晶圓作為半導(dǎo)體芯片的關(guān)鍵材料，其表面質(zhì)量和完整性直接決定了芯片的性能和可靠性。機(jī)械吸臂在搬運(yùn)晶圓過(guò)程中，必須要保證晶圓不受任何損傷和污染。任何微小的劃痕、顆粒污染或靜電放電都可能導(dǎo)致晶圓報(bào)廢，從而增加生產(chǎn)成本。因此，高精度、高可靠性的機(jī)械吸臂是確保晶圓質(zhì)量和成品率的重要保障。此外，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片制造工藝越來(lái)越復(fù)雜，晶圓尺寸也不斷增大，對(duì)晶圓搬運(yùn)的精度和穩(wěn)定性要求也越來(lái)越高。例如，在先進(jìn)的集成電路制造工藝中，晶圓的線寬已經(jīng)達(dá)到納米級(jí)別，這就要求機(jī)械吸臂在搬運(yùn)晶圓時(shí)的定位精度要達(dá)到亞微米甚至更高的級(jí)別。實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、升降運(yùn)動(dòng)是由橫臂和產(chǎn)柱去完成。江門進(jìn)口晶圓運(yùn)送機(jī)械吸臂推廣

    控制策略對(duì)柔性機(jī)械臂的控制一般有如下方式,1)剛性化處理。完全忽略結(jié)構(gòu)的彈性變形對(duì)結(jié)構(gòu)剛體運(yùn)動(dòng)的影響。例如為了避免過(guò)大的彈性變形破壞柔性機(jī)械臂的穩(wěn)定性和末端定位精度NASA的遙控太空手運(yùn)動(dòng)的比較大角速度為。2)前饋補(bǔ)償法。將機(jī)械臂柔性變形形成的機(jī)械振動(dòng)看成是對(duì)剛性運(yùn)動(dòng)的確定性干擾而采用前饋補(bǔ)償?shù)霓k法來(lái)抵消這種干擾。德國(guó)的BerndGebler研究了具有彈性桿和彈性關(guān)節(jié)的工業(yè)機(jī)器人的前饋控制。張鐵民研究了基于利用增加零點(diǎn)來(lái)消除系統(tǒng)的主導(dǎo)極點(diǎn)和系統(tǒng)不穩(wěn)定的方法設(shè)計(jì)了具有時(shí)間延時(shí)的前饋控制器和PID控制器比較起來(lái)可以更加明顯的消除系統(tǒng)的殘余振動(dòng)。SeeringWarrenP。等學(xué)者對(duì)前饋補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。 揭陽(yáng)進(jìn)口晶圓運(yùn)送機(jī)械吸臂價(jià)格優(yōu)惠手臂就要產(chǎn)生振動(dòng)，或動(dòng)作時(shí)工件卡死無(wú)法工作。

與傳統(tǒng)的SCARA型搬運(yùn)機(jī)械手相比，蛙腿型機(jī)械手的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)更簡(jiǎn)單，剛性更高，且工作效率更高。如上圖所示，蛙腿型機(jī)械手手臂為對(duì)稱雙連桿的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，包括1對(duì)大臂和2對(duì)小臂。2個(gè)直驅(qū)電機(jī)分別通過(guò)2個(gè)同軸的旋轉(zhuǎn)軸連接大臂，大臂末端通過(guò)4個(gè)旋轉(zhuǎn)軸連接尺寸相同的2對(duì)小臂，2對(duì)小臂的末端又通過(guò)2個(gè)旋轉(zhuǎn)軸連接晶圓托盤。 該機(jī)械手雖然只有3個(gè)電機(jī)，但水平連桿卻有10個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，因此對(duì)整個(gè)真空機(jī)械手建立旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)坐標(biāo)與末端晶圓托盤坐標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程

