[發明專利]一種全自動晶圓背面激光標記裝置及方法

在審

• 申請號: 202011645384.4
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN114695226A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 黃政;張兵;鄭盼;陳兆華;李榮廣;郭良;溫堯明;覃忠賢;焦波;謝圣君;呂啟濤;高云峰
• 申請（專利權）人: 大族激光科技產業集團股份有限公司
• 主分類號: H01L21/68
• 分類號: H01L21/68;H01L21/67;B23K26/362;B23K26/70;B23K37/04
• 代理公司: 深圳市世聯合知識產權代理有限公司 44385
• 代理人: 汪琳琳

1.一種全自動晶圓背面激光標記裝置，其特征在于：包括：

機械系統，包括機架、設置在所述機架上的夾具組件，用于固定和校平待標記晶圓；

上下料系統，用于放置待標記晶圓和已標記晶圓；

機械手系統，用于取放和移送待標記晶圓、及已標記晶圓；

晶圓自動尋邊系統，用于對機械手系統移送的待標記晶圓進行自動尋邊校準；

視覺系統，用于檢測尋邊校準后的待標記晶圓得到試打標的定位數據，并對實際打標位置進行測量確定其是否超差；

雙激光系統，用于根據所述定位數據進行試打標，在實際打標位置不超差時，完成對待打標晶圓進行標記。

2.根據權利要求1所述的全自動晶圓背面激光標記裝置，其特征在于：所述機械系統還包括大理石基座和夾具組件安裝板，所述夾具組件安裝板上設置所述夾具組件，兩者通過大理石基座設置在所述機架上；所述夾具組件包括設置在所述夾具組件安裝板上的電動升降組件和電動旋轉組件，所述電動旋轉組件上設置有晶圓夾具，所述電動升降組件包括設置在所述夾具組件安裝板上的電動升降臺，所述電動升降臺上設置有晶圓壓板。

3.根據權利要求2所述的全自動晶圓背面激光標記裝置，其特征在于：所述電動升降組件采用兩組分別設置在所述晶圓夾具的兩側，所述晶圓壓板與所述電動旋轉組件之間還設置導向軸和軸承。

4.根據權利要求3所述的全自動晶圓背面激光標記裝置，其特征在于：所述上下料系統包括料架機構，所述料架機構的工作臺上設置有晶圓料盒、料盒固定塊和料盒檢測裝置，所述晶圓料盒包括待標記晶圓料盒和NG料盒；所述料架機構上還設置有防傾斜的擋板。

5.根據權利要求4所述的全自動晶圓背面激光標記裝置，其特征在于：所述視覺系統包括上視覺檢測組件、視覺定位組件和下視覺檢測組件；

所述上視覺檢測組件設置于所述晶圓自動尋邊系統的上方，用于自動識別待標記晶圓的邊緣條碼或WAFER ID；

所述視覺定位組件設置于所述雙激光系統的上方，用于自動抓取待標記晶圓上面的特征點，得到試打標的定位數據；

所述下視覺檢測組件設置于所述雙激光系統的下方，用于測量待標記晶圓上的實際標記位置。

6.根據權利要求5所述的全自動晶圓背面激光標記裝置，其特征在于：所述視覺定位組件包括升降臺墊板、設置于升降臺墊板上的Z軸電動平臺、安裝于Z軸電動平臺上的升降臺連接板，所述升降臺連接板上通過視覺安裝板設置有對準待標記晶圓正面的第二CCD組件。

7.根據權利要求6所述的全自動晶圓背面激光標記裝置，其特征在于：所述的下視覺檢測組件包括設置在機架上的固定板，所述固定板上設置有相機固定板，所述相機固定板上通過鏡頭卡板設置有對準待標記晶圓背面的第三CCD組件；所述固定板上還設置用于微調第三CCD組件上下位置的千分尺。

8.根據權利要求7所述的全自動晶圓背面激光標記裝置，其特征在于：所述雙激光系統包括設置在機架上的二維直線運動模塊、設置在所述二維直線運動模塊上的移動底板、設置于所述移動底板上的Z軸升降臺；所述Z軸升降臺上設置有打標機底板，打標機底板上安裝有兩組激光光路組件；所述激光光路組件包括設置在同一軸線上的激光器、光路傳導模塊和振鏡掃描模塊，所述激光器設置在所述打標機底板上；所述打標機底板與所述移動底板之間還設置有調整螺栓。

9.根據權利要求1所述的全自動晶圓背面激光標記裝置，其特征在于：所述激光標記裝置還包括設置在所述雙激光系統上方的抽塵系統，用于及時抽取標記過程中產生的粉塵和煙霧。

10.一種基于權利要求1至9所述全自動晶圓背面激光標記裝置采用的標記方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

機械手系統從上下料系統上的晶圓料盒中抓取一片待標記晶圓，并將其放到晶圓自動尋邊系統上；

對待標記晶圓進行自動尋邊校準，待尋邊完成后向所述上視覺檢測組件發出信號；

所述上視覺檢測組件自動識別待標記晶圓的邊緣條碼或WAFER ID；

判斷待標記晶圓是否可以標記，若可以標記，則執行下一步；若不可以標記，則將其取放到NG料盒中；

將所述待標記晶圓取放到晶圓夾具上，電動旋轉組件帶動待標記晶圓旋轉，電動升降臺帶動晶圓壓板壓平待標記晶圓；

二維直線平臺模塊帶動視覺定位組件對待標記晶圓正面的特征點進行定位，得到試打標的定位數據；

激光光路組件的激光器根據所述定位數據，對待打標晶圓進行試打標；

下視覺檢測組件對實際標記位置進行測量，判斷標記位置是否超差，如果超差，則將其取放到NG料盒中；如果未超差，則繼續進行標記；

激光光路組件將所述晶圓的所有單元進行標記，直至標記完成；

電動升降組件帶動晶圓壓板松開已標記晶圓，機械手系統將已標記晶圓取放到料盒中。