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Dissertations / Theses on the topic 'Lithographer'
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Benoit-Renault, Viviane. "La lithographie en Bretagne (1819-1914)." Thesis, Paris 4, 2014. http://www.theses.fr/2014PA040217.
Full textAbstract:
Dans l’histoire de l’estampe, l’étude de la lithographie en province a longtemps été négligée et les premierstravaux fondateurs datent seulement d’une quarantaine d’années. L’objet de cette thèse en histoire de l’art est decombler cette lacune en analysant, dans un esprit d’interdisciplinarité ouvert à l’histoire économique et sociale, lalithographie en Bretagne historique de 1819 à 1914.Cette recherche s’appuie d’abord sur l’étude de l’imprimerie lithographique. Après un panorama généralsur l’évolution du nombre d’ateliers et leur répartition géographique, les centres lithographiques principaux etsecondaires sont étudiés. L’imprimerie autographique qui, en parallèle, s’implante et concurrence les atelierslithographiques est analysée, comme les imprimeries lithographiques sur fer-blanc, une particularité bretonne.Au-delà de cette étude historique, le chapitre suivant dresse le portrait des acteurs de l’imprimerie et de laproduction lithographique comme leur environnement social. C’est un monde où se mêlent l’artiste peintre,l’artiste lithographe de profession, l’amateur de dessin, l’imprimeur et l’ouvrier. La réalité du monde de l’estampeest abordée dans le troisième chapitre, avec un coup de projecteur sur l’atelier et sur l’histoire matérielle de lalithographie (presses et matrices). L’atelier est ensuite appréhendé comme un espace de vie autonome avec sesfêtes et ses codes, garants de la cohésion ouvrière. Une unité renforcée avec la création des syndicats delithographes dans la seconde moitié du XIXe siècle.Grâce à l’établissement d’un inventaire des lithographies, fondé sur le dépouillement du dépôt légal etdes fonds publics d’estampes, l’analyse de la production lithographique imprimée en Bretagne révèle unediversité thématique insoupçonnée. La lithographie artistique à la feuille, en recueils ou en albums illustrés estanalysée sous l’angle stylistique et iconographique. Enfin, l’étude de la lithographie utilitaire et des boîtes en ferblanclithographié clôt ce chapitre. Le commerce de l’estampe, qui constitue le dernier maillon du circuit de laproduction, est retracé avec ses marchands, une profession en mutation au XIXe siècle, ses colporteurs et autresvendeurs occasionnels. Enfin, la question de la diffusion de l’estampe en Bretagne est abordée comme le marchéet la place de la lithographie bretonne dans un réseau national et internationalIn the history of print, the study of lithography in province has long been neglected. The first founding worksonly date back to the last forty years. The purpose of this thesis on the history of art is to address this shortcomingby analysing lithography in historical Brittany between 1819 and 1914 bearing an interdisciplinarity mind open toeconomic and social history.Initially this research will be based on the study of lithographic printing. Following a general overviewon the evolution of the number of workshops and their geographical breakdown, leading and secondarylithographic centres are being considered. On the other hand, autographic printing which established itself andcame into competition with the lithographic workshops is being analysed with an emphasis on tin-plate printingworkshops being a characteristic feature of Brittany. Beyond this historical study, the following chapter paints aportrait of the printers and that of the lithographic production scene which being a social environment. It is aworld whereby the painter mingles with the professional lithographer, the drawing lover, the printer and thecraftsman. The reality of the printing world is being addressed in the third chapter with a particular focus on theworkshop and the history of the equipment specific to printing (plates and moulds). Subsequently the workshop isseen as a world in its own right with its celebrations and codes responsible for the working cohesion. This unitywill be accentuated in the second half of the XIX century with the constitution of lithographers unions. Thanksto the creation of a lithographs inventory drawn upon the austerity regarding registration of copyright and printpublic funds, the analysis of the print production in Brittany reveals an unexpected thematic diversity. The artisticprint on sheet, collections or illustrated albums is analysed from a stylistic and iconographic point of view.Finally, the study of useful lithography and the tin-box will bring this chapter to a close.Print trade which formsthe last link in the production chain is recounted through its merchants, a trade being transformed throughout XIXcentury, door-to-door and casual sellers. Lastly, the topic of the diffusion of print in Brittany is put forward asbeing the market place of Breton lithography within a national and international network
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Hauser, Hubert [Verfasser], and Holger [Akademischer Betreuer] Reinecke. "Nanoimprint lithography for solar cell texturisation = Nanoimprint Lithographie fuer die Solarzellentexturierung." Freiburg : Universität, 2013. http://d-nb.info/1123476160/34.
Full text
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Caillau, Mathieu. "Nanotechnologie verte : des polymères de la biomasse comme résines éco-efficientes pour la lithographie." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEC037/document.
Full textAbstract:
La lithographie est une étape clé de micro/nanotechnologie pour la fabrication de composants utilisés dans les domaines de la microéléctronique, de l’électronique flexible, de la photonique, du photovoltaïque, de la microfluidique... Cette étape de lithographie nécessite l’utilisation d’une résine inscriptible servant de masque temporaire permettant le transfert de motifs dans le matériau sous-jacent par gravure ou par déposition de nouveaux matériaux. La lithographie fait appel à des résines organiques mais aussi à des solvants organiques et des produits chimiques corrosifs et nocifs, ce qui va à l’encontre des problématiques environnementales et qui engendre des coûts supplémentaires liés à la gestion des risques et des déchets. De plus le contexte réglementaire (REACh ou US pollution act) évolue vers une plus grande protection de l’environnement et de la santé humaine et encourage l’utilisation de produits alternatifs. Dans ce contexte, mon projet de thèse visait à développer une résine biosourcée, non modifiée par des procédés de chimie de synthèse et développable dans l’eau. Cette résine devait être compatible avec les instruments de lithographies conventionnelles. Lors de ce travail, il a été démontré que le chitosane était une résine de tonalité positive permettant la réalisation d’un procédé complet de lithographie/gravure avec uniquement de l’eau comme solvant, sans modification du chitosane et sans l’utilisation de masque additionnel. Des motifs de 50 nm ont été obtenu dans la silice après lithographie électronique et gravure plasma et des motifs de 0.5 à 0.3 μm après photolithographie et gravure. Lithography is a key step in micro / nanotechnology with applications in the fields of microelectronics, flexible electronics, photonics, photovoltaics, microfluidics and biomedical. This lithography step requires the use of a writable resist to act as a temporary mask for transferring patterns in the underlying material by etching or deposition. Nowadays, lithography uses synthetic organic resin, organic solvents and hazardous chemicals which is contrary to environmental issues and generates additional costs associated with risk and waste management. Furthermore, regulation rules (REACh, US pollution act) tend to move toward the protection of human health and the environment from the risks that can be posed by chemicals and promote alternative chemicals. In this context, this PhD work aimed at replacing conventional synthetic organic resist with a biopolymer. This biopolymer will not be modified by synthetic organic chemistry, will be compatible with conventional lithography instruments and it should be developable in water. It was demonstrated that chitosan was a positive tone resist allowing accomplishing a complete lithography-etching process. The whole process was performed in aqueous solution without the use of hazardous chemicals. 50 nm features were obtained after ebeam lithography/plasma etching into a silica layer without the use of an additional masking layer. 0.3-0.5 μm feature were obtained using photolithography
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Kadiri, Hind. "Auto-organisation assistée pour la nanoimpression à grande échelle et surfaces optiques multifonctionnelles." Thesis, Troyes, 2018. http://www.theses.fr/2018TROY0001.
Full textAbstract:
La nanostructuration de surface à grande échelle est un enjeu majeur des nanotechnologies et conditionne les réponses qu’elles peuvent apporter à divers défis sociétaux (santé, énergie et environnement). Il est cependant nécessaire de développer des techniques de structuration complémentaires ou alternatives simples et moins couteuses comparées à celles utilisées en microélectronique. La lithographie par nano-impression (NIL) apparait de plus en plus comme la solution pour nano-structurer des surfaces ou couches minces dans le but de donner aux matériaux de nouvelles fonctionnalités. Si elle est compatible « grande surface », la difficulté est reportée sur la fabrication des outillages pour la mettre en œuvre.L’objectif de cette thèse CIFRE en collaboration avec l'entreprise SILSEF était de développer une technologie originale de fabrication de moules nanométriques de grande taille avec comme difficulté majeure de réaliser des structurations sur de grandes surfaces et à bas coût.Deux objectifs scientifiques ont été poursuivis et atteints : 1) Développer la fabrication de moules à grande échelle (20x20 cm2) avec une gamme de structures simples et complexes. Ces structures ont été réalisées en combinant trois techniques : la lithographie colloïdale, la gravure plasma et/ou la technique d’évaporation. 2) Valider directement ou indirectement les moules pour la nanoimpression. Trois applications ont été adressées, l’extraction de photons dans des cristaux scintillateurs, le traitement antireflet (vis-IR) et la mouillabilité dans un contexte de surfaces optiques multifonctionnellesLarge scale nanostructuring is one of the major issues in nanotechnology and a bottleneck for addressing numerous societal issues (health, energy and environment). However, conventional lithographic methods used in microelectronics are becoming extremely expensive and complex especially when large scale nanostructuring is necessary. Therefore alternative cost-effective and easy to use nanolithography methods need to be developed.NanoImprint Lithography (NIL) is a very powerful method for fast and large scale nanostructuring provided the molds are available. In this study in collaboration with SILSEF, we developed a new and original nanopatterning technology at large scale and at low cost compared to other lithographic methods.Two scientific goals were tackeld: 1) development of a new method for manufacturing molds with different sizes of simple and complex structures and at large scale (20x20 cm2). Molds were obtained by using colloidal lithography combined with Reactive Ion Etching (RIE) and/or physical vapor deposition. 2) direct and indirect functional validations by self-organization for micro / meso and nanoimprint. Three applications have been addressed; enhanced light extraction efficiency of scintillating crystals, antireflection (vis and IR) and wettability in a context of multifunctional optical surfaces
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Mehrotra, Prateek. "High Aspect Ratio Lithographic Imaging at Ultra-high Numerical Apertures: Evanescent Interference Lithography with Resonant Reflector Underlayers." Thesis, University of Canterbury. Electrical and Computer Engineering, 2012. http://hdl.handle.net/10092/6935.
Full textAbstract:
A near-field technique known as evanescent interferometric lithography allows for high resolution imaging. However its primary limitation is that the image exponentially decays within the photoresist due to physical limits. This thesis aims to overcome this limitation and presents a method to considerably enhance the depth of focus of images created using evanescent interferometric lithography by using a material underlay beneath the photoresist.
A key enabler of this is the understanding that evanescent fields couple to surface states and operating within proximity of a resonance, the strength of the coupling allows for considerable energy extraction from the incident beam and redistribution of this energy in a photoresist cavity. This led to the analysis of the Fresnel equations, which suggested that such coupling was in fact the result of an enhanced reflectance that takes place at boundaries of carefully chosen materials. While it is known that metals and lossy dielectrics result in surface plasmon polaritons (SPP) and surface exciton polaritons (SEP) as conventional solutions to the Fresnel reflection equations for the TM polarization of light, there is no such naturally occurring surface state that allows evanescent wave enhancement with the TE polarization of light. Further investigation of the Fresnel reflection equations revealed both for TM and TE that in fact another solution exists that is but unconventional to enhance the reflectivity. This solution requires that one of the media have a negative loss. This is a new type of surface resonance that requires that one of the media be a gain medium; not one in the optical pumped sense but one that would naturally supply energy to a wave to make it grow. This new surface resonance is also a key result of this thesis. Clearly, however this is only a hypothetical solution as a real gain medium would violate the conservation of energy.
However, as it is only the reflectance of this gain medium that is useful for evanescent wave enhancement, in fact a multilayered stack consisting of naturally occurring materials is one way to achieve the desired reflectivity. This would of course be only an emulation of the reflectivity aspect of the gain medium. This multilayered stack is then an effective gain medium for the reflectivity purposes when imaging is carried out at a particular NA at a particular wavelength. This proposal is also a key idea of this thesis. At λ = 193 nm, this method was used to propose a feasible design to image high resolution structures, NA = 1.85 at an aspect ratio of ~3.2. To experimentally demonstrate the enhancements, a new type of solid immersion test bed, the solid immersion Lloyd's mirror interference lithography test-bed was constructed. High quality line and space patterns with a half-pitch of 55.5 nm were created using λ = 405 nm, corresponding to a NA of 1.824, that is well in the evanescent regime of light. Image depths of 33-40 nm were seen. Next, the evanescent image was coupled to an effective gain medium made up of a thin layer of hafnium oxide (HfO) upon silicon dioxide (SiO2). This resulted in a considerable depth enhancement, and 105 nm tall structures were imaged.
The work in this thesis details the construction of the solid immersion lithography test-bed, describes the implementation of the modeling tools, details the theory and analysis required to achieve the relevant solutions and understanding of the physical mechanism and finally experimentally demonstrates an enhancement that allows evanescent interferometric lithography beyond conventional limits.
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Lakcher, Amine. "Nouvelles perspectives de métrologie dimensionnelle par imagerie de microscope électronique pour le contrôle de la variabilité des procédés de fabrication des circuits intégrés." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT052/document.
Full textAbstract:
Dans les noeuds technologiques avancés ainsi que les technologies dérivées, des règles de dessin de plus en plus aggressives sont nécessaires. Cela conduit à une complexification des structures dans les circuits intégrés actuels. De telles structures posent un défi important aux procédés de fabrication, notamment les étapes dites de patterning que sont la lithographie et la gravure. Afin d'améliorer et d'optimiser ces structures, les designers se basent sur les règles et connaissances qu’ont les ingénieurs de leurs procédés. Ces règles ont besoin d'être alimentées par des informations dimensionnelles et structurelles de plus en plus complexes : configurations de type bord arrondi, distance entre deux bouts de lignes, rétrecissement de ligne, etc. La métrologie doit évoluer afin que les ingénieurs soient capables de mesurer et quantifier les dimensions des structures les plus complexes dans le but d'estimer la variabilité de leur procédé. Actuellement la variabilité est principalement estimée à partir de données issues du suivi en ligne de structures simples car elles sont les seules à garantir une mesure robuste et reproductible. Mais, elles peuvent difficilement être considérées comme représentatives du procédé ou du circuit. Utiliser la métrologie par CD-SEM pour mesurer des structures complexes de manière robuste est un défi technique. La création de recettes de mesures est complexe, nécessite un temps non négligeable et ne garantit pas une mesure stable. Cependant, une quantité importante d'informations est contenue dans l'image SEM. Les outils d'analyses fournis par les équipementiers permettent aujourd'hui d'extraire les contours SEM d'une structure présente dans l’image. Ainsi, le CD-SEM prend des images et la partie métrologie est réalisée hors ligne afin d'estimer la variabilité. Cette thèse vise à proposer aux ingénieurs de nouvelles possibilités de métrologie dimensionnelle afin de l’appliquer pour le contrôle des structures les plus complexes. Les contours SEM sont utilisés comme source d’information et exploités pour générer de nouvelles métriquesIn advanced technological nodes as well as derived technologies, aggressive design rules are needed. This leads to a complexity of structures in the current integrated circuits. Such structures pose a significant challenge to chip manufacturing processes, in particular patterning steps of lithography and etching. In order to improve and optimize these structures, designers need to rely on the rules and knowledge that engineers have about their processes. These rules need to be fed by complex dimensional and structural information: corner rounding, tip to tip distances, line end shortening, etc. Metrology must evolve so that engineers are able to measure and quantify the dimensions of the most complex structures in order to assess the process variability. Currently the variability is mainly quantified using data from the inline monitoring of simple structures as they are the only ones to guarantee a robust and reproducible measurement. But, they can hardly be considered as representative of the process or the circuit. Using CD-SEM metrology to measure complex structures in a robust way is a technical challenge. The creation of measurement recipes is complex, time consuming and does not guarantee a stable measurement. However, a significant amount of information is contained in the SEM image. The analysis tools provided by the equipment manufacturers allow to extract the SEM contours of a structure present in the image. Thus, the CD-SEM takes images and the metrology part is performed offline to estimate the variability.This thesis offers engineers new possibilities of dimensional metrology in order to apply it for process control of complex structures. SEM contours are used as a source of information and used to generate new metrics
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Bouanani, Shayma. "Vers l'industrialisation de l'auto-assemblage dirigé des copolymères à blocs : développement de procédés de lithographie compatibles avec les noeuds technologiques sub-10 nm pour des applications de type contacts." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT053/document.
Full textAbstract:
La course à la compétitivité que se disputent les industriels du semi-conducteur implique d’augmenter le nombre de fonctionnalités par puce ainsi que de réduire leur coût unitaire, ce qui se traduit par une diminution continue de leur taille. Pour ce faire, le DSA (Directed Self-Assembly), ou auto-assemblage dirigé des copolymères à blocs associe les techniques de lithographie conventionnelle avec les propriétés d’organisation à l’échelle moléculaire des copolymères. Dans ce cadre, l’objectif global de cette thèse est d’évaluer le potentiel d’industrialisation du DSA par grapho-épitaxie pour des applications de type « shrink » et « multiplication » de contacts. Il s’agit en particulier de démontrer la capacité de cette technique à répondre au cahier des charges de l’ITRS en termes d’uniformité de CD, de désalignement et de taux de défauts. Une première étude concernant le « shrink de contact », basée sur l’impact des propriétés matériaux, d’affinité de surface et de tailles de guides permet de comprendre les mécanismes qui rentrent en jeu dans l’apparition de défauts d’assemblage. Une seconde partie de l’étude porte sur la multiplication de contact. Pour adresser cette application, deux types de guides ont été étudié : les guides elliptiques et les guides complexes dits « peanut ». L’étude de la fenêtre de procédé en termes de paramètres procédé comme le temps et la température de recuit, mais aussi de commensurabilité, a été menée. Une attention particulière a été portée sur l’impact de la variation du guide sur le pitch final obtenu en DSA, dont les données expérimentales ont été corrélées avec des résultats de simulation. Les critères de réussite sont basés sur les performances lithographiques qu’il faut juger à travers une métrologie de pointe. Le développement d’une métrologie spécifique pour mesurer l’erreur de placement des contacts ainsi que leur pitch a été conduiteThe competitiveness-chasing in which industrial manufactures are involved, leads to an exponential increase in the number of functionalities per chips, as well as reducing their unit cost, which results in a continuous decrease of their size. To achieve this, DSA (Directed Self-Assembly) of block copolymers, combines conventional lithography techniques with the molecular-scale organizational properties of copolymers. In this framework, the overall objective of this thesis is to evaluate the industrialization potential of the DSA process by graphoepitaxy for contact hole shrink and contact multiplication applications. In particular, it is necessary to demonstrate the ability of this technique to meet the ITRS specifications in terms of CD uniformity, misalignment and hole open yield. A first study on contact shrink, based on the impact of material properties, surface affinity and guiding feature size, allows us to understand the mechanisms involved in the appearance of defects. A second part of the study deals with contact multiplication. To address this application, two types of guides have been studied: elliptical guiding patterns and more complex ones called "peanut". The study of the process window in terms of process parameters such as annealing time and temperature, but also commensurability was conducted. Particular attention was paid to guide size variation and its impact on DSA final pitch. Experimental data from this study were correlated with simulations. The success criteria are based on the lithographic performances that must be judged through advanced metrology. The development of a specific metrology to measure the placement error of contacts as well as their pitch was conducted
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Armeanu, Ana. "Simulation électromagnétique utilisant une méthode modale de décomposition en ondelettes." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00721767.
Full textAbstract:
La scattéromètrie requiert le calcul de la réponse optique de structures périodiques. Parmi les méthodes numériques de calcul électromagnétique de la diffraction par des réseaux, la méthode la plus couramment utilisée est la Méthode Modale de Fourier (FMM). Celle cis'avère peu efficace pour la caractérisation de structures très isolées ou très denses et peut même ne pas marcher du tout. L'objectif de cette thèse est de dépasser les limitations de la FMM. Nous restons dans le cadre des méthodes modales mais nous explorons de nouvelles voies en utilisant des bases de développement différentes qui ne présentent pas les inconvénients des bases de Fourier. Tout d'abord, nous avons introduit les fonctions B-spline qui sont le premier pas vers l'analyse multi-résolution avec les ondelettes splines. Nous avons formulé le problème de la diffraction par un réseau 1D comme un problème aux valeurs propres que nous avons résolu numériquement à l'aide de la méthode de Galerkin. Nous avons étudié en détail l'importance de la discrétisation par rapport aux discontinuités de la fonction permittivité. Ensuite, nous avons introduit les ondelettes et l'analyse à plusieurs niveaux de détails pour le problème de diffraction. La thèse contient une palette variée d'exemples numériques concernant des réseaux diélectriques et métalliques. Nous avons comparé soigneusement la convergence de nos méthodes avec celle d?autres méthodes, notamment avec la FMM. Nous avons montré que l'analyse multirésolution permet de traiter des cas pour lesquels la FMM échoue.
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Spaziani, Nicolas. "Détermination simultanée de la mise au point et de la dose d'un équipement de micro-lithographie optique." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENT125/document.
Full textAbstract:
Les dimensions critiques des circuits intégrés diminuent continuellement au coursdes ans selon la loi de Moore. Les valeurs typiques sont aujourd’hui de 28nm,et seront de 22nm dans 18 mois. La photo-lithographie optique demeure encore latechnique la plus économique pour la production de masse. L’ouverture numériquedes objectifs atteint 1.30, grâce à l’introduction d’eau entre la lentille et la plaquette.La conséquence directe de ces grandes ouvertures est la réduction de la profondeurde champs de l’ordre d’une centaine de nanomètres. Le procédé photo-lithographiqueperdant de la latitude, le contrôle dimensionnel intra-cellule devient une nécessité.La variation dimensionnelle provient au premier ordre à la fois de la variation duplan focal dans le champ image, et aussi de la non uniformité de l’illumination duréticule. Pour contrôler cette variation, une boucle de régulation a été mise en placepour ajuster uniquement l’énergie des lots de production. On corrige ainsi de fait unmauvais focus par une compensation en énergie.Pour ne pas altérer l’image dans la résine, il est important de pouvoir dissocierles deux effets et adresser les causes de dégradation de l’image séparément. Le sujetde cette thèse est précisément de trouver un moyen de décorréler les deux paramètresaffectant l’uniformité de la dimension critique. L’idée principale est de trouver à lafois les motifs et les modèles théoriques pouvant conduire à discriminer des imagesselon leur sensibilité, soit au focus, soit à la doseFollowing the ITRS roadmap, the critical dimension of the circuits are continuouslynarrowing. Optical Lithography still remains the cheapest way forintegrated circuits mass production. If the resists properties and the exposure wavelengthreduction had an important contribution to this result, the lens numericalaperture increase had a decisive impact. The numerical aperture is currently reaching1,30 thanks to the usage of water as immersion fluid between the lens andthe wafer. Future lens are targeting in a near future a 1,70 numerical aperture withimmersion fluids at higher refractive index. A direct consequence of these wider numericalaperture’s is the reduction of the depth of focus to few tens of nanometers,reducing the process windows and then the integrated circuits manufacturability. Inaddition the pure numerical aperture effect on focus, off axis illumination is leadingto amplify the reticle critical dimension variations, and the intrafield focus controlbecomes more and more crucial.The last scanner generation provides some tools to adjust the intrafield energy.As the two effects appear to compensate each of them critical dimension variation,it becomes very important to be able to dissociate the effect of one from the otherin order to select the most efficient mean to get the greater process windows. Moreover, the average value compensations must feed accurately the Run to Run feedback loop for the next exposed wafers.The purpose of this thesis is to find a way to un-correlate the various parametersaffecting the critical dimension uniformity. Some researchers tried to design specificfeatures whose shape modifications due to focus offset could be detected as an overlayerror measured by the appropriate tool, but the limitations seem to be actuallyreached. New tools, as scatterometers, could provide a more precise information.The desire output of this thesis would be to provide a methodology to allow an inline intrafield focus follow up for the future technologies at 20nm half pitch
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Alleaume, Clovis. "Etude de la modification de la source dans l'utilisation de la méthode de co-optimisation source masque en lithographie optique : mise en oeuvre et applications." Thesis, Saint-Etienne, 2014. http://www.theses.fr/2014STET4007/document.
Full textAbstract:
Réalisée entre décembre 2009 et décembre 2012 au sein de STMicroelectronics Crolles dans l’équipe RET (résolution enhancement techniques), et en partenariat avec le laboratoire Hubert Curien Saint Etienne de l’université de Lyon, cette thèse s’intitule "Impact de la modification de la source dans l’utilisation de la méthode de cooptimisation masque source en lithographie optique, et application au nœud technologique 20 nm". Durant cette étude, nous avons pu étudier la technique d’optimisation de la source optique en lithographie, appelée généralement SMO afin de l’appliquer aux problématiques de l’industrie. Une première partie du manuscrit traitant de la lithographie optique permettra de mieux comprendre les problématiques liées à cette étude, en présentant les techniques utilisées. En effet, afin de permettre à la lithographie optique de continuer la miniaturisation des composants de microélectronique, il est nécessaire d’optimiser au maximum de nombreux éléments de la lithographie. La forme de la source optique utilisée n’échappe pas à cette règle et l’utilisation de sources étendues, hors axe et plus ou moins complexe permet aujourd’hui la production des technologies de pointes. Une seconde partie s’attardera plus sur l’optimisation de la source à proprement parler. Dans un premier temps, la théorie de la diffraction sera étudiée afin de permettre une meilleure compréhension du problème. Des simulations et des mesures SEM ou microscope électronique à balayage seront présentées pour montrer l’efficacité de la méthode SMO, de l’anglais "Source Mask Optimization". Cette étude donnant lieu au développement de nouvelles méthodes rapides et innovantes d’optimisation de la source, l’étude prendra soin de présenter des résultats obtenus dans le cadre de cette thèse. Ainsi, la méthode de SMO interne basée sur le phénomène de diffraction et créée durant cette thèse sera présentée dans cette étude et les résultats en découlant seront étudiés. L’application de l’optimisation de la source à des problématiques industrielles sera également présentée à travers différentes applications des solutions proposées. Finalement, un legs de connaissance nécessaire sera effectué par la présentation des différents outils développés durant cette thèse. Une troisième partie concernera l’étude de l’outil Flexray permettant la génération des sources optimisées. La thèse ayant donné lieu à une nouvelle technique de décomposition de la source en polynôme de Zernike, cette techniques sera présentée ici. Elle sera ensuite utilisée pour modéliser la dégradation d’une source, ainsi que pour corréler la différence de source avec la divergence du modèle empirique de simulation. L’étude des sources a été mise en place suivant un aspect industrielle, afin de contrôler l’évolution du scanner de façon rapide. De plus, des simulations peuvent être utilisées pour compléter cette étude. Finalement, une dernière partie traitera de la cooptimisation entre la source et différents éléments tels que le masque et la forme final du motif souhaité. En effet, si la forme initiale du motif souhaité joue un rôle important dans la définition de la source, il est possible de modifier cette dernière, ainsi que la forme du masque en lui appliquant un OPC afin d’obtenir de meilleurs résultats. Ces modifications seront étudiées durant le dernier chapitreConducted between December 2009 and December 2012 within the RET (resolution enhancement technology) team at STMicroelectronics Crolles and in partnership with Saint-Etienne laboratory Hubert Curien of the University of Lyon, this thesis entitled "Impact of changing the source while using the source mask optimization technique within optical lithography, and application to 20 nm technology node. ". In this thesis, Alleaume Clovis studied the optimization of the source used in optical lithography, technique usually called SMO (for source mask optimization) and applied the technique to the industry through several problems. The first part of the manuscript describe the optical lithography generalities, in order to allow a better understanding of the issues and the techniques used in this study. Indeed, to allow optical lithography to continue the miniaturization of microelectronic components, it is necessary to optimize many aspects of the lithography. The shape of the light source used is no exception to this rule and the use of extended sources, off-axis and more or less complex now enables the production of advanced technologies. The second part will then focus on the source modification and optimization. In a first step, the diffraction theory will be examined to demonstrate the theoretical interest of the thesis, and to allow a better understanding of the problem. Simulations and SEM measurements will be presented to show the effectiveness of SMO method. As this study gave birth to several innovative source optimization techniques, they will be presented. Thus, the method of internal SMO based on the phenomenon of diffraction and created during this thesis will be presented and the results would be studied. The application of the source optimization to industrial problems will also be presented through different applications. Finally, a legacy of knowledge will be done by presenting the different tools developed during this thesis. A third part will deal with the study of tool which generate the source inside the scanner allowing the use of optimized and complex sources. The thesis has given rise to a new source decomposition technique using Zernike polynomial. It will be used in this study to model the degradation of a source, and for correlating the impact of a source modification due to SMO technique on the empirical model stability. The study of sources has been implemented according to industrial aspect to monitor the scanner with a quick method. In addition to the Zernike decomposition method, simulations can be used to complete this study. The forth chapter of this study will talk about this implementation. Finally, the last part of the study will talk about the co-optimization of the source with several elements, such as the mask OPC and the final shape of the desired pattern. Indeed, if the initial shape of the desired pattern plays an important role in defining the source, it is possible to modify the latter design shape, as well as the shape of the mask in order to optimize both the source and the target shape. These changes will be discussed in the last chapter
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Mebiene-Engohang, Armel-Petit. "Etude du dégazage des résines pour les lithographies électronique et extrême ultraviolet." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT001/document.
Full textAbstract:
La lithographie électronique multifaisceaux (ou multi e-beam) en cours de développement est pressentie comme une alternative à la photolithographie 193 nm à immersion (193i nm) pour la production des circuits intégrés des noeuds technologiques avancés (14 nm et au-delà). Elle se présente également comme un concurrent potentiel à la photolithographie sous rayonnement EUV (13,5 nm) qui, elle aussi, est en cours de développement. Cependant, le développement de cette technologie doit faire face à plusieurs obstacles. Parmi eux, on a la contamination des optiques électroniques induite par le redépôt des molécules dégazées de la résine au cours de l‟exposition. Ces dépôts conduisent à la croissance d‟une couche carbonée en surface et à l‟intérieur des trous de ces optiques. Cette couche de contamination a tendance à diminuer la transmission des optiques et, par conséquent, diminuer les performances lithographiques de l‟outil (débit, uniformité des CD, rugosité, etc.). Il est donc indispensable de comprendre les mécanismes qui gouvernent le dégazage et la croissance de la couche de contamination afin d‟être en mesure de prédire son rôle sur les dérives des procédés et de l‟équipement. Tel a été l‟axe conducteur de ces travaux de thèse. Dans un premier temps, nous avons réalisé l‟état de l‟art des travaux déjà effectués dans le cas de la technique de lithographie EUV. Ensuite, nous avons conçu et fabriqué un banc de tests et développé, en parallèle, les méthodologies permettant de réaliser les études de dégazage des résines et de contamination induite sur des dispositifs simulateurs d‟optiques électroniques, appelés « mimics ». Puis, dans les conditions opératoires similaires à la plateforme Matrix développée par MAPPER Lithography, nous avons évalué le dégazage des résines de différentes formulations et mesuré la contamination induite par chacune de ces formulations sur les mimics à l‟aide du banc de tests développé. Enfin, nous avons proposé un modèle analytique permettant de prédire la croissance du film de contamination à l‟intérieur des trous du mimic en fonction des paramètres d‟expositionThe development of multiple e-beam lithography equipment is foreseen as an alternative to the 193i nm immersion photolithography for the advanced technological node (less than 14 nm). This next generation lithography is a potential challenger to the EUV (13.5 nm) lithography which is also under development. However, this technology faces important challenges in controlling the contamination of the electron optics due to the adsorption of molecules outgassed from resist under exposure and the subsequent formation of a carbonaceous film on optics surface. This contamination layer can lead to the transmission loss of the optics and, consequently, degrade the tool lithographic performances (throughput, CD uniformity, Line Width Roughness, etc.). It is thus important to understand the resist outgassing and induced contamination mechanisms in order to predict their effect on the process drifts. That was the driver axis of these thesis works. Firstly, we performed the state of the art related to the works already published in the EUV lithography case. Secondly, we designed and built-up an experimental setup and developed, in parallel, the methods allowing to study the mechanisms of resist outgassing and induced contamination on electron optics simulators, called “mimic”. Thirdly, we assessed the outgassing of several resist formulations in the same operating conditions as in the Matrix platform developed by MAPPER Lithography. We also measured the induced contamination layer on the mimics for each resist formulation using the developed experimental setup. And finally, we proposed an analytical model that allows to predict the contamination film growth inside mimic holes during exposure
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Gomez, Castano Mayte. "Métamatériaux optiques : conception, fabrication à grande échelle et caractérisation." Thesis, Bordeaux, 2020. http://www.theses.fr/2020BORD0094.
Full textAbstract:
Les métamatériaux sont des matériaux structurés artificiellement, soigneusement designés pour obtenir des réponses électromagnétiques inobservables dans la nature, telles qu’un indice de réfraction négatif. Le but de cette thèse est le développement de métamatériaux optiques à grandes échelles pouvant être incorporés au sein de dispositifs réels. En combinant la lithographie colloïdale avec l’électrodéposition, nous avons réalisé par voie ascendante des métamatériaux de type « fishnet » faits de couches d’or et air, présentant un indice de réfraction qui varie entre valeurs positives et négatives dans le proche infrarouge. Des multicouches de type fishnet ont aussi été fabriquées en couplant la lithographie par nanoimpression et l’électrodéposition. Nous avons analysé en détail les réponses optiques de ces structures, qui présentent des valeurs négatives d’indice de réfraction du visible au proche infrarouge. Leur performance comme capteurs optiques a été étudiée via leur infiltration par différents liquides. Les différentes techniques d’élaboration précitées ont également été utilisées pour fabriquer des substrats métalliques nanostructurés afin d’étudier l’émission spontanée collective d’ensembles de molécules fluorescentesMetamaterials are artificially structured materials, thoroughly designed for achieving electromagnetic properties not observed in nature such as the negative refractive index. The purpose of this thesis is the development of up-scalable optical metamaterials that can be easily incorporated into actual devices. By combining colloidal lithography and electrodeposition, we report an entirely bottom-up fishnet metamaterial made of gold and air layers. A proper theoretical and experimental design gives rise to tunable refractive index, from positive to negative values in the near infrared. This structure is extended to multilayered fishnet metamaterials made by nanoimprint lithography and electrodeposition. We thoroughly analyze the optical response of the structures, which lead to strong negative index from the visible to near infrared. Their performance as optical sensors is studied when infiltrating different liquids through the air cavities. These techniques are used to fabricate nanostructured metallic substrates for studying the collective spontaneous emission of fluorescent molecules
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Figueiro, Thiago Rosa. "Modélisation des procédés pour la correction des effets de proximity en lithographie électronique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT011/document.
Full textAbstract:
Depuis l'apparition du premier circuit intégré, le nombre de composants constituant une puce électronique n'a cessé d'augmenter tandis que les dimensions des composants ont continuellement diminué. Pour chaque nouveau nœud technologique, les procédés de fabrication se sont complexifiés pour permettre cette réduction de taille. L'étape de lithographie est une des étapes la plus critique pour permettre la miniaturisation. La technique de lithographie qui permet la production en masse est la lithographie optique par projection. Néanmoins cette technologie approche de ses limites en résolution et l'industrie cherche de nouvelles techniques pour continuer à réduire la taille des composants. Les candidats sont l'écriture en plusieurs passes, la lithographie EUV, l'écriture directe, la nano-impression ou l'auto-organisation dirigée. Même si ces alternatives reposent sur des principes très différents, chacune a en commun l'utilisation de la lithographie électronique à un moment ou à un autre de leur réalisation. La lithographie électronique est sujette à des phénomènes spécifiques qui impactent la résolution finale, tels la diffusion des électrons, le « fogging », la diffusion d'acide, la CMP etc… La solution choisie par l'industrie pour tenir compte de tous ces phénomènes est de les prévoir puis de les compenser. Cette correction nécessite de les prédire à l'aide de modélisation, la précision de ces modèles décrivant les procédés étant primordiale. Dans cette thèse, les concepts de base permettant de développer un modèle sont présentés. L'évaluation de la qualité des données, la méthodologie de choix d'un modèle ainsi que la validation de ce model sont introduites. De plus, les concepts d'analyse de sensibilité locale et globale seront définis. L'état de l'art des stratégies utilisées ou envisagées pour les procédés lithographiques actuels ou futurs sont énoncés, chacune des principales étapes lithographiques étant détaillée. Les modèles tenant compte de la physique et de la chimie impactant sur la résolution après écriture par e-beam sont étudiés. De plus, les modèles compacts permettant de prédire les résultats obtenus par e-beam seront détaillés, pour finalement décrire les limitations des stratégies actuelles. De nouveaux modèles compactes sont proposés en introduisant de nouvelles familles de fonctions telles que les fonctions Gamma ou les fonctions de Voigt. De plus, l'utilisation des fonctions d'interpolations de type Spline sont également proposés. Un modèle résine d'utilisation souple a également été développé pour tenir compte de la plupart des comportements expérimentaux observés en évaluant les dimensions de motifs d'un dessin en utilisant des métriques appropriés. Les résultats obtenus en utilisant de telles méthodes montrent une amélioration de la précision de la modélisation, notamment en ce qui concerne les motifs critiques. D'autres modèles spécifiques permettant de décrire les effets d'extrême longue portée ou permettant de compenser les déviations entre deux procédés sont également décrits dans ce travail. Le choix du jeu de motifs de calibration est critique pour permettre à l'algorithme de calibration d'obtenir des valeurs robustes des paramètres du modèle. Plusieurs stratégies utilisées dans la littérature sont brièvement décrites avant l'introduction d'une technique qui utilise l'analyse de sensibilité globale basée sur la variance afin de sélectionner les types de géométries optimales pour la calibration. Une stratégie permettant la sélection de ces motifs de calibration est détaillée. L'étude de l'impact du procédé et des incertitudes de mesures issue de la métrologie est également abordée, ce qui permet d'énoncer les limites à attendre du modèle sachant que les mesures peuvent être imprécises. Finalement, des techniques permettant de s'assurer de la qualité d'un modèle sont détaillées, telle l'utilisation de la validation croisée. La pertinence de ces techniques est démontrée pour quelques cas réelSince the development of the first integrated circuit, the number of components fabricated in a chip continued to grow while the dimensions of each component continued to be reduced. For each new technology node proposed, the fabrication process had to cope with the increasing complexity of its scaling down. The lithography step is one of the most critical for miniaturization due to the tightened requirements in both precision and accuracy of the pattern dimension printed into the wafer. Current mass production lithography technique is optical lithography. This technology is facing its resolution limits and the industry is looking for new approaches, such as Multi-patterning (MP), EUV lithography, Direct Write (DW), Nano-imprint or Direct Self-Assembly (DSA). Although these alternatives present significant differences among each other, they all present something in common: they rely on e-beam writers at some point of their flow. E-beam based lithography is subject to phenomena that impact resolution such as are electron scattering, fogging, acid diffusion, CMP loading, etc. The solution the industry adopted to address these effects is to predict and compensate for them. This correction requires predicting the effects, which is achieved through modeling. Hence the importance of developing accurate models for e-beam process. In this thesis, the basic concepts involving modeling are presented. Topics such as data quality, model selection and model validation are introduced as tools for modeling of e-beam lithography. Moreover, the concepts of local and global sensitivity analysis were also presented. Different strategies of global sensitivity analysis were presented and discussed as well as one of the main aspects in its evaluation, which is the space sampling approach. State-of-the-art strategies for todays and future lithography processes were presented and each of their main steps were described. First Principle models that explain the physics and chemistry of the most influential steps in the process resolution were also discussed. Moreover, general Compact models for predicting the results from e-beam lithography were also presented. Finally, some of the limitations of the current approach were described. New compact models described as Point-Spread-Function (PSF) are proposed based on new distributions, such as Gamma and Voigt. Besides, a technique using Splines for describing a PSF is also proposed. Moreover, a flexible resist model able to integrate most of the observed behavior was also proposed, based on evaluating any pattern on the layout using metrics. Results using such method further improved the any of the PSF distribution approach on the critical features that were limiting the future technology nodes. Other specific models and strategies for describing and compensating for extreme-long-range effects and for matching two different fabrication processes are also proposed and described in this work. The calibration layout is a key factor for providing the calibration algorithm with the experimental data necessary to determine the values of each of the parameters of the model. Several strategies from the literature were briefly described before introducing one of the main propositions of this thesis, which is employing variance-based global sensitivity analysis to determine which patterns are more suitable to be used for calibration. A complete flow for selecting patterns for a calibration layout was presented. A study regarding the impact of process and metrology variability over the calibration result was presented, indicating the limits one may expect from the generated model according to the quality of the data used. Finally, techniques for assuring the quality of a model such as cross-validation were also presented and demonstrated in some real-life situations
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Jussot, Julien. "Lithographie directe à faisceaux d’électrons multiples pour les nœuds technologiques sub-20nm." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT086/document.
Full textAbstract:
Depuis de nombreuses années, l'industrie microélectronique s'est engagée dans une course à l'augmentation des performances et à la diminution des coûts de ses dispositifs grâce à la miniaturisation de ces derniers. La génération de ces structures de petites dimensions repose essentiellement sur l'étape de lithographie. Dans cette optique, plusieurs techniques de lithographie nouvelle génération (NGL) sont en cours de développement afin de pouvoir répondre aux besoins de l'industrie pour les nœuds technologiques inférieurs à 20 nm. Parmi elles, les solutions de lithographie à faisceaux d'électrons multiples semblent très prometteuses grâce à leur écriture directe sans masque (ML2), ainsi que leur coût et encombrement réduits. Le CEA-LETI s'est associé à l'entreprise Mapper Lithography basée aux Pays-Bas afin d'aider au développement d'une technologie de lithographie électronique à faisceaux d'électrons multiples basse énergie (d'énergie 5 keV). Les travaux de thèse de ce manuscrit visent à contribuer au développement de cette technologie qui pourrait à terme permettre de réaliser des dispositifs CMOS pour les nœuds technologiques actuels et futurs. L'intégration d'une nouvelle technique de lithographie dans l'industrie repose sur 3 grands critères du procédé lithographique, la production horaire (sensibilité), la résolution (taille minimale des structures réalisées) et la rugosité de ligne. La rugosité de ligne est devenue l'un des paramètres les plus critiques limitant à l'heure actuelle la miniaturisation et pour cause cette dernière impacte de manière négative les performances des dispositifs. Alors que l'ITRS préconise une rugosité de ligne inférieure à 1.7 nm pour les futurs nœuds technologiques inférieurs à 20 nm, les lithographies actuelles ne permettent pas d'obtenir des rugosités inférieures à 4-5 nm. Les travaux de cette thèse visent la minimisation de la rugosité de ligne de résine imprimée par lithographie électronique en proposant des stratégies alternatives d'écriture ou en modifiant les empilements de matériaux sous-jacents la résine, ou encore par l'introduction de traitements post-lithographiques tels que des recuits thermiques ou des traitements plasma. Les études ont montré qu'en combinant une stratégie d'écriture et un traitement plasma à base de dihydrogène une réduction de 41% du LWR pouvait être obtenueFor decades, the growth of the Semiconductor Industry (SI) has been driven by the paramount need for faster devices at a controlled cost primarily due to the shrinkage of chip transistors. The performances of future CMOS technology generations still rely on the decrease of the device dimensions. However, the photolithography is, today, the limiting factor for pattern miniaturization and the technology has been at a standstill since the development of 193-nm water-based immersion lithography. Moreover, another parameter limiting further semiconductor scaling is the transistor gate linewidth roughness (LWR), i.e. the standard deviation of the gate critical dimension (CD) along the line. The LWR needs to be controlled at the nanometer range to ensure good electrical performances of the future CMOS device. The lithography step is again identified as the root cause of the gate LWR. Indeed, the significant LWR (4-5 nm) of the patterns printed by photolithography is transferred into the gate during the subsequent plasma etching steps, resulting in a final gate LWR far above the sub-2 nm LWR targeted for the sub-20 nm technological nodes. In order to continue scaling down feature sizes of devices, the semiconductor industry is waiting for the maturity of next generation lithographies (NGL). Among NGL, one can find the promising mask-less direct-write techniques (ML2) in which multiple electron beam lithography (multibeam lithography) is regarded as a serious candidate for providing high resolution structures at a low cost. The firm MAPPER Lithography, associated with CEA-LETI is working on the development of such a technology. The aim of this work is to contribute to the development of a low energy (5 keV) multibeam technology and to focus on the improvement of the LWR of the printed patterns. Several process parameters have been investigated to decrease the LWR: the effect of a specific writing strategy, the influence of the under layers and the introduction of post-lithographic treatments such as plasma treatments or thermal annealing. This work has shown that by combining a biased writing strategy with H2 plasma treatment, a 41% LWR decrease could be obtained. Although this performance is still above the ITRS requirements, this work opens the pace for LWR optimization with multi-beam lithography
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Zeggaoui, Nassima. "La lithographie par double impression pour les noeuds technologiques avancés." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00637169.
