровень в 65-90 нм достигнут после приобретения уже ненового иностранного оборудования в конце 2000-х годов. Здесь же речь идет именно о разработке своего и, что особенно важно, по оригинальной технологии. Что это за техническое решение?

Мировой технологический лидер в литографии компания ASML использует систему EUV-литографии уже около 20 лет. Специалисты отмечают сложность данной технологии плюс большие размеры используемого ультрафиолетового источника излучения. У иностранцев фотолитография заточена под массовое производство очень больших объёмов. В России стоит задача не захватить мировой рынок, а первоначально обеспечить запросы своего. Поэтому для нашего проекта важно качество. Российские физики уже в этом плане создали демонстратор технологии на другом источнике излучения – рентгеновском. При этом наш источник излучения в разы компактнее и чище в работе, что значительно влияет на стоимость, размеры и сложность оборудования. Оптическая система демонстратора, собранная в ИПФ РАН, уже превосходит все аналоги, существующие в мире на сегодняшний день. А на выходе при равной мощности оборудованию ASML источника излучения русская установка будет в 1,5-2 раза эффективнее того, что создано мировым лидером.

Добавим, что сегодня большинство микроэлектронных компонентов, которые используются в автомобильной, космической и промышленной сферах находится в пределах технологических норм 65-360 нм. Такие компоненты Россия в состоянии изготавливать самостоятельно, и часть из них у нас уже делают. Но есть и более миниатюрные техпроцессы, по которым, например, делают микропроцессоры (7-28 нм) для мобильных устройств и компьютеров, которые являются настолько ценными ноу-хау, что ими никто не будет делиться даже в отсутствии санкций.