Минпромторг, Минобрнауки, производители полупроводников и профильные вузы реализуют проект по строительству в РФ сети полигонов для тестирования оборудования для производства микроэлектроники, которое находится в разработке. Проект реализуется до конца 2022 года по заказу Министерства промышленности и торговли Российской Федерации в рамках государственной программы «Развитие электронной и радиоэлектронной промышленности».
ФОТОЛИТОГРА́ФИЯ
| Россия планирует разработать собственные литографы для печати микросхем – Минпромторг | Учёный рассказал RT о созданном в России оборудовании для выпуска наноструктур. |
| В России построят полигоны, где будут тестировать оборудование для производства фотолитографов | Старинная картина фотолитография Симфония скорби и страдания, Галимский В.М. В раме и под стеклом. |
| Россия создаст собственную литографию и за 7 лет освоит выпуск 14 нм чипов | В следующем году Минпромторг рассчитывает получить отечественный литограф для изготовления микросхем по технологии 350 нанометров, а к 2026 году – опытный. |
Российский рентгеновский фотолитограф для производства микроэлектроники разработают Росатом и РАН
От мощности нагрева зависит возможный диаметр кристаллов. В последние годы для производства на основе процесса LDFZ применяют все более мощные лазерные системы, что позволяет выращивать кристаллы все большего диаметра. Оптика имеет значение Использование лазеров мощностью более 5 кВт для выращивания кристаллов - дело новое, непроверенное. Для сих пор сопоставимые мощности использовались в традиционных методах лазерной обработки материалов, таких как резка и сварка. В Институте лазерных технологий Фраунгофера разработали высокопроизводительную оптическую систему с водяным охлаждением специально для процесса LDFZ. В ней излучение лазера изначально делится на 5 лучей мощностью 4 кВт каждый. Оптическую установку собрали и протестировали в Аахене, затем она была передана партнерам по проекту в Японии. Несмотря на то, что процесс развертывания пришелся на локдауны, которые вводили в связи с так называемой «пандемией», запуск в эксплуатацию в режиме видеоконференции прошел без особых проблем.
Затем образец помещается в установку плазмохимического травления, где до нужных значений уменьшается диаметр сфер, после чего проводится процесс травления кремния. На заключительном этапе процесса удаляются остатки сфер, в результате остается готовый образец с равномерной структурой", — продолжил Осипов. Благодаря возможности контролируемо изменять размер игл, формирующихся в упорядоченный массив, наноструктуры можно использовать под конкретные нужды отечественного высокотехнологичного оборудования, отметил исследователь. Например, разработка поможет значительно продлить срок эксплуатации рентгеновских аппаратов. В таких приборах часто применяются лампы с "горячими" катодами, но они быстро приходят в негодность, а также требуют времени на нагрев. В свою очередь созданные учеными наноиглы можно использовать в качестве "холодных" катодов, которые не требуют предварительного нагрева.
Он подчеркнул, что технология имеет ряд преимуществ перед аналогичными, в частности она не требует использования дополнительного шаблона, с помощью которого рисунок будет переноситься на кремниевую пластину, а также позволяет проводить процесс плазмохимического травления без использования сверхнизких температур. Затем образец помещается в установку плазмохимического травления, где до нужных значений уменьшается диаметр сфер, после чего проводится процесс травления кремния. На заключительном этапе процесса удаляются остатки сфер, в результате остается готовый образец с равномерной структурой", — продолжил Осипов. Благодаря возможности контролируемо изменять размер игл, формирующихся в упорядоченный массив, наноструктуры можно использовать под конкретные нужды отечественного высокотехнологичного оборудования, отметил исследователь. Например, разработка поможет значительно продлить срок эксплуатации рентгеновских аппаратов. В таких приборах часто применяются лампы с "горячими" катодами, но они быстро приходят в негодность, а также требуют времени на нагрев.
