FR3038773A1 - STENCIL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE STENCIL - Google Patents
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Abstract
Le pochoir (100) est destiné à la réalisation, à l'échelle micrométrique, d'un dépôt d'un matériau sur un substrat (200) ou de gravure d'un substrat (200), le pochoir (100) comprenant : - une membrane (2) comportant une face avant (3) destinée à être orientée vers ledit substrat (200) et une face arrière (4) opposée à la face avant (3), la membrane (2) comportant au moins une portion de rigidification (7) et au moins une portion active (5) comprenant une surface active (10) délimitée par la face avant (3), la au moins une portion active (5) présentant une épaisseur inférieure à l'épaisseur de la au moins une portion de rigidification (7), la au moins une portion de rigidification (7) étant configurée de sorte à assurer la planéité d'au moins la surface active (10), et - au moins deux ouvertures (8) traversantes ménagées dans la portion active (5) et débouchant sur la surface active (10).The stencil (100) is intended for producing, on a micrometric scale, a deposition of a material on a substrate (200) or of etching a substrate (200), the stencil (100) comprising: a membrane (2) having a front face (3) intended to be oriented towards said substrate (200) and a rear face (4) opposite to the front face (3), the membrane (2) comprising at least one stiffening portion (7) and at least one active portion (5) comprising an active surface (10) delimited by the front face (3), the at least one active portion (5) having a thickness less than the thickness of the at least one stiffening portion (7), the at least one stiffening portion (7) being configured to ensure the flatness of at least the active surface (10), and - at least two through openings (8) in the portion active (5) and opening on the active surface (10).
Description
La présente invention concerne un pochoir destiné à la réalisation, à l'échelle micrométrique et nanométrique, de dépôts de matériau sur un substrat ou de gravures de substrats avec une définition améliorée. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel pochoir permettant la réalisation de dépôt d'un matériau ou d'une gravure à l'échelle micrométrique et nanométrique.The present invention relates to a stencil for producing, on a micrometric scale and a nanometer scale, deposition of material on a substrate or etching of substrates with an improved definition. The present invention also relates to a method of manufacturing such a stencil for the realization of deposition of a material or etching at the micrometer scale and nanometer.
Les pochoirs ou masques durs connus sont généralement obtenus par amincissement d'une plaque, par exemple de métal. Toutefois, lorsque les ouvertures présentent une petite dimension latérale, notamment en comparaison avec l'épaisseur de la plaque amincie, ces pochoirs ne permettent pas d'effectuer un dépôt avec une bonne définition latérale. En effet, ces plaques amincies restent relativement épaisses et la réalisation d'ouvertures d'une largeur précise et présentant des bords de forme précise est difficile à obtenir avec les technologies actuelles. Souvent les bords latéraux des ouvertures ont globalement la forme d'un tonneau ne permettant pas des dépôts ou des gravures avec une très grande résolution.Stencils or known hard masks are generally obtained by thinning a plate, for example metal. However, when the openings have a small lateral dimension, particularly in comparison with the thickness of the thinned plate, these stencils do not make it possible to deposit with a good lateral definition. Indeed, these thinned plates remain relatively thick and the realization of openings of a precise width and having precisely shaped edges is difficult to obtain with current technologies. Often the lateral edges of the openings have generally the shape of a barrel does not allow deposits or engravings with a very high resolution.
Des techniques alternatives contournent ce problème en effectuant des dépôts de grandes dimensions initiales, ensuite réduites latéralement par des étapes classiques utilisées en micro technologie ou en microélectronique, par exemple par lithogravure. Cette technique permet d'atteindre une bonne définition avec des dimensions précises malgré l'échelle considérée, mais elle impose un coût de réalisation important.Alternative techniques circumvent this problem by making large initial deposits, then reduced laterally by conventional steps used in micro technology or microelectronics, for example by lithography. This technique makes it possible to reach a good definition with precise dimensions despite the scale considered, but it imposes an important realization cost.
La présente invention vise à pallier au moins en partie ces inconvénients. A cet effet, la présente invention propose un pochoir destiné à la réalisation, à l'échelle micrométrique et nanométrique, d'un dépôt d'un matériau sur un substrat ou de gravure d'un substrat, notamment dans le domaine de la microélectronique, des nanotechnologies ou du photovoltaïque, le pochoir comprenant : une membrane comportant une face avant destinée à être orientée vers ledit substrat et une face arrière opposée à la face avant, la membrane comportant au moins une portion de rigidification et au moins une portion active comprenant une surface active délimitée par la face avant, la au moins une portion active présentant une épaisseur inférieure à l'épaisseur de la au moins une portion de rigidification, la au moins une portion de rigidification étant configurée de sorte à assurer la planéité d'au moins la surface active, et au moins deux ouvertures traversantes ménagées dans la portion active et débouchant sur la surface active.The present invention aims to overcome at least in part these disadvantages. For this purpose, the present invention provides a stencil for producing, at the micrometric and nanometric scale, a deposition of a material on a substrate or of etching a substrate, particularly in the field of microelectronics, nanotechnologies or photovoltaics, the stencil comprising: a membrane comprising a front face intended to be oriented towards said substrate and a rear face opposite to the front face, the membrane comprising at least one stiffening portion and at least one active portion comprising a active surface defined by the front face, the at least one active portion having a thickness less than the thickness of the at least one stiffening portion, the at least one stiffening portion being configured to ensure the flatness of at least the active surface, and at least two through openings formed in the active portion and opening on the active surface.
Ainsi, dans cette configuration, les ouvertures traversantes sont réalisées dans une portion de la membrane qui présente une épaisseur plus mince que celle de la portion de rigidification. Il est ainsi possible de réaliser des ouvertures de dimensions précises et comportant des bords francs et bien nets dans la portion active. Le dépôt ou la gravure réalisée à l'aide de ce pochoir présente ainsi une meilleure définition.Thus, in this configuration, the through openings are made in a portion of the membrane which has a thinner thickness than that of the stiffening portion. It is thus possible to achieve openings of precise dimensions and having sharp edges and clear in the active portion. The deposition or etching carried out using this stencil thus has a better definition.
La présence de la au moins une portion active mince confère une souplesse relative au pochoir. Cette souplesse est équilibrée par la présence de la au moins une portion de rigidification qui permet de maintenir la raideur de l'ensemble et la planéité globale du pochoir. Ainsi, on s'assure que la membrane ne présente pas de déformation du fait de son amincissement, déformation qui ne permettrait pas l'usage visé. La portion de rigidification permet ainsi au pochoir d'être autoporté et de pouvoir être manipulé facilement avec des outils de préhension standard, tout en permettant la formation d'au moins deux ouvertures aux dimensions précises et contrôlées pour un dépôt ou une gravure à l'échelle du micromètre voire d'une centaine de nanomètres.The presence of the at least one thin active portion provides relative flexibility to the stencil. This flexibility is balanced by the presence of the at least one stiffening portion which maintains the stiffness of the assembly and the overall flatness of the stencil. Thus, it is ensured that the membrane does not exhibit deformation due to its thinning, deformation that would not allow the intended use. The stiffening portion thus allows the stencil to be self-supporting and can be easily handled with standard gripping tools, while allowing the formation of at least two openings with precise and controlled dimensions for deposition or engraving at the same time. micrometer scale or even a hundred nanometers.
