NIST فی الحال زیادہ دباؤ اور درجہ حرارت پر ایس او ایس کی پیمائش کے لیے ایک آلہ تیار کر رہا ہے۔ ایس او ایس انسٹرومنٹ ڈاکٹر الزبتھ راسموسن کی نیشنل ریسرچ کونسل (این آر سی) کی میٹل ایڈیٹیو مینوفیکچرنگ میں پوسٹ ڈاکیٹرل فیلوشپ کا حصہ ہے۔ آلہ کے ڈیزائن اور آپریشن کے بارے میں ایک امریکی پیٹنٹ اکتوبر 2022 میں جمع کرایا گیا تھا۔ نیا دھاتی ایس او ایس آلہ NIST کے موجودہ آلے کی توسیع ہے، جو انتہائی کم درجہ حرارت اور دباؤ پر کام کرتا ہے۔ نیا آلہ فی الحال ترقی کے تحت ہے اور ٹن کی پیمائش کے لیے اضافی وقف وسائل کی ضرورت ہے۔

مزید برآں، انتہائی حالات میں پگھلے ہوئے ٹن کے لیے ٹرانسپورٹ پراپرٹی ڈیٹا (سطح کا تناؤ، واسکاسیٹی وغیرہ) فراہم کرنے کی ضرورت ہے۔ اس ضرورت کو پورا کرنے کے لیے ایک نئے حسب ضرورت میٹرولوجی کے آلے اور متعلقہ وسائل کی ضرورت ہے۔ ایس او ایس اور ٹرانسپورٹ پراپرٹی آلات دونوں میں عالمی معیار کی میٹرولوجی صلاحیتیں ہوں گی، جن میں ڈیزائن، مینوفیکچرنگ اور آپریشن کے لیے خصوصی مہارت کی ضرورت ہوگی۔

ڈیٹا اکٹھا کرنے کے بعد، اسے EoS میں جوڑنا مفید ہے۔ اس طرح کے پھیلاؤ کی ایک مثال نقل و حمل کے ارتباط یا تھرموڈینامک EoS ہے۔ فی الحال، ٹن کی نقل و حمل کی خصوصیات کے حوالے سے ارتباط موجود ہیں لیکن کوئی حوالہ EoS نہیں ہے۔ ٹن کے لیے نقل و حمل کی خاصیت کا تعلق تجرباتی اعداد و شمار سے 5-10% تک مختلف ہے اور یہ صرف ماحولیاتی دباؤ میں درست ہیں۔ یہ اعلی درجے کی میٹرولوجی کے لئے ایک موقع پیش کرتا ہے۔ NIST ریفریجرینٹ (ریفرنس فلوئڈ پرفارمنس) پروجیکٹ کے ذریعے ریفریجرینٹس اور قدرتی گیس کے مواد کے لیے حوالہ جاتی ارتباط، EoS، اور SRD بنانے میں مہارت رکھتا ہے، جو کہ 1990 کی دہائی کا ہے۔ لہٰذا، اسی طرح کی پیمائش دھاتوں، خاص طور پر ٹن کے لیے کی جا سکتی ہے، اور SRD کے لیے EoS کو تیار کیا جا سکتا ہے تاکہ ہائی فیڈیلیٹی سمیلیشنز کو بڑھایا جا سکے اور ڈیٹا سے چلنے والی EUVL ترقی حاصل کی جا سکے۔ اس ترقی میں EUV کے اخراج میں اضافہ اور ڈیجیٹل جڑواں تخلیق شامل ہو سکتی ہے، اور حوالہ مواد کی خصوصیات، ارتباط، اور EoS ان کو حاصل کریں گے۔ امریکی صنعت میں SRD یا ماڈلز کی ترسیل NIST کے قائم کردہ SRD پروگرام کے ذریعے کنٹرول شدہ طریقے سے کی جا سکتی ہے، جیسا کہ شکل 6 میں دکھایا گیا ہے۔

