Étude des applications des micro-afficheurs pour le phototraçage massivement parallèle de structures submicroniques - Université de Rennes Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2012

The study of the application of micro-display in massively parallel direct-write photoplotting of submicronic structures

Étude des applications des micro-afficheurs pour le phototraçage massivement parallèle de structures submicroniques

Résumé

This thesis addresses research and development on massively parallel direct writing. The use of a reconfigurable mask combines the speed of photolithographic projection and the inherent flexibility of spatial light modulators. The project was structured on a threefold basis. Firstly, the aim was to improve the resolution, the write speed and the precision of an existing liquid crystal spatial light modulator based photoplotter at Telecom Bretagne, with a view to reaching the system¿s ultimate resolution limit. Photoresist on glass Diffractive Optical Elements (DOE) with a critical dimension of 1 µm and 32 phase levels and exhibiting zero-order and first-order diffraction efficiencies of respectively less than 1% and around 80 % were fabricated. Secondly, a new photoplotter, based this time on a micromirror spatial light modulator was set up. New writing wavelengths in the region of 365 nm helped to extend the range of photosensitive materials that can be used and to reach submicronic feature sizes. This photoplotter enabled the fabrication of binary DOEs by direct writing into the hybrid sol-gel material Ormocer with a resolution of 700 nm. The final section deals mainly with the study and the first experimental demonstration of the feasibility of combining the massively parallel photoplotting technique with that of the two-photon photopolymerization (2PP). Such a combination enables us to overcome the diffraction limit imposed by conventional plotting systems.
Ce travail de thèse s'est inscrit dans la recherche et développement de la photoinscription directe massivement parallèle. L'utilisation d'un masque reconfigurable dans un phototraceur combine la rapidité de la photolithographie par projection et la flexibilité intrinsèque du modulateur spatial de lumière. Le premier axe de travail était d'améliorer la résolution, la vitesse d'écriture et la précision d'un phototraceur existant à Télécom Bretagne et à base d'un modulateur spatial de lumière à cristaux liquides afin d'atteindre la résolution limite possible avec ce système. Nous avons ainsi fabriqué des éléments optiques diffractifs (EOD) dans la photorésine de dimension critique 1 µm à 32 niveaux de phase avec une efficacité de diffraction à l'ordre 0 inférieure à 1% et celle de l'ordre +1 aux alentours de 80%. Le second volet consistait à mettre en place un nouveau phototraceur à l'aide d'un modulateur spatial de lumière à micro-miroirs et d'utiliser des nouvelles longueurs d'onde d'écriture aux alentours de 365 nm, afin d'élargir la gamme de matériaux photosensibles utilisables et d'accéder à une résolution sub-micronique. Ce phototraceur permet la fabrication des EODs binaires par écriture directe dans le matériau sol-gel hybride Ormocer avec une résolution de 700 nm. La dernière partie concernait l'étude et la première démonstration expérimentale de faisabilité de la combinaison de cette technique de phototraçage massivement parallèle avec celle de la photopolymérisation à deux photons qui permet de dépasser la limite de diffraction des systèmes de photoinscription classiques.
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Dates et versions

tel-00719635 , version 1 (20-07-2012)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00719635 , version 1

Citer

Charbel Nassour. Étude des applications des micro-afficheurs pour le phototraçage massivement parallèle de structures submicroniques. Optique / photonique. Télécom Bretagne, Université de Bretagne-Sud, 2012. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00719635⟩
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