粘棒定向仪、定向粘棒装置及定向粘棒方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种粘棒定向仪、定向粘棒装置及定向粘棒方法，涉及半导体技术领域，其中，粘棒定向仪包括底座、料板、第一控制阀、滑动板、基准板、固定板、第二控制阀、旋转机构、测量旋转臂及测针组；滑动板的内部设有通气管且下表面设有底部凹槽，通气管的进气端与第一控制阀连通，通气管的出气端与底部凹槽连通；基准板及固定板分设于滑动板两侧，滑动板能沿基准板及固定板的长度方向来回移动；测量旋转臂通过旋转机构与第二控制阀连接，测针组设于测量旋转臂上，第二控制阀用于驱动旋转机构带动测量旋转臂及测针组旋转，以切换测针组的测量方向。采用本发明专利技术可避免晶棒在定向粘棒过程中发生的碰撞，减少产品损失，还可提高粘棒的精准度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
粘棒定向仪、定向粘棒装置及定向粘棒方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种粘棒定向仪、一种定向粘棒装置及一种基于粘棒定向仪的定向粘棒方法。

技术介绍

[0002]碳化硅(SiC)材料由于具有禁带宽度大、热导率高、电子饱和迁移速率高和击穿电场高等性质，SiC器件在高温、高压、高频、大功率电子器件领域和航天、军工、核能等极端环境应用领域有着不可替代的优势，弥补了传统半导体材料器件在实际应用中的缺陷，正逐渐成为功率半导体的主流。SiC的产业链主要由单晶衬底、外延、器件、制造和封测等环节构成。在这些环节中，SiC衬底是发展SiC的关键。衬底是将高纯度多晶SiC粉末经过升华、晶体生长、切割、研磨、清洗、真空退火、抛光等过程制造而成的碳化硅晶圆，为薄片形态，晶圆尺寸越大，对应晶体的生长与衬底片加工技术难度越大，而下游器件的制造效率越高、单位成本越低。目前国内厂商主要是生产4、6英寸的碳化硅晶片。
[0003]为了后续SiC外延生长和器件制造，如图1及图2所示，现有技术中引入偏轴(偏角)以保证高质量的同质外延生长，引入偏轴后，[0001]晶向朝[11
‑
20]晶向倾斜，偏轴的典型值为4
°
，故行业对于晶向角度的要求Off axis方向一般是4
°
toward<11
‑
20>
±
0.5
°
for 4H
‑
N，ON axis方向一般是<0001>
±
0.5
°
for 4H
‑
Si，所以碳化硅衬底片在线切割前，会进行定向粘棒，主要作用是保证切割后的碳化硅衬底片的晶向角度符合技术要求，传统ON axis的晶向粘棒做法是将碳化硅晶棒先粘结到玻璃条上，然后使用专用固定夹具夹紧晶棒，然后上平面磨床对晶棒底部的玻璃条平面进行磨削修正，使玻璃条下平面与晶棒的晶向平行角度齐平，来达到ON axis晶向的要求；然后将粘好玻璃条的碳化硅晶棒通过千分表测量晶棒顶部调整的方式来定位晶向角度，来达到Off axis晶向的要求。一般单刀碳化硅可以同时定位粘棒4
‑
6根，同时切割，粘好晶棒的料板上料到多线切割机后，会按照设定的向下进给的速率，将碳化硅晶棒缓慢的向下移动，两个同方向高速旋转的线辊，线辊表面车出一定槽距的槽沟，金刚线绕线于槽沟中，形成切割线网，碳化硅晶棒向下压入时，金刚线由线辊旋转带动，产生拉锯式的切割力，对晶棒进行切割。
[0004]但是，上述定向粘棒方式具有以下缺点：
[0005]1、碳化硅晶棒属于高硬脆材料，在夹具夹紧和磨床磨削时，金属会对晶棒产生挤压和撞击，很容易崩裂破损；
[0006]2、晶棒材料一般很短，单根晶棒在15
‑
45mm之间，因为晶棒的圆柱面外圆表面是磨床加工的，粗糙度和圆柱精度稍有误差就会产生定位不准确的问题，而通过单点定位，并不能保证切割后碳化硅衬底片能够完全达到准确的晶向角度；
[0007]3、稳定性差，很容易出现晶棒脱胶，切割中掉落的问题。
