Sondes laser et méthodologies pour l'analyse thermique à l'échelle micrométrique. Application à la microélectronique

Abstract

Nous avons développé des techniques optiques se basant sur la détection et l'analyse des modifications de l'onde laser réfléchie pour la caractérisation thermique à l'échelle micrométrique. Les modifications sont engendrées par une perturbation thermique bien contrôlée résultant d'un échauffement électrothermique. Sur ce principe nous avons construit un banc d'instruments optiques compact et très performant. II est constitué d'un interféromètre de Michelson homodyne stabilisé, d'un réflectomètre et d'un interféromètre différentiel polarimétrique. II peut détecter une variation de température aussi faible que 10−3 K, une dilatation thermique aussi faible que quelques femtomètres (10−15 m). Sa large bande passante va du continu jusqu'à 125 MHz. Un microscope et un système de visualisation incorporés au banc de mesures permettent l'analyse thermique à l'échelle micrométrique. Dans le cadre d'études thermiques en microélectronique, nous avons pu déterminer la température de fonctionnement de composants électroniques afin d'estimer leur qualité et leur fiabilité, étudier la distribution de température et détecter les points åchauds« dans un circuit intégré, et étudier les propriétés thermophysiques et thermooptiques de matériaux utilisés en microélectronique, et ceci sur un circuit intégré.