FR2950425A1 - Nanotopographie 3d sans contact, insensible aux vibrations - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de nanotopographie 3D sans contact, insensible aux vibrations, ainsi qu'un appareil de mesure mettant en oeuvre ce procédé et permettant d'accéder à une résolution axiale inférieure au nanomètre. Le domaine de l'invention est celui de nanotopographie 3D sans contact s'appliquant plus particulièrement aux domaines de la micro-électronique et de la micro-optique. Les objectifs de l'invention sont : - de proposer un procédé de nanotopographie 3D insensible aux vibrations, - de proposer un appareil de mesure nanotopographique à courte distance de travail mettant en oeuvre ledit procédé, - de proposer un appareil modulaire industriel, pouvant être intégré sur des dispositifs plus complexe, - de proposer un objectif interférométrique dont la distance de travail est bien supérieure à la longueur de cohérence associée aux méthodes d'interférométrie spectrale. Le système optique proposé, s'appuie sur l'analyse spectrale d'interférogrammes acquis en lumière blanche qui utilise le procédé de nanotopographie 3D insensible aux vibrations, et est mise en oeuvre dans un capteur point, un capteur ligne ou un capteur champ.

Description

-1- La présente invention concerne un procédé de nanotopographie 3D sans contact, insensible aux vibrations, ainsi qu'un appareil de mesure mettant en oeuvre ce procédé et permettant d'accéder à une résolution axiale inférieure au nanomètre. Le champ d'application est celui de la métrologie non destructive (sans contact) et 5 plus précisément, de la caractérisation de nanostructures notamment dans les domaines de la micro électronique et de la micro optique. Les dispositifs de mesure nanotopographiques sans contact actuels sont optiques et comportent une voie d'illumination et une voie d'observation pouvant être dissociées ou intégrées. La voie d'illumination comporte une source continue ou pulsée, 10 monochromatique, ou polychromatique, des optiques autorisant l'illumination d'un point ou d'un champ ou permettant un éclairage structuré de la surface. La voie d'observation est composée d'optiques d'imagerie destinés à obtenir une image de tout ou partie de la surface de l'objet, ainsi que d'un détecteur ponctuel, linéaire ou matriciel permettant d'observer un signal contenant l'information nanostructurelle de l'objet examiné. L'image 15 est ensuite numérisée puis traitée par des moyens de calcul informatiques dans le but d'en extraire toutes les informations utiles concernant la nanotopographie de la zone observée. A titre d'exemple, des appareils de mesure micro et nanotopographique industriels utilisent des méthodes basées sur la triangulation, l'ellipsométrie, la méthode confocale chromatique, les méthodes interférométriques.

20 Parmi ces méthodes, seules les méthodes interférométriques permettent d'atteindre une résolution subnanométrique. Les dispositifs interférométriques sont généralement composés d'une source plus ou moins cohérente, d'un interféromètre à deux bras séparés ou non, d'un capteur CCD ou CMOS et d'une instrumentation opto-mécanique appropriées. L'évolution des dispositifs interférométriques dans les dernières années est 25 marquée par : - Le passage de l'interférométrie monochromatique vers l'interférométrie lumière blanche. L'interférométrie monochromatique autorise l'examen de surface continue ou faiblement discontinue (discontinuité inférieure à ?J4 pour les dispositifs en réflexion). De façon à pallier aux limitations inhérentes à l'interférométrie monochromatique, les 30 méthodes interférométriques en lumière blanches se sont développées dans l'industrie de la mesure tridimensionnelle sans contact. - L'évolution des systèmes relativement volumineux vers des dispositifs plus compacts. Les appareils industriels ont évolué vers des systèmes plus compacts, et moins coûteux, de telle sorte que les dispositifs à deux bras séparés de type Michelson ou à 2950425 -2- configuration de type Linnik ont évolué vers des dispositifs à deux bras intégrés utilisant une configuration de type Mirau. La méthode interférométrique en lumière blanche utilisant un objectif de Mirau est appelée interférométrie lumière blanche à balayage de phase. Cette méthode est dite plein champ, puisqu'elle autorise l'observation d'un champ (x, y) dont la dimension (de quelques dizaines de gm à quelques mm) est prédéfmie par l'objectif utilisé. Cette mesure nanotopographique nécessite un balayage de phase, généralement réalisé avec un élément piézoélectrique. Pour l'examen de plus grande surface, l'acquisition de champs contigus par déplacement de l'objet (ou de l'objectif) suivant les axes x et y s'ajoute au balayage vertical. Par conséquent, ces dispositifs sont à la fois tributaires de la qualité des éléments piézoélectriques et des tables de translation (x, y). Alternativement aux méthodes à balayage de phase, les méthodes d'interférométrie spectrale se sont développées plus récemment. Le principe de la méthode SAWLI (Spectral Analysis of White Light Interferograms) consiste à comparer les fronts d'onde provenant de la surface de référence et de la surface de l'objet examiné, et d'analyser spectralement le signal d'interférences. L'appareil de mesure utilisant la méthode SAWLI est constitué d'une source de lumière blanche, d'un interféromètre à deux bras (un bras de référence et un bras de mesure) et d'un spectromètre. Ainsi, le front d'onde émis par une source de lumière blanche est divisé en deux par un composant optique, tels que ; une lame séparatrice ou un cube séparateur ou un coupleur fibré. Dans l'interféromètre, les deux fronts d'onde issus de l'élément optique séparateur, sont réfléchis, l'un par la surface de référence et l'autre par l'échantillon. Ces deux fronts d'onde se recombinent en sortie de l'interféromètre. Cette superposition donne lieu à un phénomène d'interférences observable sur le détecteur CCD ou CMOS d'un spectromètre. Le signal détecté est un « spectre cannelé » dont l'intensité varie périodiquement en fonction de la fréquence. L'information est codée dans la périodicité du signal d'interférences spectrales, qui traduit l'écart entre la surface de référence et l'objet inspecté. Les outils informatiques actuels de traitement du signal, et notamment ceux destinés à l'analyse de signaux périodiques, tels que l'analyse de Fourier, le traitement en Ondelettes, les méthodes de résolution de problèmes inverses, ou les algorithmes de décalage de phase, permettent à l'Homme de l'Art de déterminer avec une résolution subnanométrique l'écart entre la surface de référence et l'objet inspecté. De façon à atteindre cette résolution axiale, l'Homme de l'Art doit préalablement calibrer le spectromètre afin de connaître la correspondance entre le numéro de chaque pixel d'une ligne du détecteur spectrométrique et la longueur d'onde qui est focalisée sur ce pixel. Les dispositifs de mesure nanotopographique sans contact actuels doivent accomplir un relevé de l'altitude de l'objet examiné en un point (dispositif appelé capteur ponctuel) ou en plusieurs points d'un champ de mesure (dispositif appelé