La photolithographie est un post-traitement parfois appliqué sur les couches métalliques obtenues par les procédés sous-vides. Il s’agit d’un procédé de gravure très utilisé dans l’industrie du semi-conducteur pour la fabrication des composants électroniques. Cette technique consiste à utiliser une résine photosensible, l’insolation de cette dernière à travers un masque au chrome, permet de réaliser des motifs sur un composant plan.
Nous allons définir les différentes techniques de photolithographie
Photolithographie « classique »
Plusieurs étapes composent le process de photolithographie classique :
Un dépôt métallique (ou optique) est réalisé au préalable. Puis on revêtit ensuite la surface à l’aide d’une résine plus ou moins visqueuse par technique de spin coating (épaisseur qui dépendra de la vitesse de gravure et de l’épaisseur de la couche métallique)
On procède à un recuit de la résine. Cette résine est après insolée par un rayonnement UV à travers un masque en chrome présentant les motifs
En fonction de la nature de la résine (positive ou négative), soit la partie exposée aux UV est éliminée ou inversement. C’est l’étape de révélation.
L’étape de gravure consiste à éliminer le dépôt métallique non protégé par la résine, on retrouve 2 méthodes très largement répandues : La gravure humide (procédé chimique) est la plus souvent utilisée, la gravure sèche plus lourde (méthode plasma similaire au sputtering) est aussi employée.
Nous obtenons finalement soit directement le motif du masque soit le complémentaire. Cette technique peut aussi être utilisée pour les dépôts optiques, cependant il peut être compliqué de trouver un agent de gravure adaptée.
C’est pourquoi nous allons voir une méthode utilisée dans la grande majorité des cas chez Kerdry, la Photolithographie lift off
Photolithographie « lift off »
La principale différence avec la photolithographie classique réside dans le fait que deux couches de résine (A et B) sont déposées et exposées au rayonnement UV avant d’effectuer le dépôt optique ou métallique. Cela permet ainsi d’éviter la gravure du revêtement sous vide, il suffit juste d’éliminer la résine A pour obtenir le motif final.
Toute la complexité du processus de photolithographie est liée à la connaissance des résines et des produits de gravure, mais surtout à l’utilisation d’un aligneur de masque obligeant à bien accorder le motif par rapport au substrat.
Exemple d’application
Les méthodes de photolithographie permettent ainsi de travailler sur des pièces complexes, notamment en ajustant des motifs sur des pistes préexistantes avec une précision de l’ordre du um voir du nm. Kerdry utilise cet outil très puissant de diverse manière
