Холдинговая компания “Российская электроника” (“Росэлектроника”) объявила о создании межотраслевого Центра проектирования, каталогизации и производства фотошаблонов (ЦФШ) для изготовления интегральных схем (ИС) с проектными нормами до 180 нм. ЦФШ находится в “Зеленоградском инновационно-технологическом центре” (ЗИТЦ), расположенном в Особой экономической зоне. Проект реализуется в рамках ФЦП “Развитие электронной компонентной базы и радиоэлектроники” на 2008—2015 гг.

Инициатором проекта является “Росэлектроника”, которая ставит целью объединение усилий заинтересованных в проекте отечественных и зарубежных игроков электронного рынка России. Среди партнеров: Московский государственный институт электронной техники (МИЭТ), ЗИТЦ, Cadence, Compugraphics, Synopsys, Leica и Zeiss. В то же время ЦФШ призван обеспечить информационную защищенность разработанных в дизайн-центрах электронных изделий и уменьшить зависимость отечественных наукоемких предприятий от зарубежных поставщиков при изготовлении стандартных бинарных фотошаблонов для производства ИС с проектными нормами до 180 нм.

По словам главного технолога ЦФШ Вячеслава Овчинникова, Центр создавался с 2006 г. в два этапа в соответствии с государственными целевыми инвестициями. В 2008—2012 гг. он был значительно реконструирован: закуплено и установлено новое оборудование, переоборудованы производственные помещения с учетом внедрения новых технологий. Создание ЦФШ, по данным холдинга, стоило 600 млн. руб.

Заказчиками продукции Центра выступают “НИИМЭ и Микрон”, “Ангстрем”, предприятия, входящие в состав холдинга “Российская электроника”, и организации, основным направлением деятельности которых является разработка и производство микроэлектронной и специализированной техники: НИИСИ РАН, ФГУП НПП “Пульсар”, ФГУП “НПП” Исток”, “НПП Радар ммс” и др.

ЦФШ рассматривается “Росэлектроникой” в качестве базового инфраструктурного элемента межотраслевой системы проектирования, создаваемой в виде многоуровневой структуры дизайн-центров на аппаратурных предприятиях Минпромторга, госкорпораций “Роскосмос” и “Росатом” и в вузах.

Сверхбольшие интегральные схемы (СБИС), системы на кристалле (СНК) и микросистемы (МСТ) являются основой для создания информационно-коммуникационных систем, а также систем автоматического управления. Для их изготовления требуются фотошаблоны, с помощью которых формируется топологический рисунок отдельных элементов и их взаимного расположения. Фотошаблоны являются материальным носителем конструктивно-технологической информации, которая представляет собой интеллектуальную собственность разработчика изделия и подлежит патентованию.

По данным “Росэлектроники”, сегодня большинство отечественных разработчиков СБИС, СНК и МСТ заказывают изготовление этих изделий, а следовательно, и фотошаблонов на иностранных контрактных производствах, в том числе и при выполнении государственного оборонного заказа. При этом существует угроза несанкционированного копирования фотошаблонов, что нарушает авторские права разработчиков и обесценивает интеллектуальный отечественный продукт. Также не исключается возможность внесения несанкционированных изменений в топологию фотошаблонов, что несет, по мнению экспертов, прямую угрозу обороноспособности государства, так как так называемые закладки позволяют дистанционно изменять функционирование и режим работы электронных систем, что имело место на зарубежных критических объектах.

ЦФШ позволяет разработчикам заказывать собственные фотошаблоны без обращения к иностранному производителю, а также предоставляет услуги по обеспечению информационной безопасности при работе с иностранными контрактными производствами.

Базовый комплект оборудования ЦФШ включает: электронно-лучевой генератор изображения Vistec SB350B; лазерный генератор изображения ЭМ-5189; комплекс физико-химической обработки HMP-90; станцию измерения CD размеров Leica LWM 250 UV; а также пять установок — контроля топологии и поиска дефектов ЭМ-6029Б, финишной отмывки ASC 5500, монтажа пелликлов MLI 8002, лазерного устранения дефектов ЭМ-5001Б, контроля совмещения IPRO.

Для приготовления ультрачистой воды с элементами обратного осмоса, ультрафильтрации и электродеионизации используется специальная станция.

При проектировании топологии фотошаблонов применяется ПО зарубежных вендоров: Cadence Mask Compose (создание рамок и меток совмещения под конкретное оборудование изготовителя ИС); Mentor Graphics Calibre (моделирование и верификация); Synopsys CATS (подготовка управляющей информации).

Вячеслав Овчинников рассказал об особенностях изготовления фотошаблонов по 180-нм технологии и познакомил с работой нового предприятия.

