ক্রায়ো-ইটি-তে ফটোরেজিস্টের গুচ্ছ উন্মোচিত, ডিইউভি ত্রুটি কমে ৯৯ শতাংশ; তবে ইইউভিতে ক্ষতি

গবেষকেরা যা আবিষ্কার করেছেন

চীনের একটি গবেষক দল চিপের নকশা তৈরির সময় ফটোরেজিস্টের কী ঘটে, তার এখন পর্যন্ত সবচেয়ে স্পষ্ট চিত্রগুলোর একটি ধারণ করেছে। ক্রায়োজেনিক ইলেকট্রন টমোগ্রাফি বা ক্রায়ো-ইটি ব্যবহার করে তারা ন্যানোমিটার মাত্রায় দেখেছেন, দ্রবীভূত ফটোরেজিস্ট পলিমার কীভাবে ডেভেলপার তরলের মধ্যে সরে যায়, জমা হয় এবং গুচ্ছ বাঁধে। ছবিতে দেখা যায়, পলিমারের একটি বড় অংশ গ্যাস-তরল সংযোগস্থলে চলে যায় এবং গুচ্ছ তৈরি করে, যা পরে ওয়েফারের ওপর জমে নকশায় ত্রুটি সৃষ্টি করতে পারে। এ বিষয়ে ধারণা পাওয়ার পর দলটি দেখেছে, পোস্ট-এক্সপোজার বেকের তাপমাত্রা সামান্য বাড়ালে এবং পৃষ্ঠের ওপর ডেভেলপারের অবিচ্ছিন্ন স্তর বজায় রাখলে গুচ্ছ তৈরি ঠেকানো যায়। ডিপ আলট্রাভায়োলেট লিথোগ্রাফিতে ৩০০ মিলিমিটার ওয়েফারে ত্রুটির সংখ্যা ৯৯ শতাংশেরও বেশি কমে।

এই আবিষ্কার উৎপাদন প্রক্রিয়ার অন্যতম জেদি সমস্যার দিকে নজর দেয়। একটি চিপ হাজার হাজার ধাপ পেরিয়ে তৈরি হতে পারে, আর যেকোনো ধাপে থাকা আণুবীক্ষণিক অবশিষ্টাংশ বা কণা সংযোগ, বিচ্ছিন্নতা কিংবা অমসৃণ প্রান্ত তৈরি করে উৎপাদন-সাফল্যের হার কমাতে পারে। ডেভেলপমেন্ট একটি গুরুত্বপূর্ণ ধাপ, যেখানে ঝুঁকি বেড়ে যায়। কারণ, নকশা স্পষ্ট রাখতে উন্মুক্ত রেজিস্টকে পরিচ্ছন্ন ও পূর্বানুমানযোগ্যভাবে দ্রবীভূত করে সরিয়ে ফেলতে হয়। নতুন গবেষণায় নকশা স্থানান্তরের মৌলিক রসায়নে পরিবর্তন আনা হয়নি; বরং সতর্ক প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের পরও কেন কিছু অবশিষ্টাংশ দেখা যায়, তার একটি অদৃশ্য কারণ সামনে আনা হয়েছে।

পরীক্ষায় রাসায়নিকভাবে বর্ধিত রেজিস্ট পলিমারকে তার স্বাভাবিক তরল পরিবেশে ৫ ন্যানোমিটারেরও বেশি সূক্ষ্ম রেজোলিউশনে পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে। পলিমারগুলোকে নমনীয়, সুতার মতো শৃঙ্খল হিসেবে দেখা গেছে। প্রায় ২৫ থেকে ১০০ ন্যানোমিটার পুরু ফিল্মে গবেষকেরা মেপে দেখেছেন, পলিমারের প্রায় ৮০ শতাংশ ভর তরলের স্তরের ওপরের দিকে সরে যায়, যেখানে ডেভেলপার বাতাসের সংস্পর্শে আসে। ওই সংযোগস্থলে পলিমারগুলো দুর্বলভাবে জড়ানো গুচ্ছ তৈরি করে, যেগুলোর আকার সাধারণত কয়েক দশ ন্যানোমিটার। ওয়েফারে জমলে নকশায় ত্রুটি তৈরির জন্য এ আকার যথেষ্ট। তাপে এই জড়ানো বন্ধন আলগা হতে পারে, যা এ পর্যবেক্ষণের সঙ্গে মেলে যে পোস্ট-এক্সপোজার বেকের তাপমাত্রা বাড়ালে গুচ্ছ কমে যায়।