Они помогли зайти за предел того, что позволяет оптика. Четвертый шаг — это технология многократного экспонирования. Она кратно позволяет улучшить разрешение. По этой технологии на пластине один слой рисуется за несколько приемов. Каждый раз наносится разряженный рисунок, но сдвинутый относительно предыдущего на несколько нанометров. Таким образом, удается кратно, до 4-х раз еще уменьшить минимальный размер рисунка. Но это очень сложная технология, которая заметно уменьшает производительность литографического процесса, понижает процент годных изделий. И всем хотелось бы избежать таких сложностей. И пятый шаг — это переход на рентгеновскую литографию. Там сразу длина волны укоротилась со 193 нм до 13,5 нм. Теперь на самых передовых мировых фабриках TSMC Тайвань , Samsung Корея и Intel США при изготовлении критических слоев, которые главным образом и определяют технические характеристики чипа, применяется именно эта технология. А кто ее разработал? Только ее специалисты при участии всего мира, в том числе и российских ученых, сумели это сделать. Концерн Philips чем только ни занимался, — в том числе и производством литографического оборудования, только на ультрафиолетовом диапазоне. Как только у ASML появились амбициозные планы, чипмейкеры со всего мира стали выделять этой компании большие деньги, так как они верили в перспективу. Японские Canon и Nikon также пытались эту технологию развивать, но у них ничего не получилось. Они сделали демонстрационную машину, но поняли, что неспособны конкурировать с ASML, и эту тему прикрыли. Компания все свои проблемы объявляла публично, устраивала очень часто открытые рабочие совещания и появлялись люди, которые заявляли: «Я могу решить эту проблему». Таким образом они отобрали лучших специалистов в мире. А Япония все это делала в закрытом режиме. Сейчас — это 13 нм, а на новой машине они хотят получить 8-9 нм. Ради этой машины только один Zeiss мировой технологический лидер в области оптики и оптоэлектроники несколько заводов построил, чтобы делать оптику для нее. Масштабы фантастические. Когда говорят, что достигнуты размеры транзисторов 5 нм, 3 нм, 2 нм, — это не значит, что на литографе удалось нарисовать полоску в 5 нм.
Путь к сердцу полупроводниковой фабрики: какие литографы доступны России?
Не говоря уже о цене машины, которая сопоставима со стоимостью среднемагистрального авиалайнера. Тем более что компания с таким положением на рынке может двигать эту цену в любом направлении по своему усмотрению. Хотя явного злоупотребления своей монополией пока зафиксировано не было, уже одна такая возможность заставляет потенциальных партнеров быть настороже. Новость о том, что у ASML может появиться полноценный конкурент, ожидаемо привлекла всеобщее внимание даже за пределами индустрии. Canon заявила, что ее прорыв заключается в использовании принципиально другой технологии. Вместо EUV она предлагает схему нанопечати, предполагающую создание рисунка микросхемы на форме и ее штамповку непосредственно на полупроводниковую пластину. Что тоже немаловажно, учитывая поиски «углеродного следа» и стремления к максимальной энергоэффективности в современном мире. Canon заявляет, что при помощи новой технологии она сможет печатать чипы на техпроцессе 5 нм или даже меньше.
Отметим, что японцы разрабатывали свою технологию в течение 20 лет, что лишь немногим меньше длительности цикла запуска в серийное производство системы EUV. Революция сейчас? Если соответствующие машины действительно пойдут в коммерческую эксплуатацию уже в текущем году, как обещают в Canon, это означает настоящую революцию в отрасли, да и в хай-теке в целом. ASML может если не остаться полностью не у дел примеров того, как сложнейшие технологии оказывались в одночасье бесполезными, когда изобреталось что-то более простое и дешевое, в истории десятки, если не сотни , то как минимум потерять значительную долю рынка. Разработка сложного программного обеспечения вроде ИИ и нейросетей станет доступна куда большему кругу игроков.
Вместо прозрачных линз становится необходимо использовать отражательные зеркала. В разработанном оборудовании ВУФ излучение генерируется в фокусе лазерного пучка в плотном потоке ксенона.
И, наконец, поглощение ВУФ излучения в воздухе делает необходимым вакуумный канал переноса изображения. В последние годы настоятельная потребность искать замену традиционной оптической литографии привела к тому, что Intel, Advanced Micro Devices и другие полупроводниковые компании выделили 250 млн. Созданная к настоящему времени установка имеет размеры грандиозной машиной 3 x 3 x 4 м. Уже достигнуты минимальные размеры изображения в 80 нм. Такое разрешение обещает поднять быстродействие процессора с 1.
Обратитесь в компанию Эковатт!
