CN110260764B - 一种用于晶棒水平晶向定位的测量工具 - Google Patents
一种用于晶棒水平晶向定位的测量工具 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种用于晶棒水平晶向定位的测量工具，包括调整装置和量取装置，量取装置包括量取盘、水平泡和定位杆，量取盘的内部还设有供定位杆通过的通道，调整装置包括调节机构、定位机构和连接机构，调节机构包括固定柱、调节螺帽、环套和固定环，固定柱为圆柱形，调节螺帽的外壁还设有一环形凹槽，环形凹槽内设有环套，环套通过固定环连接连接机构；连接机构包括连接杆和连接环，连接杆通过连接环铰接于固定环和定位机构；定位机构包括阻块和固定铰支座，阻块通过固定铰支座连接于连接环，阻块底面还连接定位杆。本发明弥补了Notch角硅单晶棒水平晶向无法物理测量定位的缺陷。
Description
技术领域
本发明属于单晶硅片生产领域，具体涉及一种用于晶棒水平晶向定位的测量工具。
背景技术
本发明应用于单晶硅片生产领域，单晶硅棒在切割成单晶硅片之前，需要在粘棒台上对晶棒按照设备计算出来的两个偏转角度进行定向粘接，这两个偏转角度，一个是α水平偏转角度，决定了晶棒的垂直晶向，一个是β垂直偏转角度，决定了晶棒的水平晶向，而粘棒台的β偏转角度是通过编码器旋转进行电子测量的，目前市场上直径6英寸及6英寸以下的单晶硅棒绝大部分都是有参考面的，根据晶棒直径尺寸及客户要求的不同，参考面的宽度也不尽相同，从25-60mm不等，对于这类有晶锭参考面的单晶棒，在粘棒台上粘接后，可以通过木工角度尺，将角度尺直接放到晶锭参考面上物理测量，来验证和复检设备电子测量的偏转角度是否正确，如不正确，则调整β垂直偏转角度到合适再进行粘接。但对于如8英寸和12英寸的单晶硅棒，绝大部分是没有参考面的，用的是Notch角来代替参考面，而Notch的槽又特别小，宽度和深度只有2mm左右，这就造成了木工角度尺无法像测参考面棒一样，直接放到参考面上来测量Notch，这就造成了晶棒的β垂直偏转角度无法进行手动的物理复检，只能依靠电子编码器来定位，而电子编码器存在吸盘打滑、旋转显示角度与实际不符等情况，并且验证晶向的时候只能在粘棒胶固化后使用水平和垂直都能测量的晶棒晶向复检仪进行复检，目前这种水平垂直都能复检的复检仪售价普遍在24万元以上。即使使用这种设备，粘棒胶固化需要1个小时左右，如果粘接角度有误，需要重新把晶棒烤掉重新粘接，中间的过程需要耗费5个小时左右；而对于晶棒晶向复检仪来说，只能复检垂直晶向的复检仪，只需要7万元。晶棒烤掉重粘耽误了生产效率，晶棒在烤掉重粘的过程中存在炸裂的风险，并且需要配合24万的双晶向复检仪使用，否则完全无法验证水平晶向的值，一旦粘接的β垂直偏转角度错误，就会造成切片后水平晶向超标，硅片报废，造成无法挽回的损失。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种用于晶棒水平晶向定位的测量工具，弥补了Notch角硅单晶棒水平晶向无法物理测量定位的缺陷。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种用于晶棒水平晶向定位的测量工具，其特征在于：包括调整装置和量取装置，所述量取装置包括量取盘、水平泡和定位杆，所述量取盘为圆形盘，量取盘表面设有量角刻度，所述水平泡固定于所述量取盘的上表面，量取盘的内部还设有供定位杆通过的通道；所述通道垂直于量取盘中心轴，所述通道还包括第一通道和第二通道，所述第一通道和第二通道均穿过量取盘的圆心，所述第一通道和所述第二通道的内部设有