线切割测量装置及线切割设备的制作方法

本发明涉及半导体，特别涉及一种线切割测量装置及线切割设备。

背景技术：

1、晶圆是芯片制造过程中最基础也是重要的原材料之一，其制造过程通常包括晶棒生长、滚圆、粘棒、切割、研磨、抛光、清洗、检测等。切割是影响晶圆质量的重要工序，一般采用切割盘、切割线等对晶棒进行切割。

2、对晶棒进行线切割的过程可例如为：通过测量获得晶棒的原始晶体面晶向，根据需要达到的晶棒目标面晶向计算晶棒需要进行偏转的角度(横向偏转角度、晶棒旋转角度)，然后将待切割的晶棒偏转合适的角度粘接到介质树脂板上；待晶棒与介质树脂板完全固化达到粘接强度后，利用树脂板将晶棒固定到线切割设备的工装治具上，工装治具与树脂板及晶棒同向设置，线切割设备的切割线与工装治具垂直设置；线切割时，工装治具驱动晶棒向高速运动的切割线下压从而实现晶棒的线切割。

3、由此即可看出，晶棒线切割后的晶向由晶棒与工装治具粘接的偏转角度以及线切割时工装治具与切割线的垂直度所决定，相较于偏转角度，工装治具与切割线的垂直度难于测量。目前，通常根据简易工具测量或利用线切割后所累积的晶圆晶向数据进行反馈调整线切割设备的切割线与工装治具的垂直度关系。但实际生产中，在线切割设备使用一定时间(磨损)或者更换切割组件后(例如切割线、切割线承载导轮)，工装治具与切割线的位置关系都有可能发生影响晶圆晶向的变化，导致晶棒线切割后的硅片的晶向准确度难以及时且准确的确认。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种线切割测量装置及线切割设备，以及时检测晶棒与切割线位置关系，并提高检测的准确性。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种线切割测量装置，用于判断切割线与工装治具的垂直度，所述工装治具用于线切割时固定晶棒，其特征在于，所述线切割测量装置包括：至少一个横梁、至少两个显微镜头、至少两个参照单元以及测量单元；所述横梁设置在所述工装治具的下方并与所述工装治具相互垂直布置；所述显微镜头设置在所述横梁上且所述显微镜头朝向所述切割线；每个所述显微镜头与所述切割线之间均设置有所述参照单元，且所有参照单元被布置在同一水平面上；所述显微镜头用于获取所述切割线以及所述参照单元的图像；所述测量单元与所述显微镜头信号连接，用于根据所述显微镜头拍摄的图像测量所述切割线与所述工装治具的垂直度。

3、可选的，所述工装治具包括工装治具本体以及设置于所述工装治具本体上的至少三组螺孔，所述横梁通过所述螺孔与所述工装治具本体可拆卸地连接。

4、可选的，每组所述螺孔包括至少两个螺孔，所述至少两个螺孔沿垂直所述工装治具本体的方向设置。

5、可选的，所述横梁包括横梁本体、第一连接部以及第二连接部，所述第一连接部设置于所述横梁本体的中间位置用以连接所述工装治具与所述横梁本体，所述第二连接部设置于所述横梁本体的两端用以连接所述显微镜头与所述横梁本体。

6、可选的，所述横梁的长度比所述晶棒的直径大5mm～20mm。

7、可选的，所述显微镜头包括摄像头、光源以及镜筒，所述摄像头设置于所述镜筒内，所述光源设置于所述镜筒内且位于所述摄像头的前方，所述镜筒具有一开口，所述摄像头从所述开口获取图像。

8、可选的，所述横梁两端的参照单元均与所述工装治具相互垂直且位于同一直线上。

9、可选的，所述参照单元包括一遮光片，所述遮光片部分遮挡所述显微镜头的视场。

10、可选的，所述测量单元获取所述切割线与所述工装治具的垂直度的方法包括：分别获取所述横梁的每个显微镜头中切割线相对参照单元的至少两个距离，利用所述至少两个距离计算所述切割线与所述工装治具本体的垂直度。

11、基于本发明的另一方面，本发明还提供一种线切割设备，所述线切割设备包括如上述的线切割测量装置。

12、综上所述，在本发明提供的线切割测量装置及线切割设备具有以下有益效果：利用垂直设置在工装治具上的横梁上的显微镜头，获取切割线及参照单元的图像，再利用测量单元测量从上述切割线及参照单元的图像中获得切割线与工装治具的垂直度，由此即可在线切割作业的间隙或者更换切割组件后方便且及时的获得切割线与工装治具的垂直度，并且具有较高的测量精度。

技术特征：

1.一种线切割测量装置，用于判断切割线与工装治具的垂直度，所述工装治具用于线切割时固定晶棒，其特征在于，所述线切割测量装置包括：至少一个横梁、至少两个显微镜头、至少两个参照单元以及测量单元；

2.根据权利要求1所述的线切割测量装置，其特征在于，所述工装治具包括工装治具本体以及设置于所述工装治具本体上的至少三组螺孔，所述横梁通过所述螺孔与所述工装治具本体可拆卸地连接。

3.根据权利要求2所述的线切割测量装置，其特征在于，每组所述螺孔包括至少两个螺孔，所述至少两个螺孔沿垂直所述工装治具本体的方向设置。

4.根据权利要求1所述的线切割测量装置，其特征在于，所述横梁包括横梁本体、第一连接部以及第二连接部，所述第一连接部设置于所述横梁本体的中间位置用以连接所述工装治具与所述横梁本体，所述第二连接部设置于所述横梁本体的两端用以连接所述显微镜头与所述横梁本体。

5.根据权利要求4所述的线切割测量装置，其特征在于，所述横梁的长度比所述晶棒的直径大5mm～20mm。

6.根据权利要求1所述的线切割测量装置，其特征在于，所述显微镜头包括摄像头、光源以及镜筒，所述摄像头设置于所述镜筒内，所述光源设置于所述镜筒内且位于所述摄像头的前方，所述镜筒具有一开口，所述摄像头从所述开口获取图像。

7.根据权利要求1所述的线切割测量装置，其特征在于，所述横梁两端的参照单元均与所述工装治具相互垂直且位于同一直线上。

8.根据权利要求7所述的线切割测量装置，其特征在于，所述参照单元包括一遮光片，所述遮光片部分遮挡所述显微镜头的视场。

9.根据权利要求1所述的线切割测量装置，其特征在于，所述测量单元获取所述切割线与所述工装治具的垂直度的方法包括：

10.一种线切割设备，其特征在于，所述线切割设备包括如权利要求1～9中任一项所述的线切割测量装置。

技术总结
本发明提供一种线切割测量装置及线切割设备，包括：至少一个横梁、至少两个显微镜头、至少两个参照单元以及测量单元；横梁设置在工装治具的下方并与工装治具相互垂直布置；显微镜头设置在横梁上且显微镜头朝向切割线；每个显微镜头与切割线之间均设置有参照单元；显微镜头用于获取切割线以及参照单元的图像；测量单元用于根据显微镜头拍摄的图像测量切割线与工装治具的垂直度。本发明中，利用显微镜头获取切割线及参照单元的图像，再利用测量单元切割线及参照单元的图像中获得切割线与工装治具的垂直度，由此即可在线切割作业的间隙或者更换切割组件后方便且及时的获得切割线与工装治具的垂直度，并且具有较高的测量精度。

技术研发人员：谢金坤,季文明,康明,王立伟,周智元
受保护的技术使用者：上海新昇半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12