CN109506608A - 一种晶棒的测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种晶棒的测量装置，晶棒的测量装置包括：支架、主柱和至少两个位移传感器；在支架上设置有用于支撑晶棒的支撑件；主柱可相对于支架移动，至少两个位移传感器固定在主柱上，至少两个位移传感器中的一个位移传感器位于主柱的一侧，至少两个位移传感器中的另一个位移传感器位于主柱的另一侧，分别位于主柱两侧的位移传感器的检测方向均朝向晶棒。该测量装置可以得到晶棒在多个测量位置的测量值，可以提高测量值的准确度，从而可以更加精确地确定下一工艺过程的工艺参数，进而提高晶棒的品质。并且，该测量装置采用的是非接触测量方式，可以使施加于晶棒表面的物理损伤最小化。

Description

一种晶棒的测量装置
技术领域
本发明涉及晶棒的加工制造领域，特别涉及一种晶棒的测量装置。
背景技术
通常，在晶棒的生长过程中，需要通过分析在前一工艺过程的晶棒的测量数据，例如：晶棒(两端部位除外)的外径和长度，来确定下一工艺过程的工艺参数。现有的测量手段大多是采用人工方式进行测量，由于晶棒的表面是不均匀的(晶棒的表面凹凸不平，呈现波浪形)，且不同检测人员所选的测量位置不同，会导致不同检测人员所得的测量值也不同，使得测量数据的精度低，通过现有的测量手段很难精确地确定下一工艺过程的工艺参数，严重影响晶棒的生产质量。
发明内容
本发明实施例提供了一种晶棒的测量装置，以解决由于晶棒表面不均匀而导致的测量精度低的问题。
依据本发明实施例的一个方面，提供了一种晶棒的测量装置，包括：支架、主柱和至少两个位移传感器；
在所述支架上设置有用于支撑所述晶棒的支撑件；
所述主柱可相对于所述支架移动，所述至少两个位移传感器固定在所述主柱上，所述至少两个位移传感器中的一个位移传感器位于所述主柱的一侧，所述至少两个位移传感器中的另一个位移传感器位于所述主柱的另一侧，分别位于所述主柱两侧的位移传感器的检测方向均朝向所述晶棒。
可选地，所述支撑件上设置有与所述晶棒的外形相适配的凹槽。
可选地，所述凹槽为半圆形凹槽。
可选地，所述位移传感器的轴向与所述晶棒的轴向之间设置有预定的夹角。
可选地，所述预定的夹角为0°～10°。
可选地，所述位移传感器为激光位移传感器。
可选地，所述位移传感器为红色半导体激光传感器。
可选地，所述主柱包括：第一连接件、第二连接件和第三连接件；
所述第三连接件的两端分别与所述第一连接件的一端和所述第二连接件的一端连接，所述第一连接件和第二连接件均垂直于所述第三连接件设置；
所述第一连接件的另一端与所述至少两个位移传感器中一个位移传感器连接，所述第二连接件的另一端与所述至少两个位移传感器中另一个位移传感器连接。
可选地，所述测量装置还包括：控制器和用于识别晶棒上的条形码的信息的条形码读取器；
所述位移传感器和所述条形码读取器均与所述控制器电连接，所述条形码读取器还用于将识别到的晶棒上的条形码的信息发送给所述控制器；所述位移传感器用于将晶棒的实际测量数据发送给所述控制器；所述控制器用于将晶棒的实际测量数据和晶棒上的条形码的信息进行比较，并将晶棒的实际测量数据和晶棒上的条形码的信息上传至服务器，例如制造企业生产过程执行系统(Manufacturing Execution System，MES)的服务器。
可选地，所述支撑件为聚氨酯胶辊。
本发明的实施例具有如下有益效果：
在本发明实施例中，所述主柱可以带动位移传感器相对于所述支架移动，这样既可以测量晶棒的外径，又可以测量晶棒的长度；该测量装置可以保证测量区间保持不变，并可以得到晶棒在测量区间中多个测量位置的测量值，可以避免由于晶棒表面不均匀而导致的测量精度低的问题，可以提高测量值的准确度，从而可以更加精确地确定下一工艺过程的工艺参数，进而提高晶棒的品质。并且通过位移传感器可以实现非接触式地测量晶棒的外径和/或长度，可以使施加于晶棒表面的物理损伤最小化。
附图说明
图1为本发明实施例的一种晶棒的测量装置的侧视图；
