CN116900833A - 一种晶棒滚磨装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种晶棒滚磨装置，属于半导体单晶棒滚磨技术领域。包括：支撑架；夹持机构，设置在所述支撑架上，所述夹持机构用于对待滚磨晶棒的两端进行相对抵压夹持；粗糙度检测机构，用于检测所述待滚磨晶棒的两端端面的粗糙度；控制机构，用于获取所述粗糙度，并根据所述粗糙度，判断所述待滚磨晶棒是否发生滑棒状况。本发明的技术方案，解决了相关技术难以对滑棒现象实现准确而及时地监控的问题。

Description

一种晶棒滚磨装置
技术领域
本发明涉及半导体单晶棒滚磨技术领域，尤其涉及一种晶棒滚磨装置。
背景技术
在半导体行业内，采用砂轮对单晶棒进行滚磨是常用的加工方法，通过砂轮进给的方式对晶棒进行滚磨以便根据预先设定好的参数，对晶棒的直径进行加工，达到预定的直径目标。
在对单晶棒进行滚磨的过程中，滚磨装置会采用两边的夹头对晶棒进行夹持，使得待加工的晶棒进行位置固定，以保证晶棒在加工过程中的稳定性。
在实际生产过程中，根据不同的加工计划，晶棒会选择是否保留头尾部(即头部和尾部)进行加工：若晶棒保留头尾部进行滚磨，则两端的夹头会对晶棒进行较好的固定，在加工过程中晶棒的位置不易发生变化，稳定性好，晶棒加工效果较好；若晶棒去头去尾滚磨，则两端的夹头无法对晶棒进行很好的固定，此情况下，晶棒的固定更多的依靠的是晶棒两端面与夹头之间的摩擦力，因此在加工的过程中易出现滑棒现象而造成生产损失，严重时甚至会导致晶棒报废，对生产造成极大的不良影响。然而，相关技术难以对滑棒现象实现准确而及时地监控。
发明内容
本发明提供一种晶棒滚磨装置，能够解决相关技术难以对滑棒现象实现准确而及时地监控的问题。
为了达到上述目的，本发明实施例采用的技术方案是：
一种晶棒滚磨装置，包括：
支撑架；
夹持机构，设置在所述支撑架上，所述夹持机构用于对待滚磨晶棒的两端进行相对抵压夹持；
粗糙度检测机构，用于检测所述待滚磨晶棒的两端端面的粗糙度；
控制机构，用于获取所述粗糙度，并根据所述粗糙度，判断所述待滚磨晶棒是否发生滑棒状况。
一些实施例中，所述夹持机构包括：
头座和尾座，所述头座和所述尾座呈对称结构设置在所述支撑架上；
其中，所述头座包括朝向所述待滚磨晶棒的第一端面，所述头座的第一端面与所述待滚磨晶棒的第一端面抵接；
所述尾座包括朝向所述待滚磨晶棒的第一端面，所述尾座的第一端面与所述待滚磨晶棒的第二端面抵接。
一些实施例中，所述粗糙度检测机构包括：
探针，用于输出第一信号，所述第一信号用于指示所述粗糙度；
信号传输线，分别与所述探针和所述控制机构连接，所述信号传输线用于向所述控制机构传输所述第一信号。
一些实施例中，所述探针包括：第一探针和第二探针；
其中，所述头座的第一端面上开设有第一安装孔，所述第一探针的第一端从所述第一安装孔中伸出，且与所述待滚磨晶棒的第一端面抵接；
所述尾座的第一端面上开设有第二安装孔，所述第二探针的第一端从所述第二安装孔中伸出，且与所述待滚磨晶棒的第二端面抵接。
一些实施例中，所述控制机构用于：
获取所述第一信号；
根据所述第一信号，判断所述粗糙度是否发生变化；
在所述粗糙度发生变化的情况下，确定所述待滚磨晶棒发生了滑棒状况。
一些实施例中，所述晶棒滚磨装置还包括：
驱动机构，所述驱动机构与所述夹持机构连接，所述驱动机构用于驱动夹持机构带动所述待滚磨晶棒旋转；
其中，在确定所述待滚磨晶棒发生滑棒状况之后，所述控制机构还用于：
控制所述驱动机构停止运行，并发送告警提示。
一些实施例中，所述晶棒滚磨装置还包括：
弹性组件，所述弹性组件的第一端固定在所述夹持机构上；
连接组件，所述连接组件的第一端与所述弹性组件的第二端固定连接，所述连接组件的第二端与所述探针的第二端固定连接；
位置传感器，设置在所述弹性组件上，所述位置传感器与所述控制机构连接，所述位置传感器用于输出第二信号，所述第二信号用于指示所述连接组件的第一端的移动距离超过预设门限。
