WO2018011499A1 - Photolithography device and method - Google Patents

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WO2018011499A1
WO2018011499A1 PCT/FR2017/051879 FR2017051879W WO2018011499A1 WO 2018011499 A1 WO2018011499 A1 WO 2018011499A1 FR 2017051879 W FR2017051879 W FR 2017051879W WO 2018011499 A1 WO2018011499 A1 WO 2018011499A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
substrate
support
projector
photolithography
Prior art date
Application number
PCT/FR2017/051879
Other languages
French (fr)
Inventor
Olivier LECARME
Jean-Marc Pascal
Original Assignee
Smart Force Technologies
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Smart Force Technologies filed Critical Smart Force Technologies
Publication of WO2018011499A1 publication Critical patent/WO2018011499A1/en

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor

Definitions

  • the technical field of the invention is the photolithography of substrates for the manufacture of components, for example microfluidic components.
  • Photolithography consists of depositing a photolithography resin on a substrate, then exposing the resin to spatially structured light radiation in a two-dimensional pattern so as to degrade only portions of the resin. Under the effect of exposure, the resin degrades. Thus, the surface of the exposed substrate is no longer covered by the resin and can be etched, including wet etchings.
  • the Opaque mask making is not necessary, the projector being able to project an image whose projection on the substrate defines the illumination pattern, also referred to as the insolation pattern, of the resin.
  • This device is particularly suitable for applications that do not require too high resolution. It is also a modular tool, the pattern can be modified at will in real time, which allows to test different patterns without requiring the manufacture of different masks.
  • the object of the invention is to improve the performance of a photolithography device based on the use of an image projector, in particular by improving the reliability and the spatial resolution of the pattern formed on the substrate.
  • An object of the invention is a photolithography device comprising:
  • an image projector adapted to receive a digital setpoint and to form a two-dimensional image, representative of the digital setpoint, the two-dimensional image defining an illumination pattern
  • a focusing optic capable of projecting the image formed by the projector, onto the surface of a substrate, arranged in a focal plane of the focusing optics, so as to project the illumination pattern onto said surface in accordance with a projection axis;
  • a deflection optics arranged between the headlamp and the focal plane of the focusing optics, ie between the headlamp and the sample, capable of returning a so-called control image, representative of the projected pattern, along a return axis, intersecting the projection axis;
  • control image thus acquired makes it possible to control the illumination pattern projected on the surface of the substrate. It is also representative of the image formed by the image projector and projected onto the substrate.
  • the device may include one of the following features, taken separately or in technically feasible combinations:
  • the return lens comprises a semi-reflective blade inclined relative to the axis of projection;
  • the focusing optics comprises a tube lens coupled to a lens, in particular an infinitely corrected lens, the return lens being disposed between the tube lens and the lens;
  • the focusing optics comprises an objective secured to a retaining ring, the device comprising a support on which the retaining ring is able to be fixed in a reversible manner; the support or the retaining ring may comprise at least one magnet so as to ensure a reversible attachment of the ring to said support.
  • the retaining ring comprises a bearing face, capable of being fixed to the support, as well as, preferably, a guide end, in particular a bead, extending from said bearing face, along the axis of projection, said guide end being adapted to be inserted into the support.
  • the support and the retaining ring may be tubular.
  • the device may comprise an enclosure, extending from the image projector along the projection axis, to the support receiving the retaining ring, the enclosure enclosing the deflection optics, the device also comprising a rigid holding member extending outside the enclosure, between the projector and the support or between the projector and the retaining ring. This avoids a vibration of the lens held by the retaining ring. The spatial resolution of the illumination pattern projected on the substrate is then improved.
  • the projector may be a video projector capable of forming a projection image at a frequency of at least one image per second.
  • the focusing optics is such that the area of the projected image on the substrate can be less than 100 cm 2 or less than 10 cm 2 or 2 cm 2 . Typically, this area is between 5 cm 2 and 1 mm 2 .
  • the focusing optics is such that the dimension of the image projected onto the substrate is less than or equal to the size of the image formed by the projector.
  • Another object of the invention is a method of photolithography of a substrate comprising the following steps:
  • the method may comprise, depending on the control image:
  • Another object of the invention is an optical system, in particular an objective or a lens, held in a retaining ring, in particular a tubular ring, the retaining ring being able to be fixed, reversibly, to a support, the ring of maintaining or the support comprising at least one magnet, so as to allow reversible attachment of the retaining ring on the support.
  • an optical system in particular an objective or a lens, held in a retaining ring, in particular a tubular ring, the retaining ring being able to be fixed, reversibly, to a support, the ring of maintaining or the support comprising at least one magnet, so as to allow reversible attachment of the retaining ring on the support.
  • the support is of tubular geometry, and has an opening opening at a contact surface of the support, against which the ring can be supported;
  • the retaining ring comprises a bearing face, adapted to be applied against the contact face of the support, as well as an end, said guide end, adapted to be inserted into the opening defined by the support, the end guide extending from a bearing surface, in particular perpendicular thereto;
  • a magnet or magnets are disposed on the contact face of the support, so as to be in contact with the bearing face of the ring when the guide end of the ring is inserted into the opening of the support;
  • a magnet or magnets are placed on the bearing face of the ring, so as to be in contact with the contact face of the support when the guide end of the ring is inserted into the ring. opening of the support.
  • the contact face of the support and the bearing face of the ring each comprise a magnet, so as to constitute a pair of magnets, each magnet of the pair being of opposite polarity, so as to attract the other magnet of the pair.
  • the contact face of the support and the bearing face of the ring may comprise several pairs of magnets.
  • the ring may be metallic, the metal being ferromagnetic, in which case the magnet or the magnets may be arranged on the contact face of the support.
  • the contact face of the support may be metallic and ferromagnetic, in which case the magnet or the magnets may be placed on the bearing face of the ring.
  • the bearing face of the ring and the contact face of the support comprise a pair of magnets, or several pairs of magnets, no stress is required as to the material composing the ring and the carrier.
  • the contact face of the support, as well as the bearing face of the ring can in particular be annular.
  • the retaining ring comprises a guide end in which the contact surface of the support is able to be inserted until it comes into contact with the bearing face of the ring.
  • the guide end may extend at an extension distance greater than 1 mm, and preferably greater than 3 mm, from the support surface of the retaining ring.
  • the extension distance is less than 10 mm. It is for example equal to 5 mm.
  • FIGS. 1A and 1B respectively represent a front view and a side view of an exemplary device according to the invention.
  • Figures 2A and 2B illustrate the device, Figure 2B showing a detail of a so-called return channel of the device.
  • Figures 3A and 3B respectively show a retaining ring, adapted to hold a lens, and a fixing of the retaining ring on a support.
  • Figure 3C shows another configuration of a retaining ring.
