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WO2024074782A1 - System for the serial testing of chips located on silicon wafers for analysing an analyte - Google Patents

System for the serial testing of chips located on silicon wafers for analysing an analyte Download PDF

Info

Publication number
WO2024074782A1
WO2024074782A1 PCT/FR2023/051526 FR2023051526W WO2024074782A1 WO 2024074782 A1 WO2024074782 A1 WO 2024074782A1 FR 2023051526 W FR2023051526 W FR 2023051526W WO 2024074782 A1 WO2024074782 A1 WO 2024074782A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
chips
test
chip
analyte
light
Prior art date
Application number
PCT/FR2023/051526
Other languages
French (fr)
Inventor
Bertrand GAUTHERON
Loïc BLANCHARD
Original Assignee
Aryballe
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aryballe filed Critical Aryballe
Publication of WO2024074782A1 publication Critical patent/WO2024074782A1/en

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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/7703Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator using reagent-clad optical fibres or optical waveguides
    • GPHYSICS
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    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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    • G01R31/2851Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2855Environmental, reliability or burn-in testing
    • G01R31/286External aspects, e.g. related to chambers, contacting devices or handlers
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    • G01R31/302Contactless testing
    • G01R31/308Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
    • G01R31/311Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation of integrated circuits

Definitions

  • the field of the invention is that of the industrial manufacture of chips for optronic and/or electronic devices, in particular devices for measuring and analyzing an analyte present in a fluid.
  • the invention aims at means making it possible to verify that these chips manufactured on an industrial scale on "wafers" are operational and free from crippling defects.0 [0003] Even more precisely, the invention concerns a serial test system of chips, on the one hand, designed for the analysis of at least analyte present in a fluid, preferably gaseous, and, on the other hand, produced on plates (“wafers”) of semi -conductor(s), preferably silicon;
  • 0 - receptors capable of interacting with the analyte present in the fluid, this interaction causing a change in local property(s);
  • the invention also relates to a method for serial testing of these chips, implementing the system referred to in the preceding paragraph; as well as the mass manufacturing process for these chips integrating the test process. 5 [0005] The invention further relates to a method of manufacturing an optronic/electronic device for analyzing at least one analyte present in a fluid, in which a chip tested in accordance with the invention.
  • the industrial manufacture of optronic or electronic chips on semi-0 conductor plates, for example in silicon usually includes a step of testing the operation of each chip, at an early stage, that is to say on each semiconductor wafer comprising a plurality of chips.
  • the development of large-scale integrated circuits or chips is a delicate operation, particularly considering large-scale integrated circuits/chips, is particularly delicate due to the sensitivity of the semiconductor material to particulate contamination.
  • the semiconductor wafers carrying the chips which are stored in cassettes just after their manufacture are handled by a robot ("prober") with precision to be placed one by one on a support ("chuck") of plate.
  • a tester then executes a program to measure the plate resting on this support, by successively sending input test signals to each plate, according to a pre-established test program for each type of chip.
  • the tester collects the output signals and interprets them to determine whether or not the chip under test is operational.
  • Input test signals are electronic or electrical signals part of the tester contacting the chip under test (a probe card).
  • the high voltages used for the test and the proximity between the contact tips are known to cause dielectric breakdowns, likely to disrupt these tests.
  • PCT application WO2020148227A1 relates to a tip card for testing chip wafers under a gaseous atmosphere, having a chamber into which, by means of a pipe, through an opening, either test gas is introduced for the test of chip gas sensors, i.e., protective gas for chip testing.
  • the tip card has, in the ring laterally delimiting the chamber, channels opening into openings on the front surface of the ring facing the chip plate. These channels are connected to an annular collecting channel through which gas coming from a slot between the tip card and the chip plate, and possibly air entering the slot, are extracted, by means of a pipe.
  • the gas supply (amount of gas per unit of time), which must form the gas atmosphere in the chamber, is chosen so as to supply less gas than is drawn off (sucked in) through the collecting channel .
  • this mode of operation of the gas supply in the chamber of the tip card has the advantageous effect that the escape of gas from the gaseous atmosphere is reliably prevented.
  • there is no risk of air entering the chamber and affecting the gaseous atmosphere of this chamber because the air is sucked out of the card/plate slot through the channels upstream of the channel collector before it can enter the chamber.
  • Point cards of the type described in US1 1002761 B2 & WO2020148227A1 nevertheless present certain limits in the case where the atmosphere of the measuring chamber includes volatile organic compounds (VOCs) which are the analytes to be measured in the optronic or electronic devices integrating the chip. Indeed, the risks of contamination of this atmosphere in these point cards are significant. Control of the gas atmosphere is approximate and unreliable in these prior techniques.
  • VOCs volatile organic compounds
  • the invention aims to satisfy at least one of the following objectives.
  • An objective of the invention is to provide a series test system for chips, of the type defined in paragraph [0003] above, which is adapted to chips designed for the analysis of a gaseous fluid containing VOCs.
  • An objective of the invention is to provide a series test system for chips, of the type defined in paragraph [0003] above, which is adapted to chips designed for the analysis of a gaseous fluid containing of VOCs and which allow very early testing of chip plates, before cutting the plates into individualized chips, and preferably just after the functionalization of the chips on the plates, by implantation of receptors capable of interacting with the analyte present in the fluid to be analyzed in final optronic or electronic devices integrating chips.
  • An objective of the invention is to provide a serial test system for chips, of the type defined in paragraph [0003] above, which is simple in its structure and in its operation.
  • An objective of the invention is to provide a serial test system for chips, of the type defined in paragraph [0003] above, which is economical per se and which makes it possible to substantially reduce the cost price of the chip production and final device manufacturing.
  • An objective of the invention is to provide a serial chip test system, of the type defined in paragraph [0003] above, which detects faulty chips very early and reliably, in order to eliminate them from the production circuit and to carry out the assembly of the final optronic or electronic analysis devices, with chips in perfect working order in the short term and in the long term.
  • An objective of the invention is to provide a serial test system for chips, of the type defined in paragraph [0003] above, which informs the chip production unit in real time of any possible deviation. of the quality of the chips produced, to allow this unit to react immediately to correct an anomaly and in doing so impact the large-scale production of these chips as little as possible.
  • An objective of the invention is also to provide a method for serial testing of chips implementing the system according to at least one of the above objectives, with all the inherent advantages referred to above.
  • An objective of the invention is also to provide a process for mass manufacturing of chips implementing the system according to at least one of the above objectives, with all the inherent advantages referred to above.
  • the invention satisfies at least one of the above objectives and concerns, according to a first aspect, a chip test system, on the one hand, designed for the analysis of at least one analyte present in a fluid, preferably gaseous, and, on the other hand, produced on wafers of semiconductor(s), preferably silicon;
  • At least one energy input preferably light and/or electrical
  • this system comprises a fixed frame, a test structure integral with the frame and capable of cooperating, for the test, with at least one plate resting on a support;
  • - a source of energy, preferably light or electric;
  • At least one optical and/or electronic interface capable of measuring at least one optical or electronic parameter depending on the change in local property resulting from the receptor/analyte(s) interaction
  • At least one cavitary element capable of being placed in sealed contact, in a reversible manner, with at least one chip of the plate to define a sealed test chamber, intended to receive the fluid containing the analyte(s) intended for the chip test;
  • this system also includes at least one unit for controlling the test structure and, more generally, the test process.
  • the system according to the invention makes it possible to test, verify and calibrate the performances of the functionalized chips, before cutting the semiconductor wafers (e.g. silicon) into individualized and operational chips, which can be used without risk in the successive assemblies implemented for the development of final optronic and/or electronic analysis devices. This represents significant progress for the industrialization of the manufacturing of these chips and the devices that integrate them.
  • semiconductor wafers e.g. silicon
  • the system test structure according to the invention is a mechanical solution, robust and compatible with existing tip card supports.
  • This structure also provides sufficient flexibility that allows it to adapt to different types of chips.
  • the system can be implemented regardless of the type of gas containing VOCs.
  • the input and output signals usable for the test can be of electronic and/or optical nature.
  • test system according to the invention also benefits from optimal compatibility with different types of industrial "probers" and industrial test control units available on the market.
  • This system can be configured to operate partially or fully automatically, at high industrial rates.
  • the tests of the chips on the semiconductor wafers can be carried out in series or in parallel, on the same semiconductor wafer or on several carrying semiconductor wafers. of fleas.
  • the chips are photonic chips which each comprise at least one light guide provided with at least one light input and at least one light output;
  • test structure comprises at least one coherent light source capable of emitting a coherent light beam into the light input of the light guide of the chip;
  • the optical interface comprises at least one optical detector arranged opposite the light output of the light guide and capable of measuring at least one optical parameter of the light beam depending on the change in local property resulting from the receptor/analyte interaction ( s).
  • chips are electronic chips which have at least one electrical input and at least one electrical output;
  • the electronic interface is capable of measuring at least one electrical parameter, preferably voltage or intensity dependent on the local property change resulting from the receptor/analyte(s) interaction.
  • O photonic chips which include at least one light input and at least one light output;
  • O and/or electronic chips which include at least one electrical input and at least one electrical output;
  • test structure comprises at least one coherent light source capable of emitting a coherent light beam into the light input of the light guide of the chip;
  • the optical interface comprises at least one optical detector arranged opposite the light output of the light guide and capable of measuring at least one optical parameter of the light beam depending on the change in local property resulting from the receptor/analyte interaction ( s);
  • the electronic interface is capable of measuring at least one electrical parameter, preferably voltage or intensity depending on the change in local property resulting from the receptor/analyte(s) interaction.
  • the cavity element which makes it possible to reversibly form, by contact with a part, preferably peripheral, of each chip of the plate, a sealed test chamber, is one of the essential parts of the structure of test of the system according to the invention.
  • the cavity element is provided with at least one opening for admitting, into the sealed chamber, the fluid containing the analyte or analytes and with at least one opening for evacuation of said fluid from this chamber, these fluid intake and discharge openings being connected to fluid intake and discharge conduits, respectively.
  • the cavity element is provided with a joint contributing to the sealing (gases and liquids) of the test chamber, once contact has been established between the cavity element and the minus part of the chip.
  • the tightness of the cavity element and more generally of the complete fluidic assembly, can be quantified/evaluated, for example, by means of pressure and flow tests.
  • thermoplastic fluoropolymers in particular polytetrafluoroethylene (PTFE eg Teflon®), poly(vinyl fluoride) (PVF eg Tedlar®), poly(vinylidene fluoride ) (PVDF), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), perfluoroalkoxy (PFA); fluorinated ethylene propylene (FEP), ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), polyethylenechlorotrifluoroethylene (ECTFE), perfluoropolyether (PFPE), perfluorosulfonic acid (PFSA), or perfluoropolyoxetane; fluoroelastomers,
  • the test structure comprises at least two arms:
  • a second arm carrying the energy source or the interface; preferably from the energy source, while the interface is carried by the first arm.
  • test structure is in one piece.
  • the first and second arms each comprise, relative to the frame, on the one hand, a distal region carrying at least one of the following components: cavity element, energy source, interface; and, on the other hand, a proximal region;
  • the first can be moved in a three-dimensional space X,Y,Z, relative to the frame;
  • the second arm can be moved in a three-dimensional space X,Y,Z, relative to the frame.
  • the plate/support assembly is movable in a three-dimensional space X, Y, Z, compared to the test structure.
  • the receivers of the analytical chips of the test system according to the invention can be temporary receivers, that is to say with a limited lifespan and therefore consumable.
  • the invention relates to a serial test method for chips implementing the system according to the invention, in which the following recurring sequence of operations is implemented:
  • - a source of energy, preferably light and/or electric;
  • At least one optical and/or electronic interface capable of measuring at least one optical and/or electronic parameter depending on the change in local property resulting from the receptor/analyte(s) interaction
  • the duration of each test sequence is less than or equal to 3 minutes, preferably 2 minutes and, even more preferably, 1 minute.
  • the invention relates to a process for mass manufacturing of chips characterized in that it essentially consists of:
  • each of these wafers comprising a plurality of chips, each comprising:
  • At least one energy input preferably light and/or electrical
  • the invention relates to a method of manufacturing an optronic/electronic device for analyzing at least one analyte present in a characterized fluid comprising:
  • a consumable and interchangeable sensor comprising i) a photonic chip comprising at least one fluidic measuring chamber comprising a light guide in which receptors are arranged, in particular temporary receptors, capable of interacting with the analyte(s) s) present in the fluid, the interaction causing a change in local property(s), the light guide comprising a light inlet and a light outlet, and ii) a cover comprising a suitable opening to admit fluid into the measuring chamber and to discharge fluid from the measuring chamber; - a sensor support comprising a housing in which the sensor is intended to be installed reversibly;
  • this transducer for change of local property(s) caused by the interaction between the receptors and the analyte(s) capable of converting this change into an electronic signal expressing this change, this transducer comprising:
  • a coherent light source on the one hand, capable of emitting a coherent light beam in the light guide of the photonic chip, and, on the other hand, positioned on the sensor cover or on the closing element;
  • a volatile target compound or the combination of volatile target compounds preferably a volatile organic compound (VOC) or a mixture of VOCs, which can produce an odor (electronic nose);
  • VOC volatile organic compound
  • a mixture of VOCs which can produce an odor (electronic nose);
  • liquid target compound or the combination of liquid target compounds preferably an organic liquid or a mixture of organic liquids, capable of producing a taste (electronic language).
  • the optronic/electronic device for analyzing at least one analyte is used for the detection of gaseous fluids such as vapors of ethanol, beta-pinene, ammonia, water vapor, etc.
  • Figure 1 is a plunging perspective view of % of a 1st embodiment of the chip test system according to the invention.
  • Figure 2 represents a detailed view of a part of the system of Figure 1 corresponding to the distal ends of the arms of the test structure.
  • Fig. 3 represents a detailed view of a part of the system of Figure 1 corresponding to the distal ends of the arms of the test structure.
  • Figure 3 represents a photographic view similar to that of Figure 2, of a variant of the 1st embodiment of the chip test system according to the invention.
  • Figure 4 is a partial longitudinal sectional view along the vertical section plane indicated by the line IV-IV in Figure 2.
  • Figure 5 shows an enlarged low angle and % perspective view of the isolated cavity element.
  • Figure 6 is a top view of a 2nd embodiment of the chip test system according to the invention.
  • Figure 8 is a chronogram which shows the 22 superimposed signals corresponding to the 22 phase shifts A (in radians) of light waves which are measured by the transducers coupled to the olfactory receptors/biodetectors of the chip, used for verifying the tightness of the fluidic chamber defined by tight contact between the cavity element of the test structure and the chip (example 1).
  • Figure 9 is a chronogram which shows the 22 superimposed signals corresponding to the 22 phase shifts A (in radians) of light waves which are measured by the transducers coupled to the olfactory receptors/biodetectors of the chip, tested using the system according to the invention (example 2).
  • FIGS. 1 to 5 represent a first embodiment of a system 1 according to the invention, constituted by a fixed frame 2 intended to rest on the ground, by a test structure 3 placed on the frame 2 and by an assembly "plate 4 of chips 5/support 6' located in frame 2, under test structure 3.
  • Figures 6 and 7 illustrate a 2nd embodiment of a system 1' according to the invention constituted by a fixed frame 2' intended to rest on the ground, by a test structure 3' arranged on the frame 2' and by a "plate 4' of chips 5/support 6'" assembly located in the frame 2', under the test structure 3'.
  • the qualifiers “horizontal”; “ vertical “ ; “ high “ ; “down” ; “ superior “ ; “Lower” refers to the positioning of the 2.2' fixed frame resting on a flat horizontal floor. According to the orthonormal three-dimensional coordinate system XYZ indicated in Figures 1 and 7, the horizontal plane is an XY plane and the vertical plane is an XZ plane.
  • the test structure 3 comprises two arms 31,32 each having a distal end region 33,34 and a proximal end region 35,36.
  • the 1st arm 31 and the 2nd arm 32 are both mounted movable in the 3 directions upper 23 of the fixed frame 2.
  • the mobility of the arms 31, 32 relative to the support 21, 22 is made possible by an articulation, which can for example be constituted by a three-axis motorized positioner, of the type of those manufactured and marketed by the company FormFactor under the name RPP504.
  • the two arms 31,32 are arranged such that their respective distal end regions 33,34 are contiguous, facing each other and located on this side of the corresponding proximal end regions 35,36.
  • the distal ends 33,34 of the arms 31, 32 are in fact arranged in the center of a cylindrical recess 24 of the fixed frame 2.
  • the arms 31, 32 are thus aligned with a vertical plane X, Z diametrical with respect to the recess 24.
  • Each arm 31, 32 is thus made up of 3 segments, namely:
  • the fixed frame 2 and the arms 31, 32 are preferably made of a clean room compatible material. It may for example be a metal such as stainless steel.
  • the free end of the distal segment 31.3 of the 1st arm 31 is reversibly fixed to an energy outlet block 37, while the free end of the distal segment 32.3 of the 2nd arm 32 is reversibly secured to an energy input block 38.
  • the energy which enters the block 38 and which leaves the block 37 is the light and/or electrical energy allowing the execution of the tests of the chips 5.
  • the central zone of the bottom 25 of the cylindrical recess 24 has a circular opening 26 which communicates with an alcove under the frame, not visible in the figures, and in which the assembly "chip plate 4 5/support 6" is housed. ' as well as the robot "probed for handling this assembly.
  • This robot allows in particular the positioning, in the 3 dimensions XYZ, of this assembly, with respect to the two energy input 38 and output 37 blocks, which surmount the plate 4, on the surface of which are present 5 chips to test.
  • the light and/or electrical energy input block 38 consists of:
  • a body 38 1 secured to the free end of the distal segment 32.3 of the 2nd arm 32, via an attachment part 38 2 , this attachment of the body 38 1 to the attachment part 38 2 , and from the latter to the distal segment 32.3, can be carried out for example by means of bolts 38 12 ;
  • connection 38 3 for conveying light and/or electrical energy from a source 38 4 to a point 38 5 , which is intended to be connected to one of the chips 5 to be tested on plate 4.
  • the body 38 1 is preferably made of a clean room compatible material. It may for example be a metal such as stainless steel.
  • the tip 38 5 ("probe 1 ') and the connection 38 3 for conveying light energy from the source 38 4 to the tip 38 5 , are, for example, constituted by an optical fiber, eg glass.
  • This tip 38 5 (“probe”) is intended to be positioned above a photonic input of the chip 5, without contact occurring.
  • the distance between the end of the tip and the photonic input of the chip can be, for example, of the order of 100 microns.
  • a coherent light beam is emitted from this tip 38 5 and enters through the photonic input of the chip 5 to be tested. This input is also the input of a light guide included in this chip 5.
  • the tip 38 5 is, for example, constituted by a tip ("probe") of conductive metal eg copper, and the connection 38 3 for conveying electrical energy is then an electric wire.
  • This tip 38 5 (“probe") is intended to come into contact with the chip to provide electrical energy which will pass through this chip.
  • the attachment part 38 2 is preferably made of a clean room compatible material. It may for example be a metal such as stainless steel.
  • the energy source 38 4 is, for example, a coherent light source, for example a laser diode, such as a surface-emitting vertical cavity laser diode (or VCSEL) which is a laser diode. semiconductor emitting a laser beam perpendicular to the surface.
  • a coherent light source for example a laser diode, such as a surface-emitting vertical cavity laser diode (or VCSEL) which is a laser diode. semiconductor emitting a laser beam perpendicular to the surface.
  • the light and/or electrical energy output block 37 comprises:
  • a cavity element 37 3 capable of being placed in sealed contact, in a reversible manner, with at least one chip 5 of the plate 4, to define a sealed test chamber 37 4 , intended to receive the fluid containing the intended analyte(s) (s) for testing this chip 5;
  • connection 37 8 for transporting the light and/or electrical energy collected at the output of the chip 5 tested by a tip 37 9 , to an optical and/or electronic interface 37 10 capable of measuring at least one parameter optical or electronic depending on the change in local property resulting from the interaction between, on the one hand, receptors, eg temporary, contained in the chip 5 to be tested and, on the other hand, one (or more) analyte(s) contained in the test fluid.
  • the body 37 1 is preferably made of a clean room compatible material. It may for example be a metal such as stainless steel.
  • the tip 37 9 ("probe 1 ') and the connection 37 8 for conveying light energy are, for example ( Figures 1 & 2), constituted by an optical fiber, eg made of glass.
  • This tip 37 9 is intended to be positioned above a photonic output of the chip 5, without contact occurring, to collect the optical output signal of the chip tested.
  • the distance between the end of the tip and the photonic input of the chip can be, for example, of the order of 100 microns.
  • connection 37 8 routes the light signals carrying the information resulting from the interaction of the analyte(s) of the test fluid with the receivers, eg temporary, of the chip 5, up to the optical interface 37 10 .
  • the tip 37 9 is, for example, constituted by a tip ("probe") of conductive metal eg copper, and the connection 37 8 for conveying electrical energy is then an electric wire.
  • This tip 37 9 (“probe") is intended to come into contact with the chip to collect the electrical output signal from the chip tested.
  • the attachment part 37 2 is preferably made of a clean room compatible material. It may for example be a metal such as stainless steel.
  • the cavity element 37 3 is shown in more detail in Figures 4 and 5.
  • This element has a main part 70 in the general shape of a parallelepiped.
  • This central rib 71 has the same median plane XZ of symmetry as the main parallelepiped part 70.
  • This central rib 71 comprises an oblong recess 73 on its lower face 74. This oblong recess 73 is also symmetrical with respect to the median transverse plane XZ.
  • the non-recessed peripheral edge 75 of the central rib 71 forms a joint which makes it possible to define the sealed test chamber 37 4 , when the cavity element 37 3 is in close contact with the area of the chip 5 to be tested including the receivers , eg temporary, capable of interacting with the analyte present in the fluid, this interaction causing a change in local property(s).
  • This contacting is ensured by moving the assembly "plate 4 of chips 5/support G', or even by moving the arms 31, 32.
  • the cavity element 37 3 is, moreover, provided with an admission opening 76 1 and an evacuation opening 76 2 for the test fluid.
  • openings 76 1 , 76 2 are arranged in the end parts of the ceiling 77 of the oblong recess 73, along the median plane XZ.
  • a fluid inlet bore 78 and an evacuation bore 79 of the test fluid both with an axis parallel to the Z axis, communicate the openings 76 1 and 76 2 , respectively, with the inlet conduits 37 5 and evacuation 37 6 of the test fluid.
  • the parallelepiped main part 70 of the cavity element 37 3 also has two passages 80,81 for bolt rods 82, allowing the connection of the cavity element 37 3 with the connection part 37 7 .
  • the ends of the inlet 37 5 and evacuation 37 6 conduits for the test fluid each have the shape of a flange 85.86 which is sandwiched, by tight tightening of the bolts 82, between the face upper face 87 of the cavity element 37 3 and the lower face 88 of the connection part 37 7 .
  • test fluid in the test chamber 37 4 formed temporarily above the chip 5 to be tested, in particular above the area of the chip 5 comprising the receptors, eg temporary, capable of reacting with the analyte(s) present in the test fluid.
  • the arrows F1, F2 & F3 in Figure 4 show the direction of circulation of this test fluid.
  • the cavity element 37 3 and the connection part 37 7 are, for example, made of polytetrafluoroethylene (PTFE eg Teflon®) with Shore D hardness equal to approximately 50.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the light and/or electrical energy signals collected at the output of the chip 5 tested, by the tip 37 9 , are conveyed by the transport connection 37 8 to the optical and/or interface 37 10 .
  • This interface 37 10 can be arranged on the distal segment 31.3 of the 1st arm 31, as shown in FIG. 1, or even in the body 37 of the output block 37. According to another possibility, the interface 37 10 is outside of test structure 3.
  • This interface 37 10 is connected to a processing unit 37 11 of the signals collected.
  • test structure 3 with all these components, is controlled by a central unit not shown in the figures.
  • the chip 5 When the chip 5 is eg a photonic chip, it can include at least one light guide having at least one light input and at least one light output.
  • the receptors eg temporary, capable of interacting with the analyte present in the test fluid are arranged on the surface of the photonic chip, facing the test chamber 37 4 , when the cavity element 37 3 covers in a sealed manner chip 5 to test.
  • the interaction between the receptors and the analyte causes a local property change.
  • the local property is the optical index of the medium.
  • receptors can be chosen from molecules, peptides, polymers, biomarkers, nanoparticles or carbon nanotubes.
  • Receivers may be expendable temporary receivers. They then have a more limited lifespan than the other components of the optronic/electronic analysis device in which the chip 5 is intended to be integrated.
  • the light guide can be divided into a plurality of branches, each branch being divided into a reference arm and a measuring arm, in which the receivers are arranged.
  • the reference arm and the measurement arm recombine into an interference arm.
  • the light guide is divided successively, starting from the light entrance.
  • the light guide can be divided into two first row portions of identical length constituting a first stage of the light guide, then each of these first row portions is in turn divided in two to form four second row portions of identical length, constituting a second stage of the light guide.
  • Each second row portion is in turn divided in two to form eight third row portions of identical length constituting a third stage of the light guide, then each third row portion is in turn divided in two to form sixteen fourth row portions.
  • each fourth row portion is in turn divided in two to form thirty-two fifth row portions of identical length constituting a fifth stage of the light guide, then each portion of fifth rank is in turn divided in two to form sixty-four portions of sixth rank constituting a sixth stage of light guide.
  • sixty-four portions of the sixth rank each form a branch.
  • the light guide may have more or fewer branches than in the example shown.
  • the light guide can have more or fewer stages than in the example illustrated.
  • the light guide can have five stages, the fifth stage then comprises thirty-two portions of fifth rows each forming a branch, or seven stages, the seventh floor then comprises one hundred and twenty-eight portions of seventh row each forming a branch .
  • the interference arm of each branch has a first end connected to the reference arm and the measuring arm, and a second end.
  • the light output of the light guide is formed by the second end of the interference arm of each branch.
  • the interference arm of each branch is divided at its second end into a first sub-arm, a second sub-arm and a third sub-arm.
  • the light output of the light guide is thus formed by all of the three sub-arms of each of the branches.
  • the interface 37 10 is an optical detector capable of measuring at least one optical parameter depending on the change in local property resulting from the interaction temporary receptors/analyte(s).
  • the optical detector can measure the light intensity of the light beam at the output of connection 37 8 .
  • the interface 37 10 is an electronic card controlling an image sensor or digital imager (not visible in Figure 3 and corresponding to the tip 37 9 of the 1st embodiment of Figures 1 & 2).
  • Connection 37 8 connects interface 37 10 and the image sensor or digital imager.
  • the arm 31 is fixed and the arm 32 is articulated, relative to the fixed frame 2. Only the assembly "plate 4 of chips 5/support 6' is movable in the directions XYZ relative to the input 37 and output blocks 38.
  • the 2nd embodiment of the system 1' according to the invention shown in Figures 6 and 7 is characterized by a test structure 3', in one piece, mounted on a fixed frame 2'.
  • the same references added with a prime' symbol designate the same parts/elements as for the 1st embodiment.
  • This one-piece test structure 3' is constituted by a ring 40' fixed to the frame 2' by 4 bolts 50'.
  • This 40' ring carries a 41' diametrical cradle.
  • the latter comprises from the peripheral ring 40' towards the center and symmetrically with respect to this center, a bracket 42' formed of two radial arrows 43' fixed, by their peripheral end to the ring 40' and to the frame 3 ', using one of the 50' bolts.
  • the other 2 ends of the radial arrows 43' converge towards a bar 44' which is secured to a lower plate 45'.
  • the two plates 45', symmetrical with respect to the center are connected to each other by two parallel beams 46' and contained in a plane parallel to the horizontal plane XY.
  • the two symmetrical 45' plates and the 2 parallel 46' beams form a rectangular frame.
  • This base 48' is arranged in a plane parallel to the horizontal plane XY and includes the light or electrical energy source 38 4 ', the cavity element 37 3 ' designed to define by tight contact with the plate 4' of chips 5' the test chamber 37 4 ', and the optical or electronic interface 37 10 ' (optical detector/camera).
  • the cavity element 37 3 ' is connected to the inlet 37 5 ' and evacuation 37 6 ' conduits of the test fluid.
  • the plate 45' located in the left part of the ring 40' serves as a support for 3 electronic cards or interfaces 37 10 ', controlling an image sensor or digital imager (not visible in Figures 6 & 7 and corresponding to the tip 37 9 of the 1st embodiment of Figures 1 &2).
  • test fluid is, for example, chosen from volatile organic compounds such as ethanol, octanal or beta-pinene.
  • Step T1 Placement of a PP/S assembly consisting of a plate of semiconductor chips resting on a support, facing a test structure according to the invention, in a position P° preliminary to the test .
  • the support is positioned outside the robot "probe/ 1 ' for handling the PP/S assembly "plate 4 of chips 5/support G'.
  • the operator places the plate 4 on the support 6 manually.
  • the support 6 is pierced with a series of holes which form an integral part of a suction system making it possible to hold the plate 4 in place on this support 6.
  • the operator activates this suction.
  • the now fixed PP/S set is placed with regard to test structure 3.
  • the "probe/ 1” it is possible to equip the "probe/ 1 " with an automatic plate loader.
  • the operator places a cassette containing one or more plates, in the location of the "probe/ 1 " provided for this purpose.
  • the "probe/ 1 " then automatically loads the desired plate onto the support 6.
  • Step T2 Positioning, along the axes X, Y, Z, of the plate to be tested against the cavity element of the test structure, for each of the chips on this plate;
  • T 2.1 Negative position. XY of J ' en set m bl e. PP/S in _vjs ; to : y is. d.'u does not chip. has. test :
  • Support 6 is motorized on 3 axes.
  • the handling robot "probe/ 1" is equipped with cameras which locate marks on the chips 5 making it possible to position the PP/S assembly with respect to the test structure 3.
  • T2.2 Z positioning of the PP/S assembly, so that the periphery of a chip to be tested is in sealed contact with the cavity element, more precisely with , as shown in the example of Figure 5 , the peripheral border of this cavity element:
  • the Z heights of the test structure and the PP/S assembly are known and calibrated in the control unit which controls the position of the PP/S assembly, and therefore the distance between the PP/S assembly and structure 3 test.
  • This control unit begins to bring the periphery of the chip 5 into tight contact with the peripheral jointing edge of the cavity element.
  • Step T3 Implementation of at least one test sequence on the chip in sealed contact with the cavity element of the test structure. This test sequence is carried out by implementing a circulation of fluid(s) in the sealed fluid test chamber 37 4 , delimited by the cavity element 37 3 .
  • This step can last between 30s and 5 minutes.
  • Possible step T5 Interpretation of the parameter(s) of the chip tested, measured in T3.
  • Step T2' Repositioning of the PP/S assembly in position P° preliminary to test T2'.1: Z positioning of the PP/S assembly:
  • This positioning is carried out like T2.1 using the motorized support 6.
  • test system that it concerns can be used during the mass production of optronic and/or electronic chips.
  • test system implemented is that combining the first embodiment and the variant of this first mode described above and, respectively, in Figures 1, 2, 4 and 5, on the one hand, and in Figure 3.
  • the "prober” robot for handling the PP/S assembly "plate 4 of chips 5/support 6" of this device is Prober SUMMIT200 equipment from FormFactor.
  • a control unit manages the commands of this “prober” robot.
  • the operator installs a silicon plate 4 to be tested on the “chuck” support 3 of the “probe/” robot. Thanks to the control unit, the PP/S assembly then aligns opposite the test structure 3.
  • the latter is equipped with 2 arms 31,32.
  • the arm 32 is provided with an optical fiber 38 3 for conveying the light energy coming from the source 38 4 ( Figure 2).
  • the arm 31 is equipped with a digital imager controlled by the optical interface 37 10 imager type ( Figure 3).
  • the silicon plate 4 is made up of several hundred photonic chips 5 to be tested. Each chip 5 has a diffraction grating coupler (input) and a matrix of diffraction grating couplers (output).
  • the PP/S assembly is positioned in X/Y in front of the test structure 3, in order to have the optical fiber 38 3 in front of the input coupler, and the imager of the optical interface 37 10 in front of the output coupler matrix.
  • the PP/S assembly once correctly aligned in XY, is positioned in Z, in order to seal the fluidic test chamber 37 4 , defined by the contact between the jointing edge of the cavity element 37 3 and the periphery of chip 5 to be tested.
  • Beta-pinene in gaseous form is then injected by suction into the test fluid chamber 37 4 .
  • the reactive sites 18 are exposed to a dry air environment without a fluid sample for a first reference phase PH1
  • they are then exposed to the fluid sample during a second analytical phase PH2 of adsorption
  • they are finally exposed again to the dry air environment without fluid sample during a third final phase PH3 desorption.
  • the PP/S assembly repositions itself and repeats the same test on an adjacent chip.
  • test system according to the invention is integrated, obviously, into the manufacture of optronic/electronic devices comprising the chips tested in accordance with the invention.
  • the optronic/electronic devices considered may be of the type comprising:
  • a consumable and interchangeable sensor comprising i) a photonic chip comprising at least one fluidic measuring chamber comprising a light guide in which receptors are arranged, e.g. temporary, capable of interacting with the analyte(s) present in the fluid, the interaction causing a change in local property(s), the light guide comprising a light inlet and a light outlet, and ii) a cover, for example secured to the photonic chip, and comprising an opening adapted to admit the fluid into the measuring chamber and to discharge the fluid from the measuring chamber;
  • a sensor support comprising a housing in which the sensor is intended to be installed reversibly
  • this transducer for change of local property(s) caused by the interaction between the receptors and the analyte(s) capable of converting this change into an electronic signal expressing this change, this transducer comprising:
  • a coherent light source on the one hand, capable of emitting a coherent light beam in the light guide of the photonic chip, and, on the other hand, positioned on the sensor cover or on the closing element;
  • an optical detector arranged opposite the light output of the light guide and capable of measuring an optical parameter of the light beam depending on the change in local property, at the output of the light guide.
  • the light guide is, for example, of the type described above in paragraph [0084],
  • the transducer which makes it possible to convert the change in local property into an electronic signal expressing the change in local property, can be of the type comprising a coherent light source and an optical detector.
  • the light source can for example be a laser diode (VCSEL).
  • the light source is aligned with the light input so that the light source can emit a coherent light beam into the light guide of the photonic chip.
  • the light beam emitted by the light source has an emission axis substantially perpendicular to the upper surface of the cover. The alignment between the light source and the light input of the light guide is thus facilitated.
  • the axis of emission of the light beam could form a non-zero angle with an axis perpendicular to the upper surface of the cover.
  • the angle may be less than 5°, or even less than 1°.
  • the optical detector is positioned facing the light output of the light guide and can measure a optical parameter of the light beam depending on the change in local property, at the exit of the light guide. For example, the optical detector can measure the light intensity of the light beam at the exit of the light guide, or the light power of the light beam at the exit from the light guide.
  • the optical detector is positioned on the closing element.
  • the analytes can be contained in a gaseous or liquid fluid.
  • the gaseous fluids may include volatile organic compounds, in particular odoriferous VOCs.
  • volatile organic compounds in particular odoriferous VOCs.
  • octanal citrus
  • vanillin vanilla
  • lavender linalyl acetate
  • the liquid fluids may include organic compounds, in particular organic compounds constituting flavors.
  • the chips 5 tested in these examples are those which are integrated into an optronic device of the type of those produced and marketed by the company Aryballe and described above in ⁇ [0104] to [0107],
  • the fluid test chamber 37 4 comprises, for example, 60 receptors capable of interacting with the analyte present in the fluid, this interaction causing a change in local property(s).
  • Each receptor is an olfactory detector, for example, a biosensor designed to interact with a particular family of volatile organic compounds.
  • each olfactory detector on each receptor may comprise a molecule, such as a peptide immobilized on a substrate or a polymer coated on a surface, complementary to the volatile organic compounds of the family associated with this olfactory detector.
  • the receivers are arranged in a matrix manner on a positioning grid, that is to say they are respectively located at the center of the cells of this grid.
  • the transducer for changing local property(s) caused by the interaction between the receptors and the analyte(s) capable of converting this change into an electronic signal expressing this change can operate according to a surface plasmon resonance (SPR) imaging principle configured to measure any change in refractive index due to interaction of the fluid sample with any reactive site through a plasmonic effect.
  • the electronic signal S is a sequence of grayscale images of the olfactory receptors/biodetectors.
  • the transducer may be a Mach-Zehnder interferometer system configured to measure any change in refractive index due to interaction of the fluid sample with any reactive site through a detectable phase shift between an arm of reference of the interferometer and a detection arm on which any reactive site is placed.
  • Such a transducer emits an electronic signal S which is a sequence of phase-shifted images of the olfactory receptors/biodetectors.
  • the transducer may be a nano- or micro-electromechanical system (NEMS or MEMS) configured to measure a change in resonance frequency of a vibrating membrane, on which a reactive site is arranged.
  • NEMS nano- or micro-electromechanical system
  • the olfactory receptors/biodetectors are for example arranged on a matrix of NEMS or MEMS vibrating membranes in order to deliver an electronic signal S which is a sequence of resonance frequency shift signals of the olfactory receptors/biodetectors.
  • olfactory receptors/biodetectors i.e. biosensors, polymers, carbon nanotubes, etc.
  • test process using the system according to the invention operates as follows:
  • the operator installs a silicon plate 4 to be tested on the “chuck” support 3 of the “probe/” robot. Thanks to the control unit, the PP/S assembly then aligns opposite the test structure 3.
  • the latter is equipped with 2 arms 31,32.
  • the arm 32 is provided with an optical fiber 38 3 for conveying the light energy coming from the source 38 4 ( Figure 2).
  • the arm 31 is equipped with a digital imager controlled by the optical interface 37 10 imager type ( Figure 3).
  • the silicon plate 4 is made up of several hundred photonic chips 5 to be tested. Each chip 5 has a diffraction grating coupler (input) and a matrix of diffraction grating couplers (output).
  • the PP/S assembly is positioned in X/Y in front of the test structure 3, in order to have the optical fiber 38 3 in front of the input coupler, and the imager of the optical interface 37 10 in front of the output coupler matrix.
  • the PP/S assembly once correctly aligned in XY, is positioned in Z, in order to seal the fluidic test chamber 37 4 , defined by the contact between the jointing edge of the cavity element 37 3 and the periphery of chip 5 to be tested.
  • the PP/S assembly repositions itself and repeats the same test on an adjacent chip.
  • Example 1 Evaluation of the tightness of the test system according to the invention
  • the tightness of the system can be validated by a pressure test:
  • the transducers are sensitive to the pressure to which they are subjected.
  • the signal they transmit is a linear image of the pressure exerted on their surfaces.
  • the signal/pressure gain being known, it is easy to determine it and thus validate the tightness of the system.
  • Figure 8 attached illustrates a chronogram where the 22 superimposed signals are represented [as a function of time (s)] corresponding to the 22 phase shifts A (in radians) of light waves which are measured by transducers coupled to the 22 olfactory receptors/biodetectors of the same chip, obtained according to a predefined measurement protocol.
  • phase PH1 air under atmospheric pressure is circulated (1 bar).
  • PH2 a pressure of 3 bars
  • the closed system the cavity where the transducers are located is under a pressure of 3 bars.
  • the fluidic circuit restores the system to atmospheric pressure (PH3) of 1 bar.
  • the homogeneity of the responses during pressurization confirm the tightness of the test chamber defined by the system according to the invention, once contact has been established between the cavity element of the system and at least part of the chip.
  • Example 2 Tests of chips using the system according to the invention
  • the fluidic test chamber 37 4 comprises 22 olfactory receptors/biodetectors.
  • the olfactory receptors/biodetectors are exposed to a dry air environment without fluid sampling during a first reference phase PH1.

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Abstract

The invention relates to a system for the serial testing of gas (VOC) analysis chips located on silicon wafers, each of these chips comprising: - temporary receptors; - an input and an output for light energy; the system comprises a fixed frame, a test structure and a wafer/support assembly that are movable; the test structure comprises a source of light energy and an optical interface for measuring optical parameters dependent on the change in local property resulting from the receptor/analyte interaction; - a cavitary element capable of being reversibly brought into sealed contact with a chip on the wafer to define a sealed test chamber intended to receive the fluid containing the analytes for testing this chip. This system also comprises a unit for controlling the structure and the test process.

Description

Description Description
SYSTEME DE TEST EN SERIE DE PUCES DESTINEES A L'ANALYSE D'UN ANALYTE ET ELABOREES SUR DES PLAQUES EN SILICIUM CHIP SERIES TEST SYSTEM INTENDED FOR THE ANALYSIS OF AN ANALYTE AND ELABORATED ON SILICON PLATES
Domaine technique Technical area
5 [0001] Le domaine de l’invention est celui de la fabrication industrielle de puces pour dispositifs optroniques et/ou électroniques, notamment de dispositifs de mesure et d’analyse d’un analyte présent dans un fluide. 5 [0001] The field of the invention is that of the industrial manufacture of chips for optronic and/or electronic devices, in particular devices for measuring and analyzing an analyte present in a fluid.
[0002] En particulier, l'invention vise des moyens permettant de vérifier que ces puces fabriquées à l'échelle industrielle sur des "wafers" sont opérationnelles et exemptes de défauts rédhibitoires.0 [0003] Plus précisément encore, l'invention concerne un système de test en série de puces, d'une part, conçues pour l'analyse d'au moins analyte présent dans un fluide, de préférence gazeux, et, d'autre part, élaborées sur des plaques («wafers ») de semi-conducteur(s) , de préférence en silicium ; [0002] In particular, the invention aims at means making it possible to verify that these chips manufactured on an industrial scale on "wafers" are operational and free from crippling defects.0 [0003] Even more precisely, the invention concerns a serial test system of chips, on the one hand, designed for the analysis of at least analyte present in a fluid, preferably gaseous, and, on the other hand, produced on plates (“wafers”) of semi -conductor(s), preferably silicon;
* chacune de ces plaques, 5 d'une part, comportant une pluralité de ces puces, et, d'autre part, étant destinée à être découpée en puces individualisées; * each of these plates, 5 on the one hand, comprising a plurality of these chips, and, on the other hand, being intended to be cut into individualized chips;
* chacune de ces puces comprenant: * each of these bullets including:
- des récepteurs aptes à interagir avec l’analyte présent dans le fluide, cette interaction provoquant un changement de propriété(s) locale(s); 0 - au moins une entrée d'énergie, de préférence lumineuse ou électrique; - receptors capable of interacting with the analyte present in the fluid, this interaction causing a change in local property(s); 0 - at least one energy input, preferably light or electrical;
- et au moins une sortie d'énergie de préférence lumineuse ou électrique. - and at least one energy output, preferably light or electrical.
[0004] L'invention concerne également un procédé de test en série de ces puces, mettant en œuvre le système visé au paragraphe précédent; ainsi que le procédé de fabrication en série de ces puces intégrant le procédé de test. 5 [0005] L'invention est en outre relative à un procédé de fabrication d'un dispositif optronique/électronique d'analyse d'au moins un analyte présent dans un fluide, dans lequel est mis en œuvre une puce testée conformément à l'invention. [0004] The invention also relates to a method for serial testing of these chips, implementing the system referred to in the preceding paragraph; as well as the mass manufacturing process for these chips integrating the test process. 5 [0005] The invention further relates to a method of manufacturing an optronic/electronic device for analyzing at least one analyte present in a fluid, in which a chip tested in accordance with the invention.
