**Fotolitografi** adalah sebuah proses digunakan dalam fabrikasi alat semikonduktor untuk memindahkan pola dari sebuah *photomask* ke permukaan sebuah substrat. Seringkali kristalin silikon dalam bentuk sebuah wafer digunakan sebagai substrat, meskipun ada beberapa pilihan termasuk, tetapi tidak terbatas pada, gelas, safir, dan logam. Fotolitografi (juga dikenal sebagai "mikrolitografi" atau "nanolitografi") memiliki persamaan dengan litografi konvensional digunakan dalam percetakan dan membagi beberapa prinsip dasar proses fotografik.

Resolusi dari fotolitografi ditentukan oleh panjang gelombang sumber cahaya yang digunakan oleh proses ini. Saat ini, sumber cahaya yang paling bagus adalah sinar-X karena mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek. Sumber cahaya untuk proses fotolitografi antara lain: ultra violet, pancaran elektron, laser, dan pancaran ion.

**Langkah-langkah yang digunakan dalam proses fotolitografi:**  

**1. Persiapan**  

Seperti dalam proses di microsystem yang lain, proses fotolitografi dimulai dengan cara pembersihan *wafer* dari kotoran-kotoran seperti zat organik dan partikel-partikel. Biasanya menggunakan teknik pembersihan caro (*caro cleaning*).

**2. Melapisi wafer dengan *photoresist***  

Sebelum penyinaran, *wafer* diberi lapisan *photoresist* yang akan bereaksi jika dikenai cahaya tergantung dari jenis *photoresist*-nya (positif atau negatif). Setelah dikenai cahaya, *photoresist* tersebut di larutkan pada cairan tertentu. Bagian yang terkena cahaya pada *photoresist* positif akan larut dan sebaliknya pada *photoresist* negatif, bagian yang terkena cahaya tidak akan larut.

Pada umumnya, permukaan *wafer* yang akan dilapisi *photoresist* mudah teroksidasi dan akan membentuk ikatan hidrogen yang panjang yang di dapat dari air di udara. Dengan demikian, jika *photoresist* diletakkan di atas *wafer* yang berputar, tidak akan menempel dengan permukaan *wafer* tetapi menempel dengan permukaan air dan menghasilkan daya tempel ke *wafer* yang rendah. Untuk menghasilkan ikatan yang kuat dengan wafer, maka dibutuhkan promotor seperti *Hexamethyldisilazane* (HMDS).

Kecepatan perputaran *wafer*, waktu, jumlah, dan cara menyemprotkan *photoresist* ke permukaan wafer sangat menentukan kualitas dan ketebalan dari *photoresist* dipermukaan *wafer*. Ketebalan *photoresist* diusahakan merata antara bagian tengah dan tepi dari *wafer*. Pemutaran *wafer* dan penyemprotan *photoresist* secara otomatis akan meningkatkan kualitas dari penyebaran *photoresist*.

**3. Pemanasan *wafer***  

*Soft bake* atau pemanasan awal permukaan *wafer* yang telah dilapisi *photoresist* akan menguapkan pelarut dari *photoresist*.

**4. Pengaturan dan penyinaran**  

Penyinaran wafer dapat dilakukan dengan cara:   

- *Contact printing*: meletakkan *mask* secara langsung di atas *wafer*  

- *Proximity printing*: meletakkan *mask* sedikit di atas *wafer*  

- *Projection printing*: memproyeksikan *mask* ke *wafer* menggunakan lensa atau cermin

**5. Pemanasan pasca penyinaran (*Post Exposure Bake*/PEB)**  

PEB akan mengurangi gelombang berdiri pada *photoresist*. Jika PEB tidak dilakukan, maka profil dari *photoresist* akan bergelombang.

**6. Pengembangan**  

*Photoresist* akan menjadi asam jika terpancar cahaya (*photoresist* positif) dan sebaliknya pada *photoresist* negatif. Untuk menghilangkan *photoresist* yang menjadi asam, digunakan larutan basa seperti NaOH. *Wafer* diputar dan pada saat yang sama *wafer* disemprot dengan NaOH.

**7. Pemanasan akhir (*post bake*)**  

Dilakukan untuk mengeraskan *photoresist* yang tersisa sehingga mengeras dan kuat menahan proses selanjutnya seperti etsa (etching) atau implantasi.

**8. Membentuk pola dari *mask***  

Proses membentuk pola dari *mask* dapat berupa penambahan (pengendapan/*deposition*), pengurangan (etsa/etching), dan pencampuran komponen (*impurity*).

