सिंघुआ विश्वविद्यालय में इंजीनियरिंग भौतिकी विभाग के प्रोफेसर तांग चुआनज़ियांग की टीम ने अत्यधिक पराबैंगनी (ईयूवी) लिथोग्राफी मशीन प्रकाश स्रोतों के अनुसंधान में महत्वपूर्ण प्रगति की है। इस प्रकाश स्रोत परियोजना को एसएसएमबी-ईयूवी (स्टेडी-स्टेट माइक्रो-फोकस्ड एक्सट्रीम अल्ट्रावॉयलेट लाइट सोर्स) कहा जाता है।

प्रोफेसर तांग चुआनज़ियांग ने 2022 में चीनी भौतिकी बी जर्नल में एक व्यापक समीक्षा लेख प्रकाशित किया। लेख एक स्पष्ट अवलोकन प्रदान करता है, जिसमें ईयूवी प्रकाश स्रोतों के संबंध में सभी संभावित प्रश्नों को संबोधित किया गया है, जिन पर परियोजना टीम पहले ही विचार कर चुकी है। पेपर का पूरा पाठ 16 पृष्ठों में फैला है। यहां, मैं कई प्रमुख प्रश्नों का संक्षिप्त सारांश और रूपरेखा प्रदान करूंगा जिनमें आपकी रुचि हो सकती है।

क्या एसएसएमबी-ईयूवी एक पीपीटी है?

नहीं, यह नहीं है! सिंघुआ विश्वविद्यालय ने एसएसएमबी-ईयूवी परियोजना के भौतिक सैद्धांतिक सिद्धांतों का 0 से 1 तक प्रायोगिक सत्यापन किया है, और यह सीमित प्रायोगिक स्थितियों के तहत किया गया था। इसलिए, भौतिक सिद्धांत अत्यधिक विश्वसनीय है। हालाँकि, यदि इस परियोजना का अंतिम लक्ष्य उन्नत चिप निर्माण में उपयोग किया जाना है, तो भौतिक सिद्धांतों के सफल प्रयोगात्मक सत्यापन का मतलब यह नहीं है कि यह व्यावसायिक रूप से चालू हो सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि उन्नत चिप्स के बड़े पैमाने पर और विश्वसनीय उत्पादन के लिए अतिरिक्त प्रौद्योगिकियों के विकास और लागत नियंत्रण की आवश्यकता होती है, जो अलग-अलग आयाम हैं।

वर्तमान में, सिंघुआ विश्वविद्यालय ने एसएसएमबी-ईयूवी टीम का गठन किया है और एसएसएमबी-ईयूवी प्रकाश स्रोत के लिए तीन प्रमुख तकनीकी चुनौतियों का सामना किया है:

1. लेजर मॉड्यूलेटर: एसएसएमबी की अवधारणा परिचय से, यह देखा जा सकता है कि लेजर मॉड्यूलेटर माइक्रोवेव आरएफ गुहा से मेल खाता है और एसएसएमबी और पारंपरिक भंडारण रिंगों के बीच सबसे महत्वपूर्ण अंतर है। एसएसएमबी को प्राप्त करने के लिए, लेजर पावर को मॉड्यूलेट करना और इसे चरण लॉक करना आवश्यक है। एक उच्च बीम कर्तव्य चक्र को प्राप्त करने और इस प्रकार एसएसएमबी विकिरण की औसत शक्ति को बढ़ाने के लिए, निरंतर तरंग या उच्च-कर्तव्य-चक्र संग्राहक लेज़रों का उपयोग करने की आवश्यकता होती है। इन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, एसएसएमबी के लेजर मॉड्यूलेशन सिस्टम के लिए एक ऑप्टिकल गेन कैविटी की योजना बनाई गई है।

2. लंबी-नाड़ी इंजेक्शन प्रणाली: उच्च विकिरण शक्ति प्राप्त करने के लिए, एसएसएमबी में उच्च औसत वर्तमान घनत्व, लगभग 1A है। लंबी पल्स (सैकड़ों नैनोसेकंड की सीमा में) के साथ एक बड़ी चार्ज राशि के इंजेक्शन को प्राप्त करने के लिए विशेष डिजाइन की आवश्यकता होती है। एसएसएमबी ऑपरेशन के दौरान बिजली के उतार-चढ़ाव को कम करने के लिए, एसएसएमबी के लिए लगभग स्थिर बीम करंट के साथ टॉप-अप मोड में काम करना वांछित है। इसके अलावा, टॉप-अप मोड एकल इंजेक्शन बीम की तीव्रता की आवश्यकताओं को भी कम कर सकता है।

