CN208547592U - 一种晶棒定向检测系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型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。本实用新型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

一种晶棒定向检测系统
技术领域
本实用新型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。
实用新型内容
本实用新型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。
本实用新型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。
本实用新型的优点与积极效果为：
1、本实用新型利用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、本实用新型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为本实用新型的结构示意图，
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
下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
如图1～6所示，本实用新型包括移动机构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。
本实用新型的工作原理为：
如图1所示，本实用新型工作时，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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