capteur champ). Quelque soit le mode d'observation de l'objet (suivant un point ou un champ), pour l'examen de grande surface (supérieure au champ de mesure), l'acquisition de points ou de champs contigus par déplacement, dans un plan, de l'objet (ou de la tête de mesure du dispositif) est nécessaire pour réaliser l'examen complet. Par conséquent, ces dispositifs sont tributaires de la qualité des tables de translation (x,y) : ces éléments de positionnement génèrent des irrégularités de déplacements, tels que des défauts de linéarité, des instabilités de vitesse, des défauts liés à l'hystéresis. La précision des dispositifs de mesure nanotopographique actuels est généralement limitée par les vibrations mécaniques ainsi que par les défauts de rectitude des déplacements (x,y) et éventuellement z, résultant en un défaut de planéité sur la mesure. Certaines de ces irrégularités non répétables ne peuvent être prises en compte dans la procédure de calibration ou de mesure. Ceci conduit à des erreurs de mesures qui ne peuvent être extraites de la topographie mesurée. Un objectif de l'invention est de surmonter les limitations de l'art antérieur et notamment de proposer un procédé de nanotopographie 3D insensible aux vibrations ne nécessitant aucun post-traitement pour corriger les défauts de planéité induit par les perturbations expérimentales. Ce procédé consiste à mesurer l'épaisseur d'air comprise entre une lame de référence et l'échantillon analysé. De façon à ce que ce procédé rende la mesure insensible aux vibrations, cette lame de référence doit être solidairement fixée à l'objet analysé ou, la lame de référence et l'objet doivent être fixés à un support commun. Il en résulte qu'au cours du balayage latéral (x,y), l'échantillon se déplace avec la lame de référence « in-situ », et les vibrations mécaniques n'affectent pas la mesure de cette épaisseur d'air. Un deuxième objectif de l'invention est de proposer un appareil de mesure nanotopographique à courte distance de travail mettant en oeuvre ledit procédé. La mise en oeuvre de ce procédé peut s'effectuer en utilisant une méthode interférométrique en lumière blanche autorisant la mesure d'épaisseur. Le procédé précité ne peut être mis en oeuvre par la méthode d'interférométrie à balayage de phase, car celle-ci nécessite de pouvoir faire varier l'épaisseur d'air comprise 2950425 -4- entre une lame de référence et l'échantillon analysé afin d'accomplir le décalage de phase. Par conséquent, parmi les méthodes interférométriques en lumière blanche seule la méthode basée sur la mesure spectrométrique des figures d'interférences est adaptée. L'invention repose sur l'utilisation d'un système optique s'appuyant sur l'analyse 5 spectrale d'interférogrammes acquis en lumière blanche (SAWLI) qui utilise le procédé précité, et est mise en oeuvre dans un capteur point, un capteur ligne ou un capteur champ à courte distance de travail. Dans cette configuration, la distance de travail, correspondant à la distance entre la surface de référence et l'objet, est inférieure à la longueur de cohérence associée à l'interférométrie spectrale. Dans ces conditions, le phénomène d'interférences 10 spectrales est directement observable sur le détecteur d'un spectromètre. Avec cette méthode le balayage vertical est remplacé par le codage spectral de l'information suivant l'axe z. Un balayage latéral, suivant les axes x et y, est cependant nécessaire pour examiner une surface, mais ledit procédé insensible aux vibrations permet de s'affranchir des défauts mécaniques des platines de déplacement x, y et des vibrations environnementales.

15 Cette méthode utilisée dans un dispositif pour lequel l'interféromètre est composé de deux bras non séparés, en positionnant la surface de référence au dessus de l'objet (dans un plan parallèle à la surface moyenne de l'objet), permet d'obtenir un système de mesure nanotopographique insensible à toutes formes de vibrations. Un troisième objectif de l'invention est de proposer un appareil modulaire 20 industriel, pouvant être intégré sur des dispositifs plus complexe. L'appareil de mesure reposant sur la méthode SAWLI et utilisant le procédé précité consistent en deux parties reliées par une fibre optique : un coffret optoélectronique (comportant la source lumineuse poly-chromatique, le spectromètre, les moyens électroniques de traitement du signal et le moyens de combinaison/séparation de pinceau 25 lumineux) et un système interférométrique, désigné par « objectif interférométrique ». Enfin un quatrième objectif de l'invention est de proposer un objectif interférométrique dont la distance de travail est bien supérieure à la longueur de cohérence associée aux méthodes d'interférométrie spectrale. Les appareils précédents dits « à courte distance de travail » sont limités en ce que 30 la distance de travail est de quelques micromètres (inférieure à la longueur de cohérence associée à la méthode d'interférométrie spectrale). Il peut être avantageux de disposer d'une distance de travail supérieure afm d'apporter à l'utilisateur un peu plus de souplesse et de facilité pour positionner le capteur au dessus de l'objet à mesurer, surtout lors de l'examen d'objets fragiles et/ou coûteux. Dans ce cas la distance étant supérieure à la 2950425 -5 longueur de cohérence, aucun phénomène d'interférences ne peut se produire et par conséquent aucun signal interférométrique n'est observable. Afin d'établir le phénomène d'interférences dans cette configuration à « longue distance de travail », il est donc nécessaire d'utiliser un dispositif de retard. Ce dispositif de retard permet de rattraper le 5 décalage de chemin optique induit par l'augmentation de la distance entre la surface de référence et l'objet. De plus, cet appareil nécessite une séparation en deux voies : une voie de mesure (pour laquelle un faisceau est focalisé sur l'objet) et une voie de référence (pour laquelle un faisceau est focalisé sur la surface de référence). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaissent dans la 10 description suivante qui se réfère aux figures annexées, lesquelles illustrent sans aucun caractère limitatif des modes préférentiels de réalisation de l'invention. La figure 1 illustre le procédé qui s'appuie sur la mesure d'épaisseur d'air entre une surface de référence et la surface de l'objet. Les figures 2A, 2B et 2C illustrent schématiquement trois modes préférentiels de 15 réalisation de l'appareil de mesure nanotopographique à courte distance de travail selon l'invention basée sur la méthode SAWLI. Les figures 2A, 2B et 2C illustrent respectivement un capteur point, un capteur ligne et un capteur champ à courte distance de travail (inférieure à la longueur de cohérence associée à l'interférométrie spectrale). Les figures 3A et 3B illustrent schématiquement deux modes de séparation des 20 voies de mesure et de référence. La figure 4 illustre schématiquement un mode préférentiel de réalisation de l'appareil de mesure nanotopographique modulaire basée sur la méthode SAWLI selon l'invention. Cette figure illustre un mode préférentiel de réalisation d'un capteur point modulaire à courte distance de travail.

