晶圓升降機構(gòu)隸屬于晶圓自動傳輸系統(tǒng),主要承擔(dān)著與晶圓裝卸機械手配合完成晶圓在加工工件臺與預(yù)對準設(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;同時要考慮到結(jié)構(gòu)緊湊、潔凈化、低散熱對環(huán)境影響盡量小。
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 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。
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。
目前,半導(dǎo)體制程設(shè)備中,常常需要用電機通過傳動帶帶動滾珠絲桿,來控制晶圓的升降。而傳動帶通過摩擦來傳遞動力,因此傳動帶要調(diào)整張緊力以獲得合適的摩擦力。通過調(diào)整傳動帶的張緊度可以調(diào)整傳動帶和齒輪之間的摩擦力,傳動帶的張緊度可通過調(diào)節(jié)電機位置進行調(diào)整。另外傳動帶過緊會使傳動帶磨損嚴重,過松則易產(chǎn)生打滑現(xiàn)象,使傳動帶嚴重磨損甚至燒壞。
隨著制造工藝的進步,所加工的硅片直徑越來越大,而器件特征尺寸在不斷縮小,單位面積上能夠容納的集成電路數(shù)量劇增,成品率顯著提高,單位產(chǎn)品的成本大幅度降低,可靠性等性能指標(biāo)顯著提升,促進了大生產(chǎn)的規(guī)模化。
在制造IC的生產(chǎn)線中,已全面采用了計算機控制和機器人搬運。對于復(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。采用計算機控制和機器人搬運,可提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全性,從而降低成本。