所述定位杆，所述定位杆设置为多个，所述定位杆还通过调整装置调节；所述调整装置包括调节机构、定位机构和连接机构，所述调节机构包括固定柱、调节螺帽、环套和固定环，所述固定柱为圆柱形，固定柱的底端沿量取盘的中心轴方向垂直连接于量取盘的上表面，固定柱的外壁还设有外螺纹，调节螺帽的内壁设有与所述外螺纹相匹配的内螺纹，所述调节螺帽螺纹连接于固定柱，调节螺帽的外壁还设有一环形凹槽，环形凹槽内设有所述环套，所述环套为圆环状，环套的外壁连接固定环，所述环套通过所述固定环连接所述连接机构；所述连接机构包括连接杆和连接环，所述连接杆为柱型杆，连接杆的两端还分别连有连接环，连接杆的一端通过连接环铰接于固定环，连接杆的另一端通过连接环连接定位机构；所述定位机构包括阻块和固定铰支座，所述阻块固定于定位杆的端部，所述阻块为长方体状，阻块顶面连接固定铰支座，所述阻块通过所述固定铰支座连接于所述连接环，阻块底面还连接定位杆。
进一步的，所述定位杆设置为相同的四个，所述固定环、连接杆和固定铰支座的数量与定位杆的数量相同，所述连接杆的长度均相同，定位杆的一端分别穿过第一通道和第二通道的通道口设置于第一通道和第二通道的通道内，定位杆的另一端连接阻块，所述阻块设置于第一通道和第二通道的外部。
进一步的，所述定位杆包括第一定位板和第二定位板，第一定位板和第二定位板均为矩形板，所述第二定位板还垂直连接于第一定位板的底面，第一定位板和第二定位板的横截面还连接为“T”字型。
进一步的，所述第一通道和第二通道为可供定位板通过的“T”字型通道。
进一步的，所述环套的材质为聚四氟乙烯。
进一步的，所述固定环和所述连接环均为圆环形。
进一步的，所述量角刻度包括与水平泡垂直的竖直刻度和与水平泡水平方向平行的水平刻度，所述竖直刻度为-90°~90°，所述水平刻度为0°~180°。
进一步的，所述第一通道和所述第二通道还相互垂直。
本发明利用与晶棒头部端面的直接贴合，实现对晶棒β角的物理复检：具体通过转动调节结构的调节螺帽，使得调节螺帽在固定柱上进行上下调节，调节螺帽还带动与固定环相连接的连接杆运动，同时，调节螺帽上的环套还能保持连接杆的角度不变，连接杆是刚性杆，连接杆的端部进行活动时，能够带动定位机构的位移，定位机构的阻块还与定位杆固定连接在一起，进而带动了定位杆的滑动；当通过量取盘圆心的定位杆的最边缘的一端分别与晶棒的头部端面边缘相重合时，本发明的量取盘中心还与晶棒头部端面的中心相重合，此时直接读取的Notch的偏转角度即为晶棒的β垂直偏转角度值。
本发明的有益效果为：本发明的一种用于晶棒水平晶向定位的测量工具，应用于β角的物理复检，将本发明平放到晶棒的头部端面上，使水平泡处于水平位置，通过调整装置调整定位杆最边缘的位置，因为端面的直径与本发明的测量工具最边缘（定位杆最边缘）直径一致，所以使用本发明不需要寻找端面的中心点，直接就可以读数，此时Notch的偏转角度，即为晶棒的β垂直偏转角度值，非常的直观和方便，而β垂直偏转角度决定了晶棒的水平晶向值；同时又能够避免晶棒水平晶向超标后再烤掉重新粘接的风险。节约成本的同时也提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为量取盘的俯视图；
图3为量取盘的正视图；
图4为图3的A-A面剖视图；
图5为调节机构的结构示意图；
图6为调节螺帽的结构示意图；
图7为环套和固定环的配合图；
图8为环套和固定环的俯视图；
图9为连接结构的结构示意图；
图10为定位机构的结构示意图；
图11为定位杆的结构示意图。
