2.5 EUV بطور تجزیاتی ٹول

ورکنگ گروپ میٹنگ میں، NIST کے محققین نے سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ انڈسٹری کی مدد کے لیے EUV کو ایک تجزیاتی ٹول کے طور پر استعمال کرنے سے متعلق تین اہم موضوعات پر تبادلہ خیال کیا۔ EUV روشنی کو تجزیاتی تکنیک کے طور پر استعمال کرنے کے تین طریقے ہیں: (1) ہائی ہارمونک جنریشن (HHG)، (2) سنکروٹران ریڈی ایشن، اور (3) ایٹمک پروب ٹوموگرافی۔ ہائی ہارمونک جنریشن ایک کمپیکٹ فٹ پرنٹ پیش کرتی ہے، جس سے تحقیق اور مینوفیکچرنگ کی سہولیات میں ڈائمینشنز، مواد اور گہرے ذیلی نینو میٹر لیول کے مائیکرو الیکٹرانک آلات کی متحرک خصوصیات تک مسلسل رسائی کے ساتھ تعیناتی کی اجازت دی جاتی ہے، جن کا مطالعہ عام طور پر سنکروٹون ریڈی ایشن ذرائع سے کیا جاتا ہے۔ Synchrotron تابکاری کے ذرائع EUVL کے مختلف پہلوؤں کا مطالعہ کرنے کی اجازت دیتے ہیں اور کلکٹر آئینے کے انحطاط کا مطالعہ کرنے کے لیے اضافی صلاحیتیں فراہم کرتے ہیں۔ ایٹمک پروب ٹوموگرافی وہ واحد تکنیک ہے جو ایٹم کی سطح پر 3D کیمیکل میپنگ فراہم کر سکتی ہے جس میں پیریڈک ٹیبل پر موجود کسی بھی عنصر کے لیے ذیلی نینو میٹر آئسوٹوپک ریزولوشن ہے، جسے EUV photoresists کے مطالعہ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

صنعت نے EUVL مینوفیکچرنگ کی مدد میں ان ٹولز کے ممکنہ استعمال کے بارے میں قیمتی آراء فراہم کی ہیں۔ این آئی ایس ٹی کی قانونی کمیٹی کو وفاقی ملازمت سے پیدا ہونے والے منفرد قانونی اور انتظامی تقاضوں کو پورا کرتے ہوئے، خود کو یا اپنی تنظیم کو کسی بیرونی معاہدوں کی تعمیل کرنے سے واضح طور پر منع کرتے ہوئے، نان ڈسکلوزر ایگریمنٹس (NDAs) کے لیے ممکنہ ساتھیوں کی درخواستوں کو پورا کرنے کے لیے حل تیار کرنے کے لیے فعال کارروائی کرنی چاہیے۔ .

2.5.1 ہائی ہارمونک جنریشن (HHG)

جیسا کہ EUVL لیتھوگرافی کو مزید گہرے ذیلی نینو میٹر پیمانے کے نظام میں آگے بڑھاتا ہے، مائیکرو الیکٹرانکس انڈسٹری نئی پیمائش اور میٹرولوجی تکنیکوں کا مطالبہ کر رہی ہے۔ NIST میں، EUV کی مختصر طول موج کو استعمال کرتے ہوئے ایک پراجیکٹ جاری ہے جس میں گہرے ذیلی نینو میٹر پیمانے پر مائیکرو الیکٹرانک آلات کے طول و عرض، مواد، اور متحرک خصوصیات کی جانچ پڑتال کی جا رہی ہے۔ NIST کا ہائی ہارمونک جنریشن (HHG) روشنی کا ذریعہ ایک براڈ بینڈ ہے (20-100 eV فوٹوون توانائیوں پر پھیلا ہوا ہے)، الٹرا فاسٹ (20 فیمٹوسیکنڈ پلس)، اور مربوط (لیزر نما) ذریعہ ہے۔ وسیع اسپیکٹرل کوریج مائیکرو الیکٹرانک آلات اور مخصوص تہوں کی پیمائش کے لیے بہت سے متعلقہ مواد میں بنیادی سطح کی منتقلی تک رسائی کی اجازت دیتی ہے، جیسا کہ شکل 13 میں دکھایا گیا ہے۔ تاہم، HHG ذرائع کا کمپیکٹ فوٹ پرنٹ مسلسل رسائی کے ساتھ تحقیق اور مینوفیکچرنگ سہولیات میں تعیناتی کی اجازت دیتا ہے۔ چترا 14 NIST فزیکل میژرمنٹ لیبارٹری (PML) میں کام کرنے والے موجودہ نظام کی تصویر دکھاتی ہے، جو عام لیبارٹری کی جگہ کے اندر فٹ بیٹھتا ہے۔

