Презентация Михаила Георгиевича Бирюкова, генерального директора АО НИИТМ, на встрече 10 декабря 2025, посвященной успешному завершению разработки кластеров ПХО и ПХТ для обработки пластин диаметром 300 мм.

 

Михаил Георгиевич Бирюков, генеральный директор АО НИИТМ, фото - редакции MForum.ru

 

-- 

 

 

Михаил Бирюков. Задачи, которые на сегодня стоят перед производителями оборудования, действительно выходят за рамки компетенций какой-то одной компании. Очень важно грамотно собрать пул разработчиков и производителей такого оборудования. У нас не стояла проблема выбора - кого взять в партнеры, поскольку мы достаточно долго находимся в одной бизнес-группе (ГК Элемент), что позволяет собирать участников, способных справиться с такими сложными задачами. 

Чтобы превратить "железо" в производственное оборудование, необходимы технологии. Практика разработки сложно оборудования показывает - участие партнеров, таких как НИИМЭ и другие участники этого проекта - абсолютно необходимо. 

-- 

 

Также позволю себе небольшой экскурс в историю. НИИТМ был создан в 1962 году и планировался как основной разработчик и производитель специального технологического оборудования для микроэлектронной отрасли, вакуумного, плазмохимического, физико-термического. 

Усилия НИИТМ в прошедшие годы во многом поспособствовали развитию отечественной микроэлектроники. Институт в период 60-80-х год был очень мощным и являлся одним из флагманов в области создания оборудования. В частности, за этот период выросли компетенции и было создано оборудование для работы с пластинами диаметром от 40 мм (в 60-е годы) до 150 мм (конец 80-х). 

В период 1990-2015, этих сложных для российской микроэлектроники лет, институт занимался в основном доработками и модернизациями разработанного ранее оборудования. Также проводилась разработка и выпуск малогабаритных вакуумно-плазменных установок для проведения исследований и внедрения нанотехнологий. 

--

 

Кардинальным образом ситуация поменялась в 2016 году, когда появились проекты субсидирования научно-технической деятельности предприятий, которые занимаются производством специального технологического оборудования. Впервые за много лет государство стало субсидировать наши работы, помогать финансово.  

На тот момент мы для себя выбрали как стратегическое направление - разработку оборудования и базовых техпроцессов для производства электронных компонентов для на пластинах диаметром 200 мм. Уже почти 10-летний опыт подтвердил, что мы сделали правильный выбор, хотя в те годы было очень много споров - "зачем вы ориентируетесь на 200 мм?", "производство 200мм есть в стране только у Микрон, ваше оборудование больше никому не пригодится". Даже от руководителей профильных отделов министерства мы тогда такое слышали. 

Тем не менее, мы этой задачей тогда занялись и создали более или менее серьезную линейку производственного оборудования под 200 мм. Что стало, в общем-то хорошей основой и базой для наших последующих разработок. 

Параллельно с этим мы участвовали в разработке и создании установки МОС-гидридной эпитаксии GaN на кремниевых пластинах 200 мм для производства силовых и СВЧ-транзисторов (известна как Эпитаксия). Разработка этого оборудования также завершено, оно проходит опытную эксплуатацию у наших потребителей. 

С 2021 года стартовали работы НИИТМ в рамках госпрограммы Развитие электронного машиностроения. Мы обладаем и экспертным опытом, поэтому мы в известной части участвовали в разработке этой программы. Сейчас мы являемся исполнителями по ряду направлений этой программы. 

За последние 4 года было создано 16 новых структурных подразделений компании. 

Выручка компании превысила 2.5 млрд рублей ((прим. RUSmicro, стоит отметить, что эта цифра, все же, в основном сформирована за счет активной господдержки разработок, которые ведет компания, а не за счет экспорта оборудования, растущего спроса на продукцию компании или сервисных работ)). 

Компания не обделена вниманием государства, на фото видно, как премьер-министру России демонстрируют установку НИИТМ в Сарове. А в верхнем правом углу картинки - фото посещения нашего предприятия г-ном Мантуровым. Стараемся соответствовать уровню доверяемых нам задач. 

- -

 

НИИТМ сегодня. У нас почти 2 тыс. кв.м производственных площадей; мы постоянно вкладываемся в инфраструктуру, практически все свободные средства; в конце 2025 года мы завершим создание Центра разработки специального технологического оборудования. Это передовой центр, в котором будут замкнуты практически все работы по разработке и проектированию оборудования.

