Stencil lithography
ಸ್ಟೆನ್ಸಿಲ್ ಶಿಲಾಮುದ್ರಣವು ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್ ಗಾತ್ರದ ದ್ಯುತಿರಂಧ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ನ್ಯಾನೊಸ್ಟೆನ್ಸಿಲ್ಗಳು, ಕೊರೆಯಚ್ಚುಗಳನ್ನು (ನೆರಳು ಮುಖವಾಡ) ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್ ಪ್ರಮಾಣದ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುವ ಒಂದು ಹೊಸ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. ಇದು ಪ್ರತಿರೋಧವಿಲ್ಲದ, ಸರಳ, ಸಮಾನಾಂತರ ನ್ಯಾನೊಲಿಥೊಗ್ರಫಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದು ತಲಾಧಾರಗಳ ಯಾವುದೇ ಶಾಖ ಅಥವಾ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವುದಿಲ್ಲ (ಪ್ರತಿರೋಧ-ಆಧಾರಿತ ತಂತ್ರಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ). ಸ್ಟೆನ್ಸಿಲ್ ಶಿಲಾಮುದ್ರಣವನ್ನು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ 1959 ರಲ್ಲಿ ಎಸ್. ಗ್ರೇ ಮತ್ತು ಪಿ. ಕೆ. ವೀಮರ್ ಅವರು ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ರಚನೆಯ ತಂತ್ರವೆಂದು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಜರ್ನಲ್ನಲ್ಲಿ ವರದಿ ಮಾಡಿದರು. ಲೋಹದ ಶೇಖರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅವರು ಉದ್ದವಾದ ವಿಸ್ತರಿಸಿದ ಲೋಹದ ತಂತಿಗಳನ್ನು ನೆರಳು ಮುಖವಾಡಗಳಾಗಿ ಬಳಸಿದರು. ಲೋಹಗಳು, Si, SixNy ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮರ್ಗಳಂತಹ ವಿವಿಧ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಪೊರೆಗಳಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು. ಇಂದು ಕೊರೆಯಚ್ಚು ದ್ಯುತಿರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ಪೂರ್ಣ 4 "ವೇಫರ್ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಉಪ-ಮೈಕ್ರೋಮೀಟರ್ ಗಾತ್ರಕ್ಕೆ ಅಳೆಯಬಹುದು. ಇದನ್ನು ನ್ಯಾನೊಸ್ಟೆನ್ಸಿಲ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಲೇಸರ್ ಇಂಟರ್ಫೆರೆನ್ಸ್ ಲಿಥೊಗ್ರಫಿ (ಎಲ್ಐಎಲ್), ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಬೀಮ್ ಲಿಥೊಗ್ರಫಿ ಮತ್ತು ಫೋಕಸ್ಡ್ ಅಯಾನ್ ಬೀಮ್ ಲಿಥೊಗ್ರಫಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನ್ಯಾನೊ-ಸ್ಕೇಲ್ ಕೊರೆಯಚ್ಚು ದ್ಯುತಿರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಕೊರೆಯಚ್ಚು ಶಿಲಾಮುದ್ರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹಲವಾರು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಲಭ್ಯವಿವೆಃ ವಸ್ತು ಶೇಖರಣೆ ಮತ್ತು ಎಚ್ಚಣೆ, ಜೊತೆಗೆ ಅಯಾನುಗಳ ಅಳವಡಿಕೆ. ವಿವಿಧ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ವಿವಿಧ ಕೊರೆಯಚ್ಚು ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳು ಅಗತ್ಯವಾಗಿವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಎಚ್ಚಣೆಗಾಗಿ ಕೊರೆಯಚ್ಚು ಹಿಂಭಾಗದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಎಚ್ಚಣೆ-ನಿರೋಧಕ ಪದರ (ಪೊರೆಯ ವಸ್ತುವು ಎಚ್ಚಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿದ್ದರೆ) ಅಥವಾ ಅಯಾನು ಅಳವಡಿಕೆಗಾಗಿ ಕೊರೆಯಚ್ಚು ಹಿಂಭಾಗದಲ್ಲಿ ವಾಹಕ ಪದರ. ಸ್ಟೆನ್ಸಿಲ್ ಶಿಲಾಮುದ್ರಣದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಮುಖ್ಯ ಶೇಖರಣೆ ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ಭೌತಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ. ಇದು