На стыке науки и производства

Воронежский ОАО «Научно­исследовательский институт полупроводникового машиностроения» — старейшее предприятие­разработчик и изготовитель специального технологического оборудования для производства изделий микроэлектроники в Российской Федерации. Решаемые институтом в последние годы конструкторские и технологические задачи способствовали обновлению концепции проектирования и изготовления оборудования и переводу разработок на новый уровень, что заложило основы дальнейшего динамичного развития предприятия и определило стратегию достижения цели — занятия лидирующих позиций среди разработчиков и поставщиков специального технологического, контрольно­измерительного и испытательного оборудования. Ко всему прочему в НИИПМ начали активно развивать биотехнологическое направление и вплотную занялись изготовлением оборудования для выращивания водорослевых культур.

Институт является ведущим, а в ряде сегментов и единственным, разработчиком и производителем специального технологического оборудования (СТО) в России. НИИПМ продолжает развивать приоритетные направления своих разработок, придерживаясь основных мировых тенденций к конструктивному и функциональному формату оборудования. Решаемые в рамках данных направлений задачи выводят разрабатываемое оборудование на новый уровень.

Разработка отечественного оборудования, в основе которого лежит кластерная платформа, представляется задачей важной как с точки зрения реализации конструкторского и технологического потенциала российских разработчиков и достижения более высокого технологического уровня отечественного оборудования, так и с точки зрения ориентированности на курс импортозамещения.

В рамках комплексного проекта «НИИПМ» «Разработка и организация производства кластерных линий фотолитографии с концепцией объединения всех операций формирования фоторезистивной маски в едином модуле» ведется разработка кластера фотолитографии, объединяющего операции формирования фоторезистивной маски на пластинах диаметром 150 и 200 мм. Кластер может работать в двух форматах — автономно и в связи со степпером. Фотолитографический кластер позволит проводить операции по формированию слоя резиста перед экспонированием и операции проявления и задубливания резиста после экспонирования.

Неотъемлемой частью технологического маршрута при производстве изделий микроэлектроники и МЭМС являются операции химической обработки в жидких средах, очистка, общее и локальное травление поверхностных или технологических слоёв, активации поверхности, химического и электрохимического (Ni, Cu, Au, Sn, Ag, сплавы) осаждения покрытий, изотропного и анизотропного травления, химического удаления фоторезистивных масок. Оборудование для жидкостной химической обработки многократно применяется в технологическом процессе изготовления ИС и МЭМС. Повышение степени интеграции элементов на кристалле, увеличение диаметра обрабатываемых пластин до 300 мм с соответствующим уменьшением топологических норм до 130 нм, влекущее за собой появление ряда новых технологических процессов, ужесточение требований к их реализации, предъявляет и повышенные требования к оборудованию химической обработки. Ответом на такой вызов являются роботизированные кластерные системы индивидуальной химической обработки — автоматизированное оборудование, работающее по принципу из кассеты в кассету, обрабатывающее каждую пластину индивидуально.

НИИПМ успешно выпускает автоматические комплексы технохимии, предназначенные для отмывки, очистки и травления кремниевых пластин. Оборудование такого класса показывают отличные характеристики в условиях производств. Переход к индивидуальной обработке пластин позволит не только создать установки для лабораторных и исследовательских целей, но и повысить качество готовых ИС и МЭМС. ОАО «НИИПМ» также неоднократно применяло в оборудовании конструктивные решения для односторонней индивидуальной химической обработки пластин и фотошаблонных заготовок. Общая концепция ведущихся институтом разработок в области оборудования индивидуальной химической обработки заключается, во­первых, в разработке нескольких типов технологических позиций обработки — это позиции для обработки платин/подложек поливом (на центрифуге), погружением как в открытом реакторе, так и в герметичном, а во­вторых, в формировании из этих технологических позиций оборудования с различной производительностью, от модулей до кластеров с роботизированной транспортной системой.

Разработка специального технологического оборудования, являющаяся в мире достаточно развитой областью науки и техники, требует развития и появления новых разработок в России и представляется задачей важной с точки зрения реализации конструкторского и технологического потенциала российских разработчиков и достижения более высокого технологического уровня отечественного оборудования. Ориентированность производства на импортозамещение указывает на необходимость формирования экономической независимости в условиях санкций, поскольку микроэлектроника является стратегически важной отраслью, открывающей путь к коммуникации, безопасности и освоению космоса.

