Développement de résines vertes pour l’assemblage microélectronique à base de Lignine et de chitosane

Contexte: Les techniques de micro/nanofabrications sont impliquées dans un grand nombre de secteurs d’activité (santé, automobile, télécommunication, photovoltaïque…). Le packaging des puces microélectroniques, la fabrication de microsystème électromécanique (MEMS) ou des microsystèmes opto-électro-mécaniques (MOEMS) ou de circuits microfluidiques tout comme la fabrication des circuits intégrés font largement appel à la lithographie. Cette technique nécessite des résines photo- ou électro-inscriptibles permettant le transfert de motifs sur un substrat. Pour réaliser ces étapes de lithographie, il est nécessaire d’utiliser des résines de lithographie dont le cahier des charges est différent de celui des résines utilisées pour la fabrication des transistors. Les dimensions critiques à atteindre sont certes moins importantes (1-100 µm) mais elles doivent permettre de réaliser des films d’épaisseurs bien supérieures (plusieurs micromètres à plusieurs dizaines de micromètres) et possédant une très bonne stabilité thermique, mécanique et chimique. Aujourd’hui ces résines sont d’origine pétrosourcées et font largement appel à des solvants organiques et à des produits chimiques. Il a été démontré que l’utilisation de résines alternative biosourcées pouvait permettre de réduire par un facteur 2 à 3 l’impact environnemental des étapes de lithographie.

Objectifs de la thèse : Dans le cadre de ce projet, le/la doctorant.e recruté.e aura pour objectifs :

• Dévolopper une résine epoxy biosourcés similaire à la SU8. Pour ce faire, la personne recrutée utilisera les synthons issue de la lignine développée par Kemitek et devra le cas échéant les modifier notamment pour les rendre solubles dans des solvants verts. Elle devra aussi les formuler pour les rendre compatibles avec la lithographie i, g, h lines.
• Développer une résine composite utilisant à la fois le chitosane et les epoxy-lignine. Une des verrous sera de trouver un solvant compatible pour les deux types de composés ou le cas échéant de les modifier de manière adaptée. Il faudra ensuite, formuler le composite de manière à permettre sa réticulation sous UV lors de la lithographie.

Dans les deux cas, il faudra évaluer la qualité des motifs obtenus (LER, Contraste, rapport d’aspect…). Pour réaliser son projet la personne recrutée bénéficiera des compétences des différents partenaires impliqués en chimie de la lignine (Kemitek), en chimie des chitosanes (IMP), et en nanotechnologie (INL et LN2). La personne recrutée bénéficiera aussi des infrastructures de prototypage industriel du Centre de Collaboration MiQro Innovation, le C2MI (spray coating, inkjet printer…), des infrastructures de micro/nanofabrication et caractérisation du 3IT, de la plateforme technologique Nanolyon (Photomasker, salle blanche, AFM, MEB…).

La thèse se fera en cotutelle entre l’Université de Sherbrooke et l’Ecole Centrale de Lyon. La personne recrutée devra donc partagée son temps de recherche entre Lyon (INL et IMP, France) et Sherbrooke (Canada). Elle sera probablement amenée à réaliser des expériences au centre de transfert technologique (CCTT) de Kemitek (Canada). Il est prévu approximativement un séjour de 18 mois en France et 18 mois au Canada.

Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL)

L’INLest une Unité Mixte de Recherche (UMR 5270) dont les tutelles sont le CNRS, l’ECL, l’INSA, l’Université Lyon 1 et CPE Lyon. L'INL a pour vocation de développer des recherches technologiques multidisciplinaires dans le domaine des micro et nanotechnologies et de leurs applications. Les recherches menées s’étendent des matériaux aux systèmes, laboratoire s’appuie sur la plate-forme technologique lyonnaise NanoLyon.

Les domaines d’application couvrent de grands secteurs économiques : l’industrie des semiconducteurs, les technologies de l’information, les technologies du vivant et de la santé, l’énergie et l’environnement.
Le laboratoire est multi-sites avec des localisations sur les campus d’Ecully et de Lyon-Tech La Doua. Il regroupe environ 200 personnes dont 121 personnels permanents. L’INL est un acteur majeur du Pôle de Recherche et d’Enseignement.

Co-tutelle: Université de Sherbrooke

Le 3IT, Institut Interdisciplinaire d’Innovation Technologique, est un moteur et une vitrine des pratiques innovantes de la recherche universitaire et industrielle, socialement et économiquement responsables. Le 3IT permet d'accélérer les transferts technologiques avec des entreprises et des organismes publics et privés, notamment dans les secteurs de la santé, de l'information et de la communication, du transport et de l'énergie.

Collaborateur: Kemitek

Kemitek est un Centre collégial de transfert de technologies (CCTT) et un Centre d’accès à la technologie canadien (CAT). Leur expertise englobe la chimie verte, la synthèse organique, la formulation, le développement de produits chimiques et de procédés, ainsi que la mise à l’échelle des procédés. Ils travaillent en étroite collaboration avec les entreprises pour les aider à développer des produits industriels plus respectueux de l’environnement.

• Titulaire d'un master ou d'un diplôme équivalent.
• Solide formation en chimie, physico-chimie ou science des matériaux.
• Connaissances en microtechnologie appréciées.
• Haut niveau de communication, tant à l'oral qu'à l'écrit en anglais (conférences internationales, publications scientifiques).
• Autonome et capable de travailler en équipe sur des projets multidisciplinaires.