FR2581177A1 - INCREMENTAL INTERFEROMETRIC DEVICE FOR PLANEITY CONTROL - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF INTERFEROMETRIQUE INCREMENTAL POUR LE CONTROLE DE LA PLANEITE CARACTERISE EN CE QUE L'OBJET A CONTROLER 5 COMPORTANT LA SURFACE 11 DONT LA PLANEITE DOIT ETRE CONTROLEE EST PLACE SUR UN PLATEAU PORTE-OBJET 16 MONTE DE MANIERE A POUVOIR TOURNER ET QU'EN FACE DU PLATEAU PORTE-OBJET 16 UN DISPOSITIF DE GUIDAGE DE PRECISION 18 EST PREVU UN MOUVEMENT DE TRANSLATION SUR LEQUEL UN INTERFEROMETRE I CONNU PAR LUI-MEME EST MONTE DE TELLE MANIERE QUE LE FAISCEAU DE MESURE I DE L'INTERFEROMETRE I SOIT ORIENTE PERPENDICULAIREMENT A LA PLANEITE DE LA SURFACE 11 A CONTROLER.INCREMENTAL INTERFEROMETRIC DEVICE FOR THE CONTROL OF THE PLANEITY CHARACTERIZED IN THAT THE OBJECT TO BE CONTROLLED 5 INCLUDING THE SURFACE 11 WHICH THE PLANEITY TO BE CONTROLLED IS PLACED ON AN OBJECT-HOLDER 16 MOUNTED SO THAT IT CAN TURN AND IN FRONT OF THE OBJECT TRAY 16 A PRECISION GUIDING DEVICE 18 IS PROVIDED FOR A TRANSLATION MOVEMENT ON WHICH AN INTERFEROMETER I KNOWN BY ITSELF IS MOUNTED IN SUCH A WAY THAT THE MEASURING BEAM I OF THE INTERFEROMETER I IS ORIENT PERPENDICULARLY TO THE INTERFEROMETER I OF SURFACE 11 TO CHECK.

Description

La présente invention est relative au contrôle interférométrique de laThe present invention relates to the interferometric control of the

planéité de surfaces ayant jusqu' à 400 mm de diamètre. Pour ces surfaces, il est souvent nécessaire que leur exploration par le procédé'de mesure s'effectue sans contact pour éviter tout risque de dété- rioration de la surface. Ces surfaces peuvent être par  flatness of surfaces up to 400 mm in diameter. For these surfaces, it is often necessary that their exploration by the measurement process be carried out without contact to avoid any risk of deterioration of the surface. These surfaces can be by

exemple des miroirs plans, des disques au Si, des accumu-  example of flat mirrors, Si disks, accumulators

lateurs à plaques ou des pièces rodées planes métalliques  flat plate readers or lapped metal parts

ou céramiques.or ceramics.

On connaît déjà des dispositifs interférométriques conçus pour le contrôle de la planéité. Dans un premier groupe de ces dispositifs (Feinwerktechnik + Messtechnik 82(1974) H. 7, p.353-354, DE-OS-2 406 184), on utilise un prisme de verre triangulaire dont la surface qui forme l'hypoténuse est une surface très plane et, de ce fait, sert de normale de planéité. La surface dont la planéité doit être contrôlée est placée à une faible distance, de i mm environ, de cette surface formant l'hypothènuse. Le faisceau de rayons monochromatique pénètre dans le prisme de verre par l'un des côtés de l'angle droit, tombe sur l'hypoténuse o il est en partie réfléchi tandis que l'autre partie traverse l'hypoténuse, est réfracté et arrive sous  Interferometric devices designed for controlling flatness are already known. In a first group of these devices (Feinwerktechnik + Messtechnik 82 (1974) H. 7, p.353-354, DE-OS-2 406 184), a triangular glass prism is used whose surface which forms the hypotenuse is a very flat surface and, therefore, serves as a normal flatness. The surface, the flatness of which must be checked, is placed at a short distance, about i mm, from this surface forming the hypotenuse. The beam of monochromatic rays enters the glass prism through one of the sides of the right angle, falls on the hypotenuse where it is partly reflected while the other part crosses the hypotenuse, is refracted and arrives under

un angle d'incidence assez grand sur la surface à contrôler.  a fairly large angle of incidence on the surface to be checked.

Là, les rayons sont réfléchis plusieurs fois dans les deux sens entre la surface dont la planéité doit être controlée et la surface de référence et il en résulte la formation  There, the rays are reflected several times in both directions between the surface whose flatness must be controlled and the reference surface and this results in the formation

d'interférences de faisceaux multiples.  multiple beam interference.

