一种拉晶晃动监测方法、存储介质、终端和拉晶设备技术

本发明专利技术提供了一种拉晶晃动监测方法、存储介质、终端和拉晶设备，属于半导体领域，方法包括采集图像并判定当前拉晶阶段、根据拉晶阶段定位区域R、提取目标轮廓、直线拟、计算晃动值S；拉晶设备包括炉体、旋转坩埚、拉晶单元、状态监测单元、加料器和控制器，拉晶单元根据晃动值S调整拉晶升降速度和转速，以保证拉晶稳定。本发明专利技术基于图像处理和直线拟合技术实时计算拉晶的晃动值，从而通过晃动值监测晶棒的状态，以此保证拉晶状态的稳定，并提高拉晶质量，便于在半导体制造领域推广应用。便于在半导体制造领域推广应用。便于在半导体制造领域推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种拉晶晃动监测方法、存储介质、终端和拉晶设备


[0001]本专利技术属于半导体领域，涉及拉晶控制技术，具体涉及一种拉晶晃动监测方法、存储介质、终端和拉晶设备。

技术介绍

[0002]单晶硅是目前半导体行业的初始材料，因此其质量控制显得尤为重要。在制备单晶硅的过程中，晶棒拉制需要维持稳定的状态，以保证籽晶长晶不会发生大的晃动。因此，需要在拉晶过程中，实时观测晶棒的空间状态。
[0003]然而，目前晶棒的观测主要是靠人工，通过视窗观察籽晶与硅料熔化液面处的空间位置状态判定晶棒是否发生倾斜或晃动。该方法人工疲劳且难于保证持久的稳定高精度观测，这将导致晶棒晃动、尤其是微观晃动漏查或不可查，难于保证拉晶质量。
[0004]因此，亟需一种自动化或智能化的晶棒晃动值实时监测方法和系统，以保证拉晶的稳定性和拉晶质量。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种拉晶晃动监测方法、存储介质、终端和拉晶设备，其能解决上述问题。
[0006]一种基于直线拟合的拉晶晃动监测方法，方法包括：
[0007]S1、采集图像并判定当前拉晶阶段，通过监测相机多次曝光采集拉晶炉内图像；
[0008]S2、根据拉晶阶段定位区域R；
[0009]S3、提取目标轮廓；
[0010]S4、直线拟合，对目标轮廓直线拟合获得拟合直线；
[0011]S5、计算晃动值S。
[0012]进一步的，晃动值检测的拉晶阶段包括单双光圈阶段、饱满点直径阶段、引晶阶段、放肩阶段和等径阶段。
[0013]进一步的，当拉晶阶段判定为单双光圈阶段或饱满点直径阶段，定位区域R为选取粗圆柱区域R1和其中心(x,y)，目标轮廓为根据粗圆柱区域R1和筛选出的左侧轮廓C
L
和右侧轮廓C
R
，晃动值S为根据两侧轮廓获得的两拟合直线与X轴夹角的均值。
[0014]进一步的，当拉晶阶段判定为引晶阶段，定位区域R为选取细圆柱区域R4；提取的轮廓为根据角度筛选的近似垂直轮廓C
v
，晃动值S为根据近似垂直轮廓的拟合直线L
v
与X轴夹角。
[0015]进一步的，当拉晶阶段判定为等径阶段，步骤S2的定位区域包括：S21、粗定位区域R5；S22、定位亮区域R6；S23、区域运算获得等径定位区域R＝粗定位区域R5
‑
定位两区域R6；S24、去除等径定位区域R中间区域干扰；步骤S3为选取去干扰后的等径定位区域R的左右内侧轮廓C
L
和C
R
，晃动值S为两内侧轮廓左右内侧轮廓C
L
和C
R
的拟合直线与X轴夹角的均值，即的拟合直线与X轴夹角的均值，即
[0016]进一步的，当拉晶阶段判定为放肩阶段，则首先提取细圆柱面积A，并与面积阈值Threshold
细
比较，当细圆柱面积A小于面积阈值Threshold
细
，晃动值的计算与单双光圈阶段晃动值的计算方法相同，当当细圆柱面积A大于等于面积阈值Threshold
细
，晃动值的计算与引晶阶段晃动值的计算方法相同。
[0017]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行前述方法的步骤。
[0018]本专利技术还提供了一种终端，包括存储器和处理器，存储器上储存有能够在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行前述方法的步骤。
[0019]本专利技术还提供了一种拉晶设备，所述拉晶设备包括炉体、旋转坩埚、拉晶单元、状态监测单元、加料器和控制器，所述加料器穿过炉体朝向旋转坩埚设置，所述旋转坩埚、拉晶单元、状态监测单元和加料器与所述控制器电讯可控的连接，所述状态监测单元的监测相机通过多次曝光采集拉炉体内晶棒的图像；所述控制器用于坩埚转速、拉晶绳运动、硅料熔态图像接收处理和加料需求的控制，并通过前述的方法根据不同拉晶阶段计算晶棒的晃动值S，拉晶单元根据晃动值S调整拉晶升降速度和转速，以保证拉晶稳定。
[0020]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：通过本专利技术基于图像处理和直线拟合技术实时计算炉内晶柱的晃动值，从而通过晃动值监测拉晶的状态，以此保证拉晶状态的稳定，并提高拉晶质量，便于在半导体制造领域推广应用。
