晶圓中200mm 階段，采用晶圓輸送機(jī)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(jī)器人研究機(jī)構(gòu)在上世紀(jì) 80 年代開展了晶圓自動(dòng)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(dòng)電機(jī)、位移傳感器等關(guān)鍵部件。

近年來，國內(nèi)晶圓升降機(jī)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(jī)構(gòu)。前端支持品圓機(jī)械手爪隨滑塊在導(dǎo)軌內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，該機(jī)構(gòu)升降行程較小、精度低，速度慢，缺少晶圓保護(hù)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(dòng)和損壞，同時(shí)對驅(qū)動(dòng)電機(jī)造成沖擊。

晶圓升降機(jī)構(gòu)需要完成升降運(yùn)動(dòng)，采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)。直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，而不需要通過任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的新穎電機(jī)。其代表是音圈電機(jī)，音圈的繞制方向與磁場方向垂直，具有喇叭狀的輻射磁場，音圈通電后在磁場中會(huì)產(chǎn)生力，力的大小與施加在線圈上的電流成比例。電機(jī)運(yùn)動(dòng)形式可以為直線或者圓弧，主要用在精密儀器上。

位移是物體在運(yùn)動(dòng)過程中位置變化，它與移動(dòng)量有關(guān)。小位移通常用應(yīng)變式、渦流式、差動(dòng)變壓器式、電感式、霍爾傳感器來檢測，大位移常用感應(yīng)同步器、光柵、容柵、磁柵等傳感技術(shù)來測量。本文采用測量直線位移量的傳感器，具體有電感式位移傳感器、電容式位移傳感器、光電式位移傳感器、超聲波位移傳感器、霍爾式位移傳感器。

晶圓上表面有定位用的標(biāo)識，晶圓在預(yù)對準(zhǔn)階段確定好了與傳輸機(jī)械手的相對位置，經(jīng)過升降機(jī)構(gòu)到達(dá)工件臺吸盤上，為了檢測標(biāo)識位需要其與吸盤相對位置是固定的。因此要求升降機(jī)構(gòu)在圓周方向上不存在轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)光柵傳感器安裝要求光柵尺與讀數(shù)頭相對位置在+0.1mm。防轉(zhuǎn)裝置能機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圓周方向相對位置，晶圓傳輸?shù)木取?br/>
晶圓升降系統(tǒng)是半導(dǎo)體制造中重要的工藝設(shè)備之一，常規(guī)的晶圓升降系統(tǒng)通常有兩種：其中一種晶圓升降系統(tǒng)包括：頂針、靜電吸盤、組合支架及三個(gè)升降氣缸，所述頂針通過所述組合支架固定在所述升降氣缸上，當(dāng)所述頂針托載晶圓時(shí)，所述升降氣缸可以控制組合支架及托載晶圓的所述頂針相對靜電吸盤上升或者下降一定的高度。但是，當(dāng)組合支架使用時(shí)間過長時(shí)容易損壞，導(dǎo)致頂針，下降的高度不夠，使得頂針與晶圓的背面的間距過小，進(jìn)而導(dǎo)致晶圓上累積的電荷在該頂針區(qū)域局部放電起輝造成放電，從而導(dǎo)致晶圓良率損失。

另一種晶圓升降系統(tǒng)包括三個(gè)頂針、靜電吸盤及三個(gè)升降氣缸，一個(gè)升降氣缸控制一個(gè)頂針的升降，采用該裝置進(jìn)行晶圓升降時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于頂針的上升受升降氣缸壓力波動(dòng)的影響，導(dǎo)致三個(gè)頂針的下降高度存在差異，使得其中某個(gè)頂針與晶圓的背面的間距過小，進(jìn)而導(dǎo)致晶圓上累積的電荷在該頂針區(qū)域局部放電起輝造成放電，從而導(dǎo)致晶圓良率損失。

晶圓升降裝置，包括靜電卡盤及位于靜電卡盤下方的多個(gè)升降組件，靜電卡盤上放置有一晶圓，每個(gè)升降組件均包括驅(qū)動(dòng)單元、位移監(jiān)測單元及頂針，驅(qū)動(dòng)單元與頂針連接并驅(qū)動(dòng)頂針上升或下降以頂起或遠(yuǎn)離晶圓，位移監(jiān)測單元位于驅(qū)動(dòng)單元上，并用于監(jiān)測頂針上升或下降的高度并反饋給驅(qū)動(dòng)單元。

集成電路行業(yè)發(fā)展迅速，對芯片產(chǎn)品的良率要求日益增高，晶圓測試能夠在芯片未進(jìn)行切割、引線、封裝等多重后道工序加工前進(jìn)行測試，減少不良品在后續(xù)加工中的嚴(yán)重浪費(fèi)，所以急需晶圓測試設(shè)備達(dá)到高速、、高穩(wěn)定性的要求。晶圓測試設(shè)備達(dá)到高速、、高穩(wěn)定性的要求關(guān)鍵在于升降機(jī)構(gòu)。目前晶圓測試裝備采用的升降機(jī)構(gòu)頂升力較小，頂升穩(wěn)定性較差，精度低，而且有些頂升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本尚。
晶圓生產(chǎn)過程中，需要采用多種工藝進(jìn)行處理。處理工藝多是在設(shè)備內(nèi)進(jìn)行。如潤濕處理，需在潤濕槽內(nèi)進(jìn)行。電鍍需要在電鍍槽內(nèi)進(jìn)行。而現(xiàn)有技術(shù)中，將濕晶圓放入或取出處理裝置的一系列工序都需人工操作，一方面會(huì)降低生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)成本，另一方面也會(huì)因人工操作不當(dāng)導(dǎo)致晶圓的損壞，降低生產(chǎn)合格率。同時(shí)，人工操作所需空間大，空間利用率低。人工操作的另一個(gè)弊端是勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，無法滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要。人工操作還會(huì)導(dǎo)致工人接觸電鍍液或潤濕液而危害工人身體健康。

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