CN113245712A - 一种激光光点位置校正方法及芯片规模晶圆级标记设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光光点位置校正方法及芯片规模晶圆级标记设备，其中方法包括：使标记头发出激光，在第一定位部上形成激光光斑；第一定位部固定在置放台上；获取激光光斑的重心坐标点；调整上相机的参数，使上相机的镜头中心点和激光光斑的重心坐标点重合；其中，标记头固定在激光标记装置中；上相机固定在第一定位部的上方，且上相机的镜头朝向第一定位部。标记头设置好参数以后，向第一定位部发出一束激光，在第一定位部形成一个光斑，上相机对其进行拍摄，获得激光光斑图像，通过调整上相机的参数，使上相机拍摄到激光光斑图像的视野中心点和激光光斑的重心坐标点重合，实现相机补偿，从而确保标记头的精度。

Description

一种激光光点位置校正方法及芯片规模晶圆级标记设备
技术领域
本发明涉及激光标识技术领域，具体涉及一种激光光点位置校正方法及芯片规模晶圆级标记设备。
背景技术
晶圆标记是利用高能量密度激光束，对晶圆表面进行局部照射，使表层材料迅速汽化或发生颜色变化，从而露出深层物质，或者使表层物质化学物理变化而刻出痕迹，或者通过光能烧掉部分物质，显出所需刻蚀的图形、文字。
在现有技术中，大多还是采用传统机械定位方式，在分析工件定位方案时，通常利用了定位支承点，即“六点定则”这一概念。当工件在夹具中实际定位时，并不是采用这种理论上的“点”与工件的定位基准面相接触，而是把定位支承“点”转化为具体的定位元件，即通过各种类型的定位元件来实现定位，也就是要根据工件的具体结构特点和工序加工精度要求去选取不同的定位形式，如平面、外圆柱面、圆孔、型面、组合面等。晶圆上有一个缺口，通过这个缺口来实现中心定位，这种传统的机械定位方式不仅定位精度低，效率低，速度慢，而且会在夹紧校准的过程中损伤晶圆，是非常落后的。
因此，如何使激光标记装置能够快速高效地实现初始定位成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种激光光点位置校正方法及芯片规模晶圆级标记设备，以解决激光标记装置用传统机械定位方式存在定位精度低，效率低和速度慢的问题。
本发明实施例提供了一种激光光点位置校正方法，包括：
使标记头发出激光，在第一定位部上形成激光光斑；第一定位部固定在置放台上；
获取激光光斑的重心坐标点；
调整上相机的参数，使上相机的视野中心点和激光光斑的重心坐标点重合；
其中，标记头固定在激光标记装置中；上相机固定在置放台的上方，且上相机的镜头朝向第一定位部。
可选地，获取激光光斑的重心坐标点包括：
通过计算机视觉放大激光光斑；
根据激光光斑的不规则轮廓和能量强度，计算出激光能量中心，将激光能量中心作为重心坐标点。
可选地，调整上相机的参数，使上相机的视野中心点和激光光斑的重心坐标点重合，包括：
假设上相机的镜头中心点在原点（0,0），激光能量中心在点O（X1，Y1），则激光能量中心距离上相机视野中心的在X轴的偏移量为X1，激光能量中心距离上相机视野中心的在Y轴的偏移量为Y1；
调整上相机的参数，使上相机在X轴上的偏移量X=X1，使上相机在Y轴上的偏移量Y=Y1；
其中，上相机的参数还包括焦距参数、光圈中心参数和畸变参数中的至少一种。
可选地，置放台内还包括第二定位部；第二定位部的中心设有定位点。
可选地，第二定位部采用透明材质制成，以使上相机和下相机获取到第二定位部中心的定位点。
可选地，在使标记头发出激光，在第一定位部上形成激光光斑之前，还包括：
使下相机的镜头中心和第二定位部的中心在竖直方向上的投影重合，完成一次定位；下相机和上相机相对固定设置；下相机固定在第二定位部的下方，且下相机的镜头朝向第二定位部。