25 Les figures 5A, 5B, 5C, 5D et 5E illustrent schématiquement cinq modes préférentiels de réalisation de l'appareil de mesure nanotopographique à longue distance de travail basée sur la méthode SAWLI selon l'invention. Les cinq modes préférentiels de réalisation de l'appareil de mesure nanotopographique illustrés sur les figures 5A, 5B, 5C, 5D et 5E, considèrent cinq configurations optogéométriques pour lesquelles, l'élément 30 séparateur (un cube séparateur, une lame semi-réfléchissante, un coupleur fibré) est positionné ; avant l'objectif interférométrique (Figure 5A), dans l'objectif interférométrique (Figure 5B), en sortie de objectif interférométrique (Figure 5C et 5D) et un cas particulier ou l'élément séparateur est intégré à l'objet (Figure 5E). Ces figures 2950425 -6- illustrent cinq modes préférentiels de réalisation d'un capteur point modulaire avec une longue distance de travail. La figure 6 illustre schématiquement un mode de réalisation du dispositif d'analyse spectrale du signal d'interférences dans le cas d'un capteur ligne ou champ.

5 Les paragraphes suivants décrivent dans le détail chacune des figures 1 à 6. La figure 1 illustre une cavité de mesure de type « Fizeau » 10, constitué d'une surface de référence 11 et de la surface de l'objet 12. La surface de référence 11 est positionnée parallèlement à la surface de l'objet 12. La lame de référence et l'objet inspecté sont solidairement fixés l'un à l'autre, ou fixés respectivement à un support 10 commun 13 avec des fixations 14. Un capteur de mesure d'épaisseur 20 permet de restituer l'épaisseur d'air et par conséquent la topographie de l'objet. Les figures 2A, 2B et 2C illustrent schématiquement trois modes préférentiels de réalisation de l'appareil de mesure nanotopographique à courte distance de travail basée sur la méthode SAWLI selon l'invention. L'avantage majeur de cette configuration à 15 courte distance de travail réside dans la simplicité de mise en oeuvre du phénomène d'interférences en positionnant la surface de référence sur l'objet. De plus l'appareil devient parfaitement insensible à toute forme de vibrations dès lors que cette surface de référence est fixée solidairement à l'objet inspecté. La figure 2A illustre un capteur point ; il consiste en : 20 - une source lumineuse poly-chromatique 30 telle qu'une lampe à incandescence, une lampe à arc, ou encore une ou plusieurs diodes électroluminescentes dont le spectre (ou les spectres combinés) couvre toute la plage spectrale utile de l'appareil. Cette source 30 est associée à un système d'optiques relais 31 permettant de focaliser le faisceau lumineux dans un dispositif de combinaison/séparation de pinceau lumineux 40. 25 - Un dispositif de combinaison/séparation de pinceau lumineux 40, dont le rôle est de guider le front d'onde émis par la source 30 vers un objectif interférométrique 50. Puis de guider les fronts d'onde réfléchis par une surface de référence 11 et la surface de l'objet examiné 12 vers le spectromètre 60. Ce dispositif de combinaison/séparation de pinceau lumineux 40 peut être un ensemble comportant un élément séparateur 44, et trois optiques 30 relais 45, 46 et 47. Le dispositif 40 possède en ses trois extrémités, un filtre spatial 41 (côté source 30), un filtre spatial 42 (côté objectif interférométrique 50), un filtre spatial 43 (côté spectromètre 60). Ces filtres situés dans les plans images conjugués de la surface de l'objet 12, permettent à l'Homme de l'Art d'améliorer la cohérence spatiale du dispositif interférométrique et la visibilité du signal d'interférences. 2950425 -7- - Un objectif interférométrique 50 constitué d'un collimateur 51, permettant à l'Homme de l'Art de maîtriser le grandissement et à fortiori la taille de spot et la résolution latérale de l'objectif interférométrique 50, et d'un objectif achromatique 52 permettant de focaliser le faisceau au centre de la cavité de type « Fizeau» 10. 5 - Une cavité de type « Fizeau » 10 telle que décrite dans la figure 1. - Un spectromètre 60 qui comporte des optiques relais 63 dont le rôle est de collimater le faisceau provenant du filtre spatial 43 vers un élément dispersif 61, lequel modifie le sens de propagation en fonction de la longueur d'onde. Après réflexion ou traversée de l'élément dispersif 61, chaque longueur d'onde appartenant à la bande 10 spectrale de la source 30 est focalisée par des optiques relais 64 sur les pixels du photodétecteur linéaire CCD ou CMOS 62 orienté parallèlement à la direction de dispersion de l'élément 61. - Un sous ensemble d'acquisition et d'analyse 70 qui est composé, de moyens électroniques et informatiques destinés à numériser, traiter, enregistrer et visualiser le 15 signal, comprenant, à titre d'exemple, un ordinateur, une carte de numérisation et un logiciel d'acquisition et de traitement du signal. En particulier, le moyen de traitement de signal compris dans l'ensemble 70 est chargé de calculer l'épaisseur d'air comprise entre la surface de référence et l'objet examiné. Les figures 2B-1 et 2B-2 illustrent, dans 2 plans différents, un mode préférentiel de 20 réalisation de l'appareil de type «Capteur Ligne», pour lequel; plusieurs points de mesures, matérialisés par plusieurs fibres, sont organisés suivant une ligne. La figure 2B-1 représente ce mode préférentiel de réalisation de l'appareil de mesure dît de type « capteur ligne » dans le plan (Y, Z), tandis que la figure 2B-2 représente ce même mode préférentiel de réalisation de l'appareil de mesure dans un plan contenant l'axe X.

25 Ce capteur est destiné à réaliser des mesures plus rapides en observant une ligne de l'objet inspecté. Pour ce mode préférentiel de réalisation, le flux lumineux de la ou des source(s) poly-chromatique(s) 30 est mis en forme selon un segment lumineux. Cette mise en forme est réalisée soit en organisant plusieurs fibres 32 suivant une ligne, soit en associant plusieurs lentilles de façon à focaliser le faisceau provenant de la source 30 sur 30 une fente ou sur une ligne de trous, cependant ce dernier mode de mise en forme est plus critique en terme d'efficacité photométrique. Le mode préférentiel de réalisation illustré sur la figure 2B représente une ligne d'éclairage obtenue avec plusieurs fibres 32 associées à un ensemble d'optique relais 31. Ce segment lumineux est injecté dans le dispositif de combinaison/séparation de pinceau lumineux 40. Tel qu'illustré sur la figure 2A, ce 2950425 -8- dispositif de combinaison/séparation de pinceau lumineux 40 peut être un ensemble comportant un élément séparateur 44, et trois optiques relais 45, 46 et 47. Le dispositif 40 possède en ses trois extrémités, un filtre spatial 41 (côté source 30), un filtre spatial 42 (côté objectif interférométrique 50), un filtre spatial 43 (côté spectromètre 60). Dans le cas 5 d'un capteur ligne les filtres spatiaux 42 et 43 sont des fentes ou des ligne de trous, et le filtre spatial 41 est matérialisé par l'extrémité des fibres 32 ou par une fente ou une ligne de trous en fonction du dispositif de mise en forme choisi. Le mode de réalisation illustré sur la figure 2B montre une variante de ce dispositif de combinaison/séparation de pinceau lumineux 40, pour laquelle, les filtres spatiaux 42 et 43 sont des lignes de trous situées sur 10 les faces orthogonales d'un élément séparateur 44, respectivement dans les plans (X,Z) et (X,Y). Par conséquent, le dispositif 40 comporte également un ensemble d'optiques 48 et 45 permettant de collimater puis de focaliser le segment lumineux provenant des extrémités de fibres 41 dans les plans des filtres spatiaux 42 et 43. Ces filtres situés dans les plans images conjugués de la surface de l'objet 12, permettent à l'Homme de l'Art 15 d'améliorer la cohérence spatiale du dispositif interférométrique et la visibilité du signal d'interférences. Le miroir de renvoi 49a dans cette figure 2B n'a pas une fonction optique fondamentale, il permet de réduire le schéma. Le mode préférentiel de réalisation de l'appareil de type «Capteur Ligne», représenté sur la figure 2B, est également constitué d'un objectif interférométrique 50, 20 d'une cavité de type « Fizeau » 10, et d'un sous ensemble d'acquisition et d'analyse 70 tel que décrit sur la figure 2A. Enfin ce « capteur ligne » comporte un spectromètre 60 constitué des optiques relais 63 dont le rôle est de collimater le faisceau provenant du filtre spatial 43 vers un élément dispersif 61, lequel modifie le sens de propagation en fonction de la longueur d'onde. Après réflexion ou traversée de l'élément dispersif 61, chaque 25 longueur d'onde appartenant à la bande spectrale de la source 30 est focalisée par des optiques relais 64 sur les pixels du photodétecteur linéaire CCD ou CMOS 62 orienté parallèlement à la direction de dispersion de l'élément 61. L'image de la ligne de points sur le photodétecteur linéaire correspond à une segment composé de N points, chacun distants de leur voisin de Ax.

30 La figure 2C illustre un mode préférentiel de réalisation d'un « capteur champ » pour lequel l'objet est éclairé suivant une ligne et comportant un système de balayage interne permettant d'examiner un champ complet. Cette figure illustre un capteur champ avec une courte distance de travail selon l'invention, caractérisé en ce que le capteur comporte plusieurs voies de mesure, en ce que les points mesurés simultanément sont 2950425 -9- disposés le long d'un segment de droite, et en ce que le dispositif de balayage interne déplace ledit segment dans un sens perpendiculaire à lui-même. Il s'agit donc d'un capteur ligne dynamique qui se différencie du précédent mode de réalisation (figure 2B) par le fait que ; le miroir statique 53 est dans ce mode de réalisation dynamique. Le miroir 5 dynamique 53, tourne autours d'un axe de rotation colinéaire à l'axe X afm que la ligne de points lumineux dirigés suivant l'axe X balaye la surface de l'objet suivant l'axe Y. Ainsi une rotation du miroir dynamique 53, d'un angle de 0y engendre un déplacement Sy de la ligne de points lumineux. De plus, le « capteur champ » est doté d'un photodétecteur matriciel CCD ou CMOS 62. Les autres éléments du « capteur champ » sont identiques à 10 ceux du « capteur ligne » représenté sur la figure 2B. Ce capteur est destiné à réaliser des mesures plus rapides en observant un « champ » de l'objet inspecté. Dans les modes préférentiels de réalisation illustré par les figures 2B et 2C les extrémités de sortie des fibres optiques 41 sont disposées à distance égale le long d'un segment de droite, ce qui détermine la nature du capteur multipoint en tant que « capteur 15 ligne » ou « capteur champ ». A titre d'exemple, un dispositif de type « V groove » peut être utilisé pour disposer les extrémités de fibres de cette façon avec une très grande précision. Bien évidemment, ces extrémités de sortie peuvent être disposées de façon différente. A titre d'exemple, elles peuvent être placées sur les noeuds d'une grille bidimensionnelle rectangulaire ou hexagonale, pour créer un capteur champ capable de 20 mesurer tous les points du champ simultanément. L'avantage majeur de la configuration « Capteur Ligne » ou « Capteur Champ » est de mesurer en une seule acquisition une ligne de l'objet, et par conséquent d'augmenter la cadence de mesure, tout en gardant une résolution subnanométrique, et en s'affranchissant de toute forme de vibrations.

