ITM-31: PROSES PHOTOLITHOGRAPHY DALAM FABRIKASI DIVAIS SEMIKONDUKTOR Slamet Widodo dan Nanang Sudrajad PPET-LIPI, Jl. Sangkuriang Komp. LIPI Bandung 40135 No.Telp/Fax:022-2504660/022-2504659, E-mail:
[email protected] dan
[email protected] Abstract Photolithography is basic process step for fabrication of semiconductor device by microelectronics technology. The photolithographic process is the process of imprinting a geometric pattern from a mask onto a thin layer (~ µm) of material called a photoresist ( a radiation sensitive material ). First, a photoresist is usually either spin-coated or sprayed onto the silicon wafer and then a mask placed above it. Second, in optical lithography, U.V. radiation is used to change the solubility of the photoresist in a known solvent. Positive photoresists become more soluble on the exposure to the U.V. light where as negative photoresist become less soluble due to a polymerisation process. The manufacture of semiconductor devices and integrated circuits consists of multiple passes through photolithography (or "masking" as it is often called), with process steps such as oxidation, diffusion, gate, contact hole, or metallization following each masking step. The masking step defines the region where the subsequent process step will have its effect. The sum of all process steps produces devices and circuits with specific electrical behavior. Kata Kunci : Photolithography, positive and negative photoresist, devices, semikonduktor. Abstrak Photolithography merupakan tahapan proses dasar (basic) untuk pembuatan divais semikonduktor dengan teknologi mikroelektronika. Proses photolithography adalah proses pemindahan pola bentuk geometris pada masker ke lapisan tipis (beberapa mikron) dan bahan yang peka terhadap radiasi (photoresist). Pertama, photoresist biasanya dilapiskan dengan cara spin coating atau spray coating untuk melapisi permukaan wafer silikon. Kedua, didalam lithography sinar (radiasi) ultra violet (U.V.) digunakan untuk mengubah kelarutan photoresist ke dalam suatu pelarut. Photoresist positip menjadi lebih larut pada penyinaran dengan sinar u.v., sedangkan photoresist negatip menjadi lebih larut, setelah photoresist ini mengalami proses polimerisasi. Pembuatan divais semikonduktor dan rangkaian terintegrasi (IC) terdiri dari bermacam-macam lapisan melalui photolithography (pelindunglmasker) dengan tahapan proses seperti daerah oksidasi, difusi, gate, lubang kontak. atau metalisasi dengan setiap tahap memerlukan pelindung (masker). Tahap pelindung ini menentukan daerah dimana tahap proses berikutnya akan ditentukan. Jumlah semua tahapan proses itu akan menghasilkan divais dan rangkaian dengan sifat listrik yang spesifik. Kata Kunci : Photolithography, photoresist positif dan negatif, divais semikonduktor.
dikehendaki pada saat proses difusi. Dengan
I. PENDAHULUAN Lapisan silikon oksida (SiO2) merupakan
membuat pola tertentu pada lapisan oksida
masker pencegah masuknya ketidakmurnian
dapat dilakukan difusi, metalisasi, dan
kedalam
pelapisan polisilikon secara efektif Selain itu
bagian
wafer
yang
tidak
306
lapisan ini dipergunakan juga untuk menjaga
atau
agar silikon (Si) tidak dipengaruhi langsung
(photolithography).
dalam udara terbuka, dan dapat pula dipakai
permukaan bahan yang akan diproses diolesi
untuk
terhadap
fotoresis dan dikeringkan. Lalu ditempelkan
interkoneksi. Ada 2 cara penumbuhan
pola rangkaian yang telah digambar sesuai
silikon oksida, yaitu dengan temperatur
dengan yang diinginkan, dan disinari dengan
tinggi
rendah.
sinar ultra violet. Bagian yang tersinari akan
Penumbuhan dengan temperatur rendah
terbongkar (larut) oleh cairan pelarut resis
dilakukan dengan CVD (Chemical Vapour
positif, dan dengan resis negatif tidak akan
Deposition = pengendapan uap kimia).
melarut. Setelah selesai, fotoresis yang
mengisolasi
dan
silikon
dengan
temperatur
Pada pembuatan rangkaian terinteo-asi (IC),
kecuali
untuk
hal-hal
khusus.
disebut
juga
fotolitografi
Pertama,
pada
tersisa dipadatkan dan dikeringkan. Dengan jalan
seperti
inilah
fotoresis
akan
kebanakan lapisan oksida untuk masker
dihilangkan, setelah bahan uji dietsa dengan
pelindung difusi dibentuk dengan metode
larutan kimia, pada lapisan fotoresis akan
oksida panas, yaitu dengan jalan menaruh
tercetak pola rangkaian. Akhir-akhir ini
keping (wafer) silikon dalam oksigen kering
sebagai pengganti sinar ultra violet dapat
atau campuran gas dan uap air dan oksigen
dipakai juga berkas elektron atau berkas ion.
(O2 basah) dan dipanasi pada temperatur
atau sinar X.
tinggi (900 -1200 °C). Hubungan antar
Photolithography
adalah
proses
lapisan (layer) pada chip melalui lubang
pemindahan pola geometris pada masker ke
kontak juga dilakukan dengan melubangi
lapisan tipis dari material yang peka
lapisan SiO2 dilakukan melalui proses
terhadap radiasi (resis) yang menutupi
photolithography dan etsa. Pada penelitian
permukaan wafer semikonduktor dengan
ini disediakan wafer yang telah dibentuk
metode penyinaran cahaya. Pola resis yang
pada lapisan oksida diatasnya melalui proses
dibentuk
oksidasi.
bukanlah elemen yang tetap dari devais
Diatas lapisan SiO2 pada wafer silikon, fotoresis (photoresist) dioleskan dengan cara
oleh
proses
photolithography
akhir, tetapi hanya tiruan dari feature rangkaian.
spinning, digunakan untuk proses Etsa Foto
Proses photolithography dalam proses
(photo etching). Fotoresis ini merupakan
fabrikasi divais semikonduktor merupakan
bahan molekul tinggi yang coraknya dapat
bagian yang penting dimana geometri divais
berubah-ubah
pengaruh
ditentukan pada permukaan wafer silikon.
adalah
Pembuatan divais semikonduktor terdiri atas
penyinaran
bila cahaya.
mendapat Fotoresis
merupakan komposisi kimia molekul tinggi
berulang
kali
proses
photolithography
yang mempunyai daya tahan terhadap
seperti dalam tahap proses pembukaan
pelarutan, daya lekat yang kuat, dan peka
gerbang (gate) untuk difusi, oksidasi atau
cahaya, yang digunakan untuk photo etching
pasivasi atau metalisasi.
307
II. MASKER UNTUK PHOTO-
photoresist. Photoresist merupakan jenis
LITHOGRAPHY
senyawa
Masker mengandung pola lapisan yang akan
ditransferkan
ke
wafer
organik
yang
peka
cahaya
(umumnya cahaya ultra violet) seperti
untuk
cahaya lampu mercury. Pada dasarnya
membentuk rangkaian. Tiap langkah proses
dikenal dua jenis photoresist yaitu yang
memerlukan sebuah masker yang memuat
bersifat photoresist negatip dan photoresis
pola tertentu yang dibuat oleh perancang.
positip.
Perancang membuat pola rangkaian dan
Photoresist negatip; dimana cahaya ultra
devais sesuai dengan fungsi IC yang
violet yang jatuh pada resist menyebabkan
diharapkan. Hasil perancangan mungkin
terjadinya
merupakan
menyebabkan ikatan kimianya bertambah
program
komputer,
yaitu
memakai CAD (computer aided design).
proses
polimerisasi
yang
kuat sehingga lebih tahan terhadap pelarut.
Oleh pandai silikon, program komputer itu
Photoresist positip; dimana cahaya ultra
mengatur penggambaran pola tiap masker
violet yang jatuh pada resist merusakkan
sesuai dengan keperluan untuk proses
struktur kimia dari senyawa sehingga mudah
pembuatan IC yang telah ditentukan oleh
larut dalam larutan pengembang (developer).
pandai silikon itu.
Photoresist umumnya harus memiliki
Antara lain pentransferan pola ke tiap masker
dilakukan
dengan
alat
Pattern
sifat-sifat yang diperlukan pada proses divais seperti:
Generator vang mampu menggambar pada
1. Daya adhesi yang baik.
plate kaca masker dengan bantuan sinar
2. Tahan terhadap larutan etchant.
yang bentuk dan ukurannya diatur oleh data
3. Sensitivitas
komputer, menghasilkan pola kontras hitam
cahaya.
putih pada masker yang berbentuk kaca
4. Resolusi
tersebut.
gambar dalam bentuk orde mikron dapat
Sejumlah masker disiapkan dan selanjutnya
dicapai dengan tajam.
dipergunakan
proses
Contoh dari photoresist negatip : Selectilux
photolithography untuk merealisasikan chip
N 220; Olint Hunt Way Coat Negative;
yang dipesan oleh perancang. Untuk proses
KPR; KMER; KTFR dan lainlainnya.
MOS diperlukan jumlah masker berkisar
Photoresist positip :
antara 9 - 12 buah bergantung pada proses
AZ 1350 - J Shipley; AZ 111; AZ 119; AZ
yang ada di pandai silikon itu.
345 dan lain-lainnya.
dalam
atau
yang
kepekaan
baik
terhadap
sehingga
pola
Hal yang penting perlu diperhatikan pada III.TAHAPAN PROSES PHOTO-
pemakaian photoresist adalah lapisan hams
LITHOGRAPHY
rata (uniform), homogen dan bebas dari
Proses dengan
photolithography menggunakan
dilakukan
pinhole. Untuk memperoleh lapisan yang
bahan
merata pada wafer digunakan photoresist
308
spinner. Untuk viskositas tertentu, ketebalan
dalam meratakan permukaan benda kerja
yang dapat memenuhi syarat pada proses
yang tidak rata, saat ini mulai dipakai
adalah sekitar 2000 - 4000 rpm.
multiresis dengan daya etsa di bagian
Adapun alat spinner dapat dilihat pada gambar 1 berikut ini :
bawah, dan kepekaan menerima sinar di bagian atas. Photolithography
(Etsa
foto)
sangat
penting dalam proses pembuatan rangkaian terintegrasi (IC) dan bermanfaat untuk etsa yang selektif pilihan pada oksida dan juga untuk etsa dari pola interkoneksi. Proses etsa yang dilakukan secara kontinu diperlihatkan pada Gambar 2. Yang terdiri dari prosesproses : (a) Melapiskan foto-resist pada SiO2, (b) Masker foto yang menempel sangat Gambar 1 Spinner
rapat, (c) Penyinaran dan pencetakan,
Teknik Etsa Foto (Photolithography) yang
menggunakan
digunakan
untuk
fotoresis
selain
pembuatan
divais
semikonduktor, juga untuk pembuatan papan rangkaian tercetak (printed circuit board, PCB). Akan tetapi, yang paling kelihatan kemajuannya adalah pada proses pembuatan rangkaian terpadu semikonduktor. Sampai
(d) Etsa SiO2, (e) Pembuangan dari bahan foto-resis sisa, (f) Alat pemutar (spinner) dan, (g) Alat untuk
menurunkan
(alignment)
masker. Hal-hal yang penting dalam etsa foto (photolithography) dapat dijelaskan sebagai berikut :
sekarang sudah dapat mentroses a ui kabel berukuran 1 milro meter. dan dlharapkan akan setnakin rneneecil sehingga dapat digunakan
tidak
hanya
dalam
bidang
semikonduktor (IC atau LSI), tetapi juga untuk proses lain yang mementingkan bahan berukuran kecil.