  • Figu re 3D represents yet another configuration of the retaining ring.
  • FIG. 4A shows an example of a target image transmitted to the projector.
  • FIG. 4B shows an illumination pattern formed on a substrate from an image formed by the projector according to the target image shown in FIG. 4A.
  • FIG. 1A shows an example of a photolithography device 1 according to the invention intended to illuminate a substrate 2.
  • the device comprises an image projector 10, in this case a video projector, capable of projecting a two-dimensional image along a projection axis Z.
  • This two-dimensional image defines an illumination pattern M.
  • the projected image comprises a partition according to light parts and dark parts, especially black.
  • the illumination pattern M corresponds to the projection of the clear parts on the substrate.
  • the image projector 10 is for example a video projector, allowing the projection of an image from a digital instruction l n .
  • digital setpoint information transmitted to the projector 10, in a digital format, representing the image to be projected.
  • the digital instruction can be transmitted to the projector via a memory 11, for example a USB key, or by a link with a remote memory, by means of a wired link or wireless link.
  • the projector comprises an imaging unit 12 I f , comprising a light source and allowing the formation of the image to be projected from the digital setpoint.
  • the image forming unit may comprise, for example, one or more liquid crystal screens, each screen allowing the formation of an image in a predetermined spectral band.
  • the unit 12 may for example comprise 3 screens, respectively illuminated in red, green or blue spectral bands. The light beams from each liquid crystal display are combined to form an image I f representative of the setpoint.
  • the projector is marketed by EPSON under the reference EH-TW5300. It comprises three liquid crystal displays, comprising 1920 x 1080 pixels, and making it possible to define a two-dimensional illumination pattern M inscribed in a rectangle of dimensions 13 mm ⁇ 7 mm, each pixel corresponding to a square of side 7 ⁇ . These dimensions define the area of the image I f formed by the imaging unit.
  • the projector 10 is generally marketed with a projection lens, making it possible to magnify the image formed, so as to project it on a remote screen with a magnification greater than 1.
  • This objective has been replaced by an optical system 25, allowing the focusing of the image formed by the projector on the 2s surface of a substrate 2, the projected image p on the substrate being of larger dimensions (e.g., two times greater) similar or reduced compared with the image I f formed by the imaging unit 12.
  • the image I f formed by the image forming unit 12 defines an illumination pattern M representative of a geometry of an etching that it is desired to perform on a substrate.
  • the image I f is partitioned between dark portions, for example black, acting as masks and light parts, the latter corresponding to the insolated areas of the surface of the substrate.
  • An example of an illumination pattern is given in connection with FIG. 4A.
  • the optical system 25 consists of a tube lens 25a coupled to a microscope objective 25b.
  • the tube lens 25a is a reference Thorlabs lens LBF254-100-A. It has a diameter of 25 mm and a focal length of 100 mm. It is disposed at 100 mm from the image forming unit 12, and is optically coupled to an infinitely corrected objective 25b of the microscope objective type.
  • the objective 25b has a working distance of 34 mm. This is a branded Mitutoyo lens, QV range, 100mm focal length.
  • the magnification of the focusing optical system 25 corresponds to the ratio of the respective focal lengths of the tube lens 25a and the objective 25b. In this example, the magnification is 1.
  • the size of the projected image 1 p on the surface 2s of the substrate 2 then corresponds to the size of the liquid crystal screens of the projector, that is to say to the size of the image I f formed by the projector. It is preferable to use a lens 25b whose working distance is greater than 15 mm or even 20 mm. This allows for a simpler change of purpose.
  • a substrate 2 is placed in such a way that a surface 2s of the substrate corresponds to the focal plane of the optical system 25.
  • the image p projected on the substrate 2 by means of the optical system 25 preferably extends according to a area less than 100 cm 2 , preferably less than 10 cm 2 , or even 2 cm 2 .
  • the number of pixels of the image formed by the projector being limited, the more the projected image l p extends in a weak area, the better is the spatial resolution of the projected illumination pattern, which translates into more photolithography. precise.
  • an image projected on the surface 2s of the substrate has a width and a length of less than 2 cm or 3 cm.
  • the area of the projected image can be adjusted by changing the magnification of the focusing optical system 25.
  • the image p projected on the substrate 2 extends over an area of less than twice the the area of the image I f formed by the imaging unit 12, or even less than the area of the image I f formed by the imaging unit.
  • the inventors have observed that by minimizing the distance between the diaphragm 22 and the objective 25b, the quality of the projected image l p is improved.
  • the distance between the diaphragm and the lens is preferably less than 10 mm, and even more preferably less than 5 mm, or even 3 mm or 2 mm. It is preferable that this distance is as small as possible.
  • the use of such a diaphragm reduces the intensity of the projected image, but this allows an increase in depth of field, as well as a significant reduction in vignetting affecting the edges of the projected image.
  • the quality of the projected image is thus improved in terms of uniformity and contrast.
  • Increasing the depth of field makes it easier to focus.
  • the aperture defined by the diaphragm depends on the magnification of the lens. It is 6 mm maximum when the magnification of the objective is between 0.5 and 10.
  • the opening of the diaphragm has a maximum diameter of 4 mm.
  • the aperture of the diaphragm has a maximum diameter of 2mm.
  • the surface 2s of the substrate 2 is covered with a photosensitive resin, capable of being degraded by exposure to light radiation, in particular in the light portions defined by the projected illumination pattern.
  • the device may comprise an optical bandpass filter 23, arranged for example upstream of the objective 25b, or upstream of the tube lens 25a, so that the spectral band of the light radiation reaching the substrate 2 is adapted to the sensitivity of the photosensitive resin.
  • the resin used is a G-lines resin
  • upstream is to be interpreted by considering the direction of propagation of light between the projector 10 and the substrate 2, according to the arrow shown in broken lines in Figure 1A.
  • the device comprises a semi-reflecting plate 24, inclined with respect to the projection axis Z, and thus inclined with respect to the surface 2s of the substrate 2.
  • This semi-reflective blade 24 reflective transmitting light from the projector 10 and propagating towards the substrate 2, along the Z axis. It serves as optical return and reflects part of the light emanating from the substrate 2, by reflection or backscattering in the latter, and propagating in a direction opposite to the axis of projection Z, towards a propagation axis X, referred to as the return axis, which in this example is perpendicular to the axis Z.
  • the return axis is secant from the projection axis, and is preferably perpendicular to the latter.
  • the light reflected (and / or backscattered) by the substrate is illustrated by a dotted arrow in Figure 1A.
  • the semi-reflecting blade 24 can be held in a cube, said splitter cube, interposed between the tube lens 25a and the objective 25b.
  • the reflective plate is provided by Thorlabs under the reference CM1 PB108.
