FR2598797A1 - Procede de mesure et/ou d'ajustement du deplacement d'un objet et appareil pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN APPAREIL POUR LA MESURE ET L'AJUSTEMENT RELATIF DE DEUX OBJETS. L'APPAREIL DE L'INVENTION UTILISE AU MOINS DEUX FAISCEAUX MONOCHROMATIQUES LASER DE FREQUENCES LEGEREMENT DIFFERENTES QUI SONT SYNTHETISES SUR DES RESEAUX DE DIFFRACTION 32, 34 PORTES PAR LES OBJETS 30, 31 A AJUSTER. EN FONCTION DE LA DIFFERENCE DE PHASE MESUREE ENTRE LES SIGNAUX DE BATTEMENT DE REFERENCE ET D'INTERFERENCE PRODUITS ET ANALYSES DANS UN DISPOSITIF 27 DE TRAITEMENT DES SIGNAUX, IL EST POSSIBLE DE DISPOSER PRECISEMENT LES DEUX OBJETS L'UN PAR RAPPORT A L'AUTRE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA FABRICATION DE SEMI-CONDUCTEURS A CIRCUITS INTEGRES ET A HAUTE DENSITE D'INTEGRATION.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de mesure et/ou

d'ajustement du déplacement relatif d'objets utilisant des réseaux de diffraction qui peuvent, de façon appropriée, être appliqués à un appareil d'expo5 sition, un appareil d'évaluation de motifs et autres, pour la fabrication par exemple de semi-conducteurs, de type LSI (à haute densité d'intégration) ou IC (à circuit intégré). Un procédé de mesure et/ou d'ajustement du déplacement d'un objet utilisant un réseau de diffraction est bien connu comme constituant un procédé efficace pour assurer l'alignement d'un masque et le réglage d'un intervalle compris entre le masque et une lamelle, ce procédé assurant une précision élevée. Par exemple un tel procédé 15 est décrit dans la publication du brevet européen 0 151 032A2 du 7 Août 1985. Conformément à ce procédé, un faisceau laser est émis sur les traits d'un réseau de diffraction respectivement formés sur une lamelle et sur un masque de façon à engendrer des faisceaux diffractés, per20 mettant ainsi d'effectuer l'alignement et le réglage d'un intervalle en fonction des modifications d'intensité des faisceaux diffractés. Dans ce procédé, le pas d'un trait du réseau de diffraction pour la détection d'une déviation latérale de la lamelle est choisi comme un entier multiple de celui du trait du réseau de diffraction pour

la détection de la déviation latérale du masque, de sorte qu'une variation d'intervalle affecte moins défavorablement les signaux.

Cependant, étant donné que L'infLuence de La fluctuation de L'intervalle ne peut être complètement éLiminée, L'aLignement doit être effectué pour une vaLeur spécifique de L'intervaLLe. En outre, durant L'exposition, le trait du réseau de diffraction de détection de La déviation LatéraLe du masque est transféré sur Le trait du réseau de diffraction de détection de La déviation Latèrale de la LameLLe, et Le même trait ne peut donc être utilisé de façon continue Lors de L'étape suivante. 1Q Par suite, un nouveau trait du réseau de diffraction de détection de la déviation LatéraLe de la LameLLe est nécessaire Lors de chaque étape, et en conséquence une Large région de nouveaux traits est requise sur La lameLLe avec pour résuLtat un rétrécissement de La région des motifs à haute densité d'intégration. En outre, étant donné qu'une valeur de pic de L'onde enveloppe des ondes d'interférence est recherchée à partir d'un signaL de détection d'intervaLle de façon à régLer L'intervaLLe, Le détecteur correspondant devient complexe, et lorsque plusieurs valeurs 20 de pics apparaissent sur l'onde enveloppe par suite par exemple d'interférences multiples entre le masque et La Lamelle, une Longue période de temps est requise pour

la détermination de l'intervaLLe.

En conséquence, un objet essentiel de La pré25 sente invention, est de prévoir un procédé pour La mesure

et/ou L'ajustement de La position relative d'objets utilisant des réseaux de diffraction permettant de mesurer et/ou controler un déplacement reLatif des objets indépendamment de la relation de positions occupées par rapport 30 à des coordonnées absolues; l'invention s'applique également à un appareiL pour La mise en oeuvre de ce procédé.

Un autre objet de La présente invention est de prévoir un procédé permettant La mesure et/ou l'ajustement de La position d'un objet en utilisant des réseaux 35 de diffraction, procédé permettant d'améliorer La résolution de la détection par rapport à celle obtenue au moyen de réseaux de diffraction changeanî, ainsi qu'un appareil

pour la mise en oeuvre de ce procédé.

Un autre objet encore de l'invention est de prévoir un procédé permettant d'assurer un alignement extrêmement facile de la position d'un objet sans détermination précise de la longueur du trajet optique d'un faisceau incident et se rapporte à un appareil pour la

mise en oeuvre de ce procédé.

Un autre objet encore de l'invention est de prévoir un procédé permettant de mesurer et/ou d'ajuster

un micro-déplacement d'un objet avec une précision élevée, 10 ainsi qu'un appareil pour La mise en oeuvre de ce procédé.

Un autre objet encore de la présente invention est d'assurer un procédé susceptible de mesurer et/ou contrôler un micro-déplacement avec une précision élevée indépendamment des variations de luminance du faisceau 15 diffracté, et se rapporte également à un appareil pour

la mise en oeuvre de ce procédé.

Un autre objet encore de la présente invention est de prévoir un procédé susceptible d'assurer un alignement bi- ou tri-dimensionnel relatif entre deux objets, 20 et celà de façon aisée, et indépendamment de la position relative des objets par rapport à des coordonnées absolues; l'invention concerne également un appareil pour la mise

en oeuvre de ce procédé.

Un autre objet encore de la présente invention 25 est de prévoir un procédé susceptible de permettre un déplacement aisé d'un objet le long de deux directions

et avec une précision élevée; l'invention concerne également un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.

Un autre objet encore de la présente invention 30 est de prévoir un procédé susceptible d'assurer un alignement précis de deux objets a l'intérieur d'une gamme de mesure, même si les objets présentent une médiocre planeité; l'invention concerne également un appareil

pour la mise en oeuvre d'un tel procédé.

Un autre objet encore de la présente invention est de prévoir un procédé dans lequel le même réseau de diffraction peut être utilisé dans une pluralité d'étapes par exemple lors de la fabrication d'un semiconducteur; - : : 0:: t Du: S :: # -: : : : X :: :: D - il A: : l no : -: 7 : :.

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L'invention concerne également un appareil pour sa mise en oeuvre.

De façon à obtenir les objets ci-dessus mentionnés,

la présente invention utiLise une technique dans laqueLle un faisceau monochromatique présentant deux longueurs d'onde avec des fréquences légèrement différentes L'une de l'autre, est synthétisé de façon à provoquer une interférence hétérodyne optique de manière à engendrer au moins deux signaux de battement, et une différence de phase est mesurée entre les signaux de battement. Dans ce cas, conformément à la présente invention, un faisceau monochromatique est émis sur un réseau de diffraction et disposé de façon à obtenir un faisceau diffracté, formant ainsi à partir de Là au moins l'un des signaux de battement.

Par suite, conformément à un aspect de la présente invention, on prévoit un procédé permettant de mesurer et/ou d'ajuster un déplacement relatif d'objets utilisant des réseaux de diffraction, dans lequel procédé on engendre au moins deux signaux de battement en synthétisant deux faisceaux monochromatiques présentant chacun des fréquences légèrement différentes de façon à provoquer une interférence hétérodyne optique, un premier des signaux de battement étant utilisé comme signal de référence, et un second des signaux de battement étant utilisé comme premier signal de battement d'interférence engendré par l'émission de deux faisceaux monochromatiques sur un premier réseau de diffraction disposé sur un premier objet et en synthétisant deux faisceaux diffractés engendrés à partir du premier réseau de diffraction par l'émission de deux faisceaux monochromatiques de façon à provoquer une interférence hétérodyne optique, on détecte une différence de phase entre le signal de battement de référence et le signal de battement d'interférence, et on mesure et/ou ajuste le déplacement relatif des objets en fonction de la différence de phase.

En outre, conformément à un autre aspect de la présente invention, on prévoit un appareil permettant de mesurer et/ou ajuster un déplacement relatif d'objets utilisant des réseaux de diffraction, comprenant un premier réseau de diffraction disposé sur le premier objet, 5 une source laser engendrant deux faisceaux monochromatiques ayant des fréquences légèrement différentes, des moyens pour engendrer un signal de battement de référence engendré par interférence hétérodyne optique en fonction des deux faisceaux monochromatiques, des moyens pour 10 émettre les deux faisceaux monochromatiques sur le premier réseau de diffraction, des moyens pour synthétiser au moins deux faisceaux diffractés obtenus à partir du premier réseau de diffraction et pour engendrer un premier signal de battement d'interférence par l'interfé15 rence hétérodyne optique, et des moyens pour détecter une différence de phase entre le signal de battement de

référence et le signal de battement d'interférence.

L'invention apparaîtra plus clairement à l'aide

de la description qui va suivre faite en référence aux 20 dessins annexés dans lesquels:

- la figure 1 est une vue schématique en perspective montrant un mode de réalisation d'un appareil permettant la mesure et/ou l'ajustement d'une position relative d'objets, utilisant des réseaux de diffraction 25 construit selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective à plus grande échelle faite en coupe d'une partie principale de l'appareil pour expliquer le fonctionnement de l'appareil illustré à la figure 1; la figure 3 est un graphique caractérisque de déviation montrant la relation entre la déviation relative portée en abscisses,X et la différence de phase du signal de détection de déviation 4:X portée en ordonnées entre les signaux de battement; - la figure 4 est une vue schématique montrant une disposition d'un autre mode de réalisation de la présente invention,

259879?

- la figure 5 est une vue schématique en coupe d'un autre mode de réalisation encore de la présente invention, - la figure 6 est une vue en coupe à plus grande échelle d'une partie principale de l'appareil permettant d'expliquer le fonctionnement de l'appareil illustré à la figure 5; - la figure 7 est une vue schématique montrant un autre mode de réalisation encore de la présente inven1 0 tion - la figure 8 est une vue schématique montrant La disposition d'un autre mode de réalisation encore de la présente invention; - les figures 9 et 10 sont des vues en coupe à plus grande échelle d'une partie principale de l'appareil permettant d'expliquer le fonctionnement de l'appareil illustré à la figure 8; - la figuré 11 est un graphique de caractéristique d'intervalle montrant la relation entre l'intervalle 20 LZ porté en abscisseset la différence de phase do z portée en ordonnéesentre des signaux de battement; - la figure 12 est une vue schématique montrant 4 un autre mode de réalisation encore de la présente invention; - la figure 13 est une vue schématique en perspective montrant la disposition d'un autre mode de réalisation encore de l'invention; et

- les figures 14 et 15 sont des vues en perspective agrandies faites en coupe à travers une partie princi30 pale de l'appareil permettant d'expliquer le fonctionnement de l'appareil ilLustré à la figure 13.

En se référant tout d'abord à la figure 1, on aperçoit la 'disposition schématique d'un mode de réalisation d'un appareil permettant de mesurer et/ou ajuster 35 une position relative d'objets utilisant des réseaux de

diffraction conformément à la présente invention, c'està-dire un appareil d'exposition aux rayons-X pour la fabri-

cation de semi-conducteurs de type IC et LSI. A la figure 1, la référence numérique 20 indique une source laser

(source de Lumière) avec deux ondes polarisées orthogonalement permettant d'émettre un faisceau ayant deux Lon5 gueurs d'onde présentant des fréquences légèrement différentes l'une de l'autre et ayant des directions de plans de polarisation orthogonales l'une à l'autre, les références numériques 21, 21', 21" et 21"' désignant des miroirs.

Les angles des miroirs 21' et 21" sont ajustables. La référence numérique 22 indique une lentille cylindrique; 23 est un diviseur de faisceau de polarisation; 24 un miroir en forme de prisme; 25 et 25' les lentilles d'un condenseur; 26 et 26' des photodétecteurs (premier et second moyens de détection); 27 un dispositif de contrôle 15 de traitement de signal (moyen de contrôle de traitement du signal); 28 un poste de masque; 29 un poste de lamelle; un masque (premier objet); 31 une lamelle (second objet) ; 32 un réseau de diffraction de réflexion (premier réseau de diffraction) ; 33 une fenêtre d'extraction de 20 lumière incidente/diffractée en lumière monochromatique;

34 un réseau de diffraction de réflexion (second réseau de diffraction; et 44 et 44' des polariseurs linéaires.

