六英寸晶圓片自動倒片系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

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1、六英寸晶圓片自動倒片系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)張孟莎，胡泓，劉凱(哈爾濱工業(yè)大學深圳研究生院機械工程與自動化學科部，廣東深圳518055)ANovel6InchesWaferAuto——transferSystemZHANGMeng—sha，HUHong，LIUKai(MechanicalEngineeringandAutomationDepartment，HarbinInstituteofTechnologyShenzhenGraduateSchool，Shenzhen518055．China)摘要：介紹了六英寸晶圓片倒片系統(tǒng)的設計、及1系統(tǒng)設計其控制系統(tǒng)硬件構成和軟件編程。運行結果表明，系統(tǒng)穩(wěn)定性好

2、，可靠性高，滿足實際的工業(yè)生產要1．1系統(tǒng)整體設計求。本文設計的是一個功能齊全的三工位型的倒片關鍵詞：硅晶片倒片；PLC控制器；紅外溫度測系統(tǒng)，如圖1所示。3個垂直工位并列排放實現(xiàn)上量下運動，工位1放置石英舟，工位2和3放置晶片花中圖分類號：TP23籃，2個工位運動軸的頂端是開有不同齒數(shù)的晶圓文獻標識碼：A片托。后安裝板在3個工位之間左右移動，其上裝文章編號：i001—2257(2010)03—0010—03有一對平行放置、開有2組不同齒數(shù)的晶圓片梳?！疉bstract：Inthispaper，anewautowafer晶圓片梳水平運動transfersystemfor6inchesisdes

3、ignedanda～取運動chieved．Detailsaboutmechanicaldesign，hardwareofcontrolsystem，andsoftwaredesignareintro—duced．Therunningresultshowsthatthesystem圓片托hasgoodstability，highreliability，andcanguaran—teetheon—linewafermanufactureprocedure．Keywords：wafertransfer；PLCcontroller；in—fraredtemperaturemeasurement圖1晶圓

4、片倒片系統(tǒng)整體結構3個垂直運動和左右移動均采用平皮帶傳動，3個垂直工位中，皮帶繞在電機輸出軸上，工位的重力0引言依靠配重來平衡，保證晶圓片在運動中發(fā)生意外時，目前超過98的電子元件的材料全部是由單通過皮帶打滑來緩沖和保護晶圓片。晶圓片梳旋轉運動采用齒輪傳動，結構緊湊，既保證傳動比穩(wěn)定又晶硅加工而成的晶圓片，晶圓片倒片系統(tǒng)是用于半使2個晶圓片梳同步運轉，精確控制轉動角度L3]。導體產業(yè)中晶圓片切磨區(qū)域的專用設備。在腐蝕片檢測后，由于放置晶圓片的晶片花籃無法承受下一工位2或3處的晶圓片托在電機的帶動下，由初始位置運動到放置晶片花籃的工作面，晶圓片托步工序管式退火時400500℃的高溫，因此，必須將

5、晶圓片從晶片花籃中頂出，晶圓片梳水平運動到將晶圓片轉移到石英舟中進行退火，當晶圓片完成該工位并正向旋轉到合適的齒數(shù)將晶圓片整體夾退火工序后，石英舟中的晶圓片又被要求重新放置取，然后晶圓片托隨軸下降到初始位置，后安裝板在于晶片花籃中[1-2]。由于轉移過程要求避免污染和電機的帶動下將晶圓片移動到下一工位，晶圓片梳損傷晶圓片，所以整個轉移過程必須全自動完成。反向旋轉回到初始水平位置，將晶圓片平穩(wěn)放下，實收稿日期：2009—12—03基金項目：深圳市科技計劃資助項目(JC200903120188A)現(xiàn)晶圓片的轉移?！?0·《機械與電子3201O(3)，●●，●●●●●●‘●●●●●●●L．1．．z．

6、z．z．1．2三垂直工位動力學分析2控制系統(tǒng)組成和工作原理不考慮導向軸運動中的摩擦力以及皮帶的形變，設工位l，2，3的質量分別為m，聊，。；配重質控制系統(tǒng)主要由3部分組成：以PLC、脈沖輸量為；皮帶輪質量為rn；半徑為R；電機輸出轉矩出模塊FX一10PG等組成的邏輯控制單元；以各為M(￡)；皮帶輪瞬時轉過的角度為(￡)；3個工位種傳感器、手動按鈕和顯示屏等組成的信息輸入輸?shù)奈灰茷?￡)。由此可得三工位運動方程為：出單元，以5個驅動器、步進電機和運動軸等構成的ld(執(zhí)行單元。系統(tǒng)組成原理如圖2所示。mR-~-[mtg+一dld。z(mR一[mg+：一]R(1)d0ld(mR=[mIg+一g]Rd

7、￡0取狀態(tài)變量：z1()=l(￡)2(￡)一l(￡)圖2控制系統(tǒng)組成原理37．3()一Oz(￡)z4()一2(￡)PLC和輸入擴展模塊的輸入端口，直接接收安5(￡)=3(￡)z6(￡)一3()裝在各個軸或工作面相應位置的用于點位控制和安“l(fā)(￡)=M1()2(f)=Mz()(￡)一()全保護的光電傳感器，以及操作面板上模式選擇和手動開關、啟停按鈕等數(shù)字輸入量，通過對這些輸入得到狀態(tài)方程：量的邏輯運