  • the path projection plate 20 comprises the tube lens 25a, the projection diaphragm 22, the bandpass filter 23, and the objective 25b.
  • the semi-reflecting plate 24 allows the formation of a control image 1c , representing the image 1p projected onto the substrate, and consequently the illumination pattern M projected onto the surface of the substrate 2.
  • This control image propagates along a return path 30, along the return axis X, to a camera 34, said control camera, which acquires the control image.
  • the operator can carry out a control adjustment.
  • the substrate 2 is disposed on a support 3 which can be a translational plate (or rotation).
  • the device 1 can also slide along the projection axis Z with a translation member 50, the latter being shown in Figure 2A.
  • the assembly formed by the semi-reflecting plate 24 and the control camera 34 makes it possible to examine the pattern M projected onto the substrate, and to make the necessary adjustments so as to avoid photolithography while the pattern would be poorly positioned or poorly defined on the substrate 2.
  • this adjustment can be performed automatically, the centering points appearing on the control image .
  • the position of the pattern can then be adjusted automatically with respect to these centering points, the support 3 on which the substrate 2 is then motorized.
  • the device may comprise: a filter, referred to as a reflection filter 31, forming an optical density, so as to attenuate the intensity of the light reflected by the reflecting plate 24. to make an image usable by the control camera while the image projected on the substrate is of high intensity.
  • a filter referred to as a reflection filter 31, forming an optical density, so as to attenuate the intensity of the light reflected by the reflecting plate 24. to make an image usable by the control camera while the image projected on the substrate is of high intensity.
  • a diaphragm referred to as the return diaphragm 32, defining an opening smaller than 10 mm, and for example 5 mm, to limit optical aberrations.
  • the control camera 34 is preferably mounted on a translation stage 35 allowing an adequate positioning of the camera in a plane perpendicular to the return axis X.
  • the optical components located outside the projector that is to say the semi-reflecting plate 24, and optionally the diaphragm 22 and the band-pass filter 23, are arranged inside a enclosure 21, advantageously light-tight.
  • the chamber 21 opens on a support 27, to which can be fixed, reversibly, a retaining ring 26 holding the objective 25b.
  • This enclosure is preferably tubular, as is the support 27, the latter constituting or being placed at the end of the enclosure 21 facing the substrate 2.
  • the objective 25b is offset by a distance of about 10 cm from the projector 10.
  • This vibration results in a degradation of the spatial resolution of the pattern M formed on the substrate 2.
  • a rigid connection 40 between the retaining ring 26 (or the support 27) and the projector 10.
  • This rigid connection is shown in FIG. 1B. It comprises a support plate 41, on which is fixed the projector 10, the support plate extending parallel to the projection axis Z.
  • the connection also comprises a flange 42, perpendicular to the support plate 41, and connecting the latter to the 27, or the retaining ring 26.
  • This rigid connection limits the inadvertent vibration of the objective 25b and contributes to improving the accuracy of the illumination pattern M projected onto the substrate 2.
  • control camera 34 as well as the main components of the return path 30 (return filter 31 and return diaphragm 32) are also integral with the support surface 41.
  • the support plate is shown in FIG. 1A, while the support plate 41 and the flange 42 are shown in Figure 1B, showing a side view of the device 1.
  • FIG. 2A and 2B are three-dimensional representations of an example of the device. We find the main components described above. These representations show that the device is compact, the return path components 30 being housed between the objective 25b and the projector 10.
  • FIG. 3A shows an example of a retaining ring 26, intended to hold the objective 25b of the optical system. 25.
  • the retaining ring 26 is tubular, the objective 25b being held inside the tube formed by the ring.
  • the retaining ring is intended to be fixed reversibly on the support 27.
  • the retaining ring comprises at least one magnet 29, disposed on a bearing face 26a of the ring, this face being intended to bear against the support 27, and more specifically on a contact face 27a of said support. The magnet is sufficient to hold the ring 26 in contact with the support 27, the latter being ferromagnetic metal.
  • Several magnets 29 may be disposed on the bearing face 26a, as shown in Figures 3A and 3B.
  • the retaining ring 26 also has an end 26e, called the guiding end, extending perpendicularly to the bearing face 26a, towards the support 27.
  • the support 27, on which the ring 26 can be fixed in a reversible manner is of tubular geometry. It defines an opening 27o, in which the guide end 26e is adapted to be inserted, the latter forming a sliding guide inside an inner wall 27i of the support, forming the periphery of the opening 27o, as shown in Figure 3B.
  • the guide end 26e of the ring extends along a distance, called the extension distance, with respect to the bearing face 26a, this distance preferably being greater than 3 mm.
  • the extension distance is less than 10 mm. It is for example equal to 5 mm.
  • the support comprises magnets 29 and the retaining ring 26 is formed, in particular at the bearing face 26a, of a ferromagnetic metal.
  • the ring comprises a guide end 26e which does not slide along the inner wall 27i of the support 27, but is inserted around an outer wall 27e of the latter, sliding along the latter.
  • the technical effect and dimensions of this guide end are similar to those previously described, the difference is that the guide end does not penetrate into the opening, along the inner face, but slides around the support 27.
  • This variant is represented in FIG. 3C.
  • the contact face 27a of the support and the bearing face 26a of the ring may comprise magnets, so as to define one or more pairs of magnets.
  • Each pair of magnets comprises a magnet disposed on the contact face of the support 27a and a magnet disposed on the bearing face 26a of the ring, the magnets of the same pair having an opposite polarity.
  • the inventors have found that this facilitates the removal of the ring 26 from the support 27, under the effect of a shearing force of the ring 26 relative to the support 27.
  • several pairs of magnets can be provided, in particular being arranged in a regular angular pitch. The fact of using one or more pairs of magnets makes it possible to use any solid materials to form the ring 26 or the support 29. This variant is represented in FIG. 3D.
  • the bearing face 26a of the retaining ring 26 and the contact face 27a of the support 27 are annular.
  • FIGS. 3A to 3D are not limited to the photolithography device 1 described above, and can be applied to another device having a support on which can be fixed a goal. They allow a particularly easy connection of a holding ring, carrying the lens, on a support. The removal of the ring is also very simple.
  • FIG. 4A and 4B respectively represent an I-picture f formed by a projector 10, of dimensions 13 mm x 7 mm, and the projected image p on the surface of a substrate using the device described above.
  • the image I f formed by the projector comprises an illumination pattern, representing, under two different scales, the map of France and the boundaries delimiting the regions. This map is found on the image p projected on the substrate, the scale of dimensions being indicated in FIG. 4B.
  • a focus lens whose magnification is x2.5 has been used; the projected image on the substrate having a dimension of 5.4 mm * 3 mm. This shows the ability of the invention to achieve, with simple and inexpensive material, photolithography at a high spatial resolution.
  • the illumination pattern projected onto the substrate corresponds to the light areas of the image, that is to say the boundaries of the regions. It is then possible to carry out an etching, in particular a wet etching, this etching being performed only on the illuminated portions of the surface of the substrate, representing the boundaries of each region, following the degradation of the resin under the effect of this illumination.
  • the invention can be applied in the production of components for microelectronics, micromechanics and microfluidics, in series production applications or for the production of prototyping.

Abstract

The invention relates to a simple and inexpensive photolithography device and method allowing an illumination pattern to be projected onto the surface of a substrate. The device includes a projector, intended to form a projection image, the image defining a pattern, along with a focusing optical system, capable of focusing the image on the surface of a substrate. It also includes an optical image transmission system, capable of forming a control image, representing the pattern projected onto the substrate, the control image being capable of being detected by a control camera, for viewing the projected pattern.

Description

Dispositif et procédé de photolithographie  Photolithography device and method
Description Description
DOMAINE TECHNIQUE TECHNICAL AREA
Le domaine technique de l'invention est la photolithographie de substrats pour la fabrication de composants, par exemple des composants microfluidiques. The technical field of the invention is the photolithography of substrates for the manufacture of components, for example microfluidic components.
ART ANTERIEUR PRIOR ART
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.  The use of photolithography processes is very common in the field of component manufacturing microtechnologies in the field of microelectronics, micromechanics or microfluidics. Photolithography consists of depositing a photolithography resin on a substrate, then exposing the resin to spatially structured light radiation in a two-dimensional pattern so as to degrade only portions of the resin. Under the effect of exposure, the resin degrades. Thus, the surface of the exposed substrate is no longer covered by the resin and can be etched, including wet etchings.
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. Current photolithography equipment offers remarkable performance, especially from the point of view of spatial resolution. However, they are expensive, bulky and not very flexible. The pattern is formed on the substrate to be treated by interposing opaque masks, having openings corresponding to the pattern that is to be formed on the substrate. The making of such masks is expensive and can take time.
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, " apid 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. An alternative to the use of standard lithography equipment has been described in the Cordeiro J publications, "Table-top deterministic and colloidal collective assembly using videoprojector lithography", Applied Surface Science 349 (2015) 452-458, as well as in Maisonneuve BGC, "apid mask prototyping for microfluidics", Biomicrofluidics 10, 024103 (2016). These publications describe a device comprising a projector, capable of forming an image, the image being projected onto a substrate so as to form a two-dimensional pattern on the surface of the latter. For this, the objective of the projector is replaced by an optical system for projecting the image on a small surface, typically of the order or less than 10 cm 2 . Without seeking to achieve the performance of standard photolithography equipment, such a device is particularly clever, because it allows a photolithography using an inexpensive and easily scalable system. Indeed, the Opaque mask making is not necessary, the projector being able to project an image whose projection on the substrate defines the illumination pattern, also referred to as the insolation pattern, of the resin. This device is particularly suitable for applications that do not require too high resolution. It is also a modular tool, the pattern can be modified at will in real time, which allows to test different patterns without requiring the manufacture of different masks. However, the inventors have found that this device has certain disadvantages. The object of the invention is to improve the performance of a photolithography device based on the use of an image projector, in particular by improving the reliability and the spatial resolution of the pattern formed on the substrate.
EXPOSE DE L'INVENTION SUMMARY OF THE INVENTION
Un objet de l'invention est un dispositif de photolithographie comportant :  An object of the invention is a photolithography device comprising:
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;  an image projector, adapted to receive a digital setpoint and to form a two-dimensional image, representative of the digital setpoint, the two-dimensional image defining an illumination pattern;
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;  a focusing optic, capable of projecting the image formed by the projector, onto the surface of a substrate, arranged in a focal plane of the focusing optics, so as to project the illumination pattern onto said surface in accordance with a projection axis;
le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte : the device being characterized in that it comprises:
- 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 ;  a deflection optics arranged between the headlamp and the focal plane of the focusing optics, ie between the headlamp and the sample, capable of returning a so-called control image, representative of the projected pattern, along a return axis, intersecting the projection axis;
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 su bstrat. Elle est également représentative de l'image formée par le projecteur d'image et projetée sur le substrat.  a camera, arranged along the axis of reference, and able to acquire the control image. The control image thus acquired makes it possible to control the illumination pattern projected on the surface of the substrate. It is also representative of the image formed by the image projector and projected onto the substrate.
Le dispositif peut comporter l'une des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon les combinaisons techniquement réalisables :  The device may include one of the following features, taken separately or in technically feasible combinations:
- 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 ; - The return lens comprises a semi-reflective blade inclined relative to the axis of projection; the focusing optics comprises a tube lens coupled to a lens, in particular an infinitely corrected lens, the return lens being disposed between the tube lens and the lens;
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 tu bulaire, 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.  the focusing optics comprises an objective secured to a retaining ring, the device comprising a support on which the retaining ring is able to be fixed in a reversible manner; the support or the retaining ring may comprise at least one magnet so as to ensure a reversible attachment of the ring to said support. The retaining ring comprises a bearing face, capable of being fixed to the support, as well as, preferably, a guide end, in particular a bead, extending from said bearing face, along the axis of projection, said guide end being adapted to be inserted into the support. The support and the retaining ring may be tubular. According to this embodiment, the device may comprise an enclosure, extending from the image projector along the projection axis, to the support receiving the retaining ring, the enclosure enclosing the deflection optics, the device also comprising a rigid holding member extending outside the enclosure, between the projector and the support or between the projector and the retaining ring. This avoids a vibration of the lens held by the retaining ring. The spatial resolution of the illumination pattern projected on the substrate is then improved.
Le projecteur peut être un vidéoprojecteur, apte à former une image de projection selon une fréquence d'au moins une image par seconde.  The projector may be a video projector capable of forming a projection image at a frequency of at least one image per second.
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. The focusing optics is such that the area of the projected image on the substrate can be less than 100 cm 2 or less than 10 cm 2 or 2 cm 2 . Typically, this area is between 5 cm 2 and 1 mm 2 .
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.  The focusing optics is such that the dimension of the image projected onto the substrate is less than or equal to the size of the image formed by the projector.
Un autre objet de l'invention est un procédé de photolithographie d'un substrat comportant les étapes suivantes : Another object of the invention is a method of photolithography of a substrate comprising the following steps:
a) application d'une résine photosensible sur une surface du substrat ;  a) applying a photoresist to a surface of the substrate;
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 ;  b) disposing said substrate surface in the focal plane of the focusing optics of a photolithography device according to any one of the preceding claims;
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; c) transmitting a digital instruction into the image projector of said photolithography device; d) activating the projector, so as to project, on the substrate, a projection image representative of the setpoint, the projection image defining an illumination pattern; e) acquisition of a control image by the control camera of the photolithography device;
f) vérification d'une conformité de l'image projetée sur le su bstrat à l'aide de l'image de contrôle.  f) checking the conformity of the projected image on the substrate with the help of the control image.
