FR3053807B1 - Dispositif et procede de photolithographie - Google Patents

Abstract

L'invention est un dispositif et un procédé de photolithographie simple et peu onéreux, permettant la projection d'un motif d'illumination sur la surface d'un substrat. Le dispositif comporte un projecteur, destiné à former une image de projection, l'image définissant un motif, ainsi qu'une optique de focalisation, apte à focaliser l'image sur la surface d'un substrat. Il comporte également un système optique de renvoi d'image, apte à former une image de contrôle, représentant le motif projeté sur le substrat, l'image de contrôle pouvant être détectée par une caméra de contrôle, pour visualiser le motif projeté.

Description

Dispositif et procédé de photolithographie

Description

DOMAINE TECHNIQUE

Le domaine technique de l'invention est la photolithographie de substrats pour la fabrication de composants, par exemple des composants microfluidiques.

ART ANTERIEUR

Le recours à des procédés de photolithographie est très courant dans le domaine des microtechnologies de fabrication de composants dans le domaine de la microélectronique, de la micromécanique ou de la microfluidique. La photolithographie consiste à déposer une résine de photolithographie sur un substrat, puis à exposer la résine à un rayonnement lumineux spatialement structuré selon un motif bidimensionnel, de façon à dégrader certaines parties de la résine uniquement. Sous l'effet de l'exposition, la résine se dégrade. Ainsi, la surface du substrat exposée n'est plus recouverte par la résine et peut faire l'objet de gravures, notamment des gravures humides.

Les équipements actuels de photolithographie présentent des performances remarquables, notamment du point de vue de la résolution spatiale. Cependant, ils sont coûteux, encombrants et peu modulables. Le motif est formé, sur le substrat à traiter, en interposant des masques opaques, présentant des ouvertures correspondant au motif que l'on souhaite former sur le substrat. La réalisation de tels masques est onéreuse et peut prendre du temps.

Une alternative à l'utilisation d'équipements standards de lithographie a été décrite dans les publications Cordeiro J, "Table-top deterministic and collective colloïdial assembly using videoprojector lithography", Applied Surface Science 349 (2015) 452-458, ainsi que dans Maisonneuve B.G.C, "Rapid mask prototyping for microfluidics", Biomicrofluidics 10, 024103 (2016). Ces publications décrivent un dispositif comportant un vidéoprojecteur, apte à former une image, l'image étant projetée sur un substrat de façon à former un motif bidimensionnel à la surface de ce dernier. Pour cela, l'objectif du vidéoprojecteur est remplacé par un système optique permettant une projection de l'image sur une faible surface, typiquement de l'ordre ou inférieure à 10 cm2. Sans chercher à atteindre les performances des équipements standards de photolithographie, un tel dispositif est particulièrement astucieux, car il permet de réaliser une photolithographie à l'aide d'un système peu onéreux et aisément modulable. En effet, la réalisation de masques opaques n'est pas nécessaire, le vidéoprojecteur étant apte à projeter une image dont la projection sur le substrat définit le motif d'illumination, également désigné par le terme motif d'insolation, de la résine. Ce dispositif est particulièrement adapté à des applications ne nécessitant pas une résolution trop élevée. Il s'agit également d'un outil modulable, le motif pouvant être modifié à volonté en temps réel, ce qui permet de tester différents motifs sans nécessiter la fabrication de différents masques. Cependant, les inventeurs ont constaté que ce dispositif présentait certains inconvénients. L'objet de l'invention est d'améliorer les performances d'un dispositif de photolithographie basé sur l'utilisation d'un projecteur d'image, en particulier en améliorant la fiabilité et la résolution spatiale du motif formé sur le substrat.

