Etude par interferometrie de la deformation de membranes silicium et calcul de filtres numeriques ou optiques adaptes au traitement des interferogrammes

par BERTRAND TROLARD

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Gilbert Tribillon.

Soutenue en 1996

à Besançon .

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Résumé

Les materiaux en couches minces, la conception d'objets micro-techniques necessitent la connaissance des proprietes mecaniques des materiaux en petites dimensions. L'essai retenu pour realiser cette caracterisation est l'essai de gonflement de plaque ou bulging. On lui associe deux methodes optiques de controles non destructifs et sans contact: l'interferometrie holographique et la projection de franges. Ces deux procedes complementaires dans leurs gammes de mesure sont combines avec l'interferometrie par mesure de phase pour obtenir le deplacement hors plan en tout point de la membrane echantillon. Le materiau de reference qui a servi a valider l'ensemble du dispositif est le silicium monocristallin pour des specimens d'epaisseur allant de 90 a 3 microns. Les resultats experimentaux sont correles avec des valeurs theoriques obtenues par calcul elements finis. Des mesures des contraintes du silicium oxyde a l'interface si/sio#2 sont realisees en analysant la forme de l'echantillon. Parmi les operations necessaires au calcul du deplacement de l'eprouvette, un filtrage passe-bas est pratique sur les interferogrammes pour diminuer l'influence du speckle. Celui-ci apparait comme une source d'erreur. Habituellement realise de maniere informatique, une implementation tout optique est envisagee. Pour cela, un modulateur spatial de lumiere de type ecran a cristaux liquides est utilise comme support du filtre dans un correlateur optique. Deux methodes sont produites. L'une s'appuie sur les proprietes diffractives d'un reseau de phase sinusoidal inscrit sur le modulateur. La seconde agit comme un cache en transparence pour eliminer les composantes spectrales dependantes du speckle dans le spectre de l'image. Ces memes principes sont appliques pour effectuer des operations morphologiques

Titre traduit

Interferometric analysis of strained silicon membranes and numerical or optical processing of interferograms by matched filters

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