[實用新型]一種半導體硅棒全自動對中檢測機構

有效

• 申請號: 201721207917.4
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN207269017U
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 曹建偉;傅林堅;謝永旭;沈文杰;盧嘉彬;徐開濤;李林;楊鐵明
• 申請（專利權）人: 紹興上虞晶信機電科技有限公司;浙江晶盛機電股份有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L21/68
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司33212
• 代理人: 朱瑩瑩,周世駿

技術領域

本實用新型涉及半導體硅棒檢測技術領域，特別涉及一種半導體硅棒全自動對中檢測機構。

背景技術

在《國家集成電路產業發展推進綱要》和國家集成電路產業投資基金的推動下，中國半導體市場已成為全球增長引擎，2016年銷售額超過4300億元，增長率達到19％。在國內設計、制造和封測三業并舉、協調發展的格局下，預計2017年國內半導體產業增速區間為18％-25％。目前國內生產的直徑在450mm以上的硅棒還不多，但是隨著科技的進步，可以預見，在未來幾年，更大直徑的硅棒將能夠生產出來。硅棒直徑越大，對其面斜的要求也越來越高，而目前在硅棒的切割過程中缺少一種能夠自動檢測面斜的工具，大多數的還是采用人工目測或者人工測量的方式，這種測量方式由于存在人為的測量誤差以及其他干擾因素，誤差較大，而硅棒的面斜又在一個很小的范圍之內，肉眼很難以區分。綜上所述，半導體硅棒全自動檢測技術是未來半導體硅棒截斷領域的一項重要技術，如何進行自動檢測來提升檢測精度，保證切割面的質量，提升材料的利用率，是困擾企業的一個難題，也是企業競爭力的直接體現。

實用新型內容

針對現有技術中存在的問題，本實用新型提供了一種半導體硅棒全自動對中檢測機構，檢測兩個不同截面的中心位置，通過差值判斷出硅棒是否放置水平，方便操作人員對其進行水平擺正，從而達到減少面斜、提升材料利用率的目的。

一種半導體硅棒全自動對中檢測機構，能夠實時檢測硅棒的中心位置變化情況，方便操作人員進行硅棒的對中調節，保證單晶硅棒在切割中切割面與切割線之間的垂直度，包括安裝支架，所述安裝支架上相對稱的安裝有一對電缸，所述一對電缸用于分別在安裝支架上相對的上下移動，所述電缸與伺服電機連接，所述電缸上安裝有氣缸，所述氣缸伸出端裝有接觸式傳感器，氣缸帶動接觸式傳感器做來回伸縮運動。

所述的電缸上安裝有用于固定氣缸的氣缸安裝支架。

所述的氣缸伸出端上安裝有用于安裝接觸式傳感器的傳感器安裝支架。

所述電缸、氣缸為傳動元件，起到自動定位的作用，接觸式傳感器起到測距的作用。

所述接觸式傳感器為現有技術已有的接觸式傳感器，讀出的數據能夠實時的傳遞到電腦里，直接顯示在控制面板上，連續測出的數據連接起來就是一條水平直線或者斜線，方便操作人員進行判斷。

本實用新型的對中檢測機構通過測量硅棒兩個不同截面處的中心位置來判斷其是否放置水平。整個測量過程全自動化，不需要人工干預，且測試數據可以實時傳遞到操作面板上供操作人員參考。采用接觸式傳感器，接觸式傳感器測量精度高，價格相對便宜，且能適合一些環境相對差一些的地方。氣缸只在測量時候伸出，不工作時縮回，避免對硅棒上下料造成干擾。可以根據測量的間距計算出硅棒理論的偏離量作為測量的參考值，有據可依。檢測裝置適合于外形規整，符合要求的直硅棒，對于某些彎曲類的硅棒不適用。

本實用新型的對中檢測機構，單個使用就找到一個截面的中心位置，若要判斷硅棒是否放置水平，還需要測出其他截面的中心位置，此時可以移動對中檢測機構或者移動硅棒來進行其他截面的測量。如果兩個截面中心位置一致或者在一定的差值范圍內，則是符合要求的，若不符合要求則需要對硅棒進行位置擺正。

本實用新型的對中檢測機構在一些硅棒或者對中檢測機構不方便移動的場合可以組合成對使用，成對使用測量速度更快，不過此時在控制面板上顯示的不再是一條直線而是兩個數值大小的比較。

本實用新型的檢測原理為，取直徑為D、長L的一段半導體硅棒為研究對象，當硅棒未放置水平時，假設傾斜角度為θ。此時在硅棒上取兩個相距為L1的截面，分別對其進行投影，可以得到兩個直徑相同或者不同的圓，然后再以同一基準面作為測量基準，可以測量出兩個截面的投影圓對應的中心高度H1(左)和H2(右)，通過比較H1和H2的數值大小關系就可以進行硅棒水平高低的判斷。當采用單個對中檢測機構進行檢測時，連續測量后得到的是一條直線，這條直線就代表了硅棒的中心軸線，我們可以根據這條直線的水平度來判斷硅棒是否處于水平位置。當成對使用時，最終得到的就是兩個數值大小的比較：

1、H1>H2，則硅棒左側高于右側，是一條斜向下的直線；

2、H1＝H2，則硅棒處于水平位置，是一條水平直線；

3、H1<H2，則硅棒右側高于左側，是一條斜向上的直線。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：實現了半導體硅棒的全自動對中檢測，全程無需人手工測量，降低了測量誤差的同時提升了測量精度，能夠降低硅棒切割后的面斜率，提升原料的利用率。