Мы предлагаем комплекс услуг, связанных с разработкой и производством электрощитов и электротехнических шкафов из нержавеющей стали и листовой стали. В нашем каталоге вы найдете как типовую продукцию, так и возможность заказа по индивидуальному проекту. Мы ответственно подходим к каждому заказу, гарантируя высокое качество и надежность нашей продукции. Все наши изделия изготавливаются из прочных материалов, стойких к агрессивным средам и не подверженных коррозии. Они обеспечивают длительный срок эксплуатации и могут быть использованы в различных отраслях промышленности.
Одна из задач Десятилетия — рассказать, какими научными именами и достижениями может гордиться наша страна. В течение всего Десятилетия при поддержке государства будут проходить просветительские мероприятия с участием ведущих деятелей науки, запускаться образовательные платформы, конкурсы для всех желающих и многое другое.
«Ситуация критическая». Сможет ли Россия создать передовой литограф для печати микросхем
В течение этого времени в CEA-Leti будет установлено опытное оборудование Matrix, на котором ведущие мировые производители микроэлектроники смогут опробовать безмасочную технологию в реальной производственной обстановке. Создание чипа на кремниевой подложке в безмасочной литографии можно сравнить с формированием картинки на экране электронно-лучевой телевизионной трубки. Картинка формируется когда луч, который быстро обегает телевизионный экран, попадает на светящееся вещество — люминофор. В оборудовании MAPPER вместо видимой картинки электронный луч оставляет следы в фоточувствительном слое на поверхности кремниевой подложки.
ОАО «РОСНАНО» содействует реализации государственной политики по развитию наноиндустрии, выступая соинвестором в нанотехнологических проектах со значительным экономическим или социальным потенциалом. Основные направления: опто- и наноэлектроника, машиностроение и металлообработка, солнечная энергетика, медицина и биотехнологии, энергосберегающие решения и наноструктурированные материалы.
Модель Matrix 10. Кластерная система Matrix 10. Производство требует использования уникальных технологий в области МЭМС. Мощность российского предприятия составит до 20 систем электронной оптики в год, каждая из которых способна управлять 13 260 параллельными электронными лучами. Проект ориентирован на сотрудничество с ведущими российскими профильными исследовательскими институтами. Разработки компании находятся в самом начале цепочки создания стоимости в микроэлектронике.
Повторяли вышеописанные действия до тех пор, пока не получили удовлетворяющий нас результат. Кому-то интересно создание массива наноигл для производства автоэмиссионных катодов, кому-то нужны отдельные узлы созданного комплекса в комплекте с уже разработанными конкретными технологиями. Даже Китай пока только подошёл к выпуску собственного литографического оборудования. Почему на мировом рынке сложилась такая ситуация, притом что процессоры — стратегически важное оборудование? Неужели создать такое оборудование настолько сложно, что это смогли сделать только в Нидерландах, или дело в экономических факторах? Хотя, как вы уже отметили, экономические факторы играют очень большую роль. Предприятия по выпуску электронной компонентной базы ЭКБ , которые используют такие литографы, должны окупать свои затраты и получать прибыль. А если не будет спроса на отечественную ЭКБ, то нет и экономической целесообразности в налаживании выпуска такого оборудования. Также по теме «Важно прямое участие государства»: представитель отрасли — о перспективах производства микроэлектроники в России Сокращение поставок микрочипов тайваньского производства не приведёт к обрушению мирового рынка электроники, хотя и вызовет ощутимый... Однако, когда речь идёт о технологическом суверенитете страны, рыночные механизмы не всегда должны играть основную роль.
Эти установки имеют высокое пространственное разрешение и точность совмещения, приближающиеся к 0,1 мкм. По сравнению с фото- и рентгенолитографией, электронолитография обладает более высоким разрешением. Это обусловлено меньшей длиной волны излучения. Электронно-лучевая литография ЭЛЛ для изготовления шаблонов имеет явные преимущества даже в тех случаях, когда для совмещения шаблона с подложкой и экспонирования резиста применяется способ фотолитографии. ЭЛЛ обеспечивает превосходное разрешение линий оригинала, давая возможность улучшить качество шаблона. Время, которое уходит на кодирование чертежа шаблона в цифровой вид и последующее его изготовление под управлением ЭВМ, значительно меньше времени, которое требуется для процесса фотоуменьшения.
