Lithographie optique : enjeux et challenges
Nanophotolithographie en champ proche

La lithographie optique, aussi appelée photolithographie, est indiscutablement la méthode principale de fabrication de masse des circuits de la microélectronique. Elle consiste à graver sur un polymère photosensible des motifs à reproduire (circuits). Ce motif polymère est ensuite transféré sur le wafer de silicium sur lequel a été préalablement déposée la fine couche de polymère. Depuis les années 1970, cette technique a connu un certain nombre d'évolutions, décrites en détail dans la référence . Ces évolutions ont concerné :

• la longueur d'onde de la lumière ;

• les performances de la résine photosensible (matériaux, techniques de développement...) ;

• la géométrie d'éclairage.

Les motivations sont nombreuses car la lithographie optique a permis de satisfaire trois conditions importantes : haute résolution, grande surface et faible coût. Concernant la géométrie d'éclairage, la figure 1 illustre la configuration la plus utilisée.

Elle consiste à projeter via un objectif à forte ouverture numérique, le motif d'un masque sur la surface de la résine photosensible.

Concernant la résolution, celle-ci est fondamentalement limitée, par le phénomène diffraction à une expression, connue sous l'appellation « limite d'Abbe », du nom du physicien Allemand qui a beaucoup travaillé sur la résolution de la microscopie optique et qui est à l'origine du développement des objectifs de microscopes modernes. Cette limite est λ/2n où λ est la longueur d'onde de la lumière et n est l'indice de réfraction du milieu de propagation de la lumière.

Trois voies ont été explorées pour gérer cette limite.

i) La principale est la diminution de la longueur d'onde (cf. (Nano)structuration douce de surfaces...