Full textAbstract:
La lithographie par double impression est une solution potentielle proposée pour l'impression des circuits des nœuds technologiques avancés (22nm et au-delà) en attendant que la lithographie Extrême Ultraviolet soit prête pour la production en masse. La technique de double impression est basée sur la décomposition en deux masques d'exposition des motifs d'un niveau donné du circuit intégré. Deux motifs voisins ayant un pas inférieur au pas minimal résolu en un procédé lithographique sont affiliés simultanément à deux masques différents. Les motifs ayant des pas supérieurs au pas critique, motifs non critiques, sont mis sur un masque ou sur un autre dans le but de générer une densité de motifs équivalente entre les deux masques d'exposition. Dans cette thèse, nous avons développé une nouvelle méthode de décomposition dite " décomposition optique ". Cette dernière est basée sur l'analyse de l'interaction des ordres de diffraction dans le plan de la pupille du système optique de projection. La décomposition optique permet d'améliorer l'affiliation des motifs non critiques à l'un des deux masques dans le but d'améliorer le contraste des deux masques lors de la double impression. Afin de valider cette nouvelle méthode de décomposition, nous l'avons appliqué au niveau contacts d'un circuit de logique du nœud 22nm.
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Furtak, Kamila. "La lignine : étude de son potentiel en tant que résine photosensible pour la photolithographie 1D et 3D." Thesis, Reims, 2017. http://www.theses.fr/2017REIMS004/document.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de développer et d'évaluer de nouvelles résines originales biosourcées pour l'application lithographique. Pour atteindre cet objectif, nous avons sélectionné différents types de lignine et étudié l'influence du fractionnement de la lignine sur les propriétés finales de la résine obtenue. Le fractionnement de la lignine est réalisé à l’aide de solvants organiques sélectionnés pour leur polarité. Nous avons choisi ce polymère naturel en raison de la présence de nombreux groupes fonctionnels directement responsables de sa réactivité : molécules photosensibles et potentiellement réticulables. La lignine est également une bonne candidate car abondante sur Terre et sa valorisation actuelle en tant que matière première chimique est négligeable. Nous avons étudié la photoréactivité de la résine à base de lignine à 395 nm en utilisant des sources de lumière LED. Sur la base des observations FTIR et UV-VIS, nous avons étudié et quantifié les changements structurels survenus lors de l'exposition de la photorésine à la lumière. Cependant, ces changements étaient plus intenses au cours de l'irradiation conduite dans l'air par rapport à une atmosphère inerte. De plus, nous avons établi le lien entre la structure chimique de la lignine et sa réactivité décrite par les tests de sensibilité, de contraste et de résolution. Nous avons proposé des mécanismes cohérents basés sur des données de la littérature. Ainsi, la réticulation de la lignine se produit sous les photons des rayonnements UV-VIS entraînant la formation de structures intermédiaires, de chromophores ou de composés volatils de bas poids moléculaire. Enfin, nous avons démontré qu'il était possible de fabriquer par écriture laser directe des nanostructures mono-, bi- et tridimensionnelles dans la photorésine à base de lignine "juste fractionnée" par polymérisation à deux photonsThe goal of this work was to develop and to evaluate new, original and bio-based resist for lithographic application. To reach this purpose, we have selected various types of lignin and study the influence of lignin fractionation in different organic solvents on the final resist properties. We have chosen this photosensitive and crosslinkable polymer due to its great abundance and to its currently poor valorisation as a chemical feedstock, as well as the versatility of the functional groups that were directly responsible for its reactivity. We have investigated the photoreactivity of lignin-based resist at 395 nm, using LED light sources. Based on the FTIR and UV-vis monitoring, we have investigated and quantified the structural changes occurred during photoresist exposure to the light. However, they were more visible during the irradiation conducted in the air than in the inert atmosphere. Moreover, we have established the link between chemical structure of lignin and its reactivity observed by sensitivity, contrast and resolution tests. Additionally, we have proposed reasonable mechanisms based on literature data according to which lignin crosslinking occur under UV-visible photons. They comprised the formation of intermediates structures, chromophores, or low molecular weight volatile compounds, as well and crosslinking reactions. Finally, we have demonstrated that it was possible to fabricate one-, two- and three-dimensional structures from "just-fractionated" lignin photoresist by two-photon polymerisation achieved by direct laser writing
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Wu, Xiao. "Fabrication of 1D, 2D and 3D polymer-based periodic structures by mass transport effect." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2013. http://www.theses.fr/2013DENS0058/document.
Full textAbstract:
Nous avons étudié théoriquement et expérimentalement la formation de réseaux en relief sur des surfaces active ou passive, avec deux types de polymères photosensibles : résine photosensible négative et copolymère azobenzene. Le mécanisme de formation des structures est attribué à l'effet de transport de masse, qui déplace la matière dans des directions opposées dans ces deux matériaux. La technique de fabrication est basée sur l'utilisation de la lithographie par interférence, ce qui a permis de créer des structures grandes et uniformes. Dans le premier cas, des structures passives de surface en relief en 1D et 2D ont été créés sur la résine photosensible négative SU8 grâce à l'effet de rétrécissement durant le processus de réticulation. Dans le second cas, des structures périodiques actives en 1D, 2D et 3D ont été obtenues grâce à la migration des matériaux copolymères DR1/PMMA des régions de forte intensité d’irradiation à celles de faible intensité. L'amplitude de modulation de la structure est optimisée par le contrôle de l'épaisseur du film, de la périodicité de la structure, de la dose d'exposition, et des polarisations des faisceaux laser. Les applications de ces structures pour des lasers DFB à multiples longueurs d'onde, les cristaux photoniques non-Linéaires, et le couplage dans les guides d'ondes ont été discutésWe have theoretically and experimentally investigated the formation of both active and passive surface relief gratings on two kinds of photosensitive polymers: negative photoresist and azobenzene copolymer. The common mechanism of the structures formation was attributed to mass transport effect, which however pushes the materials in opposite directions in these two materials. The fabrication technique is based on the use of interference lithography, which allowed to create large and uniform structures. In the first case, 1D and 2D passive periodic surface relief structures were created on the negative photoresist SU8 thanks to the shrinkage effect during the crosslinking process. In the second case, 1D, 2D and 3D active periodic structures have been obtained thanks to the movement of DR1/PMMA copolymer materials from regions of high intensity to those of low intensity irradiation. The modulation amplitude of structures is optimized by controlling the film thickness, the structure periodicity, the exposure dosage, and the polarizations of interference laser beams. Applications of these structures for multiple wavelength DFB laser, nonlinear photonic crystals, and waveguide coupling have been discussed
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Leonard, Anthony. "Développement d'une technologie hybride à base de microbilles pour la détection d'anticorps IgE : vers le diagnostic d'allergies." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAY061/document.
Full textAbstract:
Les allergies représentent un enjeu sociétal majeur dans nos sociétés modernes. Les outils de diagnostics actuels permettent la mesure de concentration d’anticorps spécifiques IgE responsables des réactions allergiques contenus dans le sérum de patient. L’intégration de nano-micro particules diminue les distances de diffusion permettant de miniaturiser les dispositifs, de diminuer le temps de réaction et d’améliorer l’efficacité du diagnostic. C’est dans cette perspective que cette thèse se positionne en développant une méthode innovante de détection des anticorps IgE par l’utilisation de microbilles polystyrènes 10µm (PS) et superparamagnétiques 1µm (SPM).L’idée explorée dans cette thèse est d’utiliser les microbilles PS comme support d’immunodosage et les propriétés magnétiques des microbilles SPM en réalisant un tri magnétique des microbilles PS. Nous avons développé cette technologie en trois étapes technologiques distinctes. Premièrement, la bio-fonctionnalisation a permis le greffage des allergènes et des anticorps à la surface des microbilles qui réagissent ensuite avec le sérum de patient. Puis, le tri magnétique a été développé pour isoler les microbilles PS en fonction de la présence ou non d’anticorps IgE à leur surface. L’efficacité de ce procédé est proportionnelle à la quantité d’IgE par microbilles. Finalement une technologie d’auto-assemblage de microbilles appelées « assemblage gravitationnel » a été développé en exploitant avantageusement les phénomènes de sédimentation et de capillarité. Il a été montré que cette technologie complémentaire à la technologie d’assemblage capillaire étend le domaine de l’assemblage à des systèmes de suspensions colloïdales denses. De plus, cette technologie permet d’atteindre une limite de détection de 2 microbilles/ml.Des tests cliniques ont été réalisés avec succès à partir de sérums de patient sensibles à l’arachide, à la noisette et à la crevette. Le temps de procédé, la limite de détection et la dynamique de détection ont été optimisés. La preuve de concept de détection des anticorps IgE a été présentée et ouvre la voie vers le diagnostic d’allergies multiplexeAllergies represent a major social issue for modern societies. Current diagnostic tools enables to measure the concentration of specific IgE antibodies responsible for allergic response into the patient’s serum. The use of nano-micro particles decreases diffusion distances in order to shrink the size of device, reduce the length of time reaction and improve diagnostic efficiency. In this perspective, the PhD work develop an innovative method to detect IgE antibodies by using both 10µm polystyrene (PS) and 1µm superparamagnetic (SPM) microbeads.The PhD explores the idea of using both PS microbeads as support of immunoassay and magnetic properties of SPM microbeads in order to perform a magnetic sorting of PS microbeads. We have developped this technology in 3 different technological steps. First, biofunctionnalization is used to link allergens and antibodies onto the surface of microbeads intended to react with serum patient. Then, the magnetic sorting has been developped to isolate PS microbeads depending on the presence / absence of IgE antibodies onto their surface. The efficiency of such a process is proportional to IgE quantity per microbeads. Finally, a self-assembly process of microbeads called « gravitational assembly » has been developped by studying sedimentation and capillary phenomenon. It has been shown that this complementary technology to the capillary assembly technology extend the scope of assembly to dense system of colloidal suspension. I addition, this technology reaches a detection limit of 2 microbeads per ml.Clinical trials have been succesfully performed from serum patient allergic to peanut, hazelnut or shrimp. The process time, detection limit and dynamic range of the detection system have been studied and optimized. The proof of concept of IgE antibodies detection have been presented and points the way towards the multiplex diagnosis of allergies
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Chagniot, Claire. "Baudelaire et les estampes." Thesis, Paris 4, 2010. http://www.theses.fr/2010PA040242.
Full textAbstract:
L'invention de la photographie bouleverse le monde de l'estampe entre 1850 et 1865. Le burin et la lithographie, pourtant récente, ne sont plus les seuls moyens de reproduire les tableaux, et l'eau-forte renaît. Dès ses premiers Salons, Baudelaire est attentif aux différents procédés. Vers 1859-1862, son action et ses articles en faveur de Charles Meryon et de la Société des aquafortistes font de lui un des principaux défenseurs de l'eau-forte originale. Après avoir acheté dans sa jeunesse des tableaux anciens, Baudelaire constitue alors une collection importante d'estampes, en rapport avec son activité de critique d'art. D'un autre côté, l'essai sur le rire, ceux sur les caricaturistes français et sur les caricaturistes étrangers, ainsi que les projets d'articles sur « L'Art philosophique » et les « Peintres de mœurs » sont entièrement ou en partie inspirés par des estampes. Ces textes donnent à Baudelaire l'occasion de poser des questions de poétique et d'esthétique, – le statut de l'artiste comique, la beauté de l'éphémère et la trivialité en art, par exemple. Comme les poèmes inspirés d'estampes, ils montrent aussi la façon dont le poète met à l'épreuve le sens des images. La dernière partie de notre travail est consacrée à l'histoire des frontispices dont Baudelaire voulut faire orner plusieurs de ses œuvres, et en particulier à celui qu'il projetait de donner à la deuxième édition des Fleurs du malThe invention of photography drastically changed the world of printing between 1850 and 1865. Lithography – though recent – and engraving were no longer the only means to reproduce paintings – etching came back to life. Since his first Salons, Baudelaire had been interested in these different techniques. Around 1859-1862, he became one of the key figures in the defense of original etching through his action and his articles in favour of Charles Meryon and the Société des Aquafortistes. After having bought antique paintings in his youth, Baudelaire built up a large collection of prints – in relation to his activity of art critic. Besides, his essay on laughter, the ones on French caricaturists and on foreign caricaturists, as well as his drafts of articles on “L’Art philosophique” and the “Peintres de mœurs” are entirely or partly inspired by prints. These texts gave Baudelaire the opportunity to raise issues of poetics and aesthetics, such as the position of the comic artist, the beauty of transience and triviality in art. Like his poems inspired by prints, they also show how the poet questions the meaning of images. The final part of this work is devoted to the history of frontispieces which Baudelaire wanted to use to illustrate several of his works with, and more particularly the one he planned to illustrate the second edition of Les Fleurs du mal with
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Carau, Damien. "Amélioration des méthodes de contrôle dimensionnel et d'alignement pour le procédé de lithographie à double patterning pour la technologie 14 nm." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT072/document.
