FR2468925A1 - Microscope a superposition d'images - Google Patents

Abstract

Microscope permettant de former dans le même plan image les images de deux objets disposés l'un en regard de l'autre, dans des plans objets distincts écartés, et comportant un objectif réglable transversalement auxdits plans objets. Selon l'invention, ce microscope est caractérisé en ce qu'il comporte, entre ledit objectif et son oculaire, un système optique permettant de séparer les rayons lumineux provenant dudit oculaire selon deux trajets optiques différents en parallèle, dont l'un au moins presente une longueur variable, de sorte qu'aux deux plans objets puisse correspondre le même plan image de l'oculaire. Application à l'alignement et à la superposition de petits objets, notamment en microélectronique

Description

La présente invention concerne un microscope permettant de former dans le même plan image les images de deux objets disposés l'un en regard de l'autre dans des plans objets distincts écartés.

On sait que dans de nombreuses techniques, il est nécessaire d'amener en superposition et/ou en alignement deux objets de petites tailles. I1 en est par exemple ainsi de la technique de réalisation des circuits électroniques intégrés, dans laquelle on doit superposer des masques de photogravure sur une plaquette ou un disque de matière semi-conductrice. Pour ce faire, on utilise un microscope permettant d'observer à la fois l'un desdits masques et la plaquette semi-conductrice qui se trouvent initialement dans des plans objets distincts. I1 en résulte que la mise au point du microscope ne peut être parfaite pour le masque et la plaquette, car si la mise au point est réglée pour l'un des objets, elle est imparfaite pour l'autre et réciproquement.D'ailleurs, bien souvent, la mise au point du microscope n'est parfaite pour aucun des objets, mais résulte d'un compromis de réglage sur un plan objet intermédiaire aux plans desdits objets.

De plus, il est souvent nécessaire de modifier la mise au point du microscope lorsque l'on superpose physiquement, par rapprochement, le masque sur la plaquette semi-conductrice, de façon à tenir compte du déplacement relatif des objets l'un par rapport a l'autre.

Ainsi, non seulement la mise au point du microscope n'est pas parfaite lorsque l'on doit superposer visuellement les images des deux objets, mais encore cette mise au point doit être modifiée au cours de la manipulation de ceux-ci.

La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients.

Elle concerne un microscope permettant, d'une part, une mise au point parfaite pour deux plans objets distincts et, d'autre part, la superposition physique d'un objet sur l'autre, par déplacement de l'un de ceux-ci, sans modification de mise au point.

A cette fin, selon l'invention, le microscope permettant de former dans le même plan image les images de deux objets disposés l'un en regard de l'autre, dans des plans objets distincts écartés, et comportant un objectif réglable transversalement auxdits plans objets, est remarquable en ce qu'il comporte, entre ledit objectif réglable et son oculaire, un système optique permettant de séparer les rayons lumineux provenant dudit oculaire selon deux trajets optiques différents en paral- lèle, dont l'un au moins présente une longueur variable, de sorte qu'aux deux plans objets puisse correspondre le même plan image de l'oculaire.

Dans un mode avantageux de réalisation, ledit système optique comporte d'une part un dispositif optique disposé dans l'axe du microscope et comportant, de l'objectif vers l'oculaire, un premier miroir plan semi-transparent incliné à 450 sur ledit axe, et dirigé d'un premiercoté de celui-ci, un premier miroir plan réfléchissant à 900 par rapport audit premier miroir et dirigé du second coté dudit axe, un second miroir plan réfléchissant parallèle audit premier mais dirigé vers ledit premier coté et un second miroir plan semi-transparent parallèle au premier mais dirigé vers ledit second côté dudit axe, et, d'autre part, un premier système réfléchissant disposé dudit premier côté et recevant les rayons réfléchis par ledit premier miroir semi-transparent pour les réfléchir sur ledit second miroir plan réfléchissant, ainsi qu'un second système réfléchissant dispose dudit second côté et recevant les rayons réfléchis par ledit premier miroir plan réfléchissant pour les réfléchir sur ledit second miroir plan semi-transparent, l'un au moins desdits premier et second systèmes réfléchissant étant réglable transversalement audit axe du microscope.