شکل 13 NIST ہائی ہارمونک جنریشن (HHG) سورس کے فوٹون انرجی آؤٹ پٹ سپیکٹرم اور متعلقہ مواد میں کئی ایٹم کور لیول ٹرانزیشن کی پوزیشنز کو دکھاتا ہے۔

تصویر 14. NIST میں واقع HHG ماخذ کی تصویر اور اس کے ساتھ موجود آلات۔

چھوٹی نبض کی چوڑائی اسپن اور تھرمل ٹرانسپورٹ کی متحرک پیمائش کو قابل بناتی ہے۔ ایک حالیہ کامیابی EUV دالوں کے ساتھ مطابقت پذیر فریکوئنسی کنگھی جنریٹر کی ترقی ہے، جس میں جٹر دو پکوسیکنڈز سے بہتر ہے۔ شکل 15 اس مطابقت پذیری کو 40 گیگا ہرٹز سگنل کے ساتھ ظاہر کرتا ہے۔ یہ ایک سنکروٹران ایکسلریٹر پر حاصل کیے جانے والے معیار کے مقابلے میں تقریباً ایک ترتیب کی بہتری ہے، جس سے ہمیں مائیکرو الیکٹرانک آلات کی آپریٹنگ فریکوئنسیوں پر پیمائش کرنے کی اجازت ملتی ہے۔ یہ گرمی کے بہاؤ کی اصل وقتی پیمائش کو قابل بناتا ہے اور فعال آلات کے اندر اور باہر گھومنے والی نقل و حمل کو۔

شکل 15. نمونے لینے والے آسیلوسکوپ پر 40 گیگا ہرٹز سگنل۔ متحرک نبض (سرخ رنگ میں) ہائی ہارمونک جنریشن سسٹم میں استعمال ہونے والی دالوں سے اخذ کی گئی ہے، جو براہ راست ہائی ہارمونکس اور 40 گیگا ہرٹز سگنل کے درمیان ہم آہنگی کو ظاہر کرتی ہے۔

آخر میں، روشنی کی ہم آہنگی لینس لیس امیجنگ کی تکنیکوں کو قابل بناتی ہے جیسے کہ مربوط ڈفریکشن امیجنگ، پٹائیکوگرافی، اور ہولوگرافی، جو EUV طول موج پر مقامی ریزولوشن فراہم کر سکتی ہے۔ یہ صلاحیت NIST کو فنکشنل آلات کی براہ راست تصویر بنانے کی اجازت دیتی ہے، حالانکہ یہ کام NIST میں مکمل نہیں ہوا ہے۔ چترا 16 سلکان میں ڈوپینٹس کی پس منظر کی مقامی تقسیم کی پیمائش کرنے کے لیے ریفلوکومیٹری کے ساتھ پٹیکوگرافی کے امتزاج کا نتیجہ دکھاتا ہے۔ یہ نقطہ نظر مائیکرو الیکٹرانکس میں انٹرفیس اور ڈوپینٹ تقسیم کی غیر تباہ کن تشخیص کو قابل بناتا ہے۔

تصویر 16. ریفلوکومیٹری اور پیٹیکوگرافی کے امتزاج کا استعمال کرتے ہوئے ڈوپینٹ تقسیم کی 3D نانوسکل خصوصیت کی مثال۔ ماخذ: ٹانکسال والا۔

ورکنگ گروپ کی میٹنگ میں، صنعت کے نمائندوں نے بتایا کہ نقائص کی نشاندہی کرنے کے لیے ویفرز پر سیمی کنڈکٹر اجزاء کا تجزیہ کس طرح مفید ہو سکتا ہے۔ خاص طور پر، گولانی وغیرہ۔ یہ ظاہر کیا کہ کس طرح ایک منظم تخروپن میں روشنی کے ڈھانچے کے تعاملات کو آپٹیکل تخروپن سے الگ کرنے سے پوسٹ پروسیسنگ کے دوران نسبتاً کم وقت میں بہت سے آپٹیکل کنفیگریشنز کی جانچ کی اجازت دی جاتی ہے۔ گولانی وغیرہ۔ سمولیشن کو Ansys کمرشل سولور کا استعمال کرتے ہوئے انجام دیا گیا تھا اور اس میں ایک طاقتور ڈیجیٹل جڑواں نمایاں تھا۔

جاری ہے...