36 493 subscribers

Российские степперы на 350 и 130 нм разрабатываются, как и фотошаблоны для 90 и 65 нм.

4,3k full reads
Российские степперы на 350 и 130 нм разрабатываются, как и фотошаблоны для 90 и 65 нм.

Я уже писал, и неоднократно, про очень интересные лоты Минпромторга, периодически появляющиеся на площадке электронных торгов, по теме НИРов с целью разработки безшаблонного литографа с длиной волны источника излучения 13,5 нм. Но Россия также ведёт разработки и в области классической фотошаблонной ультрафиолетовой литографии.

Огромная масса устройств интернета вещей, автомобильной электроники и т.п. выпускаются не по топовым технологическим нормам, и для производства чипов этого немаленького сегмента вполне достаточно топологий 350 и 130 нм. Поскольку такие чипы должны выпускаться огромными тиражами, то без фотошаблонов тут просто не обойтись.

Сегодня на российских фабриках, к сожалению, трудится только иностранное оборудование — последствия развала государства в 90-е годы и прекращения финансирования собственных разработок в угоду западным производителям. Но отрадно, что в наши дни начинается активный обратный процесс (до этого 20 лет подряд он был очень вялотекущим), поскольку без своего оборудования не может быть никакой цифровой независимости, а именно в этой сфере ожидается битва супердержав в ближайшем будущем.

На площадке электронных торгов появляется много государственных заказов, ориентированных на создание собственного максимально полного цикла производства электронной компонентной базы и микроэлектроники на её основе. О нескольких таких лотах я сегодня хочу вам рассказать.

Не совсем корректные СМИ

22 ноября 2021-го года газета Коммерсант опубликовала новость, содержащую не совсем корректно изложенные сведения:

К 2026 году у российской радиоэлектронной промышленности может появиться собственная установка для печати чипов на кремниевые пластины по топологии 130–65 нм.Конкурс на разработку решения стоимостью 5,7 млрд руб. провел Минпромторг...

И далее ссылается на вполне определённый конкурс Минпромторга. Все издания, не перепроверив, дружно подхватили её, и растиражировали эту информацию на весь Интернет. Прискорбно, что авторы СМИ, подписывающиеся под своими статьями, даже не проверяют появляющуюся в сети информацию в первоисточнике.

Поскольку я не СМИ (и даже не подписываю статьи своим именем, хотя, с другой стороны, и не шифруюсь, всё можно найти, ибо анонимности в Интернете нет), то я, как обычно, полез всё проверять по первоисточникам, прежде чем выдавать эту новость читателю. И что же вы думаете? Оказалось, что всё не совсем так, как видится из написаного.

Сначала о небольшой неточности. Да, действительно, Минпромторг провёл конкурс на разработку установки проекционного переноса изображений топологического рисунка интегральной схемы на пластину (в просторечии литографа или степпера). Только это был конкурс стоимостью не 7,5 млд. рублей, а 7,9 млрд. рублей, а вот АО «Зеленоградский нанотехнологический центр» подал заявку с ценой 7,51 млрд. рублей и оказался единственным участником торгов (мог бы и не снижать цену, кабы знал). С ним и был заключён контракт.

Теперь о более грубой некорректности изложения информации. В конкурсной документации упоминаемого лота нет ни единого упоминания о 65 нм, а эта цифра взята всего лишь из какого-то интервью с неким неназванным «топ-менеджером крупного производителя электроники», предположившим, что на этом оборудовании можно будет печатать микросхемы и по нормам 65 нм. Однако эта информация почему-то сразу пошла в аннотационный абзац статьи, и для многих это стало выглядеть, как ложь.

Теоретически — да, с использованием одной из указанных в документации длин волн источника излучения — 193 нм, можно достичь топологии и 65 нм, и даже 32 нм, а теоретически и до 11 нм, используя т.н. мультимасочную (многопроходную) и иммерсионную технологии, но в документации чёрным по белому написано, что требуемые 130 нм как раз таки можно реализовать многомасочным (многопроходным) способом, если проекционная система степпера не сможет достигнуть нужного разрешения напрямую:

В рамках проекта допускается возможность применения режима double patterning или multi patterning – двойного или многократного маскирования (далее маскирование) с применением фазосдвигающих шаблонов для достижения проектной топологической нормы 130 нм. при условии не достижения физического разрешения проекционной системы степпера – 130 нм. для проекционного переноса изображения фотошаблона на полупроводниковую пластину и мультипликации его на пластине при изготовлении сверхбольшой интегральной схемы (СБИС).

Более того, даже в требованиях к источнику излучения 193 нм сказано:

Эксимерный лазер с длиной волны 193 нм. Назначение — использование в качестве источника света в литографических сканерах с технологической нормой до 80 нм.

Про 65 нм опять ни слова.

Так какой смысл организации, выигравшей торги, переплачивать и разрабатывать такую вот проекционную систему, которая будет позволять каким-то из указанных выше способов превышать требования конкурсной документации? Лучше оставить эту работу на следующий конкурс, ведь верно? :-)

Я, конечно, не исключаю того, что на установках, созданных на основе итогового прототипа, можно будет достичь 65 нм, но основывать в каждом издании практически по полстатьи на этом неподкреплённом ссылками на другие лоты, косвенно дающим надежду на это (а они есть) предположении и далее разглагольствовать на эту тему — слишком уж неосторожно. Если писать о 65 нм, то писать обоснованно.