可选地，在下相机在完成一次定位后，控制下相机对置放台进行拍摄，得到第一图像，并对第一图像建立第一坐标系；
控制置放台移动至上相机的下方，使上相机的镜头中心与第二定位部的中心在竖直方向上的投影重合；
控制上相机对置放台进行拍摄，得到第二图像，并对第二图像建立第二坐标系；
根据第二定位部中心的定位点，使第一坐标系与第二坐标系重合，以使上相机和下相机的坐标系统一。
可选地，第一定位部为涂有白漆的玻璃。
本发明实施例还提供了一芯片规模晶圆级标记设备，应用上述任一的激光光点位置校正方法，包括：
上相机，通过第一支架固定在安装板上，上相机位于置放台的上方并朝向置放台的上端面；
第一定位部，设置在置放台上；
标记头，固定在激光标记装置中。
可选地，还包括：
下相机，通过第二支架固定在安装板上，下相机位于置放台的下方并朝向置放台的下端面；
X轴平移组件，与置放台连接，X轴平移组件用于驱动置放台沿X轴移动。
本发明实施例的有益效果如下：
标记头设置好参数以后，向第一定位部发出一束激光，在第一定位部形成一个光斑，上相机对其进行拍摄，获得激光光斑图像，通过调整上相机的参数，使上相机拍摄到激光光斑图像的视野中心点和激光光斑的重心坐标点重合，实现相机补偿，即实现了对标记头的激光能量中心初始定位，从而确保标记头的精度。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了一种激光光点位置校正方法的流程图；
图2示出了一种激光光点位置校正方法的原理图；
图3示出了一种芯片规模晶圆级标记设备的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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。
实施例1
本发明实施例提供了一种激光光点位置校正方法，如图1所示，包括：
步骤S1，使标记头发出激光，在第一定位部上形成激光光斑。第一定位部固定在置放台上。
在本实施例中，控制标记头向第一定位部中心发出激光。具体地，第一定位部为涂有白漆的玻璃，防止激光通过玻璃直射上相机镜头。
在本实施例中，此方法通过计算机视觉放大激光光斑，并通过算法计算出激光能量中心，从而消除由于激光不规则产生的位置偏差。
步骤S2，获取激光光斑的重心坐标点。
在本实施例中，由于激光光斑非常小，为微米级，正常情况下通过目视无法完成对激光中心的矫正，因此需要通过计算机视觉放大激光光斑，根据激光光斑的不规则轮廓和能量强度，计算出激光能量中心，将激光能量中心作为重心坐标点。能量强度可以通过激光光斑的亮度进行转换计算。
步骤S3，调整上相机的参数，使上相机的视野中心点、激光光斑的重心坐标点重合。其中，标记头固定在激光标记装置中；上相机固定在置放台的上方，且上相机的镜头朝向第一定位部。
在本实施例中，标记头设置好参数以后，向第一定位部发出一束激光，在第一定位部形成一个光斑，上相机对其进行拍摄，获得激光光斑图像，通过调整上相机的参数，使上相机拍摄到激光光斑图像的视野中心点和激光光斑的重心坐标点重合，实现相机补偿，即实现了对标记头的激光能量中心初始定位，从而确保标记头的精度。
作为可选的实施方式，步骤S3包括：
假设上相机的镜头中心点在原点（0,0），激光能量中心在点O（X1，Y1），则激光能量中心距离上相机视野中心的在X轴的偏移量为X1，激光能量中心距离上相机视野中心的在Y轴的偏移量为Y1；调整上相机的参数，使所述上相机在X轴上的偏移量X=X1，使所述上相机在Y轴上的偏移量Y=Y1；其中，上相机的参数还包括焦距参数、光圈中心参数和畸变参数中的至少一种。