25 Les figures 3A et 3B illustrent, respectivement, deux types de dispositifs de combinaison/séparation de faisceaux 40. La première figure montre un dispositif de combinaison/séparation de faisceaux à cube séparateur, constitué d'un cube (ou une lame) semi réfléchissant(e) 44, et de 3 optiques relais 45, 46 et 47, dans les plans focaux desquels sont positionnées, respectivement, les extrémités de fibres 41, 42 et 43. De préférence 30 l'extrémité de la fibre optique 42 est clivée d'un petit angle afm de s'affranchir des réflexions indésirables sur sa surface. La deuxième figure montre un coupleur à fibres, dans lequel les rayons lumineux peuvent passer de la fibre optique 41 à la fibre optique 42 (ou en sens opposé) et de la fibre optique 42 à la fibre optique 43 (ou en sens opposé) avec une efficacité photométrique élevée, tandis que l'efficacité photométrique pour un passage 2950425 -10- de rayons lumineux provenant de la fibre optique 41 vers la fibre optique 43 (ou en sens opposé) est très faible. La figure 4 illustre schématiquement un mode préférentiel de réalisation de l'appareil de mesure nanotopographique modulaire basée sur la méthode SAWLI selon 5 l'invention. Cette figure illustre un mode préférentiel de réalisation d'un capteur point modulaire à courte distance de travail. Le capteur modulaire consiste en deux parties reliées par une fibre optique : un coffret optoélectronique 100 (comportant la source lumineuse poly-chromatique 30, les moyens de combinaison/séparation de pinceau lumineux 40, le spectromètre 60, et les moyens électroniques de traitement du signal 70) et 10 un système interférométrique 50, désigné par « objectif interférométrique ». L'avantage majeur du capteur modulaire est de pouvoir déporter le coffret optoélectronique 100 par rapport au objectif interférométrique 50, et ainsi de commander la mesure à distance et permettant de l'intégrer sur des dispositifs industriels plus complexes. Cet appareil de mesure comporte dans le détail : 15 - Une source lumineuse poly-chromatique 30 telle qu'une lampe à incandescence, une lampe à arc, ou encore une ou plusieurs diodes électroluminescentes dont le spectre (ou les spectres combinés) couvre toute la plage spectrale utile de l'appareil. Cette source 30 est associée à un système d'optiques relais 31 permettant de focaliser le faisceau lumineux dans un dispositif de combinaison/séparation de pinceau lumineux 40. 20 - Un dispositif de combinaison/séparation de pinceau lumineux 40, dont le rôle est de guider le front d'onde émis par la source 30 vers un objectif interférométrique 50. Puis de guider les fronts d'onde réfléchis par une surface de référence 11 et la surface de l'objet examiné 12 vers le spectromètre 60. Ce dispositif de transport optique 40 peut être un coupleur fibré 2x1, ou un ensemble plus complexe comportant 3 fibres, un élément 25 séparateur, et des optiques relais. Afm de simplifier la représentation, sur la figure 4, le bloc 40 est un coupleur fibré 2x1. L'extrémité du dispositif 40 dirigée vers la source est notée 41, celle dirigée vers l'objectif interférométrique 50 est notée 42, et celle dirigée vers le spectromètre 60 est notée 43. Les extrémités de fibres 41, 42 et 43 jouent le rôle de filtres spatiaux. Ces filtres permettent à l'Homme de l'Art d'améliorer la cohérence 30 spatiale du dispositif interférométrique et la visibilité du signal d'interférences. - Un objectif interférométrique 50 tel que décrit dans les figures 2. - Une cavité de type « Fizeau » 10 telle que décrite dans la figure 1. - Un spectromètre 60 tel que décrit dans la figure 2A. - Un sous ensemble d'acquisition et d'analyse 70 tel que décrit précédemment. 2950425 -11- L'Homme de l'Art comprend aisément que le capteur modulaire point peut être modifié de façon à réaliser un « capteur modulaire ligne » ou un « capteur modulaire champ » en utilisant la même structure opto-électro-mécanique que les capteurs « ligne » et « champ » illustrés sur les figures 2B et 2C.

5 Les figures 5A, 5B, 5C, 5D et 5E illustrent des modes préférentiels de réalisation de l'appareil de type «longue distance de travail», pour lesquels ; un mode de séparation supplémentaire ainsi qu'une ligne de retard, dont le rôle est de compenser le décalage temporel introduit par l'augmentation de l'épaisseur d'air comprise entre la surface de référence et l'objet inspecté, sont ajoutés à l'appareil de type « courte distance de travail » 10 illustré sur les figures 2 et 4. Pour cette configuration « longue distance de travail », la cavité « Fizeau » 10 est par conséquent plus large que lors des configurations « courte distance de travail » présentées précédemment. Les appareils de mesures décrits ci-après gardent leurs caractéristiques d'insensibilités aux vibrations. Les capteurs illustrés sur les figures 5A, 5B, 5C, 5D et 5E sont modulaires; ils consistent en deux parties reliées par une 15 fibre optique : un coffret optoélectronique 100 (comportant la source lumineuse polychromatique 30, les moyens de combinaison/séparation de pinceau lumineux 40, le spectromètre 60, et les moyens électroniques de traitement du signal 70) et un système interférométrique 50, désigné par « objectif interférométrique ». La figure 5A illustre un premier mode préférentiel de réalisation pour lequel la 20 séparation en deux voies de référence et de mesure s'effectue avant l'objectif interférométrique 50. La séparation est réalisée avec un coupleur à fibres 2x2, 40, dont le rôle est de guider le flux provenant de la source 30 (extrémité du coupleur 41) vers les deux collimateurs 51 et 54 (extrémités respectives du coupleur 42a et 42b) de l'objectif interférométrique 50, et de guider le flux réfléchi par les surfaces de référence 11 et de 25 l'objet 12 vers le spectromètre 60 (extrémité du coupleur 43). L'Homme de l'Art est conscient que les fibres du coupleur 40 n'ont pas une longueur identique, et afin de compenser le retard accumulé dans l'une des fibres associés aux extrémités 42a et 42b, une lame prismatique 49b est insérée en sortie de fibre à laquelle est ajoutée un réglage, 49c, de sa position suivant l'axe Y. La lame prismatique 49b est positionnée de telle sorte que sa 30 face située dans le plan YZ est triangulaire, et qu'une translation le long de l'axe Y induise une modification de l'épaisseur de lame traversée par le faisceau lumineux. L'ajustement de cette position est valide lorsque l'épaisseur optique de lame traversée par le faisceau est identique à la différence de longueur optique entre les deux fibres d'extrémités 42 et 44. 2950425 - 12 - Ceci correspond à la position pour laquelle le signal interférométrique issu du détecteur CCD ou CMOS 62, est périodique en fonction de la fréquence. Dans ce mode préférentiel de réalisation illustré par la figure 5A, l'objectif interférométrique 50 est constitué de deux voies : 5 - une voie de mesure constituée d'un collimateur 51 et d'un objectif achromatique 52, - et une voie de référence constituée d'un collimateur 54, d'un objectif 55, et d'une ligne à retard 80 dont le rôle est de compenser le retard accumulé dans l'air par le front d'onde issu de la surface de l'objet 12 par rapport au front d'onde issu de la surface de 10 référence 11. La ligne à retard est composée de deux miroirs de renvois 81 et 82 dont l'un a un réglage 83 en translation suivant l'axe Y permettant de réaliser le contact optique ou de compenser le retard entre les deux fronts d'onde de mesure et de référence. Les faisceaux issus respectivement des voies de mesure (éléments 51 et 52) et de référence (éléments 53, 54 et 80) sont respectivement focalisés sur la surface de l'objet 12, 15 et la surface de référence 11 de la cavité de type « Fizeau » 10 décrite dans la figure 1. Les deux faisceaux réfléchis sur les surfaces 11 et 12 parcourent le chemin inverse, et les extrémités des fibres 42a et 42b, situées respectivement dans les plans images conjugués de la surface de l'objet 12 et de la surface de référence 11, jouent le rôle de trou de filtrage, améliorant ainsi la cohérence spatiale du dispositif interférométrique et la visibilité du 20 signal d'interférences. Les deux fronts d'onde se superposent ensuite dans la fibre dont l'extrémité est notée 43, puis ce faisceau est dirigé vers l'entrée du spectromètre 60 décrit plus haut. La figure 5B illustre un second mode préférentiel de réalisation pour lequel la séparation en deux voies de référence et de mesure s'effectue dans l'objectif 25 interférométrique 50. La séparation est réalisée avec un cube séparateur 56, situé après le collimateur unique 51, et dont le rôle est de guider le flux provenant du coupleur 2x1, 40, (extrémité du coupleur 42) vers les deux objectifs achromatiques 52 et 55 de l'objectif interférométrique 50. Pour que les deux faisceaux convergent respectivement sur les surfaces de référence 11 et de l'objet 12, un miroir de renvoi 81, positionné dans la voie de 30 référence, est utilisé. Ce miroir est solidarisé à l'objectif 55 de façon à les déplacer simultanément suivant l'axe Y. Avec ce réglage micrométrique, 83, suivant Y, l'utilisateur compense le décalage entre les deux fronts d'onde provenant de chaque voies. L'ensemble miroir de renvoi 81, réglage micrométrique 83, constitue la ligne de retard 80 de cet appareil de mesure nanotopographique. Les deux faisceaux réfléchis sur les surfaces 11 et 2950425 - 13 - 12 parcourent le chemin inverse, et l'extrémité de fibre 42 située dans le plan image conjugué des surfaces de l'objet 12 et de référence 11, joue le rôle de trou de filtrage, améliorant ainsi la cohérence spatiale du dispositif interférométrique et la visibilité du signal d'interférences.

