CN112678293B - 一种晶圆盘贴标设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体技术领域，公开了一种晶圆盘贴标设备及方法，其中，贴标设备包括上料装置、抓料装置、托料装置、旋转装置、视觉检测装置和贴标装置；所述上料装置包括第一升降机构和用于放置晶圆盘的料盒；所述抓料装置用于在所述料盒和所述托料装置之间运输所述晶圆盘；所述托料装置用于对所述晶圆盘定位并将所述晶圆盘运输至所述旋转装置上；所述旋转装置包括用于承托并转动所述晶圆盘的旋转台；所述视觉检测装置包括位于所述旋转台上方的检测相机；所述贴标装置用于对位于所述旋转台上的所述晶圆盘贴标。本发明实现了晶圆盘贴标的自动化，相比于人工贴标提高了精度、效率和良品率。

Description

一种晶圆盘贴标设备及方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种晶圆盘贴标设备及方法。

背景技术

晶圆盘作为晶圆的承载体，在晶圆安装在晶圆盘上后，需要在晶圆盘上粘贴与晶圆相对应的标签，以保证之后正确的使用晶圆。目前，在晶圆盘上粘贴标签大都采用人工贴标的方式，人工贴标容易贴错标签，并且贴标精度低，会造成良品率低的问题。

发明内容

本发明的目的是：提供一种晶圆盘贴标设备及方法，以解决现有人工贴标签的精度低、易出错的问题，进而提高贴标的良品率。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种晶圆盘贴标设备，其包括上料装置、抓料装置、托料装置、旋转装置、视觉检测装置和贴标装置；

所述上料装置包括第一升降机构和用于放置晶圆盘的料盒，所述第一升降机构用于升降所述料盒；

所述抓料装置用于在所述料盒和所述托料装置之间运输所述晶圆盘，所述抓料装置包括抓手和用于驱动所述抓手移动的第一滑动组件，所述抓手用于抓取所述晶圆盘；

所述托料装置用于对所述晶圆盘定位并将所述晶圆盘运输至所述旋转装置上；

所述旋转装置包括用于承托并转动所述晶圆盘的旋转台；

所述视觉检测装置包括位于所述旋转台上方的检测相机；

所述贴标装置用于对位于所述旋转台上的所述晶圆盘贴标。

进一步的，所述第一升降机构包括依次连接的第一电机、同步轮组件、第一丝杆和第一升降台，所述第一升降台与所述料盒连接。

进一步的，所述第一滑动组件包括第二电机、第二丝杆、滑动件和第一导轨，所述第二电机用于驱动所述第二丝杆转动，所述第二丝杆与所述滑动件螺纹连接，所述第二丝杆与所述第一导轨转动连接，所述滑动件与所述第一导轨滑动连接，所述滑动件与所述抓手连接。

进一步的，所述抓手包括第一气缸和与所述第一气缸连接的夹爪，所述夹爪用于抓取所述晶圆盘，所述第一气缸通过连接件与所述滑动件连接。

进一步的，所述托料装置包括依次相连的第三电机、第三丝杆和第二升降台，所述第二升降台上设有用于夹持并定位所述晶圆盘的夹持部。

进一步的，所述夹持部包括与所述第二升降台连接的第二导轨，所述第二导轨上设有相对布置的第一拖料杆和第二拖料杆，所述第一拖料杆和所述第二拖料杆均与所述第二导轨滑动连接，且所述第一拖料杆和所述第二拖料杆可相向移动和向相互远离的方向移动。

进一步的，所述旋转台的下端设有底座，所述旋转台与所述底座转动连接，所述底座上还设有用于驱动所述旋转台转动的第四电机；所述旋转装置还包括水平布置并与所述底座连接的第二滑动组件。

进一步的，所述上料装置、所述托料装置、所述旋转装置、所述视觉检测装置和贴标装置从左向右依次排布，所述抓料装置横向布置并位于所述托料装置的一侧。

进一步的，上述晶圆盘贴标设备还包括作为外围包络件的柜体，所述柜体内设有工作台，所述抓料装置、所述托料装置、所述旋转装置、所述视觉检测装置和所述贴标装置均设于所述工作台的上表面，所述上料装置位于所述工作台的一侧。

为了实现上述目的，本发明另一方面提供了一种晶圆盘贴标方法，晶圆盘贴标方法包括：

升高料盒以使晶圆盘处于取料工位，其中，所述料盒用于放置所述晶圆盘；

从所述料盒中抓取所述晶圆盘并将所述晶圆盘运输至托料装置上，其中，所述托料装置上设有用于夹持并定位所述晶圆盘的夹持部；

下降所述夹持部以将所述晶圆盘运输至旋转装置上，其中，所述旋转装置上设有用于承托并转动所述晶圆盘的旋转台；

所述旋转台转动所述晶圆盘至所述晶圆盘上的标识位于检测相机的检测区域，所述检测相机检测所述标识；

根据所述检测相机检测所述标识的信息转动所述晶圆盘至所述晶圆盘上的贴标区域位于预设的贴标工位；

对所述晶圆盘贴标。

本发明实施例一种晶圆盘贴标设备与现有技术相比，其有益效果在于：通过上料装置上升料盒以供应晶圆盘，通过抓料装置抓取料盒中的晶圆盘并运输至托料装置，托料装置对晶圆盘定位使其处在预设的位置并将其运输至旋转装置上，旋转装置的旋转台将晶圆盘上的字符标识转动至检测相机的识别区域后停止转动，检测相机识别字符标识的位置信息后，旋转台根据字符标识的位置信息转动一定的角度使晶圆盘的贴标区域转动至贴标工位，贴标装置对晶圆盘进行贴标。实现了晶圆盘贴标的自动化和贴标区域的视觉识别，相比于人工贴标提高了精度、效率和良品率。

本发明实施例一种晶圆盘贴标方法与现有技术相比，其有益效果在于：通过上升料盒以供应晶圆盘，抓取料盒中的晶圆盘并将所述晶圆盘运输至托料装置上，夹持部对晶圆盘定位使其处在预设的位置并将其运输至旋转装置上，旋转台将晶圆盘上的字符标识转动至检测相机的识别区域后停止转动，检测相机识别晶圆盘的字符标识，转动晶圆盘至晶圆盘上的贴标区域位于预设的贴标工位，然后进行贴标；实现了晶圆盘贴标的自动化和贴标区域的视觉识别，相比于人工贴标提高了精度、效率和良品率。

附图说明

图1是本发明实施例的晶圆盘贴标设备的结构示意图；

图2是本发明实施例的上料装置的结构示意图；

图3是本发明实施例的抓料装置的结构示意图；

图4是本发明实施例的托料装置的结构示意图；

图5是本发明实施例的旋转装置的结构示意图；

图6是本发明实施例的视觉检测装置的结构示意图；

图7是本发明实施例的贴标装置的结构示意图；

图8是本发明实施例的柜体的结构示意图。

图中，1－上料装置，11－第一升降机构，111－第一电机，112－同步轮组件，113－第一丝杆，114－第一升降台，12－料盒；2－抓料装置，21－抓手，22－第一滑动组件，221－第二电机，222－滑动件，223－第一导轨；3－托料装置，31－第三电机，32－第三丝杆，33－第二升降台，34－夹持部，341－第二导轨，342－第一拖料杆，343－第二拖料杆；4－旋转装置，41－旋转台，42－底座，43－第四电机，44－第二滑动组件；5－视觉检测装置，51－检测相机，52－支架；6－贴标装置，61－上标签模块，62－第三滑动组件，63－气缸，64－吸盘；7－柜体；8－工作台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图7所示，本发明实施例优选实施例的一种晶圆盘贴标设备，其包括上料装置1、抓料装置2、托料装置3、旋转装置4、视觉检测装置5和贴标装置6；上料装置1包括第一升降机构11和用于放置晶圆盘的料盒12，第一升降机构11用于升降料盒12；抓料装置2用于在料盒12和托料装置3之间运输晶圆盘，抓料装置2包括抓手21和用于驱动抓手21移动的第一滑动组件22，抓手21用于抓取晶圆盘；托料装置3用于对晶圆盘定位并将晶圆盘运输至所述旋转装置4上；旋转装置4包括用于承托并转动晶圆盘的旋转台41；视觉检测装置5包括位于旋转台41上方的检测相机51；贴标装置6用于对位于旋转台41上的晶圆盘贴标。