Full textAbstract:
En microélectronique, l'augmentation de la densité des composants est la solution principale pour améliorer la performance des circuits. Ainsi, la taille des structures définies par la lithographie diminue à chaque changement de nœud technologique. A partir du nœud 14 nm, la lithographie optique est confrontée à la limite de résolution pour les niveaux métalliques. Pour surmonter cet obstacle, les niveaux métalliques sont conçus en deux étapes successives de patterning regroupant chacune une étape de lithographie et une étape de gravure. Cette technique, nommée double patterning, requiert une métrologie adaptée car l'alignement entre les deux étapes et les dimensions critiques sont alors directement liées. La méthode de mesure développée dans cette thèse repose sur la scattérométrie et la mesure de l'alignement par diffraction. Un code de simulation a permis d'optimiser la conception des mires de mesure. De plus, la méthode de mesure adoptée a pu être validée expérimentalementIn microelectronics, the increase of component density is the main solution to improve circuit performance. The size of the patterns defined by lithography is reduced at each change of technology node. From the 14 nm node, optical lithography is facing the resolution limit for metal levels. In order to overcome this hurdle, metal levels are designed in two successive steps of patterning, which is composed of lithography followed by etching. This double patterning technique requires an appropriate metrology since overlay between the two steps and critical dimensions are directly linked. The developed method is based on scatterometry and overlay measurement by diffraction. Using a simulation code, the measurement targets have been designed optimally. Then the adopted method has been validated experimentally
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Gâté, Valentin. "Ecriture de motifs périodiques submicrométriques sur films TiO2 sol-gel par lithographie interférométrique dynamique sur de grandes surfaces." Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01073314.
Full textAbstract:
Cette thèse présente l'écriture de motifs périodiques 1D ou 2D, sur des films sol-gel réalisés par lithographie interférométrique dynamique. Elle a pour objectif la fabrication d'éléments optiques diffractifs dont les propriétés sont utilisées dans le traitement de la lumière visible et du proche infrarouge. Les outils technologiques compatibles nécessaires à l'obtention de ces éléments optiques ont été développés durant la thèse en combinant des matériaux fonctionnels, comme le TiO2, apportés par la voie sol-gel à une technique de lithographie permettant une microstructuration directe sur de grande surface. Ces deux technologies ont été transférées du laboratoire à un équipement semi-industriel avec succès. Cette étude a été guidée par une application des réseaux de diffraction aux modules solaires photovoltaïques. Un démonstrateur de module à déflecteurs diffractant, permettant d'augmenter le rendement global du module, a été produit et testé durant la thèse : les résultats ont été comparés aux simulations effectuées en amont
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Zheng, Zijian. "Soft lithography and nanoimprint lithography for applications in polymer electronics." Thesis, University of Cambridge, 2007. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.613415.
Full text
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Sassine, Gilbert. "Etude du transport et du bruit dans les couches 2D de nanotubes de carbone." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20182/document.
Full textAbstract:
Les travaux de la thèse ont porté sur l'étude, la réalisation, la caractérisation et la modélisation de films 2D à base de nanotubes de carbone. Dans le premier chapitre nous avons présenté des généralités sur les nanotubes de carbone. Ensuite, nous nous sommes intéressés aux jonctions nanotube-nanotube et plus particulièrement à la modélisation du transport dans les différents types de jonction (M/M), (M/SC) et (SC/SC). Avec le deuxième chapitre nous avons entamé l'étude des films 2D à base de nanotubes de carbone. Dans un premier temps nous nous sommes intéressés au transport électrique dans ces structures fortement inhomogènes, en particulier en décrivant les modèles analytiques rendant compte du phénomène de percolation tant au niveau de la conductance que du bruit en 1/f. La seconde partie du chapitre est entièrement consacrée à la fabrication et la caractérisation physico-chimique des films 2D L'objectif principal du troisième chapitre est la modélisation des films 2D de nanotubes de carbone. Par rapport aux autres modèles utilisés dans la littérature, le modèle développé dans cette partie est le seul à prendre en compte la nature physique de chaque jonction tube-tube : (M/M) ou (M/SC) ou (SC/SC). Notre modèle prend ainsi en compte les non linéarités des jonctions. La résolution numérique de ce système est optimisée : i) en utilisant la technique MNA, technique dont le principe consiste à linéariser chaque dipôle du circuit. ii) en parallélisant les calculs sur un cluster informatique d'une centaine de cœurs. Pour le calcul du bruit la même technique est utilisée mais avec, dans ce cas, l'utilisation de la méthode du réseau adjoint. Dans le quatrième chapitre, nous avons, dans un premier temps, présentés et analysés nos résultats expérimentaux concernant la mesure de la conductance et du bruit en 1/f. Quelles que soient les conditions de dépôt nous avons toujours observé un comportement de type percolation au niveau des grandeurs mesurées, conductance et niveau de bruit en 1/f. Nous avons utilisé les paramètres d'ajustement des lois de percolation pour comparer et analyser nos résultats. Il en ressort que l'impact du surfactant sur l'homogénéité de la solution, se retrouve au niveau des résultats électriques des couches déposées, montrant l'avantage d'utiliser du sel biliaire. Quant à l'influence de la densité des tubes, comme attendu, la conductance augmente avec celle-ci. Par contre nous avons remarqué que le bruit en 1/f était beaucoup plus sensible à ce paramètre, avec en particulier un changement significatif au niveau des paramètres de percolation en bruit mis en évidence à forte densité de nanotubes. La deuxième partie de ce chapitre est dédiée à la simulation des paramètres électriques de nos structures expérimentales. Nous avons paramétré l'énergie et la largeur des barrières de potentiel entre chaque jonction. Ces paramètres sont ajustés à partir des résultats expérimentaux et sont fonction de la nature du surfactant. Les résultats de ces simulations concernant la conductance et le niveau de bruit en 1/f s'accordent avec les mesures et dans tous les cas les lois de percolation macroscopique sont respectées, ce qui valide nos modèles ainsi que la possibilité d'intégrer de façon réaliste la différence structurale des surfactants. Pour rendre compte de la déviation de la loi macroscopique de percolation du bruit en 1/f, observée sur les films déposés à partir de solution à forte densité de surfactant, nous avons au niveau des simulations introduit et modulé le nombre d'amas (clusters) de nanotubes en fonction de la densité des couches. Là encore le bon accord observé avec les résultats expérimentaux nous permet de valider la présence d'inhomogénéités dues aux clusters de nanotubes dans nos dépôtsIn this thesis we have focused on the fabrication, the characterization, and the modeling of 2D films based on carbon nanotubes.In the first chapter, we have presented general informations on carbon nanotubes. Then we are interested in the nanotube-nanotube junctions and particularly the modeling of transport in different types of junction (M/M), (M/SC) and (SC/SC).In the second chapter we have presented a study of 2D films based on carbon nanotubes. At first we present the electrical transport in these structures strongly inhomogeneous, especially in describing the analytical models accounting for the percolation phenomenon both in the conductance and 1/f noise. The second part of the chapter is devoted entirely to the manufacture and physico-chemical characterization of 2D films.The main objective of the third chapter is the modeling of 2D films of carbon nanotubes. Compared to other models described in the literature, the model developed in this section is the only one that take into account the physical nature of each tube-tube junction (M/M) or (M/SC) or (SC/SC). Our model takes into account the junction nonlinearity. The numerical solution of the system is optimized: i) using the MNA technique whose principle is to linearize each dipole in the circuit. ii) parallelizing computations on a computer cluster of a hundred core. For the noise simulation, the same technique is used but in this case, we have used the adjoint network method. In the fourth chapter, we have, at first, presented and analyzed our experimental results for conductance and 1/f noise. Whatever the deposition conditions we always observed a percolation-like behavior of our results. We used the fitting parameters of the percolation laws to compare and analyze our results. It appears that the impact of the surfactant on the homogeneity of the solution is found in the electrical measurement results of deposited films. As for the influence of the density of the tubes, as expected, the conductance increases with the increase of nanotubes density. We noticed that the 1/f noise was much more sensitive to this parameter, with in particular a significant change in the noise percolation parameters revealed at high density of nanotubes. The second part of this chapter is dedicated to the simulation of the electrical parameters of our experimental structures. These parameters are adjusted on the basis of experimental results and are based on the nature of the surfactant. The results of these simulations for the conductance and 1/f noise agree with measurements and in all cases the macroscopic percolation laws are respected, which validate our models. To bring to the fore the deviation from the noise percolation law observed in films deposited from solution with a high density of surfactant, we have introduced in our simulated structures a number of clusters of nanotubes according to the density of the deposited layers. Once again we observed a good agreement with the experimental results allowing us to validate the presence of clusters of nanotubes in our deposited films
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Bazin, Damien. "Structuration de surfaces organiques et inorganiques par lithographie électro-colloïdale : principe et applications." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14684/document.
Full textAbstract:
De nombreuses techniques de lithographie sont proposées aujourd'hui pour structurer des surfaces à l'échelle micrométrique et nanométrique. Parmi elles, la lithographie colloïdale est intéressante en raison notamment du faible coût du procédé. Dans cette thèse, nous avons développé une nouvelle technique appelée « lithographie électro-colloïdale » qui est basée sur l'utilisation de particules colloïdales soumises à des champs électriques continus et alternatifs. Avec des temps de préparation courts et une instrumentation peu coûteuse, des surfaces structurées polymériques et métalliques ont été produites puis testées pour différentes applications (immobilisation de protéines, réseaux de microélectrodes, surfaces superhydrophobes)Many lithography techniques have been developed to structure surfaces at the micrometer and sub-micrometer ranges. Among them, colloidal lithography is interesting because the process is inexpensive and does not require the use complex instruments. In this thesis, we have developed a new technique called « electro-colloidal lithography » which is based on the use of colloidal particles organized using alternating and direct electric fields. With short preparation times and inexpensive instruments, polymeric and metallic structured surfaces have been prepared and tested for different applications (protein immobilization, microelectrode arrays, superhydrophobic surfaces)
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MALAQUIN, Laurent. "Dispositifs ultra-sensibles pour le nano-adressage electrique. Application a la detection de biomolecules." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009243.
Full textAbstract:
" Because technology provides the tools and biology the problems, the two should enjoy a happy marriage ! "1 . Cette phrase resume parfaitement l'esprit du projet qui a motive ces travaux de these. En effet, le couplage des biotechnologies et des micro et nano technologies, resume sous le vocable < Nanobiotechnologies > est une activite en plein essor qui laisse presager de nombreuses applications en particulier dans le domaine de la biodetection. Lobjectif principal de ces travaux est dedie au developpement de strategies d'adressage de biomolecules a l'echelle nanometrique pour des applications de biodetection. Le premier aspect de ce travail est d'ordre technologique. Il concerne la fabrication de dispositifs d'adressage bases sur des reseaux de nanoelectrodes planaires. En utilisant un procede reposant sur lutilisation de la lithographie electronique haute resolution sur un microscope TEM/STEM, nous avons pu demontrer la fabrication de dispositifs a base de nanoelectrodes presentant des espaces inter-electrodes controlables entre 100 et 15nm. Une technique de lithographie alternative, la Nano-Impression est egalement presentee comme une solution possible a la replication de nanodispositifs fabriques par lithographie electronique. La deuxieme partie des travaux est dediee a la mise en place dun schema de detection de nanoparticules que nous avons developpe autour de dispositifs bases sur des reseaux delectrodes inter-digitees. Avant de nous interesser a l'utilisation de ces dispositifs pour une application biologique, nous avons etudie leur reponse electrique vis-a-vis de l'absorption de nanoparticules d'Or par interaction electrostatique. Les premiers resultats obtenus montrent que le schema de detection permet d'atteindre un niveau de sensibilite ultime au travers d'une mesure directe de la conductance des dispositifs. Certaines experiences montrent en effet la possibilite de mesurer electriquement l'adsorption d'une seule nanoparticule. Enfin, la derniere partie de ces travaux est dediee a l'adaptation de ce protocole pour la detection de biomolecules fonctionnalisees par des nanoparticules d'Or. Pour cela, nous avons employe une approche simple basee sur un systeme de reconnaissance entre une molecule cible et une molecule sonde. Ce schema a ete applique a la detection d'interaction antigene/anticorps et nous a permis de transcrire la selectivite de la reconnaissance entre les anticorps dans le depot des nanoparticules qui se traduit par une modification importante de la conductance du dispositif. Les possibilites d'integration ainsi que la compatibilite des dispositifs avec des systemes de microfluidique rendent ce schema de detection particulierement adapte pour le developpement d'un systeme integre de biodetection a tres haute sensibilite. 1 S. Fields, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol 98, pp 10051-10054 (2001)
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Meyers, Bernard C. "Nagual interpretations /." Online version of thesis, 1990. http://hdl.handle.net/1850/10953.
Full text
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Shavdina, Olga. "Micro-nano-structuration de surface par renforcement local du flux électromagnétique." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSES076/document.
Full textAbstract:
Cette thèse présente les résultats théoriques et expérimentaux de l’interaction entre une onde plane et une monocouche de particules sub-microniques sphériques/non sphériques transparentes au champ optique. Un renforcement local du champ optique sous la particule peut être observé, menant à la formation d’une concentration d’énergie appelée «nanojet photonique». Une étude théorique de la répartition du champ électromagnétique sous les microparticules et le choix des conditions optimales, nous a permis d’exploiter ce nanojet comme un outil de micro-nano-structuration. Dans le cadre de cette thèse, une structuration périodique 2D d’un matériau photosensible à base de TiO2 déposé sur divers substrats a été effectuée par la technique de photolithographie colloïdale. En utilisant ce matériau, cette approche permet en une seule étape de conduire à une couche fonctionnelle, stable mécaniquement et chimiquement. Enfin, cette thèse présente quelques pistes d’exploitation et de perspectives de l’utilisation du phénomène de concentration d’une onde incidente par les microparticules. Plus précisément, cette microstructuration peut être utilisée pour des fonctions de piégeage optique, pour de la croissance localisée de matériaux fonctionnels ou encore pour augmenter l’activité de photocatalyse de couches activesThis PhD thesis presents the theoretical and experimental results of the interaction between a plane wave and a monolayer of spherical / non-spherical submicron particles that are transparent to the optical field. Local amplification of the optical field under the particle can be observed. This amplification of electromagnetic field is called "photonic nanojet". A theoretical study of nanojet under the microparticles and the choice of optimal conditions, allowed us to exploit this nanojet as a micro-nano-structuring tool. A 2D periodic structuring of a TiO2-based photosensitive material deposited on various substrates was carried out by the colloidal photolithography technique. By using this TiO2-based photosensitive material, this approach makes possible in a single step to produce a functional layer. Finally, this thesis presents some opportunities to exploit the phenomenon of concentration of an incident wave by the microparticles. More precisely, this microstructuration can be used for optical trapping functions, for the localized growth of functional materials or for increasing the photocatalytic activity of active layers
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Claveau, Guillaume. "Etude d’une lithographie ligne/espace innovante par auto-assemblage dirigé d’un copolymère à blocs pour la réalisation de dispositifs CMOS sub-20nm." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT091/document.