Le procédé peut comporter, en fonction de l'image de contrôle : The method may comprise, depending on the control image:
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 :  a relative displacement of the substrate relative to the photolithography device; and / or an adjustment of the focusing optics of the photolithography device. Another object of the invention is an optical system, in particular an objective or a lens, held in a retaining ring, in particular a tubular ring, the retaining ring being able to be fixed, reversibly, to a support, the ring of maintaining or the support comprising at least one magnet, so as to allow reversible attachment of the retaining ring on the support. Preferably:
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 ;  the support is of tubular geometry, and has an opening opening at a contact surface of the support, against which the ring can be supported;
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 ;  the retaining ring comprises a bearing face, adapted to be applied against the contact face of the support, as well as an end, said guide end, adapted to be inserted into the opening defined by the support, the end guide extending from a bearing surface, in particular perpendicular thereto;
un aimant ou des 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 ;  a magnet or magnets are disposed on the contact face of the support, so as to be in contact with the bearing face of the ring when the guide end of the ring is inserted into the opening of the support;
- de façon complémentaire ou alternative, un aimant ou des 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 d isposés 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'aimants, ou plusieurs paires d'aimants, aucu ne contrainte n'est nécessaire quant au matériau composant la bague et le su pport. La face de contact du support, ainsi que la face d'appui de la bague, peuvent notamment être annulaires. in a complementary or alternative manner, a magnet or magnets are placed on the bearing face of the ring, so as to be in contact with the contact face of the support when the guide end of the ring is inserted into the ring. opening of the support. Preferably, the contact face of the support and the bearing face of the ring each comprise a magnet, so as to constitute a pair of magnets, each magnet of the pair being of opposite polarity, so as to attract the other magnet of the pair. The contact face of the support and the bearing face of the ring may comprise several pairs of magnets. The ring may be metallic, the metal being ferromagnetic, in which case the magnet or the magnets may be arranged on the contact face of the support. The contact face of the support may be metallic and ferromagnetic, in which case the magnet or the magnets may be placed on the bearing face of the ring. When the bearing face of the ring and the contact face of the support comprise a pair of magnets, or several pairs of magnets, no stress is required as to the material composing the ring and the carrier. The contact face of the support, as well as the bearing face of the ring, can in particular be annular.
Selon un mode de réalisation, la bague de maintien comporte une extrémité de guidage dans laquelle la face de contact du su pport est apte à s'insérer, jusqu'à venir en contact avec la face d'appui de la bague. According to one embodiment, the retaining ring comprises a guide end in which the contact surface of the suport is able to be inserted until it comes into contact with the bearing face of the ring.
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'appu i de la bague de maintien. De préférence, la distance d'extension est inférieure à 10 mm. Elle est par exemple égale à 5 mm. The guide end may extend at an extension distance greater than 1 mm, and preferably greater than 3 mm, from the support surface of the retaining ring. Preferably, the extension distance is less than 10 mm. It is for example equal to 5 mm.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va su ivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés sur les figures listées ci-dessous. Other advantages and features will emerge more clearly from the description which will suffice from particular embodiments of the invention, given by way of non-limiting examples, and represented in the figures listed below.
FIGURES FIGURES
Les figures 1A et 1B représentent respectivement une vue de face et une vue de côté d'un exemple de dispositif selon l'invention.  FIGS. 1A and 1B respectively represent a front view and a side view of an exemplary device according to the invention.
Les figures 2A et 2B illustrent le dispositif, la figure 2B montrant un détail d'une voie dite de renvoi du dispositif. Figures 2A and 2B illustrate the device, Figure 2B showing a detail of a so-called return channel of the device.
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 figu re 3D représente encore une autre configuration de la bague de maintien.  Figures 3A and 3B respectively show a retaining ring, adapted to hold a lens, and a fixing of the retaining ring on a support. Figure 3C shows another configuration of a retaining ring. Figu re 3D represents yet another configuration of the retaining ring.
La figu re 4A représente un exemple d'image de consigne transmise au projecteur. La figure 4B montre u n motif d'illumination formé sur un su bstrat, 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  Fig. 4A shows an example of a target image transmitted to the projector. FIG. 4B shows an illumination pattern formed on a substrate from an image formed by the projector according to the target image shown in FIG. 4A. DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
On a représenté, sur la figure 1A, un exemple de dispositif 1 de photolithographie selon l'invention, destiné à illuminer un su bstrat 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 M 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. FIG. 1A shows an example of a photolithography device 1 according to the invention intended to illuminate a substrate 2. The device comprises an image projector 10, in this case a video projector, capable of projecting a two-dimensional image along a projection axis Z. This two-dimensional image defines an illumination pattern M. The projected image comprises a partition according to light parts and dark parts, especially black. The illumination pattern M corresponds to the projection of the clear parts on the substrate. The image projector 10 is for example a video projector, allowing the projection of an image from a digital instruction l n .
Par consigne numérique, on entend une information transmise au projecteur 10, 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. By digital setpoint is meant information transmitted to the projector 10, in a digital format, representing the image to be projected. The digital instruction can be transmitted to the projector via a memory 11, for example a USB key, or by a link with a remote memory, by means of a wired link or wireless link.
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 If 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 M bidimensionnel inscrit dans un rectangle de dimensions 13 mm x 7 mm, chaque pixel correspondant à un carré de côté 7 μιη. Ces dimensions définissent l'aire de l'image If formée par l'unité de formation d'image. Such video projectors are commercially available, and allow images to be formed at a frequency of several images per second, and to project them onto a screen. The inventors have used such a projector for its ability to form a custom image, which can be modified simply by modifying the digital setpoint. The projector comprises an imaging unit 12 I f , comprising a light source and allowing the formation of the image to be projected from the digital setpoint. The image forming unit may comprise, for example, one or more liquid crystal screens, each screen allowing the formation of an image in a predetermined spectral band. The unit 12 may for example comprise 3 screens, respectively illuminated in red, green or blue spectral bands. The light beams from each liquid crystal display are combined to form an image I f representative of the setpoint. In the example shown, the projector is marketed by EPSON under the reference EH-TW5300. It comprises three liquid crystal displays, comprising 1920 x 1080 pixels, and making it possible to define a two-dimensional illumination pattern M inscribed in a rectangle of dimensions 13 mm × 7 mm, each pixel corresponding to a square of side 7 μιη. These dimensions define the area of the image I f formed by the imaging unit.