附图说明
[0021]图1为本专利技术基于直线拟合的拉晶晃动监测方法流程图；
[0022]图2为单双光圈阶段或饱满点直径阶段晶柱采集图像示意图；
[0023]图3为单双光圈阶段或饱满点直径阶段晃动值计算过程图像处理示意图；
[0024]图4为引晶阶段炉内晶柱采集图像示意图；
[0025]图5为引晶阶段晃动值计算过程图像处理示意图；
[0026]图6为引晶阶段拟合直线L
V
与X轴夹角示意图；
[0027]图7为等径阶段炉内图像采集示意图；
[0028]图8为等径阶段晃动值计算过程图像处理示意图；
[0029]图9为放肩阶段炉内图像采集示意图；
[0030]图10为拉晶设备示意图。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]应当理解，本说明书中所使用的“系统”、“装置”、“单元”、“终端”、和/或“模组”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
[0033]本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。
应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
[0034]第一实施例
[0035]一种基于直线拟合的拉晶晃动监测方法，参见图1，方法包括：
[0036]S1、采集图像并判定当前拉晶阶段，通过监测相机多次曝光采集拉晶炉内图像；
[0037]S2、根据拉晶阶段定位区域R；
[0038]S3、提取目标轮廓；
[0039]S4、直线拟合，对目标轮廓直线拟合获得拟合直线；
[0040]S5、计算晃动值S。
[0041]晃动值检测的拉晶阶段包括单双光圈阶段、饱满点直径阶段、引晶阶段、放肩阶段和等径阶段。
[0042]单双光圈阶段或饱满点直径阶段
[0043]晃动值S的算法包括以下步骤：
[0044]S1、采集晶棒图像，通过监测相机多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于直线拟合的拉晶晃动监测方法，其特征在于，方法包括：S1、采集图像并判定当前拉晶阶段，通过监测相机多次曝光采集拉晶炉内图像；S2、根据拉晶阶段定位区域R；S3、提取目标轮廓；S4、直线拟合，对目标轮廓直线拟合获得拟合直线；S5、计算晃动值S。2.根据权利要求1所述的拉晶晃动监测方法，其特征在于，方法包括：晃动值检测的拉晶阶段包括单双光圈阶段、饱满点直径阶段、引晶阶段、放肩阶段和等径阶段。3.根据权利要求2所述的拉晶晃动监测方法，其特征在于：当拉晶阶段判定为单双光圈阶段或饱满点直径阶段，定位区域R为选取粗圆柱区域R1和其中心(x,y)，目标轮廓为根据粗圆柱区域R1和筛选出的左侧轮廓C
L
和右侧轮廓C
R
，晃动值S为根据两侧轮廓获得的两拟合直线与X轴夹角的均值。4.根据权利要求3所述的拉晶晃动监测方法，其特征在于，当拉晶阶段判定为单双光圈阶段或饱满点直径阶段，步骤S3中两条侧轮廓的提取方法包括：S31、截取圆柱区域R1的部分圆柱区域R3：首先根据晶棒图像中心(x,y)生成一个合适的矩形区域R2，粗圆柱区域R1与运算矩形区域R2，获得部分圆柱区域R3，与运算公式为：R3＝R1∩R2，
……………………………………
式1；S32、按border样图走线方式得到区域R3的轮廓C；S33、根据角度将左侧轮廓C
L
和右侧轮廓C
R
筛选出来。5.根据权利要求3所述的晶棒晃动监测方法，其特征在于，当拉晶阶段判定为单双光圈阶段或饱满点直径阶段，步骤S4中两侧直线的拟合方法包括：S41、获取左侧轮廓C
L
和右侧轮廓C
R
上的点(x
i
,y
i
),i为大于等于2的正整数；S42、分别对两侧轮廓上的点最小二乘法直线拟合。6.根据权利要求3所述的晶棒晃动监测方法，其特征在于，当拉晶阶段判定为单双光圈阶段或饱满点直径阶段，步骤S5中晃动值S的计算方法为：S51、计算左侧直线L
L
和右侧直线L
R
分别与x轴的角度得到左侧夹角Angle
L
和右侧夹角Angle
R
,；S52、均值获得晃动值S：S＝(Angle
L
+Angle
R
)/2
………………………………
式2。7.根据权利要求2所述的拉晶晃动监测方法，其特征在于：当拉晶阶段判定为引晶阶段，定位区域R为选取细圆柱区域R4；提取的轮廓为根据角度筛选的近似垂直轮廓C
v
，晃动值S为根据近似垂直轮廓的拟合直线L
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨君，董志文，何开振，庄再城，胡方明，纪步佳，杨国炜，马旭，曹葵康，薛峰，
申请(专利权)人：苏州天准软件有限公司，
类型：发明
国别省市：