【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体sic晶片加工，具体而言，涉及一种sic晶片表面形貌在位检测和定点研磨的系统。
技术介绍
1、单晶碳化硅作为第三代半导体材料的典型代表，具有禁带宽、电子漂移速度大、抗击穿电压高、耐高温等优良特性，被用于制作高温、高压、高频、大功率等电子器件，广泛应用于航空航天、军工、核能、新能源汽车等领域。然而，作为电子器件芯片的sic晶片需满足超平坦、超光滑、无损伤的表面要求，因此，碳化硅sic晶片需经过切片、研磨和抛光等一系列加工。但在切片、研磨和抛光过程中，大约40%的材料被去除，而由于碳化硅晶体价格昂贵，使得碳化硅sic晶片价格高，因此，减少碳化硅sic晶片制备过程中材料损耗成为产业关注的焦点。
2、近年来，采用激光剥离技术替代传统的线锯切片，已在碳化硅sic晶片制备产业应用，该技术可大大减少线切过程中材料的损耗。然而，剥离的碳化硅sic晶片表面凹凸不平，仍需进一步研磨和抛光加工，才能满足碳化硅sic晶片的平坦度要求。剥离的碳化硅表面凹凸层厚度一般仅有几个微米，但由于缺少在位精确测量技术，使得在研磨过程中往往需要去除十几甚至数十微米的厚度，不仅增加了加工成本，也造成较为严重的材料损耗。
3、公开号为cn110153872b的专利技术专利公开了一种研磨系统、sic晶片夹持装置及sic晶片的研磨方法，该研磨方法通过检测一研磨垫上所设置的一sic晶片的厚度，以产生一厚度信息，其中该厚度信息包含对应该sic晶片的一第一区域的一第一厚度以及对应于该sic晶片的一第二区域的一第二厚度，其中该研磨垫连接一研
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种sic晶片表面形貌在位检测和定点研磨的系统及工作方法，以解决现有的sic晶片在研磨时需要对整个平面进行研磨造成材料损耗以及效率低的问题。
2、本专利技术采用了如下方案：
3、本申请提供了一种sic晶片表面形貌在位检测和定点研磨的系统，包括网格划分模块、面型检测系统模块、数据处理模块、控制单元以及定点研磨模块；其中，所述网格划分模块适于将sic晶片表面划分为若干网格状的区域，所述面型检测系统模块配置为能对所述sic晶片表面的形貌进行检测；所述数据处理模块用于接收和处理从面型检测系统获取的sic晶片表面形貌数据，并根据该数据计算各个网格区域的待加工余量以及研磨所需的加工时间；所述控制单元适于获取数据处理模块的数据并控制所述定点研磨模块对sic晶片表面的各区域进行定点研磨；通过所述sic晶片表面形貌在位检测和定点研磨的系统可以实现如下工作步骤：
4、s0：将sic晶片定位放置；
5、s1：利用网格划分模块对sic晶片的表面进行网格划分，形成并记录各区域位置坐标；
6、s2：利用面型检测系统模块进行激光扫描测量，即时获取sic晶片的整体表面形貌；
7、s3：根据sic晶片的整体表面形貌数据确定sic晶片的基面；
8、s4：根据sic晶片各区域内相对于基面的高度差，计算sic晶片每个区域的待加工余量；
9、s5：根据待加工余量的大小计算每个区域的加工时间；
10、s6：控制单元获取加工数据信息；
11、s7：根据该数据信息控制磨头执行定点加工；
12、s8：对sic晶片表面形貌进行测量，判断sic晶片表面形貌是否达到要求；当不符合要求时，重复执行s5~s7的步骤，当满足要求时，加工完成。
13、进一步地，所述sic晶片通过真空吸附的方式置于工作台上，且sic晶片中心与工作台中心重合，sic晶片的定位边与工作台的x方向平行。
14、进一步地，在s1中，利用软件自动划分网格，以sic晶片中心为原点，用二维坐标轴将sic晶片划分成为四个象限，划分精度以定点研磨模块的磨头的直径为基准，将sic晶片划分成若干个矩形区域并记录各个区域的顶点位置坐标。
15、进一步地，在步骤s2中，通过面型检测系统模块的激光探头的柱面物镜将激光扩散为线激光后投射在sic晶片表面形成漫反射，利用cmos芯片接收并处理获取的光线信息，实现sic晶片高度的测量，使用的激光测量精度为±0.05μm。
16、进一步地，在步骤s3和s4中，通过比较各个区域的高度信息，选取各的区域最低点作为sic晶片的基面，并计算每个区域与基面的高度差，这里高度差定义为h，以确定每个区域需要研磨的待加工余量。
17、进一步地，根据各区域的待加工余量计算各区域研磨时间，计算公式为：研磨时间=所需研磨的高度/研磨材料去除率×研磨面积，其中，研磨材料去除率根据磨头材质、磨头转速及以及磨头所施加的压力进行设定，所述研磨面积为划分的每个区域的面积。
18、进一步地，在s6中，所述控制单元获取每个区域的中心坐标(x,y)、区域高度差h和各区域所需的加工时间t的数据以构成四维矩阵（x,y,h,t），控制单元通过四维矩阵信息控制定点研磨模块的磨头对各区域进行研磨。
19、进一步地，在步骤s2中，包括如下步骤：
20、s21：激光扫描装置的激光探头移动至探头中心和sic晶片中心共线的位置，即sic晶片的原点位置，并以划分sic晶片的x轴为基准线，激光探头沿x轴正方向移动1/2个区域的长度，移动至划分的区域的对称轴线上，测量sic晶片的第一条sic晶片高度数据，这里记为径向数据；