Full textAbstract:
Dans le contexte d’une miniaturisation des circuits imprimés dans l’industrie de la microélectronique, les méthodes de structuration optiques appelées photolithographies arrivent en limite de résolution. L’utilisation complémentaire de l’auto-assemblage dirigé (DSA) de copolymère à blocs (CPB) permet de repousser les dimensions critiques (CD) atteignables tout en multipliant la densité des structures obtenues. Ces matériaux peuvent en effet former des motifs géométriques biphasés et périodiques de dimensions inférieures à la vingtaine de nanomètre. Rapides, bas coût et compatibles avec les équipements déjà disponibles dans l’industrie, les différents procédés DSA pour application ligne/espace développés dans la littérature se heurtent néanmoins à des problématiques de défectivité, de rugosité et d’uniformité des dimensions transférées. La plupart des solutions envisagées se font au détriment des arguments de base en faveur du DSA, notamment en ce qui concerne sa compatibilité avec la lithographie actuellement utilisée dans l’industrie. Dans ce contexte, le travail de thèse présenté ici s’attachera à étudier et solutionner les différentes problématiques liées à l’utilisation en graphoépitaxie du DSA comme solution complémentaire à la lithographie conventionnelle. Cette thèse centrée sur le matériau PS-b-PMMA s’est tout d’abord attachée à la compréhension des mécanismes impliqués dans la structuration de ces domaines lamellaires dans deux environnements. En configuration plane tout d’abord, l’impact des paramètres dictant la morphologie, l’orientation et la défectivité du CPB est étudié. La cinétique d’organisation des micro domaines peut alors être optimisée pour obtenir des motifs les mieux définis et les plus stables possibles, en un minimum de temps. Des optimisations matériaux proposées par la société partenaire ARKEMA sont évaluées comme prometteuses, et l’importance du contrôle de l’atmosphère sur le comportement du CPB en température est étudiée. En utilisant ces premiers acquis, le matériau est utilisé pour réaliser la densification de motifs « guides » ligne/espace préalablement réalisés par lithographie optique. L’étude de la morphologie adoptée par le polymère en fonction des multiples paramètres du guide (dimension, chimie d’interface, taux de remplissage…) permet de délimiter des fenêtres de fonctionnement pour un procédé stable sur plaque 300mm. La dimension de ces fenêtres est confirmée par une étude statistique suivant les métriques de défectivité et de rugosité, mesurées par un protocole de métrologie développé pendant cette thèse. Cette première étude a fait l’objet d’une publication d’un papier. Dans un effort de démonstration de l’intérêt de ce procédé, son intégration dans un empilement de réalisation de transistors en nanofils est réalisée. De premiers essais de transfert révèlent des problématiques de défectivités locales jusqu’alors masquées par l’épaisseur du film. Les méthodes de transferts disponibles étant incapables de corriger ces défauts, une variante du procédé DSA est développée. Elle repose sur la possibilité de modifier sélectivement les énergies de surfaces par application d’une dose contrôlée de lumière UV. Une étude associant à la fois la modification de la morphologie du PS-b-PMMA et la composition du matériau (suivie par spectroscopie infrarouge) en fonction de cette dose d’insolation révèle qu’un phénomène de photo-oxydation est responsable de ces phénomènes. Grâce à cette méthode, qui fait l’objet d’une publication en cours de soumission, les surfaces directement en contact avec le CPB sont modifiées de façon à le contraindre à adopter des configurations morphologiques sans défauts enterrés. Ce résultat est confirmé par les différentes étapes de transfert qui permettent de réaliser les nanofils désirés avec des dimensions maîtrisées. Des problématiques d’uniformité de remplissage sont toutefois adressées car elles restent un obstacle des nanofils uniformes à travers une plaque 300mmThere is a fixed limit to the maximum resolution the photolithography can provide in the context of the integrated circuit’s size reduction encouraged by the microelectronic industry. The Directed Self-Assembly (DSA) of bloc copolymers (BCP) can be used as a complementary technique enabling smaller critical dimensions of features (CD) obtained by density multiplication of initial, loose i193 lithography patterns. These materials can undergo specific phase separation to self-assemble into periodic, sub-20nm ordered nanostructures.Fast, cost-efficient and highly compatible with equipment and techniques already in use in the industry for line/space (L/S) applications, the different DSA processes found in literature still suffer from defectivity, roughness and CD uniformity (CDU) issues. Most successful solutions are made possible at the loss of some of the most appealing DSA features, mainly its compatibility with current i193 lithography. In this context, the work of this thesis studied and proposed innovative solutions to the problematics posed when using graphoepitaxy as the DSA complementary technique.This work presented therein - revolving around a 38nm period lamellar PS-b-PMMA material - first tried to comprehend the mechanisms involved in the self-assembly of lamellae in one of two environment: flat configuration and 3D, graphoepitaxy configuration. In the former, a study of the parameters dictating the morphology, orientation and defect levels of the BCP was performed. This provides a mean to optimize the kinetics of self-assembly to last less than five minutes while enabling stable and reproducible morphology. Materials optimization and atmosphere composition’s impact during annealing is also discussed. This initial knowledge is then used to perform the density multiplication of L/S guiding pattern using conventional optical lithography at Leti. The study of the lamellae morphology as a function of the multiples guiding patterns’ parameters (CD, interface chemistries, thickness levels…) provides fixed process windows (PW) for a stable process over a 300mm wafer. The shape and size of these PWs is further confirmed by a statistic study of defectivity and roughness metrics as defined by a specific metrology protocol developed during this thesis. This work has led to the publication of a paper.In an effort to demonstrate its relevance in the industry, full integration of this DSA process is carried out in pursuit of functional stacked nanowire (NW) transistors acquisition. First etching tests failed though, as they revealed unknown defective formation of the lamellae at the buried interface. The etching process Leti available at Leti proved enable to compensate for these local variations of transfer features. Consequently, a new iteration of the DSA process is presented. It consists in using UV light exposure to selectively shift the interfacial energies of the guiding patterns’ surfaces. A study of the shift in both the observed lamellae morphology and the composition of the material (followed by Infrared Spectroscopy) as a function of the UV dosage is performed. It identifies a photo-oxidation mechanism which can be finely tuned to independently promote defect-free alignment of the BCP lamellae with any of the guiding pattern surfaces. This work, currently awaiting publication, is further verified by the different etching steps achieving monocrystalline silicon nanowires of controlled dimensions. The associated transistors are now being submitted to electrical characterization. Full wafer uniformity of features is a work in progress however, as BCP thickness filling of guiding patterns is still highly dependent on their density
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Sekkaki, Noureddine. "Etude theorique et experimentale de la nanolithographie par electrons." Toulouse 3, 1987. http://www.theses.fr/1987TOU30147.
Full textAbstract:
Dans le cadre de ce memoire nous avons etudie sur le plan theorique l'influence de la tension acceleratrice des electrons incidents sur les dimensions des traces obtenus. En s'appuyant sur des resultats obtenus anterieurement nous avons simule pour une methode de monte-carlo, les trajectoires des particules incidents. Nous avons pu ainsi localiser l'energie deposee par les electrons incidents les electrons retrodiffuses par le substrat et les electrons secondaires. L'ensemble des resultats montre l'interet theorique presente par l'emploi de tensions plus elevees (100 kev) que celles habituellement utilisees en microlithographie (20 a 50 kev). Afin de preciser les differents mecanismes intervenant dans la modification de la resine nous avons etudie a l'aide d'un analyseur de pertes d'energie des electrons l'evolution au cours de l'irradiation du spectre obtenu. Les performances obtenues sont illustrees par differentes gravures representant le trace de motifs realises dans une couche de pmma de 0,5 micron d'epaisseur, avec des lignes de 0,4 micron de large
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Bhaswara, Adhitya. "Fabrication of suspended plate MEMS resonator by micro-masonry." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30325/document.
Full textAbstract:
L'impression par transfert, une technique utilisée pour transférer divers matériaux tels que des molécules d'ADN, de la résine photosensible ou des nanofils semi-conducteurs, s'est dernièrement révélée utile pour la réalisation de structures de silicium statiques sous le nom de micro-maçonnerie. L'étude présentée ici explore le potentiel de la technique de micro-maçonnerie pour la fabrication de résonateurs MEMS. Dans ce but, des microplaques de silicium ont été transférées sur des couches d'oxyde avec cavités intégrées à l'aide de timbres de polymère afin de créer des structures de type plaques suspendues. Le comportement dynamique de ces structures passives a été étudié sous pression atmosphérique et sous vide en utilisant une excitation externe par pastille piézo-électrique mais aussi le bruit thermomécanique. Par la suite, des résonateurs MEMS actifs, à actionnement électrostatique et détection capacitive intégrés, ont été fabriqués en utilisant des étapes supplémentaires de fabrication après impression. Ces dispositifs ont été caractérisés sous pression atmosphérique. Les facteurs de qualité intrinsèques des dispositifs fabriqués ont été évalués à 3000, ce qui est suffisant pour les applications de mesure à pression atmosphérique et en milieu liquide. Nous avons démontré que, puisque l'adhérence entre la plaque et l'oxyde est suffisamment forte pour empêcher une diaphonie mécanique entre les différentes cavités d'une même base, plusieurs résonateurs peuvent être facilement réalisés en une seule étape d'impression. Ce travail de thèse montre que la micro-maçonnerie est une technique simple et efficace pour la réalisation de résonateurs MEMS actifs de type plaque à cavité scelléeLately, transfer printing, a technique that is used to transfer diverse materials such as DNA molecules, photoresist, or semiconductor nanowires, has been proven useful for the fabrication of various static silicon structures under the name micro-masonry. The present study explores the suitability of the micro-masonry technique to fabricate MEMS resonators. To this aim, silicon microplates were transfer-printed by microtip polymer stamps onto dedicated oxide bases with integrated cavities in order to create suspended plate structures. The dynamic behavior of fabricated passive structures was studied under atmospheric pressure and vacuum using both external piezo-actuation and thermomechanical noise. Then, active MEMS resonators with integrated electrostatic actuation and capacitive sensing were fabricated using additional post-processing steps. These devices were fully characterized under atmospheric pressure. The intrinsic Q factor of fabricated devices is in the range of 3000, which is sufficient for practical sensing applications in atmospheric pressure and liquid. We have demonstrated that since the bonding between the plate and the device is rigid enough to prevent mechanical crosstalk between different cavities in the same base, multiple resonators can be conveniently realized in a single printing step. This thesis work shows that micro-masonry is a powerful technique for the simple fabrication of sealed MEMS plate resonators
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Musgraves, J. David. "Maskless Projection Lithography." Scholarship @ Claremont, 2003. http://scholarship.claremont.edu/pomona_theses/17.
Full textAbstract:
Photolithography is a key element of the modem integrated circuit process. It is photolithography, combined with metal deposition, that allows a three dimensional circuit to be built up on a two dimensional surface. Since it is such an important part of the semiconductor manufacturing industry, a massive base of research in this area already exists. The problem with this pre-existing research is that it is geared solely toward industrial purposes, as opposed to more academic research areas. The goal of my research is to move this industrial process into the academic setting of Pomom College.
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Kandulski, Witold. "Shadow nanosphere lithography." [S.l.] : [s.n.], 2007. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=985533013.
Full text
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Brodsky, Colin John. "Graft polymerization lithography." Access restricted to users with UT Austin EID Full text (PDF) from UMI/Dissertation Abstracts International, 2001. http://wwwlib.umi.com/cr/utexas/fullcit?p3024998.
Full text
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Schmidt, Aaron Jerome 1979. "Contact thermal lithography." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2004. http://hdl.handle.net/1721.1/27116.
Full textAbstract:
Thesis (S.M.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Mechanical Engineering, 2004.Includes bibliographical references (p. 65-67).
Contact thermal lithography is a method for fabricating microscale patterns using heat transfer. In contrast to photolithography, where the minimum achievable feature size is proportional to the wavelength of light used in the exposure process, thermal lithography is limited by a thermal diffusion length scale and the geometry of the situation. In this thesis the basic principles of thermal lithography are presented. A traditional chrome-glass photomask is brought into contact with a wafer coated with a thermally sensitive polymer. The mask-wafer combination is flashed briefly with high intensity light, causing the chrome features heat up and conduct heat locally to the polymer, transferring a pattern. Analytic and finite element models are presented to analyze the heating process and select appropriate geometries and heating times. In addition, an experimental version of a contact thermal lithography system has been constructed and tested. Early results from this system are presented, along with plans for future development.
by Aaron Jerome Schmidt.
S.M.
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Park, Jea Woo. "Lithography Hotspot Detection." PDXScholar, 2017. https://pdxscholar.library.pdx.edu/open_access_etds/3781.
Full textAbstract:
The lithography process for chip manufacturing has been playing a critical role in keeping Moor's law alive. Even though the wavelength used for the process is bigger than actual device feature size, which makes it difficult to transfer layout patterns from the mask to wafer, lithographers have developed a various technique such as Resolution Enhancement Techniques (RETs), Multi-patterning, and Optical Proximity Correction (OPC) to overcome the sub-wavelength lithography gap.
However, as feature size in chip design scales down further to a point where manufacturing constraints must be applied to early design phase before generating physical design layout. Design for Manufacturing (DFM) is not optional anymore these days. In terms of the lithography process, circuit designer should consider making their design as litho-friendly as possible.
Lithography hotspot is a place where it is susceptible to have fatal pinching (open circuit) or bridging (short circuit) error due to poor printability of certain patterns in a design layout. To avoid undesirable patterns in layout, it is mandatory to find hotspots in early design stage.
One way to find hotspots is to run lithography simulation on a layout. However, lithography simulation is too computationally expensive for full-chip design. Therefore, there have been suggestions such as pattern matching and machine learning (ML) technique for an alternative and practical hotspot detection method. Pattern matching is fast and accurate. Large hotspot pattern library is utilized to find hotspots. Its drawback is that it can not detect hotspots that are unseen before. On contrast, ML is effective to find previously unseen hotspots, but it may produce false positives.
This research presents a novel geometric pattern matching methodology using edge driven dissected rectangles and litho award machine learning for hotspot detection.
1. Edge Driven Dissected Rectangles (EDDR) based pattern matching
EDDR pattern matching employs member concept inside a pattern bounding box. Unlike the previous pattern matching, the idea proposed in this thesis uses simple Design Rule Check (DRC) operations to create member rectangles for pattern matching. Our approach shows significant speedup against a state-of-art commercial pattern matching tool as well as other methods. Due to its simple DRC edge operation rules, it is flexible for fuzzy pattern match and partial pattern match, which enable us to check previously unseen hotspots as well as the exact pattern match.
2. Litho-aware Machine Learning
A new methodology for machine learning (ML)-based hotspot detection harnesses lithography information to build SVM (Support Vector Machine) during its learning process. Unlike the previous research that uses only geometric information or requires a post-OPC (Optical Proximity Correction) mask, our method utilizes detailed optical information but bypasses post-OPC mask by sampling latent image intensity and use those points to train an SVM model. Our lithography-aware machine learning guides learning process using actual lithography information combined with lithography domain knowledge. While the previous works for SVM modeling to identify hotspots have used only geometric related information, which is not directly relevant to the lithographic process, our SVM model was trained with lithographic information which has a direct impact on causing pinching or bridging hotspots. Furthermore, rather than creating a monolithic SVM trying to cover all hotspot patterns, we utilized lithography domain knowledge and separated hotspot types such as HB(Horizontal Bridging), VB (Vertical Bridging), HP(Horizontal Pinching), and VP(Vertical Pinching) for our SVM model. Out results demonstrated high accuracy and low false alarm, and faster runtime compared with methods that require a post-OPC mask. We also showed the importance of lithography domain knowledge to train ML for hotspot detection.
