CN108760780A - 晶棒定向检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及晶体加工技术领域,具体地说是一种晶棒定向检测系统,包括移动机构、旋转机构、支承板、X光发生组件和信号系统组件,旋转机构安装于所述移动机构上并通过所述移动机构驱动移动,支承板安装于所述旋转机构前端并通过所述旋转机构驱动旋转,在所述支承板上设有定位探针、X光发生组件、信号系统组件、第一调整机构和第二调整机构,且检测时所述定位探针与晶棒相抵,所述X光发生组件通过第一调整机构驱动做圆弧运动,所述信号系统组件通过第二调整机构驱动做圆弧运动。本发明能够精确检测晶棒的角度信息,大大提高了晶棒角度检测精度和检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及晶体加工技术领域,具体地说是一种晶棒定向检测系统。
背景技术
人工生长出来的单晶硅晶棒在加工出各种规格的晶片前,需要先将毛胚晶棒进行定向,找出需要的方向后,利用磨削设备将晶棒柱面加工出参考边或刻痕,然后按测定角度值将晶棒粘接在料板上,并且进行晶棒粘接时,晶棒柱面参考边或刻痕需指向指定角度。上述过程中,晶棒角度检测尤为重要,一旦发生偏差,不仅影响粘接精度,也严重影响后续单晶硅切片精度,导致晶体切片制品不合格率较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶棒定向检测系统,能够精确检测晶棒的角度信息,大大提高了晶棒角度检测精度和检测效率。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种晶棒定向检测系统,包括移动机构、旋转机构、支承板、X光发生组件和信号系统组件,旋转机构安装于所述移动机构上并通过所述移动机构驱动移动,支承板安装于所述旋转机构前端并通过所述旋转机构驱动旋转,在所述支承板上设有定位探针、X光发生组件、信号系统组件、第一调整机构和第二调整机构,且检测时所述定位探针与晶棒相抵,所述X光发生组件通过第一调整机构驱动做圆弧运动,所述信号系统组件通过第二调整机构驱动做圆弧运动。
所述移动机构包括移动驱动装置、滑座、丝杠和安装座,所述丝杠通过所述移动驱动装置驱动旋转,在所述滑座内设有与所述丝杠配合的丝母,所述安装座设置于所述滑座上,所述旋转机构设置于所述安装座上端。
所述第一调整机构包括调整驱动装置、蜗杆和蜗轮片,所述蜗杆通过所述调整驱动装置驱动旋转,所述蜗轮片上设有一段呈圆弧状的蜗轮齿与蜗杆啮合,所述X光发生组件设有可移动的第一调整座,所述蜗轮片设置于第一调整座上。
所述X光发生组件包括X光发生器和第一调整座,所述X光发生器设置于所述第一调整座上,在所述支承板上设有呈圆弧状的第一圆弧导轨,所述第一调整座下端设有第一滑块与所述第一圆弧导轨滑动连接。
所述第一调整座下侧两端各设有一个第一滑块,在所述支承板上设有两个平行的第一圆弧导轨,所述两个第一滑块分别与不同第一圆弧导轨滑动连接。
所述第二调整机构包括调整驱动装置、蜗杆和蜗轮片,所述蜗杆通过所述调整驱动装置驱动旋转,所述蜗轮片上设有一段呈圆弧状的蜗轮齿与蜗杆啮合,所述信号系统组件设有第二调整座,所述蜗轮片设置于第二调整座上。
所述信号系统组件包括信号系统和第二调整座,所述信号系统设置于所述第二调整座上,在所述支承板上设有呈圆弧状的第二圆弧导轨,所述第二调整座下端设有第二滑块与所述第二圆弧导轨滑动连接。
所述第二调整座下侧设有一个第二滑块,在所述支承板上设有一个第二圆弧导轨,所述第二滑块与所述第二圆弧导轨滑动连接。
