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。
晶圆升降机构隶属于晶圆自动传输系统,主要承担着与晶圆装卸机械手配合完成晶圆在加工工件台与预对准设备、晶圆盒之间交接的工作。大尺寸的晶圆重量增加,更易变形破损,Z 轴方向上的定位(重复定位)精度直接影响晶圆在过渡过程中平稳安全性;同时要考虑到结构紧凑、洁净化、低散热对环境影响尽量小。
位移是物体在运动过程中位置变化,它与移动量有关。小位移通常用应变式、涡流式、差动变压器式、电感式、霍尔传感器来检测,大位移常用感应同步器、光栅、容栅、磁栅等传感技术来测量。本文采用测量直线位移量的传感器,具体有电感式位移传感器、电容式位移传感器、光电式位移传感器、超声波位移传感器、霍尔式位移传感器。
晶圆升降机构是自动控制的,通过音圈电机完成升降运动。如果电机失控此时机构正处于升降运动中,运动部件会上升到高点停不下来顶住外部结构过长时间从而损坏电机。为了避免以上问题,在机构中增加保护措施,确保机构运行的安全性。
晶圆测试用升降机构,包括底座、托板,其特征是,底座上固定连接有若干个升降滑轨座,托板可升降连接在升降滑轨座上,底座上可滑动连接支撑座,支撑座设置在托板下方,支撑座上固定连接有丝杆螺母,底座上安装有驱动电机,驱动电机输出轴传动连接丝杆,丝杆与丝杆螺母配合连接,支撑座上设有斜块,斜块上端面为倾斜平面;托板上安装有滚轮,滚轮抵接在斜块上端面上,托板和底座之间安装有托板位移测量用光栅尺,驱动电机电连接编码器,光栅尺电连接编码器。
自动化的下一个水平是加载和卸载品圆。业界己经将晶圆片匣确立为主要的晶圆承载体和传输体。片匣通过多种机械原理被放置在机器、升降机和/或晶圆抽取器上,或机械手将晶圆输送到特定的工艺室、旋转卡盘。在某些工艺中,如一些工艺反应管,整个片匣都放在工艺反应室中。这一水平的自动化称为“单按钮”操作c通过一个按钮,操作员激活加载系统,晶圆被加工然后再回到片匣中。在工艺周期的后,机器发出警报声或点亮指示灯,操作员再将片匣移走。