一些实施例中，所述连接组件包括：
导杆和限位部，所述限位部凸设于所述导杆上；
其中，所述头座和所述尾座内均具有第一容置空间和第二容置空间；
所述限位部设置于所述第二容置空间内；
所述导杆的第一端自所述第二容置空间伸入所述第一容置空间，并与所述探针的第二端固定连接，所述导杆的第二端与所述弹性组件的第二端固定连接。
一些实施例中，所述弹性组件包括：
弹簧，所述弹簧的一端与所述连接组件的第一端固定连接；
限位筒，套设于所述弹簧上，所述限位筒的一端固定在所述夹持机构上，所述限位筒的另一端具有一开口；
其中，在所述夹持机构夹持所述待滚磨晶棒时，所述待滚磨晶棒与所述探针抵接，所述导杆在所述探针的作用下，所述导杆的第二端从所述开口伸入至所述限位筒内，使得所述弹簧产生形变。
一些实施例中，所述控制机构还用于：
在获取到所述第二信号的情况下，停止获取所述粗糙度。
本发明的有益效果是：
本实施例中，利用粗糙度检测机构可以检测待滚磨晶棒的两端端面的粗糙度，利用控制机构可以获取粗糙度，进一步可以根据粗糙度，判断待滚磨晶棒是否发生滑棒状况。如此，可以在待滚磨晶棒的加工过程中实现自动实时监测，及时、准确地获知是否滑棒，从而保证加工过程的稳定性，提高生产效率，降低生产风险。
附图说明
图1表示本发明实施例的晶棒滚磨装置的部分结构示意图之一；
图2表示本发明实施例的晶棒滚磨装置的部分结构示意图之二。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
当前行业内的晶棒滚磨装置在工作时，若晶棒缺少头尾部，则仅依靠晶棒端面与夹头间的摩擦力保持晶棒位置固定，虽然可以采用增加牛皮垫的方式增加晶棒端面与夹头之间接触时的摩擦力，但仍然难以避免滑棒现象的发生。而且，由于晶棒在滚磨过程中需要喷洒水，会进一步减小晶棒端面与夹头之间的摩擦力，导致发生滑棒现象概率增加。一旦发生滑棒，则会对生产造成极大的不良影响，严重时甚至直接会导致晶棒报废。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种晶棒滚磨装置，能够解决晶棒加工过程中易出现滑棒现象而导致生产损失的问题。
如图1-2所示，本发明实施例提供一种晶棒滚磨装置，包括：
支撑架1；
夹持机构，设置在所述支撑架1上，所述夹持机构用于对待滚磨晶棒2的两端进行相对抵压夹持；
粗糙度检测机构3，用于检测所述待滚磨晶棒2的两端端面的粗糙度；
控制机构，用于获取所述粗糙度，并根据所述粗糙度，判断所述待滚磨晶棒2是否发生滑棒状况。
该实施例中，利用粗糙度检测机构可以检测待滚磨晶棒的两端端面的粗糙度，利用控制机构可以获取粗糙度，进一步可以根据粗糙度，判断待滚磨晶棒是否发生滑棒状况。如此，可以在待滚磨晶棒的加工过程中实现自动实时监测，及时、准确地获知是否滑棒，从而保证加工过程的稳定性，提高生产效率，降低生产风险。
一些实施例中，所述夹持机构包括：头座4和尾座5，所述头座4和所述尾座5呈对称结构设置在所述支撑架1上；其中，所述头座4包括朝向所述待滚磨晶棒2的第一端面，所述头座4的第一端面与所述待滚磨晶棒2的第一端面抵接；所述尾座5包括朝向所述待滚磨晶棒2的第一端面，所述尾座5的第一端面与所述待滚磨晶棒2的第二端面抵接。
该实施例中，通过头座4和尾座5可以对待滚磨晶棒2的两端形成相对夹持作用，以便将待滚磨晶棒2固定在晶棒滚磨装置上。
一些实施例中，所述晶棒滚磨装置还包括：驱动机构，所述驱动机构与所述夹持机构连接，所述驱动机构用于驱动夹持机构带动所述待滚磨晶棒2旋转。
具体的，驱动机构可以驱动头座4和尾座5进行旋转，从而带动待滚磨晶棒2旋转。可以理解的是，晶棒滚磨装置还可以包括对待滚磨晶棒2实现滚磨的其他部件，这里不再赘述。
一些实施例中，所述粗糙度检测机构3包括：
探针301，用于输出第一信号，所述第一信号用于指示所述粗糙度；
