俄羅斯自研光刻機(jī)，正式推出

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近日，俄羅斯將一套新型光刻系統(tǒng)納入國(guó)家工業(yè)信息系統(tǒng)（GISP），進(jìn)一步提升了其國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體制造能力。這套由澤列諾格勒納米技術(shù)中心（ZNTC）研發(fā)的設(shè)備，用于在集成電路制造過(guò)程中將設(shè)計(jì)圖案轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體晶圓上，現(xiàn)已被列入國(guó)家工業(yè)設(shè)備名錄。名錄重點(diǎn)介紹了這套能夠?qū)崿F(xiàn)350納米分辨率的對(duì)準(zhǔn)和投影曝光裝置，這標(biāo)志著俄羅斯在構(gòu)建自身微電子制造生態(tài)系統(tǒng)方面邁出了重要一步。

該設(shè)備于3月初被添加到GISP產(chǎn)品目錄中，表明該系統(tǒng)現(xiàn)已被正式認(rèn)可為可供俄羅斯半導(dǎo)體行業(yè)部署的工業(yè)產(chǎn)品。該系統(tǒng)型號(hào)為RAVC.442174.002TU，是俄羅斯自主研發(fā)的光刻解決方案之一，專為生產(chǎn)超大規(guī)模集成電路（VLSI）而設(shè)計(jì)。

光刻技術(shù)是半導(dǎo)體制造的核心

光刻技術(shù)是半導(dǎo)體制造商將微觀電路圖案轉(zhuǎn)移到硅襯底上的核心工藝。該系統(tǒng)利用紫外光將光掩模上的圖案投射到沉積在襯底上的光敏材料上。經(jīng)過(guò)曝光和后續(xù)處理步驟，該圖案最終轉(zhuǎn)化為晶體管、互連線和其他微電子元件的藍(lán)圖，這些元件共同構(gòu)成集成電路。

由于ZNTC設(shè)計(jì)的裝置專為投影曝光而設(shè)計(jì)，光掩模圖像并非直接貼附在晶圓上，而是通過(guò)光學(xué)方式投射到晶圓上。這種方法提高了精度，并實(shí)現(xiàn)了電路圖案在襯底表面的重復(fù)復(fù)制。此外，系統(tǒng)還會(huì)執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)操作，以確保每一層電路相對(duì)于先前構(gòu)建的層都精確定位。

該儀器能夠?qū)⒐庋谀D像投影轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體晶圓上，并在超大規(guī)模集成電路（VLSI）器件制造過(guò)程中，以0.35微米的設(shè)計(jì)精度將該圖案復(fù)制到晶圓上，正如產(chǎn)品目錄所述。這種精度表明，盡管該技術(shù)節(jié)點(diǎn)已不再處于當(dāng)代半導(dǎo)體制造技術(shù)的前沿，但它仍然廣泛應(yīng)用于工業(yè)電子、汽車系統(tǒng)、電源管理器件以及眾多嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域。

俄羅斯研發(fā)和生產(chǎn)

GISP產(chǎn)品目錄中將該設(shè)備標(biāo)注為產(chǎn)自俄羅斯。然而，這一標(biāo)注僅基于制造商的聲明，并未對(duì)俄羅斯境內(nèi)的生產(chǎn)本地化程度進(jìn)行獨(dú)立核實(shí)。

澤列諾格勒納米技術(shù)中心是一家集研發(fā)和制造于一體的機(jī)構(gòu)，是俄羅斯微電子生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分。該中心位于澤列諾格勒，這座城市常被譽(yù)為俄羅斯的“硅谷”，中心致力于推進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)、納米技術(shù)器件和先進(jìn)制造設(shè)備的研發(fā)。

據(jù)報(bào)道，該光刻系統(tǒng)將于2024年投入生產(chǎn)，這表明它是俄羅斯微電子制造設(shè)備組合中相對(duì)較新的成員。由于獲取外國(guó)技術(shù)的限制日益增多，俄羅斯為減少對(duì)進(jìn)口半導(dǎo)體設(shè)備的依賴而采取的措施，符合該國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)。

規(guī)格和技術(shù)能力

該光刻設(shè)備設(shè)計(jì)用于加工直徑達(dá) 200 毫米的半導(dǎo)體晶圓。這種晶圓尺寸被廣泛用作行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在生產(chǎn)電力電子產(chǎn)品、微控制器、傳感器和其他專用電路的工廠中。

分辨率在光刻設(shè)備中至關(guān)重要，因?yàn)樗鼪Q定了晶圓上可印刷的最小特征尺寸。本例中，該系統(tǒng)的分辨率為350納米。這意味著它可以穩(wěn)定地生成特征尺寸約為三分之一微米的電路圖案。