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Mumford, Ian. "Milestones in lithographed cartography from 1800." Thesis, University of Reading, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.299738.
Full text
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Hou, Xiaoqiang [Verfasser]. "Herstellung von Mikrostrukturen mittels Zwei-Photonen-Lithographie und Imprint-Lithographie / Xiaoqiang Hou." München : Verlag Dr. Hut, 2018. http://d-nb.info/1174426039/34.
Full text
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Colburn, Matthew Earl. "Step and flash imprint lithography : a low-pressure, room-temperature nanoimprint lithography /." Access restricted to users with UT Austin EID Full text (PDF) from UMI/Dissertation Abstracts International, 2001. http://wwwlib.umi.com/cr/utexas/fullcit?p3025205.
Full text
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Chen, Ying. "PATTERNING ELASTOMER, THERMOPLASTICS AND SHAPE MEMORYMATERIAL BY UVO LITHOGRAPHY AND SOFT LITHOGRAPHY." University of Akron / OhioLINK, 2017. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1491264216402058.
Full text
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Martin, Luc. "Méthodes de corrections avancées des effets de proximité en lithographie électronique à écriture directe : Application aux technologies sub-32nm." Thesis, Lyon, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAL0003.
Full textAbstract:
Pour adresser les nœuds technologiques avancés dans le cadre de la lithographie électronique, une nouvelle stratégie de correction des effets de proximité a été imaginée pour prendre le relai de la technique standard de modulation de dose. Dans ces travaux de thèse, les effets de proximité ont été analysés sur les outils e-beam de dernière génération au sein du LETI. Les limites de la modulation de dose ont aussi été évaluées. Parallèlement, une approche plus fondamentale, basée sur la simulation, a permis de mieux comprendre l'impact des différentes étapes du procédé de lithographie sur les motifs réalisés. Une nouvelle stratégie de correction avancée, appelée exposition multiple, a ensuite été mise au point. Celle-ci fait intervenir des motifs spécifiques appelés eRIF (electron Resolution lmprovement Features) dont l'exposition, couplée à celle des motifs initiaux permet de mieux contrôler la répartition de la dose injectée dans la résine. On parle alors d'expositions multiples. Au cours de ces travaux le positionnement des eRIF, ainsi que leurs dimensions ont fait l'objet d'une étude approfondie. L'élaboration d'algorithmes d'optimisation et la réalisation d'expérimentations en salle blanche ont permis d'optimiser ces paramètres et de mettre en évidence les gains apportés par les eRIF. Par rapport à la modulation de dose, des améliorations significatives ont pu être démontrées sur de véritables circuits intégrés. Grâce à l'exposition multiple, la résolution ultime des outils de lithographie e-beam a été repoussée de 2 nœuds technologiques pour les niveaux les plus critiques d'un circuit. Les règles de dessin retenues pour réaliser les eRIF ont ensuite été intégrées dans des modèles de corrections. via le logiciel de préparation de données INSCALE d'ASELTA NANOGRAPHICS pour assurer une correction automatisée des circuitsIn electron beam lithography, a new proximity affects correction strategy has been imagined to push the resolution capabilities beyond the limitations of the standard dose modulation. In this work, the proximity affects inherent to e-beam lithography have been studied on the newest e-beam tools available at LETI. First, the limits of the standard dose modulation correction have been evaluated. The influences of each step of the lithographic process have also been analyzed from a theoretical point a view. A simulation approach was built and used to determine the impact of each of these steps on the patterned features. Then, a new writing strategy has been fully developed. It involves sub resolution features known as eRIF (electron Resolution Improvement features) which provide a finer control of the dose profile into the resist. Since the eRIF are exposed a top the nominal features, this new writing strategy is called multiple pass exposure. In this work, the position, the dose and the design of the eRIF have been studied and optimized to get the best of this new strategy. To do so, experiments were led in a clean room environment, and minimization algorithms have been developed. It has been demonstrated that the eRIF provide a significant gain compared to the standard dose modulation. Improvements have been observed even on the most critical levels of the Integrated circuits. By using the multiple pass exposure with optimized eRIF, the resolution capabilities of the e-beam tool have been reduced by 2 technological nodes. The design rules that have been determined to use the eRIF the most efficient way were finally implemented in INSCALE, the new data preparation software developed by ASELTA NANOGRAPHICS. This way, multiple pass exposure can be used in an automated mode to correct full layouts
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Augé, Sylvain. "Lithographie par nanoimpression pour la fabrication de filtres à réseaux résonants en cavité." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30172/document.
Full textAbstract:
Les filtres CRIGFs sont une nouvelle génération de filtres optiques réflectifs nanostructurés qui présentent un très fort intérêt pour de nombreuses applications. Cependant, leur fabrication est relativement complexe : il s'agit de composants structurés à des échelles petites devant la longueur d'onde d'utilisation, mais de surface totale relativement grande. Ils sont usuellement fabriqués en utilisant des procédés de lithographie de type lithographie électronique, qui présente une résolution suffisante mais qui est séquentielle et donc lente pour de telles surfaces de composant. En outre, les CRIGFs sont souvent réalisés sur des substrats isolants, ce qui complexifie encore plus l'utilisation de cette lithographie. Lors de cette thèse, un procédé de fabrication des CRIGFs a été développé à partir de la lithographie par nanoimpression via moule souple (SNIL). Cette technologie collective et à haut rendement contourne les inconvénients et garde les avantages de la traditionnelle lithographie électronique. Elle permet de fabriquer des motifs nanométriques par simple pressage d'un moule souple sur une couche de résine de polymères sous insolation d'ultraviolets. Après avoir stabilisé le procédé et établi les limites de la technologie, de nombreux filtres CRIGFs ont ainsi été créés. Ils présentent des résultats optiques équivalents dans le proche infrarouge (NIR) à ceux fabriqués par lithographie électronique. Dans un deuxième temps, le caractère générique du procédé mis en place a été démontré de plusieurs façons. Premièrement, nous avons montré qu'il était possible à l'aide de celui-ci de dépasser les compromis usuels de conception en structurant directement le guide d'onde, qui sera ensuite ré-encapsulé. Deuxièmement, nous avons montré que ce même procédé pouvait être directement transféré pour réaliser des filtres CRIGF dans la gamme du moyen infrarouge, bien que les filtres soient alors réalisés sur un matériau cristallin III-V et présentent des dimensions micrométriques plutôt que nanométriques. Enfin, nous avons démontré la grande souplesse et stabilité du procédé en l'utilisant pour explorer différentes géométries potentiellement intéressantes de cette nouvelle famille de filtres optiques nanostructurés. Nous avons notamment étudié des CRIGFs comportant un gradient de période qui ont permis pour la première fois d'obtenir un filtre CRIGF accordable. Pour finir, nous nous sommes attachés à étudier le potentiel de réalisation de filtres CRIGFs plus complexes et présentant plusieurs niveaux de corrugationCavity resonator integrated grating filters (CRIGFs) are a new generation of nanostructured reflective filters. They present a strong interest for many applications. However, their manufacturing is relatively complex: CRIGFs are components structured at small scales compared to the wavelength of interest but on a relatively large area. They are usually made by electron beam lithography technique which presents a sufficient resolution but does not allow parallel patterning and is thereby time consuming for large area components. Furthermore, CRIGFs are often fabricated on insulating wafers which make the e-beam lithography process more complicated. In this PhD, a CRIGF process manufacturing has been implemented through soft mold nanoimprint lithography (SNIL). This high throughput collective technology keeps the benefits of the traditional electron beam lithography while overcoming its limits. Nano-scale patterns can be made by a simple stamping under UV exposure of a soft mold on a polymer resist layer. After stabilizing the process and assessing the technique limits, plenty of CRIGFs have been manufactured. They exhibit optical performances in the near- infrared range equivalent to those manufactured by e-beam lithography. Secondly, it has been demonstrated that the implemented process is generic. We have shown the possibility to overcome the usual design trade-offs by structuring directly the waveguide, before embedding. Moreover, this same process has been shown to be applied in a straightforward way to fabricate CRIGFS in the mid-infrared range using a III-V crystalline material and micrometric sized patterns. Finally, we have demonstrated the great flexibility and sustainability of the process by testing different potential geometries of CRIGFs. Notably, we have designed a CRIGF with a period gradient leading to the first tunable CRIGF ever demonstrated. Lastly, we have evaluated the potential manufacturing of complex CRIGFs with several corrugation levels
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Kim, Hyung-Jun. "Automation of soft lithography." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2006. http://hdl.handle.net/1721.1/38290.
Full textAbstract:
Thesis (M. Eng.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Mechanical Engineering, 2006.Includes bibliographical references (leaves 79-82).
This dissertation is a final documentation of the project whose goal is demonstrating manufacturability of soft lithography. Specifically, our target is creating micron scale patterns of resists on a 3 square inch, relatively large area in case of soft lithography, flexible substrate using microcontact printing in order to forming electronic circuit patterns for flexible displays. At first, the general principles and characteristics of soft lithography are reviewed in order to provide the snapshot of soft lithography technologies, and the key factors that affect the productivity and quality of microcontact printing are discussed because such factors should be understood in advanced to develop current lab-based microcontact printing science into plant manufacturing technology. We proposed a prototype for automated of microcontact printing process adopting a continuous reel-to-reel design, ideal for mass production, as well as printing-side-up design in order to minimize the distortion of relief features of PDMS stamp. The machine we created not only demonstrated the manufacturability of microcontact printing, our initial project goal, but also high scalability for mass production. The machine can print micron scale patterns on a 7 square inch plastic sheet, four times bigger than initial target area, at once.
by Hyung-Jun Kim.
M.Eng.
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Tsai, Hsin-Yu Sidney. "Absorbance modulation optical lithography." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2007. http://hdl.handle.net/1721.1/42253.
Full textAbstract:
Thesis (S.M.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Electrical Engineering and Computer Science, 2007.This electronic version was submitted by the student author. The certified thesis is available in the Institute Archives and Special Collections.
Includes bibliographical references (p. 91-94).
In this thesis, the concept of absorbance-modulation optical lithography (AMOL) is described, and the feasibility experimentally verified. AMOL is an implementation of nodal lithography, which is not bounded by the diffraction limit of incident lights. Experimental results showed promising capability of AMOL and matched well with simulation. Several key elements of the AMOL system are discussed: the material systems of AMOL, limitations on the material and optical systems presented, and the design and fabrication of spiral phase elements that generate ring-shaped beams required by AMOL.
by Hsin-Yu Sidney Tsai.
S.M.
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Diaz, Regis. "Développement du pompage de charges pour la caractérisation in-situ de nanocristaux de Si synthétisés localement dans SiO2 par implantation ionique basse énergie et lithographie stencil." Thesis, Toulouse, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAT0034/document.
Full textAbstract:
Le regain d'attention des industriels pour les mémoires non volatiles intégrant des nanocristaux, illustré par l'introduction sur le marché de la Flexmemory de Freescale en technologie 90 nm, incite à poursuivre des études sur ce type de systèmes. Pour cela, nous avons mis au point des cellules mémoires élémentaires, à savoir des transistors MOS dont l'oxyde de grille contient une grille granulaire formée par un plan de nanocristaux de silicium (Si-ncx) stockant la charge électrique.Ce travail présente les principaux résultats issus de ces travaux, ceux-ci allant du procédé de fabrication à la caractérisation fine des dispositifs mémoires. Le parfait contrôle de l'élaboration de la grille granulaire de Si-ncx par implantation ionique à très basse énergie (ULE-IBS) est accompagné de caractéristiques « mémoires » répondant aux normes industrielles d'endurance et d'une discrimination des pièges responsables du chargement. Le stockage majoritaire par les Si-ncx est démontré, ce qui est essentiel pour la rétention de la charge. Nous avons développé une technique électrique permettant d'extraire à la fois la quantité de charge stockée par les Si-ncx mais également leurs principales caractéristiques structurales (taille, densité, position dans l'oxyde). Cette extension de la technique électrique de « pompage de charges », non destructive et in-situ permet de suivre l'état du composant en fonctionnement et de caractériser des pièges (e.g. les Si-ncx) pour la première fois au-delà de 3 nm de profondeur dans l'oxyde. Ces résultats ont été validés par des observations TEM. La résolution du pompage de charge étant le piège unique, nous avons alors couplé l'ULE-IBS avec la lithographie « Stencil » pour réduire latéralement le nombre de Si-ncx synthétisés. Cette technique nous permet pour le moment de contrôler la synthèse locale à la position désirée dans l'oxyde de « poches » de Si-ncx de 400 nm. La synthèse de « quelques » Si-ncx est envisagée à très court terme. Nous serons alors en mesure de fabriquer des mémoires à nombre choisi de nanocristaux (par SM-ULE-IBS), dont les propriétés structurales (taille, densité, position) et électriques (quantité de charge stockée) seront vérifiées par pompage de charge, offrant ainsi des outils puissants pour la fabrication et la caractérisation de mémoires à nombre réduit de nanocristaux, notamment pour des longueurs de grilles inférieures à 90 nmThe aim of this thesis has been to fabricate and electrically characterize elementary memory cells containing silicon nanocrystals (Si-ncs), in other words MOSFET which insulating layer (SiO2) contains a Si-ncs array storing the electrical charge. We have shown that we perfectly control the synthesis of a 2D array of 3-4 nm Si-ncs embedded into the MOSFET oxide by low-energy ion implantation (1-3 keV) Reaching this goal implied two key steps: on the one hand develop a reliable MOSFET fabrication process incorporating the Si-ncs synthesis steps and on the other hand develop tools and methods for both memory window and Si-ncs array itself characterizations. We have developed an in-situ characterization technique based on the well-known charge pumping technique, allowing for the first time the extraction of traps depth (e.g. the Si-ncs array) further than 3 nm into the oxide layer leading to the characterization of both position of these Si-ncs into the SiO2 matrix and their structural properties (diameter, density). These results have been confirmed by EF-TEM measurements. Finally, we have worked on the improvement of controlled local synthesis of Si-ncs pockets by combining low-energy ion implantation and stencil lithography. We reduced the size of these pockets down to about 400 nm using this parallel, low cost and reliable technique and identified the limiting effect for the pockets size reduction. These results pave the way for memory cells containing a few Si-ncs with a well-defined position into the oxide and a well-controlled number of ncs
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Nouri, Lamia. "Développement d'un procédé de structuration 3D pour le silicium." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT088/document.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur le développement d’une technique de structuration de surface pour le silicium. Celle-ci repose sur trois étapes essentielles : la lithographie, l’implantation ionique et le retrait par voie humide. Le motif formé par lithographie est transféré par homothétie dans la couche sous-jacente de silicium grâce à l’implantation ionique. Après le retrait du masque de résine, le substrat est traité par voie humide en vue de retirer des zones localement implantées. Le motif initial défini par la lithographie est ainsi révélé dans le silicium.La compréhension des modifications induites par l’implantation ionique dans le substrat nous a permis de réaliser avec succès un transfert dans le silicium. Nous avons principalement étudié les défauts générés par deux types d’ions : l’argon et l’hydrogène, à travers un certain nombre de techniques de caractérisation. Sur la base de cette étude, les différents traitements humides du silicium ont été investigués : gravure alcaline, gravure acide, dissolution par anodisation. L’optimisation des conditions d’implantation et des paramètres de retrait humide a permis l’obtention de structures 2D puis 3D.La faisabilité de cette technique de structuration a également été démontrée sur d’autres matériaux comme le SiOCH et le nitrure de siliciumThis thesis deals with the development of a patterning process for silicon substrates. Based on ion implantation through a resist pattern to locally modified the underneath layer. Wet etching processes have been developed to reveal the shapes transferred into the silicon substrate. Thanks to morphological, physical and chemical characterizations, modifications induced by ion implantation have been identified and understood.Two ion species (argon and hydrogen) were used in this thesis in order to assess either physical or chemical modifications in silicon substrate. Several wet chemistries: alkaline, acid and dissolution by anodization, were investigated to reveal the final shape. The optimization of the implantation and wet etching processes allowed to obtain 2D and 3D structures with silicon substrate.Moreover, our approach has been successfully implemented to pattern 2D shapes in SiOCH and silicon nitride
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Hadley, Philip. "Aqueous photopolymers for lithographic applications." Thesis, Lancaster University, 1995. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.308991.
