广东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。手臂上的零部件，如油缸、导向杆、控制件等都安装在手臂上。广东晶圆运送机械吸臂设计

与传统的SCARA型搬运机械手相比，蛙腿型机械手的传动机构更简单，刚性更高，且工作效率更高。如上图所示，蛙腿型机械手手臂为对称双连杆的并联结构，包括1对大臂和2对小臂。2个直驱电机分别通过2个同轴的旋转轴连接大臂，大臂末端通过4个旋转轴连接尺寸相同的2对小臂，2对小臂的末端又通过2个旋转轴连接晶圆托盘。 该机械手虽然只有3个电机，但水平连杆却有10个旋转关节，因此对整个真空机械手建立旋转关节坐标与末端晶圆托盘坐标之间的函数关系是一个复杂的过程韶关晶圆运送机械吸臂维修机械手的运动速度一般是根据产品的生产节拍要求来决定的，但不宜盲目追求高速度。

3) 加速度反馈控制。Khorrami FarShad 和Jain Sandeep研究了利用末端加速度反馈控制柔性机械臂的末端轨迹控制问题。4) 被动阻尼控制。为降低柔性体相对弹性变形的影响 选用各种耗能或储能材料设计臂的结构以控制振动。 或者在柔性梁上采用阻尼减振器、阻尼材料、复合型阻尼金属板、、阻尼合金或用粘弹性大阻尼材料形成附加阻尼结构均属于被动阻尼控制。 近年来 粘弹性大阻尼材料用于柔性机械臂的振动控制已引起高度重视。RoSSi Mauro 和Wang David研究了柔性机器人的被动控制问题。5) 力反馈控制法。柔性机械臂振动的力反馈控制实际上是基于逆动力学分析的控制方法 即根据逆动力学分析 通过臂末端的给定运动求得施加于驱动端的力矩 并通过运动或力检测对驱动力矩进行反馈补偿。

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手臂由静止状态达到正常的运动速度为启动，由常速减到停止不动为制动，速度的变化过程为速度特性曲线。

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。

所述铝合金平板下表面通过金属箔片密封其真空腔体。韶关晶圆运送机械吸臂维修

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。广东晶圆运送机械吸臂设计

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