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Nanotechnologies : Menapic invente le sonar du nanomonde

Nanotechnologies : Menapic invente le sonar du nanomonde

Patrick Emery et Arnaud Devos devant l'instrument de mesure nanométrique de Menapic.

© DR

L’outil de mesure développé par Menapic caractérise avec une précision sans précédent des objets de la taille d’un millième de cheveu.

Dans le process de fabrication d’un circuit intégré, de nombreuses nano couches sont ajoutées sur des plaques de silicium. Pour l’instant le contrôle de l’épaisseur entre chacune de ces opérations était imprécis ou destructif et celui des caractéristiques mécaniques impossible. Depuis leur laboratoire lillois, Patrick Emery et Arnaud Devos ont levé cette difficulté en donnant des couleurs à une méthode vieille de 20 ans. De leurs travaux est née Menapic, capable de mesurer précisément des objets d’un nanomètre sans les casser.

La détection optique d’effets acoustiques permet de détecter l’épaisseur d’une couche grâce à un laser pulsé à 80 Mhz. « Chaque pulse est divisé en deux : la première partie (la pompe) est puissante, elle agit comme un petit coup de marteau et crée une onde acoustique qui se propage dans l’objet ; la seconde (la sonde), moins puissante, est réfléchie sur l’objet et mesurée par une photodiode », explique Patrick Emery, devenu directeur général.

Chaque impact de la pompe va faire vibrer l’objet pendant une centaine de picosecondes (10 -12 secondes). Les propriétés optiques du matériau change alors qu’il est traversé par cette onde acoustique. Ainsi, en allongeant le retard de la sonde sur la pompe d’une picoseconde entre chaque impact, la mesure correspond à différentes avancées de l’onde acoustique dans l’objet. Cela revient à regarder cette vibration au stroboscope. Au ralenti.

« Lorsqu’elle arrive à l’extrémité de l’objet, l’onde acoustique rebondit, comme l’écho de notre voix après avoir rencontré une montagne », vulgarise le chercheur. Revenue au point de départ, cette onde redonne au matériau les mêmes propriétés optiques qu’à l’impact initial. Selon le nombre de picosecondes de décalage de la sonde entre ces deux points, il est possible de connaitre le rapport entre l’épaisseur de l’objet et la vitesse de propagation du son dans le matériau.

 

                              



L’innovation, apportée par Menapic, c’est qu’en utilisant différentes couleurs de laser, de l’UV (250 nm) à l’Infrarouge (1µm), leur machine parvient à mesurer précisément l’épaisseur, la vitesse de propagation du son et les caractéristiques mécaniques (module de Young, coefficient de Poisson) du matériau. Le tout sans détruire l’objet. « C’est comme regarder un objet depuis différents points de vue » résume Patrick Emery, décidemment très pédagogue. Les fabricants de puces électroniques ont ainsi accès à des données jusqu’alors inapprochables : ils peuvent notamment faire des fiches techniques des différentes couches qu’ils déposent sur le silicium, tester l’influence des changements de conditions de dépôts.

Pour l’instant Menapic est une société de service qui fait les tests elle-même dans son laboratoire lillois. L’objectif est d’automatiser les solutions techniques de passage du laser d’une longueur d’onde à une autre ainsi que le traitement des signaux. D’après le programme R&D de cette société à peine née, d’ici deux ans, un prototype d’un à deux mètres cubes devrait voir le jour. S’ensuivra la vente de ce sonar nanotechnologique, prévue entre 500 000 et 1 million d’euros.

Charles Foucault.

Menapic en bref :

Date de création : 1 er mars 2010
Créateurs : Patrick Emery et Arnaud Devos
Nombre d’employés : 2
Implantation : Isen Lille (59)
Site Web : en cour de création
Directeur général : Patrick Emery
Téléphone : 03 20 30 40 97
Email : patrick.emery@isen.fr

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