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CN116810160A - 一种全自动晶圆激光打标装置和方法 - Google Patents

一种全自动晶圆激光打标装置和方法 Download PDF

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CN116810160A
CN116810160A CN202310756954.4A CN202310756954A CN116810160A CN 116810160 A CN116810160 A CN 116810160A CN 202310756954 A CN202310756954 A CN 202310756954A CN 116810160 A CN116810160 A CN 116810160A
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CN
China
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wafer
ccd
laser marking
straight edge
finger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310756954.4A
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English (en)
Inventor
江建新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Lingyun Photoelectronic System Co ltd
Original Assignee
Wuhan Lingyun Photoelectronic System Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Wuhan Lingyun Photoelectronic System Co ltd filed Critical Wuhan Lingyun Photoelectronic System Co ltd
Priority to CN202310756954.4A priority Critical patent/CN116810160A/zh
Publication of CN116810160A publication Critical patent/CN116810160A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
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    • B23K26/702Auxiliary equipment

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  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

本发明公开了一种全自动晶圆激光打标装置和方法,包括上下料工站、CCD识别系统、搬运系统、晶圆载台、激光打标系统;还包括CCD定位系统和调整机构,P轴直线模组上设置中空旋转平台,中空旋转平台1个晶圆载台,中空旋转平台动子部绕其旋转中心转动时,可带动晶圆载台及晶圆一起绕旋转中心转动。所述三组CCD图像采集器围绕中空旋转平台动子部旋转中心圆周均布,固定不动,用于采集晶圆外轮廓(或边缘)的数据信息。本发明不仅结构简单、经济实用、自动化程度高,而且可以通过CCD视觉识别的方式先调整晶圆直边的位置至正确位置然后再计算晶圆圆心的位置,最后基于晶圆圆心的位置控制振镜自动调整激光光束,实现对晶圆的准确打标。

Description

一种全自动晶圆激光打标装置和方法
技术领域
本发明属于晶圆激光打标技术领域,具体公开了一种全自动晶圆激光打标装置和方法。
背景技术
激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应,从而留下永久性标记的一种打标方法。采用激光打标可以在工件表面打出各种文字、符号和图案等,字符大小可以从毫米到微米量级,这对产品的溯源查询、生产分类及防伪标记有特殊的意义。激光打标的先进性在于标记过程为非接触性加工,不产生机械挤压或机械应力,对被加工对象的破坏非常小。激光聚焦后的尺寸很小,热影响区域小,加工精细,因此可以完成一些常规方法无法实现的工艺。
传统的晶圆激光打标机主要采用感应器检测晶圆的基准直边,如果基准直边不在正确的方位,则通过平面内横向-纵向平移-旋转方式来调整晶圆的位置,直到晶圆位置正确为止,为达到这一目的需要非常复杂的机械结构,且操作较为繁琐、费时,成本相对较高。
中国发明专利CN104385786A的说明书中公开了一种全自动晶圆激光打标机,包括:机械手系统,用于取放和移送晶圆,并向CCD系统发送晶圆到位信号;CCD系统,用于接收晶圆到位信号,扫描和处理晶圆实时图像信息,其包括CCD定位系统,用于检测晶圆的位置偏差并向激光打标系统传递偏差信号;激光打标系统,用于根据CCD定位系统的偏差信号调整激光光束进行打标。所述CCD系统还包括CCD识别系统,用于识别晶圆的正反面和判断晶圆的正反面信息与所需打标面信息是否一致。还包括翻转系统,用于根据所述CCD识别系统发出的信号控制晶圆翻转。所述激光打标系统包括振镜,用于调整激光光束的位置。该发明通过对晶圆特征位置的检测定位,自动调整激光光束,实现对晶圆的准确打标。与现有技术相比,本发明无需X-Y-θ平台这一复杂的机械结构,而只需将晶圆直接放在普通的打标平台上,即可准确的打在晶圆特征位置上,结构简单、操作便捷、成本较低。该发明公开的技术方案公开了:CCD定位系统,用于检测晶圆的位置偏差并向激光打标系统传递偏差信号;激光打标系统,用于根据CCD定位系统的偏差信号调整激光光束进行打标。即激光打标系统需要补偿晶圆的X、Y、θ三个自由度,故对振镜结构的设计要求较高,而激光打标系统通常为外购标准件,对其进行加工改造是一项耗时费力的大工程,故该技术方案只基于激光打标系统根据CCD定位系统的偏差信号调整激光光束进行打标存在不经济的缺陷。