За эти годы было разработано более 3000 единиц различного оборудования, а произведено - гораздо больше. На сегодня у нас работает 240 специалистов. Среди наших заказчиков - практически все производители электронных компонентов в стране, более 60 предприятий-заказчиков. 

Отмечу, что наше оборудование, произведенное еще в советские годы, до сих пор можно встретить на предприятиях, мы его модернизируем и поддерживаем в работоспособном состоянии. 

- -

 

Основные направления нашей деятельности. Это, прежде всего, плазмохимическое травление и плазмохимическое осаждение. Это термическая обработка, оборудование по физическому нанесению, установки для выращивания эпитаксиальных структур. Отдельно отмечу направление, в котором мы в НИИТМ считаем себя лидерами - это кластерное оборудование. 

- - 

 

В рамках субсидируемых проектов мы разработали 8 модулей, которые могут объединяться в кластерные комплексы. Это, прежде всего, с 2016 года - атомно-слоевое осаждение; плазмохимическое травление поликристаллического кремния и нитрида кремния; плазмохимическое травление кремния на базе Bosh-процесса; плазмохимическое удаление фоторезистивной маски; роботизированная вакуумно-транспортная система.  

В 2019 году мы начали работы по атомно-слоевому травлению; плазмохимическому осаждению; магнетронному распылению; быстрому термическому отжигу; газофазной эпитаксии. 

На картинке показан наш первый кластер ТМ 200-01 с уровнем поддерживаемых техпроцессов 180-90 нм.

Мы изначально поставили перед собой задачу создания универсального комплекта оборудования, который мог бы работать как в кластерном исполнении, замыкаясь на роботизированную вакуумно-транспортную систему, так и в виде самостоятельных модулей.  

Основная коммерциализация для нас - те или иные технологические модули. Разработка модулей на базе 200 мм подхода позволила нам также "закрыть" потребности в производстве оборудования под 100 мм и 150 мм. Наше оборудование -  универсальное. 

- -

 

Все эти проекты мы коммерциализировали. Нельзя сказать, что разработанные модули находятся в серийном производстве. Все оборудование, которое требуется заказчикам, выполняется по его ТЗ. 100%-ного "клонирования" этого оборудования не происходит. Тем не менее, при разработке оборудования под 300 мм, мы имели возможность брать за основу разработки под 200 мм. Поэтому в 2021 году мы сочли возможным участвовать в ОКР по созданию кластерных установок под пластины диаметром 300 мм. В ТЗ было прописано также, что эти установки должны быть способны работать также с пластинами 200 мм, еще поговорим об этом. 

В результате работ по ОКР Кластер ПХТ были созданы:

• Модуль травления металлов
• Модуль ICP RIE анизотропного высокоселективного травления Si и PolySi
• Модуль удаления фоторезистивных и полимерных слоев
• Модуль травления высокоаспектных диэлектрических структур

Это вы все сегодня увидите в работе (см. фоторепортаж). 

по ОКР Кластер ПХО были созданы:

• Модуль PECVD осажения нитрида кремния 
• Модуль PECVD осаждения оксида кремния (SiH4/N2O)
• Модуль PECVD осаждения оксида кремния (TEOS)
• Модуль субатмосферного осаждения оксида кремния из TEOS/O3

- -

 

На видео (прим. RUSmicro, к сожалению, видео не можем воспроизвести) показана декомпозиция нашего оборудования. Пример кластерного модуля - на картинке (с цифрами). Ядро кластера - вакуумированный транспортный робот, который позволяет перемещать пластины в едином вакуумном цикле между модулями и загрузкой. Этот подход представляется нам оптимальным в силу его универсальности. Все модули нашей разработки снабжены единым портом подключения к нашему транспортному модулю, единым ПО. Поэтому все модули могут комплектоваться под любую технологическую необходимость. Вплоть до того, что на каждый кластер можно поставить 4 одинаковых модуля, повысив тем самым производительность. С серьезной экономией площадей и энергоресурсов. 

Часто задается вопрос - а 300 мм это для кого, собственно?

Во-первых, на этот вопрос мы уже отвечали более 10 лет тому назад, когда входили в работу на пластинах 200 мм. На сегодняшний день - создание оборудования под 300 мм - это уникальный опыт в стране. Это была весьма сложная и непростая задача. Простым масштабированием геометрических размеров 200-мм реактора невозможно обеспечить те же самые процессы на пластине 300 мм.

Использовалось серьезное математическое моделирование каждого реактора с тем, чтобы получить на выходе необходимые геометрические параметры, параметры газового состава. Благодаря этому у нас было высокое "попадание" в целевые параметры еще на этапе первых экспериментальных образцов.

Микрону поставлены уже 2 кластера в исполнении 200 мм. 

Что это означает?

За основу берется конструкция 300 мм кластеров, 300-мм модули и добавляется оснастка в реакторы, меняется настройка транспортной системы и EFEM-модуль и система начинает работать в линии 200 мм. Мы поставили два таких "300-мм ready" кластера на Микрон. И если Микрон когда-нибудь будет переходить на 300 мм, то достаточно будет заменить столики и некоторую оснастку, и получит готовый 300-мм кластер. Считаю, что это правильный подход. 

- - 

 

 

((Кластер ПХТ. Это было короткое превью того, что можно было затем увидеть глазами))

 - - 

 

Конструкция реакторов - весьма сложная. Мы столкнулись с рядом технологических проблем, которые пришлось решать. В частности, это и электростатические столики (рабочий стол (подложкодержатель с биполярным электростатическим прижимом)), и кремниевый душ. В общем, приходилось решать задачи - от применения новых, неизвестных нам ранее материалов, до новых конструкций, узлов и механизмов. Вся эта конструкция - наша. Естественно мы пользовались какими-то материалами, которые есть в открытом доступе, но разработка - полностью наша. Естественно, с предварительным моделированием. 

- - 

 

Конструкция кластера ПХО в целом очень похожа на конструкцию кластера ПХТ, тот же транспортный узел, в частности, но другой состав реакторов, они рассчитаны на работу с процессом осаждения. EFEM-модуль перемещает пластину в транспортную камеру. Транспортный робот перемещает пластину между модулями в соответствии с маршрутом. 

- - 

 

Как вообще происходит работа с министерством по назначению параметров? Первоначально делается какой-то драфт. Он передается конечным пользователям - производственникам. Они меняют параметры на те, что им хотелось бы видеть, как правило, в сторону усложнения. Иногда получаем настолько сложный набор, что даже не ясно - это вообще можно получить? 

В случае с этой разработкой, мы добились соблюдения всех параметров, которые были записаны в ТЗ. На сегодня мы можем с уверенностью заявлять, что наше оборудование находится на хорошем мировом уровне. Есть, чем гордиться. 

На картинке показан реактор ПХО. Для субатмосферного модуля мы, с партнерской компанией разработали систему подачи жидкости, впервые в стране это сделано и работает уже у нас в оборудовании. 

((прим RUSmicro: речь идет о системе подачи и испарения жидкого TEOS (тетраэтоксиксилана), который служит прекурсором (исходным веществом) в процессе химического осаждения из газовой фазы (CVD). В реакторе TEOS, то есть (C2H5O)4Si,  разлагается с образованием тонкой пленки диоксида кремния (SiO₂) на поверхности кремниевых пластин)). 

- -

 

Современное оборудование - это еще и развитая система управления. Все системы управления, которыми комплектуется наше оборудование, разработаны полностью нами. Это было сложно. 

Во-первых, это централизованное управление. Все работа кластера, от управления движением пластин до запуска технологических процессов, координируется с одной рабочей станции. Все заведено в единую логику и действует с одного монитора.

Понятно, что мы постарались сделать единый, понятный интерфейс. Он позволяет посмотреть различные аналитики для оператора. Можно мониторить процессы. Можно загружать все рецепты. Все с одного экрана.

Мы постарались сделать все это на современной аппаратной архитектуре.

Обеспечена возможность подключения нашего оборудования в среду MES (Manufactoring Execution System). Это внешняя управляющая система, которая поддерживает те же протоколы, что и любой датчик на оборудовании. А значит есть возможность собирать любую статистику, контролировать любые ситуации. \\

--

Оглавление материалов, посвященных встрече - здесь 

--

За новостями наземного и спутникового телекома удобно следить в телеграм-канале abloud62. Региональные новости телекома, новости искусственного интеллекта и ЦОД вы найдете в канале abloudRealTime, новости микроэлектроники можно найти в моем канале RUSmicro, также подключайтесь к каналу Бойко про телеком ВКонтакте

теги: микроэлектроника ПХО ПХТ плазмохимического производственное оборудование Элемент НИИМЭ НИИТМ Микрон

--