[發明專利]單晶爐非接觸式硅棒晶線測量方法

有效

• 申請號: 201210290380.8
• 申請日: 2012-08-15
• 公開（公告）號: CN102787353A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 陳世斌
• 申請（專利權）人: 北京七星華創電子股份有限公司
• 主分類號: C30B15/26
• 分類號: C30B15/26
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及單晶硅技術領域，特別涉及一種單晶爐非接觸式硅棒晶線測量方法。

背景技術

直拉單晶制造中是把原料多硅晶塊放入石英坩堝中，在單晶爐中加熱融化，將籽晶插入液面等待晶線出現后開始放肩等徑生長。在這一過程中，固態硅與液態硅之間的固液界面上會有一圈很亮的光圈，以光圈上的晶線是否存在來判定該晶棒是單晶硅還是多晶硅如圖1所示，圖1a為多晶硅棒，圖1b為單晶硅棒。因為這一過程始終保持在高溫負壓的環境中進行，所以操作人員只能隔著觀察窗在單晶爐外部，進行肉眼觀察光圈晶線是否存在，已生長的單晶硅是否斷線變成多晶硅等。在整個生產過程中晶線是否存在都是靠經驗豐富的工人肉眼觀察，勞動強度比較大，人工成本比較高。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種單晶爐非接觸式硅棒晶線測量方法，能夠檢測出硅棒在高溫負壓的環境中進行生長時，晶線是否存在，整個過程由相機實時拍攝，電腦實時計算，為全自動單晶生長提供了很好的晶線檢測方法，全程無需經驗豐富的單晶工人參與，減少勞動強度，降低人力成本。

（二）技術方案

一種單晶爐非接觸式硅棒晶線測量方法，包括：使用相機對正在生長的單晶硅棒進行實時拍攝，分析測量成像圖，采用以下步驟進行分析測量：S1：在成像圖上確定開始掃描點A；S2：在成像圖上確定晶線特征像素值p；S3：在成像圖上確定結束點B；S4：在成像圖上采用從右到左的掃面法從S1中的A點開始逐行掃描遇到光圈則返回下一行掃描，一直到S3中所述的B點結束；S5：當在某一行內掃到晶線特征像素時，記錄下該晶線特征像素的最右邊像素點D的位置和與所述像素點D在同一行內并且在臨近像素點D的光圈上的像素點C的位置；S6：以S5中所述的像素點D的位置為最高點，像素點C的位置為最低點，計算從像素點C到像素點D的晶線平面高度x；其中，如果x等于0.5，則表明該晶線未斷線，此時正在生長的硅棒為單晶硅；如果x=0，則表明該晶線斷線，此時正在生長的硅棒為多晶硅；S7：根據S6中計算的晶線平面高度x，向控制機構發出測量結果。

更好地，所述相機使用高像素普通定焦距鏡頭CCD。

更好地，在S2中，所述晶線特征像素值的范圍為60-220。

更好地，在S6中，用所述像素點D減去像素點C得到晶線平面高度x。

（三）有益效果

本發明的單晶爐非接觸式硅棒晶線測量方法，能夠檢測出硅棒在高溫負壓的環境中進行生長時，晶線是否存在，整個過程由相機實時拍攝，電腦實時計算，為全自動單晶生長提供了很好的晶線檢測方法，全程無需經驗豐富的單晶工人參與，減少勞動強度，降低人力成本。

附圖說明

圖1為現有技術中制造多晶硅結構判斷示意圖；

圖2為本發明單晶爐非接觸式硅棒晶線測量方法的步驟流程圖；

圖3為本發明單晶爐非接觸式硅棒晶線測量方法過程示意圖；

圖4為本發明掃描光圈過程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

如圖2并參考圖3所示，一種單晶爐非接觸式硅棒晶線測量方法，包括使用相機對正在生長的單晶硅棒進行實時拍攝，分析測量成像圖，采用以下步驟進行分析測量：

S1：在開始拍攝圖像之前使用矩形線框在顯示器顯示的當前圖像上圈出要檢測的矩形區域，在矩形線框的右上角設置掃描起始點A；

S2：在成像圖上確定晶線特征像素值p；像素是表示光線強弱的一個值，值在0—255之間，沒有單位；如當光線很亮時值為255，如果光線很暗時值為3左右，所謂的特征值就是晶線的亮度值，一般在60-220之間，根據攝像機的光圈大小決定其值，如：相機光圈為1.8倍時，像素值p為80左右；

S3：在所述矩形線框的右上角設置掃描結束點B；

S4：在所述矩形線框上采用從右到左的掃面法從S1中的起始點A逐行掃描遇到光圈則返回下一行掃描，一直到S3中所述的結束點B；

如圖4所示，S5：當在某一行內掃到晶線特征像素p時，記錄下該晶線特征像素p的最右邊像素點D的位置和與所述像素點D在同一行內并且在臨近像素點D的光圈上的像素點C的位置；