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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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Classification des méthodes
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1. Définitions
Yong CHEN est professeur à l’École normale supérieure de Paris et chercheur au laboratoire de photonique et nanostructures du CNRS (Marcoussis).
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À ce jour, l'industrie de la microélectronique utilise la photolithographie par projection pour produire des circuits intégrés de haute densité (figure 1). Dans les laboratoires de recherche, l'utilisation de la photolithographie par contact est plus courante : on dépose d'abord une fine couche de résine photosensible sur un substrat que l'on insole ensuite par un rayonnement ultraviolet (UV) à travers un masque optique sur lequel est dessiné le circuit que l'on souhaite graver. On révèle alors les motifs dans une solution chimique, ce qui résulte en une reproduction des motifs du masque en négatif ou en positif selon le type de résine utilisé. Cette couche de résine sert alors de masque protecteur pour le micro-usinage du substrat via une attaque chimique ou une attaque par ions réactifs. Il ne reste ensuite qu'à nettoyer la plaquette pour enlever la résine résiduelle. Pour réaliser un circuit intégré, un tel procédé doit être répété de nombreuses fois, avec une haute précision d'alignement entre chaque niveau (encadré 1).
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Définitions
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - RAI-CHOUDHURY (P.) (Ed.) - * - Handbook of Microlithography, Microfabrication and Microsystems, vol 1 & 2, SPEI Press (1997).
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(2) - KRAUSS (P.R.), CHOU (S.Y.) - * - J. Vac. Sci. Technol. B 13, p. 2850 (1995).
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(3) - CHOU (S.Y.), KRAUSS (P.R.), RENSTROM (P.J.) - * - Science. 85, p. 272 (1996).
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(4) - * - International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS), Edition 2003.
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(5) - BAO (L.R.), CHENG (X.), HUANG (X.D.), GUO (L.J.), PANG (S.W.), YEE (A.F.) - * - J. Vac. Sci. Technol. B 20, p. 2881 (2002).
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(6) - HAISMA (J.), VERHEIJEN (M.), VAN DEAN HEUVEL (K.), VAN DEN BERG (J.) - * - J. Vac. Sci. Technol. B 14, p. 4124 (1996).
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