所述旋转机构后端设有第一编码器,所述第一调整机构和第二调整机构后端均设有第二编码器。
所述支承板上设有两个第一圆弧导轨和一个第二圆弧导轨,且所述第二圆弧导轨与直径较小的第一圆弧导轨对称设置,所述X光发生组件沿着第一圆弧导轨移动,所述信号系统组件沿着第二圆弧导轨移动,所述第一调整机构和第二调整机构对称设置。
本发明的优点与积极效果为:
1、本发明利用X射线单晶定向原理精确检测晶棒的X轴和Y轴角度信息,大大提高了晶棒角度检测精度和检测效率。
2、本发明能够保证晶棒柱面参考边或刻痕特定的指向角度要求,使切片后的精度控制在±3′以内,充分满足半导体级单晶硅切片制品的精度要求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图,
图2为图1中支承板上的X光发生组件和信号系统组件的示意图,
图3为图2中的调整机构示意图,
图4为图2中的第一调整座的剖视图,
图5为图2中支承板上的的导轨示意图,
图6为图5中的A处放大图。
其中,1为移动机构,101为移动驱动装置,102为滑座,103为丝杠,104为安装座,2为旋转机构,201为旋转驱动装置,202为第一编码器,3为支承板,301为定位探针,4为晶棒,5为X光发生组件,501为X光发生器,502为第一调整座,503为第一圆弧导轨,6为信号系统组件,601为信号系统,602为第二调整座,603为第二圆弧导轨,7为第二编码器,8为蜗杆,9为调整驱动装置,10为支架,11为蜗轮片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1~6所示,本发明包括移动机构1、旋转机构2、支承板3、X光发生组件5和信号系统组件6,旋转机构2安装于所述移动机构1上,且所述旋转机构2通过所述移动机构1驱动移动,支承板3安装于所述旋转机构2前端,且所述支承板3通过所述旋转机构2驱动旋转,在所述支承板3上设有定位探针301,且所述定位探针301中心与所述旋转机构2中心轴重合,在所述支承板3上设有X光发生组件5、信号系统组件6、第一调整机构和第二调整机构,且所述X光发生组件通过第一调整机构驱动做圆弧运动,所述信号系统组件6通过第二调整机构驱动做圆弧运动。
如图1所示,所述移动机构1包括移动驱动装置101、滑座102、丝杠103、安装座104和底座,所述移动驱动装置101、滑座102、丝杠103均安装于所述底座上,且所述滑座103与通过滑轨滑块组件与所述底组滑动连接,所述丝杠103通过所述移动驱动装置101驱动旋转,在所述滑座102内设有与所述丝杠103配合的丝母,所述丝杠103旋转即驱动所述滑座102移动,所述安装座104设置于所述滑座102上,所述旋转机构2设置于所述安装座104上端。本实施例中,所述移动驱动装置101为电机。
如图1所示,所述旋转机构包括旋转驱动装置201和第一编码器202,所述旋转驱动装置201的动力轴前端与所述支承板3固连,所述动力轴后端与所述第一编码器202相连,所述第一编码器202即用于检测所述动力轴的旋转角度。本实施例中,所述旋转驱动装置201包括电机和减速机,所述减速机的输出轴即为所述动力轴。另外本实施例中,所述第一编码器202采用单圈绝对值编码器,此为市购产品。
如图2所示,所述X光发生组件5包括X光发生器501和第一调整座502,所述X光发生器501设置于所述第一调整座502上,如图5所示,在所述支承板3上设有呈圆弧状的第一圆弧导轨503,所述第一调整座502下端设有第一滑块与所述第一圆弧导轨503滑动连接。所述X光发生器501为本领域公知技术且为市购产品。