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. The projector 10 is generally marketed with a projection lens, making it possible to magnify the image formed, so as to project it on a remote screen with a magnification greater than 1. This objective has been replaced by an optical system 25, allowing the focusing of the image formed by the projector on the 2s surface of a substrate 2, the projected image p on the substrate being of larger dimensions (e.g., two times greater) similar or reduced compared with the image I f formed by the imaging unit 12. The image I f formed by the image forming unit 12 defines an illumination pattern M representative of a geometry of an etching that it is desired to perform on a substrate. Preferably, the image I f is partitioned between dark portions, for example black, acting as masks and light parts, the latter corresponding to the insolated areas of the surface of the substrate. An example of an illumination pattern is given in connection with FIG. 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 QV, 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. In the example shown, the optical system 25 consists of a tube lens 25a coupled to a microscope objective 25b. In this example, the tube lens 25a is a reference Thorlabs lens LBF254-100-A. It has a diameter of 25 mm and a focal length of 100 mm. It is disposed at 100 mm from the image forming unit 12, and is optically coupled to an infinitely corrected objective 25b of the microscope objective type. In this example, the objective 25b has a working distance of 34 mm. This is a branded Mitutoyo lens, QV range, 100mm focal length. The magnification of the focusing optical system 25 corresponds to the ratio of the respective focal lengths of the tube lens 25a and the objective 25b. In this example, the magnification is 1. The size of the projected image 1 p on the surface 2s of the substrate 2 then corresponds to the size of the liquid crystal screens of the projector, that is to say to the size of the image I f formed by the projector. It is preferable to use a lens 25b whose working distance is greater than 15 mm or even 20 mm. This allows for a simpler change of purpose.
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. A substrate 2 is placed in such a way that a surface 2s of the substrate corresponds to the focal plane of the optical system 25. The image p projected on the substrate 2 by means of the optical system 25 preferably extends according to a area less than 100 cm 2 , preferably less than 10 cm 2 , or even 2 cm 2 . The number of pixels of the image formed by the projector being limited, the more the projected image l p extends in a weak area, the better is the spatial resolution of the projected illumination pattern, which translates into more photolithography. precise. Typically, an image projected on the surface 2s of the substrate has a width and a length of less than 2 cm or 3 cm. The area of the projected image can be adjusted by changing the magnification of the focusing optical system 25. In general, the image p projected on the substrate 2 extends over an area of less than twice the the area of the image I f formed by the imaging unit 12, or even less than the area of the image I f formed by the imaging unit.
Un diaphragme 22, dit diaphragme de projection, définissant une ouverture de diamètre égal à 6 mm, est disposé en amont de l'objectif 25b, de façon à réduire les aberrations optiques. Les inventeurs ont observé qu'en minimisant la distance entre le diaphragme 22 et l'objectif 25b, la qualité de l'image projetée lp est améliorée. Ainsi, la distance entre le diaphragme et l'objectif est préférentiellement inférieure à 10 mm, et encore de préférence inférieure à 5 mm, voire 3 mm ou à 2 mm. Il est préférable que cette distance soit la plus faible possible. Le recours à un tel diaphragme réduit l'intensité de l'image projetée, mais cela permet une augmentation de la profondeur de champ, ainsi qu'une réduction significative du vignettage affectant les bords de l'image projetée. La qualité de l'image projetée est ainsi améliorée, en termes d'uniformité et de contraste. Le fait d'augmenter la profondeur de champ facilite la mise au point. L'ouverture définie par le diaphragme dépend du grossissement de l'objectif. Elle est de 6 mm maximum lorsque le grossissement de l'objectif est compris entre 0.5 et 10. Lorsqu'on utilise un objectif de fort grossissement, par exemple xlO, l'ouverture du diaphragme a pour diamètre maximal 4 mm. Lorsqu'on utilise un objectif de grossissement x 25, l'ouverture du diaphragme a un diamètre maximal de 2 mm. A diaphragm 22, said projection diaphragm, defining an opening of diameter equal to 6 mm, is disposed upstream of the objective 25b, so as to reduce optical aberrations. The inventors have observed that by minimizing the distance between the diaphragm 22 and the objective 25b, the quality of the projected image l p is improved. Thus, the distance between the diaphragm and the lens is preferably less than 10 mm, and even more preferably less than 5 mm, or even 3 mm or 2 mm. It is preferable that this distance is as small as possible. The use of such a diaphragm reduces the intensity of the projected image, but this allows an increase in depth of field, as well as a significant reduction in vignetting affecting the edges of the projected image. The quality of the projected image is thus improved in terms of uniformity and contrast. Increasing the depth of field makes it easier to focus. The aperture defined by the diaphragm depends on the magnification of the lens. It is 6 mm maximum when the magnification of the objective is between 0.5 and 10. When using a high magnification objective, for example x10, the opening of the diaphragm has a maximum diameter of 4 mm. When a 25x magnification lens is used, the aperture of the diaphragm has a maximum diameter of 2mm.
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 1A. The surface 2s of the substrate 2 is covered with a photosensitive resin, capable of being degraded by exposure to light radiation, in particular in the light portions defined by the projected illumination pattern. The device may comprise an optical bandpass filter 23, arranged for example upstream of the objective 25b, or upstream of the tube lens 25a, so that the spectral band of the light radiation reaching the substrate 2 is adapted to the sensitivity of the photosensitive resin. For example, when the resin used is a G-lines resin, it is possible to use an optical filter 23 whose bandwidth is centered on 450 nm and whose width at half height is 40 nm. The term "upstream" is to be interpreted by considering the direction of propagation of light between the projector 10 and the substrate 2, according to the arrow shown in broken lines in Figure 1A.
