A practical high resolution profilometry : Methods and measures

Les mesures de profils 3D ont ete realises sur un profilometre hybride fonctionnant en lumiere monochromatique, double longueur d'onde, et en lumiere blanche. Il comprend essentiellement un microscope metallographique, auquel on a integre un interferometre de Mirau, une camera CCD matricielle, ainsi qu'un micro-ordinateur. Trois techniques d'interferometrie integrees dans le meme dispositif seront proposees: La premiere basee sur la microscopie interferentielle a decalage de phase (Phase Shirting Interrerometry) a les avantages de rapidite d'acquisition et de haute resolution verticale tant que les ecarts de surface ne depassent pas λ/2 entre deux points de mesure, c'est a dire ‖z i + 1 -z i ‖<λ/2 soit 2π sur la phase. Afin de lever l'ambiguite sur la phase, une deuxieme technique a ete mise en oeuvre. Elle consiste a utiliser deux longueurs d'onde voisines l'une de l'autre et operant dans le meme interferometre. La troisieme methode faisant appel a ('interferometrie en lumiere blanche (White Light Interterometry) est avantageuse du point de vue de la dynamique verticale puisqu'on peut mesurer des motifs dont la hauteur peut aller jusqu'a plusieurs dizaines de microns. Neanmoins cette methode presente l'inconvenient d'etre moins rapide que les precedentes a cause du nombre eleve d'images a traiter. On presente dans cet article les performances du systeme en termes de resolutions laterale et longitudinale, precision, gamme de mesure, et de rapidite. Afin de valider cette etude, une etude comparative a ete etablie entre PSM, WLI, d'une part et par microscopie a forces atomiques AFM d'autre part.