CN117817135A - 一种激光自动标刻装置及标刻方法 - Google Patents

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CN117817135A CN202410247935.3A CN202410247935A CN117817135A CN 117817135 A CN117817135 A CN 117817135A CN 202410247935 A CN202410247935 A CN 202410247935A CN 117817135 A CN117817135 A CN 117817135A
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Abstract

本发明属于半导体加工技术领域,尤其是涉及一种激光自动标刻装置及标刻方法,包括机台、机械手和激光机体,所述机械手位于机台的内侧设置,所述机台的端面固定安装有机箱,且激光机体位于机箱的内部设置,所述机台的台面设置有上料区、下料区和不良品区,所述机台的端面固定安装有控制器。本发明可以利用对半导体晶圆片进行负压吸附的气流对半导体晶圆片进行形变检测,防止形变导致的不合格品流出,且能够自动对半导体晶圆片进行不良品标记,防止后续将不良品转出时与其它良品混合流出,同时,可以尽量避免激光标刻时产生的高温导致半导体晶圆片形变,提高半导体晶圆片的产出合格率。

Description

一种激光自动标刻装置及标刻方法
技术领域
本发明属于半导体加工技术领域,尤其是涉及一种激光自动标刻装置及标刻方法。
背景技术
激光标刻是一种非接触式的加工方式,激光束直接照射在晶圆表面,不会对晶圆材料产生物理接触和面积压力,这种非接触性质使得激光标刻能够在不损害晶圆或表面层的情况下进行精密加工。
目前,激光标刻具有非接触、打标效率高等优点,如专利公开号为CN109848571B公开的全自动双工位激光标刻装置及方法,激光标刻被广泛应用在半导体晶圆片的标刻加工中,其基本的工作流程为晶圆片上料、晶圆片定位夹持、激光标刻、晶圆片下料,可以自动完成晶圆片的加工;
而在晶圆片的激光标刻时,通常是由机械手将晶圆片放置在一个负压吸盘上,经过定位后,通过负压吸附的方式对晶圆片进行固定,随后,通过激光头对晶圆片进行激光标刻即可,但是,晶圆片在前道的如高温沉积等工序,可能会产生热应力,如抛光加工中,可能存在机械应力,在激光标刻的负压吸附时,负压吸附点位与其它位置存在压差,激光标刻产生的热应力等,这些均可能导致晶圆片在激光标刻时,其可能存在轻微的形变状态,导致激光标刻点位可能发生轻微偏移,深度也会受到影响,影响对晶圆片加工的精准性和效果。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题,提供一种激光自动标刻装置及标刻方法。
为达到上述目的,本发明采用了下列技术方案:一种激光自动标刻装置,包括机台、机械手和激光机体,所述机械手位于机台的内侧设置,所述机台的端面固定安装有机箱,且激光机体位于机箱的内部设置,所述机台的台面设置有上料区、下料区和不良品区,所述机台的端面固定安装有控制器;
所述机台的端面固定安装有基座,所述基座的上方设置有固定座,所述基座的内部安装有与控制器电性连接的上顶电推杆,且上顶电推杆的输出端与固定座的下端固定连接,所述基座的周侧环形均匀分布有多个弧形定位板,且各个弧形定位板均与基座共同安装有磁吸驱动机构,所述机台的下端一体成型设置有凸台,且凸台的侧壁固定安装有与控制器电性连接的气泵,所述激光机体的激光头与气泵的输出端共同安装有供气机构,供气机构用于垂直向半导体晶圆片表面吹送气流,各个所述弧形定位板的内部均设置有气流检测机构,气流检测机构用于检测经半导体晶圆片导流的气流,所述固定座于供气机构共同连通有负压吸附组件,负压吸附组件用于吸附固定半导体晶圆片,所述机台的底部固定安装有电磁开关和触发开关,所述电磁开关与各个气流检测机构电性连接,所述电磁开关通过控制器与触发开关电性连接,所述机箱安装有与激光机体共同安装有调节驱动机构,所述调节驱动机构安装有标记机构。
