[发明专利]一种单晶硅棒晶向检测装置及其晶向检测方法

权利要求书

1.一种单晶硅棒晶向检测装置，用于检测装夹在切方工作台上的圆形单晶硅棒的晶向，其特征在于，包括支架、支撑臂、晶向检测传感器支架、气缸、固定护罩、升降护罩、晶向检测传感器；

支撑臂固定在支架上，固定护罩安装在支撑壁上，晶向检测传感器通过晶向检测传感器支架安装在固定护罩上，晶向检测传感器用于通过测量圆形单晶硅棒表面到测量零点的距离，进行圆形单晶硅棒的晶向判断；

固定护罩的中部设有孔，气缸一端安装在支撑臂上，另一端穿过固定护罩中部的孔，并通过气缸的活塞杆与升降护罩相连接，活塞杆带动升降护罩进行上下移动，以完成升降护罩的打开和关闭，升降护罩关闭时，能通过升降护罩的下移将晶向检测传感器罩在升降护罩内，升降护罩打开时，能通过升降护罩的上移使晶向检测传感器从升降护罩内露出。

2.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒晶向检测装置，其特征在于，所述气缸为带有导向杆的双作用单活塞杆气缸。

3.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒晶向检测装置，其特征在于，所述晶向检测传感器为激光测距传感器。

4.根据权利要求3所述的一种单晶硅棒晶向检测装置，其特征在于，所述单晶硅棒晶向检测装置还设有喷气管和喷气管支撑架，喷气管通过喷气管支撑架固定在气缸上；喷气管连接有气源，气源用于向喷气管内通入压缩空气，喷气管的管壁上开有出气口，出气口对准晶向检测传感器，用于清理晶向检测传感器激光发射口处的污染物。

5.根据权利要求4所述的一种单晶硅棒晶向检测装置，其特征在于，所述喷气管的管壁上开有6个出气口。

6.根据权利要求4所述的一种单晶硅棒晶向检测装置，其特征在于，所述气源采用压力为0.5MPa的压缩空气。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种单晶硅棒晶向检测装置，其特征在于，所述支撑臂通过螺钉与支架固定。

8.基于权利要求4所述的一种单晶硅棒晶向检测装置的晶向检测方法，其特征在于，具体包括下述步骤：

（1）将圆形单晶硅棒装入切方工作台，并使圆形单晶硅棒开始匀速旋转，圆形单晶硅棒的中心轴线即为旋转中心；

（2）操作气缸，使气缸的活塞杆伸出，带动升降护罩升起，露出晶向检测传感器；

（3）开启气源，使压缩空气从喷气管的出气口处喷出，吹掉晶向检测传感器激光发射口处的污染物；

（4）启动晶向检测传感器，使晶向检测传感器发射激光照射到圆形单晶硅棒的表面，可测出圆形单晶硅棒的表面到激光发出点的距离F；圆形单晶硅棒绕中心轴线旋转一周，用时为T，设在T时间里，每隔时间Δt测量一次，则第n个测量值为F（nΔt），其中Δt为测量时间间隔，

对测得的个数据进行高通滤波后，计算最小值Fmin，设Fmin＝F(n₀Δt),则最小值F(n₀Δt)满足公式：

F(n₀Δt)-F[(n₀-1)Δt]＜0，且F[(n₀+1)Δt]-F(n₀Δt)＞0

其中，n₀表示第n₀个测量点，即最小值Fmin对应的测量点；

圆形单晶硅棒表面到激光发出点的距离最小值Fmin，也是圆形单晶硅棒表面距离圆形单晶硅棒中心的最大值，而圆形单晶硅棒的晶向在宏观上表现为晶棒表面上突起的四条棱线，因此测得的Fmin所对应圆形单晶硅棒上的位置即为晶棒的晶向；

（5）操作气缸，使气缸的活塞杆收回，带动升降护罩向下移动，罩住晶向检测传感器。