La fenêtre 33 d'extraction incidente/diffractée monochromatique est une ouverture formée dans le masque 30 de sorte qu'un faisceau incident est dirigé incidemment sur le réseau de diffraction 34 et un faisceau diffracté est

dirigé en étant extrait de là à travers la fenêtre 33.

Le poste de masque 28 et le poste de lamelle 29 constituent un mécanisme de déplacement permettant de déplacer 30 le masque 30 et la lamelle 31 relativement l'un par rapport à l'autre. Un tel mécanisme de déplacement est de

façon classique bien connu et une description détaillée

de ce dispositif ne sera pas faite.

A la figure 1 un faisceau émis à partir de la 35 source laser 20 à deux ondes polarisées orthogonalement est converti en un faisceau elliptique à travers le miroir 21 et la lentille cylindrique 22. Le faisceau est divisé par le diviseur 23 de faisceau de polarisation en un fais-0- ceau polarisé linéairement ayant seulemcnt la composante horizontale et en un faisceau polarisé linéairement ayant seulement la composante verticale, la fréquence de ce dernier faisceau polarisé linéairement étant légèrement différente de celle de l'autre faisceau Linéairement pola- risé précédemment mentionné. Les faisceaux divisés tombent sur les faisceaux de diffraction réfléchissants 32 et 34 sous les angles désirés grâce aux miroirs 21' et 21" (moyens d'ajustement de l'angle d'incidence) respectivement. Dans le cas illustré à la figure 1, les réseaux de diffraction réfléchissants 32 et 34 sont espacés l'un de l'autre le long des directions des lignes du réseau selon lesqueLles lignes les réseaux sont alignés, et sont disposés à l'inté15 rieur du même trajet de faisceau elliptique du faisceau incident. Les pas des faisceaux de diffraction des réseaux de diffraction réfléchissants 32 et 34 sont égaux l'un à l'autre. Un faisceau diffracté obtenu à partir du réseau de diffraction 32 et un réseau diffracté obtenu à partir du réseau de diffraction 34 à travers la fenêtre 33 d'extraction de lumière incidente/diffractèe monochromatiques sont guidés vers les photodétecteurs 26 et 26' respectivement à travers les miroirs 21"' (moyens de synthétisation A_ de la lumière) et à travers le miroir 24 analogue à un prisme (moyen de séparation de la lumière), les lentilles du condenseur 25 et 25' et les polar4seurs linéaires 44 et 44', et les faisceaux sont traités dans le dispositif de contrôle de traitement de signal 27 en tant que signaux - de battement du faisceau diffracté. Le dispositif de contrôle de traitement de signal 27 détecte une différence de phase à la fois entre les signaux de battement utilisant comme signal de battement de référence, l'un ou l'autre des signaux de battement des faisceaux diffractés obtenus à partir des réseaux de diffraction réfléchissants 32 et 34, et engendre un signal d'entraînement pour déplacer le poste de masque 28 ou le poste de lamelle

29 relativement l'un à l'autre de manière que la diffé-

rence de phase soit amenée à 0 . Par suite, L'alignement précis est obtenu entre le masque 30 et la lamelle 31, de sorte qu'un motif porté par le masque est exposé à

une position prédéterminée sur la lamelle avec une pré5 cision élevée.

Un procédé de mesure et/ou d'ajustement de la position relative, c'est-àdire dans cet exemple, un procédé d'alignement par l'appareil ayant la disposition ci-dessus décrite, va être maintenant expliqué en réfé10 rence à la figure 2. Dans la figure 2, la référence numérique 35 désigne un réseau de diffraction de réflexion (premier réseau de diffraction); 36 un réseau de diffraction de réflexion (second réseau de diffraction); 37 et 38 deux faisceaux incidents ayant chacun des fréquences 15 légèrement différentes l'un de l'autre; 39 et 40 des faisceaux diffractés (faisceaux diffractés d'interférence hétérodyne optique); 41 est un film fin transparent constituant un masque (premier objet); 42 une lamelle; et 43 un film mince opaque. Le film mince opaque 43 et le 20 film mince transparent 41 disposés immédiatement sur lui constituent un réseau. A la figure 2 cinq éléments de réseau sont disposés de façon à constituer le premier réseau de diffraction 35. Le second réseau de diffraction

36 est constitué par les éléments de réseau consistant 25 en cinq cavités parallèles formées sur la lamelle 42.

B1 - B'1 indiquent une direction d'alignement de réseau du second réseau de diffraction; B2 - B'2 indiquent une direction d'alignement de réseau du premier réseau de diffraction; A1 - A'1 désignent une direction de pas de réseau perpendiculaire à B1 - B'1; A2 - A'2 désignent une direction de pas de réseaux perpendiculaire à B2 - B'2; C1 - C'1 indiquent une direction perpendiculaire à la surface de réseau du réseau de diffraction 36; et C2 - C'2 une direction perpendiculaire à la sur35 face de réseau du réseau de diffraction 35. Dans le cas illustré à la figure 2, une distance, c'est-à-dire un pas des premier et second réseaux de diffraction 35 et 36 est indiquée par La référence P; Le réseau de diffraction 35 est décalé dans La direction B1 - B'1 (direction des lignes du réseau) de façon à ne pas recouvrir La surface de réseau du réseau de diffraction 36, et La fenê5 tre d'extraction 33 (non représentée à La figure 2) est formée verticalement au-dessus du réseau de diffraction 36. En ajustant les angles des miroirs 21' et 21", Les directions incidentes des faisceaux incidents 37 et 38 sont ajustées aux angles des faisceaux diffractés réfLéchis 10 des premiers ordres des réseaux de diffraction 35 et 36 par rapport à la direction C1 - C'1 (ou C2 - C'2) perpendiculaire au réseau de diffraction, c'est-à-dire -1 = sin- 1 C >1/P) et 1= sin-1 ( >2/P), respectivement. Chacun des faisceaux incidents 37 et 38 a des Longueurs d'onde X1 et A2. Une différence de fréquence j f peut être de quelques kHz à quelques centaines de MHz, A f = C.il/ A1 - 1/ >21 (C représente La vitesse de La Lumière), et Af " C, de sorte que -1 = +lPar suite, Les faisceaux 37 et 38 tombant sur 20 Les réseaux de diffraction 35 et 36 sont tout d'abord diffractés par réflexion et synthétisés optiquement Le Long des directions (direction C2 - C'2 et C1 - C'1) perpendiculaires aux surfaces des réseaux, respectivement, par Les réseaux de diffraction de réflexion 35 et 36. 25 Les faisceaux synthétisés sont respectivement convertis

en faisceaux d'interférence hétérodyne optique 39 et 40.

Ces faisceaux diffractés d'interférence hétérodyne 39 et 40 sont des faisceaux diffractés par Les réseaux de diffraction différents 35 et 36, mais Les angles d'inci30 dence des faisceaux incidents 37 et 38 sont symétriques

par rapport à La direction verticale des surfaces du réseau.

Par suite, bien que Les réseaux de diffraction 35 et 36 soient décalés l'un par rapport à L'autre Le Long de directions verticales (directios C1 - C'1 et C2 - C'2) et par 35 rapport aux directios d es Lignes de réseaux (directions B1 - B'1 et B2 - B'2) respectivement, des modifications des Longueurs des trajets optiques des faisceaux incidents 1 1 37 et 38, par rapport aux réseaux de diffraction 35 et 36 deviennent égales l'une à l'autre, et une différence de phase entre Les signaux de battement obtenus à partir des faisceaux diffractés 39 et 40 n'est pas affectée de façon défavorable par le décalage de phase des réseaux de diffraction 35 et 36 par rapport aux déplacements effectués le long des lignes de direction verticale et de réseaux. Autrement dit la différence de phase entre les signaux de battement obtenue à partir des faisceaux diffrac10 tés 39 et 40, varie en fonction seulement de la disposition spéciale des réseaux de diffraction 35 et 36 par rapport aux directions de pas (directions A2 A'2 et A1 - A'1) c'est-à-dire en fonction de la déviation relative. Lorsque les réseaux de diffraction 35 et 36 sont alignés exactement 15 le long de la direction des Lignes desréseaux (directions B1 - B'1 ou B2 B'2) la différence de phase entre les signaux de battement obtenue à partir des faisceaux diffractés 39 et 40 est amenée à 0 , l'alignement étant alors effectué. En supposant que le déplacement relatif des réseaux 20 de diffraction 35 et 36 par rapport à la direction A1 A'1 ou A2 - A'2 est a X et que la différence de phase entre les signaux de battement est A, la différence de phase est obtenue par l'équation 1 suivante t = 21 .&X/(P/2)...1) Par suite la différence de phase t varie en synchronisme avec le déplacement relatif d'un demi- pas du réseau de diffraction. La figure 3 est un graphique montrant cette relation. A la figure 3 les abscisses représentent le déplacement relatif à X, et les ordonnées représentent

un signal de détection de déviation, c'est-à-dire la différence de phase A. Comme il apparaît de la description qui précède, un intervalle entre le film transparent

41 et la lamelle 42 peut être proprement détermine. Sur le graphique on a indiqué en P.A. le point d'alignement 35 pour lequel la déviation relative et la différente de

phase sont nulles.

Comme décrit ci-dessus, avec l'appareil conforme

15 20

.25 30 35

à ce mode de réaLisation, te premier et Le second réseaux de diffraction prévus pour Le premier et Le second objets sont'décaLés L'un par rapport à L'autre te Long des directions des Lignes des réseaux de façon à ne pas se recouvrir, de manière que Les faisceaux diffractés d'interférence hétérodyne optique obtenus à partir du premier et du second réseaux de diffraction, puissent être complètement détectés indépendamment t'un de L'autre. En outre, La différence de phase entre Les signaux de battement obtenus à partir des deux faisceaux diffractés correspondant au déplacement relatif entre Le premier et le second objets est détectée directement de manière stable, et la différence de phase est amenée à 00, ce qui permet d'obtenir un alignement précis. En outre, les faisceaux monochromatiques tombant sur le faisceau de diffraction sont décalés dans une direction d'un nième angle de diffraction (n étant un nombre entier positif) symétrique autour de la direction perpendiculaire à la surface du réseau du réseau de diffraction, et le premier et le second réseaux de diffraction seront disposés à L'intérieur de la même tache des faisceaux monochromatiques. Par suite, Le décalage de phase entre les faisceaux diffractés provenant des modifications du trajet optique dans le système optique des faisceaux monochromatiques des réseaux de diffraction apparaît être le même décatage de phase que celui existant entre les signaux de battement obtenus par les premier et second réseaux de diffraction et s'annulent donc entre eux, de sorte qu'aucune influence sur Le décalage de phase n'apparaît. En conséquence, étant donné que La longueur du trajet optique des deux faisceaux n'a pas besoin d'être déterminée avec une précision élevée, le système optique peut être aisément ajusté et le mécanisme devient simple. En outre, un décalage de phase provoqué par des modifications de la Longueur du trajet optique par suite de micro-vibrations et analogues, par exemple d'un composant optique, est également supprimé, de sorte des signaux de différences de phases très sta-

bles peuvent être extraits.

De plus, conformément à la présente invention, étant donné qu'un seul faisceau diffracté, pour chaque réseau de diffraction est détecté, l'intensité du fais5 ceau diffracté obtenue est plus élevée que celle obtenue par un procédé classique dans lequel un faisceau deux

fois diffracté est détecté.

On notera, conformément à la présente invention qu'elle peut être appliquée non seulement à un appareil 10 qui réalise un alignement relatif de deux objets, mais également à Mn appareil qui mesure un microdéplacement relatif d'objets et à un appareil qui détecte ou contrôle

une position de coordonnées.

La figure 4 montre une autre réalisation de 15 l'invention. Dans cette figure la référence 45 correspond à une source laser polarisée à deux ondes orthogonales; 46, 47, 48, 49, 50, 51 et 52 sont des miroirs plans; 53 est un diviseur de faisceau; 54 et 55 des diviseurs de faisceau à polarisation; 56 et 56' des lentilles 20 de condenseur; 57 et 57' des polariseurs linéaires; 58 et 58' des photodétecteurs; 59 et 59' des préamplificateurs; 60 un dispositif de traitement de signal de détection; 61 un dispositif d'affichage de position; 62 un poste d'entraînement; 63 un premier réseau de dif25 fraction; 64 un second réseau de diffraction; 65 un premier objet; 66 un second objet; et 67 un poste de déplacement. Le premier objet 65, utilisé dans ce mode de réalisation est constitué par une embase 65a dont une partie 65b s'étend verticalement à partir d'une extrémité 30 de l'embase 65a et qui présente une partie parallèle 65c s'étendant à partir d'une extrémité de la partie 65b parallèlement à et le long de la même direction que l'embase a. Le premier réseau de diffraction 63 est disposé audessus de la partie parallèle 65c. En outre, le poste de déplacement 67 est disposé de façon à être mobile sur

l'embase 65a.

