Proses Fotolitografi #04

Fabrikasi IC monolotik memerlukan proses pengikisan/ pembuangan (etching) lapisan silikon dioksida secara selektip untuk membuat window sebagai lubang bukaan tempat dilakukan proses difusi impuriti. Metoda photoetching yang digunakan untuk pengikisan (pembuangan) lapisan silikon dioksida itu seperti pada gambar di bawah ini.

Selama proses fotolitografi, wafer dilapisi rata dengan lapisan tipis fotoresist yang dinamakan photosensitive emulsion (emulsi peka cahaya), misalnya photoresist KPR, produk dari Kodak. Kemudian membuat layout pola hitam putih yang besar untuk lubang bukaan yang diinginkan, kemudian diperkecil secara fotografis. Bentuk negatip, atau stensil, ini dari dimensi yang diinginkan diletakkan sebagai masker di atas lapisan fotoresist seperti gambar berikut ini.

Photoetching technique: Masking and exposure to ultraviolet radiation

KPR disinari melalui masker dengan sinar ultraviolet, fotoresist dibawah masker yang tranparan mengalami polimerisasi. Sekarang maskernya disingkirkan, dan kemudian wafer dicelupkan ke dalam larutan developer berupa cairan kimia (misalnya trichloroethylene) untuk melarutkan bagian-bagian lapisan tipis fotoresist yang tidak terkena pencahayaan (unpolymerized) dan diperoleh hasil seperti gambar di bawah ini.

The photoresist after development

Lapisan fotoresist yang tidak larut pada larutan developer menjadi fixed (mengeras) sehingga menjadi resistan pada proses pengikisan berikutnya. Kemudian chip itu dicelupkan ke dalam larutan etching yang terdiri dari hydrofluoric acid, untuk mengikis bagian lapisan silikon dioksida untuk tempat-tempat yang akan dilalui difusi dopant.

Bagian-bagian lapisan silikon dioksida yang terlindungi oleh fotoresist tidak terkikis oleh hydrofluoric acid. Sesudah proses etching, kemudian lapisan fotoresist harus dibuang dengan larutan kimia (H2SO4 panas) di dalam peralatan prosesmechanical abrasion.

Proses fotolitografi di atas tadi dapat digambarkan dengan diagram berikut ini.

Steps in the photoresist process

Urutan proses fotolitografi dapat dirangkum sebagai berikut.

1. Pada permukaan subtrat dibuat lapisan tipis fotoresist, kemudian diletakkan masker pola untuk membuat lubang bukaan yang diinginkan, lalu dilakukan pencahayaan dengan sinar ultraviolet, terjadi perubahan solubilitas (kelarutan) yang timbul pada pola.
   
2. Pada fotoresist positip, pencahayaan itu menambah solubilitas, pada fotoresist negatip, pencahayaan itu mengurangi solubilitas. Sehingga, menimbulkan pola yang berlainan sesudah dilakukan proses pengembangan (development).
   
3. Setelah proses pengembangan, dilanjutkan dengan proses etching (pengikisan) untuk menimbulkan pola pada substrat, dan diteruskan dengan pembersihan fotoresist.
   

Schematic illustration of a photolithography process sequence. Resist is applied to the substrate, and a solubility change is induced by exposure to a pattern of light. In positive resist, exposure increases the solubility; in negative resist, it is decreased. Thus a different pattern results after development. Development is followed by etching to transfer the pattern into the film on the substrate and by resist removal

back

HOME