其中，图中各标号为：1、量取盘；2、水平泡；3、第一通道；4、第二通道；5、固定柱；6、调节螺帽；7、环套；8、固定环；9、环形凹槽；10、连接杆；11、连接环；12、阻块；13、固定铰支座；14、第一定位板；15、第二定位板。
具体实施方式
为了本领域的技术人员能够更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。
图1为本发明的结构示意图，使用时将本发明直接放到晶棒的头部端面上，因为端面的直径和轮廓与测量工具边缘直径一致，所以使用本发明不需要寻找端面的中心点，让本发明与端面重合并且水平泡保持水平位置后，直接就可以读数，此时Notch的偏转角度，即为晶棒的β垂直偏转角度值，而β垂直偏转角度决定了晶棒的水平晶向值，非常的直观和方便。
一种用于晶棒水平晶向定位的测量工具，包括调整装置和量取装置，量取装置包括量取盘1、水平泡2和定位杆，量取盘1为圆形盘，量取盘1表面设有量角刻度，水平泡2固定于量取盘1的上表面，量取盘1的内部还设有供定位杆通过的通道；通道垂直于量取盘1中心轴，通道还包括第一通道3和第二通道4，第一通道3和第二通道4均穿过量取盘1的圆心，在应用过程中还可将第一通道3和第二通道4设置为相互垂直，均匀分布的通道及定位杆更容易在晶棒边缘进行匹配；第一通道3和第二通道4的内部设有定位杆，定位杆设置为四个，固定环8、连接杆10和固定铰支座13的数量与定位杆的数量相同，连接杆10的长度均相同，定位杆的一端分别穿过第一通道3和第二通道4的通道口设置于第一通道3和第二通道4的通道内，定位杆的另一端连接阻块12，阻块12设置于第一通道3和第二通道4的外部，定位杆还通过调整装置调节；定位杆还设置为T字型，且第一通道3和第二通道4为可供定位板通过的“T”字型通道，能够保证定位杆在滑动过程中的稳定性。
调整装置包括调节机构、定位机构和连接机构，调节机构包括固定柱5、调节螺帽6、环套7和固定环8，固定柱5为圆柱形，固定柱5的底端沿量取盘1的中心轴方向垂直连接于量取盘1的上表面，固定柱5的外壁还设有外螺纹，调节螺帽6的内壁设有与外螺纹相匹配的内螺纹，调节螺帽6螺纹连接于固定柱5，调节螺帽6的外壁还设有一环形凹槽9，环形凹槽9内设有环套7，环套7为圆环状，环套7的材质为聚四氟乙烯，摩擦力小，能够保证在调节螺帽进行转动时，与环套7相连的连接机构及定位机构的稳定性，环套7的外壁连接固定环8，环套7通过固定环8连接连接机构。
连接机构包括连接杆10和连接环11，连接杆10为柱型杆，连接杆10的两端还分别连有连接环11，固定环8和连接环11均为圆环形，且圆环孔洞的大小还略大于圆环的环厚，保证不同铰接点在转动时的同步性，连接杆10的一端通过连接环11铰接于固定环8，连接杆10的另一端通过连接环11连接定位机构。
定位机构包括阻块12和固定铰支座13，阻块12固定于定位杆的端部，阻块12为长方体状，阻块12顶面连接固定铰支座13，阻块12通过固定铰支座13连接于连接环11，阻块12底面还连接定位杆。
在应用过程中，通过转动调节结构的调节螺帽6，使得调节螺帽6在固定柱5上进行上下调节，调节螺帽6还带动与固定环8相连接的连接杆10运动，连接杆10是刚性杆，连接杆10的端部进行活动时，能够带动定位机构的位移，定位机构的阻块12还与定位杆固定连接在一起，进而带动了定位杆的移动；当通过量取盘1圆心的定位杆的最边缘的一端分别与晶棒的头部端面边缘相重合时，本发明的量取盘1中心还与晶棒头部端面的中心相重合，此时直接读取的Notch的偏转角度即为晶棒的β垂直偏转角度值。
