NIST 目前正在開發一種在更高壓力和溫度下測量 SoS 的儀器。 SoS 儀器是 Elizabeth Rasmussen 博士的國家研究委員會 (NRC) 金屬增材製造博士後獎學金的一部分。關於該儀器的設計和操作的美國專利於 2022 年 XNUMX 月提交。新儀器目前正在開發中，需要額外的專用資源來進行錫測量。

此外，還需要提供極端條件下熔融錫的傳輸特性資料（表面張力、黏度等）。滿足這項需求需要新的客製化計量儀器和相關資源。 SoS 和傳輸特性儀器都將具有世界一流的計量能力，需要專門的設計、製造和操作技能。

收集資料後，在 EoS 中將其關聯起來非常有用。這種傳播的一個例子是傳輸相關性或熱力學 EoS。目前，錫的輸運特性有參考相關性，但沒有參考 EoS。錫的傳輸特性相關性與實驗數據相差 5-10%，且僅在大氣壓力下有效。這為先進計量學提供了機會。 NIST 擅長透過冷媒（參考流體性能）計畫創建冷媒和天然氣材料的參考相關性、EoS 和 SRD，該計畫的歷史可以追溯到 1990 世紀 6 年代。因此，可以對金屬（尤其是錫）進行類似的測量，並為SRD開發EoS，以增強高保真模擬並實現數據驅動的EUVL開發。這項發展可能涉及增加 EUV 發射和數位孿生創建，參考材料屬性、相關性和 EoS 將實現這些目標。 SRD 或模型向美國產業的傳播可以透過 NIST 既定的 SRD 計畫以受控方式進行，如圖 XNUMX 所示。

目前，還沒有商業軟體系統可以為高於大氣壓力的液相金屬提供準確或預測的模擬指引。這項計量工作從數據用戶和模擬數據管道的角度得到了工作小組行業成員的熱情鼓勵。

除了缺乏極端溫度和壓力下的熱力學和傳輸特性之外，組件的結構和壓電數據也受到限制。這限制了預測潛在材料不相容性的能力，從而限制了液滴產生器的設計。使用新型高溫（>300°C）壓電材料被認為是目前設定的優勢。一位成員提到並分享了蒂特曼最近就這個主題發表的一篇文章。這種材料確實存在，但它們很難獲得且價格昂貴。因此，必須做出權衡。

金屬液滴產生器已在焊接和粉末製造中使用了數十年，除了純錫之外，還包括鉛、錫、銦、銅、銀和金的合金。令人驚訝的是，對於基本材料特性存在著巨大的知識差距。雖然在 EUV 微影之外使用液滴產生器超出了工作小組的範圍，但認識到該領域的進步也可能影響其他關鍵技術領域是有益的。

總之，強調了 EUVL 掃描儀組件中液滴產生器的最佳化。明確需要液滴產生器的連續、可靠和精確的操作，以及其設計的進步以提高 EUV 晶片生產。高壓下熔融錫的基本熱力學和傳輸特性測量的進步可以建立材料特性的參考相關性，並以標準參考數據 (SRD) 的形式傳播。將 SRD 整合到模擬軟體中可以實現液滴產生器的數位孿生模擬。因此，模擬液滴產生器的環境可以幫助當前設備的運作和未來設計的創新，使高NAEUV掃描系統成為可能。

2.2 EUV 產生的輻射測量

工業級極紫外光微影 (EUVL) 設備主要涉及兩種類型的光源：用於電離熔融錫 (Sn) 的脈衝高功率紅外線 (IR) 雷射器，以及用於微影的 13.5nm 波長光。前者由特製的二氧化碳雷射 (λ=10.6μm) 提供，其平均功率約為 30kW，重複頻率為 50kHz。錫的電離過程涉及兩個快速連續的紅外線雷射脈衝：一個預脈衝，用於將液滴從球形壓扁為盤狀；另一個高能量主脈衝用於電離。紅外線雷射的輸出對於未來光刻設備的開發至關重要，因為「EUV 功率等級需要更高的二氧化碳雷射功率」。 「在目前的商用微影設備中，非相干 13.5nm EUV 光的最大輸出功率約為 250W，實驗室演示中甚至達到了 600W。」雙脈衝系統如圖 7 所示。

NIST 目前支援紅外線校準，但不支援商用 EUV 光刻所需的功率和脈衝條件。雖然 NIST 目前使用 193nm 和 248nm 波長為微加工產業提供校準，但在 EUV 波長範圍內進行校準也是可行的，但其功率遠低於 EUVL 設備所使用的功率。在這些較低功率下，NIST 提供抗輻射矽光電二極體和氧化鋁光發射偵測器，或合適的客戶提供的偵測器，作為傳遞標準進行校準。此外，NIST 還進行 EUV 內的其他光學特性測試，包括濾光片透射率和空間均勻性測試。計量研究的機會將包括擴展 NIST 的校準能力，使其涵蓋輸入紅外線雷射器，用於推斷 EUV 光源的中等功率並直接進行最終 EUV 輸出，所有這些都在與工業 EUVL 相關的條件下進行。透過為關鍵製程參數提供可追溯的計量，這將對半導體製造製程的發展產生直接影響。此外，未來 EUV 儀器的開發將透過提供高保真數據來驗證 EUV 產生的模擬，從而產生長期影響。

未完待續...