L'un des inconvénients essentiels de ce groupe de procédés consiste en ce que la structure d'interférence produite résulte d'interférences de faisceaux multiples  One of the essential drawbacks of this group of methods is that the interference structure produced results from interference from multiple beams.

et que, de ce fait, l'information reçue dans l'interféro-  and that, as a result, the information received in the interfero-

gramme ne peut pas être interprétée d'une manière ponctuel-  gram cannot be interpreted punctually-

le, mais résulte toujours d'une intégration en surface des  the, but still results from a surface integration of

rayons qui interfèrent les uns avec les autres. Les possi-  rays that interfere with each other. The possibilities

bilités d'erreur d'interprétation qui en résultent en ce qui concerne la structure de la surface ne peuvent être maintenues dans des limites réduites que si la distance comprise entre là surface de référence et la surface dont la planéité doit être contrôlée est très faible. Cependant, la nécessité de satisfaire à cette condition limite consi- dérablement les possibilités d'utilisation d'un pareil dispositif dans les installations techniques. Un autre inconvénient de ces procédés consiste en ce que, par suite  The resulting error of interpretation errors with regard to the structure of the surface can only be kept within reduced limits if the distance between the reference surface and the surface whose flatness is to be controlled is very small. However, the need to satisfy this condition considerably limits the possibilities of using such a device in technical installations. Another disadvantage of these methods is that, as a result

de l'incidence oblique de la lumière sur la surface à con-  the oblique incidence of light on the surface to be

trôler, la différence de hauteur à associer à l'écart d'ordre est > Dans un deuxième groupe de procédés (DE-AS 25 37 162 et DE-AS 26 36 211), on utilise des réseaux de diffraction qui sont disposés dans un plan parallèle à la surface dont la planéité doit être contrôlée. Dans ce cas, il y a interférence entre l'ordre de diffraction réfléchie immédiatement au niveau du réseau de diffraction et le rayonnement qui traverse le réseau de diffraction, se réfléchit sur la surface à contrôler, traverse de  trôler, the difference in height to be associated with the order deviation is> In a second group of processes (DE-AS 25 37 162 and DE-AS 26 36 211), diffraction gratings are used which are arranged in a plane parallel to the surface whose flatness must be checked. In this case, there is interference between the diffraction order reflected immediately at the level of the diffraction grating and the radiation which crosses the diffraction grating, is reflected on the surface to be checked, crosses

nouveau le réseau de diffraction et est de nouveau diffrac-  again the diffraction grating and is again diffrac-

té. L'inconvénient, dans le cas du procédé décrit par le brevet DE-AS 25 37 162 est que la nécessité de réaliser entre le plan du réseau et la surface dont la planéité doit être contrôlée une distance aussi faible de 250 mn environ exclut les applications techniques. Cet inconvénient n'existe pas dans le cas du procédé décrit par le brevet DE-AS 26 36 211, car il permet des distances plus grandes entre la surface de l'échantillon à contrôler et le plan du réseau. Cependant, lorsque la distance entre le plan du réseau et la surface de la pièce à contrôler varie, l'intensité de l'interférogramme varie suivant un battement périodique et la différence de hauteur à associer à l'écart d'ordre est de A environ pour les maxima de battement  you. The disadvantage, in the case of the method described by patent DE-AS 25 37 162 is that the need to achieve between the plane of the network and the surface whose flatness must be controlled a distance as small as 250 min approximately excludes applications techniques. This drawback does not exist in the case of the method described by patent DE-AS 26 36 211, because it allows greater distances between the surface of the sample to be checked and the plane of the network. However, when the distance between the network plane and the surface of the part to be checked varies, the intensity of the interferogram varies according to a periodic beat and the difference in height to be associated with the order deviation is approximately A for the maximum of beat

mais de environ pour les minima. Pour pouvoir interpré-  but approximately for the minima. To be able to interpret

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ter correctement l'interférogramme, il faut fonc connaître la distance comprise entre le plan du réseau et la surface de l'échantillon à contrôler. De plus, dans le cas de ce procédé, la structure d'interférence obtenue résulte de la superposition de quatre faisceaux dont trois explorent la surface de l'échantillon à contrôler en trois points  ter the interferogram correctly, it is necessary to know the distance between the network plane and the surface of the sample to be checked. In addition, in the case of this method, the interference structure obtained results from the superposition of four beams, three of which explore the surface of the sample to be checked at three points.

différents. Plus la distance entre la surface de l'échan-  different. The greater the distance between the surface of the sample

tillon et le plan du réseau est grande, plus est, dans ce cas également, le caractère d'intégration en surface de la  tillon and the network plan is large, more is, in this case also, the surface integration character of the

structure d'interférence est marqué.  interference structure is marked.

