مطلق ریڈیومیٹرک پیمائش نہ صرف لتھوگرافی کے عمل اور آلے کی قبولیت کے ٹیسٹ کی ترقی کے لیے بلکہ EUV روشنی پیدا کرنے کے عمل کی مقداری تفہیم کے لیے بھی اہم ہے۔ اس عمل کی پیش گوئی کرنے والی ماڈلنگ خود EUV ٹولز کی ترقی سے پیچھے رہ گئی ہے۔ ماڈل کی درستگی کو بہتر بنانے کے لیے ماڈل ان پٹ اور آؤٹ پٹس دونوں کے لیے درست تجرباتی ڈیٹا کی ضرورت ہوتی ہے۔ صنعتی EUV لائٹ جنریشن کے تناظر میں، انفراریڈ لیزرز اور 13.5nm لائٹ کے لیے مخصوص نئے ریڈی ایشن میٹرولوجی ٹولز کی ترقی اس طرح کا ڈیٹا فراہم کرے گی۔

صنعتی تعاون کا فقدان ہے کیونکہ یہاں جن صنعتی لتھوگرافی ٹولز پر بات کی جا رہی ہے وہ واحد ٹولز ہیں جو روشنی کی مقدار پیدا کرنے کے قابل ہیں جن کی پیمائش کرنے کے لیے یہ ڈٹیکٹر بنائے گئے ہیں۔ ان ٹولز سے وابستہ دانشورانہ خصوصیات کی تعداد کو دیکھتے ہوئے، حکومت اور صنعت کے نمائندوں کے لیے تعاون کرنا اہم ہوگا۔ ورکنگ گروپ کے اجلاسوں میں ابتدائی بات چیت سے پتہ چلتا ہے کہ صنعت رازداری کے معاہدے کے تحفظ کے بغیر متعلقہ تفصیلات پر بات کرنے کو تیار نہیں ہے۔

2.3 پلازما فزکس اور ماڈلنگ: ہلکے مادے کے تعاملات

EUVL مربوط سرکٹس بنانے کے لیے 13.5nm فوٹون استعمال کرتا ہے۔ اس روشنی کا بنیادی ذریعہ طاقتور لیزرز کے ذریعہ تیار کردہ ایک بہت ہی گرم ٹن پلازما ہے۔ لیزر پیرامیٹرز کو ٹن آئن تیار کرنے کے لیے ایڈجسٹ کیا جاتا ہے جو بنیادی طور پر 13.5nm کے قریب خارج ہوتے ہیں (جیسے، Sn10+-Sn15+)۔ اگرچہ زیادہ تر پلازما کی خصوصیات کو متعدد تجربات میں دریافت کیا گیا ہے، ٹن پلازما کے بہتر ذرائع کو تیار کرنے کے لیے قابل اعتماد اور موثر نظریاتی تعاون بہت ضروری ہے۔ پلازما فزکس پر بات چیت، بشمول ورکنگ گروپ میٹنگز میں کئی پیشکشیں، رپورٹ کے ایک حصے میں سمیٹ دی گئی ہیں۔ یہ سیکشن پلازما فزکس، موجودہ تکنیکی حیثیت، اور اس میدان میں آگے بڑھنے کے لیے امریکی صنعت اور NIST محققین کی ضروریات پر توجہ مرکوز کرتا ہے۔

لیزر سے تیار کردہ ٹن پلازما سے روشنی کے اخراج کے اعلی درجے کے حسابات عام طور پر بڑے پیمانے پر تصادم تابکاری (CR) کوڈز کا استعمال کرتے ہوئے کیے جاتے ہیں جو فوٹوون کے اخراج کا باعث بننے والے انتہائی اہم جسمانی عمل کی وضاحت کرنے کی کوشش کرتے ہیں۔ ان میں الیکٹران کے تصادم کا جوش، ڈی-ایگزیٹیشن اور آئنائزیشن، ریڈی ایٹیو، دو الیکٹران اور تھری باڈی ری کنبینیشن، اور آٹو آئنائزیشن شامل ہیں۔ مزید برآں، تابکاری کی نقل و حمل اور دھندلاپن کے ساتھ ساتھ تابکاری ہائیڈروڈینامکس ماڈلنگ ضروری ہو سکتی ہے۔

