大尺寸晶圓傳輸機(jī)器人末端執(zhí)行器接觸特性分析與設(shè)計(jì).pdf

1、集成電路(IC)制造裝備是電子信息產(chǎn)業(yè)的核心，是推動國民經(jīng)濟(jì)和社會信息化發(fā)展的高新技術(shù)之一。晶圓傳輸系統(tǒng)是IC裝備中必不可少的組成部分，其中的晶圓傳輸機(jī)器人是晶圓傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，主要承擔(dān)晶圓的精確定位與快速、平穩(wěn)搬運(yùn)任務(wù)，作為重要傳輸部分的晶圓傳輸機(jī)器人末端執(zhí)行器，很大程度地影響晶圓的高效可靠傳輸。
　　針對大尺寸晶圓高摩擦力和小變形的要求，結(jié)合國家973項(xiàng)目“超大規(guī)模集成電路制造裝備基礎(chǔ)問題研究”(項(xiàng)目編號2009CB724

2、206)，本課題對晶圓傳輸機(jī)器人兩種末端執(zhí)行器（摩擦傳輸式和真空吸附式末端執(zhí)行器）與晶圓的接觸特性進(jìn)行了深入研究，設(shè)計(jì)了傳輸機(jī)器人的末端執(zhí)行器，最終對末端執(zhí)行器的傳輸性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　在摩擦傳輸式末端執(zhí)行器研究方面，分析了晶圓的材料參數(shù)，研究不同厚度的晶圓在不同接觸方式下的變形，并以晶圓變形量最小為目標(biāo)，確立了基于凸點(diǎn)接觸的摩擦傳輸方式。針對凸點(diǎn)接觸方式，結(jié)合仿生學(xué)理論，提出了一種基于壁虎剛毛接觸凸點(diǎn)的晶圓傳輸方式，并建立

3、了凸點(diǎn)與晶圓的接觸模型，結(jié)合接觸理論，對比分析了剛毛凸點(diǎn)、不銹鋼凸點(diǎn)、橡膠凸點(diǎn)的參數(shù)與晶圓傳輸摩擦力的關(guān)系；通過末端執(zhí)行器的靜態(tài)和動態(tài)特性仿真分析，設(shè)計(jì)了仿壁虎剛毛接觸凸點(diǎn)的摩擦傳輸式末端執(zhí)行器。
　　在真空吸附式末端執(zhí)行器研究方面，以晶圓變形最小為目標(biāo)，結(jié)合吸附點(diǎn)分布與晶圓變形的關(guān)系，確定了晶圓變形最小時(shí)的吸附點(diǎn)分布狀態(tài)。研究晶圓傳輸摩擦力與末端執(zhí)行器吸附點(diǎn)參數(shù)的關(guān)系，推導(dǎo)了晶圓傳輸時(shí)的摩擦力表達(dá)式。基于理論分析，通過靜態(tài)和動態(tài)