專利名稱：一種基于電子天平的硅片自動計片裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于集成電路支撐行業(yè)半導(dǎo)體硅片加工制造領(lǐng)域特別涉及一種基于電子天平的硅片自動計片裝置，適用于半導(dǎo)體硅片稱重計數(shù)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體硅片制造行業(yè)屬于集成電路支撐行業(yè)，一直以來，都是作為重點支持產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，而半導(dǎo)體硅片的片數(shù)統(tǒng)計，長期以來均由人工點片合計完成，人工點片不可避免的會產(chǎn)生數(shù)據(jù)錯誤，在半導(dǎo)體行業(yè)這個生產(chǎn)上極度嚴謹?shù)念I(lǐng)域，片數(shù)錯誤極大影響產(chǎn)品形象；也為生產(chǎn)數(shù)據(jù)追溯產(chǎn)生不利影響；此外，人工點片還會增加硅片表面擦傷，增加檢驗損耗。光伏行業(yè)是近年來快速發(fā)展的行業(yè)，其重點基底材料-太陽能電池硅片因涉及生產(chǎn)線流轉(zhuǎn)等，各環(huán)節(jié)均需要合計片數(shù)，最早的片數(shù)統(tǒng)計也是采用人工點片完成。目前也出現(xiàn)了基于光電原理的點片機，利用圖像處理手段進行片數(shù)統(tǒng)計。但是這類產(chǎn)品由于技術(shù)實現(xiàn)較難，開發(fā)成本高等因素，均有價格較高，普及難度大。同時，半導(dǎo)體硅片屬于均為圓形，邊緣曲率較大，光學(xué)焦距難以調(diào)整，邊緣圖像較難采集或是有效圖像像素點少，圖像對焦困難或有效圖像不足，無法實現(xiàn)計數(shù)。此外，對于半導(dǎo)體硅片而言，因?qū)щ婎愋汀⒕w晶向等規(guī)格不同時會有不同的參考面區(qū)別，有時也根據(jù)客戶需進行參考面加工。目前常規(guī)的加工主要由圓片，單參考面，雙參考面；按照尺寸有3寸、4寸、5寸、6寸、8寸、12寸；不同尺寸的硅片對參考面的位置和長度都有明確規(guī)定,一致性強。對于有參考面的硅片而言，光電式點片機無法實現(xiàn)邊緣圖像對焦，無法進行片數(shù)計算，此外，在實際生產(chǎn)中還會存在不對稱倒角的硅片，這種情況下，硅片邊緣形狀非對稱，光電式點片機更加無法實現(xiàn)點片。因此目前為止，還沒有正式的光電式點片機應(yīng)用到半導(dǎo)體硅片制造行業(yè)，生產(chǎn)上仍然采用傳統(tǒng)人工點片。對于硅片加工而言，由于產(chǎn)品要求較高，一般生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)品均有較為一致的厚度和一致的直徑尺寸，同時為了測試硅片電阻率，需要將硅片的厚度先進行分檔，一般為5微米一檔，即保證厚度一致才可進行電阻率測試，這樣就保證了硅片厚度一致性，同時由于硅片形狀和直徑尺寸均具有良好的一致性。在實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，尤其是出貨檢驗環(huán)節(jié)，片數(shù)的核對是至關(guān)重要的，傳統(tǒng)人工點片無法滿足現(xiàn)有生產(chǎn)對產(chǎn)品品質(zhì)的高要求，光電式點片機在半導(dǎo)體硅片制造業(yè)應(yīng)用有著無法避免地天生缺陷。如何實現(xiàn)方便、實用、廉價的點片裝置和方法是困擾硅片點片計數(shù)的主要問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題就是提供一種基于電子天平的硅片自動計片裝置，高效實現(xiàn)硅片點片計數(shù)，具有方便、實用、廉價的優(yōu)點。