**9. Pembuangan *photoresist***  

*Photoresist* yang sudah tidak digunakan lagi dihilangkan dengan pembuangan basah (*wet stripping*) dengan pelarut dan plasma. Pembuangan basah dapat dilakukan dengan pelarut organik atau non organik seperti aseton.

Peralatan Litografi Semikonduktor
---------------------------------

Peralatan Litografi Semikonduktor digunakan untuk menggambarkan pola rangkaian pada wafer silikon dalam proses pembuatan semikonduktor. Sinar ultraviolet yang kuat ditransmisikan melalui photomask, yang berfungsi sebagai prototipe pola sirkuit, dan pola sirkuit ditransfer ke wafer silikon yang dilapisi dengan photoresist. Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa peralatan menggunakan laser dengan panjang gelombang 13 nm, yang disebut EUV, untuk memperkecil pola sirkuit halus. Karena ketelitian yang sangat tinggi diperlukan untuk penentuan posisi, dll. peralatan tersebut mahal.

### Aplikasi Peralatan Litografi Semikonduktor

Peralatan Litografi Semikonduktor digunakan dalam proses pemaparan pembuatan sirkuit terpadu (IC), yang mencakup perangkat semikonduktor seperti MOS (semikonduktor oksida logam)-FET (transistor efek medan).

Dalam proses pembuatan IC, siklus fotolitografi dan etsa diulangi secara berurutan pada wafer silikon untuk menumpuk dan memproses lapisan (lapisan) silikon oksida dan logam dalam pola yang telah ditentukan, yang diproses hingga memiliki karakteristik yang diperlukan untuk perangkat semikonduktor. Dalam kasus MOS tipe-n (NMOS), misalnya, MOS tipe-n (tipe n+) dibentuk dengan membentuk film silikon oksida di daerah gerbang pada substrat silikon tipe-p dan logam gerbang di atasnya. itu, dan ion yang menanamkan pengotor konsentrasi tinggi di saluran pembuangan dan daerah sumber. Setiap langkah fotolitografi dan etsa dalam rangkaian proses ini dikonfigurasi seperti yang ditunjukkan pada gambar (proses deposisi film S1~proses pengupasan tahan S6).

Dari jumlah tersebut, proses pemaparan (S3) adalah proses yang dilakukan dengan menggunakan Peralatan Litografi Semikonduktor. Peralatan pemaparan dengan panjang gelombang berbeda digunakan tergantung pada dimensi pola sirkuit dan keakuratan Peralatan Litografi Semikonduktor.

### Prinsip Peralatan Litografi Semikonduktor

Peralatan Litografi Semikonduktor terdiri dari sumber cahaya, lensa kondensor, photomask, lensa proyeksi, dan panggung. Sinar ultraviolet yang dihasilkan dari sumber cahaya diatur oleh lensa kondensor sehingga menghadap ke arah yang sama. Sinar ultraviolet kemudian melewati photomask, yang berfungsi sebagai prototipe untuk satu lapisan pola rangkaian, dan cahaya tersebut direduksi oleh lensa proyeksi untuk mentransfer pola rangkaian (satu lapisan pola rangkaian) perangkat semikonduktor ke perangkat semikonduktor. wafer silikon. Dalam sistem eksposur seperti stepper, setelah transkripsi selesai, wafer silikon dipindahkan satu tahap dan pola sirkuit yang sama ditransfer ke posisi lain pada wafer silikon. Dengan mengganti photomask, lapisan lain dari pola rangkaian perangkat semikonduktor dapat ditransfer.

Laser excimer KrF dengan panjang gelombang 248 nm, laser excimer ArF dengan panjang gelombang 193 nm, dan sumber cahaya EUV dengan panjang gelombang 13 nm digunakan sebagai sumber cahaya.

Aturan desain (dimensi pemrosesan minimum) untuk proses manufaktur semikonduktor terbaru telah diperkecil menjadi 3 hingga 5 nm, sehingga diperlukan presisi tinggi pada skala nanometer untuk semua lensa kondensor, masker foto, lensa proyeksi, dan tahapan. Selain itu, karena kemajuan penumpukan, pemaparan dilakukan beberapa kali sebelum semikonduktor tunggal dihasilkan dengan mengubah pola rangkaian.

### Peralatan Litografi EUV

Peralatan Litografi EUV (Extreme Ultraviolet) adalah Peralatan Litografi Semikonduktor yang menggunakan cahaya dengan panjang gelombang sangat pendek yang disebut Sinar Ultraviolet Ekstrim. Hal ini memungkinkan pemrosesan dimensi yang lebih halus yang sulit diproses dengan sistem paparan konvensional menggunakan sinar laser excimer ArF.