Multiresis, dimana multiresis ini dapat menurunkan daya pelarutan sampai lebih dan
1
terdiri dari sebuah pelat gelas dengan pola dari bahan yang tak tembus sinar ultra violet. Bahan itu semacam gelatin yang mengandung
halogenida
perak
(untuk
masker yang lunak), atau logam chromium
Selain itu ada tipe resis dengan nama
kecil
(a) Masker (pelindung) foto : Masker foto
mikrometer,
dan
dapat
menambah daya tahan fotoresis sewaktu
atau oksida logam (untuk masker yang keras). Bahan tipe gelatin walaupun sudah sering
dipergunakan
untuk
proses
itu
mempunyai kelemahan yaitu mempunyai transmitansi cahaya yang besar pada ujung-
pengetsaan. Untuk memenuhi permintaan
309
ujungnya sehingga tidak tepat dipakai untuk
III. Pembentukan sejumlah gambar yang
membuat pola yang sangat halus. Tetapi ini
sama
baik untuk pola interkoneksi dari alumunium
IV. Pengecilan terakhir.
(Al). Karena memberikan faktor refleksi cahaya yang kecil.
Proses
nomer
(iii)
kadang-kadang
dilakukan bersamaan dengan (iv) atau setelah (iv). Faktor pengecilan hingga akhir terhadap aslinya 250: 1. Semua ketepatan
proses dan
itu
membutuhkan
ketelitian.
Terutama
diperhatikan adanya deformasi gambar asli karena temperatur dan kelembaban dan lainlain. Juga diperlukan resolusi yang sangat baik dari kamera yang dipergunakan.
(b) Fotoresis : Fotoresis
mempergunakan
reaksi
polimerisasi
oleh
violet,
sinar
ultra
membutuhkan daya larut yang kuat dan pula ketahanan terhadap bahan kimia
yang
dipakai selanjutnya. Ada 2 macam fotoresis yaitu; jenis negatif dan jenis positif (tipenega dan tipe-posi). Pada waktu pencetakan Gambar 2 Tahapan proses
setelah penyinaran ultra violet, bagian resis
Photolithography
dari tipe-nega yang telah disinari dan bagian resis dari tipe-posi yang tidak disinari
masker chromium lazim
terlihat bagian yang tersisa pada Gambar 3.
dipergunakan untuk pola halus, walaupun
dan hasilm a terdapat perbedaan pada ujung-
pada
mempunyai
ujungnya dipandang dari daya ketajaman.
transmitansi yang besar tetapi adanya faktor
tipe positip lebih baik tetapi mempurryaii
refleksi
untuk
daya lekat yang buruk pada lapisan SiO2,,
bila
maka lebih banyak dipergunakan untuk
Sebaliknya
ujung-ujung
yang
melakukan
besar
masih
diperlukan
pencegahan
refleksi
memakai MgF2 dan sebagainya.
membuat pola interkoneksi Al saja. Dari
Urutan proses secara
gambar 3 mudah dimengerti pula pada
umum untuk
membuat masker foto sebagai berikut:
pemakaian tipe-nega, adanya lubang-lubang
I. Penggambaran gambar asli
kecil dan adanya debu di udara akan
II. Pengecilan intermedia (antara) gambar
memberikan kerusakan yang besar. Tidak
asli
demikian halnya untuk bagian yang tersisa
310
pada tipe-posi tidak timbul kerusakan besar. Pada tipe-nega bahan-bahan resis yang digunakan yaitu karet alam atau sintetis jenis polivinil cinnamat, dan pada tipe posi menggunakan
lubang-lubang kecil yang banyak. Maka perlu dipilih ketebalan yang sesuai, dan pada Gambar 3 diperlihatkan
diazonium. Resis-resis yang dipasarkan
contoh dari ketebalan lapisan sebagai fungsi
antara lain : KPR Kodak (untuk SiO2 dan
dari kecepatan perputaran spinner, ini tidak
Al), KTFR (untuk SiO2 dan lapisan logam),
berlaku umum karena bergantung pada alat
KMER (untuk logam dan gelas) dan KOR
spinner, misalnya di laboratorium atau di
(untuk logam), semuanya adalah tipe-nega,
pabrik, alat perlu diteliti pemakaiannya
dan tipe-posi yaitu keluaran Shipley AZ-
terlebih
1350 dan AZ-111. Pada waktu menyimpan
melapiskan resis yaitu dengan metoda
resis,
pencelupan,
sangat
novlac
Maka bila lapisan resis terlalu tipis timbul
quinnon
harus
bahan
kimia, meskipun resolusinya sempurna.
hati-hati
terutama
dahulu.
di
Metoda
mana
lain
keping
untuk
(wafer)
terhadap debu dan kotoran, sedangkan
dicelupkan ke dalam larutan resis, metoda
kelembaban dan temperatur juga harus
penyemprotan yaitu resis diatomisasi dan
dijaga baik. Sekarang telah terdapat resis
disemprotkan. dan metoda pelapisan dengan
yang mempunyai daya ketajaman yang
menggilas yaitu pelapisan resis memakai
tinggi yang perlu dipakai pada pola yang
roller (penggilas). Tetapi path waktu ini
sangat halus.
kebanyakan dipergunakan spinner dalam pembuatan IC.
(c) Pelapisan resis : Dalam proses pelapisan dari
resis
dipergunakan
alat
spinner
(pemutar). Metoda dengan spinner ini dilakukan dengan keping (wafer) silikon yang akan dilapisi dengan resis ditaruh pada meja yang berputar. Tebal dari lapisan dari resis ditentukan oleh kecepatan putar dari spinner (1000 -5000 perputaran per menit) dan viskositas dari resis itu. Sebagai tambahan,
keuniforman
lapisan
yang
dilapiskan akan baik bila momen inersia dari meja putar spinner kecil, sehingga waktu percepatan hingga mencapai kecepatan yang diinginkan sangat singkat. Lapisan resis, bila
Gambar 3. Perbedaan antara Resis tipe-
tebal, memberikan ketajaman/kejelasan yang
positif dan tipe-negatif
kurang
sempurna,
dan
bila
tipis
menyebabkan gangguan terhadap daya tahan
(d) Pemanggangan : Karena resis yang
311
dilapiskan pada keping (wafer) tidak cukup
(e) Penyinaran dan pencetakan : Dalam
keras, maka diadakan pemanggangan-mula
proses
(prebake)
alat
pada
alignment (pelurus) masker, yang terdiri dari
yang
tidak
sumber cahaya (sinar ultra violet, atau
menyebabkan reaksi polimerisasi. Dan lagi,
kebanyakan dengan lampu merkuri) dan
lapisan resis yang dilembekkan oleh bahan
suatu alat yang mudah bergerak pada sumbu
pengolah (developer), setelah penyinaran
x, y dan z dan memutari sumbu putarnya.
dan pengolahan
Sumber cahaya tegak lurus pada permukaan
pada
tidak
dipergunakan
melekat
masker,
supaya
penyinaran
temperatur
memerlukan
pemanggangan lanjut (postbake). Dalam
yang disinari dan membutuhkan kekuatan
proses ini resis dipanaskan dalam temperatur
cahaya yang konstan. Keping (wafer) dan
cukup tinggi, dimana terjadi polimerisasi,
masker diimpitkan satu sama lain setelah
dan melekat sangat erat pada keping (wafer)
dicatat dan kemudian disinari. Jumlah
sehingga tidak dapat terkupas pada waktu
cahaya
etsa SiO2.
tergantung
yang
disinarkan
pada
bahan
berlain-lainan resis
yang
dipergunakan. tebal lapisandan sebagainya; bila
terlalu
banyak
penyinaran
atau
kekurangan
mempengaruhi
ketajaman
(resolusi). Dalam hal penggunaan resis tipenega, lapisan resis yang harus tersisa (yang melindungi) akan menjadi tipis akibat penyinaran yang kurang dan sebaliknya terjadi polimerisasi yang berlebihan akibat dari penyinaran yang terlalu banyak. Sekarang,
lebar
garis
yang
dapat
dihasilkan dengan etsa-foto kira-kira 5 -10 Gambar 4 Ketergantungan tebal lapisan
Inn, tetapi sangat sukar menghasilkan lebar
fotoresis terhadap kecepatan putaran
garis sekitar 0,5 tm karena lebar ini hampir
pemutar.
sama dengan panjang gelombang sinar ultra
Tetapi perlu diperhatikan bahwa bila
violet.
Maka
penyinaran
dengan
pemanggangan terlalu tinggi temperaturn a
mempergunakan berkas-elektron atau sinar-
maka resis dapat retakretak. Waktu dan
x akan lebih tepat daripada menggunakan
temperatur yang diperlukan tergantung dari
sinar biasa. Paola` penyinaran dengan
macamnya
memakai
resis
yang
dipakai.
Bila
berkas
elektron,
panjang
mempergunakan KPR atau KTFR sekitar 10
gelombang dari
menit
diatur oleh tegangan-akselerasi yang dapat
pada
100
pemanggangan lanjut.
-
120
°C
dalam
elektron-elektron dapat
lebih pendek daripada panjang gelombang ultra violet. Dan metoda ini mempunyai
312
keuntungan lain yaitu mencegah timbulnya
tempat-tempat yang terpilih (selektif) di
difraksi bila diameter dan berkas dikecilkan
mana akan dilakukan difusi. Lapisan oksida
sekecil-kecilnya. Dan sebagai tambahan,
yang tidak berguna dilarutkan dengan
dengan jalan mempolarisasi dan mengulas
mencelupkan dalam pelarut dengan waktu
berkas elektron secara listrik (seperti pada
yang cukup sehingga oksida terbuang.
tabung gambar televisi), maka tidak lagi
Sedangkan oksida yang berada di bawah
diperlukan masker. Sebagai bahan resis
resis tentu saja tidak terlarut. Sebagai bahan
dalam proses dengan berkas elektron ini,
etsa untuk silikon dioksida ialah tipe NH4F
dipergunakan pada tipe-nega yaitu epoxide
(etsa buffer) yang biasa dipergunakan. Laju
polybutadiene dan polyisoprene, sedangkan
dari etsa tergantung pada keadaan sifat
untuk tipe-posi dipergunakan polymetyl
oksida, komponen dan temperatur bahan
methacrylate (PMMA). Setelah penyinaran,
etsa itu, dan dapat dipilih yang optimal. Pada
bagian yang tidak diperlukan dilarutkan
Gambar 5 sisi dari keping wafer teretsa
dalam
developer/pencetak
organik
seperti
(yaitu
bahan
sehingga menimbulkan pola rangkaian tidak
trichloroethylene
yang
beraturan. Juga oksida yang telah digunakan
didapat sebagai pasangan dengan resis).
sebagai
masker.
pada
waktu
difusi
Waktu penyinaran yang tepat untuk berbagai
ketidakmurnian bahan fosfor, fosfor masuk
macam resis yang memakai penyinaran
ke dalamnya dan mempunyai laju etsa yang
lampu merkuri tegangan tinggi (500 W),
besar sehingga sering mengakibatkan etsa-
diperlihatkan pada Tabel 1
pinggir (side-etched).
Tabel 1 Tabel penyinaran yang cocok untuk berbagai macam resis Macam filter
Tanpa Filter hijau filter POO
Filter biru LBC8
17000 Lux 33000 Lux 7 (detik)
KPR
Gambar 5 Sisi ter-etsa
4- 5
17000 Lux 6- 8
Maka sering terjadi resis terlepas. Di
(menit)
(detik)
samping etsa yang mempurgunakan larutan,
KOR
2
10
1-2
yaitu yang disebut seperti diterangkan
OMR
10 - 11
20 - 30
12 - 13
diatas, metoda etsa kering yaitu dengan
AZ1350
8
10
10
plasma gas HC1 mempergunakan resis
KMFR
25
40
30
sebagai etsa-basah masih ada dilakukan
KTFR
5
30
6-7
yang juga masker. Dalam Gambar 6, diperlihatkan laju-etsa
(f)
Etsa dari lapisan oksida : Ini adalah
proses untuk membuka lapisan oksida pada
oksida yang mengandung boron dan juga fosfor,
dan
sebagai
bahan
pengetsa
313
digunakan ammoniumhydroloric (NH4F) 36
4. Pindahkan PR yang tidak terexpose.
g, H2O 64 ml dan glycerine 32 ml.
5. Kemudian lapisan oksida dietsa dengan larutan
HF,
untuk
membuat
jendela
(window). 6. Hilangkan PR dan didifusikan dengan B melalui jendela difusi. Proses
dasar
dari
etsa-foto
telah
diterangkan, dan dalam Tabel 2 didapat macam-macam resis.
DISKUSI DAN PEMBAHASAN a).SiO2: mengandung boron (B) b).SiO2 mengandung fosfor (P) (°C)
1. Setelah
oksidasi
dilanjutkan
Gambar 6 Laju etsa SiO2 yang
pelapisan dengan photoresist, tetapi sebelum
mengandung B atau P
pelapisan wafer tersebut perlu dipanaskan didalam
(g)
proses
Membuang lapisan resis : Lapisan
oven
guna
menguapkan
air
(kelembaban) didalam permukaan wafer.
resis dapat dilarutkan dengan menggunakan
2. Agar tidak terjadi cacat jika dilakukan
asam sulfat pekat panas, tetapi metoda ini
etsa, rnaka lapisan photoresist diatas lapisan
tidak dapat digunakan untuk pola jalur
oksida pada wafer harus benar-benar rata,
aluminium untuk interkoneksi. KPR dihapus
cara maka cara spinning merupakan hal
dengan memakai pelarut organik seperti
yang paling Flexible, diantara cara lainnya.
trichloroethylene (TCE) setelah lebih dulu
3. pemanggangan mula (pre-baking) selalu
dicelupkan
dilakukan untuk menghilangkan pelarut
dalam
larutan
pengembang
supaya mudah rontok yang terdiri dari
pada
photoresist, sehingga lapisan resist
campuran dari J-100 dengan methylene
mengering dan menempel dengan baik pada
chloride. Ada juga cara membuang dengan
lapisan oksida.
mengalirkan plasma gas oksigen bergantung pada proses yang ada di pandai silikon itu. Adapun
jalannya
KESIMPULAN
proses
photolithography adalah sebagai berikut :
Photolithography
merupakan
tahapan
1. Oksidasi sampel wafer silikon (tentunya
proses dasar pada pembuatan
sebelumnya wafer silikon dicuci terlebih
semikonduktor
dahulu dengan metode RCA).
mikroelektronika. Pada photolithography ini
2. Lapisi wafer silikon dengan photoresist
merupakan proses pemindahan pola bentuk
(PR).
