晶圓升降機(jī)構(gòu)隸屬于晶圓自動(dòng)傳輸系統(tǒng)，主要承擔(dān)著與晶圓裝卸機(jī)械手配合完成晶圓在加工工件臺(tái)與預(yù)對(duì)準(zhǔn)設(shè)備、晶圓盒之間交接的工作。大尺寸的晶圓重量增加，更易變形破損，Z 軸方向上的定位(重復(fù)定位)精度直接影響晶圓在過(guò)渡過(guò)程中平穩(wěn)安全性;同時(shí)要考慮到結(jié)構(gòu)緊湊、潔凈化、低散熱對(duì)環(huán)境影響盡量小。

晶圓中200mm 階段，采用晶圓輸送機(jī)代替人手操作，排除人為帶入的環(huán)境污染。隨著IC 制造工藝的發(fā)展和對(duì)環(huán)境潔凈度要求的提高，國(guó)外機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)在上世紀(jì) 80 年代開(kāi)展了晶圓自動(dòng)傳輸系統(tǒng)各部分的關(guān)鍵技術(shù)研究，研制出直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)、位移傳感器等關(guān)鍵部件。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊沿導(dǎo)軌導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)單元反饋位置信號(hào)控制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，真空吸附單元與導(dǎo)軌滑塊用連接塊連接，跟隨滑塊運(yùn)動(dòng)運(yùn)載晶圓，其上加裝緩沖裝置單元，使吸管與晶圓、晶圓與上下臂和吸盤(pán)接觸過(guò)程中防止吸附的晶圓產(chǎn)生變形甚至破損，以及減小對(duì)電機(jī)的沖擊。

晶圓升降機(jī)構(gòu)中的真空吸附系統(tǒng)是用來(lái)吸附和釋放品圓，從而進(jìn)行晶圓的檢測(cè)和傳輸，以便實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)摹C(jī)構(gòu)要求晶圓定位精度高，真空吸附系統(tǒng)在吸附和釋放晶圓過(guò)程中盡量減小沖擊，要求吸附的時(shí)候應(yīng)當(dāng)緩慢地增加或減小真空壓力，使得壓力變化為斜坡變化，大限度減小晶圓在真空吸附下精度的損失。

晶圓升降系統(tǒng)是半導(dǎo)體制造中重要的工藝設(shè)備之一，常規(guī)的晶圓升降系統(tǒng)通常有兩種：其中一種晶圓升降系統(tǒng)包括：頂針、靜電吸盤(pán)、組合支架及三個(gè)升降氣缸，所述頂針通過(guò)所述組合支架固定在所述升降氣缸上，當(dāng)所述頂針托載晶圓時(shí)，所述升降氣缸可以控制組合支架及托載晶圓的所述頂針相對(duì)靜電吸盤(pán)上升或者下降一定的高度。但是，當(dāng)組合支架使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)容易損壞，導(dǎo)致頂針，下降的高度不夠，使得頂針與晶圓的背面的間距過(guò)小，進(jìn)而導(dǎo)致晶圓上累積的電荷在該頂針區(qū)域局部放電起輝造成放電，從而導(dǎo)致晶圓良率損失。

另一種晶圓升降系統(tǒng)包括三個(gè)頂針、靜電吸盤(pán)及三個(gè)升降氣缸，一個(gè)升降氣缸控制一個(gè)頂針的升降，采用該裝置進(jìn)行晶圓升降時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于頂針的上升受升降氣缸壓力波動(dòng)的影響，導(dǎo)致三個(gè)頂針的下降高度存在差異，使得其中某個(gè)頂針與晶圓的背面的間距過(guò)小，進(jìn)而導(dǎo)致晶圓上累積的電荷在該頂針區(qū)域局部放電起輝造成放電，從而導(dǎo)致晶圓良率損失。

在制造IC的生產(chǎn)線(xiàn)中，已全面采用了計(jì)算機(jī)控制和機(jī)器人搬運(yùn)。對(duì)于復(fù)雜的作人為失誤在所難免，而且在潔凈室中，即使操作者身著無(wú)塵服，也不免造成污染。采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)器人搬運(yùn)，可提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全性，從而降低成本。