La figure unique du dessin annexé fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.

Cette figure unique montre,en vue en plan schématique, un mode de réalisation du microscope selon l'invention.

Ce microscope comporte un socle fixe 1, sur lequel sont montés un oculaire 2 et un objectif 3, définissant l'axe optique 4 dudit microscope.

L'oculaire 2 est monté à poste fixe sur le socle 1, tandis que l'objectif 3 est solidaire d'un chariot 5, pouvant coulisser parallelement à l'axe 4 , dans les deux sens, sous l'action d'une molette de commande 6. A cet effet, le chariot 5 est monté sur des rails de guidage 7, solidaires du socle 1.

Entre l'oculaire 2 et l'objectif 3 est monté, à poste fixe sur le socle 1, un dispositif optique 8 centré sur l'axe 4.

Le dispositif optique 8 comporte, de l'objectif 3 vers l'oculaire 2, un premier miroir plan semi-transparent 9, un premier miroir plan réfléchissant 10, un second miroir plan réfléchissant 11 et un second miroir plan semi-transparent 12.

Par rapport au sens de propagation des rayons lumineux de l'objectif vers l'oculaire, le premier miroir semi-transparent 9 et le second miroir réfléchissant 11 sont dirigés vers la droite de l'axe 4 sur la figure, alors que le premier miroir réfléchissant 10 et le second miroir semi-transparent 12 sont dirigés vers la gauche dudit axe. Tous les miroirs 9 à 12 sont inclinés à 450 sur l'axe 4. Les miroirs 9 et 12 sont parallèles entre eux ; il en est de même des miroirs 10 et 11, qui peuvent même être accolés comme il est montré sur la figure. Les miroirs 10 et 11 sont orthogonaux aux miroirs 9 et 12.

Du côté droit de l'axe 4 est prévu un premier système réflé- chissant 13 susceptible de recevoir les rayons réfléchis par le miroir semi-transparent 9 pour les diriger sur le miroir réfléchissant 11. Du côté gauche de l'axe 4 est prévu un second système réfléchissant 14 susceptible de recevoir les rayons réfléchis par le miroir réfléchissant 10 pour les diriger sur le miroir semi-transparent 12.

Dans l'exemple représenté sur la figure, le système réfléchissant 13 est monté fixement sur le socle 1, alors que le système réfléchissant 14 est solidaire d'un chariot 15, pouvant coulisser, dans les deux sens , transversalement à l'axe 4, sur des rails de guidage 16 et sous l'action d'une molette de commande 17.

En supposant que le microscope selon l'invention soit destiné à l'observation des deux objets se trouvant respectivement dans des plans objets P1 et P2 distincts, son fonctionnement est le suivant.

L'oeil 18 de l'observateur étant disposé derrière l'oculaire 2, cet observateur commande la molette 6, et donc la position longitudinale de l'objectif 3, pour mettre au point sur le plan image P1. Cette mise au point intéresse alors le trajet 19 concernant les rayons lumineux provenant du plan objet P1, traversant l'objectif 3 se réf léchissant sur le miroir semitransparent 9, puis doublement sur le système 13 et enfin sur le miroir 11, et atteignant l'loculaire 2 après avoir traversé le miroir semi-transparent 12.

L'image du plan-objet P1 se trouve alors dans le plan image p de l'oculaire.