进一步的,中国发明专利CN114695226A的说明书中公开了一种全自动晶圆背面激光标记装置,包括:机械系统,包括机架、设置在所述机架上的夹具组件,用于固定和校平待标记晶圆;上下料系统,用于放置待标记晶圆和已标记晶圆;机械手系统,用于取放和移送待标记晶圆、及已标记晶圆;晶圆自动寻边系统,用于对机械手系统移送的待标记晶圆进行自动寻边校准;视觉系统,用于检测寻边校准后的待标记晶圆得到试打标的定位数据,并对实际打标位置进行测量确定其是否超差。双激光系统,用于根据所述定位数据进行试打标,在实际打标位置不超差时,完成对待打标晶圆进行标记。其还公开了还提供一种全自动晶圆背面激光标记方法,该方法包括以下步骤:机械手系统从上下料系统上的晶圆料盒中抓取一片待标记晶圆,并将其放到晶圆自动寻边系统上;对待标记晶圆进行自动寻边校准,待寻边完成后向所述上视觉检测组件发出信号;所述上视觉检测组件自动识别待标记晶圆的边缘条码或WAFER ID;判断待标记晶圆是否可以标记,若可以标记,则执行下一步;若不可以标记,则将其取放到NG料盒中;将所述待标记晶圆取放到晶圆夹具上,电动旋转组件带动待标记晶圆旋转,电动升降台带动晶圆压板压平待标记晶圆;二维直线平台模块带动视觉定位组件对待标记晶圆正面的特征点进行定位,得到试打标的定位数据。激光光路组件的激光器根据所述定位数据,对待打标晶圆进行试打标;下视觉检测组件对实际标记位置进行测量,判断标记位置是否超差,如果超差,则将其取放到NG料盒中;如果未超差,则继续进行标记;激光光路组件将所述晶圆的所有单元进行标记,直至标记完成;电动升降组件带动晶圆压板松开已标记晶圆,机械手系统将已标记晶圆取放到料盒中。该对比文件公开了:所述视觉定位组件包括升降台垫板、设置于升降台垫板上的Z轴电动平台、安装于Z轴电动平台上的升降台连接板,所述升降台连接板上通过视觉安装设置有第二CCD组件,所述第二CCD组件对准待标记晶圆的正面。通过所述Z轴电动平台带动所述升降台连接板运动,进而带动所述第二CCD组件运动,方便其抓取待标记晶圆正面的特征点,并保证其能够得到可靠的定位数据。需要指出,该对比文件有且仅有一个第二CCD组件,其虽然可以获取晶圆正面的特征点,但是仅通过该一个第二CCD组件获取的晶圆正面的特征点实现激光打标的前提是:激光打标系统需要补偿晶圆的X、Y、θ三个自由度,故对振镜结构的设计要求较高,而激光打标系统通常为外购标准件,对其进行加工改造是一项耗时费力的大工程,故该技术方案只基于激光打标系统根据CCD定位系统的偏差信号调整激光光束进行打标存在不经济的缺点。
进一步的,中国实用新型专利CN204504509U的说明书中公开了一种激光打标机,用于对晶圆进行打标,其特征在于:包括打标机本体、容置于所述打标机本体内的控制组件、装设于所述打标机本体上的进料结构组件、角度校正结构组件、打标定位检测组件、装设于所述打标机本体上并与所述打标定位检测组件相互配合的激光打标机构,所述激光打标机构包括装设于所述打标机本体上的激光发生器、装设于所述激光发生器上用于将激光发生器发出的激光进行传送的光路结构、装设于所述光路结构上用于对所述晶圆进行打标的打标头,所述角度校正结构组件可相对于打标机本体沿X轴来回移动与圆周转动,所述打标定位检测组件包括用于检测所述晶圆的打标位置是否正确的定位检测机构及与所述定位检测结构相对应的用于放置待打标晶圆的打标承座结构,所述打标承座结构装设于所述打标机本体上,所述光路结构包括用于将激光进行扩束的扩束镜、若干对激光进行反射传递的反射镜、对激光进行开关控制的光闸、振镜,所述进料结构组件可将待打标的晶圆放置于角度校正组件上,并可将在角度校正组件上校正完成的晶圆传送到激光打标机构上。在实用新型中,夹料结构将待打标晶圆放置在角度校正平台上,第二CCD检测结构对待打标的晶圆进行角度校正,然后所述夹料结构再将角度校正好的的晶圆夹取后放置在打标台上,并用压板压住晶圆,线性运动机构上的第一CCD检测结构对所述晶圆上的打标位置进行检测,并传给控制组件,控制组件将晶圆的位置数据传输给打标头,打标头对晶圆进行打标。其是将经第二CCD检测结构结合角度校正组件旋转后的晶圆后移送至打标台,然后打标台上第一CCD检测结构对所述晶圆上的打标位置进行检测并传给控制组件,控制组件将晶圆的位置数据传输给打标头,这样在移送过程中由于机械手的误差仍然可能存在偏移的问题,同时该对比文件有且仅有一个第一CCD检测结构,其虽然可以获取晶圆正面的特征点,但是仅通过该一个第一CCD检测结构获取的晶圆正面的特征点实现激光打标的前提是:激光打标系统需要补偿晶圆的X、Y、θ三个自由度,故对振镜结构的设计要求较高,而激光打标系统通常为外购标准件,对其进行加工改造是一项耗时费力的大工程,故该技术方案只基于激光打标系统根据CCD定位系统的偏差信号调整激光光束进行打标存在不经济的缺点。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题,本发明提供了一种全自动晶圆激光打标装置,其不仅结构简单、经济实用、自动化程度高,而且可以通过CCD视觉识别的方式先调整晶圆直边的位置至正确位置然后再计算晶圆圆心的位置,最后基于晶圆圆心的位置控制振镜自动调整激光光束,实现对晶圆的准确打标。与传统技术相比,本发明无需非常复杂的机械机构,只需要结构简单,操作便捷的机械结构,即可实现准确的在晶圆上进行打标。