EXPOSE DE L'INVENTION

Un objet de l'invention est un dispositif de photolithographie comportant : un projecteur d'image, apte à recevoir une consigne numérique et à former une image bidimensionnelle, représentative de la consigne numérique, l'image bidimensionnelle définissant un motif d'illumination; une optique de focalisation, apte à projeter l'image formée par le projecteur, sur la surface d'un substrat, disposée dans un plan focal de l'optique de focalisation, de façon à projeter le motif d'illumination sur ladite surface selon un axe de projection; le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte : une optique de renvoi, disposée entre le projecteur et le plan focal de l'optique de focalisation, c'est-à-dire entre le projecteur et l'échantillon, apte à renvoyer une image dite de contrôle, représentative du motif projeté, selon un axe de renvoi, sécant de l'axe de projection ; une caméra, disposée selon l'axe de renvoi, et apte à acquérir l'image de contrôle. L'image de contrôle ainsi acquise permet de contrôler le motif d'illumination projeté sur la surface du substrat. Elle est également représentative de l'image formée par le projecteur d'image et projetée sur le substrat.

Le dispositif peut comporter l'une des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon les combinaisons techniquement réalisables : l'optique de renvoi comporte une lame semi-réfléchissante inclinée par rapport à l'axe de projection ; l'optique de focalisation comporte une lentille de tube couplée à un objectif, notamment un objectif corrigé à l'infini, l'optique de renvoi étant disposée entre la lentille de tube et l'objectif ; l'optique de focalisation comporte un objectif solidaire d'une bague de maintien, le dispositif comportant un support sur lequel la bague de maintien est apte à se fixer de manière réversible ; le support ou la bague de maintien peut comporter au moins un aimant de manière à assurer une fixation réversible de la bague audit support. La bague de maintien comporte une face d'appui, apte à être fixée au support, ainsi que, de préférence, une extrémité de guidage, notamment tubulaire, s'étendant à partir de ladite face d'appui, selon l'axe de projection, ladite extrémité de guidage étant apte à s'insérer dans le support. Le support et la bague de maintien peuvent être tubulaires. Selon ce mode de réalisation, le dispositif peut comporter une enceinte, s'étendant à partir du projecteur d'image selon l'axe de projection, jusqu'au support recevant la bague de maintien, l'enceinte renfermant l'optique de renvoi, le dispositif comportant également un élément de maintien rigide s'étendant à l'extérieur de l'enceinte, entre le projecteur et le support ou entre le projecteur et la bague de maintien. Cela permet d'éviter une vibration de l'objectif maintenu par la bague de maintien. La résolution spatiale du motif d'illumination projeté sur le substrat est alors améliorée.

Le projecteur peut être un vidéoprojecteur, apte à former une image de projection selon une fréquence d'au moins une image par seconde. L'optique de focalisation est telle que l'aire de l'image projetée sur le substrat peut être inférieure à 100 cm2 ou inférieure à 10 cm2 ou 2 cm2. Typiquement, cette aire est comprise entre 5 cm2 et 1 mm2. L'optique de focalisation est telle que la dimension de l'image projetée sur le substrat est inférieure ou égale à la dimension de l'image formée par le projecteur.

Un autre objet de l'invention est un procédé de photolithographie d'un substrat comportant les étapes suivantes : a) application d'une résine photosensible sur une surface du substrat ; b) disposition de ladite surface du substrat dans le plan focal de l'optique de focalisation d'un dispositif de photolithographie selon l'une quelconque des revendications précédentes ; c) transmission d'une consigne numérique dans le projecteur d'image dudit dispositif de photolithographie ; d) activation du projecteur, de manière à projeter, sur le substrat, une image de projection représentative de la consigne, l'image de projection définissant un motif d'illumination; e) acquisition d'une image de contrôle par la caméra de contrôle du dispositif de photolithographie; f) vérification d'une conformité de l'image projetée sur le substrat à l'aide de l'image de contrôle.

Le procédé peut comporter, en fonction de l'image de contrôle : un déplacement relatif du substrat par rapport du dispositif de photolithographie ; et/ou un ajustement de l'optique de focalisation du dispositif de photolithographie.

Un autre objet de l'invention est un système optique, notamment un objectif ou une lentille, maintenu dans une bague de maintien, notamment tubulaire, la bague de maintien étant apte à être fixée, de façon réversible, sur un support, la bague de maintien ou le support comportant au moins un aimant, de façon à permettre une fixation réversible de la bague de maintien sur le support.