Manufaktur semikonduktor telah semakin diperkecil sesuai dengan Hukum Moore (sirkuit terpadu semikonduktor menjadi empat kali lebih terintegrasi dan berfungsi dalam tiga tahun). Perkembangan teknologi pengurangan paparan proyeksi yang disebut stepper, panjang gelombang paparan yang lebih pendek, dan teknologi paparan perendaman telah meningkatkan resolusi secara signifikan.

Miniaturisasi berarti ukuran proses minimum yang dapat dibakar ke dalam wafer menjadi lebih kecil, dan ukuran proses minimum R dinyatakan dengan rumus Rayleigh berikut.

R = k/λ/NA \*k adalah konstanta proporsionalitas, λ adalah panjang gelombang paparan, dan N.A. adalah bukaan numerik sistem optik paparan.

Berbagai perkembangan teknologi telah memungkinkan miniaturisasi dengan menjadikan k lebih kecil, λ lebih kecil, dan NA lebih besar.
Sistem litografi EUV dianggap sebagai teknologi yang dapat menembus keterbatasan masa lalu dengan memperpendek panjang gelombang paparan, dan telah diproduksi secara massal dalam beberapa tahun terakhir.

Produsen Peralatan Litografi Semikonduktor
------------------------------------------

### Finisar

Finisar Corporation adalah produsen komponen dan subsistem komunikasi optik, wWafer epitaksial khusus berperforma tinggi. Perusahaan ini didirikan pada bulan April 1987 dan berlokasi di Sunnyvale, California. Perusahaan ini adalah perusahaan teknologi global dalam komunikasi optik. Produk-produknya memungkinkan komunikasi suara, video, dan data berkecepatan tinggi untuk aplikasi jaringan, penyimpanan, nirkabel, dan TV kabel. Perusahaan ini telah menciptakan solusi dalam teknologi optik dan memasok produsen sistem dengan volume produksi untuk bandwidth jaringan. Perusahaan mengembangkan lini produk terutama untuk telekomunikasi, menggunakan teknologi amplifikasi EY termasuk amplifikasi serat doped erbium, amplifikasi Raman, dan amplifikasi hibrid dinamis.

### Ushio Inc.

Ushio Inc. didirikan pada tahun 1964 di Tokyo, Jepang, adalah produsen dan pemasok sumber cahaya khusus, dengan minat khusus pada sinar ultraviolet (UV) dan cahaya tampak, Large field stepper. Perusahaan ini memiliki portofolio produk yang luas yang mencakup berbagai solusi pencahayaan, termasuk dioda laser, lampu UV, lampu tampak, lampu yang dirancang untuk proyektor, dan lampu halogen. Beragam produk ini melayani beragam industri dan aplikasi, termasuk penerangan arsitektur dan lanskap, desinfeksi dan penghilang bau, pola litho, sistem optik, serta proses pengawetan dan pengikatan.

### NIHON DEMPA KOGYO CO. LTD.

NIHON DEMPA KOGYO CO. LTD. didirikan pada tahun 1948, adalah produsen dan pemasok Jepang yang berkantor pusat di Shibuya-ku, Tokyo, yang mengkhususkan diri pada produk terkait kristal, Peralatan Litografi Semikonduktor. Lini produk perusahaan meliputi unit kristal dan osilator, kristal kuarsa sintetis, sensor keseimbangan mikro kristal kuarsa (QCM), dan konverter gelombang milimeter. Selain itu, perusahaan menyediakan penyintesis frekuensi, komponen optik, sistem analisis gas keluar, generator sinyal, dan probe ultrasonik (transduser). Produk-produk ini melayani sektor-sektor seperti otomotif, kesehatan, peralatan rumah tangga, peralatan industri, dan medis. Khususnya, kolaborasinya dengan Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) menghasilkan sistem QCM Thermogravimetric Gas Analysis (QTGA) untuk menganalisis emisi gas keluar dari bahan organik dalam pengaturan vakum.

### ASML Memegang N.V.

ASML Holding N.V. didirikan pada tahun 1984, adalah produsen sistem litografi EUV bersertifikasi ISO 9001:2015 yang sangat penting untuk produksi microchip, termasuk sistem litografi EUV dan DUV, PAS 5500 yang diperbarui, dan sistem TWINSCAN, yang digunakan dalam industri medis dan elektronik.. Dengan kantor pusat di Veldhoven, Belanda, perusahaan ini memiliki lokasi lain di AS, Asia, dan Eropa. Perusahaan menawarkan layanan relokasi, layanan pelatihan, portal CustomerNet untuk informasi yang disesuaikan, dan waktu pengiriman 24 jam.