فی الحال، کوئی تجارتی سافٹ ویئر سسٹم موجود نہیں ہے جو ماحول کے دباؤ سے اوپر مائع مرحلے والی دھاتوں کے لیے درست یا پیش گوئی کرنے والی نقلی رہنمائی فراہم کر سکے۔ میٹرولوجی کے اس کام کو ورکنگ گروپ کے انڈسٹری ممبران کی طرف سے ڈیٹا استعمال کرنے والوں اور نقلی ڈیٹا پائپ لائنز کے نقطہ نظر سے پرجوش حوصلہ ملا ہے۔

انتہائی درجہ حرارت اور دباؤ میں تھرموڈینامک اور نقل و حمل کی خصوصیات کی کمی کے علاوہ، اجزاء کی ساخت اور پیزو الیکٹرک ڈیٹا بھی محدود ہے۔ یہ ممکنہ مادی عدم مطابقتوں کی پیش گوئی کرنے کی صلاحیت کو محدود کرتا ہے، اس طرح قطرہ قطرہ جنریٹروں کے ڈیزائن کو محدود کرتا ہے۔ نئے، اعلی درجہ حرارت (>300°C) پیزو الیکٹرک مواد کا استعمال موجودہ سیٹ اپ میں ایک فائدہ سمجھا جاتا ہے۔ ایک رکن نے اس موضوع پر Tittmann کی ایک حالیہ اشاعت کا ذکر کیا اور اس کا اشتراک کیا۔ ایسے مواد موجود ہیں، لیکن ان کا حصول مشکل اور مہنگا ہے۔ لہٰذا، تجارتی تعلقات کو یقینی بنایا جائے۔

میٹل ڈراپلیٹ جنریٹرز کا استعمال کئی دہائیوں سے سولڈرنگ اور پاؤڈر مینوفیکچرنگ میں ہوتا رہا ہے، جس میں خالص ٹن کے علاوہ سیسہ، ٹن، انڈیم، تانبا، چاندی اور سونے کے مرکب شامل ہیں۔ حیرت کی بات یہ ہے کہ بنیادی مادی خصوصیات کے حوالے سے علمی فرق ہے۔ اگرچہ EUV لتھوگرافی سے باہر ڈراپلیٹ جنریٹرز کا استعمال ورکنگ گروپ کے دائرہ کار سے باہر ہے، لیکن یہ پہچاننا فائدہ مند ہے کہ اس میدان میں ہونے والی پیشرفت دیگر اہم تکنیکی شعبوں کو بھی متاثر کر سکتی ہے۔

خلاصہ طور پر، EUVL سکینر اجزاء میں ڈراپلیٹ جنریٹرز کی اصلاح پر زور دیا گیا ہے۔ EUV چپ کی پیداوار کو بہتر بنانے کے لیے ان کے ڈیزائن میں پیشرفت کے ساتھ ساتھ، ڈراپلیٹ جنریٹرز کا مسلسل، قابل اعتماد، اور درست آپریشن واضح طور پر مطلوب ہے۔ ہائی پریشر کے تحت پگھلے ہوئے ٹن کی بنیادی تھرموڈینامک اور نقل و حمل کی خصوصیات میں پیمائش کی پیشرفت مادی خصوصیات کے حوالے سے تعلق قائم کر سکتی ہے اور معیاری حوالہ ڈیٹا (SRD) کی شکل میں پھیلائی جا سکتی ہے۔ SRD کو سمولیشن سوفٹ ویئر میں ضم کرنے سے ڈراپلیٹ جنریٹرز کے ڈیجیٹل ٹوئن سمولیشنز کو قابل بنایا جاتا ہے۔ اس طرح، ڈراپلیٹ جنریٹرز کے ماحول کی تقلید موجودہ آلات کے آپریشن اور مستقبل کے ڈیزائن میں جدت طرازی میں مدد کر سکتی ہے، جس سے اعلی NAEUV سکینر سسٹم کو ممکن بنایا جا سکتا ہے۔

