पूर्ण रेडियोमेट्रिक माप न केवल लिथोग्राफी प्रक्रियाओं और उपकरण स्वीकृति परीक्षणों के विकास के लिए बल्कि ईयूवी प्रकाश उत्पादन प्रक्रियाओं की मात्रात्मक समझ के लिए भी महत्वपूर्ण है। इस प्रक्रिया का पूर्वानुमानित मॉडलिंग स्वयं ईयूवी उपकरणों के विकास से पिछड़ गया है। मॉडल सटीकता में सुधार के लिए मॉडल इनपुट और आउटपुट दोनों के लिए सटीक प्रयोगात्मक डेटा की आवश्यकता होती है। औद्योगिक ईयूवी प्रकाश उत्पादन के संदर्भ में, इन्फ्रारेड लेजर और 13.5 एनएम प्रकाश के लिए विशिष्ट नए विकिरण मेट्रोलॉजी उपकरणों का विकास ऐसा डेटा प्रदान करेगा।

औद्योगिक सहयोग की कमी है क्योंकि जिन औद्योगिक लिथोग्राफी उपकरणों की यहां चर्चा की जा रही है वे एकमात्र उपकरण हैं जो प्रकाश की मात्रा उत्पन्न करने में सक्षम हैं जिन्हें मापने के लिए इन डिटेक्टरों को डिज़ाइन किया गया है। इन उपकरणों से जुड़ी बौद्धिक संपदा की संख्या को देखते हुए, सरकार और उद्योग प्रतिनिधियों के लिए सहयोग करना महत्वपूर्ण होगा। कार्य समूह की बैठकों में प्रारंभिक चर्चा से संकेत मिलता है कि उद्योग गोपनीयता समझौते की सुरक्षा के बिना प्रासंगिक विवरणों पर चर्चा करने को तैयार नहीं है।

2.3 प्लाज्मा भौतिकी और मॉडलिंग: प्रकाश-पदार्थ अन्योन्यक्रिया

EUVL एकीकृत सर्किट बनाने के लिए 13.5nm फोटॉन का उपयोग करता है। इस प्रकाश का प्राथमिक स्रोत शक्तिशाली लेजर द्वारा उत्पन्न एक बहुत गर्म टिन प्लाज्मा है। लेजर मापदंडों को टिन आयनों का उत्पादन करने के लिए समायोजित किया जाता है जो मुख्य रूप से 13.5nm (उदाहरण के लिए, Sn10+-Sn15+) के करीब उत्सर्जित होते हैं। जबकि अधिकांश प्लाज्मा गुणों का कई प्रयोगों में पता लगाया गया है, बेहतर टिन प्लाज्मा स्रोतों को विकसित करने के लिए विश्वसनीय और कुशल सैद्धांतिक समर्थन महत्वपूर्ण है। कार्य समूह की बैठकों में कई प्रस्तुतियों सहित प्लाज्मा भौतिकी पर चर्चा को रिपोर्ट के एक खंड में समेकित किया गया है। यह खंड प्लाज्मा भौतिकी, वर्तमान तकनीकी स्थिति और इस क्षेत्र में आगे बढ़ने के लिए अमेरिकी उद्योग और एनआईएसटी शोधकर्ताओं की जरूरतों पर केंद्रित है।

लेजर-निर्मित टिन प्लाज़्मा से प्रकाश उत्सर्जन की उन्नत गणना आमतौर पर बड़े पैमाने पर कोलिजनल-रेडिएटिव (सीआर) कोड का उपयोग करके की जाती है जो फोटॉन उत्सर्जन के लिए अग्रणी सबसे महत्वपूर्ण भौतिक प्रक्रियाओं को समझाने का प्रयास करती है। इनमें इलेक्ट्रॉन टकराव उत्तेजना, डी-उत्तेजना और आयनीकरण, विकिरण, दो-इलेक्ट्रॉन और तीन-शरीर पुनर्संयोजन, और ऑटोआयनीकरण, अन्य शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, विकिरण परिवहन और अपारदर्शिता के साथ-साथ विकिरण हाइड्रोडायनामिक्स मॉडलिंग आवश्यक हो सकती है।

प्लाज्मा मॉडलिंग भी भौतिक अंतःक्रियाओं का समर्थन करने वाले मूलभूत भौतिक तंत्रों पर जानकारी की कमी के कारण सीमित है। इसके परिणामस्वरूप उच्च मात्रा में विनिर्माण का समर्थन करने के लिए प्लाज्मा इंजीनियरिंग में परिवर्तनकारी के बजाय वृद्धिशील प्रगति हो सकती है। उद्योग-सरकारी प्रयोगशाला साझेदारियाँ प्लाज्मा प्रक्रियाओं को समझने और नियंत्रित करने की कोशिश कर रही हैं और उन्होंने अपनी सफलताओं की सूचना दी है। उद्योग सिमुलेशन विशेषज्ञ यह भी बताते हैं कि कैसे जटिल सिमुलेशन अलग-अलग समय के पैमाने पर कई भौतिक डोमेन को शामिल करते हैं।