基于上述方案，通过上料装置1上升料盒12以供应晶圆盘，通过抓料装置2抓取料盒12中的晶圆盘并运输至托料装置3，托料装置3对晶圆盘定位使其处在预设的位置并将其运输至旋转装置4上，旋转装置4的旋转台41将晶圆盘上的字符标识转动至检测相机51的识别区域后停止转动，检测相机51识别字符标识的位置信息后，旋转台41根据字符标识的位置信息转动一定的角度使晶圆盘的贴标区域转动至贴标工位，贴标装置6对晶圆盘进行贴标。实现了晶圆盘贴标的自动化和贴标区域的视觉识别，相比于人工贴标提高了精度、效率和良品率。

其中，如图2所示，第一升降机构11包括依次连接的第一电机111、同步轮组件112、第一丝杆113和第一升降台114，第一升降台114与所述料盒12连接。第一电机111通过同步轮组件112驱动第一丝杆113转动，第一丝杆113转动驱动第一升降台114升降，从而可以实现升降料盒12的目的，上升料盒12进而将晶圆盘置于可以供下一抓取工序抓取的工位。

进一步的，如图3所示，第一滑动组件22包括第二电机221、第二丝杆、滑动件222和第一导轨223，第二电机221用于驱动所述第二丝杆转动，第二丝杆与所述滑动件222螺纹连接，第二丝杆与所述第一导轨223转动连接，滑动件222与所述第一导轨223滑动连接，滑动件222与所述抓手21连接。第二电机221驱动第二丝杆转动以使滑动件222在第一导轨223上滑动，滑动件222滑动带动抓手21移动，抓手21将晶圆盘从料盒12运输到托料装置3上，或将晶圆盘从托料装置3上运输到料盒12中。

请继续参阅图3，抓手21包括第一气缸63和与第一气缸63连接的夹爪，夹爪用于抓取所述晶圆盘，第一气缸63通过连接件与所述滑动件222连接。第一气缸63带动夹爪开合，夹爪用于夹取晶圆盘。

如图4所示，托料装置3包括依次相连的第三电机31、第三丝杆32和第二升降台33，第二升降台33上设有用于夹持并定位所述晶圆盘的夹持部34。夹爪将晶圆盘移动至夹持部34上，夹持部34将晶圆盘正位定位，然后第二升降台33下移至使晶圆盘放置在旋转台41上，夹持部34松开晶圆盘。

其中，请继续参阅图4，夹持部34包括与第二升降台33连接的第二导轨341，第二导轨341上设有相对布置的第一拖料杆342和第二拖料杆343，第一拖料杆342和第二拖料杆343均与第二导轨341滑动连接，且第一拖料杆342和第二拖料杆343可相向移动和向相互远离的方向移动。第一拖料杆342和第二拖料杆343在导轨上相向滑动闭合时，用来将从夹爪移送的晶圆盘夹紧，同时因为第一拖料杆342和第二拖料杆343的夹紧动作对晶圆盘起到了定位作用，使其能够更准确的放到旋转台41上。第一拖料杆342和第二拖料杆343夹紧晶圆盘后升降台下降，第一拖料杆342和第二拖料杆343同时下降并带动晶圆盘下降至旋转台41上，然后第一拖料杆342和第二拖料杆343向相互远离的方向移动打开，即将晶圆盘置于旋转台41上。

如图5所示，在本实施例中，旋转台41的下端设有底座42，旋转台41与底座42转动连接，底座42上还设有用于驱动所述旋转台41转动的第四电机43；旋转装置4还包括水平布置并与所述底座42连接的第二滑动组件44。第二滑动组件44驱动底座42在水平方向移动，底座42带动旋转台41移动，旋转台41在水平方向承托晶圆盘以使晶圆盘完成检测和贴标工序，旋转台41可以带动晶圆盘旋转，水平方向移动和旋转晶圆盘以使晶圆盘上的贴标签区域可以移动到检测区域和贴标工位，以减少视觉检测装置5和贴标装置6的活动量，简化其结构，进而降低了设备成本。此外，水平方向移动和旋转晶圆盘以使晶圆盘上的字符区域可以移动到比较小的相机检测区域，从而不需要相机检测区域覆盖比晶圆盘面积还要大的区域，达到了减小晶圆盘字符识别相机检测范围的目的，进而提高视觉检测的效率。并且通过设置旋转装置4进行贴标的形式，可以使得整个设备相比于现有直线流水线的形式布局更加紧凑。