Dans cet appareil, certains rayons du faisceau Laser émis à partir de La source Laser 45 polarisée orthogonaLement à deux ondes sont extraits à travers le miroir plan 46 et le diviseur de faisceau 53 et sont divisés en un faisceau monochromatique polarisé P et en un faisceau monochromatique poLarisé S au moyen du diviseur de faisceau à polarisation 54. Ces faisceaux tombent sur Le premier réseau de diffraction 63 respectivement sous des angles prédéterminés à travers Les miroirs plans 47 et 48, et Les deux faisceaux diffractés à partir du réseau 10 de diffraction 63 sont synthétisés optiquement. Le faisceau synthétique est détecté par le photodétecteur 58 à travers le miroir plan 49, la lentille de condenseur 56, et le polariseur linéaire 57, et il est fourni au dispositif de traitement de signal de détection 60 comme 15 un signal de battement de référence d'interférence hétérodyne optique à travers le préamplificateur 59. D'autre part, certains rayons du faisceau laser divisés par le diviseur de faisceau 53 sont divisés en un faisceau monochromatique polarisé P et en un faisceau monochromatique 20 polarisé S au moyen du diviseur de faisceau à polarisation 55. Ces faisceaux tombent sur Le second réseau de diffraction 64 respectivement sous des angles prédéterminés à travers Les miroirs plans 50 et 51. Les deux faisceaux diffractés par le réseau de diffraction 64 sont 25 optiquement synthétisés, et ce faisceau synthétisé est détecté par Le photodétecteur 58' à travers le miroir plan 52, la lentille 56' et le polariseur linéaire 57' et sont fournis au dispositif de traitement de signal de détection 60 en tant que signal de battement diffracté 30 d'interférence hétérodyne optique à travers le préamplificateur 59'. Le dispositif de traitement 60du signal de détection détecte une différence de phase entre le signal de battement de référence et le signal de battement diffracté, et il affiche un déplacement relatif entre 35 Les réseaux de diffraction 63 et 64 correspondant à la différence de phase sur le dispositif d'affichage de position 61. En outre, le dispositif de traitement de signal de détection 60 fournit un signal de commande au poste de déplacement 67 à travers le poste d'entraînement 62 de façon à obtenir une différence de phase constante et une servo-commande du second objet 66 dans une position prédéterminée. Autrement dit, conformément à l'appareil de ce mode de réalisation, la déviation du second objet par rapport au premier objet 65 est détectéesur la base de la position du premier objet 65 de façon à assurer l'alignement. La figure 5 montre encore un autre mode de réalisation de l'invention dans laquelle l'invention est

appliquée à un appareil mesurant un micro-déplacement.

Dans l'appareil de la figure 5, certains des rayons du faisceau laser émis à partir de la source laser 117 pola15 risée à deux ondes orthogonales sont extraits à travers un diviseur de faisceaux 118. Le faisceau laser extrait est condensé par une lentille condenseur 119a de façon à provoquer l'interférence hétérodyne optique en utilisant un polariseur linéaire 120a, il est détecté par un photo20 détecteur 121a et il est ensuite appliqué en tant que signal de battement de référence à un dispositif 128 de traitement du signal de détection à travers un préamplificateur 122a. D'autre part, certains des rayons du faisceau laser émis à partir de la source laser polarisée orthogo25 nalement à deux ondes 117 sont amenés à un diviseur de faisceau à polarisation 124 à travers Le diviseur de faisceau 118 et un miroir plan 123a, et sont ainsi divisés en deux faisceaux monochromatiques ayant chacun des plans de polarisation orthogonaux l'un à l'autre et différents 30 légèrement en fréquence, c'est-à-dire un faisceau incident à polarisation S 130 et un faisceau incident à polarisation P 131. Les faisceaux incidents 130 et 131 tombent sur le faisceau de diffraction 125 réfléchissant respectivement sous des angles d'incidence prédéterminés (comme 35 il sera décrit plus loin) à travers les miroirs plans (moyens d'ajustement de la lumière incidente) 123b et 123c. Deux faisceaux diffractés obtenus à partir du réseau rZ - Ai - 2598797

S X' X16

de diffraction 125 sont synthétisés optiquement en un faisceau diffracté synthétique 132, ce façon à provoquer une interférence hétérodyne optique en utilisant un miroir plan 123d, une lentille condenseur 119b, et un polariseur 0-5 linéaire 120b. Le faisceau diffracté synthétique 132 est détecté par un photodétecteur 121b et ensuite est appliqué en tant que signal de battement du faisceau diffracté au dispositif de traitement du signal de détection 128 à travers un préamplificateur 122b. Le dispositif 128 i '10 de traitement de signal de détection détecte une différence de phase (c'est-à-dire une différence de phase correspondant à un déplacement du réseau de diffraction 125) entre le signal de battement de référence et le signal de battement diffracté, convertit La différence de phase en un déplacement, et affiche le déplacement du réseau de diffraction 125, c'est-à-dire le déplacement du poste de 0 déplacement 126 sur le dispositif d'affichage 129 de déplacement. En outre, le dispositif de traitement du signal ; - de détection 128 fournit un signal de contrôle au poste - 20 d'entraînement 127 de façon que la différence de phase =- 5 devienne constante et égale à une valeur donnée prédéter_:

* Y-- f minée, et il assure le servo-contrôle du réseau de diffraction 125 dans une position prédéterminée.

Une relation entre le déplacement A X du réseau ' -t 25 de diffraction 125 et la différence de phase entre le signal de battement de référence et le signal de battement du faisceau diffracté sera décrite ci-après en référence à la figure 6. A la figure 6, la référence numérique 133 correspond à un réseau de diffraction de réflexion; 134a et 134b sont les faisceaux incidents ayant chacun une longueur d'onde 1; 135a et 135b les faisceaux incidents ayant chacun une longueur d'onde ?2; et 136a et 136b les faisceaux diffractés synthétisés. On supposera - - ' que les faisceaux incidents 134a et 135a respectivement, d35 présentant des longueurs d'onde 1 et >2 et ayant des plans de polarisation orthogonaux l'un à l'autre et présentant de légères différences de fréquence, tombent sur *.- un point A du réseau de diffraction 133 respectivement sous un mieme angle e m de diffraction et sous un nième angle e n de diffraction par rapport à une direction perpendiculaire à la surface du réseau du réseau de diffrac5 tion 133. Un mième faisceau diffracté du faisceau incident 134a et un nième faisceau diffracté du faisceau incident 135a sont respectivement réfléchis par le point A dans la direction perpendiculaire à la surface du réseau et sont optiquement synthétisés en un faisceau synthétique 10 diffracté 136a le long de la direction perpendiculaire à la surface du réseau, de sorte qu'un signal de battement d'interférence hétérodyne optique peut être détecté. On suppose que le réseau de diffraction 133 se déplace d'une valeur t X de sorte que le point A se déplace en un point 15 A'; le mième et le nième faisceaux diffractés respectivement des faisceaus incidents 134b et 135b sont réfléchis parle point A' et sont optiquement synthétisés en un faisceau diffracté synthétique 136b. Dans ce cas, en supposant que P est le pas du réseau de diffraction 133, une relation entre le mième angle de diffraction m, le nième angle de diffraction n et les longueurs d'onde >1 et 2 est obtenue comme suit: sin em = m. >1/P (m étant un entier positif). .(2) sin an = n. >2/P (n étant un entier positif)..(3) 25 dans lesquelles le déplacement de long de la direction

Z est constant.

Lorsque le réseau de diffraction 133 se déplace de la distance X, les différences de longueur de trajet optique X.sin m et - àX.sin n sont engendrées entre les faisceaux incidents 134a et 134b et entre les faisceaux incidents 135a et 135b, respectivement. Par suite, une différence de phase a' est générée entre les signaux de battement hétérodyne optique obtenus par les faisceaux diffractés synthétisés 136a et 136b. La différence de 35 phase a L ' est représentée par l'équation suivante 4: E u = 2 n'. tXu.sin ém/ n1 + 2 e. 'X3.sin n/'2 -.q(4) En substituant les équations (2) et (3) dans l'équation (4), on obtient L'équation (5) 2=il.m.aXIP +2 'n r. X/P = 21. aX/P(P/(m + n>)...(5 Par suite, la différence de phase varie comme une fonction du déplacement & X du réseau de diffraction 133

dans un cycle de P/(m + n).

Plus spécifiquement, à la figure 5 en supposant que Le faisceau diffracté synthétisé 132 provenant du réseau de diffraction 125 est un réseau diffracté synthé!0 tisé du mième faisceau diffracté du faisceau incident et du nième faisceau incident 131, la différence de phase entre le signal de battement de référence et le signal de battement du faisceau diffracté détectés par Les photodétecteurs 121a et 121b varie d'un cycle -15 de déplacement P/(m + n) du réseau de diffraction 125 dans Lequel P est le pas du réseau du réseau de diffraction 125. Par suite la différence de phase est détectée et convertie en signaux de courant continu par le dispositif de traitement de signal de détection 128 de façon à engendrer les signaux d'impulsion provenant de ces signaux en courant continu; par exempte chaque différence de phase de 0 et les signaux d'impulsions sont comptés de façon à mesurer Le déplacement du réseau de diffraction 125 avec une précision de résolution de P/(m + n). 25 En outre, lorsque des modifications dans les signaux en courant continu avec des différences de phase de 0 à 3600 sont interpolés, par exemple 1/360 pour déterminer une résolution de détection de différence de phase de 10, et Lorsqu'une différence de phase dans le déplacement du réseau de diffraction entre les impulsions est détectée, le d4placement du réseau de diffraction 125 peut être détecté avec une résolution de P/(m + n) 360 de façon à obtenir une résolution élevée. On notera qu'une direction du déplacement du réseau de diffraction peur être aisément déterminée en faisant une discrimination entre les signes positif/négatif de La différence de phase existant entre le signal de battement du faisceau diffracté Y 1 1

et le signal de battement de référence.

La figure 7 montre encore un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel l'invention est appliquée à La mesure et/ou l'ajustement d'un micro-dépLacement.

A la figure 7 les directions d'incidence/réflexion des faisceaux laser, par rapport au réseau de diffraction sont opposées à celles du mode de réalisation illustré à la figure 4. Un faisceau monochromatique polarisé orthogonalement provenant d'une source laser monochromatique 10 polarisée orthogonalement à deux ondes 137 tombe verticalement sur une surface de réseau d'un réseau de diffraction 145 à travers un diviseur de faisceau 138 et un miroir

plan (moyen d'ajustement de l'angle d'incidence) 143a.

Chacun des faisceaux diffractés 150 et 151 est constitué 15 par des faisceaux à polarisation P et S ayant des plans

de polarisation orthogonaux l'un par rapport à l'autre.

Le faisceau monochromatique à polarisation P est extrait du faisceau diffracté 150 à travers un miroir plan 143b, un polariseur linéaire 140d et un diviseur de faisceau à polarisation 144, et un faisceau monochromatique à polarisation S est extrait à partir du faisceau diffracté 151 à travers un miroir plan 143c, un polariseur linéaire c et le diviseur de faisceau à polarisation 144. Les faisceaux monochromatiques à polarisation P et S sont optiquement synthétisés de façon à provoquer une interférence hétérodyne optique à travers un miroir plan 143d, une lentille condenseur 139b, et un potariseur linéaire b, de façon à détecter un signal de battement du faisceau diffracté au moyen d'un photodétecteur 141b. D'autre 30 part, certains rayons du faisceau laser provenant de la source laser 137 polarisée orthogonalement à deux ondes sont extraits par le diviseur de faisceau 138 de manière à provoquer une interférence hétérodyne optique entre une lentille condenseur 139a et un polariseur linéaire 35 140a, grâce à quoi un signal de battement de référence est détecté par un photodétecteur 141a. De façon semblable au mode de réalisation illustré à la figure 4, le signal

'" 20

de battement de référence et le signal de battement du faisceau diffracté détectés Par les photodétecteurs 141a et 141b sont appliqués à un dispositif de traitement 147 du signal de détection à travers des préamplificateurs correspondants 142a et 142b. Le dispositif 147 de traitement de signal de détection détecte la phase des signaux, convertit une différence de phase en un déplacement du réseau de diffraction, et affiche le déplacement sur un dispositif d'affichage de déplacement 148. En outre, le dispositif de traitement de signal de détection 147 fournit un signal de contrôle à un poste de traitement 149 de façon à-obtenir une différence de phase constante et assure la servo-commande du réseau de diffraction 145 vers une

position prédéterminée.

A la figure 8 a été illustré un autre mode de -. réalisation encore de la présente invention dans lequel l'invention est appliquée à un appareil de mesure et/ou d'ajustement d'un micro-déplacement. A la figure 8 certains des-rayons du faisceau laser émis par une source laser 225 polarisée orthogonalement à deux ondes sont détectés par un photodétecteur 231a (premier moyen de synthétisation/détection de lumière) à travers un diviseur de faisceau 226a, un miroir plan 228a, une lentille de condenseur 229a, et un polariseur linéaire 230a et sont appliqués - 25 en tant que signal de battement de référence d'une interférence hétérodyne optique à un dispositif de traitement 238 du signal de détection d'un déplacement X et à un dispositif de traitement 239 du signal de détection d'un déplacement Z à travers un préamplificateur 232a. D'autre part, le faisceau laser émis par la source laser 225 polariséeorthogonalement à deux ondes est appliqué à un diviseur de faisceau à polarisation 227 à travers le diviseur de faisceau 226a et divisé en deux faisceaux laser, c 'est-à-dire un faisceau à polarisation Pet un faisceau à polarisation S. La composante du faisceau à polarisation P tombe comme faisceau incident 244 sur le réseau de diffraction de réflexion 235 sous un angle d'incidence prédéterminé (comme il sera décrit plus loin) à travers les miroirs plans 233a et 234b. La composante du faisceau à polarisation S est divisée par le diviseur de faisceau 226b (moyen de division) et les composantes divisées sont envoyées respectivement sur le réseau de diffraction de réflexion 235 sous un faisceau incident 245 à travers un miroir plan 234c et sous un faisceau incident 246 à travers des miroirs plans 233b et 234a. Un faisceau diffracté synthétisé 247 obtenu à partir du réseau de diffraction 10 235 au moyen des faisceaux incidents 244 et 245 est détecté par un photodétecteur 231b (second moyen de détection/ synthétisation de la lumière) à travers un miroir plan 228b, une lentille condenseur 229b et un polariseur linéaire 230b, et ce faisceau est appliqué en tant que premier 15 signal de battement d'interférence hétérodyne optique au dispositif de traitement 238 du signal de détection du déplacement X à travers un préamplificateur 232b. Un faisceau diffracté synthétisé 248 obtenu à partir du réseau de diffraction 235 par les faisceaux incidents 244 et 20 246 est détecté par un photodétecteur 231c (troisième moyen de synthétisation/détection de Lumière) à travers des miroirs plans 234d et 228c, une lentille condenseur 229c, et un polariseur linéaire 230c, et le faisceau est appliqué en tant que second signal de battement d'interfé25 rence hétérodyne optique au dispositif de traitement 239 du signal de détection du déplacement Z à travers un préamplificateur 232c. Le dispositif de traitement 238 du signal de détection de déplacement X détecte une différence de phase entre le premier signal de battement d'interférence 30 hétérodyne optique et le signal de battement de référence correspondant au déplacement du réseau de diffraction 235 par rapport à une direction (direction de La gauche vers la droite dans la figure 8, référencée comme étant ci-après la direction X) orthogonale à La direction de li35 gnes du réseau dans une surface du réseau de diffraction, convertit la différence de phase en un déplacement, et affiche le déplacement sur un dispositif d'affichage de

25987?97

j déplacement X 240. Le dispositif de traitement 239 du signal de détection du déplacement Z détecte une différence de phase entre le signal de battement de référence et le second signal de battement d'interférence hétérodyne optique, et reçoit un signal de différence de phase (premier signal de différence de phase) entre le signal de battement de référence et le premier signal de battement d'interférence hétérodyne optique provenant du détecteur 238 du signal de détection de déplacement X de façon à -effectuer une addition. Ainsi, le dispositif 239 de traitement du signal de détection de déplacement Z engendre un signal de différence de phase (second signal de différence de phase) correspondant au déplacement du réseau de diffraction 235 le long d'une direction normale (direc/15 tion du haut vers le bas dans la figure 8 et ci-après référencée comme étant la direction Z) à la surface du réseau de diffraction, convertit la différence de phase en un déplacement Z, et affiche le déplacement sur le dispositif d'affichage de déplacement Z 241. En outre, 20 les dispositifs de traitement du signal de détection du déplacement X et Z 238 et 239 fournissent des signaux de contrôle aux postes d'entraînement Z et X-Y 242 et 243, de sorte que la différence de phase devient constante déterminée selon une valeur préalablement choisie, et 25 assure te déplacement du poste de déplacement 236 Z et du poste de déplacement X-Y 237 se déplaçant sur lui de

façon à assurer une servo-commande vers une position prédéterminée du réseau de diffraction 235.

Dans cet appareil, lorsque les faisceaux incidents 244 et 245 tombent respectivement sous les nième angles de diffraction par rapport à la direction Z, une relation entre le déplacement a X du réseau de diffraction 235 et une différence de phase t ^X entre Le signal de battement de référence et le premier signal de battement d'inter35 férence hétérodyne optique est obtenue par l'équation suivante (7), étant donné que m = n à partir de l'équation.: sus-mentionnée (4): 1 1

X: 2. xI (P/2n).

dans laquelle P est le pas du réseau du réseau de diffraction 235. La différence de phase ne doit pas varier en fonction du déplacement t Z le long de la direction Z, mais reste constante. D'autre part, la relation suivante existe entre les déplacements A X et à Z du réseau de diffraction 235, et la différence de phase t ZX entre le signal de battement de référence et le second signal de battement 10 d'interférence hétérodyne optique. La relation sera décrite ci-après en faisant référence aux figures 9 et 10. A la figure 9, la référence numérique 249 indique le réseau de diffraction de réflexion; 250a et 250b, les faisceaux incidents ayant une longueur d'onde >1; 251a et 251b 15 les faisceaux indicents ayant une longueur d'onde > 2;

et 252a et 252b, les faisceaux synthétisés diffractés.

Lorsque les faisceaux incidents 250a et 251a respectivement ayant des longueurs d'onde 1 et 2, ayant des plans de polarisation orthogonaux l'un par rapport 20 à l'autre et des fréquences légèrement différentes, tombent sous un certain angle, par exemple au point A du réseau de diffraction 249 respectivement sous un nième angle de diffraction é nI et sous un angle 3 0n2 trois fois le nième angle de diffraction ni par rapport à la direc25 tion Z, un +nième faisceau diffracté du faisceau incident 250a et un -nième faisceau diffracté du faisceau incident 251a sont respectivement réfléchis par le poins A du réseau de diffraction 249 le long d'une direction faisant un angle 2e nl deux fois le nième angle de diffraction par rapport à la direction Z. Le +nième et le -nième faisceaux diffractés des faisceaux incidents 250a et 251a sont optiquement synthétisés en un faisceau diffracté synthétisé 252a de façon qu'un signal de battement d'interférence

hétérodyne optique puisse être détecté.

Lorsque le réseau de diffraction 249 se déplace d'une valeur l.X de façon à déplacer le point A vers le point A', le +nième et le -nième faisceaux diffractés D:: D - J : : : : Et:: X: : : : - s: A;

- R 0

-- - 5

= * l, ::: u - f

: 7 0 10

X : , - 0

-:' --:

-, -, a,

:::: D

DR , , :: -: . 0:' , v ..

- 0 30

,: :: f R,. : . 4 s 35 ::: r s D + d. . . . : _.. s '.. des faisceaus incidents 250b et 251b sont optiquement synthétisés de façon à constituer un faisceau diffracté synthétisé 252b. Lorsque le réseau de diffraction 249 est déplacé d'une valeur A X, une différence dans La longueur du trajet optique t X.(sin qn1 - sin2 n1) est engendrée entre les faisceaux incidents 250a et 250b, et une différence de longueur de trajet optique 4 X.(sin3 en2 - sin2 Ln2) est engendrée entre les faisceaux incidents 251a et 251b. Par suite, une différence de phase At 'zx est engendrée dans un signal de battement d'interférence hétérodyne optique obtenu à partir des faisceaux diffractés synthétisés 252a et 252b. La différence de phase 'zx est représentée par l'équation suivante (8): 4 zX = 2. AX.((sin n1 - sin2 n1)/l 1 - X (sin3 an2 - sin2 8n2)/ >2)..(8). Etant donné que On1 t n2, sin3 0n2 % 3sin ân2, et 1 = 2, l'équation (8) est également représentée comme suit: :t'zx = 2.: X(-2sin nl)/ n 1 = 2E.(- X/(P/2n1)) = -6X...(9)

Une direction de décalage de phase de la différence de phase e I'zx entre le signal de battement de référence et le second signal de battement d'interférence hétérodyne optique par rapport au déplacement 4x est opposée à la différence de phase t^X entre le signal de battement de référence et le premier signal de battement d'interférence hétérodyne optique représenté par l'équation (7).

A la figure 10, la référence numérique 253 désigne un réseau de diffraction réfléchissant; 254a et 254b les faisceaux incidents ayant une longueur d'onde 1; 255a et 255b les faisceaux incidents ayant une Longueur d'onde >2; et 256a et 256b les-faisceaux diffractés synthétisés. Lorsque les faisceaux incidents 254a et 255a ayant respectivement les longueurs d'onde > Iet >2 tombent par exemple au point B du réseau de diffraction 253 respectivement sous un nième angle de diffraction ê n1 et sous un angle 3bn2 égal à trois fois le nième angle de diffraction mesuré par rapport à La direction Z, un +nième faisceau diffracté du faisceau incident 254a et un -nième faisceau diffracté du faisceau incident 255a sont réfléchis suivant une direction faisant un angle 2 &n1 égal à deux fois le nième angle de diffraction mesuré par rapport à la direction Z de façon à constituer le faisceau diffracté synthétisé 256a, de sorte qu'un signal de battement d'interférence hétérodyne optique peut être détecté. Lorsque le réseau de diffraction 253 se déplace 10 d'une distance Z du point B au point B', les +nième et les -nième faisceaux diffractés des faisceaux incidents 254b et 255b sont optiquement synthétisés en un faisceau diffracté synthétisé 256b. Lorsque Le réseau de diffraction 253 est déplacé d'une distance 4 Z, une différence de 15 longueur du chemin optique - A Z (cosf n1 - cos2 nl) est engendrée entre les faisceaux incidents 254a et 254b, et une différence de longueur du trajet optique aZ (cos3 n2 + cos2 &n2) est engendrée entre les faisceaux incidents 255a et 255b. Par suite, une différence de phase 20 q"zx est engendrée à partir des signaux de battement d'interférence hétérodyne optique obtenus à partir des faisceaux diffractés synthétisés 256a et 256b. La différence de phase Q ?"zx est obtenue par l'équation (10) suivante: t q"zx 21!.n Z. ((cos3en2 + cos2 0n2) >2 (cos en1 + cos2 On1) >1)...(10) Etant donné que > 1 '. > 2 et 4nl = en2, l'équation (10) est également représentée comme suit: n."zx = 2e. 4Z.(cos3 n1 - cos nl)/ >1...(11) 30 Par suite, on a constaté que la phase était

décalée d'un cycle de a Z = >1/(cos34nl - cos n1).

Conformément aux équations (9) et (11), une différence de phase qzx entre le signal de battement de référence et le second signal de battement d'interférence 35 hétérodyne optique est représentée par l'équation (12) suivante par rapport aux micro-déplacements ax et aZ du réseau de diffraction 235 (figure 8) 35 X 2 Tt' Z.(cos3 nl - cos nl)/ >1.... (12) Autrement dit, Le dispositif de traitement 239 du signal de détection de déplacement détecte La différence de phase à qzx entre le signal de battement de référence et le second signal de battement d'interférence hétérodyne optique, et effectue une addition de la différence de phase zx et de La différence de phase fX entre Le signal de battement de référence et Le premier signal de battement d'interférence hétérodyne optique détecté par le dispositif de traitement du signal de détection de déplacement X, grâce à quoi on détecte le signaL de différence de phase QCz correspondant au micro-déplacement Z du réseau de diffraction 235 qui est représenté par L'équation (13) suivante: Z zx + x=12r.t Z. (cos3 Onl cos nj)/)1...(13)

Une reLation entre L'intervalle ou déplacement A z et Le signal ez de détection de cet intervalle est représentée à La figure 11. A La figure 11 on a porté en abscisses l'intervalle ou distance A Z, et en ordonnées le signal de détection d'intervalle ta fz. Les valeurs de A z comprises entre M/2 et 3M/2 tombent à l'intérieur de La plage d'intervalle (P.I,) possible de détection d'intervalle. On notera que M est un cycle d'intervalle déterminé par le pas du réseau et que 1/M = (cos34 nI - cosOn1)/ >l.

