В России создан опытный образец установки электронно-лучевой литографии (ЭЛЛ), предназначенной для производства фотошаблонов и прямого формирования рисунка на кремниевых пластинах по технологическим нормам 150 нм. Разработка принадлежит Зеленоградскому нанотехнологическому центру (ЗНТЦ) и реализуется в рамках государственной программы развития отечественной микроэлектроники.

Хотя такой техпроцесс уже давно не относится к передовым, подобное оборудование остаётся востребованным для научных исследований, создания опытных образцов микросхем и выпуска специализированной электроники небольшими партиями. Сейчас установка проходит комплексные испытания, после которых специалисты приступят к проверке точности формирования элементов и других ключевых характеристик.

Литограф проходит испытания

О существовании нового проекта стало известно из документов, связанных с перевозкой опытного образца установки в рамках опытно-конструкторской работы «Прогресс ЭЛЛ 150».

По данным ЗНТЦ, сейчас одновременно испытываются два прототипа электронно-лучевого литографа. Комплексные испытания займут около четырёх месяцев. После их завершения инженеры приступят к оценке точности нанесения рисунка, стабильности работы оборудования и соответствия заявленным техническим параметрам.

Известно, что один из опытных образцов предстоит перевезти на испытательную площадку, расположенную примерно в двух тысячах километров от Зеленограда.

Для чего нужен электронно-лучевой литограф

Электронно-лучевая литография существенно отличается от традиционной фотолитографии.

Основная задача такого оборудования — создание фотошаблонов, которые затем используются для массового производства микросхем. Фотошаблон представляет собой стеклянную пластину с нанесённым рисунком будущего чипа, который многократно переносится на кремниевые пластины при изготовлении полупроводников.

Кроме того, электронный луч способен наносить рисунок непосредственно на кремниевую пластину без использования фотошаблона. Такой подход особенно удобен при разработке новых микросхем, когда конструкция постоянно изменяется и нет смысла изготавливать дорогостоящие маски для каждого варианта.

Почему технология не подходит для массового производства

Главное достоинство электронно-лучевой литографии — высокая гибкость.

Инженеры могут быстро менять структуру будущего чипа без изготовления новых фотошаблонов, что значительно ускоряет исследования и создание опытных образцов.

Однако у технологии есть серьёзный недостаток — низкая скорость работы. В отличие от фотолитографии, которая переносит изображение сразу на всю пластину, электронный луч формирует рисунок последовательно, поэтому процесс занимает значительно больше времени.

Именно поэтому подобные установки используются прежде всего для:

• разработки новых микросхем;
• изготовления опытных партий;
• производства специализированной электроники;
• выпуска изделий для космической, военной и научной отраслей.

Для массового производства современных процессоров такой подход экономически нецелесообразен.

Эксперты указали на существующие проблемы отрасли

По мнению специалистов, создание собственного литографического оборудования является важным шагом, однако развитие российской микроэлектроники по-прежнему сталкивается с рядом серьёзных ограничений.

Среди основных проблем называют:

• нехватку специалистов, способных разрабатывать технологии тоньше 65 нм;
• дефицит современных фоторезистов для техпроцессов менее 90 нм;
• зависимость от зарубежной компонентной базы;
• отсутствие высокоточных лазерных интерферометров и систем температурной стабилизации;
• необходимость создания собственной программы развития оборудования, аналогичной той, которую Китай реализует уже почти два десятилетия.

Эксперты считают, что без комплексного развития всей отрасли сократить технологическое отставание будет крайне сложно.

Создание таких установок требует высокой точности

Ещё одной сложной задачей специалисты называют обеспечение одинакового качества рисунка по всей поверхности кремниевой пластины.

Для этого необходимы высокоточные системы позиционирования электронного луча, развитая метрология и специальные электронно-чувствительные резисты, от характеристик которых напрямую зависит качество будущих микросхем.

Именно эти технологии сегодня считаются одними из наиболее сложных при разработке собственного оборудования для микроэлектроники.

Разработка стала продолжением предыдущих проектов

Работы над отечественными литографическими установками ведутся уже несколько лет.

В 2025 году ЗНТЦ представил первую российскую установку с разрешением 350 нм, которая была передана компании «Отраслевые решения», входящей в группу компаний «Элемент».

Позже руководство центра сообщило о создании технологического задела для полностью локализованных систем с нормами 90 нм, а также о разработке оборудования для 130-нм техпроцесса.

Новый проект с нормами 150 нм стал ещё одним этапом развития отечественного оборудования для микроэлектроники. Несмотря на то что такие технологии соответствуют уровню процессоров начала 2000-х годов, включая Intel Pentium 4 и AMD Athlon XP, они по-прежнему широко применяются при производстве контроллеров, микросхем управления, автомобильной электроники, промышленных систем, телекоммуникационного оборудования и других изделий, где не требуется использование самых современных техпроцессов.