Selon une disposition, la au moins une portion active présente une épaisseur comprise entre environ 5 et 50 micromètres, et notamment entre 15 et 50 micromètres, et de préférence une épaisseur d'environ 20 micromètres. La portion active amincie permet avantageusement d'obtenir simultanément une pluralité d'ouvertures de dimensions variables allant de quelques dizaines de nanomètres jusqu'à la centaine de micromètres, par exemple entre 50 nanomètres et 100 micromètres, et plus généralement entre 50 nanomètres et 20 micromètres, voire entre 50 nanomètres et 5 micromètres.According to one arrangement, the at least one active portion has a thickness of between about 5 and 50 microns, and especially between 15 and 50 microns, and preferably a thickness of about 20 microns. The thinned active portion advantageously makes it possible simultaneously to obtain a plurality of openings of variable dimensions ranging from a few tens of nanometers to a hundred microns, for example between 50 nanometers and 100 micrometers, and more generally between 50 nanometers and 20 micrometers or even between 50 nanometers and 5 micrometers.
Les ouvertures obtenues présentent une largeur précise et des bords francs, même pour des ouvertures de petites tailles, par comparaison avec la formation d'ouvertures dans une plaque métallique présentant quelques centaines de micromètres d'épaisseur.The openings obtained have a precise width and sharp edges, even for small openings, compared to the formation of openings in a metal plate having a few hundred micrometers thick.
De préférence, le rapport de l'épaisseur de la au moins une portion active sur la largeur de chacune des au moins deux ouvertures traversantes est compris entre 0.01 et 500 et avantageusement entre 0.1 et 250. L'épaisseur de la portion active est définie entre le plan de la face avant et le plan de la face arrière obtenue après l'amincissement. Compte tenu des dimensions des ouvertures réalisées à l'échelle du micromètre, ce rapport est faible. Ceci permet une très bonne définition de la largeur des ouvertures et donc d'atteindre une excellente précision dans les opérations de gravure et de dépôts de matériau sur un substrat.Preferably, the ratio of the thickness of the at least one active portion to the width of each of the at least two through-openings is between 0.01 and 500 and advantageously between 0.1 and 250. The thickness of the active portion is defined between the plane of the front face and the plane of the rear face obtained after thinning. Given the size of the openings made at the micrometer scale, this ratio is low. This allows a very good definition of the width of the openings and thus to achieve excellent accuracy in etching operations and deposits of material on a substrate.
De préférence, au moins une des au moins deux ouvertures traversantes présente une largeur comprise entre 90 nanomètres et 1.3 micromètres. La largeur des ouvertures est mesurée selon une direction perpendiculaire à l'épaisseur de la membrane ou autrement dit, la largeur est mesurée dans un plan parallèle à celui de la face avant. Les ouvertures sont notamment définies et réalisées par des outils de la micro technologie par exemple par lithogravure. Dans cette configuration, il est possible de réaliser des dépôts et des gravures dont les dimensions sont précises et obtenues avec une excellente définition, notamment à l'échelle du micromètre.Preferably, at least one of the at least two through openings has a width of between 90 nanometers and 1.3 micrometers. The width of the openings is measured in a direction perpendicular to the thickness of the membrane, or in other words, the width is measured in a plane parallel to that of the front face. The openings are in particular defined and made by tools of micro technology for example by lithography. In this configuration, it is possible to make deposits and engravings whose dimensions are accurate and obtained with excellent definition, especially at the micrometer scale.
La portion active amincie, ou autrement dit, la portion active d'épaisseur réduite par comparaison à celle de la portion de rigidification, permet également d'obtenir une densité d'ouvertures plus importante que celle de l'art antérieur, au niveau de la résolution actuelle de la lithographie.The thinned active portion, or in other words, the active portion of reduced thickness compared with that of the stiffening portion, also makes it possible to obtain a greater opening density than that of the prior art, at the level of the current resolution of lithography.
Selon une possibilité, la forme de chacune des au moins deux ouvertures traversantes est oblique, verticale ou conique. Cette configuration permet d'adapter le pochoir aux besoins des applications ou des procédés utilisés, qui sont par exemple fonction de l'épaisseur à déposer, du mouillage du film à déposer, de l'orientation du flux du dépôt ou de gravure. Les ouvertures traversantes sont ainsi de formes, de dimensions et de densités adaptées à la demande.According to one possibility, the shape of each of the at least two through openings is oblique, vertical or conical. This configuration makes it possible to adapt the stencil to the needs of the applications or processes used, which are for example a function of the thickness to be deposited, the wetting of the film to be deposited, the orientation of the flow of the deposit or etching. The through openings are thus shapes, sizes and densities adapted to the request.
Selon une disposition, chacune des au moins deux ouvertures traversantes présente une paroi latérale comprenant, selon la direction de l'épaisseur de la membrane, une partie oblique et une partie verticale. Cette configuration permet de diminuer le rapport entre l'épaisseur de la portion active et la taille des ouvertures jusqu'à 0.01 et ainsi d'augmenter la définition du dépôt ou de la gravure ultérieurs. Dans cette configuration, le rapport de l'épaisseur de la portion active sur la largeur de chacune des ouvertures traversantes est établi à partir de la largeur de l'ouverture présentant la plus petite dimension mesurée dans un plan parallèle au plan de la face avant.According to one arrangement, each of the at least two through openings has a side wall comprising, in the direction of the thickness of the membrane, an oblique portion and a vertical portion. This configuration makes it possible to reduce the ratio between the thickness of the active portion and the size of the openings up to 0.01 and thus to increase the definition of the subsequent deposition or etching. In this configuration, the ratio of the thickness of the active portion to the width of each of the through openings is established from the width of the opening having the smallest dimension measured in a plane parallel to the plane of the front face.
De préférence, la partie oblique des au moins deux ouvertures est située du coté de la face arrière de la membrane. Ceci permet déposer un matériau ou de graver au niveau de la partie verticale la plus étroite, en face avant du pochoir, tout en conservant une excellente définition. Cette configuration limite également les risques d'obturation des ouvertures du pochoir par accumulation de matériau déposé. Ces formes d'ouverture traversante facilitent également le nettoyage du pochoir et son recyclage.Preferably, the oblique portion of the at least two openings is located on the side of the rear face of the membrane. This allows to deposit a material or to engrave at the level of the narrowest vertical part, in front of the stencil, while maintaining an excellent definition. This configuration also limits the risk of clogging the stencil openings by accumulation of deposited material. These through aperture shapes also facilitate stencil cleaning and recycling.