优选的,各个所述磁吸驱动机构均包括固定设置于弧形板底部的支撑架,所述支撑架的侧壁固定安装有横杆,所述基座的内部开设有上空腔和下空腔,所述横杆与上空腔的腔壁滑动连接,所述横杆与上空腔共同安装有复位弹簧,所述横杆的杆端固定安装有拉索,且上空腔和下空腔的腔壁均与拉索的侧壁滑动连接,所述下空腔的内部滑动设置有铁块,且铁块的端部与拉索的端部固定连接,所述下空腔的内部远离铁块的一端固定安装有电磁铁,且电磁铁与控制器电性连接。
优选的,所述供气机构包括固定设置于气泵输出端的输气管,所述激光机体的激光头外侧壁固定套接有圆罩,所述输气管的管端固定连接有连接软管,且连接软管的管端贯穿圆罩的侧壁,所述圆罩与固定座垂直设置。
优选的,各个所述气流检测机构均包括开设于弧形定位板侧壁的通风孔,所述弧形定位板的顶部一体成型设置有绝缘凸出,所述通风孔的孔壁与绝缘凸出共同开设有弧形凹槽,且弧形凹槽的内部转动设有绝缘转杆,所述绝缘转杆的底部固定安装有挡风板,所述绝缘转杆的上端固定安装有导电杆,所述弧形凹槽的槽壁固定安装有弧形导电块,所述弧形导电块与导电杆与电磁开关电性连接。
优选的,所述负压吸附组件包括开设于凸台内部的气腔,且气腔与气泵的吸入端相连通,所述气腔的腔壁固定插接有吸气软管,所述固定座的内部开设有吸附腔,且吸附腔与吸气软管相连通,所述固定座的端面开设有安装槽,且安装槽的槽底固定插接有吸盘,所述吸盘与吸附腔相连通,所述吸附腔的腔壁开设有补气孔,且补气孔的内部安装有第一常闭电磁阀。
优选的,所述调节驱动机构包括固定插接于机箱端面两侧的下推电推杆,且两个下推电推杆的输出端固定安装有安装台,所述激光机体位于安装台的端面固定安装,所述激光机体的激光头位于安装台的下方设置,两个所述下推电推杆均与控制器电性连接。
优选的,所述标记机构包括固定设置于安装台下端一侧的侧板,且侧板的侧壁固定插接有横推电推杆,所述横推电推杆的输出端固定连接有L形板,所述L形板的内部开设有条形腔,且条形腔的下腔壁固定插接有印字海绵垫,所述安装台的端面固定安装有储液箱,且储液箱的底部固定插接有排液软管,所述条形腔的侧壁开设有进液腔,且进液腔的内部安装有与控制器电性连接的第二常闭电磁阀,所述排液软管通过进液腔与条形腔电性连接。
优选的,所述吸附腔的腔壁开设有气压孔,且气压孔的内部安装有气压阀,所述固定座的侧壁固定安装有与气压孔相连通的引流软管,且引流软管的管壁与机台的端面滑动连接,所述吸附腔的上腔壁固定插接有导热环,且导热环的下端固定安装有多个散热铝杆,所述气腔的内部固定安装有与控制器电性连接的电热棒,所述输气管的管壁固定插接有排气管,且排气管的内部安装有常开电磁阀,所述输气管的内部位于排气管上方的位置安装有第三常闭电磁阀,且常开电磁阀和第三常闭电磁阀均与控制器电性连接。
一种激光自动标刻装置的标刻方法,该标刻方法包括如下步骤:
S1、将待标刻的半导体晶圆片整齐堆叠码放在上料区的存放箱内,随后,接通控制器与外部电源,然后启动控制器;
S2、控制器启动后,会立即控制机械手先进行上料工作,机械手将上料区存放的半导体晶圆片吸附并转移至固定座的端面,控制器启动10秒钟后,控制器会立即控制上顶电推杆进行定时1秒钟的回程工作;
S3、而在控制器启动12秒后,控制器控制各个电磁铁定时工作3秒钟,在电磁铁工作结束后,控制器会立即控制气泵通电工作,同时,控制电热棒、第三常闭电磁阀、常开电磁阀定时工作12秒,且控制器会延时10秒向触发开关进行定时2秒钟供电;
①.半导体晶圆片未形变:
S4a、控制器在启动后的28秒,会立即启动两个下推电推杆带动安装台下移至合适高度(该高度依据对半导体晶圆片的激光焦距设定),随后启动激光机体,激光机体能够按照控制器预设的标刻程序对半导体晶圆片进行标刻;
S5a、控制器在启动后的40秒会立即控制激光机体停止工作,并启动上顶电推杆进行定时1秒钟的进程工作,同时,控制器会同步启动机械手进行下料工作以及启动补气孔内的第一常闭电磁阀定时工作2秒钟,并同时停止气泵的工作,机械手会将固定座表面已经标刻完成的半导体晶圆片吸附并转移至下料区内堆叠存放,至此单个半导体晶圆片的标刻工作完成;