整個(gè)蛙腿型晶圓搬運(yùn)機(jī)械手共由3個(gè)電機(jī)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制。2臺(tái)直驅(qū)電機(jī)負(fù)責(zé)連接晶圓托盤連桿的同步控制，1臺(tái)直流電機(jī)負(fù)責(zé)整個(gè)機(jī)械手的上升與下降控制。雖然軸數(shù)較少，但對(duì)控制的精度、平穩(wěn)性和可靠性要求極高。整個(gè)控制架構(gòu)基于CANopen或者EtherCAT。 針對(duì)客戶的需求，Copley給出了性價(jià)比比較好的解決方案-- Accelnet Plus Module驅(qū)動(dòng)器。Dual axis module同時(shí)驅(qū)動(dòng)2臺(tái)直驅(qū)電機(jī)，Single axis module驅(qū)動(dòng)1臺(tái)升降直流電機(jī)。雙軸模塊式驅(qū)動(dòng)器使系統(tǒng)成本比較好化高精度時(shí)間戳保證PVT控制的比較好性能多通道**I/O高精度位置觸發(fā)且多點(diǎn)位置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)客制化編碼器接口協(xié)議-Gurley Virtual Absolute多點(diǎn)增益切換小體積可直接安裝于機(jī)械手底座內(nèi)部專業(yè)的技術(shù)支持柔性機(jī)械臂具有較低的能耗、較大的操作空間和很高的效率。

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造技術(shù)，尤其是一種用于晶圓搬運(yùn)的機(jī)械手。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體加工設(shè)備中，經(jīng)常需要將晶圓在各個(gè)工位之間進(jìn)行傳送，在傳送的過(guò)程中，傳送精度越高，設(shè)備工藝一致性就越好，速度越快，單臺(tái)設(shè)備的產(chǎn)能就越大。隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，設(shè)備處理的工藝越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)設(shè)備自動(dòng)化程度、柔性化程度要求也越來(lái)越高，這就需要一種定位精度高，速度快的多自由度的機(jī)械手。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種晶圓搬運(yùn)機(jī)械手，本發(fā)明的機(jī)械手在傳送過(guò)程中晶片中心始終保證直線運(yùn)動(dòng)，且角度不會(huì)發(fā)生改變。從而提高機(jī)械手整體剛度和承重能力，同時(shí)提高了重復(fù)定位精度。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理性能穩(wěn)定，維護(hù)方便，多功能集一身，可滿足多種工藝設(shè)備要求，適用于各種半導(dǎo)體設(shè)備。

柔性機(jī)械臂不只是一個(gè)剛?cè)狁詈系姆蔷€性系統(tǒng)，也是系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性與控制特性相互耦合的非線性系統(tǒng)。江門進(jìn)口晶圓運(yùn)送機(jī)械吸臂推廣

加設(shè)定位裝置和行程檢測(cè)機(jī)構(gòu)。江門進(jìn)口晶圓運(yùn)送機(jī)械吸臂推廣

年來(lái)全球硅晶圓供給不足，導(dǎo)致8英寸、12英寸硅晶圓訂單能見度分別已達(dá)2019上半年和年底。目前國(guó)內(nèi)多個(gè)硅晶圓項(xiàng)目已經(jīng)開始籌備，期望有朝一日能夠打破進(jìn)口依賴，并有足夠的能力滿足市場(chǎng)需求。硅在自然界中以硅酸鹽或二氧化硅的形式***存在于巖石、砂礫中，硅晶圓的制造可以歸納為三個(gè)基本步驟：硅提煉及提純、單晶硅生長(zhǎng)、晶圓成型。一，晶柱制造步驟硅提純:將沙石原料放入一個(gè)溫度約為2000℃，并且有碳源存在的電弧熔爐中，在高溫下，碳和沙石中的二氧化硅進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)（碳氧結(jié)合，得硅），提純得純度約為98%的純硅，又稱冶金級(jí)硅，這對(duì)微電子器件來(lái)說(shuō)依然不夠純，因?yàn)榘雽?dǎo)體材料的電學(xué)特性對(duì)雜質(zhì)的濃度相當(dāng)?shù)拿舾校蚨鴮?duì)冶金級(jí)硅作進(jìn)一步提純：將粉碎的冶金級(jí)硅與氣態(tài)的氯化氫進(jìn)行氯化反應(yīng)，生成液態(tài)的硅烷，然后通過(guò)蒸餾和化學(xué)還原工藝，得到了高純度的多晶硅，其純度達(dá)99%，成為電子級(jí)硅。江門進(jìn)口晶圓運(yùn)送機(jī)械吸臂推廣

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