信号传输线，分别与所述探针301和所述控制机构连接，所述信号传输线用于向所述控制机构传输所述第一信号。
在一些可选示例中，粗糙度检测机构3可以采用触针式粗糙度测量仪。
需要说明的是，在待滚磨晶棒2的加工过程中，探针301与待滚磨晶棒2的端面一直保持接触状态，以测得探针301与待滚磨晶棒2的端面的接触点处的粗糙度。在一可选示例中，探针301还可以由夹持机构带动在待滚磨晶棒2的加工过程中旋转，从而与待滚磨晶棒2的端面之间保持相对静止。
该实施例中，探针301可以测量待滚磨晶棒2的两端端面的粗糙度，输出用于指示粗糙度的第一信号，第一信号可以通过信号传输线传输至控制机构，这样，控制机构可以根据第一信号，判断所述待滚磨晶棒是否发生滑棒状况。
一些实施例中，所述探针301包括：第一探针和第二探针；其中，所述头座4的第一端面上开设有第一安装孔，所述第一探针的第一端从所述第一安装孔中伸出，且与所述待滚磨晶棒2的第一端面抵接；所述尾座5的第一端面上开设有第二安装孔，所述第二探针的第一端从所述第二安装孔中伸出，且与所述待滚磨晶棒2的第二端面抵接。
这里，在待滚磨晶棒2的两端均设置了探针301，以便分别测量待滚磨晶棒2的两个端面的粗糙度，从而对待滚磨晶棒2两端均实现滑棒监测。
一些实施例中，所述控制机构用于：获取所述第一信号；根据所述第一信号，判断所述粗糙度是否发生变化；在所述粗糙度发生变化的情况下，确定所述待滚磨晶棒2发生滑棒状况。
需要说明的是，由于待滚磨晶棒2的端面上不同位置的粗糙度不尽相同，若待滚磨晶棒2出现滑棒，则探针301与端面接触点发生变化，这样粗糙度检测机构3会测得不同的粗糙度值，控制机构获取到指示粗糙度的第一信号后，会第一时间发现粗糙度出现了变化，由此判定待滚磨晶棒2出现滑棒状况，此时，可以立即控制驱动机构停止运行，从而停止加工，避免加工后的待滚磨晶棒2无法达到实际设定的目标参数，减少生产损失。
一些实施例中，在确定所述待滚磨晶棒2发生滑棒状况之后，所述控制机构还用于：控制所述驱动机构停止运行，并发送告警提示。
这样，能够在待滚磨晶棒2的加工过程中自动进行滑棒问题的准确监控，一旦待滚磨晶棒2发生滑棒状况，则可以发出告警提示，以便能够在第一时间告知相关人员，还可以通过驱动机构控制驱动机构停止运行，以便在第一时间停止加工，避免加工结果出现误差，减少产品的损坏，降低生产损失。
如图2所示，一些实施例中，所述晶棒滚磨装置还包括：
弹性组件6，所述弹性组件6的第一端固定在所述夹持机构上；
连接组件7，所述连接组件7的第一端与所述弹性组件6的第二端固定连接，所述连接组件7的第二端与所述探针301的第二端固定连接；
位置传感器8，设置在所述弹性组件6上，所述位置传感器8与所述控制机构连接，所述位置传感器8用于输出第二信号，所述第二信号用于指示所述连接组件7的第一端的移动距离超过预设门限。
需要说明的是，当待滚磨晶棒2保留有头尾部(即头部和尾部)时，将待滚磨晶棒2安装在晶棒滚磨装置上时，待滚磨晶棒2的头尾部会与探针301接触，并顶着探针301向晶棒滚磨装置的两端移动。在探针301移动过程中，会带动连接组件7移动，当连接组件7的第一端移动的距离超过预设门限时，位置传感器8可以感应到连接组件7的第一端，此时，位置传感器8会输出第二信号。控制机构获取到第二信号之后，可以确定待滚磨晶棒2上存在头尾部，该情况下，晶棒滚磨装置可以对待滚磨晶棒2进行较好的夹持固定，不易发生滑棒状况。
相应的，若待滚磨晶棒2安装到晶棒滚磨装置后，控制机构并未获取到第二信号，则控制机构可以确定待滚磨晶棒2上不存在头尾部，该情况下，需要监测判断待滚磨晶棒2是否发生滑棒状况。
可以理解的是，在待滚磨晶棒2上不存在头尾部的情况下，待滚磨晶棒2上料时(也就是将待滚磨晶棒2安装在晶棒滚磨装置上时)，待滚磨晶棒2的两个端面也会顶着探针301向晶棒滚磨装置的两端移动，进而带动连接组件7移动，但移动的距离较小，不会超过预设门限，此时，位置传感器8无法感应到连接组件7的第一端，也就不会输出第二信号，这样，控制机构未获取到第二信号，则可以判定待滚磨晶棒2上不存在头尾部。