Par suite, le dispositif de traitement du signal de détection 238 et 239 respectivement détectent Les phases et convertissent Les signaux de différence de phase Aqx et qz en signaux de courant continu de façon à engendrer des signaux d'impulsions, par exempLe pour chaque différence de phase de 0 . Les signaux d'impulsions sont respectivement comptés de façon à mesurer les dépLacements le long des directions X et Z du réseau de diffraction 235 avec des résolutions égales à P/2n et j1/(cos3O n1 cosOn1). En outre, des modifications dans les signaux en courant continu des différences de phase compris entre 0 et 360 sont interpôlées, par exemple des différences de 1/360 de façon à établir une résolution de détection de la différence de phase égale à 1 , et la différence de phase dans le déplacement du réseau de diffraction 235 est détectée entre les impulsions, ce qui permet de détecter les déplacements du réseau de diffraction 235 le long des directions X et Z avec des résolutions égales à P/(2n.360) et >1/(cos3 n1 - cos nl).360). On notera 10 que les directions de déplacement le long des directions X et Z peuvent être aisément déterminées en discriminant le signe positif/négatif de la différence de phase entre le premier et le second signal de battement d'interférence

hétérodyne optique par rapport au signal de battement 15 de référence.

La figure 12 montre encore un autre mode de réalisation de l'invention dans laquelle l'invention est appliquée à un appareil permettant la mesure et/ou l'ajustement d'un micro-déplacement. A la figure 12, les directions 20 incidentes des faisceaux laser respectivement à un roseau de diffraction 266 sont en partie opposées à celles de l'appareil du mode de réalisation illustré à la figure 8. Un faisceau laser polarisé orthogonalement tombe en tant que faisceau incident 276a sur un réseau de diffraction 25 266 suivant La direction Z en passant à travers lesdiviseursde faisceau 258a et 258b. Les nième faisceaux diffractés 277a et 277b provenant du réseau de diffraction 266 sont constitués par des faisceaux polarisés respectivement P et S, ayant chacun des plans de polarisation orthogonaux 30 l'un par rapport à l'autre. Un faisceau monochromatique à polarisation S est extrait du faisceau diffracté 277a à travers les miroirs plans 265b et 259c et un diviseur de faisceau à polarisation 275a, et un faisceau monochromatique à polarisation P est extrait à partir du faisceau 35 diffracté 277b à travers le miroir plan 265c et les diviseurs de faisceau de polarisation 275b et 275a. Les deux faisceaux monochromatiques polarisés sont optiquement synthétisés de façon à provoquer une interférence hêtérodyne optique à travers un miroir plan 259b, une Lentille condens-eur 260b et un polariseur linéaire 261b, et un premier sign.al de battement d'interférence hétérodyne optique est détecté par un photodétecteur 262b (second moyen de

détection et synthêtisation de la Lumière).

Un faisceau monochromatique à polarisation P est extrait des faisceaux laser divisés par un diviseur de faisceaux 258b (moyen de division) à travers un miroir 10 plan 259d et un polariseur linéaire 261d. Après rotation d'un plan de polarisation d'un angle de 900 au moyen d'une Lame demi-longueur d'onde 264, le faisceau monochromatique à polarisation P tombe en tant que faisceau incident 276b sur le réseau de diffraction 266sous un angle double du nième angle de diffraction par rapport à la direction Z à travers un miroir plan 265a. Un-nième faisceau diffracté du faisceau incident 276b est diffracté Le long de la même direction que celle du faisceau diffracté 277b de façon à provoquer une interférence hétérodyne optique 2.0 avec un faisceau monochromatique à polarisation S du +nieme faisceau diffracté 277b du faisceau incident 276a. Un faisceau diffracté synthétisé du -nième faisceau diffracté du faisceau incident 276b et le faisceau à polarisation S du faisceau diffracté 277b sont extraits à travers le miroir plan 265c et le diviseur de faisceau à polarisation 275b de façon à provoquer une interférence hétérodyne optique à travers une lentille condenseut 260c et un polariseur linéaire 261c, détectant de la sorte un second signal de battement d'interférence hétérodyne optique au moyen À30 d'un photodétecteur 262c (troisième moyen de synthétisation/

détection de La lumière).

En outre, certains rayons du faisceau laser sont extraits par le diviseur de faisceau 258a de façon à provoquer uni interférence hétérodyne optique à travers 35 le miroir plan 259a, la lentille condenseur 260a, et le polariseur linéaire 261a, de manière à détecter un signal de battement de référence au moyen d'un photodêtecteur 262a (premier moyen de synthétisation/détection de la lumière).Le signal de battement de référence et le premier et le second signal de battement d'interférence hétérodyne optique sont respectivement appliques aux préamplificateurs 263a, 263b et 263c. Le signal de battement de référence et le premier signal d'interférence hétérodyne optique sont appliqués à un dispositif de traitement 271 du signal de détection de déplacement X, et le signal de battement de référence ainsi que le second signal de battement d'inter10 férence hétérodyne optique sont appliqués à un dispositif de traitement 272 du signal de détection de déplacement Z. De façon similaire au premier mode de réalisation, le dispositif de traitement du signal de détection 271 et 272 détectent les phases, convertissent les différences 15 de phases 4Cx et 4 Z en déplacements 4 x et A Z, et les affichent sur les dispositifs d'affichage de déplacement 273 et 274. En outre, les dispositifs de traitement de signal de détection 271 et 272 fournissent des signaux de commande aux postes d'entraînement 270 et 269 respecti20 vement, de façon à obtenir une différence de phase constante et déplacer le poste 267 de déplacement Z et 268 de déplacement X-Y qui y sont montés mobiles, permettant ainsi d'obtenir une servo-commande afin de maintenir le réseau

de diffraction dans une position prédéterminée.

Dans ce mode de réalisation, il est évident que les équations suivantes (14) et (15) peuvent être obtenues entre les déplacements a X et t Z du réseau de diffraction 266 et les signaux de différence de phase A Sx et tfi eneffectuant une analyse semblable à celle 30 décrite ci-avant: ASx = 2ir.4 X/(P/2n)...(14) dans laquelle P est le pas du réseau du réseau de diffraction 266, eïz = 2.t Z (cos2 n1 -1)/>1...(15)

dans laquelle n1 est nième angle de diffraction.

La figure 13 montre encore un autre mode de

réalisation de la présente invention dans laquelle l'inven-

tion est appliquée à un appareil d'exposition aux rayonsx.

Un faisceau laser émis à partir d'une source laser 301 polarisée orthogonalement à deux ondes est con5 verti en un faisceau elliptique en passant à travers une lentille cylindrique 302. Le faisceau elliptique est divisé en un faisceau polarisé linéairement ayant une composante horizontale (composante du faisceau polarisé à polarisation P) et unc composante verticale ayant un faisceau <10 polarisé linéairement (composantes à polarisation S) avec

une fréquence légèrement différente de celle de la composante du faisceau à polarisation P, la division étant faite dans Le diviseur de faisceau à polarisation 303.

Les composantes du faisceau à polarisation P tombent sous des faisceaux incidents 305 sur des réseaux de diffraction réfléchissants 306 et 307 sous un angle d'incidence prédéterminé (comme il sera décrit ci-après) en passant à travers les miroirs plans 304a et 304b respectivement. On notera que le faisceau incident 305 tombe sur le réseau de diffraction 307 formé sur une lamelle 308 à travers une fenêtre 310 formée dans un masque 309. D'autre part, les composantes du faisceau à polarisation S sont divisées par un diviseur de faisceau 311. Certains rayons des composantes du faisceau divisé à polarisation tombent en 2: constituant un faisceau incident 312 et certains rayons de ce faisceau tombent en formant un faisceau incident 313 sur des réseaux de diffraction réfléchissants 306 et 307 sous des angles d'incidence prédéterminés (comme il sera décrit ci-après) en passant à travers le miroir plan 3-0 304c et à travers les miroirs plans 304d et 304e respectivement. De façon semblable au faisceau incident 305,

les faisceaux tombent sur le réseau de diffraction 307, '- Ien passant à travers la fenêtre 310.

Les réseaux de diffraction réfléchissants 306 et 307 sont décalés le long de la direction des lignes (direction Y) du réseau, respectivement et sont disposés dans la même surface ou enveloppe elliptique du faisceau des deux faisceaux incidents respectifs. En outre, les pas des réseaux de diffraction 306 et 307 sont choisis

égaux l'un à l'autre.

Un faisceau diffracté synthétisé des faisceaux 5 incidents 305 et 312, obtenu à partir du premier réseau de diffraction 306, c'est-à-dire un faisceau diffracté synthétisé 314a d'un faisceau diffracté du faisceau incident 305, et un faisceau diffracté (premier faisceau diffract6) du faisceau incident 312 obtenu à partir du premier réseau 10 de diffraction 306, et un faisceau diffracté synthétise obtenu à partir du second réseau de diffraction 307 et extrait à travers la fenêtre 310, c'est-à-dire un faisceau diffracté synthétisé 314b du faisceau diffracté du faisceau incident 305, ainsi qu'un faisceau diffracté (troisième 15 faisceau diffracté) du faisceau incident 312 obtenu à partir du second réseau de diffraction 307, sont réfléchis par un miroir plan 304f le long d'une direction donnée et sont ensuite divisés par un miroir faisant effet de prisme 315a. Le faisceau diffracté synthétisé 314a est détecté par un photodétecteur 318a à travers un polariseur Linéaire 316a et une lentille condenseur 317a et est appliqué en tant que premier signal de battement d'interférence hétérodyne optique a un contrôleur 319 de traitement du signal. Le faisceau diffracté synthétisé 314b est détecté par un photodétecteur 318b à travers un polariseur linéaire 316b et une lentille condenseur 317b et est appliqué en tant que troisième signal de battement d'interférence hétérodyne optique au contrôleur 319 de traitement du signal. Un faisceau diffracté synthétisé des faisceaux incidents 305 et 313 obtenu à partir du premier réseau de diffraction 306, c'est-à-dire un faisceau diffracté synthétisé 320a d'un faisceau diffracté du faisceau incident 305 et un faisceau diffracté (second faisceau diffracté) 35 du faisceau incident 313 obtenu à partir du premier réseau de diffraction 306, et un faisceau diffracté synthétisé obtenu à partir du second réseau de diffraction 307 et

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extrait à travers la fenêtre 310, c'est-à-dire un faisceau diffracté synthétisé 320b d'un faisceau diffracté du faisceau incident 305, ainsi qu'un faisceau diffracté (quatrième faisceau diffracté) du faisceau incident 313 obtenu à partir du second réseau de diffraction 307, sont réfléchis par un miroir plan 304g le long d'une direction donnée et sont alors divisés par un miroir faisant effet de prisme 315b. L'un est détecté par un photodétecteur 318c à travers un polariseur linéaire 316c et une lentille condenseur 317c, l'autre est détecté par un photodetecteur 318d à travers un polariseur linéaire 316d et une lentilLe condenseur 317d, et les deux sont appliqués comme second et quatrième signaux d'interférence hétérodyne optique au dispositif contrôleur de traitement du signal 319.

Le contrôleur 319 de traitement du signal fournit une différence de phase entre te premier et le troisième signal de battement d'interférence hétérodyne optique. Dans ce cas, chacun des signaux de battement est utilisé comme référence. La différence de phase correspond à la déviation relative entre le premier et le second réseaux de diffraction 306 et 307 par rapport à une direction (direction X) orthogonale a la direction des lignes du réseau (direction Y) formée sur la surface du réseau du réseau de diffraction. Par suite, en déplaçant le poste de masque 321 qui porte le masque 309 sur lui ou le poste de lamelle 322 qui porte la lamelle 308 le long de la direction X de façon à amener la différence de phase à 0, on peut aligner un motif formé sur la surface du masque avec une précision élevée dans une position prédéterminée de la surface de la lamelle.

Le contrôleur 319 de traitement du signal fournit une différence de phase entre le second et le quatrième signal de battement d'interférence hétérodyne optique en utilisant l'un ou l'autre de ces signaux comme références et il additionne cette différence de phase à la différence de phase mentionnée ci-dessus entre le premier et le troisième signal de battement d'interférence hété-

rodyne optique. Un signal représentant la somme du premier et du troisième signal de battement et un signal représentant la somme du second et du quatrième signal de battement, correspond à l'intervalle ou distance séparant le premier et le second réseaux de diffraction 306 et 307 le long d'une direction normale (direction Z) à la surface du réseau. Par suite en déplaçant le poste de masque 321 ou le poste de lamelle 322 le long de la direction Z, de façon à amener les signaux à la valeur O, l'intervalle 10 peut être déterminé avec une précision élevée jusqu'à

la valeur prédéterminée voulue.

Un procédé de détection/alignement de la déviation de la direction X sera maintenant décrit en détail

en faisant référence à la figure 14.

A la figure 14, la référence numérique 331 correspond à un réseau de diffraction réfléchissant (premier réseau de diffraction); 332 un réseau de diffraction réfléchissant (second réseau de diffraction); 333 et 334 sont deux faisceaux incidents présentant une légère 20 différence de fréquence; 335 et 336 sont les faisceaux diffractés (faisceaux diffractés d'interférence hétérodyne otpique); 337 est un masque (premier objet) (plus spécifiquement, un film transparent mince constituant un masque ainsi que le réseau de diffraction 331); 338 est une lamelle; et 339 est un film opaque mince. En outre, B1 - B.1 représente la direction des lignes du réseau du second réseau de diffraction; B2 - B'2 représente la direction des lignes du réseau du premier réseau de diffraction; A1 - A'1 est la direction de pas du réseau perpendiculaire 30 à la direction B1 B'1; A2 - A'2 est la direction de pas du réseau perpendiculaire à la direction B2 - B'2; C1 - C'1 est une direction (direction normale) perpendiculaire à la surface du réseau du réseau de diffraction 332; et C2 - C'2 est une direction (direction normale) perpendiculaire à la surface du réseau du réseau de diffraction 331. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 14, les pas du premier et du second réseaux de diffraction 331 et 332 sont maintenus égaux à P, le réseau de diffraction 331 est décaLé par rapport au réseau de diffraction 332 le long de La direction B2 - B'2 (direction des lignes du réseau) de façon à ne pas recouvrir la surface du réseau du réseau de difraction 332, et la fenêtre d'extraction 310 (non illustrée à La figure 14) est prévue au- dessus

du réseau de diffraction 332 suivant la direction normale.

Les angles d'incidence des faisceaux incidents 333 et 334 sont choisis à plus ou moins un premier angle de fais10 ceau de diffraction réfléchissant O -1 = sin-l(< 1/P) et 6 +1 = sin-l( >2/P) respectivement des réseaux de diffraction 331 et 332 par rapport à la direction normale C1 - C'1 (ou C2 - C'2) du réseau de diffraction au moyen des angles d'ajustement des miroirs 304b et 304c. Les _15 longueurs d'onde des faisceaux incidents 333 et 334 sont 1 et X 2 respectivement, la différence de fréquence f est de quelques kHz à quelques centaines de MHz, et a f = C.J1/ >1 - 1/ >21 (dans laquelle C représente la vitesse de la lumière), de telle manière que _1 = -20 +1 étant donné que a f " C. Avec la disposition ci-dessus explicitée, les faisceaux incidents 333 et 334 qui tombent sur les réseaux de diffraction 331 et 332 sont les -premiers faisceaux diffractés par réflexion par Les réseaux de diffraction réfléchissants 331 et 332 le Long des directions normales (directions C2 - C'2 et C1 - C'1) de la surface des réseaux et sont optiquement synthétisés de façon à constituer des faisceaux diffractés d'interférence hétérodyne optique 335 et 336 respectivement. Les faisceaux diffractés d'inter30 férence optique 335 et 336 sont des faisceaux diffractés *30 par les réseaux de diffraction différents 331 et 332, mais les angles d'incidence des faisceaux incidents 333 et 334 sont symétriques par rapport à La normaLe à la surface du réseau. Par suite, étant donné que Les réseaux 35 de diffraction 331 et 332 sont décalés l'un de l'autre, le long des directions normales (direction C1 - C'1 et C2 - C'2) et le long des directions des lignes des réseaux (direction B1 - B'1 et B2 - B'2) respectivement, des variations dans les longueurs des trajets optiques des faisceaux incidents 333 et 334 par rapport aux réseaux de diffraction 331 et 332 sont égales. IL en résulte que la différence de phase entre les signaux de battement obtenus à partir des faisceaux diffractés 335 et 336 n'est pas affectée de façon défavorable par un décalage de phase dû à un déplacement Le long d'une direction perpendiculaire à

la surface du réseau selon la direction deslignesdu réseau 10 des réseaux de diffraction 331 et 332.

De façon plus précise, la différence de phase entre les signaux de battement obtenus a partir des faisceaux diffractés 335 et 336, varie seulement selon La disposition spaciale par rapport aux directions du pas (direction 15 A2 - A'2 et A1 - A'1) c'est-à-dire selon la déviation relative des réseaux de diffraction 331 et 332. Lorsque les lignes des réseaux respectifs des réseaux de diffraction 331 et 332 sont alignés exactement le long des directions des lignes du réseau (directions 81 S'1 et B2 - B'2) ou sont décalés de A P/2 ou d'un entier multiple de cette quantité, la différence de phase entre les signaux de battement obtenus à partir des faisceaux diffractés 335 et 336 devient égale a 0 , ce qui permet d'effectuer l'alignement. En supposant que la déviation relative entre les réseaux de diffraction 331 et 332 le long de la direction A1 A'1 ou A2 - A'2 est à X et la différence de phase entre les signaux de battement est 4 (o), La différence de phase est obtenue par l'équation (16) suivante: A t = 2t.r X/(P/2)...(16) Ls différence de phase t t varie en synchronisme avec la moitié de la déviation relative du pas du réseau de diffraction. Un procédé permettant de détecter et/ou a'igner une position relative ou un pas, c'est-à-dire un procédé permettant de déterminer le pas dans la direction Z va 35 être maintenant décrit ci-après en faisant référence à

la figure 15.

A la figure 15, la référence numérique 341 corres-

pond au faisceau incident divisé par le diviseur de faisceau 311 et un angle d'incidence du faisceau est ajusté au moyen du miroir plan 304e; en 342 et 343, sont indiqués les faisceaux diffractés d'interférence hétérodyne optique. 5 Un angle d'incidence des faisceaux incidents est déterminé au'moyen du miroir plan 304b à un angle 1 du premier faisceau diffracté réfléchi par rapport à la direction normale C1 - C'1 (ou C2 C'2) de la surface du réseau du réseau de diffraction. Lorsque la direction incidente 10 du faisceau incident 341 est établieau moyen du miroir plan 304e à un angle 3 du troisième faisceau diffracté réfléchi par rapport à la direction C1 - C'1 (ou C2 C'2), un +premier faisceau diffracté du faisceau incident 334 et un -premier faisceau diffracté du faisceau incident 15 341 sont synthétisés le long de la direction (angle &2) du second faisceau diffracté réfléchi par rapport à la direction C1 C'1 (ou C2 - C'2) de façon à former des faisceaux diffractés d'interférence hétérodyne optique 342 et 343. Etant donné que les angles d'incidence des 20 faisceaux incidents 343 et 341 ne sont pas symétriques par rapport à la direction normale de la surface du réseau, les modifications dans les longueurs des trajets optiques des faisceaux incidents 334 et 341 par rapport aux réseaux de diffraction 331 et 332 ne sont pas égales l'une à L'au25 tre par rapport à un mouvement de déplacement relatif du réseau de diffraction le long de la direction de pas A1 - A'1 (ou A2 - A'2) ainsi que dans un déplacement relatif de la surface du réseau le long de la direction normale

C1 - C'1 (ou C2 - C'2).

De façon plus précise, en supposant une déviation relative entre les réseaux de diffraction 331 et 332 le long de la direction A1 - A'1 (ou A2 - A'2), déviation que l'on appellera A X, et un intervalle de la surface du réseau le long de la direction normale C1 - C'1 (ou C2 - C'2) que l'on appellera & Z, la différence de phase xz entre les signaux de battement obtenus à partir des faisceaux diffractés 342 et 343 est représentée par l'équation (17) suivante: xz: 2 7.(- X)/(P/2) + 2 Ut Z.(COS 3 cos 4l)/;l.. .'17) Par suite, lorsque le dispositif de contrôle de traitement de signal 319 effectue une addition entre x et t xz, l'équation (18) suivante est obtenue: \. C x 'r- xz = 2 Tt. Z.(cosS43 cos 61/ 1.(8 Ainsi, le signal de différence de phase qui présente un cycle de >1/(cos 3 - cos &1) et correspond à l'intervalle Z peut être obtenu. Par suite, lorsque le poste de masque 321 ou le poste de lamelle 322 est déplacé dans la direction C1 - C'l (ou C2 - C'2) de façon à établir le signal de différence de phase à une valeur prédéterminée, 15 la différence de phase peut être amenée pour correspondre à une valeur prédéterminée A Z. Comme décrit ci-dessus, conformément à ce mode de réalisation, étant donné que le premier et le second réseaux de diffraction portés par le premier et le second 20 objets sont décalés l'un par rapport à l'autre le long de la direction des lignes du réseau de façon qu'ils ne se recouvrent pas l'un l'autre, le premier et le second faisceauxdiffractésd'interférérence hétérodyne optique issus du premier réseau de diffraction et du troisième et quatrième faisceauxdiffractésd'interférence hétérodyne

optique obtenus à partir du second réseau de diffraction peuvent être détectés de façon complètement indépendante.

En outre, en détectant une différence de phase entre les signaux de battement du premier et du troisième faisceaux 30 diffractés d'interférence hétérodyne optique et une différence de phase entre les signaux de battement du second et du quatrième faisceaux diffractésd'interférence hétérodyne optique, il devient possible de détecter de façon directe et stable la déviation relative entre le premier et le second objets ainsi qu'une différence de phase correspondant à l'intervalle. En conséquence, on pourra obtenir de façon stable un alignement précis en établissant la différence de phase à 00, et L'on pourra 6tabLir un intervaLLe précis de façon stable en établissant la différence de phase à une valeur prédéterminée. Par suite, l'un des deux objets n'a pas besoin d'être placé dans une position de référence avant que l'on effectue l'alignement ou la détermination d'un intervalle, de sorte qu'un défaut dans La précision de l'alignement ou dans La précision de ta détermination de l'intervatte qui pourrait provenir d'erreurs de détermination préalables de position peut , être évité. En outre, étant donné qu'il n'est pas nécessaire de faire appel à un système optique indépendant pour effectuer tes opérations de positionnement, l'appareil peut

être fabriqué de manière simple.

En particulier, lorsque les deux réseaux de diffraction sont disposés dans le même volume de faisceau Lumineux des faisceaux incidents et que les mêmes faisceaux tombent sur les réseaux, les Longueurs des trajets optiques des faisceaux incidents sur Les réseaux de diffraction respectifs n'ont pas besoin d'être égaux, ce qui simplifie considérabLement l'opération d'alignement et l'opération

de mise à intervaLles voulus.

En outre, particulièrement pour la détection d'un intervaLte, étant donné que Le réseau de diffraction peut être disposé au voisinage d'une région dans laquelle 25 L'intervalle doit être détecté, c'est-à-dire une région d'exposition d'un motif LSI ou autre, et même si La planéité de La lametLe ou du masque (premier ou second objet) est

médiocre, on pourra détecter et établir précisément un -intervaLle choisi entre le masque et la lamelle dans La 30 région d'exposition.

* IL est évident que La présente invention n'est pas limité aux modes de réalisation qui ont été décrits ci-avant, de nombreuses modifications et variantes pouvant être apportées sans sortir du cadre de l'invention. Par: 35 exempLe, dans chaque mode de réalisation décrit ci-dessus on a utilisé deux réseaux de diffraction. Cependant, des réseaux de diffraction similaires peuvent être disposés en deux ou en un plus grand nombre de positions sur le masque et sur la lamelle, et des signaux de battement des faisceaux diffractés peuvent être détectés en utilisant un procédé semblable à celui illustré à la figure 11, et le poste de masque et le poste de lamelle peuvent être cormmandés de façon que soit supprimée la différence de phase, de manière à aligner le masque et la lamelle selon trois axes, c'est-à-dire les axes X et Y sur un plan parallèle à la surface du réseau de diffraction et le long de directions respectivement parallèles et perpendiculaires au réseau de diffraction et suivant un axe de rotation du plan X-Y autour de l'axe Z perpendiculaire à ce plan. En outre, l'alignement peut être effectué par rapport à six axes, c'est-à-dire les axes de rotation c et respectivement du plan Y-Z et du plan X-Z et autour de

l'axe des X et de l'axe des Y en plus des trois axes susmentionnés.

Le premier et le second réseaux de diffraction peuvent comprendre des réseaux d'absorption--ou de diffrac20 tion de phase et ne sont pas limités à des réseaux --de diffraction binaire du type utilisé dans les modes de réalisation ci-dessus décrits. Diverses combinaisons peuvent également être utilisées, telles par exemple que des réseaux

de diffraction sinusoidale ou de tout autre type.