দলটি দুটি ব্যবহারিক উপায়ের কথা জানিয়েছে: পোস্ট-এক্সপোজার বেকের তাপমাত্রা প্রায় ৯৫ ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে বাড়িয়ে প্রায় ১০৫ ডিগ্রি সেলসিয়াস করা এবং পৃষ্ঠে ডেভেলপারের সমান স্তর বজায় রাখা, যাতে সংযোগস্থল নিয়ন্ত্রিত থাকে এবং গুচ্ছগুলো ধুয়ে সরে যায়। বিদ্যমান রেজিস্ট রসায়ন এবং প্রচলিত ডিপ আলট্রাভায়োলেট কোটিং, এক্সপোজার, বেক ও ডেভেলপমেন্ট সরঞ্জাম ব্যবহার করে ১২ ইঞ্চি ওয়েফারে চালানো পরীক্ষায় এ দুই পদ্ধতি একসঙ্গে প্রয়োগ করে দৃশ্যমান অবশিষ্টাংশজাতীয় ত্রুটি ৯৯ শতাংশেরও বেশি কমানো হয়েছে। তবে লেখকেরা সতর্ক করেছেন, তাপমাত্রার এই পরিবর্তন এক্সট্রিম আলট্রাভায়োলেট লিথোগ্রাফির ক্ষেত্রে কাজে আসে না, কারণ এতে অ্যাসিড ছড়িয়ে পড়ে এবং সবচেয়ে সূক্ষ্ম বৈশিষ্ট্যগুলো ঝাপসা হয়ে যায়।

ফটোরেজিস্ট কীভাবে নকশা তৈরি করে

লিথোগ্রাফির মাধ্যমে সার্কিটের ছাঁচ তৈরি হয়, যা চিপের প্রতিটি ধাতব ও ডাইইলেকট্রিক বৈশিষ্ট্যের আকার নির্ধারণ করে। একটি ওয়েফারে ফটোরেজিস্টের প্রলেপ দেওয়া হয়, এরপর নকশা করা আলো ফেলা হয়, গুরুত্বপূর্ণ বিক্রিয়া ঘটাতে বেক করা হয়, নির্দিষ্ট অংশ সরিয়ে ফেলতে তরলে ডেভেলপ করা হয়, তারপর ধুয়ে শুকানো হয়। ১৯৩ ন্যানোমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ডিপ আলট্রাভায়োলেট এবং ১৩.৫ ন্যানোমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের এক্সট্রিম আলট্রাভায়োলেটের ক্ষেত্রে সবচেয়ে প্রচলিত উপকরণ হলো রাসায়নিকভাবে বর্ধিত রেজিস্ট। এই প্রলেপে থাকে একটি ফটোঅ্যাসিড জেনারেটর, যা আলো পড়া স্থানে অ্যাসিড ছাড়ে। পোস্ট-এক্সপোজার বেকের সময় অ্যাসিড পলিমারের ভেতরের বিক্রিয়াকে অনুঘটিত করে। এতে পজিটিভ-টোন রেজিস্টে আলো পড়া অংশ সহজে দ্রবীভূত হয়, আর নেগেটিভ-টোন রেজিস্টে ওই অংশ দ্রবীভূত হওয়া কঠিন হয়।

বাইরে থেকে ডেভেলপমেন্ট সহজ মনে হলেও, পাতলা তরল স্তরের ভেতরে পদার্থবিদ্যা ও রসায়ন জটিল। আলো ও পোস্ট-এক্সপোজার বেকের মাধ্যমে সক্রিয় হওয়া অঞ্চল থেকে ডেভেলপার পলিমারের খণ্ড দ্রবীভূত করে। নিয়ন্ত্রিত পুডল বা স্প্রে পদ্ধতিতে তরল ওয়েফারজুড়ে ছড়িয়ে পড়ে এবং দ্রবীভবন চলার সময় খুব পাতলা একটি স্তর থেকে যায়। এ সময় সংযোগস্থল গুরুত্বপূর্ণ। পৃষ্ঠের বলের কারণে পলিমার শৃঙ্খল গ্যাস-তরল সীমানার দিকে আকৃষ্ট হতে পারে, পরে জড়িয়ে গুচ্ছ তৈরি করে। গুচ্ছ বা আংশিক দ্রবীভূত শৃঙ্খল যদি প্রান্ত বরাবর বা পাশাপাশি থাকা রেখার মধ্যে আবার জমে, তাহলে সংযোগ, রেখা বিচ্ছিন্নতা বা অমসৃণতা তৈরি হতে পারে, যা পরবর্তী ধাপে ত্রুটি হিসেবে দেখা দেয়।