Technique antérieure Prior art
[0006] La fabrication industrielle de puces optroniques ou électroniques sur des plaques de semi-0 conducteurs par exemple en silicium, comporte usuellement une étape de test du fonctionnement de chaque puce, à un stade précoce, c'est-à-dire sur chaque plaque de semi-conducteur comprenant une pluralité de puces. En effet, l'élaboration de circuits intégrés ou puces à grande échelle est une opération délicate, compte tenu notamment intégrés/puces à grande échelle, est particulièrement délicate du fait de la sensibilité du matériau semi-conducteur aux contaminations particulaires. Par5 ailleurs, la miniaturisation extrême de ces puces, combinée aux grandes vitesses de production, complique singulièrement la fabrication du circuit. En effet, la moindre dérive de la machine de production ou la moindre erreur de manipulation, peut engendrer des défauts dans le circuit de certaines puces produites. Or, toute contamination ou tout défaut conduit un dysfonctionnement de la puce ou un risque futur de dysfonctionnement. Il est donc crucial de détecter ces anomalies précocement, c'est-à-dire avant le découpage de la plaque de semi-conducteur en une kyrielle de puces, qui sont ensuite assemblées dans des dispositifs optoélectroniques ou électroniques complexes. Ce test précoce permet de suivre en continu la qualité de la production et surtout de discriminer les puces défaillantes pour éviter leur intégration dans la suite du procédé d'assemblage conduisant à des dispositifs multi-composants. Un tel tri très en amont a des impacts économiques positifs évidents dans la production de masse. [0006] The industrial manufacture of optronic or electronic chips on semi-0 conductor plates, for example in silicon, usually includes a step of testing the operation of each chip, at an early stage, that is to say on each semiconductor wafer comprising a plurality of chips. Indeed, the development of large-scale integrated circuits or chips is a delicate operation, particularly considering large-scale integrated circuits/chips, is particularly delicate due to the sensitivity of the semiconductor material to particulate contamination. Furthermore, the extreme miniaturization of these chips, combined with the high production speeds, significantly complicates the manufacturing of the circuit. Indeed, the slightest deviation from the production machine or the slightest handling error can cause faults in the production circuit. some chips produced. However, any contamination or defect leads to a malfunction of the chip or a future risk of malfunction. It is therefore crucial to detect these anomalies early, that is to say before the semiconductor wafer is cut into a series of chips, which are then assembled into complex optoelectronic or electronic devices. This early test makes it possible to continuously monitor the quality of production and above all to discriminate between faulty chips to avoid their integration into the rest of the assembly process leading to multi-component devices. Such sorting at a very early stage has obvious positive economic impacts in mass production.
[0007] Classiquement, ce test de fonctionnement des puces sur plaques avant découpage, consiste à les soumettre à des conditions sévères de fonctionnement, au plus proche de celles de l'environnement final d'usage, dans le dispositif optronique ou électronique. [0007] Conventionally, this operational test of the chips on plates before cutting consists of subjecting them to severe operating conditions, as close as possible to those of the final environment of use, in the optronic or electronic device.
Pour ce faire, les plaques de semi-conducteurs porteuses des puces qui sont stockées dans des cassettes juste après leur fabrication, sont manipulées par un robot ("prober") avec précision pour être placées une à une sur un support ("chuck") de plaque. Un testeur vient ensuite exécuter un programme afin de mesurer la plaque reposant sur ce support, en envoyant successivement des signaux tests d'entrée à chaque plaque, selon un programme de tests préétabli pour chaque type de puces. Le testeur recueille les signaux de sortie et les interprète pour déterminer si la puce testée est ou non opérationnelle. To do this, the semiconductor wafers carrying the chips which are stored in cassettes just after their manufacture, are handled by a robot ("prober") with precision to be placed one by one on a support ("chuck") of plate. A tester then executes a program to measure the plate resting on this support, by successively sending input test signals to each plate, according to a pre-established test program for each type of chip. The tester collects the output signals and interprets them to determine whether or not the chip under test is operational.
Les signaux tests d'entrée sont des signaux électroniques ou électriques partie du testeur de contact avec la puce testée une carte à pointe ("probe-card"). Les tensions élevées mises en œuvre pour le test et la proximité entre les pointes de contact sont connues pour provoquer des claquages diélectriques, de nature à perturber ces tests. Input test signals are electronic or electrical signals part of the tester contacting the chip under test (a probe card). The high voltages used for the test and the proximity between the contact tips are known to cause dielectric breakdowns, likely to disrupt these tests.
Pour remédier à cela, il est connu d'utiliser des cartes à pointe fonctionnant sous pression gazeuse. To remedy this, it is known to use tip cards operating under gas pressure.
[0008] C'est ainsi que le brevet américain US1 1002761 B2 décrit un système pour tester une puce à circuit intégré, ce système comprenant une carte à pointe comportant, d'une part, une chambre de pression, destinée à être alimentée par un gaz comprimé, et, d'autre part, des pointes courbées de manière spécifique. [0008] This is how American patent US1 1002761 B2 describes a system for testing an integrated circuit chip, this system comprising a tip card comprising, on the one hand, a pressure chamber, intended to be supplied by a compressed gas, and, on the other hand, specifically curved tips.
[0009] La demande PCT WO2020148227A1 concerne une carte à pointe pour tester des plaques de puces sous une atmosphère gazeuse, présentant une chambre dans laquelle est introduit, au moyen d'une conduite, à travers une ouverture, soit du gaz de test pour le test des capteurs de gaz des puces, soit, du gaz protecteur pour le test des puces. La carte à pointe présente, dans l'anneau délimitant latéralement la chambre, des canaux débouchant dans des ouvertures sur la surface frontale de l'anneau en regard de la plaque de puces. Ces canaux sont reliés à un canal collecteur annulaire par lequel sont extraits, au moyen d'une conduite, du gaz provenant d'une fente entre la carte à pointe et la plaque de puces, et éventuellement de l'air pénétrant dans la fente. L'alimentation en gaz (quantité de gaz par unité de temps), qui doit former l'atmosphère gazeuse dans la chambre, est choisie de manière à fournir moins de gaz qu'il n'en est soutiré (aspiré) par le canal collecteur. Selon le WO2020148227A1 , ce mode de fonctionnement de l'alimentation en gaz dans la chambre de la carte à pointe, a pour effet avantageux que l'échappement de gaz de l'atmosphère gazeuse est empêché de manière fiable. Toujours selon le WO2020148227A1 , Il n'y a aucun risque que de l'air pénètre dans la chambre et affecte l'atmosphère gazeuse de cette chambre car l'air est aspiré hors de la fente carte/plaque par les canaux en amont du canal collecteur avant de pouvoir pénétrer dans la chambre. [0009] PCT application WO2020148227A1 relates to a tip card for testing chip wafers under a gaseous atmosphere, having a chamber into which, by means of a pipe, through an opening, either test gas is introduced for the test of chip gas sensors, i.e., protective gas for chip testing. The tip card has, in the ring laterally delimiting the chamber, channels opening into openings on the front surface of the ring facing the chip plate. These channels are connected to an annular collecting channel through which gas coming from a slot between the tip card and the chip plate, and possibly air entering the slot, are extracted, by means of a pipe. The gas supply (amount of gas per unit of time), which must form the gas atmosphere in the chamber, is chosen so as to supply less gas than is drawn off (sucked in) through the collecting channel . According to WO2020148227A1, this mode of operation of the gas supply in the chamber of the tip card has the advantageous effect that the escape of gas from the gaseous atmosphere is reliably prevented. Still according to WO2020148227A1, there is no risk of air entering the chamber and affecting the gaseous atmosphere of this chamber because the air is sucked out of the card/plate slot through the channels upstream of the channel collector before it can enter the chamber.
[0010] Les cartes à pointe du type de celles décrites dans US1 1002761 B2 & WO2020148227A1 présentent néanmoins certaines limites dans le cas où l'atmosphère de la chambre de mesure comprend des composés organiques volatils (COV) qui sont les analytes à mesurer dans les dispositifs optroniques ou électroniques intégrant la puce. En effet, les risques de contamination de cette atmosphère dans ces cartes à pointe sont significatifs. Le contrôle de l'atmosphère gazeuse est approximatif et peu fiable dans ces techniques antérieures. [0010] Point cards of the type described in US1 1002761 B2 & WO2020148227A1 nevertheless present certain limits in the case where the atmosphere of the measuring chamber includes volatile organic compounds (VOCs) which are the analytes to be measured in the optronic or electronic devices integrating the chip. Indeed, the risks of contamination of this atmosphere in these point cards are significant. Control of the gas atmosphere is approximate and unreliable in these prior techniques.
Ce point est très délicat compte tenu de la grande sensibilité des récepteurs aptes à interagir avec l'analyte présent dans le fluide soumis à la mesure, par les dispositifs optroniques ou électroniques finaux intégrant les puces. Une moindre contamination fausse irrémédiablement l'analyse. This point is very delicate given the high sensitivity of the receptors capable of interacting with the analyte present in the fluid subjected to measurement, by the final optronic or electronic devices integrating the chips. Less contamination irremediably distorts the analysis.
Par ailleurs, ces cartes à pointe du type de celles décrites dans US1 1002761 B2 & WO2020148227A1 ont des structures et des fonctionnements relativement complexes, qui sont des handicaps sur le plan économique sur le plan de la durabilité. Furthermore, these point cards of the type described in US1 1002761 B2 & WO2020148227A1 have relatively complex structures and operations, which are handicaps on the economic level in terms of sustainability.
Enfin, ces cartes à pointe du type de celles décrites dans US1 1002761 B2 & W02020148227A1 ont pour inconvénient notable de nécessiter l'emploi d'importants volumes de fluides gazeux pour les tests. Finally, these point cards of the type described in US1 1002761 B2 & W02020148227A1 have the notable disadvantage of requiring the use of large volumes of gaseous fluids for the tests.
Objectifs de l’invention Objectives of the invention
[0011] Dans ce contexte, l'invention vise à satisfaire au moins l'un des objectifs suivants. [0011] In this context, the invention aims to satisfy at least one of the following objectives.
[0012] Un objectif de l'invention est de fournir un système de test en série de puces, du type de celui défini au paragraphe [0003] supra, qui soit adapté à des puces conçues pour l'analyse d'un fluide gazeux contenant des VOC. [0012] An objective of the invention is to provide a series test system for chips, of the type defined in paragraph [0003] above, which is adapted to chips designed for the analysis of a gaseous fluid containing VOCs.
[0013] Un objectif de l'invention est de fournir un système de test en série de puces, du type de celui défini au paragraphe [0003] supra, qui soit adapté à des puces conçues pour l'analyse d'un fluide gazeux contenant des VOC et qui permettent un test des plaques de puces très précoce, avant le découpage des plaques en puces individualisées, et de préférence juste après la fonctionnalisation des puces sur les plaques, par implantation de récepteurs aptes à interagir avec l'analyte présent dans le fluide à analyser dans les dispositifs optroniques ou électroniques finaux intégrant les puces. [0013] An objective of the invention is to provide a series test system for chips, of the type defined in paragraph [0003] above, which is adapted to chips designed for the analysis of a gaseous fluid containing of VOCs and which allow very early testing of chip plates, before cutting the plates into individualized chips, and preferably just after the functionalization of the chips on the plates, by implantation of receptors capable of interacting with the analyte present in the fluid to be analyzed in final optronic or electronic devices integrating chips.
[0014] Un objectif de l'invention est de fournir un système de test en série de puces, du type de celui défini au paragraphe [0003] supra, qui soit simple dans sa structure et dans son fonctionnement. [0014] An objective of the invention is to provide a serial test system for chips, of the type defined in paragraph [0003] above, which is simple in its structure and in its operation.
[0015] Un objectif de l'invention est de fournir un système de test en série de puces, du type de celui défini au paragraphe [0003] supra, qui soit économique per se et qui permette de diminuer substantiellement le coût de revient de la production de puces et de la fabrication des dispositifs finaux. [0015] An objective of the invention is to provide a serial test system for chips, of the type defined in paragraph [0003] above, which is economical per se and which makes it possible to substantially reduce the cost price of the chip production and final device manufacturing.
[0016] Un objectif de l'invention est de fournir un système de test en série de puces, du type de celui défini au paragraphe [0003] supra, qui détecte très en amont et de façon fiable les puces défaillantes, afin de les éliminer du circuit de production et de réaliser l'assemblage des dispositifs finaux optroniques ou électroniques d'analyse, avec des puces en parfait état de marche à court terme et à long terme. [0016] An objective of the invention is to provide a serial chip test system, of the type defined in paragraph [0003] above, which detects faulty chips very early and reliably, in order to eliminate them from the production circuit and to carry out the assembly of the final optronic or electronic analysis devices, with chips in perfect working order in the short term and in the long term.
[0017] Un objectif de l'invention est de fournir un système de test en série de puces, du type de celui défini au paragraphe [0003] supra, qui informe en temps réel l'unité de production des puces, de toute éventuelle dérive de la qualité des puces produites, pour permettre à cette unité de réagir immédiatement pour corriger une anomalie et ce faisant impacter le moins possible la production à grande échelle de ces puces. [0017] An objective of the invention is to provide a serial test system for chips, of the type defined in paragraph [0003] above, which informs the chip production unit in real time of any possible deviation. of the quality of the chips produced, to allow this unit to react immediately to correct an anomaly and in doing so impact the large-scale production of these chips as little as possible.
[0018] Un objectif de l'invention est également de fournir un procédé de test en série de puces mettant en œuvre le système selon au moins l'un des objectifs ci-dessus, avec tous les avantages inhérents visés supra. [0018] An objective of the invention is also to provide a method for serial testing of chips implementing the system according to at least one of the above objectives, with all the inherent advantages referred to above.
[0019] Un objectif de l'invention est également de fournir un procédé de fabrication en série de puces mettant en œuvre le système selon au moins l'un des objectifs ci-dessus, avec tous les avantages inhérents visés supra. [0019] An objective of the invention is also to provide a process for mass manufacturing of chips implementing the system according to at least one of the above objectives, with all the inherent advantages referred to above.
Brève description de l’invention Brief description of the invention
[0020] L'invention satisfait à au moins l'un des objectifs ci-dessus et concerne, selon un premier aspect, un système de test de puces, d'une part, conçues pour l’analyse d’au moins un analyte présent dans un fluide, de préférence gazeux, et, d'autre part, élaborées sur des plaques ("wafers") de semi-conducteur(s), de préférence en silicium; [0020] The invention satisfies at least one of the above objectives and concerns, according to a first aspect, a chip test system, on the one hand, designed for the analysis of at least one analyte present in a fluid, preferably gaseous, and, on the other hand, produced on wafers of semiconductor(s), preferably silicon;
* chacune de ces plaques, d'une part, comportant une pluralité de ces puces, et, d'autre part, étant destinée à être découpée en puces individualisées; * each of these plates, on the one hand, comprising a plurality of these chips, and, on the other hand, being intended to be cut into individualized chips;
* chacune de ces puces comprenant : * each of these bullets including:
- des récepteurs aptes à interagir avec l’analyte présent dans le fluide, cette interaction provoquant un changement de propriété(s) locale(s); - receptors capable of interacting with the analyte present in the fluid, this interaction causing a change in local property(s);
- au moins une entrée d'énergie, de préférence lumineuse et/ou électrique; - at least one energy input, preferably light and/or electrical;
- et au moins une sortie d'énergie de préférence lumineuse et/ou électrique; caractérisé en ce que - and at least one energy output, preferably luminous and/or electrical; characterized in that
* ce système comprend un bâti fixe, d'une structure de test solidaire du bâti et propre à coopérer, pour le test, avec au moins une plaque reposant sur un support; * this system comprises a fixed frame, a test structure integral with the frame and capable of cooperating, for the test, with at least one plate resting on a support;
* l'ensemble plaque/support, et éventuellement la structure de test, étant déplaçable(s) par rapport au bâti; * the plate/support assembly, and possibly the test structure, being movable relative to the frame;
* la structure de test comprend *test structure includes
- une source d'énergie de préférence lumineuse ou électrique; - a source of energy, preferably light or electric;
- au moins une interface optique et/ou électronique apte à mesurer au moins un paramètre optique ou électronique dépendant du changement de propriété locale résultant de l'interaction récepteurs/analyte(s) ; - at least one optical and/or electronic interface capable of measuring at least one optical or electronic parameter depending on the change in local property resulting from the receptor/analyte(s) interaction;
- au moins un élément cavitaire apte à être mis en contact étanche, de manière réversible, avec au moins une puce de la plaque pour définir une chambre de test étanche, destinée à recevoir le fluide contenant le ou les analytes prévu(s) pour le test de la puce; - at least one cavitary element capable of being placed in sealed contact, in a reversible manner, with at least one chip of the plate to define a sealed test chamber, intended to receive the fluid containing the analyte(s) intended for the chip test;
* ce système comporte également au moins une unité de pilotage de la structure de test et, plus généralement, du processus de test. * this system also includes at least one unit for controlling the test structure and, more generally, the test process.
[0021] Le système selon l'invention permet de tester, vérifier et de calibrer les performances des puces fonctionnalisées, avant le découpage des plaques de semi-conducteur (e.g. silicium) en puces individualisées et opérationnelles, qui peuvent être utilisées sans risques dans les assemblages successifs mis en œuvre pour l'élaboration des dispositifs optroniques et/ou électroniques finaux d'analyse. Cela représente un progrès significatif pour l'industrialisation de la fabrication de ces puces et des dispositifs qui les intègrent. [0021] The system according to the invention makes it possible to test, verify and calibrate the performances of the functionalized chips, before cutting the semiconductor wafers (e.g. silicon) into individualized and operational chips, which can be used without risk in the successive assemblies implemented for the development of final optronic and/or electronic analysis devices. This represents significant progress for the industrialization of the manufacturing of these chips and the devices that integrate them.
[0022] La structure de test de système selon l'invention est une solution mécanique, robuste et compatible avec les supports existants de cartes à pointe. The system test structure according to the invention is a mechanical solution, robust and compatible with existing tip card supports.
Avec cette structure de test, la contamination de l'atmosphère gazeuse à tester est beaucoup moins importante qu'avec les systèmes de test actuellement disponibles. La simplicité de cette structure permet une maintenance aisée des différents composants du système. With this test structure, contamination of the gas atmosphere to be tested is much less than with currently available test systems. The simplicity of this structure allows easy maintenance of the various components of the system.
Cette structure offre également une flexibilité suffisante qui lui permet de s'adapter à différents types de puces. This structure also provides sufficient flexibility that allows it to adapt to different types of chips.
Le système peut être mis en œuvre quel que soit le type de gaz contenant des VOC. The system can be implemented regardless of the type of gas containing VOCs.
Avantageusement, les signaux d'entrée et de sortie utilisables pour le test, peuvent être de nature électronique et/ou optique. Advantageously, the input and output signals usable for the test can be of electronic and/or optical nature.
Le système de test selon l'invention bénéficie également d'une compatibilité optimale avec différents types de "probers" industriels et d'unités de pilotage industriel de tests, disponibles sur le marché.The test system according to the invention also benefits from optimal compatibility with different types of industrial "probers" and industrial test control units available on the market.
Ce système peut être configuré pour fonctionner de manière partiellement ou totalement automatique, à des cadences industrielles élevées. This system can be configured to operate partially or fully automatically, at high industrial rates.
[0023] Selon une caractéristique remarquable de l'invention, les tests des puces sur les plaques de semi-conducteur, peuvent être réalisés en série ou en parallèle, sur une même plaque de semi- conducteur ou sur plusieurs plaques de semi-conducteur porteuses de puces. [0023] According to a remarkable characteristic of the invention, the tests of the chips on the semiconductor wafers can be carried out in series or in parallel, on the same semiconductor wafer or on several carrying semiconductor wafers. of fleas.
[0024] Selon une première possibilité propre à l'invention : [0024] According to a first possibility specific to the invention:
* les puces sont des puces photoniques qui comportent chacune au moins un guide de lumière pourvue d'au moins une entrée de lumière et d'au moins une sortie de lumière; * the chips are photonic chips which each comprise at least one light guide provided with at least one light input and at least one light output;
* la structure de test comprend au moins une source de lumière cohérente pouvant émettre un faisceau lumineux cohérent dans l'entrée de lumière du guide de lumière de la puce; * the test structure comprises at least one coherent light source capable of emitting a coherent light beam into the light input of the light guide of the chip;
* l'interface optique comprend au moins un détecteur optique agencé en regard de la sortie de lumière du guide de lumière et apte à mesurer au moins un paramètre optique du faisceau lumineux dépendant du changement de propriété locale résultant de l'interaction récepteurs/analyte(s). * the optical interface comprises at least one optical detector arranged opposite the light output of the light guide and capable of measuring at least one optical parameter of the light beam depending on the change in local property resulting from the receptor/analyte interaction ( s).
[0025] Selon une 2e possibilité propre à l'invention : [0025] According to a second possibility specific to the invention:
* les puces sont des puces électroniques qui comportent au moins une entrée électrique et au moins une sortie électrique; * chips are electronic chips which have at least one electrical input and at least one electrical output;
* l'interface électronique est apte à mesurer au moins un paramètre électrique, de préférence tension ou intensité dépendant du changement de propriété locale résultant de l'interaction récepteurs/analyte(s). * the electronic interface is capable of measuring at least one electrical parameter, preferably voltage or intensity dependent on the local property change resulting from the receptor/analyte(s) interaction.
[0026] Selon une 3e possibilité propre à l'invention : [0026] According to a third possibility specific to the invention:
* les puces sont : * the bullet points are:
O des puces photoniques qui comportent au moins une entrée de lumière et au moins une sortie de lumière; O photonic chips which include at least one light input and at least one light output;
O et/ou des puces électroniques qui comportent au moins une entrée électrique et au moins une sortie électrique; O and/or electronic chips which include at least one electrical input and at least one electrical output;
* la structure de test comprend au moins une source de lumière cohérente pouvant émettre un faisceau lumineux cohérent dans l'entrée de lumière du guide de lumière de la puce; * the test structure comprises at least one coherent light source capable of emitting a coherent light beam into the light input of the light guide of the chip;
* l'interface optique comprend au moins un détecteur optique agencé en regard de la sortie de lumière du guide de lumière et apte à mesurer au moins un paramètre optique du faisceau lumineux dépendant du changement de propriété locale résultant de l'interaction récepteurs/analyte(s);* the optical interface comprises at least one optical detector arranged opposite the light output of the light guide and capable of measuring at least one optical parameter of the light beam depending on the change in local property resulting from the receptor/analyte interaction ( s);
* l'interface électronique est apte à mesurer au moins un paramètre électrique, de préférence tension ou intensité dépendant du changement de propriété locale résultant de l'interaction récepteurs/analyte(s). * the electronic interface is capable of measuring at least one electrical parameter, preferably voltage or intensity depending on the change in local property resulting from the receptor/analyte(s) interaction.
[0027] L'élément cavitaire, qui permet de former de manière réversible, par contact avec une partie, de préférence périphérique, de chaque puce de la plaque, une chambre étanche de test, est l'une des pièces essentielles de la structure de test du système selon l'invention. [0027] The cavity element, which makes it possible to reversibly form, by contact with a part, preferably peripheral, of each chip of the plate, a sealed test chamber, is one of the essential parts of the structure of test of the system according to the invention.
[0028] Selon une modalité avantageuse de l'invention, l'élément cavitaire est pourvu d'au moins une ouverture d'admission, dans la chambre étanche, du fluide contenant l'analyte ou les analytes et d'au moins une ouverture d'évacuation dudit fluide hors de cette chambre, ces ouvertures d'admission et d'évacuation du fluide étant connectées à des conduits d'admission et l'évacuation du fluide, respectivement. [0028] According to an advantageous method of the invention, the cavity element is provided with at least one opening for admitting, into the sealed chamber, the fluid containing the analyte or analytes and with at least one opening for evacuation of said fluid from this chamber, these fluid intake and discharge openings being connected to fluid intake and discharge conduits, respectively.
[0029] Suivant une caractéristique préférée de l'invention, l'élément cavitaire est pourvu d'un jointoiement contribuant à l'étanchéité (gaz et liquides) de la chambre de test, une fois établi le contact entre l'élément cavitaire et au moins une partie de la puce. [0029] According to a preferred characteristic of the invention, the cavity element is provided with a joint contributing to the sealing (gases and liquids) of the test chamber, once contact has been established between the cavity element and the minus part of the chip.
Au sens de l'invention, l'étanchéité de l'élément cavitaire, et plus généralement de l'ensemble fluidique complet, peut-être quantifiée/évaluée, par exemple, au moyen de tests de pression et de débit. Within the meaning of the invention, the tightness of the cavity element, and more generally of the complete fluidic assembly, can be quantified/evaluated, for example, by means of pressure and flow tests.
[0030] S'agissant de ce jointoiement, dans un mode privilégié de réalisation de l'élément cavitaire du système selon l'invention, il est réalisé à partir d'un matériau élastique de dureté Shore D comprise entre 40 et 80, et de préférence entre 50 et 65; ce matériau étant avantageusement choisi dans le groupe comprenant -idéalement constitué de- : les fluoropolymères thermoplastiques, en particulier le polytétrafluoroéthylène (PTFE e.g. Téflon®), le poly(fluorure de vinyle) (PVF e.g. Tedlar®), le poly(fluorure de vinylidène) (PVDF), le polychlorotrifluoroéthylène (PCTFE), le perfluoroalkoxy (PFA) ; l'éthylène propylène fluoré (FEP), l'éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE), le polyéthylènechlorotrifluoroéthylène (ECTFE), le perfluoropolyéther (PFPE), l'acide perfluorosulfonique (PFSA), ou le perfluoropolyoxétane; les fluoroélastomères, en particulier les FKMs (ASTM 1418 standard); les perfluoroélastomères en particulier les FFKMs (ASTM 1418 standard); et leurs mélanges/alliages. [0030] Concerning this jointing, in a preferred embodiment of the cavity element of the system according to the invention, it is made from an elastic material with a Shore D hardness of between 40 and 80, and preferably between 50 and 65; this material being advantageously chosen from the group comprising - ideally consisting of -: thermoplastic fluoropolymers, in particular polytetrafluoroethylene (PTFE eg Teflon®), poly(vinyl fluoride) (PVF eg Tedlar®), poly(vinylidene fluoride ) (PVDF), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), perfluoroalkoxy (PFA); fluorinated ethylene propylene (FEP), ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), polyethylenechlorotrifluoroethylene (ECTFE), perfluoropolyether (PFPE), perfluorosulfonic acid (PFSA), or perfluoropolyoxetane; fluoroelastomers, in particular FKMs (ASTM 1418 standard); perfluoroelastomers, in particular FFKMs (ASTM 1418 standard); and their mixtures/alloys.
[0031] Selon un 1 er mode de réalisation de l'invention, la structure de test comporte au moins deux bras: [0031] According to a first embodiment of the invention, the test structure comprises at least two arms:
- un premier bras porteur de l'élément cavitaire; - a first arm carrying the cavity element;
- un second bras porteur de la source d'énergie ou de l'interface; de préférence de la source d'énergie, tandis que l'interface est portée par le premier bras. - a second arm carrying the energy source or the interface; preferably from the energy source, while the interface is carried by the first arm.
[0032] Selon un 2e mode de réalisation, la structure de test est d'un seul tenant. [0032] According to a 2nd embodiment, the test structure is in one piece.
[0033] Selon une disposition remarquable du 1 er mode de réalisation: [0033] According to a remarkable arrangement of the 1st embodiment:
• le premier et le second bras comporte chacun, par rapport au bâti, d'une part, une région distale porteuse d'au moins l'un des composants suivants : élément cavitaire, source d'énergie, interface; et, d'autre part, une région proximale ; • the first and second arms each comprise, relative to the frame, on the one hand, a distal region carrying at least one of the following components: cavity element, energy source, interface; and, on the other hand, a proximal region;
• le premier et le second bras sont montés sur le bâti, par l'intermédiaire de leur région proximale; • the first and second arms are mounted on the frame, via their proximal region;
• et au moins le premier bras est déplaçable par rapport au bâti. • and at least the first arm is movable relative to the frame.
[0034] Selon une autre disposition remarquable du 1 er mode de réalisation: [0034] According to another remarkable provision of the 1st embodiment:
• le premier est déplaçable dans un espace à trois dimensions X,Y,Z, par rapport au bâti; • the first can be moved in a three-dimensional space X,Y,Z, relative to the frame;
• le second bras est déplaçable dans un espace à trois dimensions X,Y,Z, par rapport au bâti. • the second arm can be moved in a three-dimensional space X,Y,Z, relative to the frame.
[0035] Selon une modalité préférée de l'invention pouvant s'appliquer, notamment, au 1 er et au 2e modes de réalisation susvisés, l'ensemble plaque/support est déplaçable dans un espace à trois dimensions X,Y,Z, par rapport à la structure de test. [0035] According to a preferred method of the invention which can be applied, in particular, to the 1st and 2nd embodiments mentioned above, the plate/support assembly is movable in a three-dimensional space X, Y, Z, compared to the test structure.
[0036] Les récepteurs des puces analytiques du système de test conforme à l'invention, peuvent être des récepteurs temporaires, c’est-à-dire à durée de vie limitée et donc consommables. The receivers of the analytical chips of the test system according to the invention can be temporary receivers, that is to say with a limited lifespan and therefore consumable.
[0037] Dans un autre de ses aspects, l'invention concerne un procédé de test en série de puces mettant en œuvre le système selon l'invention, dans lequel on met en œuvre la séquence récurrente d'opérations suivantes: [0037] In another of its aspects, the invention relates to a serial test method for chips implementing the system according to the invention, in which the following recurring sequence of operations is implemented:
• on place au moins un ensemble constitué par une plaque de puces en semi-conducteur reposant sur un support, PP/S constitué par une plaque de puces en semi-conducteur reposant sur un support, dans une position P° préliminaire au test, en regard d'une structure de test comprenant • we place at least one assembly consisting of a plate of semiconductor chips resting on a support, PP/S constituted by a plate of semiconductor chips resting on a support, in a position P° preliminary to the test, in look at a test structure including
- une source d'énergie de préférence lumineuse et/ou électrique; - a source of energy, preferably light and/or electric;
- au moins une interface optique et/ou électronique apte à mesurer au moins un paramètre optique et/ou électronique dépendant du changement de propriété locale résultant de l'interaction récepteurs/analyte(s) ; - at least one optical and/or electronic interface capable of measuring at least one optical and/or electronic parameter depending on the change in local property resulting from the receptor/analyte(s) interaction;
- au moins un élément cavitaire apte à venir en contact étanche, par déplacement de l'ensemble plaque/support par rapport à la structure de test fixe, avec une puce de la plaque pour définir une chambre fluidique de test, destinée à recevoir le fluide contenant le ou les analytes prévu(s) pour le test de la puce; - at least one cavity element capable of coming into sealed contact, by moving the plate/support assembly relative to the fixed test structure, with a chip of the plate to define a fluidic test chamber, intended to receive the fluid containing the analyte(s) intended for the chip test;
- au moins un transducteur de changement de propriété(s) locale(s) provoqué par l’interaction entre les récepteurs et l’analyte, apte à convertir le changement de propriété(s) locale(s) en un signal optique ou électronique exprimant ce changement; - at least one transducer of change of local property(s) caused by the interaction between the receptors and the analyte, capable of converting the change of local property(s) into a signal optical or electronic expressing this change;
* on positionne, selon les axes X,Y,Z, la plaque à tester contre l'élément cavitaire de la structure de test, pour chacune des puces de cette plaque; * we position, along the axes X, Y, Z, the plate to be tested against the cavity element of the test structure, for each of the chips on this plate;
* on implémente au moins une séquence de test pour chacune des puces, après chaque séquence de positionnement X,Y,Z; * we implement at least one test sequence for each of the chips, after each X,Y,Z positioning sequence;
* éventuellement, on repère, grâce au test, les éventuelles puces défectueuses de chaque plaque;* possibly, we identify, thanks to the test, any defective chips on each plate;
* éventuellement, on mesure, grâce au test, un ou plusieurs paramètres des puces de chaque plaque; * possibly, using the test, one or more parameters of the chips on each plate are measured;
* après chaque test, on repositionne, selon les axes X,Y,Z, l'ensemble PP/S dans sa position P°. * after each test, we reposition, along the axes X, Y, Z, the assembly PP/S in its position P°.
[0038] Avantageusement, la durée de chaque séquence de test est inférieure ou égale à 3 minutes, de préférence à 2 minutes et, plus préférentiellement encore, à 1 minute. Advantageously, the duration of each test sequence is less than or equal to 3 minutes, preferably 2 minutes and, even more preferably, 1 minute.
[0039] Dans un autre de ses aspects, l'invention concerne un procédé de fabrication en série de puces caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à : [0039] In another of its aspects, the invention relates to a process for mass manufacturing of chips characterized in that it essentially consists of:
* fabriquer des plaques de semi-conducteur(s), de préférence en silicium, chacune de ces plaques comportant une pluralité de puces, comprenant chacune : * manufacture semiconductor wafers, preferably in silicon, each of these wafers comprising a plurality of chips, each comprising:
- au moins une entrée d'énergie, de préférence lumineuse et/ou électrique; - at least one energy input, preferably light and/or electrical;
- et au moins une sortie d'énergie de préférence lumineuse et/ou électrique;; - and at least one energy output, preferably luminous and/or electrical;;
* fonctionnaliser chaque puce avec des récepteurs, notamment des récepteurs aptes à interagir avec un analyte présent dans un fluide à analyser, cette interaction provoquant un changement de propriété(s) locale(s); * functionalize each chip with receptors, in particular receptors capable of interacting with an analyte present in a fluid to be analyzed, this interaction causing a change in local property(ies);
* tester les puces à l'aide du procédé de test selon l'invention; * test the chips using the test method according to the invention;
* découper les plaques testées en puces individualisés; * cut the tested plates into individualized chips;
* éventuellement, séparer les puces défectueuses des puces non défectueuses, c’est-à-dire des puces opérationnelles; * possibly separate defective chips from non-defective chips, i.e. operational chips;
* éventuellement, mesurer un ou plusieurs paramètres des puces de chaque plaque. * optionally, measure one or more parameters of the chips on each plate.
[0040] Les puces opérationnelles obtenues à l'issue du procédé susvisé de fabrication en série de puces, constituent un autre objet de l'invention. [0040] The operational chips obtained at the end of the above-mentioned process for mass manufacturing of chips constitute another object of the invention.
[0041] Dans un autre de ses aspects, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif optronique/électronique d’analyse d’au moins un analyte présent dans un fluide caractérisé comprenant : [0041] In another of its aspects, the invention relates to a method of manufacturing an optronic/electronic device for analyzing at least one analyte present in a characterized fluid comprising:
- un capteur consommable et interchangeable comportant i) une puce photonique comprenant au moins une chambre fluidique de mesure comportant un guide de lumière dans lequel sont disposés des récepteurs, notamment des récepteurs temporaires, aptes à avoir une interaction avec l’(les) analyte(s) présent(s) dans le fluide, l’interaction provoquant un changement de propriété(s) locale(s), le guide de lumière comportant une entrée de lumière et une sortie de lumière, et ii) un capot comprenant une ouverture adaptée pour admettre le fluide dans la chambre de mesure et pour évacuer le fluide de la chambre de mesure ; - un support de capteur comportant un logement dans lequel le capteur est destiné à être mis en place de manière réversible ; - a consumable and interchangeable sensor comprising i) a photonic chip comprising at least one fluidic measuring chamber comprising a light guide in which receptors are arranged, in particular temporary receptors, capable of interacting with the analyte(s) s) present in the fluid, the interaction causing a change in local property(s), the light guide comprising a light inlet and a light outlet, and ii) a cover comprising a suitable opening to admit fluid into the measuring chamber and to discharge fluid from the measuring chamber; - a sensor support comprising a housing in which the sensor is intended to be installed reversibly;
- un élément de fermeture coopérant avec le support de capteur pour encapsuler le capteur ;- a closing element cooperating with the sensor support to encapsulate the sensor;
- un transducteur de changement de propriété(s) locale(s) provoqué par l’interaction entre les récepteurs et l’(les)analyte(s) apte à convertir ce changement en un signal électronique exprimant ce changement, ce transducteur comportant : - a transducer for change of local property(s) caused by the interaction between the receptors and the analyte(s) capable of converting this change into an electronic signal expressing this change, this transducer comprising:
* une source de lumière cohérente, d'une part, apte à émettre un faisceau lumineux cohérent dans le guide de lumière de la puce photonique, et, d'autre part, positionnée sur la capot du capteur ou sur l’élément de fermeture; * a coherent light source, on the one hand, capable of emitting a coherent light beam in the light guide of the photonic chip, and, on the other hand, positioned on the sensor cover or on the closing element;
* un détecteur optique agencé en regard de la sortie de lumière du guide de lumière et apte à mesurer un paramètre optique du faisceau lumineux dépendant du changement de propriété locale, à la sortie du guide de lumière; ce procédé consistant essentiellement : * an optical detector arranged opposite the light outlet of the light guide and capable of measuring an optical parameter of the light beam depending on the change in local property, at the outlet of the light guide; this process essentially consisting of:
* à assembler au capot, au moins une puce opérationnelle obtenue à l'issue du procédé de fabrication en série de puces selon l'invention, pour produire le capteur consommable et interchangeable, * to assemble on the cover, at least one operational chip obtained at the end of the serial manufacturing process of chips according to the invention, to produce the consumable and interchangeable sensor,
* à assembler ce capteur consommable et interchangeable au support de capteur, à l'élément de fermeture et au transducteur, pour former le dispositif optronique/électronique d’analyse d’au moins un analyte présent dans un fluide. * to assemble this consumable and interchangeable sensor to the sensor support, to the closure element and to the transducer, to form the optronic/electronic device for analyzing at least one analyte present in a fluid.
[0042] Le dispositif optronique/électronique d'analyse fabriqué par le procédé susvisé au § [0040] supra, concerne, de préférence, l'analyse d'au moins un analyte qui est : The optronic/electronic analysis device manufactured by the process referred to above in § [0040] above, preferably concerns the analysis of at least one analyte which is:
* un composé cible volatil ou la combinaison de composés cibles volatils, de préférence un composé organique volatil (COV) ou un mélange de COV, pouvant produire une odeur (nez électronique); ou* a volatile target compound or the combination of volatile target compounds, preferably a volatile organic compound (VOC) or a mixture of VOCs, which can produce an odor (electronic nose); Or
* un composé cible liquide ou la combinaison de composés cibles liquides, de préférence un liquide organique ou un mélange de liquides organiques, pouvant produire un goût (langue électronique). * a liquid target compound or the combination of liquid target compounds, preferably an organic liquid or a mixture of organic liquids, capable of producing a taste (electronic language).
[0043] Dans les applications particulièrement intéressantes de l'invention, le dispositif optronique/électronique d'analyse d'au moins un analyte est utilisé pour la détection de fluides gazeux tels que des vapeurs d'éthanol, de bêta-pinène, de l'ammoniac, de la vapeur d'eau, etc.[0043] In the particularly interesting applications of the invention, the optronic/electronic device for analyzing at least one analyte is used for the detection of gaseous fluids such as vapors of ethanol, beta-pinene, ammonia, water vapor, etc.
Description des figures Description of figures
[0044] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après de 2 modes de réalisation du procédé selon l'invention et du système de test de puces selon l'invention et à l’analyse des figures annexées, dans lesquelles : [0044] Other characteristics, details and advantages will appear on reading the detailed description below of 2 embodiments of the method according to the invention and of the chip test system according to the invention and on analysis of the appended figures, in which:
Fig. 1 Fig. 1
[0045] [Fig. 1 ] La figure 1 est une vue plongeante en perspective de % d'un 1 er mode de réalisation du système de test de puces selon l'invention. [0045] [Fig. 1 ] Figure 1 is a plunging perspective view of % of a 1st embodiment of the chip test system according to the invention.
Fig. 2 Fig. 2
[0046] [Fig. 2] La figure 2 représente une vue de détail d'une partie du système de la figure 1 correspondant aux extrémités distales des bras de la structure de test. Fig. 3 [0046] [Fig. 2] Figure 2 represents a detailed view of a part of the system of Figure 1 corresponding to the distal ends of the arms of the test structure. Fig. 3
[0047] [Fig. 3] La figure 3 représente une vue photographique similaire à celle de la figure 2, d'une variante du 1er mode de réalisation du système de test de puces selon l'invention. [0047] [Fig. 3] Figure 3 represents a photographic view similar to that of Figure 2, of a variant of the 1st embodiment of the chip test system according to the invention.
Fig. 4 Fig. 4
[0048] [Fig. 4] La figure 4 est une vue en coupe longitudinale partielle selon le plan de coupe vertical signalé par la ligne IV-IV sur la figure 2. [0048] [Fig. 4] Figure 4 is a partial longitudinal sectional view along the vertical section plane indicated by the line IV-IV in Figure 2.
Fig. 5 Fig. 5
[0049] [Fig. 5] La figure 5 montre une vue agrandie en contre-plongée et en perspective de % de l'élément cavitaire isolé. [0049] [Fig. 5] Figure 5 shows an enlarged low angle and % perspective view of the isolated cavity element.
Fig. 6 Fig. 6
[0050] [Fig. 6] La figure 6 est une vue de dessus d'un 2e mode de réalisation du système de test de puces selon l'invention. [0050] [Fig. 6] Figure 6 is a top view of a 2nd embodiment of the chip test system according to the invention.
Fig. 7 Fig. 7
[0051] [Fig. 7] La figure 7 est une vue en coupe longitudinale selon le plan de coupe vertical signalé par la ligne VII-VII sur la figure 6. [0051] [Fig. 7] Figure 7 is a longitudinal sectional view along the vertical section plane indicated by the line VII-VII in Figure 6.
Fig. 8 Fig. 8
[0052] [Fig. 8] La figure 8 est un chronogramme où sont représentés les 22 signaux superposés correspondant aux 22 déphasages A (en radians) d’ondes lumineuses qui sont mesurés par les transducteurs couplés aux récepteurs/biodétecteurs olfactifs de la puce, utilisée pour la vérification de l'étanchéité de la chambre fluidique définie par contact étanche entre l'élément cavitaire de la structure de test et la puce (exemple 1 ). [0052] [Fig. 8] Figure 8 is a chronogram which shows the 22 superimposed signals corresponding to the 22 phase shifts A (in radians) of light waves which are measured by the transducers coupled to the olfactory receptors/biodetectors of the chip, used for verifying the tightness of the fluidic chamber defined by tight contact between the cavity element of the test structure and the chip (example 1).
Fig. 9 Fig. 9
[0053] [Fig. 9] La figure 9 est un chronogramme où sont représentés les 22 signaux superposés correspondant aux 22 déphasages A (en radians) d’ondes lumineuses qui sont mesurés par les transducteurs couplés aux récepteurs/biodétecteurs olfactifs de la puce, testée à l'aide du système selon l'invention (exemple 2). [0053] [Fig. 9] Figure 9 is a chronogram which shows the 22 superimposed signals corresponding to the 22 phase shifts A (in radians) of light waves which are measured by the transducers coupled to the olfactory receptors/biodetectors of the chip, tested using the system according to the invention (example 2).
Description détaillée des modes de réalisation Detailed description of the embodiments
[0054] Sur les figures, les mêmes références, notamment celles en unités et celles en centaines désignent des éléments identiques ou analogues. [0054] In the figures, the same references, in particular those in units and those in hundreds, designate identical or similar elements.
[0055] Les figures 1 à 5 ci-jointes représentent un 1er mode de réalisation d'un système 1 selon l'invention, constitué par un bâti fixe 2 destiné à reposer sur le sol, par une structure de test 3 disposée sur le bâti 2 et par un ensemble "plaque 4 de puces 5/support 6' localisé dans le bâti 2, sous la structure de test 3. [0055] The attached Figures 1 to 5 represent a first embodiment of a system 1 according to the invention, constituted by a fixed frame 2 intended to rest on the ground, by a test structure 3 placed on the frame 2 and by an assembly "plate 4 of chips 5/support 6' located in frame 2, under test structure 3.
