NIST 目前正在开发一种在更高压力和温度下测量 SoS 的仪器。 SoS 仪器是 Elizabeth Rasmussen 博士的国家研究委员会 (NRC) 金属增材制造博士后奖学金的一部分。关于该仪器的设计和操作的美国专利于 2022 年 XNUMX 月提交。新型金属 SoS 仪器是 NIST 现有仪器的扩展，该仪器在较低的极端温度和压力下运行。新仪器目前正在开发中，需要额外的专用资源来进行锡测量。

此外，还需要提供极端条件下熔融锡的传输特性数据（表面张力、粘度等）。满足这一需求需要新的定制计量仪器和相关资源。 SoS 和传输特性仪器都将具有世界一流的计量能力，需要专门的设计、制造和操作技能。

收集数据后，在 EoS 中将其关联起来非常有用。这种传播的一个例子是传输相关性或热力学 EoS。目前，锡的输运特性有参考相关性，但没有参考 EoS。锡的传输特性相关性与实验数据相差 5-10%，并且仅在大气压下有效。这为先进计量学提供了机会。 NIST 擅长通过制冷剂（参考流体性能）项目创建制冷剂和天然气材料的参考相关性、EoS 和 SRD，该项目的历史可以追溯到 1990 世纪 6 年代。因此，可以对金属（尤其是锡）进行类似的测量，并为SRD开发EoS，以增强高保真模拟并实现数据驱动的EUVL开发。这一发展可能涉及增加 EUV 发射和数字孪生创建，参考材料属性、相关性和 EoS 将实现这些目标。 SRD 或模型向美国行业的传播可以通过 NIST 既定的 SRD 计划以受控方式进行，如图 XNUMX 所示。

目前，还没有商业软件系统可以为高于大气压的液相金属提供准确或预测的模拟指导。这项计量工作从数据用户和模拟数据管道的角度得到了工作组行业成员的热情鼓励。

除了缺乏极端温度和压力下的热力学和传输特性之外，组件的结构和压电数据也受到限制。这限制了预测潜在材料不相容性的能力，从而限制了液滴发生器的设计。使用新型高温（>300°C）压电材料被认为是当前设置的一个优势。一位成员提到并分享了蒂特曼最近就该主题发表的一篇文章。这种材料确实存在，但它们很难获得并且价格昂贵。因此，必须做出权衡。

金属液滴发生器已在焊接和粉末制造中使用了数十年，除了纯锡之外，还包括铅、锡、铟、铜、银和金的合金。令人惊讶的是，对于基本材料特性存在着巨大的知识差距。虽然在 EUV 光刻之外使用液滴发生器超出了工作组的范围，但认识到该领域的进步也可能影响其他关键技术领域是有益的。

总之，强调了 EUVL 扫描仪组件中液滴发生器的优化。明确需要液滴发生器的连续、可靠和精确的操作，以及其设计的进步以提高 EUV 芯片生产。高压下熔融锡的基本热力学和传输特性测量的进步可以建立材料特性的参考相关性，并以标准参考数据 (SRD) 的形式传播。将 SRD 集成到仿真软件中可以实现液滴发生器的数字孪生仿真。因此，模拟液滴发生器的环境可以帮助当前设备的运行和未来设计的创新，使高NAEUV扫描系统成为可能。

2.2 EUV 生成的辐射测量

工业级极紫外光刻 (EUVL) 设备主要涉及两种类型的光源：用于电离熔融锡 (Sn) 的脉冲高功率红外 (IR) 激光器，以及用于光刻的 13.5nm 波长光。前者由特制的二氧化碳激光器 (λ=10.6μm) 提供，其平均功率约为 30kW，重复频率为 50kHz。锡的电离过程涉及两个快速连续的红外激光脉冲：一个预脉冲，用于将液滴从球形压扁为盘状；另一个高能主脉冲用于电离。红外激光器的输出对于未来光刻设备的开发至关重要，因为“EUV 功率等级需要更高的二氧化碳激光功率”。“在目前的商用光刻设备中，非相干 13.5nm EUV 光的最大输出功率约为 250W，实验室演示中甚至达到了 600W。”双脉冲系统如图 7 所示。

NIST 目前支持红外校准，但不支持商业 EUV 光刻所需的功率和脉冲条件。虽然 NIST 目前使用 193nm 和 248nm 波长为微加工行业提供校准，但也可以在 EUV 波长范围内进行校准，但只能在比 EUVL 工具中使用的功率低得多的功率下进行。在这些降低的功率下，NIST 提供抗辐射硅光电二极管和氧化铝光发射探测器，或合适的客户提供的探测器，作为传输标准进行校准。还执行 EUV 内的其他光学表征，包括滤光片透射和空间均匀性测试。计量研究的机会将涉及扩展 NIST 的校准能力，以涵盖输入红外激光器，以推断 EUV 源的中程功率并直接最终 EUV 输出，所有这些都在与工业 EUVL 相关的条件下进行。通过为关键工艺参数提供可追溯的计量，这将对半导体制造工艺的发展产生直接影响。此外，未来 EUV 仪器的开发将通过提供高保真数据来验证 EUV 生成的模拟来产生长期影响。

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