एनआईएसटी वर्तमान में उच्च दबाव और तापमान पर एसओएस को मापने के लिए एक उपकरण विकसित कर रहा है। एसओएस उपकरण मेटल एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग में डॉ. एलिजाबेथ रासमुसेन की नेशनल रिसर्च काउंसिल (एनआरसी) पोस्टडॉक्टरल फ़ेलोशिप का हिस्सा है। उपकरण के डिजाइन और संचालन पर एक अमेरिकी पेटेंट अक्टूबर 2022 में प्रस्तुत किया गया था। नया धातु एसओएस उपकरण एनआईएसटी के मौजूदा उपकरण का विस्तार है, जो कम चरम तापमान और दबाव पर काम करता है। नया उपकरण अभी विकासाधीन है और टिन माप के लिए अतिरिक्त समर्पित संसाधनों की आवश्यकता है।

इसके अतिरिक्त, अत्यधिक परिस्थितियों में पिघले हुए टिन के लिए परिवहन संपत्ति डेटा (सतह तनाव, चिपचिपाहट, आदि) प्रदान करने की आवश्यकता है। इस आवश्यकता को पूरा करने के लिए एक नए अनुकूलित मेट्रोलॉजी उपकरण और संबंधित संसाधनों की आवश्यकता होती है। एसओएस और परिवहन संपत्ति उपकरणों दोनों में विश्व स्तरीय मेट्रोलॉजी क्षमताएं होंगी, जिनके लिए डिजाइन, विनिर्माण और संचालन के लिए विशेष कौशल की आवश्यकता होगी।

एक बार डेटा एकत्र हो जाने के बाद, इसे EoS में सहसंबंधित करना उपयोगी होता है। इस तरह के प्रसार का एक उदाहरण परिवहन सहसंबंध या थर्मोडायनामिक ईओएस है। वर्तमान में, टिन के परिवहन गुणों के लिए संदर्भ सहसंबंध हैं लेकिन कोई संदर्भ ईओएस नहीं है। टिन के लिए परिवहन संपत्ति सहसंबंध प्रयोगात्मक डेटा से 5-10% भिन्न है और केवल वायुमंडलीय दबाव में मान्य है। यह उन्नत मेट्रोलॉजी के लिए एक अवसर प्रस्तुत करता है। एनआईएसटी रेफ्रिजरेंट (संदर्भ द्रव प्रदर्शन) परियोजना के माध्यम से रेफ्रिजरेंट और प्राकृतिक गैस सामग्री के लिए संदर्भ सहसंबंध, ईओएस और एसआरडी बनाने में उत्कृष्टता प्राप्त करता है, जो 1990 के दशक की है। इसलिए, धातुओं, विशेष रूप से टिन के लिए समान माप किए जा सकते हैं, और उच्च-निष्ठा सिमुलेशन को बढ़ाने और डेटा-संचालित ईयूवीएल विकास को प्राप्त करने के लिए एसआरडी के लिए ईओएस विकसित किया जा सकता है। इस विकास में ईयूवी उत्सर्जन में वृद्धि और डिजिटल ट्विन निर्माण शामिल हो सकता है, और संदर्भ सामग्री गुण, सहसंबंध और ईओएस इन्हें प्राप्त करेंगे। अमेरिकी उद्योग में एसआरडी या मॉडल का प्रसार एनआईएसटी के स्थापित एसआरडी कार्यक्रम के माध्यम से नियंत्रित तरीके से किया जा सकता है, जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है।

वर्तमान में, कोई व्यावसायिक सॉफ़्टवेयर प्रणाली नहीं है जो वायुमंडलीय दबाव के ऊपर तरल-चरण धातुओं के लिए सटीक या पूर्वानुमानित सिमुलेशन मार्गदर्शन प्रदान कर सके। इस मेट्रोलॉजी कार्य को डेटा उपयोगकर्ताओं और सिमुलेशन डेटा पाइपलाइनों के परिप्रेक्ष्य से कार्य समूह के उद्योग सदस्यों से उत्साही प्रोत्साहन मिला है।

अत्यधिक तापमान और दबाव के तहत थर्मोडायनामिक और परिवहन गुणों की कमी के अलावा, घटकों की संरचना और पीज़ोइलेक्ट्रिक डेटा भी सीमित हैं। यह संभावित सामग्री असंगतताओं की भविष्यवाणी करने की क्षमता को प्रतिबंधित करता है, इस प्रकार छोटी बूंद जनरेटर के डिजाइन को सीमित करता है। नई, उच्च तापमान (>300°C) पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री का उपयोग वर्तमान सेटअप में एक लाभ माना जाता है। एक सदस्य ने इस विषय पर टिटमैन के हालिया प्रकाशन का उल्लेख और साझा किया। ऐसी सामग्रियाँ मौजूद हैं, लेकिन उन्हें प्राप्त करना कठिन और महंगा है। इसलिए, समझौता अवश्य किया जाना चाहिए।

धातु ड्रॉपलेट जनरेटर का उपयोग दशकों से सोल्डरिंग और पाउडर निर्माण में किया जाता रहा है, जिसमें शुद्ध टिन के अलावा सीसा, टिन, इंडियम, तांबा, चांदी और सोने की मिश्र धातुएं शामिल हैं। आश्चर्य की बात यह है कि मूलभूत भौतिक गुणों के संबंध में ज्ञान में महत्वपूर्ण अंतर है। जबकि ईयूवी लिथोग्राफी के बाहर ड्रॉपलेट जनरेटर का उपयोग कार्य समूह के दायरे से परे है, यह पहचानना फायदेमंद है कि इस क्षेत्र में प्रगति अन्य महत्वपूर्ण तकनीकी क्षेत्रों को भी प्रभावित कर सकती है।