[0008]基于以上三个原因，上述定向粘棒方式会造成碳化硅晶棒破损、晶向不符合要求或脱胶掉落的问题，直接造成碳化硅晶棒材料损失，加工成本浪费的问题，尤其是碳化硅晶棒材料成本非常的昂贵，材料损失直接会影响企业的效益。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种粘棒定向仪及定向粘棒装置，可避免晶棒在定向粘棒过程中发生的碰撞，减少了产品损失；
[0010]本专利技术所要解决的技术问题还在于，提供一种基于粘棒定向仪的定向粘棒方法，可通过多点方式来确定晶向定位角度，使晶向角度更加精准。
[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种粘棒定向仪，包括底座、料板、第一控制阀、滑动板、基准板、固定板、第二控制阀、旋转机构、测量旋转臂及测针组，所述料板设于所述滑动板上；所述滑动板设于所述底座的上表面，所述滑动板的内部设有通气管且下表面设有底部凹槽，所述通气管的进气端与所述第一控制阀连通，所述通气管的出气端与所述底部凹槽连通，所述第一控制阀用于将压缩气体沿所述通气管输出至所述底部凹槽上，以使所述滑动板沿竖直方向来回移动；所述基准板及固定板均设于所述底座的上表面并分设于所述滑动板两侧，所述滑动板能沿所述基准板及固定板的长度方向来回移动；所述测量旋转臂通过所述旋转机构与所述第二控制阀连接，所述测针组设于所述测量旋转臂上，所述第二控制阀用于驱动所述旋转机构带动所述测量旋转臂及测针组旋转，以切换所述测针组的测量方向。
[0012]作为上述方案的改进，所述滑动板的两侧分别设有侧部槽体，所述基准板的一侧壁上设有与一侧部槽体相对应的基准槽体且所述基准槽体嵌于对应的侧部槽体内，所述固定板的一侧壁上设有与另一侧部槽体相对应的固定槽体且所述固定槽体嵌于对应的侧部槽体内，所述滑动板能沿所述侧部槽体的宽度方向及长度方向来回移动。
[0013]作为上述方案的改进，所述基准板的厚度大于所述滑动板的厚度，所述基准板上设有基准槽体的侧面为基准定位面，所述基准板的上顶面为基准校正面。
[0014]作为上述方案的改进，所述固定板的厚度大于所述滑动板的厚度，所述固定板上设有至少一个水平调节件，所述水平调节件的一端穿过所述固定板并能抵住所述料板，以使所述料板与基准定位面贴合。
[0015]作为上述方案的改进，所述粘棒定向仪还包括沿所述测针组的长度方向设置的螺纹套及缓冲垫，所述螺纹套的一端穿过所述测量旋转臂并与所述旋转机构连接，所述螺纹套的另一端与所述缓冲垫连接。
[0016]作为上述方案的改进，所述旋转机构包括旋转气缸、测量旋转轴、平面轴承组及轴套；所述测量旋转轴的一端与所述旋转气缸的中心轴连接，另一端与所述测量旋转臂连接；所述测量旋转轴嵌于所述平面轴承组内，所述平面轴承组嵌于所述轴套内，所述平面轴承组的内壁与所述测量旋转轴的外壁相配合，所述平面轴承组的外壁与所述轴套的内壁向配合。
[0017]作为上述方案的改进，所述粘棒定向仪还包括设于所述底座上的连接竖梁及与所述连接竖梁相连的连接横梁，所述第一控制阀及第二控制阀分别设于所述连接竖梁上，所述旋转气缸设于所述连接横梁的后表面且所述旋转气缸的中心轴穿过所述连接横梁后伸出至所述连接横梁的前表面。
[0018]相应地，本专利技术还提供了一种定向粘棒装置，包括工作台面、电脑主机、显示器及上述粘棒定向仪，所述电脑主机、显示器及粘棒定向仪分别设于所述工作台面上；所述粘棒定向仪中的测针组与所述电脑主机连接，用于采集碳化硅晶棒的实时角度偏置数值，并将
所述实时角度偏置数值发送至所述电脑主机；所述电脑主机用于计算碳化硅晶棒的基准角度偏置数值；所述显示器用于显示所述基准角度偏置数值及实时角度偏置数值。
[0019]相应地，本专利技术还提供了一种基于粘棒定向仪的定向粘棒方法，包括：测量碳化硅晶棒中Si平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粘棒定向仪，其特征在于，包括底座、料板、第一控制阀、滑动板、基准板、固定板、第二控制阀、旋转机构、测量旋转臂及测针组，所述料板设于所述滑动板上；所述滑动板设于所述底座的上表面，所述滑动板的内部设有通气管且下表面设有底部凹槽，所述通气管的进气端与所述第一控制阀连通，所述通气管的出气端与所述底部凹槽连通，所述第一控制阀用于将压缩气体沿所述通气管输出至所述底部凹槽上，以使所述滑动板沿竖直方向来回移动；所述基准板及固定板均设于所述底座的上表面并分设于所述滑动板两侧，所述滑动板能沿所述基准板及固定板的长度方向来回移动；所述测量旋转臂通过所述旋转机构与所述第二控制阀连接，所述测针组设于所述测量旋转臂上，所述第二控制阀用于驱动所述旋转机构带动所述测量旋转臂及测针组旋转，以切换所述测针组的测量方向。2.如权利要求1所述的粘棒定向仪，其特征在于，所述滑动板的两侧分别设有侧部槽体，所述基准板的一侧壁上设有与一侧部槽体相对应的基准槽体且所述基准槽体嵌于对应的侧部槽体内，所述固定板的一侧壁上设有与另一侧部槽体相对应的固定槽体且所述固定槽体嵌于对应的侧部槽体内，所述滑动板能沿所述侧部槽体的宽度方向及长度方向来回移动。3.如权利要求1所述的粘棒定向仪，其特征在于，所述基准板的厚度大于所述滑动板的厚度，所述基准板上设有基准槽体的侧面为基准定位面，所述基准板的上顶面为基准校正面。4.如权利要求3所述的粘棒定向仪，其特征在于，所述固定板的厚度大于所述滑动板的厚度，所述固定板上设有至少一个水平调节件，所述水平调节件的一端穿过所述固定板并能抵住所述料板，以使所述料板与基准定位面贴合。5.如权利要求1所述的粘棒定向仪，其特征在于，还包括沿所述测针组的长度方向设置的螺纹套及缓冲垫，所述螺纹套的一端穿过所述测量旋转臂并与所述旋转机构连接，所述螺纹套的另一端与所述缓冲垫连接。6.如权利要求1所述的粘棒定向仪，其特征在于，所述旋转机构包括旋转气缸、测量旋转轴、平面轴承组及轴套；所述测量旋转轴的一端与所述旋转气缸的中心轴连接，另一端与所述测量旋转臂连接；所述测量旋转轴嵌于所述平面轴承组内，所述平面轴承组嵌于所述轴套内，所述平面轴承组的内壁与所述测量旋转轴的外壁相配合，所述平面轴承组的外壁与所述轴套的内壁向配合。7.如权利要求6所述的粘棒定向仪，其特征在于，还包括设于所述底座上的连接竖梁及与所述连接竖梁相连的连接横梁，所述第一控制阀及第二控制阀分别设于所述连接竖梁上，所述旋转气缸设于所述连接横梁的后表面且所述旋转气缸的中心轴穿过所述连接横梁后伸出至所述连接横梁的前表面。8.一种定向粘棒装置，其特征在于，包括工作台面、电脑主机、显示器及权利要求1～7任一项所述的粘棒定向仪，所述电脑主机、显示器及粘棒定向仪分别设于所述工作台面上；所述粘棒定向仪中的测针组与所述电脑主机连接，用于采集碳化硅晶棒的实时角度偏
置数值，并将所述实时角度偏置数值发送至所述电脑主机；所述电脑主机用于计算碳化硅晶棒的基准角度偏置数值；所述显示器用于显示所述基准角度偏置数值及实时角度偏置数值。9.一种基于权利要求1
‑
7任一项所述的粘棒定向仪的定向粘棒方法，其特征在于，包括：测量碳化硅晶棒中Si平面的四个基准点位置的基准晶向角度；根据所述基准晶向角度计算所述碳化硅晶棒的基准水平偏置距离及基准垂直偏置距离；对碳化硅晶棒及树脂垫条进行粘结处理，以形成晶棒模块；根据所述基准水平偏置距离及基准垂直偏置距离调整所述晶棒模块与料板之间的粘结角度，以对所述晶棒模块及料板进行定向粘结。10.如权利要求9所述的定向粘棒方法，其特征在于，所述测量碳化硅晶棒中Si平面的四个基准点位置的基准晶向角度的步骤包括：将所述碳化硅晶棒的Si平面与晶向测量仪的测量面贴合，并使碳化硅晶棒中心点对准晶向测量窗口；旋转所述碳化硅晶棒以使碳化硅晶棒的定位平边向左，测量第一晶向角度；旋转所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵元亚，宋海涛，崔思远，金从龙，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：