②半导体晶圆片存在形变现象:
S4b、控制器在启动后的28秒,会控制上顶电推杆进行定时2秒钟的进程工作,并同步启动两个下推电推杆进行定时3秒钟的进程工作;
S5b、控制器在启动后的32秒钟,会控制第二常闭电磁阀定时工作1秒钟;
S6b、控制器在启动后的35秒钟,会控制下推电推杆进行定时3秒钟的回程工作,并控制上顶电推杆进行定时秒钟的回程工作,同时,控制器会启动机械手进行工作,机械手会将固定座表面的半导体晶圆片吸附并转移至不良品区内堆叠存放,至此单个半导体晶圆片的标刻工作完成。
与现有的技术相比,一种激光自动标刻装置及标刻方法的优点在于:
1、通过设置的机台、机械手、激光机体、机箱、上料区、下料区、不良品区和控制器的相互配合,可以对半导体晶圆片进行激光标刻工作,而通过设置的基座、固定座、上顶电推杆、多个弧形定位板和多个磁吸驱动机构的相互配合,可以对半导体晶圆片进行快速定位,而通过设置的凸台、气泵和负压吸附组件,可以通过负压吸附的方式快速对半导体晶圆片进行固定,而通过设置的供气机构、气流检测机构、电磁开关和触发开关,可以利用对半导体晶圆片进行负压吸附的气流对半导体晶圆片进行形变检测,提高半导体晶圆片的产出合格率,防止形变导致的不合格品流出。
2、通过设置的调节驱动机构,可以用于调节激光机体与半导体晶圆片之间的激光焦距,而通过设置的标记机构,可以在检测出半导体晶圆片存在轻微形变时,自动对半导体晶圆片进行不良品标记,防止后续将不良品转出时与其它良品混合流出。
3、通过设置的气压孔、气压阀、引流软管、导热环、散热铝杆、排气管、常开电磁阀和第三常闭电磁阀的相互配合,可以在激光标刻的过程中,对激光标刻时产生的高温进行快速的降温,防止因激光标刻高温导致半导体晶圆片热膨胀形变,而通过设置的电热棒,可以利用检测半导体晶圆片时喷出的气流对半导体晶圆片进行预热,从而可以尽量避免激光标刻时产生的瞬时高温导致半导体晶圆片产生热应力,从而可以进一步降低标刻后半导体晶圆片形变的可能性。
附图说明
图1是本发明提供的一种激光自动标刻装置的结构示意图;
图2是本发明提供的一种激光自动标刻装置的俯视结构示意图;
图3是本发明提供的一种激光自动标刻装置的基座的内部结构示意图;
图4是本发明提供的一种激光自动标刻装置的凸台的内部结构示意图;
图5是本发明提供的一种激光自动标刻装置的圆罩的内部结构示意图;
图6是本发明提供的一种激光自动标刻装置的弧形定位板的剖视结构示意图;
图7是本发明提供的一种激光自动标刻装置的固定座的内部结构示意图;
图8是本发明提供的一种激光自动标刻装置的标刻方法的步骤框图。
图中:1机台、2机械手、3激光机体、4机箱、5上料区、6下料区、7不良品区、8控制器、9基座、10固定座、11上顶电推杆、12弧形定位板、13磁吸驱动机构、131支撑架、132横杆、133上空腔、134下空腔、135复位弹簧、136拉索、137铁块、138电磁铁、14凸台、15气泵、16供气机构、161输气管、162圆罩、163连接软管、17气流检测机构、171通风孔、172绝缘凸出、173弧形凹槽、174绝缘转杆、175挡风板、176导电杆、177弧形导电块、18负压吸附组件、181气腔、182吸气软管、183吸附腔、184安装槽、185吸盘、186补气孔、187第一常闭电磁阀、19电磁开关、20触发开关、21调节驱动机构、211下推电推杆、212安装台、22标记机构、221侧板、222横推电推杆、223L形板、224条形腔、225印字海绵垫、226储液箱、227排液软管、228进液腔、229第二常闭电磁阀、23气压孔、24气压阀、25引流软管、26导热环、27散热铝杆、28电热棒、29排气管、30常开电磁阀、31第三常闭电磁阀。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