Avantageusement, la partie oblique présente une hauteur, mesurée selon la direction de l'épaisseur de la membrane, supérieure à la hauteur de la portion verticale. Cette configuration permet d'atteindre un rapport optimal entre l'épaisseur de la portion active et la largeur de l'ouverture.Advantageously, the oblique portion has a height, measured in the direction of the thickness of the membrane, greater than the height of the vertical portion. This configuration makes it possible to achieve an optimal ratio between the thickness of the active portion and the width of the opening.
De préférence, la au moins une portion de rigidification présente une épaisseur au moins cinq fois et de préférence encore dix fois plus importante que celle de la au moins une portion active. Cette configuration permet à la portion de rigidification de maintenir la rigidité mécanique du pochoir. Sa manipulation reste standard, malgré une portion active très mince. Ce dimensionnement permet par ailleurs d'utiliser des plaquettes couramment fabriquées, par exemple des plaquettes de silicium, disponibles et bon marché, comme matière première dans la fabrication du pochoir. Ces plaquettes présentent une épaisseur de plusieurs centaines de micromètres et il est possible d'y façonner une portion active de quelques dizaines de micromètres sans frais excessif.Preferably, the at least one stiffening portion has a thickness at least five times and more preferably ten times greater than that of the at least one active portion. This configuration allows the stiffening portion to maintain the mechanical rigidity of the stencil. Its handling remains standard, despite a very thin active portion. This dimensioning also makes it possible to use commonly manufactured wafers, for example silicon wafers, which are available and inexpensive, as raw material in the manufacture of the stencil. These platelets have a thickness of several hundred microns and it is possible to form an active portion of a few tens of microns without excessive cost.
Avantageusement, la au moins une portion de rigidification est localisée en région périphérique de la membrane. Ceci permet de faciliter la manipulation du pochoir qui présente une épaisseur périphérique similaire aux plaquettes couramment utilisées dans le domaine. Il n'est donc pas nécessaire de prévoir des outils dédiés à la manipulation de ces pochoirs. Cette configuration permet également d'obtenir l'effet de rigidification souhaité de la portion active, qui conserve ainsi une surface active plane.Advantageously, the at least one stiffening portion is located in the peripheral region of the membrane. This facilitates the manipulation of the stencil which has a peripheral thickness similar to the wafers commonly used in the field. It is therefore not necessary to provide tools dedicated to the manipulation of these stencils. This configuration also makes it possible to obtain the desired stiffening effect of the active portion, which thus retains a planar active surface.
Selon une disposition, la membrane présente globalement une forme de disque et la au moins une portion de rigidification présente une forme annulaire.According to one arrangement, the membrane generally has a disc shape and the at least one stiffening portion has an annular shape.
Typiquement, la au moins une portion de rigidification présente une largeur comprise entre 2 mm et 5 cm, avantageusement entre 2 mm et 1cm et de préférence entre 2 mm et 6 mm. Cette largeur est fonction du diamètre de la plaquette d'origine utilisée pour former la membrane et de l'épaisseur de la portion de rigidification. La largeur est par exemple comprise entre 3 et 5 mm pour un pochoir par exemple de silicium d'un diamètre d'environ 300 mm et de plus de 700 micromètres d'épaisseur, mais peut être plus large si besoin (jusqu'à plusieurs centimètres).Typically, the at least one stiffening portion has a width of between 2 mm and 5 cm, preferably between 2 mm and 1 cm and preferably between 2 mm and 6 mm. This width is a function of the diameter of the original wafer used to form the membrane and the thickness of the stiffening portion. The width is for example between 3 and 5 mm for a stencil for example silicon with a diameter of about 300 mm and more than 700 micrometers thick, but may be wider if necessary (up to several centimeters) ).
Selon une possibilité, la portion de rigidification présente une épaisseur de plusieurs centaines de micromètres et notamment une épaisseur comprise entre 300 micromètres et 1,5 millimètre. Cette épaisseur pourra avantageusement correspondre à l'épaisseur de la plaquette d'origine utilisée pour former la membrane, qui est en général fonction du diamètre de la plaquette. Les diamètres de plaquettes couramment utilisées peuvent prendre les valeurs d'environ 100 mm, 150, 200 ou 300 mm, les diamètres étant choisis en fonction des applications visées des pochoirs. Par exemple, lorsque l'utilisation du pochoir nécessite une portion de rigidification d'une épaisseur d'environ 1.5 mm, celui-ci peut être obtenu à bas coût. En effet, une plaquette brute, directement obtenue après découpe d'un lingot par exemple, présente une épaisseur d'environ 1.5 mm. Après des étapes classiques de préparation (notamment de « déstressage » et un minimum de rectification, par exemple par CMP), elle peut être traitée dans des équipements courants, de lithographie ou de gravure par exemple, pour réaliser le design du pochoir et obtenir la portion de rigidification souhaitée ; la fabrication du pochoir en est ainsi simplifiée.According to one possibility, the stiffening portion has a thickness of several hundred micrometers and in particular a thickness of between 300 micrometers and 1.5 millimeters. This thickness may advantageously correspond to the thickness of the original wafer used to form the membrane, which is generally a function of the diameter of the wafer. The platelet diameters commonly used can take the values of about 100 mm, 150, 200 or 300 mm, the diameters being chosen according to the intended applications of the stencils. For example, when the use of the stencil requires a stiffening portion of a thickness of about 1.5 mm, it can be obtained at low cost. Indeed, a raw wafer, directly obtained after cutting an ingot for example, has a thickness of about 1.5 mm. After conventional preparation steps (especially "de-stressing" and a minimum of grinding, for example by CMP), it can be treated in common equipment, lithography or etching for example, to achieve the stencil design and obtain the desired stiffening portion; the manufacture of the stencil is thus simplified.
De préférence, la membrane est massive et est notamment formée de silicium, de verre ou d'une céramique. Dans cette configuration, la membrane comporte un matériau unique, compatible avec une utilisation dans les domaines visés et dont les propriétés chimiques et physiques sont appropriées aux techniques d'amincissement et de formation des ouvertures pour obtenir le pochoir final avec des spécifications adaptées.Preferably, the membrane is solid and is especially formed of silicon, glass or a ceramic. In this configuration, the membrane comprises a single material, compatible with use in the targeted fields and whose chemical and physical properties are suitable for slimming and aperture formation techniques to obtain the final stencil with appropriate specifications.
