CN218745641U - 一种用于记录晶圆的激光刻字的批量记录系统 - Google Patents

Abstract

一种用于记录晶圆的激光刻字的批量记录系统，包括工作台以及分列于工作台上的第一片盒放置机构总成、读码器、第二片盒放置机构总成和机械手，读码器具有两个相对的工业相机，两个工业相机之间形成记录位，机械手将晶圆移动至记录位后由两个工业相机分别对晶圆的参考面的正反面处的激光刻字进行拍摄记录；还包括由机械手配合进行晶圆进出的寻参考面台，寻参考面台用于将机械手送至的晶圆调整至其参考面朝向特定角度后，再由机械手将参考面朝向特定角度的晶圆送至读码器处进行激光刻字的拍摄记录。本实用新型用于批量记录晶圆的激光刻字，准确记录晶圆上的激光刻字信息。

Description

一种用于记录晶圆的激光刻字的批量记录系统

技术领域

本实用新型涉及晶圆生产检测技术领域，具体的说是一种用于记录晶圆的激光刻字的批量记录系统。

背景技术

晶圆上的激光刻字字符包含晶锭号、晶圆编号、供方代码、设备校验码等重要信息，故对晶圆上的激光刻字字符进行正确识别与记录具有重要意义。早起晶圆上的激光刻字识别是由工作人员利用肉眼对片盒内晶圆进行逐片识别，整个激光刻字识别过程包括肉眼识别、手动记录、录入及系统上传等步骤，通常需要至少3名工作人员才可完成。此种工作方式与流程存在效率低、人工成本高、劳动强度大、占用洁净间面积大等缺点。

随着晶圆生产制造的发展，出现了以工业相机搭载机械手而对晶圆上的激光刻字进行自动拍照、录入并识别的激光刻字自动识别仪。其主要包括工作台以及分列于工作台上的第一片盒放置机构总成、读码器、第二片盒放置机构总成和机械手。第一片盒放置机构总成供待读码的晶圆码放，第二片盒放置机构总成供读码后的晶圆码放。机械手用于将晶圆由第一片盒放置机构总成中取出后移动至读码器处，由读码器上的一个镜头向下的工业相机对其参考面处的激光刻字进行拍摄记录，然后码放于第二片盒放置机构总成中。该激光刻字自动识别仪仍存在以下问题：

一方面，第一片盒放置机构总成中的晶圆由人工码放，无法保证所有晶圆上的激光刻字都准确的向上码放，导致激光刻字向下的晶圆无法经读码器拍摄记录而产生漏检；且现有部分晶圆的两面均有激光刻字，图中仅通过一个镜头向下的工业相机无法完成双面设置激光刻字的晶圆的读码；另一方面，即使通过设置镜头相对的双工业相机对晶圆的双面进行拍摄记录，又因晶圆上的激光刻字紧贴自身参考面处，且第一片盒放置机构总成中的晶圆码放的参考面朝向并无特定规律，而机械手仅以设置好的固定路径将第一片盒放置机构总成中的晶圆取出并送至读码器，由此存在一定概率使机械手恰好承托于晶圆的参考面处并对该处的激光刻字产生遮挡，位于下方的工业相机仍不能对机械手遮挡的激光刻字拍摄记录，导致漏检。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种用于记录晶圆的激光刻字的批量记录系统，准确记录晶圆上的激光刻字信息。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的具体方案为：一种用于记录晶圆的激光刻字的批量记录系统，包括工作台以及分列于工作台上的第一片盒放置机构总成、读码器、第二片盒放置机构总成和机械手，第一片盒放置机构总成供待读码的晶圆码放，第二片盒放置机构总成供读码后的晶圆码放，机械手用于将晶圆由第一片盒放置机构总成中取出后移动至读码器处进行其参考面处的激光刻字的拍摄记录，然后码放于第二片盒放置机构总成中；