本发明公开了一种全自动晶圆激光打标装置,包括上下料工站,用于晶圆料盒的放置及定位;CCD识别系统,用于控制搬运系统从晶圆料盒获取晶圆;搬运系统,用于移送晶圆至晶圆载台;晶圆载台,用于承载晶圆;激光打标系统,用于通过振镜机构调整激光光束对位于晶圆载台上的晶圆进行打标;还包括CCD定位系统,包括一台用于获取位于晶圆载台上晶圆的晶圆直边坐标参数的CCD图像采集器和两台用于获取位于晶圆载台上晶圆的晶圆圆弧坐标参数的CCD图像采集器,三台CCD图像采集器相对于Z轴均匀布置;调整机构,包括设置于所述CCD定位系统和所述激光打标系统之间的P轴直线模组,所述P轴直线模组上设置有可绕Z轴旋转的中空旋转平台,中空旋转平台动子部分固定有一个晶圆载台,晶圆载台可承载吸附晶圆,中空旋转平台动子部绕其旋转中心转动时,可带动晶圆载台及晶圆一起绕旋转中心转动,所述三组CCD图像采集器围绕中空旋转平台动子部旋转中心圆周均布,固定不动,用于采集晶圆外轮廓(或边缘)的数据信息,位于晶圆载台上晶圆的晶圆直边的两个端点与中空旋转平台的中心的连线相等,即晶圆的晶圆直边的两个端点与中空旋转平台的中心三者连线为等腰三角形,晶圆的晶圆直边构成一个虚拟圆形的一条弦,故旋转晶圆即可以调整弦的位置,保证弦与预定义的理论晶圆直边平行或重合。本发明每次打标只放置一片晶圆,晶圆载台通过螺钉紧固在中空旋转平台动子部上。在中空旋转平台周边固定有三组光源灯,光源灯与CCD定位系统中三个CCD图像采集器是一一对应的,为CCD图像采集器工作提供环境条件。另一种思路就是直接采用环形光源灯,环形光源灯中心是空的,晶圆载台可穿过环形光源灯,其作用与用三个方形光源灯是一样的,为CCD图像采集器工作提供环境条件。
在本发明的一种优选实施方案中,搬运系统将晶圆移送至晶圆载台后,CCD定位系统的工作步骤包括
S1,一台CCD图像采集器对该晶圆拍照获取该晶圆的晶圆直边坐标参数,判断是否满足预设要求,预设要求为:晶圆直边与预定义的理论晶圆直边平行或重合,若不满足要求,则将两者坐标参数的位置偏差信息传送给调整机构,调整机构旋转相应角度实现两者平行或重合;
S2,三台CCD图像采集器同时对该晶圆再次拍照获取各CCD图像采集器对应视野内晶圆边的坐标信息,分析获取该晶圆的实际圆心坐标,并将获取的该晶圆的实际圆心坐标发送至激光打标系统;
S3,P轴直线模组将中空旋转平台、晶圆载台及晶圆平移至激光打标系统,激光打标系统的振镜机构基于该晶圆的实际圆心坐标纠偏,执行激光打标动作,将打标内容输出到晶圆上正确的位置。
在本发明的一种优选实施方案中,所述上下料工站包括承载平台A,所述承载平台A上设置有能够兼容定位多种尺寸料盒治具板的限位沉槽,所述承载平台A旁固接有矩形光源。
在本发明的一种优选实施方案中,所述搬运系统包括多轴运动单元,所述多轴运动单元的移动端设置有真空吸附手指和CCD识别系统,所述CCD识别系统包括CCD图像采集器A。
在本发明的一种优选实施方案中,所述多轴运动单元的移动端设置有防撞缓冲报警机构,所述防撞缓冲报警机构包括固接于多轴运动单元的移动端的基底板,所述基底板上通过旋转轴连接有手指托板,所述手指托板上通过螺纹连接有固接有手指盖板,所述真空吸附手指压接于所述手指托板和所述手指盖板之间,所述手指托板和所述基底板之间连接有拉伸弹簧。
在本发明的一种优选实施方案中,所述基底板的上端面设置有与旋转轴的中心轴线垂直布置的凹槽,所述手指托板的下端面设置有外延的圆柱台,所述圆柱台的直径与所述凹槽的宽度相对应;所述手指托板上端面设置有用于定位真空吸附手指的沉槽特征,所述手指盖板的下端面设置有用于沉槽配合的凸台特征,所述沉槽特征的槽深大于所述凸台特征的高度,所述沉槽特征的槽底和所述凸台特征的端面上设置有密封垫,所述手指盖板的上端面上设置有气动接头和接近传感器。
在本发明的一种优选实施方案中,所述CCD定位系统包括CCD安装板,所述CCD安装板连接有3个CCD安装支架B,任意2个CCD安装支架B的夹角为120°,每个CCD安装支架B上连接有一个沿Z轴延伸的CCD图像采集器B。
在本发明的一种优选实施方案中,还包括压缩空气系统,所述压缩空气系统包括依次串联的手滑阀、空气过滤器、油雾分离器和减压阀,所述手滑阀通过管接头及软管连通气源,所述减压阀通过管接头及软管连通位于搬运系统的第一真空发生器和位于调整机构的第二真空发生器。
在本发明的一种优选实施方案中,还包括抽尘净化系统,所述抽尘净化系统包括吸尘罩,所述吸尘罩为喇叭口形状的钣金件,所述吸尘罩的一端密封连接有非金属波纹管,所述吸尘罩的另一端则连接到外部独立净化设备或生产区负压除尘管道,所述吸尘罩上连接有上下高度可调的吸尘支架,所述吸尘支架通过支架安装板固定。
本发明还公开了一种全自动晶圆激光打标方法,其使用全自动晶圆激光打标装置对带有直边的晶圆进行打标,步骤如下:
S1,将晶圆料盒放置到上下料工站的料盒治具板上;
S2,搬运系统动作,将CCD识别系统移动到合适的位置,识别晶圆料盒中的每层晶圆的位置信息,进行数片,将缺料层信息记录存档并反馈给搬运系统。
S3,搬运系统动作,带动真空吸附手指前往上料工站进行取晶圆,吸附成功后,第一真空发生器发送完成信号到搬运系统;
S4:搬运系统动作,转运晶圆至晶圆载台,第一真空发生器破真空,真空吸附手指脱离晶圆,第二真空发生器吸真空,晶圆载台吸附晶圆成功后,第二真空发生器发送完成信号到CCD定位系统;
S5,一台CCD图像采集器B采集晶圆直边位置信息,并与预定义的理论晶圆直边所在位置进行对比,判断是否满足预设要求,预设要求为:晶圆直边与预定义的理论晶圆直边平行或重合,若不满足要求,则将两者坐标参数的位置偏差信息发送给调整机构;
S6,调整机构在接收到CCD定位系统发送的晶圆直边位置偏差信息后,启动中空旋转平台进行小角度旋转调整晶圆直边位置。
S7,一台CCD图像采集器B继续采集晶圆直边位置信息,分析判断判断晶圆直边实际方向与预定义的方向重合或平行,重复S6动作直到晶圆直边实际方向与预定义的方向重合或平行;
S8,三台CCD图像采集器B同时采集晶圆圆弧位置信息,计算晶圆实际圆心位置,并将圆心位置发送给激光打标系统;
S9,调整机构中P轴直线模组动作,将晶圆从CCD定位工位移送到激光打标工位;
S10,晶圆移送到激光打标工位后,激光打标系统根据CCD定位系统发送的晶圆实际圆心位置进行振镜纠偏,执行激光打标动作,将打标内容输出到晶圆上正确的位置;
S11,激光打标完成后,搬运系统动作,真空吸附手指到打标工位处取晶圆,第二真空发生器破真空,晶圆脱离晶圆载台,同时第一真空发生器吸真空,真空吸附手指吸附晶圆,然后搬运系统动作,将晶圆从打标工位移送入晶圆料盒当前的取料层;
