ปัจจุบัน NIST กำลังพัฒนาเครื่องมือสำหรับการวัด SoS ที่ความดันและอุณหภูมิที่สูงขึ้น เครื่องมือ SoS เป็นส่วนหนึ่งของมิตรภาพหลังปริญญาเอกของสภาวิจัยแห่งชาติ (NRC) ของ Dr. Elizabeth Rasmussen ในการผลิตสารเติมแต่งโลหะ มีการยื่นสิทธิบัตรการออกแบบและการทำงานของเครื่องมือของสหรัฐอเมริกาในเดือนตุลาคม 2022 เครื่องมือ SoS โลหะตัวใหม่นี้เป็นส่วนขยายจากเครื่องมือที่มีอยู่ของ NIST ซึ่งทำงานที่อุณหภูมิและความดันต่ำสุดที่ต่ำกว่า เครื่องมือใหม่นี้อยู่ระหว่างการพัฒนาและต้องการทรัพยากรเฉพาะเพิ่มเติมสำหรับการตรวจวัดดีบุก

นอกจากนี้ จำเป็นต้องจัดเตรียมข้อมูลคุณสมบัติการขนส่ง (แรงตึงผิว ความหนืด ฯลฯ) สำหรับดีบุกหลอมเหลวภายใต้สภาวะที่รุนแรง การตอบสนองความต้องการนี้จำเป็นต้องมีเครื่องมือมาตรวิทยาที่ปรับแต่งใหม่และทรัพยากรที่เกี่ยวข้อง ทั้ง SoS และเครื่องมือทรัพย์สินด้านการขนส่งจะมีความสามารถด้านมาตรวิทยาระดับโลก โดยต้องใช้ทักษะเฉพาะทางในการออกแบบ การผลิต และการดำเนินงาน

เมื่อรวบรวมข้อมูลแล้ว จะมีประโยชน์ในการเชื่อมโยงข้อมูลใน EoS ตัวอย่างของการเผยแพร่ดังกล่าวคือความสัมพันธ์ระหว่างการขนส่งหรือ EoS ทางอุณหพลศาสตร์ ปัจจุบันมีความสัมพันธ์อ้างอิงสำหรับคุณสมบัติการขนส่งของดีบุก แต่ไม่มี EoS อ้างอิง ความสัมพันธ์ของคุณสมบัติการขนส่งดีบุกแตกต่างจากข้อมูลการทดลอง 5-10% และใช้ได้ภายใต้ความดันบรรยากาศเท่านั้น นี่เป็นโอกาสสำหรับมาตรวิทยาขั้นสูง NIST เป็นเลิศในการสร้างความสัมพันธ์อ้างอิง, EoS และ SRD สำหรับสารทำความเย็นและวัสดุก๊าซธรรมชาติผ่านโครงการสารทำความเย็น (ประสิทธิภาพของของเหลวอ้างอิง) ซึ่งมีอายุย้อนไปถึงปี 1990 ดังนั้น การวัดที่คล้ายกันสามารถทำได้สำหรับโลหะ โดยเฉพาะดีบุก และพัฒนา EoS สำหรับ SRD เพื่อปรับปรุงการจำลองที่มีความเที่ยงตรงสูงและบรรลุการพัฒนา EUVL ที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล การพัฒนานี้อาจเกี่ยวข้องกับการเพิ่มการปล่อย EUV และการสร้างแฝดดิจิทัล และคุณสมบัติของวัสดุอ้างอิง ความสัมพันธ์ และ EoS จะบรรลุเป้าหมายเหล่านี้ การเผยแพร่ SRD หรือแบบจำลองไปยังอุตสาหกรรมของสหรัฐอเมริกาสามารถดำเนินการในลักษณะที่มีการควบคุมผ่านโปรแกรม SRD ที่จัดตั้งขึ้นของ NIST ดังแสดงในรูปที่ 6