Микрореволюция: производство чипов может стать дешевле в 10 раз
| Автоматические системы фотолитографии | Современная оптическая литография с l = 248 нм должна остановиться на размере около 120 нм. Именно стремлением к этому пределу был обусловлен прогресс в оптической литографии в последние годы. |
| Российский рентгеновский фотолитограф для производства микроэлектроники разработают Росатом и РАН | В рамках самой дорогостоящей НИР, заказанной Минпромторгом, предполагается создание фоторезистов для использования в процессе фотолитографии с длинной волны актиничного лазерного излучения 248 нм. |
| Российский рентгеновский фотолитограф для производства микроэлектроники разработают Росатом и РАН | В устройствах AMSL лазер испаряет олово, рентгеновское излучение получившейся плазмы используется для фотолитографии. Альтернативный российский проект будет использовать для фокусировки излучения разработанные в российских институтах рентгеновские зеркала. |
Перспективы развития фотолитографии в России к 2023 году
Цель выполнения НИР — экспериментальная проверка основных технологических решений в области безмасочной рентгеновской нанолитографии. Первый этап проекта предполагает изготовление и экспериментальное исследование макетов МЭМС динамической маски в двух вариантах конструкции: с управлением коэффициентом пропускания рентгеновского излучения и с управлением коэффициентом отражения рентгеновского излучения. На основе полученных результатов будет разработан технический облик будущей литографической установки, выработаны и обоснованы параметры ее ключевых узлов: источника рентгеновского излучения, оптической системы включая МЭМС динамической маски , вакуумной системы, системы совмещения и позиционирования. Отечественные и мировые аналоги подобного оборудования и самой технологии безмасочной рентгеновской нанолитографии на сегодняшний день отсутствуют.
На октябрь 2023 г.
Россия была не в состоянии производить микросхемы по современным техпроцессам — стране доступна максимум 65-нанометровая топология, устаревшая почти 20 лет назад. Сейчас ведется строительство 28-нанометровой фабрики, но и этот техпроцесс давно утратил актуальность — уже давно освоен техпроцесс 4 нм, а в 2023 г. ИПФ РАН стремится сократить столь разительное отставание России от остального мира — специалисты вуза разрабатывают первый отечественный литограф, который сможет выпускать чипы по топологии 7 нм. Однако на это им потребуются годы — полноценную работу оборудование может начать не раньше 2028 г.
Также в марте 2023 г. За эту работу министерство заплатит 1,1 млрд руб. Источник информации — СПбПУ.
В Росатоме есть мультикиловаттные лазеры, которые используются в различных приложениях.
Во-вторых, технология изготовления рентгеновских зеркал, например в Институте физики микроструктур РАН, у нас одна из лучших в мире. Мы также можем использовать разработки Росатома для моделирования всей этой системы на основе цифрового двойника", - перечислил ученый. Сергеев напомнил, что первая в мире успешная разработка рентгеновского литографа была осуществлена силами нескольких национальных лабораторий министерства энергетики США, аналога Росатома.
И это приводит к невозможности быстро реагировать на изменения в рыночной конъюнктуре и новые требования потребителей. Без квалифицированных кадров он будет испытывать большие трудности в разработке и внедрении новых технологий, а с техникой нового поколения, его безграмотность приведет к ухудшению конечного продукта. Технический прогресс Сегодня мировая экономика движется в сторону беспроводных и мобильных устройств.
Чтобы следовать этому тренду, необходимо создать новый класс электроники, отличающийся высокой производительностью и малым энергопотреблением. Отрасль фотолитографии не должна терять в этом забеге. Нужно постоянно обновлять парк оборудования, применять новые материалы и методы в производственном процессе. Технологические тенденции развития фотолитографии в России Увеличение точности и разрешения Одной из главных тенденций развития фотолитографии в России является увеличение точности и разрешения. Хотя сегодняшние технологии и так достигли впечатляющих значений, подобные инновации по-прежнему считаются ключевыми при разработке микроэлектроники, которая становится все более тонкой и сложной. Развитие новых материалов и производства Другой важной тенденцией в фотолитографии является развитие новых материалов и производства.
