Microscope confocal - Définition
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.
Autres techniques apparentées
Microscope confocal à Disque Rotatif (ou Disque de Nipkov)
Ce type de microscope à Disque de Nipkov est utilisé principalement en lumière blanche, où la scrutation en simultanée de plusieurs endroits est intéressante du fait de la durée nécessaire à l'observation de chaque point.
L'avantage de la lumière blanche réside dans l'obtention d'images en couleur.
Microscope confocal spectral (ou chromatique)
La microcopie confocale chromatique repose sur le même principe que la microscopie confocale classique où on utilise une optique volontairement chromatique. L'appareil peut être vu schématiquement comme un empilement de microscopes confocaux classiques, un par longueur d’onde (autrement dit par couleur). Une analyse spectrale de la lumière repassant par diaphragme (ou filtre spatial) permet alors de connaître la position de l’objet dans l’étendue de mesure du capteur.
Elle permet de mesurer la rugosité d’un échantillon, de faire une acquisition de profil, de topographie et, si le matériau est transparent, d’en mesurer l’épaisseur avec une précision de quelques microns.
Les principaux domaines d’application sont la mesure d’épaisseur de verre, la micro-électronique pour la mesure d’épaisseur de wafer ou la mesure de hauteur des protubérances (bumps).
Résolution
La microscopie confocale chromatique permet d’effectuer des mesures avec une résolution axiale de quelques nanomètres et une résolution latérale inférieure au micron. Les étendues de mesures accessibles par cette technique vont de quelques dizaines de microns à quelques dizaines de millimètres.
L’acceptance angulaire des microscopes confocaux est équivalente à celle des microscopes classiques et peut aller jusqu’à 45° sur des matériaux réfléchissants (comme un miroir) et 85° sur des matériaux diffusants (comme du plâtre).
Le principe de mesure permet de ne pas avoir d’effet d’ombre.
Généralement la microscopie confocale chromatique offre une flexibilité de mesure telle qu’elle peut être adaptée à tout type de mesure nécessitant une forte résolution pour une étendue de mesure de quelques dizaines de millimètres.
Périmètre
Contrairement à ce que beaucoup pensent, la microscopie confocale ne doit pas être mise en opposition avec d’autres techniques de mesure comme l’interférométrie lumière blanche ou l’interférométrie faible cohérence mais doit être utilisée de façon complémentaire.
Les principaux avantages de la microscopie confocale sont sa souplesse dans la configuration de la mesure, sa précision et sa rapidité. Elle sera très bien adaptée pour faire une mesure de profil de grande dimension (plusieurs centaines de millimètres) ou de topographie (quelques millimètres carrés à quelques dizaines de millimètres carrés).
Elle cédera le pas à l’interférométrie lumière blanche pour des champs d’observation de quelques centaines de microns, lorsque l’acquisition de l’image doit être faite très rapidement. Dans ces configurations de mesure, elle sera un peu moins bien adaptée bien qu’elle soit en mesure de fournir des résultats de grande qualité.
Pareillement, si l’application nécessite une étendue de mesure de grande dimension (supérieure à 40 millimètres), l’interférométrie faible cohérence devra être préférée à la microscopie confocale. En effet, dans ce domaine d’étendue de mesure l’interférométrie faible cohérence permet d’aller jusqu’à 600 mm (voire plusieurs mètres) avec une précision de 100 nm à peine.