图2为本发明实施例的另一种晶棒的测量装置的主视图；
图3为本发明实施例的一种位移传感器的安装示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
参见图1至图2，本发明实施例提供了一种晶棒的测量装置，该测量装置包括：支架1、主柱2和至少两个位移传感器3，其中位移传感器3可以用于测量晶棒4的外径和/或长度；
在所述支架1上设置有用于支撑所述晶棒4的支撑件11；所述主柱2可相对于所述支架1移动，所述至少两个位移传感器3固定在所述主柱2上，所述至少两个位移传感器3中的一个位移传感器3位于所述主柱2的一侧，所述至少两个位移传感器3中的另一个位移传感器3位于所述主柱2的另一侧，分别位于所述主柱2两侧的位移传感器3的检测方向均朝向所述晶棒4。
在本发明实施例中，所述主柱2可以沿晶棒4的轴向相对于所述支架1移动，进而主柱2带动位移传感器3沿晶棒4的轴向移动，这样通过所述位移传感器3可以得到晶棒4在多个测量位置的外径大小，来降低测量误差。同时，通过主柱2带动位移传感器3沿晶棒4的轴向移动，还可以用于测量晶棒4的长度大小。
在本发明实施例中，所述主柱2可以带动位移传感器3相对于所述支架1移动，这样既可以测量晶棒4的外径，又可以测量晶棒4的长度。该测量装置可以保证测量区间保持不变，并且还可以得到晶棒4在测量区间中多个测量位置的测量值，可以避免由于晶棒4表面不均匀而导致的测量精度低的问题，可以提高测量值的准确度，从而可以更加精确地确定下一工艺过程的工艺参数，进而提高晶棒的品质。并且通过位移传感器3可以实现非接触式地测量晶棒4的外径和/或长度，可以使施加于晶棒4表面的物理损伤最小化。
在本发明实施例中，所述位移传感器3可以为激光位移传感器。例如：所述位移传感器3可以为红色半导体激光传感器，当然并不仅限于此。
示例地，所述位移传感器3的测量参数可以为：激光传感器的波长：655nm(可视光)；光斑(Spot)的直径：约0.5～2.0mm；反复度：5～10um。
需要说明的是，以上有关位移传感器3的描述只是示例并非限定，可以理解的是，在本发明实施例中并不具体限定位移传感器3的种类和测量参数的大小。
继续参见图1，进一步地，所述支撑件11上设置有与所述晶棒4的外形相适配的凹槽111，所述凹槽用于对所述晶棒4进行定位，例如：所述凹槽111可以为半圆形凹槽，当然并不仅限于此。
继续参见图1，进一步地，所述主柱2包括：第一连接件21、第二连接件22和第三连接件23；
所述第三连接件23的两端分别与所述第一连接件21的一端和所述第二连接件22的一端连接，所述第一连接件21和第二连接件22均垂直于所述第三连接件23设置；
所述第一连接件21的另一端与所述至少两个位移传感器3中一个位移传感器3连接，所述第二连接件22的另一端与所述至少两个位移传感器3中另一个位移传感器3连接。
参见图3，所述位移传感器3的轴向与所述晶棒4的轴向之间设置有预定的夹角。例如：所述预定的夹角为0°～10°。
需要说明的是，以上有关所述位移传感器3的安装方式的描述只是示例并非限定，可以理解的是，本发明实施例中并不具体限定所述位移传感器3的轴向与所述晶棒4的轴向之间夹角的大小。
在上述实施例的基础上，所述测量装置还包括：控制器和用于识别晶棒4上的条形码的信息的条形码读取器；
所述位移传感器和所述条形码读取器均与所述控制器电连接，所述条形码读取器还用于将识别到的晶棒4上的条形码的信息发送给所述控制器，所述位移传感器用于将晶棒的实际测量数据发送给所述控制器，所述控制器用于将晶棒的实际测量数据和所述条形码的信息对应的基准数据进行比较，并将晶棒的实际测量数据和晶棒上的条形码的信息上传至服务器，例如制造企业生产过程执行系统(MES)的服务器。
其中，晶棒的实际测量数据可以为晶棒的外径、长度和/或同轴度。基准数据是预先定义好的，基准数据可以为长度基准大小范围、外径基准大小范围和/或所述基准中心轴位置范围。