Dans un troisième procédé, décrit par le brevet  In a third process, described by the patent

DE-AS 26 36 498, on utilise également un réseau de diffrac-  DE-AS 26 36 498, a diffraction network is also used

tion, mais perpendiculaire à la surface dont la planéité  tion, but perpendicular to the surface whose flatness

doit être contrôlée. Une partie du faisceau lumineux mono-  must be checked. Part of the mono-

chromatique, cohérent et parallèle utilisé pour le contrô-  chromatic, consistent and parallel used for control

le de planéité tombe directement sur le réseau de diffrac-  the flatness falls directly on the diffrac-

tion dans des conditions telles que le premier ordre de  tion under conditions such as the first order of

diffraction se disperse normalement au plan du réseau.  diffraction normally disperses in the plane of the network.

L'autre partie du faisceau atteint la surface à contrôler reçoit l'information de phase de la structure de la surface,  The other part of the beam reaches the surface to be checked receives phase information from the surface structure,

est réfléchie sur le réseau de diffraction et la direc-  is reflected on the diffraction grating and the direction

tion du premier ordre de diffraction produit à l'arrivée sur le réseau de diffraction tombe également suivant la  tion of the first diffraction order produced on arrival on the diffraction grating also falls according to the

normale sur le réseau de diffraction. De ce fait, l'inter-  normal on the diffraction grating. Therefore, the inter-

férence des deux premiers ordres de diffraction a lieu  ference of the first two diffraction orders takes place

dans la direction normale du réseau de diffraction.  in the normal direction of the diffraction grating.

Ce dispositif élimine des inconvénients essentiels des inventions précédentes, mais, en raison de l'incidence oblique de la lumière, la différence de hauteur à associer  This device eliminates essential drawbacks of the previous inventions, but, due to the oblique incidence of light, the difference in height to be associated

à l'écart d'ordre est relativement faible. -  the order deviation is relatively small. -

Tous les procédés décrits ci-dessus et également tous les autres procédés utilisés pour le contrôle de la planéité présentent encore un autre inconvénient. Il réside  All the methods described above and also all the other methods used for the control of flatness have yet another drawback. He resides

dans le fait que les particularités de la structure super-  in the fact that the peculiarities of the super structure

ficielle de la surface de l'échantillon à contrôler se  of the surface of the sample to be checked

reflète dans des particularités de la structure d'interfé-  reflected in particulars of the interface structure

rence obtenue. Cela signifie que la structure d'interféren-  rence obtained. This means that the structure of interference

ce peut être linéaire, circulaire, elliptique ou de n'importe quelle autre forme et qu'en particulier l'écart d'ordre peut également varier d'un point à l'autre à l'intérieur de la structure d'interférence. Cependant, on peut considérer une structure d'interférence comme un réseau optique et l'écart d'ordre comme la constante du réseau. Dans le cas du contrôle de planéité, cela signifie que la distance de réseau varie d'un point à l'autre de la surface à contrôler. Ce fait explique pourquoi, dans tous les procédés connus, sans exception, qui ont été conçus  it can be linear, circular, elliptical or any other shape and in particular the order deviation can also vary from one point to another inside the interference structure. However, we can consider an interference structure as an optical network and the order deviation as the network constant. In the case of flatness control, this means that the network distance varies from one point to another on the surface to be checked. This fact explains why, in all known processes, without exception, which have been devised

jusqu'à présent pour le contrôle des surfaces par inter-  so far for surface control by inter-

férométrie, la méthode incrémentale, qui donne d'excellents résultats dans les techniques de mesure des longueurs et des angles, ne peut pas être utilisée puisque, dans ce cas, la condition préalable est la constance de la constante de  ferometry, the incremental method, which gives excellent results in length and angle measurement techniques, cannot be used since, in this case, the prerequisite is the constancy of the constant of

réseau choisie.network chosen.

