CN112359424B - 一种多块粘接碳化硅晶锭装置的使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多块粘接碳化硅晶锭装置的使用方法，装置包括底座、定位孔、固定杆、带内螺纹盲孔的定位块、基准杆、带内螺纹通孔的滑块、晶锭垫块，晶锭压块、气缸杆连接件，气缸、气缸支撑架；晶锭垫块通过定位孔设置在底座上；两根固定杆和一根基准杆设置在底座上以底座中心为圆心的同一圆周上，相互间夹角120º，圆周半径与所需粘接的晶锭半径相匹配；定位块设置在固定杆上，滑块设置在基准杆上，在滑块的内螺纹通孔内设置顶紧螺钉，晶锭压块设置在气缸杆连接件的端头；本发明能将多块晶锭粘接在一个圆柱体内，保证每块晶锭同轴，解决了由于粘接晶锭晶片晶向不一致而导致切割时间长人工成本高等问题。

Description

一种多块粘接碳化硅晶锭装置的使用方法

技术领域

本发明涉及半导体晶体加工领域，特别涉及一种多块粘接碳化硅晶锭装置的使用方法。

背景技术

单晶碳化硅（以下简称SiC）具有大的禁带宽度、高临界击穿强度、高电子迁移率、高热导率等特性，在微电子和光电子领域有独特的作用。SiC是一种典型的硬脆材料，莫氏硬度为9.2，仅次于金刚石，使得其单晶片的制造过程更加困难，而作为SiC晶片制造过程中切割工序已成为其制造过程关键工序。目前单块SiC单晶的厚度约为10-30㎜，通过多线切割机将晶锭切割成晶片，多线切割机有效切割区域宽度在30-50㎝，在单晶切割过程中，单晶需要与树脂条或其它材料进行粘接，再将树脂条固定在切割设备专用夹具上，为保证多线切割过程中SiC晶体的晶向，通常在多线切割工序中在切割区域内只切割一块晶锭，切割一块四英寸SiC的时间约为5-10h。目前第三代半导体材料SiC晶体切割工艺，需要一次切割多块SiC晶锭，传统的单块切割方式不太适用。因此，如何在满足晶片晶向等要求的情况下在有效切割区域内同时切割多块SiC晶锭具有重要的意义。本发明包含一种可应用多块粘接SiC晶锭的装置，有效解决切割多块晶锭和保持多块晶锭晶向的一致性等问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种多块粘接碳化硅晶锭装置的使用方法，能将多块晶锭粘接在一个圆柱体内，保证每块晶锭同轴，解决了由于粘接晶锭晶片晶向不一致而导致切割时间长人工成本高等问题。

本发明的技术方案是：一种多块粘接碳化硅晶锭装置的使用方法，包括底座、定位孔、固定杆、带内螺纹盲孔的定位块、基准杆、带内螺纹通孔的滑块、晶锭垫块，晶锭压块、气缸杆连接件，气缸、气缸支撑架；在所述固定杆上设置卡槽Ⅰ，在所述基准杆上设置卡槽Ⅱ，在所述晶锭垫块的中心设置定位凸台；所述定位孔设置在底座的中心，底座设置在所述气缸支撑架底板的中心，所述气缸设置在气缸支撑架横板的中心；晶锭垫块通过定位凸台和定位孔设置在底座上；两根固定杆和一根基准杆设置在底座上以底座中心为圆心的同一圆周上，相互间夹角120º，圆周半径与所需粘接的晶锭半径相匹配；所述定位块通过固定杆上的卡槽Ⅰ、内螺纹盲孔和螺栓设置在固定杆上，所述滑块通过基准杆上的卡槽Ⅱ、内螺纹通孔和顶紧螺钉设置在基准杆上，在滑块的内螺纹通孔内设置顶紧螺钉；所述晶锭压块设置在气缸的气缸杆连接件的端头；定位块的高度和滑块的高度均不大于晶锭的厚度；每根固定杆上的定位块至少两个，基准杆上的滑块至少两个；

