Contrôle local d'interface et du mouillage pour la nano-fabrication par auto-assemblage de copolymères à blocs – BONSAI

En microélectronique et en nanosciences, un large éventail de technologies est utilisé pour fabriquer des composants toujours plus résolus. La nanolithographie par auto-assemblage en fait partie et des démonstrations clés basées sur des films de copolymères à blocs (BCP) organiques ont été réalisées. Avec l’avènement des systèmes BCP sub-10 nm, les manipulations d’interface par traitement du substrat/utilisation de surcouches sont devenues critiques pour obtenir des films nanostructurés uniformes. Néanmoins, les mécanismes pilotant les interactions entre l'auto-assemblage du BCP orienté verticalement et le mouillage de la couche de polymère sont encore peu étudiés, alors même qu'une compréhension fondamentale de ces mécanismes est cruciale pour le contrôle de la stabilité (thermo)dynamique du film ou pour réaliser des nano-architectures plus avancées basées sur la modification locale du mouillage. BONSAI regroupe 4 laboratoires reconnus dans le domaine de la chimie des copolymères, du mouillage et de la stabilité de films minces et de la nanolithographie par auto-assemblage, pour adresser ces problématiques. Pour ce faire, nous proposons une démarche d’étude systématique de la stabilité en film mince d’un copolymère bien connu, le PS-b-PMMA, vis-à-vis d’un recuit thermique et en fonction de la température de transition ordre-désordre du copolymère, notamment en présence d’une couche neutre. L’identification des mécanismes de démouillage (et notamment de la présence de glissement à la paroi) sera ensuite étendue à un BCP sub-10 nm, où on évaluera notamment le rôle des propriétés mécaniques de la surcouche sur la stabilité du BCP. Ces résultats permettront une meilleure maîtrise de l’auto-assemblage dirigé de BCP, mais également d’utiliser le démouillage de façon contrôlée pour la création de nanostructures 3D aux différentes morphologies.