S12,根据CCD识别系统记录的缺料位信息,自动跳过缺料层,顺次到下一层取晶圆,重复执行步骤3至步骤12,直至完成所有晶圆打标;
S13,搬运系统回归到安全位置;
S14,将晶圆料盒及已完成打标晶圆从上下料工站的料盒治具板上移走
本发明的有益效果是:本发明不仅通过料盒治具板的设计可实现多种尺寸的晶圆产品在一套装置上完成晶圆全自动激光打标,实用性强;同时本发明创造性的引入CCD定位系统、调整机构,通过CCD视觉识别的方式首先调整晶圆直边的位置至正确位置,然后基于CCD视觉识别的方式计算晶圆圆心的位置,最后控制振镜自动调整激光光束,实现对晶圆的准确打标,相比背景技术中公开的现有技术相比,其调整机构只需要控制中空旋转平台旋转角度1个自由度即可实现晶圆的精确定位;进一步的,本发明还公开了防撞缓冲报警机构,其有效地解决因故障或误操动作导致真空吸附手指和晶圆损坏的问题。
附图说明
图1是本发明一种全自动晶圆激光打标装置加工的晶圆示意图;
图2是本发明一种全自动晶圆激光打标装置的前视轴测图;
图3是本发明一种全自动晶圆激光打标装置的后视轴测图;
图4是本发明一种全自动晶圆激光打标装置的俯视图;
图5是本发明一种全自动晶圆激光打标装置的上下料工站轴测图;
图6是本发明一种全自动晶圆激光打标装置的CCD识别系统轴测图;
图7是本发明一种全自动晶圆激光打标装置的搬运系统轴测图;
图8是本发明一种全自动晶圆激光打标装置的防撞缓冲报警机构轴测视图;
图9是本发明一种全自动晶圆激光打标装置的防撞缓冲报警机构示意图;
图10是本发明一种全自动晶圆激光打标装置的CCD定位系统轴测图;
图11是本发明一种全自动晶圆激光打标装置的调整机构轴测图;
图12是本发明一种全自动晶圆激光打标装置的调整机构轴测剖视图;
图13是本发明一种全自动晶圆激光打标装置的激光打标系统轴测图;
图14是本发明一种全自动晶圆激光打标装置的压缩空气系统示意图;
图15是本发明一种全自动晶圆激光打标装置的抽尘净化系统示意图;
图16是本发明一种全自动晶圆激光打标装置的料盒治具板示意图;
图17是本发明无需晶圆调节的工况示意图;
图18是本发明第1种需要调旋转节晶圆的工况示意图;
图19是本发明第2种需要调旋转节晶圆的工况示意图;
图20是本发明第3种需要调旋转节晶圆的工况示意图;
图中,10-上下料工站,101-晶圆料盒;102-料盒治具板,103-承载平台A,20-CCD识别系统,201-CCD图像采集器A,202-CCD安装支架A,203-矩形光源,204-矩形光源安装板,30-搬运系统,301-X轴直线模组,302-Y轴直线模组,303-Z轴直线模组,304-防撞缓冲报警机构,305-真空吸附手指,40-CCD定位系统,401-CCD图像采集器B(编号为B1/B2/B3),402-CCD安装支架B,403-CCD安装板,404-方形光源,405-方形光源安装板,406-钣金支架,50-调整机构,501-P轴直线模组,502-中空旋转平503-晶圆载台,504-流体滑环,505-晶圆载台安装座,60-激光打标系统,601-场镜,602-振镜,603-光路模组,604-升降滑台,605承载平台B,606-激光器,70-压缩空气系统,701-手滑阀,702-空气过滤器,703-油雾分离器,704-减压阀,705-管接头及软管,706-第一真空发生器,707-第二真空发生器,80-抽尘净化系统,801-吸尘罩,802-非金属波纹管,803-吸尘支架,804-支架安装板。
实施方式
下面通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式,对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1-6所示,本发明公开了一种全自动晶圆激光打标装置,包括
上下料工站10,用于晶圆料盒的放置及定位,向搬运系统发送物料到位信号,供搬运系统从晶圆料盒取出原始未打标晶圆产品和放入已打标完成的晶圆产品。主要包括晶圆料盒、料盒治具,其上设有不同形状(兼容不同尺寸的晶圆料盒设计)的限位沉槽(用于放置及定位晶圆料盒)、承载平台A(用于支承晶圆料盒治具及其他零部件);
CCD识别系统20,用于识别晶圆料盒中哪一层缺料,将缺料层信息记录存档并反馈给搬运系统,指导搬运系统从晶圆料盒取料,执行到缺料层时自动跳过。主要包括一组CCD图像采集器、CCD安装座、矩形光源、供CCD识别系统提供背光源、矩形光源安装板;
搬运系统30,用于取放和移送晶圆。主要包括X、Y、Z轴直线模组,用于在移送取放晶圆时三个方位的平移运动;防撞缓冲报警机构,用于解决因故障或误操动作导致真空吸附手指和晶圆碰撞折断损坏的问题;真空吸附手指,内含通气槽孔,用于搬运动作时承托晶圆;
晶圆载台503,用于承载晶圆;
激光打标系统60,用于通过振镜机构调整激光光束对位于晶圆载台上的晶圆进行打标;
还包括
CCD定位系统40,其用于采集晶圆边位置信息,并将位置信息反馈给调整机构,在调整机构的辅助下,调整晶圆直边的方向与预设的方向一致(重合或平行),最终分析计算晶圆实际的圆心位置。主要包括三组CCD图像采集器、CCD安装支架、CCD安装板、方形光源、方形光源安装板、钣金支架;
调整机构50;在接收到晶圆直边位置信息后,中空旋转平台动作,进行小角度旋转,调整晶圆直边的方向,直到晶圆直边位于正确的方向,然后将晶圆通过P轴直线模组从CCD定位工位移送到打标工位,向激光打标系统发送移送到位信号。主要包括P轴直线模组,用于晶圆在CCD定位工位到打标工位之间的平移动作;中空旋转平台,用于旋转调整晶圆的位置;晶圆载台,用于支撑晶圆以定位及打标;流体滑环,用于晶圆载台连通压缩空气;晶圆载台安装座。
CCD定位系统40,包括一台用于获取位于晶圆载台503上晶圆的晶圆直边坐标参数的CCD图像采集器B和两台用于获取位于晶圆载台503上晶圆的晶圆圆弧坐标参数的CCD图像采集器B,三台CCD图像采集器B相对于Z轴均匀布置;
