Brevet FR2905946A1 — publié le 20080321

MISE EN FORME D'UNE COUCHE SACRIFICIELLE POUR REALISER UN ELEMENT SUSPENDU DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte à un procédé de mise en forme d'une couche sacrificielle pour réaliser un élément suspendu (poutre ou membrane) notamment dans un MEMS. Elle peut s'appliquer également aux autres domaines de l'électronique et de la microélectronique qui utilisent des condensateurs variables, des commutateurs et des résonateurs. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Le développement d'appareils portables de plus en plus petits et performants incite à rechercher des nouveaux composants pour réaliser de nouvelles fonctionnalités. Dans les applications radiofréquences, les micro- systèmes électromécaniques (MEMS) sont des alternatives crédibles aux composants classiques de la microélectronique de par leur intégration et leurs performances théoriques. Le principe de fonctionnement des MEMS est basé sur le mouvement mécanique d'une membrane ou d'une poutre suspendue au-dessus d'un substrat. Pour cela, le développement de MEMS nécessite souvent l'utilisation d'une couche sacrificielle permettant de suspendre un élément (poutre ou membrane) afin qu'il soit mobile ou isolé du substrat. 2905946 2 Comme les circuits intégrés en microélectronique, ces dispositifs sont fabriqués par empilement de différentes couches minces de matériaux différents. Par ailleurs, afin de définir une géométrie 5 particulière, ces matériaux peuvent être recuits, polis, gravés partiellement (en utilisant la photolithographie) ou complètement comme c'est le cas de la couche sacrificielle. Un composant MEMS peut comprendre une 10 cavité et des électrodes discontinues créant une topologie en surface du substrat. Mais cela reste un exemple car on peut avoir une membrane sans cavité comme c'est le cas pour l'encapsulation ou avec une électrode continue comme pour les résonateurs ... 15 La réalisation d'un MEMS doit prendre en compte les exigences du cahier des charges. Ces exigences comprennent par exemple, dans le cas d'une membrane : le tension d'actionnement et/ou l'amplitude de mouvement de la membrane, la fréquence de résonance, 20 les propriétés mécaniques de la membrane, A partir de ce cahier des charges, un calcul dimensionnel de la membrane en fonction du matériau constitutif choisi est effectué. On utilise des logiciels de calcul par éléments finis (ANSYS, 25 COVENTOR, ...) et/ou les formules analytiques de la mécanique des poutres (voir le document [1] placé en fin de description). On en tire la longueur L de la membrane, sa largeur 1, son épaisseur e, sa rigidité k et l'entrefer (donc la distance entre les électrodes d'un commutateur) d. 2905946 3 Ce dimensionnement renseigne sur le besoin ou non d'avoir une cavité sous la membrane. En effet, selon le matériau choisi pour le membrane (nitrure/or, or, Al, AlSi, Si, polySi, oxyde, ...) et sa contrainte 5 intrinsèque qui va induire un déplacement de la membrane lors de la gravure de la couche sacrificielle, on peut prévoir l'entrefer restant. Selon l'entrefer envisagé, il peut être nécessaire de prévoir une cavité dont on déterminera la profondeur. 10 Cette cavité aura environ pour longueur L. Sa profondeur sera fonction de d. Ensuite, on peut choisir la couche sacrificielle à utiliser et son épaisseur (fonction de la profondeur de cavité, de d et devant être compatible 15 avec le matériau de membrane (le profil de la couche sacrificielle doit résister à la température de dépôt de la membrane et elle doit pouvoir se graver facilement). Le procédé de réalisation est défini en concordance avec les matériaux de la couche 20 sacrificielle et de la membrane. Le procédé de réalisation comprend des étapes de dépôt, de photolithographie et de gravure, de mise en forme de la couche sacrificielle, de réalisation de la membrane et de gravure de la couche 25 sacrificielle. Le matériau recherché pour la réalisation de la couche sacrificielle doit répondre aux caractéristiques suivantes : être stable thermiquement afin de supporter le budget thermique des étapes 30 ultérieures, être facile à mettre en oeuvre, pouvoir planariser la topologie de la surface sur laquelle il 2905946 4 est déposé, ne pas laisser de résidus lors de son élimination. On peut distinguer trois types de couches sacrificielles connues de l'homme de l'art : des 5 substances organiques du type polymères photosensibles, des substances organiques du type polymères non-photosensibles comme le polyimide, des substances non organiques comme l'oxyde de silicium, le chrome, le cuivre, le tungstène. 