Nano-scale Microchip Fabrica2on Alex Ferro Fabrica2on - - PowerPoint PPT Presentation

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Nano-scale Microchip Fabrica2on Alex Ferro Fabrica2on Scales 10m to 11nm Not Smallest Feature Size of Memory Cell Notable Scales 10m

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Nano-­‑scale ¡Microchip ¡Fabrica2on ¡

Alex ¡Ferro ¡

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Fabrica2on ¡Scales ¡

  • 10µm ¡to ¡11nm ¡
  • Not ¡Smallest ¡Feature ¡
  • Size ¡of ¡Memory ¡Cell ¡
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Notable ¡Scales ¡

  • 10µm ¡
  • 65nm ¡
  • 45nm ¡
  • 32nm ¡
  • 22nm ¡
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10µm ¡

  • 1971 ¡
  • Fabrica2on ¡

– MOS ¡Si-­‑gate ¡

  • Intel ¡4004 ¡
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Intel ¡4004 ¡

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65nm ¡

  • 2005 ¡
  • Intel ¡Core ¡
  • Pen2um ¡D ¡
  • Transistor ¡size ¡Not ¡Scaling ¡

– Interconnects ¡Shrink ¡

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45nm ¡

  • 2007 ¡
  • Standard ¡lithography ¡blurs ¡
  • Core ¡2 ¡ ¡
  • Core ¡i ¡
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32nm ¡

  • 2010 ¡
  • Immersion ¡Lithography ¡
  • In ¡Produc2on ¡
  • Core ¡i ¡Mobile ¡
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22nm ¡

  • Prototype ¡Memory ¡Cells ¡
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Timeline ¡

1971 ¡ 1974 ¡ 1978 ¡ 1982 ¡ 1989 ¡ 1993 ¡ 1995 ¡ 10µm ¡ 6µm ¡ 3µm ¡ 1.5µm ¡ 1µm ¡ 800nm ¡ 600nm ¡ 2,300 ¡ 4,500 ¡ 29,000 ¡ 134,000 ¡ 1,200,000 ¡ 3,100,000 ¡ 5,500,000 ¡ 1997 ¡ 1999 ¡ 2002 ¡ 2005 ¡ 2007 ¡ 2010 ¡ ? ¡ 250nm ¡ 180nm ¡ 90nm ¡ 65nm ¡ 45nm ¡ 32nm ¡ 22nm ¡ 7,500,000 ¡ 9,500,000 ¡ 55,000,000 ¡ 291,000,000 ¡ 820,000,000 ¡ 1,170,000,000 ¡ ? ¡

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Lithography ¡

  • Double ¡PaTerning ¡
  • Double ¡Exposure ¡
  • Immersion ¡Lithography ¡
  • EUV ¡Lithography ¡
  • Maskless ¡Lithography ¡
  • Phase-­‑shiX ¡mask ¡
  • Op2cal ¡Proximity ¡Correc2on ¡

¡

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Normal ¡Lithography ¡

Lens ¡ Contact ¡ ¡ ¡Proximity ¡ ¡ ¡Projec2on ¡

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Double ¡PaTerning ¡& ¡Exposure ¡

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Immersion ¡Lithography ¡

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Extreme ¡UV ¡Lithography ¡

  • !193nm ¡UV ¡light ¡
  • 13.5nm ¡extreme ¡UV ¡frequencies ¡
  • Must ¡be ¡in ¡vacuum ¡
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Maskless ¡Lithography ¡

  • No ¡mask ¡that ¡lets ¡in ¡a ¡light ¡paTern ¡
  • Moves ¡a ¡beam ¡around ¡and ¡turns ¡it ¡on ¡and ¡
  • ff ¡
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Phase ¡ShiX ¡Mask ¡

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Op2cal ¡Proximity ¡Correc2on ¡

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References ¡

  • hTp://site.ebrary.com.dbprox.slcc.edu/lib/slcc/docDetail.ac2on?docID=10085501 ¡
  • hTp://www.intel.com/technology/architecture-­‑silicon/silicon.htm ¡
  • hTp://www.4004.com/ ¡
  • hTp://www.intel.com/about/companyinfo/museum/exhibits/index.htm ¡
  • hTp://www.itrs.net/ ¡
  • hTp://ark.intel.com/Default.aspx ¡
  • hTp://www.asml.com/asml/show.do?ctx=10448&rid=6851 ¡
  • hTp://www.cs.berkeley.edu/~ejr/GSI/cs267-­‑s04/homework-­‑0/results/gennari/ ¡
  • hTp://www.lithoguru.com/scien2st/lithobasics.html ¡
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Any ¡Ques2ons? ¡

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