Наступающий год обещает нам немало свершений по части фотолитографии. Именно фотолитографические машины являются ключевым оборудованием полупроводниковых фабрик. И к тому же самым сложным. Но трудности хорошему делу не помеха. И, пожалуй, самое интересное, что нас ожидает, это выпуск фотолитографа, работающего на источнике излучения с длиной волны 248 нм. Готовность этой совместной разработки российского Зеленоградского нанотехнологического центра (ЗНТЦ) и минского завода «Планар» запланирована именно на 2026 год.
Первый российско-белорусский фотолитограф производства этих же компаний был выпущен в уходящем году: ЗНТЦ уже получил первый коммерческий заказ на эту машину. Однако первый литограф построен на источнике излучения с длиной волны 365 нм (твердотельный лазер). Модель 2026 года — более передовая: 248 нм излучение генерируется эксимерным (газовым) KrF (фторид криптона) лазером производства московской компании «Лассард».
Если первая машина позволяет печатать чипы по техпроцессам 350 нм, то перспективный литограф обеспечит работу по 130 нм технологии. Следует отметить, что, к примеру, банковские карты и микроконтроллер «Амур», выпускаемые передовиком отечественной микроэлектроники, зеленоградским заводом «Микрон», изгтавливаются по 180 нм техпроцессам на фотолитографах нидерландской ASML. Так что наша новая машина вполне способна в будущем заменить западную технику.
Отдельно следует отметить деятельность ГК «Лассард». Ведь подобные лазеры в мире производят всего две компании, американская Cymer (принадлежит ASML) и японская Gigaphoton. Более того, на KrF лазерах москвичи останавливаться не собираются: работа идёт и над более «тонким» ArF (фторид аргона) эксимерным лазером, генерирующим 193 нм излучение. Такие лазеры будут использованы в будущем при разработке более передовых 90 нм фотолитографов.
Однако применение лазеров в фотолитографах отнюдь не ограничивается источниками светового излучения, непосредственно задействованными в процессе переноса рисунка микросхемы. В системах позиционирования таких машин также используются лазеры, только не фторид-аргоновые или фторид-криптоновые, а гелий-неоновые (He-Ne). Учитывая, что обработка современных микросхем происходит с нанометровой точностью, без таких устройств фотолитографам никак не обойтись. Разработкой таких лазеров сейчас занимается рязанский Научно-исследовательский институт газоразрядных приборов «Плазма» (учредитель АО «Росэлектроника» госкорпорации «Ростех»). Производством этой техники в будущем также будет заниматься «Плазма».
Ну и конечно, вопрос вопросов: начнётся ли практическая разработка ультрасовременного фотолитографа экстремального ультрафиолета (EUV) силами нижегородского Института физики микроструктур (ИФМ) РАН? Аванпроект по нашей оригинальной машине уже выполнен (на государственные средства, разумеется). Ведь для производства самых передовых микросхем, изготавливаемым по суб-10 нм технологическим процессам, и фотолитографы тебуются соответствующие. Проект российской машины действительно оригинальный: предполагается использовать ксеноновый источник излучения с длиной волны 11,2 нм и многослойные рутений-бериллиевые зеркала (основа оптической системы).
Это решение обещает невероятные эффективность и экономичность даже по сравнению с существующими фотолитографами мирового монополиста ASML, работающими на основе оловянного лазерно-плазменного источника и молибден-кремниевых зеркалах. Такого в мире ещё не делал никто. Тем интереснее будет следить за прогрессом в этой области.
А что у нас с фоторезистами (светочувствительными материалами, формирующими трафарет слоя интегральной схеиы на полупроводниковой пластине под воздействием светового излучения фотолитографа)? В текущем году зеленоградский НИИ молекулярной электроники (НИИМЭ) впервые в России разработал фоторезист для производства микросхем по 90 нм технологическому процессу. Сейчас на заводе «Микрон» идёт тестирование этого продукта. Будем надеяться, что оно завершится успешно, и что в дальнейшем будет разработана вся линейка необходимых фоторезистов (для каждой длины рабочей волны требуется свой форторезист).
С фотошаблонами для фотолитографов у нас тоже порядок: в Особой экономической зоне «Технополис "Москва"», в подмосковном Зеленограде, полным ходом идёт строительство фабрики по производству фотошаблонов (по инициативе Минпромторга, Минобрнауки, Правительства Москвы и Национального университета МИЭТ). Из чего производить фотошаблоны тоже будет: специализированный завод по производству заготовок для фотошаблонов из высокочистого кварцевого стекла уже построен в подмосковном Солнечногорске зеленоградской компанией «Технологии кварцевых кристаллов».
Ну а если добавить в этот список первую в России комплексную Московскую испытательную лабораторию микроэлектроники (открытие запланировано на первый квартал 2026 года), предназначенную в том числе для проведения исследований и сертификации особо чистых химических материалов (в том числе электронных газов), используемых в полупроводниковом производстве, то становится ясно, что за фотолитографию в России взялись всерьёз.
Статью про разработку российского EUV фотолитографа на основе ксенона можно прочитать в премиум-разделе канала «Фотолитограф»: