Resolusi, Resolusi, Resolusi

Posted by Yasri Yudhistira

Resolusi 2008? Bukan… Bukan… Yang saya maksud adalah resolusi pada sistem litografi.

Seperti saya ulas pada tulisan terdahulu bahwa resolusi sistem litografi merupakan penggerak utama perkembangan teknologi chip untuk tetap bisa mengikuti hukum Moore.

Pertanyaannya bagaimana memperbaiki resolusi suatu sistem litografi?

Secara sederhana ada 3 variabel yang mempengaruhi resolusi, yaitu panjang gelombang cahaya yang digunakan, numerical aperture, dan yang terakhir yang lebih abstrak adalah faktor k1.

Pada dasarnya proses litografi mirip dengan teknik percetakan atau
sablon. Jika percetakan atau sablon menggunakan tinta dan master
cetakan, proses litografi pada semikonduktor menggunakan cahaya dan
mask (atau juga disebut reticle).

Sumber cahaya mula-mula di-’searahkan’ melalui lensa kondenser. Tujuannya supaya cahaya yang dihasilkan memiliki tingkat koherensi tertentu. Pada saat cahaya melewati mask (reticle), akan terjadi difraksi. Difraksi terjadi karena cahaya melewati pola-pola design yang sangat kecil hingga kurang dari 1/2 panjang gelombang cahayanya.

Panjang gelombang

Difraksi akan membelokkan cahaya menjadi gelap dan terang. (Ingat pelajaran Fisika SMU tentang difraksi?) Sudut simpangannya akan berbanding lurus dengan panjang gelombang cahayanya.

Apabila panjang gelombang diperpendek, akan semakin banyak orde (gelap dan terang) yang dapat ditangkap oleh lensa proyeksi. Dan semakin banyak orde yang tertampung akan meningkatkan kualitas gambar yang dihasilkan.

Numerical Aperture

Pada dasarnya NA merupakan sinus sudut datang lensa proyeksi pada wafer. Singkatnya, ukuran untuk menentukan luas lensa (bukan secara fisik, tapi secara optik). Semakin besar NA, semakin banyak cahaya datang yang dapat ditampung oleh lensa.

Karena sifat difraksi yang menyebabkan cahaya terbagi menjadi beberapa orde, semakin tinggi NA semakin banyak orde cahaya yang dapat ditangkap, sehingga ketajaman gambar dan resolusi semakin baik.

k1

Faktor k1 yang mempengaruhi resolusi di antaranya :

• fotoresis
• tingkat koherensi cahaya sumber (koheren secara parsial lebih baik)
• iluminasi di luar sumbu optik (off-axis illumination)
• koreksi optik jarak dekat (optical proximity correction)
• scattering bar
• litografi selam (immersion lithography)
• dan lain lain

Litografi dan Bintang

Posted by Yasri Yudhistira

Litografi pada proses pembuatan IC seringkali dianalogikan dengan
bintang. Kok bintang? Karena bintang itu kecil.

Litografi adalah teknik untuk memindahkan gambar atau pola desain
suatu chip dari mask (atau master) ke atas wafer. Karena pola yang
akan dicetak hanya berukuran puluhan atau ratusan nanometer (1
nanometer = 1 per sejuta milimeter) makanya seringkali kita harus
meminjam istilah dan teori dalam teknik melihat bintang.

Sebut saja resolusi Rayleigh yang menyatakan bahwa dua buah bintang
yang saling berdekatan akan dapat dibedakan satu sama lain apabila
jarak keduanya lebih dari suatu bilangan yang berbanding lurus dengan
panjang gelombang cahayanya dan berbanding terbalik dengan numerical
aperture lensa penglihatnya.

Jarak terdekat untuk membedakan dua bintang yang saling berdekatan itu
disebut resolusi.

Apabila jaraknya kurang dari resolusi, kedua bintang tersebut akan
terlihat seperti 1 bintang.

Atau dengan kata lain apabila resolusinya semakin kecil, kita akan
dapat melihat lebih banyak bintang.

Kembali kepada litografi, bintang tersebut dapat kita analogikan
sebagai sisi dari suatu pola, misalnya sisi bujur sangkar. Semakin
baik resolusi suatu sistem litografi, maka kita akan dapat membuat
pola dengan jarak yang semakin dekat.

Memperbaiki resolusi sistem litografi

Salah satu pendiri Intel, Gordon Moore, menyatakan bahwa kerapatan
suatu chip akan berlipat ganda setiap 18 bulan.

Hingga saat ini seluruh industri semikonduktor di dunia berusaha keras
agar ia dapat menghasilkan teknologi sejalan dengan ‘hukum Moore’ ini.

Karena tingkat kerapatan suatu chip erat kaitannya dengan resolusi
sistem litografi, tak heran apabila litografi disebut sebagai
penggerak hukum Moore. Atau lebih kerennya lagi litografi merupakan
penggerak kemajuan industri semikonduktor.

Tanpa litografi yang lebih modern, tidak mungkin kita bisa membuat
chip yang makin padat fitur dan kecanggihan yang kita rasakan hingga
kini.

Bagaimana caranya? Saya akan tulis beberapa tekniknya dalam beberapa
post setelah ini.