geometris pada masker ke lapisan tipis (thin
3. Expose PR melalui maker A.
film) dari bahan yang peka terhadap
dengan
divais teknologi
314
cahaya/radiasi (photoresist). Mula-mula
fotoresis
189. (photoresist)
dilapiskan dengan cara spin coating untuk melapisi permukaan wafer silikon. Kedua, didalam lithography sinar (radiasi) ultra violet (u.v.) digunakan untuk mengubah kelarutan fotoresis ke dalam suatu pelarut. Fotoresis positip menjadi lebih larut pada penyinaran dengan sinar u.v., sedangkan fotoresis negatip menjadi lebih larut, setelah fotoresis ini mengalami proses polimerisasi. Pembuatan divais semikonduktor dan rangkaian terintegrasi (IC) terdiri dari bermacam-macam photolithography
lapisan dengan
melalui pelindung
(masker) dan tahapan proses ini melalui tahapan proses lainnya seperti oksidasi, difusi, gate, lubang kontak, atau metalisasi dengan setiap tahap mernerlukan masker. Tahap pelindung mi menentukan daerah dimana
tahap
proses
berikutnya
akan
ditentukan. Jumlah semua tahapan proses itu akan menghasilkan divais dan rangkaian
5 F.D Egitto, et al., 1981, Solid State Tech., 24 (12), 71. 6 H. Boyd & M.S. Tang, 1979, Solid State Tech., 22, 133. 7 Jun-Bo Yoon, Chul-Hi Han, Euisik Yoon, and Choong-Ki Kim, 1998, Novel two-step baking process for high-aspectratio photolithography with conventional positive thick photoresist, Part of the SPIE Conference on Materials and Device Characterization in Micromachining, Santa Clara, California, SPIE Vol. 3512 8. J.W. Coburn & E. Kay, 1979, IBM J. of Res. and Dev., 23 (1). 9. K.M. Eisele, 1981, J. Electrochem. Soc., 128 (1), 123. 10. L.M. Ephrath, 1982, J. Electrochem. Soc., 129 (3), 63c . 11. R.L. Berrin, 1978, Solid State Tech., 21 (11), 71. 12. Robert Balma, Kevin Petsch, Tolga Kaya, 2011, Proceedings of the 2011 ASEE NC & IL/IN Section Conference ,American Society for Engineering Education, Central Michigan University
dengan sifat listrik yang spesifik.
DAFTAR PUSTAKA
1.
A.C. Adam & C.D. Capin, 1981, J. Electrochem. Soc., 128.
2. After "Positive Photo Resist, 1979, " Shipley Product Data . 3 A. Arisha, P. Young, and M. El Baradie, 2001, A Simulation Model to Characterize Photolithography Process of a Semiconductor Wafer Fabrication, School of Mechanical and Manufacturing Engineering, Dublin City University, Ireland. 4 D. Hess, 1981, Solid State Tech., 24 (4),
315
Tabel 2 Karakteristik dan penanganan dari macam-macam fotoresis
KRP 11.7 13.1
Bahan padat yang terkan dung 6.6 7,6
KOR 46 54
9.2 9,8
KM 396ER 504
24,7 27.3
KIE 485 R 555
27,2 28,3
AZ 36, 2 III ±1
17.5
Kekentalan
AZ 6-8 1350
11,5
Pcmang gangan Untuk Thinner mula bahan °C x men 1,01 Si. SiO2.. KRP 80 x 10 6 Al, Cu. thinner Zn-Cu alloy
Berat jenis
Deve loper
Pcmang Larugangan Pembua tan lanjut ng peril °C x resis bersih men KPR 120 x TCLi Develop 10 Methyle er ne Chlorid e T-150
KPR Deve toper + Ethyl alcohol (ratio1to 1) 1,04 Si, S102, KOR 80 x 10 KOR KPR 0 Al thinner Devclo Deve per+ loper Ethyl alcohol (ratio 1 To 1)
2600 4600
Nega Kuat untuk asam
120 x TCE 2600 10 Methyle ne 4600 Chlorid e T-I 50
Nega Kuat untuk asam
11,90 Si, Si02, KM ER 120 x KM ER KM LIZ 120 x 1 Al metal thinner 10 Develo Deve 10 Per + loper Isopro pyl alcohol 0,89 Si, SiO2 KM ER 80 x 20 KM ER KTFR 100 x 3 Al metal thinner Dcvelo rinse 10 per
-
Hampir AZ 75 x 10 Sama thinner dengan KPR Cocok untuk AC Hampir AZ 60-63 x Sama Thiner 5 – 10 dengan KPR Cocok untuk AC
Daerah Nega Keta sensi / hanan or Posi Kimia
TCE sylcne T-100
3060 4800
Nega Kuat untuk asam
TCE sylene T-100
3060 4800
Nega Kuat untuk asam
AZ303 Air Atau Suling larutan (DI alkali H2O)
90 x 100
AZ 3400 Remove r atau 4500 larutan alkali
AZ303 Air atau suling larutan (DI alkali H2O)
120 x AZ U.V. 30 rcmover 4500 atau larutan alkali
Posi
Kuat Untuk asam lemah untuk alkali Posi Kuat Untuk asam lemah amok alkali
316
