EP2656143A1 - Nanoimprint lithography method - Google Patents

Nanoimprint lithography method

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Publication number
EP2656143A1
EP2656143A1 EP11804568.1A EP11804568A EP2656143A1 EP 2656143 A1 EP2656143 A1 EP 2656143A1 EP 11804568 A EP11804568 A EP 11804568A EP 2656143 A1 EP2656143 A1 EP 2656143A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
resin
thickness
dose
absorption
zone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11804568.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Sébastien PAULIAC
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP2656143A1 publication Critical patent/EP2656143A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0334Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/0337Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00Nanotechnology
    • Y10S977/84Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/887Nanoimprint lithography, i.e. nanostamp
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24479Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness
    • Y10T428/24612Composite web or sheet

Definitions

  • the present invention generally relates to lithography methods. It receives for privileged application lithography processes used by the microelectronics industry for the manufacture of semiconductor devices, including integrated circuits. It relates more particularly to an improved method of nanoscale lithography.
  • Nanoscale lithography is now part of the international technology roadmap for semiconductors (ITRS), and more specifically for integrated circuit technologies under development or industrialization phase.
  • the basic functional element, the node has been defined by the waybill successively at 32 nm and at 22 nm.
  • Nanoscale lithography consists of two main variants.
  • the second technique, nanoprinting with photosensitive resin usually designated by its acronym P-NIL for "photo-curable nanoimprint” consists of printing a photosensitive resin with a transparent mold and to perform an optical insolation of the resin film at through this one. Insolation causes the hardening of the resin. As above, the mold can then be removed.
  • lithography by nanoscale printing thus requires currently also having to perform a reactive ion etching, usually designated by the acronym RIE for "reactive ion etching", in the presence of oxygen to remove residues remaining at the bottom of the nano-printed trenches.
  • RIE reactive ion etching
  • Another way is to perform a post etch step in which a controlled thickness of material is removed chemically. This step is usually referred to by its English word "etch-back".
  • the object of the invention is to provide an improved nanoscale lithography printing method which solves at least one of these problems.
  • the subject of the invention is thus a nanometric printing lithography method comprising a preparation step during which a photosensitive resin is placed on a substrate, a step of pressing a mold in the resin to form in the resin at I have a reason for impression.
  • the printing pattern is defined at least in part by two areas including a stamped area and an area adjacent to said stamped area, said adjacent area being less or not stamped and having a thickness greater than that of the stamped area.
  • the method further comprises a step of exposing at least one of said two zones to an insolation dose.
  • both areas receive the insolation dose during this exposure step.
  • the respective thicknesses of said two zones are defined so that said two zones have an absorption differential of the exposure dose and the exposure dose provided by the exposure step is determined so as to be large enough to activate the resin at that one of said two zones which has the highest absorption and so that it is not large enough to activate the resin at that of said two zones which has the lowest absorption.
  • the thicknesses of said two zones are defined so that, in order to be activated, the resin at one of said two zones requires an insolation dose different from the exposure dose necessary to activate the resin at the level of the other of said two zones and the exposure dose provided by the exposure step is determined so as to be large enough to activate the resin at only one of said two zones.
  • the resin thicknesses and the insolation dose provided by the exposure step are determined so that the insolation dose provided is between the dose required to activate the zone with the highest absorption and the dose required to activate the zone with the lowest absorption.
  • the invention takes advantage of the variation of the absorption of the resin film as a function of the thickness of this film.
  • This absorption variation usually considered as a serious disadvantage, is used in the context of the invention to selectively activate the resin at the level of the pattern or the area that surrounds it.
  • the invention thus makes it possible to eliminate the resin in the bottom of the patterns in a particularly precise and simple manner.
  • the process for removing the residue according to the invention makes it possible to obtain a very good resolution of the patterns obtained by nanoimprinting.
  • the insolation and development stages of the resin make it possible to keep the rib of the nano printed patterns, unlike the steps usually used to remove the residue, which can alter the flanks of the nano-printed patterns.
  • these techniques tend to degrade the resin.
  • the invention also makes it possible to obtain, after development of the resin, a final pattern that is the reverse of that obtained by pressing the mold in the resin.
  • This final pattern corresponds to the relief of the mold.
  • the exposure makes it possible to activate only the adjacent zone by making it soluble during development. After development, the adjacent area is removed and the resin of the bottom of the pattern, which she has not absorbed a sufficient dose remains in place. An inverse photo of the patterns obtained by printing is then obtained.
  • a negative resin by choosing resin thicknesses such that the adjacent zone has a lower absorption than that of the strongly embossed zone constituting the bottom of the pattern, the exposure makes it possible to crosslink the resin at the bottom of the pattern. only.
  • these protruding patterns may be narrow and may form, for example, lines.
  • the patterns in the resin are recessed or projecting. Preferably, they are obtained by nano printing.
  • the reliefs of the mold may also be hollow or protruding.
  • the method according to the invention further comprises at least any of the following characteristics:
  • the resin thicknesses are determined so that the difference between the dose required to activate the zone with the lowest absorption and the dose required to activate the zone with the highest absorption is at least 5mJ / cm 2 , for example 10mJ / cm 2 .
  • the thickness of the adjacent zone should be such that for this thickness the minimum dose required for the activation of the resin about 20 mJ / cm 2 .
  • the exposure dose provided by the exposure step should therefore be greater than or equal to 15 mJ / cm 2 and less than 20 mJ / cm 2 .
  • contrast curves are defined to determine these thicknesses.
  • the adjacent zones delimiting the same pattern formed during the pressing step of the mold receive the same dose of insolation.
  • the absorption of the resin as a function of its thickness defines a substantially sinusoidal curve and in which the thickness of the resin at one of said stamped zone or said adjacent zone corresponds to a maximum of said sinusoidal curve and the thickness of the resin at one of said stamped area or said adjacent area corresponds to a minimum of said sinusoidal curve.
  • a final pattern corresponding to the relief of the mold is obtained.
  • This final pattern is therefore the inverse of the pattern obtained by the printing step.
  • the resin is a positive photosensitive resin
  • the thicknesses of the resin at the level of the stamped zone and at the level of said adjacent zone are determined so that the resin at the level of the stamped zone presents a lower absorption than that of the resin at said adjacent zone and wherein the exposure dose provided by the exposure step is set so as to activate the resin at said area adjacent and not to activate the resin at the stamped area, so as to obtain a final pattern reverse the printing pattern.
  • the setting of the thickness of strongly pressed resin corresponds to a minimum on the light energy absorption curve
  • the adjustment of the thickness of the resin with little or no stamping corresponds to a maximum on the absorption curve of luminous energy.
  • the negative photosensitive resin, the thicknesses of the resin at the level of the stamped zone and at the level of said adjacent zone are determined so that the resin at the level of the stamped zone has a higher absorption. to that of the resin at said adjacent area and wherein the exposure dose provided by the exposing step is set so as to activate the resin at the stamped area and not to activate the resin at the of said adjacent area, so as to obtain an inverse final pattern of the printing pattern.
  • This final pattern also corresponds to the relief of the mold.
  • the setting of the thickness of strongly pressed resin corresponds to the maximum on the light energy absorption curve
  • the adjustment of the resin thickness with little or no stamping corresponds to a minimum on the absorption curve of luminous energy.
  • the invention makes it easy to obtain a final projecting pattern, such as a narrow line for example.
  • the dimensions of this final projecting pattern can be very small and precisely controlled.
  • obtaining protruding patterns is particularly delicate. Indeed, their obtaining requires the presence of a recessed relief in the mold and it is very difficult to marry the resin form of a hollow relief of the mold. The presence of air in the hollow relief of the mold makes the obtaining of narrow projecting motifs even more delicate.
  • an additional etching step is carried out to remove a residue of resin possibly remaining on the substrate at the level of the adjacent zone after the development step.
  • these post-etch steps are RIE or etchback type steps.
  • the resin residue present in the background of the pattern obtained by the printing step is removed.
  • the resin is a positive photosensitive resin
  • the thicknesses of the resin at the level of the stamped zone and at the level of said adjacent zone are determined so that the resin at the level of the stamped zone presents Absorption greater than that of resin at said adjacent area and wherein the exposure dose provided by the exposing step is set to activate the resin at the drawn area and not to activate the resin at said adjacent area so as to remove the resin residue at the stamped area, i.e., typically in the bottom of the printing pattern.
  • the setting of the strongly pressed resin thickness corresponds to a maximum on the light energy absorption curve
  • the adjustment of the resin thickness with little or no stamping corresponds to a minimum on the absorption curve of 'luminous energy.
  • the resin is a negative photosensitive resin
  • the thicknesses of the resin at the level of the stamped zone and at the level of said adjacent zone are determined so that the resin at the level of the stamped zone has a lower absorption than that of the resin at said adjacent area and wherein the exposure dose provided by the exposing step is set to activate the resin at said adjacent area and not to activate the resin at the stamped area, so as to remove the resin residue at the stamped area, i.e. typically in the bottom of the printing pattern.
  • the setting of the thickness of strongly pressed resin corresponds to a minimum on the light energy absorption curve
  • the adjustment of the thickness of the resin with little or no stamping corresponds to a maximum on the absorption curve of luminous energy.
  • a plurality of printing patterns having different thicknesses are obtained, at least one of these thicknesses corresponds to an absorption maximum, and at least one other of these thicknesses corresponds to a minimum of absorption. More generally, these thicknesses correspond to different levels of absorption.
  • a full plate exposure is performed.
  • the method also comprises a step of removing the mold after the pressing step.
  • the exposure is performed after removal of the mold.
  • it can be performed before removal of the mold, the latter then being configured to pass, partly to the self, the insolation dose.
  • the mold is preferably substantially transparent.
  • resin portions are insulated with different insolation doses.
  • the exposure is thus carried out in a non-homogeneous manner over the entire plate. These differences in exposure can be obtained using a mask blocking part of the exposure.
  • At least one first unit having a first dimension is insulted with a first dose of insolation.
  • Said dimension is taken in a direction normal to the thickness of the resin is typically corresponds to the width of a trench or step formed in the resin.
  • At least one second unit having a second dimension smaller than said first dimension is insulted with a second dose of insolation greater than said first dose of insolation.
  • performs the exposure step so that the first dose of insolation is sufficient to activate only one of the swaged area or the less or unsworn area of the first pattern and so the second dose of Insolation is insufficient to activate the second pattern but is sufficient to activate the area bordering the second pattern.
  • the second pattern may be a trench, in which case the areas bordering the pattern are areas with a greater thickness of resin.
  • the second pattern may also be a projection, in which case the areas bordering the pattern are areas having a lower resin thickness.
  • all the resin is exposed to the insolation dose.
  • the invention thus allows a full plate exposure, particularly advantageous in terms of cost of speed.
  • the insolation dose is provided by a coherent light source which makes it possible to generate interference phenomena in the resin film. This makes it possible to generate the absorption differential that the invention makes use of.
  • the exposure step successively involves several light sources having different wavelengths so as to increase the absorption differential.
  • a step is provided during which the photosensitive resin is deposited on a layer or a substrate making it possible to amplify the absorption variations of the resin as a function of its thickness.
  • said layer or said substrate is taken from the following materials SiC, Ge, Ag, W, AlSi.
  • a silicon substrate can be provided.
  • the subject of the invention is also a multilayer assembly comprising a substrate coated with a layer of photosensitive resin, the resin having at least one pattern delimited at least in part by two zones including a stamped zone and an area adjacent to said stamped zone. .
  • the thickness of each of the two zones corresponds to a maximum or a minimum of an absorption curve of said resin as a function of its thickness.
  • each of the two zones corresponds to activation thresholds at least 5mJ / cm 2 apart.
  • the minimum dose to activate one of the zones is at least 5mJ / cm 2 lower than the minimum dose to activate the other zone, for example less than 10mJ / cm 2 .
  • FIG. 1 illustrates the steps of an exemplary nanoscale lithography process according to the invention.
  • FIGURE 2 illustrates the dependence of insolation parameters on the thickness of the deposited resin layer.
  • FIG. 3 illustrates with examples the behavior of the photosensitive resins as a function of parameters including the dose of insolation received and the size of the exposed patterns.
  • FIG. 4 describes four variants for implementing the invention, with a positive and negative resin, and by matching the two thicknesses of resins obtained after printing to different levels of absorption of the insolation energy, typically either at a maximum or at a minimum of absorption.
  • FIGURE 5 illustrates the influence of the substrate or the material located under the resin layer for the implementation of the invention.
  • FIGURE 6 illustrates different zones of lithography, those where narrow trenches must be opened in the resin, and others where only narrow lines will remain.
  • FIG. 7 describes an example of application of the invention in which a variable topography mold is used, that is to say having reliefs of variable heights.
  • FIG. 8 describes another example of application of the invention in which the dose is varied as a function of the type of patterns of the zone to be irradiated.
  • FIG. 9 illustrates an example of a stack of layers modeled to determine the absorption curves of the resin as a function of its thickness.
  • FIGURE 10 illustrates an absorption curve of a resin layer as a function of its thickness.
  • Figures 11 to 11 e illustrate an example of a method according to the invention for performing a pattern reversal.
  • FIGURES 12a and 12b are examples of curves for determining the contrast of a negative and a positive resin respectively.
  • Figure 1 which includes Figures 1a to 1e, illustrates the steps of the improved nanoscale lithography printing method of the invention.
  • a layer of a photoresist 120 is deposited on the substrate 1 10 where, on the surface, it is desired to reproduce and etch patterns which will contribute to the production of a device during manufacture.
  • a layer of a photoresist 120 is deposited. in a standard way by the microelectronics industry for optical lithography.
  • the invention makes no assumption about the type of substrate from which the method of the invention is implemented.
  • the substrate may for example already have on the surface numerous layers (not shown) in which patterns may already have been previously defined, with the method of the invention, or by other means, in particular with the aid of classical optical lithography or by electronic lithography.
  • the first step 101 therefore consists in depositing on the surface a layer of resin preferably controlled in thickness.
  • the deposit can be done by any standard means implemented by the microelectronics industry. Most often, in this case, by centrifugation, method often designated by its English term "spin-coating".
  • the thickness of the deposited layer is controlled by adjusting the speed of rotation as a function of the viscosity of the resin.
  • the resin After spreading, the resin generally undergoes a heat treatment to evacuate the solvent residues and mechanically stabilize the resin. This treatment may for example be of the type usually designated by its English word soft bake for soft cooking.
  • the following step 102 consists in pressing into the resin a mold 130 having reliefs 132.
  • the pressing of the mold 130 causes the reliefs 132 to penetrate into the resin 120, which makes it possible to transfer these reliefs 132 to forming nano-printed patterns in the resin.
  • the mold can be applied over the entire surface of the substrate and can therefore reproduce all the patterns of all devices produced simultaneously on a plate made for example of a semiconductor material.
  • the plate is silicon. It can be of very large size, for example several tens of centimeters, with regard to patterns of nanometric sizes to reproduce.
  • the mold can be made of an opaque material, transparent or partially transparent.
  • the height 131 of the protrusions 132 projecting from the mold and / or the thickness 121 of the deposited resin layer are important parameters for controlling the implementation of the method of the invention.
  • relief height or thickness ee fj e 0 , e i; e 2 , e 3j resin 120 dimensions taken in directions substantially perpendicular to the main plane of the substrate and / or substantially parallel to the direction of penetration of the mold 130 in the resin 120.
  • the substrate 1 10 which rests on a support (not shown), is heated to facilitate printing by making the resin more malleable: for this purpose uses a temperature around the glass transition temperature of the resin.
  • the heating temperature must be such that it does not affect the photosensitive qualities of the resin used.
  • the heating temperature in the case of a so-called positive resin, the heating temperature must remain below the so-called deprotection temperature of the latter.
  • the heating temperature In the case of a so-called negative resin, the heating temperature must remain below the crosslinking temperature.
  • positive and negative resins are indeed commonly used in lithography so that the parts Exposed to light become, respectively, soluble or insoluble after insolation, allowing to reproduce the patterns of the masks where their negatives.
  • the mold 130 can then be removed.
  • the printed patterns 127 remain in place in the resin layer 120.
  • the next step 104 is illustrated in Figure 1d.
  • An insolation of the printed resin 120 is then carried out. Preferably, this insolation is carried out on the entire surface of the resin. This full plate insolation simplifies and speeds up the patterning process. According to one variant, only a portion of the resin is insoluble. This localized exposure can be obtained using a mask partially obscuring the insolation of the resin.
  • the insolation provided to the resin, at least at some of the patterns is referenced 140 in Figure 1 d. It is clear from this figure that the adjacent zones 128, 129 delimiting a pattern 127 receive the same dose of insolation during the exposure step.
  • the invention is based on the observation that the behavior of the resin can be very different at the end of the insolation phase depending on its thickness.
  • the behavior after insolation depends on the insolation dose absorbed.
  • the absorbed dose depends on the absorption capacity of the resin which itself depends on the thickness of the resin.
  • two thicknesses are to be considered. That of the resin which has been significantly stamped by the mold.
  • This area 129 corresponds to the relief 132 projecting from the mold 130, that is to say, r e 124; and the greater thickness of the resin, where it has only little or not been stamped by the reliefs 132 of the mold 130.
  • This zone 128 corresponds to the hollows generated by the relief 132 of the mold 130. This zone 128 is designated subsequently adjacent area 128 to the pattern. Its thickness is referenced: e f 122 in FIG.
  • a first zone adjacent to a stamped zone may itself constitute a stamped zone delimited by a second adjacent zone that is less or not embossed than the first. This is the case of the reliefs 52 and 54 illustrated in FIG. 5 and described later.
  • the present invention it will be described as an em area, deformed, compressed or compressed zone and less or not stamped, deformed, compressed or compressed to characterize the (or) difference in thickness induced by the penetration of the mold into resin.
  • This penetration of the mold in the resin generates at least two adjacent zones, one having a thickness greater than that of the other zone.
  • the present invention covers both elastic deformations inelastic resin, that is to say, the deformations with or without significant compression of the resin.
  • the adjacent zone is not stamped by the mold, its thickness substantially corresponds to the resin thickness deposited during the first step 101. If the total surface of the reliefs is large, there can be a significant reflux of the resin in the poorly stamped areas and therefore an increase in the initially deposited resin thickness.
  • the thicknesses should be chosen accordingly, depending on the density and size of the patterns. Preliminary tests will advantageously be carried out to determine the effective thicknesses after pressing which are those which are important for the choice of doses.
  • the insolation dose provided during the exposure phase may be such, by adjusting the thicknesses e f and e r , that the thicker parts remain or become effectively soluble during development phase whereas, respectively, the compressed parts become or remain insoluble depending on the type of resin used, that is to say negative or positive.
  • Figure 2 which is comprised of Figures 2a and 2b, illustrates the above-mentioned dependence of the insolation parameters on the thickness of the deposited resin layer.
  • the deposited resin layer 120 together with the underlying substrate 110, constitutes a semi-transparent and semi-reflective optical system of the Fabry-Perot interferometer type.
  • the behavior of the layer for the insolation operation is then depending on its thickness. Indeed, the interference phenomena that appear in the resin film cause a variation in the energy absorbed by it.
  • the optimal insolation dose which makes it possible to transform the chemical structure of the resin so that it becomes soluble or insoluble for the subsequent development phase, varies according to its thickness.
  • Diagram 210 is an example of experimentally determined characteristic data that shows this dependency. It is in this example a negative resin whose commercial reference is indicated 212. On the ordinate, we find the exposure dose necessary for the chemical transformation of the exposed resin.
  • this energy dose In the case of a negative resin, this energy dose, expressed here in milli joules per square centimeter, causes its crosslinking so that it becomes insoluble.
  • the optimum dose for obtaining this result is most often designated by the English word "dose-to-size" 214, that is to say optimal dose that allows to obtain after development the nominal size of the exposed patterns.
  • Curve 218 shows the dependence of the optimal dose as a function of the thickness 216 of the resin. This curve which is cyclic, typically sinusoidal, has a series of minima and maxima whose repetition period depends on the wavelength of the coherent light source used, 248 nm in this case.
  • the insolated patterns are 9 mm squares.
  • Diagram 220 shows the result of a simulation of the normalized 0-1 absorption 222 of a resin film based on its thickness 224 from the resin optical data provided by the manufacturer. This simulation was carried out under conditions similar to those of the diagram 210 which makes it possible to compare the experimental curve 218 and the calculated curve 226 and to note, for example for a thickness of 200 nm, that the minimum of absorption of the curve 226 corresponds well on the curve 218 to a maximum of crosslinking dose to bring to the resin to obtain its activation. Indeed, the lower the absorption, the higher the insolation dose to obtain the same result. It is therefore expected that a minimum of absorption corresponds to a maximum of the "dose-to-size" to be applied.
  • the invention takes advantage of this phenomenon to propose the method described in FIG. 1, a method that can be implemented in four different ways as explained in FIG. 4 below.
  • FIGS. 3a and 3b give additional details on the behavior of the photosensitive resins as a function of parameters such as the thickness of the resin deposited, the dose of insolation received and the size of the exposed patterns and which are useful. to the understanding of the process of the invention.
  • Diagram 230 shows an example of an experimental determination of a dose window 232 which produces inverse results after exposure according to the resin thickness considered. It can be seen for example on its curves, called contrast curves, that a dose of 15 mJ / cm 2 , situated in the middle of the window 232, will be suitable for selectively activating the negative resin in question (NEB22A2), if it has a thickness of 172 nm or 235 nm 234, thicknesses for which the absorption is strong. On the other hand, it will not activate thicknesses of 208 nm or 270 nm 236, thicknesses for which absorption is low. The entire range of doses included in the window 232 is likely to be suitable. In this example the curves are established for square patterns of 9 mm side.
