晶圓升降機(jī)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：TP23學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：621密級(jí)：公開(kāi)工學(xué)碩士學(xué)位論文工學(xué)碩士學(xué)位論文晶圓升降機(jī)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究碩士研究生：李鵬導(dǎo)師：崔繼文副教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：儀器科學(xué)與技術(shù)所在單位：自動(dòng)化測(cè)試與控制系答辯日期：2011年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文摘要集成電路(IC)是電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心，IC制造裝備是IC產(chǎn)業(yè)的最主要支撐。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

2、態(tài)調(diào)整。晶圓升降機(jī)構(gòu)就是晶圓自動(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。研究高精度、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。本文在分析晶圓升降機(jī)構(gòu)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況和研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)，主要對(duì)晶圓升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)全新設(shè)計(jì)；關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了性能分析優(yōu)化；完成了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)調(diào)試；機(jī)構(gòu)關(guān)鍵的性能參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。具體內(nèi)容包

3、括：1.從晶圓升降機(jī)構(gòu)機(jī)理角度，分析了其功能與流程，提出了新型機(jī)構(gòu)總體方案，完成了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、真空吸附裝置、空氣靜壓裝置具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為了減小交接晶圓過(guò)程沖擊力影響，機(jī)械結(jié)構(gòu)上增加了簧片緩沖和防轉(zhuǎn)裝置。2.在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上討論其結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響。從分析晶圓參數(shù)出發(fā)，對(duì)真空吸管位置和緩沖簧片尺寸進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化；運(yùn)動(dòng)部件和晶圓建立整體模型仿真分析；對(duì)空氣靜壓裝置進(jìn)行了靜力特性和振動(dòng)模態(tài)分析，從仿真分析方面驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿(mǎn)足性能要求。

4、3.設(shè)計(jì)晶圓升降機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，確定了伺服系統(tǒng)和真空吸附系統(tǒng)的總體方案。完成了伺服系統(tǒng)構(gòu)建以及真空吸附控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)調(diào)節(jié)伺服系統(tǒng)PID參數(shù)，改善系統(tǒng)性能，實(shí)現(xiàn)晶圓精確定位。4.依據(jù)激光測(cè)量位移原理建立了晶圓升降機(jī)構(gòu)激光測(cè)量實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行了機(jī)構(gòu)性能特性實(shí)驗(yàn)包括運(yùn)動(dòng)范圍、最大速度、最大加速度實(shí)驗(yàn)，完成了關(guān)鍵位置的重復(fù)定位精度實(shí)驗(yàn)和分辨能力實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，文中新型的300mm晶圓升降機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)行程18mm，最大速度81.38mms，最大