Интернет будущего: в Москве создают самые быстрые чипы

Резидент особой экономической зоны «Технополис Москва» и единственное в России предприятие, занимающееся производством фотонных интегральных схем, расположено в Зеленограде. «Вечерняя Москва» побывала на производстве и выяснила, как создается техника для современных телекоммуникаций и новых вычислительных платформ.

Московский центр фотоники находится на стадии запуска производства фотонных интегральных схем (ФИС). Что такое фотонные интегральные схемы? Это устройства, преобразовывающие оптический сигнал в электрический, и наоборот. Схемы, встроенные в трансиверы, обеспечат передачу данных со скоростью свыше 100 гигабит в секунду при значительном снижении энергопотребления.

Строгие правила

Подходя к центру, сразу замечаешь необычную, углообразную форму здания ярко-красного цвета. У входа нас встречает заместитель генерального директора Евгений Данилкин.

— Важно соблюдать большое количество правил, так как производство фотонных схем — процесс кропотливый и долгий. Производство одного изделия занимает до трех с половиной месяцев, — подчеркивает он.

Мы проходим в помещение, где надеваем защитный костюм — комбинезон, плотные бахилы, которые закрывают всю ногу и напоминают «сапоги-луноходы», шапочку, резиновые перчатки, а также маску. Перед чистой зоной проходим обдувку в воздушном шлюзе, чтобы не осталось и пылинки. Кстати, сотрудницам предприятия даже запрещено наносить макияж.

— Такие меры объясняются тем, что даже мельчайшая частица кожи способна повлиять на качество готового изделия. Для сравнения: типичный размер элемента схемы составляет 0,2 мкм, и частица вдвое меньше этого значения может нарушить работу схемы и привести к браку. Чтобы лучше представить масштаб: диаметр человеческого волоса — примерно 70 мкм, — поясняет Евгений. 

Чистая зона

В чистой зоне нас встречают другие сотрудники. Вокруг — ничего лишнего, лишь белые стены и длинный коридор. Здесь расположены помещения с разными классами чистоты, соответствующими международным стандартам. Например, в комнате с классом ИСО 5 воздух обновляется специальными фильтрами порядка 350 раз в час.

— Здесь находится оборудование для обработки кремниевых пластин — носителя, на котором формируются фотонные интегральные схемы, — указывает Евгений на огромный производственный комплекс.

Кристальное производство

Производство схем — это многоэтапный циклический процесс, в котором на КНИ (кремний на изоляторе) пластине наносятся тончайшие слои и формируются волноводы, резонаторы, мультиплексоры, ответвители, модуляторы и фотодетекторы. Сначала пластину очищают растворами, затем термическим окислением выращивают изолирующую пленку. Далее — фотолитография: нанесение фоторезиста, экспонирование через маску и проявление — так на пластине получается рисунок будущих элементов. Затем проводят травление (удаление незащищенных участков) и внедряют ионы примесей для создания в волноводах областей с разной проводимостью. Например, процесс жидкостной обработки выглядит так: пластину погружают в ванну с раствором для удаления органических загрязнений, оксидов или металлических слоев с целью подготовки поверхности. На участке есть оптическая инспекция, которая выявляет недочеты.

— В большинстве случаев мы обрабатываем системы агрессивными составами, кислотами. Но все это происходит максимально безопасно для сотрудников, — подчеркивает инженер-технолог жидкостных процессов Максим Лазунин.

Следующее место — зона для нанесения фоторезиста — фоточувствительного материала, используемого для создания точных топологических рисунков. Затем выполняется экспонирование — проецирование с фотошаблона на поверхность пластины.

— Процесс немного напоминает печать фотографий, снятых на пленочную камеру, — поясняет Евгений.

Действительно, освещение в этой зоне отличается от предыдущих: свет здесь оранжевый. Специалисты наносят фоторезист на пластину, затем помещают ее в печь для подсушки, после — в сканер, который проецирует на поверхность рисунок. На пластине можно различить квадратные участки — это кадры (поля экспонирования), и их может быть от 40 до 130, в зависимости от размера чипа. Мы переходим в другое помещение, где представлен большой парк технологического оборудования.

— Здесь мы травим слои пластин. Это нужно для создания четкого топологического рисунка в слое и для формирования фотонной интегральной схемы, — рассказывает инженер-технолог Андрей Ступин.

Внимание привлекает большой загрузочный шлюз. 

— Здесь подключаются камеры, позволяющие разделить производственные процессы и не смешивать различные материалы, которые могут привести к загрязнению пластины, — объясняет Андрей.

— У нас цикличное производство, поэтому изделия могут возвращаться на какой-то из этапов, — добавляет Евгений.

Весь цикл — литография, травление, легирование, осаждение — повторяется десятки раз, после чего пластину тестируют и разрезают на отдельные чипы.

Уникальное предприятие требует уникальных специалистов. Интересуюсь, удалось ли найти достаточное количество квалифицированных сотрудников.

— Сегодня нам удалось собрать команду из 100 специалистов, но в планах — увеличить штат в два раза. Найти сотрудников очень сложно из-за узкопрофильности специальностей, поэтому процесс не быстрый, — отмечает Евгений.

Центр планирует расширить производство и выпускать до 500 тысяч схем в год.

Материал подготовлен изданием "Вечерняя Москва".