1.3 Panoramica del NIST e del programma di metrologia dei chip

La Dott.ssa Marla Dowell, del Chip Metrology Program e del NIST Boulder Laboratory, ha tenuto un popolare discorso programmatico alla riunione del gruppo di lavoro. Il discorso principale è iniziato ricordando ai partecipanti la missione del NIST: promuovere la sicurezza economica degli Stati Uniti, migliorare la qualità della nostra vita e raggiungere l'innovazione e la competitività industriale facendo avanzare la scienza, gli standard e la tecnologia di misurazione.

Ha evidenziato le capacità principali del NIST di (1) scienza della misurazione, (2) tracciabilità rigorosa e (3) sviluppo e utilizzo di standard. Dowell ha fornito dettagli sul Chip Metrology Program, sulle relazioni organizzative e sul background degli istituti di ricerca nazionali presso il NIST. Dowell ha sottolineato la necessità che l'industria e il NIST collaborino per affrontare collettivamente le sfide microelettroniche cui deve far fronte l'industria dei chip. Ha sottolineato che il NIST è un laboratorio non regolamentato ed è stato un partner fidato di informazioni proprietarie, neutrale e obiettivo, che supporta lo sviluppo di tecnologie chiave che promuovono l'innovazione e la competitività industriale degli Stati Uniti diffondendo misurazioni, dati e ricerche di alta qualità. Nello specifico, a Boulder, il NIST conta circa 900 membri dello staff e oltre 500,000 piedi quadrati di spazio di laboratorio, comprese sei aree: (1) Tecnologia avanzata delle comunicazioni, (2) Scienza e ingegneria quantistica, (3) Metrologia del tempo e della frequenza, (4) Caratterizzazione avanzata dei materiali, (5) Imaging di precisione e (6) Laser e optoelettronica. Dowell ha poi evidenziato il portafoglio di investimenti di lunga data del NIST nel campo della microelettronica, che coinvolge molteplici ambiti.

Dowell ha successivamente discusso l'"American CHIPS Act" e delineato gli aspetti strategici del finanziamento statunitense per i chip, compreso il modo in cui sosterrà tre iniziative distinte: (1) investimenti significativi nella produzione all'avanguardia, (2) nuove capacità di produzione per chip maturi , chip avanzati, nuove tecnologie e competenze specializzate e (3) rafforzare la leadership statunitense nella ricerca e sviluppo. È stata evidenziata la distinzione tra i 39 miliardi di dollari per gli incentivi alla produzione e gli 11 miliardi di dollari per gli incentivi alla ricerca e sviluppo, con particolare attenzione ai finanziamenti per la ricerca e agli stanziamenti per le scienze di misurazione del NIST. Dowell ha discusso di come l'industria manifatturiera dei semiconduttori, il mondo accademico e il governo abbiano fornito un ampio feedback attraverso sette opportunità strategiche identificate, inclusa la riunione del gruppo di lavoro EUVL.

Il Communications Technology Laboratory (CTL) ha fornito un esempio di metrologia dei materiali e, prima di diventare direttore del programma Chip Metrology, il dottor Dowell ha ricoperto il ruolo di capo divisione, in particolare nell'area dei materiali di riferimento standard dei materiali 5G (SRM). Il documento NIST SP1278 di cui è coautrice è stato presentato come un esempio di come la metrologia migliora la sicurezza e la tracciabilità dei componenti e dei prodotti microelettronici.

Concludendo il discorso programmatico, Dowell ha presentato le pubblicazioni del NIST che forniscono opportunità di metrologia relative ai chip. Inoltre, la mattina del 25 aprile 2023, il suo dipartimento ha pubblicato un documento che delinea la visione e le strategie del National Semiconductor Technology Center, descrivendo come avverrà la futura interazione tra l'industria e il NIST.

La Dott.ssa Stephanie Hooker, direttrice ad interim del Laboratorio di metrologia dei materiali (MML) presso l'Istituto nazionale di standard e tecnologia (NIST), ha tenuto un discorso programmatico alla riunione del gruppo di lavoro, dando il benvenuto ai partecipanti prima delle sessioni pomeridiane. Hooker ha ribadito la missione del NIST e ha sottolineato che la sua più grande forza è la sua reputazione tra ingegneri e scienziati di livello mondiale. Oltre a condividere la portata e le capacità del NIST, l'attenzione si è concentrata sui servizi di misurazione forniti dal NIST. I servizi di misurazione includono oltre 1100 materiali di riferimento standard (SRM), circa 100 prodotti di dati di riferimento standard (SRD), 5 programmi di garanzia della qualità e una vasta gamma di strumenti e registri di dati. L'accento è stato posto anche sugli standard documentari e sul modo in cui oltre 400 membri del personale tecnico del NIST partecipano a oltre 100 comitati di standard, ricoprendo posizioni di leadership in molte organizzazioni di standard internazionali, migliorando così la competitività degli Stati Uniti a livello globale. Il suo discorso ha evidenziato le aree tecnologiche chiave in cui il NIST è coinvolto e in espansione, tra cui l’intelligenza artificiale (AI), la scienza quantistica, le comunicazioni avanzate, la produzione avanzata e la bioeconomia. Hooker ha concluso introducendo aree di impegno e metodi di collaborazione consolidati con il NIST, tra cui riunioni di gruppi di lavoro, consorzi, CRADA e MTA, che sono anche al centro di questo rapporto.

Questi due discorsi programmatici hanno dimostrato la coesione e la partecipazione tra i membri del gruppo di lavoro e la leadership del NIST.

Tecnologia EUVL (litografia ultravioletta estrema).

È stata fornita un'introduzione dettagliata sugli aspetti tecnici dell'EUVL proposti e discussi durante la riunione del gruppo di lavoro. Di seguito sono riportate tre sezioni specifiche (2.1-2.3) dedicate alla discussione del modulo sorgente EUV. Successivamente vengono discussi lo stato attuale e i requisiti dei componenti che interagiscono con la luce EUV (2.4). Entrambi questi componenti interagiscono con la luce EUV. Infine, viene introdotto l'uso della luce EUV come strumento metrologico per l'analisi dei componenti nei processi di produzione di semiconduttori (2.5). L'aspetto metrologico della luce EUV come strumento è direttamente correlato alle misurazioni della radiazione discusse nella Sezione Sez. I dettagli tecnici discussi qui sono già stati rilasciati pubblicamente. Tuttavia, combinare le competenze tecniche e lo stato della ricerca industriale e del NIST in un unico rapporto è utile per comprendere il panorama tecnologico. Sono stati inclusi riferimenti alle revisioni per integrare i dettagli tecnici forniti in questo rapporto.

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