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半导体技术-XY2Z晶圆检测平台的结构设计讲解
2024年08月08日 13:34   浏览:125   来源:小萍子

视频为PM 晶圆台动画视频:


在半导体检测技术中,检测平台往往是整机的运动核心,平台需要承受高速高频的运动,且精度需要再纳米级,对于抗震和稳定性有极高的要求,具有高定位精度和稳定性!且能适用于各种非接触式和接触式检查且晶圆检测平台一般需要多自由度运动,需要提供如 X、Y、Z 和 Theta 轴移动,以支持各种规格的的晶圆.

以下为一些运动平台的设计重点要素:个人总结的,欢迎指正!

1.在设计研究这种结构,需要进行各种计算和分析,且需要拓扑优化软件的优化和验证。晶圆平台在质量和刚度方面需要达到了良好的平衡。一般来说半导体高端精密设计,需要研究震动学和动力学!在平台执行各种运行需保持重心的平衡,高速设计需考虑轻量化设计,以适合高加速运动!

2.半导体到运动平台,一般为紧凑型设计,不能与做成传统堆叠系统,需要发挥其动态性能,减少阿贝误差!

3.有些龙门架构的运动平台需要遵守运动滑轨、重心和电机都在一个平面上。减少移动质量的臂增加刚度,从而提高系统性能。满足对高加速和短稳定时间的需求,这对于提高精度的重要指标!如图:类似这种结果一般会降低设计精度。电机会产生角动量,重心和电机力没在一条线上。且需要减少轴承上的负载  从而延长系统寿命.

4.平台在运动时,各移动部件会产生大量热量,但要将晶圆或产品保持在预期位置。需要保持系统架构的热稳定性。比如增加散热装置。使用特殊材料用于减少晶圆中心的移动,使用绝缘材料用于防止热量传递到关键部件。在实际应用过程中发现在超过  300  mm左右的行程上, X  和  Y  方向的机械精度在  2 g 加速度和  2 m/sec  速度下必须优于  1  µm 。该平面内的振动必须保持在  25 nm  以下。Z  轴上的振动(用于使晶圆进入光学器件的焦点) 必须保持在  10 nm  以下。晶圆以闪电般的速度来回运动 . 这一运动会在过程中产生大量热量.

5.关于震动,主要是结构方面和控制方面,平台震动舆 PID 参数之關係,太大的PID 参数會造成機構產生共振現象,造成平台抖動產生定位誤差,未來可以加入機的分析,察出PID参数對於機構共振频率之影響!

附上一段关于运动平台研究方法书籍,感兴趣可文末下载!

最后,需要实际验证和精度分析:




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