Dans chacun des modes de réalisation illustrés aux figures 1 et 13, une ouverture est formée dans un substrat de masque, de façon à constituer une fenêtre d'extraction d'un faisceau de lumière monochromatique pour le faisceau incident et/ou diffracté. Cependant, on peut également utiliser une fenêtre transparente susceptible de transmettre un faisceau incident et un faisceau diffracté au lieu d'utiliser une ouverture pour atteindre le même effet. En outre, dans chacun des deux modes de réalisation cidessus décrits, un miroir jouant le role 35 d'un prisme est utilisé de façon à diviser le faisceau en deux faisceaux diffractés d'interférence hétérodyne; cependant les faisceaux diffractés d'interférence hétérodyne

peuvent être détectés directement par Le détecteur à division double pour obtenir Le même effet.

En outre, dans chacun des modes de réalisation décrits aux figures 1 et 13, le premier et le second réseaux -5 de diffraction sont décalés l'un de l'autre le long de la direction des lignes du réseau. Cependant, lorsque Le premier et le second réseaux de diffraction sont décalés l'un de l'autre le long d'une direction (direction du pas du réseau) perpendiculaire à la direction des lignes 10 du réseau ou selon à la fois les directions de lignes du réseau et de pas du réseau, le même effet que dans les

modes de réalisation ci-dessus décrits peut être obtenu.

De plus, dans chacun des modes de réalisation décrit aux figures 1 et 13, le premier et le second réseaux 15 de diffraction sont disposés dans le même volume du faisceau elliptique d'un faisceau de lumière incident. Cependant, lorsque deux faisceaux monochromatiques tombent indépendamment sur le premier et sur le second réseaux de diffraction, le même effet peut être obtenu si une différence de phase 20 provoquée par une différence entre la longueur des trajets optiques entre Les deux faisceaux respectifs monochromatiques tombant sur le premier et le second réseaux de diffraction

est prise en considération.

De plus, dans chacun des modes de réalisation 25 illustrés aux figures 1 et 13, les pas des réseaux du premier et du second réseaux de diffraction sont choisis égaux l'un à l'autre et les faisceaux d'interférence hétérodyne optique des deux faisceaux diffractés du premier ordre sont utilisés. Cependant le même effet peut être généralement obtenu en utilisant les faisceaux d'interférence hétérodyne optique du faisceau diffracté de nième ordre (nième faisceau diffracté, n étant un nombre entier positif). En outre, les pas du réseau du premier et du second réseaux de diffraction peuvent être choisis différents l'un de l'autre de façon à rendre égal le nième angle de diffraction du premier réseau de diffraction au mième angle du réseau de diffraction (m étant un entier

I f '.

1 i , positif) du second réseau de diffraction, et on peut utiliser un faisceau d'interférence hétérodyne optique du nième faisceau diffracté à partir du premier réseau de diffraction et un faisceau d'interférence hétérodyne optique du mième faisceau diffracté à partir du second réseau de diffraction pour obtenir le même effet. On notera que dans chacun des modes de réalisation ci-dessus décrits, une source laser polarisée orthogonalement à deux ondes est utilisée en tant que source du faisceau 10 monochromatique à deux ondes, mais on peut également utiliser un faisceau engendré par un élément acousto-optique

telle qu'une cellule de Bragg en tant que faisceau monochromatique pour obtenir le même effet.

En outre, dans chacun des modes de réalisation 15 ci-dessus décrits, un polariseur linéaire peut être omis, et une lame demi-onde peut être disposée dans le système du trajet optique de l'un ou l'autre des faisceaux monochromatiques de façon que la direction du plan de polarisation des deux faisceaux monochromatiques coincide l'une 20 avec l'autre sur la surface du réseau de diffraction, de façon à obtenir des signaux d'interférence hétérodyne optique avec une bonne propriété de cohérence et de même

effet que dans les modes de réalisation ci-dessus décrits.

Dans chacun des modes de réalisation illustrés aux figures 13, 4 et 5, une direction du faisceau diffracté provenant d'un réseau de diffraction est perpendiculaire à la surface du réseau de diffraction et dans le mode de réalisation illustré à la figure 7, la direction d'un faisceau tombant surun réseau de diffraction est perpen30 diculaire à la surface du réseau. Cependant, un faisceau monochromatique peut être dirigé obliquement sur un réseau de diffraction et un faisceau de diffraction obliquement réfléchi provenant du réseau de diffraction peut être optiquement synthétisé de façon à détecter un signal de 35 battement d'interférence hétérodyne optique, et ainsi

obtenir le même effet.

Dans chacun des modes de réalisation illustrés l 2., aux figures 8 et 12, la direction du faisceau tombant sur le réseau de diffraction et la direction du faisceau diffracté issu du réseau de diffraction sont situées dans un plan comprenant une direction Z perpendiculaire à la surface du réseau de diffraction et à la direction des lignes du réseau. Cependant, un faisceau monochromatique peut être dirigé suivant une direction présentant un angle prédéterminé par rapport au plan comprenant la direction Z et perpendiculairement à la direction des lignes du réseau, et un faisceau diffracté peut être détecté suivant une direction présentant un angle prédéterminé et optiquement synthétisé de façon à engendrer un signal

de battement d'interférence hétérodyne optique, permettant ainsi d'obtenir le même effet que dans les modes de réali15 sation des figures 8 et 12.

Le premier et le second réseaux de diffraction peuvent comprendre des réseaux de diffraction de phase ou d'absorption et ne sont pas limités à des réseaux de diffraction binaires comme dans les modes de réalisation ci-dessus décrits. Diverses combinaisons de réseaux peuvent être utilisées tels que les réseaux sinusoïdaux, des réseaux de diffraction d'un autre type. De plus, des réseaux de diffraction par transmission peuvent être utilisés en

plus des réseaux de diffraction par réflexion.

En outre, dans chacun des modes de réalisation illustrés aux figures 8 et 12, les premiers faisceaux diffractés des deux faisceaux laser présentant chacun des fréquences différentes sont convertis en faisceaux diffractés synthétisés le long de deux directions. Cependant, un:'1 faisceau diffracté synthétisé de faisceaux diffractés d'ordres supérieurs ou des faisceaux diffractés d'ordres différents, peuvent être utilisés de façon à obtenir deux faisceaux diffractés synthétisés. Dans ce cas, seul un cycle du signal de différence de phase est modifié, et les déplacements le long des lignes X et Z peuvent être détectés en utilisant un traitement de signal de détection correspondant au signal de différence de phase, et de La sorte on peut obtenir Le même effet que dans les modes

de réalisation des figures 8 et 12.

On notera que dans chacun des modes de réalisation illustrés aux figures 8 et 12, Lorsque deux réseaux de 5 diffraction sont disposés sur des objets, de sorte que leurs directions de lignesde réseau sont orthogonales l'une par rapport à l'autre, un micro-déplacement peut être mésuré avec une précision élevée par rapport aux axes X, Y et Z orthogonaux les uns aux autres. En outre, les micro-déplacements le long de deux directions du réseau de diffraction, c'est-à-dire un micro- déplacement le long d'une direction perpendiculaire à la direction des lignes du réseau d'un réseau de diffraction et un micro-déplacement le long d'une direction normale au réseau de diffraction 15 peuvent être mesurés respectivement comme des décalages de phase entre les premier et second signaux de battement d'interférence hétérodyne optique. En outre, lorsque l'intensité du réseau diffracté varie par suite des variations dans l'intensité de la source laser ou de variations dans 20 le rendement de diffraction du réseau de diffraction, seule l'amplitude du signal de battement du faisceau diffracté varie, mais les décalages de phase ne sont pas affectés de façon défavorable, de sorte que la détection de la différence de phase peut être obtenue avec une précision 25 élevée et une excellente fiabilité. Par suite, les microdéplacements le long de deux directions des objets peuvent

être mesurés avec une précision élevée.

En outre, l'appareil permettant de mesurer et/ou ajuster un microdéplacement conformément à la présente 30 invention peut être compact et de construction simple comportant, de façon intégrale, des systèmes optiques de détection pouvant être en conséquence effectivement

utilisés pour la mise en oeuvre du procédé sus-mentionné.

Dans le mode de réalisation illustré à la figure 35 13, une direction incidente d'un faisceau monochromatique tombant sur un réseau de diffraction de façon à détecter

une déviation, est établie comme étant une direction cor-

o? ::: 5

> - V2

- V:2-:3 C35

2598797?

respondant au plus ou moins premier faisceau diffracté (faisceau du premier ordre de diffraction) symétrique par rapport à la direction normale de La surface du réseau. Cependant, la direction incidente peut être établie de manière à être une direction (angl e +n) correspondant aux nièmes faisceau diffractés (faisceaux du nième ordre de diffraction, n étant un nombre entier). Dans ce cas, l'équation (1) est représentée par l'équation (19) suivante: tA(x: 2.t X/(P/(2n).... (19) De façon semblable, au cas ci-dessus mentionné, en disposant le premier et le second réseaux de diffraction dans le même volume d'un faisceau de lumière monochromatique, un décalage de phase d'un faisceau diffracté, qui est provoqué par les modifications de longueur du trajet optique du système optique du faisceau monochromatique se dirigeant sur le réseau de diffraction, apparait avec le même décalage de phase dans les signaux de battement que celui obtenu par le premier et le second réseaux de diffraction. Par suite les décalages de phase s'annulent l'un, l'autre, avec comme résultat que ceci n'exerce aucune influence sur.le décalage de la phase. De plus, les longueurs du trajet optique des deux faisceaux n'ont pas besoin d'être déterminéesavec une précision élevée, de sorte qu'un système optique peut aisément être ajusté et un mécanisme simple peut -être utilisé. En outre, un décalage de phase provoqué par des modifications de la longueur du trajet optique par suite de microvibrations ou analogues, par exemple des composants optiques peut être éliminé, de sorte que le signal de différence de phase peut être extrait avec une précision élevée. Dans ce cas, l'une des directions incidente des faisceaux monochromatiques respectifs tombant sur les réseaux de diffraction est déterminée comme étant une direction (angle t 3n) correspondant aux faisceaux diffractés de troisième ordre, et l'autre est déterminée comme étant une direction (angle n) correspondant au faisceau diffracté de nième ordre par rapport à la direction normale de la surface du réseau. Dans ces conditions, les faisceaux diffractés obtenus par interférence hétérodyne optique sont détectés et un signal de différence de phase des signaux de battement est engendré. A ce moment, la différence de phase entre les signaux de battement est représentée par l'équation (20) suivante: qxz 2V l.(-t x)/(P'(2n)) + 2X * Z. ((cos 3n - cos n)/ > 1)...(20) Par suite, et de façon semblable au cas ci-dessus 10 mentionné, en effectuant le traitement d'addition par rapport aux signaux de différence de phase pour les déviations présentées par l'équation (19), un signal de détection d'intervalle peut être extrait indépendamment du signal

de détection de déviation.

En outre, lorsqu'un faisceau diffracté d'interférence hétérodyne optique obtenu en synthétisant le m1ième faisceau diffracté et le n1ième faisceau diffracté est utilisé pour détecter une déviation, les équations (16) et (19) peuvent être réécrites sous forme de l'équation 20 (21) suivante. On notera qu'une direction d'extraction du faisceau synthétisé n'a pas besoin d'être une direction supérieure: 4x = 2 E. X/(P/(m1 + n1))...(21) De façon semblable, lorsqu'un faisceau diffracté 25 d'interférence hétérodyne optique obtenu par synthétisation du m2ième faisceau diffracté et du n2ieme faisceau diffracté est utilisé pour détecter un intervalle, les équations (17) et (20) sont généralement représentées par l'équation (22) suivante, en supposant que les directions des fais30 ceaux incidents sont respectivement e Met O N. Egalement dans ce cas, une direction d'extraction du faisceau synthétique n'est pas nécessairement une direction supérieure: txZ = -2 t. X/(P/(m2 + n2)) + 2 "- Z. ((cosA M Cos4 N)/ 1)...(22) Par suite, en additionnant A Lx et qxz après pondération prédéterminée, le signal de détection d'intervalle peut être extrait indépendamment du signal de détection de déviation. En outre, de façon à obtenir deux faisceaux monochromatiques ayant des fréquences légèrement diffé-; rentes, on peut utiliser une source laser I polarisée orthogonalement à deux ondes, et un faisceau laser est divisé en deux composa1ltes respectives monochromatiques par un diviseur de faisceau à polarisation 3. Cependant, il est évident que deux sources laser indépendantes, gênérant chacune des faisceaux respectifs monochromatiques

peuvent être utilisées.

