Фотолитограф

Создание отечественного фотолитографа экстремального ультрафиолета — одна из важнейших задач, стоящих перед российской высокотехнологической промышленностью. И понятно почему: без этой машины, «рисующей» узоры микросхем на полупроводниковых пластинах, невозможно создание передовых микрочипов, столь необходимых отечественной электронике. Создание такого оборудования — дело небыстрое и очень недешёвое. Недаром считается, что EUV фотолитограф — самая сложная машина, созданная человеком за всю историю...

Главное зеркало главного станка полупроводниковой фабрики. Оптическая система фотолитографа экстремального ультрафиолета — катоптрическая, т. е. построенная на основе зеркал. Дело в том, что столь коротковолновое излучение, как 13,5 нанометровое, используемое в машинах голландского монополиста ASML, поглощается практически всем, в том числе стеклом и воздухом. Отсюда и зеркала вместо линз, и вакуум. Разумеется, обычные зеркала также такой свет вмиг поглотят, но многослойные кремний-молибденовые конструкции с отражением такого света более-менее справляются...

Определиться нужно ещё вчера. Мечта об укрощении света экстремального ультрафиолета (EUV) в нашей стране столь же прекрасная, сколь и давняя. Когда японский инженер Хиро Киносита в конце 80-х годов создал первые изображения при помощи EUV фотолитографии, сделал он это, основываясь на расчётах в области многослойных зеркал, выполненных в Советском Союзе. Мечты о машине, способной «печатать» сверхпроизводительные микросхемы, в нашей стране никогда не были беспочвенными. Напротив, четверть века назад казалось, что до практического воплощения этих технологий нам рукой подать...

Нам водород не нужен! По словам разработчиков из нижегородского Института физики микроструктур РАН, именно невысокая цена является одним из главных аргументов переспективной отечественной машины по сравнению с существующей западной техникой. Ведь что-что, а цены у фотолитографов экстремального ультрафиолета (EUV) производства нидерландской ASML скромными никак не назовёшь: от двухсот миллионов долларов за стандартную машину до полумиллиарда долларов за наиболее современный сканер с высокой числовой апертурой (способный работать с особо высоким разрешением)...

В стороне от гонки техпроцессов не остался и космос. Микросхемы год от года становятся всё более производительными и энергоэффективными. Именно поэтому «система на кристалле» нашего смартфона имеет вычислительную мощность, которая даже не снилась огромным суперкомпьютерам прошлого века. Просто потому, что на пластинке размером в один квадратный сантиметр содержится гораздо больше транзисторов, чем в вычислительной машине прошлого, занимавшей целый этаж большого здания. Современные (так называемые «тонкие») техпроцессы позволяют сформировать на крошечных чипах десятки миллиардов транзисторов...

Российская микроэлектроника выходит из под западного влияния. Откуда у американцев такое влияние на мировую полупроводниковую промышленность? Производители передовых фотолитографов (ключевое оборудование в производстве чипов), нидерландская ASML и японский Nikon, отказываются поставлять свою технику в Китай, который является крупнейшим рынком сбыта продукции электронного машиностроения на планете. Ведущий мировой производитель микрочипов, тайваньская TSMC, отказывается изготавливать их по заказам...

Почему иммерсионная вода не разрушает фоторезист? Иммерсионные фотолитографы безо всякого преувеличения играют ключевую роль в современной полупроводниковой промышленности. Без них могут обходиться разве что фабрики, выпускающие микросхемы по очень зрелым техпроцессам: 65 нм и «толще». Всё что меньше — непременно требует самого активного использования иммерсионных машин. Причём речь идёт не только о чипах, производимых, скажем, по 28 или 16 нм техпроцессам. Большинство слоёв 3-х и 2-х нанометровые...

Поединок между российским ИФМ и японской Rigaku. Оптическая система — один из ключевых модулей фотолитографа экстремального ультрафиолета (EUV). Примечательно, что такие системы являются катоптрическими, то есть состоящими из зеркал. Ведь свет экстремального ультрафиолета (длина волны 13,5 нм) невозможно сфокусировать на полупроводниковой пластине посредством диоптрического объектива (линзы) или катадиоптрического (линзы + зеркала) из-за того, что столь короткие волны полностью поглощаются стеклом...

Неужели американский оказался лучше? Задача фотолитографа — нарисовать узор интегральной схемы на полупроводниковой пластине. Инструментом рисования является световое излучение, причём так было с самого начала использования фотолитографов в полупроводниковой промышленности. Другое дело, что поначалу использовался синий свет, потом обычный ультрафиолетовый, ну а сейчас, в основном, используется свет глубокого и экстремального ультрафиолета. Ведь чем короче волна, тем тоньше рисунок. За синий и ультрафиолетовый...

Прежде чем выяснить, что происходит с наноэлектроникой в России, определимся с тем, что из себя представляют наночастицы и нанотехнологии в целом. Наночастицы — это наноразмерные материалы (от 1 до 100 нм). Для нанотехнологий в России даже существует собственный ГОСТ Р 55416-2013, определяющий нанотехнологии как «совокупность технических методов, применяемых для изучения, проектирования и производства материалов, устройств и систем, включая целенаправленный контроль и управление строением, химическим составом и взаимодействием составляющих их отдельных элементов нанодиапазона»...

350 нм степперы: история и современность. Наконец-то у нас в стране появился свой фотолитограф (ключевое оборудование в производстве микросхем), да ещё какой: шаговая установка совмещения и экспонирования, или попросту степпер. Прошлой весной отличился Зеленоградский нанотехнологический центр (ЗНТЦ), который в сотрудничестве с минским «Планаром» и порадовал всех нас этой высокотехнологичной машиной. Радоваться на самом деле есть чему. Ведь раньше микросхемы в нашей стране производились исключительно...

Огромный рынок для продукции электронного машиностроения у нас под боком. Поставлять продукцию российского электронного машиностроения в Китай? Почему бы и нет?! Мы привыкли к тому, что львиная доля электронных гаджетов в нашу страну поступает именно из Поднебесной, но это вовсе не означает, что мы ничего не можем предложить в ответ, кроме нефти и газа. И оборудование для производства полупроводниковой продукции — один из первых кандидатов на роль завоевателя китайского рынка. Стоит подчеркнуть,...