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RÉSUMÉ
L’exploitation de nanosources pour photostructurer la matière de façon contrôlée avec une résolution très inférieure à la longueur d’onde de la lumière, ouvre la voie à une approche prometteuse de nanolithographie utilisant les photons comme vecteurs d’écriture. Les applications visées vont bien au-delà du domaine de la microélectronique puisqu’elles concernent aussi bien le stockage optique haute densité que la manipulation de molécules.
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INTRODUCTION
L'exploitation de nanosources pour photostructurer la matière de façon contrôlée avec une résolution très inférieure à la longueur d'onde de la lumière, ouvre la voie à une approche prometteuse de nanolithographie utilisant les photons comme vecteurs d'écriture.
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4. Nanophotolithographie en champ proche
Afin de mettre en œuvre une nanophotolithographie en champ proche, trois points clés ont du être traités :
-
la connaissance et la qualité (puissance et taille) de la source optique ;
-
la réponse intrinsèque du matériau photosensible;
-
la distance entre le matériau et la source.
De manière générale, comme illustré sur la figure 8, le domaine de la nanophotolithographie est motivé par trois points abordés en général simultanément. C'est la cohabitation de ces trois points qui rend cette approche particulièrement riche :
-
la meilleure connaissance de la nanosource optique : les molécules/atomes du matériau photosensible jouent le rôle de sondes du champ électromagnétique local (notion de photographie en champ proche) ;
-
la meilleure connaissance des propriétés du matériau photosensible : le fait de disposer d'un éclairage local permet d'aborder une photochimie des matériaux à une échelle jusqu'ici non explorée par les photochimistes ;
-
la nanostructuration et la manipulation de la matière en utilisant les photons.
4.1 Sur polymères
4.1.1 Résines photosensibles « classiques »
La lithographie sur polymères photosensibles est aujourd'hui la plus utilisée dans l'industrie de la microélectronique. Deux familles de polymère, illustrées figure 9, sont principalement utilisées.
La première famille (figure 9a ) contient les résines dites « positives ». Elles sont constituées d'une résine polymère, souvent désignée par le terme générique « novolak », qui est un Crésol/Formaldéhyde, et d'un composé actif, la diazonaphtoquinone (DNQ). Ce mélange matrice+composé est peu soluble dans un développeur (vitesse de dissolution d'environ 100 Å · s–1). Sous l'action de la lumière, le DNQ réagit et se transforme (photolyse = brisure de chaînes)....
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Nanophotolithographie en champ proche
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Bulletin MRS (Materials Research Society) - Fabrication of sub-45 nm structures for the next generation of devices. - Vol. 30, n˚ 12, déc. 2005.
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(2) - RONSE (K.) - Optical lithography – a historical perspective. - C. R. Physique, doi : 10.1016/j.chry.2006.10.007 (2006).
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(3) - SWITKES (M.), ROTHSCHILD (M.), KUNZ (R.R.), BAEK (S.-Y.), COLES (D.), YEUNG (M.) - Immersion lithography : Beyond the 65 nm node with optics. - Microlithography World, p. 4, mai 2003.
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(4) - COURJON (D.) - Near-field microscopy and near-field optics. - Imperial College Press, Londre (2003).
-
(5) - NOVOTNY (L.), HECHT (B.) - Principles of Nanooptics. - Cambridge Press (2007).
-
(6) - LOURTIOZ (J.M.), TCHELNOKOV (A.) - Nanophotonique et Micro-Nanotechnologies. - Techniques de l'ingénieur. Nanotechnologies...
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