চীনা দলটি ওই জড়িয়ে যাওয়ার ঘটনা সরাসরি দৃশ্যমান করেছে। তারা যে গুচ্ছগুলো দেখেছে, সেগুলো দুর্বল ও বিপরীতমুখী মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে একত্রে ছিল। ফলে তাপমাত্রা ও তরল প্রবাহের ইতিহাসে সামান্য পরিবর্তনেও এগুলো প্রভাবিত হতো। পোস্ট-এক্সপোজার বেকের তাপমাত্রা বাড়ালে শৃঙ্খলের চলনশীলতা বাড়ে এবং বিক্রিয়া সম্পূর্ণ হতে সহায়তা করে, ফলে দ্রবীভবন আরও সমান হয়। ডেভেলপারের আরও স্থিতিশীল স্তর গ্যাস-তরল সংযোগস্থলে গুচ্ছ তৈরির সুযোগ কমায় এবং ধোয়া ও শুকানোর আগে অবশিষ্ট শৃঙ্খলগুলো সরিয়ে নেওয়া সহজ করে।

তাপমাত্রা বাড়ালে ডিইউভিতে সুবিধা, ইইউভিতে ক্ষতি কেন

ডিপ আলট্রাভায়োলেটে অবশিষ্টাংশ পরিষ্কার করার জন্য তাপমাত্রায় যে সামান্য পরিবর্তন কাজে আসে, এক্সট্রিম আলট্রাভায়োলেটে তা নকশার যথার্থতা নষ্ট করতে পারে। ১৯৩ ন্যানোমিটার ইমারশন প্রক্রিয়ায় পোস্ট-এক্সপোজার বেকের ৯৫ থেকে ১১০ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা সাধারণ। এই সীমার মধ্যে সমন্বয় করলে দ্রবীভবনের বৈপরীত্য বাড়তে, অবশিষ্টাংশ কমতে এবং ব্যবহারযোগ্য প্রক্রিয়া-সীমা বিস্তৃত হতে পারে। বাড়তি তাপে বিপরীতমুখী পলিমার-শৃঙ্খল জড়াজড়ি শিথিল হয় এবং কোন অঞ্চল দ্রবীভূত হবে আর কোনটি থেকে যাবে, তা নির্ধারণকারী রসায়ন দ্রুত হয়। তবু সতর্কভাবে সমন্বয় করতে হয়। গবেষকদের প্রতিবেদনে যে মাত্রার তাপমাত্রা বৃদ্ধির কথা বলা হয়েছে, তা ডিপ আলট্রাভায়োলেট ট্র্যাক সরঞ্জাম ও রেজিস্টের প্রচলিত ব্যবহারের মধ্যেই পড়ে।

এক্সট্রিম আলট্রাভায়োলেট নকশায় বাড়তি বিস্তার অনেক কম সহনীয়। বৈশিষ্ট্যগুলো ছোট এবং প্রতি একক এলাকায় শোষিত ফোটনের সংখ্যা কম হওয়ায় দৈব পরিবর্তনশীলতা বেশি। পোস্ট-এক্সপোজার বেকের তাপমাত্রা সামান্য বাড়লেও অ্যাসিডের বিস্তারের দূরত্ব এবং অন্যান্য উপাদানের চলাচল বাড়ে। এতে সুপ্ত নকশা ছড়িয়ে পড়ে, প্রান্ত ঝাপসা হয় এবং রেখার প্রান্তের অমসৃণতা বাড়ে। সবচেয়ে ছোট পিচে রেখা বাদ পড়া বা মিশে যাওয়ার আশঙ্কাও বাড়ে। এ কারণে ইইউভি প্রক্রিয়ায় বেকের তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ, কোয়েঞ্চারের পরিমাণ ঠিক করা এবং দীর্ঘ-পাল্লার রাসায়নিক বর্ধনের ওপর নির্ভর করে না এমন উপকরণ ব্যবহারের মতো পদ্ধতিতে বিস্তার সীমিত রাখার চেষ্টা করা হয়।