C'est la raison pour laquelle, dans les procédés connus de contrôle de la planéité, l'interférogramme qui contient l'information relative à la surface est reproduit sur des tableaux à multidiodes ou sur des dispositifs de reproduction à multidiodes et exploré ponctuellement par valeurs discrètes. Il en résulte évidemment une limitation  This is the reason why, in the known methods of controlling flatness, the interferogram which contains the information relating to the surface is reproduced on multi-diode arrays or on multi-diode reproduction devices and punctually explored by values. discreet. This obviously results in a limitation

inhérente à tous les interféromètres effectuant cette explo-  inherent in all the interferometers performing this explo-

ration du plan de l'interférogramme. Dès que la distance des raies dans l'interféromètre devient inférieure à la  ration of the interferogram plane. As soon as the line distance in the interferometer becomes less than the

distance d'exploration, la phase mesurée devient indétermi-  exploration distance, the measured phase becomes indefinite

née avec module 2TW. Cette limitation est sensible dans le cas des mesures effectuées sur des surfaces présentant-des  born with 2TW module. This limitation is appreciable in the case of measurements carried out on surfaces exhibiting

gradients de phase importants dans des zones étroites.  large phase gradients in narrow areas.

On a déjà proposé, notamment pour l'exploration incrémentale de structures d'interférence variables, un interféromètre qui comprend un diaphramme situé entre le diviseur d'interféromètre et le diviseur de faisceaux et  We have already proposed, in particular for the incremental exploration of variable interference structures, an interferometer which comprises a diaphram located between the interferometer divider and the beam splitter and

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dans lequel le faisceau est divisé, par le diaphragme monté dans le diviseur de faisceau, en faisceaux partiels sur le trajet de chacun desquels se trouve un récepteur  in which the beam is divided, by the diaphragm mounted in the beam splitter, into partial beams on the path of each of which is a receiver

photoélectrique. De plus, entre le diviseur d'interféro-  photoelectric. Furthermore, between the interfering divider

mètre et le diviseur de faisceau, le dispositif comprend un premier diviseur de faisceau et, après lui, un deuxième diviseur de faisceau, le faisceau qui pénètre dans le deuxième diviseur de faisceau étant subidivisé en faisceaux  meter and the beam splitter, the device comprises a first beam splitter and, after it, a second beam splitter, the beam which enters the second beam splitter being subdivided into beams

partiels sur chacun des trajets desquels se trouve un dis-  partial on each of the paths of which there is a dis-

' positif linéaire constitué par des éléments d'exploration photoélectriques intégrés, les directions des deux lignes  linear positive consisting of integrated photoelectric exploration elements, the directions of the two lines

étant perpendiculaires l'une à l'autre.  being perpendicular to each other.

Le but de l'invention est de réaliser un dispositif de contrôle de la planéité permettant d'explorer optiquement sans  The object of the invention is to provide a flatness control device making it possible to explore optically without

contact des surfaces relativement grandes tout en présen-  contact with relatively large areas while presenting

tant une structure interférométrique simple et en offrant la possibilité d'une grande finesse des mesures de longueur de gradients de phase importants dans des zones étroites et d'une suite de points de mesure aussi serrée qu'on le veut. L'information interférométrique obtenue doit pouvoir être interprétée d'une manière strictement ponctuelle et l'erreur de mesure doit être minimale. De plus, même en cas de grande distance entre l'interféromètre et la surface de l'échantillon à contrôler, la précision et la finesse des  both a simple interferometric structure and offering the possibility of great fineness of length measurements of large phase gradients in narrow areas and of a series of measurement points as tight as desired. The interferometric information obtained must be able to be interpreted in a strictly punctual manner and the measurement error must be minimal. In addition, even in the event of a long distance between the interferometer and the surface of the sample to be checked, the precision and fineness of the

mesures ne doivent pas être compromises.  measures must not be compromised.

Le but de l'invention est donc la réalisation  The object of the invention is therefore the realization

d'un dispositif interférométrique incrémental pour le con-  of an incremental interferometric device for the con-

trôle de la planéité qui permette de contrôler des surfaces ayant jusqu'à 400 mm de diamètre avec une différence de hauteur associée à l'écart d'ordre exactement égale à La distance entre la surface de l'échantillon à contrôler et l'interféromètre peut varier dans de larges limites, en tout cas au moins jusqu'à 50 mm. Le gradient maximal du  check of flatness which makes it possible to control surfaces up to 400 mm in diameter with a height difference associated with the order deviation exactly equal to The distance between the surface of the sample to be checked and the interferometer can vary within wide limits, in any case at least up to 50 mm. The maximum gradient of

profil de la surface peut être de 20 minutes ou davantage.  surface profile can be 20 minutes or more.

Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait  This object is achieved, according to the invention, because

que l'objet dont la planéité de surface doit être con-  that the object whose surface flatness must be con-

trôlée est placé sur un plateau porte-objet monté de  trôlée is placed on an object tray mounted

manière à pouvoir tourner et qu'en face de la table porte-  so that it can be turned and that in front of the table

objet le dispositif comporte un dispositif de guidage précis d'un mouvement de translation sur lequel un interféromètre d'un type connu permettant l'exploration incrémentale de structures d'interférence variables est monté de telle manière que le faisceau de mesure de l'interféromètre soit perpendiculaire à la surface dont la planéité doit être contrôlée. Le dispositif de guidage situé en face du plateau porteobjet peut être également  object the device comprises a device for precise guidance of a translational movement on which an interferometer of a known type allowing the incremental exploration of variable interference structures is mounted in such a way that the measurement beam of the interferometer is perpendicular to the surface whose flatness is to be controlled. The guide device located opposite the object tray can also be

un palier rotatif.a rotary bearing.

L'introduction, dans l'interféromètre destiné à l'exploration incrémentale de structures d'interférence variables, d'un diaphragme placé entre le diviseur d'interféromètre et le diviseur de faisceaux permet une exploration ponctuelle de la structure d'interférence de sorte que des modifications de la constante de réseau de la structure d'interférence pendant les opérations de mesure ne perturbent pas l'obtention des signaux de mesure incrémentaux. On obtient le même résultat lorsque les surfaces photoélectriquement actives des récepteurs photoélectriques qui explorent les signaux de mesure incrémentaux sont disposées, les unes par rapport aux  The introduction, in the interferometer intended for the incremental exploration of variable interference structures, of a diaphragm placed between the interferometer divider and the beam splitter allows a punctual exploration of the interference structure so that changes in the network constant of the interference structure during measurement operations do not interfere with obtaining incremental measurement signals. The same result is obtained when the photoelectrically active surfaces of the photoelectric receivers which explore the incremental measurement signals are arranged, in relation to the

autres et par rapport aux éléments diviseurs et réflec-  other and in relation to the dividing and reflecting elements

teurs de faisceaux, de telle manière qu'elles ne sont  beam beams, so that they are not

atteintes que par des couples de faisceaux homologues.  reached only by pairs of homologous beams.

Si l'on place l'objet à contrôler comportant la surface dont la planéité doit être contrôlée sur un plateau porte-objet monté de manière à pouvoir tourner et si l'on dispose, au-dessus de ce plateau porte-objet un dispositif de guidage pour un mouvement de translation sur lequel un interféromètre destiné à l'exploration incrémentale de structures d'interférence variables est monté de  If the object to be inspected having the surface whose flatness is to be controlled is placed on a microscope slide mounted so that it can rotate, and if there is a device above this microscope slide guidance for a translational movement on which an interferometer intended for the incremental exploration of variable interference structures is mounted

telle manière que le faisceau de mesure soit dirigé perpendiculai-  in such a way that the measuring beam is directed perpendicularly

rement à la surface de l'échantillon à contrôler, la com-  On the surface of the sample to be checked, the com

binaison de la rotation du plateau porte-objet et d'un mouvement de translation simultané de l'interféromètre depuis le centre du plateau jusqu' à son bord fait que le faisceau de mesure décrit sur la surface de l'échantillon à contrôler une spirale d'Archimède commençant au milieu et se prolongeant vers l'extérieur. Lorsque le palier rotatif du plateau tournant est réalisé de telle manière que sa rotation s'effectue sans jeu et sans basculement  combination of the rotation of the object-holding plate and of a simultaneous translational movement of the interferometer from the center of the plate to its edge means that the measuring beam described on the surface of the sample to be checked has a spiral d 'Archimedes starting in the middle and extending outwards. When the rotary bearing of the turntable is made in such a way that it rotates without play and without tilting

et lorsque le guidage de la translation de l'interféromè-  and when guiding the translation of the interferome-

tre satisfait aux mêmes conditions, la combinaison du mouvement de transition de l'interféromètre et du mouvement de rotation du plateau porte-objet réalise, au-dessus de la surface dont la planéité doit être contrôlée, un plan qui remplit la fonction de surface de référence plane. En réglant l'une par rapport à l'autre la vitesse angulaire  Being satisfied with the same conditions, the combination of the transition movement of the interferometer and the rotational movement of the object-plate produces, above the surface whose flatness must be controlled, a plane which fulfills the function of surface of flat reference. By adjusting the angular speed relative to each other

du plateau porte-objet et la vitesse linéaire de l'inter-  of the microscope slide and the linear speed of the inter-

