合肥晶圆扶梯晶圆升降器

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。

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。

升降机构运动部件是整个机构的核心部件，完成升降运动是传输系统对机构的核心要求。通过的检测装置测量运动部件的位置，反映其运动速度、时间以及重要的定位情况。升降机构的定位精度直接影响晶圆到达工件台上的精度。

晶圆升降系统是半导体制造中重要的工艺设备之一，常规的晶圆升降系统通常有两种：其中一种晶圆升降系统包括：顶针、静电吸盘、组合支架及三个升降气缸，所述顶针通过所述组合支架固定在所述升降气缸上，当所述顶针托载晶圆时，所述升降气缸可以控制组合支架及托载晶圆的所述顶针相对静电吸盘上升或者下降一定的高度。但是，当组合支架使用时间过长时容易损坏，导致顶针，下降的高度不够，使得顶针与晶圆的背面的间距过小，进而导致晶圆上累积的电荷在该顶针区域局部放电起辉造成放电，从而导致晶圆良率损失。

另一种晶圆升降系统包括三个顶针、静电吸盘及三个升降气缸，一个升降气缸控制一个顶针的升降，采用该装置进行晶圆升降时发现，由于顶针的上升受升降气缸压力波动的影响，导致三个顶针的下降高度存在差异，使得其中某个顶针与晶圆的背面的间距过小，进而导致晶圆上累积的电荷在该顶针区域局部放电起辉造成放电，从而导致晶圆良率损失。

目前，半导体制程设备中，常常需要用电机通过传动带带动滚珠丝杆，来控制晶圆的升降。而传动带通过摩擦来传递动力，因此传动带要调整张紧力以获得合适的摩擦力。通过调整传动带的张紧度可以调整传动带和齿轮之间的摩擦力，传动带的张紧度可通过调节电机位置进行调整。另外传动带过紧会使传动带磨损严重，过松则易产生打滑现象，使传动带严重磨损甚至烧坏。

集成电路行业发展迅速，对芯片产品的良率要求日益增高，晶圆测试能够在芯片未进行切割、引线、封装等多重后道工序加工前进行测试，减少不良品在后续加工中的严重浪费，所以急需晶圆测试设备达到高速、、高稳定性的要求。晶圆测试设备达到高速、、高稳定性的要求关键在于升降机构。目前晶圆测试装备采用的升降机构顶升力较小，顶升稳定性较差，精度低，而且有些顶升机构结构复杂，制造成本尚。

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。
随着制造工艺的进步，所加工的硅片直径越来越大，而器件特征尺寸在不断缩小，单位面积上能够容纳的集成电路数量剧增，成品率显著提高，单位产品的成本大幅度降低，可靠性等性能指标显著提升，促进了大生产的规模化。