在本发明实施例中，条形码的信息包括：晶棒的编号，晶棒的编号用于对晶棒的生产信息进行追溯，生产信息的追溯需要基于MES的线上管理。所述控制器接收位移传感器发送的实际测量数据以及晶棒的条形码的信息后，可以将晶棒的实际测量数据与所述晶棒对应的基准数据进行比较，来确定晶棒是否合格，所述控制器还可以将位移传感器发送的实际测量数据以及晶棒的条形码的信息上传至MES中，并在MES中通过实际测量数据对晶棒的生产过程的工艺参数进行分析，进而通过分析结果来调整生产过程的工艺参数，方便MES的生产管理，同时可以提高晶棒生长(growing)的品质。
在本发明实施例中，所述支撑件11可以为聚氨酯胶辊，当然并不仅限于此。
其中，所述支撑件11的材质的物理性能参数可以为：
1)拉伸强度(Tensile strength)：38Mpa以上；
2)断裂伸长率(Elongation at Break)：3.9x10^2％以上；
3)硬度(Hardness)(A型)：12Mpa以上；
4)撕裂强度(Tear Strength)：100kN/m以上。
需要说明的是，在本发明实施例中并不具体限定所述支撑件11的材质以及物理性能参数。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶棒的测量装置，其特征在于，包括：支架、主柱和至少两个位移传感器；
在所述支架上设置有用于支撑所述晶棒的支撑件；
所述主柱可相对于所述支架移动，所述至少两个位移传感器固定在所述主柱上，所述至少两个位移传感器中的一个位移传感器位于所述主柱的一侧，所述至少两个位移传感器中的另一个位移传感器位于所述主柱的另一侧，分别位于所述主柱两侧的位移传感器的检测方向均朝向所述晶棒。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述支撑件上设置有与所述晶棒的外形相适配的凹槽。
3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述凹槽为半圆形凹槽。
4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述位移传感器的轴向与所述晶棒的轴向之间设置有预定的夹角。
5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述预定的夹角为0°～10°。
6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述位移传感器为激光位移传感器。
7.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，所述位移传感器为红色半导体激光传感器。
8.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述主柱包括：第一连接件、第二连接件和第三连接件；
所述第三连接件的两端分别与所述第一连接件的一端和所述第二连接件的一端连接，所述第一连接件和第二连接件均垂直于所述第三连接件设置；
所述第一连接件的另一端与所述至少两个位移传感器中一个位移传感器连接，所述第二连接件的另一端与所述至少两个位移传感器中另一个位移传感器连接。
9.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：控制器和用于识别晶棒上的条形码的信息的条形码读取器；
所述位移传感器和所述条形码读取器均与所述控制器电连接，所述条形码读取器还用于将识别到的晶棒上的条形码的信息发送给所述控制器；所述位移传感器用于将晶棒的实际测量数据发送给所述控制器；所述控制器用于将晶棒的实际测量数据和所述条形码的信息对应的基准数据进行比较，并将晶棒的实际测量数据和晶棒上的条形码的信息上传至服务器。
10.根据权利要求1至9任一项所述的测量装置，其特征在于，所述支撑件为聚氨酯胶辊。
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