基于气动悬浮-超声波非接触驱动的一种晶圆输送平台的设计与研究

发布时间：2022-07-13 14:18

　　随着大规模集成电路集成化程度的不断提高,半导体产业对硅晶圆尺寸大小的要求越来越高,对其加工精度的要求也更加严格。晶圆输送平台作为晶圆制造装备中极其关键的部分,对其性能要求越来越高。半导体硅晶圆对运输环境的要求极其严苛,在运输过程中需保证防静电、防磁场、高洁净度等工作条件。为此,本文提出了一种基于气动悬浮-超声波非接触驱动的半导体晶圆输送装置,以实现较大面积和较重负载的非接触输送。其工作原理是:气动悬浮装置将大面积大重量的半导体晶圆浮起,超声换能器激发振动板产生行波,悬浮状态下的晶圆在行波的作用下沿着行波传递的方向运动,实现半导体晶圆的非接触输送。首先,分别对静压气浮与超声波非接触驱动的理论进行分析。在静压气浮理论分析部分,简单论述了气浮装置的各种节流形式,并采用小孔节流器作为悬浮运输平台气浮装置的节流形式,同时还对静压气浮装置的承载能力进行分析,为后期仿真以及实验奠定理论基础。在超声波非接触驱动理论分析部分,对换能器振子以及近场超声悬浮的声压进行分析,并选择激振-吸振法作为超声行波驱动系统的行波形成法,最后对行波驱动系统进行动力学分析。利用理论公式推导与仿真分析相结合的方法,对非接触输... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 气动悬浮
        1.2.1 负压吸浮式气动悬浮
        1.2.2 静压悬浮方式
    1.3 超声波非接触驱动器
        1.3.1 驻波悬浮
        1.3.2 近声场悬浮
    1.4 本文研究的主要内容
第2章 非接触式输送平台理论基础
    2.1 静压气浮理论分析
        2.1.1 静压气浮理论
        2.1.2 静压气浮装置的承载力分析
    2.2 超声行波驱动理论分析
        2.2.1 压电换能器振子分析
        2.2.2 近场超声悬浮声压分析
        2.2.3 振动平板的行波形成法
        2.2.4 行波悬浮驱动系统物理模型分析
    2.3 本章小结
第3章 非接触式输送平台的设计与研究
    3.1 静压气浮悬浮系统的设计与研究
        3.1.1 静压气浮系统的结构设计
        3.1.2 静压气浮系统的流场分析
    3.2 超声行波驱动系统的设计与研究
        3.2.1 超声换能器的结构设计
        3.2.2 变幅杆的结构设计
        3.2.3 超声行波驱动系统的结构设计
        3.2.4 超声行波驱动系统压电换能器固定位置分析
        3.2.5 振动平板的模态仿真
        3.2.6 接收端换能器的阻抗匹配分析
    3.3 晶圆非接触式运输总系统的结构设计
    3.4 本章小结
第4章 非接触式输送平台的实验与研究
    4.1 非接触式运输系统实验平台的搭建
    4.2 非接触式运输系统承载性能的影响参数分析
    4.3 影响非接触式运输系统运输速率的因素分析
        4.3.1 换能器激励电压对系统运输速率的影响
        4.3.2 面密度对系统运输速率的影响
        4.3.3 电感与电阻对系统运输速率的影响
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 本文结论
    5.2 问题与展望
参考文献
作者简介
致谢



本文编号：3660195