2.2 EUV جنریشن کے لیے تابکاری کی پیمائش

صنعتی EUVL ٹولز میں بنیادی طور پر دو قسم کی روشنی شامل ہوتی ہے: پگھلے ہوئے ٹن (Sn) کو آئنائز کرنے کے لیے پلسڈ، ہائی پاور انفراریڈ (IR) لیزر، اور فوٹو لیتھوگرافی کے لیے 13.5nm لائٹ۔ سابقہ ​​ایک خاص طور پر تیار کردہ کاربن ڈائی آکسائیڈ لیزر (λ=10.6μm) کے ذریعے فراہم کیا جاتا ہے، جو 30kHz کی تکرار فریکوئنسی کے ساتھ تقریباً 50kW (اوسط طاقت) خارج کرتا ہے۔ ٹن آئنائزیشن کے عمل میں دو تیز رفتار اورکت لیزر دالیں شامل ہوتی ہیں: ایک دائرہ سے قطرہ کو ڈسک میں چپٹا کرنے کے لیے ایک پری پلس، اور آئنائزیشن کے لیے ایک اعلیٰ توانائی والی اہم نبض۔ انفراریڈ لیزر کی پیداوار مستقبل کے فوٹو لیتھوگرافی ٹولز کی ترقی کے لیے اہم ہے کیونکہ "EUV پاور پیمانہ کو کاربن ڈائی آکسائیڈ لیزر کی اعلی طاقتوں کی ضرورت ہوتی ہے"۔ "موجودہ تجارتی لتھوگرافی ٹولز میں، غیر مربوط 13.5nm EUV لائٹ کی زیادہ سے زیادہ آؤٹ پٹ پاور تقریباً 250W ہے، جس میں لیبارٹری کے مظاہرے 600W تک پہنچ جاتے ہیں۔" دوہری نبض کا نظام تصویر 7 میں دکھایا گیا ہے۔

NIST فی الحال انفراریڈ کیلیبریشن کو سپورٹ کرتا ہے لیکن کمرشل EUV لتھوگرافی کے لیے درکار طاقت اور نبض کے حالات کی حمایت نہیں کرتا ہے۔ جب کہ NIST فی الحال 193nm اور 248nm طول موج کا استعمال کرتے ہوئے مائیکرو فیبریکیشن انڈسٹری کے لیے انشانکن فراہم کرتا ہے، EUV طول موج کی حد کے اندر کیلیبریشن ممکن ہے، لیکن EUVL ٹولز میں استعمال ہونے والی طاقتوں سے صرف نمایاں طور پر کم طاقتوں پر۔ ان کم اختیارات کے تحت، NIST تابکاری سے سخت سلیکون فوٹوڈیوڈس اور ایلومینیم آکسائیڈ فوٹیمیشن ڈٹیکٹر، یا مناسب کسٹمر فراہم کردہ ڈیٹیکٹر، ٹرانسفر کے معیار کے طور پر انشانکن کے لیے پیش کرتا ہے۔ EUV کے اندر دیگر آپٹیکل خصوصیات بشمول فلٹر ٹرانسمیشن اور مقامی یکسانیت کی جانچ بھی کی جاتی ہے۔ میٹرولوجیکل ریسرچ کے مواقع میں NIST کی کیلیبریشن صلاحیتوں کو بڑھانا شامل ہے تاکہ EUV ذرائع کی مڈرنج طاقتوں اور براہ راست حتمی EUV آؤٹ پٹ کا اندازہ لگانے کے لیے ان پٹ انفراریڈ لیزرز کا احاطہ کیا جا سکے، یہ تمام شرائط صنعتی EUVL سے متعلقہ ہیں۔ کلیدی عمل کے پیرامیٹرز کے لیے ٹریس ایبل میٹرولوجی فراہم کرنے سے، اس کا سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے عمل کی ترقی پر براہ راست اثر پڑے گا۔ مزید برآں، طویل مدتی اثرات مستقبل کے EUV آلات کی ترقی سے EUV سے تیار کردہ سمیلیشنز کی توثیق کرنے کے لیے اعلیٰ مخلص ڈیٹا فراہم کر کے آئیں گے۔

جاری ہے...