硅如何被氧化,或如何在俄罗斯启动高科技生产



在俄罗斯能否创造出欧洲水平的高科技产品(例如MEMS)?投产会达到计划的日期和预算吗?产品会是高质量的,并且可以出口吗?映射器的答案是肯定的。



背景知识


我将从起源开始。 2000年,在位于荷兰代尔夫特的代尔夫特理工大学的基础上成立了Mapper光刻技术,其主要思想是创建高性能的无掩模电子光刻技术。简而言之,该技术的含义如下:将一个电子束分成13,000束射线,然后分别控制,准直,聚焦等这些束射线。特殊的电子透镜,是具有大量通孔的板。因此,设备的关键元件是由大约20种不同元件组成的电子光学柱。有关Mapper光刻技术如何工作的更多信息,请参见BarsMonster文章 “微电子产品生产的可能未来:Mapper光刻技术的无掩模多径电子光刻技术我们将重点关注本文中的短语之一:“ ...所有这些带有“孔”的微板都是根据串行工厂中已开发的MEMS技术工艺制成的……”这对于我们整个未来的发展至关重要。

因此,经过长时间的原型开发和制造,Mapper光刻技术诞生了,当时它需要大量高质量且可复制的电子光学元件。最初的样品是在代尔夫特大学制造的,但是制造原型并证明这一概念是一回事,而建立具有严格质量控制的大规模生产是另一回事,而大学的任务不是。显而易见的下一步是“在批量工厂中验证工艺流程”,但是Mapper光刻在这里等待着令人不快的惊喜-没有制造商想要制造这种元件。首先,对于传统的MEMS生产而言,Mapper光刻对电子光学MEMS元件的要求过高。举个例子电子束空穴与已经存在的CMOS逻辑相结合的精度应不超过100纳米;在传统的MEMS工厂中,主要使用接触光刻技术,这种方法无法实现比微米更好的对准精度。其次,Mapper光刻需要专门开发的计量系统来控制电子透镜的质量,而通常的MEMS工艺中并没有使用这些系统。第三,元件的生产量太小(每年最多数千个)。因此,“经验证的串行工厂技术流程”不合适。Mapper光刻技术需要专门开发的计量系统来控制电子透镜的质量,这在常规MEMS工艺中是不使用的。第三,元件的生产量太小(每年最多数千个)。因此,“经验证的串行工厂技术流程”不合适。Mapper光刻技术需要专门开发的计量系统来控制电子透镜的质量,这在常规MEMS工艺中是不使用的。第三,元件的生产量太小(每年最多数千个)。因此,“经验证的串行工厂技术流程”不合适。

根据荷兰人的正确决定,如果工厂不归穆罕默德所有,则穆罕默德将建立自己的工厂。但是,在这里出现了一个令人不愉快的问题:钱,Zin在哪里?需要投资者,您可以找到他们,但是作为交换投资,他们希望获得很大的一块蛋糕,尤其是在知识产权领域。该项目几乎陷入僵局,但是Rusnano提出了一个有趣的建议:我们以在俄罗斯建造工厂为主要条件进行投资。他们商定了一切,并做出了决定:Mapper Lithography接收了一家按其需求设计和建造的MEMS工厂;俄罗斯获得MEMS工厂的世界一流技术,熟练的工作等。正如美国人所说:“双赢局面”。因此诞生了LLC Mapper,在荷兰人称为Mapper LLC。

我希望我能回答他们在参观我们工厂时经常被问到的一个问题:“为什么在俄罗斯?”

映射器工厂的历史


我通常听到的下一个问题是:“这一切对您有什么帮助?” 让我们按顺序开始。

初始阶段


在决定在莫斯科建立工厂之后,Mapper的故事分为两个平行过程:在莫斯科和代尔夫特。Mapper的莫斯科部分由总经理和运营总监(荷兰人),总会计师和运营工程师(俄罗斯人)组成,从事工厂的建设,由生产总监领导的生产部门位于代尔夫特,从事工程技术人员的培训和生产设备的选择线。

座位选择


对于工厂的组织,考虑了两种选择:租用现成的无尘室或自己建造。考虑了各种可能性之后,荷兰人得出结论,建造自己的无尘室将是最有效的,尽管不是从零开始,而是在高科技城市“莫斯科”(以前是AZLK“ 莫斯科维奇”)的屋顶下进行Technopolis提供了翻新的车间(仅需建造内墙),基础设施(水,电,暖气,污水等),便利的地理位置,自己的海关站等。此外,各种高科技公司聚集在一个屋檐下,众所周知,它们在一起更容易生存。

工厂建设


施工于2013年11月开始。照片说明了2013年11月28日的施工状态。



因此,在2014年3月25日,光刻区域看起来像:



在YouTube上可以看到Timelapse视频(从11月22日到4月11日,三分钟):



6月,我们搬到新办公室,6月2日发布了第一批产品(基本上不需要洁净室的玻璃垫片),7月3日,在Sobyanin和Chubais在场的情况下开设了工厂:



