一种长晶炉硅晶加工监控方法技术

本申请提供一种长晶炉硅晶加工监控方法

【技术实现步骤摘要】
一种长晶炉硅晶加工监控方法、装置及系统


[0001]本申请涉及长晶炉内硅晶加工的监测领域，特别涉及一种长晶炉硅晶加工监控方法
、
装置及系统
。

技术介绍

[0002]硅晶是硅的晶体，包括多晶硅和单晶硅，不同方向的硅晶具有不同的性质，是一种良好的半导材料，用于晶体生长的炉子称为长晶炉
。
长晶炉在用于晶体生长过程中，将硅料置于坩埚内，并将硅料在一定温度下熔化为液态硅后，将具有预定结晶取向的硅晶种下降以接触液态硅的表面，在适当地温度控制下，液态硅在硅晶种上形成具有与硅晶种所具有的预定结晶取向的单晶，接着旋转并慢慢提拉硅晶种及坩埚，以在硅晶种下方形成硅晶棒
。
以上加工过程中，由于无法对硅晶加工过程中进行实时监控，难以对生长过程进行精准的控制调节，导致得到的硅晶棒不能满足要求的情形出现
。

技术实现思路

[0003]本申请要解决的技术问题是现有长晶炉内的硅晶生长过程无法监控的问题，为此，本申请提出了一种长晶炉硅晶加工监控方法
、
装置及系统
。
[0004]针对上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
[0005]本申请技术方案提供一种长晶炉硅晶加工监控方法，包括：
[0006]获取长晶炉内部的硅晶生长监测图像；
[0007]对所述硅晶生长监测图像进行解析，确定所述硅晶生长监测图像中包括的硅晶的直径和生长高度；
[0008]根据所述硅晶的直径和所述生长高度生成硅晶生长图像并显示r/>。
[0009]一些方案中所述的长晶炉硅晶加工监控方法，所述对所述硅晶生长监测图像进行解析，确定所述硅晶生长监测图像中包括的硅晶的直径和生长高度，包括：
[0010]对所述硅晶生长监测图像进行边缘检测得到检测后图像；
[0011]在所述检测后图像中任意选取多组像素点，每组像素点包括不在同一直线上的三个像素点；
[0012]根据每组像素点中的三个像素点确定预估圆心点位置和预估直径；
[0013]根据多组像素点确定的预估圆心点位置和预估直径，确定实际圆心点位置和实际直径；
[0014]所述实际圆心点位置作为所述硅晶的中心位置，所述实际直径作为所述硅晶的直径
。
[0015]一些方案中所述的长晶炉硅晶加工监控方法，所述对所述硅晶生长监测图像进行解析，确定所述硅晶生长监测图像中包括的硅晶的直径和生长高度，还包括：
[0016]所述硅晶生长监测图像包括所述硅晶在液面的倒影；
[0017]确定所述倒影的边缘在所述硅晶生长监测图像中的位置变化，根据所述位置变化
确定所述硅晶的高度变化值作为所述生长高度
。
[0018]一些方案中所述的长晶炉硅晶加工监控方法，所述根据每组像素点中的三个像素点确定预估圆心点位置和预估直径中，通过如下方程式确定预估圆心点位置对应的坐标
(x0，
y0)
和预估直径
D
：
[0019][0020]其中，
(x1，
y1)
，
(x2，
y2)
，
(x3，
y3)
为一组像素点中的三个像素点位置对应的坐标
。
[0021]一些方案中所述的长晶炉硅晶加工监控方法，所述根据多组像素点确定的预估圆心点位置和预估直径，确定实际圆心点位置和实际直径，包括：
[0022]排除多组像素点确定的预估圆心点位置和预估直径中的最大值和最小值得到剩余预估圆心点位置和剩余预估直径；
[0023]以所述剩余预估圆心点位置中的坐标值平均值作为实际圆心点位置的坐标值，以所述剩余预估直径的平均值作为所述实际直径
。
[0024]一些方案中所述的长晶炉硅晶加工监控方法，还包括：
[0025]确定所述硅晶生长监测图像的像素行数和像素列数，以位于中心的一个或多个像素点作为所述硅晶生长监测图像的中点；
[0026]根据中点画圆算法和实际圆心点位置
、
实际直径绘制出硅晶图像
。
[0027]本申请技术方案还提供一种长晶炉硅晶加工监控装置，包括：
[0028]数据获取模块，获取长晶炉内部的硅晶生长监测图像；
[0029]解析模块，对所述硅晶生长监测图像进行解析，确定所述硅晶生长监测图像中包括的硅晶的直径和生长高度；
[0030]显示控制模块，根据所述硅晶的直径和所述生长高度生成硅晶图像并显示
。
[0031]本申请技术方案还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有程序信息，计算机读取所述程序信息后执行第一方面任一项技术方案所述的长晶炉硅晶加工监控方法
。
[0032]本申请技术方案还提供一种电子设备，包括至少一个处理器和至少一个存储器，至少一个所述存储器中存储有程序信息，至少一个所述处理器读取所述程序信息后执行第一方面任一项所述的长晶炉硅晶加工监控方法
。