На фоне быстрого развития нанотехнологий, а также микро- и наноэлектроники, появляется все больше требований к качеству материалов и их свойствам, а также к процессам их производства. В этой связи, увеличение контроля над процессом фотолитографии и выбор наилучшего качества материалов становятся ощутимо значимыми задачами. Автоматизация и упрощение процесса Наконец, третьей важной тенденцией является автоматизация и упрощение процесса фотолитографии. Сегодня этот процесс в значительной степени автоматизирован, но на фоне увеличивающихся объемов продукции и усиливающейся конкуренции, производственные компании вынуждены идти на постоянные улучшения и оптимизацию процессов. Преодоление недостатков, повышение производительности и контроля, а также упрощение и автоматизация производства — все это находится сегодня в центре внимания разработчиков фотолитографии. Мировой опыт применения фотолитографии и его перспективы в России Фотолитография в мировой практике Фотолитография — это технология производства элементов микро- и наноэлектроники.
Она широко используется во всем мире для создания транзисторов, устройств памяти, процессоров и других компонентов, используемых в электронных устройствах. Применение фотолитографии распространено в различных сферах: от производства полупроводников до создания микроэлементов для механики и оптики. Основными преимуществами технологии фотолитографии являются высокое разрешение, скорость и универсальность. Благодаря этому она позволяет создавать компоненты с очень маленькими размерами до 10 нм. Это особенно актуально в современной электронике, где каждый год требуется производить всё более мелкие и функциональные элементы.
Россия опять сможет создать передовой литограф для печати микросхем в перспективе
Помимо "традиционной" масочной фотолитографии, существует ещё перспективное направление безмасочной многолучевой литографии. Там есть свои плюсы и минусы, но в целом технология, похоже, будет развиваться. Реализация всего проекта позволит наладить в России производство литографов, необходимых компонентов и систем для отечественных фабрик производства микросхем. МИЭТ, основываясь на российских разработках, получил госконтракт стоимостью 670 млн рублей на создание технологии и макетов масок, техзадание и техническо-экономическое обоснование первого образца литографа. Все работы планируют завершить в ноябре этого года. Оригинал опубликован в Рентгеновская фотолитография в России На заре микроэлектроники, еще в 1965 году, один из создателей корпорации Intel Гордон Мур высказал предположение, которое впоследствии назвали законом Мура: число. фотолитография. Особенности применения технологии двукратного экспонирования однослойного фоторезиста при изготовлении полупроводниковых ИЭТ и фотошаблонов. Помимо производства литографических машин, в России с 2024 года планируется создание испытательных полигонов для микроэлектронного оборудования. Эти полигоны будут расположены в Москве, Зеленограде, Санкт-Петербурге и Новосибирске.
В РГБ проходит выставка «„Сам“ + „камень“ + „пишу“: автолитография в книге советского периода»
Сергеев напомнил, что первая в мире успешная разработка рентгеновского литографа была осуществлена силами нескольких национальных лабораторий министерства энергетики США, аналога Росатома. По его словам, наши институты тоже в этой программе участвовали. С учетом наших научных заделов в целом получается проект, за который надо срочно браться и делать его", - резюмировал академик Сергеев. Фотолитография - метод получения определенного рисунка на поверхности материала, широко используемый в микроэлектронике и других видах микротехнологий, а также в производстве печатных плат.
В этом году была введена в действие первая экспериментальная установка для литографии с использованием вакуумного ультрафиолета. Использование коротковолнового ультрафиолетового излучения в перспективе даст возможность уменьшить размер изображения до 10 нм и, соответственно, существенно поднять быстродействие компьютеров. Как правило, достижимые размеры фотолитографии соответствуют половине длины волны используемых источников света. Именно стремлением к этому пределу был обусловлен прогресс в оптической литографии в последние годы.
В свою очередь это означает переход от надежной кварцевой оптики непрозрачной в этом диапазоне длин волн к CaF2, достаточно редкому и мягкому материалу. Но для длины волны менее 157 нм вакуумный ультрафиолет ВУФ и мягкий рентген все материалы оказываются непрозрачными, поэтому фокусировка изображения должна производиться уже не линзами. Вместо прозрачных линз становится необходимо использовать отражательные зеркала.
Дальше все они отщепляются и могут быть использованы для генно-инженерных работ. Синтез олигонуклеотидов одинаковой структуры осуществляется на поверхности споте в несколько квадратных микрон.
