Topographie et épaisseur des couches minces
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2.3 PRINCIPE DES MESURES
2.3.1 Rugosimètre mécanique
Les instruments les plus répandus sont les rugosimètres mécaniques, avec lesquels la variation de la rugosité d’une surface est déterminée à l’aide d’un palpeur
mécanique qui balaye la surface (fig. 2.2).
Le mouvement vertical du stylet qui est mécaniquement en contact avec la surface est capté soit par un système inductif soit par un système optique avec
réflexion d’un laser sur le levier. La figure 2.3 donne un exemple d’une image
pseudo-3D d’une réseau de diffraction. La variation en hauteur z est mesurée en
fonction de la direction x . L’effet pseudo-3D est obtenu par la visualisation de traces successives par le déplacement en direction y . En déplaçant le stylet ou le laser
sur un tracé ou successivement sur toute la surface, on obtient l’image de la topographie de la surface.
Le signal mesuré est enregistré de façon digitale par un ordinateur; on peut
alors visualiser le résultat sur un écran et calculer des paramètres de rugosité. Le
rayon de courbure du stylet détermine la résolution latérale d’une telle mesure. Il
existe des stylets avec des rayons inférieurs à 1 µ m permettant d’obtenir une résolution latérale supérieure ou égale à 0,1 µ m. A noter que la résolution verticale sur une
marche peut atteindre 1-2 nm. La distance maximale analysée (entre 1 µ m et plusieurs cm) et la force appliquée par le stylet (0,1-50 mN) sont aussi déterminées par
ce type d’instrument. L’inclinaison de la surface peut être contrôlée par le porteéchantillon ou par le traitement d’image à l’aide de l’ordinateur.
stylet
bobines
levier
(a)
(b)
Fig. 2.2 Principe d’un profilomètre mécanique avec (a) un système inductif en ferrite et (b) un système optique avec réflexion d’un faisceau de lumière.
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2.3 PRINCIPE DES MESURES
2.3.1 Rugosimètre mécanique
Les instruments les plus répandus sont les rugosimètres mécaniques, avec lesquels la variation de la rugosité d’une surface est déterminée à l’aide d’un palpeur
mécanique qui balaye la surface (fig. 2.2).
Le mouvement vertical du stylet qui est mécaniquement en contact avec la surface est capté soit par un système inductif soit par un système optique avec
réflexion d’un laser sur le levier. La figure 2.3 donne un exemple d’une image
pseudo-3D d’une réseau de diffraction. La variation en hauteur z est mesurée en
fonction de la direction x . L’effet pseudo-3D est obtenu par la visualisation de traces successives par le déplacement en direction y . En déplaçant le stylet ou le laser
sur un tracé ou successivement sur toute la surface, on obtient l’image de la topographie de la surface.
Le signal mesuré est enregistré de façon digitale par un ordinateur; on peut
alors visualiser le résultat sur un écran et calculer des paramètres de rugosité. Le
rayon de courbure du stylet détermine la résolution latérale d’une telle mesure. Il
existe des stylets avec des rayons inférieurs à 1 µ m permettant d’obtenir une résolution latérale supérieure ou égale à 0,1 µ m. A noter que la résolution verticale sur une
marche peut atteindre 1-2 nm. La distance maximale analysée (entre 1 µ m et plusieurs cm) et la force appliquée par le stylet (0,1-50 mN) sont aussi déterminées par
ce type d’instrument. L’inclinaison de la surface peut être contrôlée par le porteéchantillon ou par le traitement d’image à l’aide de l’ordinateur.
stylet
bobines
levier
(a)
(b)
Fig. 2.2 Principe d’un profilomètre mécanique avec (a) un système inductif en ferrite et (b) un système optique avec réflexion d’un faisceau de lumière.