5 La figure 5C illustre un troisième mode préférentiel de réalisation pour lequel la séparation en deux voies de référence et de mesure s'effectue après l'objectif interférométrique 50. La séparation est réalisée avec un cube séparateur 56, situé après l'objectif achromatique unique 52, et dont le rôle est de guider le flux provenant du coupleur 2x1, 40, (extrémité du coupleur 42) vers les deux surfaces de référence 11 et de 10 l'objet 12. Pour ce faire un miroir de renvoi 81 est positionné dans la voie de référence. Un réglage micrométrique 83 est affecté à ce miroir de renvoi de façon à le déplacer suivant l'axe Y. Ce réglage joue le rôle de ligne de retard, et permet également de focaliser le faisceau sur la surface de référence 11. De fait, si les faisceaux sonde et de référence sont respectivement focalisés sur la surface de l'objet 12 et celle de référence 11, alors le retard 15 optique est parfaitement compensé. Le fait de déplacer le miroir permet effectivement de régler ce retard mais il induit une légère défocalisation du faisceau référence. Les deux faisceaux réfléchis sur les surfaces 11 et 12 parcourent le chemin inverse, et l'extrémité de fibre 42 située dans le plan image conjugué des surfaces de l'objet 12 et de référence 11, joue le rôle de trou de filtrage, améliorant ainsi la cohérence spatiale du dispositif 20 interférométrique et la visibilité du signal d'interférences. La figure 5D illustre un quatrième mode préférentiel de réalisation pour lequel la séparation en deux voies de référence et de mesure s'effectue après l'objectif interférométrique 50. La séparation est réalisée avec une lame semi-transparente 15, située après l'objectif achromatique unique 52, et dont le rôle est de guider le flux provenant du 25 coupleur 2x1, 40, (extrémité du coupleur 42) vers les deux surfaces de référence 11 et de l'objet 12. La lame semi-transparente 15, la surface de référence 11, et la surface moyenne de l'objet 12 sont dans cette configuration parallèles. De plus, la surface semi-transparente 15 est équidistante de la surface de référence 11 et de la surface de l'objet 12, afin d'obtenir deux points de focalisation parfaits sur chacune de ces surfaces 11 et 12 et ainsi 30 de compenser le retard optique entre les deux voies de mesure et de référence. Cette configuration s'approche de la configuration des objectifs interférométriques de type « Mirau » utilisée en interférométrie lumière blanche à balayage vertical, cependant dans cette configuration la lame de référence 11, la lame semi-transparente 15, ainsi que l'objet 12, sont solidairement fixés les uns aux autres ou fixés à un support commun afm de 2950425 - 14 - s'affranchir de toutes vibrations. Ceci est possible car l'analyse spectrale d'interférogrammes acquis en lumière blanche (SAWLI) ne nécessite pas de faire varier la phase entre les fronts d'onde de mesure et de référence (la phase varie lorsque l'épaisseur d'air traversée par le faisceau référence évolue dans le temps tandis que l'épaisseur d'air 5 traversée par le faisceau référence reste fixe), contrairement à la méthode d'interférométrie lumière blanche à balayage verticale utilisée dans les appareils de mesure nanotopographique actuels. Avant de fixer les différentes surfaces les unes aux autres, le réglage de la position, 16, de la lame de référence suivant l'axe Z est réalisé. Les deux faisceaux réfléchis sur les surfaces 11 et 12 parcourent le chemin inverse, et l'extrémité de 10 fibre 42 située dans le plan image conjugué des surfaces de l'objet 12 et de référence 11, joue le rôle de trou de filtrage, améliorant ainsi la cohérence spatiale du dispositif interférométrique et la visibilité du signal d'interférences. La figure 5E illustre un cinquième mode préférentiel de réalisation pour lequel la séparation en deux voies de référence et de mesure s'effectue au sein même de l'objet. Il 15 s'agit d'un cas particulier pour lequel le phénomène d'interférences se réalise, car la structure de l'objet est particulièrement favorable, en ce qu'elle comporte une surface pouvant jouer le rôle de la surface de référence. A titre d'exemple, l'objet inspecté peut être constitué d'une série de trous à fonds plats ou de plateau circulaire 10A, ou d'une série de rainures, ou respectivement de crêtes, dont le fond, respectivement le sommet, est plat 20 10B. Dans ces conditions, le substrat 11 joue le rôle de surface de référence, et le fond du trou ou respectivement le sommet du plateau, dans le cas de l'objet 10A, et le fond de la rainure ou respectivement le sommet plat de la crête dans le cas de l'objet 10B, joue le rôle de la surface inspectée. Dans cette configuration, l'appareil de mesure ne comporte pas d'élément séparateur. L'objectif interférométrique 50, constitué d'un collimateur 51 et 25 d'un objectif achromatique 52, focalise le faisceau provenant de l'extrémité 42 du coupleur à fibres 2x1, 40, sur la surface de l'objet 12. Pour que le phénomène d'interférences se réalise il est nécessaire que la taille du spot 14 soit supérieure au diamètre du trou ou du plateau dans le cas de l'objet 10A, ou supérieure à la largeur de la rainure ou de la crête dans le cas de l'objet 10B. Dans cette configuration seule l'information concernant la 30 profondeur des trous et des rainures ou la hauteur des plateaux ou des crêtes est mesurée. Ce type d'objet est rencontré en microélectronique, l'exemple des « Through Silicon Vias » (TSV) pour lesquels la caractérisation de la profondeur des trous non débouchant, est un enjeu économique et industriel majeur peut notamment être cité. La surface de 2950425 - 15 - références et la surface inspectée étant dans un même bloc, les vibrations n'affectent pas la mesure. L'avantage majeur de l'appareil de mesure de type «longue distance de travail» (Figures 5A, 5B, 5C, 5D, 5E) est trivialement d'autoriser une distance de travail 5 raisonnable pour l'examen de la surface d'objet fragile. De plus dans cette configuration la résolution latérale de l'appareil de mesure est amélioré puisque le faisceau est parfaitement focalisé sur l'objet. La résolution latérale dépend ici de la taille du spot sur l'objet c'est-à-dire du rapport entre le diamètre