Lithography-1. லித்தோகிராபி-1

இதற்கு முன் நாம் ஐ.சி. தயாரிக்க, ‘வரையறுக்கும் முறை’ அல்லது ‘குறிப்பிட்ட இடத்தில் மட்டும் பொருளை நீக்க’ அல்லது ‘குறிப்பிட்ட இடத்தில் மட்டும் மாசுக்களை சேர்க்க’ வேண்டும் என்பதைப் பார்த்தோம். அவ்வாறு வரையறுக்க உதவுவது லித்தோகிராபி (Lithography) என்ற முறை. (இதற்கு தமிழ்ப் பதம் தெரிந்தால் சொல்லுங்களேன்). இந்த முறையின் முழுப்பெயர் “போட்டோ லித்தோகிராபி” (Photolithography). இது பெரும்பாலும் லித்தோகிராபி என்றும், சில சமயங்களில் சுருக்கமாக ‘லித்தோ’ என்று அழைக்கப்படும்.

ஒரு ஐ.சி.க்கு மின்சுற்று வடிவமைப்பு (circuit design) முடிந்து விட்டதாகவும், அடுத்து லே-அவுட் (Lay out) அல்லது பிளான் வரைந்து விட்டதாகவும் வைத்துக் கொள்வோம். இப்போது அதைத் தயாரிக்க வேண்டும். இந்த லே-அவுட் ஆனது ஒரு மென்பொருள் ( ஃபைல் / file ) ஆக கணிப்பொறியில் இருக்கும். நம் வீட்டு லே-அவுட்டை (அதாவது பிளானை) ஒரு காகிதத்தில் வரைந்து விடலாம். ஒரு ஐ.சி.யின் லே-அவுட்டை ஒரு சாதாரண காகிதத்தில் வரைந்தால் ஒன்றும் தெளிவாகத் தெரியாது. ஒரு கோடி டிரான்ஸிஸ்டர்களை ஒரு பக்கத்தில் வரைந்தால் என்ன தெரியும்?ஆனால், இந்த ‘லே-அவுட்’ டை, கம்ப்யூட்டரில் பெரிதாக்கி (ஜூம்/zoom செய்து) பார்த்தால், எந்த டிரான்ஸிஸ்டர் எங்கே வரும் என்று தெரியும். பிறகு லே-அவுட்டிலிருந்து மாஸ்க் (Mask) செய்யப்படும். சர்க்யூட்டிலிருந்து எப்படி லே-அவுட் ஃபைல் வரும், அதை வைத்து மாஸ்க் தயாரிப்பது எப்படி என்பதை நாம் விளக்கவில்லை. இந்த மாஸ்க்கை வைத்து எப்படி ஐ.சி. தயாரிப்பது என்பதை மட்டும் இங்கு காண்போம்.



மாஸ்க் என்றால் என்ன? இது சில இடங்களை ஒளி செல்ல முடியாமல் மறைத்து சில இடங்களில் மட்டும் ஒளி செல்லும்படி இருக்கும். உதாரணமாக, நம் மோட்டார் வாகனங்களில் பதிவு எண் (Registration Number) எழுதும் போது, சில கடைகளில், ஸ்டென்சில் (stencil) வைத்து பெயிண்ட் (paint) அடிப்பார்கள். ஒரு தகடில், எண் வடிவத்தில் வெட்டி எடுத்து விட்டால், அது ஸ்டென்சில் ஆகி விடும். அதை, வண்டியின் மேல் வைத்து, பெயிண்ட் அடித்தால், எண் அழகாக வரும். லித்தோகிராபியில், மாஸ்க் என்பது இந்த ஸ்டென்சில் போல. தேவைப்பட்ட இடங்களில் ஒளி செல்லும் படியும் மற்ற இடங்களில் ஒளியை மறைக்கும் படியும் இருக்கும்.

இன்னும் சரியாக சொல்லப் போனால், மாஸ்க் என்பது நாம் எடுக்கும் போட்டோ நெகடிவ் (photo negative) போல. (இது டிஜிடல் காமிரா வருவதற்கு முன்னால்!). கறுப்பு-வெள்ளையில் பாஸ்போர்ட் போட்டோ எடுத்தால், போட்டோவிற்கு நெகடிவ் வரும். அந்த நெகடிவை வைத்துக்கொண்டு நீங்கள் தேவைப்பட்ட அளவு பிரதிகள் எடுக்கலாம்.

லித்தோ கருவியின் அமைப்பு: சில சமயங்களில் இதற்கு உபயோகப்படுத்தும் கருவியும் லித்தோ என்றே சொல்லப்படும். இது சுமார் 10 அடி நீளமும், 10 அடி அகலமும் 7 அடி உயரமும் இருக்கும். (குறிப்பு. எப்படி கார்கள் மாருதி-800 முதல் குவாலிஸ் வரை பல அளவுகளில் தயாரிக்கப்படுகின்றனவோ, அதே போல் ஐ.சி. தயாரிப்பில் உபயோகப் படுத்தப்படும் கருவிகளும் பல அளவுகளில் வருகின்றன. இங்கு கொடுக்கப்படும் அளவுகள், நீங்கள் இக்கருவிகளின் அளவைப் பற்றி தோராயமாகத் தெரிந்து கொள்ள உதவும். அவ்வளவு தான்).இதன் விலை எனக்கு இப்போது தோராயமாகக் கூட தெரியவில்லை. ஆனால் நிச்சயமாக 5 கோடி ரூபாய்க்கு மேல் இருக்கும் என்று தெரியும்.