De préférence : le support est de géométrie tubulaire, et comporte une ouverture débouchant au niveau d'une face de contact du support, contre laquelle la bague peut s'appuyer ; la bague de maintien comporte une face d'appui, apte à être appliquée contre la face de contact du support, ainsi qu'une extrémité, dite de guidage, apte à s'insérer dans l'ouverture définie par le support, l'extrémité de guidage s'étendant à partir d'une face d'appui, notamment perpendiculairement à cette dernière ; l'aimant ou les aimants sont disposés sur la face de contact du support, de façon à être en contact avec la face d'appui de la bague lorsque l'extrémité de guidage de la bague est insérée dans l'ouverture du support ; de façon complémentaire ou alternative, l'aimant ou les aimants sont disposés sur la face d'appui de la bague, de manière à être en contact avec la face de contact du support lorsque l'extrémité de guidage de la bague est insérée dans l'ouverture du support, de préférence, la face de contact du support et la face d'appui de la bague comportent chacune un aimant, de façon à constituer une paire d'aimants, chaque aimant de la paire étant de polarité opposée, de façon à attirer l'autre aimant de la paire. La face de contact du support et la face d'appui de la bague peuvent comporter plusieurs paires d'aimants.

La bague peut être métallique, le métal étant ferromagnétique, auquel cas l'aimant ou les aimants peuvent être disposés sur la face de contact du support. La face de contact du support peut être métallique et ferromagnétique, auquel cas l'aimant ou les aimants peuvent être disposés sur la face d'appui de la bague. Lorsque la face d'appui de la bague et la face de contact du support comportent une paire d'aimant, ou plusieurs paires d'aimants, aucune contrainte n'est nécessaire quant au matériau composant la bague et le support. La face de contact du support, ainsi que la face d'appui de la bague, peuvent notamment être annulaires.

Selon un mode de réalisation, la bague de maintien comporte une extrémité de guidage dans laquelle la face de contact du support est apte à s'insérer, jusqu'à venir en contact avec la face d'appui de la bague. L'extrémité de guidage peut s'étendre selon une distance d'extension supérieure à 1 mm, et de préférence supérieure à 3 mm, de la face d'appui de la bague de maintien. De préférence, la distance d'extension est inférieure à 10 mm. Elle est par exemple égale à 5 mm. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés sur les figures listées ci-dessous.

FIGURES

Les figures IA et IB représentent respectivement une vue de face et une vue de côté d'un exemple de dispositif selon l'invention.

Les figures 2A et 2B illustrent le dispositif, la figure 2B montrant un détail d'une voie dite de renvoi du dispositif.

Les figures 3A et 3B montrent respectivement une bague de maintien, apte à maintenir un objectif, ainsi qu'une fixation de la bague de maintien sur un support. La figure 3C représente une autre configuration d'une bague de maintien. La figure 3D représente encore une autre configuration de la bague de maintien.

La figure 4A représente un exemple d'image de consigne transmise au projecteur. La figure 4B montre un motif d'illumination formé sur un substrat, à partir d'une image, formée par le projecteur, selon l'image de consigne représentée sur la figure 4A.

EXPOSE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS

On a représenté, sur la figure IA, un exemple de dispositif 1 de photolithographie selon l'invention, destiné à illuminer un substrat 2. Le dispositif comporte un projecteur d'image 10, en l'occurrence un vidéoprojecteur, apte à projeter une image bidimensionnelle selon un axe de projection Z. Cette image bidimensionnelle définit un motif d'illumination M. L'image projetée comporte une partition selon des parties claires et des parties sombres, notamment noires. Le motif d'illumination correspond à la projection des parties claires sur le substrat. Le projecteur d'image 10 est par exemple un vidéoprojecteur, permettant la projection d'une image à partir d'une consigne numérique ln.

Par consigne numérique, on entend une information transmise au projecteur, sous un format numérique, représentant l'image à projeter. La consigne numérique peut être transmise au projecteur par le biais d'une mémoire 11, par exemple une clef USB, ou par une liaison avec une mémoire distante, au moyen d'une liaison filaire ou liaison sans fil.

De tels vidéoprojecteurs sont disponibles dans le commerce, et permettent de former des images selon une fréquence de plusieurs images par seconde, et à les projeter sur un écran. Les inventeurs ont utilisé un tel vidéoprojecteur pour sa capacité à former une image sur mesure, pouvant être modifiée simplement en modifiant la consigne numérique.