該設(shè)備的工作波長(zhǎng)約為365納米，通常用于i線紫外光刻。盡管目前最先進(jìn)的處理器是由采用更短波長(zhǎng)（例如深紫外或極紫外）的現(xiàn)代半導(dǎo)體晶圓廠生產(chǎn)的，但365納米波長(zhǎng)范圍對(duì)于許多成熟的技術(shù)節(jié)點(diǎn)仍然適用。

另一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)——對(duì)準(zhǔn)精度——確保半導(dǎo)體器件的每一層都與其先前圖案化的層完全對(duì)齊。據(jù)報(bào)道，ZNTC 的對(duì)準(zhǔn)誤差約為 90 納米。這種精度對(duì)于防止多層芯片制造過(guò)程中出現(xiàn)缺陷以及維持可靠的電氣連接至關(guān)重要。

該儀器的工作曝光區(qū)域尺寸約為 22 毫米 x 22 毫米，能夠投射單個(gè)芯片圖案，然后通過(guò)稱為步進(jìn)重復(fù)曝光的工藝在晶圓上重復(fù)這些圖案。

發(fā)展合作

ZNTC與白俄羅斯公司Planar合作開(kāi)發(fā)了這套光刻系統(tǒng)。據(jù)信，該項(xiàng)目于2021年啟動(dòng)，并在幾年后完成，是俄羅斯工業(yè)和貿(mào)易部資助的項(xiàng)目之一。

此次合作體現(xiàn)了白俄羅斯和俄羅斯在微電子制造領(lǐng)域持續(xù)的技術(shù)合作。白俄羅斯在半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備方面一直享有盛譽(yù)，這主要得益于其眾多源自蘇聯(lián)微電子工業(yè)的企業(yè)。

該項(xiàng)目的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一種光刻工具，通過(guò)整合工程資源和制造經(jīng)驗(yàn)，使其能夠在國(guó)內(nèi)使用，從而為俄羅斯芯片制造工廠提供支持。

現(xiàn)代電子學(xué)中的應(yīng)用

雖然與目前用于尖端處理器的 3 納米或 5 納米技術(shù)相比，350 納米工藝節(jié)點(diǎn)可能看起來(lái)已經(jīng)過(guò)時(shí)，但它對(duì)于一系列工業(yè)應(yīng)用仍然具有很高的相關(guān)性。

在電力電子領(lǐng)域，半導(dǎo)體工藝通常優(yōu)先考慮可靠性和耐久性而非極致小型化，用于調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換各種設(shè)備（包括工業(yè)機(jī)械和電動(dòng)汽車）中的電能。此外，180納米至500納米的制程節(jié)點(diǎn)也被用于制造多種汽車微控制器、傳感器和模擬元件。

航空航天電子、電信基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)控制系統(tǒng)通常采用類似的技術(shù)節(jié)點(diǎn)。這些領(lǐng)域追求的并非盡可能小的晶體管尺寸，而是長(zhǎng)期可靠性、抗輻射能力和穩(wěn)定的制造工藝。

因此，能夠以 350 納米尺度生產(chǎn)電路的國(guó)產(chǎn)光刻設(shè)備可以幫助維持和擴(kuò)大俄羅斯國(guó)內(nèi)此類電子產(chǎn)品的生產(chǎn)。

加強(qiáng)技術(shù)獨(dú)立性

這套光刻設(shè)備的研發(fā)和產(chǎn)品目錄編制是俄羅斯為提升半導(dǎo)體行業(yè)的技術(shù)自主性而采取的更全面舉措的一部分。過(guò)去十年間，俄羅斯從全球供應(yīng)商處獲取精密半導(dǎo)體制造設(shè)備的渠道日益受限。

光刻系統(tǒng)是半導(dǎo)體制造工廠中最復(fù)雜、最具戰(zhàn)略意義的設(shè)備之一。包括ASML、尼康和佳能在內(nèi)的全球領(lǐng)先企業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備，需要數(shù)十年的研究、精密的工程設(shè)計(jì)、專用光學(xué)元件以及極其復(fù)雜的供應(yīng)鏈。

即使是為成熟工藝節(jié)點(diǎn)研發(fā)設(shè)備，對(duì)于那些在微電子領(lǐng)域追求技術(shù)自主的國(guó)家而言也是一項(xiàng)重大成就。國(guó)產(chǎn)設(shè)備有助于維護(hù)現(xiàn)有生產(chǎn)線，并減少對(duì)進(jìn)口設(shè)備的依賴，因?yàn)檫@些進(jìn)口設(shè)備未來(lái)可能難以甚至無(wú)法獲得。

