專利名稱：基于電子天平的硅片自動計片方法
技術領域：
本發明屬于集成電路支撐行業半導體硅片加工制造領域特別涉及ー種基于電子天平的硅片自動計片方法，適用于半導體硅片稱重計數。
背景技術：
半導體硅片制造行業屬于集成電路支撐行業，一直以來，都是作為重點支持產業和戰略新興產業，而半導體硅片的片數統計，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生數據錯誤，在半導體行業這個生產上極度嚴謹的領域，片數錯誤極大影響產品形象；也為生產數據追溯產生不利影響；此外，人工點片還會増加硅片表面擦傷，増加檢驗損耗。光伏行業是近年來快速發展的行業，其重點基底材料-太陽能電池硅片因涉及生產線流轉等，各環節均需要合計片數，最早的片數統計也是采用人エ點片完成。目前也出現了基于光電原理的點片機，利用圖像處理手段進行片數統計。但是這類產品由于技術實現較難，開發成本高等因素，均有價格較高，普及難度大。同時，半導體硅片屬于均為圓形，邊緣曲率較大，光學焦距難以調整，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，無法實現計數。此外，對于半導體硅片而言，因導電類型、晶體晶向等規格不同時會有不同的參考面區別，有時也根據客戶需進行參考面加工。目前常規的加工主要由圓片，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邊緣圖像對焦，無法進行片數計算，此外，在實際生產中還會存在不對稱倒角的硅片，這種情況下，硅片邊緣形狀非対稱，光電式點片機更加無法實現點片。因此目前為止，還沒有正式的光電式點片機應用到半導體硅片制造行業，生產上仍然采用傳統人工點片。對于硅片加工而言，由于產品要求較高，一般生產加工過程中產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微米ー檔，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。在實際生產環節中，尤其是出貨檢驗環節，片數的核對是至關重要的，傳統人工點片無法滿足現有生產對產品品質的高要求，光電式點片機在半導體硅片制造業應用有著無法避免地天生缺陷。如何實現方便、實用、廉價的點片裝置和方法是困擾硅片點片計數的主要問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題就是提供ー種基于電子天平的硅片自動計片方法，高效實現硅片點片計數，具有方便、實用、廉價的優點。為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案基于電子天平的硅片自動計片方法，該電子天平包括輸入及顯示面板，電子天平內設有內部信號處理裝置，其特征在于所述輸入及顯示面板上設有數值輸入裝置、硅片厚度選擇及顯示裝置、硅片規格選擇裝置，硅片尺寸選擇裝置，計量結果顯示裝置，所述內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、硅片片數計算裝置；該電子天平的硅片自動計片方法包括如下步驟首先，在數值輸入裝置、硅片厚度選擇及顯示裝置、硅片規格選擇裝置，硅片尺寸選擇裝置上對需要稱重的硅片做出選擇，其次，所述內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、硅片片數計算裝置進行處理并計算出硅片片數最后在計量結果顯示裝置上顯示。 作為優選，所述計量結果顯示裝置上設有“重量”顯示面板、“片數”顯示面板、“累計片數”顯示面板及“累計次數”顯示面板。作為優選，所述硅片厚度選擇及顯示裝置設有“厚度上線”按鍵、“厚度下線”按鍵、“單次最大數”按鍵，并且對應“厚度上線”按鍵、“厚度下線”按鍵、“單次最大數”按鍵分別設有顯示面板。作為優選，所述硅片規格選擇裝置包括“圓片”按鍵、“單參考面”按鍵、“雙參考面”按鍵及“方片”按鍵，作為優選，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。作為優選，所述內部信號處理裝置還設有單次最大計數計算裝置，所述單次最大計數計算裝置根據選擇的硅片厚度計算出單次最大計數值并判斷是否超過該單次最大計數值，如果超出該單次最大計數值，“單次最大數”按鍵對應的顯示面板則會顯示“超出”。作為優選，所述內部信號處理裝置還包括了ー個累計片數統計裝置，該累計片數統計裝置記錄單次計數值并相加最后將結果在計量結果顯示裝置上的“累計片數”顯示面板及“累計次數”顯示面板上顯示，所述“累計”按鍵及“停止累計”按鍵用于單次計數及累計計數之間的切換，如果選擇所述“累計”按鍵，則所述累計片數統計裝置工作，可以進行多次稱重計數并將結果在““累計片數”顯示面板及“累計次數”顯示面板上顯示，如果選擇“停止累計”按鍵，則所述累計片數統計裝置停止工作，可以進行單次稱重計數。本發明基于一般的電子天平進行開發，主要利用重量與密度之間固有物理特性實現片數計算，能夠高效實現硅片點片計數，具有方便、實用、廉價的優點。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進ー步描述圖1為本發明外部結構示意圖；圖2為本發明內部結構示意圖；圖3為輸入及顯示面板示意圖；圖4為本發明計數原理示意圖。
