НИИПМ: Традиции, новые разработки и перспективы

Наука — двигатель прогресса, и без нее невозможно представить всю историю развития человеческой цивилизации. В России научным разработкам всегда уделялось особое внимание. Предприятия, НИИ и отдельные ученые всегда старались продвигать потенциал России вперед. И даже сложные экономические условия 90­х и кризисные явления двухтысячных не сломили научный потенциал. И сегодня в честь предстоящего Дня российской науки, который отмечается 8 февраля, хочется рассказать об одном из таких научных центров Воронежа — ОАО «НИИПМ» и его новых разработках.

Воронежский «Научно­исследовательский институт полупроводникового машиностроения» — один из ключевых представителей отрасли электронного машиностроения в РФ и старейшее предприятие­разработчик и предприятие­изготовитель специального технологического оборудования для производства изделий микроэлектроники.

Исторически сложившаяся специализация института практически не изменилась за последние пятьдесят пять лет, и в таких направлениях, как фотолитография, химическая обработка пластин и фотошаблонов, синтез тонкопленочных покрытий, плазмохимическая обработка, контрольно­измерительное и контрольно­испытательное оборудование, институт сохранил и преумножает научно­технический задел, занял лидирующие позиции и продолжает активно развиваться.

— За годы существования институт выполнил более тысячи научно­исследовательских и опытно­конструкторских работ, было разработано более 500 образцов технологического, контрольно­измерительного и испытательного оборудования, — поделился генеральный директор ОАО «НИИПМ» Вячеслав Тупикин. — Нами изготовлено свыше 10 тысяч единиц современного оборудования для оснащения предприятий электроники. Научно­производственная площадка включает в себя ряд отделов и лабораторий по разработке оборудования и технологий, а также производство, состоящее из нескольких цехов. На предприятии работает 250 сотрудников, 70 % которых занято научной, конструкторской и технологической работой. Среди них доктора и кандидаты наук, инженерно­технические работники.

Микроэлектроника и технологии для ее производства являются одним из важнейших приоритетных направлений развития промышленно развитых стран. Главным индикатором, определяющим уровень развития технологии микроэлектроники, является минимальный размер элементов на кристалле (топологический параметр). В настоящее время в мировой электронике с ростом сложности интегральных компонентов и устройств на их основе наметилась тенденция внедрения прогрессивных технологий трехмерной интеграции для обеспечения более высокого уровня функциональности при минимальных размерах и максимальном быстродействии. Именно технологии фотолитографии и оборудование для их реализации определяют достигнутый уровень проектных норм, то есть уровень развития микроэлектроники и электронного машиностроения в стране.

Оборудование фотолитографии стало одним из приоритетных направлений в НИИПМ еще в 1968 году, когда после успешной разработки первой автоматической однотрековой линии фотолитографии НИИПМ был назначен в министерстве головным предприятием по разработке фотолитографического оборудования. Институт не только оснащал предприятия микроэлектроники прогрессивным высокопроизводительным оборудованием, но и успешно разрабатывал типовые технологии процессов фотолитографии. До сих пор данное направление сохраняет динамику своего развития при создании оборудования для реализации физико­химических процессов фотолитографии на пластинах и в производстве фотошаблонов — от ручных и полуавтоматических установок до автоматизированных и роботизированных трековых линий и кластеров. Последнее является одним из самых перспективных направлений развития фотолитографического оборудования.

— Первый этап создания фотолитографического оборудования кластерной конфигурации реализовывался НИИПМ еще в 2003 году в рамках программы Союзного государства России и Беларуси,– рассказала заместитель генерального директора по новой технике Юлия Герасименко.– И в результате был создан модульно­кластерный комплекс обработки слоев фоторезиста в субмикронной литографии уровня 0,5–0,25 мкм, который представлял собой набор технологических модулей, осуществляющих операции нанесения, сушки, проявления и задубливания фоторезиста и объединенных единым транспортным устройством в виде высокоточного робота. Далее разработка и создание новейших типов кластерных фотолитографических систем продолжилась в 2014 году, когда для Концерна радиостроения «ВЕГА» НИИПМ разрабатывал концепцию новых автоматических фотолиторгафических кластеров двух типов, предназначенных для проведения операций по формированию слоя фоторезиста перед экспонированием и операций проявления и задубливания фоторезиста после экспонирования.