Перспективность развития института определяется востребованностью оборудования нового поколения, которое не просто превосходит зарубежные аналоги, а отвечает требованиям новых технологий, реализуемых на нем, и новому уровню производства в целом.

Разработка и создание специального технологического оборудования является основной сферой деятельности НИИПМ, но этим не ограничивается спектр интересов специалистов института. Полученный за долгое время работы опыт и компетенции, освоенные в результате различных исследовательских и опытно­конструкторских работ, дают возможность для развития научно­технического и конструкторского потенциала в смежных областях, таких, например, как биотехнологии. Одним из ярких примеров этой работы стало создание проекта по промышленному выращиванию водорослей. НИИПМ на своей производственной площадке технопарка «Содружество» создает реакторы для получения биомассы водорослей хлореллы и спирулины.

— По сути это водорослевые микроорганизмы очень богатые белком и микроэлементами, — рассказала кандидат биологических наук, генеральный директор ООО «Русская Олива» Лидия Мерошниченко. — К примеру, по своей питательности хлорелла не уступает мясу и значительно превосходит пшеницу. Если в пшенице содержится 12 % белка, то в хлорелле его более 50 %. В спирулине процент белка может достигать до 70 %. Эти водоросли крайне востребованы в животноводстве, как пищевая добавка, которая может свести к минимуму применение антибиотиков для выращивания птиц, мелкого и крупного рогатого скота. Так же существует разработка по использованию спирулины как лечебного пищевого комплекса и для человека, благодаря биохимическому составу этой водоросли, содержащих до 160 физиологически активных соединений. Она может использоваться в качестве ингредиента в молочных, крупяных, овощных блюдах. В нашей стране разработка данной технологии очень востребована, но заниматься ей нужно на стыке нескольких наук и непосредственно производства. Именно отсутствие этого взаимодействия стало причиной торможения этой технологии в России.

Размножение водорослей включает в себя 3 этапа: культивирование штамма; размножение штамма в особой среде — «Маточнике»; опытно­промышленное культивирование.

На сегодняшний день НИИПМ разработана модель реактора и конструкторская документация к нему. Так же уже созданы три опытных образца, в которых будет производиться непосредственное выращивание водорослей. Проект ведется НИИПМ совместно с расположенной на территории технопарка «Содружество» организацией ООО «Русская Олива», и при активном участии Института физиологии растений Российской академии наук (ИФР РАН). Ведется разработка технического регламента культивирования одноклеточных водорослей таких как, хлорелла и спирулина. Для технологических испытаний от ИФР РАН уже получен штамм хлореллы. Также уже идет разработка лаборатории и маточника. Опытно промышленное производство должно полностью запуститься во второй половине 2019 года.

Помимо всего прочего в данную работу включились ведущие вузы Воронежа, занимающиеся химией, биологией и технологиями. ВГУ, ВГМА, ВГУИТ, ВГАУ будут проводить подготовку бакалавров и магистров совместно с НИИПМ по направлениям связанным с водорослевыми технологиями. Так же к работе планируется подключить ВНИИКП и Всероссийский научно­исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии Россельхозакадемии.

В нашей области есть уникальный потенциал науки и производства, и в соединении нескольких отраслей знаний и есть точка прорыва к технологиям будущего.

Константин Гришаев •

справка. За 57-летний период НИИПМ выполнено более 1000 НИР и ОКР, разработано, изготовлено и поставлено предприятиям отрасли более 500 образцов оборудования. Организовано серийное производство порядка 100 наименований оборудования, изготовлено свыше 10 тысяч единиц современного оборудования.

НИИПМ сертифицирован по международному стандарту ISO 9001:2015, входит в международную ассоциацию участников космической деятельности (МАКД), имеет лицензию на осуществление космической деятельности, входит в перечень предприятий-поставщиков оборудования и спецтехники для атомной промышленности.

В современном ключе инновационного развития на базе НИИПМ функционирует Технопарк «Содружество», который поддерживает, сопровождает научные разработки и сотрудничает с ведущими инновационными предприятиями Воронежской области и России.