féromètre, on peut explorer la surface de l'échantillon à contrôler au besoin sur toute sa surface sans lacunes et au sens mécanique d'une manière exactement ponctuelle  ferometer, we can explore the surface of the sample to be checked as needed over its entire surface without gaps and in the mechanical sense in an exactly punctual way

et avec un faisceau de mesure exactement dirigé perpendicu-  and with a measurement beam exactly directed perpendicular to

lairement à la surface de l'échantillon à contrôler. De ce fait, les conditions préalables relatives aux techniques de mesure pour un contrôle de planéité sont strictement remplies. L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée au moyen de;deux exemples de réalisation en  the surface area of the sample to be checked. As a result, the prerequisites for measuring techniques for flatness control are strictly fulfilled. The invention is described below in more detail by means of; two exemplary embodiments in

se référant au dessin.referring to the drawing.

La fig. 1 représente un dispositif interféromé-  Fig. 1 shows an interferometric device

trique incrémental pour contrôles de planéité dans lequel  incremental gauge for flatness checks in which

l'interféromètre est guidé pour un mouvement de transla-  the interferometer is guided for a translational movement

tion.tion.

La fig. 2 représente un dispositif interféromé-  Fig. 2 shows an interferometric device

trique incrémental pour contrôles de planéité dans lequel  incremental gauge for flatness checks in which

l'interféromètre est guidé pour un mouvement de rotation.  the interferometer is guided for a rotational movement.

A la fig. 1, l'objet à contrôler 5 comportant la surface 11 dont la surface doit être contrôlée est placé sur le plateau porte-objet 16. Le plateau porte-objet 16 est porté par le palier de précision 17 qui est un palier rotatif. Comme paliers de precision, on peut utiliser par exemple des paliers pneumatiques ou hydrauliques. En face du plateau porte-objets 16, le dispositif comporte le dispositif de guidage de précision 18 qui est un dispositif de guidage d'un mouvement de translation. Ce dispositif  In fig. 1, the object to be checked 5 comprising the surface 11, the surface of which must be controlled, is placed on the object-holding plate 16. The object-holding plate 16 is carried by the precision bearing 17 which is a rotary bearing. As precision bearings, pneumatic or hydraulic bearings can be used, for example. Opposite the object-holding plate 16, the device comprises the precision guiding device 18 which is a device for guiding a translational movement. These measures

de guidage de translation 18 est de préférence pneumatique.  translation guide 18 is preferably pneumatic.

La tige de poussée 19 guidée dans le dispositif de guidage  The push rod 19 guided in the guide device

de précision 18 est reliée à la plaque de base 6 sur la-  18 is connected to the base plate 6 on the

quelle est monté l'interféromètre pour l'exploration incré-  what is the interferometer for incremental exploration

mentale de structures d'interférence variables. Le faisceau laser élargi 4 est divisé dans le diviseur d'interféromètre 1, au niveau de la couche de division 7, en un faisceau de mesure IM et un faisceau de référence IR. Le faisceau  mental of variable interference structures. The enlarged laser beam 4 is divided in the interferometer divider 1, at the level of the division layer 7, into a measurement beam IM and a reference beam IR. The beam

de référence IR tombe sur le miroir de référence 12 consti-  IR reference lens falls on the reference mirror 12 consisting of

tué par un miroir plan et le faisceau de mesure 1M arrive  killed by a plane mirror and the 1M measurement beam arrives

sur la surface 11 dont la planéité doit être contrôlée.  on the surface 11 whose flatness must be checked.

Après la réflexion des deux faisceaux vient leur réunion au niveau de la couche de séparation 7, ce qui provoque la formation d'une structure d'interférence 20. Entre le  After the reflection of the two beams comes their meeting at the level of the separation layer 7, which causes the formation of an interference structure 20. Between the

premier diviseur de faisceau 30 et le diviseur de faisceau 2, le dis-  first beam splitter 30 and beam splitter 2, the

positif comporte un diaphragme 3 par lequel la structure d'interférence est explorée ponctuellement. Le faisceau 13 qui traverse le diaphragme 3 est subdivisé dans le diviseur de faisceau- 2 en faisceaux partiels. 1-4 et 1-5.qui, dans ce cas, sont  positive has a diaphragm 3 through which the interference structure is explored punctually. The beam 13 which passes through the diaphragm 3 is subdivided in the beam splitter 2 into partial beams. 1-4 and 1-5. Which, in this case, are

envoyés à des récepteurs photoélectriques non représentés.  sent to photoelectric receivers not shown.

