一种碳化硅晶体加工设备及加工方法技术

技术编号：40126277 阅读：15 留言：0更新日期：2024-01-23 21:26

本申请提供了一种碳化硅晶体加工设备及加工方法，该设备包括：设备底座、第一立柱、第二立柱、第一悬臂、第二悬臂、设备工作台、测量模块、主轴、砂轮模块以及磨床控制系统；设备工作台用于固定待加工碳化硅晶体，并按照预设移动轨迹移动至测量模块的测量工作区域或砂轮模块的加工区域；测量模块用于测量待加工碳化硅晶体的晶面角度偏差值，并将晶面角度偏差值反馈至磨床控制系统，以使得磨床控制系统基于晶面角度偏差值控制设备工作台进行台面角度调整以及控制砂轮模块对待加工碳化硅晶体进行磨削加工。由此，本申请实施例提供的设备实现在一台设备内对碳化硅晶体的晶面测量、调整、加工、校验的功能，加工精度提高，且加工效率得到保障。

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【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体加工，尤其涉及一种碳化硅晶体加工设备及加工方法。

技术介绍

1、碳化硅(sic)材料具有禁带宽度大、载流子饱和迁移速度高、热导率高、临界击穿场强高等诸多优异的性质。基于这些优良的特性，碳化硅材料是制备高温电子器件、高频、大功率器件更为理想的材料。

2、现有的碳化硅晶体加工流程包括：定向、模具粘接、磨床加工、模具脱离、晶向复检、模具粘接、磨床加工、模具脱离。整个加工过程复杂，且每个步骤之间都涉及到碳化硅晶体在不同设备间的转移，碳化硅晶体在不同设备之间转移后定位加工时难免会出现安装偏差，无法保障加工碳化硅单晶晶向的精度，且加工效率低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种碳化硅晶体加工设备及加工方法，能够保障加工碳化硅单晶晶向的精度，提高碳化硅晶体的加工效率。

2、其技术方案如下：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种碳化硅晶体加工设备，所述设备包括：设备底座、第一立柱、第二立柱、第一悬臂、第二悬臂、设备工作台、测量模块、主轴、砂轮模块以及磨床控制系统；其中，所述第一立柱、所述第二立柱以及所述设备工作台分别设置于所述设备底座上，所述第一悬臂设置于所述第一立柱上，所述第二悬臂设置于所述第二立柱上，所述测量模块安装于所述第一悬臂上，所述主轴设置于所述第二悬臂上，所述砂轮模块安装于所述主轴上；

4、所述设备工作台用于固定待加工碳化硅晶体，并按照预设移动轨迹移动至所述测量模块的测量工作区域或所述砂轮模块的加工区域；

5、所述测量模块用于测量所述待加工碳化硅晶体的晶面角度偏差值，并将所述晶面角度偏差值反馈至所述磨床控制系统，以使得所述磨床控制系统基于所述晶面角度偏差值控制所述设备工作台进行台面角度调整以及控制所述砂轮模块对所述待加工碳化硅晶体进行磨削加工。

6、可选的，所述设备工作台用于通过磁吸方式、真空吸附或夹爪固定方式固定所述待加工碳化硅晶体。

7、可选的，所述测量模块包括：x射线发射单元、x射线接收单元以及测距单元。

8、可选的，所述磨床控制系统用于控制所述第一悬臂按照竖直移动轨迹在所述第一立柱上移动，以满足所述测量模块对所述待加工碳化硅晶体的测量需求。

9、可选的，所述磨床控制系统用于在所述晶面角度偏差值不满足偏差要求时，控制所述设备工作台进行台面角度调整以使得所述晶面角度偏差值满足偏差要求。

10、可选的，所述磨床控制系统用于在所述晶面角度偏差值满足偏差要求时，控制所述设备工作台进行台面角度锁定，并控制所述设备工作台移动至所述砂轮模块的加工区域。

11、可选的，所述磨床控制系统用于控制所述第二悬臂按照竖直移动轨迹在所述第二立柱上移动，以带动所述主轴以及所述砂轮模块对所述待加工碳化硅晶体进行磨削加工。

12、可选的，所述磨床控制系统用于在对所述待加工碳化硅晶体进行磨削加工后，控制所述测量模块对加工后的碳化硅晶体的晶面角度偏差值，以得到加工后的晶面角度偏差值。

13、可选的，所述磨床控制系统还用于在所述加工后的晶面角度偏差值满足加工需求时，控制所述设备工作台移动至预设晶体取放区域。

14、第二方面，本申请实施例提供了一种碳化硅晶体加工方法，所述方法应用于第一方面任一所述的设备中，所述方法包括：

15、将固定有所述待加工碳化硅晶体的所述设备工作台移动至所述测量模块的测量工作区域，并获取所述测量模块测量得到的所述待加工碳化硅晶体的晶面角度偏差值；

16、在所述晶面角度偏差值满足偏差要求时，控制所述设备工作台进行台面角度锁定，以及控制所述设备工作台移动至所述砂轮模块的加工区域，并控制所述第二悬臂按照竖直移动轨迹在所述第二立柱上移动，以带动所述主轴以及所述砂轮模块对所述待加工碳化硅晶体进行磨削加工；