调整机构50,包括设置于CCD定位系统40和激光打标系统60之间的P轴直线模组501,P轴直线模组501上设置有可绕Z轴旋转的中空旋转平台502,中空旋转平台502上设置有1个晶圆载台503,晶圆载台503可承载吸附晶圆,中空旋转平台502的动子部绕其旋转中心转动时,可带动晶圆载台503及晶圆一起绕旋转中心转动,三组CCD图像采集器B围绕中空旋转平台动子部旋转中心圆周均布,固定不动,用于采集晶圆外轮廓(或边缘)的数据信息,位于晶圆载台503上晶圆的晶圆直边的两个端点与中空旋转平台502的中心的连线相等。每次打标只放置一片晶圆,晶圆载台通过螺钉紧固在中空旋转平台动子部上。在中空旋转平台周边固定有三组光源灯,光源灯与CCD定位系统中三个CCD图像采集器是一一对应的,为CCD图像采集器工作提供环境条件。(另一种思路就是采用环形光源灯,环形光源灯中心是空的,晶圆载台可穿过环形光源灯,其作用与用三个方形光源灯是一样的,为CCD图像采集器工作提供环境条件。
激光打标系统60,接收到CCD定位系统发送的晶圆实际圆心位置信息后,结合预先定义的打标内容与理论晶圆直边的相对位置偏差,振镜机构自动进行纠偏,调整激光光束进行打标。主要包括场镜;振镜;光路模组;升降滑台;承载平台B;激光器。
压缩空气系统70:用于产生真空吸附力,供真空吸附手指及晶圆载台吸附晶圆用。主要包括手滑阀;空气过滤器;油雾分离器;减压阀;若干管接头及软管;真空发生器1,用于向真空吸附手指提供真空吸附力;空气发生器2,用于向晶圆载台提供真空吸附力。
抽尘净化系统80:用于净化激光打标过程中产生的烟尘,避免烟尘污染晶圆及工作环境。主要包括抽尘罩;非金属波纹管;吸尘支架;支架安装板
本发明基于CCD定位系统40获取晶圆参数的方法如下:CCD定位系统中三组CCD图像采集器B(分别给定编号B1/B2/B3)根据实际机械件安装位置构建坐标系,设定其中B1用于获取晶圆直边方向参数,B2/B3用于获取晶圆对应方位的晶圆圆弧参数。首先当晶圆放置到CCD定位工位的晶圆载台503上,CCD图像采集器B1开始第一次拍照获取晶圆边坐标参数,判断晶圆直边与设定标准状态的直边方向是否一致,如果不一致,则将位置偏差信息传送给调整机构,然后中空旋转平台进行小角度旋转,旋转完成后CCD图像采集器B1第二次进行拍照获取晶圆边坐标参数,再次判断晶圆直边与设定标准状态的直边方向是否一致,如果还是不一致,则继续进行中空旋转平台小角度旋转,如此往复,直至晶圆直边的方向与设定标准状态的直边方向一致(直边重合或平行)。当晶圆直边达到要求状态后,三组CCD图像采集器B(B1/B2/B3)开始拍照,获取视各自野内晶圆边的坐标信息,分析计算实际晶圆的圆心坐标。
本发明CCD定位系统和调整机构如何结合起来实现调整晶圆的方法如下:CCD定位系统在调整机构的中空旋转平台的辅助下实现晶圆直边的方向调整,直到达到符合位置要求。CCD定位系统将晶圆圆心坐标信息发送给激光打标系统,同时调整机构的P轴直线模组动作,将晶圆从CCD识别工位移送到激光打标工位。激光打标系统接收到CCD定位系统获得的晶圆圆心位置后,通过振镜机构的纠偏功能对打标内容相对晶圆圆心定位位置进行实际修正,确保打标内容能在正确的位置输出。
优选地,搬运系统30将晶圆移送至晶圆载台503后,CCD定位系统40的工作步骤包括
S1,一台CCD图像采集器B对该晶圆拍照获取该晶圆的晶圆直边坐标参数,判断是否满足预设要求,预设要求为:晶圆直边与预定义的理论晶圆直边平行或重合,若不满足要求,则将两者坐标参数的位置偏差信息传送给调整机构50,调整机构50旋转相应角度实现两者平行或重合;
S2,三台CCD图像采集器B同时对该晶圆再次拍照获取各CCD图像采集器B对应视野内晶圆边的坐标信息,分析获取该晶圆的实际圆心坐标,并将获取的该晶圆的实际圆心坐标发送至激光打标系统60;
S3,P轴直线模组501将中空旋转平台502平移至激光打标系统60,激光打标系统60的振镜机构基于该晶圆的实际圆心坐标纠偏,执行激光打标动作,将打标内容输出到晶圆上正确的位置。
如图17-20所示,其公开了晶圆旋转调节的各种工况:
在图17中,晶圆初始状态与晶圆理想状态一致,故不需要调整,可直接打标;
在图18中,晶圆初始状态与晶圆理想状态相对关系为:晶圆圆心理论晶圆圆心位置不重合,但晶圆直边与理论直边平行,故晶圆需要绕晶圆载台中心旋转,打标;
在图19中,晶圆初始状态与晶圆理想状态相对关系为:晶圆圆心理论晶圆圆心位置重合,但直边不平行,故晶圆不需要绕晶圆载台中心旋转,仅识别获取晶圆实际圆心位置,打标;
在图20中,晶圆初始状态与晶圆理想状态相对关系为:晶圆圆心理论晶圆圆心位置不重合,且晶圆直边与理论直边不平行,故晶圆先需要绕晶圆载台中心旋转一定角度分析判断是否和理论晶圆直边平行,图示第二步为旋转后仍不平行,故需要再次绕晶圆载台中心旋转一定角度保证2者直边平行,打标。
优选地,上下料工站10包括承载平台A103,承载平台A103上设置有能够兼容定位多种尺寸料盒治具板102的限位沉槽,承载平台A103旁固接有矩形光源203,限位沉槽如图16所示,有不同形状的限位沉槽可兼容4寸/5寸/6寸晶圆料盒的定位安装,晶圆料盒101背部适当距离处安装有矩形光源安装板204,用于固定矩形光源203。矩形光源203为CCD识别系统20提供晶圆料盒101数片环节中提供背光照明作用,辅助CCD图像采集器A201识别晶圆。矩形光源安装板上设有可调孔位,方便调节矩形光源203位置。
优选地,搬运系统30包括多轴运动单元,多轴运动单元的移动端设置有真空吸附手指305和CCD识别系统20,CCD识别系统20包括CCD图像采集器A201。