de la fibre et le grandissement de l'objectif interférométrique. Dans cette configuration, l'appareil de mesure reste insensible à toute 10 forme de vibrations. D'autres modes préférentiels de réalisation de l'appareil de mesure nanotopographique selon l'invention sont générés par combinaison des différentes configurations précitées. Ainsi, l'Homme de l'Art peut par exemple réaliser un appareil de mesure nanotopographique de type « longue ou courte distance de travail, point, ligne ou 15 champ et modulaire ou non modulaire ». Afin d'améliorer le fonctionnement de l'appareil de mesure nanotopographique selon l'invention, l'Homme de l'Art doit utiliser un objectif corrigé au mieux des aberrations chromatiques, sur toute la bande spectrale d'analyse, afm d'améliorer la cohérence spatiale du faisceau sonde et par conséquent d'augmenter la visibilité du signal 20 interférométrique enregistré et traité. La figure 6 illustre un dispositif d'analyse spectrale, adapté aux « capteurs lignes » ou aux « capteurs champs », utilisant un photodétecteur matriciel 62 partagé entre plusieurs voies de mesure, et disposé de façon à ce que ses lignes soient parallèles au segment formé par les extrémités des fibres 43 des voies de mesures concernées. Ce dispositif d'analyse 25 spectrale est caractérisé par le fait que le réseau de diffraction 61 disperse les faisceaux dans un sens orthogonal audit segment, de façon à ce que les spectres des différentes voies soient parallèles entre eux, chacun d'entre eux occupant une ou plusieurs colonnes 65. Les spectres sont éventuellement séparés par des « colonnes mortes » 66. Ce mode de réalisation offre une excellente résolution spectrale, grâce au nombre de pixels par voie de 30 mesure dans le sens de la dispersion spectrale. Le spectre 67, correspondant au signal interférométrique est alors un signal périodique en fonction de la fréquence. L'étendue de mesure de l'appareil réalisé selon l'un des modes précité, ne dépend que de la résolution spectrale du spectromètre et de la bande spectrale analysée (dépendant de la source utilisée et de la transmission spectrale du système optique). Ainsi, la mesure est possible tant que 2950425 -16- le spectromètre est capable de résoudre le signal périodique correspondant au phénomène interférométrique observé. La période spectrale T(v) du signal interférométrique est inversement proportionnel à l'épaisseur d'air mesurée, ainsi plus l'épaisseur d'air est importante plus la période des franges d'interférences est faible.

5 Enfin et afin d'atteindre une résolution subnanométrique, un calibrage spectrale du dispositif d'analyse spectrale doit être réalisé. Le calibrage spectral consiste à établir la relation entre le numéro de pixel sur le photodétecteur et la longueur d'onde. Cette relation peut être une fonction polynomiale. Ce calibrage est réalisé en utilisant des lampes spectrales ou des filtres interférométriques. La lampe spectrale est positionnée en regard de 10 l'objectif interférométrique 50, de telle sorte que le spectromètre analyse le spectre émis par celle-ci. Dans cette configuration il est possible d'identifier et d'établir la position de chaque raie émise par la lampe spectrale. De même en intercalant une série de filtres interférentiels devant la source polychromatique 30 et en plaçant un miroir en regard de l'objectif interférométrique 50, la réponse spectrale du filtre interférentiel est observable et 15 ainsi il est possible d'établir la position du pic spectral. A partir de quelques données spectrales, c'est-à-dire à partir d'un tableau donnant la position en numéro de pixel de plusieurs longueurs d'onde, il est possible d'établir la relation entre le numéro de pixel sur le photodétecteur et la longueur d'onde pour chaque pixel du photodétecteur. Cette relation est déterminée par interpolation des données avec une fonction pouvant être linéaire ou 20 polynômiale.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1) Un procédé de mesure nanotopographique insensible à toute forme de vibrations et caractérisé en ce que : On mesure l'épaisseur d'air comprise entre une surface de référence et l'objet inspecté. La surface de référence et l'objet étant solidairement fixés l'un à l'autre ou à un support commun.
2. 2) Un appareil de mesure d'altitude mettant en oeuvre un procédé de mesure nanotopographique selon la revendication 1, basé sur le principe de l'analyse spectrométrique d'interférogrammes acquis en lumière blanche et comportant : - Un bloc source comprenant une ou plusieurs source(s) lumineuse(s) polychromatique(s) 30 dont le spectre d'émission couvre toute la plage de longueurs d'onde du visible, - Un dispositif de combinaison/séparation de pinceau lumineux 40, destiné à transmettre le flux lumineux entre les différents blocs optique dudit appareil de mesure, - Un crayon ou objectif interférométrique 50, bien corrigé, selon les règles de l'Art, des aberrations optiques géométrique ainsi que chromatique, destiné à focaliser le faisceau sonde sur l'objet et le faisceau référence sur la surface de référence. A titre d'exemple ce crayon ou objectif interférométrique peut être constitué d'un collimateur 51 et d'un objectif achromatique 52, - Une cavité de type « Fizeau » 10 indéformable, - Un dispositif d'analyse spectrale 60, permettant de déterminer la répartition 25 spectrale du rayonnement ayant traversé le système optique placé en amont, tel qu'un spectromètre comprenant un dispositif dispersif 61 et un photodétecteur 62. - Un sous ensemble d'acquisition et d'analyse 70 qui est composé, de moyens électroniques et informatiques destinés à numériser, traiter, enregistrer et visualiser le signal. 30
3. 3) Un appareil de mesure d'altitude selon la revendication 2 dît « courte distance de travail », et caractérisé en ce qu'il autorise la mesure de l'objet en positionnant la surface de référence au dessus (quelques micromètres) de l'objet parallèlement à celui-ci, de telle sorte que l'épaisseur d'air comprise entre la surface de référence 11, et l'objet 12, soit 2950425 -18- inférieure à la longueur de cohérence associée à la méthode d'analyse spectrométrique d' interférogrammes acquis en lumière blanche.