如图1和6所示，在本实施例中，视觉检测装置5包括检测相机51和支架52，检测相机51可上下滑动的和支架52连接，进而可以对检测相机51调节高度，检测相机51的位置在旋转台41的上方。

如图7所示，本实施例的贴标装置6包括上标签模块61、第三滑动组件62、气缸63和吸盘64，上标签模块61可以自动供应标签，气缸63带动吸盘64在上标签模块61吸取标签，第三滑动组件62带动气缸63和吸盘64以对位于旋转台41上的晶圆盘贴标。

如图1所示，作为一种可选的实施方式，上料装置1、托料装置3、旋转装置4、视觉检测装置5和贴标装置6从左向右依次排布，所述抓料装置2横向布置并位于所述托料装置3的一侧。这样布置使得各装置紧凑，可以减小设备的体积。

如图1和图8所示，本实施例的晶圆盘贴标设备还包括作为外围包络件的柜体7，柜体7内设有工作台8，抓料装置2、托料装置3、旋转装置4、视觉检测装置5和贴标装置6均设于所述工作台8的上表面，所述上料装置1位于所述工作台8的一侧。结构简单，布局紧凑。

本发明另一实施例提供了一种晶圆盘贴标方法，该方法应用了上述实施例的晶圆盘贴标设备，本实施例的晶圆盘贴标方法包括以下步骤：

S1、升高料盒12以使晶圆盘处于取料工位，其中，所述料盒12用于放置所述晶圆盘；通过第一升降机构11对料盒12进行升降。

S2、从所述料盒12中抓取所述晶圆盘并将所述晶圆盘运输至托料装置3上，其中，所述托料装置3上设有用于夹持并定位所述晶圆盘的夹持部34；通过抓料装置2将晶圆盘从料盒12中运送至夹持部34上。

S3、下降所述夹持部34以将所述晶圆盘运输至旋转装置4上，其中，所述旋转装置4上设有用于承托并转动所述晶圆盘的旋转台41；

夹持部34包括与第二升降台33连接的第二导轨341，第二导轨341上设有相对布置的第一拖料杆342和第二拖料杆343，第一拖料杆342和第二拖料杆343夹紧晶圆盘后升降台下降，第一拖料杆342和第二拖料杆343同时下降并带动晶圆盘下降至旋转台41上，然后第一拖料杆342和第二拖料杆343向相互远离的方向移动打开，即将晶圆盘置于旋转台41上。

S4、旋转台41转动晶圆盘至晶圆盘上的标识位于检测相机51的检测区域，所述检测相机51检测所述标识；

其中，晶圆盘上的标识可转动至预设的区域，可通过检测相机51检测标识是否到达预设区域，若到达则停止旋转台41转动，检测相机51进行识别标识，具有为，检测相机51识别标识的位置信息和字符信息，并将检测信息传递给控制单元。

S5、根据所述检测相机51检测所述标识的信息转动所述晶圆盘至所述晶圆盘上的贴标区域位于预设的贴标工位；

S6、对晶圆盘贴标。当旋转台41使得晶圆盘转过一定角度达到预设的贴标工位后停止，贴标装置6启动对晶圆盘进行贴标。

S7、贴标完成后，视觉检测装置5检查贴标是否合格，若贴标合格则执行步骤S8，否则报警提醒将不合格品移出。

S8、第一拖料杆342和第二拖料杆343相向移动夹紧晶圆盘，第二升降台33上升，抓料装置2将晶圆盘运送至料盒12内，第一升降台114上升进行下一晶圆盘的贴标工序。

需要说明的是，晶圆盘贴标设备中的各驱动部件及视觉检测装置5通过控制单元进行控制，以使他们协同工作，控制单元可以为工控机、计算机等设备。

综上，本发明实施例提供的一种晶圆盘贴标设备及方法，通过上料装置1上升料盒12以供应晶圆盘，通过抓料装置2抓取料盒12中的晶圆盘并运输至托料装置3，托料装置3对晶圆盘定位使其处在预设的位置并将其运输至旋转装置4上，旋转装置4的旋转台41将晶圆盘上的字符标识转动至检测相机51的识别区域后停止转动，检测相机51识别字符标识的位置信息后，旋转台41根据字符标识的位置信息转动一定的角度使晶圆盘的贴标区域转动至贴标工位，贴标装置6对晶圆盘进行贴标。实现了晶圆盘贴标的自动化和贴标区域的视觉识别，相比于人工贴标提高了精度、效率和良品率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种晶圆盘贴标设备，其特征在于，包括上料装置、抓料装置、托料装置、旋转装置、视觉检测装置和贴标装置；

