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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。

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。

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。

晶圆升降装置，包括静电卡盘及位于静电卡盘下方的多个升降组件，静电卡盘上放置有一晶圆，每个升降组件均包括驱动单元、位移监测单元及顶针，驱动单元与顶针连接并驱动顶针上升或下降以顶起或远离晶圆，位移监测单元位于驱动单元上，并用于监测顶针上升或下降的高度并反馈给驱动单元。

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。
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。