Lorsque cette mise au point sur P1 est effectuée, on réalise celle sur P2. A cet effet, l'objectif 3 restant fixe, l'observateur actionne la molette 17, et donc-la position transversale du système réfléchissant 14. Cette seconde mise au point intéresse alors le trajet 20 concernant lesrayons.lumineux provenant du plan objet P2, traversant l'objectif 3 , puis le miroir semi-transparent 9, se réfléchissant sur le miroir l0, puis doublement sur le système 14 et enfin sur le miroir semiréfléchissant 12 avant d'arriver à l'oculaire 2. Cette seconde mise au point consiste à régler la position du chariot 15 pour que l'image du plan objet P2 se trouve, comme celle du plan objet P1, dans le plan image p.

A ce moment, les images des deux objets se trouvent optiquement confondues dans le plan . On peut alors déplacer le plan P2 vers le plan P1 sans être obligé de modifier la mise au point, puisque la mise au point sur le plan objet P1 est parfaite.

On remarquera qu'en plus des deux images principales disposées dans le plan E -et correspondant aux plans objets P1 et P2, le dispositif selon l'invention fournit deux images parasites, puisque des rayons lumineux provenant de P1 suivent le trajet 20 , et que des rayons lumineux provenant de P2 suivent le trajet 19. Cependant, ces images parasites ne sont pas gênantes car elles ne peuvent jamais être nettes. De plus, pour les éliminer lors de la mise au Point, il est possible de prévoir un cache (non représenté) pour couper le trajet 20 lorsque l'on met au point sur le plan P1, puis le trajet 19 lorsque l'on met au point sur le plan P2. Ainsi, les images de P1 à P2 sont vues alternativement et non plus simultanément. Un tel cache sera de préférence interposé entre le dispositif 8 et les systèmes réfléchissants 13 ou 14 respectivement.

Par ailleurs, les longueurs des trajets 19 et 20 étant différentes, les grossissements des images de P1 et P2 sont légèrement différents. On peut y remédier par l'interposition d'un élément optique (non représenté) disposé dans le trajet 19 ou 20.

On remarquera que la luminosité de chacune des images au point provenant de P1 et de P2 est moindre que celle des images données par un microscope connu équivalent,-puisque des rayons lumineux provenant d'un objet peuvent suivre.les deux trajets 19 et 20.

Cependant, ceci n'est pas un inconvénient, car utilisé en superposition d'images, le microscope selon l'invention fournit une image globale dont la partie correspondant à la partie commune des images individuelles présente une luminosité normale, presque égale à la somme des luminosités des images individuelles.

Claims (2)

REVENDICATIONS

1.- Microscope permettant de former dans le même plan image les images de deux objets disposés l'un en regard de l'autre, dans des plans objets distincts écartés, et comportant un objectif réglable transversalement auxdits plans objets, caractérisé en ce qu'il comporte, entre ledit objectif réglable et son oculaire, un système optique permettant de séparer les rayons lumineux provenant dudit oculaire selon deux trajets optiques différents en parallèle, dont l'un au moins présente une longueur variable, de sorte qu'aux deux plans objets puisse correspondre le même plan image de-l'oculaire.

2.- Microscope selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système optique comporte d'une part, un dispositif optique disposé dans l'axe du microscope et comportant, de l'objectif vers l'oculaire, un premier miroir plan semi-transparent incliné à 450 sur ledit axe, et dirigé dlun premier côté de celui-ci, un premier miroir plan réfléchissant à 900 par rapport audit premier miroir et dirigé du second côté dudit axe, un second miroir plan réfléchissant parallèle audit premier mais dirigé vers ledit premier côté et un-second miroir plan semitransparent parallèle au premier mais dirige vers ledit second côté dudit axe, et, d'autre part, un premier système réfléchissant disposé dudit premier côté et recevant les rayons réfléchis par ledit premier miroir semi-transparent pour les réfléchir sur ledit second miroir plan réfléchissant, ainsi qu'un second système.réfléchissant disposé dudit second côté et recevant les rayons réfléchis par ledit premier miroir plan réfléchissant pour les réfléchir sur ledit second miroir plan semi-transparent, l'un au moins desdits premier et second systèmes réfléchissant étant réglable transversalement audit axe du microscope.