所述控制机构还用于：在获取到所述第二信号的情况下，停止获取所述粗糙度。
该实施例中，在获取到第二信号的情况下，可以获知待滚磨晶棒2保留有头尾部，该情况下，由于待滚磨晶棒2上头尾部的存在，晶棒滚磨装置能够对待滚磨晶棒2进行较好的固定，且在加工过程中待滚磨晶棒2的位置不易发生变化，稳定性好，因此，此时可以不再监测待滚磨晶棒2是否发生滑棒状况，也就是控制机构可以停止获取粗糙度，节省运行资源。若待滚磨晶棒2安装到晶棒滚磨装置后，控制机构并未获取到第二信号，则认为待滚磨晶棒2不存在头尾部，则控制机构可以对待滚磨晶棒2的两端端面的粗糙度进行监测，以判断所述待滚磨晶棒是否发生滑棒状况。
一些实施例中，所述连接组件7包括：导杆701和限位部702，所述限位部702凸设于所述导杆701上；其中，所述头座4和所述尾座5内均具有第一容置空间401和第二容置空间402；所述限位部702设置于所述第二容置空间402内；所述导杆701的第一端自所述第二容置空间402伸入所述第一容置空间401，并与所述探针301的第二端固定连接，所述导杆701的第二端与所述弹性组件6的第二端固定连接。
这里，限位部702设置于所述第二容置空间402内的，其对导杆701起到了限位作用。可以理解的是，第一容置空间401和第二容置空间402之间的连接处设置有卡接部(图中未示出)，这样，限位部702移动至第一容置空间401和第二容置空间402之间的连接处时，由于卡接部的限制作用，不能再继续向第一容置空间401移动。此时，导杆701顶着探针301而对探针301产生作用力，使得探针301的其中一端穿出头座(或尾座)裸露于第一容置空间401之外，这样，待滚磨晶棒2上料时，待滚磨晶棒2的两端能够抵接探针301裸露于第一容置空间401之外的一端，对探针301产生朝向第二容置空间402内的作用力，探针301顶着导杆701移动，压缩弹性组件6，而弹性组件6会向导杆701提供朝向探针301的反作用力，使得探针301与待滚磨晶棒2的端面之间实现充分抵接，以便准确测量待滚磨晶棒2的端面的粗糙度。
一些实施例中，所述弹性组件6包括：
弹簧601，所述弹簧601的一端与所述连接组件7的第一端固定连接；
限位筒602，套设于所述弹簧601上，所述限位筒602的一端固定在所述夹持机构上，所述限位筒602的另一端具有一开口；其中，在所述夹持机构夹持所述待滚磨晶棒2时，所述待滚磨晶棒2与所述探针301抵接，所述导杆701在所述探针301的作用下，所述导杆701的第二端从所述开口伸入至所述限位筒602内，使得所述弹簧601产生形变。
这里，限位筒602对弹簧601和导杆701起到了限位作用，使得弹簧601形变时以及导杆701移动时，能够沿着限位筒602的内壁围成的区域进行，避免产生方向偏移。
该实施例中，待滚磨晶棒2下料后(也就是将待滚磨晶棒2从晶棒滚磨装置拆下时)，由于待滚磨晶棒2不再与探针301抵接，弹簧601会恢复至初始形状，从而带动导杆701恢复至初始位置。
本实施例中，利用粗糙度检测机构可以检测待滚磨晶棒的两端端面的粗糙度，利用控制机构可以获取粗糙度，进一步可以根据粗糙度，判断待滚磨晶棒是否发生滑棒状况。如此，可以在待滚磨晶棒的加工过程中实现自动实时监测，及时、准确地获知是否滑棒，从而保证加工过程的稳定性，提高生产效率，降低生产风险。
需要说明，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于实施例而言，由于其基本相似于产品实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种晶棒滚磨装置，其特征在于，包括：
支撑架(1)；
夹持机构，设置在所述支撑架(1)上，所述夹持机构用于对待滚磨晶棒(2)的两端进行相对抵压夹持；
粗糙度检测机构(3)，用于检测所述待滚磨晶棒(2)的两端端面的粗糙度；