读码器具有两个相对的工业相机，两个工业相机之间形成记录位，机械手将晶圆移动至记录位后由两个工业相机分别对晶圆的参考面的正反面处的激光刻字进行拍摄记录；

还包括由机械手配合进行晶圆进出的寻参考面台，寻参考面台用于将机械手送至的晶圆调整至其参考面朝向特定角度后，再由机械手将参考面朝向特定角度的晶圆送至读码器处进行激光刻字的拍摄记录；寻参考面台包括固定在工作台上的台座和间隔分布于台座上方的基板，台座上设有旋转吸盘和激光头，旋转吸盘用于吸附晶圆的圆心并通过转动晶圆以调整晶圆的参考面的朝向角度，激光头位于基板的下方，且激光头与旋转吸盘的中心距小于晶圆半径并大于晶圆参考面至自身圆心的间距，激光头用于沿竖向向上发射激光，基板上对应设有用于接收激光信号的接收器，在旋转吸盘带动晶圆转动过程中由接收器接收到激光信号后即停止旋转吸盘转动并实现将晶圆定位至参考面朝向特定角度。

优选的，第一片盒放置机构总成、寻参考面台、读码器以及第二片盒放置机构总成依次呈环形分列，机械手分布于第一片盒放置机构总成、寻参考面台、读码器以及第二片盒放置机构总成的中心位置。

优选的，读码器还包括固定在工作台上的固定座和插装固定在固定座中的竖向导向轴，在竖向导向轴上滑动配合安装有两个升降座，升降座中分别滑动配合安装有横向导向轴，横向导向轴上分别滑动设有平移座，平移座上分别固定设有供工业相机配合安装的相机座。

优选的，升降座上配合安装有用于将升降座定位于竖向导向轴上的第一定位螺钉，平移座上配合安装有用于将平移座定位于横向导向轴上的第二定位螺钉。

优选的，旋转吸盘的上沿设有用于吸附晶圆的负压吸附口，旋转吸盘内设有用于连接负压吸附口和负压设备的抽真空孔道。

优选的，台座上位于旋转吸盘的外周间隔设有多个可升降的顶柱，顶柱用于将晶圆顶离旋转吸盘以供机械手将晶圆取出。

本实用新型的读码器具有镜头上下相对的双工业相机，当晶圆由机械手送至双工业相机镜头间的记录位后，两个工业相机同时拍摄晶圆照片以记录其双面激光刻字，适应朝向反置或部分双面激光刻字的晶圆的读码工作。此外，本实用新型在第一片盒放置机构总成和读码器之间还设有寻参考面台，通过寻参考面台将晶圆的参考面转向特定范围内的朝向姿态，从而结合机械手的路径调整即可避免机械手自身对于晶圆下部参考面位置的遮挡，确保由机械手送至读码器处晶圆的上下两面上的激光刻字均可由对应工业相机拍摄。由此，使本实用新型与现有技术相比，可准确记录晶圆上的激光刻字信息，激光刻字拍摄记录的漏检率大幅度降低。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中读码器部分的结构示意图；

图3为本实用新型中寻参考面台部分的主视结构示意图；

图中标记：1、工作台，2、第一片盒放置机构总成，3、寻参考面台，301、台座，302、基板，303、接收器，304、旋转吸盘，305、激光头，4、晶圆，401、参考面，5、机械手，6、读码器，601、记录位，602、工业相机，603、相机座，604、平移座，605、固定座，606、横向导向轴，607、升降座，608、竖向导向轴，7、第二片盒放置机构总成。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种用于记录晶圆的激光刻字的批量记录系统，与现有的激光刻字自动识别仪结构相类似的，均包括平板形的工作台1，在工作台1的环向外周依次分设有第一片盒放置机构总成2、读码器6以及第二片盒放置机构总成7，在工作台1的中心位置设有机械手5。机械手5末端为陶瓷铲，用于将晶圆4于第一片盒放置机构总成2中取出，经读码器6中的工业相机602拍摄记录后码放于第二片盒放置机构总成7内。以上机械手5的控制、工业相机602的拍摄记录以及工业相机602拍摄及记录的激光刻字信息的转码均为本领域现有技术手段，不再进行赘述。以下仅针对本实用新型与现有技术的区别特征进行详细说明。为了实现准确记录晶圆4上的激光刻字信息，大幅度降低激光刻字拍摄记录的漏检率，本实用新型主要采取了以下技术手段：

