Stencil lithography
اسٹینسل لیتھوگرافی نینو میٹر سائز کے یپرچرز کے ساتھ نینوسٹینسلز، اسٹینسلز (شیڈو ماسک) کا استعمال کرتے ہوئے نینو میٹر پیمانے کے نمونوں کو بنانے کا ایک نیا طریقہ ہے۔ یہ ایک مزاحمت سے کم، سادہ، متوازی نینولیتھگرافی کا عمل ہے، اور اس میں سبسٹریٹس کا کوئی حرارت یا کیمیائی علاج شامل نہیں ہوتا ہے (مزاحمت پر مبنی تکنیکوں کے برعکس)۔ سٹینسل لیتھوگرافی کی تاریخ پہلی بار 1959 میں ایس گرے اور پی کے ویمر نے ایک سائنسی جریدے میں مائیکرو اسٹرکچرنگ تکنیک کے طور پر رپورٹ کی تھی۔ انہوں نے دھات کے جمع ہونے کے دوران شیڈو ماسک کے طور پر لمبے پھیلے ہوئے دھاتی تاروں کا استعمال کیا۔ مختلف مواد کو جھلی کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے دھات، سی، سکس این وائی، اور پولیمر۔ آج اسٹینسل یپرچرز کو مکمل 4 "ویفر پیمانے پر ذیلی مائکرو میٹر سائز تک بڑھایا جا سکتا ہے۔ اسے نینو سٹینسل کہا جاتا ہے۔ لیزر انٹرفیرنس لیتھوگرافی (ایل آئی ایل)، الیکٹران بیم لیتھوگرافی، اور فوکسڈ آئن بیم لیتھوگرافی کا استعمال کرتے ہوئے نینو پیمانے کے اسٹینسل یپرچر بنائے گئے ہیں۔ عمل اسٹینسل لیتھوگرافی کا استعمال کرتے ہوئے کئی عمل دستیاب ہیں: مادی جمع اور نقاشی کے ساتھ ساتھ آئنوں کا امپلانٹیشن۔ مختلف عملوں کے لیے مختلف اسٹینسل کی ضروریات ضروری ہیں، مثال کے طور پر نقاشی کے لیے اسٹینسل کے پچھلے حصے پر ایک اضافی نقاشی مزاحم پرت (اگر جھلی کا مواد نقاشی کے عمل کے لیے حساس ہے) یا آئن امپلانٹیشن کے لیے اسٹینسل کے پچھلے حصے پر ایک کنڈکٹو پرت۔ جمع کرنا اسٹینسل لیتھوگرافی کے ساتھ استعمال ہونے والا اہم جمع کرنے کا طریقہ جسمانی بخارات جمع کرنا ہے۔ اس میں تھرمل اور الیکٹران بیم فزیکل بخارات کا جمع ہونا، مالیکیولر بیم ایپیٹیکس، سپٹرنگ، اور پلسڈ لیزر کا جمع ہونا شامل ہیں۔ مواد کا بہاؤ جتنا زیادہ دشاتمک ہوتا ہے، اتنا ہی زیادہ درست نمونہ اسٹینسل سے سبسٹریٹ میں منتقل ہوتا ہے۔ نقاشی رد عمل آئن نقاشی آئنائزڈ، تیز رفتار ذرات پر مبنی ہے جو کیمیائی اور جسمانی طور پر سبسٹریٹ کو نقاشی کرتے ہیں۔ اس معاملے میں اسٹینسل کو سخت ماسک کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جو سبسٹریٹ کے ڈھکے ہوئے علاقوں کی حفاظت کرتا ہے، جبکہ اسٹینسل یپرچرز کے نیچے سبسٹریٹ کو کندہ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ آئن امپلانٹیشن یہاں جھلی کی موٹائی جھلی کے مواد میں آئنوں کے دخول کی لمبائی سے زیادہ ہونی چاہیے۔ اس کے بعد آئنز صرف اسٹینسل یپرچرز کے نیچے سبسٹریٹ میں لگائے جائیں گے۔ موڈز اسٹینسل لیتھوگرافی کے آپریشن کے تین اہم طریقے ہیں: جامد، نیم متحرک اور متحرک۔ اگرچہ مذکورہ بالا تمام عمل جامد موڈ کا استعمال کرتے ہوئے ثابت کیے گئے ہیں (سٹینسل مواد یا آئن پروسیسنگ کے دوران سبسٹیٹ کے مقابلے میں حرکت نہیں کرتا ہے)، غیر جامد طریقوں (نیم متحرک) کے لیے صرف آئن امپلانٹیشن دکھائی گئی ہے۔ جامد سٹینسل جامد موڈ میں، سٹینسل کو سیدھا کیا جاتا ہے (اگر ضروری ہو) اور سبسٹریٹ پر لگا دیا جاتا ہے۔ اسٹینسل-سبسٹریٹ جوڑی کو بخارات/نقاشی/آئن امپلانٹیشن مشین میں رکھا جاتا ہے، اور پروسیسنگ کے بعد، اسٹینسل کو اب پیٹرن والے سبسٹریٹ سے آسانی سے ہٹا دیا جاتا ہے۔ نیم متحرک اسٹینسل نیم متحرک موڈ (یا مرحلہ اور دہرانے) میں، اسٹینسل خلا کو توڑے بغیر، ذخائر کے درمیان سبسٹریٹ کے مقابلے میں حرکت کرتا ہے۔ متحرک اسٹینسل متحرک موڈ میں، اسٹینسل جمع ہونے کے دوران سبسٹریٹ کے مقابلے میں حرکت کرتا ہے، جس سے مواد کے مستقل جمع ہونے کی شرح کے دوران اسٹینسل کی رفتار کو تبدیل کرکے متغیر اونچائی کے پروفائلز کے ساتھ نمونوں کی تشکیل کی اجازت ملتی ہے۔ ایک جہت میں حرکت کے لیے، جمع شدہ مواد کی اونچائی کا خاکہ ارتقاء کے ذریعے دیا جاتا ہے جہاں ماسک طول البلد پوزیشن پر رہتا ہے، اور یہ مستقل جمع ہونے کی شرح ہے۔ اونچائی پروفائل کی نمائندگی کرتا ہے جو ایک جامد غیر متحرک ماسک کے ذریعہ تیار کیا جائے گا (بشمول کسی بھی دھندلاپن کے)۔ پروگرام کے قابل اونچائی والے 10 این ایم تک کے چھوٹے نینو اسٹرکچر تیار کیے جا سکتے ہیں۔ چیلنجز یہ ایک ورسٹائل تکنیک ہونے کے باوجود، اسٹینسل لیتھوگرافی کے ذریعے ابھی بھی کئی چیلنجز سے نمٹنا باقی ہے۔ اسٹینسل کے ذریعے جمع ہونے کے دوران، مواد نہ صرف ایپرچرز کے ذریعے سبسٹریٹ پر بلکہ اسٹینسل کے پچھلے حصے پر بھی جمع ہوتا ہے، بشمول ایپرچرز کے ارد گرد اور اندر۔ یہ موثر یپرچر سائز کو جمع شدہ مواد کے متناسب مقدار سے کم کرتا ہے، جس کی وجہ سے بالآخر یپرچر بند ہوجاتا ہے۔ سٹینسل سے سبسٹریٹ میں پیٹرن کی منتقلی کی درستگی کا انحصار بہت سے پیرامیٹرز پر ہوتا ہے۔ سبسٹریٹ پر مادے کا پھیلاؤ (درجہ حرارت، مادے کی قسم، بخارات کے زاویے کے طور پر) اور بخارات کا ہندسی سیٹ اپ اہم عوامل ہیں۔ دونوں ابتدائی نمونے کی توسیع کا باعث بنتے ہیں، جسے دھندلا پن کہا جاتا ہے۔ مائکرو سسٹمز جلد میں لیتھوگرافی حوالہ جات سیریز بھی دیکھیں۔ 20: مارک انتونیئس فریڈرک وین ڈین بوگاٹ، "اسٹینسل لیتھوگرافی: جدید مائیکرو اور نینو پیٹرننگ کے لیے ایک قدیم تکنیک"، 2006، VIII، 182 پی۔ بیرونی روابط http://lmis1.epfl.ch/page-34708-en.html http://www.advantechus.com http://www.microlitho.com لیتھوگرافی (مائیکرو فیبریکیشن)