10 Le contrôle de la distance séparant une électrode (disposée sur un élément suspendu) du substrat en regard, et pourvue d'une autre électrode, est un point important du bon fonctionnement d'un MEMS. Il nécessite une maîtrise très rigoureuse de la couche 15 sacrificielle qui doit présenter le minimum de topologie avec un profil contrôlée et une haute stabilité thermique supérieure à la température de dépôt de la membrane ou de la micropoutre. Les polymères non photosensibles sont 20 difficiles à mettre en oeuvre et nécessitent l'utilisation d'un autre matériau au-dessus d'eux qui soit photosensible ou qui reproduise les motifs à graver, afin d'être gravé. Les matériaux non organiques sont bien contrôlés en épaisseur, mais par contre ils 25 reproduisent la topologie sur laquelle ils sont déposés. Pour avoir une couche sacrificielle non organique plane, il faut passer par une étape de polissage (CMP) coûteuse. De plus, les polymères non photosensibles et les matériaux non organiques 30 nécessitent des techniques de gravure appropriées et 2905946 5 sont généralement plus durs à manipuler et à enlever lors de la libération, laissant des résidus. Les polymères photosensibles utilisés dans l'art connu sont également peu planarisants. Ainsi, la 5 topologie sous la couche sacrificielle sera répliquée sur la membrane réalisée au-dessus. Le document [2], placé en fin de description, divulgue un essai de planarisation d'une couche sacrificielle en polymère multicouche. Le profil obtenu présente un creux qui 10 peut être problématique dans certains cas (membrane en compression). Les couches sacrificielles permettent de réaliser une variété de composants : les condensateurs variables, les micro-commutateurs, les résonateurs ou 15 filtres micromécaniques qui opèrent sur les modes de résonance mécanique de systèmes micrométriques, les dispositifs FBAR (pour Film Bulk Acoustic Resonator ), les capteurs tels que les accéléromètres, les gyromètres, 20 On va approfondir l'exemple du condensateur variable. La capacité est définie entre deux électrodes en regard par l'expression suivante : C = , C étant la valeur de capacité du condensateur, la valeur de la permittivité du milieu entre les électrodes, S la 25 surface en regard et d la distance entre les électrodes. Pour faire varier la capacité du condensateur, il existe trois moyens connus : la variation de la distance entre les électrodes 30 (condensateur à variation d'entrefer), la variation de la surface d'électrodes en regard (condensateur à 2905946 6 variation de surface) et la variation de la permittivité entre les électrodes. Le composant le plus avantageux est le condensateur variable électrostatique à variation 5 d'entrefer. Mais il présente le problème dit de pull-in (collage des électrodes au 1/3 de l'entrefer). Pour éviter ce problème, on peut envisager un double air gap . Le principe de la structure à double air gap a été présenté dans les documents [3] et [4] 10 cités en fin de description. Cette structure comporte des électrodes d'actionnement formant un condensateur dont l'entrefer est plus grand que celui du condensateur variable, de manière à éviter le phénomène de pull-in . 15 Les condensateurs variables double air gap de l'art connu nécessitent une multiplication des étapes de dépôt - photolithographie gravure afin d'obtenir le double air gap ainsi qu'une étape de polissage coûteuse par CMP afin de planariser la couche 20 sacrificielle. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention a été conçue afin de mettre en forme la couche sacrificielle tout en 25 simplifiant son procédé de réalisation. Elle permet de planariser une couche sacrificielle. Elle permet aussi de réaliser à moindre coût un condensateur variable à double air gap . L'invention a pour objet un procédé de 30 réalisation d'une couche sacrificielle, comprenant les étapes de : 2905946 7 lithographie d'une résine déposée sur un substrat pour fournir un motif de résine lithographiée sur une zone de substrat, la zone ayant une taille donnée et une forme donnée, le motif occupant un volume 5 donné, - recuit selon un cycle thermique du motif de résine lithographiée, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend, en fonction de la résine, la détermination de 10 la taille et de la forme de ladite zone du substrat, et la détermination du volume de la résine déposée sur ladite zone pour que le cycle thermique de recuit fournisse un profil choisi parmi l'un des profils suivants : un profil bombé planarisant et un profil en 15 double air gap . Selon une application particulière, la couche sacrificielle étant destinée à servir de support de formation d'un élément suspendu, la détermination de la taille et de la forme de ladite zone et la 20 détermination du volume de la résine déposée sur ladite zone sont obtenues par la délimitation d'une gamme de fréquence de résonance pour l'élément suspendu, ce qui définit l'intervalle devant séparer l'élément suspendu de ladite zone de substrat, la résine étant alors 25 choisie pour procurer un motif capable de fournir ledit intervalle. La résine peut être une résine polymère photosensible. La zone du substrat peut être constituée 30 par le fond d'une cavité réalisée dans le substrat. 