所述多块粘接碳化硅晶锭装置的使用方法的步骤如下：

步骤一：根据晶锭Ⅰ和晶锭Ⅱ的直径调整两个固定杆和基准杆的位置；根据晶锭Ⅰ和晶锭的数量确定定位块和滑块的数量；晶锭垫块和晶锭压块的直径与晶锭Ⅰ和晶锭Ⅱ的直径相匹配；将晶锭Ⅰ和晶锭Ⅱ滚磨成标准尺寸，每个晶锭直径误差控制在±0.2㎜，晶锭厚度控制误差在±0.5μm，每个晶锭的参考边不超过2个；

步骤二：将晶锭垫块设置在定位孔上，晶锭压块设置在气缸的气缸杆连接件的端头；

步骤三：用螺钉将两个固定杆和基准杆设置在底座上以底座中心为圆心的同一圆周上，相互间夹角120º，圆周半径与晶锭Ⅰ和晶锭Ⅱ相匹配；

步骤四：将晶锭Ⅰ放置在晶锭垫块上，晶锭Ⅰ的主参考边平行于基准杆；

步骤五：用螺栓通过内螺纹盲孔在两个固定杆的卡槽Ⅰ底部分别设置定位块；用顶紧螺钉通过内螺纹通孔在基准杆的卡槽Ⅱ的底部设置滑块，紧固顶紧螺钉将晶锭Ⅰ顶紧；

步骤六：将晶锭Ⅱ的一面均匀涂上胶水，主参考边与基准杆平行，涂胶水的一面冲下放置在晶锭Ⅰ上；

步骤七：用螺栓通过内螺纹盲孔在两个固定杆的卡槽Ⅰ上分别设置另外的定位块，用顶紧螺钉通过内螺纹通孔在基准杆的卡槽Ⅱ上设置另一个滑块，两个定位块、滑块以及晶锭Ⅱ平齐，紧固顶紧螺钉将晶锭Ⅱ顶紧；

步骤八：启动气缸，气缸杆连接件伸出，带动晶锭压块将晶锭Ⅰ和晶锭Ⅱ压平，保证两块晶锭平行；

步骤九：重复步骤六、步骤七和步骤八进行粘接，继续粘下一块晶锭。

本发明有益效果是：本发明适应于不同大小尺寸带参考边的圆形晶锭，同时可以对多块晶锭进行粘接，固定杆及基准杆的设置确保将多块晶锭粘接在一个圆柱体内保证每块晶锭同轴，顶紧螺钉能将每块晶锭的参考面保持在同一平面内，气缸能将晶锭与晶锭粘接的胶水压平，使晶锭满足工艺切割要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明定位块及定位孔位置示意图；

图3是本发明晶锭垫块结构示意图；

图4是本发明基准杆结构示意图；

图5是本发明滑块结构示意图；

图6是本发明固定杆结构示意图；

图7是本发明定位块结构示意图。

实施方式

如图1至图7所示，一种多块粘接碳化硅晶锭装置的使用方法，包括底座1、定位孔2、固定杆3、带内螺纹盲孔4-1的定位块4、基准杆5、带内螺纹通孔6-1的滑块6、晶锭垫块7，晶锭压块8、气缸杆连接件9-1，气缸9、气缸支撑架10；在固定杆3上设置卡槽Ⅰ3-1，在基准杆5上设置卡槽Ⅱ5-1，在晶锭垫块7的中心设置定位凸台7-1；定位孔2设置在底座1的中心，底座1设置在气缸支撑架10底板的中心，气缸9设置在气缸支撑架10横板的中心；晶锭垫块7通过定位凸台7-1和定位孔2设置在底座1上；两根固定杆3和一根基准杆5设置在底座1上以底座中心为圆心的同一圆周上，相互间夹角120º，圆周半径与所需粘接的晶锭相匹配；定位块4通过固定杆3上的卡槽Ⅰ3-1、内螺纹盲孔4-1和螺栓设置在固定杆3上，滑块6通过基准杆5上的卡槽Ⅱ5-1、内螺纹通孔6-1和顶紧螺钉14设置在基准杆5上，在滑块6的内螺纹通孔6-1内设置顶紧螺钉14；晶锭压块8设置在气缸9的气缸杆连接件9-1的端头；

