IC 制造過程各種工藝前都需要進行晶圓的傳輸、定位和姿態(tài)調(diào)整。晶圓升降機構(gòu)就是品圓自動傳輸系統(tǒng)重要組成部分之一。其速度、重復(fù)定位精度將直接或間接影響 IC 的生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量。研究、高速度、高穩(wěn)定性的新型晶圓升降機構(gòu)可以提高生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量,為 IC 制造提供有力保障。
晶圓中200mm 階段,采用晶圓輸送機代替人手操作,排除人為帶入的環(huán)境污染。隨著IC 制造工藝的發(fā)展和對環(huán)境潔凈度要求的提高,國外機器人研究機構(gòu)在上世紀(jì) 80 年代開展了晶圓自動傳輸系統(tǒng)各部分的關(guān)鍵技術(shù)研究,研制出直接驅(qū)動電機、位移傳感器等關(guān)鍵部件。
近年來,國內(nèi)晶圓升降機構(gòu)的發(fā)展也很迅速。一些較早投入應(yīng)用的晶圓傳輸機構(gòu)。前端支持品圓機械手爪隨滑塊在導(dǎo)軌內(nèi)上下運動,由直流電機驅(qū)動,該機構(gòu)升降行程較小、精度低,速度慢,缺少晶圓保護裝置。另外交接晶圓過程中,吸附系統(tǒng)使晶圓中間變形,定位精度低,開環(huán)控制易造成晶圓竄動和損壞,同時對驅(qū)動電機造成沖擊。
升降機構(gòu)運動部件是整個機構(gòu)的核心部件,完成升降運動是傳輸系統(tǒng)對機構(gòu)的核心要求。通過的檢測裝置測量運動部件的位置,反映其運動速度、時間以及重要的定位情況。升降機構(gòu)的定位精度直接影響晶圓到達(dá)工件臺上的精度。
晶圓升降機構(gòu)是自動控制的,通過音圈電機完成升降運動。如果電機失控此時機構(gòu)正處于升降運動中,運動部件會上升到高點停不下來頂住外部結(jié)構(gòu)過長時間從而損壞電機。為了避免以上問題,在機構(gòu)中增加保護措施,確保機構(gòu)運行的安全性。
晶圓測試用升降機構(gòu),包括底座、托板,其特征是,底座上固定連接有若干個升降滑軌座,托板可升降連接在升降滑軌座上,底座上可滑動連接支撐座,支撐座設(shè)置在托板下方,支撐座上固定連接有絲桿螺母,底座上安裝有驅(qū)動電機,驅(qū)動電機輸出軸傳動連接絲桿,絲桿與絲桿螺母配合連接,支撐座上設(shè)有斜塊,斜塊上端面為傾斜平面;托板上安裝有滾輪,滾輪抵接在斜塊上端面上,托板和底座之間安裝有托板位移測量用光柵尺,驅(qū)動電機電連接編碼器,光柵尺電連接編碼器。