本申请提供了一种晶棒滚圆开槽方法及晶棒滚圆开槽装置。晶棒滚圆开槽方法包括如下步骤：装夹晶棒、采集数据、绘制二维的等值线图，磨削晶棒和加工。晶棒滚圆开槽装置包括第一夹头单元和第二夹头单元，数据采集机构，数据绘制机构，磨削部和开槽部。本申请提供的晶棒滚圆开槽方法及晶棒滚圆开槽装置，对晶棒整体滚圆磨削后开槽，提高了加工效率，节省了时间，降低了人工成本，增加了产品的良品率。增加了产品的良品率。增加了产品的良品率。
【技术实现步骤摘要】
晶棒滚圆开槽方法及晶棒滚圆开槽装置
[0001]本申请涉及晶棒加工
，尤其涉及一种晶棒滚圆开槽方法及晶棒滚圆开槽装置。
技术介绍
[0002]半导体材料加工过程中，为了识别硅单晶棒或晶片上特定的结晶方向，一般会在完成单晶棒定向、外圆表面磨削加工之后，进行单晶棒的参考面或者Notch槽的加工。
[0003]目前较为成熟的半导体级单晶硅棒生长的技术方法是区熔法或直拉法，在单晶生长过程中由于籽晶放置的偏斜及单晶生长过程中工艺条件与热场温度梯度的变化，会造成单晶硅棒的直径沿轴向分布差异大，俗称葫芦棒，甚至更有可能会造成单晶硅棒的扭曲产生，出现上述情况，目前较多采用的方法是先将单晶硅棒截断成不同长度的单晶硅段，然后对单个单晶硅段进行滚圆开槽的加工，加工效率低，浪费时间与人力成本。
[0004]单晶硅棒的Notch槽加工，需要检测晶向确定开槽位置然后再进行Notch槽的加工。目前检测晶向最有效便捷的方法是采用X射线定向装置结合布拉格衍射原理进行晶向的寻找，但目前Notch槽检测方式均只检测单晶硅棒或单晶硅块上一个点的位置，由于在单晶硅棒外径滚圆加工过程中，并未对单晶硅棒整体晶向偏差进行确定，所以对于较长单晶硅棒或单晶硅块滚圆后，开槽位置并不完全与单晶硅棒滚圆加工时的回转中心平行，导致单晶硅棒头部和尾部的开槽位置会存在偏差，严重的会超出成品所要求的规格，造成加工不良品产生。
技术实现思路
[0005]本申请提供一种晶棒滚圆开槽方法及晶棒滚圆开槽装置，以解决现有技术中存在的问题，对晶棒整体滚圆磨削后开槽，提高加工效率，节省时间，降低人工成本，增加产品的良品率。
[0006]本申请提供的晶棒滚圆开槽方法，包括如下步骤：装夹晶棒，第一夹头单元设置有第一夹紧球头，第二夹头单元设置有第二夹紧球头，所述第一夹紧球头和所述第二夹紧球头均可旋转设置，将晶棒的两端分别装夹在所述第一夹紧球头和所述第二夹紧球头上；采集数据，通过数据采集机构沿着晶棒的轴向正向移动采集晶棒的第一轴向数据和与所述第一轴向数据对应的第一外径数据，由所述第一夹紧球头和所述第二夹紧球头将晶棒沿着晶棒的中心轴线旋转90
°
，数据采集机构沿着晶棒的轴向反向移动采集晶棒的第二轴向数据和与所述第二轴向数据对应的第二外径数据；绘制二维的等值线图，当根据所述第一外径数据和所述第二外径数据判断晶棒的装夹位置符合加工要求时，根据所述第一轴向数据、所述第一外径数据、所述第二轴向数据和所述第二外径数据绘制晶棒的外侧面距离晶棒的中心轴线距离的二维的等值线图；磨削晶棒，设置所述等值线图中，相邻的等值线的间距为磨削部的单次磨削量，控制磨削部依次移动至所述等值线图的最高等值线对应晶棒的轴向位置处，优先从所述最高等值线处进行滚磨，直至将晶棒沿轴向的整体外径滚磨到目标外
