[發明專利]一種晶棒直徑測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 202310691653.8
• 申請日: 2023-06-13
• 公開（公告）號: CN116428998B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 劉偉
• 申請（專利權）人: 山西東明光伏科技有限公司
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08;G01B5/02
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 許富強

本申請公開了一種晶棒直徑測量裝置及測量方法，涉及單晶硅制備的技術領域，晶棒直徑測量裝置包括安裝板、固定機構和測量機構，固定機構和測量機構均設置在安裝板上；安裝板上開設有若干個用于放置晶棒的安裝槽，若干組固定機構沿安裝槽長度方向間隔排布在安裝槽兩側，測量機構設置在安裝槽兩側且與固定機構交替間隔排布。本申請中的晶棒直徑測量方法包括：S1：將兩個限位環向遠離安裝槽的方向轉動并將安裝板調整為豎直狀態；S2：提拉晶棒至安裝槽內，通過第一托板、第二托板和固定機構對晶棒進行固定；S3：將安裝板調整為水平狀態；S7：利用測距傳感器對晶棒直徑進行測量。本申請能夠對從冷卻爐中提拉出來的晶棒直徑進行檢測。

技術領域

本申請涉及單晶硅制備的技術領域，尤其是涉及一種晶棒直徑測量裝置及測量方法。

背景技術

直拉法硅單晶生長過程屬于一個多晶硅熔液轉變為單晶硅固體的固液相變過程。首先，將多晶硅原料裝于石英坩堝內，坩堝上方有一可旋轉和升降的籽晶桿，桿的下端有一夾頭，其上捆上一根籽晶。原料被加熱器熔化后，將籽晶插入到高溫硅熔體表面，使得籽晶與硅熔液熔接，在合適的熱場環境下，通過轉動并緩慢向上提拉籽晶，并經過引晶、縮頸、放肩、轉肩、等徑生長和收尾等過程，從而完成單晶硅的生長。

傳統的Cz單晶爐在完成一爐原料拉晶生產后，需要為晶棒的取出做很多繁雜的工作，包括冷卻、牽引室移動、人工保護晶棒下降、晶棒放入存放裝置中、晶頸剪斷、運晶小車移動、天車吊取晶棒轉運、晶棒成品車儲放、單晶硅棒測量等工序。

目前，單晶棒在拉制結束后，需要對其直徑進行測量，通過測得的直徑來控制后續拉制過程中的長晶參數，以便更好地控制晶棒的品質。由于單晶硅棒在進入到下一工序之前必須要進行測量并備案，雖然在硅棒生長時對單晶棒的直徑進行了初步測量，但是在冷卻后，由于溫度變化會造成晶棒的尺寸發生微變，因此需要對單晶棒的直徑再次進行檢測。

發明內容

為了對從冷卻爐中提拉出來的晶棒直徑進行檢測，本申請提供一種晶棒直徑測量裝置及測量方法。

本申請提供一種晶棒直徑測量裝置，采用如下的技術方案：

一種晶棒直徑測量裝置，包括安裝板、固定機構和測量機構，所述固定機構和所述測量機構均設置在所述安裝板上；

所述安裝板上開設有若干個用于放置晶棒的安裝槽，所述固定機構的數量為若干組，若干組所述固定機構沿所述安裝槽長度方向間隔排布在所述安裝槽兩側，所述測量機構設置在所述安裝槽兩側且與所述固定機構交替間隔排布；

每組所述測量機構包括測量驅動件和測距傳感器，所述測距傳感器與對應的所述測量驅動件輸出軸連接，所述安裝槽兩側的所述測距傳感器能夠在對應的所述測量驅動件的驅動下朝向對側的所述測距傳感器移動。

通過采用上述技術方案，安裝槽用于放置晶棒，當晶棒冷卻后被提拉至安裝槽內時，通過固定機構將晶棒進行固定限位。然后測量驅動件帶動測距傳感器相向靠攏，并與晶棒的兩側接觸，當測距傳感器發射的紅外線信號照射到物體表面時,部分信號會被反射回傳感器。因此兩個測距傳感器同時工作，能夠測得晶棒側壁上最接近相應測距傳感器的兩點之間的距離，從而實現晶棒直徑的測量。

可選的，所述固定機構包括第一固定組件、第二固定組件和限位組件，所述第一固定組件和所述第二固定組件分別設置在所述安裝槽的兩側，所述限位組件包括兩個相對設置的限位環，每個所述限位環的一端與所述第一固定組件或所述第二固定組件連接，另一端相向靠攏并朝向所述安裝槽內延伸。

通過采用上述技術方案，兩個限位環共同圍成一個半圓形，在將晶棒放置在安裝槽后，能夠對晶棒進行限位。