优选地,多轴运动单元包括X轴直线模组301、Y轴直线模组302、Z轴直线模组303,X轴直线模组301、Y轴直线模组302、Z轴直线模组303和P轴直线模组501均为配有伺服电机的高精度防尘直线模组,避免污染工作环境。X/Y/Z/P指示方位标识,用于区分直线模组上滑台的动作方向。防撞缓冲报警机构304通过销钉定位螺钉锁紧的方式安装于Y轴直线模组302的滑台上。防撞缓冲报警机构304两侧设有拉伸弹簧,可实现防止晶圆撞碎同时发出报警信号,控制Z轴直线模组及时停车的功能。所述真空吸附手指305上设有微小环形气槽,内部含有通气孔,可将压缩空气由头端导向末端,用于吸附承托晶圆。第二真空发生器707通过气管及管接头连接到防撞缓冲报警机构304,真空吸附手指305头端进气孔则与防撞缓冲报警机构304密封连接,防止漏气。真空吸附手指305表面镀有导电特氟龙材料,用于释放晶圆上可能产生的静电。当真空吸附手指305因误动作,与晶圆载台503发生碰撞干涉时,手指托板30404、手指盖板30409和真空吸附手指会发生偏转,拉伸弹簧30403被进一步拉长,接近传感器30411与基底板30401之间的距离增大,进而输出报警信号发送给搬运系统30停止Z轴直线模组303动作,以此来防止真空吸附手305指因硬撞击折断,损坏晶圆。待复位操作后,在拉伸弹簧30403的作用下,可将手指托板30404、手指盖板30409、真空吸附手指305和接近传感器30411回到原始状态,报警信号得以解除。
优选地,多轴运动单元的移动端设置有防撞缓冲报警机构304,防撞缓冲报警机构304包括固接于多轴运动单元的移动端的基底板30101,基底板30101上通过旋转轴30406连接有手指托板30404,手指托板30404上通过螺纹连接有固接有手指盖板30409,真空吸附手指305压接于手指托板30404和手指盖板30409之间,手指托板30404和基底板30101之间连接有拉伸弹簧30403。
优选地,基底板30101的上端面设置有与旋转轴30406的中心轴线垂直布置的凹槽,手指托板30404的下端面设置有外延的圆柱台,圆柱台的直径与凹槽的宽度相对应;手指托板30404上端面设置有用于定位真空吸附手指305的沉槽特征,手指盖板30409的下端面设置有用于沉槽配合的凸台特征,沉槽特征的槽深大于凸台特征的高度,沉槽特征的槽底和凸台特征的端面上设置有密封垫,手指盖板30409的上端面上设置有气动接头30410和接近传感器30411。
具体的,基底板30401上设有凹槽,其槽宽与手指托板30404底部圆柱直径相匹配,形成小间隙配合,用于手指托板绕30404发生转动时限制左右移动,只能沿槽竖向移动。手指托板30404顶部设有沉槽,手指盖板30409下部设有凸块,二者通过定位销及螺钉固定,凸块与沉槽之间存在一定的空间,用于夹持真空吸附手指305。真空吸附手指305与手指盖板30409和手指托板30404之间配有密封垫,确保气道密封良好。手指盖板30409顶部设有螺纹接口,用于安装气动接头30410,实现压缩空气输入。基底板30401和手指托板30404两侧安装对应位置安装有拉伸弹簧用支柱30402,用于安装拉伸弹簧30403。手指托板30404和手指盖板30409上有贯穿圆孔,方便接近传感器30411依靠薄型六角螺母锁紧安装。接近传感器30411感应侧靠近基底板30401顶面。
正常工况时手指托板30104底部的圆柱会与基底板30401凹槽贴合,拉伸弹簧30403处于预拉伸状态,真空吸附手指305正常可用,不会发生偏转,接近传感器30411与基底板的距离在设定的感应范围内,不会输出报警信号。
当真空吸附手指305因误动作,与晶圆载台503发生碰撞干涉时,手指托板30404、手指盖板30409和真空吸附手指305会发生偏转,拉伸弹簧30403被进一步拉长,接近传感器30411与基底板30401之间的距离增大,进而输出报警信号发送给搬运系统30停止Z轴直线模组303动作,以此来防止真空吸附手305指因硬撞击折断,损坏晶圆。待复位操作后,在拉伸弹簧30403的作用下,可将手指托板30404、手指盖板30409、真空吸附手指305和接近传感器30411回到原始状态,报警信号得以解除。
优选地,CCD定位系统40包括CCD安装板403,CCD安装板403连接有3个CCD安装支架B402,任意2个CCD安装支架B402的夹角为120°,每个CCD安装支架B402上连接有一个沿Z轴延伸的CCD图像采集器B。
优选地,还包括压缩空气系统70,压缩空气系统70包括依次串联的手滑阀701、空气过滤器702、油雾分离器703和减压阀704,手滑阀701通过管接头及软管705连通气源,减压阀704通过管接头及软管705连通位于搬运系统30的第一真空发生器706和位于调整机构50的第二真空发生器707。
优选地,还包括抽尘净化系统80,抽尘净化系统80包括吸尘罩801,吸尘罩801为喇叭口形状的钣金件,吸尘罩801的一端密封连接有非金属波纹管802,吸尘罩801的另一端则连接到外部独立净化设备或生产区负压除尘管道,吸尘罩801上连接有上下高度可调的吸尘支架803,吸尘支架803通过支架安装板804固定。
优选地,本发明调整机构50的中空旋转平台502通过螺钉固定在P轴直线模组501滑块上,中空旋转平台502转盘中心有一上下贯穿的通孔,可容纳压缩空气软管穿过。晶圆载台安装座505中间也有中心贯穿孔,通过螺钉固定在中中空旋转平台502上。晶圆载台503底部设有凸台,凸台上设有螺纹孔,螺纹孔用于连接流体滑环504动子端。流体滑环504另一端是静子端,静子端相对于气管接头,连接从真空发生器2真空端口敷设过来的气管。流体滑环504中间有贯穿孔,可供压缩空气自由通过。流体滑环504的动子端可相对于静子端中心旋转。晶圆载台503中间有一直径较大的孔,顶部设有若干排布规律的小孔,用于增大晶圆载台503与晶圆的接触面积。晶圆载台503采用316L材质制作,顶端表面经过亮面处理。
优选地,本发明激光打标系统60中,场镜601与振镜602通过螺纹连接。光路模组603为激光从激光器606发出后传递过程中所经过的一些列组合件。光路模组603安装在升降滑台604的托板上,升降滑台604主要用于调节场镜601到晶圆打标面的工作距离,其安装在承载平台B605之上,通过螺钉紧固。
优选地,本发明压缩空气系统70的目的是为第一真空发生器706和第二真空发生器707提供洁净的正压气体,以在需要的时候产生真空负压吸附晶圆。手滑阀701用于控制从气源输入的压缩空气通断。空气过滤器702及油雾分离器703用于过滤压缩空气。减压阀704用于调节输入的压缩空气压力。管接头及软管705为常用气路连接元件。第一真空发生器706和第二真空发生器707为集成式真空发生器,体积小功能齐全。
