Микроманипулятор

(61) Дополнительное к авт. свид-ву 2411458 25-2 2) Заявлено 14.10,76 1) Ы. Кл.- Г 16 Н 21(10 явкис присоединением Государственный комнте Совета Министров СССР) МИКРОМАНИПУЛЯТО Изоб рудова в част с нка ком ф тол ито твердь и мож том ати методо ния.Известендержит трищает шабловзаимно перчивает его нскости 11. икроманипулятор, который соареткп, две из которых перемев горизонтальной плоскости ендикулярно, а третья поворанекоторый угол в этой н;е пло 25 ретение касается технологического обония полупроводникового производства, ности установок для совмещения риполупроводниковой пластины с рпсунотошаблона и экспонирования при фографических процессах изготовления гх схем и полупроводниковых приборов ет быть использовано в установках авческого совмещения и экспонирования и сканирующего переноса изображеНедостатком этого устройства является наличие люфта шаблона в вертикальной плоскости, что ухудшает резкость изображения вследствие сложности обеспечения параллельности всех кареток в пределах десятых долей микрона. Наличие контактного трения в направляющих приводит к скачкообразному перемещению, что ухудшает точность.Наиболее близким к изобретенио является микроманипулятор, содержащий основание, связанный с ним посредством упругих элементов предметный столик и кулачковые приводы, воздействующие на упругие элементы 2.Упругис элементы выполнены в виде круглых стержней.1-1 сдостаткамп этого устройства являются сложность конструкции и его юстировки ввиду наличия большего числа промежуточных элементов, а также малая жесткость, требующая введения громоздкой и неудобной системы для успокоения колебания.Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение точности.Для этого в предлагаемом микроманипуляторе каждый упругий элемент выполнен в виде имеющего жесткое и гибкое плечи лежащего в плоскости предметного столика двуплечего рычага, контактирующего жестким плечом с соответствующим кулачковым приводом, а гибкое плечо жестко соединено с предметным столиком, геометрические оси гибких плеч двух рычагов расположены под углом 90, ось третьего гибкого плеча перпендикулярна к прямои, проходящей через точку пересечения упомянутых плеч и являющейся биссектрисой угла между ними, а каждый из рычагов средней частью соединен с основанием упругим шарниром, выполненным в виде двух плоских расположенных под углом 90 пружин, жестко связанных с рычагом,На чертеже схематически изображен предлагаемый микроманипулятор, план.Микроманипулятор содержит основание 1, предметный столик 2 с закрепленными на нем пружинами 3 объектом 4 и со знаками О и О совмещения. Столик 2 связан с основанием 1 при помощи трех упругих элементов. Упругие элементы имеют жесткие плечи 5, 6 и 7, соответственно контактирующие посредством винтов предварительного натяга 8 с соответствующими кулачковыми приводами 9, 10 и 11, и гибкие плечи 12, 13 и 14 соответственно. Каждый упругий элемент средней частью жестко соединен с основанием 1 посредством упругого шарнира, выполненного в виде двух плоских расположенных под углом 90 друг к другу пружин 15 и 16, жестко связанных с гибким и жестким плечами. Все гибкие и жесткие плечи упругих элементов лежат в плоскости предметного столика 2 и образуют двуплечий рычаг. Геометрические оси гибких плеч 12 и 13 двух рычагов расположены под углом 90, ось третьего гибкого плеча 14 перпендикулярна к прямой, проходящей через точку пересечения упомянутых плеч и являющейся биссектрисой угла между ними.Манипулятор работает следующим образом.Ориентация объекта 4 производится по двум знакам О и О,. Сначала ориентируется знак О перемещением его параллельно координатам Х и У, затем знак Оь путем поворота его вокруг точки, лежащей в центре знака О, Для перемещения знака О параллельно координате У включается привод кулачка 9, который в плоскости столика 2 поворачивает плечо 5, которое через гибкое плечо 12 перемещает предметный столик 12, являющийся шатуном четырехзвенника, образованного самим столиком 2, гибкими плечами 13 и 14 и основанием 1, играющим роль стойки четырехзвенника. При этом зона объекта, в которой расположен знак О, движется по траектории, близкой к прямой, параллельной координате У. Для перемещения знака О по координате Х включается кулачковый привод, который через плечи 6 и 13 перемещает зону знака О параллельно координате Х. В этом случае в качестве направляющих ис пользуется четырехзвенник. Для ориентации знака О служат плечи 7 и 14, поворачивающие предметный столик 2 вокруг оси, лежащей в зоне знака О. Ось образуется двумя 5 гибкими плечами 12 и 13, которые теперь используются в качестве несимметричного упругого шарнира,Основным преимуществом изобретения является повышенная точность хода, соответст вующая +0,05 мкм в диапазоне 300 мкм придлинах гибких плеч 30 мм.Использование мнкромапипуляторов наоперациях совмещения в проекционных установках методом сканирующего переноса изо бражения позволяет увеличить производительность этих установок, надежность и процент выхода годных изделий. Формула изобретения 20 Микроманипулятор, содержащий основание, связанный с ним посредством упругих25 элементов предметный столик и кулачковыеприводы, воздействующие на упругие элементы, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности,каждый упругий элемент выполнен в видеимеющего жесткое и гибкое плечи лежащегов плоскости предметного столика двуплечегорычага, контактирующего жестким плечом ссоответствующим кулачковым приводом, агибкое плечо жестко соединено с предметнымстоликом, геометрические оси гибких плечдвух рычагов расположены под углом 90, осьтретьего гибкого плеча перпендикулярна кпрямой, проходящей через точку пересеченияупомянутых плеч и являющейся биссектрисой4 п угла между ними, а каждый из рычагов средней частью соединен с основанием упругимшарниром, выполненным в виде двух плоскитрасположенных под углом 90 пружин, жестко связанных с рычагом.45 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ1261120, кл. 12 д 17/341965.2. Патент США3870416, кл. 356 - 13850 1975.590536 Составитель В, Быстрый ехред А, Камышникова ректор Л. Орлова актор О, Юркова каз 3330 ПодписноСССР Типография, пр. Сапунова,Изд.178 Тираж 1154ПО Государственного комитета Совета Министпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.