河源官方晶圓運(yùn)送機(jī)械吸臂工廠(chǎng)

隨著半導(dǎo)體制造工藝向更小尺寸、更高集成度的方向發(fā)展，對(duì)機(jī)械吸臂的精度和穩(wěn)定性要求越來(lái)越高。在納米級(jí)的制造工藝中，吸臂的微小振動(dòng)、位置偏差或吸附力不均勻都可能對(duì)晶圓造成嚴(yán)重影響。因此，如何進(jìn)一步提高吸臂的運(yùn)動(dòng)精度和穩(wěn)定性，減少各種誤差因素的影響，是當(dāng)前面臨的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。半導(dǎo)體制造車(chē)間的環(huán)境要求極為嚴(yán)格，需要在超凈、恒溫、恒濕的條件下進(jìn)行生產(chǎn)。機(jī)械吸臂在這樣的環(huán)境中運(yùn)行，需要具備良好的防塵、防靜電、耐腐蝕等性能。同時(shí)，為了滿(mǎn)足不同工藝設(shè)備的接口要求和工作空間限制，吸臂的設(shè)計(jì)還需要具備更高的靈活性和兼容性。如何在滿(mǎn)足這些復(fù)雜環(huán)境和工藝要求的前提下，保證吸臂的可靠性和使用壽命，也是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。通用性強(qiáng)，能適應(yīng)多種作業(yè)；工藝性好，便于維修調(diào)整。河源官方晶圓運(yùn)送機(jī)械吸臂工廠(chǎng)

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(jiàn)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(kāi)始籌備，期望有朝一日能夠打破進(jìn)口依賴(lài)，并有足夠的能力滿(mǎn)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(chēng)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。無(wú)錫原裝晶圓運(yùn)送機(jī)械吸臂批發(fā)零售價(jià)一般也都裝在手臂上。所以手臂的結(jié)構(gòu)、工作范圍、承載能力和動(dòng)作精度都直接影響機(jī)械手的工作性能。

晶圓運(yùn)送機(jī)械吸臂主要由以下幾個(gè)部分組成：

吸盤(pán)：用于吸附晶圓，通常采用真空吸附原理。吸盤(pán)材料應(yīng)具有耐磨、耐腐蝕、低粒子產(chǎn)生等特性，以保證晶圓表面不受污染。

機(jī)械臂：用于支撐和移動(dòng)吸盤(pán)，實(shí)現(xiàn)晶圓在不同工藝設(shè)備間的傳送。機(jī)械臂應(yīng)具有高精度、高穩(wěn)定性和高剛性等特點(diǎn)，以確保晶圓在傳送過(guò)程中的精確定位和平穩(wěn)運(yùn)輸。

傳動(dòng)系統(tǒng)：為機(jī)械臂提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)吸臂的伸縮、旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作。傳動(dòng)系統(tǒng)通常采用電機(jī)、減速器、傳動(dòng)帶等部件組成，確保吸臂運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

控制系統(tǒng)：負(fù)責(zé)控制機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)軌跡、速度和加速度等參數(shù)?？刂葡到y(tǒng)一般采用先進(jìn)的伺服控制技術(shù)和高精度傳感器，實(shí)現(xiàn)吸臂的高精度定位和穩(wěn)定運(yùn)行。

 晶圓是半導(dǎo)體行業(yè)的關(guān)鍵元件，隨著半導(dǎo)體行業(yè)的迅速發(fā)展，晶圓的搬運(yùn)技術(shù)逐漸成為制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。晶圓搬運(yùn)機(jī)械手是IC裝備的**之一，其性能的優(yōu)劣直接影響晶圓的生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量，體現(xiàn)著整個(gè)加工系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和可靠性。在晶圓加工系統(tǒng)中包含兩類(lèi)晶圓搬運(yùn)機(jī)械手：大氣機(jī)械手（FI robot) 和真空機(jī)械手(Vacuum robot)。前者將晶圓從晶圓盒中取出并放到預(yù)對(duì)準(zhǔn)設(shè)備上，工作環(huán)境滿(mǎn)足一定的大氣潔凈度要求，控制精度要求相對(duì)較低。后者將晶圓從預(yù)對(duì)準(zhǔn)設(shè)備上取下，搬運(yùn)到各個(gè)工位進(jìn)行刻蝕等工藝流程加工，并將加工完的晶圓搬運(yùn)到接口位置，等待大氣機(jī)械手放回晶圓盒。這些工藝流程需要在真空環(huán)境下進(jìn)行，機(jī)械手必須要完全滿(mǎn)足真空潔凈度要求，控制精度和可靠性要求極高。晶圓運(yùn)送機(jī)械吸臂采用先進(jìn)的吸附技術(shù)，可穩(wěn)定地吸附晶圓。

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(pán)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(hù)的需求，Copley給出了性?xún)r(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(zhuān)業(yè)的技術(shù)支持為此，手臂一般都采用剛性較好的導(dǎo)向桿來(lái)加大手臂的剛度.河源官方晶圓運(yùn)送機(jī)械吸臂工廠(chǎng)

此外，對(duì)于熱加工的機(jī)械手，還要考慮熱輻射，手臂要較長(zhǎng)，以遠(yuǎn)離熱源，并須裝有冷卻裝置。河源官方晶圓運(yùn)送機(jī)械吸臂工廠(chǎng)

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(xiàn)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(mǎn)足多種工藝設(shè)備要求，適用于各種半導(dǎo)體設(shè)備。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決：一種晶圓搬運(yùn)機(jī)械手，包括升降軸、旋轉(zhuǎn)軸和伸展軸，其特征為，所述的伸展軸包括伸展電機(jī)、一級(jí)伸展臂、二級(jí)伸展臂和手指固定座，所述的一級(jí)伸展臂與所述伸展電機(jī)之間設(shè)置有一級(jí)關(guān)節(jié)，所述的一級(jí)伸展臂與所述的二級(jí)伸展臂之間設(shè)置有二級(jí)關(guān)節(jié)，所述的二級(jí)伸展臂和所述的手指固定座之間設(shè)置有三級(jí)關(guān)節(jié)，所述的伸展電機(jī)、所述的一級(jí)關(guān)節(jié)、所述的二級(jí)關(guān)節(jié)和所述的三級(jí)關(guān)節(jié)依次傳動(dòng)，所述的手指固定座始終保持直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

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