如图1-图8所示,一种激光自动标刻装置及标刻方法,包括机台1、机械手2和激光机体3,机械手2位于机台1的内侧设置,机台1的端面固定安装有机箱4,且激光机体3位于机箱4的内部设置,机台1的台面设置有上料区5、下料区6和不良品区7,机台1的端面固定安装有控制器8,机械手2接收控制器8的电信号,可以将上料区5的半导体晶圆片转移至机箱4的内部,或者将机箱4内部的半导体晶圆片转移至下料区6和不良品区7内部,此为现有成熟技术,未作过多赘述,激光机体3光路机构、激光器、运动控制机构等构件,通过发射高能量激光束,可以对半导体晶圆片进行标刻,此为现有成熟技术,故未作过多赘述;
机台1的端面固定安装有基座9,基座9的上方设置有固定座10,基座9的内部安装有与控制器8电性连接的上顶电推杆11,且上顶电推杆11的输出端与固定座10的下端固定连接,基座9的周侧环形均匀分布有多个弧形定位板12,且各个弧形定位板12均与基座9共同安装有磁吸驱动机构13,各个磁吸驱动机构13均包括固定设置于弧形板底部的支撑架131,支撑架131的侧壁固定安装有横杆132,基座9的内部开设有上空腔133和下空腔134,横杆132与上空腔133的腔壁滑动连接,横杆132与上空腔133共同安装有复位弹簧135,横杆132的杆端固定安装有拉索136,且上空腔133和下空腔134的腔壁均与拉索136的侧壁滑动连接,下空腔134的内部滑动设置有铁块137,且铁块137的端部与拉索136的端部固定连接,下空腔134的内部远离铁块137的一端固定安装有电磁铁138,且电磁铁138与控制器8电性连接,电磁铁138通电时,电磁铁138会产生磁吸力并吸引铁块137,铁块137带动拉索136移动,拉索136可以带动横杆132同步移动,从而可以通过支撑架131带动同侧弧形定位板12向固定座10移动,各个弧形定位板12在移动时,会推动半导体晶圆片移动至与固定座10保持同一轴线,完成对半导体晶圆片的定位安装。
机台1的下端一体成型设置有凸台14,且凸台14的侧壁固定安装有与控制器8电性连接的气泵15,激光机体3的激光头与气泵15的输出端共同安装有供气机构16,供气机构16用于垂直向半导体晶圆片表面吹送气流,供气机构16包括固定设置于气泵15输出端的输气管161,激光机体3的激光头外侧壁固定套接有圆罩162,输气管161的管端固定连接有连接软管163,且连接软管163的管端贯穿圆罩162的侧壁,圆罩162与固定座10垂直设置,连接软管163输送的空气,经圆罩162可以垂直吹向半导体晶圆片的表面。
各个弧形定位板12的内部均设置有气流检测机构17,气流检测机构17用于检测经半导体晶圆片导流的气流,各个气流检测机构17均包括开设于弧形定位板12侧壁的通风孔171,弧形定位板12的顶部一体成型设置有绝缘凸出172,通风孔171的孔壁与绝缘凸出172共同开设有弧形凹槽173,且弧形凹槽173的内部转动设有绝缘转杆174,绝缘转杆174的底部固定安装有挡风板175,绝缘转杆174的上端固定安装有导电杆176,弧形凹槽173的槽壁固定安装有弧形导电块177,弧形导电块177与导电杆176与电磁开关19电性连接,导电杆176与弧形导电块177接触时,可以使电磁开关19的动触头磁吸闭合,电磁开关19的动触头磁吸闭合可以断开触发开关20与控制器8之间的连接回路,触发开关20为电磁型开关,通电时,其动触头会磁吸闭合,而在断电时,在其自身的弹性元件作用下,触发开关20的动触头会回弹复位。
固定座10于供气机构16共同连通有负压吸附组件18,负压吸附组件18用于吸附固定半导体晶圆片,负压吸附组件18包括开设于凸台14内部的气腔181,且气腔181与气泵15的吸入端相连通,气腔181的腔壁固定插接有吸气软管182,固定座10的内部开设有吸附腔183,且吸附腔183与吸气软管182相连通,固定座10的端面开设有安装槽184,且安装槽184的槽底固定插接有吸盘185,吸盘185与吸附腔183相连通,吸附腔183的腔壁开设有补气孔186,且补气孔186的内部安装有第一常闭电磁阀187,第一常闭电磁阀187通电打开后,外部的空气可以快速补入气腔181内部,使吸盘185内部恢复压差,从而避免影响机械手2顺利将半导体晶圆片取下。
