Le CEA-Leti prépare l’industrialisation de la lithographie par impression
Avec le programme Inspire, le CEA-Leti aborde, en collaboration avec l’équipementier EV Group, la dernière phase de développement de la lithographie par impression. Objectif : favoriser le transfert de cette technologie auprès des industriels.
La lithographie par impression, qui fait l’objet de recherche depuis 20 ans dans le monde, entre dans sa dernière phase de développement. Avec le programme Inspire (Inprint Nanopatterning Solution Platform for IndustRial assEmet), le CEA-Leti se penche sur les questions que se posent les industriels avant son adoption. L'objectif étant de favoriser ensuite le transfert vers l’industrie.
Le CEA-Leti travaille sur le sujet depuis 2003. Il a notamment participé à deux projets collaboratifs européens, Napa (de 2004 à 2008) et NapaNil (de 2008 à 2012), qui ont permis de fédérer les forces R&D européennes dans ce domaine. "Avec Inspire, nous voulons achever le travail d’industrialisation, aider les industriels à passer au stade de fabrication, et accélérer le transfert de cette technologie vers l’industrie", commente Stephan Landis, responsable du groupe de recherche sur la lithographie par nanoimpression au CEA-Leti, à Grenoble. Le projet associe notamment l’équipementier autrichien de production des semi-conducteurs EV Group.
Une ligne pilote pour évaluer le coût réel en régime de production
Les travaux menés jusqu’ici ont confirmé le potentiel de cette technologie à obtenir des motifs aussi petits qu’avec les procédés traditionnels de lithographie optiques et électroniques. "En 2012, nous avons démontré la possibilité d’imprimer des circuits avec des motifs 3D en escalier de 10 nanomètres sur des plaquettes de silicium de 200 mm de diamètre et de 100 nanomètres sur des plaquettes de 300 mm", résume Stephan Landis.
A travers une ligne pilote, le projet Inspire se penche sur l’intégration de la lithographie par nan-oimpression dans un flot de fabrication automatisé. L’objectif est d’en vérifier les performances réelles en régime réel de production, notamment en matière d’alignement (positionnement du tampon d’impression par rapport à la plaquette de silicium) et de maitrise des défauts, et d’en évaluer le coût total de possession. Un critère clé de son adoption. "La lithographie optique bénéficie de 50 ans d’existence, explique Stephan Landis. La lithographie par nano-impression n’a pas encore cette maturité. Pour en favoriser le passage à l’industrie, il faut au préalable en prouver l’avantage de coût en vraie grandeur."
Application d'abord à des composants simples
En théorie, la lithographie à nano-impression répond aux besoins de tous les types de puces électroniques. Mais le CEA-Leti et ses partenaires se veulent pragmatiques. Pour réduire les risques industriels, ils ont choisi de commencer par les composants relevant du "More than Moore", c’est-à-dire des circuits à faible densité d’intégration comme les LED, les capteurs, les Mems, les puces ADN, les cellules solaires ou les composants photoniques. Ils progresseront ensuite vers des composants de plus en plus complexes, relevant de la loi de Moore, comme les mémoires Flash, les mémoires Dram ou les microprocesseurs. "Dans 5 ans, cette technologie a des chances de devenir un standard dans la fabrication de la première famille de puces", prévoit Stephan Landis.
Le CEA-Leti fait partie d’un réseau européen d’expertise en lithographie par nanoimpression qui comprend notamment le VTT (Finlande), l’ICN (Espagne), l’institut Fraunhofer IIS (Allemagne) ou encore le PSI (Suisse). "L’Europe dispose de toute la chaine de valeur nécessaire pour jouer un rôle clé dans le développement industriel de cette technologie", estime Stephan Landis. Outre EV Group, elle compte de nombreuses ETI et PMI actives sur le sujet dont Obdicat en Suède, NIL Technology au Danemark, Suss MicroTec en Allemagne ou SET en France.
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