2905946 8 Selon une première variante de mise en oeuvre, ladite zone du substrat présentant une topologie de surface, les étapes de lithographie et de recuit sont réalisées en plusieurs fois, le procédé 5 comprenant : une première étape de lithographie effectuée à partir d'une première couche de résine fournissant un premier élément de motif au moyen d'un masque, 10 - une première étape de recuit du premier élément de motif, une étape d'amincissement du premier élément de motif pour minimiser la topologie de surface de ladite zone reproduite à la surface du premier 15 élément de motif, une deuxième étape de lithographie effectuée à partir d'une deuxième couche de résine déposée sur le substrat, fournissant, au moyen dudit masque, un deuxième élément de motif superposé au 20 premier élément de motif aminci pour constituer ledit motif, - une deuxième étape de recuit appliquée au motif obtenu, la première étape de recuit et la deuxième étape de recuit fournissant au motif obtenu un 25 profil bombé planarisant. Selon une deuxième variante de mise en oeuvre, ladite zone du substrat présentant une topologie de surface, les étapes de lithographie et de recuit sont réalisées en plusieurs fois, le procédé 30 comprenant : 2905946 9 une première étape de lithographie effectuée à partir d'une première couche de résine fournissant un premier élément de motif au moyen d'un masque, 5 - une première étape de recuit du premier élément de motif, une étape d'amincissement du premier élément de motif pour minimiser la topologie de surface de ladite zone reproduite à la surface du premier 10 élément de motif, une deuxième étape de lithographie effectuée à partir d'une deuxième couche de résine déposée sur le substrat, fournissant, au moyen dudit masque, un deuxième élément de motif superposé au 15 premier élément de motif aminci, - une deuxième étape de recuit appliquée à la superposition du premier élément de motif et du deuxième élément de motif, provoquant l'apparition de deux pics sur ladite superposition, constituant un 20 profil en double air gap , une troisième étape de lithographie effectuée à partir d'une troisième couche de résine déposée sur le substrat, fournissant, au moyen dudit masque, un troisième élément de motif superposé au 25 premier élément de motif et au deuxième élément de motif aminci, - une troisième étape de recuit appliquée à la superposition d'éléments de motif obtenu pour conférer au motif obtenu le profil final en double 30 air gap . 2905946 10 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre 5 d'exemple non limitatif, accompagnée des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est un organigramme détaillant les paramètres influant sur le profil final de la couche sacrificielle, 10 - les figures 2A à 2C sont des diagrammes montrant l'influence des rampes de température sur le profil final d'un motif de couche sacrificielle, - les figures 3A et 3B sont des diagrammes montrant l'influence de la largeur des motifs sur le 15 profil de la couche sacrificielle, - la figure 4 est un diagramme montrant un profil de couche sacrificielle mince, - la figure 5A est une vue de dessus d'une partie d'un substrat recouvert de pistes électriquement 20 conductrices et la figure 5B est un diagramme représentant le profil d'une couche sacrificielle réalisée sur cette partie de substrat, - la figure 6 représente un organigramme décrivant l'influence de paramètres sur le profil de la 25 couche sacrificielle, -les figures 7A à 7C sont des diagrammes représentant des profils d'une couche sacrificielle, - les figures 8A à 8I illustrent un procédé de réalisation d'un condensateur variable à double 30 air gap , conformément à l'invention, 2905946 11 - les figures 9 et 10 sont d'autres diagrammes représentant des profils de couches sacrificielles. 5 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Plusieurs paramètres peuvent influencer l'aspect final de la couche sacrificielle, en particulier la manière de déposer la résine polymère photosensible, la nature du polymère, sa viscosité, sa 10 capacité d'adhésion, le traitement thermique subséquent au dépôt, les solvants utilisés lors de la dilution, les conditions atmosphériques (température et humidité) et les conditions de stockage. Pour comprendre l'évolution de ces 15 paramètres, il faut connaître les séquences de mise en oeuvre de cette couche sacrificielle. Le procédé de réalisation d'un élément suspendu comprend des étapes de dépôt de résine, de recuit (par exemple vers 90 C) pour donner une tenue à la résine, d'insolation de la 20 résine, de révélation ou développement de la résine, de cycle thermique qui se poursuit par le dépôt de l'élément suspendu et la gravure d'ouvertures pour obtenir l'accès à la couche sacrificielle et son élimination. 25 L'optimisation du profil de la couche sacrificielle correspond à l'optimisation de chaque étape de la séquence de réalisation. Les premières étapes sont considérées comme standard en lithographie. L'invention va s'appuyer essentiellement sur le 30 traitement thermique et la manière dont le profil varie en fonction des contraintes géométriques en surface 2905946 12 (taille et forme des motifs) et en volume (cavités lignes d'électrodes inférieures...). La figure 1 est un organigramme qui détaille les paramètres qui influent sur le profil final de la couche sacrificielle, c'est- 5 à-dire le choix de la résine (sa formulation et ses propriétés viscoélastiques), la géométrie des motifs (leur forme et leur taille), le dépôt de la résine (sa méthode de dépôt et son épaisseur), l'énergie d'insolation (le type de rayonnement et le temps 10 d'insolation), le traitement thermique appliqué (par rapport à la forme et la taille des motifs). Le dépôt de résine est de préférence effectué grâce à une tournette, l'électrodéposition nécessitant une surface entièrement conductrice. 15 L'effet du rayonnement sur les résines est régi par leurs domaines d'absorption. Cela conditionne les chimistes de formuler des résines qui sont sensibles aux UV proches ou profonds. Le contrôle du rayonnement est régi par le temps d'insolation et la dose d'énergie 20 d'exposition. Par conséquent, le choix de résine conditionne non seulement l'intervalle d'exposition mais aussi les propriétés viscoélastiques de la matrice en fonction de la température qui se répercutent sur le comportement en fonction de la température, de la 25 topologie de surfaces et de la géométrie des motifs. Selon l'invention, on met en oeuvre un procédé d'impression avec des résines formulées pour obtenir des motifs à flancs droits après lithographie. L'utilisation de celles-ci comme couches sacrificielles 30 implique un procédé particulier afin d'obtenir un 2905946 13 passage de marche à pente faible (pour assurer la continuité du dépôt). Généralement une résine photosensible est une formulation de solution de photopolymère qui 5 devient sensible au rayonnement après séchage. Cette formulation permet un dépôt dans un état liquide sur un métal ou sur d'autres substrats avec une étape de séchage préliminaire à l'insolation. Une résine est un composé organique, généralement comprenant un polymère 10 thermoplastique, dont la solubilité est affectée par le rayonnement UV. Il existe deux types de résines : • les résines négatives : le rayonnement UV entraîne une polymérisation des zones exposées, conférant ainsi à ces zones une tenue particulière au 15 solvant de révélation alors que les parties non insolées disparaissent sélectivement dans ce solvant. • Les résines positives : le rayonnement UV entraîne une rupture des macromolécules, d'où la solubilité accrue des zones exposées dans le 20 révélateur. Les propriétés de la résine sont guidées par des modifications photochimiques du matériau photo-actif, ce qui a pour conséquence le changement d'un point de vue solubilité avec des vitesses de 25 dissolution du film variant d'un facteur 100. Plusieurs résines de fournisseurs différents ont été utilisées : la résine positive JSR 335 disponible chez JSR Corporation, la résine positive Series S1800 disponible chez Rhom and Haas (Shipley), la résine positive MAP 30 1275 disponible chez Microresist Technology et la 2905946 14 résine négative SC Resist disponible chez Arch Chemicals. L'étape du traitement thermique a pour objectif de durcir la résine, d'améliorer l'adhésion et 5 d'éliminer tous les résidus du solvant. Cette étape prépare aussi la résine à suivre une subséquente étape dans le procédé (dépôt de la membrane). L'effet de cette étape agit directement sur l'évaporation des petites molécules. Ce phénomène permet d'augmenter la 10 température de transition vitreuse Tg et par conséquent augmenter la stabilité thermique du film car cette température est considérée comme la limite de stabilité du profil final de la couche sacrificielle. Pour évaluer l'effet de la température, des 15 mesures au profilomètre à différents stades du traitement thermique ont réalisées. Les figures 2A à 2C sont des diagrammes montrant l'influence des rampes de température sur le profil final d'un motif de couche sacrificielle. L'axe des abscisses représente la 20 largeur 1 du profil et l'axe des ordonnées représente la hauteur h de la couche. La figure 2A montre le profil final de la couche sacrificielle après une deuxième insolation à 90 C de recuit (pente des bords de la couche sacrificielle 80 ). La figure 2C montre le 25 profil final de la même couche sacrificielle après une deuxième insolation à 120 C de recuit (pente des bords de la couche sacrificielle 50 ). La figure 3C montre le profil final de la même couche sacrificielle après une deuxième insolation à 200 C de recuit (pente des bords 30 de la couche sacrificielle 10 ). 2905946 15 Les figures 2A à 2C montrent bien l'apparition, entre 90 C et 120 C de recuit, de pics qui vont croître jusqu'à une limite qui dépend de l'épaisseur de la couche, de la présence ou non d'une 5 cavité où est disposé le motif de la couche sacrificielle, de la viscosité et de la formulation de la résine... On voit bien que la naissance de ces pics est un réarrangement moléculaire des composants de la 10 résine grâce à l'énergie thermique apportée. Les profils finals après le traitement thermique montrent que la position des pics est de plus en plus rapprochée en augmentant l'épaisseur de la couche sacrificielle, ce qui signifie que pour chaque épaisseur de la couche 15 sacrificielle (qui dépend de la résine et de sa viscosité) il existe une limite de largeur de motif qui permet de passer d'un profil à deux pics à un profil bombé planarisant comme le montrent les figures 3A et 3B. 20 Les figures 3A et 3B sont des diagrammes, fournis par un profilomètre, montrant l'influence de la largeur des motifs, sur lesquels sont réalisées des couches sacrificielles, sur le profil de la couche sacrificielle. L'axe des abscisses représente la 25 largeur 1 du profil et l'axe des ordonnées représente la hauteur h de la couche. Pour ces figures, la résine utilisée est la résine JSR 335 et la hauteur visée de couche sacrificielle est 4,5 }gym. La figure 3A montre le profil obtenu pour un grand motif (1000 }gym de largeur) 30 après un recuit à 300 C (pente des bords de la couche sacrificielle 6 ). La figure 3B montre le profil obtenu 2905946 16 pour un petit motif (145 }gym de largeur) après un recuit à 300 C (pente des bords de la couche sacrificielle 9 ) . Les petits motifs présentent le profil 5 planarisant avec un effet bombé ce qui constitue un résultat important pour les résonateurs MEMS ou d'autres composants de petites dimensions. Ainsi, la figure 4 montre le profil final d'une couche sacrificielle mince (hauteur environ 200 nm). 10 Le profil bombé montré sur les figures 3B et 4 est considéré comme l'effet planar désiré, vu la pente des bords de la couche sacrificielle qui est inférieure à 10 et le rapport entre la largeur du motif et l'épaisseur de la couche sacrificielle qui est 15 supérieur à 10. Si les motifs sur lesquels sont produites les couches sacrificielles se situent dans des cavités formées à partir d'une face d'un substrat, on observe le même type de profil que précédemment mais la 20 position des pics a tendance à se diriger vers le centre. Ce résultat conforte la non apparition des pics pour des petits motifs. Le fait d'avoir une surface de motif avec des électrodes inférieures (pistes de contact), qui constituent une topologie par-dessus la 25 surface, donne un nouveau problème de topologie qui est reproduit par la couche sacrificielle. Les figures 5A et 5B illustrent cet effet de topologie de surface reproduite à la surface de la couche sacrificielle. La figure 5A est une vue de 30 dessus d'une partie 10 d'un substrat recouvert de pistes électriquement conductrices 1, 2, 3 et 4. La 2905946 17 figure 5B est un diagramme représentant le profil d'une couche sacrificielle réalisée sur la partie 10 du substrat. L'axe des abscisses représente la largeur 1 de la couche sacrificielle et l'axe des ordonnées 5 représente sa hauteur h. Le profil montré sur le diagramme correspond à l'axe BB sur la figure 5A. La partie du profil entourée par la courbe 5 sur la figure 5B est la topologie des électrodes 1, 2 et 3 reproduite en surface de la couche sacrificielle. 10 Pour remédier à ce problème, on utilise, selon l'invention, une bicouche sacrificielle et on procède, après le traitement thermique appliqué à la première couche sacrificielle déposée, à un amincissement de cette première couche. L'utilisation 15 d'un multicouche permet non seulement de planariser la couche sacrificielle, mais aussi de jouer sur la sur-épaisseur des pics par rapport au centre des grands motifs en variant la profondeur de la cavité, la largeur et la longueur des motifs. Cela permet 20 d'atteindre un profil double air-gap qui peut être utilisé pour des condensateurs variables. Pour résumer, voici l'influence des paramètres les plus importants sur le profil final de la couche sacrificielle : 25 - pour un substrat sans piste et sans cavité : apparition de pics pour les grands motifs, - présence d'une cavité : les pics se rapprochent du centre du motif, - présence de pistes sur le substrat : les 30 pics s'éloignent vers l'extérieur du motif, la topologie des pistes est reproduite en surface, 2905946 18 application d'un cycle thermique sous atmosphère inerte : les pics se rapprochent du centre du motif, augmentation de la viscosité de la 5 résine : les pics se rapprochent du centre du motif, - augmentation de l'épaisseur de la résine : les pics se rapprochent du centre du motif, couche sacrificielle en multicouche : permet de gérer l'entrefer double air gap . 10 Le choix de la résine polymère est conditionné par la température de dépôt de l'élément suspendu (poutre ou membrane). L'utilisation d'une résine photosensible comme couche sacrificielle juste après l'étape de lithographie n'est pas possible. En 15 effet, la couche de résine lithographiée ne peut résister à des températures de dépôt de l'élément suspendu supérieures à 100 C puisque la température de transition vitreuse de la résine est très basse. D'autre part, le profil de cette couche n'est pas bien 20 adapté à ce type d'application car la pente est trop raide (70 à 90 ). Le traitement thermique constitue une excellente alternative pour non seulement aboutir au profil recherché (selon l'application) mais aussi pour augmenter la résistance thermique du profil de la 25 couche sacrificielle lors du dépôt de l'élément suspendu (poutre, membrane). Les modifications de la composition chimique (additifs solvants, polarité..) et des propriétés viscoélastiques (masse moléculaire, conformation des chaînes macromoléculaires,... ) de la 30 couche sacrificielle qui en résultent conduisent a une meilleure stabilité tri-dimensionnelle du profil final 2905946 19 après le traitement thermique. Les techniques de traitement thermique sont variées. Elles consistent en une succession de chauffages et de refroidissements, dont les cycles et les températures sont contrôlés avec 5 précision. Pour la présente invention, le recuit se pratique avec une vitesse de chauffage suffisamment lente, pour une meilleure organisation des chaînes moléculaires et l'évaporation des petites molécules. Un refroidissement lent est nécessaire pour éviter un choc 10 thermique qui serait néfaste au profil de la couche sacrificielle. Apres ce cycle, le profil final est stable jusqu'à la température de transition vitreuse Tg de la couche sacrificielle. En fixant les paramètres géométriques des composants et le matériau de l'élément 15 suspendu (température de dépôt), le concepteur peut s'appuyer sur les propriétés thermiques des résines et la limite de profil entre les petits et grands motifs, pour choisir la couche qui aura la plus haute température de transition vitreuse après le cycle 20 thermique avec le profil recherché. L'optimisation du traitement thermique nécessite en général des mesures de profils avec différents cycles thermiques pour atteindre la meilleure résistance aux dégradations. La figure 6 est un organigramme décrivant 25 l'influence des paramètres géométriques et de la mise en oeuvre des étapes du procédé sur le profil de la couche sacrificielle, sachant que l'épaisseur de la couche sacrificielle donne la limite entre petit et grand motif. 30 Le traitement de la couche sacrificielle selon l'invention permet l'obtention de profils 2905946 20 adéquats pour tous les microsystèmes, capteurs ou MEMS. On peut ainsi traiter la couche sacrificielle pour la planariser afin d'obtenir des micro-commutateurs performants. 5 Les figures 7A à 7C sont des diagrammes montrant des profils relatifs à une couche sacrificielle déposée sur une face d'un substrat et traitée selon l'invention. La figure7A montre le profil d'une première couche sacrificielle déposée sur 10 le motif d'un substrat comportant des pistes électriques. La figure 7B montre l'amincissement de la première couche sacrificielle, réalisé par gravure, pour minimiser voire éliminer la topologie reproduite. La figure 7C montre le profil de la couche 15 sacrificielle obtenue après le dépôt d'une deuxième couche sacrificielle planarisante. Les figures 8A à 8I illustrent un procédé de réalisation d'un condensateur variable à double air gap en mettant en forme une couche sacrificielle, 20 conformément à l'invention. Ce sont des vues en coupe selon l'un des axes de la cavité. La figure 8A montre un substrat en silicium 20 pourvu d'une cavité 21 gravée à partir de l'une de ses faces principales. La profondeur de la cavité est 25 supérieure à 4 pm. On procède alors à une oxydation thermique de la face du substrat comportant la cavité 21 pour obtenir une couche d'oxyde de silicium 22 de 1 pm d'épaisseur (voir la figure 8B). 