En variante, le pochoir est composite et comprend notamment un film déposé sur la membrane. Il peut en effet être avantageux de déposer sur la membrane un film induisant une contrainte par rapport à la plaquette initiale, par exemple un film de nitrure de silicium ayant une contrainte en tension dans son plan, déposé par CVD sur une membrane de silicium. Ce dépôt facilite la mise en contrainte de la membrane en complément de la portion de rigidification. La contrainte imposée se traduit par une mise en compression de la portion active.In a variant, the stencil is composite and notably comprises a film deposited on the membrane. It may indeed be advantageous to deposit on the membrane a stress-inducing film with respect to the initial wafer, for example a silicon nitride film having a voltage stress in its plane deposited by CVD on a silicon membrane. This deposit facilitates the stressing of the membrane in addition to the stiffening portion. The imposed constraint results in a compression of the active portion.
Selon une variante de l'invention, la membrane est composite. La membrane comprend au moins deux couches de matériaux différents, collées par l'intermédiaire d'une couche de collage. La membrane composite est notamment composée d'une couche de silicium collée sur un substrat support par l'intermédiaire d'une couche de collage par exemple en oxyde de silicium. Le substrat support est notamment choisi parmi le silicium, le verre ou la céramique.According to a variant of the invention, the membrane is composite. The membrane comprises at least two layers of different materials, bonded through a bonding layer. The composite membrane is in particular composed of a silicon layer bonded to a support substrate via a bonding layer, for example made of silicon oxide. The support substrate is in particular chosen from silicon, glass or ceramics.
Selon une disposition, la face avant comprend une surface rugueuse comportant des aspérités présentant une hauteur comprise environ entre 10 nm et plusieurs centaines de nanomètres, par exemple entre 10 nanomètres et 800 nanomètres. Cette rugosité est utile pour prévenir un éventuel effet d'adhésion de la face avant avec le substrat, notamment lorsque le pochoir est en contact direct avec le substrat pendant l'opération de gravure ou de dépôt.According to one arrangement, the front face comprises a rough surface having asperities having a height of approximately between 10 nm and several hundred nanometers, for example between 10 nanometers and 800 nanometers. This roughness is useful for preventing a possible adhesion effect of the front face with the substrate, especially when the stencil is in direct contact with the substrate during the etching or deposition operation.
Selon une autre disposition, des éléments d'espacement sont disposés sur la face avant de la membrane, les éléments d'espacement étant configurés pour prendre appui sur ledit substrat et maintenir un espace contrôlé entre la surface active de la membrane et ledit substrat au cours d'un dépôt ou d'une gravure. Cette configuration facilite le dépôt de matériau en épaisseur sur toute la surface du substrat. Ces éléments d'espacement sont en effet placés en contact avec le substrat. Ils assurent alors le maintien d'un espace déterminé et homogène entre la totalité de la face avant du pochoir et le substrat, tout en laissant libres les au moins deux ouvertures traversantes. Suivant un mode de réalisation, les éléments d'espacement sont réalisés par dépôt de matériaux compatibles avec le contact du matériau du substrat et les étapes technologiques ou applications futures souhaitées. Typiquement les éléments d'espacement sont réalisés en matériaux usuels de la microélectronique et des micro-technologies, tel qu'un oxyde de silicium, un nitrure de silicium, le silicium ou l'alumine.According to another arrangement, spacing elements are arranged on the front face of the membrane, the spacing elements being configured to bear on said substrate and maintain a controlled space between the active surface of the membrane and said substrate during a deposit or an engraving. This configuration facilitates the deposition of material in thickness over the entire surface of the substrate. These spacers are in fact placed in contact with the substrate. They then ensure the maintenance of a determined and homogeneous space between the entire front face of the stencil and the substrate, while leaving free the at least two through openings. According to one embodiment, the spacers are made by depositing materials compatible with the contact of the substrate material and the desired technological steps or future applications. Typically the spacer elements are made of common materials of microelectronics and micro-technologies, such as silicon oxide, silicon nitride, silicon or alumina.
Selon une alternative de réalisation, le substrat sur lequel un dépôt ou une gravure est réalisée comprend des éléments d'espacement ou plots permettant de limiter l'adhésion avec le pochoir.According to an alternative embodiment, the substrate on which a deposit or etching is performed comprises spacing elements or pads for limiting the adhesion with the stencil.
Selon une possibilité, la membrane comprend une couche de protection disposée sur au moins la surface active ou sur la face arrière. Cette couche de protection limite les risques de contamination du pochoir et du substrat. Elle résiste aux conditions d'utilisation du pochoir. Cette couche de protection est par exemple en nitrure de silicium ou en oxyde de silicium.According to one possibility, the membrane comprises a protective layer disposed on at least the active surface or on the rear face. This protective layer limits the risks of contamination of the stencil and the substrate. It is resistant to stencil use conditions. This protective layer is for example silicon nitride or silicon oxide.
De préférence, le pochoir comprend des marques de positionnement de sorte à permettre le placement souhaité du pochoir par rapport au substrat ou le placement souhaité entre le pochoir et le support externe du pochoir. Le placement est notamment permis grâce à des outils optiques adaptés, par l'alignement ou par la superposition des marques de positionnement formées au préalable.Preferably, the stencil comprises positioning marks so as to allow the desired placement of the stencil relative to the substrate or the desired placement between the stencil and the external support of the stencil. Placement is allowed in particular by means of suitable optical tools, by aligning or superimposing positioning marks previously formed.
Selon un second aspect, la présente invention concerne un procédé de fabrication d'un pochoir destiné à la réalisation, à l'échelle micrométrique et nanométrique, de dépôts de matériaux sur un substrat ou à la gravure d'un substrat, notamment dans le domaine de la microélectronique, des nanotechnologies ou du photovoltaïque, le procédé comprenant les étapes de : a) Fourniture d'une membrane comportant une face avant destinée à être orientée vers ledit substrat et une face arrière opposée à la face avant, b) Amincissement d'au moins une région de la membrane à partir de la face arrière de sorte à former au moins une portion active présentant une surface active, délimitée par la face avant, et à former au moins une portion de rigidification, la au moins une portion active présentant une épaisseur inférieure à l'épaisseur de la au moins une portion de rigidification, et la au moins une portion de rigidification étant configurée pour assurer la planéité d'au moins la surface active, et c) Formation d'au moins deux ouvertures traversantes dans la portion active et débouchant sur la surface active de sorte à obtenir le pochoir.According to a second aspect, the present invention relates to a method of manufacturing a stencil intended for producing, at the micrometric and nanometric scale, deposits of materials on a substrate or for etching a substrate, particularly in the field of microelectronics, nanotechnologies or photovoltaics, the method comprising the steps of: a) providing a membrane having a front face intended to be oriented towards said substrate and a rear face opposite to the front face, b) thinning of at least one region of the membrane from the rear face so as to form at least one active portion having an active surface delimited by the front face, and to form at least one stiffening portion, the at least one active portion having a thickness less than the thickness of the at least one stiffening portion, and the at least one stiffening portion being configured to provide the plane at least two apertures in the active portion and opening on the active surface so as to obtain the stencil.
