Brevet FR2001705A1 — publié le 19690926

.2001705 \ L'invention relative au secteur de la photographie, concerne un appareil photographique de reproduction à l'aide duquel l'image d'au moins un modèle obtenu par voie photographique, est réduite optiquement et reproduite un certain nombre de fois sur au moins une plaque photographique à haut 5 pouvoir séparateur, cet appareil photographique comportant un dispositif pour positionner le modèle muni d'un repère ad hoc par rapport aux coordon-né'es de chariots dont un porte ladite plaque photographique exposée ensuite en différents endroits, l'appareil photographique de reproduction étant muni d'un moyen supportant le modèle à reproduire. 10 La fabrication de circuits électroniques intégrés a été rendue possi ble par l'emploi de techniques photolithographiques pour la mise en oeuvre desquelles des masques photosensibles sont indispensables. Un tel masque est un négatif ou positif microphotographique, comportant un grand nombre de configurations identiquement rangées qui doivent avoir un contraste élevé et 15 me grande définition. Un tel masque est utilisé pour limiter géométriquement les configurations qui doivent être établies dans une mince couche de photolaque se trouvant sur une galette en matériau semiconducteur, par exemple du silicium. Lors de la pose, la laque photosensible est généralement en contact avec le masque, alors que, suivant l'emploi d'une laque négative ou 20 positive, ces parties non exposées ou celles exposées sont solubles. Après l'exposition, ces parties solubles sont enlevées par développement. La laque subsistant sur la galette fait office de masque sélectif contre l'action des produits chimiques utilisés lors de la fabrication des circuits intégrés. Avant de pouvoir disposer d'un circuit intégré prêt à l'emploi, il y a lieu 25 d'effectuer un certain nombre d'opérations de masquage successives qui nécessitent donc l'emploi d'un certain nombre de masques. La géométrie des configurations dans un tel nombre de masques diffère de masque en masque, mais les configurations de chaque masque utilisé successivement doivent, évidemment, pouvoir être mises précisément en corrélation avec celles établies 30 sur la galette au cours de l'opération de masquage précédente. Lors de la fabrication d'un masque photosensible, on agit généralement comme suit. A échelle fortement agrandie, par exemple 200 fois, on commence par la réalisation d'un original de la configuration simple. Sur une plaque photographique, cet original est ensuite réduit - par exemple 20 fois - à 35 l'aide d'un appareil photographique spécial effectuant cette première opération. Cette configuration réduite est alors placée comme M modèle " dans un appareil photographique de reproduction, réduite par exemple 10 fois, et reproduite un certain nombre de fois sur une plaque photographique à haut pouvoir séparateur dépassant les 500 lignes par mm. La plaque développée 40 peut comporter alors par exemple 20 rangées de 20 configurations simples« 903059 2 2001705 A l'heure actuelle, on utilise généralement des appareils photographiques de reproduction comportant 4 ou 6 systèmes projecteurs, de sorte qu'il devient possible de réaliser simultanément 4 ou 6 masques photosensibles appartenant éventuellement à un même jeu» A ce sujet, voir par exemple l'ax— 5 ticle de T.G. MapLe, publié dans "Integrated circuit mask fabrication, S.C.P. and Solid State Technology mois d'août 1966, pages 23 à 34» On conçoit aisément qu'à l'aide d'un appareil photographique de reproduction, fournissant un seul ou plusieurs masques, les modèles à réduir# et à photographier plusieurs fois d'affilée doivent être ajustés de manière pré-10 cise tant linéairement qu'angulairement. Dans l'appareil photographique connu, le modèle est mis en position exacte sur un cadre métallique dans un appareillage spécial à l'aide d'un micromanipulateur et un microscope à fils croisés. Ensuite, le modèle est collé sur ledit cadre, à l'aide de tiges d'arrêt, la position de celui-ci est reprise dans l'appareil photographique. 