### Nikon Corporation

sSistem Litografi Semikonduktor
NIKON CORPORATION didirikan di Jepang pada tahun 1917 dan merupakan produsen global produk Sistem Litografi Semikonduktor, pencitraan, optik, peralatan presisi, dan instrumen. Penawaran produk utama perusahaan meliputi kamera mirrorless seri Nikon Z, kamera SLR digital, dan COOLPIX. Ia juga menawarkan aksesoris konsumen dan profesional seperti optik merek NIKKOR, Speedlight, aksesoris sistem, dan produk perangkat lunak, serta produk optik olahraga dan rekreasi premium, termasuk teropong full-line, Fieldscopes, dan pengukur jarak. Perusahaan ini mematuhi standar internasional seperti ISO 14001:2015 dan ISO 45001:2018, melayani industri seperti fotografi dan videografi, perawatan kesehatan, manufaktur, dan penelitian.

### Kyodo Internasional, Inc.

Kyodo International, Inc. didirikan pada tahun 1970 dan berpusat di Kawasaki-shi, Jepang, adalah produsen dan distributor peralatan dan perlengkapan mikrofabrikasi. Rangkaian produk perusahaan meliputi alat pengendapan, peralatan fotolitografi, mesin etsa, unit pemrosesan CMP, dan alat pencetakan nano. Produk-produk ini digunakan untuk pengembangan dan pembuatan komponen dan sistem elektronik. Perusahaan ini melayani industri seperti manufaktur elektronik, produksi sistem mikroelektromekanis (MEMS), dan ilmu hayati, serta memastikan pengiriman peralatan berpresisi tinggi untuk proses manufaktur yang rumit. Layanannya mencakup penjualan, perbaikan, dan perombakan suku cadang habis pakai.

### Grup EV

EV Group (EVG), didirikan pada tahun 1980 di Austria, adalah pemasok peralatan produksi bervolume tinggi dan solusi proses untuk semikonduktor, MEMS, semikonduktor majemuk, perangkat listrik, dan manufaktur perangkat nanoteknologi, litografi. Rangkaian produknya mencakup sistem litografi, sistem pengikatan, peralatan litografi nanoimprint (NIL), sistem metrologi, dan pelapis fotoresist, yang penting dalam manufaktur semikonduktor. Perusahaan ini telah memperoleh banyak penghargaan, termasuk Penghargaan InCites 3D, Penghargaan Produsen Peralatan Terbaik ISES Tahun 2023, dan dikenal sebagai salah satu pemasok peralatan luar biasa bagi pembuat chip yayasan, yang menekankan keunggulannya dalam industri.

Lihat pula
----------

* Nanolitografi
* Litografi lunak

Referensi
---------

1. ↑  Carroll, Gregory T.; Turro, Nicholas J.; Mammana, Angela; Koberstein, Jeffrey T. (2017). "Photochemical Immobilization of Polymers on a Surface: Controlling Film Thickness and Wettability". *Photochemistry and Photobiology* (dalam bahasa Inggris). **93** (5): 1165–1169. doi:10.1111/php.12751. ISSN 0031-8655. PMID 28295380.  Parameter `|s2cid=` yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)

| * l
* b
* s
Perusahaan semikonduktor utama |
| --- |
| Perusahaan yang pendapatan tahunannya lebih dari US$3 miliar |
| 
* ASE Group
* Fujitsu
* Infineon Technologies
* Integrated Micro-Electronics, Inc.
* Intel
* NXP Semiconductors (Freescale)
* ON Semiconductor
* Panasonic
* Renesas Electronics
* Samsung Electronics
* Sony
* STMicroelectronics
* Texas Instruments

|  |  |
| --- | --- |
| Design | 
* Advanced Micro Devices
* Apple Inc.
* Broadcom Inc.
* Marvell Technology Group
* MediaTek
* Nvidia
* Qualcomm
* VIA Technologies

 |
| Memori | 
* Micron Technology
* Samsung Electronics
* SanDisk
* SK Hynix
* Toshiba

 |
| Pabrik | 
* GlobalFoundries
* TSMC
* United Microelectronics Corporation
* Samsung Foundry
* SMIC

 |
| Peralatan | 
* ASML
* Applied Materials
* KLA-Tencor
* Lam Research
* Tokyo Electron

 |

 |
| 
Lihat pula
Perusahaan TI terbesar
Industri semikonduktor
Kategori:Perusahaan semikonduktor
 |