高纯碳化硅晶体包裹的检测方法及装置与流程

1.本发明涉及高纯半绝缘碳化硅晶体包裹物测量技术领域，尤其涉及一种高纯碳化硅晶体包裹的检测方法及装置，且其为整体测量并非切割成片测量。


背景技术：

2.目前，检测高纯碳化硅晶体包裹物数量行业内普遍采用将晶体（一般厚度十几毫米）切割成多个几百微米的薄片抛光后，通过手电观察单个薄片包裹数量然后累计进行测量。
3.这种检验方法时效长，且造成对晶体本身破坏。因晶体经过切割抛光，加工过程中必然耗损一定厚度，因而损毁厚度段内包裹物数量，导致测量的数值不准。
4.因此，如何研究探讨一种对晶体整体包裹物检测方法，并发明一种装置，其目的是能够准确的检测出晶体包裹物数量，为下道切割工序提供准确质量数据支持，从而提高晶片的交付质量，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高纯碳化硅晶体包裹的检测方法及装置，其相对于现有的切割抛光后累计检测方法，消除了损毁部分厚度段的包裹物数量且弥补了破坏（切割后再检测）性检验带来的效率低及不良影响因素。
6.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种高纯碳化硅晶体包裹的检测方法，包括以下步骤：步骤s1、将待测高纯碳化硅晶体放置于带有黑色吸光衬布的定向角度电动旋转载物平台上，并读取高度尺测量的晶体高度予以记录；步骤s2、闭合吸光式暗室箱，将晶体高度值及规格录入数字高速成像设备，并将其调节至最低点位，打开滤光头强光源，模拟成像同时观察效果，结合效果调节滤光头强光源的仰俯角度，并直至成像清晰；步骤s3、在成像设备最低点位拍照一次，视角范围不变，将数字高速成像设备沿导轨向上调节2mm并高速拍照一次，然后将数字高速成型设备再次上调2mm并高速拍照，最后利用多视角拍摄孔径合成图像原理将视角范围的图像合成；步骤s4、启动角度旋转电机旋转60
°
，重复所述步骤s3的操作进行拍摄，且以后每60
°
进行一次图像合成，直至360
°
全部拍完；步骤s5、按照成像设备操作说明，将以上图像导入设定合成函数，形成晶体在厚度方向分层包裹物点位图；步骤s6、按照产品标准规定的包裹物缺陷数，对比晶体厚度方向分层包裹物点位图，对晶体进行质量判定及加工厚度标记，并做好质量记录，必要时打印层间切面图。
7.其中，所述步骤s1具体包括：放置时，晶体籽晶面朝下凸面朝上，且将晶体籽晶主边与定向角度电动旋转载物平台上的定置线对齐。
8.具体地，所述步骤s2中的晶体规格包括4吋、6吋或8吋。
9.一种高纯碳化硅晶体包裹的检测装置，包括：具有内衬吸光布的吸光式暗室箱，所述吸光式暗室箱内设置有定向角度电动旋转载物平台、及位于所述定向角度电动旋转载物平台两侧的滤光头强光源和高度尺，且所述定向角度电动旋转载物平台用于放置待测高纯碳化硅晶体；所述吸光式暗室箱内位于所述滤光头强光源的一侧、且远离所述定向角度电动旋转载物平台还设置有数字高速成像设备，且所述数字高速成像设备能够沿竖直方向移动高度。
10.实际应用时，所述吸光式暗室箱包括：暗室箱本体，且所述暗室箱本体通过铰链连接有盖体。
11.其中，所述暗室箱本体整体呈楔形结构，所述盖体整体呈与所述暗室箱本体相匹配的楔形结构，且所述暗室箱本体与所述盖体相铰接的一侧高度较低。
12.具体地，所述定向角度电动旋转载物平台包括：载物台本体，以及设置于所述载物台本体底端的角度旋转电机，且所述角度旋转电机的定向旋转角度为60
°
。
13.进一步地，所述滤光头强光源采用15kw以上的光源。
14.再进一步地，所述高度尺采用针式高度尺。
15.更进一步地，所述数字高速成像设备包括：数字成像机构，所述数字成像机构设置于可调载台上，且所述可调载台装配有升降电机，同时所述数字成像机构与位于所述暗室箱本体的侧壁的导轨对接。
16.相对于现有技术，本发明所述的高纯碳化硅晶体包裹的检测方法及装置具有以下优势：本发明提供的高纯碳化硅晶体包裹的检测方法及装置中，由于利用高纯碳化硅晶体本身高透光性，且包裹物对光的散射效应（一般呈现亮点）；与此同时，采用平行强光在晶体侧面射入，遇到晶体包裹物反射给数字高速成像设备进行捕捉，最终合成包裹物在晶体内部的分布图，因此本发明提供的高纯碳化硅晶体包裹的检测方法及装置，相比于目前行业内采用切割成片再进行包裹物检测的方式，有效提高了测试的准确性，特别是为晶体后期加工提供了稳定、可靠的包裹物空间分布数据，从而能够有效并进一步地提高成品晶圆的良率。
附图说明
17.图1为本发明实施例提供的高纯碳化硅晶体包裹的检测方法的流程示意图；图2为本发明实施例提供的高纯碳化硅晶体包裹的检测装置的结构示意图；图3为本发明实施例提供的高纯碳化硅晶体包裹的检测方法及装置的原理图。
18.附图标记：1-晶体；11-包裹物；2-定向角度电动旋转载物平台；21-载物台本体；22-角度旋转电机；3-高度尺；4-吸光式暗室箱；41-内衬吸光布；42-暗室箱本体；43-铰链；44-盖体；5-数字高速成像设备；51-数字成像机构；52-可调载台；53-升降电机；54-导轨；6-滤光头强光源；71-入射光；72-反射光。
具体实施方式
19.为了便于理解，下面结合说明书附图，对本发明实施例提供的高纯碳化硅晶体包裹的检测方法及装置进行详细描述。
20.本发明实施例提供一种高纯碳化硅晶体包裹的检测方法，如图1结合图2所示，包括以下步骤：步骤s1、将待测高纯碳化硅晶体1放置于带有黑色吸光衬布的定向角度电动旋转载物平台2上，并读取高度尺3测量的晶体高度予以记录；步骤s2、闭合吸光式暗室箱4，将晶体高度值及规格录入数字高速成像设备5，并将其调节至最低点位，打开滤光头强光源6，模拟成像同时观察效果，结合效果调节滤光头强光源6的仰俯角度，并直至成像清晰；步骤s3、在成像设备最低点位拍照一次，视角范围不变，将数字高速成像设备5沿导轨54向上调节2mm并高速拍照一次，然后将数字高速成型设备5再次上调2mm并高速拍照，最后利用多视角拍摄孔径合成图像原理将视角范围的图像合成；步骤s4、启动角度旋转电机22旋转60
°
，重复所述步骤s3的操作进行拍摄，且以后每60
°
进行一次图像合成，直至360
°
全部拍完；步骤s5、按照成像设备操作说明，将以上图像导入设定合成函数，形成晶体在厚度方向分层包裹物点位图；步骤s6、按照产品标准规定的包裹物缺陷数，对比晶体厚度方向分层包裹物点位图，对晶体1进行质量判定及加工厚度标记，并做好质量记录，必要时打印层间切面图。
21.本发明实施例再提供一种高纯碳化硅晶体包裹的检测装置，如图2所示，包括：具有内衬吸光布41的吸光式暗室箱4，吸光式暗室箱4内设置有定向角度电动旋转载物平台2、及位于该定向角度电动旋转载物平台2两侧的滤光头强光源6和高度尺3，且定向角度电动旋转载物平台2用于放置待测高纯碳化硅晶体1；吸光式暗室箱4内位于滤光头强光源6的一侧、且远离定向角度电动旋转载物平台2还设置有数字高速成像设备5，且数字高速成像设备5能够沿竖直方向移动高度。
22.相对于现有技术，本发明实施例所述的高纯碳化硅晶体包裹的检测方法及装置具有以下优势：本发明实施例提供的高纯碳化硅晶体包裹的检测方法及装置中，如图1-图3所示，由于利用高纯碳化硅晶体1本身高透光性，且包裹物11对光的散射效应（一般呈现亮点）；与此同时，采用平行强光在晶体1侧面射入（形成入射光71），遇到晶体1包裹物11反射（形成反射光72）给数字高速成像设备5进行捕捉，最终合成包裹物11在晶体1内部的分布图，因此本发明实施例提供的高纯碳化硅晶体包裹的检测方法及装置，相比于目前行业内采用切割成片再进行包裹物检测的方式，有效提高了测试的准确性，特别是为晶体后期加工提供了稳定、可靠的包裹物空间分布数据，从而能够有效并进一步地提高成品晶圆的良率。
23.其中，上述步骤s1具体可以包括：放置时，晶体1籽晶面朝下凸面朝上，且将晶体籽晶主边与定向角度电动旋转载物平台2上的定置线对齐。
24.具体地，上述步骤s2中的晶体1规格可以包括4吋、6吋或8吋。
25.实际应用时，如图2所示，上述吸光式暗室箱4可以包括：暗室箱本体42，且该暗室箱本体42可以通过铰链43连接有盖体44。
26.其中，如图2所示，上述暗室箱本体42可以优选为整体呈楔形结构，上述盖体44整
体呈与该暗室箱本体42相匹配的楔形结构，且暗室箱本体42与盖体44相铰接的一侧高度较低。
27.具体地，如图2所示，上述定向角度电动旋转载物平台2可以包括：载物台本体21，以及设置于该载物台本体21底端的角度旋转电机22，且该角度旋转电机22的定向旋转角度为60
°
。由于4h-sic和6h-sic的空间群都是p63mc，点群是6mm，都属于六方晶系，空间结构每60
°
重复一个单元，因此上述角度旋转电机22的定向旋转角度为60
°
。
28.进一步地，如图2所示，上述滤光头强光源6可以优选为采用15kw以上的光源。
29.再进一步地，如图2所示，上述高度尺3可以采用针式高度尺；优选地，针式高度尺可以通过自动测量以获取晶体1的高度，从而有效减少人为读数的误差。
30.更进一步地，如图2所示，上述数字高速成像设备5可以包括：数字成像机构51，该数字成像机构51设置于可调载台52上，且可调载台52装配有升降电机53，同时数字成像机构51与位于暗室箱本体42的侧壁的导轨54对接；优选地，数字高速成像设备5中的导轨54可以采用自动升降等距导轨，从而进一步提高检测效率及准确性。
31.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。