[0033]本申请技术方案还提供一种长晶炉硅晶加工监控系统，用于对长晶炉内部的硅晶生长过程进行监控，所述长晶炉包括主炉室，其内部用于硅晶生长，所述主炉室的顶部开设有视镜窗口；所述系统包括：
[0034]监测机构，设置于所述主炉室的顶部；所述监测机构包括摄像头，所述摄像头的拍摄面与所述视镜窗口相对；
[0035]控制组件，设置于所述主炉室的外部；所述控制组件包括控制器和触摸显示屏；
[0036]所述摄像头拍摄长晶炉内部的硅晶生长监测图像并将其发送至所述控制器；所述
控制器获取所述硅晶生长监测图像后对所述硅晶生长监测图像进行解析，确定所述硅晶生长监测图像中包括的硅晶的直径和生长高度；根据所述硅晶的直径和所述生长高度生成硅晶生长图像；所述控制器将所述硅晶生长图像发送至所述触摸显示屏进行显示
。
[0037]一些方案中所述的长晶炉硅晶加工监控系统，所述监测机构还包括安装组件，所述安装组件包括：
[0038]安装架，包括垂直连接的横板和立柱，所述立柱设置于所述主炉室的顶部；
[0039]安装板，设置于所述横板的下表面，所述安装板与所述视镜窗口相对；所述摄像头设置于所述安装板上
。
[0040]一些方案中所述的长晶炉硅晶加工监控系统，所述摄像头包括多个；所述安装板为圆形，多个所述摄像头沿所述安装板的圆周均匀设置
。
[0041]一些方案中所述的长晶炉硅晶加工监控系统，还包括：
[0042]激光位移传感器，设置于所述安装板上，所述激光位移传感器的激光收发面与所述视镜窗口相对；所述激光位移传感器向所述视镜窗口内发射第一激光束，第一激光束经液面反射后生成第二激光束，第二激光束由所述激光位移传感器接收，所述激光位移传感器根据所述第一激光束的发射时间
、
所述第二激光束的接收时间和激光频率确定所述液面与所述激光收发面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种长晶炉硅晶加工监控方法，其特征在于，包括：获取长晶炉内部的硅晶生长监测图像；对所述硅晶生长监测图像进行解析，确定所述硅晶生长监测图像中包括的硅晶的直径和生长高度；根据所述硅晶的直径和所述生长高度生成硅晶生长图像并显示
。2.
根据权利要求1所述的长晶炉硅晶加工监控方法，其特征在于，所述对所述硅晶生长监测图像进行解析，确定所述硅晶生长监测图像中包括的硅晶的直径和生长高度，包括：对所述硅晶生长监测图像进行边缘检测得到检测后图像；在所述检测后图像中任意选取多组像素点，每组像素点包括不在同一直线上的三个像素点；根据每组像素点中的三个像素点确定预估圆心点位置和预估直径；根据多组像素点确定的预估圆心点位置和预估直径，确定实际圆心点位置和实际直径；所述实际圆心点位置作为所述硅晶的中心位置，所述实际直径作为所述硅晶的直径
。3.
根据权利要求2所述的长晶炉硅晶加工监控方法，其特征在于，所述对所述硅晶生长监测图像进行解析，确定所述硅晶生长监测图像中包括的硅晶的直径和生长高度，还包括：所述硅晶生长监测图像包括所述硅晶在液面的倒影；确定所述倒影的边缘在所述硅晶生长监测图像中的位置变化，根据所述位置变化确定所述硅晶的高度变化值作为所述生长高度
。4.
根据权利要求3所述的长晶炉硅晶加工监控方法，其特征在于，所述根据每组像素点中的三个像素点确定预估圆心点位置和预估直径中，通过如下方程式确定预估圆心点位置对应的坐标
(x0，
y0)
和预估直径
D
：其中，
(x1，
y1)
，
(x2，
y2)
，
(x3，
y3)
为一组像素点中的三个像素点位置对应的坐标
。5.
根据权利要求4所述的长晶炉硅晶加工监控方法，其特征在于，所述根据多组像素点确定的预估圆心点位置和预估直径，确定实际圆心点位置和实际直径，包括：排除多组像素点确定的预估圆心点位置和预估直径中的最大值和最小值得到剩余预估圆心点位置和剩余预估直径；以所述剩余预估圆心点位置中的坐标值平均值作为实际圆心点位置的坐标值，以所述剩余预估直径的平均值作为所述实际直径
。6.
根据权利要求5所述的长晶炉硅晶加工监控方法，其特征在于，还包括：确定所述硅晶生长监测图像的像素行数和像素列数，以位于中心的一个或多个像素点作为所述硅晶生长监测图像的中点；根据中点画圆算法和实际圆心点位置
、
实际直径绘制出硅晶图像
。
7.
一种长晶炉硅晶加工监控装置，其特征在于，包括：数据获取模块，获取长晶炉内部的硅晶生长监测图像；解析模块，对所述硅晶生长监测图像进行解析，确定所述硅晶生长监测图像中包括的硅晶的直径和生长高度；显示控制模块，根据所述硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗芳，周霖，王新赫，
申请(专利权)人：万华化学集团电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：