ईयूवी प्रकाश उत्पादन और दक्षता में सुधार के लिए इंजीनियरिंग प्रयासों के मार्गदर्शन में इसकी व्यावहारिकता के संबंध में प्लाज्मा मॉडलिंग अनसुलझे प्रश्नों की स्थिति में मौजूद है। उदाहरण के लिए, आउट-ऑफ़-बैंड फोटॉन के मॉडलिंग के साथ-साथ आयनों और इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन पूर्वानुमानित अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है जो चिप उत्पादन दक्षता को काफी बढ़ाएगा। रुचि का एक अन्य क्षेत्र ईयूवी प्रतिरोध में फोटॉन, इलेक्ट्रॉन और रासायनिक इंटरैक्शन है, जो ईयूवीएल उद्योग में एक सतत अनुसंधान रुचि है। इसलिए, प्लाज्मा भौतिकी मॉडलिंग ईयूवी ऑप्टिकल घटकों के लिए भी प्रासंगिक है। ईयूवी ऑप्टिकल उपकरण और सामग्री निम्नलिखित अनुभाग (2.4) में शामिल हैं।

पिछले तीन वर्षों में, ईयूवीएल मॉडलिंग समुदाय ने ईयूवीएल कोड तुलना कार्यशालाओं का आयोजन करके सीआर कोड के लिए दीर्घकालिक सत्यापन और बेंचमार्किंग कार्यक्रम शुरू किया है। यह दृष्टिकोण 25 वर्षों से अधिक समय से एनआईएसटी परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी समूह (एएसजी) द्वारा आयोजित गैर-एलटीई कोड तुलना कार्यशालाओं की श्रृंखला के बाद तैयार किया गया है। जैसे, एनआईएसटी परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी समूह (एएसजी) को ईयूवीएल के लिए सीआर कोड की बुद्धिमान तुलना के लिए एक नया ईयूवीएल डेटाबेस और एक आधुनिक तुलना उपकरण विकसित करने का काम सौंपा गया है। अब तक, वर्णित कार्य प्रत्यक्ष वित्तीय सहायता के बिना सफलतापूर्वक पूरा किया गया है, और दो सबसे हालिया ईयूवीएल कार्यशालाओं के प्रतिभागियों ने अपने सॉफ़्टवेयर पैकेजों की तुलना करने के लिए डेटाबेस और उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस का उपयोग किया है। फिर भी, भविष्य की कार्यशालाओं का उद्देश्य नए भौतिक मापदंडों का विश्लेषण करना है जिनके लिए डेटाबेस और उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस में व्यापक संशोधन की आवश्यकता होती है। इसलिए इस अनुसंधान क्षेत्र के विकास का समर्थन करने के लिए कई वर्षों में दीर्घकालिक प्रतिबद्धता को इंगित करने के लिए स्थिर वित्त पोषण की आवश्यकता है।

एनआईएसटी शोधकर्ताओं द्वारा बताए गए भविष्य के निर्देशों में से एक मुख्य रूप से बहु-परत परावर्तकों की उपलब्धता के आधार पर छोटी तरंग दैर्ध्य योजनाओं का अध्ययन करना है। यह उच्च आयनीकरण राज्यों (तथाकथित "ईयूवी से परे") में टिन से परे भारी तत्वों द्वारा उत्पन्न फोटॉन की तुलना में कम तरंग दैर्ध्य वाले फोटॉन का उत्पादन करेगा। दुर्भाग्य से, व्यापक अनुसंधान समुदाय के पास 20+ गुना आयनीकरण के साथ उच्च-जेड तत्वों के स्पेक्ट्रा का पर्याप्त ज्ञान नहीं है। एनआईएसटी परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी समूह (एएसजी) के पास ईयूवीएल समुदाय को भविष्य के प्लाज्मा स्रोतों के लिए स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा पर सबसे सटीक जानकारी प्रदान करने के लिए प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक दोनों क्षमताएं हैं। इस प्रयोजन के लिए, एनआईएसटी इलेक्ट्रॉन बीम आयन ट्रैप (ईबीआईटी) न केवल 70+ तक के चार्ज के साथ आयन उत्पन्न कर सकता है, बल्कि इस सीमा के भीतर ईयूवी और सॉफ्ट स्पेक्ट्रा में सबसे सटीक और विस्तृत स्पेक्ट्रा भी रिकॉर्ड कर सकता है। एनआईएसटी एएसजी टीम उच्च परिशुद्धता वाले बड़े पैमाने पर वर्णक्रमीय गणनाओं के लिए अत्याधुनिक परमाणु तरीकों और कोड का भी उपयोग करती है। सिद्ध क्षमताओं को ईयूवीएल के लिए भविष्य के प्लाज्मा स्रोतों पर सटीक डेटा की मांग को पूरा करना चाहिए। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जब उद्योग के प्रतिनिधियों को ईयूवी के लिए भविष्य के संसाधनों के बारे में सूचित किया गया, तो उन्होंने कहा कि निकट अवधि में स्रोत के रूप में टिन के अलावा अन्य सामग्रियों का उपयोग करने की कोई सार्वजनिक योजना नहीं है।

