一种晶棒直径测量装置及方法与流程
本发明涉及半导体，尤其涉及一种晶棒直径测量装置及方法。
背景技术：
1、在硅晶圆生产制造过程中，单晶棒在拉制结束后，需要对其直径进行测量，通过测得的直径，来控制后续拉制过程中的长晶参数，以便更好地控制晶棒的品质。
2、相关技术中，采用人工方式测量晶棒直径。在该过程中，操作工首先测量出晶棒的长度，并在该长度的固定位置进行标记，之后，通过游标卡尺得出固定位置处的直径，进而得出整根晶棒在其不同长度位置处的直径。
3、然而，该过程会耗费较多人力，且由于个体测量基准的差异，导致所测得的数据的准确性及稳定性均较低；而且晶棒在刚冷却结束后仍有一定余温，人为接触时存在烫伤风险。
技术实现思路
1、本公开实施例提供了一种晶棒直径测量装置及方法，能够提高测量效率及测量准确性，减少操作人员烫伤风险。
2、本公开实施例所提供的技术方案如下：
3、第一方面，本公开实施例提供了一种晶棒直径测量装置，包括：
4、固定单元，包括架体构件和两个旋转构件，两个所述旋转构件被配置为沿待测晶棒的径向方向间隔开布置在所述架体构件上；
5、检测单元，包括两个检测杆，一个所述检测杆的轴向一端对应地连接在一个所述旋转构件上，所述检测杆布置为能够与待测晶棒的周面相切，且所述旋转构件被配置为能够使两个所述检测杆在与所述待测晶棒的周面抵靠时发生相对转动，以使两个所述检测杆的轴向延伸线之间夹角发生变化；及
6、感应单元，包括两个感应器，一个所述检测杆上对应设置有一个所述感应器，所述感应器被配置为用于基于所述夹角变化，产生相应的感应信号。
7、示例性的，所述感应器包括压力传感器；且两个所述检测杆具有用于与所述待测晶棒相抵靠的抵靠部，所述压力传感器设于所述抵靠部上，所述压力传感器用于基于来自所述待测晶棒的抵靠作用力而产生相应的感应信号。
8、示例性的，所述晶棒直径测量装置还包括处理单元，所述处理单元与所述感应单元通信连接，所述处理单元用于基于所述感应信号，计算所述待测晶棒的直径。
9、示例性的，所述处理单元用于基于所述感应信号，计算所述待测晶棒的直径，具体包括：
10、所述处理单元基于公式p＝m*d+n，计算所述待测晶棒的直径，其中p表示所述压力传感器的感应压力值；d表示所述待测晶棒的直径；m和n均表示常量。
11、示例性的，两个所述检测杆被配置为在自身重力作用下相互平行布置而呈平行状态，且在所述平行状态下，两个所述检测杆沿着垂直所述检测杆轴向的方向上的间距小于所述待测晶棒的直径。
12、示例性的，所述架体构件包括：平行布置的两个滑轨，所述滑轨被构造为与待测晶棒间隔开、且与所述待测晶棒的轴向平行，一个所述旋转构件可移动地连接在对应的一个所述滑轨上，且所述旋转构件能够带动对应的所述检测杆沿所述滑轨移动。
13、示例性的，所述旋转构件包括：
14、滑块件，所述滑块件与所述滑轨滑动配合；
15、腔体件，所述腔体件连接至所述滑块件沿竖直方向的下方，且所述腔体件内部具有容纳腔，所述容纳腔的底部开设有用于供所述检测杆的轴向端部通过的通孔，所述容纳腔侧壁上还设有经过所述通孔的导向孔，所述导向孔的延伸方向与所述检测杆的转动轨迹匹配；
16、转轴件，所述转轴件设于所述容纳腔内，且布置为与所述滑轨平行，所述检测杆的轴向一端经过所述通孔伸入至所述容纳腔内、且与所述转轴件连接，且所述检测杆被配置为能够与所述转轴件同步转动，且转动时经过所述导向孔。
17、示例性的，所述滑轨上设有沿其自身延伸方向延伸的导向槽，所述滑块件位于所述滑轨沿竖直方向的上方，且所述腔体件经由所述导向槽伸出至所述滑轨沿竖直方向的下方；
18、或者，所述滑块件内部具有腔室，所述滑轨容纳在所述腔室内。
19、第二方面，本公开实施例还提供了一种晶棒直径测量方法，采用如上所述的晶棒直径测量装置对待测晶棒进行直径测量，所述方法包括：
20、将待测晶棒置于两个所述检测杆之间，且使得所述待测晶棒的周面与所述检测杆相切，以使两个所述检测杆与所述待测晶棒的周面抵靠而发生转动，而使两个所述检测杆的轴向延伸线之间夹角发生变化；
21、当所述检测杆转动到所述夹角为预定角度时，通过所述感应单元获取所述感应信号；
22、基于所述感应信号，计算出所述待测晶棒的直径。
23、示例性的，所述感应器包括压力传感器时，所述基于所述感应信号，计算出所述待测晶棒的直径，具体包括：
24、基于公式p＝m*d+n，计算所述待测晶棒的直径，其中p表示所述压力传感器的感应压力值；d表示所述待测晶棒的直径；m和n均表示常量。
25、本公开实施例所带来的有益效果如下：
26、上述方案中，采用本公开实施例提供的晶棒直径测量装置进行晶棒直径测量时，所述固定单元可用于固定在所述待测晶棒沿竖直方向的上方，将所述待测晶棒置于两个所述检测杆之间，则两个所述检测杆与所述待测晶棒的周面相切，且两个所述检测杆受到来自所述待测晶棒的周面抵靠作用力而发生相对转动，即，两个所述检测杆之间的夹角增大而逐渐张开，直到达到与待测晶棒的直径适配的张开度。因此，待测晶棒的直径不同，则两个所述检测杆的轴向延伸线夹角就会相应不同，即两个所述检测杆的张开度会不同。所述感应器可基于所述夹角的变化产生相应的感应信号，从而可以实现对待测晶棒的直径测量目的，相较于传统的人工手动测量方式，可以提高测量效率及测量准确性，减少操作人员烫伤风险。
技术特征：
1.一种晶棒直径测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶棒直径测量装置，其特征在于，所述感应器包括压力传感器；两个所述检测杆具有用于与所述待测晶棒相抵靠的抵靠部，所述压力传感器设于所述抵靠部上，所述压力传感器用于基于来自所述待测晶棒的抵靠作用力而产生相应的感应信号。
3.根据权利要求2所述的晶棒直径测量装置，其特征在于，所述晶棒直径测量装置还包括处理单元，所述处理单元与所述感应单元通信连接，所述处理单元用于基于所述感应信号，计算所述待测晶棒的直径。
4.根据权利要求3所述的晶棒直径测量装置，其特征在于，所述处理单元用于基于所述感应信号，计算所述待测晶棒的直径，具体包括：
5.根据权利要求1所述的晶棒直径测量装置，其特征在于，两个所述检测杆被配置为在自身重力作用下相互平行布置而呈平行状态，且在所述平行状态下，两个所述检测杆沿着垂直所述检测杆轴向的方向上的间距小于所述待测晶棒的直径。
6.根据权利要求1所述的晶棒直径测量装置，其特征在于，所述架体构件包括：平行布置的两个滑轨，所述滑轨被构造为与待测晶棒间隔开、且与所述待测晶棒的轴向平行，一个所述旋转构件可移动地连接在对应的一个所述滑轨上，且所述旋转构件能够带动对应的所述检测杆沿所述滑轨移动。
7.根据权利要求6所述的晶棒直径测量装置，其特征在于，所述旋转构件包括：
8.根据权利要求7所述的晶棒直径测量装置，其特征在于，所述滑轨上设有沿其自身延伸方向延伸的导向槽，所述滑块件位于所述滑轨沿竖直方向的上方，且所述腔体件经由所述导向槽伸出至所述滑轨沿竖直方向的下方；
9.一种晶棒直径测量方法，其特征在于，采用如权利要求1至8任一项所述的晶棒直径测量装置对待测晶棒进行直径测量，所述方法包括：
10.根据权利要求9所述的晶棒直径测量方法，其特征在于，所述感应器包括压力传感器时，所述基于所述感应信号，计算出所述待测晶棒的直径，具体包括：
技术总结
本公开提供一种晶棒直径测量装置及方法，该晶棒直径测量装置包括：固定单元，包括架体构件和两个旋转构件，两个旋转构件被配置为沿待测晶棒的径向方向间隔开布置在架体构件上；检测单元，包括两个检测杆，一个检测杆的轴向一端对应地连接在一个旋转构件上，检测杆布置为能够与待测晶棒的周面相切，且旋转构件被配置为能够使两个检测杆在与待测晶棒的周面抵靠时发生相对转动，以使两个检测杆的轴向延伸线之间夹角发生变化；感应单元，包括两个感应器，一个检测杆上对应设置有一个感应器，感应器被配置为用于基于夹角变化，产生相应的感应信号。本公开提供的晶棒直径测量装置及方法，能够提高测量效率及测量准确性，减少操作人员烫伤风险。
技术研发人员：严涛
受保护的技术使用者：西安奕斯伟材料科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23