首先，结合图1及图2所示，本实用新型的读码器6具有两个镜头上下相对的工业相机602和用于将两个工业相机602固定在工作台1上的支架。两个工业相机602的镜头间形成记录位601，在晶圆4由机械手5搬运至记录位601后，两个工业相分别拍摄晶圆4的上下面，确保激光刻字向下的晶圆4或双面激光刻字晶圆4上的刻字信息都能够被拍摄记录。支架包括通过螺钉固定连接在工作台1上的固定座605，固定座605为筒状，其内腔中插设固定有一竖向导向轴608，在竖向导向轴608上滑动配合安装有两个升降座607，升降座607上开设有贯穿自身壁厚的螺纹孔，螺纹孔中配合安装有第一定位螺钉，并可通过拧紧第一螺钉而将对应的升降座607固定在竖向导向轴608上。在升降座607上还插设有横向导向轴606，而横向导向轴606上则分别滑动配合有平移座604，平移座604上开设有贯穿自身壁厚的螺纹孔，螺纹孔中配合安装有第二定位螺钉，并可通过拧紧第二螺钉而将对应的平移座604固定在对应的横向导向轴606上。平移座604上分别设有相机座603，上述两个工业相机602即通过螺钉固定于对应的相机座603上，且两个工业相机602可通过对应平移座604沿横向导向轴606滑动及升降座607沿竖向导向轴608滑动而调整相对位置，使本实用新型适应不同种规格型号的晶圆4的数据读取。

其次，结合图1及图3所示，本实用新型在第一片盒放置机构总成2和读码器6之间还设有一个寻参考面台3，该寻参考面台3同样由机械手5送入和移出晶圆4，并将晶圆4上的参考面401调整至特定范围角度朝向，以避免机械手5在搬运晶圆4至记录位601时出现机械手5对于晶圆4下部参考面401位置的激光刻字产生的遮挡。

寻参考面台3包括固定在工作台1上的台座301和L形的基板302，基板302的竖直段固定在台座301的边缘，基板302的水平段则间隔分布于台座301的上方，且基板302的水平段的长度为台座301长度的一半左右，以留足够空间供机械手5放/取晶圆4。台座301的上沿设有旋转吸盘304和激光头305，旋转吸盘304的上沿设有用于吸附晶圆4的负压吸附口，旋转吸盘304内设有用于连接负压吸附口和负压设备的抽真空孔道(现有常规技术手段，图中未示出)，旋转吸盘304用于在负压设备产生的吸附力作用下吸附晶圆4的圆心，并通过转动晶圆4以调整晶圆4的参考面401的朝向角度。激光头305位于基板302水平段的下方，且激光头305与旋转吸盘304的中心距小于晶圆4半径并大于晶圆4参考面401至自身圆心的间距。

由此设置，即可在旋转吸盘304带动晶圆4转动过程中，当晶圆4的参考面401(缺口位置)位于基板302水平段的遮挡范围外部(图1所示状态)时，激光头305所产生的激光能够向上照射至晶圆4下沿，而当晶圆4的参考面401(缺口位置)大致朝向基板302的竖直段方向时(图3所示状态)，激光头305产生的激光则照射于基板302水平段的下沿。进一步的，基板302上对应设有用于接收激光信号的接收器303，在晶圆4相对位置如图1所示时，由旋转吸盘304带动晶圆4转动，转动过程中由接收器303接收到激光信号后即表明晶圆4的参考面401位于大致朝向基板302竖直段方向的范围内，即可停止旋转吸盘304转动，并由机械手5由寻参考面台3朝向工作台1中心一侧承托晶圆4下沿，且机械手5的承托位置位于晶圆4朝向工作台1中心一侧，从而避免机械手5对于晶圆4底部参考面401处的激光刻字的遮挡。而在经机械手5将晶圆4摆放至旋转吸盘304上晶圆4相对位置即如图3所示的情况下，接收器303可直接接受激光信号，此时无需旋转吸盘304转动晶圆4即由机械手5将该晶圆4直接送至读码器6处进行拍摄记录。

本实用新型中的上述控制方法简单常规，仅需将接收器303和驱动旋转吸盘304转动的驱动单元信号连接于同一控制器，由控制器在接收器303接收到激光信号后即停止旋转吸盘304转动即可。在本实用新型的进一步优选实施方式中，台座301上位于旋转吸盘304的外周间隔设有多个可升降的顶柱，顶柱用于将晶圆4的参考面401定位后将晶圆4顶离旋转吸盘304以供机械手5将晶圆4取出，避免由机械手5直接将晶圆4顶出旋转吸盘304时易产生的震动及错位现象。

