Manipulation d'un appareil en salle blanche
Auteur 
Delphine Gosset

Échange de bons procédés… de microfabrication

Des étudiants de l’école polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) sont venus suivre deux jours de travaux pratiques à Besançon pour s’initier à la fabrication de composants optiques.

« Nous avons longtemps voulu créer un master commun entre l’UFC et l’EPFL, mais celui celui-ci n’a pas pu voir le jour en raison de différences dans les modalités d’organisation des études. Nous avons alors décidé de mettre en place des échanges d’étudiants sur des enseignements précis » explique Maxime Jacquot, responsable du master Photonique, micro et nanotechnologies et temps-fréquence (PICS).

C’est dans ce contexte que neuf étudiants en master Microtechniques de l’EPFL ont été accueillis à l’UFR Sciences et techniques de Besançon les 21 et 22 février pour suivre, en compagnie des étudiants du master PICS, deux jours de travaux pratiques sur les modulateurs électro-optiques.

à l'institut FEMTO-ST, on construit des modulateurs électro-optiques haut de gamme

Il existe différentes technologies pour ces dispositifs qui permettent de convertir un signal électrique en signal optique. A l’institut FEMTO-ST, on conçoit des modulateurs électro-optiques haut de gamme dont les performances sont particulièrement adaptées aux télécommunications haut débit, longue distance.

Les étudiants de l’EPFL sont venus s’initier aux techniques de fabrication de ces composants optiques intégrés. Nadège Courjal, enseignant-chercheur, explique l’idée qui a guidé l’élaboration de ces travaux pratiques : « Nous montrons aux étudiants comment les modulateurs électro-optiques sont conçus et réalisés en laboratoire avant de les emmener visiter l’entreprise Photline technologies1 pour qu’ils en découvrent la fabrication à l’échelle industrielle ». Le caractère complet de cette formule séduit effectivement les étudiants. L’un d’entre eux, Sylvain Hirth, remarque : « Les activités des laboratoires de l’EPFL sont très théoriques. C’est intéressant de rencontrer une unité de recherche qui a davantage pied dans l’industrie ».

une salle blanche utilisée à des fins pédagogiques

Le matin de leur arrivée, les étudiants ont visité le département d’optique et assisté à une présentation de trois expériences sur la caractérisation et les applications des modulateurs électro-optiques. L’après-midi, ils ont enchaîné avec quatre heures de TP en salle blanche2. L’Université de Franche-Comté dispose de plusieurs de ces salles, l’une d’elles étant utilisée occasionnellement à des fins pédagogiques. Une chance pour les étudiants qui ainsi ont pu balayer les techniques classiques de microfabrication (lithographie, dépôt métallique, gravure chimique) en s’essayant à la réalisation de guides optiques. Le lendemain matin, ils y sont retournés pour l’étape, encore plus délicate, de dépôt des électrodes (cf. retour en images ci-après).

Les étudiants de l’UFC, quant à eux, ont pu perfectionner leur connaissance des technologies salle blanche, en jouant le rôle de tuteur auprès de leurs homologues venus de Suisse.

Cet échange a pu être organisé grâce aux financements obtenus dans le cadre du projet INTERREG FORMITEC 3. C’est l’association doctorants en optique (OSA student chapter) qui s’est chargée de l’accueil et de l’hébergement des étudiants suisses. Ceux-ci se montrent satisfaits : « On apprécie de découvrir un autre lieu de recherche, une atmosphère de campus différente, c’est intéressant quand on envisage une poursuite d’études » remarque Martin Baliman.

un premier pas vers le collégium SMYLE

Les lasers femto-secondes, une autre spécialité du département d’optique de l’institut FEMTO-ST, pourraient bien faire l’objet d’un second TP commun. L’année prochaine, ce seront les étudiants du master PICS qui rendront visite à leurs confrères de l’EPFL pour s’initier à la biophotonique ou à la photonique « verte ». A l’avenir, ce système devrait être étendu aux domaines des microsystèmes et de la microrobotique.

Ces initiatives s’inscrivent dans le cadre  de la création du Collégium Internationnal SMYLE,  qui vise à renforcer les collaborations entre l’EPFL et l’institut FEMTO-ST dans les domaines de l’innovation, de la formation et de la recherche (lire l’article).

  1. Photline technologies est une entreprise implantée à Besançon qui fabrique notamment des modulateurs électro-optiques. A l’origine, il s’agissait d’une start up issue du département d’optique de l’institut FEMTO-ST.
  2. Une salle blanche est un environnement dédié à la fabrication d’objets de très petite taille où la concentration en particules est contrôlée. Quand on travaille à l'échelle du micromètre ou du nanomètre, la moindre poussière déposée accidentellement sur une surface génère un défaut. L’Université de Franche-Comté dispose de 770 m² de salle blanche réparties sur plusieurs sites.
  3. Le projet FORMITEC est un programme INTERREG, financé par les fonds européens, la Conféderation hélvétique, les Cantons de Vaud et Neuchâtel, le Conseil Régional de Franche-Comté et l’Ambassade de France en Suisse. Il vise à renforcer les liens entre France et Suisse, dans le secteur de la formation à la recherche et à l’innovation.

Contact

Maxime Jacquot
maxime. jacquot@univ-fcomte.fr

Nadège Courjal
nadege. bodin@univ-fcomte.fr

Département d’optique
Institut FEMTO-ST
http://www.femto-st.fr

UFR Sciences et techniques
http://sciences.univ-fcomte.fr

Le matin de leur arrivée, les étudiants de l'EPFL ont visité le département d'optique de l'institut FEMTO-ST.
Nadège Courjal montre à un groupe d'étudiants de l'EPFL un banc de caractérisation des modulateurs avant mise en boîtier.
Jean-Marc Merolla présente l’utilisation des modulateurs dans des expériences fondamentales d’optique quantique.
Maxime Jacquot expose les applications des modulateurs électro-optiques dans des expériences qui utilisent les propriétés non linéaires de la lumière (calculateurs neuromorphiques).
La visite de laboratoire a été l'occasion d'échanger.
Pour fabriquer les modulateurs électro-optiques, on utilise une plaque de niobate de lithium sur laquelle on réalise des guides optiques en titane.
Cette machine de pulvérisation cathodique sert à faire le dépôt métallique sur la plaque (wafer). Le métal (titane) qui définit les guides optiques est ensuite diffusé à travers le substrat à très haute température.
On dépose la résine sur le substrat (wafer). Celui-ci est ensuite placé sur une tournette (au second plan) qui va étaler la résine de manière homogène par rotation à haute vitesse. Sur cette image, le wafer se trouve sur une plaque chauffante.
Un masque dessinant le trajet des guides optiques par des motifs en chrome est aligné sur le wafer. Ici, la machine de lithographie (aligneur), expose l’ensemble aux UV par un procédé d’insolation.
On passe ensuite la plaque dans un bain de développeur qui fait disparaître la zone de résine exposée aux UV. Ne reste de la résine qu’aux endroits du motif correspondant au guide d’onde, là ou le masque est opaque.
Un procédé de gravure chimique, avec un bain d’aluminium, permet de graver à l’intérieur des lignes définies par le motif de résine, pour obtenir les guides optiques.
Les étudiants du master PICS ont joué le rôle de tuteurs auprès de ceux de l'EPFL.
À chaque étape, les étudiants, doivent réaliser différentes mesures qui font partie des procédures de contrôle qualité.
Les étudiants de l'EPFL semblent avoir apprécié l'expérience.

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