定位块4的高度和滑块6的高度均不大于晶锭Ⅰ11和晶锭Ⅱ13的厚度；

每根固定杆3上的定位块4至少两个，基准杆5上的滑块6至少两个。

多块粘接碳化硅晶锭装置的使用方法的步骤如下：

步骤一：根据晶锭Ⅰ11和晶锭Ⅱ13的直径调整两个固定杆3和基准杆5的位置；根据晶锭Ⅰ11和晶锭Ⅱ13的数量确定定位块4和滑块6的数量；晶锭垫块7和晶锭压块8的直径与晶锭Ⅰ11和晶锭Ⅱ13的直径相匹配；

将晶锭Ⅰ11和晶锭Ⅱ13滚磨成标准尺寸，每个晶锭直径误差控制在±0.2㎜，晶锭厚度控制误差在±0.5μm，每个晶锭的参考边不超过2个；

步骤二：将晶锭垫块7通过定位凸台7-1和定位孔2设置在底座上，晶锭压块8设置在气缸9的气缸杆连接件9-1的端头；

步骤三：用螺钉将两个固定杆3和基准杆5设置在底座1上以底座中心为圆心的同一圆周上，相互间夹角120º，圆周半径与晶锭Ⅰ11和晶锭Ⅱ13半径相匹配；

步骤四：将晶锭Ⅰ11放置在晶锭垫块上，晶锭Ⅰ11的主参考边平行于基准杆；

步骤五：用螺栓通过内螺纹盲孔4-1在两个固定杆3的卡槽Ⅰ3-1底部分别设置定位块4；用顶紧螺钉14通过内螺纹通孔6-1在基准杆5卡槽Ⅱ5-1的底部设置滑块6，紧固顶紧螺钉14将晶锭Ⅰ11顶紧；

步骤六：将晶锭Ⅱ13的一面均匀涂上胶水12，主参考边与基准杆5平行，涂胶水12的一面冲下放置在晶锭Ⅰ11上；

步骤七：用螺栓通过内螺纹盲孔4-1在两个固定杆3的卡槽Ⅰ3-1上分别设置另外的定位块4，用顶紧螺钉14通过内螺纹通孔6-1在基准杆5的卡槽Ⅱ5-1上设置另外的滑块6，两个定位块4、滑块6以及晶锭Ⅱ13平齐，紧固顶紧螺钉14将晶锭Ⅱ13顶紧；

步骤八：启动气缸9，气缸杆连接件9-1伸出，带动晶锭压块8将晶锭Ⅰ11和晶锭Ⅱ13压平，保证两块晶锭平行；

步骤九：重复步骤六、步骤七和步骤八进行粘接，继续粘下一块晶锭。

Claims (1)

1.一种多块粘接碳化硅晶锭装置的使用方法，其特征在于：包括底座（1）、定位孔（2）、固定杆（3）、带内螺纹盲孔（4-1）的定位块（4）、基准杆（5）、带内螺纹通孔（6-1）的滑块（6）、晶锭垫块（7）、晶锭压块（8）、气缸杆连接件（9-1），气缸（9）、气缸支撑架（10）；在所述固定杆（3）上设置卡槽Ⅰ（3-1），在所述基准杆（5）上设置卡槽Ⅱ（5-1），在所述晶锭垫块（7）的中心设置定位凸台（7-1）；所述定位孔（2）设置在底座（1）的中心，底座（1）设置在所述气缸支撑架（10）底板的中心，所述气缸（9）设置在气缸支撑架（10）横板的中心；晶锭垫块（7）通过定位凸台（7-1）和定位孔（2）设置在底座（1）上；两根固定杆（3）和一根基准杆（5）设置在底座（1）上以底座中心为圆心的同一圆周上，相互间夹角120º，圆周半径与所需粘接的晶锭相匹配；所述定位块（4）通过固定杆（3）上的卡槽Ⅰ（3-1）、内螺纹盲孔（4-1）和螺栓设置在固定杆（3）上，所述滑块（6）通过基准杆（5）上的卡槽Ⅱ（5-1）、内螺纹通孔（6-1）和顶紧螺钉（14）设置在基准杆（5）上，在滑块（6）的内螺纹通孔（6-1）内设置顶紧螺钉（14）；所述晶锭压块（8）设置在气缸（9）的气缸杆连接件（9-1）的端头；

定位块（4）的高度和滑块（6）的高度均不大于晶锭Ⅰ（11）和晶锭Ⅱ（13）的厚度；

每根固定杆（3）上的定位块（4）至少两个，基准杆（5）上的滑块（6）至少两个；

所述多块粘接碳化硅晶锭装置的使用方法的步骤如下：

步骤一：根据晶锭Ⅰ（11）和晶锭Ⅱ（13）的直径调整两个固定杆（3）和基准杆（5）的位置；根据晶锭Ⅰ（11）和晶锭Ⅱ（13）的数量确定定位块（4）和滑块（6）的数量；晶锭垫块（7）和晶锭压块（8）的直径与晶锭Ⅰ（11）和晶锭Ⅱ（13）的直径相匹配；包括以下步骤：

将晶锭Ⅰ（11）和晶锭Ⅱ（13）滚磨成标准尺寸，每个晶锭直径误差控制在±0.2㎜，晶锭厚度控制误差在±0.5μm，每个晶锭的参考边不超过2个；

步骤二：将晶锭垫块（7）通过定位凸台（7-1）和定位孔（2）设置在底座上，晶锭压块（8）设置在气缸（9）的气缸杆连接件（9-1）的端头；

步骤三：用螺钉将两个固定杆（3）和基准杆（5）设置在底座（1）上以底座中心为圆心的同一圆周上，相互间夹角120º，圆周半径与晶锭Ⅰ（11）和晶锭Ⅱ（13）半径相匹配；

步骤四：将晶锭Ⅰ（11）放置在晶锭垫块上，晶锭Ⅰ（11）的主参考边平行于基准杆（5）；

步骤五：用螺栓通过内螺纹盲孔（4-1）在两个固定杆（3）的卡槽Ⅰ（3-1）底部分别设置定位块（4）；用顶紧螺钉（14）通过内螺纹通孔（6-1）在基准杆（5）卡槽Ⅱ（5-1）的底部设置滑块（6），紧固顶紧螺钉（14）将晶锭Ⅰ（11）顶紧；

步骤六：将晶锭Ⅱ（13）的一面均匀涂上胶水（12），主参考边与基准杆（5）平行，涂胶水（12）的一面冲下放置在晶锭Ⅰ（11）上；

步骤七：用螺栓通过内螺纹盲孔（4-1）在两个固定杆（3）的卡槽Ⅰ（3-1）上分别设置另外的定位块（4），用顶紧螺钉（14）通过内螺纹通孔（6-1）在基准杆（5）的卡槽Ⅱ（5-1）上设置另外的滑块（6），两个定位块（4）、滑块（6）以及晶锭Ⅱ（13）平齐，紧固顶紧螺钉（14）将晶锭Ⅱ（13）顶紧；

步骤八：启动气缸（9），气缸杆连接件（9-1）伸出，带动晶锭压块（8）将晶锭Ⅰ（11）和晶锭Ⅱ（13）压平，保证两块晶锭平行；

步骤九：重复步骤六、步骤七和步骤八进行粘接，继续粘下一块晶锭。