CN108407115A - 一种用于单晶硅棒的对中检测机构及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体加工技术，旨在提供一种用于单晶硅棒的对中检测机构。包括固定在底座上的竖向安装支架，设有竖向且平行的主刻度尺和导轨；导轨上活动安装两个滑座，均固定装有横杆导向块，检测横杆嵌入于横杆导向块的滑槽内且能沿水平方向位移；两个滑座之间的导轨上活动安装了副尺安装座，固定装有副刻度尺且与主刻度尺相邻；竖向左右旋梯形丝杆的一端设驱动机构，梯形丝杆穿过两个滑座和副尺安装座，两个滑座分别位于梯形丝杆的两段反向螺纹的范围内，副尺安装座位于梯形丝杆中间的无螺纹区域。本发明检测结果准确，可靠；调整硅棒时可以及时检测，拆卸方便，提高了生产效率；结构简单，操作简便，成本较低，可以节省大量的生产成本。

Description

一种用于单晶硅棒的对中检测机构及检测方法

技术领域

本发明属于半导体加工技术，特别涉及单晶硅棒切割加工中用于晶棒对中检测的机构及方法。

背景技术

半导体行业中芯片的典型制造工艺流程为：1、拉单晶：制造单晶硅棒；2、截断：将单晶硅棒截断合适的长度；3、平坦化：用研磨或磨削方法磨平晶体表面；4、腐蚀：化学方法去除晶片的机械加工损伤；5、抛光：得到晶片的镜面表面；6、图案制造：制造集成电路；7、背磨：减薄晶片至需要的厚度；8、划块：将完整的晶片分割成芯片；9、封装：完成IC的连接、保护的封装。

在单晶硅棒截断的过程中，硅棒中心与金刚石切割线不垂直时，会造成截断后的硅棒存在一定的面斜，直接影响后续的加工工序及最终的加工质量。目前为了减少切割后硅棒切割面的面斜，保证硅棒安装架上的安装面加工精度，加工精度高造成加工难度大，因而增加了硅棒截断机的加工成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中不足，提供一种用于单晶硅棒的对中检测机构及检测方法。

为解决技术问题，本发明提出的解决方案是：

提供一种用于单晶硅棒的对中检测机构，包括固定在底座上的竖向的安装支架；在安装支架上设有竖向且平行的主刻度尺和导轨；导轨上活动安装两个滑座，各滑座上均固定装有横杆导向块，检测横杆嵌入于横杆导向块的滑槽内且能沿水平方向位移；两个滑座之间的导轨上活动安装了副尺安装座，副刻度尺固定在副尺安装座上且与主刻度尺相邻；该机构还包括一个竖向的左右旋梯形丝杆，其一端设驱动机构；梯形丝杆穿过两个滑座和副尺安装座，两个滑座分别位于梯形丝杆的两段反向螺纹的范围内，副尺安装座位于梯形丝杆中间的无螺纹区域。

本发明中，所述主刻度尺上设副尺对准块，当副刻度尺与副尺对准块接触时，副刻度尺的0刻度与主刻度尺的0刻度正对。

本发明中，所述驱动机构是旋转手柄，或者是由电机与连接部件组成的电动驱动机构。

本发明中，所述横杆导向块通过螺钉固定在滑座上。

本发明中，所述梯形丝杆是左右旋梯形丝杆，左右旋梯形丝杆旋转时两根检测横杆之间的距离会发生改变。

本发明中，所述主刻度尺两端通过螺钉安装在安装支架上。

本发明进一步提供了利用所述机构实现单晶硅棒对中检测的方法，包括以下步骤：

(1)转动左右旋梯形丝杆使上下检测横杆之间的距离扩大，然后将待检测的单晶硅棒置于两个检测横杆之间；通过主刻度尺与副刻度尺的读数，记录出单晶硅棒的中心即两检测横杆中间位置与底座之间的距离L₁；

(2)转动左右旋梯形丝杆使上下检测横杆之间的距离扩大，将底座在水平方向上沿单晶硅棒的轴向移动一定的距离L₂；然后利用对中检测机构按步骤(1)重新测量单晶硅棒的中心距离底座的距离L₃；

(3)根据三角函数公式tanθ＝(L₃-L₁)/L₂得到单晶硅棒的倾角θ；根据该倾角θ调整单晶硅棒的安装位置，直至达到单晶硅棒切割面的加工要求。

发明原理描述：

本发明通过对中检测机构检测硅棒的中心，检测出硅棒安装时硅棒中心与金刚石切割线存在的倾角，根据倾角大小调整硅棒的安装位置，提高硅棒截断后的切割质量。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、检测结果准确，可靠；

2、调整硅棒时可以及时检测，拆卸方便，提高了生产效率；

3、结构简单，操作简便，成本较低，可以节省大量的生产成本。

附图说明

图1是对中检测机构的主视图。

图2是图1中检测机构的左视图。

图3是副刻度尺与主刻度尺的示意图。

图4是单晶硅棒中心检测的原理图。

图中附图标记：导轨1；梯形丝杆2；副尺安装座3；副刻度尺4；主刻度尺5；横杆导向块6；检测横杆7；安装支架8；滑座9；安装孔10；副尺对准块11；单晶硅棒12；底座上表面13。

具体实施方式

下面结合附图和操作实施例对本发明做进一步说明。

用于单晶硅棒的对中检测机构，包括固定在底座上的竖向的安装支架8；在安装支架8上设有竖向的主刻度尺5和导轨1，两者平行布置；主刻度尺5两端设安装孔10，并以螺钉固定在安装支架8上。导轨1上活动安装两个滑座9，各滑座9上均以螺钉固定装有横杆导向块6，检测横杆7嵌入于横杆导向块6的滑槽内且能沿水平方向来回移动；两个滑座9之间的导轨1上活动安装了副尺安装座3，副刻度尺4固定在副尺安装座3上且与主刻度尺5相邻；在主刻度尺上设副尺对准块11，当副刻度尺4与副尺对准块11接触时，副刻度尺的0刻度与主刻度尺的0刻度正对。

该机构还包括一个竖向的左右旋的梯形丝杆2，其一端设驱动机构；梯形丝杆2穿过两个滑座9和副尺安装座3，两个滑座9分别位于梯形丝杆2的两段反向螺纹的范围内，副尺安装座3位于梯形丝杆2中间的无螺纹区域。左右旋的梯形丝杆2在驱动机构驱动下发生旋转，此时两根检测横杆7之间的距离会发生改变。驱动机构可以是旋转手柄，也可以是由电机与连接部件组成的电动驱动机构。

利用本发明所述机构实行单晶硅棒对中检测的方法，包括以下步骤：

(1)转动左右旋的梯形丝杆2，使上、下两个检测横杆7之间的距离扩大，然后将待检测的单晶硅棒12置于两个检测横杆7之间；通过主刻度尺与副刻度尺的读数，记录出单晶硅棒的中心即两检测横杆中间位置与底座之间的距离L₁；

具体操作是：先旋转左右旋的梯形丝杆2直至任意一个检测横杆7接触到单晶硅棒12的边缘；然后调整副尺安装座3的位置和检测横杆7之间的距离，直至上下检测横杆7均与单晶硅棒12的边缘接触，再读取刻度尺；

(2)转动左右旋的梯形丝杆2使上下检测横杆7之间的距离扩大，将底座在水平方向上沿单晶硅棒的轴向移动一定的距离L₂；然后利用对中检测机构按步骤(1)重新测量单晶硅棒的中心距离底座的距离L₃；

(3)根据三角函数公式tanθ＝(L₃-L₁)/L₂得到单晶硅棒的倾角θ；根据该倾角θ调整单晶硅棒的安装位置，直至达到单晶硅棒切割面的加工要求。

由于硅棒直径较大且水平倾斜程度较小，因此θ角度较小，可近似tanθ与θ相等，即θ＝(L₃-L₁)/L₂。这样可以简化计算，节省时间。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于单晶硅棒的对中检测机构，包括固定在底座上的竖向的安装支架；其特征在于，在安装支架上设有竖向且平行的主刻度尺和导轨；导轨上活动安装两个滑座，各滑座上均固定装有横杆导向块，检测横杆嵌入于横杆导向块的滑槽内且能沿水平方向位移；两个滑座之间的导轨上活动安装了副尺安装座，副刻度尺固定在副尺安装座上且与主刻度尺相邻；该机构还包括一个竖向的左右旋梯形丝杆，其一端设驱动机构；梯形丝杆穿过两个滑座和副尺安装座，两个滑座分别位于梯形丝杆的两段反向螺纹的范围内，副尺安装座位于梯形丝杆中间的无螺纹区域。

2.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述主刻度尺上设副尺对准块，当副刻度尺与副尺对准块接触时，副刻度尺的0刻度与主刻度尺的0刻度正对。

3.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述驱动机构是旋转手柄，或者是由电机与连接部件组成的电动驱动机构。

4.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述横杆导向块通过螺钉固定在滑座上。

5.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述梯形丝杆是左右旋梯形丝杆，左右旋梯形丝杆旋转时两根检测横杆之间的距离会发生改变。

6.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述主刻度尺两端通过螺钉安装在安装支架上。

7.利用权利要求1所述对中检测机构实现单晶硅棒对中检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)转动左右旋梯形丝杆使上下检测横杆之间的距离扩大，然后将待检测的单晶硅棒置于两个检测横杆之间；通过主刻度尺与副刻度尺的读数，记录出单晶硅棒的中心即两检测横杆中间位置与底座之间的距离L₁；

(2)转动左右旋梯形丝杆使上下检测横杆之间的距离扩大，将底座在水平方向上沿单晶硅棒的轴向移动一定的距离L₂；然后利用对中检测机构按步骤(1)重新测量单晶硅棒的中心距离底座的距离L₃；

(3)根据三角函数公式tanθ＝(L₃-L₁)/L₂得到单晶硅棒的倾角θ；根据该倾角θ调整单晶硅棒的安装位置，直至达到单晶硅棒切割面的加工要求。