Разработчик микросхемы, которым является дизайн-центр, создает первичную документацию в виде спецификации, электрических схем. Эти схемы преобразовываются в топологические слои интегральной структуры, а затем при помощи САПР разрабатываются топологические чертежи в определенном формате, которые и являются источником для изготовления фотошаблонов, основного инструмента литографического процесса производства ИС.

“При получении исходной спецификации от заказчика мы бесплатно выполняем ее входной контроль, поскольку ошибки в исходном материале неизбежно приведут к некачественным фотошаблонам, а в результате — к неработоспособному изделию”, — отметил главный технолог. При выявлении ошибок в исходном проекте (например, незамкнутый электрический контур и др.) исходный материал отправляется заказчику на доработку.

Для изготовления каждой микросхемы требуется комплект таких шаблонов, каждый из них является уникальным изделием. На фотошаблоне не допускается ни одного дефекта размером более установленного, по словам г-на Овчинникова, как правило, это 0,5 мкм.

Контроль дефектов осуществляется автоматически методом сравнения изображения, полученного с фотошаблона в проходящем свете, c эталоном изображения, генерируемого из топологии. После завершения автоматического контроля дефекты предъявляются оператору на экране дисплея.

Производство фотошаблонов выполняется “в абсолютно чистых помещениях, в которых с большой точностью в течение всего года поддерживаются температура (21±0,5 оС), влажность (45±5%) и обеспечивается отсутствие пыли”, — сообщил г-н Овчинников. По его словам, необходимость нахождения в таком помещении в специальных костюмах создает для персонала значительный дискомфорт.

Рразмеры изготовленных фотошаблонов для совместимости в производстве изделия не должны отличаться друг от друга более чем на 80 нм.

Цикл изготовления фотошаблона включает: подготовку управляющей информации, экспонирование в специальной установке (электронно-лучевой или лазерной — в зависимости от сложности изделия), физико-химический процесс обработки экспонированных пластин, контроль топологии полученного изделия на соответствие проектным данным, поиск и устранение недопустимых дефектов, измерение критических размеров, определение абсолютных координат местоположения топологических элементов на метрологической станции IPRO, финишная отмывка, установка пелликлов (пленки) для защиты фотошаблона от пыли, полная аттестация и сдача заказчику.

“На сегодня у нас порядка 60 заказчиков по всей стране, из них около 20 — постоянные (заказывают регулярно каждый месяц), — сказал г-н Овчинников. — Каждое изделие (комплект фотошаблонов из 30–40 шт.) является уникальным и представляет собой новый проект, повторения случаются редко”.

“Основная задача нашего ЦФШ — сделать защищенные фотошаблоны. Такие фотошаблоны без топологических чертежей можно передавать для производства партии БИС на любое предприятие, в том числе иностранное, не опасаясь внесения в изделие несанкционированных изменений (закладок)”, — добавил он.

По словам Вячеслава Овчинникова, оборудование, которым располагает ЦФШ, позволяет изготавливать самые сложные в стране фотошаблоны. Все сотрудники ЦФШ имеют высшее образование, как операторы, так обслуживающий персонал. В ночные часы процесс изготовления фотошаблонов выполняется в автоматическом режиме без операторов, но под присмотром дежурного персонала. Например, экспонирование фоторезиста — основная операция при изготовлении топологии ИС на фотошаблонах занимает от 3 до 8 ч.

К обслуживанию сложного оборудования в ЦФШ приходится привлекать партнеров, поскольку основным условием выполнения заказа (кроме обеспечения качества) являются сроки изготовления фотошаблонов, которые, как правило, не должны превышать 10 дней.

В России, считает Вячеслав Овчинников, еще осталось много изготовителей БИС, в основном по 350-нм технологии. “Самые сложные шаблоны из своих комплектов они заказывают у нас. Мы можем проектировать топологические структуры с произвольным углом наклона, в результате, например, круг получается идеальной формы, в то время как наши конкуренты получают такую же фигуру методом аппроксимации, отсюда неровности по краям изделия (ИС), которые могут приводить, например, к изменению частотной характеристики фильтра, выполненного на такой микросхеме, — пояснил г-н Овчинников. – Наши фотошаблоны (изготовленные по проектным нормам 180–350 нм) дешевле соответствующих зарубежных и по качеству им не уступают. — Мы уверенно можем делать фотошаблоны уровня 180 нм точно такие же, что делают за рубежом”.

ЦФШ не останавливается на достигнутом: г-н Овчинников продемонстрировал опытные образцы бинарных фотошаблонов по 90-нм технологии. Но здесь пока существуют нерешенные проблемы: часть (из комплекта) таких фотошаблонов заказчикам придется делать за рубежом, с сожалением отметил он. “Приобрести за рубежом самое современное оборудование для нас не представляется возможным”, — посетовал главный технолог ЦФШ.

Версия для печати (без изображений)