如图2所示，图中右上角区域内的小方框内为上相机视野，方框内不规则图形为激光光斑成像。以图像中心位置为原点，根据光斑的不规则轮廓以及能量强度，计算出激光光斑的重心O（X1，Y1），通过调整上相机的参数，使相机得到补偿，具体地，通过offset函数进行参数调整，使offset X=X1，offset Y=Y1，就可以使上相机的视野中心点与激光光斑的重心点在竖直方向上重合。
作为可选的实施方式，置放台内还包括第二定位部；第二定位部的中心设有定位点。
在置放台需要在装卸晶圆的位置和对晶圆进行打标的位置来回移动，例如，在打标之前，置放台发生了位移，因此需要通过第二定位部中心的定位点同上相机的镜头中心在竖直方向的投影重合，从而保证置放台位于正确的打标位置。
作为可选的实施方式，第二定位部采用透明材质制成，以使上相机和下相机获取到第二定位部中心的定位点。
在本实施例中，通过位于透明的第二定位部中心的定位点，首先使上相机的镜头中心与定位点在竖直方向上的投影重合。移动置放台，使第二定位部位于下相机的上方，再使下相机的镜头中心与定位点在竖直方向上的投影重合，实现了上相机和下相机的画面初步重合。
作为可选的实施方式，在步骤S1之前还包括：
使下相机的镜头中心和第二定位部的中心在竖直方向上的投影重合，完成一次定位；下相机和上相机相对固定设置；下相机固定在第二定位部的下方，且下相机的镜头朝向第二定位部。
如图3所示，下相机可以直接拍摄到晶圆打标的一面。在具体实施例中，为了方便调整标记头的参数设置，将上相机设置在标记头的正上方，并且使上相机的镜头中心与标记头的镜头中心在竖直方向上的投影重合。因此下相机的镜头中心与上相机的镜头中心无法在竖直方向上的投影重合，下相机与上相机是错开设置的。
作为可选的实施方式，在下相机在完成一次定位后，控制下相机对置放台进行拍摄，得到第一图像，并对第一图像建立第一坐标系；
控制置放台移动至上相机的下方，使上相机的镜头中心与第二定位部的中心在竖直方向上的投影重合；
控制上相机对置放台进行拍摄，得到第二图像，并对第二图像建立第二坐标系；
根据第二定位部中心的定位点，使第一坐标系与第二坐标系重合，以使上相机和下相机的坐标系统一。
在本实施例中，首先使下相机的镜头中心和第二定位部的中心在竖直方向上的投影重合，完成一次定位，再控制下相机对置放台进行拍摄，由于第二定位部是透明材质的，且第二定位部的中心设置有定位点，以第二定位部的定位点作为参照，建立第一坐标系。置放台移动至上相机的下方，使上相机的镜头中心和第二定位部的中心在竖直方向上的投影重合，再控制控制上相机对置放台进行拍摄，使得到的第二图像与第一图像对应重合的区域尽可能地大。对第二图像建立第二坐标系，根据第二定位部的定位点，调整第一图像和/或第二图像的坐标系，使两个坐标系重合，从而实现上相机和下相机的坐标系统一。在统一坐标系后，通过上相机拍摄到的晶圆正面的图像，在下相机拍摄到晶圆背面的图像中，能够准确得到对应正面图像中元器件的位置，标记头可以在指定位置进行打标，避开元器件或者芯片底部。
实施例2
本发明实施例提供了一种芯片规模晶圆级标记设备，运用上述实施例中的激光光点位置校正方法，如图3所示，包括：标记头1，上相机2，第一定位部31和下相机4，其中：上相机2通过第一支架固定在安装板上，上相机2位于置放台的上方并朝向置放台的上端面；X轴平移组件，与所述置放台连接，所述X轴平移组件用于驱动所述置放台沿X轴移动；下相机4通过第二支架固定在安装板上，下相机4位于置放台的下方并朝向置放台的下端面；第一定位部31设置在置放台上；标记头1固定在激光标记装置中。
作为可选的实施方式，还包括：第二定位部32，设置在置放台上。
