直销晶圆运送机械吸臂设计

年来全球硅晶圆供给不足，导致8英寸、12英寸硅晶圆订单能见度分别已达2019上半年和年底。目前国内多个硅晶圆项目已经开始筹备，期望有朝一日能够打破进口依赖，并有足够的能力满足市场需求。硅在自然界中以硅酸盐或二氧化硅的形式***存在于岩石、砂砾中，硅晶圆的制造可以归纳为三个基本步骤：硅提炼及提纯、单晶硅生长、晶圆成型。一，晶柱制造步骤硅提纯:将沙石原料放入一个温度约为2000℃，并且有碳源存在的电弧熔炉中，在高温下，碳和沙石中的二氧化硅进行化学反应（碳氧结合，得硅），提纯得纯度约为98%的纯硅，又称冶金级硅，这对微电子器件来说依然不够纯，因为半导体材料的电学特性对杂质的浓度相当的敏感，因而对冶金级硅作进一步提纯：将粉碎的冶金级硅与气态的氯化氢进行氯化反应，生成液态的硅烷，然后通过蒸馏和化学还原工艺，得到了高纯度的多晶硅，其纯度达99%，成为电子级硅。在运动臂上加装滚动轴承或采用滚珠导轨也能使手臂运动轻快、平稳。直销晶圆运送机械吸臂设计

电镀：

到这一步，晶圆基本上就完成了，现在要在晶圆上镀一层硫酸铜，铜离子会从正极走向负极。

抛光：

然后将Wafer进行打磨，到这一步晶圆就真正的完成了。

切割：

对晶圆进行切割，值得一提的是晶圆十分易碎，因此对切割的工艺要求也是非常高的。

测试：

测试分为三大类：功能测试、性能测试、抗老化测试。大致测试模式如下:接触测试、功耗测试、输入漏电测试、输出电平测试、动态参数测试、模拟信号参数测试等等。全部测试都通过的，就是正片；部分测试未通过，但正常使用无碍，这是白片；未开始测试，就发现晶圆具有瑕疵的，这是黑片。

广州本地晶圆运送机械吸臂公司因此，在设计手臂时，须根据机械手抓取重量、自由度数、工作范围、运动速度及机械手的整体布局。

割抛光：

单晶棒将按适当的尺寸进行切割，然后进行研磨，将凹凸的切痕磨掉，再用化学机械抛光工艺使其至少一面光滑如镜，晶圆片制造就完成了。

二，晶圆制造步骤

晶圆镀膜：

通过物理或其他方式（如高温等）使晶圆上产生一层二氧化硅。二氧化硅为绝缘材料，但有杂质和特殊处理的二氧化硅有一定的导电性。二氧化硅在这里的作用是为了传导光。像是用二氧化硅做光导纤维是同一个道理。完成这步后就为后面光刻做好了准备。

光刻胶涂抹：

顾名思义，就是在晶圆表面覆盖上一层光刻胶，而对其技术要求是要做到平整和薄。

机械臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性, 已在工业装配, 安全防爆等领域得到广泛应用。机械臂是一个复杂系统, 存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。因而机械臂的建模模型也存在着不确定性，对于不同的任务, 需要规划机械臂关节空间的运动轨迹，从而级联构成末端位姿 [1]  。机器人系统是由视觉传感器、机械臂系统及主控计算机组成，其中机械臂系统又包括模块化机械臂和灵巧手两部分。整个系统的构建模型如图1 所示．一般也都装在手臂上。所以手臂的结构、工作范围、承载能力和动作精度都直接影响机械手的工作性能。

整个蛙腿型晶圆搬运机械手共由3个电机实现运动控制。2台直驱电机负责连接晶圆托盘连杆的同步控制，1台直流电机负责整个机械手的上升与下降控制。虽然轴数较少，但对控制的精度、平稳性和可靠性要求极高。整个控制架构基于CANopen或者EtherCAT。 针对客户的需求，Copley给出了性价比比较好的解决方案-- Accelnet Plus Module驱动器。Dual axis module同时驱动2台直驱电机，Single axis module驱动1台升降直流电机。双轴模块式驱动器使系统成本比较好化高精度时间戳保证PVT控制的比较好性能多通道**I/O高精度位置触发且多点位置数据存储客制化编码器接口协议-Gurley Virtual Absolute多点增益切换小体积可直接安装于机械手底座内部专业的技术支持合理选择机械手的坐标形式。直角坐标式机械手的位置精度较高，其结构和运动都比较简单、误差也小。直销晶圆运送机械吸臂设计

手端的定位由各部关节相互转角来确定，其误差是积累误差，因而精度较差，其位置精度也更难保证。直销晶圆运送机械吸臂设计

本发明涉及一种半导体制造技术，尤其是一种用于晶圆搬运的机械手。

背景技术：

在半导体加工设备中，经常需要将晶圆在各个工位之间进行传送，在传送的过程中，传送精度越高，设备工艺一致性就越好，速度越快，单台设备的产能就越大。随着半导体工艺的发展，设备处理的工艺越来越复杂，对设备自动化程度、柔性化程度要求也越来越高，这就需要一种定位精度高，速度快的多自由度的机械手。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种晶圆搬运机械手，本发明的机械手在传送过程中晶片中心始终保证直线运动，且角度不会发生改变。从而提高机械手整体刚度和承重能力，同时提高了重复定位精度。本发明结构合理性能稳定，维护方便，多功能集一身，可满足多种工艺设备要求，适用于各种半导体设备。

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