NIST는 현재 더 높은 압력과 온도에서 SoS를 측정하기 위한 장비를 개발하고 있습니다. SoS 장비는 Elizabeth Rasmussen 박사의 NRC(National Research Council) 금속 적층 가공 분야 박사후 과정의 일부입니다. 장비의 설계 및 작동에 대한 미국 특허는 2022년 XNUMX월에 제출되었습니다. 새로운 금속 SoS 장비는 NIST의 기존 장비를 확장한 것으로, 더 낮은 극한의 온도와 압력에서 작동합니다. 새로운 장비는 현재 개발 중이며 주석 측정을 위한 추가 전용 리소스가 필요합니다.

또한 극한 조건에서 용융 주석에 대한 운송 특성 데이터(표면 장력, 점도 등)가 제공되어야 합니다. 이러한 요구 사항을 충족하려면 새로운 맞춤형 계측 기기 및 관련 리소스가 필요합니다. SoS와 운송 자산 계측기 모두 세계적 수준의 계측 기능을 보유하므로 설계, 제조 및 운영에 대한 전문 기술이 필요합니다.

데이터가 수집되면 EoS에서 이를 연관시키는 것이 유용합니다. 이러한 전파의 예로는 전송 상관관계 또는 열역학적 EoS가 있습니다. 현재 주석의 전송 속성에 대한 참조 상관 관계는 있지만 참조 EoS는 없습니다. 주석의 수송 특성 상관관계는 실험 데이터와 5~10% 정도 다르며 대기압에서만 유효합니다. 이는 고급 계측에 대한 기회를 제공합니다. NIST는 1990년대부터 시작된 냉매(참조 유체 성능) 프로젝트를 통해 냉매 및 천연가스 재료에 대한 참조 상관 관계, EoS 및 SRD를 생성하는 데 탁월합니다. 따라서 금속, 특히 주석에 대해 유사한 측정을 수행하고 SRD용 EoS를 개발하여 고충실도 시뮬레이션을 강화하고 데이터 기반 EUVL 개발을 달성할 수 있습니다. 이러한 개발에는 EUV 방출 증가 및 디지털 트윈 생성이 포함될 수 있으며 참조 자료 속성, 상관 관계 및 EoS가 이를 달성할 것입니다. 미국 업계에 SRD 또는 모델을 보급하는 것은 그림 6과 같이 NIST가 확립한 SRD 프로그램을 통해 통제된 방식으로 수행될 수 있습니다.

현재 대기압 이상의 액상 금속에 대해 정확하거나 예측 가능한 시뮬레이션 지침을 제공할 수 있는 상용 소프트웨어 시스템은 없습니다. 이 계측 작업은 데이터 사용자 및 시뮬레이션 데이터 파이프라인의 관점에서 실무 그룹의 업계 구성원으로부터 열렬한 격려를 받았습니다.

극한의 온도와 압력에서 열역학적 특성과 전달 특성이 부족한 것 외에도 구성 요소의 구조와 압전 데이터도 제한됩니다. 이는 잠재적인 재료 비호환성을 예측하는 능력을 제한하여 액적 생성기의 설계를 제한합니다. 새로운 고온(>300°C) 압전 재료의 사용은 현재 설정에서 장점으로 간주됩니다. 한 회원이 이 주제에 관한 Tittmann의 최근 출판물을 언급하고 공유했습니다. 이러한 재료는 존재하지만 구하기 어렵고 비용이 많이 듭니다. 그러므로 절충안이 이루어져야 합니다.

금속 액적 생성기는 순수 주석 외에 납, 주석, 인듐, 구리, 은, 금의 합금을 포함하여 납땜 및 분말 제조에 수십 년 동안 사용되어 왔습니다. 놀랍게도 기본적인 재료 특성에 관한 상당한 지식 격차가 있습니다. EUV 리소그래피 외부에서 액적 생성기를 사용하는 것은 작업 그룹의 범위를 벗어나지만, 이 분야의 발전이 다른 중요한 기술 영역에도 영향을 미칠 수 있다는 점을 인식하는 것이 좋습니다.

요약하면 EUVL 스캐너 구성 요소의 액적 생성기 최적화가 강조됩니다. EUV 칩 생산을 개선하기 위한 설계의 발전과 함께 액적 생성기의 지속적이고 안정적이며 정밀한 작동이 명백히 요구됩니다. 고압 하에서 용융 주석의 기본 열역학 및 수송 특성에 대한 측정 발전은 재료 특성에 대한 참조 상관관계를 확립하고 표준 참조 데이터(SRD)의 형태로 전파될 수 있습니다. SRD를 시뮬레이션 소프트웨어에 통합하면 액적 생성기의 디지털 트윈 시뮬레이션이 가능해집니다. 따라서 액적 생성기의 환경을 시뮬레이션하면 현재 장비의 작동과 미래 설계의 혁신을 지원하여 높은 NAEUV 스캐너 시스템을 만들 수 있습니다.

2.2 EUV 생성을 위한 방사선 측정

산업용 EUVL 장비는 주로 두 가지 유형의 빛을 사용합니다. 용융 주석(Sn) 이온화를 위한 펄스형 고출력 적외선(IR) 레이저와 포토리소그래피를 위한 13.5nm 광입니다. 전자는 특수 제작된 이산화탄소 레이저(λ=10.6μm)를 사용하며, 약 30kW(평균 출력)의 출력을 50kHz의 반복 주파수로 방출합니다. 주석 이온화 공정은 두 개의 빠른 연속 적외선 레이저 펄스를 사용합니다. 하나는 구형의 액적을 디스크 형태로 평탄화하는 프리펄스이고, 다른 하나는 이온화를 위한 고에너지 메인 펄스입니다. "EUV 출력 규모는 더 높은 이산화탄소 레이저 출력을 요구하기" 때문에 적외선 레이저의 출력은 미래의 포토리소그래피 장비 개발에 매우 ​​중요합니다. "현재 상용 리소그래피 장비에서 비간섭성 13.5nm EUV 광의 최대 출력은 약 250W이며, 실험실 시연은 600W에 달합니다." 이중 펄스 시스템은 그림 7에 나와 있습니다.

NIST는 현재 적외선 교정을 지원하지만, 상업용 EUV 리소그래피에 필요한 전력 및 펄스 조건은 지원하지 않습니다. NIST는 현재 193nm 및 248nm 파장을 사용하는 미세 가공 산업에 대한 교정을 제공하고 있지만, EUV 파장 범위 내에서도 교정이 가능하지만 EUVL 장비에 사용되는 전력보다 훨씬 낮은 전력으로만 가능합니다. 이러한 전력 감소를 위해 NIST는 방사선 경화 실리콘 광전 다이오드와 산화 알루미늄 광방출 검출기, 또는 고객이 제공하는 적절한 검출기를 전달 표준으로 교정에 사용합니다. 필터 투과율 및 공간 균일성 테스트를 포함한 EUV 내 기타 광학 특성 분석도 수행됩니다. 계측학 연구 기회에는 NIST의 교정 역량을 확장하여 EUV 광원의 중간 전력을 추론하고 최종 EUV 출력을 직접 측정하는 것이 포함되며, 이 모든 것은 산업용 EUVL과 관련된 조건 하에서 이루어집니다. 주요 공정 매개변수에 대한 추적 가능한 계측을 제공함으로써 반도체 제조 공정 개발에 직접적인 영향을 미칠 것입니다. 또한 EUV에서 생성된 시뮬레이션을 검증하기 위한 고충실도 데이터를 제공하여 향후 EUV 기기를 개발하면 장기적 영향도 얻을 수 있습니다.

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