本发明所述吸尘罩801为喇叭口形状的钣金件,材质不锈钢。非金属波纹管802一端套接在吸尘罩喇叭口小端管上,并有密封处理,防止漏气。另外一端则连接到外部独立净化设备或生产区负压除尘管道。吸尘支架803可上下调整高度,安装于支架安装板804上。
本发明还公开了一种全自动晶圆激光打标方法,其使用全自动晶圆激光打标装置对带有直边的晶圆进行打标,步骤如下:
S1,将晶圆料盒101放置到上下料工站10的料盒治具板102上;
S2,搬运系统30动作,将CCD识别系统20移动到合适的位置,识别晶圆料盒101中的每层晶圆的位置信息,进行数片,将缺料层信息记录存档并反馈给搬运系统30;
S3,搬运系统30动作,带动真空吸附手指305前往上料工站10进行取晶圆,吸附成功后,第一真空发生器706发送完成信号到搬运系统30;
S4:搬运系统30动作,转运晶圆至晶圆载台503,第一真空发生器706破真空,真空吸附手指305脱离晶圆,第二真空发生器707吸真空,晶圆载台503吸附晶圆成功后,第二真空发生器707发送完成信号到CCD定位系统40;
S5,一台CCD图像采集器B采集晶圆直边位置信息,并与预定义的理论晶圆直边所在位置进行对比,判断是否满足预设要求,预设要求为:晶圆直边与预定义的理论晶圆直边平行或重合,若不满足要求,则将偏差信息发送给调整机构;
S6,调整机构50在接收到CCD定位系统发送的晶圆直边位置偏差信息后,启动中空旋转平台进行小角度旋转调整晶圆直边位置;
S7,一台CCD图像采集器B继续采集晶圆直边位置信息,分析判断判断晶圆直边实际方向与预定义的方向重合或平行,重复S6动作直到晶圆直边实际方向与预定义的方向重合或平行;
S8,三台CCD图像采集器B同时采集晶圆圆弧位置信息,计算晶圆实际圆心位置,并将圆心位置发送给激光打标系统;
S9,调整机构50中P轴直线模组501动作,将晶圆从CCD定位工位移送到激光打标工位;
S10,晶圆移送到激光打标工位后,激光打标系统60根据CCD定位系统发送的晶圆实际圆心位置进行振镜纠偏,执行激光打标动作,将打标内容输出到晶圆上正确的位置;
S11,激光打标完成后,搬运系统30动作,真空吸附手指305到打标工位处取晶圆,第二真空发生器707破真空,晶圆脱离晶圆载台503,同时第一真空发生器706吸真空,真空吸附手指305吸附晶圆,然后搬运系统动作,将晶圆从打标工位移送入晶圆料盒101当前的取料层;
S12,根据CCD识别系统记录的缺料位信息,自动跳过缺料层,顺次到下一层取晶圆,重复执行步骤3至步骤12,直至完成所有晶圆打标;
S13,搬运系统回归到安全位置;
S14,将晶圆料盒101及已完成打标晶圆从上下料工站的料盒治具板102上移走。
本发明中CCD是英文名称Charge-couple Device的缩写,称为图像传感器,是一种半导体器件,可直接将光学信号转换为模拟电流信号,电流信号经过放大和模数转换,可实现图像的获取、存储、传输、处理和复现。所述CCD识别系统20和CCD定位系统40主要是因为CCD最终实现的目的不同而命名不同。CCD图像采集器A 201和CCD图像采集器B 401均为CCD图像传感器的一种,实际应用中可为相同型号。CCD安装支架A 202具备Y方向可调功能,方便CCD图像采集器A201安装后焦距能调节到合适位置。本实例中采用了三组CCD图像采集器B 401,分别安装于3个CCD安装支架B402上。三组CCD安装支架B402彼此间呈120°均布在CCD安装板403上,且可绕CCD安装板403中心进行圆周方向小范围调整。CCD定位系统40安装在激光打标系统60旁边,与其上场镜601形成旁轴关系。三个方形光源404与三组CCD图像采集器B401一一正对,彼此间呈120°夹角安装在方形光源安装板405上,为CCD图像采集器B 401其提供背光源。钣金支架406则用于连接P轴直线模组501和方形光源安装板405。
所属技术领域的技术人员容易理解,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不以限制本发明,凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全自动晶圆激光打标装置,包括
上下料工站(10),用于晶圆料盒的放置及定位;
CCD识别系统(20),用于控制搬运系统(30)从晶圆料盒获取晶圆;
搬运系统(30),用于移送晶圆至晶圆载台;
晶圆载台(503),用于承载晶圆;
激光打标系统(60),用于通过振镜机构调整激光光束对位于晶圆载台上的晶圆进行打标;
其特征在于:
还包括
CCD定位系统(40),包括一台用于获取位于晶圆载台(503)上晶圆的晶圆直边坐标参数的CCD图像采集器B和两台用于获取位于晶圆载台(503)上晶圆的晶圆圆弧坐标参数的CCD图像采集器B,三台CCD图像采集器B围绕所述中空旋转平台(502)的动子部旋转中心圆周均布;
调整机构(50),包括设置于所述CCD定位系统(40)和所述激光打标系统(60)之间的P轴直线模组(501),所述P轴直线模组(501)上设置有可绕Z轴旋转的中空旋转平台(502),所述中空旋转平台(502)上设置有一个晶圆载台(503),所述中空旋转平台(502)的动子部绕其旋转中心转动时,可带动晶圆载台(503)和位于晶圆载台(503)上的晶圆一起绕所述中空旋转平台(502)的旋转中心转动。
2.根据权利要求1所述的全自动晶圆激光打标装置,其特征在于:
搬运系统(30)将晶圆移送至晶圆载台(503)后,CCD定位系统(40)的工作步骤包括
S1,一台CCD图像采集器(B)对该晶圆的外轮廓拍照获取该晶圆的晶圆直边坐标参数,判断是否满足预设要求,预设要求为:晶圆直边与预定义的理论晶圆直边平行或重合,若不满足要求,则将两者坐标参数的位置偏差信息传送给调整机构(50),调整机构(50)旋转相应角度实现两者平行或重合;
S2,三台CCD图像采集器(B)同时对该晶圆再次拍照获取各CCD图像采集器(B)对应视野内晶圆边的坐标信息,分析获取该晶圆的实际圆心坐标,并将获取的该晶圆的实际圆心坐标发送至激光打标系统(60);