如图2所示,所述信号系统组件6包括信号系统601和第二调整座602,所述信号系统601设置于所述第二调整座602上,如图5所示,在所述支承板3上设有呈圆弧状的第二圆弧导轨603,所述第二调整座602下端设有第二滑块与所述第二圆弧导轨603滑动连接。所述信号系统601用于接收所述X光发生器501发出的并经晶棒4反射的X射线,所述信号系统601为本领域公知技术且为市购产品。
所述X光发生组件通过第一调整机构驱动运动,所述信号系统组件6通过第二调整机构驱动运动,如图2~6所示,本实施例中,所述第一调整机构和第二调整机构结构相同,均包括调整驱动装置9、蜗杆8和蜗轮片11,所述蜗杆8通过所述调整驱动装置9驱动旋转,所述第一调整座502和第二调整座602内均设有蜗轮片11,如图5所示,所述蜗轮片11上设有一段呈圆弧状的蜗轮齿与对应的蜗杆8啮合,其中所述第一调整座502中的蜗轮片11与所述第一调整机构上的蜗杆8啮合,所述第二调整座602中的蜗轮片11与所述第二调整机构上的蜗杆8啮合,所述蜗杆8旋转即带动蜗轮11转动,从而实现驱动对应的调整座沿着对应的圆弧导轨移动,在所述蜗杆8远离调整驱动装置9一端设有第二编码器7用于精确检测蜗杆8旋转角度,从而获得所述X光发生器501和信号系统601的移动角度。如图2所示,所述调整驱动装置9、蜗杆8和第二编码器7安装于一个支架10上,所述支架10安装于所述支承板3上。本实施例中,所述调整驱动装置9为电机,所述第二编码器7采用多圈绝对值编码器,此为市购产品。
如图2和图4~5所示,所述第一调整座502下侧两端各设有一个第一滑块,在所述支承板3上设有两个平行的第一圆弧导轨503,所述两个第一滑块分别与不同第一圆弧导轨503滑动连接,所述第二调整座602下侧设有一个第二滑块,在所述支承板3上设有一个第二圆弧导轨603,且所述第二圆弧导轨603与直径较小的那个第一圆弧导轨503对称设置,所述第二滑块与所述第二圆弧导轨603滑动连接,另外所述第一调整机构和第二调整机构也对称设置。
本发明的工作原理为:
如图1所示,本发明工作时,支承板3先处于水平方向,所述移动机构1驱动所述旋转机构2和支承板3向前移动,使支承板3上的定位探针301抵住待测晶棒4中心并使所述X光发生组件5和信号系统组件6达到测量位置,然后第一调整机构和第二调整机构启动,分别通过蜗杆8和蜗轮片11传递转矩驱动X光发生器501和信号系统601沿着对应的圆弧导轨做圆弧运动,此时所述X光发生器501和信号系统601分别通过不同调整机构上的第二编码器7精确记录角度信息,进而测得晶棒4的X轴角度信息,然后移动机构1后退使定位探针301脱离晶棒4,旋转机构2驱动所述支承板3旋转至竖直方向,此时旋转机构2后端的第一编码器202精确控制旋转角度,保证支承板3竖直,然后移动机构1驱动支承板3前移使定位探针301重新抵住待测晶棒4,第一调整机构和第二调整机构再次启动,分别通过蜗杆8和蜗轮片11传递转矩驱动X光发生器501和信号系统601,做圆弧运动,并测得晶棒4的Y轴角度信息。X轴角度信息和Y轴角度信息经过设备系统软件计算得出相应的角度值,然后设备上的调整机构驱动晶棒4旋转相应的角度,完成晶棒4位置调整。
所述X光发生器501和信号系统601根据X射线单晶定向原理配合作用测量相应的角度信息,此为本领域公知技术,另外所述调整机构也为本领域公知技术。
Claims (10)