Ainsi, ce procédé permet d'obtenir, par des étapes simples, appliquées sur une membrane ou une plaquette disponible dans le domaine, un pochoir permettant un dépôt de matériau ou une gravure avec très bonne résolution.Thus, this method makes it possible to obtain, by simple steps, applied on a membrane or a wafer available in the field, a stencil allowing a deposition of material or an etching with very good resolution.
La formation des ouvertures traversantes c) peut être réalisée avant, pendant ou après les étapes d'amincissement a).The formation of the through openings c) can be performed before, during or after the thinning steps a).
Selon une possibilité de réalisation, l'étape b) d'amincissement comprend : - une étape bl) de rectification mécanique du centre de la face arrière de la membrane en utilisant une meule diamantée, de sorte à créer au moins une portion de rigidification en périphérie de la membrane, et - une étape b2) de gravure sèche, humide ou de polissage de la face arrière de la au moins une portion active de la membrane rectifiée à l'étape bl).According to one possible embodiment, the thinning step b) comprises: a step b1) of mechanical grinding of the center of the rear face of the membrane using a diamond wheel, so as to create at least one stiffening portion in periphery of the membrane, and - a step b2) of dry etching, wet or polishing of the rear face of the at least one active portion of the rectified membrane in step b1).
Dans ce procédé, la meule diamantée présente un diamètre inférieur à celui de la membrane de sorte à amincir, par la face arrière, l'épaisseur du centre de ladite membrane, de sorte à former la portion active. Ainsi, l'étape de rectification permet de maintenir une portion de rigidification en périphérie de la membrane, présentant l'épaisseur initiale de la membrane avant rectification, qui est plus importante que celle de la portion active, de sorte à faciliter la manipulation de ladite membrane dans les procédés ultérieurs. La seconde étape permet de retirer une petite zone de matériau de la membrane qui a été écrouie à l'étape précédente. Le retrait du matériau écroui est par exemple réalisé par gravure humide par du TMAH (acronyme du nom anglo-saxon TetraMethylAmmonium Hydroxide).In this method, the diamond wheel has a diameter smaller than that of the membrane so as to thin, by the rear face, the thickness of the center of said membrane, so as to form the active portion. Thus, the grinding step makes it possible to maintain a stiffening portion at the periphery of the membrane, having the initial thickness of the membrane before grinding, which is greater than that of the active portion, so as to facilitate the handling of said membrane in subsequent processes. The second step makes it possible to remove a small area of material from the membrane which has been worked hard in the previous step. The removal of the hardened material is for example carried out by wet etching with TMAH (acronym for the English name TetraMethylAmmonium Hydroxide).
Selon une variante de réalisation, l'étape a) comprend la fourniture d'une membrane composite comportant un film collé sur un substrat support via une couche de collage, le substrat support formant la face arrière de la membrane, et l'étape b) d'amincissement comprend au moins une étape de gravure par voie sèche ou par voie humide, sélective vis-à-vis de la couche de collage.According to an alternative embodiment, step a) comprises providing a composite membrane comprising a film bonded to a support substrate via a bonding layer, the support substrate forming the rear face of the membrane, and step b) thinning comprises at least one step of dry etching or wet etching, selective vis-à-vis the bonding layer.
Selon cette variante de réalisation, il est possible d'obtenir un amincissement local non centré et au moins une portion de rigidification en dehors de la périphérie de la membrane et localisée selon les applications ultérieures visées. La couche de collage, notamment constituée en oxyde de silicium lorsque le film et le substrat support sont en silicium, sert avantageusement de couche d'arrêt à la gravure. Cette méthode permet d'atteindre une excellente homogénéité d'épaisseur de la au moins une portion active et de la au moins une portion de rigidification sur toute la surface du pochoir.According to this variant embodiment, it is possible to obtain a non-centered local thinning and at least one stiffening portion outside the periphery of the membrane and located according to the subsequent applications targeted. The bonding layer, in particular made of silicon oxide when the film and the support substrate are made of silicon, advantageously serves as a stop layer for etching. This method makes it possible to achieve an excellent thickness homogeneity of the at least one active portion and the at least one stiffening portion over the entire surface of the stencil.
Il est par ailleurs possible de graver la face avant de la membrane jusqu'à atteindre l'épaisseur finale souhaitée de la portion active.It is also possible to engrave the front face of the membrane until reaching the desired final thickness of the active portion.
Bien entendu, l'étape b) d'amincissement peut être réalisée par gravure profonde, seule ou en combinaison, par voie sèche ou par voie humide dans une membrane massive, ne comportant pas de couche d'arrêt.Of course, the thinning step b) can be carried out by deep etching, alone or in combination, dry or wet in a massive membrane, having no barrier layer.
Selon encore une autre variante, l'amincissement par rectification est combiné avec un amincissement par gravure sèche ou humide.According to yet another variant, the thinning by grinding is combined with thinning by dry etching or wet.
Selon une possibilité, l'étape c) de formation des au moins deux ouvertures traversantes dans la portion active est réalisée par lithographie et gravure.According to one possibility, step c) of forming at least two through-openings in the active portion is carried out by lithography and etching.
Selon une autre possibilité, l'étape c) de formation des au moins deux ouvertures traversantes est réalisée par lithographie à partir de la face avant et de la face arrière de la membrane.According to another possibility, the step c) of forming the at least two through openings is carried out by lithography from the front face and the rear face of the membrane.
Selon une variante de réalisation, le procédé comprend, avant l'étape b), une étape de réalisation d'au moins deux cavités dans la au moins une portion active, à partir de la surface active, suivie d'une étape de comblement des au moins deux cavités par un dépôt de matériau de comblement, par exemple de l'oxyde de silicium, dans lequel l'amincissement de l'étape b) à partir de la face arrière de la membrane est réalisé jusqu'à atteindre les au moins deux cavités comblées, et dans lequel l'étape c) comprend le retrait du matériau de comblement, des au moins deux cavités pour former les au moins deux ouvertures traversantes.According to an alternative embodiment, the method comprises, before step b), a step of producing at least two cavities in the at least one active portion, starting from the active surface, followed by a step of filling the at least two cavities by a deposition of filler material, for example silicon oxide, in which the thinning of step b) from the rear face of the membrane is carried out until the at least two cavities filled, and wherein step c) comprises removing the filler material, at least two cavities to form the at least two through openings.
Ainsi, dans ce mode de réalisation, les ouvertures sont préparées avant la réalisation de l'amincissement. Dans cette variante, l'amincissement est notamment effectué par rectification mécanique telle que précédemment décrite. Lorsque le matériau de comblement est un oxyde de silicium, le retrait de l'étape c) comprend une gravure de l'oxyde de silicium par une solution aqueuse de HF.Thus, in this embodiment, the openings are prepared before performing the thinning. In this variant, the thinning is in particular carried out by mechanical grinding as previously described. When the filling material is a silicon oxide, the removal of step c) comprises etching the silicon oxide with an aqueous HF solution.
