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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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Fabrication des moules
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3. Analyse de procédés
3.1 Corrélation géométrique
La mise en forme d'un polymère, par déformation ou moulage, est accompagnée de transfert de matière d'un endroit à un autre. Étant donné la taille des motifs à structurer, l'écoulement du polymère liquide dans un espace très confiné, entre le moule et le substrat, est difficile. Dans le cas de nanoimpression, la vitesse d'impression est d'autant plus grande que le déplacement du polymère est limité localement. Par ailleurs, on cherche aussi à minimiser l'épaisseur résiduelle de la résine à la fin de l'impression, hc , pour que le transfert par RIE ne modifie pas de manière sensible la forme imprimée. Une analyse simple permet de concevoir un meilleur procédé de fabrication (figure 5) :
-
Négligeant la variation volumique du polymère, la conservation de matière s'exprime par une corrélation entre l'épaisseur des motifs du moule (ou profondeur de gravure) hm , l'épaisseur initiale du polymère hi et l'épaisseur résiduelle de la partie dégagée hc :
![]()
( 1 )
où h définit l'épaisseur de la partie du polymère imprimée, As et Am sont la surface gravée et la surface non gravée du moule, respectivement. Alors :
![]()
( 2 )
où le facteur f représente le rapport entre la surface de la partie gravée et la surface totale du moule :
![]()
( 1 )
( 2 )
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Analyse de procédés
BIBLIOGRAPHIE
-
(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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