产品描述
1 设备介绍
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- 应用场景
半导体晶圆制造及先进封装制程，需要对每一片晶圆刻印唯一追溯标识，包含 SEMI 标准字符、一维条码、DataMatrix DM 二维码，实现晶圆从前道、CP 测试、FT 测试到封装全流程身份识别与数据追溯。传统喷墨标记存在脱落、耐工艺性差；机械压印易造成晶圆崩边、破片。激光冷加工打标具备永久蚀刻、耐酸洗退火、低晶格损伤的优势，是晶圆 ID 赋码主流方案。
本项目配置两台设备：
SL-WF15 晶圆激光背打机：专注晶圆背面打标，可支持透蓝膜背打，不损伤晶圆正面器件区域；
SL-WBM20 晶圆激光正面打码机：用于晶圆正面有效区域边缘打码，兼容裸片、贴膜环晶圆，适配前道与封装厂产线。
两台设备均为全自动密闭式半导体专用设备，支持 FOUP/SMIF 料盒自动上下料、双 CCD 视觉定位、打标后 AOI 自动读码校验、SECS/GEM 对接 MES，满足 Class1000 洁净车间量产使用要求首镭激光半...。
1.2 设计原则
工艺优先：355nm 紫外纳秒冷加工，极小热影响区，保护晶圆电学性能，低破片率；
全自动量产：减少人工介入，适配 24h 连续生产；
国产化兼容产线：完整 SECS/GEM 通讯，对接工厂 MES；
洁净安全：整机 Class1 激光防护，密闭腔体 + FFU 层流净化；
可维护性：模块化硬件，配方管理、日志记录、SPC 统计。
2 设备总体方案与选型说明
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设备型号 |
设备名称 |
主要用途 |
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SL WF15 |
晶圆激光背打机 |
晶圆背面 ID 打标，支持透蓝膜背打；4/6/8/12 英寸硅、SiC、GaN 晶圆；裸片、贴膜环晶圆；背面 SEMI ID、DM 二维码刻印首镭激光半... |
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SL WBM20 |
晶圆激光正面打码机 |
晶圆正面边缘区域打码；8/12 英寸裸晶圆、蓝膜 Frame 环晶圆；正面字符、条码、DM 码赋码，适配 CP/FT 工序 |
整机架构：激光光源系统 + 高速数字振镜光学系统 + 大理石基座直线电机运动平台 + 晶圆机械手传输单元 + FOUP/SMIF 上下料仓 + 同轴定位 CCD + 后置 AOI 读码检测单元 + WaferMark 晶圆专用控制软件 + SECS/GEM 通讯模块 + FFU 洁净腔体首镭激光半...。
3 设备硬件系统详细技术规格
3.1 SL-WF15 晶圆激光背打机（晶背打标）
激光光源系统
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项目 |
参数 |
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激光器类型 |
全固态水冷 355nm 紫外纳秒激光器 |
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标配输出功率 |
10W（可选绿光 5W/15W） |
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脉冲宽度 |
12 25ns 软件可调 |
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重复频率 |
1kHz 200kHz 连续可调 |
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光束质量 M² |
＜1.3 |
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最小聚焦光斑 |
≤10μm，支持 SEMI 标准 0.2mm 小字符打标 |
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8 小时功率稳定性 |
≤±3%，内置功率闭环监测 |
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冷却方式 |
独立工业恒温冷水机，控温精度 ±0.2℃ |
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激光器寿命 |
≥80000h |
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激光安全等级 |
Class 1 整机密闭防护，符合 IEC60825 |
光学振镜系统
数字高速振镜；标配 100×100mm F θ 场镜；可切换 70×70mm 场镜；
打标扫描速度最大 15000mm/min；
光束整形优化，保证标记深浅均匀一致。
加工适配规格
晶圆尺寸：4/6/8/12 英寸；
晶圆厚度：20μm 800μm；支持超薄 TAIKO 晶圆；
支持形态：裸晶圆、蓝膜贴铁环 Frame 晶圆；
加工材质：Si 硅片、SiC 碳化硅、GaN 氮化镓、GaAs 砷化镓等衬底 / 外延片；