具體實施例方式如圖1至圖4所示，為本發明的具體實施例，首先，本發明的電子天平具有一般天平的結構，包括載臺1、天平結構8、傳感器9、底盤16、蓄電池7、開關2、電源輸入口 3、內部信號處理裝置10、輸入及顯示面板5、水平儀6、水平調整腳4。與現有天平結構不同的是，首先，所述輸入及顯示面板5上設有數值輸入裝置13、硅片厚度選擇及顯示裝置14、硅片規格選擇裝置17，硅片尺寸選擇裝置15，計量結果顯示裝置11。其中，數值輸入裝置13與常規天平的數值輸入面板相同，其用于輸入厚度數值。硅片厚度選擇及顯示裝置14設有“厚度上線”按鍵、“厚度下線”按鍵、“單次最大數”按鍵，并且對應“厚度上線”按鍵、“厚度下線”按鍵、“單次最大數”按鍵分別設有顯示面板。選擇“厚度上線”按鍵和“厚度下線”按鍵，并在數值輸入裝置13中輸入對應厚度值即可為內部信號處理裝置10提供厚度參數，并通過內部信號處理裝置10得到單次最大數，并在“單次最大數”按鍵對應顯示面板上顯示。硅片規格選擇裝置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。選擇硅片的規格和硅片的尺寸即可為內部信號處理裝置提供面積計算參數。計量結果顯示裝置11設有“重量”顯示面板、“片數”顯示面板、“累計片數”顯示面板及“累計次數”顯示面板。所述輸入及顯示面板5在計量結果顯示裝置11下方設有功能鍵區12，所述功能鍵區12設有去皮”、“累計”及“停止累計”按鍵。所述內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、硅片片數計算裝置，硅片面積計算裝置根據硅片尺寸及規格計算出硅片面積，硅片體積計算裝置根據硅片面積及硅片厚度計算出單個硅片的重量，片數計算裝置根據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并在計量結果顯示裝置上顯示。所述內部信號處理裝置還設有單次最大計數計算裝置，該單次最大計數計算裝置根據選擇的硅片厚度計算出單次最大計數值并判斷是否超過改單次最大計數值。首先，該單次最大計數值可以在“單次最大數”按鍵對應顯示面板上顯示，其次，如果超過改單次最大計數值，“單次最大數”按鍵對應顯示面板會顯示“超出”或者其他報警提示，提示減少稱重片數。所述內部信號處理裝置10還包括了ー個累計片數統計裝置，該累計片數統計裝置記錄單次計數值并相加最后將結果在“累計片數”顯示面板上顯示。“累計”及“停止累計”按鍵用于單次計數及累計計數之間的切換。首先，在硅片厚度選擇及顯示裝置14、硅片規格選擇裝置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、硅片片數計算裝置進行處理并計算出硅片片數最后在“片數”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，則所述累計片數統計裝置工作，可以進行多次稱重計數，所述累計片數統計裝置記錄單次計數值并相加最后將結果在“片數”顯示面板上顯示，如果選擇“停止累計”按鍵，則所述累計片數統計裝置停止工作。本發明的原理主要是基于單晶硅密度與重量轉化的固有特性。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，即可通過重量轉化得到硅片的數量。公式如下npv = npsh = m
n = m/ P sh (其中n為硅片片數，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轉化。本發明計數原理如下1、設計了硅片厚度檔位輸入界面，并可計算單次最大計數量。硅片厚度5微米ー檔，首先在軟件中設置不同厚度硅片的一次計量上下線，防止測試誤差導致的片數不準確，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。假設某檔位硅片處于hi h2之間(h2-hl=5且hl〈h2)，單次稱量該規格的片數最大數為n，則n < hl/(h2_hl) = hl/5(n為整數)。如295-300微米厚度檔的單次最大計數為58pcs毎次。2、具有直徑尺寸輸入、規格、面積計算功能。可通過直徑尺寸輸入、規格選擇計算得到娃片面積s,電子天平得到重量為m。計數原理m/ P shl < n < m/ P sh2,n < hl/5 (n為整數)，同時滿足以上條件得到計數n。3、片數統計功能，在軟件中設計了片數統計功能，具有單次計數，累計計數，直接稱重功能。如果單次片數超過量程，則顯示“超出量程”提示，提醒減少單次稱重計數片數，第一次稱重計數為nl,第二次為n2,第三次為n3。累計計片數n=nl+n2+n3。同時具有清零功能，可以重新累計。本發明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；另外，本發明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移和使用的方便性。本發明裝置還具備稱重顯示功能，可単獨作為稱重使用，増加設備功能的多祥性。實施實例I本發明實際使用步驟(以285-290，3寸圓形硅片，211pcs等待確認。根據原理，單次最大計數n=56。)1.打開裝置開關，將盛放硅片的籃子放在天平上。2.待顯示穩定，點擊去皮。3.將校驗砝碼放置在籃子上，確認重量顯示與砝碼標識一致。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。7.重復5-6步驟即可得到最終總片數。分別得到“超出”、“56”，“55”，“超出”，“55”，“45”。8. “累計片數”顯示211pcs;“累計次數”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，姆50pcs間隔Ipcs濾紙,其中有I刀娃片為51pcs,終檢片數全檢使用本發明裝置,終檢要求500pcs/盒，50pcs/刀。檢驗情況如下
權利要求
1.基于電子天平的硅片自動計片方法，該電子天平包括輸入及顯示面板(5)，電子天平內設有內部信號處理裝置(10)，其特征在于 所述輸入及顯示面板(5)上設有數值輸入裝置(13)、硅片厚度選擇及顯示裝置(14)、硅片規格選擇裝置(17)，硅片尺寸選擇裝置(15)，計量結果顯示裝置(11)，所述內部信號處理裝置(10)包括稱重裝置，硅片面積計算裝置、硅片體積計算裝置、硅片片數計算裝置； 該電子天平的硅片自動計片方法包括如下步驟首先，在數值輸入裝置(13)、硅片厚度選擇及顯示裝置(14)、硅片規格選擇裝置(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、硅片片數計算裝置進行處理并計算出硅片片數最后在計量結果顯示裝置上顯示
2.根據權利要求1所述的硅片自動計片方法，其特征在于所述計量結果顯示裝置(11)上設有“重量”顯示面板、“片數”顯示面板、“累計片數”顯示面板及“累計次數”顯示面板。
3.根據權利要求2所述的硅片自動計片方法，其特征在于所述硅片厚度選擇及顯示裝置設有“厚度上線”按鍵、“厚度下線”按鍵、“單次最大數”按鍵，并且對應“厚度上線”按鍵、“厚度下線”按鍵、“單次最大數”按鍵分別設有顯示面板。
4.根據權利要求3所述的硅片自動計片方法，其特征在于所述硅片規格選擇裝置包括“圓片”按鍵、“單參考面”按鍵、“雙參考面”按鍵及“方片”按鍵。
5.根據權利要求4所述的硅片自動計片方法，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。
6.根據權利要求5所述的硅片自動計片方法，其特征在于所述內部信號處理裝置(10)還設有單次最大計數計算裝置，所述單次最大計數計算裝置根據選擇的硅片厚度計算出單次最大計數值并判斷是否超過該單次最大計數值，如果超出該單次最大計數值，“單次最大數”按鍵對應的顯示面板則會顯示“超出”。
7.根據權利要求6所述的硅片自動計片方法，其特征在于所述內部信號處理裝置(10)還包括了一個累計片數統計裝置，該累計片數統計裝置記錄單次計數值并相加最后將結果在計量結果顯示裝置(11)上的“累計片數”顯示面板及“累計次數”顯示面板上顯示，所述“累計”按鍵及“停止累計”按鍵用于單次計數及累計計數之間的切換，如果選擇所述“累計”按鍵，則所述累計片數統計裝置工作，可以進行多次稱重計數并將結果在““累計片數”顯示面板及“累計次數”顯示面板上顯示，如果選擇“停止累計”按鍵，則所述累計片數統計裝置停止工作，可以進行單次稱重計數。
全文摘要
本發明公開了一種基于電子天平的硅片自動計片方法，該電子天平的硅片自動計片方法包括如下步驟首先，在數值輸入裝置、硅片厚度選擇及顯示裝置、硅片規格選擇裝置，硅片尺寸選擇裝置上對需要稱重的硅片做出選擇，其次，所述內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、硅片片數計算裝置進行處理并計算出硅片片數最后在計量結果顯示裝置上顯示。本發明基于一般的電子天平進行開發，主要利用重量與密度之間固有物理特性實現片數計算，能夠高效實現硅片點片計數，具有方便、實用、廉價的優點。
文檔編號G01G19/42GK103033246SQ201210388619
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月12日 優先權日2012年10月12日
發明者孫新利 申請人:孫新利