  • Diagram 240 represents, on the ordinate, the evolution of the dose required for the activation of the resin, usually designated by its English term "dose to size", expressed in milli joules per cm 2 depending on the size of the exposed patterns expressed in microns, that is to say 10 "6 meter.
  • dose to size expressed in milli joules per cm 2 depending on the size of the exposed patterns expressed in microns, that is to say 10 "6 meter.
  • the two curves correspond to two resin layers, one where absorption is high 244, the other in which the absorption is low 242.
  • the dose -to-size to apply is more important for resin thicknesses where absorption is lower.
  • FIG. 4 which comprises FIGS. 4a to 4e, describes four variants for implementing the invention, with a positive and negative resin, and by matching the two thicknesses of resins obtained after printing to either a maximum or at least a minimum of the sinusoidal curve of absorption of the insolation light energy by the resin layer.
  • the resin thicknesses correspond to either a maximum or a minimum of absorption.
  • the invention is however not limited to resin thicknesses corresponding to extremums. It encompasses any processes involving resin thicknesses having sufficient absorption differences to selectively activate the resin at the compressed zone or at the adjacent area less or not compressed.
  • FIG. 4a shows the resin layer printed at the end of step 103 of the method as described in FIG. 1.
  • four alternative embodiments are possible, which are described below in the figures. 4b to 4e.
  • FIG. 4b illustrates a first variant in which the resin used is positive and where an inversion of the nano-printed patterns 127 is obtained, that is to say a transfer in the resin of the protruding reliefs 132 of the mold 130 as described in FIG. 1st.
  • the thickness of the pressed resin e r is adjusted to a minimum of absorption 420 of the sinusoidal curve described in FIG. 2b.
  • the thickness of the resin with little or no stamping e f by the reliefs of the mold is set to an absorption maximum 410 of the sinusoidal curve.
  • the resin spacer in the bottom of the pattern corresponds to a significantly lower absorption than that in the area adjacent to the pattern.
  • the optimal dose of insolation or "dose-to-size" on this absorption maximum 410 is not provided to the most stamped resin parts a dose sufficient to transform them chemically.
  • the dose is then insufficient to render it soluble for development and the patterns 126 remain in place for the subsequent substrate etching operation.
  • this first way of proceeding makes it possible to obtain a transfer of the protrusions 132 projecting from the mold 130 contrary to a standard operation of nanometric printing lithography where it is the compressed parts of the resin, those which in this case cases are generally referred to as residues, which are removed by an engraving operation RI E that follows.
  • This first implementation of the invention instead advantageously uses these parts most stamped or residues to perform a pattern inversion.
  • FIG. 4c describes a second variant of implementation which makes it possible to obtain, with a positive resin, the opposite result.
  • the unpressed parts 128 of the resin those which correspond to the reliefs 132 forming a hollow in the mold, which remain in place.
  • This result is obtained by adjusting the thickness of the pressed resin e r on an absorption maximum 410 of the sinusoidal curve.
  • the thickness of the unswashed resin e f by the reliefs of the mold must be set to a minimum of absorption 420. More generally, it is necessary that the resin thickness in the bottom of the pattern corresponds to an absorption significantly greater than that in the area adjacent to the pattern.
  • this second embodiment makes it possible to eliminate the stamped parts or residues without using an RI E etching as is necessary in a standard operation of nanometric printing lithography.
  • the invention makes it possible to preserve the rib of the patterns and thus offers an improved resolution compared with existing methods involving a subsequent etching step during which the sides of the patterns 127 can be significantly degraded during etching.
  • Figures 4d and 4e are the dual figures of the two previous figures. They respectively describe the third and fourth implementation variants of the invention using this time a negative resin. What has been said for Figures 4b and 4c applies. Only the result obtained is reversed because of the use of a negative resin, which is therefore initially soluble, and some parts of which are made insoluble by exposing them to an optimal dose of light determined by a maximum of 410 of the sinusoidal curve. absorption 226.
  • the resin located in the bottom of the patterns 127 that is to say here the resin of the embossed zone 129, has a height such that its absorption is lower than the absorption of the adjacent zone 128 in the pattern 127.
  • the exposure is thus carried out so that:
  • the resin situated on said adjacent zone 128 absorbs a sufficient dose when it is activated. It remains in place after development.
  • the resin located in the bottom of the pattern 127 absorbs a dose not sufficient to its activation. It will be removed during development.
  • the invention thus makes it possible with a negative resin to remove the residues at the bottom of the patterns without resorting to the existing stages of RIE or post etchback.
  • the resin located in the bottom of the patterns 127 has an absorption such that its absorption is greater than the absorption of the zone 128 adjacent to the pattern 127.
  • the exposure is therefore performed so that:
  • the resin located in the bottom of the units 127 absorbs a sufficient dose at its activation. It remains in place after development.
  • the resin located in said adjacent zone 128 in the pattern 127 absorbs a dose which is not sufficient for its activation. It is removed during development.
  • the invention thus makes it possible, with a negative resin, to easily reverse the patterns 127 obtained by nano-printing. It then makes it possible to obtain patterns similar to the reliefs 132 of the mold 130.
  • the optical properties of the resin, the substrate and more particularly those of the resin / substrate interface will advantageously be adapted to adjust the production method to a particular application and / or to widen its application window.
  • the conditions of the optical insolation, especially the wavelength of the optical source but also to a lesser extent, the optical aperture, the illumination, the depth of field, the angle of incidence are to be considered.
  • the substrate, or the material placed under the resin has a very strong influence on the absorption of the resin film as a function of its thickness.
  • some materials are more favorable than others, for example: SiC, Si, Ge, Ag, AISi and W, offer the possibility to have a strong difference in absorption between two thicknesses of resin.
  • it is the normalized absorption which appears in ordinate according to the thickness of resin expressed in nm.
  • the resins used are photosensitive resins, for example resins with chemical amplification conventionally used in microelectronics, for example the resin usually referenced CAP 1 12 and marketed by the Japanese company TOK, which must also be able to preserve the mold cavity without deformation. and without the heating undergone during this operation does not alter their photosensitive properties.
  • a coherent light source that is to say having a given wavelength, such as a laser or a UV lamp provided with a suitable filter.
  • polychromatic sources which are filtered or have a restricted spectrum width, typically less than 200 nm. It is also possible to use sources with several distinct wavelengths, or to use several light sources successively to effect the insolation of the resin if these different wavelengths make it possible to increase the absorption differential.
  • All sources usually used for optical lithography may be suitable.
  • a mercury lamp usually referred to by its Anglo-Saxon Mercury Arc Lamp, filtered to obtain a peak intensity for a specific wavelength.
  • a mercury lamp configured to have an intensity peak at a wavelength of 436 nm or 405 nm or 365 nm can be used.
  • G-line lithography for 436nm wavelength, H-line lithography for 405nm wavelength and l-line lithography for 365nm wavelength will be discussed respectively.
  • an excimer or exciplex laser KrF, ArF, F 2, etc.
  • the source and its wavelength must be chosen according to the sensitivity of the resin used.
  • the optimal dose of insolation or "dose-to-size" which makes it possible to obtain a pattern of nominal size varies according to the thickness of the resin film
  • this optimal dose of The exposure must also be adapted according to the dimensions and / or the configuration of the patterns to be produced.
  • the dose Optimal increases when the dimensions of patterns, lines or spaces, decrease. Therefore, it is easier to perform a reverse lithography of that obtained by performing a standard nano-imprint lithography operation, employing a positive resin, as shown in FIG. 4b. In the same way, it is easier to remove the strongly drawn parts of the resin, the residues, using a negative resin as illustrated in Figure 4d.
  • the bottom of the pattern has a very small size which increases the optimal dose to bring to this pattern to be activated.
  • the optimum dose difference between the pattern background and the area adjacent to the pattern is therefore important. This facilitates the activation of the adjacent area without activating the background of the pattern.
  • the application of the method according to the invention corresponding to the first and the fourth variant, as illustrated respectively by FIGS. 4b and 4e, makes it possible to invert the image produced by a printing mold. nanometric, that is to say, can directly transfer into the resin protruding reliefs of the mold.
  • the application of the method corresponding to the second and third variants, as illustrated respectively by FIGS. 4c and 4d, makes it possible, on the contrary, to eliminate the resin parts located in the bottom of the patterns 127 obtained by nano printing. that is to say, the resin parts which have been strongly stamped by the protrusions 132 projecting from the mold.
  • These two variants thus provide an alternative to a standard nano-print lithography operation where the stampings, most commonly referred to as residues, are removed in a subsequent etching process.
  • the method of the invention thus offers the advantage of very well keeping the dimensions of the resin patterns.
  • the process of the invention makes it possible simultaneously to produce lithographs with opposite or significantly different opening rates on the same resin layer.
  • opening rate of a given zone of a plate is meant the ratio between the surface of the resin left in place in this zone and respectively the resin surface in which recessed patterns are made during printing. in this same area.
  • lithographs comprising both areas where narrow trenches are to be opened in resin 610, and others where only narrow lines 620 of resin should remain.
  • obtaining narrow, projecting end patterns, such as lines is particularly delicate with known nano printing methods.
  • narrow holes and trenches are made with a positive resin. This is for example the case of vias or vertical interconnections between different levels of metallization.
  • the lines and networks of lines which include, for example, the active areas and the grids of the transistors, they are made with a negative resin. This involves two different resins and therefore two successive series of steps of spreading the resin, insolation and development. In addition, this implies that different masks must then be used, considerably increasing the cost. This is not the case with the method of the invention which makes it possible to treat the two types of zones simultaneously as in the two examples of application of the invention described hereinafter.
  • FIGS. 7 and 8 illustrate exemplary embodiments of the invention making it possible to obtain on the same plate opposite opening rates, that is to say final patterns projecting narrow in certain places and final patterns in narrow hollows in other places.
  • FIG. 7, which comprises FIGS. 7a to 7c, describes an example of application of the invention in which a mold 50 with variable topography is used, that is to say comprising reliefs 51, 52, 53, 54, 55 protruding from different heights.
  • the pressing of the mold 50 in the resin 120 transfers the impression of the reliefs 51, 52, 53, 54, 55 to form the patterns 61, 62, 63, 64, 65.
  • the patterns 61, 62, 63, 64, 65 having respectively the thicknesses in , er 2 , er 3 , er 2 and e , as illustrated in Figure 7b.
  • the area adjacent to these patterns, that is to say where the resin has been the least stamped or has not been stamped has a height er 0 .
  • the resin 120 is then exposed. This figure illustrates that the adjacent zones delimiting a pattern receive the insolation dose.
  • the final result reveals trenches 71, 72 at the bottom of which the resin residue has been removed during development. These trenches correspond to the reliefs 51, 55 of the mold 50.
  • the thicknesses er 0 , en, er 2 , er 3 will be chosen so that er 0 and er 3 correspond to an absorption minimum and and er 2 correspond to an absorption maximum.
  • the absorptions corresponding to the thicknesses in and er 2 are significantly lower than those of the thicknesses er 0 and er 3 .
  • FIG. 8 which comprises FIGS. 8a to 8d, describes another example of application of the invention in which the dose is varied as a function of the type of patterns of the zone to be irradiated.
  • the height 131 of the reliefs 132 projecting may be identical over the entire surface of the mold 130.
  • the impression of the resin is as described above. In a nonlimiting manner, the resin is negative in this example.
  • the result of the printing is shown in Figure 8b.
  • two resin layers are to be considered: the thickness e r 124 resin zones pressed by the relief 132 projecting from the mold, and the thickness e f 122 resin zones less or not pressed.
  • the thickness e r is adjusted to have a high absorption, and for example correspond to a maximum 410 of the sinusoidal absorption curve 226.
  • the thickness of the non-stamped parts e f is as for it adjusted to have a weak absorption and for example to correspond to a minimum 420 of this curve.
  • the first exposure 142 corresponding to a dose D 1
  • the first exposure 142 is limited to the zones containing relatively wide open patterns, for example 123.
  • the thicker zone of insolated resin corresponds to a weak zone. absorption and that of the compressed parts at high absorption.
  • D1 dose is adjusted to allow crosslinking of the insolated areas compressed but is not sufficient to cause crosslinking of thick insolated areas where the energy absorption is lower.
  • FIG 8d it is the stamped parts 126 which will remain in place after development of the resin. Negative resin in this example, which is initially soluble, and remains so where an insufficient dose is applied.
  • the thickness e f 122 can be chosen to be equal to 208 nm and correspond to the low absorption curve 242.
  • the stamped parts are then having a thickness e equal to 124 r 172 nm. They correspond to the strong absorption curve 244.
  • the patterns to be etched are wide, for example of the order or greater than 500 microns, as the pattern 123 of FIG. 8b, it is possible to see on the diagram 240 of FIG. FIG. 3b for this pattern size 248, that a dose D1 of 20 mJ / cm 2 is sufficient to activate the resin of the deep-drawn zone 123 but is not sufficient to activate the resin of the less-drawn zones. This is suitable for obtaining, in this first insolation zone, the result shown in FIG. 8d.
  • the invention does not make any hypothesis on the way in which the zones containing such or such type of patterns are selected nor on the means used to selectively irradiate them.
  • a mask obscuring the exposure may be used in some places.
  • the optimum dose to be applied increases when the dimensions of the patterns to be produced, lines or spaces, decrease.
  • the dose 144 that will be applied to the narrow pattern areas 125, that is to say D2, is higher than D1. This will allow this time the crosslinking of the thick parts 128 of resin. It will, however, be insufficient to cross-link the bottom of the narrow trenches 125 despite the fact that the thickness of the stamped parts is set for maximum absorption.
  • the doses that must be applied for 5 micron patterns are significantly higher as it can be seen 246.
  • a D2 dose of 40 mJ / cm 2 is however sufficient to insolate activate the wide patterns of this second zone without, however, sufficiently insolvent the stamped areas at the bottom of the patterns such as 125. last, which will not remain after development of this negative resin since the dose applied has been insufficient.
  • curve 244 for this dimension 246, it would indeed have been necessary to apply a minimum dose of approximately 70 mJ / cm 2 .
  • the dose of 40 mJ / cm 2 is sufficient to activate the broad patterns, in this example the patterns having a width greater than 500 mirons, having a thickness of 208 nm which corresponds to a low absorption and the curve 242 more low absorption.
  • the multilayer assembly or stack of layers comprising the photoresist to be printed is illustrated in FIG. 9 and is comparable to a Fabri-Pérot interferometer.
  • H j reflection coefficient at the interface between the media i and j
  • ni refractive index of the medium i. nor is the real part of the complex index n.
  • ki extinction coefficient of the medium i. ki is the imaginary part of the complex index n.
  • Figure 10 illustrates the absorption of the resin used as a function of its thickness.
  • This resin is a positive resin of CAP112 type.
  • the resin layer 120 initially has a thickness of 375 nm (e f ).
  • the resin 120 is disposed on a silicon substrate 110.
  • the mold 50 employed has projecting patterns of 100 nm thickness.
  • the reliefs of the mold have dense lines which make it possible, by the printing step as illustrated in FIG. 11b, to print in the resin 120 patterns forming trenches of approximately 250 nm in width separated by spacers. 250nm also. Thus, parallel lines of about 250 nm in width are obtained, a pattern 127 forming a hollow line (thickness of r ) being adjacent to two patterns each forming a projecting line of thickness e f .
  • the lower part 1 1 1, located below the dotted line in Figure 1 1 c is not exposed.
  • the upper part 1 12, located above the dotted line in Figure 1 1 c is exposed.
  • the zones delimiting a pattern receive the same dose of insolation.
  • resin areas having a resin thickness e f and resin areas having a resin thickness e r receive the same dose of insolation in that portion 112 of the plate.
  • This insolation dose is chosen so as to be sufficient to activate the resin in areas of high absorption (areas having a thickness e f in this example) and so as not to be sufficient to activate the resin in low areas. absorption (areas with a thickness e r ).
  • the resin being positive, areas u fingerseu re f are activated and disappear during development. Areas with a thickness e r are not activated and do not disappear during development. Thus, only the resin parts stamped are preserved. For the part 1 12 of the plate subjected to exposure, the patterns schematized in FIG.
  • FIG. 11d also illustrates the schematic patterns observed for the portion 11 1 of plate not subjected to the exposure step.
  • FIGS. 11c and 11d thus clearly show that, following the same step of pressing a mold 50 in the resin 120, it is possible to obtain, by means of the process according to the invention, patterns which are the reverse of those which the we obtain without the insolation step.
  • the salient patterns following the pressing step have disappeared.
  • motifs 126 protrusions were formed from the resin residue located in the bottom of the patterns
  • the salient patterns 126 obtained do not have residues and are therefore directly exploitable.
  • Fig. 11e is a photograph showing the difference in patterns at the junction between exposed and non-exposed portions 11-11 of the resin.
  • This figure clearly shows that instead of the patterns 127 formed by hollow pressing of the mold 50, the resin 120 which has been exposed has patterns 126 projecting.
  • threshold resin we speak of threshold resin, when the chemical structure of the resin is modified from a relatively precise dose of insolation. In the case of a negative resin, this modification of the chemical structure of the resin is comparable to a crosslinking. In the case of a positive resin, this modification of the chemical structure of the resin is comparable to a deprotection.
  • Threshold resins are often characterized by high contrast. This contrast is preferably greater than 1.
  • the contrast of a resin is dependent on many parameters. Among the most important we find: the type of substrate, the process used, and in particular the conditions of development of the resin. Among these resin development conditions are the following parameters: temperature and annealing time after insolation; nature, developer concentration and temperature; method and time of development.
  • these curves can be obtained by irradiating identical patterns, on the same plate, with a dose of increasing insolation. It is then necessary to measure the residual resin thickness after development for each dose of insolation.
  • the method of the invention takes advantage of two phenomena: one is the absorption differential of the resin as a function of its thickness and the other is related to the size of the patterns and to the higher doses. high that must be applied to insolate smaller patterns.
  • one is the absorption differential of the resin as a function of its thickness
  • the other is related to the size of the patterns and to the higher doses. high that must be applied to insolate smaller patterns.
  • a positive resin or a negative resin it is possible to take advantage of the two phenomena or the only phenomenon related to absorption according to the table below:
  • Figures 7 and 8 may be combined. In particular, for the same plate it is possible to use a mold with variable topography and different exposure doses.

Abstract

The invention relates to a nanoimprint lithography method, comprising: a step of pressing a mould (130, 50) in a photosensitive resin (120) in order to form at least one imprint pattern (127) defined by a stamped area (129) and an adjacent area (128), said adjacent area (128) being less stamped or not stamped at all, and being thicker than the stamped area (129); and a step of exposure to a certain amount of sunlight, characterised in that the respective thicknesses of said two areas are defined such that said two areas absorb a different amount of the sunlight and in that the amount of sunlight provided by the exposure step is predetermined so as to be great enough to activate the resin in whichever of the two areas has the greater absorption, and so as not to be great enough to activate the other of said two areas.

Description

Procédé de lithographie par nano impression»  Nanoprint lithography process »
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
La présente invention concerne en général les procédés de lithographie. Elle reçoit pour application privilégiée les procédés de lithographie utilisée par l'industrie de la microélectronique pour la fabrication de dispositifs semi-conducteurs, notamment de circuits intégrés. Elle concerne plus particulièrement un procédé amélioré de lithographie par impression nanométrique.  The present invention generally relates to lithography methods. It receives for privileged application lithography processes used by the microelectronics industry for the manufacture of semiconductor devices, including integrated circuits. It relates more particularly to an improved method of nanoscale lithography.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE  STATE OF THE ART
La fabrication industrielle de nouvelles générations de circuits intégrés implique de pouvoir graver des motifs de tailles toujours plus petites et qui se mesurent maintenant en nanomètres (nm = 10"9 mètre) seulement. La photolithographie utilisée depuis l'origine, basée sur l'insolation de résines photosensibles à travers des masques optiques reproduisant les motifs à graver, se heurte cependant à des barrières physiques qui demandent d'avoir recours à des techniques de plus en plus sophistiquées pour pouvoir accompagner la croissance de la densité d'intégration souhaitée. Notamment, pour limiter la diffraction de la lumière au travers des masques on doit avoir recours à des longueurs d'ondes plus courtes (ultraviolet, voire rayons X) et à des techniques complexes (par exemple, lithographie en immersion) qui demandent des investissements considérables pour leur développement et leur mise en œuvre industrielle. The industrial manufacturing of new generations of integrated circuits involves the ability to engrave ever smaller size patterns, which are now measured in nanometers (nm = 10 "9 meters) only, photolithography used from the outset, based on insolation. of photosensitive resins through optical masks reproducing the patterns to be engraved, however, faces physical barriers that require the use of increasingly sophisticated techniques to accompany the growth of the desired integration density. to limit the diffraction of light through masks shorter wavelengths (ultraviolet or even x-rays) and complex techniques (for example, immersion lithography) which require considerable investment in their development and industrial implementation are required.
Dès le milieu des années 90 une technique très différente, qui permet notamment de s'affranchir complètement des problèmes de diffraction mentionnés ci- dessus, a été inventée par le Professeur Stephen Y. CHOU dans le cadre du laboratoire des structures nanométriques de l'université du Minnesota aux États-unis. Le principe initial de cette technique dite « lithographie par impression nanométrique » a été dévoilé par ce dernier dans plusieurs publications dont notamment celle intitulée « Nanoimprint Lithography », publiée avec ses collaborateurs Peter R. Krauss, et Preston J. Renstrom dans « Journal of Vacuum Science and Technology » référence B 14(6), Nov./Dec. Technique qui a aussitôt suscité beaucoup d'intérêt et a été à l'origine de nombreux travaux de recherche et de développement. La lithographie par impression nanométrique fait désormais partie de la feuille de route internationale des technologies pour les semi-conducteurs ou ITRS « international technology roadmap for semiconductors » et plus particulièrement pour les technologies de circuits intégrés en cours de développement ou en phase d'industrialisation dont l'élément fonctionnel de base, le nœud, a été défini par la feuille de route successivement à 32 nm et à 22 nm.  Since the mid-1990s a very different technique, which allows to completely overcome the problems of diffraction mentioned above, was invented by Professor Stephen Y. CHOU in the laboratory of nanoscale structures of the university from Minnesota to the United States. The initial principle of this technique called "nanoscale lithography" has been unveiled by the latter in several publications, including the one entitled "Nanoimprint Lithography", published with his collaborators Peter R. Krauss, and Preston J. Renstrom in "Journal of Vacuum Science and Technology »reference B 14 (6), Nov./Dec. This technique immediately attracted a lot of interest and was at the origin of many research and development projects. Nanoscale lithography is now part of the international technology roadmap for semiconductors (ITRS), and more specifically for integrated circuit technologies under development or industrialization phase. the basic functional element, the node, has been defined by the waybill successively at 32 nm and at 22 nm.
La lithographie par impression nanométrique comprend deux variantes principales. La première, celle proposée à l'origine par le Professeur Chou, lithographie par impression nanométrique thermique, habituellement désignée par son acronyme anglo-saxon T-NIL pour « thermal nanoimprint lithography » consiste à imprimer, avec un moule opaque, des monomères ou des polymères thermoplastiques chauffés. Après refroidissement le moule peut être enlevé, les motifs imprimés restent en place.  Nanoscale lithography consists of two main variants. The first, originally proposed by Professor Chou, thermal nanoimprint lithography, usually referred to by its acronym T-NIL for thermal nanoimprint lithography, consists of printing, with an opaque mold, monomers or heated thermoplastic polymers. After cooling the mold can be removed, the printed patterns remain in place.
La seconde technique, la nano impression avec résine photosensible, habituellement désignée par son acronyme anglo-saxon P-NIL pour « photo-curable nanoimprint » consiste à imprimer une résine photosensible avec un moule transparent et à réaliser une insolation optique du film de résine au travers de celui-ci. L'insolation provoque le durcissement de la résine. Comme ci-dessus on peut alors retirer le moule.  The second technique, nanoprinting with photosensitive resin, usually designated by its acronym P-NIL for "photo-curable nanoimprint" consists of printing a photosensitive resin with a transparent mold and to perform an optical insolation of the resin film at through this one. Insolation causes the hardening of the resin. As above, the mold can then be removed.
Dans les deux cas il reste cependant un résidu au fond des motifs nano imprimés qu'il faut enlever pour permettre leur transfert sur le substrat que l'on désire graver. La mise en œuvre de la lithographie par impression nanométrique requiert donc actuellement de devoir aussi réaliser une gravure ionique réactive, habituellement désignée par l'acronyme RIE pour « reactive ion etching », en présence d'oxygène afin d'enlever les résidus restant présents au fond des tranchées nano imprimées. Une autre voie consiste à effectuer une étape de post gravure au cours de laquelle une épaisseur contrôlée de matériau est enlevée par voie chimique. Cette étape est habituellement désignée par son vocable anglais « etch-back ». In both cases, however, there remains a residue at the bottom of the nano printed patterns that must be removed to allow their transfer to the substrate that is desired to burn. The implementation of lithography by nanoscale printing thus requires currently also having to perform a reactive ion etching, usually designated by the acronym RIE for "reactive ion etching", in the presence of oxygen to remove residues remaining at the bottom of the nano-printed trenches. Another way is to perform a post etch step in which a controlled thickness of material is removed chemically. This step is usually referred to by its English word "etch-back".
Ces techniques connues de retrait du résidu présent dans le fond des motifs nano imprimés sont relativement compliquées, longues et coûteuses à mettre en œuvre.  These known techniques for removing the residue present in the background of the nano printed patterns are relatively complicated, time consuming and expensive to implement.
L'invention a pour objet de proposer un procédé amélioré de lithographie par impression nanométrique qui résout au moins l'un de ces problèmes.  The object of the invention is to provide an improved nanoscale lithography printing method which solves at least one of these problems.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION  SUMMARY OF THE INVENTION
L'invention a ainsi pour objet un procédé de lithographie par impression nanométrique comportant une étape de préparation au cours de laquelle on dispose une résine photosensible sur un substrat, une étape de pressage d'un moule dans la résine pour former dans la rési ne au moi ns u n motif d' i m pression . Le motif d'impression est délimité au moins en partie par deux zones dont une zone emboutie et une zone adjacente à ladite zone emboutie, ladite zone adjacente étant moins ou non emboutie et présentant une épaisseur supérieure à celle de la zone emboutie.  The subject of the invention is thus a nanometric printing lithography method comprising a preparation step during which a photosensitive resin is placed on a substrate, a step of pressing a mold in the resin to form in the resin at I have a reason for impression. The printing pattern is defined at least in part by two areas including a stamped area and an area adjacent to said stamped area, said adjacent area being less or not stamped and having a thickness greater than that of the stamped area.
Le procédé comprend en outre une étape d'exposition au moins desdites deux zones à une dose d'insolation. Autrement dit, les deux zones reçoivent la dose d'insolation au cours de cette étape d'exposition.  The method further comprises a step of exposing at least one of said two zones to an insolation dose. In other words, both areas receive the insolation dose during this exposure step.
De manière caractéristique, les épaisseurs respectives desdites deux zones sont définies de sorte que lesdites deux zones présentent un différentiel d'absorption de la dose d'insolation et la dose d'insolation apportée par l'étape d'exposition est déterminée de sorte à être suffisamment importante pour activer la résine au niveau de celle parmi lesdites deux zones qui présente la plus forte absorption et de sorte à ne pas être suffisamment importante pour activer la résine au niveau de celle parmi lesdites deux zones qui présente la plus faible absorption. Autrement dit, les épaisseurs desdites deux zones sont définies de sorte que, pour être activée, la résine au niveau de l'une desdites deux zones nécessite une dose d'insolation différente de la dose d'insolation nécessaire pour activer la résine au niveau de l'autre desdites deux zones et la dose d'insolation apportée par l'étape d'exposition est déterminée de sorte à être suffisamment importante pour activer la résine au niveau de l'une seulement desdites deux zones.  Typically, the respective thicknesses of said two zones are defined so that said two zones have an absorption differential of the exposure dose and the exposure dose provided by the exposure step is determined so as to be large enough to activate the resin at that one of said two zones which has the highest absorption and so that it is not large enough to activate the resin at that of said two zones which has the lowest absorption. In other words, the thicknesses of said two zones are defined so that, in order to be activated, the resin at one of said two zones requires an insolation dose different from the exposure dose necessary to activate the resin at the level of the other of said two zones and the exposure dose provided by the exposure step is determined so as to be large enough to activate the resin at only one of said two zones.
Ainsi, on détermine les épaisseurs de résine et la dose d'insolation apportée par l'étape d'exposition de sorte que la dose d'insolation apportée est comprise entre la dose nécessaire à l'activation de la zone présentant la plus forte absorption et la dose nécessaire à l'activation de la zone présentant la plus faible absorption. Thus, the resin thicknesses and the insolation dose provided by the exposure step are determined so that the insolation dose provided is between the dose required to activate the zone with the highest absorption and the dose required to activate the zone with the lowest absorption.
Ainsi l'invention tire profit de la variation de l'absorption du film de résine en fonction de l'épaisseur de ce film. Cette variation d'absorption, habituellement considérée comme un sérieux inconvénient, est utilisée dans le cadre de l'invention pour activer sélectivement la résine au niveau du motif ou de la zone qui l'entoure.  Thus the invention takes advantage of the variation of the absorption of the resin film as a function of the thickness of this film. This absorption variation, usually considered as a serious disadvantage, is used in the context of the invention to selectively activate the resin at the level of the pattern or the area that surrounds it.
En utilisant une résine positive, il est alors par exemple possible d'activer la résine uniquement au niveau du motif pour éliminer le résidu après développement de la résine. De même, en utilisant une résine négative il est alors possible d'activer la résine uniquement en dehors du motif pour éliminer le résidu après développement de la résine.  By using a positive resin, it is for example possible to activate the resin only at the level of the pattern to remove the residue after development of the resin. Similarly, by using a negative resin it is then possible to activate the resin only outside the pattern to remove the residue after development of the resin.
L'invention permet ainsi d'éliminer la résine dans le fond des motifs de manière particulièrement précise et simple. On peut en effet se passer des étapes habituellement employées de RIE ou de poste gravure mentionnées précédemment.  The invention thus makes it possible to eliminate the resin in the bottom of the patterns in a particularly precise and simple manner. One can indeed do without the usual steps of RIE or post engraving mentioned above.
En outre le procédé de retrait du résidu selon l'invention permet d'obtenir une très bonne résolution des motifs obtenus par nano impression. En effet, les étapes d'insolation et de développement de la résine permettent de conserver la côte des motifs nano imprimés contrairement aux étapes habituellement utilisées pour retirer le résidu qui peuvent altérer les flancs des motifs nano imprimés. En outre ces techniques tendent à dégrader la résine.  In addition, the process for removing the residue according to the invention makes it possible to obtain a very good resolution of the patterns obtained by nanoimprinting. Indeed, the insolation and development stages of the resin make it possible to keep the rib of the nano printed patterns, unlike the steps usually used to remove the residue, which can alter the flanks of the nano-printed patterns. In addition, these techniques tend to degrade the resin.
De manière particulièrement avantageuse, l'invention permet également d'obtenir, après développement de la résine, un motif final inverse de celui obtenu par pressage du moule dans la résine. Ce motif final correspond au relief du moule.  In a particularly advantageous manner, the invention also makes it possible to obtain, after development of the resin, a final pattern that is the reverse of that obtained by pressing the mold in the resin. This final pattern corresponds to the relief of the mold.
En effet, avec une résine positive, en choisissant des épaisseurs de résine telles que la zone adjacente présente une absorption supérieure à celle de la zone fortement emboutie constituant le fond d'un motif, l'exposition permet d'activer uniquement la zone adjacente en la rendant soluble lors du développement. Après développement, la zone adjacente est donc retirée et la résine du fond du motif, qui elle n'a pas absorbé une dose suffisante reste quant à elle en place. On obtient alors une photo inverse des motifs obtenus par impression. De même, avec une résine négative, en choisissant des épaisseurs de résine telles que la zone adjacente présente une absorption inférieure à celle de la zone fortement emboutie constituant le fond du motif, l'exposition permet de réticuler la résine au niveau du fond du motif uniquement. Lors du développement, la zone adjacente est donc retirée et la résine du fond du motif, qui elle n'a pas absorbé une dose suffisante, reste en place. Comme cela sera détaillé par la suite, on peut ainsi obtenir aisément des motifs finaux en saillie correspondant à des reliefs en saillie du moule. Avantageusement, ces motifs en saillie peuvent être étroits et peuvent former par exemple des lignes. In fact, with a positive resin, by choosing resin thicknesses such that the adjacent zone has an absorption greater than that of the strongly embossed zone constituting the background of a pattern, the exposure makes it possible to activate only the adjacent zone by making it soluble during development. After development, the adjacent area is removed and the resin of the bottom of the pattern, which she has not absorbed a sufficient dose remains in place. An inverse photo of the patterns obtained by printing is then obtained. Likewise, with a negative resin, by choosing resin thicknesses such that the adjacent zone has a lower absorption than that of the strongly embossed zone constituting the bottom of the pattern, the exposure makes it possible to crosslink the resin at the bottom of the pattern. only. During development, the adjacent area is removed and the bottom resin pattern, which has not absorbed a sufficient dose, remains in place. As will be detailed later, it is thus possible to easily obtain final patterns in projection corresponding to protrusions protruding from the mold. Advantageously, these protruding patterns may be narrow and may form, for example, lines.
De manière générale dans le cadre de la présente invention, les motifs dans la résine sont en creux ou en saillie. De préférence, ils sont obtenus par nano impression. Les reliefs du moule peuvent également être en creux ou en saillie.  Generally in the context of the present invention, the patterns in the resin are recessed or projecting. Preferably, they are obtained by nano printing. The reliefs of the mold may also be hollow or protruding.
De manière facultative, le procédé selon l'invention comprend en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes :  Optionally, the method according to the invention further comprises at least any of the following characteristics:
on détermine les épaisseurs de résine de sorte que la différence entre la dose nécessaire à l'activation de la zone présentant la plus faible absorption et la dose nécessaire à l'activation de la zone présentant la plus forte absorption soit d'au moins 5mJ/cm2, par exemple de 10mJ/cm2. Ainsi, si pour une résine donnée l'épaisseur de résine d'une zone nécessite une dose de 15 mJ/cm2, on choisira pour la zone adjacente une épaisseur telle que pour cette épaisseur la dose minimale nécessaire à l'activation de la résine soit d'environ 20 mJ/cm2. La dose d'insolation apportée par l'étape d'exposition devra donc être supérieure ou égale à 15 mJ/cm2 et inférieure à 20 mJ/cm2. De préférence, on définit des courbes de contraste pour déterminer ces épaisseurs. the resin thicknesses are determined so that the difference between the dose required to activate the zone with the lowest absorption and the dose required to activate the zone with the highest absorption is at least 5mJ / cm 2 , for example 10mJ / cm 2 . Thus, if for a given resin the resin thickness of a zone requires a dose of 15 mJ / cm 2 , the thickness of the adjacent zone should be such that for this thickness the minimum dose required for the activation of the resin about 20 mJ / cm 2 . The exposure dose provided by the exposure step should therefore be greater than or equal to 15 mJ / cm 2 and less than 20 mJ / cm 2 . Preferably, contrast curves are defined to determine these thicknesses.
De préférence, les zones adjacentes délimitant un même motif formé lors de l'étape de pressage du moule reçoivent la même dose d'insolation.  Preferably, the adjacent zones delimiting the same pattern formed during the pressing step of the mold receive the same dose of insolation.
Avantageusement, l'absorption de la résine en fonction de son épaisseur définit une courbe sensiblement sinusoïdale et dans lequel l'épaisseur de la résine au niveau de l'un parmi ladite zone emboutie ou ladite zone adjacente correspond à un maximum de ladite courbe sinusoïdale et l'épaisseur de la résine au niveau de l'un parmi ladite zone emboutie ou ladite zone adjacente correspond à un minimum de ladite courbe sinusoïdale.  Advantageously, the absorption of the resin as a function of its thickness defines a substantially sinusoidal curve and in which the thickness of the resin at one of said stamped zone or said adjacent zone corresponds to a maximum of said sinusoidal curve and the thickness of the resin at one of said stamped area or said adjacent area corresponds to a minimum of said sinusoidal curve.
Selon un premier mode de réalisation, on obtient un motif final correspondant au relief du moule. Ce motif final est donc l'inverse du motif obtenu par l'étape d'impression. According to a first embodiment, a final pattern corresponding to the relief of the mold is obtained. This final pattern is therefore the inverse of the pattern obtained by the printing step.
Selon une alternative de ce premier mode de réalisation, la résine est une résine photosensible positive, les épaisseurs de la résine au niveau de la zone emboutie et au niveau de ladite zone adjacente sont déterminées de sorte que la résine au niveau de la zone emboutie présente une absorption inférieure à celle de la résine au niveau de ladite zone adjacente et dans lequel la dose d'insolation apportée par l'étape d'exposition est définie de sorte à activer la résine au niveau de ladite zone adjacente et à ne pas activer la résine au niveau de la zone emboutie, de manière à obtenir un motif final inverse du motif d'impression. De préférence, le réglage de l'épaisseur de résine fortement emboutie correspond à minimum sur la courbe d'absorption d'énergie lumineuse, le réglage l'épaisseur de résine peu ou non emboutie correspond à un maximum sur la courbe d'absorption d'énergie lumineuse. According to an alternative of this first embodiment, the resin is a positive photosensitive resin, the thicknesses of the resin at the level of the stamped zone and at the level of said adjacent zone are determined so that the resin at the level of the stamped zone presents a lower absorption than that of the resin at said adjacent zone and wherein the exposure dose provided by the exposure step is set so as to activate the resin at said area adjacent and not to activate the resin at the stamped area, so as to obtain a final pattern reverse the printing pattern. Preferably, the setting of the thickness of strongly pressed resin corresponds to a minimum on the light energy absorption curve, the adjustment of the thickness of the resin with little or no stamping corresponds to a maximum on the absorption curve of luminous energy.
Selon une autre alternative de ce premier mode de réalisation, résine photosensible négative, les épaisseurs de la résine au niveau de la zone emboutie et au niveau de ladite zone adjacente sont déterminées de sorte que la résine au niveau de la zone emboutie présente une absorption supérieure à celle de la résine au niveau de ladite zone adjacente et dans lequel la dose d'insolation apportée par l'étape d'exposition est définie de sorte à activer la résine au niveau de la zone emboutie et à ne pas activer la résine au niveau de ladite zone adjacente, de manière à obtenir un motif final inverse du motif d'impression. Ce motif final correspond également au relief du moule. De préférence, le réglage de l'épaisseur de résine fortement emboutie correspond à maximum sur la courbe d'absorption d'énergie lumineuse, le réglage l'épaisseur de résine peu ou non emboutie correspond à un minimum sur la courbe d'absorption d'énergie lumineuse.  According to another alternative of this first embodiment, the negative photosensitive resin, the thicknesses of the resin at the level of the stamped zone and at the level of said adjacent zone are determined so that the resin at the level of the stamped zone has a higher absorption. to that of the resin at said adjacent area and wherein the exposure dose provided by the exposing step is set so as to activate the resin at the stamped area and not to activate the resin at the of said adjacent area, so as to obtain an inverse final pattern of the printing pattern. This final pattern also corresponds to the relief of the mold. Preferably, the setting of the thickness of strongly pressed resin corresponds to the maximum on the light energy absorption curve, the adjustment of the resin thickness with little or no stamping corresponds to a minimum on the absorption curve of luminous energy.
Ainsi grâce à l'inversion, l'invention permet d'obtenir aisément un motif final en saillie, telle qu'une ligne étroite par exemple. De plus les dimensions de ce motif final en saillie peuvent être très petites et précisément contrôlées. Or, avec les procédés connus de nano impression, l'obtention de motifs en saillie est particulièrement délicate. En effet leur obtention nécessite la présence d'un relief en creux dans le moule et il est très difficile de faire épouser à la résine la forme d'un relief en creux du moule. La présence d'air dans le relief en creux du moule rend l'obtention de motifs en saillie étroits encore plus délicate.  Thus, thanks to the inversion, the invention makes it easy to obtain a final projecting pattern, such as a narrow line for example. In addition, the dimensions of this final projecting pattern can be very small and precisely controlled. However, with the known nano-printing processes, obtaining protruding patterns is particularly delicate. Indeed, their obtaining requires the presence of a recessed relief in the mold and it is very difficult to marry the resin form of a hollow relief of the mold. The presence of air in the hollow relief of the mold makes the obtaining of narrow projecting motifs even more delicate.
Optionnellement, on effectue après développement de la résine une étape additionnelle de gravure pour retirer un résidu de résine demeurant éventuellement sur le substrat au niveau de la zone adjacente après l'étape de développement. Typiquement, ces étapes de post gravure sont des étapes de type RIE ou de etchback.  Optionally, after the development of the resin, an additional etching step is carried out to remove a residue of resin possibly remaining on the substrate at the level of the adjacent zone after the development step. Typically, these post-etch steps are RIE or etchback type steps.
Selon un deuxième mode de réalisation, on élimine le résidu de résine présent dans le fond du motif obtenu par l'étape d'impression. According to a second embodiment, the resin residue present in the background of the pattern obtained by the printing step is removed.
Selon une alternative de ce deuxième mode de réalisation, la résine est une résine photosensible positive, les épaisseurs de la résine au niveau de la zone emboutie et au niveau de ladite zone adjacente sont déterminées de sorte que la résine au niveau de la zone emboutie présente une absorption supérieure à celle de la résine au niveau de ladite zone adjacente et dans lequel la dose d'insolation apportée par l'étape d'exposition est définie de sorte à activer la résine au niveau de la zone emboutie et à ne pas activer la résine au niveau de ladite zone adjacente, de manière à éliminer le résidu de résine au niveau de la zone emboutie, c'est-à-dire typiquement dans le fond du motif d'impression. De préférence, le réglage de l'épaisseur de résine fortement emboutie correspond à un maximum sur la courbe d'absorption d'énergie lumineuse, le réglage l'épaisseur de résine peu ou non emboutie correspond à un minimum sur la courbe d'absorption d'énergie lumineuse. According to an alternative of this second embodiment, the resin is a positive photosensitive resin, the thicknesses of the resin at the level of the stamped zone and at the level of said adjacent zone are determined so that the resin at the level of the stamped zone presents Absorption greater than that of resin at said adjacent area and wherein the exposure dose provided by the exposing step is set to activate the resin at the drawn area and not to activate the resin at said adjacent area so as to remove the resin residue at the stamped area, i.e., typically in the bottom of the printing pattern. Preferably, the setting of the strongly pressed resin thickness corresponds to a maximum on the light energy absorption curve, the adjustment of the resin thickness with little or no stamping corresponds to a minimum on the absorption curve of 'luminous energy.
Selon une autre alternative de ce deuxième mode de réalisation, la résine est une résine photosensible négative, les épaisseurs de la résine au niveau de la zone emboutie et au niveau de ladite zone adjacente sont déterminées de sorte que la résine au niveau de la zone emboutie présente une absorption inférieure à celle de la résine au niveau de ladite zone adjacente et dans lequel la dose d'insolation apportée par l'étape d'exposition est définie de sorte à activer la résine au niveau de ladite zone adjacente et à ne pas activer la résine au niveau de la zone emboutie, de manière à éliminer le résidu de résine au niveau de la zone emboutie, c'est-à-dire typiquement dans le fond du motif d'impression. De préférence, le réglage de l'épaisseur de résine fortement emboutie correspond à minimum sur la courbe d'absorption d'énergie lumineuse, le réglage l'épaisseur de résine peu ou non emboutie correspond à un maximum sur la courbe d'absorption d'énergie lumineuse.  According to another alternative of this second embodiment, the resin is a negative photosensitive resin, the thicknesses of the resin at the level of the stamped zone and at the level of said adjacent zone are determined so that the resin at the level of the stamped zone has a lower absorption than that of the resin at said adjacent area and wherein the exposure dose provided by the exposing step is set to activate the resin at said adjacent area and not to activate the resin at the stamped area, so as to remove the resin residue at the stamped area, i.e. typically in the bottom of the printing pattern. Preferably, the setting of the thickness of strongly pressed resin corresponds to a minimum on the light energy absorption curve, the adjustment of the thickness of the resin with little or no stamping corresponds to a maximum on the absorption curve of luminous energy.
On obtient des taux d'ouverture opposés ou significativement différents pour deux zones d'une même plaque.  Opposite or significantly different opening rates are obtained for two areas of the same plate.
Dans un premier mode de réalisation, on obtient après l'étape de pressage une pluralité de motifs d'impression présentant des épaisseurs différentes, au moins l'une de ces épaisseurs correspond à un maximum d'absorption, et au moins une autre de ces épaisseurs correspond à un minimum d'absorption. De manière plus générale, ces épaisseurs correspondent à des niveaux différents d'absorption. Ainsi en exposant l'ensemble de la résine, on peut à la fois faire disparaître des résidus de résine situés dans le fond de motifs d'impression et à la fois obtenir une image inverse d'autres motifs d'impression.  In a first embodiment, after the pressing step, a plurality of printing patterns having different thicknesses are obtained, at least one of these thicknesses corresponds to an absorption maximum, and at least one other of these thicknesses corresponds to a minimum of absorption. More generally, these thicknesses correspond to different levels of absorption. Thus, by exposing all of the resin, both resin residues in the background of printing patterns can be removed and both an inverse image of other printing patterns can be obtained.
Avantageusement, on effectue une exposition pleine plaque.  Advantageously, a full plate exposure is performed.
Pour obtenir après l'étape de pressage des motifs d'impression présentant des épaisseurs variables on peut prévoir que le moule présente des reliefs en saillie de hauteurs différentes.  To obtain, after the pressing step, printing patterns having variable thicknesses, it is possible for the mold to have protruding reliefs of different heights.
L'invention n'est pas limitée à une étape unique de pressage pour obtenir des zones de résine d'épaisseur différente sur un même substrat. Avantageusement, le procédé comprend également une étape de retrait du moule après l'étape de pressage. De préférence, l'exposition est effectuée après retrait du moule. Dans une variante de réalisation de l'invention, elle peut être réalisée avant retrait du moule, ce dernier étant alors configuré pour laisser passer, en partie au moi ns, la dose d' insolation. Dans cette variante, le moule est de préférence sensiblement transparent. The invention is not limited to a single pressing step to obtain resin zones of different thickness on the same substrate. Advantageously, the method also comprises a step of removing the mold after the pressing step. Preferably, the exposure is performed after removal of the mold. In an alternative embodiment of the invention, it can be performed before removal of the mold, the latter then being configured to pass, partly to the self, the insolation dose. In this variant, the mold is preferably substantially transparent.
Dans un autre mode de réalisation, alternatif ou combiné au premier mode de réalisation, on insole des portions de résine avec des doses d'insolation différentes. L'exposition est ainsi effectuée de manière non homogène sur l'ensemble de la plaque. Ces différences d'exposition peuvent être obtenues à l'aide d'un masque bloquant en partie l'exposition.  In another embodiment, alternative or combined with the first embodiment, resin portions are insulated with different insolation doses. The exposure is thus carried out in a non-homogeneous manner over the entire plate. These differences in exposure can be obtained using a mask blocking part of the exposure.
De préférence, on insole au moins un premier motif présentant une première dimension avec une première dose d'insolation. Ladite dimension est prise selon une direction normale à l'épaisseur de la résine est correspond typiquement à la largeur d'une tranchée ou d'une marche formée dans la résine. On insole au moins un deuxième motif présentant une deuxième dimension inférieure à ladite première dimension avec une deuxième dose d'insolation supérieure à ladite première dose d'insolation. Plus précisément, effectue l'étape d'exposition de sorte que la première dose d'insolation est suffisante pour activer l'une seulement parmi la zone emboutie ou la zone moins ou non emboutie du premier motif et de sorte que la deuxième dose d'insolation est insuffisante pour activer le deuxième motif mais est suffisante pour activer la zone bordant le deuxième motif. Le deuxième motif peut être une tranchée, auquel cas les zones bordant le motif sont des zones présentant une plus forte épaisseur de résine. Le deuxième motif peut également être une saillie, auquel cas les zones bordant le motif sont des zones présentant une plus faible épaisseur de résine. Selon une alternative à ce mode de réalisation, au cours de l'étape d'exposition toute la résine est exposée à la dose d'insolation. L'invention permet ainsi une exposition pleine plaque, particulièrement avantageuse en terme de coût de rapidité. - La dose d'insolation est apportée par une source de lumière cohérente qui permet de générer des phénomènes d'interférence dans le film de résine. Cela permet de générer le différentiel d'absorption que l'invention met à profit.  Preferably, at least one first unit having a first dimension is insulted with a first dose of insolation. Said dimension is taken in a direction normal to the thickness of the resin is typically corresponds to the width of a trench or step formed in the resin. At least one second unit having a second dimension smaller than said first dimension is insulted with a second dose of insolation greater than said first dose of insolation. Specifically, performs the exposure step so that the first dose of insolation is sufficient to activate only one of the swaged area or the less or unsworn area of the first pattern and so the second dose of Insolation is insufficient to activate the second pattern but is sufficient to activate the area bordering the second pattern. The second pattern may be a trench, in which case the areas bordering the pattern are areas with a greater thickness of resin. The second pattern may also be a projection, in which case the areas bordering the pattern are areas having a lower resin thickness. According to an alternative to this embodiment, during the exposure step all the resin is exposed to the insolation dose. The invention thus allows a full plate exposure, particularly advantageous in terms of cost of speed. The insolation dose is provided by a coherent light source which makes it possible to generate interference phenomena in the resin film. This makes it possible to generate the absorption differential that the invention makes use of.
De préférence, l'étape d'exposition fait intervenir successivement plusieurs sources de lumière présentant des longueurs d'onde différentes de sorte à accroître le différentiel d'absorption. De préférence, lors de l'étape de préparation on prévoit une étape au cours de laquelle la résine photosensible est déposée sur une couche ou un substrat permettant d'amplifier les variations d'absorption de la résine en fonction de son épaisseur. Typiquement ladite couche ou ledit substrat sont pris parmi les matériaux suivants SiC, Ge, Ag, W, AlSi. De manière alternative, pour atteindre ce même objectif d'amplification des variations d'absorption, on peut prévoir un substrat en silicium. Preferably, the exposure step successively involves several light sources having different wavelengths so as to increase the absorption differential. Preferably, during the preparation step, a step is provided during which the photosensitive resin is deposited on a layer or a substrate making it possible to amplify the absorption variations of the resin as a function of its thickness. Typically said layer or said substrate is taken from the following materials SiC, Ge, Ag, W, AlSi. Alternatively, to achieve the same objective of amplification of absorption variations, a silicon substrate can be provided.
L'invention a également pour objet un ensemble multicouches comprenant un substrat recouvert d'une couche de résine photosensible, la résine présentant au moins un motif, délimité au moins en partie par deux zones dont une zone emboutie et une zone adjacente à ladite zone emboutie. L'épaisseur de chacune des deux zones correspond à un maximum ou à un minimum d'une courbe d'absorption de ladite résine en fonction de son épaisseur. The subject of the invention is also a multilayer assembly comprising a substrate coated with a layer of photosensitive resin, the resin having at least one pattern delimited at least in part by two zones including a stamped zone and an area adjacent to said stamped zone. . The thickness of each of the two zones corresponds to a maximum or a minimum of an absorption curve of said resin as a function of its thickness.
De manière plus générale, l'épaisseur de chacune des deux zones correspond à des seuils d'activation distants d'au moins 5mJ/cm2. Ainsi, la dose minimale pour activer l'une des zones est inférieure d'au moins 5mJ/cm2 à la dose minimale pour activer l'autre des zones, par exemple inférieure de 10mJ/cm2 . More generally, the thickness of each of the two zones corresponds to activation thresholds at least 5mJ / cm 2 apart. Thus, the minimum dose to activate one of the zones is at least 5mJ / cm 2 lower than the minimum dose to activate the other zone, for example less than 10mJ / cm 2 .
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels :  Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly from the detailed description given below as an indication in relation to drawings in which:
La FIGURE 1 illustre les étapes d'un exemple de procédé de lithographie par impression nanométrique selon l'invention.  FIG. 1 illustrates the steps of an exemplary nanoscale lithography process according to the invention.
La FIGURE 2 illustre la dépendance des paramètres d'insolation vis-à-vis de l'épaisseur de la couche de résine déposée.  FIGURE 2 illustrates the dependence of insolation parameters on the thickness of the deposited resin layer.
La FIGURE 3 illustre avec des exemples le comportement des résines photosensibles en fonction de paramètres incluant la dose d'insolation reçue et la taille des motifs insolés.  FIG. 3 illustrates with examples the behavior of the photosensitive resins as a function of parameters including the dose of insolation received and the size of the exposed patterns.
La FIGURE 4 décrit quatre variantes pour mettre en œuvre l'invention, avec une résine positive et négative, et en faisant correspondre les deux épaisseurs de résines obtenues après impression à des niveaux différents d'absorption de l'énergie d'insolation, typiquement soit à un maximum soit à un minimum d'absorption. La FIGURE 5 illustre l'influence du substrat ou du matériau situé sous la couche de résine pour la mise en œuvre de l'invention. FIG. 4 describes four variants for implementing the invention, with a positive and negative resin, and by matching the two thicknesses of resins obtained after printing to different levels of absorption of the insolation energy, typically either at a maximum or at a minimum of absorption. FIGURE 5 illustrates the influence of the substrate or the material located under the resin layer for the implementation of the invention.
La FIGURE 6 illustre des zones différentes de lithographie, celles où des tranchées étroites doivent être ouvertes dans la résine, et d'autres où il ne devra rester au contraire que des lignes étroites.  FIGURE 6 illustrates different zones of lithography, those where narrow trenches must be opened in the resin, and others where only narrow lines will remain.
La FIGURE 7 décrit un exemple d'application de l'invention où l'on emploie un moule à topographie variable, c'est-à-dire présentant des reliefs de hauteurs variables.  FIG. 7 describes an example of application of the invention in which a variable topography mold is used, that is to say having reliefs of variable heights.
La FIGURE 8 décrit un autre exemple d'application de l'invention où l'on fait varier la dose en fonction du type de motifs de la zone à insoler.  FIG. 8 describes another example of application of the invention in which the dose is varied as a function of the type of patterns of the zone to be irradiated.
La FIGURE 9 illustre un exemple d'empilement de couches modélisé pour déterminer les courbes d'absorption de la résine en fonction de son épaisseur.  FIG. 9 illustrates an example of a stack of layers modeled to determine the absorption curves of the resin as a function of its thickness.
La FIGURE 10 illustre une courbe d'absorption d'une couche de résine en fonction de son épaisseur.  FIGURE 10 illustrates an absorption curve of a resin layer as a function of its thickness.
Les figures 11 a 11 e illustrent un exemple de procédé selon l'invention permettant d'effectuer une inversion de motifs.  Figures 11 to 11 e illustrate an example of a method according to the invention for performing a pattern reversal.
Les FIGURES 12a et 12b sont des exemples de courbes permettant de déterminer le contraste d'une résine négative et positive respectivement.  FIGURES 12a and 12b are examples of curves for determining the contrast of a negative and a positive resin respectively.
Les dessins joints sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l'invention.  The accompanying drawings are given by way of example and are not limiting of the invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION  DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
La figure 1 , qui comprend les figures 1 a à 1 e', illustre les étapes du procédé amélioré de lithographie par impression nanométrique de l'invention.  Figure 1, which includes Figures 1a to 1e, illustrates the steps of the improved nanoscale lithography printing method of the invention.
Sur le substrat 1 10 où, en surface, on désire reproduire et graver des motifs qui contribueront à la réalisation d'un dispositif en cours de fabrication, on vient déposer une couche d'une résine photosensible 120, par exemple du type de celles utilisées d'une façon standard par l'industrie de la microélectronique pour la lithographie optique. L'invention ne fait aucune hypothèse sur le type de substrat à partir duquel le procédé de l'invention est mis en œuvre. En particulier, le substrat peut par exemple déjà comporter en surface de nombreuses couches (non représentées) dans lesquelles des motifs pourront déjà avoir été préalablement définis, avec le procédé de l'invention, où par d'autres moyens notamment à l'aide de la lithographie optique classique ou par lithographie électronique.  On the substrate 1 10 where, on the surface, it is desired to reproduce and etch patterns which will contribute to the production of a device during manufacture, a layer of a photoresist 120, for example of the type used, is deposited. in a standard way by the microelectronics industry for optical lithography. The invention makes no assumption about the type of substrate from which the method of the invention is implemented. In particular, the substrate may for example already have on the surface numerous layers (not shown) in which patterns may already have been previously defined, with the method of the invention, or by other means, in particular with the aid of classical optical lithography or by electronic lithography.
Comme montré sur la figure 1a, la première étape 101 consiste donc à déposer en surface une couche de résine de préférence contrôlée en épaisseur. Le dépôt peut se faire par tout moyen standard mis en œuvre par l'industrie de la microélectronique. Le plus souvent, dans ce cas, par centrifugation, méthode souvent désignée sous son vocable anglais de « spin-coating ». L'épaisseur de la couche déposée se contrôle en ajustant la vitesse de rotation en fonction de la viscosité de la résine. Après étalement, la résine subit en général un traitement thermique pour évacuer les résidus de solvant et stabiliser mécaniquement la résine. Ce traitement peut par exemple être du type habituellement désigné par son vocable anglais soft bake pour cuisson douce. As shown in FIG. 1a, the first step 101 therefore consists in depositing on the surface a layer of resin preferably controlled in thickness. The deposit can be done by any standard means implemented by the microelectronics industry. Most often, in this case, by centrifugation, method often designated by its English term "spin-coating". The thickness of the deposited layer is controlled by adjusting the speed of rotation as a function of the viscosity of the resin. After spreading, the resin generally undergoes a heat treatment to evacuate the solvent residues and mechanically stabilize the resin. This treatment may for example be of the type usually designated by its English word soft bake for soft cooking.
Comme montré sur la figure 1 b, l'étape suivante 102 consiste à presser dans la résine un moule 130 présentant des reliefs 132. Le pressage du moule 130 fait pénétrer les reliefs 132 dans la résine 120 ce qui permet de transférer ces reliefs 132 pour former dans la résine des motifs nano imprimés. Avantageusement, le moule peut s'appliquer sur toute la surface du substrat et peut donc reproduire tous les motifs de tous les dispositifs produits simultanément sur une plaque faite par exemple d'un matériau semi-conducteur. Typiquement, la plaque est en silicium. Elle peut être de très grande dimension, par exemple plusieurs dizaines de centimètres, au regard des motifs de tailles nanométriques à reproduire. Par simplicité, sans que cela ne gène en rien la compréhension du procédé de l'invention, un seul de ces reliefs en saillie 132 est représenté alors qu'un très grand nombre, typiquement des centaines de milliers, pourront en réalité avoir été façonnés sur la surface inférieure du moule. Le moule peut être réalisé dans un matériau opaque, transparent ou partiellement transparent.  As shown in FIG. 1b, the following step 102 consists in pressing into the resin a mold 130 having reliefs 132. The pressing of the mold 130 causes the reliefs 132 to penetrate into the resin 120, which makes it possible to transfer these reliefs 132 to forming nano-printed patterns in the resin. Advantageously, the mold can be applied over the entire surface of the substrate and can therefore reproduce all the patterns of all devices produced simultaneously on a plate made for example of a semiconductor material. Typically, the plate is silicon. It can be of very large size, for example several tens of centimeters, with regard to patterns of nanometric sizes to reproduce. For simplicity, without in any way impeding the understanding of the method of the invention, only one of these protruding reliefs 132 is represented while a very large number, typically hundreds of thousands, may actually have been shaped on the bottom surface of the mold. The mold can be made of an opaque material, transparent or partially transparent.
Comme on le verra par la suite la hauteur 131 des reliefs 132 en saillie du moule et/ou l'épaisseur 121 de la couche de résine déposée sont des paramètres importants pour contrôler la mise en œuvre du procédé de l'invention.  As will be seen later the height 131 of the protrusions 132 projecting from the mold and / or the thickness 121 of the deposited resin layer are important parameters for controlling the implementation of the method of the invention.
Dans la présente demande, on désigne par hauteur des reliefs ou épaisseur e efj e0, ei; e2, e3j de résine 120, des dimensions prises selon des directions sensiblement perpendiculaires au plan principal du substrat et/ou sensiblement parallèles à la direction de pénétration du moule 130 dans la résine 120. In the present application, relief height or thickness ee fj e 0 , e i; e 2 , e 3j resin 120, dimensions taken in directions substantially perpendicular to the main plane of the substrate and / or substantially parallel to the direction of penetration of the mold 130 in the resin 120.
De préférence, pendant que le moule 130 est pressé dans la résine 120, et reste en place, le substrat 1 10, qui repose sur un support (non représenté), est chauffé pour faciliter l'impression en rendant la résine plus malléable : on utilise pour cela une température autour de la tem pérature de transition vitreuse de la rési ne. La température de chauffe doit être telle qu'elle n'altère en rien les qualités photosensibles de la résine util isée. En particulier, dans le cas d'une résine dite positive, la température de chauffe doit rester en dessous de la température dite de déprotection de celle-ci. Dans le cas d'une résine dite négative la température de chauffe doit rester en dessous de la température de réticulation. Selon les cas, résines positives et négatives sont en effet couramment utilisées en lithographie afin que les parties exposées à la lumière deviennent, respectivement, solubles ou insolubles après insolation, permettant de reproduire les motifs des masques où leurs négatifs. Preferably, while the mold 130 is pressed into the resin 120, and remains in place, the substrate 1 10, which rests on a support (not shown), is heated to facilitate printing by making the resin more malleable: for this purpose uses a temperature around the glass transition temperature of the resin. The heating temperature must be such that it does not affect the photosensitive qualities of the resin used. In particular, in the case of a so-called positive resin, the heating temperature must remain below the so-called deprotection temperature of the latter. In the case of a so-called negative resin, the heating temperature must remain below the crosslinking temperature. Depending on the case, positive and negative resins are indeed commonly used in lithography so that the parts Exposed to light become, respectively, soluble or insoluble after insolation, allowing to reproduce the patterns of the masks where their negatives.
À l'étape suivante 103, comme montré sur la figure 1 c, on peut alors procéder au retrait du moule 130. Les motifs 127 imprimés restent en place dans la couche de résine 120.  In the following step 103, as shown in FIG. 1c, the mold 130 can then be removed. The printed patterns 127 remain in place in the resin layer 120.
L'étape suivante 104 est illustrée par la figure 1 d. On procède alors à une insolation de la résine imprimée 120. De préférence, cette insolation est effectuée sur l'ensemble de la surface de la résine. Cette insolation pleine plaque permet de simplifier et d'accélérer le procédé d'obtention des motifs. Selon une variante, on insole une portion seulement de la résine. Cette exposition localisée peut être obtenue à l'aide d'un masque occultant en partie l'insolation de la résine. L'insolation apportée à la résine, au moins au niveau de certains des motifs est référencée 140 sur la figure 1 d. Il apparaît clairement sur cette figure que les zones adjacentes 128, 129 délimitant un motif 127 reçoivent la même dose d'insolation au cours de l'étape d'exposition.  The next step 104 is illustrated in Figure 1d. An insolation of the printed resin 120 is then carried out. Preferably, this insolation is carried out on the entire surface of the resin. This full plate insolation simplifies and speeds up the patterning process. According to one variant, only a portion of the resin is insoluble. This localized exposure can be obtained using a mask partially obscuring the insolation of the resin. The insolation provided to the resin, at least at some of the patterns is referenced 140 in Figure 1 d. It is clear from this figure that the adjacent zones 128, 129 delimiting a pattern 127 receive the same dose of insolation during the exposure step.
L'invention repose sur l'observation que le comportement de la résine peut être très différent à l'issue de la phase d'insolation en fonction de son épaisseur. Le comportement après insolation dépend de la dose d'insolation absorbée. Or, la dose absorbée dépend de la faculté d'absorption de la résine qui elle-même dépend de l'épaisseur de la résine. Pour un motif donné, deux épaisseurs sont à considérer. Celle de la rési ne qui a été significativement emboutie par le moule. Cette zone 129 correspond aux reliefs 132 en saillie du moule 130, c'est-à-dire : er 124 ; et l'épaisseur plus importante de la résine, là où elle n'a que peu ou pas été emboutie par les reliefs 132 du moule 130. Cette zone 128 correspond aux creux généré par le relief 132 du moule 130. Cette zone 128 est désignée par la suite zone adjacente 128 au motif. Son épaisseur est référencée : ef 122 en figure 1 d. The invention is based on the observation that the behavior of the resin can be very different at the end of the insolation phase depending on its thickness. The behavior after insolation depends on the insolation dose absorbed. However, the absorbed dose depends on the absorption capacity of the resin which itself depends on the thickness of the resin. For a given reason, two thicknesses are to be considered. That of the resin which has been significantly stamped by the mold. This area 129 corresponds to the relief 132 projecting from the mold 130, that is to say, r e 124; and the greater thickness of the resin, where it has only little or not been stamped by the reliefs 132 of the mold 130. This zone 128 corresponds to the hollows generated by the relief 132 of the mold 130. This zone 128 is designated subsequently adjacent area 128 to the pattern. Its thickness is referenced: e f 122 in FIG.
Ainsi, si un moule présente des reliefs en escalier, une première zone adjacente à une zone emboutie peut elle-même constituer une zone emboutie délimitée par une deuxième zone adjacente moins ou non emboutie que la première. Tel est le cas des reliefs 52 et 54 illustrés en figure 5 et décrits par la suite.  Thus, if a mold has stepped reliefs, a first zone adjacent to a stamped zone may itself constitute a stamped zone delimited by a second adjacent zone that is less or not embossed than the first. This is the case of the reliefs 52 and 54 illustrated in FIG. 5 and described later.
Dans la présente i nvention, on parlera de zone em boutie, déformée, compressée ou comprimée et de zone moins ou non emboutie, déformée, compressée ou comprimée afin de caractériser la (ou les) différence d'épaisseur induite par la pénétration du moule dans la résine. Cette pénétration du moule dans la résine génère au moins deux zones adjacentes, l'une présentant une épaisseur supérieure à celle de l'autre zone. Ainsi, la présente invention couvre aussi bien les déformations élastiques qu'inélastiques de la résine, c'est-à-dire les déformations avec ou sans compression significative de la résine. In the present invention, it will be described as an em area, deformed, compressed or compressed zone and less or not stamped, deformed, compressed or compressed to characterize the (or) difference in thickness induced by the penetration of the mold into resin. This penetration of the mold in the resin generates at least two adjacent zones, one having a thickness greater than that of the other zone. Thus, the present invention covers both elastic deformations inelastic resin, that is to say, the deformations with or without significant compression of the resin.
Dans le cas où la zone adjacente n'est pas emboutie par le moule, son épaisseur correspond sensiblement à l'épaisseur de résine déposée lors de la première étape 101. Si la surface totale des reliefs est importante il peut y avoir un reflux significatif de la résine dans les zones peu embouties et donc une augmentation de l'épaisseur de résine initialement déposée. Les épaisseurs doivent être choisies en conséquence, en fonction de la densité et la taille des motifs. Des essais préliminaires seront avantageusement réalisés pour déterminer les épaisseurs effectives après pressage qui sont celles qui importent pour le choix des doses.  In the case where the adjacent zone is not stamped by the mold, its thickness substantially corresponds to the resin thickness deposited during the first step 101. If the total surface of the reliefs is large, there can be a significant reflux of the resin in the poorly stamped areas and therefore an increase in the initially deposited resin thickness. The thicknesses should be chosen accordingly, depending on the density and size of the patterns. Preliminary tests will advantageously be carried out to determine the effective thicknesses after pressing which are those which are important for the choice of doses.
Comme on le verra en détail dans la description et les figures qui suivent, la dose d'insolation apportée lors de la phase d'insolation peut être telle, en ajustant les épaisseurs ef et er, que les parties plus épaisses restent ou deviennent effectivement solubles lors de phase de développement alors que, respectivement, les parties comprimées deviennent ou restent insolubles en fonction du type de résine utilisée, c'est-à-dire négative ou positive. As will be seen in detail in the description and the figures which follow, the insolation dose provided during the exposure phase may be such, by adjusting the thicknesses e f and e r , that the thicker parts remain or become effectively soluble during development phase whereas, respectively, the compressed parts become or remain insoluble depending on the type of resin used, that is to say negative or positive.
Ceci permet d'obtenir avec le procédé de l'invention, par exemple, le résultat illustré sur la figure 1e ou 1 e' à l'issue de l'étape 105 de développement de la résine après insolation. Dans le cas illustré en figure 1e, le résidu de résine situé dans le fond d u m otif 1 27 absorbe une dose d' i nsolation qu i provoque son retrait après développement alors que la résine adjacente 128 au motif 127 reste en place.  This makes it possible to obtain with the method of the invention, for example, the result illustrated in FIG. 1e or 1e 'at the end of step 105 of developing the resin after exposure. In the case illustrated in FIG. 1e, the resin residue located in the bottom of a matrix 27 absorbs an insolation dose which causes it to shrink after development while the resin adjacent to pattern 127 remains in place.
Dans le cas illustré en figure 1 e', on obtient un transfert dans la résine des motifs 126 qui correspondent aux reliefs 132 du moule alors que c'est le résultat inverse qui est obtenu avec le procédé standard où l'étape de gravure RIE mentionnée dans le chapitre sur l'état de la technique fait au contraire disparaître la résine qui a été emboutie, là où elle est donc la moins épaisse 124.  In the case illustrated in FIG. 1 e ', a transfer is obtained in the resin of the patterns 126 which correspond to the reliefs 132 of the mold, whereas it is the opposite result which is obtained with the standard method where the said RIE etching step in the chapter on the state of the art instead makes the resin that has been stamped, where it is the least thick 124.
Ainsi en effectuant une l'inversion on peut aisément obtenir un motif final en saillie. De plus, les dimensions de ce motif final en saillie peuvent être très petites et précisément contrôlées. Or, avec les procédés connus de nano impression, l'obtention de motifs en saillie est particulièrement délicate.  Thus, by performing an inversion, it is easy to obtain a final projecting pattern. In addition, the dimensions of this final projecting pattern can be very small and precisely controlled. However, with the known nano-printing processes, obtaining protruding patterns is particularly delicate.
La figure 2, qui est composée des figures 2a et 2b, illustre la dépendance mentionnée ci-dessus des paramètres d'insolation vis-à-vis de l'épaisseur de la couche de résine déposée.  Figure 2, which is comprised of Figures 2a and 2b, illustrates the above-mentioned dependence of the insolation parameters on the thickness of the deposited resin layer.
La couche de résine 120 déposée constitue, avec le substrat 110 sous jacent, un système optique semi transparent et semi réfléchissant du type interféromètre de Fabry-Pérot. Le comportement de la couche pour l'opération d'insolation est alors dépendant de son épaisseur. En effet, les phénomènes d'interférence qui apparaissent dans le film de résine entraînent une variation de l'énergie absorbée par celui-ci. De ce fait, la dose optimale d'insolation, qui permet de transformer la structure chimique de la résine afin qu'elle devienne soluble ou insoluble pour la phase de développement qui suit, varie en fonction de son épaisseur. Le diagramme 210 est un exemple de données caractéristiques déterminées expérimentalement qui montre cette dépendance. Il s'agit dans cet exemple d'une résine négative dont la référence commerciale est indiquée 212. En ordonnée, on trouve la dose d'insolation nécessaire à la transformation chimique de la résine exposée. Dans le cas d'une résine négative, cette dose énergétique, exprimée ici en milli joules par centimètre carré, provoque sa réticulation afin qu'elle devienne insoluble. La dose optimale pour obtenir ce résultat est le plus souvent désignée par le vocable anglais de « dose-to-size » 214, c'est-à- dire dose optimale qui permet d'obtenir après développement la taille nominale des motifs exposés. La courbe 218 montre la dépendance de la dose optimale en fonction de l'épaisseur 216 de la résine. Cette courbe qui est cyclique, typiquement sinusoïdale, présente une série de minima et de maxima dont la période de répétition dépend de la longueur d'onde de la source de lumière cohérente utilisée, 248 nm dans ce cas. Les motifs insolés sont des carrés de 9 mm de côté. The deposited resin layer 120, together with the underlying substrate 110, constitutes a semi-transparent and semi-reflective optical system of the Fabry-Perot interferometer type. The behavior of the layer for the insolation operation is then depending on its thickness. Indeed, the interference phenomena that appear in the resin film cause a variation in the energy absorbed by it. As a result, the optimal insolation dose, which makes it possible to transform the chemical structure of the resin so that it becomes soluble or insoluble for the subsequent development phase, varies according to its thickness. Diagram 210 is an example of experimentally determined characteristic data that shows this dependency. It is in this example a negative resin whose commercial reference is indicated 212. On the ordinate, we find the exposure dose necessary for the chemical transformation of the exposed resin. In the case of a negative resin, this energy dose, expressed here in milli joules per square centimeter, causes its crosslinking so that it becomes insoluble. The optimum dose for obtaining this result is most often designated by the English word "dose-to-size" 214, that is to say optimal dose that allows to obtain after development the nominal size of the exposed patterns. Curve 218 shows the dependence of the optimal dose as a function of the thickness 216 of the resin. This curve which is cyclic, typically sinusoidal, has a series of minima and maxima whose repetition period depends on the wavelength of the coherent light source used, 248 nm in this case. The insolated patterns are 9 mm squares.
Ce phénomène de variation de l'absorption d'un film de résine peut aussi se calculer en utilisant le modèle de rinterféromètre de Fabry-Pérot déjà mentionné ci- dessus. Le diagramme 220 montre le résultat d'une simulation de l'absorption 222, normalisée dans un intervalle 0-1 , d'un film de résine en fonction de son épaisseur 224 à partir des données optiques de la résine fournies par le fabricant. Cette simulation a été effectuée dans des conditions similaires à celles du diagramme 210 ce qui permet de comparer la courbe expérimentale 218 et la courbe calculée 226 et de constater, par exemple pour une épaisseur de 200 nm, que le minimum d'absorption de la courbe 226 correspond bien sur la courbe 218 à un maximum de dose de réticulation à apporter à la résine pour obtenir son activation. En effet, plus l'absorption est faible plus il faut augmenter la dose d'insolation pour obtenir le même résultat. Il est donc attendu qu'un minimum d'absorption corresponde à un maximum de la « dose-to-size » à appliquer.  This phenomenon of variation of the absorption of a resin film can also be calculated using the Fabry-Perot interferometer model already mentioned above. Diagram 220 shows the result of a simulation of the normalized 0-1 absorption 222 of a resin film based on its thickness 224 from the resin optical data provided by the manufacturer. This simulation was carried out under conditions similar to those of the diagram 210 which makes it possible to compare the experimental curve 218 and the calculated curve 226 and to note, for example for a thickness of 200 nm, that the minimum of absorption of the curve 226 corresponds well on the curve 218 to a maximum of crosslinking dose to bring to the resin to obtain its activation. Indeed, the lower the absorption, the higher the insolation dose to obtain the same result. It is therefore expected that a minimum of absorption corresponds to a maximum of the "dose-to-size" to be applied.
Cette variation importante de la dose optimale à appliquer en fonction de l'épaisseur de résine déposée est unanimement considérée comme un sérieux inconvénient par l'homme du métier. Pour pallier ce problème, on a souvent recours au dépôt de couches supplémentaires (comme celles dites BARC de l'anglais « bottom anti reflective coating » pour revêtement anti-réflectif situé sous la résine) pour empêcher ou minimiser toute réflexion du substrat en déposant sur celui-ci, préalablement à la couche de résine ; cette couche ne réfléchira pas la lumière incidente et atténue l'amplitude des sinusoïdes 218. De nombreuses autres techniques comme le dépôt d'un revêtement anti-réflectif de surface usuellement désigné « top anti reflective coating » ont été développés pour réduire les conséquences indésirables de la variation d'absorption. This significant variation in the optimum dose to be applied depending on the thickness of resin deposited is unanimously considered as a serious drawback by the skilled person. To overcome this problem, it is often resorted to the deposition of additional layers (such as those called BARC of the English "bottom anti reflective coating" for anti-reflective coating located under the resin) for prevent or minimize any reflection of the substrate by depositing thereon, prior to the resin layer; this layer will not reflect the incident light and attenuate the amplitude of the sinusoids 218. Many other techniques such as the deposition of an anti-reflective surface coating usually referred to as "top anti reflective coating" have been developed to reduce the undesirable consequences of the absorption variation.
L'invention tire au contraire avantage de ce phénomène pour proposer le procédé décrit en figure 1 , procédé qui peut se mettre en œuvre de quatre façons différentes comme expliqué dans la figure 4 ci-après.  On the contrary, the invention takes advantage of this phenomenon to propose the method described in FIG. 1, a method that can be implemented in four different ways as explained in FIG. 4 below.
Préalablement à cette description, les figures 3a et 3b donnent des précisons supplémentaires sur le comportement des résines photosensibles en fonction de paramètres tels que l'épaisseur de la résine déposée, la dose d'insolation reçue et la taille des motifs insolés et qui sont utiles à la compréhension du procédé de l'invention.  Prior to this description, FIGS. 3a and 3b give additional details on the behavior of the photosensitive resins as a function of parameters such as the thickness of the resin deposited, the dose of insolation received and the size of the exposed patterns and which are useful. to the understanding of the process of the invention.
Le diagramme 230 montre un exemple de détermination expérimentale d'une fenêtre de doses 232 qui produit des résultats inverses après insolation selon l'épaisseur de résine considérée. On constate par exemple sur ses courbes, dites courbes de contraste, qu'une dose de 15 mJ/cm2, située au milieu de la fenêtre 232, conviendra pour activer sélectivement la résine négative considérée (NEB22A2), si elle présente une épaisseur de 172 nm ou de 235 nm 234, épaisseurs pour lesquelles l'absorption est forte. Par contre elle n'activera pas des épaisseurs de 208 nm ou de 270 nm 236, épaisseurs pour lesquelles l'absorption est faible. Toute la gamme de doses comprise dans la fenêtre 232 est susceptible de convenir. Dans cet exemple les courbes sont établies pour des motifs carrés de 9 mm de côté. Diagram 230 shows an example of an experimental determination of a dose window 232 which produces inverse results after exposure according to the resin thickness considered. It can be seen for example on its curves, called contrast curves, that a dose of 15 mJ / cm 2 , situated in the middle of the window 232, will be suitable for selectively activating the negative resin in question (NEB22A2), if it has a thickness of 172 nm or 235 nm 234, thicknesses for which the absorption is strong. On the other hand, it will not activate thicknesses of 208 nm or 270 nm 236, thicknesses for which absorption is low. The entire range of doses included in the window 232 is likely to be suitable. In this example the curves are established for square patterns of 9 mm side.
Un autre paramètre très important qui conditionne le choix des doses à appliquer concerne la dimension des motifs. Le diagramme 240 représente en ordonnée l'évolution de la dose nécessaire à l'activation de la résine, habituellement désignée par son vocable anglais « dose to size », exprimée en milli joules par cm2 en fonction de la dimension des motifs insolés exprimée en microns, c'est-à-dire 10"6 mètre. Les deux courbes correspondent à deux épaisseurs de résine, l'une où l'absorption est forte 244, l'autre où l'absorption est faible 242. Bien sûr la dose-to-size à appliquer est plus importante pour des épaisseurs de résine où l'absorption est plus faible. Another very important parameter that determines the choice of doses to be applied is the size of the patterns. Diagram 240 represents, on the ordinate, the evolution of the dose required for the activation of the resin, usually designated by its English term "dose to size", expressed in milli joules per cm 2 depending on the size of the exposed patterns expressed in microns, that is to say 10 "6 meter. the two curves correspond to two resin layers, one where absorption is high 244, the other in which the absorption is low 242. of course, the dose -to-size to apply is more important for resin thicknesses where absorption is lower.
La figure 4, qui comprend les figures 4a à 4e, décrit quatre variantes pour mettre en œuvre l'invention, avec une résine positive et négative, et en faisant correspondre les deux épaisseurs de résines obtenues après impression soit à un maximum ou soit à un minimum de la courbe sinusoïdale d'absorption de l'énergie lumineuse d'insolation par la couche de résine. FIG. 4, which comprises FIGS. 4a to 4e, describes four variants for implementing the invention, with a positive and negative resin, and by matching the two thicknesses of resins obtained after printing to either a maximum or at least a minimum of the sinusoidal curve of absorption of the insolation light energy by the resin layer.
Afin de faciliter l'exposé de l'invention, dans les tous les exemples qui suivent les épaisseurs de résine correspondent soit à un maximum, soit à un minimum d'absorption. L'invention ne se limite cependant pas à des épaisseurs de résine correspondant à des extremums. Elle englobe tous procédés mettant en jeu des épaisseurs de résine présentant des différences d'absorption suffisantes pour activer sélectivement la résine au niveau de la zone compressée ou au niveau de la zone adjacente moins ou pas compressée.  In order to facilitate the disclosure of the invention, in all the examples which follow, the resin thicknesses correspond to either a maximum or a minimum of absorption. The invention is however not limited to resin thicknesses corresponding to extremums. It encompasses any processes involving resin thicknesses having sufficient absorption differences to selectively activate the resin at the compressed zone or at the adjacent area less or not compressed.
La figure 4a montre la couche de résine imprimée à l'issue de l'étape 103 du procédé tel qu'il est décrit en figure 1. A ce stade quatre variantes de mise en œuvre sont possibles qui sont décrites ci-après dans les figures 4b à 4e.  FIG. 4a shows the resin layer printed at the end of step 103 of the method as described in FIG. 1. At this stage, four alternative embodiments are possible, which are described below in the figures. 4b to 4e.
La figure 4b illustre une première variante dans laquelle la résine utilisée est positive et où on obtient une inversion des motifs nano imprimés 127 c'est-à-dire un transfert dans la résine des reliefs en saillie 132 du moule 130 comme décrit dans la figure 1e'. Pour obtenir ce résultat, c'est-à-dire pour obtenir les motifs 126, il faut que l'épaisseur de la résine emboutie er soit ajustée sur un minimum d'absorption 420 de la courbe sinusoïdale décrite en figure 2b. Conjointement, il faut que l'épaisseur de la résine non ou peu emboutie ef par les reliefs du moule soit réglée sur un maximum d'absorption 410 de la courbe sinusoïdale. De manière plus générale, il faut que l' épai sseu r de rési ne dans le fond d u motif corresponde à une absorption significativement plus faible que celle dans la zone adjacente 128 au motif. Ainsi, en réglant la dose optimale d'insolation ou « dose-to-size » sur ce maximum d'absorption 410 on n'apporte pas aux parties de résine les plus embouties une dose suffisante pour les transformer chimiquement. Dans le cas d'une résine positive la dose est alors insuffisante pour la rendre soluble au développement et les motifs 126 restent en place pour l'opération de gravure du substrat qui suit. Comme déjà noté en figure 1 , cette première façon de faire permet d'obtenir un transfert des reliefs 132 en saillie du moule 130 contrairement à une opération standard de lithographie par impression nanométrique où ce sont les parties comprimées de la résine, celles qui dans ce cas sont généralement qualifiées de résidus, qui sont enlevées par une opération de gravure RI E qui suit. Cette première mise en œuvre de l'invention utilise au contraire avantageusement ces parties les plus embouties ou résidus pour réaliser une inversion de motif. FIG. 4b illustrates a first variant in which the resin used is positive and where an inversion of the nano-printed patterns 127 is obtained, that is to say a transfer in the resin of the protruding reliefs 132 of the mold 130 as described in FIG. 1st. To obtain this result, that is to say to obtain the patterns 126, it is necessary that the thickness of the pressed resin e r is adjusted to a minimum of absorption 420 of the sinusoidal curve described in FIG. 2b. At the same time, it is necessary that the thickness of the resin with little or no stamping e f by the reliefs of the mold is set to an absorption maximum 410 of the sinusoidal curve. More generally, it is necessary that the resin spacer in the bottom of the pattern corresponds to a significantly lower absorption than that in the area adjacent to the pattern. Thus, by setting the optimal dose of insolation or "dose-to-size" on this absorption maximum 410 is not provided to the most stamped resin parts a dose sufficient to transform them chemically. In the case of a positive resin, the dose is then insufficient to render it soluble for development and the patterns 126 remain in place for the subsequent substrate etching operation. As already noted in FIG. 1, this first way of proceeding makes it possible to obtain a transfer of the protrusions 132 projecting from the mold 130 contrary to a standard operation of nanometric printing lithography where it is the compressed parts of the resin, those which in this case cases are generally referred to as residues, which are removed by an engraving operation RI E that follows. This first implementation of the invention instead advantageously uses these parts most stamped or residues to perform a pattern inversion.
La figure 4c décrit une deuxième variante de mise en œuvre qui permet d'obtenir, toujours avec une résine positive, le résultat opposé. Dans ce cas, comme avec une opération standard de lithographie par impression nanométrique, ce sont les parties non embouties 128 de la résine, celles qui correspondent aux reliefs 132 formant un creux dans le moule, qui restent en place. Ce résultat est obtenu en réglant l'épaisseur de la résine emboutie er sur un maximum d'absorption 410 de la courbe sinusoïdale. Conjointement, il faut que l'épaisseur de la résine non emboutie ef par les reliefs du moule soit réglée sur un minimum d'absorption 420. De manière plus générale, il faut que l'épaisseur de résine dans le fond du motif corresponde à une absorption significativement supérieure à celle dans la zone adjacente 128 au motif. Ainsi, comme ci-dessus, en réglant la dose optimale d'insolation ou « dose-to-size » sur ce maximum d'absorption 410 c'est aux parties de résine non embouties qu'on n'apporte pas cette fois une dose suffisante pour les transformer chimiquement. La résine étant positive, elle est initialement insoluble, et les zones adjacentes 128 moins absorbantes resteront donc en place lors du développement. FIG. 4c describes a second variant of implementation which makes it possible to obtain, with a positive resin, the opposite result. In this case, as with a standard operation of nanoscale lithography, it is the unpressed parts 128 of the resin, those which correspond to the reliefs 132 forming a hollow in the mold, which remain in place. This result is obtained by adjusting the thickness of the pressed resin e r on an absorption maximum 410 of the sinusoidal curve. At the same time, the thickness of the unswashed resin e f by the reliefs of the mold must be set to a minimum of absorption 420. More generally, it is necessary that the resin thickness in the bottom of the pattern corresponds to an absorption significantly greater than that in the area adjacent to the pattern. Thus, as above, by setting the optimum dose of insolation or "dose-to-size" on this maximum of absorption 410 it is to the non-stamped resin parts that this time a dose is not added. sufficient to transform them chemically. The resin being positive, it is initially insoluble, and adjacent areas 128 less absorbent will therefore remain in place during development.
On notera que ce deuxième mode de mise en œuvre permet d'éliminer les parties embouties ou résidus sans avoir recours à une gravure RI E comme cela est nécessaire dans une opération standard de lithographie par impression nanométrique. De manière particulièrement avantageuse, l'invention permet de conserver la côte des motifs et offre ainsi une résolution améliorée par rapport aux procédés existants faisant intervenir une étape postérieure de gravure au cours de laquelle les flancs des motifs 127 peuvent être significativement dégradés pendant la gravure.  It will be noted that this second embodiment makes it possible to eliminate the stamped parts or residues without using an RI E etching as is necessary in a standard operation of nanometric printing lithography. Particularly advantageously, the invention makes it possible to preserve the rib of the patterns and thus offers an improved resolution compared with existing methods involving a subsequent etching step during which the sides of the patterns 127 can be significantly degraded during etching.
Les figures 4d et 4e sont les figures duales des deux figures précédentes. Elles décrivent respectivement les troisième et quatrième variantes de mise en œuvre de l'invention en utilisant cette fois une résine négative. Ce qui a été dit pour les figures 4b et 4c s'applique. Seul le résultat obtenu est inversé en raison de l'emploi d'une résine négative, qui est donc initialement soluble, et dont certaines parties sont rendues insolubles en les exposant à une dose optimale de lumière déterminée par un maximum 410 de la courbe sinusoïdale d'absorption 226.  Figures 4d and 4e are the dual figures of the two previous figures. They respectively describe the third and fourth implementation variants of the invention using this time a negative resin. What has been said for Figures 4b and 4c applies. Only the result obtained is reversed because of the use of a negative resin, which is therefore initially soluble, and some parts of which are made insoluble by exposing them to an optimal dose of light determined by a maximum of 410 of the sinusoidal curve. absorption 226.
Ainsi, avec une résine négative pour la figure 4d, la résine située dans le fond des motifs 127, c'est-à-dire ici la résine de la zone emboutie 129, présente une hauteur telle que son absorption est plus faible que l'absorption de la zone adjacente 128 au motif 127. L'exposition est donc effectuée de sorte à ce que :  Thus, with a negative resin for FIG. 4d, the resin located in the bottom of the patterns 127, that is to say here the resin of the embossed zone 129, has a height such that its absorption is lower than the absorption of the adjacent zone 128 in the pattern 127. The exposure is thus carried out so that:
- la résine située sur ladite zone adjacente 128 absorbe une dose suffisante à son activation. Elle reste donc en place après développement.  the resin situated on said adjacent zone 128 absorbs a sufficient dose when it is activated. It remains in place after development.
- la résine située dans le fond du motif 127 absorbe une dose non suffisante à son activation. Elle sera donc retirée lors du développement. L'invention permet ainsi avec une résine négative de retirer les résidus en fond de motifs sans recourir aux étapes existantes de RIE ou de post gravure (etch- back). - The resin located in the bottom of the pattern 127 absorbs a dose not sufficient to its activation. It will be removed during development. The invention thus makes it possible with a negative resin to remove the residues at the bottom of the patterns without resorting to the existing stages of RIE or post etchback.
A l'inverse, avec une résine négative pour la figure 4e, la résine située dans le fond des motifs 127 présente une absorption telle que son absorption est supérieure à l'absorption de la zone adjacente 128 au motif 127. L'exposition est donc effectuée de sorte à ce que :  On the other hand, with a negative resin for FIG. 4e, the resin located in the bottom of the patterns 127 has an absorption such that its absorption is greater than the absorption of the zone 128 adjacent to the pattern 127. The exposure is therefore performed so that:
- la résine située dans le fond des motifs 127 absorbe une dose suffisante à son activation. Elle reste donc en place après développement.  the resin located in the bottom of the units 127 absorbs a sufficient dose at its activation. It remains in place after development.
- la résine située dans ladite zone adjacente 128 au motif 127 absorbe une dose non suffisante à son activation. Elle est donc retirée lors du développement.  the resin located in said adjacent zone 128 in the pattern 127 absorbs a dose which is not sufficient for its activation. It is removed during development.
L'invention permet ainsi avec une résine négative d'inverser aisément les motifs 127 obtenus par nano impression. Elle permet alors d'obtenir des motifs similaires aux reliefs 132 du moule 130.  The invention thus makes it possible, with a negative resin, to easily reverse the patterns 127 obtained by nano-printing. It then makes it possible to obtain patterns similar to the reliefs 132 of the mold 130.
Concernant la mise en œuvre générale de l'invention les remarques suivantes s'appliquent :  Concerning the general implementation of the invention the following remarks apply:
- Les propriétés optiques de la résine, du substrat et plus particulièrement celles de l'interface résine/substrat seront avantageusement adaptées pour ajuster le procédé de réalisation à une application particulière et/ou élargir sa fenêtre d'application. Les conditions de l'insolation optique, surtout la longueur d'onde de la source optique mais aussi dans une moindre mesure, l'ouverture optique, l'illumination, la profondeur de champ, l'angle d'incidence sont à considérer.  The optical properties of the resin, the substrate and more particularly those of the resin / substrate interface will advantageously be adapted to adjust the production method to a particular application and / or to widen its application window. The conditions of the optical insolation, especially the wavelength of the optical source but also to a lesser extent, the optical aperture, the illumination, the depth of field, the angle of incidence are to be considered.
- Le substrat, ou le matériau placé sous la résine, a une très forte influence sur l'absorption du film de résine en fonction de son épaisseur. Au vu des résultats de simulation montrés sur la figure 5, on voit que certains matériaux sont plus favorables que d'autres, par exemple : SiC, Si, Ge, Ag, AISi et W, offrent la possibilité d'avoir une forte différence d'absorption entre deux épaisseurs de résine. Comme dans les diagrammes de la figure précédente, c'est l'absorption normalisée qui figure en ordonnée en fonction de l'épaisseur de résine exprimée en nm.  The substrate, or the material placed under the resin, has a very strong influence on the absorption of the resin film as a function of its thickness. In view of the simulation results shown in Figure 5, we see that some materials are more favorable than others, for example: SiC, Si, Ge, Ag, AISi and W, offer the possibility to have a strong difference in absorption between two thicknesses of resin. As in the diagrams of the previous figure, it is the normalized absorption which appears in ordinate according to the thickness of resin expressed in nm.
- Pour se placer dans des conditions d'application particulièrement avantageuses, il est préférable d'ajuster l'épaisseur des parties de résine fortement embouties et celles qui le sont moins ou pas. A cet effet, comme montré sur les figures 1 a et 1 b, on peut jouer d'une part sur l'épaisseur 121 de la couche de résine initialement déposée, et d'autre part sur la hauteur 131 des reliefs en saillie du moule. Ceci afin que l'épaisseur des parties de résines embouties et celles qui le sont moins ou pas correspondent le plus exactement possible aux minima et maxima choisis de la courbe d'absorption sinusoïdale 226. In order to be placed under particularly advantageous conditions of application, it is preferable to adjust the thickness of the resin parts which are strongly pressed and those which are less so or not. For this purpose, as shown in Figures 1a and 1b, it is possible to play on the one hand on the thickness 121 of the resin layer initially deposited, and on the other hand on the height 131 of the protruding projections of the mold . This so that the thickness of the parts of resins pressed and those which are less or not correspond to the more exactly possible to the chosen minima and maxima of the sinusoidal absorption curve 226.
- Les résines utilisées sont des résines photosensibles, par exemple des résines à amplification chimique classiquement utilisé en microélectronique, par exemple la résine habituellement référencée CAP 1 12 et commercialisée par la société japonaise TOK, qui doivent aussi pouvoir préserver sans déformation l'empreinte du moule et sans que le chauffage subi pendant cette opération n'altère leurs propriétés photosensibles.  The resins used are photosensitive resins, for example resins with chemical amplification conventionally used in microelectronics, for example the resin usually referenced CAP 1 12 and marketed by the Japanese company TOK, which must also be able to preserve the mold cavity without deformation. and without the heating undergone during this operation does not alter their photosensitive properties.
- Si on utilise une résine à amplification chimique, il faut fai re attention aux températures et aux pressions appliquées au cours du pressage. La température de pressage doit rester inférieure à la température de réticulation thermique de la résine qui est dépendante de la pression appliquée au film de résine.  - If a chemical amplification resin is used, attention must be paid to the temperatures and pressures applied during the pressing process. The pressing temperature must remain below the thermal crosslinking temperature of the resin which is dependent on the pressure applied to the resin film.
- Afin de générer les phénomènes d'interférence dans le film de résine, on peut utiliser une source de lumière cohérente, c'est-à-dire présentant une longueur d'onde donnée, telle qu'un laser ou une lampe UV munie d'un filtre approprié.  In order to generate the interference phenomena in the resin film, it is possible to use a coherent light source, that is to say having a given wavelength, such as a laser or a UV lamp provided with a suitable filter.
- On peut également utiliser des sources polychromatiques filtrées ou possédant une largeur de spectre restreinte, typiquement inférieur à 200nm. On peut utiliser également des sources avec plusieurs longueurs d'ondes bien distinctes, ou faire intervenir plusieurs sources de lumière successivement pour réaliser l'insolation de la résine si ces différentes longueurs d'ondes permettent d'accroître le différentiel d'absorption.  It is also possible to use polychromatic sources which are filtered or have a restricted spectrum width, typically less than 200 nm. It is also possible to use sources with several distinct wavelengths, or to use several light sources successively to effect the insolation of the resin if these different wavelengths make it possible to increase the absorption differential.
Toutes les sources habituellement utilisées pour la lithographie optique peuvent convenir. On peut par exemple utiliser une lampe à mercure, habituellement désignée par son vocable anglo-saxon Mercury Arc Lamp, filtrée pour obtenir un pic d'intensité pour une longueur d'onde spécifique. Typiquement, on peut utiliser une lampe à mercure configurée pour présenter un pic d'intensité situé à une longueur d'onde de 436nm ou de 405nm ou de 365nm. On parlera alors respectivement de lithographie G-line pour longueur d'onde de 436nm , de lithographie H-line pour longueur d'onde de 405nm et de lithographie l-line pour longueur d'onde de 365nm. On peut également utiliser un laser à excimère ou exciplexe (KrF, ArF, F2 etc). La source et sa longueur d'onde doivent être choisies en fonction de la sensibilité de la résine utilisée. All sources usually used for optical lithography may be suitable. One can for example use a mercury lamp, usually referred to by its Anglo-Saxon Mercury Arc Lamp, filtered to obtain a peak intensity for a specific wavelength. Typically, a mercury lamp configured to have an intensity peak at a wavelength of 436 nm or 405 nm or 365 nm can be used. G-line lithography for 436nm wavelength, H-line lithography for 405nm wavelength and l-line lithography for 365nm wavelength will be discussed respectively. It is also possible to use an excimer or exciplex laser (KrF, ArF, F 2, etc.). The source and its wavelength must be chosen according to the sensitivity of the resin used.
- Si, comme on l'a vu, la dose optimale d'insolation ou « dose-to-size » qui permet d'obtenir un motif de taille nominale varie en fonction de l'épaisseur du film de résine, cette dose optimale d'insolation doit être également adaptée en fonction des dimensions et/ou de la configuration des motifs à réaliser. De manière générale la dose optimale augmente lorsque les dimensions des motifs, des lignes ou des espaces, diminuent. Par conséquent, il est plus facile d'effectuer une lithographie inverse de celle qui est obtenue en pratiquant une opération standard de lithographie par impression nanométrique, en employant une résine positive, comme cela est montré sur la figure 4b. De la même façon, il est plus aisé de supprimer les parties fortement embouties de la résine, les résidus, en utilisant une résine négative comme illustré sur la figure 4d. - If, as we have seen, the optimal dose of insolation or "dose-to-size" which makes it possible to obtain a pattern of nominal size varies according to the thickness of the resin film, this optimal dose of The exposure must also be adapted according to the dimensions and / or the configuration of the patterns to be produced. In general, the dose Optimal increases when the dimensions of patterns, lines or spaces, decrease. Therefore, it is easier to perform a reverse lithography of that obtained by performing a standard nano-imprint lithography operation, employing a positive resin, as shown in FIG. 4b. In the same way, it is easier to remove the strongly drawn parts of the resin, the residues, using a negative resin as illustrated in Figure 4d.
En effet le fond du motif présente une très faible dimension ce qui augmente la dose optimale à apporter à ce motif pour être activée. La différence de dose optimale entre le fond du motif et la zone adjacente au motif est donc importante. Cela permet de faciliter l'activation de la zone adjacente sans activer le fond du motif.  Indeed the bottom of the pattern has a very small size which increases the optimal dose to bring to this pattern to be activated. The optimum dose difference between the pattern background and the area adjacent to the pattern is therefore important. This facilitates the activation of the adjacent area without activating the background of the pattern.
Dans le cas d'une résine positive, le fond du motif, dont la résine n'est pas activée, reste alors en place. On obtient alors une inversion de motif ce qui forme par exemple une ligne comme illustré en figure 4b.  In the case of a positive resin, the bottom of the pattern, whose resin is not activated, then remains in place. We then obtain a pattern inversion which forms for example a line as illustrated in Figure 4b.
Dans le cas d'une résine négative, le fond du motif n'est pas activé et disparaît lors du développement. Le résidu est donc retiré ce qui forme une tranchée comme illustré en figure 4d.  In the case of a negative resin, the pattern background is not activated and disappears during development. The residue is removed which forms a trench as shown in Figure 4d.
- Suivant les conditions utilisées (résine, substrat, motifs à réaliser... ), il est possible qu'un résidu de résine soit présent sur l'image inversée de la lithographie nanoimprint (cas où l'on inverse les épaisseurs de résines). Dans ce cas, il suffit de retirer le résidu en utilisant les techniques habituellement employées pour une lithographie par nano impression et indiquées précédemment.  - Depending on the conditions used (resin, substrate, patterns to be made, etc.), it is possible for a resin residue to be present on the inverted image of the nanoimprint lithography (in which the thicknesses of resins are reversed) . In this case, it is sufficient to remove the residue using the techniques usually employed for a nanoprint lithography and indicated previously.
Ainsi, en résumé, l'application du procédé selon l'invention correspondant à la première et à la quatrième variante, telles qu'illustrées respectivement par les figures 4b et 4e, permet d'inverser l'image produite par un moule d'impression nanométrique, c'est-à-dire permet de transférer directement dans la résine les reliefs en saillie du moule.  Thus, in summary, the application of the method according to the invention corresponding to the first and the fourth variant, as illustrated respectively by FIGS. 4b and 4e, makes it possible to invert the image produced by a printing mold. nanometric, that is to say, can directly transfer into the resin protruding reliefs of the mold.
Par ailleurs, l'application du procédé correspondant à la deuxième et à la troisième variante, telles qu'illustrées respectivement par les figures 4c et 4d, permet de supprimer au contraire les parties de résine situées dans le fond des motifs 127 obtenus par nano impression, c'est-à-dire les parties de résine qui ont été fortement embouties par les reliefs 132 en saillie du moule. Ces deux variantes offrent ainsi une alternative à une opération standard de lithographie par impression nanométrique où les parties embouties, le plus souvent désignées comme étant des résidus, sont enlevées au cours d'une opération subséquente de gravure. Le procédé de l'invention offre ainsi l'avantage de très bien conserver les dimensions des motifs de résine. Enfin, il convient de noter que le procédé de l'invention permet de réaliser, simultanément, des lithographies avec des taux d'ouverture opposés ou significativement différents sur une même couche de résine. On désigne par taux d'ouverture d'une zone donnée d'une plaque, le rapport entre la surface de la résine laissée en place dans cette zone et respectivement la surface de résine dans lequel des motifs en creux sont réalisés lors de l'impression dans cette même zone. Comme montré sur la figure 6, des lithographies comprenant à la fois des zones où des tranchées étroites doivent être ouvertes dans la résine 610, et d'autres où il ne devra rester au contraire que des lignes étroites 620 de résine. Comme indiqué précédemment, l'obtention de motifs finaux en saillie étroits, tels que des lignes est particulièrement délicate avec les procédés connus de nano impression. De façon générale, en lithographie, on réalise trous et tranchées étroits avec une résine positive. C'est par exemple le cas des vias ou interconnexions verticales entre différents niveaux de métallisation. Quant aux lignes et réseaux de lignes, qui comprennent par exemple les zones actives et les grilles des transistors, elles sont réalisées avec une résine négative. Ceci implique deux résines différentes et donc deux séries successives d'étapes d'étalement de la résine, d'insolation et de développement. En outre, ceci implique que des masques différents doivent alors être utilisés, alourdissant considérablement le coût. Cela n'est pas le cas avec le procédé de l'invention qui permet de traiter les deux types de zones simultanément comme dans les deux exemples d'application de l'invention décrits ci-après. Moreover, the application of the method corresponding to the second and third variants, as illustrated respectively by FIGS. 4c and 4d, makes it possible, on the contrary, to eliminate the resin parts located in the bottom of the patterns 127 obtained by nano printing. that is to say, the resin parts which have been strongly stamped by the protrusions 132 projecting from the mold. These two variants thus provide an alternative to a standard nano-print lithography operation where the stampings, most commonly referred to as residues, are removed in a subsequent etching process. The method of the invention thus offers the advantage of very well keeping the dimensions of the resin patterns. Finally, it should be noted that the process of the invention makes it possible simultaneously to produce lithographs with opposite or significantly different opening rates on the same resin layer. By opening rate of a given zone of a plate is meant the ratio between the surface of the resin left in place in this zone and respectively the resin surface in which recessed patterns are made during printing. in this same area. As shown in FIG. 6, lithographs comprising both areas where narrow trenches are to be opened in resin 610, and others where only narrow lines 620 of resin should remain. As previously indicated, obtaining narrow, projecting end patterns, such as lines, is particularly delicate with known nano printing methods. Generally, in lithography, narrow holes and trenches are made with a positive resin. This is for example the case of vias or vertical interconnections between different levels of metallization. As for the lines and networks of lines, which include, for example, the active areas and the grids of the transistors, they are made with a negative resin. This involves two different resins and therefore two successive series of steps of spreading the resin, insolation and development. In addition, this implies that different masks must then be used, considerably increasing the cost. This is not the case with the method of the invention which makes it possible to treat the two types of zones simultaneously as in the two examples of application of the invention described hereinafter.
Cette possibilité qu'offre l'invention de pouvoir obtenir des taux d'ouverture opposés ou significativement différents pour deux zones d'une même plaque est particulièrement avantageuse dans des applications telles que la fabrication de micro ou de nano systèmes électromécaniques dits NEMS ou de dispositifs optiques.  This possibility offered by the invention of being able to obtain opposite or significantly different opening rates for two zones of the same plate is particularly advantageous in applications such as the manufacture of micro or nanoelectromechanical systems called NEMS or of devices. optics.
Les figures 7 et 8 illustrent des exemples de réalisation de l'invention permettant d'obtenir sur une même plaque des taux d'ouverture opposés, c'est-à-dire des motifs finaux en saillie étroits en certains endroits et des motifs finaux en creux étroits en d'autres endroits.  FIGS. 7 and 8 illustrate exemplary embodiments of the invention making it possible to obtain on the same plate opposite opening rates, that is to say final patterns projecting narrow in certain places and final patterns in narrow hollows in other places.
La figure 7, qui comprend les figures 7a à 7c, décrit un exemple d'application de l'invention où l'on emploie un moule 50 à topographie variable, c'est-à-dire comprenant des reliefs 51 , 52, 53, 54, 55 en saillie de différentes hauteurs.  FIG. 7, which comprises FIGS. 7a to 7c, describes an example of application of the invention in which a mold 50 with variable topography is used, that is to say comprising reliefs 51, 52, 53, 54, 55 protruding from different heights.
Le pressage du moule 50 dans la résine 120 transfère l'empreinte des reliefs 51 , 52, 53, 54, 55 pour former les motifs 61 , 62, 63, 64, 65. Les motifs 61 , 62, 63, 64, 65 présentant respectivement les épaisseurs en, er2, er3, er2 et e , comme illustré en figure 7b. The pressing of the mold 50 in the resin 120 transfers the impression of the reliefs 51, 52, 53, 54, 55 to form the patterns 61, 62, 63, 64, 65. The patterns 61, 62, 63, 64, 65 having respectively the thicknesses in , er 2 , er 3 , er 2 and e , as illustrated in Figure 7b.
La zone adjacente à ces motifs, c'est-à-dire là où la résine a été la moins emboutie ou n'a pas été emboutie présente une hauteur er0. The area adjacent to these patterns, that is to say where the resin has been the least stamped or has not been stamped has a height er 0 .
La résine 120 est ensuite exposée. Cette figure illustre que les zones adjacentes délimitant un motif reçoivent la dose d'insolation.  The resin 120 is then exposed. This figure illustrates that the adjacent zones delimiting a pattern receive the insolation dose.
Le résultat après développement de la résine est illustré en figure 7c.  The result after development of the resin is illustrated in FIG. 7c.
Le résultat final fait apparaître des tranchées 71 , 72 au fond desquelles le résidu de résine a été retiré lors du développement. Ces tranchées correspondent aux reliefs 51 , 55 du moule 50.  The final result reveals trenches 71, 72 at the bottom of which the resin residue has been removed during development. These trenches correspond to the reliefs 51, 55 of the mold 50.
