IC 制造過(guò)程各種工藝前都需要進(jìn)行晶圓的傳輸、定位和姿態(tài)調(diào)整。晶圓升降機(jī)構(gòu)就是品圓自動(dòng)傳輸系統(tǒng)重要組成部分之一。其速度、重復(fù)定位精度將直接或間接影響 IC 的生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量。研究、高速度、高穩(wěn)定性的新型晶圓升降機(jī)構(gòu)可以提高生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量，為 IC 制造提供有力保障。

晶圓升降機(jī)構(gòu)隸屬于晶圓自動(dòng)傳輸系統(tǒng)，主要承擔(dān)著與晶圓裝卸機(jī)械手配合完成晶圓在加工工件臺(tái)與預(yù)對(duì)準(zhǔn)設(shè)備、晶圓盒之間交接的工作。大尺寸的晶圓重量增加，更易變形破損，Z 軸方向上的定位(重復(fù)定位)精度直接影響晶圓在過(guò)渡過(guò)程中平穩(wěn)安全性;同時(shí)要考慮到結(jié)構(gòu)緊湊、潔凈化、低散熱對(duì)環(huán)境影響盡量小。

晶圓中200mm 階段，采用晶圓輸送機(jī)代替人手操作，排除人為帶入的環(huán)境污染。隨著IC 制造工藝的發(fā)展和對(duì)環(huán)境潔凈度要求的提高，國(guó)外機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)在上世紀(jì) 80 年代開(kāi)展了晶圓自動(dòng)傳輸系統(tǒng)各部分的關(guān)鍵技術(shù)研究，研制出直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)、位移傳感器等關(guān)鍵部件。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)晶圓升降機(jī)構(gòu)的發(fā)展也很迅速。一些較早投入應(yīng)用的晶圓傳輸機(jī)構(gòu)。前端支持品圓機(jī)械手爪隨滑塊在導(dǎo)軌內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，該機(jī)構(gòu)升降行程較小、精度低，速度慢，缺少晶圓保護(hù)裝置。另外交接晶圓過(guò)程中，吸附系統(tǒng)使晶圓中間變形，定位精度低，開(kāi)環(huán)控制易造成晶圓竄動(dòng)和損壞，同時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)造成沖擊。

晶圓上表面有定位用的標(biāo)識(shí)，晶圓在預(yù)對(duì)準(zhǔn)階段確定好了與傳輸機(jī)械手的相對(duì)位置，經(jīng)過(guò)升降機(jī)構(gòu)到達(dá)工件臺(tái)吸盤上，為了檢測(cè)標(biāo)識(shí)位需要其與吸盤相對(duì)位置是固定的。因此要求升降機(jī)構(gòu)在圓周方向上不存在轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)光柵傳感器安裝要求光柵尺與讀數(shù)頭相對(duì)位置在+0.1mm。防轉(zhuǎn)裝置能機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圓周方向相對(duì)位置，晶圓傳輸?shù)木取?br/>
晶圓升降系統(tǒng)是半導(dǎo)體制造中重要的工藝設(shè)備之一，常規(guī)的晶圓升降系統(tǒng)通常有兩種：其中一種晶圓升降系統(tǒng)包括：頂針、靜電吸盤、組合支架及三個(gè)升降氣缸，所述頂針通過(guò)所述組合支架固定在所述升降氣缸上，當(dāng)所述頂針托載晶圓時(shí)，所述升降氣缸可以控制組合支架及托載晶圓的所述頂針相對(duì)靜電吸盤上升或者下降一定的高度。但是，當(dāng)組合支架使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)容易損壞，導(dǎo)致頂針，下降的高度不夠，使得頂針與晶圓的背面的間距過(guò)小，進(jìn)而導(dǎo)致晶圓上累積的電荷在該頂針區(qū)域局部放電起輝造成放電，從而導(dǎo)致晶圓良率損失。

另一種晶圓升降系統(tǒng)包括三個(gè)頂針、靜電吸盤及三個(gè)升降氣缸，一個(gè)升降氣缸控制一個(gè)頂針的升降，采用該裝置進(jìn)行晶圓升降時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于頂針的上升受升降氣缸壓力波動(dòng)的影響，導(dǎo)致三個(gè)頂針的下降高度存在差異，使得其中某個(gè)頂針與晶圓的背面的間距過(guò)小，進(jìn)而導(dǎo)致晶圓上累積的電荷在該頂針區(qū)域局部放電起輝造成放電，從而導(dǎo)致晶圓良率損失。