На сегодняшний день ОАО «НИИПМ» является участником государственной программы Российской Федерации «Развитие электронной и радиоэлектронной промышленности на 2013–2025 годы», подпрограммы: «Развитие производства специального технологического оборудования», в рамках которой выполняет комплексный проект «Разработка кластерных линий фотолитографии с концепцией объединения всех операций формирования фоторезистивной маски в едином модуле».

Применение кластерной платформы в оборудовании для проведения физико­химических процессов фотолитографии полностью отвечает современным концепциям построения оборудования такого класса. Стоит отметить, что и автоматизированные линии фотолитографии, построенные на трековой платформе, изготавливаемые НИИПМ, успешно работают на предприятиях отрасли, обеспечивая высокое качество продукции и производительность.

В России в субмикронных технологиях применялась многослойная многоуровневая система металлизации до топологической нормы 0,13 мкм. Начиная с этой нормы, при дальнейшем увеличении топологического разрешения необходимость освоения технологий трехмерной интеграции становится все более очевидной в целях обеспечения более высокого уровня функциональности при минимальных размерах и максимальном быстродействии.

— Лидеры российской микроэлектроники на данный момент обладают уровнем технологии 180 — 90 нм. Ведутся работы для внедрения в перспективе техпроцесса 45, 28 и 22 нм, — отметил Вячеслав Тупикин. — Однако для основной массы российских производителей актуальным на сегодняшний день является освоение технологических процессов на пластинах диаметром 150 и 200 мм с проектными нормами 180 нм, а также 0,35 мкм. И в связи с этим с 2016 года полным ходом идет проект по созданию оборудования для реализации таких технологий. Проект рассчитан на несколько лет и подразумевает создание на первых этапах опытных образцов с выходом на серийное производство кластерных фотолитографических систем. Разрабатываемые фотолитографические кластеры могут быть выполнены в нескольких модификациях, позволяющих либо интегрироваться с оборудованием совмещения и экспонирования, либо работать автономно. В этом случае не требуется согласование временных периодов выполнения всех операций кластера с тактами операций совмещения и экспонирования. В отличие от интегрированных кластеров это обстоятельство дает ряд преимуществ, что становятся особенно важными при освоении производства инновационной продукции для многономенклатурного малосерийного производства, которое характерно для ряда российских предприятий.

Но не только фотолитографическим оборудованием знаменит НИИПМ. Известны его автоматизированные линии химического травления и химического нанесения металлических слоев, оборудование гидромеханической и мегазвуковой очистки пластин, фотошаблонов, керамических и стеклянных подложек. Также институтом производится плазмохимическое оборудование: установки для плазмохимической, ионно­плазменной, реактивно­ионной обработки в ручном, полуавтоматическом или автоматизированном исполнении периодического или непрерывного действия, предназначенного для травления и очистки, обработки поверхности широкого спектра изделий электронной техники, снятия фоторезиста с пластин.

Одним из перспективных направлений института являются разработки по созданию современных устройств ионно­плазменного вакуумного распыления, занявшие прочные позиции в технологиях изготовления полупроводниковых приборов и интегральных микросхем для формирования контактов на поверхности микросхем.

Для проведения климатических испытаний и испытаний на надежность разработан ряд стендов с различным объемом загрузки. Выпускается оборудование для проведения ускоренных испытаний (проходные камеры), работающее совместно с измерителями параметров изделий. НИИПМ разрабатывает и поставляет современные системы для измерения и контроля статических и динамических параметров цифровых интегральных микросхем и дискретных компонентов.

Сохранив свою специализацию, лидерство и научно­технический потенциал, институт продолжает держать курс на инновационное развитие.

Константин Гришаев •