本发明的测量工具可应用与比量取盘1大的晶棒端面角度测量，量取盘1的尺寸在选择时可对应常用角硅单晶棒的最小尺寸（8英寸），即量取盘可设置为直径尺寸200mm。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种用于晶棒水平晶向定位的测量工具，其特征在于：包括调整装置和量取装置，所述量取装置包括量取盘、水平泡和定位杆，所述量取盘为圆形盘，量取盘表面设有量角刻度，所述水平泡固定于所述量取盘的上表面，量取盘的内部还设有供定位杆通过的通道；所述通道垂直于量取盘中心轴，所述通道还包括第一通道和第二通道，所述第一通道和第二通道均穿过量取盘的圆心，第一通道和所述第二通道的内部设有所述定位杆，所述定位杆设置为多个，所述定位杆还通过调整装置进行调节；
所述调整装置包括调节机构、定位机构和连接机构，所述调节机构包括固定柱、调节螺帽、环套和固定环，所述固定柱为圆柱形，固定柱的底端沿量取盘的中心轴方向垂直连接于量取盘的上表面，固定柱的外壁还设有外螺纹，调节螺帽的内壁设有与所述外螺纹相匹配的内螺纹，所述调节螺帽螺纹连接于固定柱，调节螺帽的外壁还设有一环形凹槽，环形凹槽内设有所述环套，所述环套为圆环状，环套的外壁连接固定环，所述环套通过所述固定环连接所述连接机构；
所述连接机构包括连接杆和连接环，所述连接杆为柱型杆，连接杆的两端还分别连有连接环，连接杆的一端通过连接环铰接于所述固定环，连接杆的另一端通过连接环连接定位机构；
所述定位机构包括阻块和固定铰支座，所述阻块固定于定位杆的端部，所述阻块为长方体状，阻块顶面连接固定铰支座，所述阻块通过所述固定铰支座连接于所述连接环，阻块底面还连接定位杆；所述定位杆设置为相同的四个，所述固定环、连接杆和固定铰支座的数量与定位杆的数量相同，所述连接杆的长度均相同，定位杆的一端分别穿过第一通道和第二通道的通道口设置于第一通道和第二通道的通道内，定位杆的另一端连接阻块，所述阻块设置于第一通道和第二通道的外部；所述定位杆包括第一定位板和第二定位板，第一定位板和第二定位板均为矩形板，所述第二定位板还垂直连接于第一定位板的底面，第一定位板和第二定位板的横截面还连接为“T”字型；所述固定环和所述连接环均为圆环形。
2.根据权利要求1所述的一种用于晶棒水平晶向定位的测量工具，其特征在于：所述第一通道和第二通道均为可供定位板通过的“T”字型通道。
3.根据权利要求1所述的一种用于晶棒水平晶向定位的测量工具，其特征在于：所述环套的材质为聚四氟乙烯。
4.根据权利要求1所述的一种用于晶棒水平晶向定位的测量工具，其特征在于：所述量角刻度包括与水平泡垂直的竖直刻度和与水平泡水平方向平行的水平刻度，所述竖直刻度为-90°~90°，所述水平刻度为0°~180°。
5.根据权利要求1所述的一种用于晶棒水平晶向定位的测量工具，其特征在于：所述第一通道和所述第二通道还相互垂直。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No.99, Binhe North Road, high tech Industrial Development Zone, Luoyang City, Henan Province Applicant after: Mesk Electronic Materials Co.,Ltd. Address before: No.99, Binhe North Road, high tech Industrial Development Zone, Luoyang City, Henan Province Applicant before: MCL ELECTRONIC MATERIALS Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |