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IC 制造过程各种工艺前都需要进行晶圆的传输、定位和姿态调整。晶圆升降机构就是品圆自动传输系统重要组成部分之一。其速度、重复定位精度将直接或间接影响 IC 的生产效率和制造质量。研究、高速度、高稳定性的新型晶圆升降机构可以提高生产效率和制造质量,为 IC 制造提供有力保障。

近年来,国内晶圆升降机构的发展也很迅速。一些较早投入应用的晶圆传输机构。前端支持品圆机械手爪随滑块在导轨内上下运动,由直流电机驱动,该机构升降行程较小、精度低,速度慢,缺少晶圆保护装置。另外交接晶圆过程中,吸附系统使晶圆中间变形,定位精度低,开环控制易造成晶圆窜动和损坏,同时对驱动电机造成冲击。

电机驱动滑块沿导轨导向运动,检测单元反馈位置信号控制机构运动,真空吸附单元与导轨滑块用连接块连接,跟随滑块运动运载晶圆,其上加装缓冲装置单元,使吸管与晶圆、晶圆与上下臂和吸盘接触过程中防止吸附的晶圆产生变形甚至破损,以及减小对电机的冲击。

晶圆上表面有定位用的标识,晶圆在预对准阶段确定好了与传输机械手的相对位置,经过升降机构到达工件台吸盘上,为了检测标识位需要其与吸盘相对位置是固定的。因此要求升降机构在圆周方向上不存在转动。同时光栅传感器安装要求光栅尺与读数头相对位置在+0.1mm。防转装置能机构运动圆周方向相对位置,晶圆传输的精度。

晶圆升降装置,包括静电卡盘及位于静电卡盘下方的多个升降组件,静电卡盘上放置有一晶圆,每个升降组件均包括驱动单元、位移监测单元及顶针,驱动单元与顶针连接并驱动顶针上升或下降以顶起或远离晶圆,位移监测单元位于驱动单元上,并用于监测顶针上升或下降的高度并反馈给驱动单元。

晶圆生产过程中,需要采用多种工艺进行处理。处理工艺多是在设备内进行。如润湿处理,需在润湿槽内进行。电镀需要在电镀槽内进行。而现有技术中,将湿晶圆放入或取出处理装置的一系列工序都需人工操作,一方面会降低生产效率,提高生产成本,另一方面也会因人工操作不当导致晶圆的损坏,降低生产合格率。同时,人工操作所需空间大,空间利用率低。人工操作的另一个弊端是劳动强度大,效率低,无法满足大规模生产的需要。人工操作还会导致工人接触电镀液或润湿液而危害工人身体健康。

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