15 Les cadres nécessaires à cet effet sont coûteux. En outre, le collage de l'objet sur le cadre est une opération qui prend du temps et est nuisible pour la précision, alors que la reprise exacte de la position à l'aide des tiges d'arrêt peut être facilement gênée par des grains de poussière. Dans un autre appareil photographique de reproduction connu, la mise 20 en position exacte ayant lieu sur l'appareil, un microscope à fils croisés, solidaire du boîtier de l'appareil photographique, permet d'observer l'objet à travers l'objectif intervenant pour la réduction optique. Une telle conception a l'inconvénient d'un positionnement angulaire insuffisamment précis. L'invention fournit un appareil photographique de reproduction dans 25 lequel la mise en position exacte de l'objet à configuration désirée a lieu de manière particulièrement simple et rapide à l'aide de moyens qui ne doivent répondre qu'à des exigences simples. A cet effet, dans l'invention la face de support de l'appareil comporte.au moins un repère de positionnement qui correspond à celui prévu sur chacun des modèles, tandis qu'au-dessus de 30 chaque zone de positionnement on a pu prévoir un micromanipulateur auquel est couplé un microscope en vue de faire coïncider les repères dont sont pourvus l'objet et ladite face. Ledit repère a par exemple la forme d'une croix établie à l'aide d'un procédé photolithographique sur une plaque en verre qui est fixée sur la fa-35 °® du support. Etant donné que dans celle-ci, ledit repère permettant l'ajustage peut être établi avec une très grande précision par rapport aux directions de mouvement des chariots, (et entre ces repères s'il s'agit d'un appareil photographique pouvant fournir une série de masques) il devient possible d'effectuer un ajustage extrêmement précis. L'établissement de ce 6903059 3 2001705 \ repère ne doit avoir lieu, qu'une seule fois, le ou les repères étant définitifs. Il est évident que les repères existants sur le modèle et sur la face de support peuvent dès à présent être réglés entre eux de manière simple et 5 rapide. Le microscope et le micromanipulateur ne doivent pas répondre à des exigences particulières. Le microscope ne doit pas présenter des fils croises ou d'autres repères d'ajustage devant être établis avec beaucoup de précision, et ne doit pas non plus être amené en position extrêmement précise au-dessus des repères du modèle et de la face de support» Il suffit que la 10 personne desservant le microscope puisse observer de façon suffisamment nette l'image des repères superposés se trouvant à une très faible distance l'un de l'autre sur le modèle et la face de support. Le micromanipulateur également peut être de construction simple et du type à l'aide duquel l'objet peut être déplacé de façon suffisamment précise, tant angulairement que 15 dans la direction de deux coordonnées. La rapidité de manipulation de l'appareil est augmentée du fait que le microscope et le micromanipulateur sont liés, de sorte qu'ils sont positionnés toujours simultanément au-dessus de l'endroit où l'ajustage doit être réalisé. Etant donné que cette opération de mise en place n'est pas critique dans le cas d'un appareil photographi-20 que de reproduction conforme à l'invention, les moyens intervenant pour cette opération et consistant par exemple en des chariots coulissants, ne doivent répondre qu'à des exigences peu sévères. La précision de positionnement n'en subit aucune influence néfaste. Le microscope peut être du type à un objectif unique, mobile par exemple au-dessus de deux endroits du repère 25 d'ajustage à l'aide de chariots coulissants. Toutefois, conformément un mode de réalisation préféré de l'invention, le microscope est du type à deux objeotifs adjacents et permet d'observer simultanément deux endroits des repères durant leur coïncidence. Gette possibilité permet une coïncidence rapide, alors qu'également le positionnement angulaire, qui est extrême-30 ment important, peut avoir lieu avec une grande précision. Dans un autre mode de réalisation