集成电路(IC)制造是信息产业的一个高新技术,其快速发展已经改变了人们的生活。IC的制造涉及光刻、刻蚀、氧化、扩散、化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing)等工艺,每种工艺要用到不同设备,光刻机是其中必不可少的制造设备。晶圆预对准装置是光刻机的重要组成部分,它先对晶圆进行一次精确定位,其定位精度对生产线有直接的影响。文章在充分研究国内外各种晶圆预对准系统的基础上,与机械人员合作共同研制了一种光学晶圆预对准装置,它具有小型化、集成化、高精度、高效率的特点,能够完成对8寸和12寸晶圆的精确定位。同时,该装置还可以自动处理晶圆偏心超出范围的问题,可自动完成对晶圆偏心的调整使定位继续。首先,分析了晶圆预对准装置的设计方案和工作流程；然后根据功能要求,对各个分系统进行了选型和设计,结合器件确定机械结构。装置的运动定位系统采用步进电机加细分驱动配合滚轴丝杠完成精密控制；同时使用包括水平X、Y轴,垂直轴和旋转轴的四轴控制系统,不但使算法得到简化,而且保证了系统的安全工作。步进电机的控制使用可编程多轴运动控制器(Turbo PMAC Clipper)来完成控制功能,完成晶圆的精确定位。在检测系统的设计中,采用高精度激光位移传感器来检测晶圆旋转时的挡光长度,并进行了圆拟合算法的分析。通过误差分析和实验,验证设计的装置达到目标要求。