இதில் ஒரு சமயத்தில் ஒரு வேஃபர் மட்டுமே பயன்படுத்த முடியும். இதன் அடிப்படை தத்துவம் பெரும்பாலும் போட்டோ எடுப்பதைச் சார்ந்தது. சாதாரண ஃபிலிமில் போட்டோ எடுக்கும் பொழுது, ‘டெவலப்’ செய்ய இருட்டு அறை (dark room) தேவைப்படும். போட்டோ எடுக்க வேண்டும் என்றால் முதலில் பிலிமைக் காமிராவிற்குள் வைக்க வேண்டும். பின் பட்டனை ‘க்ளிக்’ செய்தால், ஷட்டர் (shutter) ஒரு நொடி (அல்லது அதற்கும் குறைவான நேரம்) திறந்து உடனே மூடிவிடும். பல காமிராக்களில், ஆட்டோ-ஃபோகஸ் (auto focus) என்பது இருக்கும். இல்லாவிட்டால், காமிரா லென்ஸை (lens) சரியாக வைத்து ஃபோகஸ் செய்ய வேண்டும். அப்போதுதான் படம் சரியாக வரும். போட்டோ எடுக்கும்பொழுது ஒளி படும் இடங்களில் வேதிவினை நடந்து பிலிமில் மாற்றங்கள் நடக்கும். ஒளி படாத இடங்களில் அவ்வாறு எதுவும் நடக்காது.

உதாரணத்திற்கு கீழுருக்கும் வரைபடத்தைப் பார்க்கவும்.




போட்டோ எடுத்த பிறகு, பிலிமை ‘டெவலப்’ (develop) செய்ய வேண்டும். இதை கழுவுதல் என்றும் சொல்வார்கள். டெவலப் செய்த பிறகு, ஒளி பட்ட இடம் கறுப்பாகவும், ஒளி படாத இடம் வெள்ளையாகவும் இருக்கும். அதனால்தான், டெவலப் செய்த பிலிமிற்கு, ‘ நெகடிவ்’ என்று பெயர்.

ஒரு நெகடிவை வைத்து பல பிரதிகள் (copy) போட்டோ எடுக்கலாம். அதற்கு போட்டோ காகிதம் தேவை. இந்த காகிதத்தின் மேலே ரசாயனப் பூச்சு இருக்கும். ஒரு நெகடிவை இந்த காகிதத்தின் மேல் வைத்து விளக்கின் ஒளியை செலுத்தினால், நெகடிவில் கறுப்பாக இருக்கும் இடத்தின் வழியே ஒளி செல்லாது. வெள்ளையாக (அல்லது நிறமற்ற) இடங்களின் வழியே ஒளி செல்லும். பின்னர், அந்த காகிதத்தை பின்னர் தகுந்த ரசாயனத்தில் கழுவினால், போட்டோ தயாராகும். ஒரு நெகடிவிலிருந்து போட்டோவை பெரிய (அல்லது சிறிய) அளவில் எடுக்க, மேலே கூறப்பட்ட முறையிலேயே, ஒரு லென்ஸ் வழியே ஒளியை செலுத்தினால், காகிதத்தில் பெரிய (அல்லது சிறிய) அளவில் போட்டோ வந்துவிடும்.



இதைப்போலவே, ஐ.சி. தயாரிப்பிலும் நெகடிவ் போல பயன்படுவதுதான் ‘மாஸ்க்’ /mask. போட்டோ காகிதத்திற்கு பதிலாக, வேஃபர் இருக்கும். வேஃபர் மீது ”ஒளி பட்டால் மாறும் தன்மை கொண்ட” ரசாயனத்தைப் பூசிவிட்டால், அது போட்டோ காகிதம் போலவே பயன்படும். ஐ.சி. தயாரிப்பில், மாஸ்க்கை விட வேபரில் ‘படம்’ சிறியதாக இருக்கும். பல நிறுவனங்கள் 4:1 என்ற விகிதத்தில் அளவை குறைக்கின்றன. அதனால், லித்தோ கருவியில் அதற்கு ஏற்ற வகையில் லென்ஸ் இருக்கும். போட்டோ எடுத்த பின் என்ன செய்வது என்பதில்தான் ஐ.சி. தயாரிப்பிற்கும், சாதாரண போட்டோவிற்கும் வேறுபாடு இருக்கும். சாதாரண போட்டோவை, ஏதாவது விண்ணப்பத்தில் (application form) ஒட்டி விடுவோம், அல்லது பிரேம் (frame) மாட்டி வீட்டில் வைத்து விடுவோம். அல்லது ஆல்பத்தில் வைத்து, நம்மிடம் சிக்கியவர்களிடம் காட்டி பார்க்க சொல்வோம். ஆனால், ஐ.சி. தயாரிப்பில் வேஃபரானது, போட்டோ லித்தோவிற்கு பிறகு ‘etching’ என்ற “பொருளை அரித்து எடுக்கும்” இடத்திற்கு அனுப்பப்படும். இவற்றை அடுத்த பகுதியில் சற்று விரிவாகப் பார்க்கலாம்.

(நான் லித்தோ பகுதியை ஒரே பதிவில் போடலாம் என்று நினைத்து இருந்தேன். ஆனால் வளர்ந்து கொண்டே போவதால் இரண்டு பதிவாகப் போட இருக்கிறேன். அடுத்த பதிவில், வேபரில் ரசாயன பூச்சு பூசுவது, மாஸ்க் பயன்படுத்துவதில் உள்ள வேலைகள் பற்றிய விவரங்களைக் காணலாம்).