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，對機械吸臂的精度和穩(wěn)定性要求越來越高。在納米級的制造工藝中，吸臂的微小振動、位置偏差或吸附力不均勻都可能對晶圓造成嚴(yán)重影響。因此，如何進一步提高吸臂的運動精度和穩(wěn)定性，減少各種誤差因素的影響，是當(dāng)前面臨的一個重要挑戰(zhàn)。半導(dǎo)體制造車間的環(huán)境要求極為嚴(yán)格，需要在超凈、恒溫、恒濕的條件下進行生產(chǎn)。機械吸臂在這樣的環(huán)境中運行，需要具備良好的防塵、防靜電、耐腐蝕等性能。同時，為了滿足不同工藝設(shè)備的接口要求和工作空間限制，吸臂的設(shè)計還需要具備更高的靈活性和兼容性。如何在滿足這些復(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)鍵問題。通用性強，能適應(yīng)多種作業(yè)；工藝性好，便于維修調(diào)整。河源官方晶圓運送機械吸臂工廠

年來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。目前國內(nèi)多個硅晶圓項目已經(jīng)開始籌備，期望有朝一日能夠打破進口依賴，并有足夠的能力滿足市場需求。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基本步驟：硅提煉及提純、單晶硅生長、晶圓成型。一，晶柱制造步驟硅提純:將沙石原料放入一個溫度約為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，又稱冶金級硅，這對微電子器件來說依然不夠純，因為半導(dǎo)體材料的電學(xué)特性對雜質(zhì)的濃度相當(dāng)?shù)拿舾?，因而對冶金級硅作進一步提純：將粉碎的冶金級硅與氣態(tài)的氯化氫進行氯化反應(yīng)，生成液態(tài)的硅烷，然后通過蒸餾和化學(xué)還原工藝，得到了高純度的多晶硅，其純度達(dá)99%，成為電子級硅。無錫原裝晶圓運送機械吸臂批發(fā)零售價一般也都裝在手臂上。所以手臂的結(jié)構(gòu)、工作范圍、承載能力和動作精度都直接影響機械手的工作性能。

晶圓運送機械吸臂主要由以下幾個部分組成：

吸盤：用于吸附晶圓，通常采用真空吸附原理。吸盤材料應(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。

機械臂：用于支撐和移動吸盤，實現(xiàn)晶圓在不同工藝設(shè)備間的傳送。機械臂應(yīng)具有高精度、高穩(wěn)定性和高剛性等特點，以確保晶圓在傳送過程中的精確定位和平穩(wěn)運輸。

傳動系統(tǒng)：為機械臂提供動力，實現(xiàn)吸臂的伸縮、旋轉(zhuǎn)等動作。傳動系統(tǒng)通常采用電機、減速器、傳動帶等部件組成，確保吸臂運動的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

控制系統(tǒng)：負(fù)責(zé)控制機械臂的運動軌跡、速度和加速度等參數(shù)?？刂葡到y(tǒng)一般采用先進的伺服控制技術(shù)和高精度傳感器，實現(xiàn)吸臂的高精度定位和穩(wěn)定運行。

 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。晶圓搬運機械手是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)著整個加工系統(tǒng)的自動化程度和可靠性。在晶圓加工系統(tǒng)中包含兩類晶圓搬運機械手：大氣機械手（FI robot) 和真空機械手(Vacuum robot)。前者將晶圓從晶圓盒中取出并放到預(yù)對準(zhǔn)設(shè)備上，工作環(huán)境滿足一定的大氣潔凈度要求，控制精度要求相對較低。后者將晶圓從預(yù)對準(zhǔn)設(shè)備上取下，搬運到各個工位進行刻蝕等工藝流程加工，并將加工完的晶圓搬運到接口位置，等待大氣機械手放回晶圓盒。這些工藝流程需要在真空環(huán)境下進行，機械手必須要完全滿足真空潔凈度要求，控制精度和可靠性要求極高。晶圓運送機械吸臂采用先進的吸附技術(shù)，可穩(wěn)定地吸附晶圓。

整個蛙腿型晶圓搬運機械手共由3個電機實現(xiàn)運動控制。2臺直驅(qū)電機負(fù)責(zé)連接晶圓托盤連桿的同步控制，1臺直流電機負(fù)責(zé)整個機械手的上升與下降控制。雖然軸數(shù)較少，但對控制的精度、平穩(wěn)性和可靠性要求極高。整個控制架構(gòu)基于CANopen或者EtherCAT。 針對客戶的需求，Copley給出了性價比比較好的解決方案-- Accelnet Plus Module驅(qū)動器。Dual axis module同時驅(qū)動2臺直驅(qū)電機，Single axis module驅(qū)動1臺升降直流電機。雙軸模塊式驅(qū)動器使系統(tǒng)成本比較好化高精度時間戳保證PVT控制的比較好性能多通道**I/O高精度位置觸發(fā)且多點位置數(shù)據(jù)存儲客制化編碼器接口協(xié)議-Gurley Virtual Absolute多點增益切換小體積可直接安裝于機械手底座內(nèi)部專業(yè)的技術(shù)支持為此，手臂一般都采用剛性較好的導(dǎo)向桿來加大手臂的剛度.河源官方晶圓運送機械吸臂工廠

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

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種晶圓搬運機械手，本發(fā)明的機械手在傳送過程中晶片中心始終保證直線運動，且角度不會發(fā)生改變。從而提高機械手整體剛度和承重能力，同時提高了重復(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。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決：一種晶圓搬運機械手，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、一級伸展臂、二級伸展臂和手指固定座，所述的一級伸展臂與所述伸展電機之間設(shè)置有一級關(guān)節(jié)，所述的一級伸展臂與所述的二級伸展臂之間設(shè)置有二級關(guān)節(jié)，所述的二級伸展臂和所述的手指固定座之間設(shè)置有三級關(guān)節(jié)，所述的伸展電機、所述的一級關(guān)節(jié)、所述的二級關(guān)節(jié)和所述的三級關(guān)節(jié)依次傳動，所述的手指固定座始終保持直線運動。

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