Создание ЭУФ-нанолитографа, обеспечивающего разрешение 10-30 нм.

Контактная информация

Адрес: Санкт-Петербург, Бумажная ул., 18. Офис 221, +7 9 650 240 360 vicachim@gmail.com
Телефон:
Адрес электронной почты:
Адрес сайта:

Общая информация о компании

Дата создания: 16.07.2010
Регион: Северо-Западный ФО
Отрасль: Промышленное оборудование, Электроника
Стадия: Ранняя
Инвестиции: от 7000 до 70000 руб.
История: Научно-технический задел авторов в области ЭУФ-литографии может быть представлен двумя уникальными для Российской Федерации экспериментальными комплексами. а) устройства и комплекс исследовательских средств для создания разрядных источников ЭУФ-излучения в ФГУП ГНЦ РФ «ТРИНИТИ» (г. Троицк Московской области). В настоящее время разработаны и испытаны различные модификации разрядных источников на основе разряда в ксеноне и в парах олова. Разработка источника с высоким уровнем ЭУФ мощности в комбинации с большим временем жизни рассматривается как главное условие появления высокопроизводительной ЭУФ литографии. б) Экспериментальный Нанолитограф (ЭН), разработанный и частично изготовленный в 2002-2006 г.г. в ФТИ, а также ряд новых научно-технических решений и технологий, включая технологию нелинейного неорганического резиста. ЭН представляет собой работающий на длине волны λ = 13,4 нм прибор, предназначенный для выполнения исследовательских работ по проблемам ЭУФ-литографии и изготовления оригинальных наноструктур для исследовательских целей. ЭН задуман и осуществляется как «конструктор», предназначенный для отработки ключевых решений ЭУФ-нанолитографа. Особенности конструкции ЭН допускают легкую модификацию прибора и замену его функциональных узлов, что способствует его применению в качестве экспериментального стенда. Электроразрядный ксеноновый источник ЭУФ излучения, разработанный в ТРИНИТИ, может быть встроен в нанолитограф, подобный ЭН, при некоторой его модификации, что даёт возможность предварительно испытать ЭН с разрядным источником, уже испытанным и показавшим надёжную работу в ряде установок, эксплуатируемых за рубежом. Разработчиком показано, что высокой производительности, необходимой для крупносерийного производства, можно достичь с источником, в котором используется разряд в парах олова между вращающимися электродами. В первом варианте проекта предполагается работа по доведению ЭУФ мощности источника на парах олова до 100 Вт/2π. В то же время, цели , которые предполагается достигнуть в процессе выполнения первого варианта проекта, могут быть достигнуты и при использовании испытанного ксенонового источника с мощностью ЭУФ излучения ~30 Вт/2π. Успешная разработка источника на парах олова с ЭУФ мощностью 100 Вт/2π позволит применить его для повышения производительности литографа без существенного изменения его конструкции. Состояние готовности ЭН на настоящий момент таково, что вложение сравнительно небольших средств в изготовление ЭН может дать существенный результат и позволить перейти к запуску прибора в эксплуатацию в качестве экспериментального стенда для отработки технических решений, и т.о. существенно сократить время на оптимизацию узлов установки. Помимо экспериментальных установок, еще одной частью задела ФТИ, как уже отмечалось, является разработка новых технических решений маски, содержащей рисунок топологического слоя создаваемого нанообъекта, применение неорганических фоторезистов, использование которых может явиться принципиальным для получения сверхвысокого разрешения литографического ЭУФ процесса, т.е. для получения разрешения, лучшего, чем обеспечиваемое конструкцией и оптической схемой, и др.
Предыдущие раунды инвестиций: Имеющийся задел накоплен при выполнении ряда проектов, поддержанных следующими организациями. 1. Международный Научно-Технический Центр, проект 0991, выполненный ФТИ и ГОИ при финансовой поддержке японского правительства. 2. Российский Фонд Фундаментальных Исследований, проекты 00-02-17027-а, 05-02-26067-г, 06-08-01230-а, 07-08-12259-офи, выполненные и выполняемые ФТИ. 3. Главное финансово-экономическое управление Министерства обороны Российской Федерации, проект ДЕКОКТ-И, выполненный ФТИ. 4. Конкурсный центр грантов по фундаментальным исследованиям в области технических наук, Минатом, проект Е02-3.4-265, выполненный ТРИНИТИ. 5. Международный Научно-Технический Центр, проекты 1727, 2411, 2412, 3015, 3599, выполненные ГНЦ РФ ТРИНИТИ при финансовой поддержке ЕС, японского правительства, концерна USHIO, Япония и фирмы XTREME technologies, Германия. 6. Международный Научно-Технический Центр, проект 3857, принятый к исполнению ФТИ и ГОИ при финансовой поддержке ЕС
Руководители: Научный руководитель Сейсян Рубен Павлович, д.ф.-м.н., профессор, академик РАЕН, зав. лабораторией Учреждение Российской Академии наук Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе РАН, Санкт-Петербург Исполнительный директор Смирнов Денис Владимирович выпускник ЛИТМО 1991г, красный диплом, базовая кафедра при ФТИ им. А.Ф.Иоффе, специальность «Оптические и оптико-электронные системы» 1991-1996 гг. ФТИ им.А.Ф.Иоффе, инженер-исследователь. Опыт самостоятельного создания нанолитографической установки на основе эксимерного лазера. Получение рекордных на тот момент результатов по разрешению нанолитографического рисунка (100 нм) 1997г – н.в. работа в отрасли телекоммуникаций, коммерческий директор. Опыт построения крупнейших в стране сетей связи для корпоративных заказчиков, в т.ч. банков, крупных производств, структур РАО ЕЭС. Успешное руководство коммерческим департаментом оператора связи, штат около 50 человек. 2007г – диплом МВА, ИМИСП. Тема диплома «Создание инновационно-технологического центра наноэлектроники и разработка стратегии его развития». Специальный приз международной комиссии за первую работу МВА в области нанотехнологий.
Сотрудники: Существующая команда потенциально включает в себя по 10 специалистов на каждом из трёх предприятий, а также около 15 студентов и аспирантов.
Структура собственности: Разработчики, физические лица 90% ООО "Элементарные частицы" (Венчурный партнер РВК) - 10%
Стоимость основных фондов: Вновь создаваемая организация
Награды и достижения: Разрабатываемая технология находится на пике мировых достижений. Инициаторы проекта занимают доминирующие научное положение по целому ряду ключевых технологий.

Описание продукции

Продукция: ЭУФ нанолитограф, способный воспроизводить на поверхности полупроводниковой пластины планарные структуры с размерами 10-30нм. Основные параметры нанолитографа 1) Рабочее разрешение 10-30нм. (Оно является результатом совместного применения осесимметричного зеркального объектива с центральным экранированием и разрабатываемого высококонтрастного нелинейного фоторезиста). 2) Изображающий объектив сам по себе обеспечивает разрешающую способность 15-40 нм в поле изображения 0,82х0,82мм2. 3) Коэффициент редукции изображающего объектива 10:1. 4) Размер полупроводниковой пластины в диаметре - до 150 мм. 5) Точность фокусировки системы интерференционно-дифракционного сопряжения – 10 нм. 6) Точность совмещения топологических рисунков 10– 20 нм. 7) Кварцевая маска (ретикл) содержит одновременно 9 рисунков топологических слоёв при 10-ти кратном увеличении (8,2х8,2мм2), которые могут пропечатываться без смены маски. 8) Источник ЭУФ-излучения работает на чистом инертном газе – ксеноне, или парах олова. 9) Осветитель обеспечивает (1-3)Вт спектрально чистого излучения в фокусе, пригодного для освещения фотомаски. 10) Излучение является импульсным (длительность импульсов 20 нс) с частотой повторения 1000-2000 Гц. 11) Амплитуда энергии излучения в каждом импульсе в «промежуточном фокусе» не менее 40 мкДж. 12) Блок фильтрации обеспечивает спектральную очистку излучения при пропускании порядка 50%. 13) Пьезопозиционеры образца и маски обеспечивают возможность разработки режимов степпера и сканера для чипов с размерами в пределах 10×10 мм2. 14) Регистрируемая точность позиционирования образца не менее 1 мкм, минимальный шаг при подстройке не более 0,5 нм. 15) Активная виброзащита (наряду с пассивной) позволяют использовать экспозиции до 30с. 16) Смена образца и/или маски может выполняться без нарушения вакуума в других блоках прибора. 17) Нанолитограф размещается в индивидуальной чистой комнате класса 100, рассчитанной на одного оператора. 18) Компьютерный блок управления располагается снаружи (вне чистой комнаты), и обеспечивает полный контроль всех функций литографа, включая вакуумную и газовую системы, интегральный и спектральный состав излучения, позиционирование образца и маски (ретикла).
Проблемы потребителей: В настоящий момент основной технологией производства элементов микроэлектроники является технология с использованием 193нм излучения эксимерного лазера с применением иммерсии, фазосдвигающих масок, двойного экспонирования и др. Для получения структур с более высоким разрешением, чем 100 нм требуется использование принципиально новых способов экспонирования. Принимая во внимание необходимость разработки высокопроизводительных литографических систем можно выделить следующие 4 основные направления: предельный или экстремальный ультрафиолет (extreme UV lithography – EUVL), электронная проекционная литография (SCALPEL), рентгеновская литография (Х- ray lithography), ионная литография (ion beam lithography). Однако, участники конференции [http://www.3dnews.ru/news 3DNews Новости Hardware 01.03.2008], проходившей в г. Сан-Хосе, SPIE Advanced Lithography, пришли к общему мнению, что реальных альтернатив ЭУФ-литографии в производстве микросхем по 22-нм проектным нормам и менее - не существует. Ни одна из других обсуждаемых методик (нано-импринт литография и различные схемы двойного экспонирования для оптической литографии) не может считаться реальным претендентом на звание "основного способа производства" микросхем за пределами 32-нм техпроцесса.
Маркетинг и рынки: Разрабатываемая система представляет собой ЭУФ фотолитограф с оптическим разрешением 15-40 нм. Изображающий объектив такого нанолитографа реализует исключительно высокое разрешение, необычное для зеркальной изображающей системы, но ценой уменьшения площади изображения. При помощи нового нелинейного фоторезиста предполагается увеличение результирующей разрешающей способности относительно оптического разрешения до двух раз за счёт высокого контраста передачи изображения. Такого рода прибор оказывается существенно дешевле и проще в изготовлении, чем фотолитограф для промышленного применения, так как не включает в себя некоторые узлы типичного промышленного фотолитографа для производства СБИС, обеспечивающие его высокую производительность. Прибор способствует накоплению опыта по всем актуальным проблемам ЭУФ-нанолитографии. С одной стороны, установка является стендом для изучения собственно проблем ЭУФ-литографии, с другой стороны, она предназначена для создания, поштучно или мелкими сериями, различных наноструктур для научно-технических целей, в том числе регулярных или произвольных квантоворазмерных структур, мезоскопических цепей, одноэлектронных транзисторов, фотонных структур и т.д. Возможными потребителями нанолитографов такого рода являются научно-исследовательские институты, специализирующиеся на микро(нано)электронных технологиях, а также исследовательские лаборатории в университетах. Ориентировочная потребность по России, по нашим оценкам, примерно 20 установок. Литографы могут быть использованы также в режиме ЦКП (центров коллективного пользования), но наиболее важная их функция – отработка конструкций и технологий для установок промышленного применения, которые будут отличаться, прежде всего, механическими узлами блока образца. В случае успеха в создании нанолитографа его можно предложить целому ряду отечественных и зарубежных заказчиков, которые уже проявляют к проекту активный интерес. Это, в первую очередь, предприятия электронного комплекса и научные центры, в т.ч. участвующие в реализации Федеральной Программы «Национальная элементная база». Наиболее перспективным является дальнейшее развитие с созданием ИТЦН (инновационно-технологических центров наноэлектроники), в которых проводились бы в т. ч. разработки новой элементной базы наноэлектроники. В них разработанный прибор выполнял бы функции основного оборудования, задающего уровень новых разработок. По предварительной оценке затраты, которые потребуются на развитие собственных технологий, в несколько раз меньше, чем на покупку готовых технологических линий за рубежом. Кроме того, существуют международные запреты на экспорт оборудования такого уровня. В лучшем случае возможно приобретение оборудования импортного производства в момент его морального устаревания. Оборудование собственного производства снимет эту проблему и позволит сократить отставание от передовых стран по технологическому уровню.
Конкурентные преимущества: Разрабатываемый нанолитограф отечественных аналогов не имеет. Прибор аналогичного назначения изготовлен фирмой ASML в Голландии, и два экземпляра установлены в исследовательских центрах Бельгии и США. В феврале 2008 года появились сведения [ASML Images, Spring Edition 2008, p.8-9] о создании микросхемы согласно нормам 45-нм технологического процесса на ASML alpha demo tool (ADT). При помощи ADT создан полный рисунок первого слоя металлических межсоединений. Первоначально кремниевые пластины были обработаны на Fab 36 в г. Дрезден (ФРГ) с помощью современного 193-нм иммерсионного сканера, где на их поверхность были нанесены сами транзисторы. После этого подложку доставили в Исследовательский центр IBM при Колледже нанотехнологий (College of Nanoscale Science and Engineering, CNSE) в г. Олбани (США), где инженеры IBM с помощью EUV-сканера от ASML и нанесли полный рисунок первого слоя металлических межсоединений. Последующее тестирование полученных микросхем не выявило электрических отклонений от их аналогов, целиком произведенных на 193-нм иммерсионных сканерах. Таким образом, на ЭУФ-литографе ASML была успешно выполнена одна из наиболее ответственных операций выпуска УБИС по 45 нм технологии, являющейся наилучшим достижением технологии, реализуемой на 193-нм иммерсионных сканерах. Нанолитограф, изготавливаемый фирмой CANON в Японии, предназначен для установки в исследовательском технологическом центре близ Токио. О полученных там результатах сведения отсутствуют. Еще один аппарат такого рода создан в Англии фирмой Exitech, его изображающая система изготовлена фирмой Zeiss и имеет такие же параметры, как японский прибор, а источник ЭУФ излучения построен на базе разработки В.М.Борисова и др. (ТРИНИТИ). Две такие установки закуплены фирмами INTEL и SEMATECH. По сравнению с японским и английским аппаратами данный проект рассчитан на большее разрешение, притом обладает приблизительно в 5 раз большим полем изображения. Так как в установке ASML используется относительно низкоапертурный четырёхзеркальный объектив, можно полагать, что его предельное оптическое разрешение ниже, чем в японской и английской моделях..
Патентная защищенность: 1. Фоторезист для нанолитографии. Патент №82349 по заявке №2008147417 с приоритетом от 03 декабря 2008г. Автор(ы): Сейсян Р.П. (RU). Патентообладатель: Сейсян Р.П. (RU). 2. Источник экстремального ультрафиолетового излучения с лазерной плазмой на длине волны 13,4 нм Решение о выдаче патента по заявке № 2009102710/22(003450) с приоритетом от 27.01.2009. Автор(ы): Сейсян Р.П. (RU). Патентообладатель: Сейсян Р.П. (RU). 3.Репродукционный зеркальный объектив для фотолитографии. Заявка № 2009104226/22(005626) от 09.02.2009. Автор(ы): Сейсян Р.П. (RU),Гаврилов Е.В. (RU), Жевлаков А.П. (RU), Кирилловский В.К. (RU), Вознесенский Н.Б. (RU). Патентообладатели: Сейсян Р.П. (RU), Жевлаков А.П. (RU). Патенты, находящиеся в разработке 1. Маска-ретикл для нанолитографии 2. Экстремально-ультрафиолетовый литограф высокого разрешения 3. Микроскоп, работающий в экстемальном ультрафиолете и в мягком рентгене 4. Источник на лазерной плазме, двухимпульсный и двухцветный 5. Изображающий объектив с переносом изображения 6. Растровая конденсорная система 7. Коллектор скользящего падения
Текущее состояние разработки: Экспериментальный нонолиторгаф готов на 80%. Предполагается его доработка и использование в качестве испытательного стенда для отработки технологий.

Стратегия развития

Направления использования инвестиций: Создание нанолитографа - 86,856 тыс. руб. Доработка лабораторного нанолитографа и отработка на нём технологических приёмов - 7,200 тыс. руб. Создание маски-ретикла - 4,100 тыс. руб. Разработка нелинейного фоторезиста - 19,555 тыс. руб. Разработка источника на парах олова с повышенной ЭУФ мощностью (~100Вт/2π) - 30,000 тыс. руб. Производственные расходы - 11,273 тыс. руб. Общехозяйственные расходы - 40,190 тыс. руб. Затраты - всего - 199,174 тыс. руб.
Взаимодействие с инвестором: Инвестору предлагается сделка по покупке доли в уставном капитале компании.
Финансовые показатели: Срок окупаемости проекта; Срок окупаемости проекта составит 3 (три) года в случае продажи первого изготовленного нанолитографа сразу после его изготовления. NPV; NPV проекта составит 116 010 тыс. руб. при норме дисконта 15%. IRR; IRR проекта составит 78,6 % при цене продажи нанолитографа по расчётной цене в 500 млн. руб. в конце третьего года.

Дополнительные сведения

<<< Назад