Еще раз о работах по российскому рентгеновскому литографу

Осенью прошлого года я написал статью «Российский рентгеновский литограф профинансирует «Росатом». Дело пошло!», в которой изложил открытую информацию о создании высокопроизводительного рентгеновского литографа (не бесфотошаблонного). На днях появилось интервью с заведующим отделом ИФМ, доктором физико-математических наук Николаем Ивановичем Чхало, который подтвердил начало работ по проекту.

Напомню, что в ИФМ РАН был разработан проект (дорожная карта) создания высокопроизводительного EUV-литографа на длину волны 11,2 нанометра с технологическими нормами 28 нанометров и ниже, вплоть до единиц нанометров, с рядом новаций по сравнению с EUV-литографом компании ASML. Этапы работ по нему я уже описывал в своей указанной выше статье.

Реализация проекта должна привести к созданию в России передового литографического оборудования, позволяющего в короткие сроки решить проблему выпуска современных высокопроизводительных чипов и имеющего, кроме всего прочего, значительный экспортный потенциал.

В ГК «Росатом» в ходе обсуждений работ по EUV-литографу неоднократно отмечалась коммерческая выгода проекта и перспективность выхода промышленных литографов, произведенных в России, на международный рынок. Благодаря ряду инновационных решений ожидается заметное уменьшение стоимости литографа при сохранении основных технических характеристик на уровне ASML.

Ну, информация про экспортный потенциал и коммерческую выгоду даётся всегда (видимо, это какое-то нормативное требование), но её наличие всё же необходимо, чтобы заткнуть тех нытиков, которые постоянно орут о неокупаемости проекта, чем уже порядком подзадрали.

Напомню, что нам нужно это оборудование вне зависимости от его окупаемости, потому что нам просто жизненно необходимы современные чипы для государственной инфраструктуры. Они нам необходимы уже сейчас, и будут необходимы в будущем. А если проект будет окупаться, как нас в этом убеждают, это будет лишь приятным бонусом.

Нам, вот, постоянно говорили в своё время о неокупаемости вложений в олимпийские объекты в Сочи. Помню, сколько было нытья тогда. Приводились огромные суммы, потраченные на строительство дороги Адлер — Красная поляна. А тут вдруг недавно выяснилось, что проект в целом окупился и приносит неплохую прибыль, на горнолыжные спуски стоят очереди и т.п. Приятный бонус, хотя олимпиада делалась не ради коммерческой выгоды, а с политическими целями.

А что по поводу бесфотошаблонного литографа?

Проект бесфотошаблонного литографа был закрыт по причине отрицательного результата НИР в части микроэлектромеханической системы (МЭМС). Об этом я писал в своей статье «МЭМС для бесфотошаблонного EUV-литографа в рамках НИР сделать не удалось».

В новом интервью Николай Чхало дал дополнительную информацию о том, что на первом этапе исследований они предложили изучить возможность использования коммерчески доступных МЭМС для ультрафиолетового диапазона, но с помощью их собственных технологий ионной полировки и нанесения многослойных покрытий доработать их до состояния, когда они будут отражать излучение с длиной волны 13,5 нанометра.

Это предложение нашло поддержку в Фонде перспективных исследований (ФПИ). В рамках двух аванпроектов («Филлит-А» и «Филлит-А2») впервые в мире была получена МЭМС, отражающая рентгеновское излучение. Однако из-за большой шероховатости и неровности поверхности микрозеркал коэффициент отражения на длине волны 13,5 нанометра составил единицы процентов.

Еще более серьёзной проблемой был сильный изначальный угловой разброс ориентации поверхности микрозеркал друг относительно друга, превышающий допустимый для построения качественных изображений в рентгеновском диапазоне.

Фонду перспективных исследований предложили проект по разработке специальной МЭМС, в которой многослойные зеркала будут уже интегрированы в технологический процесс. В качестве партнера готово было выступить ООО «Маппер» из Москвы, на тот момент самый продвинутый коллектив в России в области создания МЭМС различного назначения. В ФПИ высоко оценили полученные результаты и готовили «большой» проект по созданию отечественной МЭМС на длину волны 13,5 нанометра.

Как с сожалением замечает Николай Чхало, неожиданно тема была передана в Минпромторг, в техническое задание были введены новые параметры, имеющие мало отношения к первоначальным задачам проекта. Конкурс выиграл МИЭТ. На работы по МЭМС микрозеркал фактически было отведено около восьми месяцев, чего было явно недостаточно.

ИФМ РАН и ООО «Маппер» провели огромный объем работ, были получены промежуточные перспективные результаты, однако проект быстро закончился и тема была закрыта. Как сказал Чхало, восемь месяцев — это мизерный срок для решения мировой проблемы! Никаких исследований более по этой тематике не проводилось.

Я думаю, что проект высокопроизводительного литографа на тот момент (после проведения всех исследований) стал выглядеть не таким уж и неподъёмным, как до этого считалось, и все ресурсы решили направить на него в ущерб бесфотошаблонной установке. При этом объективно нельзя сказать, насколько оправдано такое решение.

Конечно, Николай Чхало и все, кто работали по теме МЭМС разочарованы, и считают это решение неверным. Но мы ведь не слышали аргументов противоположной стороны. Возможно, они тоже весомые. Например, дело может быть в производительности установки.

Когда у нас оставалась надежда на иностранные фабрики, нам достаточно было производительности бесфотошаблонной машины. Но теперь нам без вариантов нужна высокопроизводительная установка — ведь теперь чипы нам нужно печатать миллионами.

Так или иначе, но решение принято. Тем не менее, параллельные работы по МЭМС тоже идут. Как сообщает Николай Чхало, есть некоторые попытки со стороны МИЭТа в рамках программы синхротронных и нейтронных исследований сделать МЭМС пропускающего типа. В этой части коллектив Чхало помогал им с диагностикой.

В МИЭТе также утверждают, что они работают над МЭМС зеркального типа, но так как за напылением отражающих покрытий к Чхало пока никто не обращался (а такими технологиями в России, по его словам, обладает только его коллектив), то, скорее всего, они еще очень далеки от работ с рентгеновским диапазоном.

Чхало о Росатоме

Разговоры о литографии в Курчатовском институте и в «Росатоме» идут уже второй год. Чхало жалуется, что вначале их приглашали на эти совещания, сейчас нет. Иногда обращаются с, как он говорит, совершенно «детскими» предложениями, и это происходит от того, что люди берутся за работу, в которой они не профессионалы и никогда этим не занимались:

При этом они берутся за решение проблемы, которую не решили в США, Японии, и только ASML смогла интегрировать в своем проекте достижения организаций со всего мира и достичь успеха. Смелость наших команд произрастает от неведения масштабов проблемы.

Вообще, очень сильное обвинение, поспорить с логикой Чхало сложно. Действительно, люди, не сведущие в технических тонкостях и текущем положении дел в научных исследованиях могут считать, что задача проще, чем она есть на самом деле. Но как тогда это согласуется с его же словами в том же интервью:

В ГК «Росатом» в ходе обсуждений работ по EUV-литографу неоднократно отмечалась коммерческая выгода проекта и перспективность выхода промышленных литографов, произведенных в России, на международный рынок. Благодаря ряду инновационных решений ожидается заметное уменьшение стоимости литографа при сохранении основных технических характеристик на уровне ASML.

Два года назад нам … показалось, что вот наше время пришло и мы не зря боролись. … Что же, будем надеяться, что эти планы осуществятся.

С одной стороны, пессимизм по поводу отсутствия профильных профессионалов в Росатоме, а с другой стороны, надежда на осуществление их планов. Странно.

Я думаю, что Николай Иванович Чхало, как единственный на сегодня действующий учёный в России, работающий по этой теме и очень глубоко в ней разбирающийся, слишком субъективен в оценке возможностей других физиков. Тут, помимо всего прочего, ощущаются даже, возможно, элементы профессиональной ревности. Ну так выглядит его интервью со стороны. Говорит, его приглашали на совещания, потом перестали… а почему перестали? Мне вот это очень интересно. Должна быть веская причина.

Вполне возможно, что «детские» предложения, которые высказывались со стороны Росатома, всего лишь ростки некого нового ракурса, нового взгляда на проблему. Так бывает, когда кто-то даёт тебе хорошую идею, а ты яростно отвергаешь её, потому что она сформулирована недостаточно глубоко, как бы по-дилетантски. Но разве можно говорить о дилетантизме у физиков смежных специализаций? Если физик что-то предлагает, наверняка имеет для этого какие-то научные предпосылки и наверняка знаком с тематическими работами самого Чхало.

В любом случае, лучше, когда проблемой занимаются несколько ведущих учёных, чем один единственный. Когда параллельно исследуются разные подходы. Когда компетенции в данной конкретной области рентгеновской оптики нарабатываются не одним, а несколькими коллективами. Ничего, наработают опыт и решат проблему.

Заключение

Давайте не будем слишком близко к сердцу воспринимать разборки в научном сообществе и делать из них далекоидущие выводы. Всё, что нам нужно знать, так это то, что работы ведутся, и что проектом занимается уже не одна, а несколько научных групп. Что-нибудь, да придумают.

Оригинал публикации в блоге автора на Дзене: https://dzen.ru/a/ZdtnBkhk6AUnN8x8 

Об авторе: Специалист в области отечественной микроэлектроники, ведёт свой тематический канал «Электромозг» о российской микроэлектронике на платформе «Дзен».