مائیکرو چپس، جنہیں سرکٹس بھی کہا جاتا ہے اسمارٹ فونز سے لے کر لیپ ٹاپس سے لے کر سمارٹ ہوم ڈیوائسز تک، تقریباً ہر جدید الیکٹرانک ڈیوائس کا بنیادی مرکز ہوتی ہیں۔ لیکن کیا آپ نے کبھی سوچا ہے کہ یہ ننھے چپس کیسے بنتے ہیں؟ اس مضمون میں، ہم مائیکرو چِپ مینوفیکچرنگ کے پیچیدہ عمل پر گہری نظر ڈالیں گے۔

ڈیزائن اور لے آؤٹ

مائیکرو چِپ بنانے کا پہلا مرحلہ چپ کو ڈیزائن اور ترتیب دینا ہے۔ اس میں ایک تفصیلی منصوبہ بنانے کے لیے خصوصی سافٹ ویئر کا استعمال شامل ہوتا ہے کہ چپ کیسے رکھی جائے گی۔ ڈیزائن کے عمل میں کئی مہینے لگتے ہیں اور اس کام میں انجینئرز اور ڈیزائنرز کی ایک ٹیم شامل ہوتی ہے جو چپ کے لیے بہترین ممکنہ ترتیب بنانے کے لیے مل کر کام کرتی ہے۔

ڈیزائن کے مرحلے میں ایک اہم چیلنج یہ معلوم کرنا ہوتا ہے کہ تمام مطلوبہ اجزاء کو ایک چپ پر کیسے فٹ کیا جائے۔ جدید مائیکرو چپس میں بے شمار ٹرانزسٹرز ہوتے ہیں جو کہ چھوٹے سوئچ ہوتے ہیں اور یہ چپ کے ذریعے بجلی کے بہاؤ کو کنٹرول کرتے ہیں۔ ڈیزائن ٹیم کو ان تمام ٹرانزسٹرز کو ایک ہی چپ پر فٹ کرنے کا راستہ تلاش کرنا ہوگا جبکہ اس بات کو یقینی بنانا بھی ہوتا ہے کہ یہ مطلوبہ کام انجام دینے کے لیے صحیح طریقے سے جڑے ہوئے ہیں۔

ویفر کی تیاری Preparation of wafer

ڈیزائن مکمل ہونے کے بعد، اگلا مرحلہ سلکان ویفر تیار کرنا ہے۔ ویفر سلکان کی ایک پتلی، سرکلر ڈسک ہے جو مائیکرو چِپ کی بنیاد کے طور پر کام کرتی ہے۔ ویفر انتہائی صاف اور ہموار ہونے پر زور دیا جاتا ہے جس میں کوئی دھول یا نجاست نہ ہو جو مینوفیکچرنگ کے عمل میں مداخلت کر سکے۔ ویفر کو تیار کرنے کے لیے، اسے پہلے مختلف کیمیکلز سے صاف کیا جاتا ہے اور پھر ہموار سطح بنانے کے لیے پالش کیا جاتا ہے۔ اس عمل کو کئی بار دہرایا جاتا ہے جب تک کہ ویفر مکمل طور پر صاف اور کسی بھی آلودگی سے پاک نہ ہو۔

فوٹو لیتھوگرافی۔Photolithography

ویفر تیار کرنے کے ساتھ، اگلا مرحلہ یہ ہے کہ سافٹ ویئر سے ڈیزائن کو ویفر کی سطح پر منتقل کرنے کے لیے فوٹو لیتھوگرافی نامی ایک عمل کا استعمال کیا جائے۔ اس میں ماسک کی ایک سیریز اور ایک خاص روشنی سے حساس مواد کا استعمال کرنا شامل ہے جسے فوٹو ریزسٹ کہا جاتا ہے تاکہ ویفر پر ایک ایسا نمونہ بنایا جا سکے جو مائیکرو چپ کے ڈیزائن سے مطابقت رکھتا ہو۔ فوٹو لیتھوگرافی کے عمل میں کئی مراحل شامل ہوتے ہیں۔ سب سے پہلے، فوٹو ریزسٹ کی ایک تہہ، ویفر کی سطح پر لگائی جاتی ہے۔ اس کے بعد، ایک ماسک photoresist پر رکھا جاتا ہے، جو پھر روشنی کے سامنے آتا ہے۔ فوٹو ریزسٹ کے وہ حصے جو روشنی کے سامنے آتے ہیں سخت ہو جاتے ہیں اور ویفر کی سطح پر رہتے ہیں، جبکہ جو جگہیں بے نقاب نہیں ہوتیں وہ نرم رہتی ہیں اور انہیں دھویا جاتا ہے۔

یہ عمل کئی بار دہرایا جاتا ہے، مائیکرو چِپ کے لیے درکار پیچیدہ پیٹرن بنانے کے لیے مختلف ماسک اور فوٹو ریزسٹ کی تہوں کا استعمال کیا جاتا ہے۔ ہر بار جب ویفر روشنی کے سامنے آتا ہے اور فوٹو ریزسٹ تیار ہوتا ہے، پیٹرن مزید تفصیلی اور پیچیدہ ہو جاتے ہیں۔