Le projecteur comporte une unité 12 de formation d'image If, comportant une source de lumière et permettant la formation de l'image à projeter à partir de la consigne numérique. L'unité de formation d'image peut comporter, par exemple, un ou plusieurs écrans à cristaux liquides, chaque écran permettant la formation d'une image dans une bande spectrale prédéterminée. L'unité 12 peut par exemple comprendre 3 écrans, respectivement éclairés selon des bandes spectrales rouges, vertes ou bleues. Les faisceaux lumineux issus de chaque écran à cristaux liquides sont combinés de façon à former une image h représentative de la consigne. Dans l'exemple représenté, le projecteur est commercialisé par EPSON sous la référence EH-TW5300. Il comporte trois écrans à cristaux liquides, comprenant 1920 x 1080 pixels, et permettant de définir un motif d'illumination bidimensionnel inscrit dans un rectangle de dimensions 13 mm x 7 mm, chaque pixel correspondant à un carré de côté 7 pm. Ces dimensions définissent l'aire de l'image formée par l'unité de formation d'image.

Le projecteur 10 est généralement commercialisé avec un objectif de projection, permettant de grossir l'image formée, de façon à la projeter sur un écran distant avec un grossissement supérieur à 1. Cet objectif a été remplacé par un système optique 25, permettant la focalisation de l'image formée par le projecteur sur la surface 2s d'un substrat 2, l'image lp projetée sur le substrat étant de dimensions supérieures (par exemple deux fois supérieures) similaires ou réduites par rapport à l'image If formée par l'unité de formation d'image 12. L'image If formée par l'unité de formation d'image 12 définit un motif d'illumination M représentatif d'une géométrie d'une gravure que l'on souhaite effectuer sur un substrat. De préférence, l'image If est partitionnée entre des parties sombres, par exemple noires, faisant office de masques et des parties claires, ces dernières correspondant aux zones insolées de la surface du substrat. Un exemple de motif d'illumination est donné en lien avec la figure 4A.

Dans l'exemple représenté, le système optique 25 est constitué d'une lentille de tube 25a couplée à un objectif de microscope 25b. Dans cet exemple, la lentille de tube 25a est une lentille Thorlabs de référence LBF254-100-A. Elle présente un diamètre de 25 mm et une distance focale de 100 mm. Elle est disposée à 100 mm de l'unité de formation d'image 12, et est optiquement couplée à un objectif 25b corrigé à l'infini, de type objectif de microscope. Dans cet exemple, l'objectif 25b présente une distance de travail de 34 mm. Il s'agit d'un objectif de marque Mitutoyo, gamme Q.V, de focale 100 mm. Le grossissement du système optique de focalisation 25 correspond au ratio des distances focales respectives de la lentille de tube 25a et de l'objectif 25b. Dans cet exemple, le grossissement s'élève à 1. La taille de l'image projetée lp sur la surface 2s du substrat 2 correspond alors à la taille des écrans à cristaux liquides du projecteur, c'est-à-dire à la taille de l'image If formée par le projecteur. Il est préférable d'utiliser un objectif 25b dont la distance de travail est supérieure à 15 mm, voire 20 mm. Cela permet un changement plus simple de l'objectif.

Un substrat 2 est placé de telle sorte qu'une surface 2s du substrat correspond au plan focal de du système optique 25. L'image lp projetée sur le substrat 2 à l'aide du système optique 25 s'étend de préférence selon une aire inférieure à 100 cm2, de préférence inférieure à 10 cm2, voire 2 cm2. Le nombre de pixels de l'image formée par le projecteur étant limité, plus l'image projetée lp s'étend selon une aire faible, meilleure est la résolution spatiale du motif d'illumination projeté, ce qui se traduit par une photolithographie plus précise. Typiquement, une image projetée sur la surface 2s du substrat présente une largeur et une longueur inférieures à 2 cm ou à 3 cm. L'aire de l'image projetée peut être ajustée en modifiant le grossissement du système optique de focalisation 25. D'une façon générale, l'image lp projetée sur le substrat 2 s'étend selon une aire inférieure à deux fois l'aire de l'image If formée par l'unité de formation d'image 12, ou voire inférieure à l'aire de l'image If formée par l'unité de formation d'image.