Так что там на самом деле?

Итак, 28 сентября этого года действительно был опубликован целый ряд знаковых тематических лотов, что говорит о серьёзности намерений властей воссоздать всю цепочку производства чипов по 350 нм и 130 нм полностью на российском оборудовании, научиться создавать фотошаблоны для чипов 90-65 нм (не степпер, а только фотошаблоны, которые можно будет отправлять на TSMC, например, или же использовать их в собственных перспективных степперах), а также выращивать на подложках гетероструктуры на основе нитрида галлия и его соединений.

Ниже я приведу все лоты этой тематики, выложенные на торги 28 сентября (кстати, все они уже нашли своих исполнителей), и читатель сам сможет сделать свои выводы:

Установки травления и осаждения

  • ОКР «Разработка и изготовление промышленно-ориентированного технологического комплекса плазмохимического травления (ПХТ) кластерного типа с технологическими модулями: - модуль травления металлов; - модуль ICP RIE анизотропного высокоселективного травления кремния и поликремния; - модуль удаления фоторезистивных и полимерных слоев; - модуль травления высокоаспектных диэлектрических структур и роботизированной системой транспортирования пластин с использованием FOUP контейнеров», шифр «Кластер ПХТ 65»
  • ОКР «Разработка и производство промышленно-ориентированного технологического комплекса плазмохимического осаждения (ПХО) на базе кластерной системы с технологическими модулями: - модуль PECVD осаждения нитрида кремния; - модуль PECVD осаждения оксида кремния (SiH4/N2O); - модуль PECVD осаждения оксида кремния (TEOS); - модуль субатмосферного осаждения оксида кремния из TEOS/03 и роботизированной системы транспортирования пластин с использованием FOUP контейнеров», шифр «Кластер ПХО 65».

Фотошаблоны

  • ОКР «Разработка и освоение в производстве генератора изображений и технологического процесса формирования топологических структур на фотошаблонах в обеспечение производства ИС с топологическими нормами 90-65 нм», шифр «Прогресс-ГИФ»
  • ОКР «Разработка и освоение в производстве установки и технологического процесса контроля топологического рисунка ФШ с технологическими нормами уровня 90-65 нм на соответствие проектным данным», шифр «Прогресс-КТФ»

Безмасочная литография

Классическая литография

  • ОКР «Разработка, изготовление комплекта стендового оборудования, разработка и освоение в производстве установки и технологического процесса проекционного переноса изображений топологического рисунка ИС на пластину (Step&Repeat) в обеспечение производства ИС, ЭКБ с проектными нормами 350 нм», шифр «Прогресс ППИ». Рабочая длина волны 365 нм.
  • ОКР «Разработка и изготовление установки проекционного переноса изображений топологического рисунка ИС на пластину (Step&Repeat)  и источников излучения с длиной волны 193 и 248 нм, постановка базовых технологических процессов проекционного переноса изображений на пластину (Step&Repeat) с размером минимального конструкционного элемента 130 нм», шифр «Прогресс ППИ 130»

Гетероструктуры

  • ОКР «Разработка установки МОС-гидридной эпитаксии (МОГФЭ) для получения гетероструктур на основе GaN для СВЧ-транзисторов и МИС, светодиодов и перспективных приборов радиофотоники с групповой обработкой подложек 5×Ø100 мм и 3×Ø150 мм», шифр «Поток»
  • ОКР «Разработка установки молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) для выращивания соединений А3B5 на монокристаллических подложках диаметром до 150 мм для получения гетероструктур СВЧ-микроэлектроники, фотоприёмной техники и радиофотоники на основе InAlGaAs (в вариантном исполнении – n+GaN и тонких эпитаксиальных слоёв AlGaN)», шифр «Авангард»

Наличие всех вышеперечисленных лотов закрывает обеспокоенность скептиков о том, что помимо степперов необходим также и большой объём другого оборудования. Да, необходим. И да, его тоже разрабатывают.

Сроки изготовления опытных образцов

Опытный образец степпера на 350 нм должен появиться к середине 2024-го года, а на 130 нм — к середине 2026-го.

В конце 2025-го года оканчиваются ОКРы и по химии (установкам травления и осаждения), целью выполнения которых является разработка технологий уровня 65 нм и перспективного оборудования мирового уровня для отработки наиболее критических технологических процессов для производства компонентной базы в микроэлектронике на пластинах диаметром до 300 мм.

В середине 2025 должны появиться опытные образцы установок создания фотошаблонов для производства микросхем по топологии 90-65 нм.

Уже к концу 2024-го года ожидается появление опытных установок получения гетероструктур.

В общем, этот этап разработок завершается с 2024-2026 годах, и в конце этого десятилетия мы должны стать полностью независимы в вопросах ЭКБ за исключением массового производства на техпроцессах топового уровня, кои надо будет, если хотим успеть к 2030-му году, как велит известная Стратегия, либо покупать вместе с разработчиками, либо... цап-царап :-)

На сегодня всё. Ставьте лайки, читайте и пишите комментарии и кто ещё не подписан, подпишитесь на мой канал. Мне будет очень приятно. Кроме того, всё это позволяет поднять его рейтинг и сделать более популярным. Народ должен знать, что на самом деле происходит у нас в микроэлектронике, чтобы не слушать пессимистов и смотреть, наконец, на мир с оптимизмом.