Full text
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Vinci, Andréa. "Etude et développement d'une méthode de recherche pour les sources de contamination chimique des pompes à vide entre les équipements de EUV." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENT045/document.
Full textAbstract:
Ce travail présente l’étude d'une méthode de recherche utilisable en milieu industriel dessources de contamination chimique des pompes à vide équipant les lithographes EUV. Cetravail porte sur la problématique d’une éventuelle contamination carbonée introduite par lesystème de pompage et, notamment, par la turbine et le stator.A partir d’une caractérisation détaillée par chromatographie et spectroscopie dephotoémission de la contamination résiduelle issue du procédé de production, une procédured’analyse par spectrométrie de masse en phase gazeuse (RGA) utilisable en milieu industriel aété mise en oeuvre. En particulier, la possibilité de varier la température de l’échantillonpendant la mesure permet de caractériser la contamination carbonée résiduelle en étudiant lesprocédés physico-chimiques qui en sont à l’origine.Après avoir démontré l’efficacité du nettoyage final à éliminer les résidus des huiles de coupet avoir identifié la contamination organique résiduelle comme résidu du seul procédé denettoyage industriel, une copie « in vitro » de ce nettoyage a été développée : cela a permis demieux le caractériser en étudiant l’impact de plusieurs paramètres.L’influence de la concentration de lessive et de la procédure de séchage sur la contaminationcarbonée résiduelle a ainsi été étudiée. Une analyse de la contamination en phase gazeuse(RGA et TD-GCMS) ainsi qu’une caractérisation XPS de la surface des échantillons ont étéfaites. L’analyse de l’ensemble de ces résultats a permis d’établir un lien direct entre laconcentration de lessive utilisée et la contamination organique résiduelle. De plus,l’importance d’un séchage à haute température a été démontrée en mettant en évidence laprésence de plusieurs facteurs qui contribuent à la contamination résiduelleThis work presents the study of a research method of the contamination sources of EUVLturbo molecular pumps, suitable for the industrial environment. This study deals with theproblem of a possible carbon contamination due to the pumping system and in particular tothe rotor and the stator.After a detailed characterisation of the production process residual contamination by TDGCMS/FID and XPS, a RGA procedure suitable for industrial environment has beendeveloped. The possibility to change the sample temperature during the measure lets tocharacterise the residual carbon contamination by investigating its primal physic-chemicalphenomena.The identification of the whole production process residual contamination demonstrates theefficacy of the industrial cleaning step to clean lubricants residuals. In order to bettercharacterise the cleaning step residual contamination, we developed an “in vitro” copy of theindustrial cleaning step.Thanks to the temperature variable RGA analysis of the residual contamination, we couldpoint out several contributions to carbon contamination and we could connect thesecontributions to different cleaning parameters.Detergent concentration as well as different drying procedure impact on residual carboncontamination has been studied. RGA and TD-GCMS/FID analysis as well as XPS surfacecharacterization have been performed. These analyses show a direct connection between thedetergent concentration used in the cleaning step and the residual carbon contamination.Furthermore, the importance of a high temperature drying step has been demonstrated
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Arias, zapata Javier. "Lithographie à très haute résolution par l'auto-assemblage du PS-b-PDMS et les gravures plasma associées : application à la fabrication de matrices de nanorubans de graphène." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT011/document.
Full textAbstract:
Les copolymères à bloc (BCP) ont la propriété particulière de s’auto-assembler en structures périodiques. Ces macromolécules en association avec la photolithographie est un candidat prometteur à utiliser comme technique alternative pour les patterning avancé de très haute résolution. De cette façon, la réduction des circuits intégrés peut être maintenue. Les BCPs avec une forte incompatibilité chimique entre les deux blocs présentent une valeur élevée du paramètre d’interaction de Flory-Huggins χ. La théorie des BCPs prédit des caractéristiques périodiques de seulement quelques nanomètres avec des BCPs à haut valeur d’interaction.Cette thèse présente un dispositif expérimental en vue du développement d’une lithographie à BCPs de deuxième génération en utilisant le polystyrène-bloc polydiméthylsiloxane (PS-b-PDMS), contre le polystyrène-bloc-Polydi(méthyle méthacrylate) (PS-b-PMMA) à faible valeur de χ. Sur ce sujet, la cinétique d’auto-assemblage d’un PS-b-PDMS avec une valeur du paramètre de segregation χN élevée a été amélioré avec le mélange de plastifiants sélectifs au bloc PS. L’auto-assemblage sur des grandes surfaces a été alors prouvé par un recuit thermique rapide (~ 30 s). Comme une preuve de concept de la lithographie, certains masques PS-b-PDMS testés ont été transférés sur Si, où des caractéristiques allant jusqu’à 25 nm ont été atteintes.Le principe de la lithographie par BCP a également été utilisé pour montrer la structuration de matériaux 2D. Par exemple, le graphène présente un besoin réel de structuration en nanostructures très étroites afin d’ouvrir un gap entre la bande de valence et la bande conduction pour modifier ses propriétés électriques par confinement quantique.Un bas Le PS-b-PDMS a été utilisé pour patterner avec de tailles caractéristiques de 10 nm. Le BCP est déposé par centrifugation et recuit directement sur le graphène.L’auto-assemblage sur de grandes surfaces (1 cm²) est réalisé en quelques minutes et le masque est ensuite transféré vers le graphène par gravure plasma à base d’oxygène, où dans une seule étape la matrice PS est éliminé, les cylindres PDMS oxydés et le graphène gravé. De grandes surfaces de nanorubans de 11 nm de largeur (GNR) ont été fabriquées par la lithographie de l’auto-assemblage du PS-b-PDMS. Un nettoyage au plasma H2 a également été effectué afin d’éliminer les contaminants organiques apparaissant lors des étapes de fabrication. Des techniques différentes pour l’analyse du carbone telles que la spectroscopie photoélectronique de rayons X, la spectroscopie Raman et la microscopie à force atomique ont été utilisées pour montrer la haute qualité des GNR.La caractérisation électrique des GNRs tels que la mobilité et l’ouverture du gap dans le graphène ont également été mesurés pour confirmer le comportement électronique des nanorubans de graphène. Des valeurs de l’ordre de 150 cm²/V s et 30 meV ont été mesurées. L’ensemble de la procédure expérimentale a été réalisé dans le cadre des réglèmentations de salles blanches pour la microélectronique, puis les processus d’auto-assemblage des BCPs proposés sont évolutifs et peu coûteux et sont bien adaptés pour être intégrés aux techniques existantes de fabrication de semi-conducteursThe Block copolymers (BCPs) have the particular property of self-assemble into ordered periodical structures. These macromolecules in association with the classic photolithography, is a promising candidate to be used as an alternative technique for the advanced patterning. This way, the downsizing of the integrated circuits can be kept up. BCPs with high chemical incompatibility between their blocks exhibit a high value of the Flory-Huggins interaction parameter χ. The BCP theory predicts periodical features sizes with high-χ; BCPs of only few nanometers.The BCP lithography principe was also used to show the patterning of 2D materials. For exemple, graphene present a real needs of patterning into very narrow nanostructures to open up a bandgap to switch its electrical properties by quantum confinement. A low χN PS-b-PDMS was used to pattern ~ 10 nm features. BCP is spin-coated and annealed directly on graphene. Self-assembly on large surfaces (1 cm²) is achieved in few minutes and the mask is then transferred on graphene by oxygen-based plasma etching, where in a single step will eliminate the PS matrix, oxidized the PDMS cylinders and etch the graphene. Large surfaces of 11nm-width Graphen nanoribbons (GNRs) were fabricated by the self-assembly of PS-b-PDMS. Dry H2 plasma cleaning was also performed to remove organic contaminants appearing during the fabrication steps. Different analysis techniques of carbon such as Raman and X-ray photoelectron spectroscopy and atomic force microscopy were used to show the high chemical quality of the GNRs.Electrical characterization of the GNRs such as mobility and the bandgap openingin graphene were measured also to confirm the electronic behavior of the graphene nanoribbons. Values of the order of 150 cm²/V s and 30 meV were measured. The entire procedure was realized under microelectronics clean room requirement, then, the BCP self-assembly processes proposed are scalable and low cost, and is well-suited for integration with existing semiconductor fabrication techniques.The lithographical procedure developed in this investigation could also be generalized to fabricate different graphene nanostructures such as graphene nanomeshes or quantum dots that could be envisaged for other applications in functional devices. GNRs on large surfaces are expect to find a broad ranges of applications, in the fields of electrochemical and bioanalysis
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Sobeshchuk, Nina. "Microlasers based on polymer composites." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLN031/document.
Full textAbstract:
L'objectif de la thèse est la fabrication et caractérisation de microlasers 3D à base de polymères dopés par des colorants organiques et des nanoparticules d'erbium et Ytterbium. Au début, nous avons étudié des structures polymères avec de très bons facteurs d'aspect, ainsi que le déplacement de nanoparticules lors de l'exposition à un éclairement périodique. La réalisation majeure de cette thèse est l'obtention de microlasers 3D par lithographie UV. Ensuite nous avons comparé les seuils lasers de ces structures pour différentes méthodes de fabrication. Dans des micro-cubes, nous avons identifié des orbites périodiques planes en forme de carré. L'analyse des orbites périodiques dans des microlasers Fabry-Perot 3D a montré que leur forme dépend du colorant, de la nature du substrat et de la taille de la structure (largeur et épaisseur).La dernière partie de ce travail consiste en la synthèse de nanoparticules d'oxyde d'erbium et ytterbium à basse température et en milieu anhydre. Ces nano-particules ont ensuite été introduites dans des composites à base de polymères qui ont donné lieu à la fabrication de micro-lasers 3D et à leur caractérisationThe aim of the thesis is the fabrication and optical characterization of three-dimensional organic microlasers based on organic dyes and luminescent erbium/ytterbium nanoparticles.At the beginning, we considered submicron polymer structures with high aspect ratio, as well as the phenomenon of redistribution of nanoparticles in the volume of the composite during the exposure by a periodic light field pattern.The main part of the work is devoted to obtaining three-dimensional polymer microlasers by UV-lithography. Comparison of the lasing threshold for microcavities obtained by different methods was performed. Periodic orbits in cuboid microlasers with square cross-section were identified. Analysis of possible periodic orbits in microlasers Fabry-Perot showed that the shape of the orbit depends on the dye, the type of substrate and the size of the microlaser (width, height).The last part of the work contains a study of low-temperature synthesis of luminescent nanoparticles of erbium and ytterbium oxides in a anhydrous medium, and polymer composites based on them. Three dimensional organic microlasers doped by these luminescent nanoparticles were obtained and investigated
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Gomes, Correia Cindy. "Directed self-assembly strategies for orientation-controlled block copolymers for advanced lithography." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0393.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail était de mettre en évidence le potentiel du PDMSBb-PS pour des applications en nanolithographie avancée. Pour cela, nous avons fourni une compréhension du comportement d’auto-assemblage du PDMSB-b-PS en masse et en film mince. Nous avons réalisé l’auto-assemblage de ce copolymère semicristallin en cylindre et gyroïde bien définis avec des périodicités inférieures à 20 nm grâce à un paramètre d’interaction de Flory-Huggins élevé (Chapitre 2). Nous avons par la suite proposé une approche pour obtenir des lamelles perpendiculaires du PDMSB-b-PS en film mince grâce à l’utilisation de sur-couches neutres réticulables. La polyvalence de cette approche a été démontrée à l’aide de CPBs de masses moléculaires différentes et s’est ensuite étendue à la formation d’empilements via un processus d’auto-assemblage itératif (chapitre 3). Enfin, nous avons réticulé la surcouche neutre à l’aide d’agents photo-sensibles ce qui nous a permis d’obtenir un motif par photolithographie au-dessus du film CPB. Ainsi, il a été possible de contrôler l’orientation du CPB à des endroits spécifiques du film (Chapitre 4)The objective of our work was to highlight the potential of the high-χ PDMSB-b-PS BCP for advanced nanolithography applications. For this purpose, we have demonstrated the ability of our system to self-assemble into well-defined nanostructures in bulk and we have performed the self-assembly of cylinder- and gyroid-forming PDMSB-b-PS BCPs in thin film using industrially-friendly processes (Chapter 2). With the aim of controlling the out-of-plane orientation of lamellar-forming PDMSB-b-PS BCPs in thin film, we have proposed an innovative approach relying on the use of crosslinkable neutral TC layers. The versatility of this approach was demonstrated using BCPs having different macromolecular characteristics and extended to the formation of multi-layer stacks through an iterative self-assembly process (Chapter 3). Taking advantage of the crosslinking ability of our TC material, we have outlined the patterning ability of the TCs using photosensitive crosslinking agents. The patterning of neutral TCs above the lamellar-forming PDMSB-b-PS BCPs further allowed a control of the orientation of the PDMSB-b-PS domains in specific areas of the film (Chapter 4)