工艺能力：晶圆背面直接打标、透蓝膜背打标，不损伤正面器件层；
标记内容：SEMI 标准 OCR 字符、一维码、DataMatrix DM 二维码；
打标深度：0.3-1.5μm 可调，永久性蚀刻，耐受酸洗、退火工艺；
热影响区 HAZ：＜5μm；整机破片率＜5PPM首镭激光半...。
定位与精度
同轴 CCD 视觉定位；晶圆自动寻边、Notch/V Notch 识别；
打标位置定位精度：≤±25μm；重复定位精度≤±10μm；
支持导入晶圆 Mapping 坐标，按 Die 坐标批量打标。
3.2 SL-WBM20 晶圆激光正面打码机（晶圆正面打码）
激光光源系统
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项目 |
参数 |
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激光器类型 |
全固态水冷 355nm 紫外纳秒激光器 |
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标配功率 |
10W；可选绿光 15W |
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波长 |
355nm 紫外冷加工 |
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脉冲宽度 |
12 25ns 可调；频率 1 200kHz 软件可调 |
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M² |
＜1.3；最小光斑≤10μm |
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功率闭环监测，8h 功率波动≤±3% |
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冷却：独立恒温工业水冷机 |
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加工适配规格
晶圆尺寸：8/12 英寸；
晶圆厚度：50μm 775μm；
支持形态：裸晶圆、蓝膜贴环 Frame 晶圆；
加工位置：晶圆正面边缘禁布区打码，避开有效芯片 Die 区域；
标记内容：SEMI T1 标准字符、一维码、DM 二维码；
打标深度可控 0.2 1.2μm；热影响区 HAZ＜5μm；
不损伤正面金属层、氧化层；破片率＜5PPM；
定位精度：打标位置精度≤±25μm，重复定位≤±10μm。
3.3 机械传输与上下料子系统
基座：天然大理石基座，抑制振动，保障长期精度稳定性；
运动平台：直线电机全闭环运动平台；
晶圆机械手：真空吸附式双臂机械手，带软硅胶吸嘴，防止划伤晶圆；具备真空压力监控，真空异常报警；
上下料单元：FOUP LoadPort 接口（标准），可选 SMIF 接口；支持 2 port 料盒；
晶圆识别：自动 Notch 定位、晶圆缺口识别、晶圆存在检测、翘曲检测；
异常保护：卡片、掉片、真空异常、片数异常自动报警停机，设备日志记录故障信息。
3.4 视觉定位与 AOI 读码校验子系统
同轴定位 CCD：高分辨率工业相机，打标前完成晶圆位置补偿，修正偏移、旋转；
后置 AOI 读码检测单元：打标完成后自动读取标记内容：
OCR 字符识别比对；
DM 二维码 / 条码扫码校验；
判断：OK/NG；NG 片自动隔离，不流入下工序；
支持 NG 图片抓拍存储，便于工艺追溯；
可配置读码通过率阈值，连续 NG 触发设备告警。
3.5 洁净腔体、电气与公用条件
整机密闭洁净柜体，内置 FFU HEPA H14 高效过滤器，腔体内部达到 Class1000 洁净等级；
激光加工烟尘集尘系统，半导体专用微粉尘收集；
整机输入电源 AC380V±10%，50Hz；整机额定功率≤7.5kW；冷水机 AC220V 独立供电首镭激光半...；
气源：洁净干燥 CDA 压缩空气，0.5 0.6MPa；
使用环境：温度 20±3℃，湿度 40 60% RH，无凝露；Class1000 及以上洁净车间；
安全配置：安全门联锁、急停按钮、声光三色报警灯、激光安全防护；
设备外形尺寸：约 1850 (L)×1350 (W)×2100 (H) mm；单机净重约 1950kg首镭激光半...。
4 软件控制系统方案
设备搭载首镭自研 WaferMark 晶圆专用打标软件，工控主机采用工业版 Windows10，固态硬盘双备份。
软件核心功能
标记内容管理：TXT/Excel 批量导入 ID；自动跳号、序列号、随机码生成；支持导入晶圆 Mapping 坐标文件，按 Die 坐标打标；
工艺配方管理：多套晶圆工艺配方存储，密码分级权限管理；配方导出 / 导入；
数据记录：每片晶圆打标时间、ID、激光参数、AOI 检测结果本地存储；日志不可篡改；支持 SPC 统计；
通讯接口：标配 SECS/GEM、TCP/IP、RS485；可对接工厂 MES 系统，实现双向数据交互；可选 SMEMA 对接流水线；
故障诊断：实时状态监控，故障代码、报警信息弹窗显示；
用户权限：多级账号权限，操作员、工艺、管理员权限隔离；
报表输出：生产报表、良率报表、报警日志导出。
激光加工样品：
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