Микроманипулятор

О П И С А Н И Е 327537

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресоублин

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 09.1.1970 (№ 1393701/26-25) М. Кл. Н Oll 7/68 с присоединением заявки №

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 26.1.1972. Б!олл тень ¹ 5

Дата опубликования описанич 24.III.1972

УДК 621.328.002 (088.8) Авторы изобретения A. М. Дутченков, М. П. Шеходанов, H. А. Холстова, Н. А, Аристархов, С. Н. Мельникова и С. А. Сиянов

3 !! т! пи тел !>

МИКРОМАНИПУЛЯТОР

Изобретение относится к области производства твердых схем и полупровод иковых приборов и может быть использовано в прецизионном оборудовании для совмещения рисунка фотошаблопа с рисунком подложки при фотолитографии.

Сокращение размеров элементов т!к рдых схем и умеиыпенпе зазоров между элемент!!х!п для обеспечения устойчивой техполопш процесса фотолитографии требуют применешги устройств с гарантированной высокой точностью при совмещении и прижатии заготовки твердой схемы к фотошаблону ((0,5 лткл!).

Для этого используют прецизионный манипулятор, обеспечивающий постоянство положения заготовки твердой схемы в горизонтальной плоскости, прямолинейность ее перемещения по координатам при совмещении и сохраняющий эту точность в момент прижатия заготовки твердой схемы к фотошаблону.

Известны микроманипуляторы, содержащие корпус, двухкоординатный поворотный стол, состоящий из трех жестко связанных между собой и установленных один на другом на шариковых опорах столиков, и систему управления.

Такие манипуляторы сложны по конструкции и не обеспечивают требуемой точности совмещения, так как, по существу, онп выполнены из двух манипуляторов, один пз которых представляет собой обычный манипулятор грубой установки с продольной и поперечной каретками, перемещающимися !!о обычным призматическим направля!ощим, п связан с рябо5 чим мян!!п лятором пруж!!1!ной пласт!!пой.

Прп совмещении заготовки твердой схемы с фотошяблоном ведомый мя!шпулятор повторяет все неточнос!и перемещении !!о горизонтальным координатам веду щего мя ппул!!òо10 P !.

Известныс манипуляторы обеспечпвшот точность совмещения не лучше 1,5 л!кл!.

Цель изобретения — повышение точности совмещения за счет точных перемещений по

15 двум горизонтальным координатам, а также сохранение достигнутой точности совмещения в момент прижатия заготовки к фотошаблону.

Цель достигается тем, что в предлагаемом манипуляторе двухкоординатный стол выпол20 нен в виде плоской каретки с двумя взаимно перпендикулярными касающимися в центрах направляющими.

На фиг. 1 показаны конструкция предлагаемого манипулятора в разрезе и сечеш!е по

23 А — А; на фпг. 2 — сечение по Б — Б на фпг. 1.

Манипулятор содержит каретку 1 с фотошаблоном 2. Для закрепления заготовки 8 твердой схемы служит сферический поворотный стол 4, расположенньш на штоке 5. Шток

30 смонтирован в гильзе б, жестко соединенной

327537 с подвижной кареткой 7. Каретка установлены ны трех шариках 8 B сепырыгорых 9 и неремещается в горизонтальной плоскости во взаимно перпендикулярных направлениях относительно плиты 10.

Рабочие поверхности плиты 10 и подвижной каретки 7 обработаны с высокой точностью по плоскостности и параллельности. В манипуляторе предусмотрен грубый и точный поворот столика с заготовкой твердой схемы. Грубый поворот столика с заготовкой осуществляется электродвигателем 11 через зубчатые колеса

12 и 18 и скрепленные кольцом 14 пластинчатые пружины 15 и 16, одна из которых укреплена на зубчатом колесе 18, а другая на штоке 5. 3TI пружины, кроме того, удерживают шток от проворачивания при вертикальном перемещении.

Точный поворот производится с помощью гидропривода (не показан). Вертикальное»еремещение штока 5 осуществляется сжатым воздухом, подаваемым в камеру 17.

Для точных перемещений каретки по двум горизонтальным координатам манипулятор снабжен направляющей планкой, выполненной в виде рычага 18 (фиг. 2), укрепленного на центрах 19 (фиг. 3) относительно корпусы манипулятора и на шариках 20 относительно контактирующей с боковой гранью кар тки 7.

В планку упирается рычаг 21, посредством которого от микровинта 22 передаются точныс перемещения каретке 7 в одном направлении.

С противоположной грани каретка поджата пружинами плунжеров 28, которые прн обратном вращении микровинты псремещспот подвпжную каретку в противоположном направлении.

Прп взаимно перпендикулярном перемещении движение осуществляется аналогичным

5 образом от микровинта 24 через рычаг 25, упирающийся в вертикальную планку 26, укрепленную на боковой грани подвижной каретки, которая при обратном вращении микровинта возвращается пружиной плунжера 27.

10 Для исключения бокового смещения штока поворотного сферического стола при вертикальном его перемещении в зазоре между штоком и гильзой с натягом размещены трп ряда прецизионных шариков 28 (фиг. 1), рав15 номерно расположенных по окружности в сепараторе 29.

Манипулятор обеспечивает выравнивание положения заготовки твердой схемы относительно нижней плоскости фотошаблона, рабо20 чий зазор между заготовкой и фотошаблоном, совмещение последних по осям Х, У и углу, и также прижатие твердой схемы к фотошаблону при экспонировании.

Предмет изобретения

Микроманипулятор, содержащий корпус, двухкоордпнатпый стол, перемещающийся ны шариковых направляющих относительно непо30 движной плиты, связанный с ним предметный стол, отличаюшийся тем, что, с целью повышения точности перемещений, двухкоординатный стол выполнен в виде плоской каретки с двумя взаимно перпепдикуля рным п кычыющимн35 ся в центрах направляющими.