[0056] Les figures 6 et 7 illustrent un 2e mode de réalisation d'un système 1 ' selon l'invention constitué par un bâti fixe 2' destiné à reposer sur le sol, par une structure de test 3' disposée sur le bâti 2' et par un ensemble "plaque 4' de puces 5/support 6'" localisé dans le bâti 2', sous la structure de test 3'. [0056] Figures 6 and 7 illustrate a 2nd embodiment of a system 1' according to the invention constituted by a fixed frame 2' intended to rest on the ground, by a test structure 3' arranged on the frame 2' and by a "plate 4' of chips 5/support 6'" assembly located in the frame 2', under the test structure 3'.
[0057] Dans le présent exposé, les qualificatifs « horizontal » ; « vertical » ; « haut » ; «bas» ; « supérieur » ; «inférieur » renvoient au positionnement du bâti fixe 2,2' reposant sur un sol horizontal plan. Selon le repère tridimensionnel orthonormé XYZ indiqué sur les figures 1 et 7, le plan horizontal est un plan XY et le plan vertical est un plan XZ. [0057] In this presentation, the qualifiers “horizontal”; " vertical " ; " high " ; "down" ; " superior " ; “Lower” refers to the positioning of the 2.2' fixed frame resting on a flat horizontal floor. According to the orthonormal three-dimensional coordinate system XYZ indicated in Figures 1 and 7, the horizontal plane is an XY plane and the vertical plane is an XZ plane.
[0058] Dans le premier mode de réalisation, la structure de test 3 comporte deux bras 31 ,32 présentant chacun une région d'extrémité distale 33,34 et une région d'extrémité proximale 35,36 . Le 1 er bras 31 et le 2e bras 32 sont tous les deux montés mobiles dans les 3 directions X, Y, Z, par leur région d'extrémité proximale 35,36, reliée à un soutènement 21 ,22 , solidaire de la face supérieure 23 du bâti fixe 2. [0058] In the first embodiment, the test structure 3 comprises two arms 31,32 each having a distal end region 33,34 and a proximal end region 35,36. The 1st arm 31 and the 2nd arm 32 are both mounted movable in the 3 directions upper 23 of the fixed frame 2.
[0059] La mobilité des bras 31 ,32 par rapport au soutènement 21 ,22 est rendue possible par une articulation, qui peut être par exemple constituée par un positionneur motorisé trois axes, du type de ceux fabriqués et commercialisés par la société FormFactor sous la dénomination RPP504. [0059] The mobility of the arms 31, 32 relative to the support 21, 22 is made possible by an articulation, which can for example be constituted by a three-axis motorized positioner, of the type of those manufactured and marketed by the company FormFactor under the name RPP504.
[0060] Les deux bras 31 ,32 sont agencés de telle sorte que leurs régions d'extrémité distale respectives 33,34 sont contigües, en regard de l'autre et situées en deçà des régions d'extrémité proximale 35,36 correspondantes. Les extrémités distales 33,34 des bras 31 , 32 sont en fait disposées au centre d'un renfoncement 24 cylindrique du bâti fixe 2. Les bras 31 ,32 sont ainsi alignés avec un plan vertical X,Z diamétral par rapport au renfoncement 24. The two arms 31,32 are arranged such that their respective distal end regions 33,34 are contiguous, facing each other and located on this side of the corresponding proximal end regions 35,36. The distal ends 33,34 of the arms 31, 32 are in fact arranged in the center of a cylindrical recess 24 of the fixed frame 2. The arms 31, 32 are thus aligned with a vertical plane X, Z diametrical with respect to the recess 24.
[0061] Chaque bras 31 ,32 est ainsi constitué par 3 segments, à savoir: [0061] Each arm 31, 32 is thus made up of 3 segments, namely:
* un 1 er segment proximal 31 .1 ,32.1 , d'une part, d'axe parallèle au plan horizontal XY de la face supérieure 23 du bâti 2, et, d'autre part, articulé au soutènement 21 ,22; * a 1st proximal segment 31.1, 32.1, on the one hand, with an axis parallel to the horizontal plane XY of the upper face 23 of the frame 2, and, on the other hand, articulated to the support 21, 22;
* un 2e segment médian 31 .2,32.2 incliné vers le fond 25 du renfoncement 24 ; * a 2nd median segment 31.2,32.2 inclined towards the bottom 25 of the recess 24;
* et un 3e segment distal 31 .3 & 32.3, disposé au voisinage du fond du renfoncement 24 et d'axe parallèle au plan horizontal XY de la face supérieure 23 du bâti 2. * and a 3rd distal segment 31.3 & 32.3, arranged near the bottom of the recess 24 and with an axis parallel to the horizontal plane XY of the upper face 23 of the frame 2.
[0062] Le bâti fixe 2 et les bras 31 ,32 sont réalisés, de préférence, dans un matériau compatible salle blanche. Il peut s'agir par exemple d'un métal tel qu'un acier inoxydable. The fixed frame 2 and the arms 31, 32 are preferably made of a clean room compatible material. It may for example be a metal such as stainless steel.
[0063] Dans cet exemple de réalisation, l'extrémité libre du segment distal 31 .3 du 1 er bras 31 est fixée réversiblement à un bloc 37 sortie d'énergie, tandis que l'extrémité libre du segment distal 32.3 du 2e bras 32 est réversiblement solidaire d'un bloc 38 entrée d'énergie. L'énergie qui entre dans le bloc 38 et qui sort du bloc 37, est l'énergie lumineuse et/ou électrique permettant l'exécution des tests des puces 5. [0063] In this exemplary embodiment, the free end of the distal segment 31.3 of the 1st arm 31 is reversibly fixed to an energy outlet block 37, while the free end of the distal segment 32.3 of the 2nd arm 32 is reversibly secured to an energy input block 38. The energy which enters the block 38 and which leaves the block 37 is the light and/or electrical energy allowing the execution of the tests of the chips 5.
[0064] La zone centrale du fond 25 du renfoncement cylindrique 24 présente une ouverture circulaire 26 qui communique avec une alcôve sous le bâti, non visible sur les figures, et dans laquelle est logé l'ensemble "plaque 4 de puces 5/support 6' ainsi que le robot "probed de manipulation de cet ensemble. Ce robot permet notamment le positionnement, dans les 3 dimensions XYZ, de cet ensemble, vis-à-vis des deux blocs d'entrée 38 et de sortie 37 d'énergie, qui surmontent la plaque 4, à la surface de laquelle sont présentes les puces 5 à tester. [0065] Le bloc d'entrée 38 d'énergie lumineuse et/ou électrique est constitué: The central zone of the bottom 25 of the cylindrical recess 24 has a circular opening 26 which communicates with an alcove under the frame, not visible in the figures, and in which the assembly "chip plate 4 5/support 6" is housed. ' as well as the robot "probed for handling this assembly. This robot allows in particular the positioning, in the 3 dimensions XYZ, of this assembly, with respect to the two energy input 38 and output 37 blocks, which surmount the plate 4, on the surface of which are present 5 chips to test. [0065] The light and/or electrical energy input block 38 consists of:
* par un corps 381 , solidarisé à l'extrémité libre du segment distal 32.3 du 2e bras 32, par l'intermédiaire d'une partie d'attache 382 , cette solidarisation du corps 381 à la partie d'attache 382, et de cette dernière au segment distal 32.3, peut être effectuée par exemple au moyen de boulons 3812; * by a body 38 1 , secured to the free end of the distal segment 32.3 of the 2nd arm 32, via an attachment part 38 2 , this attachment of the body 38 1 to the attachment part 38 2 , and from the latter to the distal segment 32.3, can be carried out for example by means of bolts 38 12 ;
* et par une connexion 383 d'acheminement d'énergie lumineuse et/ou électrique d'une source 384 à une pointe 385 , laquelle est destinée à être connectée à l'une des puces 5 à tester de la plaque 4. * and by a connection 38 3 for conveying light and/or electrical energy from a source 38 4 to a point 38 5 , which is intended to be connected to one of the chips 5 to be tested on plate 4.
[0066] Le corps 381 est réalisé, de préférence, dans un matériau compatible salle blanche. Il peut s'agir par exemple d'un métal tel qu'un acier inoxydable. The body 38 1 is preferably made of a clean room compatible material. It may for example be a metal such as stainless steel.
[0067] Pour des puces photoniques, la pointe 385 ("probe1') et la connexion 383 d'acheminement d'énergie lumineuse issue de la source 384 jusqu'à la pointe 385, sont, par exemple, constituées par une fibre optique, e.g. en verre. [0067] For photonic chips, the tip 38 5 ("probe 1 ') and the connection 38 3 for conveying light energy from the source 38 4 to the tip 38 5 , are, for example, constituted by an optical fiber, eg glass.
Cette pointe 385 ("probe") est destinée à être positionnée au-dessus d'une entrée photonique de la puce 5, sans qu'un contact ne se produise. La distance entre l'extrémité de la pointe et l'entrée photonique de la puce peut être, par exemple, de l'ordre de 100 microns. Un faisceau lumineux cohérent est émis à partir de cette pointe 385 et pénètre par l’entrée photonique de la puce 5 à tester. Cette entrée est aussi l'entrée d'un guide de lumière compris dans cette puce 5. This tip 38 5 ("probe") is intended to be positioned above a photonic input of the chip 5, without contact occurring. The distance between the end of the tip and the photonic input of the chip can be, for example, of the order of 100 microns. A coherent light beam is emitted from this tip 38 5 and enters through the photonic input of the chip 5 to be tested. This input is also the input of a light guide included in this chip 5.
[0068] Pour des puces électroniques, la pointe 385 est, par exemple, constituée par une pointe ("probe") en métal conducteur e.g. cuivre, et la connexion 383 d'acheminement d'énergie électrique est alors un fil électrique. [0068] For electronic chips, the tip 38 5 is, for example, constituted by a tip ("probe") of conductive metal eg copper, and the connection 38 3 for conveying electrical energy is then an electric wire.
Cette pointe 385 ("probe") est destinée à venir en contact avec la puce pour apporter une énergie électrique qui va parcourir cette puce. This tip 38 5 ("probe") is intended to come into contact with the chip to provide electrical energy which will pass through this chip.
[0069] La partie d'attache 382 est réalisée, de préférence, dans un matériau compatible salle blanche. Il peut s'agir par exemple d'un métal tel qu'un acier inoxydable. The attachment part 38 2 is preferably made of a clean room compatible material. It may for example be a metal such as stainless steel.
[0070] La source d'énergie 384 est, par exemple, une source de lumière cohérente, par exemple une diode laser, telle qu'une diode laser à cavité verticale émettant par la surface, (ou VCSEL) qui est une diode laser à semi-conducteur émettant un rayon laser perpendiculairement à la surface. [0070] The energy source 38 4 is, for example, a coherent light source, for example a laser diode, such as a surface-emitting vertical cavity laser diode (or VCSEL) which is a laser diode. semiconductor emitting a laser beam perpendicular to the surface.
[0071] Le bloc de sortie 37 d'énergie lumineuse et/ou électrique comporte : [0071] The light and/or electrical energy output block 37 comprises:
* un corps 371 ; * a body 37 1 ;
* une partie d'attache 372, du corps 371 à l'extrémité libre du segment distal 31 .3 du 1 er bras 31 , la solidarisation du corps 371 de la partie d'attache 372 , d'une part, et la solidarisation de la partie d'attache 372, à l'extrémité libre du segment distal 31 .3, d'autre part, étant réalisées, de préférence, par des moyens de fixation réversibles tels que, des boulons 391 , dont les têtes sont logées dans des lamages 392; * an attachment part 37 2 , of the body 37 1 at the free end of the distal segment 31.3 of the 1st arm 31, the joining of the body 37 1 to the attachment part 37 2 , on the one hand, and the attachment of the attachment part 37 2 , to the free end of the distal segment 31.3, on the other hand, being carried out, preferably, by reversible fixing means such as, bolts 39 1 , of which the heads are housed in countersinks 39 2 ;
* un élément cavitaire 373 apte à être mis en contact étanche, de manière réversible, avec au moins une puce 5 de la plaque 4, pour définir une chambre 374de test étanche, destinée à recevoir le fluide contenant le ou les analytes prévu(s) pour le test de cette puce 5; * a cavity element 37 3 capable of being placed in sealed contact, in a reversible manner, with at least one chip 5 of the plate 4, to define a sealed test chamber 37 4 , intended to receive the fluid containing the intended analyte(s) (s) for testing this chip 5;
° un conduit d'admission 375 du fluide dans la chambre 374de test et un conduit d'évacuation 376du fluide hors de cette chambre 374 de test; ° an admission conduit 37 5 of the fluid into the test chamber 37 4 and an evacuation conduit 37 6 of the fluid outside this test chamber 37 4 ;
* une pièce de raccordement 377 du conduit d'admission 375 et du conduit d'évacuation 376, à l'élément cavitaire 373<; * a connection part 37 7 of the inlet conduit 37 5 and the discharge conduit 37 6 , to the cavity element 37 3 <;
* une connexion 378 de transport de l'énergie lumineuse et/ou électrique recueillie à la sortie de la puce 5 testée par une pointe 379 , jusqu'à une interface 3710 optique et/ou électronique apte à mesurer au moins un paramètre optique ou électronique dépendant du changement de propriété locale résultant de l'interaction entre, d'une part, des récepteurs, e.g. temporaires, contenus dans la puce 5 à tester et, d'autre part, un (ou des) analyte(s) contenu(s) dans le fluide de test. * a connection 37 8 for transporting the light and/or electrical energy collected at the output of the chip 5 tested by a tip 37 9 , to an optical and/or electronic interface 37 10 capable of measuring at least one parameter optical or electronic depending on the change in local property resulting from the interaction between, on the one hand, receptors, eg temporary, contained in the chip 5 to be tested and, on the other hand, one (or more) analyte(s) contained in the test fluid.
[0072] Le corps 371 est réalisé, de préférence, dans un matériau compatible salle blanche. Il peut s'agir par exemple d'un métal tel qu'un acier inoxydable. The body 37 1 is preferably made of a clean room compatible material. It may for example be a metal such as stainless steel.
[0073] Pour des puces photoniques, la pointe 379 ("probe1') et la connexion 378 d'acheminement d'énergie lumineuse sont, par exemple (figures 1 &2), constituée par une fibre optique, e.g. en verre. Cette pointe 379 est destinée à être positionnée au-dessus d'une sortie photonique de la puce 5, sans qu'un contact ne se produise, pour recueillir le signal optique de sortie de la puce testée. La distance entre l'extrémité de la pointe et l'entrée photonique de la puce peut être, par exemple, de l'ordre de 100 microns. [0073] For photonic chips, the tip 37 9 ("probe 1 ') and the connection 37 8 for conveying light energy are, for example (Figures 1 & 2), constituted by an optical fiber, eg made of glass. This tip 37 9 is intended to be positioned above a photonic output of the chip 5, without contact occurring, to collect the optical output signal of the chip tested. The distance between the end of the tip and the photonic input of the chip can be, for example, of the order of 100 microns.
La connexion 378 achemine les signaux lumineux porteurs de l'information issue de l'interaction de ou des analytes du fluide de test avec les récepteurs, e.g. temporaires, de la puce 5, jusqu'à l'interface 3710 optique. The connection 37 8 routes the light signals carrying the information resulting from the interaction of the analyte(s) of the test fluid with the receivers, eg temporary, of the chip 5, up to the optical interface 37 10 .
[0074] Pour des puces électroniques, la pointe 379 est, par exemple, constituée par une pointe ("probe") en métal conducteur e.g. cuivre, et la connexion 378 d'acheminement d'énergie électrique est alors un fil électrique. [0074] For electronic chips, the tip 37 9 is, for example, constituted by a tip ("probe") of conductive metal eg copper, and the connection 37 8 for conveying electrical energy is then an electric wire.
Cette pointe 379 ("probe") est destinée à venir en contact avec la puce pour recueillir le signal électrique de sortie de la puce testée. This tip 37 9 ("probe") is intended to come into contact with the chip to collect the electrical output signal from the chip tested.
[0075] La partie d'attache 372 est réalisée, de préférence, dans un matériau compatible salle blanche. Il peut s'agir par exemple d'un métal tel qu'un acier inoxydable. The attachment part 37 2 is preferably made of a clean room compatible material. It may for example be a metal such as stainless steel.
[0076] L'élément cavitaire 373 est montré plus en détail sur les figures 4 et 5. Cet élément présente une partie principale 70 en forme générale de parallélépipède. Une nervure centrale 71 de forme rectangulaire en coupe selon le plan YZ, s'étend à partir de la face inférieure 72 de la partie principale parallélépipédique 70. Cette nervure centrale 71 a le même plan médian XZ de symétrie que la partie principale parallélépipédique 70. Cette nervure centrale 71 comprend un évidement oblong 73 sur sa face inférieure 74. Cet évidement oblong 73 est lui aussi symétrique par rapport au plan transversal médian XZ. La bordure périphérique 75 non évidée de la nervure centrale 71 , forme un jointoiement qui permet de définir la chambre de test étanche 374 , lorsque l'élément cavitaire 373 est en contact étroit avec la zone de la puce 5 à tester comprenant les récepteurs , e.g. temporaires, aptes à interagir avec l’analyte présent dans le fluide, cette interaction provoquant un changement de propriété(s) locale(s). Cette mise en contact est assurée par déplacement de l'ensemble "plaque 4 de puces 5/support G', voire par déplacement des bras 31 ,32. [0077] L'élément cavitaire 373 est, par ailleurs, pourvu d'une ouverture d'admission 761 et d'une ouverture d'évacuation 762 du fluide de test. Ces ouvertures 761 ,762sont disposées dans les parties terminales du plafond 77 de l'évidement oblong 73, selon le plan médian XZ. Un alésage d'admission 78 du fluide et un alésage d'évacuation 79 du fluide de test, tous deux d'axe parallèle à l'axe Z, font communiquer les ouvertures 761 et 762, respectivement, avec les conduits d'admission 375 et d'évacuation 376 du fluide de test. [0076] The cavity element 37 3 is shown in more detail in Figures 4 and 5. This element has a main part 70 in the general shape of a parallelepiped. A central rib 71 of rectangular shape in section along the plane YZ, extends from the lower face 72 of the main parallelepiped part 70. This central rib 71 has the same median plane XZ of symmetry as the main parallelepiped part 70. This central rib 71 comprises an oblong recess 73 on its lower face 74. This oblong recess 73 is also symmetrical with respect to the median transverse plane XZ. The non-recessed peripheral edge 75 of the central rib 71 forms a joint which makes it possible to define the sealed test chamber 37 4 , when the cavity element 37 3 is in close contact with the area of the chip 5 to be tested including the receivers , eg temporary, capable of interacting with the analyte present in the fluid, this interaction causing a change in local property(s). This contacting is ensured by moving the assembly "plate 4 of chips 5/support G', or even by moving the arms 31, 32. [0077] The cavity element 37 3 is, moreover, provided with an admission opening 76 1 and an evacuation opening 76 2 for the test fluid. These openings 76 1 , 76 2 are arranged in the end parts of the ceiling 77 of the oblong recess 73, along the median plane XZ. A fluid inlet bore 78 and an evacuation bore 79 of the test fluid, both with an axis parallel to the Z axis, communicate the openings 76 1 and 76 2 , respectively, with the inlet conduits 37 5 and evacuation 37 6 of the test fluid.
[0078] Comme cela apparaît sur la figure 5, la partie principale parallélépipédique 70 de l'élément cavitaire 373 présente en outre deux passages 80,81 pour des tiges de boulons 82, permettant la solidarisation de l'élément cavitaire 373 avec la pièce de raccordement 377. [0078] As appears in Figure 5, the parallelepiped main part 70 of the cavity element 37 3 also has two passages 80,81 for bolt rods 82, allowing the connection of the cavity element 37 3 with the connection part 37 7 .
Ces passages 80,81 , symétriques par rapport au plan médian XZ, débouchent chacun à leur extrémité inférieure dans un lamage 83, 84, de forme cylindrique, sur la face inférieure 72 de la partie principale 70 de l'élément cavitaire 373. Ces lamages 83,84 destinés à recevoir les écrous/rondelles des boulons 82. These passages 80,81, symmetrical with respect to the median plane These countersinks 83,84 intended to receive the nuts/washers of the bolts 82.
[0079] Les extrémités des conduits d'admission 375 et d'évacuation 376 du fluide de test, ont chacune la forme d'une bride 85,86 qui est prise en sandwich, par serrage étanche des boulons 82, entre la face supérieure 87 de l'élément cavitaire 373 et la face inférieure 88 de la pièce de raccordement 377. [0079] The ends of the inlet 37 5 and evacuation 37 6 conduits for the test fluid each have the shape of a flange 85.86 which is sandwiched, by tight tightening of the bolts 82, between the face upper face 87 of the cavity element 37 3 and the lower face 88 of the connection part 37 7 .
[0080] Ces conduits d'admission 375 et d'évacuation 376 permettent de faire circuler du fluide de test dans la chambre de test 374, formée temporairement au-dessus de la puce 5 à tester, en particulier au-dessus de la zone de la puce 5 comprenant les récepteurs, e.g. temporaires, aptes à réagir avec le ou les analytes présents dans le fluide de test. Les flèches F1 , F2 & F3 sur la figure 4 montre le sens de circulation de ce fluide de test. [0080] These inlet 37 5 and evacuation 37 6 conduits make it possible to circulate test fluid in the test chamber 37 4 , formed temporarily above the chip 5 to be tested, in particular above the area of the chip 5 comprising the receptors, eg temporary, capable of reacting with the analyte(s) present in the test fluid. The arrows F1, F2 & F3 in Figure 4 show the direction of circulation of this test fluid.
[0081] L'élément cavitaire 373 et la pièce de raccordement 377 sont, par exemple, constitués de polytétrafluoroéthylène (PTFE e.g. Téflon®) de dureté Shore D égale à 50 environ. [0081] The cavity element 37 3 and the connection part 37 7 are, for example, made of polytetrafluoroethylene (PTFE eg Teflon®) with Shore D hardness equal to approximately 50.
[0082] Les signaux d'énergie lumineuse et/ou électrique recueillis à la sortie de la puce 5 testée, par la pointe 379, sont convoyés par la connexion 378 de transport jusqu'à l'interface 3710 optique et/ou électronique. Cette interface 3710 peut être disposée sur le segment distal 31 .3 du 1 er bras 31 , comme montré sur la figure 1 , ou bien encore dans le corps 37 du bloc de sortie 37. Selon une autre possibilité, l'interface 3710 est en dehors de la structure de test 3. [0082] The light and/or electrical energy signals collected at the output of the chip 5 tested, by the tip 37 9 , are conveyed by the transport connection 37 8 to the optical and/or interface 37 10 . electronic. This interface 37 10 can be arranged on the distal segment 31.3 of the 1st arm 31, as shown in FIG. 1, or even in the body 37 of the output block 37. According to another possibility, the interface 37 10 is outside of test structure 3.
Cette interface 3710 est connectée à une unité de traitement 3711 des signaux recueillis. This interface 37 10 is connected to a processing unit 37 11 of the signals collected.
[0083] La structure de test 3, avec tous ces composants, est pilotée par une unité centrale non représentée sur les figures. [0083] The test structure 3, with all these components, is controlled by a central unit not shown in the figures.
[0084] Quand la puce 5 est e.g. une puce photonique, elle peut comporter au moins un guide de lumière ayant au moins une entrée de lumière et au moins une sortie de lumière. Les récepteurs, e.g. temporaires, aptes à interagir avec l’analyte présent dans le fluide de test sont disposés à la surface de la puce photonique, en regard de la chambre de test 374, quand l'élément cavitaire 373 coiffe de façon étanche la puce 5 à tester. L’interaction entre les récepteurs et l’analyte provoque un changement de propriété locale. Ainsi, lorsque les récepteurs sont en présence de l’analyte, au moins une propriété locale caractéristique du milieu dans lequel sont positionnés les récepteurs est modifiée. Par exemple, la propriété locale est l’indice optique du milieu. [0084] When the chip 5 is eg a photonic chip, it can include at least one light guide having at least one light input and at least one light output. The receptors, eg temporary, capable of interacting with the analyte present in the test fluid are arranged on the surface of the photonic chip, facing the test chamber 37 4 , when the cavity element 37 3 covers in a sealed manner chip 5 to test. The interaction between the receptors and the analyte causes a local property change. Thus, when the receptors are in the presence of the analyte, at the less a local property characteristic of the environment in which the receptors are positioned is modified. For example, the local property is the optical index of the medium.
[0085] Ces récepteurs peuvent être choisis parmi des molécules, des peptides, des polymères, des biomarqueurs, des nanoparticules ou des nanotubes de carbone. Les récepteurs peuvent être des récepteurs temporaires consommables. Ils ont alors une durée de vie plus limitée que les autres composants du dispositif optronique/électronique d’analyse dans laquelle la puce 5 est destinée à être intégrée. [0085] These receptors can be chosen from molecules, peptides, polymers, biomarkers, nanoparticles or carbon nanotubes. Receivers may be expendable temporary receivers. They then have a more limited lifespan than the other components of the optronic/electronic analysis device in which the chip 5 is intended to be integrated.
[0086] Le guide de lumière peut être divisé en une pluralité de branches, chaque branche étant divisée en un bras de référence et un bras de mesure, dans lequel sont disposés les récepteurs. Le bras de référence et le bras de mesure se recombinent en un bras d’interférence. [0086] The light guide can be divided into a plurality of branches, each branch being divided into a reference arm and a measuring arm, in which the receivers are arranged. The reference arm and the measurement arm recombine into an interference arm.
Afin de former les branches, le guide de lumière est divisé successivement, à partir de l’entrée de lumière. En particulier, le guide de lumière peut être divisé en deux portions de premier rang de longueur identique constituant un premier étage du guide de lumière, puis chacune de ces portions de premier rang est à son tour divisée en deux pour former quatre portions de deuxième rang de longueur identique, constituant un deuxième étage du guide de lumière. Chaque portion de deuxième rang est à son tour divisée en deux pour former huit portions de troisième rang de longueur identique constituant un troisième étage du guide de lumière, puis chaque portion de troisième rang est à son tour divisée en deux pour former seize portions de quatrième rang de longueur identique constituant un quatrième étage du guide de lumière, puis chaque portion de quatrième rang est à son tour divisée en deux pour former trente-deux portions de cinquième rang de longueur identique constituant un cinquième étage du guide de lumière, puis chaque portion de cinquième rang est à son tour divisée en deux pour former soixante-quatre portions de sixième rang constituant un sixième étage de guide de lumière. Ces soixante-quatre portions de sixième rang forment chacune une branche. In order to form the branches, the light guide is divided successively, starting from the light entrance. In particular, the light guide can be divided into two first row portions of identical length constituting a first stage of the light guide, then each of these first row portions is in turn divided in two to form four second row portions of identical length, constituting a second stage of the light guide. Each second row portion is in turn divided in two to form eight third row portions of identical length constituting a third stage of the light guide, then each third row portion is in turn divided in two to form sixteen fourth row portions. row of identical length constituting a fourth stage of the light guide, then each fourth row portion is in turn divided in two to form thirty-two fifth row portions of identical length constituting a fifth stage of the light guide, then each portion of fifth rank is in turn divided in two to form sixty-four portions of sixth rank constituting a sixth stage of light guide. These sixty-four portions of the sixth rank each form a branch.
Ces divisions successives du guide de lumière permettent d’augmenter le nombre de branches qui vont permettre de révéler la présence de l’analyte. Le guide de lumière peut comporter plus ou moins de branches que dans l’exemple illustré. Ainsi, le guide de lumière peut comporter plus ou moins d’étages que dans l’exemple illustré. Par exemple, le guide de lumière peut comporter cinq étages, le cinquième étage comporte alors trente-deux portions de cinquième rangs formant chacune une branche, ou sept étages, le septième étage comporte alors cent vingt-huit portions de septième rang formant chacune une branche. These successive divisions of the light guide make it possible to increase the number of branches which will reveal the presence of the analyte. The light guide may have more or fewer branches than in the example shown. Thus, the light guide can have more or fewer stages than in the example illustrated. For example, the light guide can have five stages, the fifth stage then comprises thirty-two portions of fifth rows each forming a branch, or seven stages, the seventh floor then comprises one hundred and twenty-eight portions of seventh row each forming a branch .
Le bras d’interférence de chaque branche possède une première extrémité reliée au bras de référence et au bras de mesure, et une deuxième extrémité. La sortie de lumière du guide de lumière est formée par la deuxième extrémité du bras d’interférence de chaque branche. The interference arm of each branch has a first end connected to the reference arm and the measuring arm, and a second end. The light output of the light guide is formed by the second end of the interference arm of each branch.
Dans cet exemple, le bras d’interférence de chaque branche est divisé à sa deuxième extrémité en un premier sous-bras, un deuxième sous-bras et un troisième sous-bras. La sortie de lumière du guide de lumière est ainsi formée par l’ensemble des trois sous-bras de chacune des branches. In this example, the interference arm of each branch is divided at its second end into a first sub-arm, a second sub-arm and a third sub-arm. The light output of the light guide is thus formed by all of the three sub-arms of each of the branches.
[0087] Dans une puce photonique, l'interface 3710 est un détecteur optique apte à mesurer au moins un paramètre optique dépendant du changement de propriété locale résultant de l'interaction récepteurs temporaires/analyte(s). Par exemple, le détecteur optique peut mesurer l’intensité lumineuse du faisceau lumineux à la sortie de la connexion 378. [0087] In a photonic chip, the interface 37 10 is an optical detector capable of measuring at least one optical parameter depending on the change in local property resulting from the interaction temporary receptors/analyte(s). For example, the optical detector can measure the light intensity of the light beam at the output of connection 37 8 .
[0088] Dans la variante du 1 er mode de réalisation du système de test de puces selon l'invention, montrée sur la photographie de la figure 3, les blocs d'entrée 37 et de sortie 38 diffèrent légèrement sur le plan structurel de ce premier mode de réalisation. [0088] In the variant of the 1st embodiment of the chip test system according to the invention, shown in the photograph of Figure 3, the input 37 and output 38 blocks differ slightly on the structural level from this first embodiment.
L'interface 3710 est une carte électronique pilotant un capteur d'image ou imageur numérique (non visible sur la figure 3 et correspondant à la pointe 379 du 1 er mode de réalisation des figures 1 &2). La connexion 378 relie l'interface 3710 et le capteur d'image ou imageur numérique. The interface 37 10 is an electronic card controlling an image sensor or digital imager (not visible in Figure 3 and corresponding to the tip 37 9 of the 1st embodiment of Figures 1 & 2). Connection 37 8 connects interface 37 10 and the image sensor or digital imager.
Le bras 31 est fixe et le bras 32 est articulé, par rapport au bâti fixe 2. Seul l'ensemble "plaque 4 de puces 5/support 6' est déplaçable dans les directions XYZ par rapport aux blocs d'entrée 37 et de sortie 38. The arm 31 is fixed and the arm 32 is articulated, relative to the fixed frame 2. Only the assembly "plate 4 of chips 5/support 6' is movable in the directions XYZ relative to the input 37 and output blocks 38.
[0089] Le 2e mode de réalisation du système 1 ' selon l'invention montré sur les figures 6 et 7 est caractérisée par une structure de test 3', d'un seul tenant, monté sur un bâti fixe 2'. Dans ce 2e mode de réalisation, les mêmes références adjointes d'un symbole prime', désignent les mêmes pièces/éléments que pour le 1 er mode de réalisation. [0089] The 2nd embodiment of the system 1' according to the invention shown in Figures 6 and 7 is characterized by a test structure 3', in one piece, mounted on a fixed frame 2'. In this 2nd embodiment, the same references added with a prime' symbol designate the same parts/elements as for the 1st embodiment.
[0090] Cette structure de test 3' d'un seul tenant est constituée par un anneau 40' fixé au bâti 2' par 4 boulons 50'. Cet anneau 40' est porteur d'un berceau diamétral 41 ' . [0090] This one-piece test structure 3' is constituted by a ring 40' fixed to the frame 2' by 4 bolts 50'. This 40' ring carries a 41' diametrical cradle.
Ce dernier comprend de l'anneau périphérique 40' vers le centre et de façon symétrique par rapport à ce centre, une potence 42' formée de deux flèches 43' radiales fixées, par leur extrémité périphérique à l'anneau 40 ' et au bâti 3', au moyen de l'un des boulons 50'. Les 2 autres extrémités des flèches radiales 43' convergent vers un barreau 44' qui est solidaire d'un plateau 45' inférieur. Les deux plateaux 45' symétriques par rapport au centre, sont reliés l'un à l'autre par deux longerons 46' parallèles et contenus dans un plan parallèle au plan horizontal XY. Les deux plateaux 45' symétriques et les 2 longerons parallèles 46' forment un cadre rectangulaire. À partir des 4 coins de ce cadre s'étendent, vers le bas et vers le centre, quatre suspentes 47' qui convergent jusqu'à un socle 48', auquel elles sont fixées. Ce socle 48' est disposé dans un plan parallèle au plan horizontal XY et comprend la source d'énergie lumineuse ou électrique 384', l'élément cavitaire 373' conçu pour définir par contact étanche avec la plaque 4' de puces 5' la chambre de test 374' , et l'interface optique ou électronique 3710' (détecteur optique/caméra). L'élément cavitaire 373' est connecté aux conduits d'admission 375' et d'évacuation 376' du fluide de test. The latter comprises from the peripheral ring 40' towards the center and symmetrically with respect to this center, a bracket 42' formed of two radial arrows 43' fixed, by their peripheral end to the ring 40' and to the frame 3 ', using one of the 50' bolts. The other 2 ends of the radial arrows 43' converge towards a bar 44' which is secured to a lower plate 45'. The two plates 45', symmetrical with respect to the center, are connected to each other by two parallel beams 46' and contained in a plane parallel to the horizontal plane XY. The two symmetrical 45' plates and the 2 parallel 46' beams form a rectangular frame. From the 4 corners of this frame extend, downwards and towards the center, four hangers 47' which converge to a base 48', to which they are fixed. This base 48' is arranged in a plane parallel to the horizontal plane XY and includes the light or electrical energy source 38 4 ', the cavity element 37 3 ' designed to define by tight contact with the plate 4' of chips 5' the test chamber 37 4 ', and the optical or electronic interface 37 10 ' (optical detector/camera). The cavity element 37 3 ' is connected to the inlet 37 5 ' and evacuation 37 6 ' conduits of the test fluid.
Le plateau 45' situé dans la partie gauche de l'anneau 40' sert de support à 3 cartes électroniques ou interfaces 3710', pilotant un capteur d'image ou imageur numérique (non visible sur les figures 6 & 7 et correspondant à la pointe 379 du 1 er mode de réalisation des figures 1 &2). The plate 45' located in the left part of the ring 40' serves as a support for 3 electronic cards or interfaces 37 10 ', controlling an image sensor or digital imager (not visible in Figures 6 & 7 and corresponding to the tip 37 9 of the 1st embodiment of Figures 1 &2).
[0091] Le fluide de test est, par exemple, choisi parmi les composés organiques volatils tels que l'éthanol, l'octanal ou le bêta-pinène. [0091] The test fluid is, for example, chosen from volatile organic compounds such as ethanol, octanal or beta-pinene.
Procédés Processes
[0092] L'invention concerne également un procédé de test en série mettant en œuvre le système de test susvisé. [0093] Etape T1 : Placement d'un ensemble PP/S constitué par une plaque de puces en semi- conducteur reposant sur un support, en regard d'une structure de test selon l'invention, dans une position P° préliminaire au test. [0092] The invention also relates to a serial test method implementing the aforementioned test system. [0093] Step T1: Placement of a PP/S assembly consisting of a plate of semiconductor chips resting on a support, facing a test structure according to the invention, in a position P° preliminary to the test .
Le support est positionné à l'extérieur du robot "probe/1' de manipulation de l'ensemble PP/S "plaque 4 de puces 5/support G'. L'opérateur dépose la plaque 4 sur le support 6 manuellement. Le support 6 est percé d'une série de trous qui font partie intégrante d'un système d'aspiration permettant de maintenir la plaque 4 en place sur ce support 6. L'opérateur active cette aspiration. L'ensemble PP/S désormais fixe est placé au regard de la structure de test 3. The support is positioned outside the robot "probe/ 1 ' for handling the PP/S assembly "plate 4 of chips 5/support G'. The operator places the plate 4 on the support 6 manually. The support 6 is pierced with a series of holes which form an integral part of a suction system making it possible to hold the plate 4 in place on this support 6. The operator activates this suction. The now fixed PP/S set is placed with regard to test structure 3.
Selon une variante, il est possible d'équiper le "probe/1' avec un chargeur automatique de plaques. Dans ce cas, l'opérateur dépose une cassette contenant une ou plusieurs plaques, dans l'emplacement du "probe/1' prévue à cet effet. Le "probe/1' charge ensuite automatiquement la plaque souhaitée sur le support 6. According to a variant, it is possible to equip the "probe/ 1 " with an automatic plate loader. In this case, the operator places a cassette containing one or more plates, in the location of the "probe/ 1 " provided for this purpose. The "probe/ 1 " then automatically loads the desired plate onto the support 6.
[0094] Etape T2: Positionnement, selon les axes X,Y,Z, de la plaque à tester contre l'élément cavitaire de la structure de test, pour chacune des puces de cette plaque; [0094] Step T2: Positioning, along the axes X, Y, Z, of the plate to be tested against the cavity element of the test structure, for each of the chips on this plate;
T 2.1 : Posit ion neme nt. X Y de J ' e nse m bl e. PP/S en _vjs;à:y is. d.'u ne puce. à. tester : T 2.1: Negative position. XY of J ' en set m bl e. PP/S in _vjs ; to : y is. d.'u does not chip. has. test :
Le support 6 est motorisé sur 3 axes. Le robot "probe/1' de manipulation est équipé de caméras qui repèrent des marques sur les puces 5 permettant de positionner l'ensemble PP/S vis-à-vis de la structure 3 de test. Support 6 is motorized on 3 axes. The handling robot "probe/ 1 " is equipped with cameras which locate marks on the chips 5 making it possible to position the PP/S assembly with respect to the test structure 3.
T2.2 : Positionnement en Z de l'ensemble PP/S, de sorte que la périphérie d'une puce à tester soit en contact étanche avec l'élément cavitaire, plus précisément avec , comme montré dans l'exemple de la figure 5, la bordure périphérique de iointoiement de cet élément cavitaire: T2.2: Z positioning of the PP/S assembly, so that the periphery of a chip to be tested is in sealed contact with the cavity element, more precisely with , as shown in the example of Figure 5 , the peripheral border of this cavity element:
Les hauteurs Z de la structure de test et de l'ensemble PP/S sont connues et calibrées dans l'unité de pilotage qui contrôle la position de l'ensemble PP/S, et donc la distance entre l'ensemble PP/S et la structure 3 de test. Cette unité de pilotage commence la mise en contact étanche de la périphérie de la puce 5 avec la bordure périphérique de jointoiement de l'élément cavitaire. The Z heights of the test structure and the PP/S assembly are known and calibrated in the control unit which controls the position of the PP/S assembly, and therefore the distance between the PP/S assembly and structure 3 test. This control unit begins to bring the periphery of the chip 5 into tight contact with the peripheral jointing edge of the cavity element.
[0095] Etape T3: Implémentation d'au moins une séquence de test sur la puce en contact étanche avec l'élément cavitaire de la structure de test. Cette séquence de test s'opère par mise en œuvre d'une circulation de fluide(s) dans la chambre 374 fluidique de test étanche, délimitée par l'élément cavitaire 373. [0095] Step T3: Implementation of at least one test sequence on the chip in sealed contact with the cavity element of the test structure. This test sequence is carried out by implementing a circulation of fluid(s) in the sealed fluid test chamber 37 4 , delimited by the cavity element 37 3 .
Cette étape peut avoir une durée comprise entre 30s et 5 minutes. This step can last between 30s and 5 minutes.
[0096] Eventuelle étape T4: Repérage puces défectueuses [0096] Possible step T4: Identification of defective chips
Attribution ou non d'un statut prédéfini d'état défectueux à la puce testée, en fonction des résultats de l'étape T3. Assignment or not of a predefined defective status to the chip tested, depending on the results of step T3.
[0097] Eventuelle étape T5: Interprétation du (des) paramètre(s) de la puce testée, mesuré(s) en T3. [0097] Possible step T5: Interpretation of the parameter(s) of the chip tested, measured in T3.
[0098] Etape T2': Repositionnement de l'ensemble PP/S dans la position P° préliminaire au test T2'.1 : Positionnement en Z de l'ensemble PP/S: [0098] Step T2': Repositioning of the PP/S assembly in position P° preliminary to test T2'.1: Z positioning of the PP/S assembly:
Grâce au support 6 motorisé comme en T2.2, déplacement vers le bas d'une distance suffisante, par exemple comprise entre 100 et 900 micromètres, pour dégager PP/S et permettre son positionnement subséquent en XY; T 2' .2 : Posit ion ne me nt. X Y de..l'ensembl e . P P/S .pou. r .un..retour, en. position. P° : Thanks to the motorized support 6 as in T2.2, downward movement of a sufficient distance, for example between 100 and 900 micrometers, to release PP/S and allow its subsequent positioning in XY; T 2' .2: Position does not lie. XY of..the set. PP/S .pou. r .a..return, in. position. P°:
Ce positionnement s'effectue comme T2.1 au moyen du support 6 motorisé. This positioning is carried out like T2.1 using the motorized support 6.
[0099] La séquence d'étapes décrites ci-dessus est répétée un nombre de fois correspondant au nombre de puces à tester. The sequence of steps described above is repeated a number of times corresponding to the number of chips to be tested.
[0100] Selon un autre aspect "procédé" de l'invention, le système de test qu'elle concerne peut être utilisé lors de la fabrication en série de puces optroniques et/ou électroniques. [0100] According to another “process” aspect of the invention, the test system that it concerns can be used during the mass production of optronic and/or electronic chips.
Exemples Examples
[0101] Le système de test mis en œuvre est celui combinant le premier mode de réalisation et la variante de ce premier mode décrit ci-dessus et, respectivement, dans les figures 1 , 2, 4 et 5, d'une part, et dans la figure 3. Le robot "prober" de manipulation de l'ensemble PP/S "plaque 4 de puces 5/support 6" de ce dispositif, est un équipement Prober SUMMIT200 de FormFactor. Une unité de pilotage gère les commandes de ce robot "prober". [0101] The test system implemented is that combining the first embodiment and the variant of this first mode described above and, respectively, in Figures 1, 2, 4 and 5, on the one hand, and in Figure 3. The "prober" robot for handling the PP/S assembly "plate 4 of chips 5/support 6" of this device is Prober SUMMIT200 equipment from FormFactor. A control unit manages the commands of this “prober” robot.
1 . L’opérateur installe une plaque 4 de silicium à tester sur le support 3 « chuck » du robot "probe/". Grâce à l'unité de pilotage, l’ensemble PP/S s’aligne ensuite en vis-à-vis de la structure 3 de test. Cette dernière est équipée de 2 bras 31 ,32. Le bras 32 est pourvu d'une fibre optique 383 d'acheminement de l'énergie lumineuse issue de la source 384 (Figure 2). Le bras 31 est équipé d'un imageur numérique piloté par l'interface optique 3710 type imageur (Figure 3). 1. The operator installs a silicon plate 4 to be tested on the “chuck” support 3 of the “probe/” robot. Thanks to the control unit, the PP/S assembly then aligns opposite the test structure 3. The latter is equipped with 2 arms 31,32. The arm 32 is provided with an optical fiber 38 3 for conveying the light energy coming from the source 38 4 (Figure 2). The arm 31 is equipped with a digital imager controlled by the optical interface 37 10 imager type (Figure 3).
2. La plaque 4 de silicium est constituée de plusieurs centaines de puces 5 photoniques à tester. Chaque puce 5 possède un coupleur par réseaux de diffraction (entrée) et une matrice de coupleurs par réseaux de diffraction (sortie). 2. The silicon plate 4 is made up of several hundred photonic chips 5 to be tested. Each chip 5 has a diffraction grating coupler (input) and a matrix of diffraction grating couplers (output).