21、s22: 测量完第一条径向数据后，激光探头以1个区域的长度沿x轴正方向移动，移动至相邻区域的对称轴线上，记录第2条径向数据，以此类推，直至探头移动至sic晶片的边缘测量装置停止测量，探头沿基准线返回至原点处，此时获得n/2条数据。
22、s23：探头返回到原点后，沿x轴反向移动测量，移动距离和测量方式与沿x轴正向测量一致，再次获取n/2条数据，从而在s22~s23中，共获得n条径向数据。
23、s24：根据n条径向数据，结合晶片的坐标信息区分并删除非sic晶片区域的高度信息，区分并记录各区域测量的数据，从而获取sic晶片的整体表面形貌。
24、通过采用上述技术方案，本专利技术可以取得以下技术效果：
25、本专利技术方案中，通过对sic晶片表面进行区域划分，确定基面后，根据线激光传感器测量到的各个区域的高度数据与基面高度对比，快速得到sic晶片的表面形貌，并根据sic晶片局部区本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种SiC晶片表面形貌在位检测和定点研磨的系统，其特征在于，包括网格划分模块、面型检测系统模块、数据处理模块、控制单元以及定点研磨模块；其中，所述网格划分模块适于将SiC晶片表面划分为若干网格状的区域，所述面型检测系统模块配置为能对所述SiC晶片表面的形貌进行检测；所述数据处理模块用于接收和处理从面型检测系统获取的SiC晶片表面形貌数据，并根据该数据计算各个网格区域的待加工余量以及研磨所需的加工时间；所述控制单元适于获取数据处理模块的数据并控制所述定点研磨模块对SiC晶片表面的各区域进行定点研磨；通过所述SiC晶片表面形貌在位检测和定点研磨的系统可以实现如下工作步骤：
2.根据权利要求1所述的SiC晶片表面形貌在位检测和定点研磨的系统，其特征在于，所述SiC晶片通过真空吸附的方式置于工作台上，且SiC晶片中心与工作台中心重合，SiC晶片的定位边与工作台的x方向平行。
3.根据权利要求1所述的SiC晶片表面形貌在位检测和定点研磨的系统，其特征在于，在S1中，利用软件自动划分网格，以SiC晶片中心为原点，用二维坐标轴将SiC晶片划分成为四个象限，划分精度以
4.根据权利要求1所述的SiC晶片表面形貌在位检测和定点研磨的系统，其特征在于，在步骤S2中，通过面型检测系统模块的激光探头的柱面物镜将激光扩散为线激光后投射在SiC晶片表面形成漫反射，利用CMOS芯片接收并处理获取的光线信息，实现SiC晶片高度的测量，使用的激光测量精度为±0.05μm。
5.根据权利要求1所述的SiC晶片表面形貌在位检测和定点研磨的系统，其特征在于，在步骤S3和S4中，通过比较各个区域的高度信息，选取各的区域最低点作为SiC晶片的基面，并计算每个区域与基面的高度差h，以确定每个区域需要研磨的待加工余量。
6.根据权利要求5所述的SiC晶片表面形貌在位检测和定点研磨的系统，其特征在于，根据各区域的待加工余量计算各区域研磨时间，计算公式为：研磨时间=所需研磨的高度/研磨材料去除率×研磨面积，其中，研磨材料去除率根据磨头材质、磨头转速及以及磨头所施加的压力进行设定，所述研磨面积为划分的每个区域的面积。
7.根据权利要求6所述的SiC晶片表面形貌在位检测和定点研磨的系统，其特征在于，在S6中，所述控制单元获取每个区域的中心坐标(x,y)、区域高度信息h和各区域加工时间t的数据以构成四维矩阵（x,y,h,t），控制单元通过四维矩阵信息控制定点研磨模块的磨头对各区域进行研磨。
...【技术特征摘要】
1.一种sic晶片表面形貌在位检测和定点研磨的系统，其特征在于，包括网格划分模块、面型检测系统模块、数据处理模块、控制单元以及定点研磨模块；其中，所述网格划分模块适于将sic晶片表面划分为若干网格状的区域，所述面型检测系统模块配置为能对所述sic晶片表面的形貌进行检测；所述数据处理模块用于接收和处理从面型检测系统获取的sic晶片表面形貌数据，并根据该数据计算各个网格区域的待加工余量以及研磨所需的加工时间；所述控制单元适于获取数据处理模块的数据并控制所述定点研磨模块对sic晶片表面的各区域进行定点研磨；通过所述sic晶片表面形貌在位检测和定点研磨的系统可以实现如下工作步骤：
2.根据权利要求1所述的sic晶片表面形貌在位检测和定点研磨的系统，其特征在于，所述sic晶片通过真空吸附的方式置于工作台上，且sic晶片中心与工作台中心重合，sic晶片的定位边与工作台的x方向平行。
3.根据权利要求1所述的sic晶片表面形貌在位检测和定点研磨的系统，其特征在于，在s1中，利用软件自动划分网格，以sic晶片中心为原点，用二维坐标轴将sic晶片划分成为四个象限，划分精度以定点研磨模块的磨头的直径为基准，将sic晶片划分成若干个矩形区域并记录各个区域的顶点位置坐标。
4.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：任明元，梁春，张景斌，文科，强彦东，唐煌，
申请(专利权)人：苏州博宏源机械制造有限公司，
类型：发明
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