Teknologi microchips berpacu tanpa tandingan. Meski lebih kecil, kekuatannya tanpa tandingan. Teknologi yang digunakan di sektor manufaktur semakin terbatas, apa yang harus dilakukan? Peneliti menyibak misteri siluman di kegelapan.
Penulis/editor: Rayendra L. Toruan
mmINDUSTRI.co.id – Teknologi terus berpacu. Alat microchip misalnya, ukurannya semakin kecil namun kekuatannya tak tertandingi di dunia. Contohnya smartphone yang mungil.
Temuan baru itu menghasilkan anugerah penghargaan bagi tiga peneliti senior di Fraunhofer ISIT belum lama ini.
Selamat kepada tim peneliti di Fraunhofer ISIT yang berkantor di Itzehoe (Jerman) dan perusahaan dan IMS Nanofabrication GmbH.
Penghargaan yang dinamai Joseph von Fraunhofer Prize 2021 diberikan kepada tiga peneliti senior belum lama ini. Mereka yang berprestasi ilmiah itu adalah Martin Witt, Dr. Jacqueline Atanelov, dan Michael Kampmann demikian rilis Fraunhofer baru-baru ini.
Bidang apa yang jadi perhatian para peneliti? Tampaknya evolusi microchip telah mencapai batasnya sehingga kekuatannya tak sesuai lagi dengan kebutuhan industri.
Microchips Berpacu tanpa Tandingan
Melalui rilisnya, para peneliti menyimpulkan bahwa sangat penting komponen kecil ini, microchip dibuat lebih kecil lagi dengan kekuatan yang luar biasa (besar).
Contohnya, banyak perangkat misalnya digunakan dalam smartphone dengan microchip yang kecil-kecil—hasil pengembangan lebih jauh mendekati sempurna.
Tim peneliti senior di Institut Fraunhofer untuk Teknologi Silikon ISIT di kota Itzehoe (Jerman) yang bekerja sama dengan peneliti di perusahaan IMS Nanofabrication GmbH berhasil menemukan batas-batas yang ada ketika datang ke pemrosesan MEMS yakni elemen switching sistem mikro.
Dan hal itu merupakan inti dari yang disebut electron beam mask writer yakni alat yang mencatat berkas electron (e-beam)—bagian penting dari peralatan dalam produksi generasi terbaru dari microchip.
Alat pencatat berkas secara tepat mengarahkan berkas electron yang terfokus pada substrat topeng atau siluman—sambil mengontrol posisi elektron tersebut melalui penggunaan yang bertahap dan dikendalikan interferometer.
Pencatat laser/LED pada dasarnya bekerja dengan cara yang sama dengan menggunakan energi foton sebagai lawan dari elektron bermuatan.
Perkembangan smartphone dan perangkat elektronik lainnya dapat disimpulkan sebagai “lebih kecil, lebih cepat, lebih kuat.”
Inti dari perangkat ini, smartphone adalah microchip yang diupayakan oleh para peneliti agar ukurannya menjadi lebih kecil dan lebih baik—merupakan bagian dari pengembangan para peneliti.
Diakui bahwa kemajuan yang baik telah dibuat di bidang ini pada masa lalu.
Akan tetapi, masih banyak teknologi manufaktur yang digunakan sekarang ini telah sampai pada batas-batas tertentu yang perlu dikembangkan agar pelaku industri tidak beroperasi di jalan buntu.
Apakah temuan ini satu-satunya solusi di dunia? Ya, satu-satunya solusi yang mampu menggeser batas yang ada dengan menggunakan teknologi inovasi.
Alat electron beam mask writer yakni alat yang disebut oleh para ahli sebagai siluman namun andal dalam mencatat berkas electron (e-beam) atau multi-sinar elektron yang dikembangkan oleh perusahaan IMS Nanofabrication GmbH yang bermarkass di Wina.
Sedangkan elemen kunci di dalam perangkat adalah buatan peneliti Institut Fraunhofer untuk Teknologi Silikon ISIT.
“Sebelumnya, hanya mungkin untuk mencapai ukuran proses di bawah 10 nanometer pada chip yakni atom berukuran 0,1 nanometer. Dengan metode manufaktur baru membuat ukuran proses tujuh nanometer dan kemungkinan yang lebih kecil,” tutur Martin Witt peneliti Fraunhofer ISIT.
Alat baru ini belum tertandingi di seluruh dunia—atas kemampuan mencatat multi-sinar electron yang hingga saat ini adalah teknologi yang memungkinkan miniaturisasi chip dan masih berpeluang dikembangkan lebih lanjut.
Fakta bahwa “teknologi ini memungkinkan perusahaan IMS Nanofabrication untuk mencapai posisinya sebagai pemimpin pasar” inilah pujian yang dikemukakan oleh tim juri Joseph von Fraunhofer Prize 2021.
Tim juri sepakat memberikan penghargaan kepada Michael Kampmann dan Martin Witt dari Fraunhofer ISIT dan Dr. Jacqueline Atanelov dari IMS GmbH.
Dalam produksi chip yang masih konvensional, wafer silikon dengan bahan semikonduktor dilapisi secara merata dengan photoresist. Selanjutnya dikeraskan dengan memaparkannya ke cahaya yang sesuai sasaran.
Area yang tidak mengeras dihilangkan dan silikon diproses di area yang terbuka. Bagian photoresist yang mengeras kemudian juga dihilangkan dan prosesnya dimulai dari awal lagi.
Dengan cara ini, chip dibuat lapis demi lapis – untuk chip yang kompleks, diperlukan hingga 70 tahap paparan cahaya.
Untuk memastikan cahaya ditargetkan ke tempat di mana photoresist perlu dikeraskan sambil membiarkan area lain dalam gelap, berbagai siluman digunakan.
Ini diproduksi dengan cara yang mirip dengan chip, tetapi dalam kasus ini berkas elektron digunakan untuk mengeraskan photoresist.
Apa fitur utama dari metode baru ini?
“Alih-alih menulis struktur siluman pada photoresist yang peka terhadap elektron dengan satu berkas, kami menggunakan 512 kali 512 berkas, jadi lebih dari 262.000 berkas,” ungkap Michael Kampmann salah satu dari ketiga peneliti senior.
Baca: Sistem Mikro Membran Miliki 262.000 Bukaan, bukan Seperti Pancuran Air
Sistem Mikro Membran Miliki 262.000 Bukaan, bukan Seperti Pancuran Air 