অনেক ইইউভি উন্নয়ন কর্মসূচি এখন বেশি ইইউভি শোষণক্ষম এবং স্বভাবতই স্বল্প-পাল্লার বিক্রিয়াযুক্ত ধাতু-যুক্ত বা ধাতব অক্সাইড ফটোরেজিস্টের দিকে এগোচ্ছে। এসব উপকরণ অ্যাসিডের বিস্তারের ওপর কম নির্ভর করে সূক্ষ্ম নকশা তৈরি করতে পারে। ডোজের সর্বোত্তম সমন্বয় এবং উন্নত ট্র্যাক প্রক্রিয়ার সঙ্গে এই কৌশলের লক্ষ্য হলো নৈমিত্তিক ত্রুটি কমিয়ে রেজোলিউশন ধরে রাখা, এমন উচ্চতর বেক তাপমাত্রা ব্যবহার না করে যা বৈশিষ্ট্যগুলোকে ঝাপসা করে দেবে।

চিপ তৈরির গবেষণাগারে ক্রায়ো-ইটি

কোষ থেকে সার্কিটে

কাঠামোগত জীববিজ্ঞানে ক্রায়ো-ইটি দীর্ঘদিনের নির্ভরযোগ্য কৌশল। দ্রুত কাচসদৃশ কঠিনীকরণের মাধ্যমে অণুগুলোকে প্রায় স্বাভাবিক অবস্থায় আটকে রাখা হয়, এরপর দ্বিমাত্রিক ইলেকট্রন মাইক্রোগ্রাফের টিল্ট সিরিজ থেকে ত্রিমাত্রিক কাঠামো পুনর্গঠন করা হয়। এই পদ্ধতি সেমিকন্ডাক্টর রসায়নে প্রয়োগ করতে হলে সময় ও নমুনা ব্যবস্থাপনায় নির্ভুলতা দরকার। গবেষক দলটি প্রচলিত পদ্ধতিতে ওয়েফারে এক্সপোজার ও বেক সম্পন্ন করে, দ্রবীভূত ফটোরেজিস্ট শৃঙ্খল থাকা ডেভেলপার তরলের সামান্য নমুনা সংগ্রহ করে এবং কয়েক মিলিসেকেন্ডের মধ্যে ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপির গ্রিডে সেটিকে কাচসদৃশ কঠিন করে। এরপর ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপের ভেতরে হিমায়িত নমুনাটি ঘুরিয়ে অনেকগুলো প্রক্ষেপণ সংগ্রহ করে দলটি তরলের ভেতরে পলিমারের ত্রিমাত্রিক বিন্যাস পুনর্গঠন করে।

ফলে ডেভেলপমেন্ট ধাপের এমন একটি বিস্তৃত দৃশ্য পাওয়া গেছে, যা আগে নাগালের বাইরে ছিল। প্রচলিত সরঞ্জামে হয় শুকনো অবশিষ্টাংশ পরীক্ষা করা হতো, যা গঠন বদলে দিতে পারে, নয়তো দ্রবীভবনের হার ও পরে মাপা অমসৃণতার মতো পরোক্ষ সূচক থেকে আচরণ অনুমান করা হতো। ক্রায়ো-ইটি সরাসরি প্রক্রিয়ার ভেতরের দৃশ্য দেয়। এই গবেষণার ছবিতে এলোমেলো কুণ্ডলীর মতো আকৃতির সুতার মতো শৃঙ্খল, গ্যাস-তরল পৃষ্ঠের কাছে উল্লেখযোগ্য জমায়েত এবং তাপে ভেঙে যেতে পারে এমন দুর্বল জড়াজড়ি দেখা গেছে। এই প্রমাণ ডিপ আলট্রাভায়োলেট প্রক্রিয়ায় সহজ সমাধানকে সমর্থন করে: বেকের তাপমাত্রায় পরিমিত পরিবর্তনের সঙ্গে ট্র্যাকে ডেভেলপারের স্তর নিয়ন্ত্রণ।