3. रैखिक प्रेरण त्वरक: एसएसएमबी भंडारण रिंग के बीम कर्तव्य चक्र को बेहतर बनाने के लिए, निरंतर लेजर का उपयोग करने के अलावा, पारंपरिक भंडारण रिंगों की तुलना में लंबी-पल्स इलेक्ट्रॉन बीम की ऊर्जा पुनःपूर्ति के लिए विभिन्न आवश्यकताओं का प्रस्ताव किया गया है। एसएसएमबी बीम की ऊर्जा पुनःपूर्ति प्राप्त करने के लिए मेगाहर्ट्ज पुनरावृत्ति दर पर संचालित एक रैखिक प्रेरण त्वरक एक व्यवहार्य विकल्प है।

इस वर्ष फरवरी में, परियोजना ने ज़िओंगन में साइट चयन जांच की।

ईयूवी लिथोग्राफी के लिए एसएसएमबी-ईयूवी प्रकाश स्रोत के संभावित लाभ

1) उच्च औसत शक्ति: एसएसएमबी स्टोरेज रिंग कई ईयूवी बीमलाइनों की स्थापना का समर्थन कर सकती है, जो लिथोग्राफी के लिए एक उच्च-शक्ति रोशनी स्रोत और मास्क और ऑप्टिकल उपकरणों के लिए एक पहचान स्रोत दोनों के रूप में काम करती है। यह ईयूवी प्रतिरोधी सामग्रियों पर अनुसंधान के लिए भी सहायता प्रदान कर सकता है।

2) संकीर्ण बैंडविड्थ और उच्च कोलिमेशनSSMB प्रकाश स्रोत EUV लिथोग्राफी के लिए 2% से कम की संकीर्ण बैंडविड्थ आवश्यकता को आसानी से पूरा कर सकता है और 0.1 mrad के कोणीय परास में केंद्रित विकिरण प्राप्त कर सकता है। संकीर्ण बैंडविड्थ और उच्च कोलिमेशन विशेषताएँ SSMB तकनीक पर आधारित EUV लिथोग्राफी ऑप्टिकल प्रणालियों के लिए नवीन डिज़ाइनों को सक्षम बनाती हैं, साथ ही EUV ऑप्टिकल दर्पणों की प्रक्रिया की कठिनाई को भी कम करती हैं।

3) उच्च स्थिरता सतत तरंग आउटपुट: एसएसएमबी आउटपुट निरंतर या अर्ध-निरंतर तरंग विकिरण के रूप में है, जो विकिरण शक्ति में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव से बच सकता है जो चिप्स को नुकसान पहुंचा सकता है। स्टोरेज रिंग लाइट स्रोत में अच्छी स्थिरता है, और एसएसएमबी स्टोरेज रिंग का टॉप-अप ऑपरेटिंग मोड प्रकाश स्रोत की दीर्घकालिक उपलब्धता को और बेहतर बनाता है।

4) स्वच्छ विकिरण: एलपीपी-ईयूवी प्रकाश स्रोतों की तुलना में, एसएसएमबी में ऑसिलेटर विकिरण का उच्च वैक्यूम वातावरण लिथोग्राफी में उपयोग किए जाने वाले ऑप्टिकल सिस्टम दर्पणों को दूषित नहीं करता है। इससे दर्पणों का जीवनकाल काफी बढ़ जाता है।

5) स्केलेबिलिटी: एसएसएमबी सिद्धांत छोटी तरंग दैर्ध्य की ओर आसान विस्तार की अनुमति देता है, जिससे 6.xnm की तरंग दैर्ध्य का उपयोग करके अगली पीढ़ी की ब्लू-एक्स लिथोग्राफी तकनीक की संभावना बचती है।

निष्कर्ष

सिंघुआ विश्वविद्यालय द्वारा विकसित ईयूवी लिथोग्राफी समाधान वास्तव में एक वैकल्पिक दृष्टिकोण है। हालाँकि, इस नए भौतिक सिद्धांत के अनुप्रयोग के लिए इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी, सामग्री विज्ञान, रसायन विज्ञान, कम्प्यूटेशनल लिथोग्राफी, मुखौटा निर्माण, ऑप्टिकल लेंस और दर्पण पर अनुसंधान सहित विभिन्न तकनीकी क्षेत्रों में व्यापक और दीर्घकालिक तकनीकी विकास और परीक्षण-और-त्रुटि की आवश्यकता होती है। और इस दृष्टिकोण का उपयोग करके उन्नत चिप्स के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए अति-सटीक निरीक्षण। इसके अलावा, पर्याप्त अनुसंधान और विकास निवेश की आवश्यकता होती है, जिससे यात्रा चुनौतीपूर्ण और समय लेने वाली हो जाती है।

हम शीघ्र ही सिंघुआ के एसएसएमबी-ईयूवी समाधान के औद्योगिक कार्यान्वयन में पर्याप्त प्रगति देखने की उम्मीद करते हैं।