21世纪,微电子技术仍然是信息产业的主要技术支撑之一,光刻机是微电子器件制造业的重要工具。光刻技术一直是推动集成电路(IC)制造业向前发展的关键技术之一。广泛应用于电子封装,光电设备,探测器,MEMS设备,显示器等领域。晶圆处理系统是光刻机的重要组成子系统,其包含两个主要部分:晶圆传输系统和晶圆预对准系统。本课题来源于国家高技术研究发展计划(863计划)课题:掩膜管理和晶圆处理系统的研究。主要研究内容是研制用于12英寸晶圆预对准的系统。在总体方案和机构设计方面,分析了晶圆预对准系统的功能与流程,选定了系统的整体方案,确定了系统各单元的驱动方式和机构形式,完成了驱动和检测部分的选型,同时充分考虑机构中气动吸附部分的功能与要求,设计了预对准单元的机构。在晶圆检测算法方面,比较回转半径法、轨迹拟合法以及最小二乘圆法,选择光学线阵CCD的晶圆圆心最小二乘圆法作为系统晶圆圆心的检测方法。缺口检测先采用边缘变化率算法查找缺口范围,再通过圆弧拟合的方法求出缺口中心位置。在系统控制方面,采用了以GALIL的DMC2143为核心的运动控制单元,对压电马达平台进行PID参数调整和控制。选择ADLINK公司的ACL-8112HG数据采集卡进行气路交换控制,实现晶圆平稳交接控制。在预对准实验方面,编制控制程序,利用光学显微镜测量对心和对缺口偏差,计算系统对准重复精度,结果达到了技术要求。