径范围；开槽，确定晶棒的开槽线，根据晶棒旋转角度α、开槽线的轴向长度L及开槽部沿晶棒的轴向移动速度V，计算晶棒在开槽时需要转动的角速度ω＝αV/L，以使开槽部可以沿着开槽线进行开槽。
[0007]可选的，还包括：当根据所述第一外径数据和所述第二外径数据判断晶棒的装夹位置不符合加工要求时，根据计算出的距离和角度，通过顶升机构将晶棒的装夹位置调整至符合晶棒加工要求的位置处，并重新进行所述采集数据的步骤。
[0008]可选的，所述通过顶升机构将晶棒的装夹位置调整至符合晶棒加工要求的位置处包括：在晶棒沿轴向的两端分别设置第一顶升件和第二顶升件，控制第一顶升件和第二顶升件协同升降将晶棒调整至计算符合晶棒加工要求的位置处。
[0009]可选的，所述通过数据采集机构沿着晶棒的轴向正向移动采集晶棒的第一轴向数据和与所述第一轴向数据对应的第一外径数据包括：设置第一探头和第二探头，使所述第一探头和所述第二探头在所述晶棒上的探测点与晶棒的中线轴线位于同一平面上，将所述第一探头和所述第二探头均安装在可移动的支架上，使所述支架沿着所述晶棒的轴向进行移动。
[0010]本申请还提供了一种晶棒滚圆开槽装置，包括：第一夹头单元和第二夹头单元，所述第二夹头单元可滑移设置，所述第一夹头单元上设置有第一夹紧球头，所述第二夹头单元上设置有第二夹紧球头，所述第一夹紧球头和所述第二夹紧球头用于分别夹持在晶棒的两端并均可旋转设置；数据采集机构，所述数据采集机构用于采集晶棒的轴向数据和所述轴向数据对应的外径数据；数据绘制机构，所述数据绘制机构与所述数据采集机构通信连接，以根据所述轴向数据和所述外径数据合成晶棒的三维外轴面数据并根据所述三维外轴面数据绘制二维的等值线图；磨削部，所述磨削部抵接在所述晶棒的外轴面，并依次移动至所述等值线图中的最高等值线对应的晶棒处对晶棒进行磨削以将晶棒磨削至目标外径范围。开槽部，所述开槽部用于沿着磨削后的晶棒的开槽线对晶棒进行开槽。
[0011]可选的，所述数据采集机构包括第一探头和第二探头，所述第一探头和所述第二探头在所述晶棒上的探测点与所述第一夹紧球头和所述第二夹紧球头的回转中心线位于同一平面上，所述第一探头和所述第二探头均安装在可移动的支架上，以沿着所述晶棒的轴向进行移动。
[0012]可选的，所述晶棒滚圆开槽装置还包括滑轨，所述第二夹头单元可滑移地设置在所述滑轨上。
[0013]可选的，所述晶棒滚圆开槽装置还包括顶升机构，所述顶升机构包括第一顶升件和第二顶升件，所述第一顶升件和所述第二顶升件用于分别抵接在晶棒沿轴向的两端，通过协同升降调整晶棒的位置。
[0014]可选的，所述第一顶升件和所述第二顶升件均包括用于贴合在晶棒上的V型夹持块。
[0015]可选的，所述晶棒滚圆开槽装置还包括冲洗器，所述冲洗器包括出液口，所述出液口朝向所述晶棒设置，以使所述出液口喷出的带压冲洗液冲洗晶棒。
[0016]本申请提供的晶棒滚圆开槽方法及晶棒滚圆开槽装置，根据采集到的晶棒的外径数据和轴向数据，在绘图软件上绘制出二维的等值线图，并根据等值线图，控制磨削部的磨削方式以及单次磨削量，优化了加工方式，十分利于葫芦棒及扭曲晶棒的整体滚磨加工。此
外，针对晶棒晶向偏差的问题，提出一种检测晶棒实际开槽位置并进行整体开槽的方法，有效提高晶棒加工效率，减少了晶棒的损失，有效增加了产能。
附图说明
[0017]下面将通过附图详细描述本申请中优选实施例，以助于理解本申请的目的和优点，其中:
[0018]图1为本申请可选实施例提供的晶棒滚圆开槽方法的流程图。
[0019]图2为本申请可选实施例提供的晶棒滚圆开槽装置的结构示意图。
[0020]图3为本申请可选实施例提供第一探头和第二探头沿晶棒轴向移动采集数据的结构示意图。
[0021]图4为本申请可选实施例提供的顶升机构顶升晶棒的结构示意图。
[0022]图5为本申请可选实施例提供的晶棒上的开槽线及对应开槽部的开槽移动图。
[0023]图6为本申请可选实施例提供的第一夹紧球头的结构示意图。
[0024]附图标记说明：
[0025]1‑
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种晶棒滚圆开槽方法，其特征在于，包括如下步骤：装夹晶棒，第一夹头单元设置有第一夹紧球头，第二夹头单元设置有第二夹紧球头，所述第一夹紧球头和所述第二夹紧球头均可旋转设置，将晶棒的两端分别装夹在所述第一夹紧球头和所述第二夹紧球头上；采集数据，通过数据采集机构沿着晶棒的轴向正向移动采集晶棒的第一轴向数据和与所述第一轴向数据对应的第一外径数据，由所述第一夹紧球头和所述第二夹紧球头将晶棒沿着晶棒的中心轴线旋转90
°
，数据采集机构沿着晶棒的轴向反向移动采集晶棒的第二轴向数据和与所述第二轴向数据对应的第二外径数据；绘制二维的等值线图，当根据所述第一外径数据和所述第二外径数据判断晶棒的装夹位置符合加工要求时，根据所述第一轴向数据、所述第一外径数据、所述第二轴向数据和所述第二外径数据绘制晶棒的外侧面距离晶棒的中心轴线距离的二维的等值线图；磨削晶棒，设置所述等值线图中，相邻的等值线的间距为磨削部的单次磨削量，控制磨削部依次移动至所述等值线图的最高等值线对应晶棒的轴向位置处，优先从所述最高等值线处进行滚磨，直至将晶棒沿轴向的整体外径滚磨到目标外径范围；开槽，确定晶棒的开槽线，根据晶棒旋转角度α、开槽线的轴向长度L及开槽部沿晶棒的轴向移动速度V，计算晶棒在开槽时需要转动的角速度ω＝αV/L，以使开槽部可以沿着开槽线进行开槽。2.根据权利要求1所述的晶棒滚圆开槽方法，其特征在于，还包括：当根据所述第一外径数据和所述第二外径数据判断晶棒的装夹位置不符合加工要求时，根据计算出的距离和角度，通过顶升机构将晶棒的装夹位置调整至符合晶棒加工要求的位置处，并重新进行所述采集数据的步骤。3.根据权利要求2所述的晶棒滚圆开槽方法，其特征在于，所述通过顶升机构将晶棒的装夹位置调整至符合晶棒加工要求的位置处包括：在晶棒沿轴向的两端分别设置第一顶升件和第二顶升件，控制第一顶升件和第二顶升件协同升降将晶棒调整至计算符合晶棒加工要求的位置处。4.根据权利要求1所述的晶棒滚圆开槽方法，其特征在于，所述通过数据采集机构沿着晶棒的轴向正向移动采集晶棒的第一轴向数据和与所述第一轴向数据对应的第一外径数据包括：设置第一探头和第二探头，使所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：修梓翔，刘群，代冰，胡碧波，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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