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種基于電子天平的硅片自動計片裝置，包括電子天平，所述電子天平包括輸入及顯示面板，電子天平內(nèi)設(shè)有內(nèi)部信號處理裝置，其特征在于所述輸入及顯示面板上設(shè)有數(shù)值輸入裝置、硅片厚度選擇及顯示裝置、硅片規(guī)格選擇裝置，硅片尺寸選擇裝置，計量結(jié)果顯示裝置，所述輸入及顯示面板輸入信息并經(jīng)內(nèi)部信號處理裝置處理后顯示硅片片數(shù)計量結(jié)果。優(yōu)選的，所述輸入及顯示面板上設(shè)有“累計”按鍵及“停止累計”按鍵用于單次計數(shù)及累計計數(shù)之間的切換。優(yōu)選的，所述計量結(jié)果顯示裝置上設(shè)有“重量”顯示面板、“片數(shù)”顯示面板、“累計片數(shù)”顯示面板及“累計次數(shù)”顯示面板。優(yōu)選的，所述硅片厚度選擇及顯示裝置設(shè)有“厚度上線”按鍵、“厚度下線”按鍵、“單次最大數(shù)”按鍵，并且對應(yīng)“厚度上線”按鍵、“厚度下線”按鍵、“單次最大數(shù)”按鍵分別設(shè)有顯示面板。優(yōu)選的，所述硅片規(guī)格選擇裝置包括“圓片”按鍵、“單參考面”按鍵、“雙參考面”按鍵及“方片”按鍵。優(yōu)選的，所述硅片尺寸選擇裝置包括“3寸”按鍵、“4寸”按鍵、“5寸”按鍵、“6寸”按鍵。本實用新型基于一般的電子天平進行開發(fā)，主要利用重量與密度之間固有物理特性實現(xiàn)片數(shù)計算，能夠高效實現(xiàn)硅片點片計數(shù)，具有方便、實用、廉價的優(yōu)點。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進ー步描述

圖1為本實用新型外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為輸入及顯示面板示意圖；圖4為本實用新型計數(shù)原理示意圖。
具體實施方式
如圖1至圖4所示，為本實用新型的具體實施例，首先，本實用新型具有一般天平的結(jié)構(gòu)，包括載臺1、天平結(jié)構(gòu)8、傳感器9、底盤16、蓄電池7、開關(guān)2、電源輸入口 3、內(nèi)部信號處理裝置10、輸入及顯示面板5、水平儀6、水平調(diào)整腳4。與現(xiàn)有天平結(jié)構(gòu)不同的是，首先，所述輸入及顯示面板5上設(shè)有數(shù)值輸入裝置13、硅片厚度選擇及顯示裝置14、硅片規(guī)格選擇裝置17，硅片尺寸選擇裝置15，計量結(jié)果顯示裝置11。其中，數(shù)值輸入裝置13與常規(guī)天平的數(shù)值輸入面板相同，其用于輸入厚度數(shù)值。硅片厚度選擇及顯示裝置14設(shè)有“厚度上線”按鍵、“厚度下線”按鍵、“單次最大數(shù)”按鍵，并且對應(yīng)“厚度上線”按鍵、“厚度下線”按鍵、“單次最大數(shù)”按鍵分別設(shè)有顯示面板。選擇“厚度上線”按鍵和“厚度下線”按鍵，并在數(shù)值輸入裝置13中輸入對應(yīng)厚度值即可為內(nèi)部信號處理裝置10提供厚度參數(shù)，并通過內(nèi)部信號處理裝置10得到單次最大數(shù)，并在“單次最大數(shù)”按鍵對應(yīng)顯示面板上顯示。硅片規(guī)格選擇裝置17包擴“圓片”按鍵、“單參考面”按鍵、“雙參考面”按鍵及“方片”按鍵。硅片尺寸選擇裝置15包括“3寸”按鍵、“4寸”按鍵、“5寸”按鍵、“6寸”按鍵。選擇硅片的規(guī)格和硅片的尺寸即可為內(nèi)部信號處理裝置提供面積計算參數(shù)。計量結(jié)果顯示裝置11設(shè)有“重量”顯示面板、“片數(shù)”顯示面板、“累計片數(shù)”顯示面板及“累計次數(shù)”顯示面板。所述輸入及顯示面板5在計量結(jié)果顯示裝置11下方設(shè)有功能鍵區(qū)12，所述功能鍵區(qū)12設(shè)有去皮”、“累計”及“停止累計”按鍵。所述內(nèi)部信號處理裝置包括稱重裝置，硅片面積計算裝置、硅片體積計算裝置、硅片片數(shù)計算裝置，硅片面積計算裝置根據(jù)硅片尺寸及規(guī)格計算出硅片面積，硅片體積計算裝置根據(jù)硅片面積及硅片厚度計算出單個硅片的重量，片數(shù)計算裝置根據(jù)稱重裝置計算獲得的硅片總重及單個硅片的重量計算出硅片片數(shù)并在計量結(jié)果顯示裝置上顯示。所述內(nèi)部信號處理裝置還設(shè)有單次最大計數(shù)計算裝置，該單次最大計數(shù)計算裝置根據(jù)選擇的硅片厚度計算出單次最大計數(shù)值并判斷是否超過改單次最大計數(shù)值。首先，該單次最大計數(shù)值可以在“單次最大數(shù)”按鍵對應(yīng)顯示面板上顯示，其次，如果超過改單次最大計數(shù)值，“單次最大數(shù)”按鍵對應(yīng)顯示面板會顯示“超出”或者其他報警提示，提示減少稱重片數(shù)。所述內(nèi)部信號處理裝置10還包括了ー個累計片數(shù)統(tǒng)計裝置，該累計片數(shù)統(tǒng)計裝置記錄單次計數(shù)值并相加最后將結(jié)果在“累計片數(shù)”顯示面板上顯示。“累計”及“停止累計”按鍵用于單次計數(shù)及累計計數(shù)之間的切換。首先，在硅片厚度選擇及顯示裝置14、硅片規(guī)格選擇裝置17，硅片尺寸選擇裝置15上對需要稱重的硅片做出選擇，其次，所述內(nèi)部信號處理裝置依靠稱重裝置、硅片面積計算裝置、硅片體積計算裝置、硅片片數(shù)計算裝置進行處理并計算出硅片片數(shù)最后在“片數(shù)”顯示面板上顯示。如果選擇所述輸入及顯示面板5的“累計”按鍵，則所述累計片數(shù)統(tǒng)計裝置工作，可以進行多次稱重計數(shù)，所述累計片數(shù)統(tǒng)計裝置記錄單次計數(shù)值并相加最后將結(jié)果在“片數(shù)”顯示面板上顯示，如果選擇“停止累計”按鍵，則所述累計片數(shù)統(tǒng)計裝置停止工作。本實用新型的原理主要是基于單晶硅密度與重量轉(zhuǎn)化的固有特性。一般硅片都有制定的形狀，如圓片、方片、單參考面、雙參考面等。硅片可以看做是規(guī)則圓柱體，即，只要知道硅片厚度，直徑尺寸，形狀，即可通過重量轉(zhuǎn)化得到硅片的數(shù)量。公式如下 n P V =n P sh=mn=m/ P sh (其中n為硅片片數(shù)，P為單晶硅密度s為硅片面積，h為硅片厚度，m
為稱重重量。)從上公式可以看出，只要硅片直徑尺寸和厚度具有較好一致性就可以進行稱重進行片數(shù)轉(zhuǎn)化。本實用新型計數(shù)原理如下1、設(shè)計了硅片厚度檔位輸入界面，并可計算單次最大計數(shù)量。硅片厚度5微米ー檔，首先在軟件中設(shè)置不同厚度硅片的一次計量上下線，防止測試誤差導(dǎo)致的片數(shù)不準確，即稱重吋，同一檔厚度硅片的上下線重量小于單片硅片重量。假設(shè)某檔位硅片處于hi h2之間(h2-hl=5且hl〈h2)，單次稱量該規(guī)格的片數(shù)最大數(shù)為n，則n < hl/(h2-hl) =hl/5 (n為整數(shù))。如295-300微米厚度檔的單次最大計數(shù)為58pcs毎次。2、具有直徑尺寸輸入、規(guī)格、面積計算功能。可通過直徑尺寸輸入、規(guī)格選擇計算得到娃片面積S,電子天平得到重量為m。計數(shù)原理m/ P shl < n < m/ P sh2,n < hl/5 (n為整數(shù))，同時滿足以上條件得到計數(shù)n。3、片數(shù)統(tǒng)計功能，在軟件中設(shè)計了片數(shù)統(tǒng)計功能，具有單次計數(shù)，累計計數(shù)，直接稱重功能。如果單次片數(shù)超過量程，則顯示“超出量程”提示，提醒減少單次稱重計數(shù)片數(shù)，第一次稱重計數(shù)為nl,第二次為n2,第三次為n3。累計計片數(shù)n=nl+n2+n3。同時具有清零功能，可以重新累計。本實用新型的電子天平具有交流電源輸入口，可直接接220v交流電源使用；另夕卜，本實用新型的電子天平配備了蓄電池作為離線電源，保證使用過程中裝置轉(zhuǎn)移和使用的方便性。本實用新型裝置還具備稱重顯示功能，可単獨作為稱重使用，増加設(shè)備功能的多樣性。實施實例I本實用新型實際使用步驟(以285-290，3寸圓形硅片，211pcs等待確認。根據(jù)原理，單次最大計數(shù)n=56。)1.打開裝置開關(guān)，將盛放硅片的籃子放在天平上。2.待顯示穩(wěn)定，點擊去皮。
3.將校驗破碼放置在籃子上,確認重量顯示與破碼標識一致。4.輸入硅片厚度285-290，并選擇“3寸”，“圓片”。5.將待計 數(shù)硅片分批次放入籃子，并點擊“累計”。6.如果一次放入片子過多，則會顯示“超出”，并不計入累計片數(shù)。7.重復(fù)5-6步驟即可得到最終總片數(shù)。分別得到“超出”、“56”，“55”，“超出”，“55”，“45”。8. “累計片數(shù)”顯示211pcs;“累計次數(shù)”顯示4次。9.按“停止累計”，即可停止累計。實施實例2出貨檢驗，N14，295_300微米，501pcs，圓片，每50pcs間隔Ipcs濾紙，其中有I刀硅片為51pcs，終檢片數(shù)全檢使用本實用新型裝置，終檢要求500pCS/盒，50pcs/刀。檢驗情況如下
權(quán)利要求1.一種基于電子天平的硅片自動計片裝置，包括電子天平，所述電子天平包括輸入及顯示面板(5)，電子天平內(nèi)設(shè)有內(nèi)部信號處理裝置，其特征在于所述輸入及顯示面板(5) 上設(shè)有數(shù)值輸入裝置(13)、硅片厚度選擇及顯示裝置(14)、硅片規(guī)格選擇裝置(17)，硅片尺寸選擇裝置(15)，計量結(jié)果顯示裝置(11 )，所述內(nèi)部信號處理裝置根據(jù)輸入及顯示面板 (5)的輸入進行計算并顯示硅片片數(shù)計量結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片自動計片裝置，其特征在于所述輸入及顯示面板(5)上設(shè)有“累計”按鍵及“停止累計”按鍵用于單次計數(shù)及累計計數(shù)之間的切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅片自動計片裝置，其特征在于所述計量結(jié)果顯示裝置 (11)上設(shè)有“重量”顯示面板、“片數(shù)”顯示面板、“累計片數(shù)”顯示面板及“累計次數(shù)”顯示面板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片自動計片裝置，其特征在于所述硅片厚度選擇及顯示裝置設(shè)有“厚度上線”按鍵、“厚度下線”按鍵、“單次最大數(shù)”按鍵，并且對應(yīng)“厚度上線”按鍵、“厚度下線”按鍵、“單次最大數(shù)”按鍵分別設(shè)有顯示面板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片自動計片裝置，其特征在于所述硅片規(guī)格選擇裝置包括“圓片”按鍵、“單參考面”按鍵、“雙參考面”按鍵及“方片”按鍵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片自動計片裝置，其特征在于所述硅片尺寸選擇裝置包括“3寸”按鍵、“4寸”按鍵、“5寸”按鍵、“6寸”按鍵。
專利摘要本實用新型公開了一種基于電子天平的硅片自動計片裝置，包括電子天平，所述電子天平包括輸入及顯示面板，電子天平內(nèi)設(shè)有內(nèi)部信號處理裝置，所述輸入及顯示面板上設(shè)有數(shù)值輸入裝置、硅片厚度選擇及顯示裝置、硅片規(guī)格選擇裝置，硅片尺寸選擇裝置，計量結(jié)果顯示裝置，所述輸入及顯示面板輸入信息并經(jīng)內(nèi)部信號處理裝置處理后顯示硅片片數(shù)計量結(jié)果。本實用新型基于一般的電子天平進行開發(fā)，主要利用重量與密度之間固有物理特性實現(xiàn)片數(shù)計算，能夠高效實現(xiàn)硅片點片計數(shù)，具有方便、實用、廉價的優(yōu)點。
文檔編號G01G19/42GK202869626SQ20122052290
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者孫新利 申請人:孫新利