L'exploration ponctuelle de la structure d'interférence 20 par le diaphragme 3 permet d'obtenir une invariance de la détermination des signaux de mesure par rapport à n'importe quelle modification de la structure d'interférence 20 produite par un profil de surface. Les signaux optiques des faisceaux partiels 14 et 15 sont donc à chaque instant exactement en phase. Le déphasage de 90 indispensable pour le procédé incrémental s'obtient à partir des signaux optiques 14 et 15 par des moyens de polarisation optique  The punctual exploration of the interference structure 20 by the diaphragm 3 makes it possible to obtain an invariance of the determination of the measurement signals with respect to any modification of the interference structure 20 produced by a surface profile. The optical signals of the partial beams 14 and 15 are therefore at all times exactly in phase. The phase shift of 90 essential for the incremental process is obtained from the optical signals 14 and 15 by optical polarization means

non représentés. Ces signaux optiques sont également, quel-  not shown. These optical signals are also, what

le que soit la forme du profil de surface, toujours dans  whatever the shape of the surface profile, always in

la même position de phase à 90 .the same phase position at 90.

Le faisceau qui pénètre dans le premier diviseur  The beam that enters the first divider

de faisceau 30 et qui est modulé avec la structure d'inter-  beam 30 and which is modulated with the inter-

férence 20 est subdivisé dans le premier diviseur de  ference 20 is subdivided into the first divisor of

faisceau 30 en faisceaux 32 et 33 et le faisceau 32 pénè-  bundle 30 into bundles 32 and 33 and bundle 32 penetrates

tre dans un deuxième diviseur de faisceau 34 dans lequel, au niveau de la couche de division, il est subdivisé en faisceaux 35 et 36. Le faisceau 36 tombe sur la ligne CCD 38 et le faisceau 35 tombe sur la ligne CCD 40. Les directions des dispositifs linéaires des éléments d'exploration  be in a second beam splitter 34 in which, at the level of the division layer, it is subdivided into beams 35 and 36. The beam 36 falls on the CCD line 38 and the beam 35 falls on the CCD line 40. The directions linear devices of exploration elements

photoélectriques sur les lignes CCD 38 et 40 sont perpen-  photoelectric on CCD lines 38 and 40 are perpen-

diculaires l'une à l'autre. De ce fait, quelle que soit la structure de la surface en chaque point d'exploration, le gradient de phase effectif est exactement déterminé  dicular to each other. Therefore, whatever the surface structure at each exploration point, the effective phase gradient is exactly determined

dans chaque cas.in each case.

La fig. 2 représente un dispositif dans lequel l'interféromètre I est guidé de manière à effectuer un  Fig. 2 shows a device in which the interferometer I is guided so as to perform a

mouvement de rotation au-dessus de la surface 11 de l'échan-  rotational movement over the surface 11 of the sample

tillon à contrôler. Le tourillon de palier 21 est monté de manière à pouvoir tourner dans le palier de précision rotatif 22 et ce tourillon 21 porte, fixé sur lui, le bras 23 qui porte le laser 24 et l'interféromètre I pour l'exploration de structures d'interférence variables. La fig. 2a est une vue de dessus du dispositif représentant la surface 11 de l'échantillon à contrôler et la fig. 2b est une vue du dispositif dans la direction de la flèche A.  tillon to control. The bearing journal 21 is mounted so as to be able to rotate in the rotary precision bearing 22 and this journal 21 carries, fixed on it, the arm 23 which carries the laser 24 and the interferometer I for exploring structures of variable interference. Fig. 2a is a top view of the device representing the surface 11 of the sample to be checked and FIG. 2b is a view of the device in the direction of arrow A.

L'interféromètre I de la fig. 2 est identique à l'inter-  The interferometer I of fig. 2 is identical to the inter-

féromètre I de la fig. 1.ferometer I of fig. 1.

Lorsque, dans les dispositifs représentés par la fig. 1 et,la fig. 2 le plateau porte-objet 16 est, avec l'objet à contrôler 5, animé d'un mouvement de rotation  When, in the devices shown in FIG. 1 and, fig. 2 the object-holding plate 16 is, with the object to be checked 5, driven in a rotational movement

par un dispositif de commande particulier et que l'inter-  by a particular control device and that the inter-

féromètre I est déplacé, soit au moyen du dispositif de guidage de précision 18 pour mouvement de translation, soit au moyen du palier de précision rotatif 22, au-dessus de la surface 11 dont la planéité doit être contrôlée, le point d'incidence du faisceau de mesure IM décrit sur la surface 11 une spirale et, en réglant l'un par rapport à l'autre les deux mouvements on peut modifier la pente de la spirale et adapter la succession des points de mesure au  ferometer I is moved, either by means of the precision guide device 18 for translational movement, or by means of the rotary precision bearing 22, above the surface 11 whose flatness must be controlled, the point of incidence of the IM measurement beam described on surface 11 a spiral and, by adjusting the two movements relative to each other, the slope of the spiral can be modified and the succession of measurement points can be adapted to

but envisagé.intended purpose.