ಉಷ್ಣ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಭೌತಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ, ಆಣ್ವಿಕ ಕಿರಣದ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿ, ಸ್ಪಟರಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಪಲ್ಸ್ಡ್ ಲೇಸರ್ ಶೇಖರಣೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ವಸ್ತುವಿನ ಹರಿವು ಹೆಚ್ಚು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರುವುದರಿಂದ, ಮಾದರಿಯನ್ನು ಕೊರೆಯಚ್ಚುಗಳಿಂದ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾಗಿ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಚಿಂಗ್ ರಿಯಾಕ್ಟಿವ್ ಅಯಾನ್ ಎಚಿಂಗ್ ಅಯಾನೀಕರಿಸಿದ, ವೇಗವರ್ಧಿತ ಕಣಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ, ಅದು ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಮತ್ತು ಭೌತಿಕವಾಗಿ ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಕೆತ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಕೊರೆಯಚ್ಚು ಅನ್ನು ಗಟ್ಟಿಯಾದ ಮುಖವಾಡವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ತಲಾಧಾರದ ಮುಚ್ಚಿದ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ರಕ್ಷಿಸುತ್ತದೆ, ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಕೊರೆಯಚ್ಚು ದ್ಯುತಿರಂಧ್ರಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಕೆತ್ತಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಅಯಾನ್ ಅಳವಡಿಕೆ ಇಲ್ಲಿ ಮೆಂಬರೇನ್ನ ದಪ್ಪವು ಮೆಂಬರೇನ್ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ನಲ್ಲಿನ ಅಯಾನುಗಳ ನುಗ್ಗುವ ಉದ್ದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರಬೇಕು. ಅಯಾನುಗಳು ನಂತರ ಕೊರೆಯಚ್ಚು ದ್ಯುತಿರಂಧ್ರಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ತಲಾಧಾರದೊಳಗೆ ಅಳವಡಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. ವಿಧಾನಗಳು ಕೊರೆಯಚ್ಚು ಶಿಲಾಮುದ್ರಣದ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಮೂರು ಮುಖ್ಯ ವಿಧಾನಗಳಿವೆಃ ಸ್ಥಿರ, ಅರೆ-ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ. ಮೇಲೆ ವಿವರಿಸಿದ ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಸ್ಥಿರ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸಲಾಗಿದ್ದರೂ (ಸ್ಟೆನ್ಸಿಲ್ ವಸ್ತು ಅಥವಾ ಅಯಾನು ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಚಲಿಸುವುದಿಲ್ಲ), ಸ್ಥಿರವಲ್ಲದ ವಿಧಾನಗಳಿಗೆ (ಅರೆ-ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ) ಅಯಾನು ಅಳವಡಿಕೆಯನ್ನು ಮಾತ್ರ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸ್ಥಿರ ಕೊರೆಯಚ್ಚು ಸ್ಥಿರ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ, ಕೊರೆಯುವಿಕೆಯನ್ನು ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಅಗತ್ಯವಿದ್ದರೆ) ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೊರೆಯಚ್ಚು-ತಲಾಧಾರದ ಜೋಡಿಯನ್ನು ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ/ಎಚ್ಚಣೆ/ಅಯಾನು ಅಳವಡಿಕೆ ಯಂತ್ರದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣೆ ಮುಗಿದ ನಂತರ, ಕೊರೆಯುವಿಕೆಯನ್ನು ಈಗ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿರುವ ತಲಾಧಾರದಿಂದ ಸರಳವಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅರೆ-ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಕೊರೆಯಚ್ಚು ಅರೆ-ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ (ಅಥವಾ ಹಂತ-ಮತ್ತು-ಪುನರಾವರ್ತನೆ), ಕೊರೆಯಚ್ಚು ನಿರ್ವಾತವನ್ನು ಮುರಿಯದೆ ನಿಕ್ಷೇಪಗಳ ನಡುವೆ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. ಡೈನಾಮಿಕ್ ಕೊರೆಯಚ್ಚು ಡೈನಾಮಿಕ್ ಮೋಡ್ನಲ್ಲಿ, ಕೊರೆಯಚ್ಚು ಶೇಖರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ, ಸ್ಥಿರವಾದ ವಸ್ತು ಶೇಖರಣೆಯ ದರದಲ್ಲಿ ಕೊರೆಯಚ್ಚು ವೇಗವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಬದಲಾಗುವ ಎತ್ತರದ ಪ್ರೊಫೈಲ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಒಂದು-ಆಯಾಮದಲ್ಲಿ ಚಲನೆಗೆ, ಠೇವಣಿ ಮಾಡಲಾದ ವಸ್ತುವು ಕನ್ವಲ್ಯೂಷನ್ನಿಂದ ನೀಡಲಾದ ಎತ್ತರದ ಪ್ರೊಫೈಲ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಮುಖವಾಡವು ರೇಖಾಂಶದ ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿ ವಾಸಿಸುವ ಸಮಯ, ಮತ್ತು ಇದು ಸ್ಥಿರ ಶೇಖರಣೆಯ ದರವಾಗಿದೆ. ಸ್ಥಿರ ಸ್ಥಿರ ಮುಖವಾಡದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಎತ್ತರದ ಪ್ರೊಫೈಲ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ (ಯಾವುದೇ ಮಸುಕನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ). 10nmನಷ್ಟು ಚಿಕ್ಕದಾದ ಪ್ರೊಗ್ರಾಮೆಬಲ್-ಎತ್ತರದ ನ್ಯಾನೊಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು. ಸವಾಲುಗಳು ಇದು ಬಹುಮುಖ ತಂತ್ರವಾಗಿದ್ದರೂ, ಕೊರೆಯಚ್ಚು ಶಿಲಾಮುದ್ರಣದಿಂದ ಇನ್ನೂ ಹಲವಾರು ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ. ಕೊರೆಯಚ್ಚು ಮೂಲಕ ಶೇಖರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ವಸ್ತುವನ್ನು ದ್ಯುತಿರಂಧ್ರಗಳ ಮೂಲಕ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ದ್ಯುತಿರಂಧ್ರಗಳ ಸುತ್ತಲೂ ಮತ್ತು ಒಳಗೆ ಸೇರಿದಂತೆ ಕೊರೆಯಚ್ಚು ಹಿಂಭಾಗದಲ್ಲೂ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ದ್ಯುತಿರಂಧ್ರದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಠೇವಣಿ ಮಾಡಲಾದ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾದ ಮೊತ್ತದಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ದ್ಯುತಿರಂಧ್ರದ ಅಡಚಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಕೊರೆಯಚ್ಚುನಿಂದ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಮಾದರಿಯ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ನಿಖರತೆಯು ಅನೇಕ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲಿನ ವಸ್ತುವಿನ ಪ್ರಸರಣ (ತಾಪಮಾನ, ವಸ್ತುವಿನ ಪ್ರಕಾರ, ಆವಿಯಾಗುವ ಕೋನದ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ) ಮತ್ತು ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಸೆಟಪ್ ಮುಖ್ಯ ಅಂಶಗಳಾಗಿವೆ. ಇವೆರಡೂ ಅಸ್ಪಷ್ಟತೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಆರಂಭಿಕ ಮಾದರಿಯ ವಿಸ್ತರಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ. ಮೈಕ್ರೋಸಿಸ್ಟೆಮ್ಸ್ ಸಂಪುಟದಲ್ಲಿ ಲಿಥೊಗ್ರಫಿ ಉಲ್ಲೇಖಗಳ ಸರಣಿಯನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ. 20: ಮಾರ್ಕ್ ಆಂಟೋನಿಯಸ್ ಫ್ರೆಡ್ರಿಕ್ ವ್ಯಾನ್ ಡೆನ್ ಬೂಗಾರ್ಟ್, "ಸ್ಟೆನ್ಸಿಲ್ ಶಿಲಾಮುದ್ರಣಶಾಸ್ತ್ರಃ ಮುಂದುವರಿದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೊ ಪ್ಯಾಟರ್ನಿಂಗ್ಗಾಗಿ ಒಂದು ಪ್ರಾಚೀನ ತಂತ್ರ", 2006, VIII, 182 ಪು.; ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು http://lmis1.epfl.ch/page-34708-en.html http://www.advantechus.com http://www.microlitho.com ಶಿಲಾಮುದ್ರಣಶಾಸ್ತ್ರ (ಸೂಕ್ಷ್ಮ ತಯಾರಿಕೆ)