ปัจจุบัน ไม่มีระบบซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์ที่สามารถให้คำแนะนำการจำลองที่แม่นยำหรือเชิงคาดการณ์สำหรับโลหะที่เป็นสถานะของเหลวเหนือความดันบรรยากาศได้ งานมาตรวิทยานี้ได้รับการสนับสนุนอย่างกระตือรือร้นจากสมาชิกในอุตสาหกรรมของคณะทำงานจากมุมมองของผู้ใช้ข้อมูลและไปป์ไลน์ข้อมูลจำลอง

นอกเหนือจากการขาดคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์และการขนส่งภายใต้อุณหภูมิและแรงกดดันที่รุนแรง โครงสร้างและข้อมูลเพียโซอิเล็กทริกของส่วนประกอบยังมีจำกัดอีกด้วย สิ่งนี้จำกัดความสามารถในการคาดการณ์ความไม่เข้ากันของวัสดุที่อาจเกิดขึ้นได้ จึงจำกัดการออกแบบเครื่องกำเนิดหยด การใช้วัสดุเพียโซอิเล็กทริกใหม่ที่มีอุณหภูมิสูง (>300°C) ถือเป็นข้อได้เปรียบในการตั้งค่าปัจจุบัน สมาชิกกล่าวถึงและแบ่งปันสิ่งพิมพ์ล่าสุดโดย Tittmann ในหัวข้อนี้ วัสดุดังกล่าวมีอยู่จริงแต่หาได้ยากและมีราคาแพง ดังนั้นจึงต้องทำการแลกเปลี่ยน

เครื่องกำเนิดหยดโลหะถูกนำมาใช้มานานหลายทศวรรษในการผลิตการบัดกรีและผง รวมถึงโลหะผสมของตะกั่ว ดีบุก อินเดียม ทองแดง เงิน และทอง นอกเหนือจากดีบุกบริสุทธิ์ น่าประหลาดใจที่มีช่องว่างความรู้ที่สำคัญเกี่ยวกับคุณสมบัติพื้นฐานของวัสดุ ในขณะที่การใช้เครื่องกำเนิดหยดนอกการพิมพ์หิน EUV นั้นอยู่นอกเหนือขอบเขตของคณะทำงาน แต่ก็เป็นประโยชน์ที่จะรับรู้ว่าความก้าวหน้าในสาขานี้อาจส่งผลกระทบต่อเทคโนโลยีที่สำคัญอื่น ๆ ด้วย

โดยสรุป เน้นการปรับให้เหมาะสมของเครื่องกำเนิดหยดในส่วนประกอบเครื่องสแกน EUVL การทำงานที่ต่อเนื่อง เชื่อถือได้ และแม่นยำของเครื่องกำเนิดหยดเป็นที่ต้องการอย่างชัดเจน ควบคู่ไปกับความก้าวหน้าในการออกแบบเพื่อปรับปรุงการผลิตชิป EUV ความก้าวหน้าในการวัดคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์และการขนส่งขั้นพื้นฐานของดีบุกหลอมเหลวภายใต้แรงดันสูงสามารถสร้างความสัมพันธ์อ้างอิงสำหรับคุณลักษณะของวัสดุ และเผยแพร่ในรูปแบบของข้อมูลอ้างอิงมาตรฐาน (SRD) การรวม SRD เข้ากับซอฟต์แวร์จำลองช่วยให้สามารถจำลองเครื่องกำเนิดหยดแบบดิจิตอลคู่ได้ ดังนั้น การจำลองสภาพแวดล้อมของเครื่องกำเนิดหยดสามารถช่วยการทำงานและนวัตกรรมของอุปกรณ์ในปัจจุบันในการออกแบบในอนาคต ทำให้ระบบเครื่องสแกน NAEUV สูงเป็นไปได้

