(English version)
Généralités :
La lithographie par faisceau d'électrons (EBL), sur notre machine, utilise un faisceau focalisé afin d'insoler un polymère électrosensible déposé sur un substrat à structurer.
La trajectoire du faisceau d'électrons est liée à un dessin réalisé sur un logiciel de Dessin/Conception Assisté par Ordinateur (DAO ou CAO). Chaque exposition est réalisée point par point : la rugosité du bord des motifs dépend donc du pas entre ces points.
Après développement, le polymère peut être utilisé comme masque lors d'une étape ultérieure classique en micro/nanofabrication : gravure sèche ou humide, "lift-off", croissance électrolytique, …
Une machine de lithographie électronique utilise des lentilles qui ne permettent pas d'utiliser de grands champs sans distorsion. Le résultat obtenu est donc dépendant de la taille du champ : on utilisera de grands champs pour la faible résolution (jusqu'à 2x2mm2) et de petits champs de 100x100μm2 pour la fabrication de nanostructures.
Interféromètre LASER :
Afin réaliser des structures plus larges qu'un champ, il est nécessaire de pouvoir maitriser la taille des champs (taille, rotation et décalage), leur raccordement ainsi que les dérives du faisceau et du porte-échantillons. Cette fonction est réalisée par un interféromètre LASER dont la précision permet de connaître la position d'un échantillon à 2nm près.
La précision globale obtenue sur notre machine s'étend de 10nm à 2μm en fonction des paramètres utilisés lors de l'exposition.
Substrats utilisés :
Nous travaillons sur tout type de substrat : conducteur ou isolant d'une taille comprise entre qq millimètres jusqu'à 150mm de préférence d'épaisseur inférieure à 6mm.
Équipement :
Masqueur électronique RAITH150 de la société Allemande RAITH GmbH
Équipe
Franck CARCENAC (Responsable)
Laurent MAZENQ
General points:
Electron Beam Lithography (EBL) uses, on our machine, a focused beam in order to expose electrosensitive polymers spin coated on a substrate to be structured.
The trajectory of the electron beam is linked to a drawing made by CAD/DAD software. Every exposure is made point per point. The roughness of the pattern obtained is thus dependent on the distance between these points.
After development, the resist can be further used as a mask in classical steps of micro/nanofabrication: wet or dry etching, lift-off, electrochemical growth, etc.
An EBL writer with a convergent beam uses electron lenses that don't allow the use of very big field size without distortion. Thus the resolution depends on the size of the field. Field size of up to 2x2mm2 can be used for microstructures realization while 100x100µm2 fields are generally used for nanostructures fabrication.
Laser Interferometer Stage:
In order to realize structures larger than the field size, stitching of the fields must be controlled. This function is performed by a Laser Interferometer which allows to know the mechanical position of the stage with a precision of 2nm. This Laser Interferometer is thus used for: field size calibration and stitching, measurement of drifts (beam & mechanics) and alignment between multiple levels.
The global precision obtained with our machine on our samples range from 10nm to 60nm depending on the parameters used for the exposure.
Substrates used:
We work on all kind of substrates: conducting or insulating with a size ranging from few millimeters to 150mm with a thickness preferably lower than 6mm.
Facilities
E-beam writer RAITH150 from RAITH GmbH company
Staff
Franck CARCENAC (Responsible)
Laurent MAZENQ