S3,P轴直线模组(501)将中空旋转平台(502)、晶圆载台(503)和晶圆平移至激光打标系统(60),激光打标系统(60)的振镜机构基于该晶圆的实际圆心坐标纠偏,执行激光打标动作,将打标内容输出到晶圆上正确的位置。
3.根据权利要求1所述的全自动晶圆激光打标装置,其特征在于:所述上下料工站(10)包括承载平台A(103),所述承载平台A(103)上设置有能够兼容定位多种尺寸料盒治具板(102)的限位沉槽,所述承载平台A(103)旁固接有矩形光源(203)。
4.根据权利要求1所述的全自动晶圆激光打标装置,其特征在于:所述搬运系统(30)包括多轴运动单元,所述多轴运动单元的移动端设置有真空吸附手指(305)和CCD识别系统(20),所述CCD识别系统(20)包括CCD图像采集器A(201)。
5.根据权利要求4所述的全自动晶圆激光打标装置,其特征在于:所述多轴运动单元的移动端设置有防撞缓冲报警机构(304),所述防撞缓冲报警机构(304)包括固接于多轴运动单元的移动端的基底板(30101),所述基底板(30101)上通过旋转轴(30406)连接有手指托板(30404),所述手指托板(30404)上通过螺纹连接有固接有手指盖板(30409),所述真空吸附手指(305)压接于所述手指托板(30404)和所述手指盖板(30409)之间,所述手指托板(30404)和所述基底板(30101)之间连接有拉伸弹簧(30403)。
6.根据权利要求5所述的全自动晶圆激光打标装置,其特征在于:所述基底板(30101)的上端面设置有与旋转轴(30406)的中心轴线垂直布置的凹槽,所述手指托板(30404)的下端面设置有外延的圆柱台,所述圆柱台的直径与所述凹槽的宽度相对应;所述手指托板(30404)上端面设置有用于定位真空吸附手指(305)的沉槽特征,所述手指盖板(30409)的下端面设置有用于沉槽配合的凸台特征,所述沉槽特征的槽深大于所述凸台特征的高度,所述沉槽特征的槽底和所述凸台特征的端面上设置有密封垫,所述手指盖板(30409)的上端面上设置有气动接头(30410)和接近传感器(30411)。
7.根据权利要求1所述的全自动晶圆激光打标装置,其特征在于:所述CCD定位系统(40)包括CCD安装板(403),所述CCD安装板(403)连接有3个CCD安装支架B(402),任意2个CCD安装支架B(402)的夹角为120°,每个CCD安装支架B(402)上连接有一个沿Z轴延伸的CCD图像采集器(B)。
8.根据权利要求1所述的全自动晶圆激光打标装置,其特征在于:还包括压缩空气系统(70),所述压缩空气系统(70)包括依次串联的手滑阀(701)、空气过滤器(702)、油雾分离器(703)和减压阀(704),所述手滑阀(701)通过管接头及软管(705)连通气源,所述减压阀(704)通过管接头及软管(705)连通位于搬运系统(30)的第一真空发生器(706)和位于调整机构(50)的第二真空发生器(707)。
9.根据权利要求1所述的全自动晶圆激光打标装置,其特征在于:还包括抽尘净化系统(80),所述抽尘净化系统(80)包括吸尘罩(801),所述吸尘罩(801)为喇叭口形状的钣金件,所述吸尘罩(801)的一端密封连接有非金属波纹管(802),所述吸尘罩(801)的另一端则连接到外部独立净化设备或生产区负压除尘管道,所述吸尘罩(801)上连接有上下高度可调的吸尘支架(803),所述吸尘支架(803)通过支架安装板(804)固定。
10.一种全自动晶圆激光打标方法,其特征在于:其使用如权利要求1-9任一项所述的全自动晶圆激光打标装置对带有直边的晶圆进行打标,步骤如下:
S1,将晶圆料盒(101)放置到上下料工站(10)的料盒治具板(102)上;
S2,搬运系统(30)动作,将CCD识别系统(20)移动到合适的位置,识别晶圆料盒(101)中的每层晶圆的位置信息,进行数片,将缺料层信息记录存档并反馈给搬运系统(30)。
S3,搬运系统(30)动作,带动真空吸附手指(305)前往上料工站(10)进行取晶圆,吸附成功后,第一真空发生器(706)发送完成信号到搬运系统(30);
S4:搬运系统(30)动作,转运晶圆至晶圆载台(503),第一真空发生器(706)破真空,真空吸附手指(305)脱离晶圆,第二真空发生器(707)吸真空,晶圆载台(503)吸附晶圆成功后,第二真空发生器(707)发送完成信号到CCD定位系统(40);
S5,一台CCD图像采集器B(401)采集晶圆直边位置信息,并与预定义的理论晶圆直边所在位置进行对比,判断晶圆直边实际方向与预定义的方向重合或平行,如果不满足要求则将偏差信息发送给调整机构;
S6,调整机构(50)在接收到CCD定位系统发送的晶圆直边位置偏差信息后,启动中空旋转平台进行小角度旋转调整晶圆直边位置。
S7,一台CCD图像采集器B(401)继续采集晶圆直边位置信息,分析判断晶圆直边实际方向与预定义的方向重合或平行,重复S6动作直到晶圆直边实际方向与预定义的方向重合或平行;
S8,三台CCD图像采集器B(401)同时采集晶圆圆弧位置信息,计算晶圆实际圆心位置,并将圆心位置发送给激光打标系统;
S9,调整机构(50)中P轴直线模组(501)动作,将晶圆从CCD定位工位移送到激光打标工位;
S10,晶圆移送到激光打标工位后,激光打标系统(60)根据CCD定位系统发送的晶圆实际圆心位置进行振镜纠偏,执行激光打标动作,将打标内容输出到晶圆上正确的位置;
S11,激光打标完成后,搬运系统(30)动作,真空吸附手指(305)到打标工位处取晶圆,第二真空发生器(707)破真空,晶圆脱离晶圆载台(503),同时第一真空发生器(706)吸真空,真空吸附手指(305)吸附晶圆,然后搬运系统动作,将晶圆从打标工位移送入晶圆料盒(101)当前的取料层;
S12,根据CCD识别系统记录的缺料位信息,自动跳过缺料层,顺次到下一层取晶圆,重复执行步骤3至步骤12,直至完成所有晶圆打标;
S13,搬运系统回归到安全位置;
S14,将晶圆料盒(101)及已完成打标晶圆从上下料工站的料盒治具板(102)上移走。
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