Étude et Conception de Modèles Interprétables pour la Détection d'Anomalies dans un Flux de Données Spectrales.

Objectif du Thesis

  • Étudier les caractéristiques des données spectrales.
  • Étudier et proposer des mesures de similarité appropriées pour les flux de données spectrales.
  • Proposer un algorithme interprétable de détection d’anomalies de flux de données spectrales.

Description du projet

Les techniques pour la mesure de la qualité du vide sont diverses et plus ou moins complexes à mettre en œuvre selon l’objectif visé. Dans ce cadre, et dans l’optique plus spécifique de la surveillance de la propreté du vide, la spectrométrie d’émission optique (OES) ainsi que la spectrométrie de masse quadripolaire (QMS) apparaissent comme des solutions de référence, notamment pour l’identification et le suivi de la composition du gaz en temps réel.

L’OES est déployé de manière assez large sur les équipements de production de la micro-électronique qui nécessite l’utilisation d’un plasma pour la réalisation de procédés tels que la gravure dite sèche. Il est utilisé pour le suivi qualitatif des gaz injectés lors des étapes actives de la chambre de procédé et consiste en l’utilisation d’un spectromètre optique pour la décomposition en longueur d’onde de la lumière émise par le plasma.

En parallèle, pour la vérification ponctuelle plus quantitative et/ou sensible comparativement à l’OES, le spectromètre de masse quadripolaire est utilisé notamment sur les équipements de dépôt physique par phase vapeur (PVD) où la « propreté » du vide est essentielle. Dans ce cas d’usage, une mesure plus quantitative est généralement possible. Le gaz de l’enceinte sous vide mesurée est alors décomposé selon le rapport masse sur charge.

Ils ont pour caractéristiques communes de fournir un spectre (optique ou de masse) en temps réel composé de plusieurs centaines voire milliers de points et c’est notamment en partant de ce constat que l’essentiel du travail de thèse est envisagé.

La pertinence de l’analyse réalisée avec spectromètres de masse quadripolaires (QMS) ou des capteurs OES repose sur la capacité non seulement à détecter des évènements inattendus parmi une large quantité de données mais aussi à comprendre les spectres générés. Ce qui, jusqu’à aujourd’hui, nécessite un travail applicatif conséquent réalisé par des experts.

L’objectif de cette thèse CIFRE est de développer une recherche innovante sur la détection automatisée de la contamination. En premier lieu, l’étude du fonctionnement de chacune des technologies visées, notamment en lien avec l’utilisation souhaitée, sera nécessaire pour en maîtriser le principe de fonctionnement et ses limites. En parallèle, il s’agira d’imaginer, de réaliser ainsi que de caractériser des solutions algorithmiques afin d’exploiter les données spectrales aussi bien pour détecter des situations anormales pour la composition du vide mais aussi expliquer les raisons de ces déviations.

Ressources et liens