Ce même résultat final fait apparaître des motifs 73 finaux inversés par rapport aux motifs obtenus par nano impression. Le motif 73 forme ainsi une ligne conforme au relief 53 du moule 50.  This same final result shows final patterns 73 reversed with respect to the patterns obtained by nano printing. The pattern 73 thus forms a line conforming to the relief 53 of the mold 50.
Avec un même moule, on obtient ainsi à la fois, en certains endroits une inversion de motifs obtenue par impression et en d'autres endroits une disparition des résidus en fond de motif. Ce résultat peut être atteint avec une seule étape d'exposition. L'invention permet ainsi de simplifier considérablement les procédés connus de circuits intégrés.  With the same mold, one thus obtains at the same time, in some places, an inversion of patterns obtained by printing and in other places a disappearance of the residues in the pattern background. This result can be achieved with a single exposure step. The invention thus greatly simplifies the known methods of integrated circuits.
Ce résultat final peut être obtenu avec une résine positive. Dans ce cas, les épaisseurs er0, en , er2, er3 seront choisies de sorte que er0 et er3 correspondent à un minimum d'absorption et en et er2 correspondent à un maximum d'absorption. This final result can be obtained with a positive resin. In this case, the thicknesses er 0 , en, er 2 , er 3 will be chosen so that er 0 and er 3 correspond to an absorption minimum and and er 2 correspond to an absorption maximum.
Plus généralement, il faut que les absorptions correspondant aux épaisseurs er0 et er3 soient significativement plus faibles que celles des épaisseurs en et er2. Une différence d'absorption de 5mJ/cm2 est suffisante. Cette différence offre en effet une fenêtre de procédé suffisamment large. Une différence plus grande, supérieure à 10mJ/cm2 permettra d'accroître significativement cette fenêtre. More generally, it is necessary that the absorptions corresponding to the thicknesses er 0 and er 3 are significantly lower than those of the thicknesses in and er 2 . An absorption difference of 5mJ / cm 2 is sufficient. This difference indeed offers a sufficiently large process window. A larger difference, greater than 10mJ / cm 2 will significantly increase this window.
Ce résultat final peut être obtenu avec une résine négative. Les épaisseurs er0, en , er2, er3 seront alors choisies de sorte que en et er2 correspondent à un minimum d'absorption et er0 et er3 correspondent à un maximum d'absorption. This final result can be obtained with a negative resin. The thicknesses er 0 , en, er 2 , er 3 will then be chosen so that en and er 2 correspond to an absorption minimum and er 0 and er 3 correspond to an absorption maximum.
Plus généralement, il faut que les absorptions correspondant aux épaisseurs en et er2 soient significativement plus faibles que celles des épaisseurs er0 et er3. More generally, it is necessary that the absorptions corresponding to the thicknesses in and er 2 are significantly lower than those of the thicknesses er 0 and er 3 .
La figure 8, qui comprend les figures 8a à 8d, décrit un autre exemple d'application de l'invention où l'on fait varier la dose en fonction du type de motifs de la zone à insoler. Dans ce cas, comme illustré sur la figure 8a, la hauteur 131 des reliefs 132 en saillie peut être identique sur toute la surface du moule 130. L'impression de la résine se fait comme décrit précédemment. De manière non limitative, la résine est de type négative dans cet exemple. Le résultat de l'impression est montré sur la figure 8b. Comme dans la figure 1 , deux épaisseurs de résine sont à considérer : l'épaisseur er 124 des zones de résine emboutie par les reliefs 132 en saillie du moule, et l'épaisseur ef 122 des zones de résine moins ou non embouties. Dans cet exemple d'application de l'invention l'épaisseur er est ajustée pour avoir une forte absorption, et par exemple correspondre à un maximum 410 de la courbe sinusoïdale d'absorption 226. L'épaisseur des parties non embouties ef est quant à elle ajustée pour avoir une faible absorption et par exemple correspondre à un minimum 420 de cette courbe. FIG. 8, which comprises FIGS. 8a to 8d, describes another example of application of the invention in which the dose is varied as a function of the type of patterns of the zone to be irradiated. In this case, as illustrated in FIG. 8a, the height 131 of the reliefs 132 projecting may be identical over the entire surface of the mold 130. The impression of the resin is as described above. In a nonlimiting manner, the resin is negative in this example. The result of the printing is shown in Figure 8b. As in Figure 1, two resin layers are to be considered: the thickness e r 124 resin zones pressed by the relief 132 projecting from the mold, and the thickness e f 122 resin zones less or not pressed. In this example of application of the invention the thickness e r is adjusted to have a high absorption, and for example correspond to a maximum 410 of the sinusoidal absorption curve 226. The thickness of the non-stamped parts e f is as for it adjusted to have a weak absorption and for example to correspond to a minimum 420 of this curve.
Cette application de l'invention est caractérisée en ce que l'on va procéder à deux insolations successives. La première insolation 142, correspondant à une dose D 1 , est limitée aux zones contenant des motifs ouverts relativement larges, par exemple 123. Comme on l'a vu ci-dessus, la zone plus épaisse de résine insolée correspond à une zone de faible absorption et celle des parties comprimées à une forte absorption. La dose D1 est donc réglée pour permettre une réticulation des zones insolées comprimées mais n'est pas suffisante pour provoquer la réticulation des zones insolées épaisses où l'absorption d'énergie est plus faible. Comme on le verra sur la figure 8d ce sont les parties embouties 126 qui resteront donc en place après développement de la résine. Résine négative dans cet exemple, qui est initialement soluble, et qui le reste là où une dose insuffisante est appliquée.  This application of the invention is characterized in that one will proceed to two successive insolations. The first exposure 142, corresponding to a dose D 1, is limited to the zones containing relatively wide open patterns, for example 123. As seen above, the thicker zone of insolated resin corresponds to a weak zone. absorption and that of the compressed parts at high absorption. D1 dose is adjusted to allow crosslinking of the insolated areas compressed but is not sufficient to cause crosslinking of thick insolated areas where the energy absorption is lower. As will be seen in Figure 8d it is the stamped parts 126 which will remain in place after development of the resin. Negative resin in this example, which is initially soluble, and remains so where an insufficient dose is applied.
À titre d'exemple pratique, si on se réfère à nouveau au diagramme 240 de la figure 3b, l'épaisseur ef 122 peut être choisie pour être égale à 208 nm et correspondre à la courbe de faible absorption 242. Les parties embouties sont alors d'épaisseur er 124 égale à 172 nm. Elles correspondent à la courbe de forte absorption 244. Pour les parties où les motifs à graver sont larges, par exemple de l'ordre ou supérieurs à 500 microns, comme le motif 123 de la figure 8b, on peut voir sur le diagramme 240 de la figure 3b pour cette dimension de motifs 248, qu'une dose D1 de 20 mJ/cm2 est suffisante pour activer la résine de la zone fortement emboutie 123 mais n'est pas suffisante pour activer la résine des zones moins embouties. Cela convient pour obtenir, dans cette première zone d'insolation, le résultat montré sur la figure 8d. As a practical example, referring again to diagram 240 of FIG. 3b, the thickness e f 122 can be chosen to be equal to 208 nm and correspond to the low absorption curve 242. The stamped parts are then having a thickness e equal to 124 r 172 nm. They correspond to the strong absorption curve 244. For the parts where the patterns to be etched are wide, for example of the order or greater than 500 microns, as the pattern 123 of FIG. 8b, it is possible to see on the diagram 240 of FIG. FIG. 3b for this pattern size 248, that a dose D1 of 20 mJ / cm 2 is sufficient to activate the resin of the deep-drawn zone 123 but is not sufficient to activate the resin of the less-drawn zones. This is suitable for obtaining, in this first insolation zone, the result shown in FIG. 8d.
L'invention ne fait pas d'hypothèse sur la façon dont les zones contenant tel où tel type de motifs sont sélectionnées ni sur les moyens mis en œuvre pour les insoler sélectivement. On pourra par exemple utiliser un masque occultant l'exposition en certains endroits. Comme on l'a déjà noté précédemment, et comme on peut le voir précisément sur le diagramme 240 de la figure 3b, la dose optimale qu'il faut appliquer augmente lorsque les dimensions des motifs à réaliser, lignes ou espaces, diminuent. La dose 144 que l'on va appliquer sur les zones de motifs étroits 125, c'est-à-dire D2, est donc plus élevée que D1. Ce qui va permettre cette fois la réticulation des parties épaisses 128 de résine. Elle restera toutefois insuffisante pour réticuler le fond des tranchées étroites 125 en dépit du fait que l'épaisseur des parties embouties est réglée pour un maximum d'absorption. The invention does not make any hypothesis on the way in which the zones containing such or such type of patterns are selected nor on the means used to selectively irradiate them. For example, a mask obscuring the exposure may be used in some places. As already noted above, and as can be seen precisely in the diagram 240 of FIG. 3b, the optimum dose to be applied increases when the dimensions of the patterns to be produced, lines or spaces, decrease. The dose 144 that will be applied to the narrow pattern areas 125, that is to say D2, is higher than D1. This will allow this time the crosslinking of the thick parts 128 of resin. It will, however, be insufficient to cross-link the bottom of the narrow trenches 125 despite the fact that the thickness of the stamped parts is set for maximum absorption.
Pour continuer l'exemple pratique précédent, en se référant toujours au diagramme 240 de la figure 3b, les doses qu'il faut appliquer pour des motifs de 5 microns, comme par exemple le motif 125 de la figure 8c, sont nettement plus élevés comme on peut le voir 246. Dans cet exemple, une dose D2 de 40 mJ/cm2 est cependant suffisante pour insoler activer les motifs larges de cette deuxième zone sans toutefois permettre d'insoler suffisamment les zones embouties au fond des motifs comme 125. Ces dernières, qui ne resteront pas après développement de cette résine négative puisque la dose appliquée aura été insuffisante. Conformément à la courbe 244, pour cette dimension 246, il aurait en effet fallu appliquer une dose minimum d'environ 70 mJ/cm2. La dose de 40 mJ/cm2 est cependant suffisante pour activer les motifs larges, dans cet exemple les motifs ayant une largeur supérieure à 500 mirons, ayant une épaisseur de 208 nm ce qui correspondant à une faible absorption et à la courbe 242 de plus faible absorption. To continue the preceding practical example, while still referring to the diagram 240 of FIG. 3b, the doses that must be applied for 5 micron patterns, such as for example the pattern 125 of FIG. 8c, are significantly higher as it can be seen 246. In this example, a D2 dose of 40 mJ / cm 2 is however sufficient to insolate activate the wide patterns of this second zone without, however, sufficiently insolvent the stamped areas at the bottom of the patterns such as 125. last, which will not remain after development of this negative resin since the dose applied has been insufficient. According to curve 244, for this dimension 246, it would indeed have been necessary to apply a minimum dose of approximately 70 mJ / cm 2 . The dose of 40 mJ / cm 2, however, is sufficient to activate the broad patterns, in this example the patterns having a width greater than 500 mirons, having a thickness of 208 nm which corresponds to a low absorption and the curve 242 more low absorption.
Le résultat final après développement est celui montré sur la figure 8d où l'on a pu transférer dans la résine, au cours d'une même opération, à la fois des motifs larges 126 et des tranchées étroites 125.  The final result after development is that shown in Figure 8d where it was possible to transfer in the resin, during the same operation, both wide patterns 126 and narrow trenches 125.
Pour exécuter la présente invention, un homme du métier établirait sans difficultés des courbes d'absorption de la résine utilisée en fonction de l'épaisseur de cette résine. A titre d'exemple, une méthode de détermination de la courbe d'absorption d'une couche résine en fonction de l'épaisseur de cette couche de résine est donnée ci-dessous. Cette méthode peut être appliquée pour déterminer les courbes illustrées aux figures 2b, 4 et 5.  To carry out the present invention, a person skilled in the art would easily establish absorption curves of the resin used as a function of the thickness of this resin. By way of example, a method for determining the absorption curve of a resin layer as a function of the thickness of this resin layer is given below. This method can be applied to determine the curves shown in Figures 2b, 4 and 5.
L'ensemble multicouches ou empilement de couches comprenant la résine photosensible à imprimer est illustré en figure 9 et est assimilable à un interféromètre de Fabri-Pérot.  The multilayer assembly or stack of layers comprising the photoresist to be printed is illustrated in FIG. 9 and is comparable to a Fabri-Pérot interferometer.
Dans ce modèle on pose E0 l'amplitude du champ électrique de l'onde électromagnétique plane incidente et Er l'amplitude résultante des ondes réfléchies par l'empilement résine/substrat. Les coefficients de réflexion rij et de transmission tij correspondant aux am litudes complexes des ondes (coefficients de Fresnel) sont: In this model we set E0 the amplitude of the electric field of the incident plane electromagnetic wave and Er the resultant amplitude of the waves reflected by the resin / substrate stack. The reflection coefficients rij and transmission coefficients corresponding to the complex wave readings (Fresnel coefficients) are:
avec : with:
Hj : coefficient de réflexion à l'interface entre les milieux i et j H j : reflection coefficient at the interface between the media i and j
tij : coefficient de transmission à l'interface entre les milieux i et j ti j : transmission coefficient at the interface between media i and j
ni : indice complexe de la résine (n = n-ik)  ni: complex index of the resin (n = n-ik)
ni : indice de réfraction du milieu i. ni est la partie réelle de l'indice complexe n. ki : coefficient d'extinction du milieu i. ki est la partie imaginaire de l'indice complexe n.  ni: refractive index of the medium i. nor is the real part of the complex index n. ki: extinction coefficient of the medium i. ki is the imaginary part of the complex index n.
Soit φ le déphasage d'une onde traversant le film de résine : ή2 : indice complexe de la résine (n = n-ik) Let φ be the phase difference of a wave passing through the resin film: ή 2 : complex index of the resin (n = n-ik)
d : épaisseur du film de résine  d: thickness of the resin film
δ : chemin optique parcouru par l'onde dans la résine  δ: optical path traveled by the wave in the resin
Θ : angle de réfraction  Θ: refraction angle
Dans notre cas, nous sommes en incidence normale donc: θ=0 et φIn our case, we are in normal incidence so: θ = 0 and φ
En se reportant à la figure 9, on constate que le déphasage entre deux ondes consécutives réfléchies ou transmises est égal à 2φ. Donc l'amplitude résultante Er des ondes réfléchies par le film de résine est égale à la somme : Referring to FIG. 9, it can be seen that the phase difference between two consecutive waves reflected or transmitted is equal to 2φ. So the resulting amplitude Er of the waves reflected by the resin film is equal to the sum:
F = 'r12 ^ F0 + ~ tt 12 ' r23 tt 2l βt; ~2ίφ ^ F0 - t ' 12 ' r223 ' r12 t ' 21 ee ~Μφ ^ F0 + ~ t 112 ' r 23 'r 122t ' 21 β c ~6ίφ ^ F0 - t ' 12 ' r243 ' r12 t ' 21 βe ~&ίφ ^ F F = 'r12 ^ F0 + ~ t t 12 ' r 2 3 t t 2 l β t; ~ 2ίφ ^ F0 - t '12' r2 2 3 'r12 t' 21 e e ~ Μφ ^ F0 + ~ t 1 12 'r 23' r 1 2 2t '21 β c ~ 6ίφ ^ F0 - t' 12 'r2 4 3 'r12 t' 21 β e ~ & ίφ ^ F
L'amplitude de réflexion « r » est alors égale à : The reflection amplitude "r" is then equal to:
F r t r———— r + tn — rn + F rtr ---- r + tn - r n +
1 + r r23 -2ίφ 1 + rr 23 -2ίφ
1-r, 12  1-r, 12
or ^2 211 r = -2ί or ^ 2 211 r = -2ί
3 e φ  3 e φ
l12 1 + r12 r2 l12 1 + r 12 r 2
En procédant de la même manière, on obtient l'amplitude de transmission « t » : By proceeding in the same way, the transmission amplitude "t" is obtained:
Ef — ^2^23^ ~ ^12^23^23^12^ ^0 "^ ^12^23^12^23^ ^0 _ ^12^23^12^23^ ^0 t— E f - ^ 2 ^ ~ ^ 23 ^ 12 ^ 23 ^ 23 ^ 12 ^ ^ 0 "^ ^ 12 ^ 23 ^ 12 ^ 23 ^ ^ 0 _ ^ 12 ^ 23 ^ 12 ^ 23 ^ ^ 0 t-
0 l + rnr23e 0 l + r n r 23 e
1 + ^12^23^ 1 + ^ 12 ^ 23 ^
Les coefficients de réflexion et de transmission correspondant aux intensités des ondes, nommés réflectivité R et transmission T, sont égaux aux carrés des modules respectifs des coefficients d'amplitude : R = \r\2=n* et T = \t\2=tt* The reflection and transmission coefficients corresponding to the intensities of the waves, named reflectivity R and transmission T, are equal to the squares of the respective modules of the amplitude coefficients: R = \ r \ 2 = n * and T = \ t \ 2 = tt *
A partir de la réflectivité et de la transmission il est possible de déterminer l'absorption du film de résine grâce à la relation suivante : From the reflectivity and the transmission it is possible to determine the absorption of the resin film thanks to the following relation:
R+T+A=1  R + T + A = 1
Avec :  With:
R : la réflectivité  R: reflectivity
T : la transmission  T: the transmission
A : l'absorption  A: absorption
Un exemple de réalisation d'une inversion de motifs, exemple non limitatif, va maintenant être décrit en référence aux figures 10, 11aà 11e.  An exemplary embodiment of a pattern inversion, non-limiting example, will now be described with reference to Figures 10, 11a to 11e.
La figure 10 illustre l'absorption de la résine utilisée en fonction de son épaisseur. Cette résine est une résine positive de type CAP112.  Figure 10 illustrates the absorption of the resin used as a function of its thickness. This resin is a positive resin of CAP112 type.
Dans cet exemple, la couche de résine 120 présente initialement une épaisseur de 375nm (ef). La résine 120 est disposée sur un substrat 110 en silicium. In this example, the resin layer 120 initially has a thickness of 375 nm (e f ). The resin 120 is disposed on a silicon substrate 110.
Le moule 50 employé présente des motifs saillants de 100 nm d'épaisseur. The mold 50 employed has projecting patterns of 100 nm thickness.
Ainsi, nous nous trouvons bien dans la configuration où l'épaisseur de résine initiale (ef) est proche d'un pic d'absorption 410 et ou l'épaisseur de résine résiduelle (er) après nano-impression (soit environ 275nm) est proche d'un minimum d'absorption 420. Les épaisseurs ef et er correspondant aux zones adjacentes délimitant chaque motif sont indiquées sur la figure 10. So, we find ourselves in the configuration where the initial resin thickness (e f ) is close to an absorption peak 410 and where the residual resin thickness (e r ) after nano-printing (ie about 275 nm) is close to an absorption minimum 420. The thicknesses e f and e r corresponding to the adjacent areas delimiting each pattern are shown in Figure 10.
Les reliefs du moule présentent des lignes denses qui permettent, par l'étape d'impression telle qu'illustrée en figure 11 b, d'imprimer dans la résine 120 des motifs formant des tranchées d'environ 250nm de largeur séparées par des espaces de 250nm également. On obtient ainsi des lignes parallèles de 250 nm de largeur environ, un motif 127 formant une ligne en creux (épaisseur de er) étant adjacentes à deux motifs formant chacun une ligne en saillie d'épaisseur ef. The reliefs of the mold have dense lines which make it possible, by the printing step as illustrated in FIG. 11b, to print in the resin 120 patterns forming trenches of approximately 250 nm in width separated by spacers. 250nm also. Thus, parallel lines of about 250 nm in width are obtained, a pattern 127 forming a hollow line (thickness of r ) being adjacent to two patterns each forming a projecting line of thickness e f .
Les motifs obtenus sont illustrés sur la figure 1 1 a avec deux échelles différentes.  The patterns obtained are illustrated in Figure 11a with two different scales.
Suite à l'étape d'impression, on effectue une étape d'exposition, par exemple à une longueur d'onde A=248nm. Au cours de cette étape, seule une demi plaque est exposée. La partie inférieure 1 1 1 , située en dessous de la ligne pointillée sur la figure 1 1 c n'est pas exposée. La partie supérieure 1 12, située au dessus de la ligne pointillée sur la figure 1 1 c est exposée. Dans cette partie supérieure 112, les zones délimitant un motif reçoivent la même dose d'insolation. Ainsi, les zones de résine présentant une épaisseur de résine ef et les zones de résine présentant une épaisseur de résine er reçoivent la même dose d'insolation dans cette partie 112 de la plaque. Following the printing step, an exposure step is performed, for example at a wavelength λ = 248 nm. During this step, only half a plate is exposed. The lower part 1 1 1, located below the dotted line in Figure 1 1 c is not exposed. The upper part 1 12, located above the dotted line in Figure 1 1 c is exposed. In this upper part 112, the zones delimiting a pattern receive the same dose of insolation. Thus, resin areas having a resin thickness e f and resin areas having a resin thickness e r receive the same dose of insolation in that portion 112 of the plate.
Cette dose d'insolation est choisie de sorte à être suffisante pour activer la résine dans les zones de forte absorption (zones présentant une épaisseur ef dans cet exemple) et de sorte à ne pas être suffisante pour activer la résine dans les zones de faible absorption (zones présentant une épaisseur er). La résine étant positive, les zones présentant u ne épaisseu r ef sont activées et disparaissent lors du développement. Les zones présentant une épaisseur er ne sont pas activées et ne disparaissent pas lors du développement. Ainsi, seules les parties de résine embouties sont conservées. On obtient alors, pour la partie 1 12 de la plaque soumise à l'exposition, les motifs schématisés en figure 1 1 d. This insolation dose is chosen so as to be sufficient to activate the resin in areas of high absorption (areas having a thickness e f in this example) and so as not to be sufficient to activate the resin in low areas. absorption (areas with a thickness e r ). The resin being positive, areas u épaisseu re f are activated and disappear during development. Areas with a thickness e r are not activated and do not disappear during development. Thus, only the resin parts stamped are preserved. For the part 1 12 of the plate subjected to exposure, the patterns schematized in FIG.
La figure 1 1d illustre également les motifs schématisés que l'on observe pour la partie 11 1 de plaque non soumise à l'étape d'exposition.  FIG. 11d also illustrates the schematic patterns observed for the portion 11 1 of plate not subjected to the exposure step.
Les figures 1 1 c et 11 d font ainsi clairement apparaître que suite à une même étape de pressage d'un moule 50 dans la résine 120, on peut obtenir, grâce au procédé selon l'invention, des motifs inverses de ceux que l'on obtient sans l'étape d'insolation. Dans le cas de la plaque insolée, les motifs saillants suite à l'étape de pressage ont disparus. Suite à l'étape d'exposition et de développement, des motifs 126 saillants ont été formés à partir du résidu de résine situé dans le fond des motifsFIGS. 11c and 11d thus clearly show that, following the same step of pressing a mold 50 in the resin 120, it is possible to obtain, by means of the process according to the invention, patterns which are the reverse of those which the we obtain without the insolation step. In the case of the insolated plate, the salient patterns following the pressing step have disappeared. Following the exhibition and development stage, motifs 126 protrusions were formed from the resin residue located in the bottom of the patterns
127 en creux issus de l'étape de pressage. De manière particulièrement avantageuse, les motifs 126 saillants obtenus ne présentent pas de résidus et sont donc directement exploitables. 127 recessed from the pressing step. Particularly advantageously, the salient patterns 126 obtained do not have residues and are therefore directly exploitable.
La figure 1 1e est une photo montrant la différence de motifs à la jonction entre les parties exposées 1 12 et non exposées 1 11 de la résine. Cette figure fait clairement apparaître qu'à la place des motifs 127 formés en creux par le pressage du moule 50, la résine 120 qui a été exposée présente des motifs 126 en saillie. Dans le cadre de la présente invention, il est particulièrement avantageux d'utiliser des résines dites « à seuil ». On parle de résine à seuil, quand la structure chimique de la résine se modifie à partir d'une dose d'insolation relativement bien précise. Dans le cas d'une résine négative, cette modification la structure chimique de la résine est assimilable à une réticulation. Dans le cas d'une résine positive, cette modification la structure chimique de la résine est assimilable à une déprotection. Les résines à seuil se caractérisent souvent par un contraste élevé. Ce contraste est de préférence supérieur à 1.  Fig. 11e is a photograph showing the difference in patterns at the junction between exposed and non-exposed portions 11-11 of the resin. This figure clearly shows that instead of the patterns 127 formed by hollow pressing of the mold 50, the resin 120 which has been exposed has patterns 126 projecting. In the context of the present invention, it is particularly advantageous to use so-called "threshold" resins. We speak of threshold resin, when the chemical structure of the resin is modified from a relatively precise dose of insolation. In the case of a negative resin, this modification of the chemical structure of the resin is comparable to a crosslinking. In the case of a positive resin, this modification of the chemical structure of the resin is comparable to a deprotection. Threshold resins are often characterized by high contrast. This contrast is preferably greater than 1.
Il convient de noter qu'un contraste de la résine est élevé permet de faciliter la mise en œuvre la présente invention. La présente invention peut néanmoins être exécutée avec des résines ayant un faible contraste.  It should be noted that a high contrast of the resin makes it easier to practice the present invention. The present invention can nevertheless be performed with resins having a low contrast.
Il convient également de noter que le contraste d'une résine est dépendant de beaucoup de paramètres. Parmi les plus importants nous trouvons : le type de substrat, le procédé utilisé, et en particulier les conditions de développement de la résine. Parmi ces conditions de développement de la résine, figurent les paramètres suivants : température et temps de recuit après insolation ; nature, concentration du développeur ainsi que température ; méthode et temps du développement.  It should also be noted that the contrast of a resin is dependent on many parameters. Among the most important we find: the type of substrate, the process used, and in particular the conditions of development of the resin. Among these resin development conditions are the following parameters: temperature and annealing time after insolation; nature, developer concentration and temperature; method and time of development.
L'épaisseur de résine après insolation et développement varie en fonction des motifs et de la dose d'insolation. Afin d'approximer la valeur du contraste, on peut tracer une courbe représentant l'épaisseur de résine résiduelle en fonction de la dose d'insolation. Les figures 12a et 12b illustrent de telles courbes pour des résines négative et positive respectivement. The resin thickness after insolation and development varies depending on the patterns and the insolation dose. In order to approximate the value of the contrast, a curve representing the residual resin thickness can be plotted as a function of the insolation dose. Figures 12a and 12b illustrate such curves for negative and positive resins respectively.
On peut alors déterminer le contraste γ par l'équation suivante : We can then determine the contrast γ by the following equation:
On peut par exemple obtenir ces courbes en insolant des motifs identiques, sur une même plaque, avec une dose d'insolation croissante. Il convient ensuite de mesurer l'épaisseur de résine résiduelle après développement pour chaque dose d'insolation. For example, these curves can be obtained by irradiating identical patterns, on the same plate, with a dose of increasing insolation. It is then necessary to measure the residual resin thickness after development for each dose of insolation.
Dans l'exemple illustré, des carrés de 9mm de côté ont été insolés afin de négliger les phénomènes de diffusion latérale de l'acide photogénéré, car dans ces exemples des résines à amplification chimique de type NEB22 et CAP112 ont été utilisées.  In the illustrated example, squares of 9mm side have been insolated to neglect the lateral diffusion phenomena photogenerated acid, because in these examples resins chemical amplification type NEB22 and CAP112 were used.
En conclusion on remarquera que le procédé de l'invention tire profit de deux phénomènes : l'un est le différentiel d'absorption de la résine en fonction de son épaisseur et l'autre qui est lié à la dimension des motifs et aux doses plus élevées qu'il faut appliquer pour insoler des motifs plus petits. Suivant que l'on utilise une résine positive ou une résine négative on peut profiter des deux phénomènes ou du seul phénomène lié à l'absorption conformément au tableau ci-dessous : In conclusion, it will be noted that the method of the invention takes advantage of two phenomena: one is the absorption differential of the resin as a function of its thickness and the other is related to the size of the patterns and to the higher doses. high that must be applied to insolate smaller patterns. Depending on whether a positive resin or a negative resin is used, it is possible to take advantage of the two phenomena or the only phenomenon related to absorption according to the table below:
Les modes de réalisation des figures 7 et 8 peuvent être combinés. particulier, pour une même plaque on peut utiliser un moule à topographie variable et des doses d'exposition différentes.  The embodiments of Figures 7 and 8 may be combined. In particular, for the same plate it is possible to use a mold with variable topography and different exposure doses.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits mais s'étend à tout mode de réalisation conforme à son esprit. The invention is not limited to the previously described embodiments but extends to any embodiment within its spirit.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de lithographie par impression nanométrique comportant une étape de préparation au cours de laquelle on dispose une résine photosensible (120) sur un substrat (110), au moins une étape de pressage d'un moule (130, 50) dans la résine (120) pour former dans la résine au moins un motif d'impression (127) délimité au moins en partie par deux zones (128, 129) adjacentes, l'une (129) desdites deux zones (128, 129) présentant une épaisseur (er) inférieure à l'épaisseur (ef) de l'autre (128) desdites deux zones (128, 129), caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'exposition au moins desdites deux zones (128, 129) au cours de laquelle lesdites deux zones (128, 129) reçoivent la dose d'insolation, et caractérisé en ce que les épaisseurs (er, ef) desdites deux zones (128, 129) sont définies de sorte que, pour être activée, la résine au niveau de l'une desdites deux zones (128, 129) nécessite une dose d'insolation différente de la dose d'insolation nécessaire pour activer la résine au niveau de l'autre desdites deux zones (128, 129) et en ce que la dose d'insolation apportée par l'étape d'exposition est déterminée de sorte à être suffisamment importante pour activer la résine au niveau de l'une seulement desdites deux zones (128, 129) et de sorte à ne pas être suffisamment importante pour activer l'autre desdites deux zones (128, 129) adjacentes. 1. A method of nanoscale lithography comprising a preparation step during which a photosensitive resin (120) is placed on a substrate (110), at least one step of pressing a mold (130, 50) in the resin (120) to form in the resin at least one printing pattern (127) delimited at least in part by two adjacent areas (128, 129), one (129) of said two areas (128, 129) having a thickness (e) less than the thickness (ef) of the other (128) of said two zones (128, 129), characterized in that it comprises a step of exposing at least said two zones (128, 129) to during which said two zones (128, 129) receive the insolation dose, and characterized in that the thicknesses (er, ef) of said two zones (128, 129) are defined so that, to be activated, the resin at one of said two zones (128, 129) requires an insolation dose different from the exposure dose nil to activate the resin at the other of said two zones (128, 129) and in that the exposure dose provided by the exposure step is determined so as to be large enough to activate the resin at the of only one of said two areas (128, 129) and so as not to be large enough to activate the other of said two adjacent areas (128, 129).
2. Procédé selon la revendication précédente dans lequel l'absorption de la dose d'insolation par la résine (120) en fonction de son épaisseur définit une courbe sensiblement sinusoïdale (218, 226) et dans lequel l'épaisseur de la résine (120) au niveau de l'une desdites deux zones (128, 129) correspond sensiblement à un maximum (410) de ladite courbe sinusoïdale et l'épaisseur de la résine au niveau de l'autre parmi lesdites deux zones (128, 129) correspond sensiblement à un minimum (420) de ladite courbe sinusoïdale (218, 226). 2. Method according to the preceding claim wherein the absorption of the exposure dose by the resin (120) according to its thickness defines a substantially sinusoidal curve (218, 226) and wherein the thickness of the resin (120 ) at one of said two areas (128, 129) substantially corresponds to a maximum (410) of said sinusoidal curve and the thickness of the resin at the other of said two areas (128, 129) corresponds substantially to a minimum (420) of said sinusoidal curve (218, 226).
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel on détermine les épaisseurs (er, ef) de résine desdites deux zones (128, 129) de sorte que la différence entre la dose nécessaire à l'activation de l'une desdites deux zones (128, 129) et la dose nécessaire à l'activation de l'autre desdites deux zones (128, 129) soit d'au moins 5mJ/cm2. 3. A method according to any one of the preceding claims wherein the resin thicknesses (er, ef) of said two zones (128, 129) are determined so that the difference between the dose required to activate one of said two zones (128, 129) and the dose required to activate the other of said two zones (128, 129) is at least 5mJ / cm 2 .
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la résine est une résine photosensible positive, lesdites épaisseurs (er, ef) sont déterminées de sorte que la résine au niveau de la zone (129) présentant la plus faible épaisseur (er) présente une absorption inférieure à celle de la résine au niveau de la zone (128) présentant la plus forte épaisseur (ef) et dans lequel la dose d'insolation apportée par l'étape d'exposition est définie de sorte à activer la résine de la zoneA method according to any one of the preceding claims wherein the resin is a positive photoresist, said thicknesses (er, ef) are determined so that the resin at the region (129) having the smallest thickness (e ) has a lower absorption than that of the resin at the zone (128) having the greatest thickness (ef) and wherein the exposure dose provided by the exposure step is set so as to activate the resin of the area
(128) présentant la plus forte épaisseur (ef) et à ne pas activer la résine de la zone(128) having the greatest thickness (ef) and not activating the resin of the zone
(129) présentant la plus faible épaisseur (er), de manière à obtenir un motif final (126) inverse du motif d'impression (127). (129) having the smallest thickness (er), so as to obtain a final pattern (126) inverse of the printing pattern (127).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la résine est une résine photosensible négative, lesdites épaisseurs (er, ef) sont déterminées de sorte que la résine au niveau de la zone (129) présentant la plus faible épaisseur présente une absorption supérieure à celle de la résine au niveau de la zone (128) présentant la plus forte épaisseur (ef) et dans lequel la dose d'insolation apportée par l'étape d'exposition est définie de sorte à activer la résine de la zone (129) présentant la plus faible épaisseur (er) et à ne pas activer la résine de la zone (128) présentant la plus forte épaisseur (ef), de manière à obtenir un motif final (126) inverse du motif d'impression (127). A method according to any one of claims 1 to 3 wherein the resin is a negative photoresist, said thicknesses (er, ef) are determined so that the resin at the region (129) having the smallest thickness has a higher absorption than that of the resin at the zone (128) having the greatest thickness (ef) and wherein the exposure dose provided by the exposure step is set so as to activate the resin of the zone (129) having the smallest thickness (er) and not activating the resin of the zone (128) having the greatest thickness (ef), so as to obtain a final pattern (126) inverse to the pattern of printing (127).
6. Procédé selon l'une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel on effectue, après développement de la résine, une étape additionnelle de gravure pour retirer un résidu de résine demeurant sur le substrat (110) au niveau de la zone (128) présentant la plus forte épaisseur (ef) après l'étape de développement. 6. Process according to any one of the two preceding claims, in which, after development of the resin, an additional etching step is carried out to remove a residue of resin remaining on the substrate (110) at the zone (128) exhibiting the highest thickness (ef) after the development stage.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la résine est une résine photosensible positive, lesdites épaisseurs (er, ef) sont déterminées de sorte que la résine au niveau de la zone (129) présentant la plus faible épaisseur (er) présente une absorption supérieure à celle de la résine au niveau de la zone (128) présentant la plus forte épaisseur (ef) et dans lequel la dose d'insolation apportée par l'étape d'exposition est définie de sorte à activer la résine au niveau de la zone (129) présentant la plus faible épaisseur (er) et à ne pas activer la résine au niveau de la zone (128) présentant la plus forte épaisseur (ef), de manière à éliminer un résidu de résine au niveau de la zone (129) présentant la plus faible épaisseur (er). A method according to any one of claims 1 to 3 wherein the resin is a positive photoresist, said thicknesses (er, ef) are determined so that the resin at the region (129) having the smallest thickness (e) has an absorption greater than that of the resin at the zone (128) having the greatest thickness (ef) and wherein the exposure dose provided by the exposure step is set so as to activate the resin at the zone (129) having the smallest thickness (er) and not activating the resin at the zone (128) having the greatest thickness (ef), so as to remove a resin residue at the area (129) having the smallest thickness (er).
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la résine est une résine photosensible négative, lesdites épaisseurs (er, ef) sont déterminées de sorte que la résine au niveau de la zone (129) présentant la plus faible épaisseur (er) présente une absorption inférieure à celle de la résine au niveau de la zone (128) présentant la plus forte épaisseur (ef) et dans lequel la dose d'insolation apportée par l'étape d'exposition est définie de sorte à activer la résine de la zoneA method according to any one of claims 1 to 3 wherein the resin is a negative photoresist, said thicknesses (er, ef) are determined so that the resin at the region (129) having the smallest thickness (e) has a lower absorption than that of the resin at the zone (128) having the greatest thickness (ef) and wherein the exposure dose provided by the exposure step is set so as to activate the resin of the area
(128) présentant la plus forte épaisseur (ef) et à ne pas activer la résine de la zone(128) having the greatest thickness (ef) and not activating the resin of the zone
(129) présentant la plus faible épaisseur (er), de manière à éliminer un résidu de résine au niveau de la zone (129) présentant la plus faible épaisseur (er). (129) having the smallest thickness (er), so as to remove a resin residue at the zone (129) having the smallest thickness (er).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel on obtient après l'étape de pressage une pluralité de motifs d'impression (61 , 62, 63, 64, 65) présentant des épaisseurs différentes (erO, er1 , er2, er3), au moins l'une de ces épaisseurs correspond à un maximum d'absorption, et au moins une autre de ces épaisseurs correspond à un minimum d'absorption. 9. A method according to any preceding claim wherein after the pressing step a plurality of printing patterns (61, 62, 63, 64, 65) having different thicknesses (erO, er1, er2, er3), at least one of these thicknesses corresponds to an absorption maximum, and at least one of these thicknesses corresponds to a minimum of absorption.
10. Procédé selon la revendication précédente dans lequel le moule (50) présente des reliefs en saillie (51 , 52, 53, 54, 55) de hauteurs différentes. 10. Method according to the preceding claim wherein the mold (50) has protruding reliefs (51, 52, 53, 54, 55) of different heights.
1 1. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel au cours de l'étape d'exposition toute la résine (120) est exposée à la dose d'insolation. A process according to any one of the preceding claims wherein during the exposure step all the resin (120) is exposed to the insolation dose.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel on insole des portions de résine (120) avec des doses d'insolation (142, 144) différentes. 12. A process according to any one of the preceding claims in which resin portions (120) are insulated with different insolation doses (142, 144).
13. Procédé selon la revendication précédente dans lequel au cours de l'étape d'exposition on insole au moins un premier motif (123) présentant une première dimension, ladite dimension étant prise selon une direction sensiblement normale à l'épaisseur de la résine, avec une première dose d'insolation (142) et on insole au moins un deuxième motif (125) présentant une deuxième dimension inférieure à ladite première dimension avec une deuxième dose (144) d'insolation supérieure à ladite première dose d'insolation (142). 13. Method according to the preceding claim wherein during the exposure step is insole at least a first pattern (123) having a first dimension, said dimension being taken in a direction substantially normal to the thickness of the resin, with a first dose of insolation (142) and at least one second pattern (125) having a second dimension smaller than said first dimension is insulted with a second dose (144) of insolation greater than said first dose of insolation (142). ).
14. Procédé selon la revendication précédente dans lequel la première dose d'insolation (142) est suffisante pour activer l'une seulement desdites deux zones du premier motif (123) et dans lequel la deuxième dose d'insolation (144) est insuffisante pour activer le deuxième motif (125) mais est suffisante pour activer une ou des zones (128, 128) bordant le deuxième motif (125). 14. Method according to the preceding claim wherein the first dose of insolation (142) is sufficient to activate only one of said two zones of the first pattern (123) and wherein the second dose of insolation (144) is insufficient to activate the second pattern (125) but is sufficient to activate one or more areas (128, 128) bordering the second pattern (125).
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la dose d'insolation est apportée par une source de lumière cohérente. 15. A method according to any one of the preceding claims wherein the insolation dose is provided by a coherent light source.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 dans lequel l'étape d'exposition fait intervenir successivement plusieurs sources de lumière présentant des longueurs d'onde différentes. 16. A method according to any one of claims 1 to 14 wherein the exposure step successively involves several light sources having different wavelengths.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant, lors de l'étape de préparation, une étape au cours de laquelle la résine photosensible (120) est déposée sur une couche ou un substrat (1 10) pris parmi les matériaux suivants SiC, Ge, Ag, W, AlSi. 17. A method according to any one of the preceding claims comprising, during the preparation step, a step in which the photoresist (120) is deposited on a layer or a substrate (1 10) taken from the following materials SiC, Ge, Ag, W, AlSi.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 comprenant, lors de l'étape de préparation, une étape au cours de laquelle la résine photosensible18. A method according to any one of claims 1 to 16 comprising, during the preparation step, a step during which the photoresist
(120) est déposée sur une couche ou un substrat (1 10) en Silicium. (120) is deposited on a silicon layer or substrate (1 10).
19. Ensemble multicouches comprenant un substrat (1 10) recouvert d'une couche de résine photosensible (120), la résine présentant au moins un motif (127) d'impression, délimité au moins en partie par deux zones (128, 129) présentant des épaisseurs (er, ef) différentes, caractérisé en ce que les épaisseurs desdites deux zones (128, 129) correspondent respectivement à un maximum et à un minimum d'une courbe d'absorption (218, 226) de ladite résine (120) en fonction de son épaisseur. 19. Multilayer assembly comprising a substrate (1 10) coated with a layer of photoresist (120), the resin having at least one pattern (127) for printing, delimited at least in part by two zones (128, 129) having different thicknesses (er, ef), characterized in that the thicknesses of said two zones (128, 129) respectively correspond to a maximum and a minimum of an absorption curve (218, 226) of said resin (120 ) according to its thickness.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5634313B2 (en) * 2011-03-29 2014-12-03 富士フイルム株式会社 Resist pattern forming method and patterned substrate manufacturing method using the same

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61285716A (en) * 1985-06-12 1986-12-16 Hitachi Ltd Resist coating method
US5472827A (en) * 1991-12-30 1995-12-05 Sony Corporation Method of forming a resist pattern using an anti-reflective layer
US6410194B1 (en) * 1999-02-04 2002-06-25 Tokyo Electron Limited Resist film forming method and resist coating apparatus
WO2005029179A2 (en) * 2003-02-13 2005-03-31 The Regents Of The University Of Michigan Combined nanoimprinting and photolithography for micro and nano devices fabrication
JP2004304097A (en) * 2003-04-01 2004-10-28 Sharp Corp Pattern forming method, and manufacturing method for semiconductor device
JP2007329276A (en) * 2006-06-07 2007-12-20 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Method for forming resist pattern by nanoimprint lithography
US7776628B2 (en) * 2006-11-16 2010-08-17 International Business Machines Corporation Method and system for tone inverting of residual layer tolerant imprint lithography
JP4799575B2 (en) * 2008-03-06 2011-10-26 株式会社東芝 Imprint method
JP4892025B2 (en) * 2008-09-26 2012-03-07 株式会社東芝 Imprint method
JP2011100922A (en) * 2009-11-09 2011-05-19 Toshiba Corp Pattern formation method, pattern formation system, and method for manufacturing semiconductor device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCHIFT HELMUT: "Nanoimprint lithography: An old story in modern times? A review", JOURNAL OF VACUUM SCIENCE AND TECHNOLOGY: PART B, AVS / AIP, MELVILLE, NEW YORK, NY, US, vol. 26, no. 2, 27 March 2008 (2008-03-27), pages 458 - 480, XP012114140, ISSN: 1071-1023, DOI: 10.1116/1.2890972 *

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