机台1的底部固定安装有电磁开关19和触发开关20,电磁开关19与各个气流检测机构17电性连接,电磁开关19通过控制器8与触发开关20电性连接,机箱4安装有与激光机体3共同安装有调节驱动机构21,调节驱动机构21包括固定插接于机箱4端面两侧的下推电推杆211,且两个下推电推杆211的输出端固定安装有安装台212,激光机体3位于安装台212的端面固定安装,激光机体3的激光头位于安装台212的下方设置,两个下推电推杆211均与控制器8电性连接,下推电推杆211上安装有行程开关,用于配合控制器8精准控制下推电推杆211的行程,此为现有成熟技术,故在此不作赘述。
调节驱动机构21安装有标记机构22,标记机构22包括固定设置于安装台212下端一侧的侧板221,且侧板221的侧壁固定插接有横推电推杆222,横推电推杆222的输出端固定连接有L形板223,L形板223的内部开设有条形腔224,且条形腔224的下腔壁固定插接有印字海绵垫225,安装台212的端面固定安装有储液箱226,且储液箱226的底部固定插接有排液软管227,条形腔224的侧壁开设有进液腔228,且进液腔228的内部安装有与控制器8电性连接的第二常闭电磁阀229,排液软管227通过进液腔228与条形腔224电性连接,印字海绵垫225按照“不良品”、“不合格”等字形设计,储液箱226内部存储标记漆液,储液箱226的顶部设置有补液孔,用于向储液箱226内部添加标记液,横推电推杆222上安装有行程开关,用于配合控制器8精准控制横推电推杆222的行程,此为现有成熟技术,故在此不作赘述。
吸附腔183的腔壁开设有气压孔23,且气压孔23的内部安装有气压阀24,固定座10的侧壁固定安装有与气压孔23相连通的引流软管25,且引流软管25的管壁与机台1的端面滑动连接,吸附腔183的上腔壁固定插接有导热环26,且导热环26的下端固定安装有多个散热铝杆27,气腔181的内部固定安装有与控制器8电性连接的电热棒28,输气管161的管壁固定插接有排气管29,且排气管29的内部安装有常开电磁阀30,输气管161的内部位于排气管29上方的位置安装有第三常闭电磁阀31,且常开电磁阀30和第三常闭电磁阀31均与控制器8电性连接,导热环26的顶部与固定座10的顶部保持同一水平面,利用导热环26可以将激光加热时产生的热量通过导热环26和散热铝杆27导出,气压阀24在气压作用下,气压可以推动气压阀24的阀板打开,此为现有成熟技术,故在此不作赘述。
现对本发明的操作原理做如下说明:将待标刻的半导体晶圆片整齐堆叠码放在上料区5的存放箱内,随后,接通控制器8与外部电源,然后启动控制器8,控制器8启动后,会立即控制机械手2先进行上料工作,机械手2将上料区5存放的半导体晶圆片吸附并转移至固定座10的端面,控制器8启动10秒钟后,控制器8会立即控制上顶电推杆11进行定时1秒钟的回程工作;
在控制器8启动12秒后,控制器8控制各个电磁铁138定时工作3秒钟,电磁铁138通电时,可以产生磁吸力吸引同侧铁块137带动拉索136移动,拉索136可以带动横杆132同步移动,从而可以通过支撑架131带动同侧弧形定位板12向固定座10移动,各个弧形定位板12在移动时,会推动半导体晶圆片移动至与固定座10保持同一轴线,完成对半导体晶圆片的定位安装,在电磁铁138工作结束后,控制器8会立即控制气泵15通电工作,同时,控制电热棒28、第三常闭电磁阀31、常开电磁阀30定时工作12秒,且控制器8会延时10秒向触发开关20进行定时2秒钟供电,气泵15工作时,会通过气腔181、吸气软管182将吸附腔183内部的空气吸出,从而可以将吸盘185内部的空气吸出,此时吸盘185内外产生空气压差,在空气压差的作用下,半导体晶圆片被稳定吸附固定在固定座10上,而气泵15输送的空气会通过输气管161、连接软管163进入圆罩162内部,并通过圆罩162向下喷出至半导体晶圆片的表面,此时分为以下两种情况:
第一种情况:半导体晶圆片未形变:
