Российские фоторезисты вытесняют иностранные благодаря достижениям зеленоградского АО «Научно-исследовательский институт молекулярной электроники» (НИИМЭ). Без этого важнейшего химического материала, используемого в фотолитографах при производстве микросхем, невозможно представить полупроводниковую промышленность.
Фоторезист представляет собой светочувствительный материал, который наносится на полупроводниковую пластину перед этапом фотолитографии. Под воздействием света (экспонирование в фотолитографе) в нём происходят химические изменения. Он может затвердевать (негативный фоторезист) или расплавляться (позитивный фоторезист).
Разжиженный материал в дальнейшем смывается на этапе проявки. В результате на полупроводниковой пластине остаётся трафарет из полимеризованного фоторезиста, соответствующий рисунку интегральной схемы на фотошаблоне. В дальнейшем трафарет служит контуром для последующего этапа травления (гравировки рисунка микросхемы). В общем, без фоторезистов в полупроводниковой промышленности — никуда.
В начале 2000-х отечественная микроэлектроника полагалась на импортные фоторезисты. Что, в общем, неудивительно, так как на территории России фотолитографы в то время не производились. Но начиная с 2016 года была сделана ставка на разработку собственных материалов. В 2024 года был выпущен фоторезист для работы по 90 нм техпроцессам, который уже опробован на мощностях нашго ведущим полупроводникового предприятия, зеленоградского завода «Микрон», а в 2025 году был создан и 180 нм фоторезист (последовательность имнно такая).
Разумеется, полная замена иностранных фоторезистов отечественными происходит не в одночасье. Планируется осуществить полную замену (вплоть до 90 нм) к 2030 году. Исследовательские работы над резистом для более передового, 65 нм техпроцесса, уже идут. Столь сложные и наукоемкие работы НИИМЭ проводит совместно с институтами Академии наук и российскими производственными предприятиями.
Это стало возможным благодаря созданию в НИИМЭ физико-химической аналитической лаборатории: единственного в своём роде в России и всей Восточной Европе «центра ультраследовых исследований и анализов сверхчистых жидких технологических сред». Здесь проводятся измерения на наличие примесей сверхчистых жидких материалов, используемых в технологических процессах производства микросхем с технологическими нормами до 90 нанометров.
В настоящий момент мировыми доминатами в области производства фоторезистов для полупроводниковой промышленности являются специализированные японские предприятия, такие как JSR, Tokyo Ohka Kogyo (TOK) и Shin-Etsu, которые, следуя указаниям своего правительства, практикуют ограничение их поставок предприятиям из тех или иных стран, в том числе России и Китая.
Надо сказать, что китайские компании также предпринимают в направлении разработки собственных передовых фоторезистов неординарные усилия. Наиболее известной в этом ряду является компания Beijing Kehua Semiconductor. Можно сказать, что уровень достижений в области разработки фоторезистов в России и Китае сейчас находится на сопоставимом уровне.
К сожалению, нельзя сделать один универсальный фоторезист на все «полупроводниковые случаи». К примеру, ожидаемый уже в текущем году 130 нм степпер (фотолитограф) Зеленоградского нанотехнологического центра будет работать на источнике 248 нм излучения глубокого ультрафиолета (эксимерный KrF лазер = фторид криптона). А следующий за ним 90 нм степпер будет работать на источнике 193 нм излучения глубокого ультрафиолета (эксимерный ArF лазер = фторид аргона). Для каждого такого степпера понадобится свой специфический фоторезист, с которым световое излучение соответствующих волн будет способно эффективно взаимодействовать.
Разумеется, для перспективного российского фотолитографа экстремального ультрафиолета (EUV), разработку которого активно продвигают специалисты нижегородского Института физики микроструктур РАН, также понадобится особый фоторезист. Если эта техника будет работать на 11,2 нм ксеноновом источнике, как предлагают нижегородцы, то и фоторезист будет другой, чем тот, который используется в EUV фотолитографах нидерландской ASML, работающих на оловянно-плазменных источниках с длиной волны 13,5 нм.
В общем, на ближайшие годы НИИМЭ работы точно хватит. А за то, что сотрудники этого уважаемого ещё с советских времён учреждения сумели существенно опередить разработчиков самих фотолитографов, их можно только похвалить.
Статью про китайские перспективы российской микроэлектроники можно прочитать в премиум-разделе канала «Фотолитограф»: