FR2823865A1 - Procede de lithographie en surface d'un substrat a forte topologie - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de lithographie en surface d'un substrat à forte topologie comprenant les étapes d'une lithographie classique, et préalablement à ces étapes, une étape de dépôt d'un film sec (13) sur toute la surface du substrat et une étape de gravure de ce film de façon à ne laisser recouverts que les reliefs en creux (11, 12) et postérieurement à ces étapes, une étape de suppression des parties restantes de ce film sec.
Description
pourue d'attaches(10) destnées à suspendre les objets fragiles à
photographier.
PROCEDE DE LITHOGRAPHIE EN SURFACE D'UN SUBSTRAT A
FORTE TOPOLOGIE
DESCRIPTION
Domaine technique La présente invention concerne un procédé de lithographie en surface d'un substrat à forte topologie. Etat de la technique Dans le domaine des capteurs ou de la microconnsctique, il est courant d'avoir à réaliser des lithographies sur des substrats à forte topologie, présentant des cavités profondes, des trous travereant ou des trous borgnes. Une dépose classique de résine à la tournette sur de tels substrats est difficile ou même impossible à réaliser: une telle dépose entraîne, en effet, une absence de résine sur les marches, un surplus ou un manque de résine dans les trous, et même des comètes (stries radiales de résine plus épaisses au voisinage d' accidents de surface) et donc des défauts
de lithographie.
Les problèmes posés par de tels circuits à forte topologie sont analysés dans le document
référencé [1] en fin de description.
Différentes solutions de l'art connu ont tenté de résoudre un tel problème: - une première solution consiste à utiliser des tournettes spéciales avec couvercle. Mais il existe touj ours un problème de rétractation de la résine au passage de marches lors des recuits nocessaires,
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- une autre solution consiste à utiliser un dépôt par spray. Mais le résultat obtenu n'est pas très bon. De plus, chaque configuration exige une mise au point particulière, - une autre solution consiste à utiliser un dépôt électrolytique. Mais une telle solution est limitée en résolution à plusieurs dizaines de micromètres et nécessite une sous- couche conductrice:
Le doeument référencé [1] en fin de description, pour
résoudre le problème rencontré lors d'une photolithographie sur des surfaces non planaires présentant des arêtes vives, envisage ainsi la
réalisation d'épargne gravure par dépôt électrolytique.
- une autre solution consiste à planariser le substrat en remplissant les trous avec une substance adaptée, résine par exemple, et en repolissant de façon sélective pour retomber sur le plan du substrat et les éventuels niveaux déjà existants. Mais une telle solution est délicate et complexe à réaliser: le
document référencé [2] en fin de description, pour
résoudre le problème de planarisation et de remplissage de trous pour des substrats à forte topologie, envisage un revêtement à l 'aide d'une couche épaisse d'épargne gravure ou de polyimide, dans lequel l'épaisseur du revêtement est beaucoup plus grande que les fortes topographies de surface. Pour la gravure en retrait du polyimide, la méthode de gravure à plasma
conventionnelle est utilisée.
- une solution plus intéressante consiste à utiliser des films secs photosensibles que l'on dépose entre rouleaux sur le substrat. Toutefois, dans cette
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i 2823865 solution le film doit être suffisamment solide, donc assez épais: son épaisseur est d' environ 25 micromètres. On est donc limité en résolution. Il est très difficile d'obtenir des motifs inférieurs à 50 micromètres avec de tels films. Toutes ces solutions entraînent une diminution de résolution et sont complexes à mettre en _uvre. L' invention a pour objet de pallier les
inconvénients de ces solutions de l'art connu.
Exposé de 1' invention L' invention concerne un procédé de lithographie en surface d'un substrat à forte topologie comprenant les étapes d'une lithographie classique, caractérisé en ce qu'il comporte, préalablement à ces étapes, une étape de dépôt d'un film sec sur toute la surface du substrat et une étape de gravure de ce film de façon à ne laisser recouverts que les reliefs en creux, et postérieurement à ces étapes, une étape de
suppression des parties restantes de ce film sec.
Le film sec a une épaisseur comprise entre
et 50 micromètres.
Avantageusement, un petit trou est prévu
dans le film sec au-dessus de chaque relief en creux.
La structuration du film sec est réalisée selon des étapes d' insolation, de développement, de reanit, et éventuellement une étape ultérieure
d'élimination des bavures par plasma 02.
Avantageusement, l' insolation est réalisée par projection; des petits trous étant prévus dans le film
sec sur le masque d' insolation.
Le procédé de l' invention présente de nombreux avantages: - il rend possible la réalisation d'une lithographie fine sur un substrat à topologie fortement tourmentée, - il ne nécessite aucune machine supplémentaire compliquce ou spéciale, si ce n'est une
machine très simple utilisce pour le dépôt du film sec.
- il permet de réaliser une continuité entre un motif "grossier" (pavé de film sec) recouvrant un trou et un motif fin situé à proximité. Une telle caractéristique est notamment intéressante quand on veut sortir un conducteur de ce trou et le continuer
par un conducteur fin en surface.
Brève description des dessins
La figure illustre une vue en coupe d'un substrat pour lequel a été mis en _uvre le procédé de l'invention. Exposé détaillé de modes de réalisation On entend par lithagraphie, non seulement le dépôt et la structuration d'une résine mais aussi toutes les actions requises sur la couche sous-jacente (gravure, implantation, dépôt d'autres couches,...) Le procédé de lithographie en surface d'un substrat à forte topologie selon l' invention comprend les étapes suivantes: - une étape de dépôt d'un film sec sur toute la surface du substrat,
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- une étape de gravure de ce film de façon à ne laisser recouverts que les reliefs en creux, - les étapes d'une lithographie classique bien connues de l'homme du métier, et - une étape de suppression des parties
restantes du film sec.
Le procédé de l'invention consiste à
recouvrir des trous et des cavités avec un film sec.
dont l' extension est ensuite limitée uniquement au recouvrement de telles topologies. L' invention consiste
donc à boucher les trous par des pavés de film sec.
On obtient alors une surface à faible topologie qui permet de réaliser une lithographie classique sur les zones laissses libres. On peut utiliser sur le substrat ainsi rendu planaire une résine classique permettant d'atteindre les résolutions
habituelles, de l'ordre du micromètre.
La figure illustre alors un substrat 10 comportant des trous borgnes 11 ou des trous traversants 12 sur lesquels sont disposés des pavés de film sec 13, d'épaisseur d' environ 25 micromètres, par exemple. Sur cette figure sont également représentés des pavés d'une couche de lithographie fine 14 (résine) dont l'épaisseur est par exemple comprise entre 1 et 2 micromètres, et un recouvrement possible 15 qui permet de réaliser une continuité entre un pavé de film 13 et
un pavé de couche fine 14.
En fin de lithographie on supprime lesdits
pavés de film sec ainsi réalisés.
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Ce film est en général en un polymère photosensible comme le film Laminar série 5000 de
SHIPLEY.
Comme illustré sur la figure, la structuration du film sec a lieu uniquement sur les trous ou cavités, selon des étapes d'insolation, de développement, de reanit et éventuellement d'élimination des bavures par plasma 02; de telles
étapes étant bien connues de l'homme du métier.
L' insolation est réalisée préféren tiellement par projection pour éviter tout problème de
collage sur le masque d' insolation.
En cas d'étape de recuit du film, il peut se produire un gonflement voire un éclatement du film par dogazage dans des cavités ou trous borgnes. Un tel problème peut être évité en prévoyant un petit trou dans le film sur le masque d' insolation; ce trou étant le plus petit possible pour ne pas gêner la lithographie ultérieure en résine classique, idéalement de quelques microns mais pouvant aller jusqu'à une
trentaine de microns.
Le dépôt ultérieur de résine fine peut avoir lieu à la tournette. La structuration de cette résine comporte alors une étape d' insolation et une
étape de développement.
Le procédé de l 'invention est très avantageux pour des substrats comportant des trous ou cavités d'un diamètre supérieur à 10 micromètres. Pour des diamètres inférieurs à 10 micromètres, le procédé de l 'invention peut aussi être utilisé, car il est plus
pratique que les procédés de l'art connu.
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REFERENCES
[1] "Photolithography on micromachined 3D surfaces using electrodeposited photoresists" de P. Kersten, S. Bouwstra et J.W. Petersen (Sensors and Actuators,
A(51), 1995, pages 51 à 54).
[2] "Planarization and French filling on severe surface topography with thick photoresist for MEMS" de Jun Bo Yoon, Gilbert Y. Oh, Chul-Hi Han, Euisik Yoon et
Choong-Ki Kim. (INIST, CNRS, 1999, pages 297 à 306).
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Claims (7)
1. Procédé de lithographie en surface d'un substrat à forte topologie comprenant les étapes d'une lithographie classique, caractérisé en ce qu'il comporte, préalablement à ces étapes, une étape de dépôt d'un film sec (13) sur toute la surface du substrat et une étape de gravure de ce film de façon à ne laisser recouverts que les reliefs en creux (11, 12), et postérieurement à ces étapes, une étape de suppression des parties restantes de ce film sec.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le film sec a une épaisseur comprise entre 10 et
micromètres.
3. Procédé selon la revendication 1, dans
lequel un petit trou est prévu dans le film sec au-
dessus de chaque relief en creux.
4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la structuration du film sec est réalisée selon des étapes d' insolation, de développement, et de recuit.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ladite structuration comporte une étape
ultérieure d'élimination des bavures par plasma 02.
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6. Proceeds selon la revindication 4, dans
lequel l'insolaLion esL realize par Projection.
7. Proceeds salon la revendicaLion 6, Dana lequel des peLiLs Lrous song proves dans le film sea
sag le masque d'insolaLion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0112146A FR2823865A1 (fr) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | Procede de lithographie en surface d'un substrat a forte topologie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0112146A FR2823865A1 (fr) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | Procede de lithographie en surface d'un substrat a forte topologie |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2823865A1 true FR2823865A1 (fr) | 2002-10-25 |
Family
ID=8867458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0112146A Pending FR2823865A1 (fr) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | Procede de lithographie en surface d'un substrat a forte topologie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2823865A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2765456A1 (fr) | 2013-02-08 | 2014-08-13 | ams AG | Procédé de masquage pour dispositifs semi-conducteurs avec topographie de surface élevée |
-
2001
- 2001-09-20 FR FR0112146A patent/FR2823865A1/fr active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SPIERING V L ET AL: "Planarization and fabrication of bridges across deep grooves or holes in silicon using a dry film photoresist followed by an etch back", PROCEEDINGS OF THE 5TH EUROPEAN WORKSHOP ON MICROMECHANICS (MME'94);PISA, ITALY SEP 5-6 1994, vol. 5, no. 2, 5 September 1994 (1994-09-05), J Micromech Microengineering;Journal of Micromechanics and Microengineering Jun 1995 Institute of Physics Publishing Ltd, Bristol, Engl, pages 189 - 192, XP008003984 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP2765456A1 (fr) | 2013-02-08 | 2014-08-13 | ams AG | Procédé de masquage pour dispositifs semi-conducteurs avec topographie de surface élevée |
| WO2014122055A1 (fr) | 2013-02-08 | 2014-08-14 | Ams Ag | Procédé de masquage pour des dispositifs à semi-conducteurs présentant une topographie de surface élevée |
| US20150380308A1 (en) * | 2013-02-08 | 2015-12-31 | Ams Ag | Masking method for semiconductor devices with high surface topography |
| US9466529B2 (en) * | 2013-02-08 | 2016-10-11 | Ams Ag | Masking method for semiconductor devices with high surface topography |
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