संक्षेप में, ईयूवीएल स्कैनर घटकों में ड्रॉपलेट जनरेटर के अनुकूलन पर जोर दिया गया है। ईयूवी चिप उत्पादन में सुधार के लिए उनके डिजाइन में प्रगति के साथ-साथ ड्रॉपलेट जनरेटर का निरंतर, विश्वसनीय और सटीक संचालन स्पष्ट रूप से वांछित है। उच्च दबाव के तहत पिघले हुए टिन के बुनियादी थर्मोडायनामिक और परिवहन गुणों में मापन प्रगति सामग्री विशेषताओं के लिए संदर्भ सहसंबंध स्थापित कर सकती है और मानक संदर्भ डेटा (एसआरडी) के रूप में प्रसारित की जा सकती है। एसआरडी को सिमुलेशन सॉफ्टवेयर में एकीकृत करने से ड्रॉपलेट जेनरेटर के डिजिटल ट्विन सिमुलेशन सक्षम हो जाते हैं। इस प्रकार, ड्रॉपलेट जनरेटर के वातावरण का अनुकरण वर्तमान उपकरणों के संचालन और भविष्य के डिजाइनों में नवाचार में सहायता कर सकता है, जिससे उच्च-एनएईयूवी स्कैनर सिस्टम संभव हो सकता है।

2.2 ईयूवी पीढ़ी के लिए विकिरण माप

औद्योगिक EUVL उपकरणों में मुख्यतः दो प्रकार के प्रकाश का उपयोग होता है: पिघले हुए टिन (Sn) को आयनित करने के लिए स्पंदित, उच्च-शक्ति वाले अवरक्त (IR) लेज़र, और फोटोलिथोग्राफी के लिए 13.5nm प्रकाश। पहला प्रकाश एक विशेष रूप से निर्मित कार्बन डाइऑक्साइड लेज़र (λ=10.6μm) द्वारा प्रदान किया जाता है, जो 30kHz की पुनरावृत्ति आवृत्ति के साथ लगभग 50kW (औसत शक्ति) उत्सर्जित करता है। टिन आयनीकरण प्रक्रिया में दो तीव्र क्रमागत अवरक्त लेज़र स्पंद शामिल होते हैं: एक पूर्व-स्पंद जो एक गोले से एक डिस्क में बूँद को समतल करता है, और आयनीकरण के लिए एक उच्च-ऊर्जा मुख्य स्पंद। अवरक्त लेज़र का आउटपुट भविष्य के फोटोलिथोग्राफी उपकरणों के विकास के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि "EUV शक्ति पैमाने के लिए उच्च कार्बन डाइऑक्साइड लेज़र शक्तियों की आवश्यकता होती है"। "वर्तमान वाणिज्यिक लिथोग्राफी उपकरणों में, असंगत 13.5nm EUV प्रकाश की अधिकतम आउटपुट शक्ति लगभग 250W है, प्रयोगशाला प्रदर्शनों में यह 600W तक पहुँचती है।" द्वि-स्पंद प्रणाली को चित्र 7 में दर्शाया गया है।

एनआईएसटी वर्तमान में इन्फ्रारेड अंशांकन का समर्थन करता है, लेकिन वाणिज्यिक ईयूवी लिथोग्राफी के लिए आवश्यक शक्ति और स्पंद स्थितियों का समर्थन नहीं करता है। एनआईएसटी वर्तमान में 193 एनएम और 248 एनएम तरंगदैर्ध्य का उपयोग करके माइक्रोफैब्रिकेशन उद्योग के लिए अंशांकन प्रदान करता है, ईयूवी तरंगदैर्ध्य सीमा के भीतर अंशांकन संभव है, लेकिन केवल ईयूवीएल उपकरणों में उपयोग की जाने वाली शक्तियों की तुलना में काफी कम शक्तियों पर। इन कम शक्तियों के तहत, एनआईएसटी विकिरण-कठोर सिलिकॉन फोटोडायोड और एल्युमिनियम ऑक्साइड फोटोमिशन डिटेक्टर, या ग्राहक द्वारा प्रदत्त उपयुक्त डिटेक्टर, स्थानांतरण मानकों के रूप में अंशांकन के लिए प्रदान करता है। ईयूवी के भीतर अन्य प्रकाशीय अभिलक्षणन, जिनमें फ़िल्टर संचरण और स्थानिक एकरूपता परीक्षण शामिल हैं, भी किए जाते हैं। मापविज्ञान संबंधी अनुसंधान के अवसरों में एनआईएसटी की अंशांकन क्षमताओं का विस्तार करना शामिल होगा ताकि ईयूवी स्रोतों की मध्य-श्रेणी शक्तियों का अनुमान लगाने और प्रत्यक्ष अंतिम ईयूवी आउटपुट को शामिल करने के लिए इनपुट इन्फ्रारेड लेज़रों को शामिल किया जा सके, ये सभी औद्योगिक ईयूवीएल के लिए प्रासंगिक स्थितियों के अंतर्गत। प्रमुख प्रक्रिया मापदंडों के लिए अनुरेखणीय मापविज्ञान प्रदान करके, इसका अर्धचालक निर्माण प्रक्रियाओं के विकास पर सीधा प्रभाव पड़ेगा। इसके अतिरिक्त, दीर्घकालिक प्रभाव भविष्य के EUV उपकरणों के विकास से आएंगे, जो EUV-जनित सिमुलेशन को मान्य करने के लिए उच्च-विश्वसनीयता डेटा प्रदान करेंगे।

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