Avantageusement, l'invention concerne également une étape de recyclage du pochoir après utilisation, notamment après les opérations de dépôt. A cet effet, l'invention propose une étape de gravure dans un bain chimique pour graver le matériau déposé au cours de l'utilisation du pochoir.Advantageously, the invention also relates to a step of recycling the stencil after use, in particular after the deposition operations. For this purpose, the invention proposes a step of etching in a chemical bath for etching the deposited material during the use of the stencil.
Selon une variante de réalisation, le pochoir est recouvert par un film sacrificiel qui est retiré après utilisation du pochoir. Lorsque le film sacrificiel est un oxyde de silicium, celui-ci est retiré par une solution de HF.According to an alternative embodiment, the stencil is covered with a sacrificial film which is removed after use of the stencil. When the sacrificial film is a silicon oxide, it is removed by a solution of HF.
Ainsi, la présente invention propose des pochoirs à membrane de fine épaisseur, dont la raideur reste importante et qui sont compatibles avec les équipements standards de dépôt de matériau (PECVD, CVD, pulvérisation, électrolyse...) et les équipements de gravure standard (ion milling, focused ion beam sputtering, plasma etching...). Les pochoirs obtenus peuvent présenter un faible rapport entre l'épaisseur de la portion active et la largeur des ouvertures traversantes tout en permettant la réalisation de faibles largeurs d'ouvertures. Celles-ci sont formées avec une excellente résolution pour atteindre une très bonne définition latérale des zones de matériau déposé ou gravée et meilleure que celle obtenue avec un pochoir préparé de façon mécanique standard. Une grande densité d'ouvertures peut également entre obtenue. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description suivante de plusieurs modes de réalisation de celle-ci, donnée à titre d'exemples non limitatifs et faite en référence aux dessins annexés. Les figures ne respectent pas nécessairement l'échelle de tous les éléments représentés de sorte à améliorer leur lisibilité. Dans la suite de la description, par souci de simplification, des éléments identiques, similaires ou équivalents des différentes formes de réalisation portent les mêmes références numériques.Thus, the present invention proposes thin-walled membrane stencils, the stiffness of which remains significant and which are compatible with standard equipment for depositing material (PECVD, CVD, sputtering, electrolysis, etc.) and standard engraving equipment ( ion milling, ion beam sputtering, plasma etching ...). The stencils obtained may have a small ratio between the thickness of the active portion and the width of the through openings while allowing the realization of small widths of openings. These are formed with excellent resolution to achieve a very good lateral definition of the areas of deposited or etched material and better than that obtained with a standard mechanically prepared stencil. A high density of openings can also be obtained. Other aspects, objects and advantages of the present invention will appear better on reading the following description of several embodiments thereof, given by way of nonlimiting examples and with reference to the accompanying drawings. The figures do not necessarily respect the scale of all the elements represented so as to improve their readability. In the remainder of the description, for the sake of simplification, identical, similar or equivalent elements of the various embodiments bear the same numerical references.
Les figures IA à 1E représentent un procédé de réalisation d'un pochoir selon un premier mode de réalisation de l'invention.FIGS. 1A to 1E show a method of producing a stencil according to a first embodiment of the invention.
Les figures 2A à 2D illustrent chacune un agrandissement de plusieurs formes d'ouverture traversante de pochoir.Figures 2A to 2D each illustrate an enlargement of several forms of stencil through aperture.
Les figures 3A à 3E illustrent un procédé de réalisation d'un pochoir selon un second mode de réalisation de l'invention.FIGS. 3A to 3E illustrate a method of producing a stencil according to a second embodiment of the invention.
Les figures 4A et 4B illustrent le dépôt d'un substrat réalisé avec un pochoir doté d'éléments d'espacement selon un mode de réalisation de l'invention.Figures 4A and 4B illustrate the deposition of a substrate made with a stencil with spacers according to one embodiment of the invention.
Les figures IA à 1E illustrent un mode de réalisation du procédé de fabrication d'un pochoir 100. Une plaquette massive de silicium d'une épaisseur de 725 micromètres pour un diamètre de 200 mm est fournie pour former une membrane 2 constituant les fondements du pochoir 100 (étape a, figure IA). La membrane 2 comprend une face avant 3, destinée à être orientée vers le substrat à traiter, et une face arrière 4 destinée à être orientée du coté opposé à la face avant 3. Une formation d'une pluralité de cavités 6 est réalisée par photolithographie et gravure à partir de la face avant 3 de la membrane 2 (figure IB). Ces cavités 6 sont par exemple remplies par un matériau de comblement d'oxyde de silicium avant la réalisation d'une étape d'amincissement mécanique à partir de la face arrière 4 de la membrane 2 (étape b). Cette étape consiste en une rectification effectuée au centre de la membrane 2 par une meule diamantée (figure IC). Une portion active 5 amincie d'une épaisseur par exemple d'environ 50 micromètres est alors formée au centre et définit une portion de rigidification 7, non amincie, en périphérie de la membrane 2 présentant une forme annulaire d'une largeur d'environ 3 mm. Une étape de finition de la rectification par exemple en chimie humide d'attaque du silicium est ensuite réalisée à partir de la face arrière 4 de la portion active 5 jusqu'à atteindre les fonds des cavités 6 initiales et l'oxyde de silicium présent dans les cavités 6 (figure 1D). Cette étape permet également de retirer la région du silicium qui a été écrouie par l'opération de rectification. A ce stade du procédé, la portion active 5 de la membrane 2 présente une épaisseur d'environ 20 micromètres dans cet exemple. Une étape de retrait du matériau de comblement en oxyde de silicium des cavités 6 est ensuite effectuée de sorte à former une pluralité d'ouvertures 8 traversant la portion active 5 et débouchant sur une surface active 10 délimitée par la face avant 3 de la membrane 2 (figure 1E). Le pochoir 100 ainsi fabriqué comprend un rapport entre l'épaisseur de la portion de rigidification 7 et celle de la portion active 5 supérieur à 10. Cette configuration permet la réalisation, avec les outils connus de la micro technologie, d'ouvertures 8 traversantes dont les bords sont francs et présentent une forme bien déterminée. Les ouvertures 8 peuvent ainsi atteindre une largeur très fine, telle que 90 nm. En effet, le rapport entre l'épaisseur de la portion active 5 et la largeur des ouvertures 8 traversantes étant faible, notamment compris entre 0.01 et 500 et plus précisément d'environ 220 dans cet exemple, il est possible d'atteindre les dimensions souhaitées d'ouvertures 8 traversantes avec une très bonne résolution. Bien entendu, les ouvertures 8 peuvent être plus larges, par exemple mesurer un micromètre ou plus, tout en permettant la réalisation de dépôts et de gravures avec une excellente définition.FIGS. 1A to 1E illustrate an embodiment of the method of manufacturing a stencil 100. A massive silicon wafer with a thickness of 725 microns for a diameter of 200 mm is provided to form a membrane 2 constituting the stencil bases. 