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晶圆中200mm 阶段,采用晶圆输送机代替人手操作,排除人为带入的环境污染。随着IC 制造工艺的发展和对环境洁净度要求的提高,国外机器人研究机构在上世纪 80 年代开展了晶圆自动传输系统各部分的关键技术研究,研制出直接驱动电机、位移传感器等关键部件。
晶圆上表面有定位用的标识,晶圆在预对准阶段确定好了与传输机械手的相对位置,经过升降机构到达工件台吸盘上,为了检测标识位需要其与吸盘相对位置是固定的。因此要求升降机构在圆周方向上不存在转动。同时光栅传感器安装要求光栅尺与读数头相对位置在+0.1mm。防转装置能机构运动圆周方向相对位置,晶圆传输的精度。
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。
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。
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。
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