高精度测量硅棒尺寸，深视智能SRI系列一体式3D轮廓测量仪助力半导体质量管控

 

项目背景在半导体制造领域，硅棒尺寸的精准度直接影响后续切片工序的硅片质量。开方后的硅棒可能存在外观裂纹、空洞、气泡及内部杂质等缺陷，因此对硅棒的几何外形尺寸进行高精度检测至关重要。传统的人工或单一传感器检测方法受限于精度与效率，难以满足产线全自动检测需求。深视智能通过多个三维激光轮廓测量仪协同扫描与智能算法，单次扫描即可同步完成硅棒尺寸、弧长、垂直度等多项目的检测。

 

检测需求

工件名称

硅棒

工件尺寸

210mm*210mm*100mm

测量项目

弧长投影，边距，直径，直边角度

精度要求

±0.04mm（弧长投影）

±0.02mm（边距）

±0.02mm（直径）

±0.02°(角度）

速度要求

60秒/颗

 

案例分享

采用深视智能4台三维激光轮廓测量仪沿环形导轨互为90度圆周排列，形成360°无死角扫描网络。硅棒在导轨上匀速运动，4台3D相机通过外部信号同时触发，以 0.2μm Z轴重复精度与 20kHz 采样频率高速扫描获取物体截面轮廓数据。

图 | 左：点云正视    右：点云细节
 

图 | 左：点云裁剪ROI    右：点云截面轮廓

借助坐标变换和软件灰度图优化算法，将四组3D相机采集的局部点云精准拼接，形成硅棒的完整三维模型。

在点云处理阶段，通过 ROI（感兴趣区域）裁切去除冗余数据，再利用轮廓提取算法生成硅棒截面轮廓图，进而计算硅棒的边长、弧长、直径和角度等关键尺寸数据。

图 | 左：边距（边长）    右：中间边距

图 | 左 ：弧长投影    右：直边角度（垂直度）

 

图 | 测量数据结果

测量结果：经过32次静态测量，弧长投影重复性最大值为  0.003mm、边距重复性最大值为 0.0051mm、直径重复性最大值为 0.0048mm，角度重复性为 0.0088°，这些数据均满足客户检测精度要求，确保了硅棒尺寸的一致性和后续切片工序的高质量。（*此数据为实验室数据，实际测试结果与实际测试环境有关）

 

深视智能传感器推荐

深视智能SRI系列三维激光轮廓测量仪采用一体式结构，无需额外控制器，轻松适配紧凑型生产环境，内置的智能算法可自动识别硅棒位置、优化扫描参数，不仅满足硅棒尺寸全自动化检测需求，还可扩展至光伏硅片厚度测量、半导体封装缺陷检测等场景，其强大的适应性和拓展性，使其成为半导体制造全流程的理想选择。