100 (step a, figure IA). The membrane 2 comprises a front face 3 intended to be oriented towards the substrate to be treated, and a rear face 4 intended to be oriented on the opposite side to the front face 3. A formation of a plurality of cavities 6 is achieved by photolithography and etching from the front face 3 of the membrane 2 (FIG. 1B). These cavities 6 are for example filled by a silicon oxide filling material before performing a step of mechanical thinning from the rear face 4 of the membrane 2 (step b). This step consists of a grinding performed in the center of the membrane 2 by a diamond wheel (Figure IC). A thinned active portion having a thickness of, for example, approximately 50 micrometers is then formed in the center and defines a non-thinned stiffening portion 7 at the periphery of the membrane 2 having an annular shape with a width of approximately 3 μm. mm. A finishing step of the grinding, for example, in the etching wet chemistry of silicon, is then carried out from the rear face 4 of the active portion 5 until reaching the bottoms of the initial cavities 6 and the silicon oxide present in the cavities 6 (Figure 1D). This step also makes it possible to remove the region of the silicon which has been strained by the grinding operation. At this stage of the process, the active portion 5 of the membrane 2 has a thickness of about 20 microns in this example. A step of removing the silicon oxide filling material from the cavities 6 is then performed so as to form a plurality of openings 8 passing through the active portion 5 and opening onto an active surface 10 delimited by the front face 3 of the membrane 2 (Figure 1E). The stencil 100 thus manufactured comprises a ratio between the thickness of the stiffening portion 7 and that of the active portion 5 greater than 10. This configuration allows the production, with known tools of micro technology, through openings 8 through which the edges are straight and have a definite shape. The openings 8 can thus reach a very fine width, such as 90 nm. Indeed, the ratio between the thickness of the active portion 5 and the width of the through openings 8 being small, especially between 0.01 and 500 and more precisely about 220 in this example, it is possible to achieve the desired dimensions 8 through openings with a very good resolution. Of course, the openings 8 may be wider, for example measuring one micrometer or more, while allowing the realization of deposits and etchings with excellent definition.
Comme illustré aux figures 2A à 2D, les ouvertures 8 traversantes présentent des formes diverses et adaptées selon les applications visées, la flèche illustrée en gras représente le flux du matériau (dans le cas d'un dépôt sur le substrat) ou le flux des espèces de gravure. La figure 2A représente une ouverture 8 traversante de la forme d'un cône dont l'extrémité la plus étroite s'ouvre sur la surface active 10 du pochoir 100. A l'inverse, la figure 2B illustre une ouverture 8 conique dont l'extrémité la plus étroite est orientée sur la face arrière 4 de la membrane 2. Une ouverture 8 aux parois verticales est illustrée à la figure 2C. Selon une autre variante illustrée à la figure 2D, l'ouverture 8 présente une paroi latérale s'étendant selon deux directions, une partie de la paroi s'étend verticalement, c'est-à-dire dans la direction de l'épaisseur de la membrane 2, et une autre partie de la paroi est oblique.As illustrated in FIGS. 2A to 2D, the through apertures 8 have various shapes and adapted according to the targeted applications, the arrow illustrated in bold represents the flow of the material (in the case of a deposit on the substrate) or the flow of the species. engraving. FIG. 2A shows a through opening 8 in the form of a cone whose narrow end opens onto the active surface 10 of the stencil 100. In contrast, FIG. 2B illustrates a conical opening 8 of which the narrow end is oriented on the rear face 4 of the membrane 2. An opening 8 to the vertical walls is illustrated in Figure 2C. According to another variant illustrated in FIG. 2D, the opening 8 has a lateral wall extending in two directions, a part of the wall extends vertically, that is to say in the direction of the thickness of the the membrane 2, and another part of the wall is oblique.
Les figures 3A à 3E illustrent un second mode de réalisation d'un pochoir 100 obtenu à partir d'une membrane 2 composite. La membrane 2 fournie à l'étape a) du procédé comprend une plaquette 1 de silicium collée à un substrat support 9 également en silicium et présentant une épaisseur identique à la plaquette 1, environ 850 micromètres sur un diamètre d'environ 300 mm. La plaquette 1 et le substrat support 9 sont collés au préalable par adhésion moléculaire par l'intermédiaire d'une couche de collage 11 en oxyde de silicium (figure 3A). Bien entendu, d'autres matériaux que le silicium peuvent être utilisés tel qu'un verre ou une céramique. La plaquette 1 est amincie par polissage jusqu'à atteindre l'épaisseur d'un film d'environ 50 micromètres (figure 3B). Ce film forme la face avant 3 de la membrane 2 tandis que le substrat support 9 délimite la face arrière 4. L'étape b) d'amincissement est réalisée par la face arrière 4 en effectuant une rectification ou une gravure profonde, localisée au centre de la membrane 2 et formant une portion de rigidification 7 annulaire périphérique (figure 3C). Cette étape est stoppée jusqu'à atteindre une épaisseur de portion active 5 d'environ 20 micromètres. Puis l'amincissement du substrat support 9 est poursuivi par gravure chimique à base d'un réactif de TMAH pour lequel la couche de collage 11 en oxyde de silicium constitue une couche d'arrêt de gravure (figure 3D). Il est possible à ce stade d'amincir la membrane 2, à partir du film la face avant 3, par gravure jusqu'à atteindre l'épaisseur choisie. Enfin une étape de photolithographie est réalisée sur la face avant 3 et/ou la face arrière 4 de sorte à graver les ouvertures 8 traversantes dans la portion active 5 (figure 3E). Un pochoir 100 avec une très grande homogénéité d'épaisseur est alors obtenu. Selon une variante de réalisation non illustrée, l'étape d'amincissement b) est réalisée par gravure sèche de façon non centrée de sorte que la au moins une portion de rigidification 7 est formée ailleurs qu'en périphérie seulement et avec une forme différente qu'annulaire. La portion de rigidification 7 peut prendre en effet toute forme dans la mesure où elle garantit la planéité de la surface active 10 de la membrane 2.FIGS. 3A to 3E illustrate a second embodiment of a stencil 100 obtained from a composite membrane 2. The membrane 2 supplied in step a) of the method comprises a wafer 1 of silicon bonded to a support substrate 9 also made of silicon and having a thickness identical to the wafer 1, about 850 micrometers over a diameter of about 300 mm. The wafer 1 and the support substrate 9 are adhesively bonded by molecular bonding through a bonding layer 11 made of silicon oxide (FIG. 3A). Of course, other materials than silicon can be used such as glass or ceramic. The wafer 1 is thinned by polishing until it reaches the thickness of a film of about 50 microns (FIG. 3B). This film forms the front face 3 of the membrane 2 while the support substrate 9 delimits the rear face 4. The step b) of thinning is performed by the rear face 4 by performing a rectification or deep engraving, located in the center of the membrane 2 and forming a peripheral annular stiffening portion 7 (FIG. 3C). This step is stopped until an active portion thickness of about 20 microns is reached. Then the thinning of the support substrate 9 is continued by chemical etching based on a TMAH reagent for which the silicon oxide bonding layer 11 constitutes an etch stop layer (FIG. 3D). It is possible at this stage to thin the membrane 2, from the film front face 3, by etching until reaching the chosen thickness. Finally, a photolithography step is performed on the front face 3 and / or the rear face 4 so as to etch the through openings 8 in the active portion 5 (FIG. 3E). A stencil 100 with a very high homogeneity of thickness is then obtained. According to a non-illustrated embodiment, the thinning step b) is carried out by dry etching in a non-centered manner so that the at least one stiffening portion 7 is formed outside the periphery only and with a different shape that 'annular. The stiffening portion 7 can in fact take any form insofar as it guarantees the flatness of the active surface 10 of the membrane 2.