ایچنگ Etching

ویفر کی سطح پر پیٹرن بننے کے بعد، اگلا مرحلہ ناپسندیدہ ایریا کو ہٹانا ہوتا ہے۔ یہ ایک کیمیائی عمل کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے جو ویفر کی سطح پر موجود سلکان کو ہٹاتا ہے اور مطلوبہ نمونوں اور ڈھانچے کو پیچھے چھوڑ دیتا ہے۔ ایچنگ کا عمل عام طور پر گیلے اور خشک ایچنگ کے امتزاج سے کیا جاتا ہے۔ گیلی ایچنگ میں بے نقاب سلیکون کو تحلیل کرنے کے لیے کیمیکلز کا استعمال شامل ہے، جبکہ خشک ایچنگ ناپسندیدہ مواد کو ہٹانے کے لیے پلازما کا استعمال کرتی ہے۔ ایچنگ کا عمل انتہائی درست ہونے پر فوکس کیا جاتا ہے کیونکہ ایک چھوٹی سی غلطی بھی پورے ویفر کو برباد کر سکتی ہے۔

ڈیپوزیشن Deposition

ناپسندیدہ مواد کو ہٹانے کے ساتھ، اگلا مرحلہ ویفر کی سطح پر نیا مواد شامل کرنا ہے۔ یہ ڈیپوزیشن عمل کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے، جس میں مواد کی ایک پتلی تہہ کو ویفر کی سطح پر جمع کرنا شامل ہے۔ جمع کرنے کے کئی مختلف طریقے ہیں، بشمول جسمانی بخارات جمع (PVD) اور کیمیائی بخارات جمع (CVD)۔ PVD میں، ایک مواد کو بخارات بنایا جاتا ہے اور پھر ویفر پر گاڑھا کیا جاتا ہے، جبکہ CVD میں، ایک گیس کو ویفر میں متعارف کرایا جاتا ہے، جو اس کے بعد ایک ٹھوس مواد بنانے کے لیے رد عمل ظاہر کرتی ہے۔

ڈیپوزیشن کا استعمال ویفر کی سطح پر نئی تہوں کو شامل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، جس کا استعمال پیچیدہ ڈھانچے اور اجزاء بنانے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، چپ پر مختلف اجزاء کے درمیان برقی روابط بنانے کے لیے دھات کی ایک تہہ کو ویفر پر جمع کیا جا سکتا ہے۔

پیکیجنگ اور ٹیسٹنگ

مائیکرو چِپ اب مکمل طور پر ویفر پر بنی ہوئی ہے، آخری مرحلہ اسے پیک کرنا اور جانچنا ہے۔ اس میں انفرادی چپس کو ویفر سے الگ کرنا، انہیں پیکج پر لگانا، اور پھر ان کی جانچ کرنا شامل ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ وہ حسب منشا کام کرتے ہیں۔ پیکیجنگ کا عمل اہم ہے، کیونکہ یہ مائکروچپ کو نقصان سے بچاتا ہے اور اسے آسانی سے سرکٹ بورڈ پر نصب کرنے کی صلاحیت دیتا ہے۔ پیکیجنگ کی کئی مختلف قسمیں ہیں، بشمول سیرامک، پلاسٹک اور دھاتی پیکج۔

ایک بار جب مائیکرو چِپ پیک کر لی جاتی ہے، اس کے بعد اس کی جانچ کی جاتی ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ یہ صحیح طریقے سے کام کرتا ہے۔ اس میں چانچنے کا ایک سلسلہ شامل ہوتا ہے جو مختلف حالات، جیسے درجہ حرارت اور وولٹیج کے تحت چپ کی کارکردگی کو جانچتا ہے۔ کوئی بھی چپ جو ٹیسٹنگ کے عمل میں ناکام ہو جاتی ہیں اسے ضائع کر دیا جاتا ہے، جبکہ پاس ہونے والی چپس کو الیکٹرانک آلات میں استعمال کے لیے مینوفیکچررز کو بھیج دیا جاتا ہے۔

مائکروچپ مینوفیکچرنگ ایک پیچیدہ اور انتہائی تکنیکی عمل ہے جس میں کئی مختلف مراحل اور ٹیکنالوجیز شامل ہیں۔ ابتدائی ڈیزائن اور ترتیب سے لے کر حتمی جانچ اور پیکیجنگ تک، عمل کے ہر پہلو کو تفصیل پر درستگی اور توجہ کی ضرورت ہوتی ہے۔

اگرچہ حالیہ برسوں میں مائیکرو چِپ مینوفیکچرنگ کا عمل تیزی سے خودکار اور ہموار ہوا ہے، یہ جدید الیکٹرانکس کے سب سے اہم اور چیلنجنگ شعبوں میں سے ایک ہے۔ چونکہ ہم اپنی روزمرہ کی زندگی میں الیکٹرانک آلات پر زیادہ سے زیادہ انحصار کرتے رہتے ہیں، مائیکرو چپ مینوفیکچرنگ کی اہمیت صرف بڑھنے کا امکان ہے۔