有关此事件视频可以在这里看到应该注意的是,产品的实际生产尚未启动,因此,可以放纵总体。

荷兰时期


从工厂建设结束起,我们按照四个坐标运输:从莫斯科到代尔夫特,以及时光倒流-在2013年,更确切地说,是它的开始。莫斯科的工厂仅处于设计阶段,但是代尔夫特的工作已经全面展开-在施工完成时,工厂应配备设备和合格人员。两者的准备工作都在荷兰代尔夫特(Delft)进行。

让我们简要介绍一下LLC Mapper创建时Mapper光刻中的可用技术。如上所述,Mapper光刻法诞生于代尔夫特理工大学的墙壁内,因此一直与它有密切的联系。因此,当出现有关制造电子光学MEMS元件的问题时,大学的洁净室是自然的选择,现在必须将大学技术转移到生产中。

因此,我们有以下任务:了解现有的大学技术,将其转移到生产轨道上,并为这些生产任务选择合适的设备。如果大学技术是按照“我们使用设备”的原则开发的,那么我们的技术就是基于“我们购买获得高质量最终结果所必需的设备”的原则。

选择设备时,我的经验派上了用场-在欧洲半导体研发和生产领域工作了15年-首先是在比利时的IMEC研究中心,然后是德国的GlobalFoundries工厂(以前是AMD工厂)。仔细选择设备:首先,对设备的要求进行汇编,讨论和批准,找到潜在的供应商(通常为2-3家公司),进行演示实验(通常会拜访设备供应商公司),然后根据一般要求从几家公司中选择供应商公司印象和设备价格。应该注意的是,首先是要符合要求,而不是价格。所以深蚀刻硅设备是市场上最昂贵的设备(竞争对手的价格是后者的一半),因为它只能满足对元件生产的严格要求。此外,制造商专门生产用于生产的设备,而竞争对手专门生产用于大学和研究中心的设备。另一方面,尽管在质量方面没有妥协,但通过优化设备生产线并与数家潜在供应商进行有能力的招标,所有设备的购买不仅超出了预算,而且节省了15%(我注意到节省的钱是花费在建造洁净室上的费用,因为它们的成本确实比最初计划的要高。

在设备选择和购买的同时,我们的工程师接受了Mapper光刻术的培训。由于我们购买的设备与代尔夫特(Delft)的设备大部分不同,因此目标不是要学习如何使用设备,而是要了解最终的结果。此外,有必要学习母公司使用的业务流程-如何准备报告,如何制定决策等。

人们对计划工厂的启动给予了极大的关注。对于每件设备,都要编制一份必要的动作清单(几百点),就像起飞前的飞行员一样,必须在设备准备投入运行之前完成这些动作。结果,精心的计划得到了回报-所有设备的交付均按时完成,设备花了大约两个月的时间启动(个别设备发生了不良预测,例如制造商破产)。

在我加入公司时(2013年5月),当时有三名工程师,一名总会计师和一名总经理。到工厂启动时(2014年5月),Mapper已在荷兰培训了15名工程师。

工厂启动


由于周密的计划,除了一家设备制造商的破产之外,工厂的启动没有任何多余的余地-设法生产设备并部分启动设备是一件好事,但他必须在第三方公司的参与下自己完成设备。

团队的协调工作使我们能够在2014年8月生产出第一个硅元件(投影电子透镜)。从第一个技术单元拆箱到现在已经过去了四个月。

今日-工厂特色




今天,我们的工厂已成为一条近乎完整的生产线,用于在100 mm板上生产现代MEMS。我们具有以下技术能力:

  • 光刻(分辨率高达300 nm,可以组合板的正面和背面)
  • 等离子化学蚀刻(包括使用博世方法进行的深蚀刻)
  • 电介质和金属膜的沉积
  • 高温氧化
  • 液体化学处理
  • 度量衡(标准和专业计量,由Mapper Lithography开发)

几乎所有的安装都是机械手-料盒中的印版被送入机械手进行处理。

我们已经掌握了Mapper Lithogrpahy所需的几乎所有电子光学元件的生产,现在我们正在开发最后一种剩余元件的处理技术-控制电子束的电极。电极本身是由承包的板制造商生产的,我们的任务是在不损坏原始芯片的情况下,以高精确度蚀刻通孔以使电子束通过。

最初希望我们的工厂能够为母公司生产除电子光学元件以外的其他产品的希望没有实现。俄罗斯市场的需求非常低,此外,我们所需要的合同制版商也没有需求-每个人都需要现成的设备,但是没有公司可以用现成的板来制造此类设备。但这是另一篇文章的主题。到目前为止,除了我们的主要订单外,我们还只制造了10个板的一批加速度计。

结论


我们经常听到:“好吧,您创办了显微工厂,创造了30个工作岗位,对于我们的经济而言,这简直是九牛一毛。” 原则上,是的,从俄罗斯经济的角度来看,我们是微不足道的。但是我们的优点在于别处。在我们的示例中,我们表明,在俄罗斯,很有可能在欧洲一级创造高科技产品。钱没有被偷,发射不会拖延多年。俄罗斯公司可以高质量地工作,并按时履行所有合同义务。“俄罗斯制造”的铭文不会引起咧嘴笑,而是会引起骄傲。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN392983/


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