2.2 การวัดปริมาณรังสีสำหรับการสร้าง EUV

เครื่องมือ EUVL เชิงอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ใช้แสงสองประเภท ได้แก่ เลเซอร์อินฟราเรด (IR) กำลังสูงแบบพัลส์สำหรับไอออนไนซ์ดีบุกหลอมเหลว (Sn) และแสง 13.5 นาโนเมตรสำหรับโฟโตลิโทกราฟี เลเซอร์แบบพัลส์นี้ใช้เลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ที่ผลิตขึ้นเป็นพิเศษ (λ=10.6 ไมโครเมตร) ปล่อยพลังงานประมาณ 30 กิโลวัตต์ (กำลังเฉลี่ย) ที่ความถี่การทำซ้ำ 50 กิโลเฮิรตซ์ กระบวนการไอออนไนซ์ดีบุกประกอบด้วยพัลส์เลเซอร์อินฟราเรดสองพัลส์ที่ต่อเนื่องกันอย่างรวดเร็ว ได้แก่ พัลส์พรีพัลส์เพื่อรีดหยดของเหลวจากทรงกลมให้แบนราบเป็นแผ่น และพัลส์หลักพลังงานสูงสำหรับไอออนไนซ์ เอาต์พุตของเลเซอร์อินฟราเรดมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาเครื่องมือโฟโตลิโทกราฟีในอนาคต เนื่องจาก "ระดับพลังงาน EUV ต้องการกำลังเลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงขึ้น" "ในเครื่องมือลิโทกราฟีเชิงพาณิชย์ในปัจจุบัน กำลังเอาต์พุตสูงสุดของแสง EUV 13.5 นาโนเมตรที่ไม่ต่อเนื่องอยู่ที่ประมาณ 250 วัตต์ โดยมีการสาธิตในห้องปฏิบัติการถึง 600 วัตต์" ระบบพัลส์คู่แสดงไว้ในรูปที่ 7

ปัจจุบัน NIST รองรับการสอบเทียบด้วยอินฟราเรด แต่ไม่รองรับสภาวะพลังงานและพัลส์ที่จำเป็นสำหรับการพิมพ์หิน EUV เชิงพาณิชย์ แม้ว่าในปัจจุบัน NIST จะมีการสอบเทียบสำหรับอุตสาหกรรมการผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็กโดยใช้ความยาวคลื่น 193 นาโนเมตรและ 248 นาโนเมตร แต่การสอบเทียบภายในช่วงความยาวคลื่น EUV ก็สามารถทำได้ แต่จะใช้กำลังที่ต่ำกว่าที่ใช้ในเครื่องมือ EUVL อย่างมากเท่านั้น ภายใต้กำลังที่ลดลงเหล่านี้ NIST นำเสนอโฟโตไดโอดซิลิคอนชุบแข็งด้วยการแผ่รังสีและเครื่องตรวจจับโฟโตมิชชันของอะลูมิเนียมออกไซด์ หรือเครื่องตรวจจับที่ลูกค้าจัดเตรียมให้อย่างเหมาะสม สำหรับการสอบเทียบเป็นมาตรฐานการถ่ายโอน นอกจากนี้ ยังมีการดำเนินการลักษณะทางแสงอื่นๆ ภายใน EUV รวมถึงการส่งผ่านตัวกรองและการทดสอบความสม่ำเสมอเชิงพื้นที่ โอกาสในการวิจัยทางมาตรวิทยาจะเกี่ยวข้องกับการขยายความสามารถในการสอบเทียบของ NIST ให้ครอบคลุมเลเซอร์อินฟราเรดอินพุตสำหรับการอนุมานกำลังช่วงกลางของแหล่งกำเนิด EUV และเอาต์พุต EUV สุดท้ายโดยตรง ทั้งหมดนี้อยู่ภายใต้เงื่อนไขที่เกี่ยวข้องกับ EUVL ทางอุตสาหกรรม การจัดหามาตรวิทยาที่ตรวจสอบย้อนกลับได้สำหรับพารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญ จะส่งผลโดยตรงต่อการพัฒนากระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ นอกจากนี้ ผลกระทบระยะยาวจะมาจากการพัฒนาเครื่องมือ EUV ในอนาคตโดยการให้ข้อมูลที่มีความเที่ยงตรงสูงเพื่อตรวจสอบการจำลองที่สร้างโดย EUV

ยังมีต่อ...