作为可选的实施方式，第一定位部31为涂有白漆的透明玻璃；第二定位部32为透明玻璃，第二定位部32的中心设置有定位点。
上述芯片规模晶圆级标记设备具体细节可以对应参阅实施例1中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种激光光点位置校正方法，其特征在于，包括：
使标记头发出激光，在第一定位部上形成激光光斑；所述第一定位部固定在置放台上；
获取所述激光光斑的重心坐标点；
调整上相机的参数，使所述上相机的视野中心点和所述激光光斑的重心坐标点重合；
其中，所述标记头固定在激光标记装置中；所述上相机固定在所述置放台的上方，且所述上相机的镜头朝向所述第一定位部。
2.根据权利要求1所述的激光光点位置校正方法，其特征在于，获取所述激光光斑的重心坐标点包括：
通过计算机视觉放大所述激光光斑；
根据所述激光光斑的不规则轮廓和能量强度，计算出激光能量中心，将所述激光能量中心作为所述重心坐标点。
3.根据权利要求2所述的激光光点位置校正方法，其特征在于，调整上相机的参数，使所述上相机的视野中心点和所述激光光斑的重心坐标点重合，包括：
假设所述上相机的镜头中心点在原点（0,0），所述激光能量中心在点O（X1，Y1），则所述激光能量中心距离所述上相机视野中心的在X轴的偏移量为X1，所述激光能量中心距离所述上相机视野中心的在Y轴的偏移量为Y1；
调整所述上相机的参数，使所述上相机在X轴上的偏移量X=X1，使所述上相机在Y轴上的偏移量Y=Y1；
其中，所述上相机的参数还包括焦距参数、光圈中心参数和畸变参数中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的激光光点位置校正方法，其特征在于，所述置放台内还包括第二定位部；所述第二定位部的中心设有定位点。
5.根据权利要求4所述的激光光点位置校正方法，其特征在于，所述第二定位部采用透明材质制成，以使上相机和下相机获取到所述第二定位部中心的定位点。
6.根据权利要求4所述的激光光点位置校正方法，其特征在于，在使标记头发出激光，在所述第一定位部上形成激光光斑之前，还包括：
使下相机的镜头中心和所述第二定位部的中心在竖直方向上的投影重合，完成一次定位；所述下相机和所述上相机相对固定设置；所述下相机固定在所述第二定位部的下方，且所述下相机的镜头朝向所述第二定位部。
7.根据权利要求6所述的激光光点位置校正方法，其特征在于，在所述下相机在完成一次定位后，控制所述下相机对所述置放台进行拍摄，得到第一图像，并对所述第一图像建立第一坐标系；
控制所述置放台移动至所述上相机的下方，使所述上相机的镜头中心与所述第二定位部的中心在竖直方向上的投影重合；
控制所述上相机对所述置放台进行拍摄，得到第二图像，并对所述第二图像建立第二坐标系；
根据所述第二定位部中心的定位点，使所述第一坐标系与所述第二坐标系重合，以使所述上相机和所述下相机的坐标系统一。
8.根据权利要求1所述的激光光点位置校正方法，其特征在于，所述第一定位部为涂有白漆的玻璃。
9.一种芯片规模晶圆级标记设备，运用如权利要求1~6任一所述的激光光点位置校正方法，其特征在于，包括：
上相机，通过第一支架固定在安装板上，所述上相机位于置放台的上方并朝向所述置放台的上端面；
第一定位部，设置在所述置放台上；
标记头，固定在激光标记装置中。
10.根据权利要求9所述的芯片规模晶圆级标记设备，其特征在于，还包括：
下相机，通过第二支架固定在所述安装板上，所述下相机位于所述置放台的下方并朝向所述置放台的下端面；
X轴平移组件，与所述置放台连接，所述X轴平移组件用于驱动所述置放台沿X轴移动。
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