一种蓝宝石晶棒切割前晶向测量装置的制作方法

1.本实用新型提供了一种蓝宝石晶棒切割前晶向测量装置，属于蓝宝石晶片的加工领域。


背景技术：

2.蓝宝石单晶材料作为现代工业重要的基础材料，其在化学、机械、光学、电学、表面特性、热力学以及耐久性等方面，均具有优越特性。由于蓝宝石具有生产技术成熟、器件质量较好；化学稳定性好，能够运用于高温生长过程中；并且机械强度高，易于处理和清洗的特点，同时，在紫外、红外、可见光、微波波段均有良好的透过率，所以蓝宝石晶体材料被广泛应用于led衬底材料、各类消费类电子产品、高强度激光、智能穿戴设备、航空航天及大规模集成电路等领域。
3.近几年来，由于oled、qled、mini led及micro led等显示技术的陆续出现，使得集成电路芯片封装技术向更小型化、更高密度、更高性能、更多功能的方向发展，对应的晶圆片质量要求也随之提高。因此，开展蓝宝石晶片的高质量加工技术的研发成为目前发展的必要任务。
4.蓝宝石晶片的切割技术主要是针对由蓝宝石晶棒到蓝宝石晶片的转化。现有的蓝宝石晶棒切割成晶片前，需要按照一定的粘接角度使用定向仪粘接，以求得到下料晶片的c向偏m向测量数值在一个合理的、均一的目标范围。具体操作流程是：每根晶棒在定向仪上按照机台线网偏角粘接；在已知确认的机台偏角上，找到每根晶棒的最大峰值，同一板料中的每根晶棒均需要找到相同的粘接角度；涂抹胶水，使晶棒在理想的目标角度上粘接固化于料板底座；上料后，保持晶棒的粘接角度和线网固定可控的夹角，完成切割后以求得到下料晶片晶向合格。但由于现有设备精度和人为操作误差，传统的粘接方式无法保证高精度、高集中性的晶片稳定产出，需要一种在晶棒按照原有方式完成粘接后，仍能预判下料晶片晶向并有针对性调整的测量装置，与传统粘接方式共同作用下保证下料晶片晶向的稳定集中性。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种为了实现完成切割后下料的晶片在测试c向偏m向晶向测量数值的稳定和均一，提高产品竞争力，能够使晶向粘接操作细节更完善，能够将切割下料晶片晶向控制在更小的波动范围内的蓝宝石晶棒切割前晶向测量装置。
6.本实用新型的目的是这样实现的：本装置设置在粘接晶棒的定向仪对面，它包括线网同角度底座1，线网同角度滑轨2，位移滑块3，测量表架4，测量装置5，测量长度定位装置6，测量装置5设置在测量表架4上，测量表架4设置在位移滑块3上，位移滑块3设置在线网同角度滑轨2上，线网同角度滑轨2设置在测量长度定位装置6上，测量长度定位装置6设置在线网同角度底座1上，位移滑块3在线网同角度滑轨2上可以左右滑动，线网同角度底座1按照与晶棒相同的相对于待切割晶棒切割角度摆放在线网上，线网同角度滑轨2，位移滑块
3，测量表架4均与线网角度同步。
7.本实用新型还有这样一些技术特征：
8.1、线网同角度底座是长260mm宽110mm的板，下半部分设置有与待切割的线网保持相对于晶棒相同的角度，由使用相同槽距切割一半的板组成，切割槽偏角度和线网相同，线网同角度底座表面设置有与线网同角度的凹槽，凹槽尺寸匹配于线网同角度滑轨2，设置有与晶棒形成与线网相同的夹角。晶棒切割前，可以模拟线网切割晶棒的角度。
9.2、线网同角度滑轨以线网同角度底座切割槽角度为基准，镶嵌在线网同角度底座的凹槽里，形成与上述底座、线网相同角度的滑轨固定位置。
10.3、位移滑块是和滑轨保持同步使用的，能够沿着线网同角度滑轨左右移动的滑块，它的特点是能够带动整个测试装置，沿着晶棒端面固定位置、固定长度移动。
11.4、测量表架是固定高度100mm的圆柱形固定架，表架最上方设置有能够固定测量装置的固定孔并配有紧固螺栓。
12.5、测量装置固定在测量表架上，用来在固定高度位置上固定量程测量晶棒端面高度偏差。
13.6、测量长度定位装置能够设置固定的滑块位移长度，针对不同规格的待测量直径晶棒，能够调整不同的晶棒端面测量距离，控制测量长度，精准测量、便于计算端面偏差。
14.本实用新型将在原有晶棒粘接保证下料晶向的传统方式基础上，增加切割前的晶棒端面定长距离打表。通过对打表测量出的数值计算和晶棒本身端面c向偏m向角度的测量，综合预判下料晶片晶向。并能够在经过预判出现偏差较大的基础上进行非脱胶，不必重新粘接的调整。以求得到均一稳定的下料晶向，满足客户对于高品质、大尺寸蓝宝石晶片的需求。
15.本实用新型的有益效果有：
16.（1）本实用新型利用传统晶棒粘接晶向控制方式和现有测量装置相结合，将下料晶片c向偏m向测量数值范围波动控制在
±1′
以内，提高晶向集中性并达到业内领先水平，提升产品竞争力。
17.（2）本实用新型利用已经按照传统粘接方式完成粘接后无法改变的粘接角度，但却能够在设备开始切割之前重新小幅度调整切割角度的机会，维持保证不同机台、不同批次加工下料晶片整体晶向集中性。
18.（3）本实用新型利用带有与线网相同角度的底座以及镶嵌在底座里的同样和线网同角度的轨道，在晶棒未切割前模拟线网将要与晶棒形成的夹角角度预判晶片切割下料晶向，使切割后产出晶向不良波动晶片的可能性大幅降低，从而在晶向内控标准方向提高产品良率，降低不良片产出数量。
附图说明
19.图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
20.为了详细清晰地体现本实用新型的目的和优点，以下结合上边的附图和后边的实施例对本专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专
利，并不用于限定本专利。图1晶向测量装置示意图，其中包括：线网同角度底座1，线网同角度滑轨2，位移滑块3，测量表架4，测量装置5，测量长度定位装置6。将线网同角度底座1放在线网上，按照与晶棒相同的相对于待切割晶棒切割角度摆放线网同角度底座1。上述操作能够保证整个机构包括：线网同角度滑轨2，位移滑块3，测量表架4等均能够与线网角度同步。将粘接好的晶棒在机台工件上固定，下降工件带动晶棒下降至合适高度位置，同时调整测量长度定位装置6，使整个量程满足晶棒直径长度，让测量表架4，测量装置5，在线网同角度滑轨2，位移滑块3上平滑运动，满足测量装置5在合适的测量行程。移动位移滑块3，在固定量程里对晶棒端面进行打表测量。
21.本实施例具体流程如下：
22.（1）正常按照原有晶棒粘接方式粘接晶棒，在定向仪上按照已知的机台线网偏斜角度粘接晶棒，每根晶棒均需要在相同的线网角度上找到最大峰值，用胶水将晶棒粘接固化在料板上，需要注意，同一板多根拼接晶棒中，需要保证粘接角度误差不超过1
′
。最后粘接的一根晶棒需要完成端面晶向c向偏m向晶棒自身偏差的测量与记录。
23.（2）确认设备状态：确认机台工件是否能够正常工作，机台锁紧料板装置是否能够固定料板后，完成上料操作，将待切割晶棒固定在工件上。
24.（3）安放晶向测量装置，使整个装置按照线网的倾斜角度，形成与线网相同的相对于晶棒切割的角度。
25.（4）使工件下降，带动待切割晶棒下降至测量装置5能够完成整个晶棒直径测量的高度。调整测量长度定位装置6，满足完成上述操作。
26.（5）沿着晶棒端面移动位移滑块3，带动测量装置5，在晶棒端面左右移动，确认晶棒直径量程内的测量差值，并根据所测量的差值计算对应的晶向。
27.（6）同时结合使用晶向测量装置测量的晶棒本身晶向偏分推算切割晶棒下料晶向，若推算出的晶向满足过转要求即可以开始晶棒切割；若推算出的晶向偏离晶片过转标准需要在设备工件对应位置加垫塞尺调整切割角度，来实现晶向稳定、可控。通过上述结合传统晶棒粘接方式的晶向测量装置，可以保证产出晶片整体晶向波动小、均一稳定。降低晶向不良片产出风险，提升下料晶片品质。
28.以上内容是结合优选的具体实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，但不能认定本技术的具体实施只限于此说明。对于具有本技术所属领域基础知识的人员来说，可以很容易对本技术进行变更和修正，都应当视为属于本技术所提交的权利要求书确定的专利保护范围。