[發明專利]一種單晶硅棒晶向檢測裝置及其晶向檢測方法

有效

• 申請號: 201410106247.1
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN103913417A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 朱亮;傅林堅;葉欣;石剛;沈文杰;陳明杰;孫明;周建燦;楊奎
• 申請（專利權）人: 浙江晶盛機電股份有限公司
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

1.一種單晶硅棒晶向檢測裝置，用于檢測裝夾在切方工作臺上的圓形單晶硅棒的晶向，其特征在于，包括支架、支撐臂、晶向檢測傳感器支架、氣缸、固定護罩、升降護罩、晶向檢測傳感器；

支撐臂固定在支架上，固定護罩安裝在支撐壁上，晶向檢測傳感器通過晶向檢測傳感器支架安裝在固定護罩上，晶向檢測傳感器用于通過測量圓形單晶硅棒表面到測量零點的距離，進行圓形單晶硅棒的晶向判斷；

固定護罩的中部設有孔，氣缸一端安裝在支撐臂上，另一端穿過固定護罩中部的孔，并通過氣缸的活塞桿與升降護罩相連接，活塞桿帶動升降護罩進行上下移動，以完成升降護罩的打開和關閉，升降護罩關閉時，能通過升降護罩的下移將晶向檢測傳感器罩在升降護罩內，升降護罩打開時，能通過升降護罩的上移使晶向檢測傳感器從升降護罩內露出。

2.根據權利要求1所述的一種單晶硅棒晶向檢測裝置，其特征在于，所述氣缸為帶有導向桿的雙作用單活塞桿氣缸。

3.根據權利要求1所述的一種單晶硅棒晶向檢測裝置，其特征在于，所述晶向檢測傳感器為激光測距傳感器。

4.根據權利要求3所述的一種單晶硅棒晶向檢測裝置，其特征在于，所述單晶硅棒晶向檢測裝置還設有噴氣管和噴氣管支撐架，噴氣管通過噴氣管支撐架固定在氣缸上；噴氣管連接有氣源，氣源用于向噴氣管內通入壓縮空氣，噴氣管的管壁上開有出氣口，出氣口對準晶向檢測傳感器，用于清理晶向檢測傳感器激光發射口處的污染物。

5.根據權利要求4所述的一種單晶硅棒晶向檢測裝置，其特征在于，所述噴氣管的管壁上開有6個出氣口。

6.根據權利要求4所述的一種單晶硅棒晶向檢測裝置，其特征在于，所述氣源采用壓力為0.5MPa的壓縮空氣。

7.根據權利要求1至6任意一項所述的一種單晶硅棒晶向檢測裝置，其特征在于，所述支撐臂通過螺釘與支架固定。

8.基于權利要求4所述的一種單晶硅棒晶向檢測裝置的晶向檢測方法，其特征在于，具體包括下述步驟：

（1）將圓形單晶硅棒裝入切方工作臺，并使圓形單晶硅棒開始勻速旋轉，圓形單晶硅棒的中心軸線即為旋轉中心；

（2）操作氣缸，使氣缸的活塞桿伸出，帶動升降護罩升起，露出晶向檢測傳感器；

（3）開啟氣源，使壓縮空氣從噴氣管的出氣口處噴出，吹掉晶向檢測傳感器激光發射口處的污染物；

（4）啟動晶向檢測傳感器，使晶向檢測傳感器發射激光照射到圓形單晶硅棒的表面，可測出圓形單晶硅棒的表面到激光發出點的距離F；圓形單晶硅棒繞中心軸線旋轉一周，用時為T，設在T時間里，每隔時間Δt測量一次，則第n個測量值為F（nΔt），其中Δt為測量時間間隔，

對測得的個數據進行高通濾波后，計算最小值Fmin，設Fmin＝F(n₀Δt),則最小值F(n₀Δt)滿足公式：

F(n₀Δt)-F[(n₀-1)Δt]＜0，且F[(n₀+1)Δt]-F(n₀Δt)＞0

其中，n₀表示第n₀個測量點，即最小值Fmin對應的測量點；

圓形單晶硅棒表面到激光發出點的距離最小值Fmin，也是圓形單晶硅棒表面距離圓形單晶硅棒中心的最大值，而圓形單晶硅棒的晶向在宏觀上表現為晶棒表面上突起的四條棱線，因此測得的Fmin所對應圓形單晶硅棒上的位置即為晶棒的晶向；

（5）操作氣缸，使氣缸的活塞桿收回，帶動升降護罩向下移動，罩住晶向檢測傳感器。