晶圓升降機(jī)構(gòu)隸屬于晶圓自動(dòng)傳輸系統(tǒng)，主要承擔(dān)著與晶圓裝卸機(jī)械手配合完成晶圓在加工工件臺(tái)與預(yù)對(duì)準(zhǔn)設(shè)備、晶圓盒之間交接的工作。大尺寸的晶圓重量增加，更易變形破損，Z 軸方向上的定位(重復(fù)定位)精度直接影響晶圓在過渡過程中平穩(wěn)安全性;同時(shí)要考慮到結(jié)構(gòu)緊湊、潔凈化、低散熱對(duì)環(huán)境影響盡量小。

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(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)造成沖擊。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊沿導(dǎo)軌導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)，檢測單元反饋位置信號(hào)控制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，真空吸附單元與導(dǎo)軌滑塊用連接塊連接，跟隨滑塊運(yùn)動(dòng)運(yùn)載晶圓，其上加裝緩沖裝置單元，使吸管與晶圓、晶圓與上下臂和吸盤接觸過程中防止吸附的晶圓產(chǎn)生變形甚至破損，以及減小對(duì)電機(jī)的沖擊。

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。

晶圓升降機(jī)構(gòu)中的真空吸附系統(tǒng)是用來吸附和釋放品圓，從而進(jìn)行晶圓的檢測和傳輸，以便實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)摹C(jī)構(gòu)要求晶圓定位精度高，真空吸附系統(tǒng)在吸附和釋放晶圓過程中盡量減小沖擊，要求吸附的時(shí)候應(yīng)當(dāng)緩慢地增加或減小真空壓力，使得壓力變化為斜坡變化，大限度減小晶圓在真空吸附下精度的損失。

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(duì)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。

目前，半導(dǎo)體制程設(shè)備中，常常需要用電機(jī)通過傳動(dòng)帶帶動(dòng)滾珠絲桿，來控制晶圓的升降。而傳動(dòng)帶通過摩擦來傳遞動(dòng)力，因此傳動(dòng)帶要調(diào)整張緊力以獲得合適的摩擦力。通過調(diào)整傳動(dòng)帶的張緊度可以調(diào)整傳動(dòng)帶和齒輪之間的摩擦力，傳動(dòng)帶的張緊度可通過調(diào)節(jié)電機(jī)位置進(jìn)行調(diào)整。另外傳動(dòng)帶過緊會(huì)使傳動(dòng)帶磨損嚴(yán)重，過松則易產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，使傳動(dòng)帶嚴(yán)重磨損甚至燒壞。

集成電路行業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)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。
在制造IC的生產(chǎn)線中，已全面采用了計(jì)算機(jī)控制和機(jī)器人搬運(yùn)。對(duì)于復(fù)雜的作人為失誤在所難免，而且在潔凈室中，即使操作者身著無塵服，也不免造成污染。采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)器人搬運(yùn)，可提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全性，從而降低成本。