Поэтому на квадратном сантиметре микрочипа можно синтезировать тысячи, десятки тысяч и даже миллионы олигонуклеотидов разной структуры. На ней расположено примерно 800 000 микрозеркал. Каждое зеркало может отразить ультрафиолет на подложку, где идет синтез.
Новость сопровождалась вот таким схематичным описанием установки: И вот тут есть некоторые интересные моменты. Вообще говоря, изначально данную новость я списал на очередную шумиху по поводу безмасочного литографа из п. Но более внимательное рассмотрение вопроса выявило некоторые нестыковки: ОКР на безмасочный литограф из п. Анонсируемый же 7 нм литограф планируется к созданию в три этапа: 2024-ый год альфа машина, 2026-ой год бета машина, 2028-ой год финальная промышленная? У безмасочного литографа рабочим излучением стоит 13. Некоторые детали на приведённом выше схематичном изображении 7 нм литографа наводят на мысль, что данное устройство является классическим масочным литографом. Собственно, без более подробной информации или комментариев людей, имеющих непосредственное отношение к данному проекту, трудно сказать, является ли данный 7 нм литограф идейным продолжением НИР из п.
Если последнее, то это выглядит достаточно амбициозно, и если к 2028-ому году действительно удастся создать реальный промышленный EUV-литограф — это будет, несомненно, огромным успехом, так как напомню, на текущий момент такие установки в мире делает только ASML. Ещё интересный момент, что в данном случае в качестве источника излучения выбран газ ксенон. На заре зарождения EUV-литографии газ ксенон считался наиболее перспективным вариантом, но дальнейшие исследования привели индустрию к выбору олова, а промышленые рабочие установки на ксеноне так и не получили билет в жизнь.
Чиповая ситуация
Но выход обнаружился:) Оказалось, что в России есть запатентованные наработки, которые можно применить, например, в безмасочной рентгеновской литографии, а эта технология позволяет печатать небольшие серии процессоров по умеренной себестоимости. В России, как уже говорилось выше, техника может выпускать только 90-нм чипы и только на импортном оборудовании. Если кратко, то шероховатости на каждом таком изделии не должны превышать 1 нм. Разумеется, фотолитография возможна только в условиях глубокого вакуума, что создает дополнительные сложности и разработчикам, и технологам.
Начата разработка российского безмасочного литографа
| Наука РФ - официальный сайт | Отмечается, что в вузе разработали собственную технологию для формирования кремниевых монолитных структур, которая заключается в сочетании безмасочной наносферной литографии и плазмохимического травления при «комнатной» температуре. |
| В России разработали проект литографа для производства микросхем | Для России в этом проекте главное — это уйти от возможных санкций на поставки промышленного полупроводникового оборудования. Собственное производство сканеров может обезопасить электронную промышленность страны. |
Россия планирует разработать собственные литографы для печати микросхем – Минпромторг
03 октября 2023 12:47|В России создан суверенный литограф для выпуска микросхем. Он стоит как китайский автомобильВ Санкт-Петербурге создан отечественный литографический комплекс из установок для безмасочного получения изображения на подложке и плазмохимического. На установке литографии проводится важнейший этап проекционной фотолитографии — засветка фоторезиста через маску. Старинная картина фотолитография Симфония скорби и страдания, Галимский В.М. В раме и под стеклом. Речь идет об оборудовании для фотолитографии, то есть машин, которые выполняют роль «станков» для чипов. Производство средств производства для средств производства, или хай-тек в третьей степени. О сервисе Прессе Авторские права Связаться с нами Авторам Рекламодателям Разработчикам.
ФОТОЛИТОГРА́ФИЯ
В частности производительность таких литографов в 30-100 раз ниже обычных фотолитографов, которые производятся голландской ASML, считаются стандартными и используются практически во всем мире, однако и такой "низкой" производительности хватило бы России за глаза. Цель фотолитографии в микроэлектронике — формирование заданного изображения на кремниевой подложке для получения необходимой топологии микросхемы. Для этого на кремниевую подложку наносят тонкий слой материала, из которого нужно сформировать рисунок. Учёный рассказал RT о созданном в России оборудовании для выпуска наноструктур. Российские ученые разработали первый в России проект рентгеновского литографа. Об этом сообщает пресс-служба НЦФМ. Современные чипы производятся методом фотолитографии.