দলটির তথ্য আরও ব্যাখ্যা করে, সবচেয়ে ছোট নোডে শীর্ষস্থানীয় ফ্যাবগুলো কেন বড় সংযোগস্থলীয় গুচ্ছকে ত্রুটির প্রধান কারণ হিসেবে খুব কম উল্লেখ করে। উন্নত পিচে উৎপাদন নষ্ট করে এমন ত্রুটি সাধারণত এখানে দেখা গুচ্ছের চেয়ে ছোট হয়। এতে বোঝা যায়, উন্নত বেক, সুপরিকল্পিত ট্র্যাকের অবস্থা এবং উন্নত রিন্স প্রোফাইলের মাধ্যমে উচ্চপ্রযুক্তির লাইনগুলো ইতিমধ্যে এই প্রক্রিয়া দমন করে। মাত্রা আরও ছোট হলে ক্রায়ো-ইটি গবেষকদের সেই দমন যাচাই করতে এবং তরল পর্যায়ের অন্য এমন পথ শনাক্ত করতে আরও স্পষ্ট বিশ্লেষণী দৃষ্টিভঙ্গি দেয়, যা গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠতে পারে।

চীন ও বৈশ্বিক প্রতিযোগিতার জন্য এর তাৎপর্য

এক্সট্রিম আলট্রাভায়োলেট সরঞ্জাম ও অন্যান্য উন্নত যন্ত্রপাতি পাওয়ার সীমাবদ্ধতার মুখে চীনের চিপ নির্মাতারা উৎপাদন-সাফল্যের হার বাড়ানোর চেষ্টা করছে। সূক্ষ্ম বৈশিষ্ট্য তৈরিতে একাধিক প্যাটার্নিংসহ ডিপ আলট্রাভায়োলেট এখনো অপরিহার্য, তবে প্রতিটি অতিরিক্ত এক্সপোজার ধাপে খরচ ও ঝুঁকি বাড়ে। বিভিন্ন প্রতিবেদনে বলা হয়েছে, চীনের বড় ফাউন্ড্রিগুলো পুরোনো প্ল্যাটফর্মের সক্ষমতা জোরেশোরে কাজে লাগিয়েছে, ফলে গ্রহণযোগ্য উৎপাদন-সাফল্যের জন্য ত্রুটি নিয়ন্ত্রণ ও পরিষ্কার-পরিচ্ছন্নতা আরও জরুরি হয়ে পড়েছে। বিদ্যমান সরঞ্জামে নির্ভরযোগ্যভাবে ডেভেলপমেন্টের অবশিষ্টাংশ কমানোর যেকোনো পদ্ধতি এ পরিস্থিতিতে মূল্যবান।

প্রতিবেদিত পদ্ধতিটি দেশীয় উৎপাদন লাইনের জন্য আকর্ষণীয়, কারণ এর জন্য নতুন এক্সপোজার প্ল্যাটফর্ম বা বিশেষ ধরনের উপকরণ লাগে না। এতে প্রচলিত ডিপ আলট্রাভায়োলেট রেজিস্ট ও ট্র্যাক সরঞ্জাম ব্যবহার করা হয়। প্রস্তাবিত পরিবর্তনগুলো, যেমন পোস্ট-এক্সপোজার বেকের তাপমাত্রা সামান্য বাড়ানো এবং ডেভেলপারের স্থিতিশীল স্তর বজায় রাখতে সরঞ্জাম বা প্রক্রিয়ার সমন্বয়, প্রচলিত ট্র্যাকের সক্ষমতার মধ্যেই রয়েছে। পরিপক্ব ও মাঝারি-পরিসরের নোডে উৎপাদন বাড়লে প্রতি ওয়েফারে ব্যবহারযোগ্য চিপের সংখ্যা সরাসরি বাড়তে পারে।

একই ফলাফল এক্সট্রিম আলট্রাভায়োলেট প্যাটার্নিংয়ে ব্যবধান কমায় না। বরং গবেষণাটি আরও জোর দিয়ে দেখায়, ইইউভিতে সাফল্য পেতে বিক্রিয়াকে সীমাবদ্ধ রাখে এমন উপকরণ এবং বিস্তারের কঠোর নিয়ন্ত্রণ দরকার। সেখানে অগ্রগতি আসছে নতুন রেজিস্ট, উচ্চক্ষমতার উৎস এবং উন্নত মেট্রোলজির মাধ্যমে, বেকের তাপমাত্রা বাড়িয়ে নয়। ক্রায়ো-ইটি কাঠামোও গুরুত্বপূর্ণ, কারণ চূড়ান্ত উৎপাদন-সাফল্যকে প্রভাবিত করে এমন আরও অনেক ভেজা ধাপের তরল পর্যায়ের আচরণ এটি স্পষ্ট করতে পারে।

সীমাবদ্ধতা ও শীর্ষস্থানীয় ফ্যাবগুলোর প্রচলিত ব্যবস্থা

গবেষণাটিতে নিজেই উল্লেখ করা হয়েছে, দৃশ্যমান সংযোগস্থলীয় গুচ্ছগুলো বিপরীতমুখী এবং তুলনামূলক বড়। সংবেদনশীল ধাপে শীর্ষস্থানীয় ফ্যাবগুলো খোলা বায়ু-তরল সংযোগস্থল থাকতে দেয় না এবং পুনরায় জমার ঝুঁকি কমাতে ডেভেলপারের স্তর অবিচ্ছিন্ন রাখে। স্তরের পুরুত্ব ও সংস্পর্শকাল—দুটিই কঠোর সীমায় রাখতে ট্র্যাক মডিউল পুডল তৈরি, তরল সরবরাহের হার এবং ওয়েফারের ঘূর্ণন প্রোফাইল নিয়ন্ত্রণ করে। ৩০০ মিলিমিটার ওয়েফারজুড়ে বেক প্লেটের ক্যালিব্রেশন করা হয়। ফিল্টার ও দ্রবণ ব্যবস্থাপনা কণা এবং দ্রবীভূত জৈব পদার্থের অবশিষ্টাংশ কমায়।

আধুনিক লিথোগ্রাফি ট্র্যাকগুলোতে প্রক্রিয়ার বিচ্যুতি শনাক্তের সেন্সর ও ইন-লাইন পরীক্ষা ব্যবস্থাও থাকে। ত্রুটির প্যারেটো বিশ্লেষণ এবং পরীক্ষার সতর্ক নকশার মাধ্যমে বছরের পর বছর ধরে বেকের তাপমাত্রা ও ডেভেলপারের সময়কাল নিরাপদ সীমায় নির্ধারণ করা হয়েছে। ক্রায়ো-ইটির ছবিগুলো সেই ব্যবহারিক অভিজ্ঞতার সঙ্গে মেলে এমন একটি কার্যপ্রক্রিয়ার চিত্র দেয়। প্রকৌশলীরা নিশ্চিত হতে পারেন, পৃষ্ঠের জড়াজড়ি দুর্বল, তাপমাত্রার প্রভাবে ঘটে এবং ফিল্ম নিয়ন্ত্রণে সাড়া দেয়। নতুন রসায়ন যুক্ত করার সময় বা উৎপাদন বাড়াতে পরিচিত প্রক্রিয়াকে তার সীমার কাছাকাছি নিয়ে যাওয়ার সময় এই নিশ্চয়তা কাজে আসে।

ইইউভির জন্য ভবিষ্যতের উপকরণ

ডিপ আলট্রাভায়োলেট লাইনে রাসায়নিকভাবে বর্ধিত জৈব রেজিস্ট এখনো প্রাধান্য পেলেও, এক্সট্রিম আলট্রাভায়োলেটে ভারসাম্য ক্রমেই ধাতু-যুক্ত ব্যবস্থার দিকে সরে যাচ্ছে। টিন, হাফনিয়াম, জিরকোনিয়াম এবং এ ধরনের উপাদানভিত্তিক ধাতব অক্সাইড ও ধাতব ক্লাস্টার রেজিস্ট প্রতি একক পুরুত্বে বেশি ইইউভি ফোটন শোষণ করে। এক্সপোজারের পর এগুলো এমন নেটওয়ার্কও তৈরি করে, যা দীর্ঘ-পাল্লার অ্যাসিড পরিবহনের ওপর নির্ভরশীল নয়। এসব বৈশিষ্ট্য রেখার প্রস্থের অমসৃণতা কমাতে এবং উৎপাদন সরঞ্জামের জন্য ব্যবহারযোগ্য ডোজে ১৫ ন্যানোমিটারের চেয়ে ছোট মাত্রায় নকশা তৈরিতে সহায়তা করে। নিয়ন্ত্রণযোগ্য সংবেদনশীলতাসহ সমান ও ত্রুটি-প্রতিরোধী প্রলেপ তৈরির জন্য গবেষকেরা বাষ্প-পর্যায়ে অনুপ্রবেশ এবং জলবিহীন সল-জেল রসায়নসহ বিভিন্ন সংশ্লেষণ পদ্ধতি সমন্বয় করছেন।

সাম্প্রতিক একটি গবেষণায় উচ্চ সংবেদনশীলতা ও উন্নত প্রান্ত-ক্ষয় প্রতিরোধ—দুটিই অর্জনের জন্য দুটি টিন অক্সাইড ক্লাস্টার মেশানো হয়েছে। এই মিশ্রণে প্রতি বর্গসেন্টিমিটারে প্রায় ৫০ থেকে ৬০ মিলিজুল ডোজে ১৩ থেকে ১৬ ন্যানোমিটার সীমার হাফ-পিচ তৈরি হয়েছে, পাশাপাশি ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং নকশার পুরুত্ব ও দৃঢ়তা বেড়েছে। বর্ণালিবীক্ষণ বিশ্লেষণে এক্সপোজার ও পরবর্তী বিক্রিয়ার সময় ক্লাস্টারগুলোর মধ্যে সহযোগিতামূলক মিথস্ক্রিয়ার ইঙ্গিত পাওয়া গেছে। এ ধরনের গবেষণা উচ্চতর বেক তাপমাত্রার কারণে বিস্তারের ক্ষতি না বাড়িয়ে আরও স্পষ্ট ইইউভি চিত্র তৈরির উপকরণগত পথ দেখায়।

এ খাতের ভবিষ্যৎ প্রকল্পগুলো রেজোলিউশন ধরে রেখে দৈব ত্রুটি কমাতে লিগ্যান্ড নকশা, নতুন ধাতব সমন্বয় এবং সংশ্লেষণ নিয়ন্ত্রণের ওপর জোর দিচ্ছে। সফল হলে এসব উপকরণ তীব্র বেক ধাপের ওপর নির্ভরতা কমাবে এবং প্রান্তের স্পষ্টতা নষ্ট না করে ট্র্যাক প্রকৌশলীদের ডেভেলপমেন্ট সূক্ষ্মভাবে সমন্বয়ের আরও সুযোগ দেবে।

উৎপাদনে যেসব বিষয় লক্ষ রাখতে হবে

ডিপ আলট্রাভায়োলেট ব্যবহারকারী চিপ নির্মাতাদের জন্য তাৎক্ষণিক বার্তাটি ব্যবহারিক। ট্র্যাকে ব্যবহৃত নির্দিষ্ট রেজিস্টের জন্য বেক ও ডেভেলপারের সীমা যাচাই করতে হবে এবং অবশিষ্টাংশজনিত ত্রুটিতে কোনো পরিবর্তন হলে তা পরিমাপ করতে হবে। ওয়েফারজুড়ে বেকের সমতা, ডেভেলপার পুডলের সময়কাল এবং তরল সরবরাহের গতিশীলতা—সবই গুচ্ছ তৈরি ও পুনরায় জমার সুযোগকে প্রভাবিত করতে পারে। গবেষণায় উল্লিখিত তাপমাত্রার সীমা অনেক ফ্যাবে ইতিমধ্যে ব্যবহৃত সীমার মধ্যেই, ফলে মূল্যায়ন সহজ হবে। তবে তাপমাত্রা বা সময় অতিরিক্ত বেড়ে গেলে রেজিস্ট ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে বা মাত্রা সহনসীমার বাইরে সরে যেতে পারে; তাই সতর্ক থাকতে হবে।

