В мире производство ни одной микросхемы, которая впоследствии ложится в основу компьютеров, телефонов ведущих марок, не обходится без так называемого фотошаблона, по образу и подобию которого они создаются. Но создать такой шаблон — задача не из простых, поскольку требует высочайшей точности. Ведь всего одна ошибка может заставить изготовителя интегральных схем отправить в мусорную корзину десятки миллионов долларов. О производстве фотошаблонов, требованиях к этой продукции, ее контроле журналист «Р» узнавала у генерального директора ОАО «Планар» доктора технических наук Сергея Авакова.
Лучшие из лучших
Аналогов оборудования, которое производит это белорусское предприятие с мировым именем, нет в странах СНГ. Его хорошо знают за пределами государства. За более чем полувековую историю ОАО «Планар» помнит немало сложных моментов. Но, отмечает Сергей Аваков, всегда оставалось на плаву. Даже в сложные 1990-е годы.
— В начале 1990-х нам очень помогло сотрудничество с Китаем. Мы поставили в эту страну более 300 единиц различного оборудования. Это был один из факторов, которые позволили предприятию выжить и сохранить основные компетенции. Безусловно, большое значение в этом плане имеют государственные научно-технические программы Беларуси и Союзного государства, проекты, финансируемые Белорусским инновационным фондом, инвестпроекты, имеющие существенную долю госфинансирования.
Аналогов оборудования, выпускаемого предприятием, нет в странах СНГ. Сегодня у ОАО «Планар» целый ряд перспективных направлений деятельности. Одно из них — установки, связанные с производством, контролем и исправлением ошибок оригиналов топологии на фотошаблонах, которые поставляются как в Россию, так и в страны дальнего зарубежья. Например, на Тайвань, где сосредоточена значительная часть производства интегральных схем.
— Одна из компаний построила там 17 профильных предприятий и строит 18-е, и с несколькими из них мы ведем переговоры по поставкам оборудования. Продолжаем также поставки в Китай. Недавно первая установка была отправлена в США. Сейчас там на запуске работает бригада «Планара». В России на базе белорусского оборудования построен российский центр по производству фотошаблонов. Мы уже подписали базовое соглашение по строительству второй линии фотошаблонов на проектные нормы 90/65 нанометров. В целом в России мы работаем примерно с 200 предприятиями.
Аналоги у белорусской продукции есть. Правда, их немного и лишь в нескольких странах мира, говорит Сергей Аваков. Например, по генераторам изображений, установкам автоматического контроля на соответствие проектным данным — в Америке, по ретушерам — в Америке и Японии. Тем не менее белорусский производитель совсем недавно доказал, что мы лучшие, по крайней мере, по одному классу оборудования.
— Перед поставкой на новый завод на Тайване заказчики детально в течение полутора лет тестировали машины Беларуси, США и Японии. Так вот, наша получила по их методике оценку 78 баллов, американская — 76, японская — 68,5. И в итоге выбрали белорусскую. То есть наша машина была признана лучшей в мире. Благодаря этому впоследствии нам удалось подписать контракт с ведущим производителем фотошаблонов в мире — одной из американских компаний.
Фотошаблонное производство — сердце предприятия
Создать микросхему — дело кропотливое. Сначала специалист рисует принципиальную схему — то, что он хочет реализовать в микросхеме. Затем другой специалист — тополог — на основе этой схемы получает топологический рисунок. Микросхема, поясняет Сергей Аваков, как пирог, состоит из большого количества слоев, их число доходит до 70. И под каждый из них нужен фотошаблон. Прорывная линейка оборудования «Планар» позволяет не только изготавливать, но и контролировать и ликвидировать даже самые незначительные ошибки фотошаблона.
Сегодня у предприятия целый ряд перспективных направлений деятельности.— Фотошаблон, на основе которого с учетом всех ошибок будут изготавливаться интегральные схемы, представляет собой металлизированный рисунок на кварцевом стекле, который состоит из сотен миллионов элементов топологии. Учитывая сложность такого рисунка, очевидно, что изготовить его без дефектов невозможно.
Контроль на его соответствие проектным данным — важнейшая операция, говорит руководитель. Если поручить ее оператору, это займет годы. Поэтому, без сомнений, контроль — задача умной машины.
Исследование характеристик тест-объектов.
Логично, что, когда найдена ошибка, ее нужно устранить. Это задача третьей машины в линейке. Такое оборудование, говорит Сергей Аваков, реализует сразу две технологии. Одна из них направлена на испарение ненужных участков покрытия, вторая нужна для исправления прозрачных дефектов.
Офис технологов процессов фотолитографии.К слову, сегодня установки этих трех классов выпускаются для разных уровней технологий — от 350 до 45 нанометров. Более того, сейчас заканчивается разработка новой установки по технологии всего 28–22 нанометра.
Идти вперед сложно, но возможно
Белорусское оборудование имеет целый ряд конкурентных преимуществ. И это не только высокая технологичность. В данном перечне, что немаловажно, цена. А еще надежность, говорит Сергей Аваков:
— Наша установка на Тайване продемонстрировала очень высокую степень надежности. При трехсменном режиме работы — более 95 (!) процентов. Также мы выполняем требования по отсутствию пылегенерации оборудования. Суть в том, что машины работают в помещениях класса І, это очень высокий уровень чистоты.
Испытания многоканального лазерного генератора изображений.Тем не менее продвигать продукцию «Планара» на мировые рынки все сложнее. Виной тому пандемия. Во время нескольких последних выездов, вспоминает Сергей Аваков, команда предприятия задерживалась в вынужденном карантине. Так двухнедельные командировки растягиваются на месяц и более. Все это влечет дополнительные командировочные затраты и нехватку специалистов.
— Например, в Америку на запуск оборудования мы направили бригаду из 11 человек. Им сделали тесты на коронавирус, и у двоих были положительные результаты. В итоге вся бригада отправилась на карантин. Сейчас сотрудники нашей компании работают в Нижнем Новгороде, Новосибирске, Санкт-Петербурге, США. Нужно лететь на Тайвань, в Китай.
Работа сложна еще тем, что каждый член бригады незаменим. Это узкий инженерный специалист. Один человек выпал — бригада не может работать.
Испытания многоканального лазерного генератора изображений.А еще эти специалисты, кстати, иногда обладающие квалификацией докторов наук, говорит Сергей Аваков, стоят у истоков научных исследований и разработок, обеспечивающих совершенствование продукции «Планара». А без этой работы и постоянного роста не то что в лидерах в своей сфере — на плаву оставаться непросто.
— В микроэлектронике существует так называемый закон Мура, который гласит: каждые два года количество транзисторов на чипе одной и той же площади должно удваиваться. Поэтому развитие микроэлектроники идет в сторону уменьшения проектных норм. Соответственно, оборудование должно иметь все более высокую разрешающую способность. Над этим мы работаем. Каждый раз наше оборудование способно рисовать, контролировать или исправлять все меньшие размеры. Но при этом не должна падать производительность. Если она будет низкой, помимо длительного процесса потребуется длительное поддержание климатики. Поддерживать нужную температуру с точностью до двух сотых градуса в течение часа реально, а вот трое суток — практически невозможно. Не менее важна точность. Есть детали, которые мы обрабатываем с местной ошибкой в два-три нанометра, это очень мало. Важны системы обработки информации и управления. Машиной, которая контролирует соответствие проектным данным, управляют несколько десятков процессоров — своего рода суперкомпьютер. То есть проблема многогранна.
arteaga@sb.by