17、在所述晶面角度偏差值不满足偏差要求时，控制所述设备工作台进行台面角度调整以使得所述晶面角度偏差值满足偏差要求。

18、上述技术方案具有如下有益效果：

19、本申请实施例提供的一种碳化硅晶体加工设备及加工方法，该设备包括：设备底座、第一立柱、第二立柱、第一悬臂、第二悬臂、设备工作台、测量模块、主轴、砂轮模块以及磨床控制系统；其中，所述第一立柱、所述第二立柱以及所述设备工作台分别设置于所述设备底座上，所述第一悬臂设置于所述第一立柱上，所述第二悬臂设置于所述第二立柱上，所述测量模块安装于所述第一悬臂上，所述主轴设置于所述第二悬臂上，所述砂轮模块安装于所述主轴上；所述设备工作台用于固定待加工碳化硅晶体，并按照预设移动轨迹移动至所述测量模块的测量工作区域或所述砂轮模块的加工区域；所述测量模块用于测量所述待加工碳化硅晶体的晶面角度偏差值，并将所述晶面角度偏差值反馈至所述磨床控制系统，以使得所述磨床控制系统基于所述晶面角度偏差值控制所述设备工作台进行台面角度调整以及控制所述砂轮模块对所述待加工碳化硅晶体进行磨削加工。由此可见，本申请实施例中将测量功能以及磨削加工功能集成在一个碳化硅晶体加工设备中，避免了晶体加工过程中，在不同设备之间进行晶体转移后定位加工时出现的安装偏差，无法保障加工碳化硅单晶晶向精度的问题，即本申请实施例提供的碳化硅晶体加工设备能够实现在同一台设备内对碳化硅晶体的晶面测量、调整、加工、校验的功能，加工精度大大提高，且设备自动完成加工，加工效率得到保障。

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【技术保护点】

1.一种碳化硅晶体加工设备，其特征在于，所述设备包括：设备底座、第一立柱、第二立柱、第一悬臂、第二悬臂、设备工作台、测量模块、主轴、砂轮模块以及磨床控制系统；其中，所述第一立柱、所述第二立柱以及所述设备工作台分别设置于所述设备底座上，所述第一悬臂设置于所述第一立柱上，所述第二悬臂设置于所述第二立柱上，所述测量模块安装于所述第一悬臂上，所述主轴设置于所述第二悬臂上，所述砂轮模块安装于所述主轴上；

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备工作台用于通过磁吸方式、真空吸附或夹爪固定方式固定所述待加工碳化硅晶体。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述测量模块包括：X射线发射单元、X射线接收单元以及测距单元。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述磨床控制系统用于控制所述第一悬臂按照竖直移动轨迹在所述第一立柱上移动，以满足所述测量模块对所述待加工碳化硅晶体的测量需求。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述磨床控制系统用于在所述晶面角度偏差值不满足偏差要求时，控制所述设备工作台进行台面角度调整以使得所述晶面角度偏差值满足偏差要求。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述磨床控制系统用于在所述晶面角度偏差值满足偏差要求时，控制所述设备工作台进行台面角度锁定，并控制所述设备工作台移动至所述砂轮模块的加工区域。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述磨床控制系统用于控制所述第二悬臂按照竖直移动轨迹在所述第二立柱上移动，以带动所述主轴以及所述砂轮模块对所述待加工碳化硅晶体进行磨削加工。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述磨床控制系统用于在对所述待加工碳化硅晶体进行磨削加工后，控制所述测量模块对加工后的碳化硅晶体的晶面角度偏差值，以得到加工后的晶面角度偏差值。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述磨床控制系统还用于在所述加工后的晶面角度偏差值满足加工需求时，控制所述设备工作台移动至预设晶体取放区域。

10.一种碳化硅晶体加工方法，应用于如权利要求1-9中任一所述的设备，其特征在于，所述方法包括：

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【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备工作台用于通过磁吸方式、真空吸附或夹爪固定方式固定所述待加工碳化硅晶体。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述测量模块包括：x射线发射单元、x射线接收单元以及测距单元。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述磨床控制系统用于在所述晶面角度偏差值不满足偏差要求时...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡振立，朱超杰，饶德旺，王波，彭同华，刘春俊，杨建，
申请(专利权)人：北京天科合达半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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