Claims (6)

1.一种用于记录晶圆的激光刻字的批量记录系统，包括工作台(1)以及分列于工作台(1)上的第一片盒放置机构总成(2)、读码器(6)、第二片盒放置机构总成(7)和机械手(5)，第一片盒放置机构总成(2)供待读码的晶圆(4)码放，第二片盒放置机构总成(7)供读码后的晶圆(4)码放，机械手(5)用于将晶圆(4)由第一片盒放置机构总成(2)中取出后移动至读码器(6)处进行其参考面(401)处的激光刻字的拍摄记录，然后码放于第二片盒放置机构总成(7)中，其特征在于：

读码器(6)具有两个相对的工业相机(602)，两个工业相机(602)之间形成记录位(601)，机械手(5)将晶圆(4)移动至记录位(601)后由两个工业相机(602)分别对晶圆(4)的参考面(401)的正反面处的激光刻字进行拍摄记录；

还包括由机械手(5)配合进行晶圆(4)进出的寻参考面台(3)，寻参考面台(3)用于将机械手(5)送至的晶圆(4)调整至其参考面(401)朝向特定角度后，再由机械手(5)将参考面(401)朝向特定角度的晶圆(4)送至读码器(6)处进行激光刻字的拍摄记录；寻参考面台(3)包括固定在工作台(1)上的台座(301)和间隔分布于台座(301)上方的基板(302)，台座(301)上设有旋转吸盘(304)和激光头(305)，旋转吸盘(304)用于吸附晶圆(4)的圆心并通过转动晶圆(4)以调整晶圆(4)的参考面(401)的朝向角度，激光头(305)位于基板(302)的下方，且激光头(305)与旋转吸盘(304)的中心距小于晶圆(4)半径并大于晶圆(4)参考面(401)至自身圆心的间距，激光头(305)用于沿竖向向上发射激光，基板(302)上对应设有用于接收激光信号的接收器(303)，在旋转吸盘(304)带动晶圆(4)转动过程中由接收器(303)接收到激光信号后即停止旋转吸盘(304)转动并实现将晶圆(4)定位至参考面(401)朝向特定角度。

2.根据权利要求1所述的一种用于记录晶圆的激光刻字的批量记录系统，其特征在于：第一片盒放置机构总成(2)、寻参考面台(3)、读码器(6)以及第二片盒放置机构总成(7)依次呈环形分列，机械手(5)分布于第一片盒放置机构总成(2)、寻参考面台(3)、读码器(6)以及第二片盒放置机构总成(7)的中心位置。

3.根据权利要求1所述的一种用于记录晶圆的激光刻字的批量记录系统，其特征在于：读码器(6)还包括固定在工作台(1)上的固定座(605)和插装固定在固定座(605)中的竖向导向轴(608)，在竖向导向轴(608)上滑动配合安装有两个升降座(607)，升降座(607)中分别滑动配合安装有横向导向轴(606)，横向导向轴(606)上分别滑动设有平移座(604)，平移座(604)上分别固定设有供工业相机(602)配合安装的相机座(603)。

4.根据权利要求3所述的一种用于记录晶圆的激光刻字的批量记录系统，其特征在于：升降座(607)上配合安装有用于将升降座(607)定位于竖向导向轴(608)上的第一定位螺钉，平移座(604)上配合安装有用于将平移座(604)定位于横向导向轴(606)上的第二定位螺钉。

5.根据权利要求1所述的一种用于记录晶圆的激光刻字的批量记录系统，其特征在于：旋转吸盘(304)的上沿设有用于吸附晶圆(4)的负压吸附口，旋转吸盘(304)内设有用于连接负压吸附口和负压设备的抽真空孔道。

6.根据权利要求5所述的一种用于记录晶圆的激光刻字的批量记录系统，其特征在于：台座(301)上位于旋转吸盘(304)的外周间隔设有多个可升降的顶柱，顶柱用于将晶圆(4)顶离旋转吸盘(304)以供机械手(5)将晶圆(4)取出。

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