संक्षेप में, उद्योग हितधारक टिन प्लाज्मा का मॉडल बनाना चाहते हैं, और एनआईएसटी द्वारा किया जा रहा कार्य अधिक प्रयासों का समर्थन कर सकता है, लेकिन इसके लिए निवेश की आवश्यकता होगी। इसके अलावा, डिज़ाइन इंजीनियरों और वैज्ञानिकों को ईयूवी चिप उत्पादन क्षमता को अनुकूलित करने के लिए ऐसे किसी भी कोड को वाणिज्यिक सॉफ़्टवेयर में एकीकृत करना मूल्यवान लगेगा। कार्य समूह की बैठक में चर्चा तकनीकी थी, लेकिन अमेरिकी कंपनियों के हितों को सुनिश्चित करने के लिए ऐसे किसी कोड को वाणिज्यिक भागीदारों के साथ कैसे एकीकृत किया जाए, इस पर भी चर्चा हुई। अंत में, मॉडलिंग प्लाज़्मा और इंटरैक्शन ईयूवीएल घटकों पर मलबे के नकारात्मक प्रभाव को कम करने में मदद कर सकते हैं, जिस पर अनुभाग 2.4.2 में चर्चा की जाएगी। 

2.4 ईयूवी के साथ परस्पर क्रिया करने वाले घटकों का लक्षण वर्णन

यह अनुभाग ईयूवीएल स्कैनर के दो घटकों को शामिल करता है जो ईयूवी प्रकाश के साथ बातचीत करते हैं: (1) फोटोरेसिस्ट और (2) संग्रह दर्पण। कार्य समूह के उद्योग प्रतिभागियों ने उच्च-मात्रा विनिर्माण (एचवीएम) आवश्यकताओं के संबंध में एक समग्र विषय उठाया। विशेष रूप से, एचवीएम की रुचि मुख्य रूप से ईयूवीएल का उपयोग करके उत्पादित चिप्स की उपज और थ्रूपुट बढ़ाने पर केंद्रित है। एनआईएसटी के लिए वर्तमान में उपलब्ध संभावित मेट्रोलॉजी समाधानों पर अनुभाग 2 में चर्चा की जाएगी।

2.4.1 फोटोरेसिस्ट: पॉलिमर संपत्ति विवरण

सेमीकंडक्टर उद्योग के लिए फोटोरेसिस्ट प्रसंस्करण महत्वपूर्ण है। फोटोलिथोग्राफी द्वारा निर्मित नैनो-स्केल पैटर्न सभी डिवाइस घटकों और संबंधित संरचनाओं (क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर (एफईटी) में चैनलों से लेकर उपकरणों के बीच विद्युत इंटरकनेक्ट तक) के लिए आवश्यक हैं। रेंट नियम में कहा गया है कि टर्मिनलों या इंटरकनेक्ट की संख्या तार्किक ब्लॉक या गेट की संख्या के साथ बढ़ती है। यह इकाई स्तर से संबंधित है, जबकि मानक इकाइयाँ सिकुड़ती हैं, इसलिए इकाइयों से कनेक्शन भी सिकुड़ते हैं। इस अवधारणा को चित्र 8 में प्रदर्शित किया गया है।

उद्योग प्रतिभागी नई बैटरी वास्तुकला और नवीन उपकरण सामग्री का उपयोग करके सक्रिय रूप से अंतर को कम करने की आवश्यकता पर जोर देते हैं। सम्मेलन में नई इकाई संरचनाओं और सामग्रियों के उच्च-मात्रा विनिर्माण (एचवीएम) को प्राप्त करने की कठिनाई पर भी चर्चा हुई, जिसमें उपज एक प्रमुख मुद्दा है। उदाहरण के लिए, प्रति चिप 10^10 संपर्क बिंदु और Yd=अच्छा डाई/कुल डाई की एक मोल्ड उपज दी गई है, कम से कम 99% हासिल किया जाना चाहिए। एक सिस्टम में, तीसरी पीढ़ी के इंटेल कोर प्रोसेसर (क्वाड-कोर) में 1.48 बिलियन ट्रांजिस्टर होते हैं। यदि 99% उपज है, तो 1.48 मिलियन ट्रांजिस्टर ख़राब होंगे - लक्ष्य 99.99996% या 6 सिग्मा (6ए) की उपज है। उपज बहुत अच्छी होनी चाहिए, और यह प्रक्रिया नियंत्रण और दोषों पर निर्भर करती है। यदि उपज पर्याप्त है, तो ईयूवी चिप्स के उत्पादन की लागत उत्पादकता (थ्रूपुट) द्वारा निर्धारित की जाती है। दूसरे शब्दों में, बेहतर पिच रिज़ॉल्यूशन आवश्यक है लेकिन एचवीएम के लिए पर्याप्त नहीं है।

जारी रहती है...