Contexte
La miniaturisation croissante des circuits électroniques permet - outre une évidente
réduction de taille - de fabriquer des composants plus performants, plus rapides
et de réaliser des gains substantiels de consommation électrique. Cependant, elle
impose aussi des conditions de plus en plus restrictives sur la taille des particules
susceptibles de contaminer électriquement les composants électroniques : aujourd’hui
toutes les particules de diamètres supérieurs à une dizaine de nanomètres sont
potentiellement délétères pour les circuits. Pour répondre à ces défis, les procédés
de nettoyage – qui sont parties intégrantes des chaînes de production microélectronique
– doivent être de plus en plus performants (soit retirer des particules de quelques
nanomètres de diamètre) et polyvalents (soit être efficaces sur des surfaces
hydrophiles ou hydrophobes), tout en respectant les nouvelles normes environnementales.
Des procédés de nettoyage utilisant le retrait d’un film de polymère encapsulant
les particules à éliminer sont identifiés comme prometteurs [Lallart], mais demeurent
incompris aujourd’hui.
La délamination de films minces a été un sujet d’actives recherches ces
dernières années, pour des raisons technologiques comme le développement
de l’électronique déformable ou le contrôle de processus de fabrication [Kim],
et pour des raisons fondamentales comme l’étude d’instabilités mécaniques,
de couplage entre propriétés élastiques et propriétés d’adhésion et l’étude de
systèmes élastiques géométriquement frustrés [Vella]. A ce jour, seules des
interfaces adhésives homogènes ont été considérées dans le cadre de l’étude de
la délamination. L’objectif de cette thèse est d’étudier ce processus en présence
d’un 3è corps, c’est-à-dire de particules solides présentes à l’interface entre le
polymère et le substrat.
Objectifs de la thèse
Lors de cette thèse, il s’agira de développer une expérience de délamination d’un
film polymère en déposant un polymère modèle sur une surface préalablement
contaminée en particules. Nous considérerons différents types de chargement :
chargement en compression induisant la formation de cloques, ou en tension,
induisant la rupture du film. Dans les deux cas, l’apparition de
fractures ou de cloques, une fraction de la surface se décolle. L’impact de la
présence de particules adhérentes au film sur les champs de contraintes et sur
les processus de délamination seront étudiés. Nous chercherons à quantifier et
optimiser le retrait particulaire par les différentes méthodes envisagées et étudier
les limites de chacune d’entre elles en fonction de la gamme de paramètres
accessible. En comptant les particules initialement et finalement présentes
sur la surface, nous pourrons caractériser l’efficacité du procédé, notamment
en fonction de l’adhésion particules/surface. Le travail de thèse consistera
également à modéliser le mécanisme de délamination en présence de particules,
en regard des résultats expérimentaux obtenus, en se basant sur des modèles
existants de solides adhérants avec des propriétés élastiques dissimilaires.
Profil du ou de la candidate : Une formation en physique ou mécanique
est préférée, avec un intérêt pour la physico-chimie, matière molle, élasticité et
une forte motivation pour la recherche expérimentale.
Méthodes : procédés de surface ; tests mécaniques ; imagerie de surface.
Lieu : Laboratoire LIPhy, Université Grenoble-Alpes et STMicroelectronics,
Crolles.
Financement : Contrat CIFRE
Références
Lallart, A. et al. (2018) Cleaning surfaces from nanoparticles with polymer
film: impact of the polymer stripping, Micro and Nano Engineering 1:33-32
2
Kim DH, et al. (2008) Stretchable and foldable silicon integrated circuits.
Science 320:507–511.
Vella, D., Bico, J., Boudaoud, A., Roman, B., Reis, P. M. (2009) The
macroscopic delamination of thin films from elastic substrates. Proceedings
of the National Academy of Sciences 106:10901-10906.
Modifié 1 fois. Dernière modification le 04/04/24 14:40 par Webmaster EDPIF.