4. 4) Un appareil de mesure d'altitude selon la revendication 2 dît « longue distance de travail », et caractérisé en ce qu'il autorise la mesure de l'objet en positionnant la 5 surface de référence au dessus (quelques millimètres) de l'objet parallèlement à celui-ci, de telle sorte que l'épaisseur d'air comprise entre la surface de référence et l'objet soit supérieure à la longueur de cohérence associée à la méthode d'analyse spectrométrique d'interférogrammes acquis en lumière blanche.
5. 5) Un appareil de mesure d'altitude selon l'une des revendication 2 à 4 dît « capteur 10 ligne », et caractérisé en ce qu'il autorise la mesure simultanément des altitudes respectives d'un ensemble de points distincts de la surface d'un objet placé à l'intérieur de son volume de mesure, comportant : - Un bloc source comprenant une ou plusieurs source(s) lumineuse(s) polychromatique(s) 30 dont le spectre d'émission couvre toute la plage de longueurs d'onde du 15 visible, - Plusieurs voies de mesure indépendantes en nombre de N, chacune d'entre-elles étant constituée de : (i) N filtres spatiaux 42, localisés dans le plan image conjugué des surfaces de référence 11 et de l'objet 12, et destinés à améliorer la visibilité du signal d'interférences, 20 (ii) un dispositif optique 40 de combinaison/séparation de pinceaux lumineux constitué de N coupleurs fibrés ou d'un cube séparateur 44 associé à trois lentilles relais 45, 46, et 47 pour chaque voie de mesure, (iii) un dispositif d'analyse spectrale 60, placé derrière le filtre spatial 42 et permettant de déterminer la répartition spectrale du rayonnement ayant traversé le système optique placé en amont, tel qu'un spectromètre comprenant un dispositif dispersif 61 et un photodétecteur 62. (iv) éventuellement, des optiques relais 31 permettant de focaliser le faisceau provenant de la source lumineuse 30 (ou d'une des sources lumineuses, associée à la voie de mesure considérée) sur un point 41, afm que celui-ci constitue à son tour une source lumineuse ponctuelle. (v) éventuellement, des optiques relais 64 permettant de focaliser le rayonnement ayant traversé le filtre spatial 42 sur la surface sensible du dispositif d'analyse spectrale 62. - Un crayon ou objectif interférométrique 50, bien corrigé, selon les règles de l'Art, des aberrations optiques géométrique ainsi que chromatique, destiné à focaliser le 2950425 -19- faisceau sonde sur l'objet et le faisceau référence sur la surface de référence. A titre d'exemple ce crayon ou objectif interférométrique peut être constitué d'un collimateur 51 et d'un objectif achromatique 52, - Un sous ensemble d'acquisition et d'analyse 70 qui est composé, de moyens 5 électroniques et informatiques destinés à numériser, traiter, enregistrer et visualiser le signal dans le but d'en extraire l'information utile, c'est-à-dire l'épaisseur d'air comprise entre la surface de référence et la surface de l'objet.
6. 6) Un appareil de mesure d'altitude selon l'une des revendication 2 à 4 dît « capteur champ », et caractérisé en ce qu'il autorise la mesure des altitudes respectives 10 d'un ensemble de points distincts de la surface d'un objet placé à l'intérieur de son volume de mesure, et comportant : - les mêmes éléments opto-électroniques que ceux de la revendication 5, - des moyens de balayage internes 55, tels que des miroirs tournant(s), oscillant(s) ou vibrant(s), et/ou des polygone(s) tournant(s), et/ou des dispositifs 15 piézoélectriques, permettant de déplacer les positions des N spots lumineux projetés, respectivement, par lesdites voies de mesure sur la surface de l'objet, à l'intérieur du champ latéral du l'objectif achromatique 52, suivant au moins une direction. - des moyens électroniques et informatiques 70 chargés de (i) l'acquisition répétitive des signaux des dispositifs d'analyse spectrale 60 appartenant à toutes les voies 20 de mesures, (ii) la synchronisation entre le balayage interne et l'acquisition, permettant d'effectuer un échantillonnage temporel desdits signaux M fois par cycle de balayage (iii) l'analyse desdits signaux dans le but de calculer simultanément les altitudes (et/ou les épaisseurs) des N points de la surface de l'objet correspondant aux positions desdits spots lumineux à un instant donné, et ce M fois par cycle de balayage interne. 25
7. 7) Un capteur d'altitude interférométrique modulaire selon l'une des revendications 2 à 6, constitué (i) d'une tête de mesure correspondant à un objectif interférométrique 50 et, éventuellement, les moyens de balayage internes (ii) d'un coffret optoélectronique 100 comportant les autres constituant énumérés ci-dessus et relié à la tête de mesure au moyen d'une ou plusieurs fibres optiques 40 ou d'un ou plusieurs toron(s) de 30 fibres et, éventuellement, d'un ou plusieurs câbles électriques.
8. 8) Un capteur d'altitude interférométrique selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que plusieurs voies de mesure simultanées partagent le rayonnement provenant d'une même source lumineuse, et ce, par exemple, en disposant les extrémités 2950425 - 20 - d'entrées des fibres optiques 41 appartenant aux voies de mesure concernées autour de ladite source lumineuse.
9. 9) Un capteur d'altitude interférométrique selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le(s) dispositif(s) d'analyse spectrale 60 est (sont) un (des) 5 spectromètre(s), et en ce que la (les) surface(s) de l'élément dispersif 61 et/ou du photodétecteur matriciel 62 et/ou des optiques relais 63 et/ou des optiques relais 64 d'un même spectromètre est (sont) partagée(s) entre plusieurs voies de mesure.
10. 10) Un capteur d'altitude interférométrique selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le même dispositif de combinaison/séparation de pinceaux lumineux 10 40, tel qu'un parallélépipède rectangle semi-réfléchissant 44, est partagé entre plusieurs voies de mesure.
11. 11) Un capteur d'altitude interférométrique selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les sources ponctuelles (ou leurs images) et/ou les filtres spatiaux 42 (ou leurs images), pouvant être matérialisés par les extrémités de fibres optiques, sont 15 disposées dans le plan image conjugué des surfaces de l'objet 12 et de référence 11 en un ou plusieurs segments de droite ou de cercle, ou sur les noeuds d'une grille bidirectionnelle.
12. 12) Un capteur d'altitude interférométrique selon la revendication 11, caractérisé en ce que les extrémités de fibres optiques constituant les sources ponctuelles et/ou les filtres spatiaux 42 sont disposées dans le plan image conjugué des surfaces de l'objet 12 et de 20 référence 11 à l'aide d'un dispositif « V groove ».
13. 13) Un capteur d'altitude interférométrique selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que son système optique est télécentrique.