de l'appareil photographique conforme à l'invention, on a rendu solidaire d'un côté latéral du boîtier de l'appareil photographique un guidage sur lequel un bloc est déplaçable danô une direction parallèle à la face de support, tandis qu'un autre 35 guide est articulé à ce bloc de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe qui est parallèle à ladite direction de déplacement, guide sur lequel est disposée une plaque pouvant être déplacée perpendiculairement au bloc de guidage, le microscope et le micromanipulateur étant solidaires de cette plaque» A l'aide des guidages orthogonaux ainsi conçus, le microscope et le micromanipulateur liés l'un à l'autre peuvent être positionnés rapidement 6903059 4 2001705 et de manière simple en tout endroit désiré au-dessus de la face de support de l'appareil photographique. Ladite articulation permet d» faire basculer le microscope et le micromanipulateur d'un côté de l'appareil photographique, de sorte qu'il est possible alors de mettre en place un disposi- 5 tif de pose au-dessus de la face portante. La description suivante, en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple - non limitatif, fera bien comprendre comment l'inve m-tion peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que des figures des dessins faisant, bien entendu, partie de l'invention. 10 La fig.1 montre en perspective une partie de l'appareil photographi que de reproduction conforme à l'invention. La fig.2 est une vue en perspective de l'appareil complet, représenté à échelle plus petite. La fig.3 montre en perspective les moyens intervenant pour la mise en 15 place exacte, les différents éléments étant, par souci de clarté, représentés à une certaine distance l'un de l'autre. La fig.4 est une vue en perspective rites moyens pour guider le microscope et le micromanipulateur. L'appareil photographique de reproduction à répétition représenté sur 20 les fig.1 et 2 peut être équipé simultanément de six plaques photographiques. Un pied (1) porte deux coulisses (2) et (3), un chariot (4) pouvant se déplacer dans la coulisse (2) et un chariot (5) dans la coulisse (3)« Dans cet exemple, les directions de mouvement des chariots (4) et (5) sont orthogonales. Sur le chariot (4) se trouve une table (6) sur laquelle sont 25 prévus six supports (7)» dont chacun peut porter une plaque photographique non représentée. Le matériau constituant ces plaques doit être tel qu'il possède un pouvoir de séparation supérieur à 5°0 lignes par mm. Après avoir été exposées, ces plaques servent de masques photosensibles lors de la fabrication de circuits intégrés. Au chariot (5) est fixé un appui (8) (voir 30 la fig.2) portant un boîtier (9) renfermant six objectifs projecteurs non représentés. Ces objectifs forment sur les plaques photographiques une image réduite du modèle que peut porter la face (10) du boîtier (9)» Cette face (10) comporte six ouvertures (11) situées au-dessus des supports (7). Entre chaque ouverture (11) et chaque support (7) se trouve 35 un des objectifs projecteurs précités. Le long d'un oôté de chaque ouverture (11), la surface portante (10) est munie d'un repère (12) intervenant pour l'ajustage. Le repère en question est appliqué par exemple à l'aide d'une technique photolithographique sur une plaque en verre qui est fixée sur la face de support (10 ). Près de chaque ouverture (11) débouchant 6903059 001705 \ en outre des canalisations (13) dans lesquelles une dépression peut être engendrée. Lorsqu'un modèle est placé au-dessus de 1*ouverture (11), il peut être fixé solidement contre la face (10) sous l'influence de la dépression, de préférence faible, régnant dans les canalisations (13). 