مادی تعاملات کی حمایت کرنے والے بنیادی جسمانی میکانزم کے بارے میں معلومات کی کمی کی وجہ سے پلازما ماڈلنگ بھی محدود ہے۔ اس کے نتیجے میں اعلیٰ حجم کی مینوفیکچرنگ کو سپورٹ کرنے کے لیے پلازما انجینئرنگ میں تبدیلی کے بجائے اضافہ ہو سکتا ہے۔ صنعت-حکومت لیبارٹری شراکتیں پلازما کے عمل کو سمجھنے اور کنٹرول کرنے کی کوشش کر رہی ہیں اور اپنی کامیابیوں کی اطلاع دی ہے۔ صنعت کے تخروپن کے ماہرین یہ بھی بتاتے ہیں کہ کس طرح پیچیدہ نقالی مختلف وقت کے پیمانے پر متعدد جسمانی ڈومینز کو گھیرے ہوئے ہیں۔

پلازما ماڈلنگ EUV لائٹ جنریشن اور کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے انجینئرنگ کی کوششوں کی رہنمائی میں اس کی عملیتا کے بارے میں غیر حل شدہ سوالات کی حالت میں موجود ہے۔ مثال کے طور پر، آؤٹ آف بینڈ فوٹونز کی ماڈلنگ کے ساتھ ساتھ آئنوں اور الیکٹرانوں کا اخراج پیش گوئی کرنے والی بصیرت فراہم کر سکتا ہے جو چپ کی پیداوار کی کارکردگی کو بہت زیادہ بڑھا دے گی۔ دلچسپی کا ایک اور شعبہ EUV مزاحمت میں فوٹوون، الیکٹران اور کیمیائی تعاملات ہیں، جو EUVL صنعت میں جاری تحقیقی دلچسپی ہے۔ لہذا، پلازما فزکس ماڈلنگ EUV آپٹیکل اجزاء سے بھی متعلقہ ہے۔ EUV آپٹیکل آلات اور مواد مندرجہ ذیل سیکشن (2.4) میں شامل ہیں۔

پچھلے تین سالوں میں، EUVL ماڈلنگ کمیونٹی نے EUVL کوڈ موازنہ ورکشاپس کا اہتمام کرکے CR کوڈز کے لیے ایک طویل مدتی توثیق اور بینچ مارکنگ پروگرام شروع کیا ہے۔ یہ نقطہ نظر 25 سال سے زائد عرصے سے NIST اٹامک اسپیکٹروسکوپی گروپ (ASG) کے زیر اہتمام غیر LTE کوڈ موازنہ ورکشاپس کے سلسلے کے بعد وضع کیا گیا ہے۔ اس طرح، NIST Atomic Spectroscopy Group (ASG) کو EUVL کے لیے CR کوڈز کے ذہین موازنہ کے لیے ایک نیا EUVL ڈیٹا بیس اور ایک جدید موازنہ کا آلہ تیار کرنے کا کام سونپا گیا ہے۔ اب تک، بیان کردہ کام براہ راست مالی مدد کے بغیر کامیابی کے ساتھ مکمل کیا گیا ہے، اور دو حالیہ EUVL ورکشاپس کے شرکاء نے اپنے سافٹ ویئر پیکجوں کا موازنہ کرنے کے لیے ڈیٹا بیس اور یوزر انٹرفیس کا استعمال کیا ہے۔ بہر حال، مستقبل کی ورکشاپس کا مقصد نئے فزیکل پیرامیٹرز کا تجزیہ کرنا ہے جن کے لیے ڈیٹا بیس اور یوزر انٹرفیس میں وسیع تر ترمیم کی ضرورت ہے۔ اس لیے اس تحقیقی میدان کی ترقی کے لیے کئی سالوں میں طویل مدتی عزم کی نشاندہی کرنے کے لیے مستحکم فنڈنگ ​​کی ضرورت ہے۔