1.一种晶棒定向检测系统,其特征在于:包括移动机构(1)、旋转机构(2)、支承板(3)、X光发生组件(5)和信号系统组件(6),旋转机构(2)安装于所述移动机构(1)上并通过所述移动机构(1)驱动移动,支承板(3)安装于所述旋转机构(2)前端并通过所述旋转机构(2)驱动旋转,在所述支承板(3)上设有定位探针(301)、X光发生组件(5)、信号系统组件(6)、第一调整机构和第二调整机构,且检测时所述定位探针(301)与晶棒(4)相抵,所述X光发生组件(5)通过第一调整机构驱动做圆弧运动,所述信号系统组件(6)通过第二调整机构驱动做圆弧运动。
2.根据权利要求1所述的晶棒定向检测系统,其特征在于:所述移动机构(1)包括移动驱动装置(101)、滑座(102)、丝杠(103)和安装座(104),所述丝杠(103)通过所述移动驱动装置(101)驱动旋转,在所述滑座(102)内设有与所述丝杠(103)配合的丝母,所述安装座(104)设置于所述滑座(102)上,所述旋转机构(2)设置于所述安装座(104)上端。
3.根据权利要求1所述的晶棒定向检测系统,其特征在于:所述第一调整机构包括调整驱动装置(9)、蜗杆(8)和蜗轮片(11),所述蜗杆(8)通过所述调整驱动装置(9)驱动旋转,所述蜗轮片(11)上设有一段呈圆弧状的蜗轮齿与蜗杆(8)啮合,所述X光发生组件(5)设有可移动的第一调整座(502),所述蜗轮片(11)设置于第一调整座(502)上。
4.根据权利要求1或3所述的晶棒定向检测系统,其特征在于:所述X光发生组件(5)包括X光发生器(501)和第一调整座(502),所述X光发生器(501)设置于所述第一调整座(502)上,在所述支承板(3)上设有呈圆弧状的第一圆弧导轨(503),所述第一调整座(502)下端设有第一滑块与所述第一圆弧导轨(503)滑动连接。
5.根据权利要求4所述的晶棒定向检测系统,其特征在于:所述第一调整座(502)下侧两端各设有一个第一滑块,在所述支承板(3)上设有两个平行的第一圆弧导轨(503),所述两个第一滑块分别与对应的第一圆弧导轨(503)滑动连接。
6.根据权利要求1所述的晶棒定向检测系统,其特征在于:所述第二调整机构包括调整驱动装置(9)、蜗杆(8)和蜗轮片(11),所述蜗杆(8)通过所述调整驱动装置(9)驱动旋转,所述蜗轮片(11)上设有一段呈圆弧状的蜗轮齿与蜗杆(8)啮合,所述信号系统组件(6)设有第二调整座(602),所述蜗轮片(11)设置于第二调整座(602)上。
7.根据权利要求1或6所述的晶棒定向检测系统,其特征在于:所述信号系统组件(6)包括信号系统(601)和第二调整座(602),所述信号系统(601)设置于所述第二调整座(602)上,在所述支承板(3)上设有呈圆弧状的第二圆弧导轨(603),所述第二调整座(602)下端设有第二滑块与所述第二圆弧导轨(603)滑动连接。
8.根据权利要求7所述的晶棒定向检测系统,其特征在于:所述第二调整座(602)下侧设有一个第二滑块,在所述支承板(3)上设有一个第二圆弧导轨(603),所述第二滑块与所述第二圆弧导轨(603)滑动连接。
9.根据权利要求1所述的晶棒定向检测系统,其特征在于:所述旋转机构(2)后端设有第一编码器(202),所述第一调整机构和第二调整机构后端均设有第二编码器(7)。
10.根据权利要求1所述的晶棒定向检测系统,其特征在于:所述支承板(3)上设有两个第一圆弧导轨(503)和一个第二圆弧导轨(603),且所述第二圆弧导轨(603)与直径较小的第一圆弧导轨(503)对称设置,所述X光发生组件沿着第一圆弧导轨(503)移动,所述信号系统组件(6)沿着第二圆弧导轨(603)移动,所述第一调整机构和第二调整机构对称设置。
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