[发明专利]一种单晶样片制样机

说明书

技术领域

本发明涉及一种单晶样片制样机，适用于5-12英寸单晶拉制后取样检测单晶电阻率的过程，属于半导体材料晶圆制造技术领域。

背景技术

在半导体单晶生产中，必须要测定单晶头尾或是单晶段头尾电阻率和电阻率均匀性。通常是从单晶头尾一定厚度样片，通过四探针测定硅片表面特定方位的电阻率，来评判单晶质量。四探针测量需要测量区域相对平整粗糙度适中，探针和硅材料形成完美的金半接触。在加工厂中直接切割的样片无法直接测试，硅片研磨表面最适合做测试，但单晶样片边缘未经处理，研磨设备无法进行加工。通常生产厂制样时使用干法喷砂打毛测试表面，制样在喷砂机中完成，喷砂过程会形成严重粉尘污染，影响作业人员健康。另外喷砂表面不容易做到平整均匀，影响测试数据的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单晶样片制样机，适用于5-12英寸单晶拉制后取样检测单晶电阻率的过程。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种单晶样片制样机，包括载物平台、研磨驱动机构、升降机构；载物平台边缘设置三组用于固定样片的卡爪和压片；研磨驱动机构设置在载物平台上方，该研磨驱动机构上设有五个研磨头，相对于安装在载物平台上的样片，其中一个研磨头设置在样片的中心位置，其余四个研磨头均匀分布在样片的边缘位置；通过升降机构调节研磨头的上下位置。

所述升降机构由手轮和齿条组合控制，该手轮外缘设有多个加重点，用来加载砝码，控制研磨压力。

所述研磨头的直径为1-2cm，研磨加工面积大于四探针测试探头面积。

所述研磨头的材质可以为球墨铸铁或刚玉。

所述研磨头表面设有开槽，用于浸润研磨液，槽口宽度为1-2mm。

所述研磨头的转速从0-50转/分可调。

所述研磨驱动机构内部设有一系列齿轮传动，并设有适合多组直径样片的研磨头连杆的安装孔，同一组研磨头的位置距离样片中心的距离相等，距离符合半导体 行业标准。

位于载物平台边缘的三组卡爪和压片可以独立调节位置，适用于不同外形单晶样片。

本发明的优点在于：

本发明的单晶样片制样机可以实现对单晶样片进行多点位同时研磨处理，加工位置与表面质量符合四探针测试要求，通过调整研磨头位置可以对适应多种不同直径单晶样片要求。制样加工与更换工装方便迅速，省时高效。同时避免使用喷砂机，减少粉尘危害作业员健康。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的研磨驱动机构部分内部的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明的单晶样片制样机包括载物平台1、研磨驱动机构2、升降机构3；载物平台边缘设置三组用于固定样片的卡爪4和压片9；研磨驱动机构2设置在载物平台1的上方，包括驱动电机10、以及五个研磨头5，相对于安装在载物平台1上的样片8，其中一个研磨头设置在样片8的中心位置，其余四个研磨头均匀分布在样片8的边缘位置；通过升降机构3调节研磨头的上下位置。升降机构3由手轮7和齿条6组合控制，该手轮6外缘设有多个加重点11，用来加载砝码，控制研磨压力。

在本发明中，研磨头的直径为1-2cm，研磨加工面积大于四探针测试探头面积。研磨头的材质可以为球墨铸铁或刚玉。研磨头表面设有开槽，用于浸润研磨液，槽口宽度为1-2mm。研磨头的转速从0-50转/分可调。如图2所示，研磨驱动机构内部设有一系列齿轮传动，并设有适合多组直径样片的研磨头连杆的安装孔，同一组研磨头的位置距离样片中心的距离相等，距离符合半导体行业标准。

本发明在工作时，操作人员摇动手轮7提升研磨驱动机构2高度，将样片8放置在载物平台1上，样片8的中心与载物平台1的中心大致重合，调整载物平台1边缘的卡爪4的位置，使卡爪4卡住样片8的边缘，压片9压住样片表面。根据样片8的直径，将研磨头的连杆插入驱动机构相应位置孔中，设置工作完成。

制样加工时，启动驱动电机10，摇动手轮7使研磨头5接触样片表面，在研磨头接触位置人工涂一些研磨膏或研磨液帮助研磨。通过在手轮7上的加重点11加挂 砝码控制研磨压力，经过一定时间的研磨后，样片表面测试点表面达到均匀平整的效果，样片加工完成。摇动手轮，提升研磨头，松开固定卡爪后即可取出加工好的样片。