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RÉSUMÉ
La miniaturisation joue un rôle de plus en plus important dans l’industrie de la microélectronique, mais elle est également utilisée en télécommunication, en microbiotique ou encore en chimie. Cet article propose tout d’abord quelques définitions et une classification des méthodes. La méthode de l’analyse de procédés (corrélation géométrique, aspect rhéologique, choix du polymère et finition du profil) est proposée. La fabrication des moules est ensuite passée en revue : écriture et gravure de motifs, traitement de surface et duplication de moule. L’évaluation de performance est analysée au travers de la résolution, de l’homogénéité, du contrôle de dimension critique, du précision de positionnement, etc.
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INTRODUCTION
La miniaturisation est un concept moteur qui a conduit l'industrie de la microélectronique, depuis ces vingt dernières années, à augmenter le taux d'intégration jusqu'à 100 millions de transistors par puce, avec une taille minimale de traits proche de 100 nm. La miniaturisation est aussi un concept de grande envergure. Elle joue un rôle de plus en plus important pour la réalisation d'autres types de composants utilisés dans la télécommunication, la microrobotique, la chimie, la biologie et la recherche biomédicale.
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4. Fabrication des moules
La fabrication des moules est une étape critique puisque la résolution et le taux de production en nanoimpression et en nanomoulage dépendent largement de la qualité du moule utilisé. Les motifs à imprimer sont tous en relief sur la surface d'un moule, obtenus :
-
soit par lithographie électronique et gravure ionique réactive ;
-
soit par duplication d'un autre moule préfabriqué (master).
Enfin, un traitement de surface du moule est toujours nécessaire quel que soit le type d'applications.
PMGI : polydiméthylglutarimide.
4.1 Écriture de motifs
Les motifs d'un moule, défini par lithographie électronique, sont obtenus avec un faisceau d'électrons focalisé qui insole sélectivement une couche de résine sensible aux électrons (PMMA) . Ce faisceau est piloté par un champ électromagnétique sur un champ d'insolation limité. En déplaçant mécaniquement l'échantillon d'un champ à un autre avec une haute précision, des motifs couvrant une grande surface ou une plaquette entière peuvent être dessinés. Les systèmes commerciaux dédiés à la lithographie électronique utilisent des électrons de 50 à 100 keV, ce qui correspond, au point focal, à une taille de faisceaux de l'ordre de 10 nm. Le déplacement de l'échantillon est contrôlé par interférométrie laser (platine), ce qui donne une précision sur les raccords de champ d'environ 5 nm. Enfin, le faisceau d'électrons et le platine sont pilotés par l'intermédiaire d'une carte de commande programmée par un ordinateur.
Tenant compte de l'interaction électrons – résine/substrat, la taille minimale insolable typique est de 20 à 50 nm. Pour définir des structures de taille encore plus petites, un faisceau d'électrons de plus haute énergie peut être utilisé ...
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BIBLIOGRAPHIE
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