NIST محققین کی طرف سے بتائی گئی مستقبل کی سمتوں میں سے ایک بنیادی طور پر کثیر پرت کے ریفلیکٹرز کی دستیابی پر مبنی مختصر طول موج کی اسکیموں کا مطالعہ کرنا ہے۔ یہ اعلی آئنائزیشن ریاستوں (نام نہاد "EUV سے آگے") میں ٹن سے آگے بھاری عناصر کے ذریعہ پیدا ہونے والے فوٹان کے مقابلے میں کم طول موج کے ساتھ فوٹون تیار کرے گا۔ بدقسمتی سے، وسیع تر ریسرچ کمیونٹی کے پاس 20+ بار آئنائزیشن والے ہائی-Z عناصر کے سپیکٹرا کے بارے میں کافی معلومات نہیں ہیں۔ NIST اٹامک سپیکٹروسکوپی گروپ (ASG) کے پاس EUVL کمیونٹی کو مستقبل کے پلازما ذرائع کے لیے سپیکٹروسکوپک ڈیٹا کے بارے میں انتہائی درست معلومات فراہم کرنے کے لیے تجرباتی اور نظریاتی دونوں صلاحیتیں ہیں۔ اس مقصد کے لیے، NIST الیکٹران بیم آئن ٹریپ (EBIT) نہ صرف 70+ تک کے چارجز کے ساتھ آئن پیدا کر سکتا ہے، بلکہ EUV اور اس رینج کے اندر نرم سپیکٹرا میں انتہائی درست اور تفصیلی سپیکٹرا بھی ریکارڈ کر سکتا ہے۔ NIST ASG ٹیم اعلیٰ درستگی والے بڑے پیمانے پر اسپیکٹرل کیلکولیشنز کے لیے جدید ترین جوہری طریقوں اور کوڈز کا بھی استعمال کرتی ہے۔ ثابت شدہ صلاحیتوں کو EUVL کے لیے مستقبل کے پلازما ذرائع پر درست ڈیٹا کی مانگ کو پورا کرنا چاہیے۔ واضح رہے کہ جب صنعت کے نمائندوں کو EUV کے لیے مستقبل کے وسائل کے بارے میں آگاہ کیا گیا تو انھوں نے بتایا کہ قریب قریب میں ٹن کے علاوہ دیگر مواد کو بطور ذریعہ استعمال کرنے کا کوئی عوامی منصوبہ نہیں ہے۔

خلاصہ طور پر، صنعت کے اسٹیک ہولڈرز ٹن پلازما کا ماڈل بنانا چاہتے ہیں، اور NIST کے ذریعے کیا جا رہا کام مزید کوششوں کی حمایت کر سکتا ہے، لیکن اس کے لیے سرمایہ کاری کی ضرورت ہوگی۔ اس کے علاوہ، ڈیزائن انجینئرز اور سائنسدانوں کو EUV چپ کی پیداواری صلاحیت کو بہتر بنانے کے لیے تجارتی سافٹ ویئر میں ایسے کسی کوڈ کو ضم کرنا قیمتی معلوم ہوگا۔ ورکنگ گروپ کے اجلاس میں ہونے والی بات چیت تکنیکی تھی لیکن امریکی کمپنیوں کے مفادات کو یقینی بنانے کے لیے تجارتی شراکت داروں کے ساتھ ایسے کسی کوڈ کو کیسے مربوط کیا جائے اس پر بھی تبادلہ خیال کیا گیا۔ آخر میں، ماڈلنگ پلازما اور تعاملات EUVL اجزاء پر ملبے کے منفی اثرات کو کم کرنے میں مدد کر سکتے ہیں، جس پر سیکشن 2.4.2 میں بحث کی جائے گی۔ 

