МИКРОМАНИПУЛЯТОР Советский патент 1972 года по МПК H01L21/00 

Изобретеиие отиосится к области производства твердых схем и иолуироводниковых нриборов и может быть исиользовано в нрецизиоииом оборудованнн для совмеще1П1я рисуика фотои1аблоиа с рисунком подложки ирн фотолитографии.

Сокращение размеров элементов твердых схем и уменьи1ение зазоров между элемеитами для обесиечеиия устойчивой технологии ироцесса фотолитографии требуют иримеиения устройств с гараитироваииой высокой точностью при совмещении и заготовки твердой схемы к фотошаблону ( 0,5 мкм). Для этого используют прецизионный манипулятор, обеспечивающий постоянство положения заготовки твердой схемы в горизонтальной плоскости, прямолинейность ее перемещения по координатам при совмеид,ении и сохраияющий эту точность в момент прижатия заготовки твердой схемы к фотощаблоиу.

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

Такие манипуляторы сложны по конструкции и не обеспечивают требуемой точности совмещени-я, так как, по существу, опи выполнены пз двух маиииуляторов, одии из которых

представляет собой обычный ма1П пулятор грубой установки с продольной п поперечной каретками, перемещающимися по обычным призматическим направляющим, н связан с рабочим манинулятором нружинной пластнной. При совмен,енпп заготовки твердой схе.мы с фотонгаблоном ведомый манипулятор повторяет все неточности неремен1ен11й по горизонтальным координатам ведуп1,его манинулятора.

Известные маиипуляторы обеспечивают точность совмещения не лучще 1,5 мкм.

Цель изобретения - повыщение точности совмещения за счет точных перемещений по

двум горизонтальным координатам, а также

сохранение достигнутой точности совмещення

в момент нрижатия заготовки к фотошаблону.

Цель достигается тем, что в предлагаемом

манипуляторе двухкоординатный стол выполней в виде плоской каретки с двумя взапмно перпендикулярными касающнмпся в центрах направляющими.

На фиг. 1 показаны конструкция предлагаемого манипулятора в разрезе и сечение по

А-А; на фиг. 2 - сечение по Б-Б па фиг. 1.

Мапипулятор содержпт каретку / с фотощаблопом 2. Для закрепления заготовки 3

с подБижной кареткой 7. Каретка установлена на трех шарнках 8 в сенараторах 9 п неремещается в горизонтальной нлоскостн во взанмно перпендикулярных направлениях относительно плиты W.

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 п 13 и скрепленные кольцом М пластинчатые пружины 15 и 16, одна из которых укреплена на зубчатом колесе 13, а другая на штоке 5. Эти пружины, кроме того, удерживают шток от проворачивания при вертикальном перемеш,епии.

Точный поворот производится с помош,ью гидропривода (не показан). Вертикальное перемеш,ение штока 5 осушествляется сжатым воздухом, подаваемым в камеру 17.

Для точных неремещений каретки по двум горизонтальным координатам манипулятор снабжен паправляюш,ей планкой, выполненной в виде рычага 18 (фиг. 2), укренленного на центрах 19 (фиг. 3) относительно корпуса манипулятора и на шариках 20 относительно контактирующей с боковой граиыо каретки 7. В планку упирается рычаг 21, посредством которого от микровипта 22 передаются точные перемещения каретке 7 в одном направлении. С противоположной грани каретка поджата нружинами плунжеров 23, которые при обратном вращении микровинта перемещают иодвнжпую каретку в противоположпом направлении.

При взаимно перпендикуляриом перемещении движение осуществляется аналогичным образом от микровипта 24 через рычаг 25, упирающийся в вертикальиую планку 26, укрепленную на боковой грани подвижной каретки, которая ири обратном вращении микровинта возвращается нрзжиной плунжера 27.

Для исключения бокового смещения штока поворотного сферического стола при вертикальном его перемещении в зазоре между штоком и гильзой с натягом размен,ены трн ряда прецизионных шариков 28 (фиг. I), равномерно расположенных по окружности п сепараторе 29.

Манипулятор обеспечивает выравпиванпе положения заготовки твердой схемы относительпо нижней плоскости фотошаблона, рабочий зазор между заготовкой и фотошаблоном, совмещение последних по осям X, Y и углу, а также прижатие твердой схемы к фотошаблону при эксиопировании.

Предмет изобретен и я

Микроманнпулятор, содержапдпй корпус, двухкоордннатпый стол, неремепинощийся на шариковых направляющих относительно неноДБижной плиты, связанный с ним предметный стол, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности перемещеннй, двухкоордннатный стол выполнен в виде плоской каретки с двумя взаимио перпендикулярными качаюидимися в центрах наиравляющимн.

27

in 15 W 2 3 5 В 1

/J

Фиг. 1