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 1A. 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. Between the tube lens 25a and the objective 25b, the device comprises a semi-reflecting plate 24, inclined with respect to the projection axis Z, and thus inclined with respect to the surface 2s of the substrate 2. This semi-reflective blade 24 reflective transmitting light from the projector 10 and propagating towards the substrate 2, along the Z axis. It serves as optical return and reflects part of the light emanating from the substrate 2, by reflection or backscattering in the latter, and propagating in a direction opposite to the axis of projection Z, towards a propagation axis X, referred to as the return axis, which in this example is perpendicular to the axis Z. In general, the return axis is secant from the projection axis, and is preferably perpendicular to the latter. The light reflected (and / or backscattered) by the substrate is illustrated by a dotted arrow in Figure 1A. The semi-reflecting blade 24 can be held in a cube, said splitter cube, interposed between the tube lens 25a and the objective 25b. In this example, the reflective plate is provided by Thorlabs under the reference 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. The optical elements located between the imaging unit 12 and the substrate 2, allowing projection of the image formed by the imaging unit, define a projection path 20. In this example, the path projection plate 20 comprises the tube lens 25a, the projection diaphragm 22, the bandpass filter 23, and the objective 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 su bstrat 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 pouvant 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. The semi-reflecting plate 24 allows the formation of a control image 1c , representing the image 1p projected onto the substrate, and consequently the illumination pattern M projected onto the surface of the substrate 2. This control image propagates along a return path 30, along the return axis X, to a camera 34, said control camera, which acquires the control image. This makes it possible to visualize the control image 1c and to verify that the illumination pattern M is correctly formed on the surface of the substrate 2. Depending on the control image, the operator can carry out a control adjustment. optical focusing system 25, or a relative displacement of the substrate 2 relative to the device 1. For this purpose, the substrate 2 is disposed on a support 3 which can be a translational plate (or rotation). The device 1 can also slide along the projection axis Z with a translation member 50, the latter being shown in 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. Thus, the assembly formed by the semi-reflecting plate 24 and the control camera 34 makes it possible to examine the pattern M projected onto the substrate, and to make the necessary adjustments so as to avoid photolithography while the pattern would be poorly positioned or poorly defined on the substrate 2. When the surface of the sample has remarkable points, for example centering points, this adjustment can be performed automatically, the centering points appearing on the control image . The position of the pattern can then be adjusted automatically with respect to these centering points, the support 3 on which the substrate 2 is then motorized.
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. Cela permet d'effectuer une image exploitable par la caméra de contrôle alors que l'image projetée sur le substrat est de forte intensité. Between the reflecting plate 24 and the control camera 34, the device may comprise: a filter, referred to as a reflection filter 31, forming an optical density, so as to attenuate the intensity of the light reflected by the reflecting plate 24. to make an image usable by the control camera while the image projected on the substrate is of high intensity.
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. A diaphragm, referred to as the return diaphragm 32, defining an opening smaller than 10 mm, and for example 5 mm, to limit optical aberrations. The control camera 34 is preferably mounted on a translation stage 35 allowing an adequate positioning of the camera in a plane perpendicular to the return axis 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 1B. 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 1A, tandis que la plaque support 41 et la bride 42 sont illustrées sur la figure 1B, montrant une vue de côté du dispositif 1. Preferably, the optical components located outside the projector, that is to say the semi-reflecting plate 24, and optionally the diaphragm 22 and the band-pass filter 23, are arranged inside a enclosure 21, advantageously light-tight. The chamber 21 opens on a support 27, to which can be fixed, reversibly, a retaining ring 26 holding the objective 25b. This enclosure is preferably tubular, as is the support 27, the latter constituting or being placed at the end of the enclosure 21 facing the substrate 2. The objective 25b is offset by a distance of about 10 cm from the projector 10. As a result, a vibration occurring in the projector, for example under the effect of fans, or the external environment, generates an amplified vibration at the level of the objective 25b due to the offset. This vibration results in a degradation of the spatial resolution of the pattern M formed on the substrate 2. In order to limit this vibration, or even to eliminate it, the inventors have inserted a rigid connection 40 between the retaining ring 26 (or the support 27) and the projector 10. This rigid connection is shown in FIG. 1B. It comprises a support plate 41, on which is fixed the projector 10, the support plate extending parallel to the projection axis Z. The connection also comprises a flange 42, perpendicular to the support plate 41, and connecting the latter to the 27, or the retaining ring 26. This rigid connection limits the inadvertent vibration of the objective 25b and contributes to improving the accuracy of the illumination pattern M projected onto the substrate 2. The control camera 34, as well as the main components of the return path 30 (return filter 31 and return diaphragm 32) are also integral with the support surface 41. The support plate is shown in FIG. 1A, while the support plate 41 and the flange 42 are shown in Figure 1B, showing a side view of the device 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. Figures 2A and 2B are three-dimensional representations of an example of the device. We find the main components described above. These representations show that the device is compact, the return path components 30 being housed between the objective 25b and the projector 10. FIG. 3A shows an example of a retaining ring 26, intended to hold the objective 25b of the optical system. 25. The retaining ring 26 is tubular, the objective 25b being held inside the tube formed by the ring. The retaining ring is intended to be fixed reversibly on the support 27. The retaining ring comprises at least one magnet 29, disposed on a bearing face 26a of the ring, this face being intended to bear against the support 27, and more specifically on a contact face 27a of said support. The magnet is sufficient to hold the ring 26 in contact with the support 27, the latter being ferromagnetic metal. Several magnets 29 may be disposed on the bearing face 26a, as shown in Figures 3A and 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. Preferably, the retaining ring 26 also has an end 26e, called the guiding end, extending perpendicularly to the bearing face 26a, towards the 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 27i 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. The support 27, on which the ring 26 can be fixed in a reversible manner, is of tubular geometry. It defines an opening 27o, in which the guide end 26e is adapted to be inserted, the latter forming a sliding guide inside an inner wall 27i of the support, forming the periphery of the opening 27o, as shown in Figure 3B. The guide end 26e of the ring extends along a distance, called the extension distance, with respect to the bearing face 26a, this distance preferably being greater than 3 mm. Preferably, the extension distance is less than 10 mm. It is for example equal to 5 mm. The inventors have found that such a guide end 26e facilitates the fixing of the ring 26 on the support 27, guiding the positioning of the ring 26 relative to the support 27. The guide end 26e also prevents a fall of the 25b objective in case of accidental snap with a user. Alternatively, the support comprises magnets 29 and the retaining ring 26 is formed, in particular at the bearing face 26a, of a ferromagnetic metal.
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. According to a variant, the ring comprises a guide end 26e which does not slide along the inner wall 27i of the support 27, but is inserted around an outer wall 27e of the latter, sliding along the latter. The technical effect and dimensions of this guide end are similar to those previously described, the difference is that the guide end does not penetrate into the opening, along the inner face, but slides around the support 27. This variant is represented in FIG. 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'aimants 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'aimants 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. Preferably, the contact face 27a of the support and the bearing face 26a of the ring may comprise magnets, so as to define one or more pairs of magnets. Each pair of magnets comprises a magnet disposed on the contact face of the support 27a and a magnet disposed on the bearing face 26a of the ring, the magnets of the same pair having an opposite polarity. The inventors have found that this facilitates the removal of the ring 26 from the support 27, under the effect of a shearing force of the ring 26 relative to the support 27. Preferably, several pairs of magnets can be provided, in particular being arranged in a regular angular pitch. The fact of using one or more pairs of magnets makes it possible to use any solid materials to form the ring 26 or the support 29. This variant is represented in FIG. 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. In each of the configurations described in FIGS. 3A to 3D, the bearing face 26a of the retaining ring 26 and the contact face 27a of the support 27 are annular.
