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रेले मानदंड (प्रकाशिक विभेदन)

1900
  • John William Strutt, 3rd Baron Rayleigh
Projection photolithography system illustrating the Rayleigh criterion in optics.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

प्रोजेक्शन फोटोलिथोग्राफी प्रणाली द्वारा मुद्रित की जा सकने वाली न्यूनतम फीचर साइज विवर्तन द्वारा सीमित होती है और इसे रेले मानदंड द्वारा अनुमानित किया जाता है। क्रांतिक आयाम (CD) को [latex]CD = k_1 cdot frac{lambda}{NA}[/latex] द्वारा दर्शाया जाता है, जहाँ [latex]lambda[/latex] प्रकाश की तरंगदैर्घ्य है, NA लेंस का संख्यात्मक एपर्चर है, और [latex]k_1[/latex] एक प्रक्रिया-संबंधी गुणांक है। छोटी विशेषताओं के लिए कम तरंगदैर्घ्य या उच्च संख्यात्मक एपर्चर की आवश्यकता होती है।

रेले मानदंड प्रकाशिकी का एक मूलभूत सिद्धांत है जो फोटोलिथोग्राफी में प्रयुक्त प्रक्षेपण प्रणालियों सहित किसी भी इमेजिंग प्रणाली के लिए रिज़ॉल्यूशन की सीमा को परिभाषित करता है। यह बताता है कि दो बिंदु स्रोत तभी अलग-अलग दिखाई देते हैं जब एक के विवर्तन पैटर्न का केंद्र दूसरे के विवर्तन पैटर्न के पहले न्यूनतम बिंदु के ठीक ऊपर हो। लिथोग्राफी के संदर्भ में, इसका अर्थ है सबसे छोटी रेखा या स्थान जिसे विश्वसनीय रूप से मुद्रित किया जा सकता है। सूत्र [latex]CD = k_1 cdot frac{lambda}{NA}[/latex] रिज़ॉल्यूशन को बेहतर बनाने के तीन मुख्य कारकों को समाहित करता है। सबसे पहले, प्रकाश स्रोत की तरंगदैर्ध्य (λ) को कम करना प्रगति का एक प्रमुख चालक रहा है, जिससे जी-लाइन (436 एनएम) और आई-लाइन (365 एनएम) मरकरी लैंप से लेकर डीप यूवी (डीयूवी) एक्सिमर लेजर जैसे KrF (248 एनएम) और ArF (193 एनएम), और अंततः एक्सट्रीम यूवी (ईयूवी) 13.5 एनएम तक का सफर तय हुआ है। दूसरे, प्रोजेक्शन लेंस के न्यूमेरिकल एपर्चर (एनए) को बढ़ाने से यह अधिक विवर्तित प्रकाश को कैप्चर कर पाता है, जिससे एक स्पष्ट छवि प्राप्त होती है। एनए को एनए = n sin θ के रूप में परिभाषित किया जाता है, जहां n लेंस और वेफर के बीच के माध्यम का अपवर्तनांक है। तीसरे, प्रक्रिया कारक k₁ प्रक्रिया की "कुशलता" को दर्शाता है, जिसमें रिज़ॉल्यूशन एन्हांसमेंट तकनीक (आरईटी), फोटोरेसिस्ट रसायन विज्ञान, आदि जैसे सुधार शामिल हैं। प्रक्रिया नियंत्रणसैद्धांतिक रूप से k_1 का न्यूनतम मान 0.25 है, लेकिन इंजीनियरिंग के व्यापक प्रयासों के कारण व्यावहारिक विनिर्माण मूल्यों को ~0.8 से घटाकर ~0.3 तक लाया गया है। यह समीकरण अर्धचालक उद्योग के लिए मार्गदर्शक सिद्धांत रहा है। रोडमैप दशकों से, मूर के नियम द्वारा अनुमानित निरंतर वृद्धि को गति प्रदान कर रहा है।

UNESCO Nomenclature: 2209
विद्युतचुंबकत्व

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

मूलभूत

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • तरंग प्रसार का ह्यूजेन्स-फ्रेस्नेल सिद्धांत
  • फ्रौनहोफर विवर्तन सिद्धांत
  • उच्च गुणवत्ता वाले ऑप्टिकल लेंसों का विकास

आवेदन

  • उच्च-रिज़ॉल्यूशन माइक्रोस्कोप का डिज़ाइन
  • सेमीकंडक्टर लिथोग्राफी प्रक्रिया विकास
  • खगोलीय दूरबीन डिजाइन
  • ऑप्टिकल डिस्क (सीडी, डीवीडी, ब्लू-रे) में डेटा भंडारण घनत्व की सीमाएँ

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • कम्प्यूटेशनल लिथोग्राफी एल्गोरिदम जो विवर्तन प्रभावों का प्रतिकार करने के लिए मास्क पैटर्न को पूर्व-विकृत करते हैं
  • metamaterial-based ‘superlenses’ that can overcome the diffraction limit
  • उप-तरंगदैर्ध्य पैटर्न के लिए उलझे हुए फोटॉनों का उपयोग करके क्वांटम लिथोग्राफी
  • नैनोस्केल विशेषताओं के निर्माण के लिए सतह प्लास्मोन का उपयोग करते हुए प्लास्मोनिक लिथोग्राफी
  • directed self-assembly (dsa) of block copolymers guided by a low-resolution pre-pattern
  • परमाणु-स्तरीय हेरफेर के लिए स्कैनिंग प्रोब लिथोग्राफी
  • multi-beam maskless lithography systems for rapid prototyping
  • गतिशील पैटर्न निर्माण के लिए ध्वनिक-प्रकाशिक मॉड्यूलेटर
  • बड़े क्षेत्रफल वाली आवधिक संरचनाओं के निर्माण के लिए होलोग्राफिक लिथोग्राफी
  • उच्च पहलू अनुपात वाली सूक्ष्म संरचनाओं के लिए एक्स-रे लिथोग्राफी
संबंधित विषय: रेले मानदंड, रिज़ॉल्यूशन, न्यूमेरिकल अपर्चर, तरंगदैर्ध्य, k1 कारक, विवर्तन सीमा, फोटोलिथोग्राफी, DUV, EUV, प्रकाशिकी।

ऐतिहासिक संदर्भ

रेले मानदंड (प्रकाशिक विभेदन)

1900
1900
1900
1900
1902
1902
1907
1900
1900
1900
1900
1900-12-14
1902
1904
1907

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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