所述上料装置包括第一升降机构和用于放置晶圆盘的料盒，所述第一升降机构用于升降所述料盒；

所述抓料装置用于在所述料盒和所述托料装置之间运输所述晶圆盘，所述抓料装置包括抓手和用于驱动所述抓手移动的第一滑动组件，所述抓手用于抓取所述晶圆盘；

所述托料装置用于对所述晶圆盘定位并将所述晶圆盘运输至所述旋转装置上；

所述旋转装置包括用于承托并转动所述晶圆盘的旋转台；

所述视觉检测装置包括位于所述旋转台上方的检测相机；

所述贴标装置用于对位于所述旋转台上的所述晶圆盘贴标；

所述托料装置包括依次相连的第三电机、第三丝杆和第二升降台，所述第二升降台上设有用于夹持并定位所述晶圆盘的夹持部；

所述夹持部包括与所述第二升降台连接的第二导轨，所述第二导轨上设有相对布置的第一拖料杆和第二拖料杆，所述第一拖料杆和所述第二拖料杆均与所述第二导轨滑动连接，且所述第一拖料杆和所述第二拖料杆可相向移动和向相互远离的方向移动；

所述旋转台的下端设有底座，所述旋转台与所述底座转动连接，所述底座上还设有用于驱动所述旋转台转动的第四电机；所述旋转装置还包括水平布置并与所述底座连接的第二滑动组件；

所述第一滑动组件包括第二电机、第二丝杆、滑动件和第一导轨，所述第二电机用于驱动所述第二丝杆转动，所述第二丝杆与所述滑动件螺纹连接，所述第二丝杆与所述第一导轨转动连接，所述滑动件与所述第一导轨滑动连接，所述滑动件与所述抓手连接；

所述抓手包括第一气缸和与所述第一气缸连接的夹爪，所述夹爪用于抓取所述晶圆盘，所述第一气缸通过连接件与所述滑动件连接。

2.根据权利要求1所述的晶圆盘贴标设备，其特征在于，所述第一升降机构包括依次连接的第一电机、同步轮组件、第一丝杆和第一升降台，所述第一升降台与所述料盒连接。

3.根据权利要求1所述的晶圆盘贴标设备，其特征在于，所述上料装置、所述托料装置、所述旋转装置、所述视觉检测装置和贴标装置从左向右依次排布，所述抓料装置横向布置并位于所述托料装置的一侧。

4.根据权利要求1－3任一项所述的晶圆盘贴标设备，其特征在于，还包括作为外围包络件的柜体，所述柜体内设有工作台，所述抓料装置、所述托料装置、所述旋转装置、所述视觉检测装置和所述贴标装置均设于所述工作台的上表面，所述上料装置位于所述工作台的一侧。

5.一种基于权利要求1－4任一项所述的晶圆盘贴标设备的晶圆盘贴标方法，其特征在于，包括：

升高料盒以使晶圆盘处于取料工位，其中，所述料盒用于放置所述晶圆盘；

从所述料盒中抓取所述晶圆盘并将所述晶圆盘运输至托料装置上，其中，所述托料装置上设有用于夹持并定位所述晶圆盘的夹持部；

下降所述夹持部以将所述晶圆盘运输至旋转装置上，其中，所述旋转装置上设有用于承托并转动所述晶圆盘的旋转台；其中，晶圆盘上的标识可转动至预设的区域，可通过检测相机检测标识是否到达预设区域，若到达则停止旋转台转动，检测相机进行识别标识；

所述旋转台转动所述晶圆盘至所述晶圆盘上的标识位于检测相机的检测区域，所述检测相机检测所述标识；

根据所述检测相机检测所述标识的信息转动所述晶圆盘至所述晶圆盘上的贴标区域位于预设的贴标工位；

对所述晶圆盘贴标。

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