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. It should be noted that the configurations described above in connection with FIGS. 3A to 3D are not limited to the photolithography device 1 described above, and can be applied to another device having a support on which can be fixed a goal. They allow a particularly easy connection of a holding ring, carrying the lens, on a support. The removal of the ring is also very 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 su bstrat, représentant les frontières de chaque région, suite à la dégradation de la résine sous l'effet de cette illumination. 4A and 4B respectively represent an I-picture f formed by a projector 10, of dimensions 13 mm x 7 mm, and the projected image p on the surface of a substrate using the device described above. The image I f formed by the projector comprises an illumination pattern, representing, under two different scales, the map of France and the boundaries delimiting the regions. This map is found on the image p projected on the substrate, the scale of dimensions being indicated in FIG. 4B. In this example, a focus lens whose magnification is x2.5 has been used; the projected image on the substrate having a dimension of 5.4 mm * 3 mm. This shows the ability of the invention to achieve, with simple and inexpensive material, photolithography at a high spatial resolution. The illumination pattern projected onto the substrate corresponds to the light areas of the image, that is to say the boundaries of the regions. It is then possible to carry out an etching, in particular a wet etching, this etching being performed only on the illuminated portions of the surface of the substrate, representing the boundaries of each region, following the degradation of the resin under the effect of this 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. The invention can be applied in the production of components for microelectronics, micromechanics and microfluidics, in series production applications or for the production of prototyping.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1) de photolithographie comportant : 1. A photolithography device (1) comprising:
un projecteur d'image (10), apte à recevoir une consigne numérique (ln) et à former une image bidimensionnelle (If), représentative de la consigne numérique, l'image bidimensionnelle définissant un motif d'illumination (M); an image projector (10), adapted to receive a digital setpoint (l n ) and to form a two-dimensional image (I f ), representative of the digital setpoint, the two-dimensional image defining an illumination pattern (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), l'optique de focalisation comportant un objectif (25b) solidaire d'une bague de maintien (26); a focusing optics (25) capable of projecting the image (I f ) formed by the projector (10) onto the surface (2s) of a substrate (2) arranged in a focal plane of the optics of focusing, so as to project the illumination pattern (M) on the surface along a projection axis (Z), the focusing optics comprising a lens (25b) integral with a retaining ring (26);
un support (27), sur lequel la bague de maintien est apte à se fixer de manière réversible; une optique de renvoi (24), disposée entre le projecteur (10) et le plan 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 qu'il comporte une enceinte (21), s'étendant à partir du projecteur d'image (10) selon l'axe de projection (Z), jusqu'au support (27) recevant la bague de maintien (26), l'enceinte (21) renfermant l'optique de renvoi (24), le dispositif comportant également 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). a support (27), on which the retaining ring is adapted to be fixed in a reversible manner; an optical deflecting (24) arranged between the projector (10) and the focal plane of the focusing optics (25), adapted to send a so-called image control (l c), representative of the pattern projected onto the surface ( 2s), along a return axis (X), intersecting the projection axis; a camera (34) disposed along the return axis and adapted to acquire the control image; the device being characterized in that it comprises an enclosure (21), extending from the image projector (10) along the projection axis (Z), to the support (27) receiving the compression ring holding (26), the enclosure (21) enclosing the deflection optics (24), the device also comprising a rigid holding element (40) extending outside the enclosure, between the projector (10) ) and the support (27) or between the projector and the retaining ring (26).
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). 2. Device according to claim 1, wherein the return optics (24) comprises a semi-reflective plate inclined relative to the projection axis (Z).
3. Dispositif selon l'une 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. 3. Device according to any one of the preceding claims, wherein the focusing optics (25) comprises a tube lens (25a) coupled to a lens (25b), in particular an infinity-corrected lens, the optics the deflector (24) being disposed between the tube lens and the lens.
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. 4. Device according to claim 1, wherein the support (27) or the retaining ring (26) comprises at least one magnet (29) so as to ensure a reversible attachment of the ring to the support.
5. Dispositif selon la revendication 4, 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 l'axe de projection, ladite extrémité de guidage étant apte à s'insérer dans le support (27) ou autour du support. 5. Device according to claim 4, wherein the retaining ring comprises a bearing face (26a), adapted to be fixed to the support (27), and a guide end (26e). extending from said bearing face, along the axis of projection, said guide end being adapted to be inserted into the support (27) or around the support.
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. 6. Device according to any one of the preceding claims, wherein the focusing optics (25) is configured such that the image projected onto the surface of the substrate has an area of less than 100 cm 2 or 10 cm 2 or 2 cm 2 .
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un diaphragme (22) disposé entre l'optique de renvoi (24) et l'objectif (25b). 7. Device according to any one of the preceding claims, comprising a diaphragm (22) disposed between the optical return (24) and the objective (25b).
8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le diaphragme (22) est disposé à une distance de l'objectif (25b) inférieure à 10 mm ou inférieure à 5 mm. 8. Device according to claim 7, wherein the diaphragm (22) is disposed at a distance from the objective (25b) less than 10 mm or less than 5 mm.
9. Procédé de photolithographie d'un su bstrat comportant les étapes suivantes : 9. A method of photolithography of a substrate comprising the following steps:
a) application d'une résine photosensible sur une surface (2s) du substrat (2);  a) applying a photoresist to a surface (2s) of the substrate (2);
b) disposition de ladite surface du substrat dans le plan focal de l'optique de focalisation (25) d'un dispositif de photolithographie (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes ;  b) providing said surface of the substrate in the focal plane of the focusing optics (25) of a photolithography device (1) according to any of the preceding claims;
c) transmission d'une consigne numérique (ln) dans le projecteur d'image (10) dudit dispositif de photolithographie (1); c) transmitting a digital instruction (l n ) into the image projector (10) of said photolithography device (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) ; d) activating the image projector (10), so as to project on the substrate a projection image (l p ) representative of the setpoint, the projection image defining an illumination pattern (M);
e) acquisition d'une image de contrôle (lc) par la caméra de contrôle (34) du dispositif de photolithographie (1) ; e) acquisition of a control image ( 1c ) by the control camera (34) of the photolithography device (1);
f) vérification d'une conformité de l'image projetée sur le su bstrat à l'aide de l'image de contrôle.  f) checking the conformity of the projected image on the substrate with the help of the control image.
10. Procédé selon la revendication 9, comportant, en fonction de l'image de contrôle :  The method of claim 9, comprising, depending on the control image:
- un déplacement relatif du substrat (2) par rapport du dispositif de photolithographie a relative displacement of the substrate (2) with respect to the photolithography device
(D; (D;
et/ou un ajustement de l'optique de focalisation du dispositif de photolithographie.  and / or an adjustment of the focusing optics of the photolithography device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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RU199867U1 (en) * 2020-04-01 2020-09-23 Максим Евгеньевич Стеблий Installation for maskless photolithography

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Title
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