Un diaphragme 22, dit diaphragme de projection, définissant une ouverture de 6 mm, est disposé en amont de l'objectif 25b, de façon à réduire les aberrations optiques.

La surface 2s du substrat 2 est recouverte d'une résine photosensible, apte à être dégradée par une exposition à un rayonnement lumineux, en particulier dans les parties claires définies par le motif d'illumination projeté. Le dispositif peut comprendre un filtre optique passe-bande 23, disposé par exemple en amont de l'objectif 25b, ou en amont de la lentille de tube 25a, de manière à ce que la bande spectrale du rayonnement lumineux atteignant le substrat 2 soit adaptée à la sensibilité de la résine photosensible. Par exemple, lorsque la résine utilisée est une résine G-lines, on peut utiliser un filtre optique 23 dont la bande passante est centrée sur 450 nm, et dont la largeur à mi-hauteur s'élève à 40 nm. Le terme "en amont" est à interpréter en considérant le sens de la propagation de la lumière entre le projecteur 10 et le substrat 2, selon la flèche représentée en tirets mixtes sur la figure IA.

Entre la lentille de tube 25a et l'objectif 25b, le dispositif comporte une lame semi-réfléchissante 24, inclinée par rapport à l'axe de projection Z, et donc inclinée par rapport à la surface 2s du substrat 2. Cette lame semi-réfléchissante transmet la lumière provenant du projecteur 10 et se propageant en direction du substrat 2, selon l'axe Z. Elle fait office d'optique de renvoi et réfléchit une partie la lumière émanant du substrat 2, par réflexion ou rétrodiffusion dans ce dernier, et se propageant selon un sens opposé à l'axe de projection Z, vers un axe de propagation X, dit axe de renvoi, qui est dans cet exemple perpendiculaire à l'axe Z. D'une façon générale, l'axe de renvoi est sécant de l'axe de projection, et il est de préférence perpendiculaire à ce dernier. La lumière réfléchie (et/ou rétrodiffusée) par le substrat est illustrée par une flèche en pointillés sur la figure IA. La lame semi-réfléchissante 24 peut être maintenue dans un cube, dit cube séparateur, intercalé entre la lentille de tube 25a et l'objectif 25b. Dans cet exemple, la lame réfléchissante est fournie par Thorlabs sous la référence CM1 PB108.

Les éléments optiques situés entre l'unité de formation d'image 12 et le substrat 2, permettant la projection de l'image formée par l'unité de formation d'image, définissent une voie de projection 20. Dans cet exemple, la voie de projection 20 comporte la lentille de tube 25a, le diaphragme de projection 22, le filtre passe-bande 23, ainsi que l'objectif 25b.

La lame semi-réfléchissante 24 permet la formation d'une image de contrôle lc, représentant l'image lp projetée sur le substrat, et par conséquent le motif d'illumination M projeté sur la surface du substrat 2. Cette image de contrôle se propage le long d'une voie de renvoi 30, selon l'axe de renvoi X, jusqu'à une caméra 34, dite caméra de contrôle, qui acquiert l'image de contrôle. Cela permet de visualiser l'image de contrôle lc et de vérifier que le motif d'illumination M est correctement formé sur la surface du substrat 2. En fonction de l'image de contrôle, l'opérateur peut procéder à un réglage du système optique de focalisation 25, ou à un déplacement relatif du substrat 2 par rapport au dispositif 1. A cet effet, le substrat 2 est disposé sur un support 3 puvant être une platine de translation (voire de rotation). Le dispositif 1 peut également coulisser le long de l'axe de projection Z grâce à un montant de translation 50, ce dernier étant représenté sur la figure 2A.