由于半导体晶圆片未出现形变现象,其表面非常的平直光滑,此时喷出至半导体晶圆片表面的气流会沿着半导体晶圆片平直的向四周导出,此时,气流会流动至各个弧形定位板12处的通风孔171内,并在气流的推动作用下,可以推动挡风板175带动绝缘转杆174转动,此时,导电杆176同步发生偏转,并与弧形导电块177接触,从而可以使电磁开关19通电,此时,电磁开关19的动触头磁吸闭合,电磁开关19的动触头闭合可以断开触发开关20与控制器8之间的电信号,而控制器8控制气泵15工作时,控制器8会同步延时10秒向触发开关20进行定时2秒钟供电,因此,在半导体晶圆片未出现形变现象时,电磁开关19在控制器8延时向触发开关20供电的10秒钟内,电磁开关19的动触头会磁吸闭合,从而可以断开触发开关20与控制器8之间的连接回路,即触发开关20在延时供电的10秒钟结束后,触发开关20的动触头不会磁吸闭合,此时,控制器8不会接受到触发开关20的闭合电信号,因此,在控制器8启动后的28秒,会立即启动两个下推电推杆211带动安装台212下移至合适高度该高度依据对半导体晶圆片的激光焦距设定,随后启动激光机体3,激光机体3能够按照控制器8预设的标刻程序对半导体晶圆片进行标刻,控制器8在启动后的40秒会立即控制激光机体3停止工作,并启动上顶电推杆11进行定时1秒钟的进程工作,同时,控制器8会同步启动机械手2进行下料工作以及启动补气孔186内的第一常闭电磁阀187定时工作2秒钟,并同时停止气泵15的工作,机械手2会将固定座10表面已经标刻完成的半导体晶圆片吸附并转移至下料区6内堆叠存放,至此单个半导体晶圆片的标刻工作完成;
第二种情况:半导体晶圆片存在形变现象:
由于半导体晶圆片出现形变现象,其表面会出现凸出或凹陷的形变现象,此时喷出至半导体晶圆片表面的气流受到形变处的阻挡和导流作用,气流无法通过半导体晶圆片的四周均匀平直导出,此时,部分气流无法正常穿过弧形定位板12处的通风孔171,因此,部分导电杆176与弧形导电块177不会接触,从而导致电磁开关19无法通电吸合自身的动触头,以,在控制器8延时向触发开关20供电的10秒钟后,触发开关20的动触头会磁吸闭合,而触发开关20的动触头磁吸闭合时会给与控制器8一个电信号,此时,控制器8在启动后的28秒,会控制上顶电推杆11进行定时2秒钟的进程工作,并同步启动两个下推电推杆211进行定时3秒钟的进程工作,且控制器8在启动后的32秒钟,会控制第二常闭电磁阀229定时工作1秒钟,此时储液箱226内部的标记液会通过排液软管227、进液腔228进入条形腔224内部,并通过印字海绵垫225将标记液印至半导体晶圆片的表面,而控制器8在启动后的35秒钟,会控制下推电推杆211进行定时3秒钟的回程工作,并控制上顶电推杆11进行定时1秒钟的回程工作,同时,控制器8会启动机械手2进行工作,机械手2会将固定座10表面的半导体晶圆片吸附并转移至不良品区7内堆叠存放,至此单个半导体晶圆片的标刻工作完成。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种激光自动标刻装置,包括机台(1)、机械手(2)和激光机体(3),其特征在于,所述机械手(2)位于机台(1)的内侧设置,所述机台(1)的端面固定安装有机箱(4),且激光机体(3)位于机箱(4)的内部设置,所述机台(1)的台面设置有上料区(5)、下料区(6)和不良品区(7),所述机台(1)的端面固定安装有控制器(8);
所述机台(1)的端面固定安装有基座(9),所述基座(9)的上方设置有固定座(10),所述基座(9)的内部安装有与控制器(8)电性连接的上顶电推杆(11),且上顶电推杆(11)的输出端与固定座(10)的下端固定连接,所述基座(9)的周侧环形均匀分布有多个弧形定位板(12),且各个弧形定位板(12)均与基座(9)共同安装有磁吸驱动机构(13),所述机台(1)的下端一体成型设置有凸台(14),且凸台(14)的侧壁固定安装有与控制器(8)电性连接的气泵(15),所述激光机体(3)的激光头与气泵(15)的输出端共同安装有供气机构(16