2.5.2.同步加速器：NIST SURF III

除了 NIST 用于分析半导体元件的实验室规模 EUV 光外，Steve Grantham 博士还在工作组会议期间展示了 NIST 同步加速器紫外线辐射设施 (SURF III) 的丰富资源。

当带电粒子沿着弯曲路径移动时，它们会发出同步加速器辐射。由于大多数加速器使用磁场来弯曲粒子的轨迹，因此同步加速器辐射也称为磁致致辐射。发射的光谱范围从微波（驱动射频场的谐波）到 X 射线光谱区域，并且辐射是垂直准直和偏振的。如果已知电子能量E、弯曲半径ρ、电子电流IB、相对于轨道面的角度Ψ0、到切点的距离d、垂直角Δψ和水平角Δθ，则可以计算同步辐射输出。 SURF的输出功率如图所示。

图 17 将 SURF 在 416MeV、380MeV、331MeV、284MeV、234MeV、183MeV、134MeV 和 78MeV 发射的同步加速器辐射光谱与 3000K 黑体和氘灯的光谱进行了比较。
相反，NIST 的紫外线辐射小组利用 SURF III 作为辐射测量和研究的稳定光源。 SURF 覆盖从远红外到软 X 射线的波长范围。表 1 概述了 NIST SURF III 的当前功能和未来计划。同步加速器光源不适合大批量制造 (HVM) 环境中的极紫外 (EUV) 光源。尽管如此，同步加速器设施还是有优势的，因为它们可以灵活地测试各种参数，以帮助 EUVL 行业实现 HVM 目标，如本报告前面所述（第 2.2 和 2.4.2 节）。需要注意的是，某些波长系统可能存在重叠和不一致的定义和术语，因此应引用 ISO21348 标准作为一般指南。

在工作组会议期间，介绍了在存在污染物和/或清洁材料的情况下 EUV 辐射照明期间镜面污染的研究示例。自 2000 年以来，NIST 一直是研究 EUVL 光学污染的领先中心，并研究了卫星中常用滤光片的退化情况。最近，NIST 传感器科学部门针对半导体制造应用进行了类似的研究。 NIST 目前拥有三个设施，专门负责两条光束线（光束线 1 和光束线 8）上光学污染的各个方面。研究污染的能力直接关系到本报告前面提到的延长收集器反射镜寿命的重要性的讨论（参见第 2.4.2 节）。建议支持现有设施的持续发展，以支持半导体行业的下一代 EUVL 制造。

2.5.3：原子探针断层扫描（APT）

原子探针断层扫描 (APT) 是唯一能够在整个周期表中为任何元素提供亚纳米同位素分辨率原子级元素 3D 映射的技术。图 18 说明了 APT 的操作。有关 APT 的更多背景信息，读者可以参考该主题的最新评论。

图 18. 科罗拉多州博尔德市 NIST 的原子探针断层扫描 (APT) 照片（上）和 APT 操作示意图（下）。资料来源：美国国家标准技术研究所。

商用 APT 仪器利用近紫外（NUV：3.5 eV）或深紫外（DUV：4.8 eV）激光辐射，其低于许多材料的功函数和大多数元素的电离能。因此，这些仪器可以通过对所研究的样品进行显着加热来操作。事实上，用于有机材料分析的 NUV 仪器的数据经常表现出复杂且有问题的碎片模式，显示出原位蒸发过程中聚集的证据，并且不能直接解释为原子尺度的结果。相比之下，EUV (20-90 eV) 辐射拥有足够的能量来电离样品表面上的原子和分子，有可能产生更小的且可直接解释的碎片图案。 NIST 方法涉及应用 EUVAPT 来研究薄膜光刻胶，以寻找可能导致光刻不规则性（包括线边缘粗糙度 (LER)）随机性质的纳米级成分波动。因此，EUVAPT 代表了研究与光刻胶加工和化学成分相关的随机事件的重要计量进步（参见第 2.4.1 节）。值得注意的是，该方法以及 EUVAPT 与传统 NUV 和 DUVAPT 仪器结果的比较在前面的 2.3 节中进行了讨论。

调查结果和建议

工作组会议的技术结论包含在每个子项目的第二节中。从实验中提取的关键属性将促进建模和仿真技术的发展，推动半导体行业的高产量、吞吐量和规模。 NIST拥有独特的EUVL实验计量能力和理论模拟程序。因此，参加工作组会议的行业与会者鼓励资助 NIST 提议的仪器创建或使用现有仪器向美国行业提供超准确的数据。 NIST的科学家不仅应该是工业设计工程师，还应该通过合作将他们的领域知识与对EUVL的见解结合起来，以实现互利共赢的结果；知识转让必须与资助的使命相一致。工业界有办法支持国内利益，但 NIST 的科学和管理领导者必须了解如何相应地调整任何新创造的竞争优势。应考虑已建立的受控传播方法，例如 CRADA、SRD 和 SRM。

从项目角度来看，工作组会议强调了 EUVL 的国际竞争格局如何导致需要签订保密协议 (NDAs)，以便与 NIST 研究人员进行深入的技术对话。因此，所有工作组会议与会者都建议简化 NIST 研究人员和行业之间的 NDA 流程，从项目启动开始，周转时间应控制在两个月以内。 NIST 工作人员和管理层应接受有关 NDA 流程的教育，以正确执行步骤。

最后，从本次工作组会议可以明显看出，面对面的互动产生了富有成效的讨论和可行的后续步骤。未来利益相关者之间的互动可以从工作组会议过渡到研讨会再到联盟。随着程序复杂性的增加，成本（超过 10,000 美元至 100,000 美元）和工时（超过 40-200 小时）也随之增加。因此，在经常参加的专业会议（例如 SPIE 或美国光学协会 (OSA)）上安排未来的活动可以帮助减轻成本和工作量。