Ainsi, l'ensemble formé par la lame semi-réfléchissante 24 et la caméra de contrôle 34 permet d'examiner le motif M projeté sur le substrat, et de procéder aux ajustements nécessaires de façon à éviter d'effectuer une photolithographie alors que le motif serait mal positionné ou mal défini sur le substrat 2. Lorsque la surface de l'échantillon présente des points remarquables, par exemple des points de centrage, cet ajustement peut être réalisé de façon automatique, les points de centrage apparaissant sur l'image de contrôle. La position du motif peut alors être ajustée automatiquement par rapport à ces points de centrage, le support 3 sur lequel repose le substrat 2 étant alors motorisé.

Entre la lame réfléchissante 24 et la caméra de contrôle 34, le dispositif peut comporter : un filtre, dit filtre de renvoi 31, formant une densité optique, de façon à atténuer l'intensité de la lumière réfléchie par la lame réfléchissante 24; un diaphragme, dit diaphragme de renvoi 32, définissant une ouverture inférieure à 10 mm, et par exemple 5 mm, pour limiter les aberrations optiques.

La caméra de contrôle 34 est de préférence montée sur une platine de translation 35 permettant un positionnement adéquat de la caméra dans un plan perpendiculaire à l'axe de renvoi X.

De préférence, les composants optiques situés à l'extérieur du projecteur, c'est-à-dire la lame semi-réfléchissante 24, et éventuellement le diaphragme 22 et le filtre passe-bande 23, sont disposés à l'intérieur d'une enceinte 21, avantageusement étanche à la lumière. L'enceinte 21 débouche sur un support 27, auquel peut être fixée, de façon réversible, une bague de maintien 26 maintenant l'objectif 25b. Cette enceinte est de préférence tubulaire, de même que le support 27, ce dernier constituant ou étant placé au niveau de l'extrémité de l'enceinte 21 faisant face au substrat 2. L'objectif 25b est déporté d'une distance d'environ 10 cm du projecteur 10. De ce fait, une vibration survenant dans le projecteur, par exemple sous l'effet de ventilateurs, ou de l'environnement extérieur, engendre une vibration amplifiée au niveau de l'objectif 25b du fait du déport. Cette vibration a pour conséquence une dégradation de la résolution spatiale du motif M formé sur le substrat 2. Afin de limiter cette vibration, voire de l'éliminer, les inventeurs ont intercalé une liaison rigide 40 entre la bague de maintien 26 (ou le support 27) et le projecteur 10. Cette liaison rigide est représentée sur la figure IB. Elle comporte une plaque support 41, sur laquelle est fixé le projecteur 10, la plaque support s'étendant parallèlement à l'axe de projection Z. La liaison comporte également une bride 42, perpendiculaire à la plaque support 41, et reliant cette dernière au support 27, ou à la bague de maintien 26. Cette liaison rigide limite la vibration intempestive de l'objectif 25b et contribue à améliorer la précision du motif d'illumination M projeté sur le substrat 2. La caméra de contrôle 34, de même que les principaux composants de la voie de renvoi 30 (filtre de renvoi 31 et diaphragme de renvoi 32), sont également solidaires de la plage support 41. La plaque support est représentée sur la figure IA, tandis que la plaque support 41 et la bride 42 sont illustrées sur la figure IB, montrant une vue de côté du dispositif 1.

Les figures 2A et 2B sont des représentations tridimensionnelles d'un exemple du dispositif. On retrouve les principaux composants décrits ci-avant. Ces représentations montrent que le dispositif est compact, les composants de voie de renvoi 30 étant logés entre l'objectif 25b et le projecteur 10.

La figure 3A montre un exemple de bague de maintien 26, destinée à maintenir l'objectif 25b du système optique de focalisation 25. La bague de maintien 26 est tubulaire, l'objectif 25b étant maintenu à l'intérieur du tube formé par la bague. La bague de maintien est destinée à être fixée de façon réversible sur le support 27. La bague de maintien comporte au moins un aimant 29, disposé sur une face d'appui 26a de la bague, cette face étant destinée à venir s'appuyer sur le support 27, et plus précisément sur une face de contact 27a dudit support. L'aimant suffit à maintenir la bague 26 au contact du support 27, ce dernier étant métallique ferromagnétique. Plusieurs aimants 29 peuvent être disposés sur la face d'appui 26a, comme représenté sur les figures 3A et 3B.

De préférence, la bague de maintien 26 comporte également une extrémité 26e, dite extrémité de guidage, s'étendant perpendiculairement à la face d'appui 26a, en direction du support 27.

Le support 27, sur lequel la bague 26 peut se fixer de manière réversible, est de géométrie tubulaire. Il définit une ouverture 27o, dans laquelle l'extrémité de guidage 26e est apte à s'insérer, cette dernière formant un guide glissant à l'intérieur d'une paroi interne 27, du support, formant la périphérie de l'ouverture 27o, comme représenté sur la figure 3B. L'extrémité de guidage 26e de la bague s'étend selon une distance, dite distance d'extension, par rapport à la face d'appui 26a, cette distance étant de préférence supérieure à 3 mm. De préférence, la distance d'extension est inférieure à 10 mm. Elle est par exemple égale à 5 mm. Les inventeurs ont constaté qu'une telle extrémité de guidage 26e facilite la fixation de la bague 26 sur le support 27, en guidant le positionnement de la bague 26 par rapport au support 27. L'extrémité de guidage 26e prévient également une chute de l'objectif 25b en cas d'accrochage accidentel avec un utilisateur.

De façon alternative, le support comporte des aimants 29 et la bague de maintien 26 est formée, en particulier au niveau de la face d'appui 26a, d'un métal ferromagnétique.

Selon une variante, la bague comporte une extrémité de guidage 26e qui ne glisse pas le long de la paroi interne 27i du support 27, mais s'insère autour d'une paroi externe 27e de ce dernier, en glissant le long de cette dernière. L'effet technique et les dimensions de cette extrémité de guidage sont similaires à ceux précédemment décrits, la différence est que l'extrémité de guidage ne pénètre pas dans l'ouverture, le long de la face interne, mais coulisse autour du support 27. Cette variante est représentée sur la figure 3C.

De façon préférée, la face de contact 27a du support et la face d'appui 26a de la bague peuvent comporter des aimants, de façon à définir une ou plusieurs paires d'aimants. Chaque paire d'aimant comporte un aimant disposé sur la face de contact du support 27a et un aimant disposé sur la face d'appui 26a de la bague, les aimants d'une même paire ayant une polarité opposée. Les inventeurs ont estimé que cela facilitait le retrait de la bague 26 par rapport au support 27, sous l'effet d'une force de cisaillement de la bague 26 par rapport au support 27. De préférence, plusieurs paires d'aimants peuvent être prévues, en étant notamment disposées selon un pas angulaire régulier. Le fait d'utiliser une ou plusieurs paires d'aimant permet de recourir à des matériaux solides quelconques pour constituer la bague 26 ou le support 29. Cette variante est représentée sur la figure 3D.

Dans chacune des configurations décrites sur les figures 3A à 3D, la face d'appui 26a de la bague de maintien 26 et la face de contact 27a du support 27 sont annulaires.

Précisons que les configurations décrites ci-avant en lien avec les figures 3A à 3D ne se limitent pas au dispositif de photolithographie 1 décrit ci-avant, et peut s'appliquer sur un autre dispositif disposant d'un support sur lequel peut être fixé un objectif. Elles permettent un raccordement particulièrement aisé d'une bague de maintien, portant l'objectif, sur un support. Le retrait de la bague est également très simple.

Les figures 4A et 4B représentent respectivement une image If formée par un projecteur 10, de dimensions 13 mm x 7 mm, ainsi que l'image lp projetée à la surface d'un substrat à l'aide du dispositif précédemment décrit. L'image If formée par le projecteur comporte un motif d'illumination, représentant, sous deux échelles différentes, la carte de France et les frontières délimitant les régions. On retrouve cette carte sur l'image lp projetée sur le substrat, l'échelle des dimensions étant indiquée sur la figure 4B. Dans cet exemple, on a utilisé un objectif de focalisation dont le grandissement est x2.5 ; l'image projetée sur le substrat ayant une dimension de 5.4 mm * 3 mm. Cela montre l'aptitude de l'invention à réaliser, avec du matériel simple et peu coûteux, une photolithographie selon une résolution spatiale élevée. Le motif d'illumination projeté sur le substrat correspond aux zones claires de l'image, c'est-à-dire aux frontières des régions. Il est ensuite possible de réaliser une gravure, notamment une gravure humide, cette gravure n'étant effectuée que sur les parties illuminées de la surface du substrat, représentant les frontières de chaque région, suite à la dégradation de la résine sous l'effet de cette illumination. L'invention pourra être appliquée dans la réalisation de composants pour la microélectronique, la micromécanique et la microfluidique, dans des applications de fabrication en série ou pour la réalisation de prototypages.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif (1) de photolithographie comportant : un projecteur d'image (10), apte à recevoir une consigne numérique (i„) et à former une image bidimensionnelle (if), représentative de la consigne numérique, l'image bidimensionnelle définissant un motif d’illumination (M); une optique de focalisation (25), apte à projeter l'image (if) formée par le projecteur (10), à la surface (2s) d'un substrat (2), disposée selon un plan focal de l’optique de focalisation, de façon à projeter le motif d’illumination (M) sur la surface selon un axe de projection (Z); une optique de renvoi (24), disposée entre le projecteur (10) et le pian focal de l'optique de focalisation (25), apte à renvoyer une image dite de contrôle (lc), représentative du motif projeté sur la surface (2s), selon un axe de renvoi (X), sécant de l'axe de projection; une caméra (34), disposée selon l'axe de renvoi, et apte à acquérir l'image de contrôle, le dispositif étant caractérisé en ce que l’optique de focalisation comporte un objectif (25b) solidaire d'une bague de maintien (26), le dispositif comportant un support (27) sur lequel la bague de maintien est apte à se fixer de manière réversible, le dispositif comportant également : une enceinte (21), s'étendant à partir du projecteur d’image (10) selon l'axe de projection (Z), jusqu'au support recevant la bague de maintien (26), l'enceinte (21) renfermant l'optique de renvoi (24), un élément de maintien rigide (40) s'étendant à l'extérieur de l'enceinte, entre le projecteur (10) et le support (27) ou entre le projecteur et la bague de maintien (26).
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'optique de renvoi (24) comporte une lame semi-réfléchissante inclinée par rapport à l'axe de projection (Z).
3. 3. Dispositif selon Tune quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'optique de focalisation (25) comporte une lentille de tube (25a) couplée à un objectif (25b), notamment un objectif corrigé à l’infini, l’optique de renvoi (24) étant disposée entre la lentille de tube et l’objectif.
4. 4. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le support (27) ou la bague de maintien (26) comporte au moins un aimant {29) de manière à assurer une fixation réversible de la bague au support,
5. 5. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la bague de maintien comporte une face d'appui {26a), apte à être fixée au support (27), ainsi qu’une extrémité de guidage (26e) s'étendant à partir de ladite face d’appui, selon Taxe de projection, ladite extrémité de guidage étant apte à s'insérer dans le support (27) ou autour du support.
6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’optique de focalisation (25) est configurée de telle sorte que l'image projetée sur la surface du substrat a une aire inférieure à 100 cm2 ou à 10 cm2 ou à 2 cm2.
7. 7. Procédé de photolithographie d’un substrat comportant les étapes suivantes : a) application d'une résine photosensible sur une surface (2s) du substrat (2); b) disposition de ladite surface du substrat dans le plan focal de l'optique de focalisation (25) d'un dispositif de photolitbographie (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes ; c) transmission d'une consigne numérique (!„) dans le projecteur d'image (10) dudit dispositif de photolithographie (1); d) activation du projecteur d'image (10), de manière à projeter, sur le substrat, une image de projection (lp) représentative de la consigne, l'image de projection définissant un motif d’illumination (M) ; e) acquisition d'une image de contrôle (lc) par la caméra de contrôle (34) du dispositif de photolitbographie (1) ; f) vérification d'une conformité de l'image projetée sur le substrat à l'aide de l'image de contrôle.
8. 8. Procédé selon la revendication 7, comportant, en fonction de l'image de contrôle : un déplacement relatif du substrat (2) par rapport du dispositif de photolithographie il); et/ou un ajustement de l'optique de focalisation du dispositif de photolitbographie.