-: X::

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. - Procédé de mesure et/ou d'ajustement d'un déplacement relatif d'objets utilisant des réseaux de diffraction, caractérisé en ce que: - on engendre au moins deux signaux de battement 5 en synthétisant deux faisceaux monochromatiques présentant des fréquences légèrement différentes de façon à provoquer une interférence hétérodyne optique, on utilise un premier des signaux de battement comme signal de référence et le second signal de battement est ut'lisé comme premier signal de battement d'interférence engendré par l'émission de deux faisceaux monochromatiques sur un premier réseau de diffraction (32) disposé sur un premier objet (30) et on synthétise deux faisceaux diffractés enge;drés à partir du premier réseau de diffraction par l'émission 15 de deux faisceaux monochromatiques de façon à provoquer une interférence hétérodyne optique; - on détecte une différence de phase entre le signal de battement de référence et le premier signal de battement d'interférence; et - on mesure et on ajuste le déplacement reLiatif des deux objets (30, 31) en fonction de la différence

de phase.

2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de battement de référence est engendré par l'émission de deux faisceaux monochromatiques présentant chacun des fréquences légèrement différentes sur un second réseau de diffraction (34) disposé sur un second objet (31) et on synthétise deux faisceaux diffractés engendrés à partir dudit second réseau de diffraction par l'émission de deux faisceaux monochromatiques de façon à provoquer une interférence hétérodyne optique. 3. - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractéisé en ce que les faisceaux mono35 chromatiques respectifs utilisés pour engendrer le signal

de battement de référence et le premier signal de batte-

ment d'interférence sont engendrés à partir d'une source

unique laser (20).

4. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le signal de battement 5 de référence est divisé en plusieurs faisceaux monochromatiques pour engendrer le premier signal de battement

d'interférence.

5. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les deux faisceaux 10 monochromatiques émis à partir dudit premier réseau de

diffraction (32) sont dirigés respectivement selon deux

directions symétriques par rapport aux faisceaux diffractés.

6. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que:

- les signaux de battement comprennent un second signal de battement d'interférence qui s'ajoute au signal de battement de référence et au premier signal de battement d'interférence, - le second signal de battement étant engendré 20 par l'émission d'un ou de deux faisceaux monochromatiques utilisés pour engendrer le premier signal de battement d'interférence et un faisceau divisé à partir de l'autre des faisceaux monochromatiques dudit premier réseau de diffraction le long d'une direction différente de celle du faisceau pour engendrer le premier signal d'interférence, et en synthétisant les faisceaux diffractés obtenus par l'émission dudit faisceau ou desdits deux faisceaux monochromatiques et du faisceau divisé issu dudit premier d'entre-eux pour provoquer l'interférence hétérodyne 30 optique, et - - les déplacements le long de deux directions sont mesurés et/ou ajustés suivant la différence de phase existant entre le signal de battement de référence et le premier signal de battement d'interférence et en fonction 35 de La différence de phase entre le signal de battement

de référence et le second signal de battement d'interférence.

7. - Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations I à 6, caractérisé en ce que: - lesdits au moins deux signaux de battement précités comprennent quatre signaux de battement, - le signal de battement de référence est cons5 titué par le premier et le second signal de battement d'interférence de référence, - lesdits au moins deux signaux de battement comprennent un second signal de battement d'interférence s'ajoutant au premier signal de battement d'interférence, 10 - le premier signal de battement d'interférence de référence étant engendré par l'émission de deux faisceaux monochromatiques engendrant le premier signal de battement d'interférence sur ledit second réseau de diffraction disposé sur ledit second objet différent dudit pre15 mier objet et l'on synthétise les faisceaux diffractés obtenus par l'émission desdits deux faisceaux monochromatiques de façon à provoquer l'interférence hétérodyne optique, le second signal de battement d'interférence 20 de référence est engendré par l'émission dudit premier des deux faisceaux monochromatiques utilisé pour engendrer le premier signal de battement d'interférence et un faisceau divisé de l'autre faisceau monochronatique sur ledit second réseau de diffraction et par synthèse des faisceaux 25 diffractés obtenus par l'émission dudit premier des deux faisceaux monochromatiques divisés et du faisceau divisé provenant de l'autre faisceau monochromatique de façon à provoquer l'interférence hétérodyne optique, - le second signal de battement d'interférence 30 est engendré par l'émission dudit premier desdits deux faisceaux monochromatiques utilisés pour engendrer le premier signal de battement d'interférence et le faisceau divisé provenant de l'autre faisceau monochromatique reçu sur ledit premier réseau de diffraction et par syn35 thèse des faisceaux diffractés obtenus par l'émission dudit premier des faisceaux monochromatiques diffractés

et du faisceau divisé provenant de l'autre faisceau mono-

chromatique de façon à provoquer l'interférence hétérodyne optique, et un intervalle compris entre ledit premier et le second objets estmesuré et/ou ajusté en fonction de la différence de phase existant entre le premier signal de battement d'interférence de référence et le premier signal de battement d'interférence et une différence de phase entre le second signal de battement d'interférence

de référence et le second signal de battement d'interfé10 rence.

8. -Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une déviation entre ledit premier et ledit second objets est mesurée et/ou ajustée en concordance avec La différence de phase mesurée entre le premier signal de battement d'interférence de référence et le premier signal de battement d'interférence etavec la différence de phase entre Le second signal de battement d'interférence

de référence et le second signal de battement d'interférence.

9. - Procédé selon l'une quelconque des revendi20 cations précédentes, caractérisé en ce que lesdits réseaux

de diffraction sont des réseaux de diffraction par réflexion.

*0 10. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les deux faisceaux monochromatiques émis sur lesdits réseaux de diffraction

sont divisés en deux composantes sous des angles différents, chacune des composantes divisée étant émise obliquement par rapport à un faisceau diffracté de sorte que le faisceau

diffracté est engendré de façon verticale.

11. - Procédé selon l'une quelconque des revendi30 cations 1 à 4, caractérisé en ce que les deux faisceaux , monochromatiques sont dirigés verticalement sur Les réseaux de diffraction et lesdits réseaux de diffraction ont u des motifs destinés à engendrer des faisceau diffractés

dans au moins deux directions différentes.

- 35 12. - Appareil pour la mesure et/ou l'ajustement d'un déplacement relatif entre objets utilisant des réseaux de diffraction, caractérisé en ce qu'il comprend: - un premier réseau de diffraction (32) disposé sur un premier objet (30); - une source de rayon laser engendrant deux faisceaux monochromatiques (37, 38) présentant des fréquences légèrement différentes; - des moyens pour engendrer un signal de battement de référence engendré par interférence hérétodyne optique à partir des deux faisceaux monochromatiques; - des moyens (23, 21', 21") pour diriger les deux faisceaux monochromatiques sur ledit premier réseau de diffraction (32); - des moyens (35, 36) pour synthétiser au moins deux faisceaux diffractés obtenus à partir dudit premier réseau de diffraction et pour engendrer un premier signral 15 de battement d'interférence par interférence hêtérodyne optique; et - des moyens (27) pour détecter une différence de phase entre le signal de battement de référence et

le signal de battement d'interférence.

13. - Appareil selon La revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend un second réseau de diffraction (34) disposé sur un second objet (31) espacé du premier et dans lequel: - lesdits moyens pour engendrer le signal de 25 battement de référence comprennent: des moyens (23, 21', 21") pour émettre les deux faisceaux monochromatiques ayant des fréquences légèrement différentes et les diriger sur ledit second réseau de diffraction (34), et 30. des moyens (35, 36) pour synthétiser au moins deux faisceaux diffractés obtenus à partir dudit second réseau de diffraction (34) et pour engendrer un signal de battement de référence par interférence hétérodyne optique. 14. - Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'une fenêtre (33) est formée dans le premier objet (30) de façon à permettre la transmission des faisceaux

À-: -: 0

à travers cette fenêtre sur le second objet (31).

15. - Appareil selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que ledit premier et ledit

-, second réseau de diffraction sont identiques, mais sont

7 - V-\ -5

disposées de manière à ne passe recouvrir l'un

l'autre lorsqu'ils sont vus l'un par dessus l'autre.

16. - Appareil selon l'une quelconque des revendicaticons 12 à 15, caractérisé en ce que lesdits réseaux

de diffraction sont des réseaux de diffraction par réfl e10 xion.

- - 0 l'utre lorsu'ilsrsot vsl'unprdsusLate

17. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, caractérisé en ce que les faisceaux monochromatiques émis par ladite source laser sont les mêmes que les faisceaux monochromatiques utilisés pour

1 engendrer le signal de battement de référence.

18. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, caractérisé en ce que lesdits moyens

pour engendrer le signal de battement de référence comprennent des moyens (23) pour diviser les deux faisceaux monochromatiques à partir de ladite source de rayonnement laser, et des moyens (35, 36) pour synthétiser les deux faisceaux monochromatiques divisés et pour engendrer le signa l de battement de référence par interférence -

hétérodyne optique.

-D 25 19. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 12 à 18, caractérisé en ce que lesdits moyens

- a, pour émettre deux faisceaux monochromatiques sur ledit premier. réseau de diffraction comprennent des moyens À - ?dspour diviser les deux faisceaux monochromatiques le long de directions différentes, et des moyens pour diriger les faisceaux divisés sur ledit premier réseau de diffraction selon deux directions symétriques par rapport aux _,.

- * hfaisceaux diffractés.

20. - Appareil selon l'une quelconque des reven35 dications 12 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend -.t des moyens pour diviser les deux faisceaux monochromatiques seon deux directions différentes ô -ô monchomtique selon deux directions difftriques;a apr u -'-: aseu ifats des moyens pour envoyer l'un des deux faisceaux monochromatiques afin d'engendrer un premier signal de battement d'interférence et un faisceau divisé issu de l'autre desdits faisceaux monochromatiques sur lesdits réseaux de diffraction des objets le long d'une direction différente de celle des faisceaux pour engendrer le premier signal de battement d'interférence, - des moyens pour synthétiser les faisceaux diffractés et pour engendrer le second signalde battement 10 d'interférence par interférence hétérodyne optique, et - des moyens pour mesurer et/ou ajuster des déplacements le long de deux directions en fonction d'une différence de phase entre le signal de battement de référence et le premier signal de battement d'interférence et en fonction d'une différence de phase entre le signal de battement de référence et le second signal de battement d'interférence.

21. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 12 à 20, caractérisé en ce qu'il comprend:

- un second réseau de diffraction disposé sur un second objet distant dudit premier objet; - des moyens pour polariser les deux faisceaux monochromatiques émis à partir de ladite source laser, ces faisceaux présentant des fréquences légèrement diffé25 rentes et étant émis suivant des directions différentes de façon à former un premier et un second faisceaux polarisés; et - des moyens pour diviser chacun desdits faisceaux polarisés, et dans lequel: 30. lesdits moyens pour engendrer le signal de battement de référence comprennent: des moyens pour synthétiser les faisceaux diffractés obtenus par l'émission du premier et du second faisceaux polarisés émis sur ledit second réseau de diffrac35 tion de façon à provoquer l'interférence hétérodyne optique, et ainsi engendrer Le second signal de battement d'interférence; et -35 des moyens pour synthétiser Les faisceaux diffractés obtenus par L'émission de chacun des faisceaux poLarisés et du faisceau divisé provenant de L'autre faisceau poLarisé sur Ledit second réseau de diffraction de façon à provoquer une interférence hétérodyne optique, et de La sorte engendrer Le second signal de battement d'interférence de référence, et - lesdits moyens pour engendrer ledit premier signal de battement d'interférence comprenant des moyens pour synthétiser Les faisceaux diffractés obtenus par L'émission du premier et du second faisceaux polarisés envoyés sur ledit premier réseau de diffraction de façon à provoquer L'interférence hétérodyne optique, et de La sorte engendrer Le premier signal de battement d'interférence, et comprenant en outre: À des moyens pour synthétiser les faisceaux diffractés obtenus par l'émission de chacun des faisceaux polarisés et du faisceau divisé provenant de L'autre faisceau polarisé émis sur ledit premier réseau de diffraction de façon à provoquer l'interférence hétérodyne optique, et de La sorte engendrer le second signaL de battement d'interférence; À des moyens pour obtenir une différence de phase entre Le premier signal de battement d'interférence et Le premier signal de battement d'interférence; des moyens pour obtenir une différence de phase entre le second signal de battement d'interférence de référence et le second signal de battement d'interférence; et

a des moyens pour mesurer et/ou ajuster un intervaLLe entre ledit premier et Ledit second objets en fonction des différences de phase.

22. - Appareil selon L'une quelconque des revendications 12 à 21, caractArisé en ce que lesdits moyens utiLisés pour émettre lesdits deux faisceaux monochromatiques à partir de ladite source de rayon laser verticalement sur lesdits réseaux de diffraction et lesdits moyens pour engendrer le premier signal de battement d'interférence comprennent des moyens pour condenser au moins deux faisceaux diffractés émis à partir desdits réseaux de diffraction selon des directions différentes.