30 L'étape suivante consiste à déposer des électrodes 23, 24 et 25 (électrodes inférieures) sur la 2905946 21 couche d'oxyde 22 recouvrant le fond de la cavité 21. Ces électrodes sont constituées par le dépôt de couches de Ti/Au ou de Cr/Au ou de Pt. L'épaisseur de ces électrodes est comprise entre 0,02 }gym et 0,8 }gym (voir 5 la figure 8C). Ensuite, une couche sacrificielle tricouche 26 est déposée dans la cavité et déborde de cette cavité (voir la figure 8D). La résine photosensible est déposée de la manière suivante. Une première couche de 10 résine de 2,5 }gym d'épaisseur est mise en forme dans la cavité (ou les cavités d'un même substrat pour une fabrication collective). Un traitement thermique de recuit jusqu'à 350 C, avec une pente de 5 C/min, est appliqué à la résine. Après ce recuit, la couche de 15 polymère obtenue est amincie de 1 }gym par gravure au moyen d'un plasma d'oxygène sous une puissance choisie en fonction de la vitesse de gravure désirée, par exemple une puissance de 100 W. Ceci permet de minimiser, voire éliminer, la topologie reproduite par 20 les électrodes inférieures. En utilisant le même masque, une deuxième couche plus épaisse de résine (environ 4,5 }gym) est déposée. Le même traitement thermique provoque l'apparition de deux pics aux bords des cavités sans les remplir. On procède alors à un 25 amincissement pour amorcer le dépôt de la troisième couche et enlever les reliefs créés en dehors de la cavité (ou des cavités). Toujours en utilisant le même traitement thermique, une troisième couche de 4 }gym d'épaisseur donne l'allure finale du double air 30 gap . La résine utilisée est par exemple une résine 2905946 22 polymère novolac très couramment utilisée en microélectronique. L'étape suivante consiste à déposer une première couche 27 de matériau diélectrique sur la 5 couche sacrificielle 26. La couche 27 peut avoir une épaisseur de 0,4 pm (voir la figure 8E). On dépose ensuite, par une méthode bien connue de l'homme de l'art, des électrodes 33, 34 et 35 (électrodes supérieures) sur la couche diélectrique 27 10 et en vis-à-vis des électrodes inférieures 23, 24 et 25. Ces électrodes sont constituées par le dépôt de couches de Ti/Au ou de Cr/Au ou de Pt. L'épaisseur de ces électrodes est comprise entre 0,02 pm et 0,8 pm (voir la figure 8F). 15 Une deuxième couche 28 de matériau diélectrique est déposée sur la structure obtenue comme le montre la figure 8G. La couche 28 englobe les électrodes supérieures 33, 34 et 35. Son épaisseur est calculée, en fonction de l'épaisseur de la première 20 couche diélectrique 27, pour fournir l'épaisseur désirée de l'élément suspendu 29 (poutre ou membrane). Des ouvertures 30 sont ensuite pratiquées pour accéder à la couche sacrificielle 26 (voir la figure 8H). 25 La dernière étape consiste à libérer l'élément suspendu 29 par gravure de la couche sacrificielle. Cette libération est obtenue grâce à un plasma piégé dans une chambre, ce qui lui permet d'agir de manière isotrope (procédé downstream ). Le plasma 30 est choisi en fonction de la sélectivité de gravure entre le matériau de l'élément suspendu et le matériau 2905946 23 de la couche sacrificielle. Le plasma peut être un plasma de N2O2 ou un plasma de CHF4. Les paramètres de gravure de la couche sacrificielle sont par exemple : température 250 C, pression 1100 mTorr, puissance 5 micro-onde 2700 W, durée 180 secondes pour un plasma de N202 . A titre complémentaire, les figures 9 et 10 sont des diagrammes représentant des profils de couches sacrificielles polymères, formées dans les deux cas de 10 trois couches. La couche sacrificielle de la figure 9 est obtenue pour un motif dont les dimensions des cavités sont 500 pm x 500 pm. Celle de la figure 10 est obtenue pour un motif dont les dimensions des cavités sont 800 pm x 800 pm. 15 Les avantages du procédé selon l'invention sont les suivants . -obtention d'une structure double air gap par mise en forme de la couche sacrificielle, - procédé moins coûteux que ceux de l'art 20 antérieur : un seul masque est utilisé pour réaliser le double air gap au lieu de deux ou plus dans l'art connu, la mise en forme de la couche sacrificielle est générique, d'autres profils étant 25 possibles et potentiellement intéressants pour d'autres composants. 2905946 24 DOCUMENTS CITES [1] Strength of materials , S. TIMOSHENKO, édité par D. Van Nostrand Co., Inc., Princeton, NJ, 1941. [2] Fabrication of high power RF MEMS switches , L. WANG et al., Microelectronic Engineering 83 (2006) 1418-1420. 10 [3] Development of a wide tuning range two parallel plate tunable capacitor for integrated wireless communication systems , J. ZOU et al., John Wiley and sons, 2001, pages 322 à 329. 15 [4] Development of a wide tuning range MEMS tunable capacitor for wireless communication systems , J. ZOU et al., University of Illinois, Urbana, IL, USA, 0-7803-6438-4/00, IEEE, 2002. 5 REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'une couche sacrificielle, comprenant les étapes de : - lithographie d'une résine déposée sur un substrat pour fournir un motif de résine lithographiée sur une zone de substrat, la zone ayant une taille donnée et une forme donnée, le motif occupant un volume donné, - recuit selon un cycle thermique du motif de résine lithographiée, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend, en fonction de la résine, la détermination de la taille et de la forme de ladite zone du substrat, et la détermination du volume de la résine déposée sur ladite zone pour que le cycle thermique de recuit fournisse un profil choisi parmi l'un des profils suivants : un profil bombé planarisant et un profil en double air gap . 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, la couche sacrificielle étant destinée à servir de support de formation d'un élément suspendu, la détermination de la taille et de la forme de ladite zone et la détermination du volume de la résine déposée sur ladite zone sont obtenues par la délimitation d'une gamme de fréquence de résonance pour l'élément suspendu, ce qui définit l'intervalle devant séparer l'élément suspendu de ladite zone de substrat, la résine étant alors choisie pour procurer un motif capable de fournir ledit intervalle. 2905946 26 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la résine est une résine polymère photosensible. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ladite zone du substrat est constituée par le fond d'une cavité réalisée dans le substrat. 10 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel, ladite zone du substrat présentant une topologie de surface, les étapes de lithographie et de recuit sont réalisées en 15 plusieurs fois, le procédé comprenant : une première étape de lithographie effectuée à partir d'une première couche de résine fournissant un premier élément de motif au moyen d'un masque, 20 - une première étape de recuit du premier élément de motif, une étape d'amincissement du premier élément de motif pour minimiser la topologie de surface de ladite zone reproduite à la surface du premier 25 élément de motif, une deuxième étape de lithographie effectuée à partir d'une deuxième couche de résine déposée sur le substrat, fournissant, au moyen dudit masque, un deuxième élément de motif superposé au 30 premier élément de motif aminci pour constituer ledit motif, 5 2905946 27 - une deuxième étape de recuit appliquée au motif obtenu, la première étape de recuit et la deuxième étape de recuit fournissant au motif obtenu un profil bombé planarisant. 5 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel, ladite zone du substrat présentant une topologie de surface, les étapes de lithographie et de recuit sont réalisées en 10 plusieurs fois, le procédé comprenant : une première étape de lithographie effectuée à partir d'une première couche de résine fournissant un premier élément de motif au moyen d'un masque, 15 - une première étape de recuit du premier élément de motif, une étape d'amincissement du premier élément de motif pour minimiser la topologie de surface de ladite zone reproduite à la surface du premier 20 élément de motif, une deuxième étape de lithographie effectuée à partir d'une deuxième couche de résine déposée sur le substrat, fournissant, au moyen dudit masque, un deuxième élément de motif superposé au 25 premier élément de motif aminci, - une deuxième étape de recuit appliquée à la superposition du premier élément de motif et du deuxième élément de motif, provoquant l'apparition de deux pics sur ladite superposition, constituant un 30 profil en double air gap , 2905946 28 une troisième étape de lithographie effectuée à partir d'une troisième couche de résine déposée sur le substrat, fournissant, au moyen dudit masque, un troisième élément de motif superposé au 5 premier élément de motif et au deuxième élément de motif aminci, - une troisième étape de recuit appliquée à la superposition d'éléments de motif obtenu pour conférer au motif obtenu le profil final en double 10 air gap .