Dans l'état de la technique, on peut réaliser des dispositifs de guidage de précision 18 et des paliers de précision 17 et 22, qui présentent une précision de guidage satisfaisant aux exigences de l'interférométrie. Il n'est pas nécessaire non plus, dans le cas envisagé, que le mouvement rectiligne produit par le mouvement du dispositif  In the state of the art, precision guiding devices 18 and precision bearings 17 and 22 can be produced, which have guiding precision satisfying the requirements of interferometry. Nor is it necessary, in the case considered, for the rectilinear movement produced by the movement of the device

de guidage de précision 18 ou le mouvement circulaire pro-  precision guide 18 or circular motion pro-

duit par la rotation du palier de précision 22 se produise  duit by the rotation of the precision bearing 22 occurs

rigoureusement parallèlement à la surface du plateau porte-  strictly parallel to the surface of the support plate

objet 16, car un certain écart angulaire peut être -déter-  object 16, because a certain angular deviation can be -deter-

miné soit par une mesure par rapport au plateau porte-objet 16 lui-même ou par rapport à une plaque à faces parallèles posée sur ce plateau et être déduit lors des autres mesures  undermined either by a measurement with respect to the object-holding plate 16 itself or with respect to a plate with parallel faces placed on this plate and be deducted during other measurements

si c'était nécessaire.if it was necessary.

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Claims (2)

REVENDICATIQNS 1. Dispositif interférométrique incrémental pour le contrôle de la planéité constitué par une source de rayonnement laser monochromatique, par un interféromètre  1. Incremental interferometric device for controlling the flatness constituted by a source of monochromatic laser radiation, by an interferometer destiné à l'exploration incrémentale de structures d'in-  intended for incremental exploration of information structures terférence variables et comprenant un diaphragme situé entre un diviseur d'interféromètre et un diviseur de  variable terference and comprising a diaphragm located between an interferometer divider and a faisceau ou des récepteurs photoélectriques dont les sur-  beam or photoelectric receptors whose over- faces photoélectriquement actives sont disposées les unes par rapport aux autres et par rapport aux éléments diviseurs et réflecteurs de faisceau de telle manière-qu'elles ne sont atteintes que par des couples de faisceaux homologues et des lignes CCD intégrées à l'interféromètre ainsi qu'un dispositif de guidage pour translation et un plateau porte-objet monté sur palier de manière à pouvoir tourner, caractérisé en ce que l'objet à contrôler (5) comportant la surface (11) dont la planéité doit être contrôlée est placée sur un plateau porte-objet (16) monté de manière à pouvoir tourner et qu'en face du plateau porte-objet (16) un  photoelectrically active faces are arranged in relation to each other and to the beam splitters and reflectors in such a way that they are only reached by pairs of homologous beams and CCD lines integrated in the interferometer as well as a guide device for translation and an object tray mounted on a bearing so as to be able to rotate, characterized in that the object to be checked (5) comprising the surface (11) whose flatness is to be controlled is placed on a tray object holder (16) mounted so that it can rotate and opposite the object holder plate (16) a dispositif de guidage de précision (18) est prévu un mouve-  precision guide device (18) is provided a movement ment de translation sur lequel un interféromètre (I) connu -par lui-même est monté de telle manière que le faisceau  translational ment on which an interferometer (I) known by itself is mounted in such a way that the beam de mesure (IM) de l'interféromètre (I) soit orienté perpen-  (IM) of the interferometer (I) is oriented perpetually diculairement à la planéité de la surface (11) à contrôler.  particularly the flatness of the surface (11) to be checked. 2. Dispositif interférométrique incrémental pour  2. Incremental interferometric device for le contrôle de la planéité selon la revendication 1, carac-  the flatness control according to claim 1, charac- térisé en ce que le dispositif de guidage placé en face du plateau porteobjet (16) est un palier de précision  characterized in that the guide device placed opposite the object-holding plate (16) is a precision bearing rotatif (22).rotary (22).