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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。
晶圆升降机构需要完成升降运动,采用直线电机驱动。直线电机是一种将电能直接转换成直线运动,而不需要通过任何中间转换机构的新颖电机。其代表是音圈电机,音圈的绕制方向与磁场方向垂直,具有喇叭状的辐射磁场,音圈通电后在磁场中会产生力,力的大小与施加在线圈上的电流成比例。电机运动形式可以为直线或者圆弧,主要用在精密仪器上。
晶圆升降机构中的真空吸附系统是用来吸附和释放品圆,从而进行晶圆的检测和传输,以便实现传输的。机构要求晶圆定位精度高,真空吸附系统在吸附和释放晶圆过程中尽量减小冲击,要求吸附的时候应当缓慢地增加或减小真空压力,使得压力变化为斜坡变化,大限度减小晶圆在真空吸附下精度的损失。
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。
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。
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。
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