3. L’ensemble PP/S est positionné en X/Y en face de la structure 3 de test, afin d’avoir la fibre optique 383 en face du coupleur en entrée, et l’imageur de l'interface optique 3710 en face de la matrice de coupleurs en sortie. 3. The PP/S assembly is positioned in X/Y in front of the test structure 3, in order to have the optical fiber 38 3 in front of the input coupler, and the imager of the optical interface 37 10 in front of the output coupler matrix.
4. L’ensemble PP/S une fois aligné correctement en XY, se positionne en Z, afin de réaliser une étanchéité de la chambre 374 fluidique de test, définie par le contact entre la bordure de jointoiement de l'élément cavitaire 373 et la périphérie de la puce 5 à tester. 4. The PP/S assembly, once correctly aligned in XY, is positioned in Z, in order to seal the fluidic test chamber 37 4 , defined by the contact between the jointing edge of the cavity element 37 3 and the periphery of chip 5 to be tested.
5. Du bêta-pinène sous forme gazeuse est ensuite injecté par aspiration dans la chambre 374 fluidique de test. 5. Beta-pinene in gaseous form is then injected by suction into the test fluid chamber 37 4 .
6. La réaction des analytes sur les transducteurs est suivie et enregistrée par l’imageur. Sur la figure (Graphe VOC), les différentes phases sont visibles. (Passage air, bêta-pinène, air). 6. The reaction of the analytes on the transducers is monitored and recorded by the imager. In the figure (VOC graph), the different phases are visible. (Passage of air, beta-pinene, air).
La figure 3 illustre des diagrammes temporels superposés de N = 19 signaux de réflectance obtenus sur un échantillon de fluide selon un protocole de mesure prédéfini dans lequel : les sites réactifs 18 sont exposés à un environnement d'air sec sans échantillon de fluide pendant une première phase de référence PH1 , ils sont ensuite exposés à l'échantillon de fluide pendant une deuxième phase analytique PH2 d'adsorption, et ils sont enfin exposés à nouveau à l'environnement d'air sec sans échantillon de fluide pendant une troisième phase finale PH3 de désorption. 7. Interprétation de la mesure OK/NOK Figure 3 illustrates superimposed temporal diagrams of N = 19 reflectance signals obtained on a fluid sample according to a predefined measurement protocol in which: the reactive sites 18 are exposed to a dry air environment without a fluid sample for a first reference phase PH1, they are then exposed to the fluid sample during a second analytical phase PH2 of adsorption, and they are finally exposed again to the dry air environment without fluid sample during a third final phase PH3 desorption. 7. Interpretation of the OK/NOK measurement
8. L’ensemble PP/S se repositionne et recommence le même test sur une puce adjacente. 8. The PP/S assembly repositions itself and repeats the same test on an adjacent chip.
[0102] Au-delà de la fabrication des composants que sont les puces optroniques ou électroniques, le système de test selon l'invention s'intégre, bien évidemment, dans la fabrication de dispositifs optroniques/électroniques comprenant les puces testées conformément à l'invention. [0102] Beyond the manufacture of the components which are the optronic or electronic chips, the test system according to the invention is integrated, obviously, into the manufacture of optronic/electronic devices comprising the chips tested in accordance with the invention.
[0103] Les dispositifs optroniques/électroniques considérés peuvent être du type de ceux comprenant : [0103] The optronic/electronic devices considered may be of the type comprising:
- un capteur consommable et interchangeable comportant i) une puce photonique comprenant au moins une chambre fluidique de mesure comportant un guide de lumière dans lequel sont disposés des récepteurs, e.g. temporaires, aptes à avoir une interaction avec l’(les) analyte(s) présent(s) dans le fluide, l’interaction provoquant un changement de propriété(s) locale(s), le guide de lumière comportant une entrée de lumière et une sortie de lumière, et ii) un capot, par exemple solidarisé à la puce photonique, et comprenant une ouverture adaptée pour admettre le fluide dans la chambre de mesure et pour évacuer le fluide de la chambre de mesure ;- a consumable and interchangeable sensor comprising i) a photonic chip comprising at least one fluidic measuring chamber comprising a light guide in which receptors are arranged, e.g. temporary, capable of interacting with the analyte(s) present in the fluid, the interaction causing a change in local property(s), the light guide comprising a light inlet and a light outlet, and ii) a cover, for example secured to the photonic chip, and comprising an opening adapted to admit the fluid into the measuring chamber and to discharge the fluid from the measuring chamber;
- un support de capteur comportant un logement dans lequel le capteur est destiné à être mis en place de manière réversible ; - a sensor support comprising a housing in which the sensor is intended to be installed reversibly;
- un élément de fermeture coopérant avec le support de capteur pour encapsuler le capteur ; - a closing element cooperating with the sensor support to encapsulate the sensor;
- un transducteur de changement de propriété(s) locale(s) provoqué par l’interaction entre les récepteurs et l’(les)analyte(s) apte à convertir ce changement en un signal électronique exprimant ce changement, ce transducteur comportant : - a transducer for change of local property(s) caused by the interaction between the receptors and the analyte(s) capable of converting this change into an electronic signal expressing this change, this transducer comprising:
* une source de lumière cohérente, d'une part, apte à émettre un faisceau lumineux cohérent dans le guide de lumière de la puce photonique, et, d'autre part, positionnée sur la capot du capteur ou sur l’élément de fermeture; * a coherent light source, on the one hand, capable of emitting a coherent light beam in the light guide of the photonic chip, and, on the other hand, positioned on the sensor cover or on the closing element;
* un détecteur optique agencé en regard de la sortie de lumière du guide de lumière et apte à mesurer un paramètre optique du faisceau lumineux dépendant du changement de propriété locale, à la sortie du guide de lumière. * an optical detector arranged opposite the light output of the light guide and capable of measuring an optical parameter of the light beam depending on the change in local property, at the output of the light guide.
[0104] Le guide de lumière est, par exemple, du type de celui décrit supra au paragraphe [0084], [0104] The light guide is, for example, of the type described above in paragraph [0084],
[0105] Le transducteur qui permet de convertir le changement de propriété locale en un signal électronique exprimant le changement de propriété locale, peut être du type de ceux comprenant une source de lumière cohérente et un détecteur optique. La source de lumière peut par exemple être une diode laser (VCSEL). La source de lumière est alignée avec l’entrée de lumière de sorte que la source de lumière puisse émettre un faisceau lumineux cohérent dans le guide de lumière de la puce photonique. Le faisceau lumineux émis par la source de lumière a un axe d’émission sensiblement perpendiculaire à la surface supérieure du capot. L’alignement entre la source de lumière et l’entrée de lumière du guide de lumière est ainsi facilitée. Alternativement, l’axe d’émission du faisceau lumineux pourrait former un angle non nul avec un axe perpendiculaire à la surface supérieure du capot. Par exemple, l’angle peut être inférieur à 5°, voire inférieur à 1 °. Le détecteur optique est positionné en regard de la sortie de lumière du guide de lumière et peut mesurer un paramètre optique du faisceau lumineux dépendant du changement de propriété locale, à la sortie du guide de lumière. Par exemple, le détecteur optique peut mesurer l’intensité lumineuse du faisceau lumineux à la sortie du guide de lumière, ou la puissance lumineuse du faisceau lumineux à la sortie du guide de lumière. Le détecteur optique est positionné sur l’élément de fermeture. [0105] The transducer which makes it possible to convert the change in local property into an electronic signal expressing the change in local property, can be of the type comprising a coherent light source and an optical detector. The light source can for example be a laser diode (VCSEL). The light source is aligned with the light input so that the light source can emit a coherent light beam into the light guide of the photonic chip. The light beam emitted by the light source has an emission axis substantially perpendicular to the upper surface of the cover. The alignment between the light source and the light input of the light guide is thus facilitated. Alternatively, the axis of emission of the light beam could form a non-zero angle with an axis perpendicular to the upper surface of the cover. For example, the angle may be less than 5°, or even less than 1°. The optical detector is positioned facing the light output of the light guide and can measure a optical parameter of the light beam depending on the change in local property, at the exit of the light guide. For example, the optical detector can measure the light intensity of the light beam at the exit of the light guide, or the light power of the light beam at the exit from the light guide. The optical detector is positioned on the closing element.
[0106] L'assemblage des puces opérationnelles triées grâce au test au système de test selon l'invention au reste du capteur consommable et interchangeable, de même que l'assemblage de ce capteur au reste du dispositif optronique/électronique d'analyse d'au moins un analyte présent dans un fluide, sont des méthodes connues dans le domaine technique considéré. [0106] The assembly of the operational chips sorted by the test to the test system according to the invention to the rest of the consumable and interchangeable sensor, as well as the assembly of this sensor to the rest of the optronic/electronic device for analyzing at least one analyte present in a fluid, are methods known in the technical field considered.
[0107] Les analytes peuvent être contenu dans un fluide gazeux ou liquide. [0107] The analytes can be contained in a gaseous or liquid fluid.
[0108] Les fluides gazeux peuvent comprendre des composés organiques volatils, notamment des COV odoriférants. À titre d'exemples, on peut mentionner : octanal (agrumes), vanilline (vanille), acétate de linalyle (lavande). [0108] The gaseous fluids may include volatile organic compounds, in particular odoriferous VOCs. As examples, we can mention: octanal (citrus), vanillin (vanilla), linalyl acetate (lavender).
[0109] Les fluides liquides peuvent comprendre des composés organiques, notamment les composés organiques constitutifs de saveurs. [0109] The liquid fluids may include organic compounds, in particular organic compounds constituting flavors.
[0110] Les puces 5 testées dans ces exemples sont celles qui sont intégrées dans un dispositif optronique du type de ceux produits et commercialisés par la société Aryballe et décrits supra aux § [0104] à [0107], [0110] The chips 5 tested in these examples are those which are integrated into an optronic device of the type of those produced and marketed by the company Aryballe and described above in § [0104] to [0107],
[0111] Dans ces puces, la chambre 374 fluidique de test comporte, par exemple, 60 récepteurs aptes à interagir avec l’analyte présent dans le fluide, cette interaction provoquant un changement de propriété(s) locale(s). Chaque récepteur est un détecteur olfactif, par exemple, un biodétecteur conçu pour interagir avec une famille particulière de composés organiques volatils. En pratique, chaque détecteur olfactif sur chaque récepteur peut comprendre une molécule, telle qu'un peptide immobilisé sur un substrat ou un polymère enduit sur une surface, complémentaire des composés organiques volatils de la famille associée à ce détecteur olfactif. Dans cette chambre 374, les récepteurs sont disposés de façon matricielle sur une grille de positionnement, c'est-à-dire qu'ils sont respectivement situés au centre des cellules de cette grille. [0111] In these chips, the fluid test chamber 37 4 comprises, for example, 60 receptors capable of interacting with the analyte present in the fluid, this interaction causing a change in local property(s). Each receptor is an olfactory detector, for example, a biosensor designed to interact with a particular family of volatile organic compounds. In practice, each olfactory detector on each receptor may comprise a molecule, such as a peptide immobilized on a substrate or a polymer coated on a surface, complementary to the volatile organic compounds of the family associated with this olfactory detector. In this chamber 37 4 , the receivers are arranged in a matrix manner on a positioning grid, that is to say they are respectively located at the center of the cells of this grid.
[0112] Le transducteur de changement de propriété(s) locale(s) provoqué par l’interaction entre les récepteurs et l’(les)analyte(s) apte à convertir ce changement en un signal électronique exprimant ce changement, peut fonctionner selon un principe d'imagerie par résonance plasmonique de surface (SPR) configuré pour mesurer tout changement d'indice de réfraction dû à une interaction de l'échantillon de fluide avec tout site réactif grâce à un effet plasmonique. Le signal électronique S est une séquence d'images en niveaux de gris des récepteurs/biodétecteurs olfactifs. [0112] The transducer for changing local property(s) caused by the interaction between the receptors and the analyte(s) capable of converting this change into an electronic signal expressing this change, can operate according to a surface plasmon resonance (SPR) imaging principle configured to measure any change in refractive index due to interaction of the fluid sample with any reactive site through a plasmonic effect. The electronic signal S is a sequence of grayscale images of the olfactory receptors/biodetectors.
Dans une variante, le transducteur peut être un système d'interféromètre Mach-Zehnder configuré pour mesurer tout changement d'indice de réfraction dû à une interaction de l'échantillon de fluide avec un site réactif quelconque grâce à un déphasage détectable entre un bras de référence de l'interféromètre et un bras de détection sur lequel est disposé un site réactif quelconque. Un tel transducteur émet un signal électronique S qui est une séquence d'images à décalage de phase des récepteurs/biodétecteurs olfactifs. Dans une autre variante, le transducteur peut être un système nano- ou micro-électromécanique (NEMS ou MEMS) configuré pour mesurer un changement de fréquence de résonance d'une membrane vibrante, sur laquelle est disposé un site réactif. Les récepteurs/biodétecteurs olfactifs sont par exemple disposés sur une matrice de membranes vibrantes NEMS ou MEMS afin de délivrer un signal électronique S qui est une séquence de signaux de décalage de fréquence de résonance des récepteurs/biodétecteurs olfactifs. Alternatively, the transducer may be a Mach-Zehnder interferometer system configured to measure any change in refractive index due to interaction of the fluid sample with any reactive site through a detectable phase shift between an arm of reference of the interferometer and a detection arm on which any reactive site is placed. Such a transducer emits an electronic signal S which is a sequence of phase-shifted images of the olfactory receptors/biodetectors. In another variant, the transducer may be a nano- or micro-electromechanical system (NEMS or MEMS) configured to measure a change in resonance frequency of a vibrating membrane, on which a reactive site is arranged. The olfactory receptors/biodetectors are for example arranged on a matrix of NEMS or MEMS vibrating membranes in order to deliver an electronic signal S which is a sequence of resonance frequency shift signals of the olfactory receptors/biodetectors.
Quel que soit le transducteur, l'idée générale est Regardless of the transducer, the general idea is
* de fonctionnaliser les récepteurs/biodétecteurs olfactifs (i.e. biocapteurs, polymères, nanotubes de carbone, etc.) de telle sorte qu'ils adsorbent et désorbent les composés organiques volatils de manière différenciée, * to functionalize olfactory receptors/biodetectors (i.e. biosensors, polymers, carbon nanotubes, etc.) so that they adsorb and desorb volatile organic compounds in a differentiated manner,
* d'obtenir une réponse d'interaction moléculaire différenciée de la part des sites réactifs, * to obtain a differentiated molecular interaction response from the reactive sites,
* et d'amplifier la réponse sous forme d'un signal électronique S, à l'aide d'un dispositif de transduction physique. * and to amplify the response in the form of an electronic signal S, using a physical transduction device.
Dans cet exemple, les récepteurs/biodétecteurs olfactifs du système sont au nombre de 22. In this example, there are 22 olfactory receptors/biodetectors in the system.
[0113] Dans les exemples, le processus de test à l'aide du système selon l'invention s'opère comme suit: [0113] In the examples, the test process using the system according to the invention operates as follows:
1 . L’opérateur installe une plaque 4 de silicium à tester sur le support 3 « chuck » du robot "probe/". Grâce à l'unité de pilotage, l’ensemble PP/S s’aligne ensuite en vis-à-vis de la structure 3 de test. Cette dernière est équipée de 2 bras 31 ,32. Le bras 32 est pourvu d'une fibre optique 383 d'acheminement de l'énergie lumineuse issue de la source 384 (Figure 2). Le bras 31 est équipé d'un imageur numérique piloté par l'interface optique 3710 type imageur (Figure 3). 1. The operator installs a silicon plate 4 to be tested on the “chuck” support 3 of the “probe/” robot. Thanks to the control unit, the PP/S assembly then aligns opposite the test structure 3. The latter is equipped with 2 arms 31,32. The arm 32 is provided with an optical fiber 38 3 for conveying the light energy coming from the source 38 4 (Figure 2). The arm 31 is equipped with a digital imager controlled by the optical interface 37 10 imager type (Figure 3).
2. La plaque 4 de silicium est constituée de plusieurs centaines de puces 5 photoniques à tester. Chaque puce 5 possède un coupleur par réseaux de diffraction (entrée) et une matrice de coupleurs par réseaux de diffraction (sortie). 2. The silicon plate 4 is made up of several hundred photonic chips 5 to be tested. Each chip 5 has a diffraction grating coupler (input) and a matrix of diffraction grating couplers (output).
3. L’ensemble PP/S est positionné en X/Y en face de la structure 3 de test, afin d’avoir la fibre optique 383 en face du coupleur en entrée, et l’imageur de l'interface optique 3710 en face de la matrice de coupleurs en sortie. 3. The PP/S assembly is positioned in X/Y in front of the test structure 3, in order to have the optical fiber 38 3 in front of the input coupler, and the imager of the optical interface 37 10 in front of the output coupler matrix.
4. L’ensemble PP/S une fois aligné correctement en XY, se positionne en Z, afin de réaliser une étanchéité de la chambre 374 fluidique de test, définie par le contact entre la bordure de jointoiement de l'élément cavitaire 373 et la périphérie de la puce 5 à tester. 4. The PP/S assembly, once correctly aligned in XY, is positioned in Z, in order to seal the fluidic test chamber 37 4 , defined by the contact between the jointing edge of the cavity element 37 3 and the periphery of chip 5 to be tested.
5. Interprétation de la mesure 5. Interpretation of the measurement
6. L’ensemble PP/S se repositionne et recommence le même test sur une puce adjacente. 6. The PP/S assembly repositions itself and repeats the same test on an adjacent chip.
[0114] Exemple 1 : Evaluation de l'étanchéité du système de test selon l'invention [0114] Example 1: Evaluation of the tightness of the test system according to the invention
[0115] L’étanchéité du système peut être validé par un test de pression : Les transducteurs sont sensibles à la pression auxquelles ils sont soumis. Le signal qu’ils transmettent est une image linéaire de la pression exercée sur leurs surfaces. Le gain signal/pression étant connu, il est facile de le déterminer et de valider ainsi l’étanchéité du système. [0115] The tightness of the system can be validated by a pressure test: The transducers are sensitive to the pressure to which they are subjected. The signal they transmit is a linear image of the pressure exerted on their surfaces. The signal/pressure gain being known, it is easy to determine it and thus validate the tightness of the system.
La figure 8 ci-annexée illustre un chronogramme où sont représentés les 22 signaux superposés [en fonction du temps (s)] correspondant aux 22 déphasages A (en radians) d’ondes lumineuses qui sont mesurés par les transducteurs couplés aux 22 récepteurs/biodétecteurs olfactifs d’une même puce, obtenus selon un protocole de mesure prédéfini. Figure 8 attached illustrates a chronogram where the 22 superimposed signals are represented [as a function of time (s)] corresponding to the 22 phase shifts A (in radians) of light waves which are measured by transducers coupled to the 22 olfactory receptors/biodetectors of the same chip, obtained according to a predefined measurement protocol.
Dans la phase PH1 , de l’air sous une pression atmosphérique est mis en circulation (1bar). On applique ensuite une pression de 3 bars (PH2) dans le système fermé (la cavité où se trouve les transducteurs est sous une pression de 3 bars). Puis le circuit fluidique rétablit le système à la pression atmosphérique (PH3) de 1 bar. In phase PH1, air under atmospheric pressure is circulated (1 bar). We then apply a pressure of 3 bars (PH2) in the closed system (the cavity where the transducers are located is under a pressure of 3 bars). Then the fluidic circuit restores the system to atmospheric pressure (PH3) of 1 bar.
L'homogénéité des réponses lors de la mise sous pression, montrées sur la figure 8 confirment l'étanchéité de la chambre de test définie par le système selon l'invention, une fois établi le contact entre l'élément cavitaire du système et au moins une partie de la puce. The homogeneity of the responses during pressurization, shown in Figure 8, confirm the tightness of the test chamber defined by the system according to the invention, once contact has been established between the cavity element of the system and at least part of the chip.
[0116] Exemple 2: Tests de puces à l'aide du système selon l'invention [0116] Example 2: Tests of chips using the system according to the invention
[0117] Dans cet exemple, la chambre fluidique de test 374 comporte 22 récepteurs-/biodétecteurs olfactifs. [0117] In this example, the fluidic test chamber 37 4 comprises 22 olfactory receptors/biodetectors.
[0118] Après le point 4 du § [114], de l'air, du bêta-pinène sous forme gazeuse, puis de l'air, est injecté par aspiration dans la chambre 374 fluidique de test. [0118] After point 4 of § [114], air, beta-pinene in gaseous form, then air, is injected by suction into the fluidic test chamber 37 4 .
[0119] La réaction des analytes sur les transducteurs est suivie et enregistrée par l’imageur. [0119] The reaction of the analytes on the transducers is monitored and recorded by the imager.
[0120] Sur la figure 9 annexée montrant les chronogrammes (Graphes VOC) où sont représentés les 22 signaux superposés [en fonction du temps en s], correspondant aux 22 déphasages A (en radians) des ondes lumineuses, qui sont mesurés par les transducteurs couplés aux récepteurs/biodétecteurs olfactifs de la puce testée. Les différentes phases sont visibles. (Passage air, bêta-pinène, air). [0120] In Figure 9 attached showing the chronograms (VOC graphs) where the 22 superimposed signals are represented [as a function of time in s], corresponding to the 22 phase shifts A (in radians) of the light waves, which are measured by the transducers coupled to the olfactory receptors/biodetectors of the chip tested. The different phases are visible. (Passage of air, beta-pinene, air).
[0121] Les récepteurs/biodétecteurs olfactifs sont exposés à un environnement d'air sec sans prélèvement de fluide pendant une première phase de référence PH1 . [0121] The olfactory receptors/biodetectors are exposed to a dry air environment without fluid sampling during a first reference phase PH1.
[0122] Ils sont ensuite exposés à l'échantillon fluide de bêta-pinène lors d'une seconde phase analytique PH2 d'adsorption, qui est caractérisée par une montée homogène en plateau des 22 signaux de décalage angulaire A des ondes lumineuses. [0122] They are then exposed to the fluid sample of beta-pinene during a second analytical PH2 adsorption phase, which is characterized by a homogeneous rise in plateau of the 22 angular shift signals A of the light waves.