2.4 EUV کے ساتھ تعامل کرنے والے اجزاء کی خصوصیت

یہ سیکشن EUVL سکینرز کے دو اجزاء کا احاطہ کرتا ہے جو EUV روشنی کے ساتھ تعامل کرتے ہیں: (1) فوٹو ریزسٹ اور (2) کلیکشن آئینے۔ ورکنگ گروپ کے صنعت کے شرکاء نے اعلیٰ حجم مینوفیکچرنگ (HVM) کی ضروریات کے حوالے سے ایک مجموعی موضوع اٹھایا۔ خاص طور پر، HVM دلچسپی بنیادی طور پر EUVL کا استعمال کرتے ہوئے تیار کردہ چپس کی پیداوار اور تھرو پٹ بڑھانے پر مرکوز ہے۔ NIST کو فی الحال دستیاب میٹرولوجی کے ممکنہ حلوں پر سیکشن 2 میں بحث کی جائے گی۔

2.4.1 فوٹو ریزسٹ: پولیمر پراپرٹی کی تفصیل

فوٹو ریزسٹ پروسیسنگ سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کے لیے اہم ہے۔ فوٹو لیتھوگرافی کے ذریعہ تیار کردہ نینو اسکیل پیٹرن ڈیوائس کے تمام اجزاء اور متعلقہ ڈھانچے (فیلڈ ایفیکٹ ٹرانجسٹرز (FETs) کے چینلز سے لے کر آلات کے درمیان برقی روابط تک) کے لیے ضروری ہیں۔ کرایہ کا قاعدہ کہتا ہے کہ ٹرمینلز یا باہم جڑنے والوں کی تعداد منطقی بلاکس یا گیٹس کی تعداد کے ساتھ بڑھتی ہے۔ یہ یونٹ کی سطح سے متعلق ہے، جب کہ معیاری اکائیاں سکڑتی ہیں، اسی طرح یونٹس کے کنکشن بھی۔ اس تصور کو شکل 8 میں دکھایا گیا ہے۔

صنعت کے شرکاء نے بیٹری کے نئے فن تعمیر اور نئے آلات کے مواد کو استعمال کرتے ہوئے وقفہ کاری کو فعال طور پر کم کرنے کی ضرورت پر زور دیا۔ کانفرنس میں نئے یونٹ ڈھانچے اور مواد کی اعلیٰ حجم مینوفیکچرنگ (HVM) کو حاصل کرنے کی دشواری پر بھی تبادلہ خیال کیا گیا، جس میں پیداوار ایک بڑا مسئلہ ہے۔ مثال کے طور پر، فی چپ 10^10 رابطہ پوائنٹس اور Yd=good die/total die کی مولڈ پیداوار، کم از کم 99% حاصل کرنا ضروری ہے۔ ایک سسٹم میں، ایک تھرڈ جنریشن انٹیل کور پروسیسر (کواڈ کور) میں 1.48 بلین ٹرانجسٹر ہوتے ہیں۔ اگر 99% پیداوار ہے، تو 1.48 ملین ٹرانزسٹر خراب ہوں گے - ہدف 99.99996% یا 6 سگما (6A) کی پیداوار ہے۔ پیداوار بہت اچھی ہونی چاہیے، اور یہ عمل کے کنٹرول اور نقائص پر منحصر ہے۔ اگر پیداوار کافی ہے تو، EUV چپس بنانے کی لاگت کا تعین پیداواری صلاحیت (تھرو پٹ) سے کیا جاتا ہے۔ دوسرے الفاظ میں، بہتر پچ ریزولوشن ضروری ہے لیکن HVM کے لیے کافی نہیں ہے۔

جاری ہے...