),供气机构(16)用于垂直向半导体晶圆片表面吹送气流,各个所述弧形定位板(12)的内部均设置有气流检测机构(17),气流检测机构(17)用于检测经半导体晶圆片导流的气流,所述固定座(10)于供气机构(16)共同连通有负压吸附组件(18),负压吸附组件(18)用于吸附固定半导体晶圆片,所述机台(1)的底部固定安装有电磁开关(19)和触发开关(20),所述电磁开关(19)与各个气流检测机构(17)电性连接,所述电磁开关(19)通过控制器(8)与触发开关(20)电性连接,所述机箱(4)安装有与激光机体(3)共同安装有调节驱动机构(21),所述调节驱动机构(21)安装有标记机构(22)。
2.根据权利要求1所述的一种激光自动标刻装置,其特征在于,各个所述磁吸驱动机构(13)均包括固定设置于弧形板底部的支撑架(131),所述支撑架(131)的侧壁固定安装有横杆(132),所述基座(9)的内部开设有上空腔(133)和下空腔(134),所述横杆(132)与上空腔(133)的腔壁滑动连接,所述横杆(132)与上空腔(133)共同安装有复位弹簧(135),所述横杆(132)的杆端固定安装有拉索(136),且上空腔(133)和下空腔(134)的腔壁均与拉索(136)的侧壁滑动连接,所述下空腔(134)的内部滑动设置有铁块(137),且铁块(137)的端部与拉索(136)的端部固定连接,所述下空腔(134)的内部远离铁块(137)的一端固定安装有电磁铁(138),且电磁铁(138)与控制器(8)电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种激光自动标刻装置,其特征在于,所述供气机构(16)包括固定设置于气泵(15)输出端的输气管(161),所述激光机体(3)的激光头外侧壁固定套接有圆罩(162),所述输气管(161)的管端固定连接有连接软管(163),且连接软管(163)的管端贯穿圆罩(162)的侧壁,所述圆罩(162)与固定座(10)垂直设置。
4.根据权利要求1所述的一种激光自动标刻装置,其特征在于,各个所述气流检测机构(17)均包括开设于弧形定位板(12)侧壁的通风孔(171),所述弧形定位板(12)的顶部一体成型设置有绝缘凸出(172),所述通风孔(171)的孔壁与绝缘凸出(172)共同开设有弧形凹槽(173),且弧形凹槽(173)的内部转动设有绝缘转杆(174),所述绝缘转杆(174)的底部固定安装有挡风板(175),所述绝缘转杆(174)的上端固定安装有导电杆(176),所述弧形凹槽(173)的槽壁固定安装有弧形导电块(177),所述弧形导电块(177)与导电杆(176)与电磁开关(19)电性连接。
5.根据权利要求3所述的一种激光自动标刻装置,其特征在于,所述负压吸附组件(18)包括开设于凸台(14)内部的气腔(181),且气腔(181)与气泵(15)的吸入端相连通,所述气腔(181)的腔壁固定插接有吸气软管(182),所述固定座(10)的内部开设有吸附腔(183),且吸附腔(183)与吸气软管(182)相连通,所述固定座(10)的端面开设有安装槽(184),且安装槽(184)的槽底固定插接有吸盘(185),所述吸盘(185)与吸附腔(183)相连通,所述吸附腔(183)的腔壁开设有补气孔(186),且补气孔(186)的内部安装有第一常闭电磁阀(187)。
6.根据权利要求1所述的一种激光自动标刻装置,其特征在于,所述调节驱动机构(21)包括固定插接于机箱(4)端面两侧的下推电推杆(211),且两个下推电推杆(211)的输出端固定安装有安装台(212),所述激光机体(3)位于安装台(212)的端面固定安装,所述激光机体(3)的激光头位于安装台(212)的下方设置,两个所述下推电推杆(211)均与控制器(8)电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种激光自动标刻装置,其特征在于,所述标记机构(22)包括固定设置于安装台(212)下端一侧的侧板(221),且侧板(221