整合到工業(yè)設(shè)備目錄中

俄羅斯國(guó)家工業(yè)信息系統(tǒng)（GISP）是俄羅斯集中式平臺(tái)，用于收錄可供該國(guó)制造業(yè)使用的工業(yè)產(chǎn)品、技術(shù)和設(shè)備。該目錄包含ZNTC光刻設(shè)備，使其能夠被潛在的工業(yè)客戶和政府采購(gòu)項(xiàng)目所了解。

國(guó)家進(jìn)口替代戰(zhàn)略也受到這些目錄的影響。政府機(jī)構(gòu)和國(guó)有企業(yè)經(jīng)常使用GISP目錄為公共資助項(xiàng)目選擇設(shè)備，從而為國(guó)產(chǎn)技術(shù)在全國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)中的應(yīng)用提供了途徑。

因此，3月初將光刻系統(tǒng)納入產(chǎn)品目錄不僅是一個(gè)技術(shù)里程碑，也是邁向更廣泛工業(yè)部署的一步。

下一發(fā)展階段

盡管350納米光刻系統(tǒng)是一個(gè)重要的里程碑，但研發(fā)工作已在向更先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)邁進(jìn)。項(xiàng)目報(bào)告指出，下一階段的設(shè)備研發(fā)旨在實(shí)現(xiàn)約130納米的分辨率。

如果俄羅斯國(guó)產(chǎn)光刻設(shè)備能夠達(dá)到這種分辨率水平，其技術(shù)節(jié)點(diǎn)將更接近21世紀(jì)初全球半導(dǎo)體制造業(yè)廣泛采用的技術(shù)節(jié)點(diǎn)。盡管這些能力距離領(lǐng)先水平還有一段距離，但它們將極大地拓寬使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備可制造的電路種類。

從技術(shù)角度來(lái)看，邁向精密光刻技術(shù)的道路依然充滿挑戰(zhàn)。技術(shù)的進(jìn)步需要對(duì)精密對(duì)準(zhǔn)技術(shù)、晶圓處理系統(tǒng)、隔振技術(shù)和光學(xué)器件進(jìn)行改進(jìn)。為了生成半導(dǎo)體器件所需的微觀圖案，所有這些組件都必須具備極高的精度。

澤列諾格勒對(duì)俄羅斯微電子技術(shù)的貢獻(xiàn)

澤列諾格勒是俄羅斯微電子產(chǎn)業(yè)的中心，也是澤列諾格勒納米技術(shù)中心的所在地。這座城市在蘇聯(lián)時(shí)期就已建立，最初是作為半導(dǎo)體研發(fā)的專門中心，如今仍然聚集著眾多研究機(jī)構(gòu)、制造工廠和設(shè)計(jì)中心。

俄羅斯半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的核心由芯片制造商、設(shè)備開(kāi)發(fā)商和研究實(shí)驗(yàn)室組成，而這些機(jī)構(gòu)都位于澤列諾格勒。該產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)國(guó)產(chǎn)光刻設(shè)備的研發(fā)，體現(xiàn)了該地區(qū)對(duì)俄羅斯科技發(fā)展戰(zhàn)略的重要意義。

展望未來(lái)

俄羅斯國(guó)家工業(yè)信息系統(tǒng)列出了這座350納米光刻設(shè)備，這標(biāo)志著俄羅斯在發(fā)展自給自足的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)方面又邁出了重要一步。盡管這項(xiàng)技術(shù)與用于高性能處理器和存儲(chǔ)電路的最先進(jìn)制造工藝節(jié)點(diǎn)相比仍有差距，但它在各種工業(yè)和嵌入式電子產(chǎn)品的生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

俄羅斯的目標(biāo)是通過(guò)自主研發(fā)和制造芯片設(shè)備，確保能源、交通、國(guó)防和電信等關(guān)鍵行業(yè)芯片的持續(xù)生產(chǎn)。

隨著技術(shù)發(fā)展向更先進(jìn)的光刻技術(shù)邁進(jìn)，ZNTC的裝置或可為未來(lái)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的半導(dǎo)體制造設(shè)備奠定基礎(chǔ)。即使在成熟節(jié)點(diǎn)上，國(guó)產(chǎn)光刻設(shè)備的出現(xiàn)也凸顯了半導(dǎo)體技術(shù)的戰(zhàn)略意義以及全球?yàn)闋?zhēng)奪這一關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)控制權(quán)而日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)。

https://frontierindia.com/russia-unveils-domestic-350-nm-chip-lithography-machine-in-industrial-catalog/?srsltid=AfmBOoq9uJAh3vpzAELOvzxnCvzbIy4wPnTAjXIVP9pziq2vgxIzO_Kb

（來(lái)源：編譯自frontierindia）

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