Les figures 4A et 4B illustrent le pochoir 100 utilisé dans un dépôt de matériau sur un substrat 200. Dans ce mode de réalisation, la surface active 10 de la membrane 2 est orientée vers le substrat 200 et le pochoir 100 comprend des éléments d'espacement 12 pouvant prendre la forme de plots, disposés sur la face avant 3. Ces éléments d'espacement 12 prennent appui sur le substrat 200 de sorte à maintenir un espace d'une épaisseur contrôlée, constante entre le pochoir 100 et le substrat 200. Le dépôt d'un matériau est ainsi effectué avec une épaisseur homogène déterminée. De plus, avec des éléments d'espacement 12 dont l'épaisseur est supérieure à celle à déposer, le contact entre le matériau déposé et les flancs du pochoir 100 est évité.FIGS. 4A and 4B illustrate the stencil 100 used in a deposition of material on a substrate 200. In this embodiment, the active surface 10 of the membrane 2 is oriented towards the substrate 200 and the stencil 100 comprises spacer elements. 12 which can take the form of pads arranged on the front face 3. These spacing elements 12 are supported on the substrate 200 so as to maintain a space of a controlled thickness, constant between the stencil 100 and the substrate 200. Deposition of a material is thus carried out with a determined homogeneous thickness. In addition, with spacer elements 12 whose thickness is greater than that to be deposited, the contact between the deposited material and the sides of the stencil 100 is avoided.
Selon une possibilité non illustrée, afin de faciliter le nettoyage et le recyclage du pochoir 100, une couche de protection recouvre la face avant 3 et ou la face arrière 4 du pochoir 100. Selon une variante, cette couche de protection est une couche sacrificielle.According to a possibility not shown, to facilitate the cleaning and recycling of the stencil 100, a protective layer covers the front face 3 and or the rear face 4 of the stencil 100. According to one variant, this protective layer is a sacrificial layer.
Dans le cas d'un pochoir 100 utilisé en contact avec le substrat 200, notamment dans le cas d'une gravure du substrat 200, la surface active 10 du pochoir 100 présente des aspérités d'une hauteur d'au moins 10 nm de sorte à limiter l'effet d'adhésion du pochoir 100 au substrat 200.In the case of a stencil 100 used in contact with the substrate 200, in particular in the case of an etching of the substrate 200, the active surface 10 of the stencil 100 has asperities with a height of at least 10 nm so to limit the adhesion effect of the stencil 100 to the substrate 200.
Bien entendu, la au moins une portion active 5, la au moins une portion de rigidification 7 et les ouvertures 8 traversantes présentent des dimensions qui peuvent varier par rapport à celles indiquées ci-dessus. Ces dimensions sont choisies en relation avec la taille de la membrane 2 avant amincissement et selon les applications souhaitées.Of course, the at least one active portion 5, the at least one stiffening portion 7 and the through openings 8 have dimensions that may vary from those indicated above. These dimensions are chosen in relation to the size of the membrane 2 before thinning and according to the desired applications.
Ainsi, la présente invention apporte une amélioration déterminante à l'état de la technique antérieure en proposant un pochoir 100 formé dans des films fins, avec de faibles dimensions d'ouvertures 8 pour réaliser des traitements avec une précision à l'échelle micrométrique et même nanométrique. Ce pochoir 100 présente notamment un faible rapport de l'épaisseur de la portion active 5 sur la largeur des au moins deux ouvertures 8 et une portion de rigidification 7 permettant de conserver la planéité de la surface active 10. Ce pochoir 100 est avantageusement utilisé dans le domaine photovoltaïque notamment pour optimiser les procédés de fabrication de lignes de courant (ou bus) réalisées classiquement en argent ou en cuivre. Le pochoir 100 trouve également son utilité dans le packaging et plus particulièrement pour le dépôt de matériau de piégeage (getter en anglais) déposés par exemple par évaporation dans une chambre sous ultravide et à température ambiante. Ces matériaux supportant difficilement des étapes classiques de mise en forme (lithographie...), le dépôt au travers le pochoir 100 est avantageux et est compatible avec le dépôt du matériau getter dans des cavités du substrat d'application. D'autres exemples d'utilisations non limitatives sont les dépôts ou les gravures de la microélectronique, les nanotechnologies. Les méthodes de dépôts utilisées sont connues avec des sigles génériques par exemple le PECVD, le CVD, la pulvérisation PVD et l'électrolyse.Thus, the present invention provides a decisive improvement to the state of the prior art by providing a stencil 100 formed in thin films, with small dimensions of openings 8 to perform treatments with a precision at the micrometer scale and even nanoscale. This stencil 100 has in particular a small ratio of the thickness of the active portion 5 over the width of the at least two openings 8 and a stiffening portion 7 to maintain the flatness of the active surface 10. This stencil 100 is advantageously used in the photovoltaic field in particular to optimize the manufacturing processes of current lines (or buses) conventionally made of silver or copper. The stencil 100 is also useful in the packaging and more particularly for the deposition of trapping material (getter in English) deposited for example by evaporation in a chamber under ultrahigh vacuum and at room temperature. Since these materials hardly support conventional shaping steps (lithography, etc.), the deposition through the stencil 100 is advantageous and is compatible with the deposition of the getter material in cavities of the application substrate. Other examples of nonlimiting uses are the deposits or etchings of microelectronics, nanotechnologies. The deposit methods used are known with generic acronyms, for example PECVD, CVD, PVD spraying and electrolysis.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle comprend tous les équivalents techniques et les variantes des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons.It goes without saying that the invention is not limited to the embodiments described above as examples but that it includes all the technical equivalents and variants of the means described as well as their combinations.
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