)的侧壁固定插接有横推电推杆(222),所述横推电推杆(222)的输出端固定连接有L形板(223),所述L形板(223)的内部开设有条形腔(224),且条形腔(224)的下腔壁固定插接有印字海绵垫(225),所述安装台(212)的端面固定安装有储液箱(226),且储液箱(226)的底部固定插接有排液软管(227),所述条形腔(224)的侧壁开设有进液腔(228),且进液腔(228)的内部安装有与控制器(8)电性连接的第二常闭电磁阀(229),所述排液软管(227)通过进液腔(228)与条形腔(224)电性连接。
8.根据权利要求5所述的一种激光自动标刻装置,其特征在于,所述吸附腔(183)的腔壁开设有气压孔(23),且气压孔(23)的内部安装有气压阀(24),所述固定座(10)的侧壁固定安装有与气压孔(23)相连通的引流软管(25),且引流软管(25)的管壁与机台(1)的端面滑动连接,所述吸附腔(183)的上腔壁固定插接有导热环(26),且导热环(26)的下端固定安装有多个散热铝杆(27),所述气腔(181)的内部固定安装有与控制器(8)电性连接的电热棒(28),所述输气管(161)的管壁固定插接有排气管(29),且排气管(29)的内部安装有常开电磁阀(30),所述输气管(161)的内部位于排气管(29)上方的位置安装有第三常闭电磁阀(31),且常开电磁阀(30)和第三常闭电磁阀(31)均与控制器(8)电性连接。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种激光自动标刻装置的标刻方法,其特征在于,该标刻方法包括如下步骤:
S1、将待标刻的半导体晶圆片整齐堆叠码放在上料区(5)的存放箱内,随后,接通控制器(8)与外部电源,然后启动控制器(8);
S2、控制器(8)启动后,会立即控制机械手(2)先进行上料工作,机械手(2)将上料区(5)存放的半导体晶圆片吸附并转移至固定座(10)的端面,控制器(8)启动10秒钟后,控制器(8)会立即控制上顶电推杆(11)进行定时1秒钟的回程工作;
S3、而在控制器(8)启动12秒后,控制器(8)控制各个电磁铁(138)定时工作3秒钟,在电磁铁(138)工作结束后,控制器(8)会立即控制气泵(15)通电工作,同时,控制电热棒(28)、第三常闭电磁阀(31)、常开电磁阀(30)定时工作12秒,且控制器(8)会延时10秒向触发开关(20)进行定时2秒钟供电;
①半导体晶圆片未形变:
S4a、控制器(8)在启动后的28秒,会立即启动两个下推电推杆(211)带动安装台(212)下移至合适高度(该高度依据对半导体晶圆片的激光焦距设定),随后启动激光机体(3),激光机体(3)能够按照控制器(8)预设的标刻程序对半导体晶圆片进行标刻;
S5a、控制器(8)在启动后的40秒会立即控制激光机体(3)停止工作,并启动上顶电推杆(11)进行定时1秒钟的进程工作,同时,控制器(8)会同步启动机械手(2)进行下料工作以及启动补气孔(186)内的第一常闭电磁阀(187)定时工作2秒钟,并同时停止气泵(15)的工作,机械手(2)会将固定座(10)表面已经标刻完成的半导体晶圆片吸附并转移至下料区(6)内堆叠存放,至此单个半导体晶圆片的标刻工作完成;
②半导体晶圆片存在形变现象:
S4b、控制器(8)在启动后的28秒,会控制上顶电推杆(11)进行定时2秒钟的进程工作,并同步启动两个下推电推杆(211)进行定时3秒钟的进程工作;
S5b、控制器(8)在启动后的32秒钟,会控制第二常闭电磁阀(229)定时工作1秒钟;
S6b、控制器(8)在启动后的35秒钟,会控制下推电推杆(211)进行定时3秒钟的回程工作,并控制上顶电推杆(11)进行定时1秒钟的回程工作,同时,控制器(8)会启动机械手(2)进行工作,机械手(2)会将固定座(10)表面的半导体晶圆片吸附并转移至不良品区(7)内堆叠存放,至此单个半导体晶圆片的标刻工作完成。
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