প্রক্রিয়ার মতোই গুরুত্বপূর্ণ পরিদর্শন ও মেট্রোলজি। উৎপাদন বাড়ানোর প্রাথমিক পর্যায়েই যে লাইন অবশিষ্টাংশ শনাক্ত ও শ্রেণিবদ্ধ করতে পারে, সেটি দ্রুত সমন্বয় করতে পারে। ত্রুটির মানচিত্র, রেখার প্রান্তের অমসৃণতার পরিমাপ এবং রিন্স প্রক্রিয়ার উন্নয়ন—সবই এখানে বর্ণিত বেকের পরিবর্তনের সঙ্গে সম্পর্কিত। ইইউভিতে এর প্রাসঙ্গিকতা সীমিত হলেও, চিত্রায়ন কাঠামোটি নিজেই একটি মূল্যবান নতুন সরঞ্জাম। ডেভেলপমেন্ট-পরবর্তী রিন্স বা নির্বাচিত ভেজা পরিষ্কারের মতো অন্য ধাপের তরল পর্যায়ের মিথস্ক্রিয়াও ক্রায়ো-ইটি দিয়ে পরীক্ষা করা যায়, যেখানে ক্ষুদ্র আণবিক সমষ্টি প্রায়ই প্রক্রিয়ার স্থিতিশীলতা নির্ধারণ করে।

মূল বিষয়গুলো

• ক্রায়ো-ইটি ডেভেলপারের ভেতরে দ্রবীভূত ফটোরেজিস্ট পলিমারের প্রথম সরাসরি ত্রিমাত্রিক চিত্র দিয়েছে এবং গ্যাস-তরল সংযোগস্থলে গুচ্ছ তৈরির বিষয়টি প্রকাশ করেছে।
• পোস্ট-এক্সপোজার বেকের তাপমাত্রা প্রায় ৯৫ থেকে ১০৫ ডিগ্রি সেলসিয়াসে বাড়ানো এবং ডেভেলপারের অবিচ্ছিন্ন স্তর বজায় রাখায় ৩০০ মিলিমিটার ডিপ আলট্রাভায়োলেট ওয়েফারে অবশিষ্টাংশজাতীয় ত্রুটি ৯৯ শতাংশেরও বেশি কমেছে।
• গুচ্ছের জড়াজড়ি দুর্বল এবং তাপে বিপরীতমুখী; এ কারণেই তাপমাত্রায় তুলনামূলক সামান্য পরিবর্তনেও সেগুলো ভেঙে যায়।
• একই তাপমাত্রা বৃদ্ধি অ্যাসিডের বিস্তার বাড়িয়ে, প্রান্ত ঝাপসা করে এবং রেখার প্রান্তের অমসৃণতা বাড়িয়ে এক্সট্রিম আলট্রাভায়োলেট নকশার যথার্থতা কমায়।
• শীর্ষস্থানীয় ফ্যাবগুলো বেক ও ডেভেলপারের সেটিংস এমনভাবে সমন্বয় করে, যাতে পৃষ্ঠে এসব গুচ্ছ তৈরি না হয়; তাই ক্ষুদ্রতম নোডে এগুলোকে উৎপাদন নষ্টকারী ত্রুটি হিসেবে খুব কম দেখা যায়।
• ডিপ আলট্রাভায়োলেটের একাধিক প্যাটার্নিংয়ের ওপর নির্ভরশীল চীনা ফ্যাবগুলো গবেষণার ডিইউভি-সহায়ক দিক থেকে উপকৃত হতে পারে, তবে ইইউভিতে প্রবেশাধিকার ও উপকরণের সীমাবদ্ধতাই বড় বাধা।
• ইইউভির জন্য ধাতব অক্সাইড ও ধাতব ক্লাস্টার রেজিস্টের লক্ষ্য হলো উচ্চ শোষণক্ষমতা, শক্তিশালী ক্ষয় প্রতিরোধ এবং স্বল্প-পাল্লার বিক্রিয়া নিশ্চিত করা, যাতে বেকের তাপমাত্রা না বাড়িয়েই বিস্তার সীমিত রাখা যায়।
• উৎপাদন-সাফল্য নির্ধারণকারী ডেভেলপমেন্ট, রিন্স ও ভেজা পরিষ্কারের তরল পর্যায়ের মিথস্ক্রিয়া পরীক্ষা করার নতুন বিশ্লেষণী পথ খুলেছে ক্রায়ো-ইটি।