Topographie plein champ et sans contact de films minces nanométriques par interférométrie numérique couleur

L'innovation

Le dispositif développé permet la réalisation de topographie plein champ et sans contact de films minces nanométriques par interférométrie numérique couleur.

Basé sur un arrangement de type interféromètre de Michelson (cf. figure), le dispositif dispose de deux écrans permettant d'obturer alternativement le faisceau issu du miroir ou du substrat.
Les interférences entres les deux ondes générées par réflexion sur la couche mince et le substrat (écran 1 en place, écran 2 enlevé) peuvent être modélisées considérant l'indice (complexe ou non) du film et du substrat.
Les interférences en couleur sont approchées par le modèle développé par l'équipe du LAUM en considérant la mesure des intensités laser obtenues avec le miroir uniquement, en tout pixel du capteur (écran 1 enlevé, écran 2 en place).
Le dispositif permet ainsi de mesurer l'épaisseur de films minces transparents ou légèrement absorbants (épaisseur < 1μm, si on utilise 3 longueurs d'onde Rouge-Vert-Bleu), déposés sur un substrat. Facilement industrialisable, le dispositif assure une mesure sans contact et sans aucun besoin de référence à la surface de l'échantillon.

Ses bénéfices
- Dispositif expérimental simple, robuste et compact
- Facilement industrialisable
- Un seul enregistrement et aucun scan pour mesure d'épaisseur de film mince sur surface étendue
- Mesure plein champ (de l'ordre de 75mm²)
- Délivre un histogramme de la répartition d'épaisseur sans création de référence sur la surface
- Démonstration de mesure d'épaisseur de 50nm sur des films de polymère déposés sur silicium

Ses applications
- Physique des matériaux: caractérisation de couches minces transparentes ou légèrement absorbantes
- Repérage de pltos gravés sur des substrats
- Profilométrie de surface
- Imagerie biologique

Stade de développement
TRL5 - Montage expérimental

Laboratoire de recherche
UMR 6613 - LAUM

Équipe de recherche
Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Mans

Propriété intellectuelle associée
FR : FR1462287 - déposé le 11/12/2014
WO - EP