Стране как можно скорее нужны фотолитографы, причём самого различного класса. Для уверенного развития электронной промышленности нам требуется стабильное производство многочисленных электронных компонентов, и прежде всего микросхем. А этих самых микросхем существует великое множество: от сложнейших центральных и графических процессоров до датчиков и микроконтроллеров. Для одних микросхем требуются фотолитографы попроще, а с другими могут справиться только самые сложные машины: фотолитографы экстремльного ультрафиолета (EUV).
Фтотолитографы «рисуют» узоры микросхем на полупроводниковых плвстинах, покрытых светочувствительным материалом — фоторезистом. В роли инструмента рисования выступает свет, генерируемый источником излучения, который с помощью оптической системы «переносит» рисунок микросхемы с фотошаблона на пластину. Чем меньше длина волны (тоньше инструмент), тем более миниатюрную интегральную схему модно нарисовать. Поэтому линейка существующих фотолитографических машин в настоящее время очень широкая: от i-line машин, работающих с ультрафиолетовым излучением 365 нм и способных рисовать интегральные схемы с топологией 350 нм, до EUV установок с высокой числовой апертурой, с помощью которых производятся самые передовые на сегодня микросхемы (2 нм техпроцесс).
Врочем, до сих пор хорошим спросом пользуются и «проверенные временем» типы машин, работающие по техпроцессам вплоть до нескольких микрон. Не является сюрпризом факт, что чем более «тонкие» микросхемы спопобен обрабатывать фотолитограф, тем он сложнее и дороже. Научиться производить такие машины и является важнейшнй задачей отечественного электронного машиностроения на ближайшие годы. Хорошая новость, что с производством более зрелой техники у нас проблем нет. Гигант ещё советского электронного машиностроения, минский завод «Планар», все последние десятилетия активно выпускал фотолитгграфы, работающе по техпроцессам 800 нм и выше, а в последнее время разработал и белее современную 350 нм машину.
В прошлом году российский Зеленоградский нанотехнологияеский центр выпустил (в кооперации с белорусским передовиком) первый российский фотолитограф, работающий на 350 нм техпроцессах (длина волны источника излучения 365 нм). Установка получилась более «продвинутая» по сравнению с белорусской (с увеличенным полем экспонирования и диаметром обрабатываемых пластин). В текущем году ожидается выпуск более передового 130 нм фотолитографа (длина волны 248 нм), идёт работа и над 90 нм машиной (длина волны 193 нм). Являются машины с такими характеристиками необходимыми для страны? Безусловно. Ведь сейчас микросхемы такого класса производятся на единичных фотолитографах производства нидерландской ASML. Из-за санкций приобрести такие машины возможности у отечественных предприятий нет, а значит, чтобы нарастить производственные мощности приходится рассчитывать только на машины отечественного производства.
Может ли отечественная полупроводниковая промышленность обойтись исключительно такими машинами? Ни в коем случае. К сожалению, чтобы сделать даже не самый сложный серверный или клиентский процессор, требуются фотолитографы, способные работать по техпроцессам 28 и 16 нм. Именно на таких машинах тайваньская TSMC производила до санкций процессоры отечественной разработки «Эльбрус» и Baikal. Фотолитографов такого класса у нас в стране нет. Более того, во всём мире их производят всего две компании: нидерландская ASML и японский Canon.
Пожалуй, единственной компанией, которая заявляет о своей готовности взяться за разработку ультрапередовых фотолитографов, способных работать с чипами вплоть до суб-10 нм топологий, является нижегородский Институт физики микроструктур РАН. Нижегородцы специализируются на разработке фотолитографов экстремального ультрафиолета (EUV = длина волны 11,2 нм). У Института уже есть немало наработок, как теоретического хаарктера, так и практического. Например, технологии напыления мнгослойных зеркал (основа оптической системы), фильтры и защитные плёнки.
Проблема в том, что от намерений и компонентов до готовой машины, способной производить чипы с достойным уровнем выхода годных изделий, как говорится, дистанция огромного размера. Так что нужно спешить.
Какие фотолитографы сейчас работают в России? Читайте статью в премиум-разделе канала «Фотолитограф»: