Laser probes and methodology for thermal analysis at micrometric scale. Application to microelectronics - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Revue Générale de Thermique Année : 1998

Laser probes and methodology for thermal analysis at micrometric scale. Application to microelectronics

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

Résumé

We have developed optical techniques for thermal characterisation at micrometric scale based upon the detection and the analysis of the modifications of a reflected laser beam. The modifications are induced by a well controlled thermal excitation originating from electric heating. According to this principle we have developed a very compact, high sensitivity and high resolution optical bench. It includes a homodyne stabilised Michelson interferometer, a reflectometer and a differential interferometer. It is capable of detecting a temperature variation as small as 10−3 K and a thermal dilatation as small as 10−15 m. It has a large bandwidth ranging from DC to 125 MHz. The optical bench also includes a microscope and a visualisation system allowing analysis at micrometric scale. In the field of thermal studies in microelectronics, we have been able to determine the temperature of running microelectronic components in order to estimate their quality and reliability, to study the temperature distribution and to detect hot spots in integrated circuits and to study thermooptical and thermophysical properties of materials used in microelectronics.
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.

Dates et versions

hal-01550282 , version 1 (29-06-2017)

Identifiants

Citer

S. Dilhaire, T. Phan, Emmanuel Schaub, W. Claeys. Laser probes and methodology for thermal analysis at micrometric scale. Application to microelectronics. Revue Générale de Thermique, 1998, 37 (1), pp.49-59. ⟨10.1016/s0035-3159(97)82466-x⟩. ⟨hal-01550282⟩

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