[0123] Ils sont enfin exposés à nouveau au milieu air sec sans prélèvement de fluide lors d'une troisième phase finale PH3 de désorption. [0123] They are finally exposed again to the dry air environment without fluid sampling during a third final PH3 desorption phase.

Claims

Revendications Claims
[Revendication 1] Système (1 ,1 ') de test de puces (5,5'), d'une part, conçues pour l’analyse d’au moins un analyte présent dans un fluide, et, d'autre part, élaborées sur des plaques (4,4') ("wafers") de semi-conducteur(s), de préférence en silicium; [Claim 1] System (1.1') for testing chips (5.5'), on the one hand, designed for the analysis of at least one analyte present in a fluid, and, on the other hand, produced on wafers (4.4') of semiconductor(s), preferably silicon;
* chacune de ces plaques (4,4'), d'une part, comportant une pluralité de ces puces (5,5'), et, d'autre part, étant destinée à être découpée en puces (5,5') individualisées; * each of these plates (4.4'), on the one hand, comprising a plurality of these chips (5.5'), and, on the other hand, being intended to be cut into chips (5.5') individualized;
* chacune de ces puces (5,5') comprenant: * each of these chips (5.5') comprising:
- des récepteurs aptes à interagir avec l’analyte présent dans le fluide, cette interaction provoquant un changement de propriété(s) locale(s); - receptors capable of interacting with the analyte present in the fluid, this interaction causing a change in local property(s);
- au moins une entrée d'énergie, de préférence lumineuse et/ou électrique; - at least one energy input, preferably light and/or electrical;
- et au moins une sortie d'énergie de préférence lumineuse et/ou électrique; caractérisé en ce que - and at least one energy output, preferably luminous and/or electrical; characterized in that
* ce système (1 ,1 ') comprend un bâti (2,2') fixe, une structure de test (3,3') solidaire du bâti (2,2') et propre à coopérer, pour le test, avec au moins une plaque (4,4') reposant sur un support (6,6');* this system (1,1') comprises a fixed frame (2,2'), a test structure (3,3') secured to the frame (2,2') and capable of cooperating, for the test, with at minus one plate (4.4') resting on a support (6.6');
* l'ensemble PP/S plaque (4,4')/support (6,6'), et éventuellement la structure de test (3,3'), étant déplaçable(s) par rapport au bâti (2,2'); * the PP/S plate (4.4')/support (6.6') assembly, and possibly the test structure (3.3'), being movable relative to the frame (2.2') );
* la structure de test (3,3') comprend : * the test structure (3.3') includes:
- une source d'énergie (384,384') lumineuse, et, éventuellement une source d'énergie électrique;- a light energy source (38 4 , 38 4 '), and possibly a source of electrical energy;
- au moins une interface optique (3710,3710'), et, éventuellement une interface électronique, apte à mesurer au moins un paramètre optique et, éventuellement au moins un paramètre électronique, dépendant du changement de propriété locale résultant de l'interaction récepteurs /analyte(s);- at least one optical interface (37 10 , 37 10 '), and, optionally an electronic interface, capable of measuring at least one optical parameter and, optionally at least one electronic parameter, depending on the change in local property resulting from the interaction receptors/analyte(s);
- au moins un élément cavitaire (373, 373') apte à être mis en contact étanche, de manière réversible, avec au moins une puce (5,5') de la plaque (4,4') pour définir une chambre de test (374, 374') étanche, destinée à recevoir le fluide contenant le ou les analytes prévu(s) pour le test de cette puce (5,5');- at least one cavity element (37 3 , 37 3 ') capable of being placed in sealed contact, reversibly, with at least one chip (5.5') of the plate (4.4') to define a chamber waterproof test box (37 4 , 37 4 '), intended to receive the fluid containing the analyte(s) intended for the test of this chip (5.5');
* ce système (1 ,1 ') comporte également au moins une unité de pilotage de la structure de test et, plus généralement, du processus de test. * this system (1,1 ') also includes at least one unit for controlling the test structure and, more generally, the test process.
[Revendication 2] Système (1 ,1 ') selon la revendication 1 caractérisé en ce que: [Claim 2] System (1,1 ') according to claim 1 characterized in that:
* les puces (5,5') sont des puces photoniques qui comportent chacune au moins un guide de lumière pourvue d'au moins une entrée de lumière et d'au moins une sortie de lumière; * the chips (5.5') are photonic chips which each comprise at least one light guide provided with at least one light input and at least one light output;
* la structure de test (3,3')comprend au moins une source (384,384') de lumière cohérente pouvant émettre un faisceau lumineux cohérent dans l'entrée de lumière du guide de lumière de la puce;* the test structure (3.3') comprises at least one source (38 4 , 38 4 ') of coherent light capable of emitting a coherent light beam into the light input of the light guide of the chip;
* l'interface optique (3710, 3710') comprend au moins un détecteur optique agencé en regard de la sortie de lumière du guide de lumière et apte à mesurer au moins un paramètre optique du faisceau lumineux dépendant du changement de propriété locale résultant de l'interaction récepteurs /analyte(s). * the optical interface (37 10 , 37 10 ') comprises at least one optical detector arranged facing the light output of the light guide and capable of measuring at least one optical parameter of the light beam depending on the resulting change in local property of the receptor/analyte(s) interaction.
[Revendication 3] Système (1 ,1 ') selon la revendication 1 caractérisé en ce que: [Claim 3] System (1,1 ') according to claim 1 characterized in that:
* les puces (5,5') sont des puces électroniques qui comportent au moins une entrée électrique et au moins une sortie électrique; * the chips (5.5') are electronic chips which include at least one electrical input and at least one electrical output;
* l'interface électronique (3710, 3710') est apte à mesurer au moins un paramètre électrique, de préférence tension ou intensité dépendant du changement de propriété locale résultant de l'interaction récepteurs/analyte(s). * the electronic interface (37 10 , 37 10 ') is capable of measuring at least one electrical parameter, of voltage or intensity preference depending on the local property change resulting from the receptor/analyte(s) interaction.
[Revendication 4] Système (1 ,1 ') selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément cavitaire (373, 373') est pourvu d'au moins une ouverture d'admission (761) dans la chambre (374) étanche du fluide contenant l'analyte ou les analytes et d'au moins une ouverture d'évacuation (762) dudit fluide, hors de cette chambre, ces ouvertures d'admission (761) et d'évacuation (762) du fluide étant connectées à des conduits d'admission (761) et d'évacuation (762) du fluide, respectivement. [Claim 4] System (1, 1 ') according to at least one of the preceding claims characterized in that the cavity element (37 3 , 37 3 ') is provided with at least one admission opening (76 1 ) in the sealed chamber (37 4 ) of the fluid containing the analyte or analytes and at least one evacuation opening (76 2 ) of said fluid, outside this chamber, these admission openings (76 1 ) and fluid evacuation (76 2 ) being connected to fluid inlet (76 1 ) and evacuation (76 2 ) conduits, respectively.
[Revendication 5] Système (1 ,1 ') selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément cavitaire (373, 373') est pourvu d'un jointoiement (75) contribuant à l'étanchéité de la chambre de test (374, 374'), une fois établi le contact entre l'élément cavitaire (373,373') et au moins une partie de la puce (5,5'). [Claim 5] System (1, 1 ') according to at least one of the preceding claims characterized in that the cavity element (37 3 , 37 3 ') is provided with a joint (75) contributing to sealing of the test chamber (37 4 , 37 4 '), once contact has been established between the cavity element (37 3 , 37 3 ') and at least part of the chip (5.5').
[Revendication 6] Système (1 ,1 ') selon la revendication 5 caractérisé en ce que le jointoiement (75) est réalisé à partir d'un matériau élastique de dureté Shore D comprise entre 40 et 80, et de préférence entre 50 et 65; ce matériau étant avantageusement choisi dans le groupe comprenant: les fluoropolymères thermoplastiques, en particulier le polytétrafluoroéthylène (PTFE e.g. Téflon®), le poly(fluorure de vinyle) (PVF e.g. Tedlar®), le poly(fluorure de vinylidène) (PVDF), le polychlorotrifluoroéthylène (PCTFE), le perfluoroalkoxy (PFA); l'éthylène propylène fluoré (FEP), l'éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE), le polyéthylènechlorotrifluoroéthylène (ECTFE), le perfluoropolyéther (PFPE), l'acide perfluorosulfonique (PFSA), ou le perfluoropolyoxétane; les fluoroélastomères, en particulier les FKMs (ASTM 1418 standard); les perfluoroélastomères en particulier les FFKMs (ASTM 1418 standard); et leurs mélanges/alliages. [Claim 6] System (1,1 ') according to claim 5 characterized in that the jointing (75) is made from an elastic material with a Shore D hardness of between 40 and 80, and preferably between 50 and 65 ; this material being advantageously chosen from the group comprising: thermoplastic fluoropolymers, in particular polytetrafluoroethylene (PTFE e.g. Teflon®), poly(vinyl fluoride) (PVF e.g. Tedlar®), poly(vinylidene fluoride) (PVDF), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), perfluoroalkoxy (PFA); fluorinated ethylene propylene (FEP), ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), polyethylenechlorotrifluoroethylene (ECTFE), perfluoropolyether (PFPE), perfluorosulfonic acid (PFSA), or perfluoropolyoxetane; fluoroelastomers, in particular FKMs (ASTM 1418 standard); perfluoroelastomers, in particular FFKMs (ASTM 1418 standard); and their mixtures/alloys.
[Revendication 7] Système (1 ,1 ') selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que la structure de test (3,3') comporte au moins deux bras (31 ,32): [Claim 7] System (1,1') according to at least one of the preceding claims characterized in that the test structure (3,3') comprises at least two arms (31,32):
• un premier bras (31 ) porteur de l'élément cavitaire (373,373'); • a first arm (31) carrying the cavity element (37 3 , 37 3 ');
• un second bras (32) porteur de la source d'énergie (384) ou de l'interface (3710); de préférence de la source d'énergie (384), tandis que l'interface (3710) est portée par le premier bras (31 ). • a second arm (32) carrying the energy source (38 4 ) or the interface (37 10 ); preferably from the energy source (38 4 ), while the interface (37 10 ) is carried by the first arm (31).
[Revendication 8] Système (1 ,1 ') selon l'une au moins des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la structure de test (3,3') est d'un seul tenant. [Claim 8] System (1,1') according to at least one of claims 1 to 6 characterized in that the test structure (3,3') is in one piece.
[Revendication 9] Système (1 ) selon la revendication 7 caractérisé [Claim 9] System (1) according to claim 7 characterized
• en ce que le premier (31 ) et le second (32) bras comporte chacun, par rapport au bâti (2), d'une part, une région distale porteuse d'au moins l'un des composants suivants : élément cavitaire (373), source d'énergie (384), interface (3710); et, d'autre part, une région proximale ; • in that the first (31) and the second (32) arm each comprises, relative to the frame (2), on the one hand, a distal region carrying at least one of the following components: cavitary element ( 37 3 ), energy source (38 4 ), interface (37 10 ); and, on the other hand, a proximal region;
• en ce que le premier (31 ) et le second (32) bras sont montés sur le bâti (2); • in that the first (31) and the second (32) arm are mounted on the frame (2);
• et en ce qu'au moins le premier bras (31 ) étant déplaçable par rapport au bâti (2). • and in that at least the first arm (31) is movable relative to the frame (2).
[Revendication 10] Système (1 ,1 ') selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que l'ensemble PP/S plaque (4,4') de puces (5,5')/support (6,6') est déplaçable, dans un espace à trois dimensions X,Y,Z, par rapport à la structure (3,3') de test. [Claim 10] System (1, 1 ') according to at least one of the preceding claims characterized in that the PP/S assembly plate (4,4') of chips (5,5')/support (6, 6') is movable, in a three-dimensional space X,Y,Z, relative to the test structure (3,3').
[Revendication 11] Procédé de test en série de puces (5,5') mettant en œuvre le système (1 ,1 ') selon l'une au moins des revendications précédentes, dans lequel on met en œuvre la séquence récurrente d'opérations suivantes: [Claim 11] Method for serial testing of chips (5.5') implementing the system (1,1') according to at least one of the preceding claims, in which the recurring sequence of operations is implemented following:
* on place au moins un ensemble PP/S constitué par une plaque (4,4') de puces (5,5') en semi- conducteur reposant sur un support (6,6'), dans une position P° préliminaire au test, en regard d'une structure de test (3,3') comprenant * we place at least one PP/S assembly consisting of a plate (4.4') of semiconductor chips (5.5') resting on a support (6.6'), in a position P° preliminary to test, facing a test structure (3.3') comprising
- une source d'énergie (384,384')de préférence lumineuse et/ou électrique; - an energy source (38 4 , 38 4 ') preferably light and/or electric;
- au moins une interface (3710,3710')optique et/ou électronique apte à mesurer au moins un paramètre optique et/ou électronique dépendant du changement de propriété locale résultant de l'interaction récepteurs/analyte(s) ; - at least one optical and/or electronic interface (37 10 , 37 10 ') capable of measuring at least one optical and/or electronic parameter depending on the change in local property resulting from the receptor/analyte(s) interaction;
- au moins un élément cavitaire (373, 373') apte à venir en contact étanche, par déplacement de l'ensemble PP/S plaque (4,4') de puces (5,5')/support (6,6'), par rapport à la structure (3,3') de test, avec une puce (5,5') de la plaque (4,4') pour définir une chambre fluidique (374, 374') de test, destinée à recevoir le fluide contenant le ou les analytes prévu(s) pour le test de la puce (5,5'); - at least one cavity element (37 3 , 37 3 ') capable of coming into sealed contact, by moving the PP/S plate (4.4') of chips (5.5')/support (6, 6'), relative to the test structure (3.3'), with a chip (5.5') of the plate (4.4') to define a fluidic chamber (37 4 , 37 4 ') of test, intended to receive the fluid containing the analyte(s) intended for the test of the chip (5.5');
- au moins un transducteur de changement de propriété(s) locale(s) provoqué par l’interaction entre les récepteurs et l’analyte, apte à convertir le changement de propriété(s) locale(s) en un signal optique ou électronique exprimant ce changement; - at least one transducer for changing local property(s) caused by the interaction between the receptors and the analyte, capable of converting the change in local property(s) into an optical or electronic signal expressing this change;
* on positionne, selon les axes X,Y,Z, la plaque (4,4') à tester contre l'élément cavitaire (374, 374') de la structure (3,3') de test, pour chacune des puces (5,5') à tester de cette plaque (4,4'); * the plate ( 4.4') to be tested is positioned along the axes chips (5.5') to be tested from this plate (4.4');
* on implémente au moins une séquence de test pour chacune des puces (5,5'), après chaque séquence de positionnement X,Y,Z; * we implement at least one test sequence for each of the chips (5.5'), after each X,Y,Z positioning sequence;
* éventuellement, on repère, grâce au test, les éventuelles puces (5,5') défectueuses de chaque plaque (4,4'); * possibly, using the test, any defective chips (5.5') on each plate (4.4') are identified;
* éventuellement, on mesure, grâce au test, un ou plusieurs paramètres des puces (5,5') de chaque plaque (4,4'); * possibly, using the test, one or more parameters of the chips (5.5') of each plate (4.4') are measured;
* après chaque test, on repositionne, selon les axes X,Y,Z, l'ensemble PP/S dans sa position P°. * after each test, we reposition, along the axes X, Y, Z, the assembly PP/S in its position P°.
[Revendication 12] Procédé de fabrication en série de puces (5,5'), mettant en œuvre le système de test selon l'une des revendications 1 à 10 ou le procédé selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à : [Claim 12] Method for mass manufacturing of chips (5.5'), implementing the test system according to one of claims 1 to 10 or the method according to claim 1 1, characterized in that it consists essentially to:
* fabriquer des plaques (4,4') de semi-conducteur(s), de préférence en silicium, chacune de ces plaques (4,4') comportant une pluralité de puces (5,5'), comprenant chacune : * manufacture wafers (4.4') of semiconductor(s), preferably in silicon, each of these wafers (4.4') comprising a plurality of chips (5.5'), each comprising:
- au moins une entrée d'énergie (38) , de préférence lumineuse et/ou électrique; - at least one energy input (38), preferably light and/or electrical;
- et au moins une sortie d'énergie (37), de préférence lumineuse et/ou électrique;; - and at least one energy output (37), preferably light and/or electrical;;
* fonctionnaliser chaque puce (5,5') avec des récepteurs aptes à interagir avec un analyte présent dans un fluide à analyser, cette interaction provoquant un changement de propriété(s) locale(s);* functionalize each chip (5.5') with receptors capable of interacting with an analyte present in a fluid to be analyzed, this interaction causing a change in local property(s);
* tester les puces (5,5') à l'aide du procédé selon la revendication 1 1 ; * test the chips (5.5') using the method according to claim 1 1;
* éventuellement, mesurer un ou plusieurs paramètres des puces (5,5') à l'aide du procédé selon la revendication 1 1 ; * optionally, measure one or more parameters of the chips (5.5') using the method according to claim 1 1;
* découper les plaques (4,4') testées en puces individualisés (5,5'); * cut the tested plates (4.4') into individualized chips (5.5');
* séparer les puces (5,5') défectueuses des puces (5,5') non défectueuses, c’est-à-dire des puces (5,5') opérationnelles. * separate the defective chips (5.5') from the non-defective chips (5.5'), that is to say operational chips (5.5').
[Revendication 13] Puces opérationnelles (5,5') obtenues par le procédé selon la revendication 12. [Claim 13] Operational chips (5.5') obtained by the method according to claim 12.
[Revendication 14] Procédé de fabrication d'un dispositif optronique/électronique d’analyse d’au moins un analyte présent dans un fluide, dans lequel sont utilisées des puces testées à l'aide du système de test selon l'une des revendications 1 à 10 ou testées par le procédé selon la revendication 1 1 ou obtenue par le procédé selon la revendication 12, ce dispositif comprenant : [Claim 14] Method for manufacturing an optronic/electronic device for analyzing at least one analyte present in a fluid, in which chips tested using the test system according to one of claims 1 are used to 10 or tested by the method according to claim 1 1 or obtained by the method according to claim 12, this device comprising:
- un capteur consommable et interchangeable comportant: i) une puce (5,5') photonique comprenant au moins une chambre fluidique de mesure comportant un guide de lumière dans lequel sont disposés des récepteurs aptes à avoir une interaction avec l’(les) analyte(s) présent(s) dans le fluide, l’interaction provoquant un changement de propriété(s) locale(s), le guide de lumière comportant une entrée de lumière et une sortie de lumière, et ii) un capot comprenant une ouverture adaptée pour admettre le fluide dans la chambre fluidique de mesure et pour évacuer le fluide de cette chambre; - a consumable and interchangeable sensor comprising: i) a photonic chip (5.5') comprising at least one fluidic measuring chamber comprising a light guide in which receptors capable of interacting with the analyte(s) are arranged (s) present in the fluid, the interaction causing a change in local property(ies), the light guide comprising a light inlet and a light outlet, and ii) a cover comprising an opening adapted to admit the fluid into the fluidic measuring chamber and to evacuate the fluid from this chamber;
- un support de capteur comportant un logement dans lequel le capteur est destiné à être mis en place de manière réversible; - a sensor support comprising a housing in which the sensor is intended to be installed reversibly;
- un élément de fermeture coopérant avec le support de capteur pour encapsuler le capteur ; - a closing element cooperating with the sensor support to encapsulate the sensor;
- un transducteur de changement de propriété(s) locale(s) provoqué par l’interaction entre les récepteurs et l’(les)analyte(s) apte à convertir ce changement en un signal électronique exprimant ce changement, ce transducteur comportant : - a transducer for change of local property(s) caused by the interaction between the receptors and the analyte(s) capable of converting this change into an electronic signal expressing this change, this transducer comprising:
* une source de lumière cohérente, d'une part, apte à émettre un faisceau lumineux cohérent dans le guide de lumière de la puce photonique, et, d'autre part, positionnée sur la capot du capteur ou sur l’élément de fermeture; * a coherent light source, on the one hand, capable of emitting a coherent light beam in the light guide of the photonic chip, and, on the other hand, positioned on the sensor cover or on the closing element;
* un détecteur optique agencé en regard de la sortie de lumière du guide de lumière et apte à mesurer un paramètre optique du faisceau lumineux dépendant du changement de propriété locale, à la sortie du guide de lumière; ce procédé consistant essentiellement : * an optical detector arranged opposite the light outlet of the light guide and capable of measuring an optical parameter of the light beam depending on the change in local property, at the outlet of the light guide; this process essentially consisting of:
* à assembler au capot, au moins une puce (5,5') opérationnelle selon la revendication 13 ou obtenue à l'issue du procédé selon la revendication 12, pour produire le capteur consommable et interchangeable, * to assemble on the cover, at least one operational chip (5.5') according to claim 13 or obtained at the end of the process according to claim 12, to produce the consumable and interchangeable sensor,
* à assembler ce capteur consommable et interchangeable au support de capteur, à l'élément de fermeture et au transducteur, pour former le dispositif optronique/électronique d’analyse d’au moins un analyte présent dans un fluide. * to assemble this consumable and interchangeable sensor to the sensor support, to the closure element and to the transducer, to form the optronic/electronic device for analyzing at least one analyte present in a fluid.
[Revendication 15] Procédé selon la revendication 14 dans lequel le dispositif optronique/électronique d'analyse, concerne l'analyse d'au moins un analyte qui est : [Claim 15] Method according to claim 14 in which the optronic/electronic analysis device concerns the analysis of at least one analyte which is:
* un composé cible volatil ou la combinaison de composés cibles volatils, de préférence un composé organique volatil (COV) ou un mélange de COV; ou * a volatile target compound or the combination of volatile target compounds, preferably a volatile organic compound (VOC) or a mixture of VOCs; Or
* un composé cible liquide ou la combinaison de composés cibles liquides, de préférence un liquide organique ou un mélange de liquides organiques. * a liquid target compound or the combination of liquid target compounds, preferably an organic liquid or a mixture of organic liquids.
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