Développement d'une technique de "super résolution" 3D (équipe IPP)

Dans la métrologie structurelle des composants en microélectronique, la microscopie interférométrique est devenue une technique courante pour mesurer la topographie 3D des surfaces. Bien qu'ayant une résolution axiale nanométrique, la résolution latérale n'est pas aussi bonne. En microscopie optique, la résolution latérale est classiquement limitée à la moitié de la longueur d'onde de la lumière utilisée. C’est-à-dire, les détails plus petits que 400 nm ne sont pas visibles.

Suite au rapprochement entre les travaux d'une thèse portant sur la microscopie interférométrique haute résolution et ses travaux sur l'obtention de nanojets photoniques avec des microsphères, l'équipe IPP (Instrumentation et Procédés Photoniques) vient de développer une nouvelle technique dite de "super-résolution" pour la microscopie optique 3D des surfaces.

La combinaison de l'interférométrie avec l'imagerie par microsphères permet d'augmenter la résolution latérale jusqu'à environ 50 nm. L'intérêt de la méthode est de pouvoir mesurer des structures plus petites, avec tous les avantages des techniques optiques en champ large : rapidité, non-invasif sans marquer, etc. Le projet a permis de déposer un brevet et de publier des articles dont un dans Nature Science Reports en collaboration avec une équipe Finlandaise [1, 2].

Le projet de maturation Nano3D en co-conception avec un industriel (FOGALE Nanotech), lancé en avril 2017 financé par la SATT Conectus Alsace vise à développer un démonstrateur pour la nanométrologie 3D dans l'industrie microélectronique. La technique a également un grand potentiel pour l'imagerie haute résolution en biologie.

[1] Kassamakov I., Lecler S., Nolvi A., Leong-Hoï A. Montgomery P., and Hæggström E., 3D Super-Resolution Optical Profiling Using Microsphere Enhanced Mirau Interferometry, Nature Science Reports, 7, 3683 2017.
[2] Perrin S., Leong-Hoï A., Lecler S., Pfeiffer P., Kassamakov I., Nolvi A., Hæggström E. and Montgomery P., Microsphere-assisted phase-shifting interferometry, Applied Optics, 56, 7249-7255, 2017.

Contact chercheur : Paul Montgomery