5 Sur la fig.1, le microscope (14) est du type à deux objectifs (15) et est agencé au-dessus d'un des repères (12) dans la face (10). Le microscope est solidaire i'une plaque (16) sur laquelle est fixé également un micromanipulateur (17) dont un bras (18) porte à son extrémité un support (19)« La face inférieure de ce dernier comporte des orifices qui communiquent avec 10 une source y entretenant une dépression à travers un tgyau flexible (20). A l'aide des boutons (21) et (22) dont est muni le manipalateur, il est possible de régler de manière précise le support (19) dans les directions de mouvement des chariots (4) et (5)» un bouton (23) permettant de faire pivoter le support (19) dans le plan horizontal jusque dans une position angu-15 laire désirée. Sur la fig.2j la plaqu^de support (16), ainsi que le manipulateur et microscope y reliés, onVbasculés latéralement au boîtier (9)» un dispositif de réglage du temps de pose pouvant ainsi être placé sur le boîtier (9)• Sur la fig.3) on voit mieux le repère (12) intervenant pour l'ajusta-20 ge et établi dans la face (10). Un modèle (24), par exemple une plaque photographique, possède une configuration dont l'image, réduite, doit être reproduite plusieurs fois sur une plaque photographique que porte le support correspondant (7)• Lors de l'établissement du modèle (24), ce dernier aussi est muni d'un repère (25) correspondant au repère (12) sur la face (10). Le 25 modèle (24) est plaoé sur la face (10) de façon que les repères (12) et (25) se recouvrent légèrement, la faible dépression régnant dans les canalisations (13) le maintenant sur cette face. Le micromanipulateur (17) et le microscope (14) sont ensuite amenés au-dessus du modèle. Le microscope est réglé de façon que le champ d'image d'un des objectifs soit situé à l'endroit 30 du. croisement dans le repère (12), et celui de l'autre objectif approximativement à l'extrémité de la branche longue du repère. Le tuyau (20) est maintenant mis en communication avec la source qui y entretient ainsi une dépres sion qui applique l'objet (24) solidement contre son support (19). Le réglage des boutons (21), (22) et (23) (voir la fig.1) du micromanipulateur (17) 35 permet maintenant d'ajuster l'objet (24) de façon que son repère (25) coïncide avec le repère (12) de la face (10). En effet, les boutons (21) et (22) assurent le déplacement du modèle (24) dans les sens de déplacement des deux chariots (4) et (5').(Voir la fig.2): le bras (18) du micromanipulateur peut ainsi être déplacé dans sa direction longitudinale et dans celle qui y est perpendiculaire. Durant ces mouvements, le support (19) ne tourne ■903059 1001705 pas dans son plan horizontal. Dans oe plan, le réglage angulaire extrêmement important du repère (25) par rapport au repère (12) est obtenu par la commande du bouton (23): le support (19) articulé au bras (18) de façon à pouvoir tourner autour d'un pivot (26), peut tourner dans un plan horizon— 5 tal du fait qu'une tringle (27) peut se déplacer dans le sens des deux flèches de la fig.(3) Cette tringle (27) est couplée au micromanipulateur de façon qu'aucune rotation du porteur (19) n'intervienne lors de la commande des boutons (21) et (22). Les repères (12) et (25) coïncidant de manière précise, on supprime la 10 dépression dans le tuyau (20). Sous l'influence de la dépression régnant dans les canalisations (13)> le modèle (24), occupant sa place exacte, est maintenu contre la face (10). Lorsque, successivement au-dessus de chacune des six ouvertures (11) pratiquées dans la face portante (10), un modèle (24) a été mis en position exacte, on amène le micromanipulateur et le micros-15 cope le long de la face latérale du boîtier, de façon à pouvoir placer un dispositif de pose sur la face (10). Ensuite, l'image des modèles (24) est reproduite à l'état réduit répétée sur les plaques photographiques éê trouvant sur les supports (7), de sorte qu'après leur développement, ces plaques peuvent servir de masques photosensibles lors de la fabrication de circuits 20 intégrés. Ces plaques peuvent présenter alors par exemple vingt rangées de vingt configurations simples se trouvant à une distaœe très précise l'une de l'autre et formant dans le plan horizontal l'angle désiré avec les cStés de la plaque. Les repères (12) sont disposés sur la face portante (10) de façon que dans la position de départ des chariots (4)et (5)> l'imagé du mo— 25 dèle (24)» reproduits