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RÉSUMÉ
Afin de répondre aux nouveaux défis face à la réduction de la taille des composants, circuits et systèmes, les micro-nanotechnologies sont désormais un des axes prioritaires de la recherche. Cet article propose ainsi une explication du cahier des charges de la centrale de micro-nanotechnologie universitaire IEF-MINERVE, qui fait partie du réseau technologique de base (RTB). Dans un premier temps, une description de la centrale est proposée : conception, procédés technologiques et équipements de la centrale. Ensuite, quelques projets de micro-nanotechnologie de la centrale IEF-MINERVE sont exposés, notamment sur le nanodispositif magnétique à ancrage de parois de domaine.
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les micro-nanotechnologies constituent aujourd'hui un des axes prioritaires de recherche en France et de par le monde. Il s'agit en effet de répondre aux nouveaux défis que pose la réduction de taille des composants, circuits et systèmes à des échelles qui côtoient le nanomètre (le millionième de millimètre). Cette course à la miniaturisation et à la densification de l'information suppose aussi un croisement fertile entre des disciplines scientifiques très diverses que l'on regroupe sous le vocable de « nanosciences ». Pour faire face aux défis ainsi posés à la recherche scientifique, la France se dote aujourd'hui d'un réseau de grandes centrales de micro-nanotechnologie, encore appelé réseau technologique de base (RTB). La centrale universitaire IEF-MINERVE, inaugurée sur le campus d'Orsay le 24 novembre 2004, fait partie de ce réseau. Le présent dossier a pour but d'illustrer, à travers les objectifs spécifiques de cette centrale, le cahier des charges techniques et les moyens à mettre en œuvre pour rendre opérationnelle une centrale de micro-nanotechnologie à vocation nationale.
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2. Conception et description de la centrale IEF-MINERVE
2.1 Salle blanche
Comme son nom l'indique, une centrale de micro-nanotechnologie est une entité dédiée à la réalisation technologique de microdispositifs (de dimensions allant de 1 mm à 0,1 µm) et de nanodispositifs (de dimensions inférieures à 0,1 µm). Notons que les micro-dispositifs comme les nanodispositifs peuvent comporter des motifs dont les dimensions sont de l'ordre du nanomètre. Dans les micro-nanotechnologies comme dans la microélectronique industrielle, il est, avant toute chose, impératif d'éviter dans l'air ambiant la présence de particules de dimensions voisines ou supérieures à celles des motifs à réaliser. De telles particules peuvent, en effet, introduire des défauts rédhibitoires au cours des étapes d'élaboration des micro- et nanodispositifs. Les tolérances admises pour la propreté de l'air sont donc particulièrement drastiques, et notamment supérieures à celles que l'on rencontre dans le domaine médical ou pharmaceutique. Pour s'en convaincre, il suffit de se rappeler que la taille d'une bactérie est de l'ordre du micromètre et celle d'un virus, du dixième de micromètre, c'est-à-dire des tailles bien supérieures au nanomètre. Une centrale de micro-nanotechnologies regroupera donc en premier lieu des locaux qui constitueront des zones ultrapropres, à taux contrôlé de contamination particulaire, locaux que l'on appelle communément salle blanche.
Le taux de contamination particulaire, exprimé en nombre de particules de dimension donnée par unité de volume, peut être défini par le rapport entre le nombre de particules engendrées par minute et le débit d'air soufflé en m3/min. Ces valeurs de taux sont spécifiées par des normes internationales (les plus répandues étant les « classes » de propreté définies par les normes U.S. Federal Standard et ISO). Par exemple, la classe U.S. Federal Standard no 209B « 100 » ou classe ISO « 5 » contient 100 particules de 0,5 µm par pied cube ou 3 520 par mètre cube.
La conception de la salle blanche repose d'abord sur une analyse précise des projets...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FEYNMAN (R.) - There's plenty of room at the bottom. - Eng. Sci. 23, p. 22-36 (1960) : voir aussi le site : http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html
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(2) - WHYTE (W.) - Les technologies de Salle Propre, Principes de conception, de qualification, d'exploitation. - SB.COM Éditeur, ISBN 2-9517425-4-1, 1re édition (2003).
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(3) - Guide de l'Ultra-Propreté. - 5e édition. BCMI SA – Bureau pour la Connaissance des Marchés Industriels – Études et conseils (2005).
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(4) - DE LABACHELERIE (M.) - Techniques de fabrication des microsystèmes. - Hermes, Lavoisier (2004).
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(5) - DUPAS (C.), HOUDI (P.), LAHMANI (H.) - Les nanosciences. - Belin (2004).
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(6) - CHRISEY (D.B.), HUBLER (G.K.) (éditeurs) - Pulsed laser deposition of thin films. - ...
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