Procédés lithographiques de structuration 3D haute résolution (submicronique)

Lithography process for 3D high-resolution patterning

• Auteur / Autrice : Diana Fernandez Rodas
• Direction : Raluca Tiron, Jérôme Reche
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Nanoélectronique et nanotechnologie
• Date : Soutenance le 23/01/2025
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électronique et de technologie de l'information (Grenoble, Isère, France ; 1967-....)
• Jury : Président / Présidente : Cécile Gourgon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabel Rodríguez Fernández
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Sinturel, Jérôme Plain
• DOI : 10.70675/fbedf329ze009z4ca2za57czd6c7fb32ca83

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanolithographie

Photonique

Nanoimpression

Lithographie par faisceau d'électrons

Mots clés libres

Submicronique

Structures 3D

Lithographie

Procédé de fabrication

Grayscale

Fabrication Process

3D patterns

Submicronic

Lithography

Grayscale

Résumé

La thèse a pour but ultime la réalisation de structures 3D à une échelle sub-micrométrique (100 nm à 1µm), ainsi que leur réplication. Ceci impliquant tout d'abord la création de telles structures à l'aide de technologies connues (mais lentes) telles que la lithographie par faisceau d'électrons, associée aux techniques de transfert dans des matériaux durs. La caractérisation de ces structures à chaque étape, afin de connaitre leur forme exacte, constituera un point clé. Dans un second temps, le candidat pourra répliquer ces motifs avec les équipements de nano-impression du laboratoire ainsi que les divers matériaux et procédés déjà développés. Les structures répliquées seront-elles aussi finement caractérisées. Selon les modifications morphologiques, la défectivité ou encore l'uniformité observées, le candidat devra mettre en œuvre une analyse fine afin de comprendre les mécanismes mis en jeu, potentiellement associée à un plan d'expérience. L'utilisation de modélisation pour adapter et optimiser le procédé selon les structures de départ pour obtenir la réplication attendue constituera un autre axe de travail.

The final aim of the thesis is the realization of 3D structures on a sub-micrometric scale (100 nm to 1 µm) and their replication. This involves firstly the creation of such structures using known but slow technology such as electron beam lithography associated with the transfer techniques in hard materials. Moreover, it will be necessary to characterize these structures at each stage in order to know their precise shape. In a second step, the candidate will be able to try to replicate these patterns with the laboratory nanoimprinting equipment and the various materials and processes already developed in the lab. The replicated structures will be finely characterize to evaluate morphological modification, defectivity obtained or possible non-uniformity. From these results, the candidate will have to implement a detailed analysis potentially associated with design of experiment (DOE) and the use of modeling to adapt the process and the starting structures to obtain the expected replication.