控制机构，用于获取所述粗糙度，并根据所述粗糙度，判断所述待滚磨晶棒(2)是否发生滑棒状况。
2.根据权利要求1所述的晶棒滚磨装置，其特征在于，所述夹持机构包括：
头座(4)和尾座(5)，所述头座(4)和所述尾座(5)呈对称结构设置在所述支撑架(1)上；
其中，所述头座(4)包括朝向所述待滚磨晶棒(2)的第一端面，所述头座(4)的第一端面与所述待滚磨晶棒(2)的第一端面抵接；
所述尾座(5)包括朝向所述待滚磨晶棒(2)的第一端面，所述尾座(5)的第一端面与所述待滚磨晶棒(2)的第二端面抵接。
3.根据权利要求2所述的晶棒滚磨装置，其特征在于，所述粗糙度检测机构(3)包括：
探针(301)，用于输出第一信号，所述第一信号用于指示所述粗糙度；
信号传输线，分别与所述探针(301)和所述控制机构连接，所述信号传输线用于向所述控制机构传输所述第一信号。
4.根据权利要求3所述的晶棒滚磨装置，其特征在于，所述探针(301)包括：第一探针和第二探针；
其中，所述头座(4)的第一端面上开设有第一安装孔，所述第一探针的第一端从所述第一安装孔中伸出，且与所述待滚磨晶棒(2)的第一端面抵接；
所述尾座(5)的第一端面上开设有第二安装孔，所述第二探针的第一端从所述第二安装孔中伸出，且与所述待滚磨晶棒(2)的第二端面抵接。
5.根据权利要求3所述的晶棒滚磨装置，其特征在于，所述控制机构用于：
获取所述第一信号；
根据所述第一信号，判断所述粗糙度是否发生变化；
在所述粗糙度发生变化的情况下，确定所述待滚磨晶棒(2)发生滑棒状况。
6.根据权利要求5所述的晶棒滚磨装置，其特征在于，还包括：
驱动机构，所述驱动机构与所述夹持机构连接，所述驱动机构用于驱动夹持机构带动所述待滚磨晶棒(2)旋转；
其中，在确定所述待滚磨晶棒(2)发生滑棒状况之后，所述控制机构还用于：
控制所述驱动机构停止运行，并发送告警提示。
7.根据权利要求3所述的晶棒滚磨装置，其特征在于，还包括：
弹性组件(6)，所述弹性组件(6)的第一端固定在所述夹持机构上；
连接组件(7)，所述连接组件(7)的第一端与所述弹性组件(6)的第二端固定连接，所述连接组件(7)的第二端与所述探针(301)的第二端固定连接；
位置传感器(8)，设置在所述弹性组件(6)上，所述位置传感器(8)与所述控制机构连接，所述位置传感器(8)用于输出第二信号，所述第二信号用于指示所述连接组件(7)的第一端的移动距离超过预设门限。
8.根据权利要求7所述的晶棒滚磨装置，其特征在于，所述连接组件(7)包括：
导杆(701)和限位部(702)，所述限位部(702)凸设于所述导杆(701)上；
其中，所述头座(4)和所述尾座(5)内均具有第一容置空间(401)和第二容置空间(402)；
所述限位部(702)设置于所述第二容置空间(402)内；
所述导杆(701)的第一端自所述第二容置空间(402)伸入所述第一容置空间(401)，并与所述探针(301)的第二端固定连接，所述导杆(701)的第二端与所述弹性组件(6)的第二端固定连接。
9.根据权利要求8所述的晶棒滚磨装置，其特征在于，所述弹性组件(6)包括：
弹簧(601)，所述弹簧(601)的一端与所述连接组件(7)的第一端固定连接；
限位筒(602)，套设于所述弹簧(601)上，所述限位筒(602)的一端固定在所述夹持机构上，所述限位筒(602)的另一端具有一开口；
其中，在所述夹持机构夹持所述待滚磨晶棒(2)时，所述待滚磨晶棒(2)与所述探针(301)抵接，所述导杆(701)在所述探针(301)的作用下，所述导杆(701)的第二端从所述开口伸入至所述限位筒(602)内，使得所述弹簧(601)产生形变。
10.根据权利要求7所述的晶棒滚磨装置，其特征在于，所述控制机构还用于：
在获取到所述第二信号的情况下，停止获取所述粗糙度。
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