sur les plaques photographiquès se trouvant sur les supports (7)s soit situés à l'endroit désiré et dans la position angulaire requise. La fig.4 montre les organes intervenant pour le guidage de la combinaison microscope - micromanipulateur. A un c6té latéral du boîtier (9)> on 30 a disposé deux plaques d'appui (28) entre lesquelles se trouvent deux tiges (29) sur lesquelles peut coulisser un bloc (30). Ce dernier enferme un axe (31) auquel un guide (32) est articulé de façon à pouvoir pivoter. A l'aide de deux appuis (33), deux autres tiges de guidage (34) sont couplées à la. plaque de support (16) dont est solidaire la combinaison microscope -35 micromanipulateur. Ces tiges (34) peuvent coulisser dans des alésages pratiqués dans le guide (32). Le micromanipulateur n'a pas été représenté sur cette fig.4. Dans la position représentée, le microscope et micromanipulateur se trouvent au-dessus de la face (10) de l'appareil photographique. (Voir également la fig.1). Ils peuvent être amenés dans une position de positionnement 6903059 ^ 2001705 x requis par le déplacement de la plaque (16) par rapport au guide (32) et par le déplacement du bloc (30) par rapport aux tiges (29). Etant donné que le réglage de la combinaison microscopennicromanipulateur dans les positions de positionnement n'est pas critique, il n'est pas nécessaire d'impo-5 ser des exigences sévères à la précision des guidages. Lorsqu'un dispositif de pose doit être placé sur l'appareil photographique, on fait basculer autour de l'axe (31) la plaque (16) avec la combinaison microscope— micromanipulateur, de sorte que la face supérieure de l'appareil photographique devient entièrement libre pour ce dispositif. C'est cette position 10 que représente la fig.2. La construction décrite permet donc des opérations rapides et peu compliquées. Bien que l'invention soit décrite à l'aide de formes de réalisation et d'application déterminées, les techniciens pourront en réaliser de nombreuses variantes sans sortir du cadre de l'invention. Il est évident que 15 l'appareil photographique ne doit pas nécessairement offrir la possibilité de pouvoir contenir six plaques photographiques, l'appareil préconisé par l'invention pouvant, par exemple, agir sur une seule plaque à la fois a 903059 8 2001705 REVENDICATIONS. 1. Appareil photographique de reproduction à l'aide duquel l'image d'au moins un modèle obtenu par voie photographique, est réduite optiquement et reproduite un certain nombre de fois sur au moins une plaque photographique 5 à haut pouvoir séparateur, cet appareil photographique comportant un dispositif pour positionner le modèle muni d'un repère ad hoc par rapport aux coordonnées de chariots dont un porte ladite plaque photographique exposée ensuite en différents endroits, l'appareil photographique de reproduction étant muni d'un moyen supportant le modèle à reproduire, caractérisé en ce 10 que la face de support de l'appareil comporte au moins un repère de positionnement qui correspond au repère de positionnement prévu sur chacun des modèles, tandis qu'au-dessus de chaque zone de positionnement peut être placé un micromanipulateur auquel est couplé un microscope en vue de faire coïncider les repères dont sont pourvus l'objet et ladite face. 15 2. Appareil photographique selon revendication 1, caractérisé en ce que le microscope est du type à deux objectifs adjacents, et permet d'observer simultanément deux endroits des repères durant leur coïncidence. 3. Appareil photographique selon revendication 2, caractérisé en ce qu'on a rendu solidaire d'un coté latéral du boîtier de l'appareil photogra-20 phique un guidage sur lequel un bloc est déplaçable dans une direction parallèle à la face de support, tandis qu'un autre guide est articulé à ce bloc de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe qui est parallèle à ladite direction de déplacement, guide auquel est disposée une plaque pouvant être déplacée perpendiculairement au bloc de guidage, le microscope et le micro-25 manipulateur étant solidaires de cette plaque.