IC 制造過(guò)程各種工藝前都需要進(jìn)行晶圓的傳輸、定位和姿態(tài)調(diào)整。晶圓升降機(jī)構(gòu)就是品圓自動(dòng)傳輸系統(tǒng)重要組成部分之一。其速度、重復(fù)定位精度將直接或間接影響 IC 的生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量。研究、高速度、高穩(wěn)定性的新型晶圓升降機(jī)構(gòu)可以提高生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量，為 IC 制造提供有力保障。

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。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)晶圓升降機(jī)構(gòu)的發(fā)展也很迅速。一些較早投入應(yīng)用的晶圓傳輸機(jī)構(gòu)。前端支持品圓機(jī)械手爪隨滑塊在導(dǎo)軌內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，該機(jī)構(gòu)升降行程較小、精度低，速度慢，缺少晶圓保護(hù)裝置。另外交接晶圓過(guò)程中，吸附系統(tǒng)使晶圓中間變形，定位精度低，開(kāi)環(huán)控制易造成晶圓竄動(dòng)和損壞，同時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)造成沖擊。

位移是物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位置變化，它與移動(dòng)量有關(guān)。小位移通常用應(yīng)變式、渦流式、差動(dòng)變壓器式、電感式、霍爾傳感器來(lái)檢測(cè)，大位移常用感應(yīng)同步器、光柵、容柵、磁柵等傳感技術(shù)來(lái)測(cè)量。本文采用測(cè)量直線(xiàn)位移量的傳感器，具體有電感式位移傳感器、電容式位移傳感器、光電式位移傳感器、超聲波位移傳感器、霍爾式位移傳感器。

目前，半導(dǎo)體制程設(shè)備中，常常需要用電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)帶帶動(dòng)滾珠絲桿，來(lái)控制晶圓的升降。而傳動(dòng)帶通過(guò)摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力，因此傳動(dòng)帶要調(diào)整張緊力以獲得合適的摩擦力。通過(guò)調(diào)整傳動(dòng)帶的張緊度可以調(diào)整傳動(dòng)帶和齒輪之間的摩擦力，傳動(dòng)帶的張緊度可通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)位置進(jìn)行調(diào)整。另外傳動(dòng)帶過(guò)緊會(huì)使傳動(dòng)帶磨損嚴(yán)重，過(guò)松則易產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，使傳動(dòng)帶嚴(yán)重磨損甚至燒壞。

有些機(jī)器具有緩沖存放系統(tǒng)，使工藝過(guò)程總可以有新的晶圓準(zhǔn)備被加工（或給圖形化設(shè)備的放大掩模版），從而使機(jī)器的效率大化。這些稱(chēng)為儲(chǔ)料器。操作員將片匣放在機(jī)器的上載器上，按下開(kāi)始鍵，然后的工藝過(guò)程就交給機(jī)器來(lái)做。在300mm晶圓的水平，片匣可能會(huì)被一個(gè)單的晶圓承載器或輸運(yùn)器所替代。