Nanofabrication : Equipements

Zeiss Supra 40 + Raith Elphy plus

La lithographie électronique se compose d’un microscope électronique à balayage Zeiss Supra 40 associé au logiciel Raith Elphy Plus. Les principales caractéristiques de l’équipement sont:

Lithographie laser Heidelberg µPG101

Le système Heidelberg µPG101 est une lithographie laser pour écriture directe. Elle est équipée d’un laser 375 nm.

– tête d’écriture 2 mm ayant une résolution de 0.7 µm (champ d’écriture 3″)

– tête d’écriture 4 mm ayant une résolution de 1 µm (champ d’écriture 4″)

Aligneur de masque Süss MJB4

L’aligneur MJB4 accepte des masques de tailles 4 ″ et 5 ″. La taille des échantillons peut aller du 10×10 mm² au wafer 4 ″. La précision de l’alignement est de ±1µm et la vision se fait au microscope qui possède deux objectifs (x10 et x20) et/ou à l’écran.

Modes de contact (substrat-masque) possibles : proximité, soft contact, hard contact

Aligneur de masque Süss MJB3

Le MJB3 est essentiellement destiné à l’enseignement et aux procédés à base de résine SU8 pour la microfluidique.

– masque en verre ou souple jusque 4″

– objectifs du microscope : X10 et X20

Plassys MEB550S

Evaporateur e-beam pour le dépôt de couches métalliques (Al, Au, Co, Cr, Ni, NiFe, Ti).

Le sas est équipé d’un canon à ion (Ar) pour le nettoyage des échantillons.

Le porte substrat est de type planétaire ce qui permet d’avoir un tilt de 0° à 270 ° et/ou une rotation de l’échantillon pendant le dépôt.

Plassys MEB 400

Evaporateur e-beam pour le dépôt de couches non standard de type CoFe.

Le système est équipé d’un canon à ion (Ar, O₂) pour l’assistance au dépôt.

L’échantillon peut être chauffé à 250°C par le biais d’une lampe halogène

Plassys MEB 300

Evaporateur par effet Joule pour le dépôt de couches métalliques (Cr, Al, Au).

Le porte substrat peut être refroidi à l’azote liquide (77K).

Il dispose également d’un porte substrat inclinable (0 – 90°)

Alliance Concept EVA300+

Pulvérisation cathodique avec magnétron RF (3″) et DC (3″)

cibles disponibles : ITO, SiO2, Si3N4, Si

gaz diponibles : Ar, N2, O2 / taille de subtrat: jusque 4″

Gravure ionique focalisée avec faisceau d’argon + SIMS

Elettrorava : Gravure ionique Ar+ avec source ICP

Gaz disponibles : Ar

Options incluses : rotation, tilt, Helium cooling (meilleur contact thermique), SIMS détection (détection de fin de gravure), pulvérisation cathodique pour dépôt post-gravure d’isolant, taille des échantillons (jusqu’à 100 mm)

Gravure ionique réactive

Plasmalab 80 plus (OIPT) : Gravure ionique réactive avec source ICP

Gaz disponibles : Ar, He, CHF₃, SF₆, O₂, CF₄

Options incluses : Helium cooling (meilleur contact thermique), Interférométrie laser (détection de fin de gravure), taille des échantillons (jusqu’à 100 mm)

Gravure aux acides

Acide fluorhydrique (HF)

• gravure SiO2

 Piranha : solution d’acide sulfurique (H₂SO₄) et de peroxyde d’hydrogène ( H₂O₂)

• nettoyage de masque

2DLab

STnano dispose d’une salle blanche dédiée aux matériaux 2D. Elle dispose des outils et équipements pour la fabrication des matériaux 2D tel que le graphène ou autres Dichalcogénures de Métaux de Transition tels que MoS2 (et ses cousins MoSe2, WS2, WSe2…) par exfoliation, mais aussi d’Hétérostructures de Van der Waals, constitués d’empilements de différents matériaux 2D (à l’aide de 2 stations de transfert)

Microsoudeuse à fil

Microsoudeuse semi-automatique Hybond 626 à fil d’or (wedge et ball bonding).

Machine de découpe

Machine de découpe semi-automatique ultraprécise Accretech SS10

Tous matériaux / toutes dimensions

Microscope à Force Atomique (AFM)

AFM Bruker Dimension Edge compatible avec substrats jusque 4″

• C-AFM : mesure de courant
• PFM : piézoréponse
• MFM : contraste magnétique hors plan
• Nanolitho

Microscopie optique

Différents microscopes sont mis à la disposition des utilisateurs pour un suivi qualitatif des procédés (à l’image, un microscope Zeiss Axio Imager équipé d’un objectif X100)

Profilomètre

Le profilomètre mécanique 3D Dektak (Veeco) peut accueillir des substrats allant jusqu’à 6 ″. La platine étant motorisée, on peut réaliser une cartographie 3D des échantillons.

Station de tests sous pointes

Station de mesure sous pointe Karl Suss PM8 (équipé d’un sourcemètre Keithley 2400 et d’un multimètre digital Keithley 2100)
La plateforme STnano dispose également d’un système de mesures de résistivité à 4 pointes en ligne (Lucas Labs 302)

STnano possède un espace dédié à la microfluidique, équipé pour réaliser des laboratoires-sur-puces de PDMS sur des « masters » en SU-8. Les utilisateurs ont à leur disposition :

• une étuve sous vide pour le dégazage du PDMS
• une balance et de l’outillage
• un plasma pour activer les surfaces
• une binoculaire pour l’alignement avant collage